JPH01110827A - スパークアシストディーゼル機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はメタノール、アルコール等の低セタン価燃料
をピストンの燃焼室に直接霧化状態で供給し、スパーク
アシストにて燃焼させるスパークアシストディーゼル機
関に関する。

［従来の技術］ メタノールやアルコール等の低セタン価燃料を燃焼させ
る内燃機関として第５図に示すものがある。

同図に示しであるように、この内燃機関゛は、円形（水
平断面）の燃焼ｖａの略軸芯位置に、燃焼室ａを臨ませ
て燃料噴射ノズルｂを配設し、その燃料噴射ノズルｂに
上記燃焼室ａの一方側の内周壁Ｃにスワール方向に略定
間隔を有して燃料噴霧ｄ〜１を供給する噴口ｊ〜０を複
数設けて構成される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した内燃機関の燃焼のメカニズムは、まずスワール
方向上流の燃料噴霧をその噴霧の直下流に設けた点火プ
ラグｐの放電によって着火させ、生成した火炎をスワー
ル方向下流に供給された各燃料噴霧に次々と火炎伝播さ
れることにより達成される。しかし、点火後最下流の燃
料噴霧及びこの燃料噴霧が火炎伝播されるまでの時間差
に着目すると、点火時から火炎伝播されるまでの間最下
流側の燃料噴霧が混合気を生成する時間をもっているの
に対し、上流側では混合気を生成する時間を相対的に有
していない問題がある。

即ち、下流側の燃料噴霧間には、互いに火炎を伝播する
混合気が存在するのに対し、上流側に向うに連れて、火
炎を伝播する混合気の存在がなくなり噴霧間に稀薄なゾ
ーン（空気のみ）を存在させることになるからである。

従って、火炎伝播が不安定になり、着火直後吹き消えを
起す恐れがある。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的としており
、この発明はピストンに凹設した燃焼室の略軸芯上に燃
料噴射ノズルを配設し、このノズルに上記燃焼室の内周
壁へ円周方向に間隔を有して燃料噴霧を供給する噴口を
形成すると共に、これら噴口の形成間隔をスワール方向
順に順次拡大し、スワール方向上流側の燃料噴霧間に点
火手段を配設してスパークアシストディーゼル機関を構
成したものである。

［作　用］ 燃焼室゛に内周壁へ向けて噴射された燃料噴霧の噴霧角
はスワール方向順に、順次拡大されることから隣り合う
燃料噴霧間には、噴射直後から点火手段の点火がなされ
るまでの間に各噴霧に火炎を伝播させる混合気が生成さ
れる。従って、点火手段の点火がなされるとスワール方
向下流側へ火炎が次々と確実に伝播されるから、燃焼が
安定し出力性能が向上する。

［実施例］ 以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示す１はピストンである。

ピストン１の頂面２には、軸芯方向下方に窪まされて、
水平断面が円形の燃焼室３が形成されており、この燃焼
室３の略軸芯位置には、燃焼室３内にアルコール、メタ
ノール等の低セタン価燃料の噴霧を供給する燃料噴射ノ
ズル４が配設される。

燃料噴射ノズル４は実施例にあっては、第２図及び第３
図に示すようにノズルボディ５の先端を構成する噴口部
６に複数の噴口を開口して構成される。

実施例に於ける噴口の形成数は６個で、これら噴ロア〜
１２の形成位置は、比較的燃焼室の一方側に多くの噴ロ
ア〜１２が向くように且つ、スワールＳ方向順に隣り合
う噴口間距離が順次拡大される位置に定められる。

換言すると、各噴ロア〜１２からそれぞれ噴射されて燃
焼室３の内周壁３ａに到達する各燃料噴ｎ　Ｆ　１〜Ｆ
６の、隣り合う燃料噴霧同士の形成する噴霧角θが、ス
ワール方向順に順次拡大されるような位置に噴ロア〜１
２の開口位置が定められる。

