JPH01313618A - デイーゼル機関の燃料噴射方法 - Google Patents

デイーゼル機関の燃料噴射方法

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JPH01313618A
JPH01313618A JP14552888A JP14552888A JPH01313618A JP H01313618 A JPH01313618 A JP H01313618A JP 14552888 A JP14552888 A JP 14552888A JP 14552888 A JP14552888 A JP 14552888A JP H01313618 A JPH01313618 A JP H01313618A
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JP
Japan
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fuel injection
fuel
combustion
main
combustion chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP14552888A
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English (en)
Inventor
Shuichi Akamatsu
秀一 赤松
Hideaki Nakano
英明 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANSHIN NAINENKI KOGYO KK
Original Assignee
HANSHIN NAINENKI KOGYO KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/06Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

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) 本発明は、低燃料消費型のディーゼル機関の燃料噴射方
法に関する。
(従来の技術) 副燃焼室付きのディーゼル機関としては、従来、予燃焼
室式、渦流燃焼室式および空気室式が知られている。
予燃焼室式とは、すべての燃料を予燃焼室に噴射して一
部燃焼させ、このときに生じた圧力上昇と温度上昇によ
って、主燃焼室と予燃焼室を連結している噴口から高速
で混合気を噴出させ、主燃焼室内で完全に燃焼させる形
式である。
渦流燃焼室式とは、渦流室内で強い空気旋回運動を与え
るように渦流室が設計され、渦流室の容積割合が大きく
通常全燃焼室の60〜75%を占めるというものである
。このように渦流室の容積が大きいので、大部分の燃料
は渦流室内で燃焼される。また渦流室と主燃焼室を連結
している噴口面積は予燃焼室式よりやや大きい。
空気室式とは、燃料が主燃焼室内に噴射され、その半燃
焼状態の所へ、膨張行程において空気室内の新鮮な空気
が流出し、空気補給と撹拌の両作用を行って、燃焼を完
結させる方式である。
(発明が解決しようとする課題) 予燃焼室式は、比較的燃焼が円滑に行われ、シリンダ圧
力が低いという利点があるが、燃焼が二段で行われるの
で燃焼期間が比較的長くなる上に、燃焼室表面積が大き
いので放熱損失も大きく、噴口を通しての絞り損失も高
速になるに従い大きくなるので、燃料消費率は悪い。
渦流燃焼室式は、第一次の燃焼割合が多く、かつ噴口面
積がやや大きいので絞り損失が少なく、そのため高速回
転において有利で、小型自動車など極めて回転の高い小
型機関に多く使用されている。しかし、この形式は圧縮
行程での噴流エネルギーが小さく且つ空気の冷却効果が
大きいので、低速回転の場合または始動直後の゛冷態運
転の場合に予燃焼室式と比べて燃焼が不安定で機関は円
滑に作動しない。そのため、渦流室内部または噴口端部
を蓄熱構造としたものが多い、このためこの蓄熱部が長
時間の使用に際して焼損するという欠点がある。また、
予燃焼室式と同様に放熱損失が大きいので燃料消費率は
悪い。
空気室式は、燃焼ガスの空気室への逆流があり、燃焼も
緩慢で且つ熱損失も多いので、燃料消費率は良くない。
上記に鑑み、本発明は副燃焼室を有するディーゼル機関
において、簡単な機構でしかも燃料消費率が良好で且つ
粗悪燃料の燃焼に適当なディーゼル機関の燃料噴射方法
を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために、本発明に係るディーゼル機
