JPH03115730A - 断熱エンジン及びその作動制御装置 - Google Patents
断熱エンジン及びその作動制御装置Info
- Publication number
- JPH03115730A JPH03115730A JP1252280A JP25228089A JPH03115730A JP H03115730 A JPH03115730 A JP H03115730A JP 1252280 A JP1252280 A JP 1252280A JP 25228089 A JP25228089 A JP 25228089A JP H03115730 A JPH03115730 A JP H03115730A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- compression stroke
- combustion chamber
- water
- intake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 109
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 105
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 105
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 5
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
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。
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、燃焼室に水を噴射するノズル及び燃料を噴
射するノズルを備えた断熱エンジン及びその作動制御装
置に関する。
射するノズルを備えた断熱エンジン及びその作動制御装
置に関する。
従来、水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンは、
例えば、特開昭６０−１８４９２３号公報に開示されて
いる。該公報に開示された水噴射式断熱セラミックディ
ーゼルエンジンは、シリンダヘッド、シリンダライナ及
びピストンヘッドのそれぞれの少な（とも燃焼室に面し
た部位のセラミックス製部材によって断熱構造の燃焼室
を形成し、前記シリンダヘッドに燃料噴射系と独立した
水噴射系より高圧水の供給を受け、前記燃焼室に水を噴
射する水噴射弁を装着し、前記水噴射弁の水噴射タイミ
ングと噴射水量とを制御して単位燃料当たりの出力を増
大させる水噴射制御装置を具備したものである。この水
噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンは、燃焼室を
断熱構造として燃焼ガス温度を高め、該燃焼室に適時適
量の水を噴射することによって噴霧水を蒸気化し、この
１気の膨張力を燃焼ガスの膨張力に加担させることによ
って燃料消費量を低減させ、単位燃料光たりの出力を増
大させると共に、水の蒸気化に伴う気化熱の吸収によっ
て新気の吸入効率の低下を補完するものである。
例えば、特開昭６０−１８４９２３号公報に開示されて
いる。該公報に開示された水噴射式断熱セラミックディ
ーゼルエンジンは、シリンダヘッド、シリンダライナ及
びピストンヘッドのそれぞれの少な（とも燃焼室に面し
た部位のセラミックス製部材によって断熱構造の燃焼室
を形成し、前記シリンダヘッドに燃料噴射系と独立した
水噴射系より高圧水の供給を受け、前記燃焼室に水を噴
射する水噴射弁を装着し、前記水噴射弁の水噴射タイミ
ングと噴射水量とを制御して単位燃料当たりの出力を増
大させる水噴射制御装置を具備したものである。この水
噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンは、燃焼室を
断熱構造として燃焼ガス温度を高め、該燃焼室に適時適
量の水を噴射することによって噴霧水を蒸気化し、この
１気の膨張力を燃焼ガスの膨張力に加担させることによ
って燃料消費量を低減させ、単位燃料光たりの出力を増
大させると共に、水の蒸気化に伴う気化熱の吸収によっ
て新気の吸入効率の低下を補完するものである。
ところで、前掲特開昭６０−１８４９２３号公報に開示
された水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンにつ
いては、従来−船釣に行われている噴射タイミングによ
って燃料噴射し、また、水の噴射は膨張行程の始まりで
行われ、水を蒸発して膨張させ、該膨張力として出力を
増大させるものである。従って、理論混合気燃焼を行う
ことができず、壁温を低下させる効果はなく、吸入効率
を向上できるものではない。
