JPH01116220A - 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１ この発明は、アルコール、メタノール等の低セタン価燃
料を霧化状態でピストンの燃焼室に直接供給し、スパー
クアシストによって着火燃焼させるようにしたスパーク
アシストディーゼル機関に関する。

［従来の技術］ アルコール、メタノール等の低セタン価燃料を良好に燃
焼させるために近来種々の内燃機関が開発されている。

第３図に示す内燃機関にあっては、円形の燃焼室ｄに円
周方向に等間隔をおいてホール形燃料噴射ノズルｂから
燃料噴１　ｆ　１〜ｆ３を供給し、一つの燃料噴霧ｆ１
の下流にスパークプラグＣを配設することで、燃焼室に
生成する混合気の均一分布による着火性及び火炎伝播性
の向上を図っている。しかし、ホール形燃料噴射ノズル
ｂを採用し、多方向へ燃料を分配することは、低負荷等
の部分負荷時に於いて燃料の供給ｍが減少して各燃料噴
霧自体の貫徹力が弱まることになるから、燃焼室が稀辞
状態になり、スパークプラグ近傍に着火し火炎伝播の良
い混合気を存在させることが困難になっていた。これに
対して第４図に示す内燃機関は、上記ノズルｂに形成す
る燃料の各噴口ｄ〜ｉを燃焼室ｄの一方側に偏よらせ且
つ、各噴口ｄ〜ｉからスワール方向に間隔をおいて燃料
噴霧ｆ５〜ｆ１ｏを噴射するようにしたもので、上記の
問題となっていた部分負荷時の着火及び火炎伝播性能を
、燃料噴霧を一方側に集中させることで改善している。

しかし、このように構成すると燃焼室に対して燃料が均
一に供給されにくくなるから、高負荷側での空気利用率
が下り出力不足を招く問題がある。

このような問題を背景にした提案に［直接噴射式機関の
燃料噴射弁」　（実開昭６２−９０９８０号公報）があ
る。

この提案は第５図に示すように、上記燃焼室ｄの軸芯上
に位置させて配設された燃料噴射ノズルｂの複数の噴口
に−ｎのうち点火源近傍へ燃料を供給する一つの噴口に
の噴口面積を他の噴ロオ〜ｎの噴口面積より大きく形成
して、部分負荷時に於いて混合気生成すること、燃焼室
全体に混合気を均一に分散分布させることを両立させよ
うとしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、スパークプラグ近傍に着火し易い濃度の混合気
を生成するために、噴口を大きく形成すると、当然噴射
された燃料の粒子径は大きくなり貫徹力が強められるか
ら、燃料の蒸発による拡散は少なくなって火炎伝播され
る前に失火してしまう問題を残していた。即ち燃焼状態
が不安定に陥り易くなる。

さらに、火炎の伝播についてみると、下流側へ噴射され
た燃料噴霧に対して着火点が遠くこの点に於いても問題
を残している。

［問題点を解決するための手段１ この発明は上記問題点を解決することを目的とし、この
発明はピストンの燃焼室の略軸芯位置に、該燃焼室内に
配設された点火手段近傍へ二つの燃料噴霧を供給する噴
口と、燃焼室の他所へ燃料噴霧を均一に分配する複数の
噴口とを有する燃料噴射ノズル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］ 点火手段近傍に２つの噴口から微粒化した状態の燃料噴
霧を、燃焼室の他部に対して霧化状態の燃料噴霧を均一
に分配して、点火手段の点火がなされると、まず点火プ
ラグ近傍に供給されて層状の混合気になった微粒化状態
で供給された燃料噴霧が着火し、大きな火炎を形成する
。形成した火炎は吹き消されることなく、スワール方向
下流の燃料噴霧が生成した層状の混合気に次々と伝播す
る。

［実施例］ 以下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にはピストン１の頂面２を基準面として軸芯
方向に下方に暉ませられた燃焼室３が形成してあり、こ
の燃焼室３の水平方向断面は円形に形成されている。

燃焼室３の略軸芯上には、燃焼室３内を臨ませてアルコ
ール、メタノール等の低セタン価燃料を供給する燃料噴
射ノズル４が配設される。

この実施例に於ける燃料噴射ノズル４は、ノズルボディ
６の先端を形成する噴口部７に複数の噴口８〜１２を開
口して形成されると共に、そのノズルボディ６内に収容
した針弁（図示せず）のリフトと同時に上記各噴口８〜
１２を開口して燃料を噴出させるホール形燃料噴射ノズ
ルとして構成される。