関の燃料噴射方法は、 主燃料噴射弁を有する主燃焼室と副燃料噴射弁を有する
副燃焼室からなり、上記燃料噴射弁のそれぞれに燃料を
供給する主燃料ポンプと副燃料ポンプを備えたディーゼ
ル機関の燃料噴射方法であって、 副燃料噴射弁の噴射量は、エンジンの摩擦トルクに抗し
てエンジンを駆動しうる最低限のトルク未満のトルクし
か発生しない量であって、この副燃料噴射弁の噴射量は
全負荷範囲において一定であることを特徴とする。
(作用) 一上記構成を有する本発明は、以下のように作用する。
副燃料噴射弁の燃料噴射量は、エンジンを駆動しうる最
低限のトルク未満のトルクしか発生しない量であって、
全負荷範囲に亘って一定であり、噴射量の制御は行わな
い。副燃料噴射弁の燃料噴射時期は、主燃料噴射弁より
の燃料噴射時期に対して一定時間先行するように設定さ
れている。従って、副燃料噴射弁よりの燃料噴射量の制
御のための機構が不要であり、副燃焼室と主燃焼室を連
結する噴口から主燃焼室に向けて噴出される火炎流は、
燃焼負荷に関わらず一定の渦流を主燃焼室に発生させる
。その結果、主燃料噴射弁よりの噴霧燃料の着火が良好
で、且つ安定した短時間の燃焼が得られるので、通常の
予燃焼室式や直接噴射式ディーゼル機関に使用される燃
料に比して着火性の劣る粗悪な燃料の使用に適し、燃料
消費率が低下すると共に機構の簡素化を図り得る。
(実施例) 第1図は本発明に係る燃料噴射方法を採用した副燃焼室
式ディーゼル機関の要部の横断面図、第2図(a)は本
発明による燃料噴射方法の説明図、第2図(b)は本発
明による燃料噴射方法において燃焼負荷に対する燃料ポ
ンプの噴射量を示す図、第3図(a)は本発明に係る燃
料噴射方法を採用した副燃焼室式ディーゼル機関、従来
の予燃焼室式ディーゼル機関および直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃料消費率(燃費ともいう)を比較した図、第
3図(b)は本発明に係る燃料噴射方法を採用した副燃
焼室式ディーゼル機関の熱発生率パターンを示す図、第
3図(C)は従来の予燃焼室式ディーゼル機関の熱発生
率パターンを示す図、第3図(d)は従来の直接噴射式
ディーゼル機関の熱発生率パターンを示す図である。
第1図において、1はシリンダー、2はピストン、3は
シリンダーヘッド、4はシリンダー1内の主燃焼室、5
は主燃焼室4へ燃料を噴射する主燃料噴射弁、6は主燃
料噴射弁5と主燃料ポンプ7を接続する配管である。8
は主燃料ポンプ7を駆動するカム軸である。9はシリン
ダーヘッド3に設けられた副燃焼室であり、10は副燃
焼室9へ燃料を噴射する副燃料噴射弁であって、この副
燃料噴射弁lOは配管11により副燃料ポンプ12と接
続されている。13は副燃料ポンプ12を駆動するカム
軸である。
第2図(a)において、14はクランク軸であり、この
クランク軸14に対して歯車17を介してカム軸8とカ
ム軸13がそれぞれ連結されている。
15は調速機であり、この調速機15と主燃料ポンプ7
はリンク機構16を介して連結されている。
調速機15は燃焼負荷のコントロールを行うもので、こ
の調速機15から負荷に応じた燃料噴射量の指示がリン
ク機構16を介して主燃料ポンプ7に伝達され、その結
果、負荷に応じて主燃料ポンプ7の噴射量は変動する。
しかし、副燃料ポンプ12は調速機15と連結されてい
ないので、エンジンの摩擦トルクに抗してエンジンを駆
動しうる最低限のトルク未満のトルクしか発生しない一
定量を常に噴射する。
第2図(b)に示されているように、副燃料ポンプの噴
射量は負荷に関わらず一定であるが、主燃料ポンプの噴
射量は負荷に応じて略直線的に変化する。
第3図(a)において、点線は従来の予燃焼室式のディ
ーゼル機関の燃費を示し、実線は本発明に係る燃料噴射
方法を採用した副燃焼室式のディーゼル機関の燃費を示
し、−点鎖線は従来の直接噴射式のディーゼル機関の燃
費を示す。
同図から明らかなように、本発明に係る燃料噴射方法に
よれば副燃焼室付のディーゼル機関であっても、直接噴
射式のディーゼル機関と同程度の良好な燃料消費率を示
す。
第3図(b)〜(d)において、縦軸は熱発生率(発生
熱量/クランク軸の回転角度)を示し、横軸はクランク
軸の回転角度(θ、θ2、θ。)を示す。
第3図(b)において、小さい山Aは主燃料噴射弁より
の噴射に先立って副燃料噴射弁より噴射された燃料によ
る熱発生のピークであり、この結果、主燃料噴射弁より
の噴霧燃料の着火が良好で予混合燃焼ピーク(同図のB
で示す点)が低いが、主燃焼ピークCは比較的高く、短
時間の内に効率的に燃焼が行われる。
第3図(C)において左の山りは予燃焼室での燃焼によ