された水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンにつ
いては、従来−船釣に行われている噴射タイミングによ
って燃料噴射し、また、水の噴射は膨張行程の始まりで
行われ、水を蒸発して膨張させ、該膨張力として出力を
増大させるものである。従って、理論混合気燃焼を行う
ことができず、壁温を低下させる効果はなく、吸入効率
を向上できるものではない。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
断熱エンジンの吸入行程の後半から圧縮行程にかけて断
熱構造の高温状態のピストンヘッド、５シリンダヘツド
のヘッド下面部及びライナ上部の壁面に向けて比較的に
低圧状態で燃料噴射ノズルから吸入空気量と当量となる
燃料を燃料噴射ノズルから噴射して上記壁面より熱エネ
ルギーを吸収することにより燃料を気化させ、次いで、
圧縮行程の後半でシリンダ内の温度が燃料の可燃温度よ
り高温になる前にシリンダ内のガス雰囲気に向けて水噴
射ノズルから水を噴射し、シリンダ内温度を可燃温度以
下に冷却し、更に、スパークプラグで圧縮行程上死点付
近の最適タイミングで火花着火を行って確実に着火し、
それによって、壁面より熱エネルギーを回収すると共に
、ノッキングの発生を防止し、壁温の低下により吸入効
率を向上させる断熱エンジン及びその作動制御装置を提
供することである。
断熱エンジンの吸入行程の後半から圧縮行程にかけて断
熱構造の高温状態のピストンヘッド、５シリンダヘツド
のヘッド下面部及びライナ上部の壁面に向けて比較的に
低圧状態で燃料噴射ノズルから吸入空気量と当量となる
燃料を燃料噴射ノズルから噴射して上記壁面より熱エネ
ルギーを吸収することにより燃料を気化させ、次いで、
圧縮行程の後半でシリンダ内の温度が燃料の可燃温度よ
り高温になる前にシリンダ内のガス雰囲気に向けて水噴
射ノズルから水を噴射し、シリンダ内温度を可燃温度以
下に冷却し、更に、スパークプラグで圧縮行程上死点付
近の最適タイミングで火花着火を行って確実に着火し、
それによって、壁面より熱エネルギーを回収すると共に
、ノッキングの発生を防止し、壁温の低下により吸入効
率を向上させる断熱エンジン及びその作動制御装置を提
供することである。
この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この発明は、断熱構造の燃焼室
内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する
燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射
する水噴射手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火
花着火するスパークプラグから成る断熱エンジンに関す
る。
構成されている。即ち、この発明は、断熱構造の燃焼室
内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する
燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射
する水噴射手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火
花着火するスパークプラグから成る断熱エンジンに関す
る。
この断熱エンジンにおいて、吸入空気量を調節するスロ
ットルバルブを吸気管に設けたものである。
ットルバルブを吸気管に設けたものである。
或いは、この発明は、断熱構造の燃焼室内に吸入行程後
半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃料噴射手段、
前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射する水噴射手段
、圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火するスパーク
プラグ、吸気管に設けた吸入空気量を！Ｊ１節するスロ
ットルバルブ、吸入空気量を検出する空気流量センサー
、及び前記燃料噴射手段から吸入行程後半から圧縮行程
にかけて検出された空気量と当量となる燃料流量を噴射
制御するコントローラ、を存する断熱エンジンの作動制
御装置に関する。
半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃料噴射手段、
前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射する水噴射手段
、圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火するスパーク
プラグ、吸気管に設けた吸入空気量を！Ｊ１節するスロ
ットルバルブ、吸入空気量を検出する空気流量センサー