即ち、スワール方向の最上流側の噴霧角をθ１、以下ス
ワール方向順に以下θ２．θ３・・・θ５とすると、θ
１〈θ２〈θ３〈θ４〈θ５を満足するように定める。

但し、各噴霧角θ１〜θ５は、少なくとも、点火時期に
あって、噴射された各燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ６が生成した混
合気同士または混合気と燃料の噴霧間に稀薄なゾーンが
存在しないように、つまり、着火侵においてスワールＳ
の順方向に火炎伝播を確実になし得る噴霧角θ１〜θ５
に定められる。

このような構成に於いて、点火手段たる点火プラグ１３
は、上記燃焼室３の内周壁３ａ寄りに放電部１３ａを位
置させ且つ、実施例では、上記噴霧角θ１の領域内に放
電部１３ａを位置させて配設される。

ところで、実施例にあっては、混合気の生成を積極的に
促進し、各燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ６間で混合気同士の火炎伝
播がなされるようにするために、上記噴ロア〜１２の噴
口直径ｄを以下のように定める。

第３図に示すように噴ロアの噴口直径をｄｌ、噴口８の
噴口直径をｄ２、噴口９の噴口直径をｄａ、噴口１０の
噴口直径をｄ４、噴口１１の噴口直径をｄｓ、噴口１２
の噴口直径をｄ６としてｄ＋　＜ｄ２＜ｄａ＜ｄ４＜ｄ
ｓ　＜ｄａに定める。

但しこの場合は、噴口直径の大きさに応じて各噴口から
噴射される燃料の粒子直径が大きくなり、貫徹力が大き
くなるから、上記噴霧角θ１〜θ５に修正を施す必要が
ある。即ちスワールＳの上流側は、下流側に対して燃料
の粒子直径が小さく下流側に対して混合気の生成が早く
なるから、噴口直径を同一にした場合に対して各噴霧角
θ１〜θ５は小さくなる方向に修正される。

従って、各噴ロア〜１２からそれぞれ噴射された燃料噴
ｎＦ１〜Ｆ６間に噴射直後から点火直前までの間、空燃
比の大きい稀薄なゾーンを存在させることなく、点火プ
ラグ１３の点火によって良好に着火され火炎伝播がなさ
れるようになる。この結果、空気利用率が高まって燃焼
が安定し、出力・燃費が向上する。

ところで、燃焼室は第４図に示すように水平断面が四角
であっても構わないが、点火プラグ１３はコーナ一部１
５に設けられる。即ち、コーナー部１５に点火プラグ１
３を設けることは、コーナ一部１５に生じる乱流Ｒのた
めに、点火プラグ１３上流に供給した燃料噴７１　Ｆ　
＋の混合気生成が促進されるからである。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明によれ
ば次の如き優れた効果を発揮する。

ピストンに凹設した燃焼室の略軸芯上に燃料噴射ノズル
に、上記燃焼室の内周壁へ燃料噴霧を噴出する噴口を円
周方向に間隔を有して形成すると共に、これら噴口の形
成間隔をスワール方向順に順次拡大し、スワール方向上
流側の燃料噴霧間に点火手段を配設したので、スワール
上流側と下流側との間に点火手段の点火によって着火し
、且つスワール方向に沿って火炎伝播される混合気を確
実に生成し、分布させることができるという優れた効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示す上面図、第２図
は燃料噴射ノズルの断面図、第３図は第２図の■−■線
断面矢視図、第４図は燃焼室の他の′形状と燃料噴射ノ
ズル及び点火プラグの配設位置を示す上面図、第５図は
低セタン価燃料を燃焼させるために検討された内燃機関
の上面図である。 図中、１はピストン、３は燃焼室、４は燃料噴射ノズル
、７〜１２は噴口、Ｓはスワール、θ１〜θ５は噴霧角
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピストンに凹設した燃焼室の略軸芯上に燃料噴射ノズル
   を配設し、該ノズルに上記燃焼室の内周壁へ円周方向に
   間隔を有して燃料噴霧を供給する噴口を形成すると共に
   、上記噴口の形成間隔をスワール方向順に順次拡大し、
   スワール方向上流側の燃料噴霧間に点火手段を配設して
   成るスパークアシストディーゼル機関。