さて噴口部７に形成される燃料の噴口数は燃料の貫徹力
を一定以上に確保する制限上５となっており、それら噴
口８〜１２のうち噴口１１．１２゜８の３個は、上記燃
焼室３の円周方向を略四分割する位置の円周１３ａに且
つ斜め下方へ、それぞれ燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ３を供給する
位置に形成され、他の噴口９．１０は、残る円周方向の
四分割位置の内周１３ａに対してスワールＳの上流、下
流に振り分けた位置の内周壁３ａで、燃焼室３の斜め下
方へ燃料噴霧Ｆ４　、Ｆｓを噴射する位置に形成される
。

ここで、円周方向に各燃料噴霧Ｆ１〜Ｆ５が形成する隣
り合う燃料噴霧角を燃料噴霧Ｆ５を基準にスワール方向
に特定すると、実施例ではθ崎θ２崎θ３崎θ４でθ４
〉θ５の関係を満足するように定められる。さらに、噴
口８〜１２の開口面積を決定する噴口直径ｄは、噴口９
の噴口直径をｄｌ、噴口１０の噴口直径をｄ２．噴口１
１の噴口直径をｄ３．噴口１２の噴口直径をｄａ、噴口
８の噴口直径をｄ５として、 ｄ１〜ｄ２．ｄ３　”＝６４Ｌｆｄｓ で且つ、ｄａ　＜ｄ３の関係を満足し、さらに（ｄａ　
＋６２）＜　（ｄ３　＋ｄ４＋ｄｓ　）の関係を満足す
るように定められる。

ところで、低セタン価燃料の着火をアシストし、燃焼さ
せる点火手数１４は実施例にあっては、上記燃料噴霧Ｆ
４　、Ｆｓ間に位置させて配設される。

実施例では点火手段１４としてスパークプラグを採用し
ている。

次に作用を説明する。

燃料噴射ノズル４の針弁がリフト方向へ動作されると、
点火手段１４の放電部１４ａのスワール方向上流及び下
流には、噴口９，１０から噴射された燃料噴霧Ｆ４　、
Ｆｓが分布する。これらの燃料噴霧Ｆ４　、Ｆｓは燃料
の粒子直径が微粒化されて小さく混合気化し易く、点火
手段１４の近傍に着火し易く且つ火炎伝播性能の良い混
合気を層状に生成する。ここで、混合気の最としては、
２つの燃料噴霧Ｆａ　、Ｆｓを点火手段１４の近傍へ供
給するようにしたことで、低負荷時等にあっても、点火
手段１４近傍はリッチになる。

従って低負荷時に放電部１４ａの放電がなされると、生
成した火炎は吹き消えて生じることなく火炎伝播し大き
な火炎を形成するから、形成された火炎はスワール方向
下流の各燃料噴霧Ｆ＋　。

Ｆ２　、Ｆ３が生成する層状の混合気に次々と伝播し燃
焼の１サイクルを完了する。

高負荷側にあっても、燃焼室３に生成する混合気層は均
一に分散分布されているから、空気利用率が上り、充分
な出力を産み出す燃焼が行われる。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、ピストンの燃焼
室の略軸芯位四に、該燃焼室内に配設された点火手段近
傍へ微粒化状態で二つの燃料噴霧を供給する噴口と、燃
焼室の他所へ霧化状態の燃料噴霧を均一に分配する複数
の噴口とを有する燃料噴射ノズルを配設したので、ある
ゆる使用負荷時に低セタン化燃料を良好に燃焼させ所望
する出力を確保できるという優れた効果を発揮できる。

【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
は第１図のＩＩ−ＩＩ線断面図、第３図及び第４図はア
ルコール、メタノール等を燃焼させるために検討された
内燃機関の概略図、第５図は従来例を示す断面図である
。 図中、１はピストン、２は頂面、３は燃焼室、４は燃料
噴射ノズル、８〜１２は噴口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ピストンの燃焼室の略軸芯位置に、該燃焼室内に配設
   された点火手段近傍へ二つの燃料噴霧を供給する噴口と
   、燃焼室の他所へ燃料噴霧を均一に分配する複数の噴口
   とを有する燃料噴射ノズルを配設したことを特徴とする
   スパークアシストディーゼル機関。