、及び前記燃料噴射手段から吸入行程後半から圧縮行程
にかけて検出された空気量と当量となる燃料流量を噴射
制御するコントローラ、を存する断熱エンジンの作動制
御装置に関する。
この発明による断熱エンジン及びその作動制御装置は、
以上のように構成されており、次のように作用する。即
ち、この断熱エンジンは、断熱構造の燃焼室内に吸入行
程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃料噴射手
段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射する水噴射
手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火する
スパークプラグから構成したので、シリンダ内の高温の
壁面に向けて比較的に低圧状態で燃料噴射ノズルから燃
料を噴射させることができ、上記壁面より熱エネルギー
を吸収することにより燃料をスムースに気化させ、燃料
の気化時間が長いので理論混合比の生成が容易である。
以上のように構成されており、次のように作用する。即
ち、この断熱エンジンは、断熱構造の燃焼室内に吸入行
程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃料噴射手
段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射する水噴射
手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火する
スパークプラグから構成したので、シリンダ内の高温の
壁面に向けて比較的に低圧状態で燃料噴射ノズルから燃
料を噴射させることができ、上記壁面より熱エネルギー
を吸収することにより燃料をスムースに気化させ、燃料
の気化時間が長いので理論混合比の生成が容易である。
また、圧縮行程の後半でシリンダ内ガス雰囲気に向けて
水噴射ノズルから水噴射することによって、シリンダ内
温度を可燃温度以下に冷却し、ノッキングの発生を防止
し、壁温の低下により吸入効率を向上させる。また、前
記スパークプラグで混合気は確実に着火することができ
る。
水噴射ノズルから水噴射することによって、シリンダ内
温度を可燃温度以下に冷却し、ノッキングの発生を防止
し、壁温の低下により吸入効率を向上させる。また、前
記スパークプラグで混合気は確実に着火することができ
る。
或いは、この断熱エンジンの作動制御装置は、断熱構造
の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を
噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に
水を噴射する水噴射手段、圧縮行程上死点付近で混合気
に火花着火するスパークプラグ、吸気管に設けた吸入空
気量を調節するスロットルバルブ、吸入空気量を検出す
る空気流量センサー、及び前記燃料噴射手段から吸入行
程後半から圧縮行程にかけて検出された空気量と当量と
なる燃料流量を噴射制御するコントローラから構成した
ので、前記コントローラによって検出された空気量と当
量となる燃料流量を燃料噴射手段から燃焼室内へ噴射し
、理論混合比を生成できると共に、圧縮行程の後半でシ
リンダ内ガス雰囲気に向けて水噴射ノズルから水噴射す
ることによって、シリンダ内の温度が燃料の可燃温度よ
り高温になることがなく、シリンダ内温度を可燃温度以
下に冷却し、ノンキングの発生を防止し、壁面より熱エ
ネルギーを回収すると共に、壁温の低下により吸入効率
を向上させる。
の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を
噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に
水を噴射する水噴射手段、圧縮行程上死点付近で混合気
に火花着火するスパークプラグ、吸気管に設けた吸入空
気量を調節するスロットルバルブ、吸入空気量を検出す
る空気流量センサー、及び前記燃料噴射手段から吸入行
程後半から圧縮行程にかけて検出された空気量と当量と
なる燃料流量を噴射制御するコントローラから構成した
ので、前記コントローラによって検出された空気量と当
量となる燃料流量を燃料噴射手段から燃焼室内へ噴射し
、理論混合比を生成できると共に、圧縮行程の後半でシ
リンダ内ガス雰囲気に向けて水噴射ノズルから水噴射す
ることによって、シリンダ内の温度が燃料の可燃温度よ
り高温になることがなく、シリンダ内温度を可燃温度以
下に冷却し、ノンキングの発生を防止し、壁面より熱エ
ネルギーを回収すると共に、壁温の低下により吸入効率
を向上させる。
以下、図面を参照して、この発明による断熱エンジン及
びその作動制御装置の実施例を詳述する。
びその作動制御装置の実施例を詳述する。
第１図において、この発明による作動制御装置を組み込
んだ断熱エンジンの概略断面図が示されている。この断