るものであり、右の山Eは主燃焼室における燃焼による
もので、この山Eの高さは上記Cより低く、燃焼は緩慢
であり、その結果、燃料消費率は良くない。
第3図(d)において左の突起Fは予混合燃焼による爆
発的な燃焼を示すもので、燃焼温度は非常に高くなり、
熱効率の面からは好ましいが、燃焼に伴って発生するN
Ox濃度も上昇するという弊害がある。この直接噴射に
よる燃焼方法の燃料消費率は、第3図(a)に示したよ
うに、全負荷範囲において本発明による燃焼方法を採用
した副燃焼室式ディーゼル機関の燃料消費率とほぼ同じ
値を示す。
第3図(b)〜(d)において、θ、θ2、θ。の関係
は、θ、〉θ、〉θであり、本発明による燃焼方法を採
用したものが最も効率的に燃焼が行われることを示して
いる。
熱発生率パターンが示すように、本発明による燃焼方法
は、予混合燃焼のピークが低く着火性が劣る粗悪燃料の
使用に適していることが分かる。
(効果) 本発明に係るディーゼル機関の燃料噴射方法は以下のよ
うな効果を有する。
1)副燃料噴射弁よりの燃料噴射量は、エンジンを駆動
しうる最低限未満の量なので、燃料消費率も従来の副燃
焼室付き燃焼方式のディーゼル機関に比して大幅に改善
することができる。
2)副燃料噴射弁よりの燃料噴射時期を主燃料噴射弁よ
りの噴射時期より一定時間先行することにより、着火性
が劣る粗悪燃料を使用しても良好な燃焼が得られる。
3)副燃料噴射弁の燃料噴射量を制御しないので、副燃
料ポンプの機構を簡素化できる。従って、副燃料ポンプ
に列型連筒式の量産品を採用することができ、その設置
場所もエンジンの前後でなく、中央に装備することが可
能となる。
この結果燃料ポンプより各シリンダまでの配管長さを同
一にすると共に、全体として配管長さを短縮することが
できるので、シリンダ毎の着火燃焼のバラツキが生じな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料噴射方法を採用した副燃焼室
式ディーゼル機関の要部の横断面図、第2図(a)は本
発明による燃料噴射方法の説明図、第2図(b)は本発
明による燃料噴射方法において燃焼負荷に対する燃料ポ
ンプの噴射量を示す図、第3図(a)は本発明に係る燃
料噴射方法を採用した副燃焼室式ディーゼル機関、従来
の予燃焼室式ディーゼル機関および直接噴射式ディーゼ
ル機関の燃料消費率(燃費ともいう)を比較した図、第
3図(b)は本発明に係る燃料噴射方法を採用した副燃
焼室式ディーゼル機関の熱発生率パターンを示す図、第
3図(C)は従来の予燃焼室式ディーゼル機関の熱発生
率パターンを示す図、第3図(d)は従来の直接噴射式
ディーゼル機関の熱発生率パターンを示す図である。 1・・シリンダー、2・・ピストン、3・・シリンダー
ヘッド、4・・主燃焼室、5・・主燃料噴射弁、6・・
配管、7・・主燃料ポンプ、8・・カム軸、9・・副燃
焼室、1o・・副燃料噴射弁、11・・配管、12・・
副燃料ポンプ、13・・カム軸、14・・クランク軸、
15・・調速機、16・・リンク機構、17・・歯車

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 主燃料噴射弁を有する主燃焼室と副燃料噴射弁を有する
    副燃焼室からなり、上記燃料噴射弁のそれぞれに燃料を
    供給する主燃料ポンプと副燃料ポンプを備えたディーゼ
    ル機関の燃料噴射方法であって、 副燃料噴射弁の噴射量は、エンジンの摩擦トルクに抗し
    てエンジンを駆動しうる最低限のトルク未満のトルクし
    か発生しない量であって、この副燃料噴射弁の噴射量は
    全負荷範囲において一定であることを特徴とするディー
    ゼル機関の燃料噴射方法。
JP14552888A 1988-06-13 1988-06-13 デイーゼル機関の燃料噴射方法 Pending JPH01313618A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5312906B2 (ja) * 1972-07-17 1978-05-06
JPS5741570A (en) * 1980-08-22 1982-03-08 Shizuoka Seiki Co Ltd Grain dryer with closable outer wall
JPS63219831A (ja) * 1987-03-10 1988-09-13 Mazda Motor Corp デイ−ゼルエンジンの燃料制御装置

Patent Citations (3)

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