熱エンジンは、主として、シリンダ１４を備えたシリン
ダブロック１１．ｉシリンダ１４に嵌合したシリンダラ
イナ１５、シリンダブロック１１にガスケット２Ｂを介
して固定したシリンダヘッド１０、シリンダヘッド１０
に形成した穴部に断熱ガスケット４を介して配置したヘ
ッド下面部とライナ上部とを一体的に断熱構造に構成し
たヘッドライナ２、ヘッドライナ２とシリンダライナ１
５内を往復運動する断熱構造のピストンへラド９を備え
たピストン６、及びピストンヘッド９とヘッドライナ２
によって形成される燃焼室１を有し、特に、ヘッドライ
ナ２のヘッド下面部には、スパークプラグ３、燃料噴射
ノズル５及び水噴射ノズル７を有している。シリンダヘ
ッド１０及びヘッドライナ２には、吸気ボート１２及び
排気ボート１３が形成され、吸気ボート１２には吸気バ
ルブ８が配置され、排気ボート１３には排気バルブが配
置されている。ヘッドライナ２及びピストンヘッド９は
、窒化珪素（ＳｉＪ＜） 、炭化珪素（ＳｉＣ） 、チ
タン酸アルミニウム、チタン酸カリウム等のセラミック
材料から断熱構造に構成されている。また、断熱エンジ
ンにおいて、吸気ボート１２には、吸入空気流量を調節
するスロットルバルブ１７及び吸入空気流量を検出する
空気流量センサー】６が設けられている。スロットルバ
ルブ１７は、コントローラ３０の指令によって吸入空気
流量を言周節することができ、エンジン負荷をコントロ
ールすることができる。また、排気ボート１３に続く排
気管には、酸化還元触媒による排ガス処理装置１８が設
けられている。従って、混合気を理論混合比で燃焼させ
、発生した排ガスを排ガス処理装置１８で処理すれば、
低公害車を提供できる。
んだ断熱エンジンの概略断面図が示されている。この断
熱エンジンは、主として、シリンダ１４を備えたシリン
ダブロック１１．ｉシリンダ１４に嵌合したシリンダラ
イナ１５、シリンダブロック１１にガスケット２Ｂを介
して固定したシリンダヘッド１０、シリンダヘッド１０
に形成した穴部に断熱ガスケット４を介して配置したヘ
ッド下面部とライナ上部とを一体的に断熱構造に構成し
たヘッドライナ２、ヘッドライナ２とシリンダライナ１
５内を往復運動する断熱構造のピストンへラド９を備え
たピストン６、及びピストンヘッド９とヘッドライナ２
によって形成される燃焼室１を有し、特に、ヘッドライ
ナ２のヘッド下面部には、スパークプラグ３、燃料噴射
ノズル５及び水噴射ノズル７を有している。シリンダヘ
ッド１０及びヘッドライナ２には、吸気ボート１２及び
排気ボート１３が形成され、吸気ボート１２には吸気バ
ルブ８が配置され、排気ボート１３には排気バルブが配
置されている。ヘッドライナ２及びピストンヘッド９は
、窒化珪素（ＳｉＪ＜） 、炭化珪素（ＳｉＣ） 、チ
タン酸アルミニウム、チタン酸カリウム等のセラミック
材料から断熱構造に構成されている。また、断熱エンジ
ンにおいて、吸気ボート１２には、吸入空気流量を調節
するスロットルバルブ１７及び吸入空気流量を検出する
空気流量センサー】６が設けられている。スロットルバ
ルブ１７は、コントローラ３０の指令によって吸入空気
流量を言周節することができ、エンジン負荷をコントロ
ールすることができる。また、排気ボート１３に続く排
気管には、酸化還元触媒による排ガス処理装置１８が設
けられている。従って、混合気を理論混合比で燃焼させ
、発生した排ガスを排ガス処理装置１８で処理すれば、
低公害車を提供できる。
この断熱エンジンにおいて、スパークプラグ３は混合気
に火花着火するものであり、燃料噴射ノズル５は燃料噴
射ポンプ１９から供給される燃料を燃焼室１に噴射する
ものであり、また、水噴射ノズル７は水噴射ポンプ２０
から供給される水を燃焼室１に噴射するものである。更
に、燃料噴射ポンプ１９にはポンプ作動用ブーＩＪ２１
が設けられ、また、水噴射ポンプ２０にはポンプ作動用
プーリ２２が設けられている。これらのポンプ作動用プ
ーリ２１．２２は、クランクシャフト２３に取付は且つ
クランクシャフト２３と一体に回転するクランクプーリ
２４にタイミングベルト２５によって駆動連結されてい
る。従って、エンジン駆動に伴って燃料噴射ポンプ１９
及び水噴射ポンプ２０はタイミングベルト２５によって
駆動される。
に火花着火するものであり、燃料噴射ノズル５は燃料噴
射ポンプ１９から供給される燃料を燃焼室１に噴射する
ものであり、また、水噴射ノズル７は水噴射ポンプ２０
から供給される水を燃焼室１に噴射するものである。更
に、燃料噴射ポンプ１９にはポンプ作動用ブーＩＪ２１
が設けられ、また、水噴射ポンプ２０にはポンプ作動用
プーリ２２が設けられている。これらのポンプ作動用プ
ーリ２１．２２は、クランクシャフト２３に取付は且つ
クランクシャフト２３と一体に回転するクランクプーリ
２４にタイミングベルト２５によって駆動連結されてい
る。従って、エンジン駆動に伴って燃料噴射ポンプ１９
及び水噴射ポンプ２０はタイミングベルト２５によって
駆動される。
この時、燃料噴射ポンプ１９及び水噴射ポンプ２０は、
クランクシャフト２３０回転数の１／２回転で同期して
回転するようにタイミングベルト２５によって駆動され
る。なお、図示していないが、燃料噴射ポンプ１９及び
水噴射ポンプ２０の噴射タイミングについては、上記の
ようにクランク回転に同期させる構成でなく、燃料噴射
ノズル５と水噴射ノズル７に電気的に開閉作動する針弁
を設け、該針弁をコントローラ３０の指令で開閉するよ
うに構成することもできる。
クランクシャフト２３０回転数の１／２回転で同期して
回転するようにタイミングベルト２５によって駆動され
る。なお、図示していないが、燃料噴射ポンプ１９及び
水噴射ポンプ２０の噴射タイミングについては、上記の
ようにクランク回転に同期させる構成でなく、燃料噴射
ノズル５と水噴射ノズル７に電気的に開閉作動する針弁
を設け、該針弁をコントローラ３０の指令で開閉するよ
うに構成することもできる。
この断熱エンジンの作動制御Ｉ装置において、断熱エン
ジンは、第２図に示すように、吸入行程Ａ、圧縮行程Ｂ
、膨張行程Ｃ及び排気行程りの４サイクルから成る作動
行程で駆動されるものである。
ジンは、第２図に示すように、吸入行程Ａ、圧縮行程Ｂ
、膨張行程Ｃ及び排気行程りの４サイクルから成る作動
行程で駆動されるものである。
この作動制御装置において、燃料噴射ポンプ１９は、吸
入行程Ａの後半から圧縮行程已にかけて、断熱されて高
温になっているヘッドライナ２及びピストンヘッド９に
向けて比較的に低圧で燃料噴射ノズル５から燃料を噴射
させるように、予め噴射時期が設定されている。燃料噴
射ポンプ１９の作動によって燃焼室１に燃料を吸入行程
Ａの後半に噴射することによって、着火まで燃料の気化
時間を長くとることができる。そこで、コントローラ３
０は、該コントローラ３０に入力された吸入空気流量セ
ンサー１６による検出信号に応答して、燃料噴射ポンプ
１９から燃料噴射ノズル５へ供給される燃料を、理論混
合比になるまで圧縮行程Ｂでも噴射を続けるように制御
することができ、従って、理想的な当量燃焼を行うこと
ができる。また、燃料噴射ポンプ１９の燃料噴射口には
、燃料噴射ポンプ１９から燃料噴射ノズル５へ供給され
る燃料流量を調節する流量調節バルブが設けられている
。更に、この断熱エンジンに使用される燃料は、例えば
、ガソリン、アルコール等のオクタン価の高い燃料が好
ましい。燃料のオクタン価の高いと、圧縮比を高く設定
することができ、サイクル効率を高めることができる。
入行程Ａの後半から圧縮行程已にかけて、断熱されて高
温になっているヘッドライナ２及びピストンヘッド９に
向けて比較的に低圧で燃料噴射ノズル５から燃料を噴射
させるように、予め噴射時期が設定されている。燃料噴
射ポンプ１９の作動によって燃焼室１に燃料を吸入行程
Ａの後半に噴射することによって、着火まで燃料の気化
時間を長くとることができる。そこで、コントローラ３
０は、該コントローラ３０に入力された吸入空気流量セ
ンサー１６による検出信号に応答して、燃料噴射ポンプ
１９から燃料噴射ノズル５へ供給される燃料を、理論混
合比になるまで圧縮行程Ｂでも噴射を続けるように制御
することができ、従って、理想的な当量燃焼を行うこと
ができる。また、燃料噴射ポンプ１９の燃料噴射口には
、燃料噴射ポンプ１９から燃料噴射ノズル５へ供給され
る燃料流量を調節する流量調節バルブが設けられている
。更に、この断熱エンジンに使用される燃料は、例えば
、ガソリン、アルコール等のオクタン価の高い燃料が好
ましい。燃料のオクタン価の高いと、圧縮比を高く設定
することができ、サイクル効率を高めることができる。
また、水噴射ポンプ２０の水噴射口には、水噴射ポンプ
２０から水噴射ノズル７へ供給される水量を調節する流
量調節バルブが設けられている。
２０から水噴射ノズル７へ供給される水量を調節する流
量調節バルブが設けられている。
この断熱エンジンの作動制御装置において、空気流量セ
ンサー１６によって吸入空気量を検出し、吸入空気温度
センサー２９によって吸入空気温度を検出する。また、
ヘッドライナ２に設けた壁温センサー３１によって燃焼
室１の壁温を検出する。
ンサー１６によって吸入空気量を検出し、吸入空気温度
センサー２９によって吸入空気温度を検出する。また、
ヘッドライナ２に設けた壁温センサー３１によって燃焼
室１の壁温を検出する。
そこで、各センサーによってキ負出された検出（直をコ
ントローラ３０に入力し、コントローラ３０は吸入空気
温度、吸入空気量、壁温、エンジン回転数及びエンジン
負荷の各検出信号を受けて、燃焼室１内の温度及び圧力
を計算し、自己着火の可否を判断すると共に、燃焼室１
が好ましい温度になるように、燃焼室１に噴射する水量
を決定し、該水量を水噴射ノズル７から噴射するように
制御することができる。また、この断熱エンジンの作動
制御ＬｇＥにおいて、エンジンの作動状態を検出するセ
ンサーであるエンジン回転を検出する回転センサー２６
、及びエンジン負荷を検出する負荷センサー２７を有し
ている。これらの各センサー１６．２６．２７で検出さ
れた検出信号は、コントローラ３０に入力される。コン
トローラ３０は、センサー１６．２６．２１からの検出
信号を受けて、該谷検出信号に応答して燃料噴射ポンプ
１９から燃料噴射ノズル５に供給される燃料噴射流量を
制御し、且つ水噴射ポンプ２０から水噴射ノズル７に供
給される水の噴射流量を制御することができる。例えば
、エンジンの作動状態が高速高負荷の時に、該検出状態
に応じて水噴射ポンプ２０から噴射される水量を決定し
、水噴射ノズル７から燃焼室１内に水噴射して燃焼室１
内を冷却することができる。従って、燃焼室ｌの高速高
負荷時の高温時には、常に水噴射して燃焼室１は冷却さ
れ、温度が可燃温度以下に低下されるので、ノッキング
の発生を防止される。従って、燃焼室１は燃焼に好まし
い温度を確保できるが、混合気の着火を確実にするため
、スパークプラグ３の火花着火を行い、混合気に確実に
着火する。
ントローラ３０に入力し、コントローラ３０は吸入空気
温度、吸入空気量、壁温、エンジン回転数及びエンジン
負荷の各検出信号を受けて、燃焼室１内の温度及び圧力
を計算し、自己着火の可否を判断すると共に、燃焼室１
が好ましい温度になるように、燃焼室１に噴射する水量
を決定し、該水量を水噴射ノズル７から噴射するように
制御することができる。また、この断熱エンジンの作動
制御ＬｇＥにおいて、エンジンの作動状態を検出するセ
ンサーであるエンジン回転を検出する回転センサー２６
、及びエンジン負荷を検出する負荷センサー２７を有し
ている。これらの各センサー１６．２６．２７で検出さ
れた検出信号は、コントローラ３０に入力される。コン
トローラ３０は、センサー１６．２６．２１からの検出
信号を受けて、該谷検出信号に応答して燃料噴射ポンプ
１９から燃料噴射ノズル５に供給される燃料噴射流量を
制御し、且つ水噴射ポンプ２０から水噴射ノズル７に供
給される水の噴射流量を制御することができる。例えば
、エンジンの作動状態が高速高負荷の時に、該検出状態
に応じて水噴射ポンプ２０から噴射される水量を決定し
、水噴射ノズル７から燃焼室１内に水噴射して燃焼室１
内を冷却することができる。従って、燃焼室ｌの高速高
負荷時の高温時には、常に水噴射して燃焼室１は冷却さ
れ、温度が可燃温度以下に低下されるので、ノッキング
の発生を防止される。従って、燃焼室１は燃焼に好まし
い温度を確保できるが、混合気の着火を確実にするため
、スパークプラグ３の火花着火を行い、混合気に確実に
着火する。
この発明による断熱エンジン及びその作動制御装置は、
以上のように構成されているので、次のような効果を有
する。即ち、この断熱エンジンは、断熱構造の燃焼室内
に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃
料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射す
る水噴射手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火花
着火するスパークプラグから構成したので、断熱エンジ
ンで高排ガスエネルギーを得ることができることは勿論
のこと、シリンダ内の高温の壁面に向けて比較的に低圧
状態で燃料噴射ノズルから燃料を噴射させることができ
、上記壁面より熱エネルギーを吸収することにより燃料
を気化させ、燃料の気化時間を長くとることができ、吸
入行程から圧縮行程にかけて吸入空気量に応じた燃料流
量を理論混合比になるまで噴射制御して理論混合比を容
易に生成できると共に、圧縮行程の後半でシリンダ内ガ
ス雲囲気に向けて水噴射ノズルから水噴射することによ
って、シリンダ内の温度が燃料の可燃温度より高温にな
ることがなく、シリンダ内温度を可燃温度以下に冷却し
、ノッキングの発生を防止し、壁温の低下により吸入行
程で吸入する空気量を十分に確保して吸入効率を同上さ
せる。しかも、水噴射による燃焼室内の冷却による吸入
効率の向上によって圧縮比を高くすることができるので
、サイクル効率を向上できる。また、シリンダ内は水噴
射によって温度低下するが、前記スパークプラグによっ
て圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火するので、混
合気は確実に着火することができ、着火ミスが無く未燃
ガスの発生を防止できる。
以上のように構成されているので、次のような効果を有
する。即ち、この断熱エンジンは、断熱構造の燃焼室内
に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を噴射する燃
料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に水を噴射す
る水噴射手段、及び圧縮行程上死点付近で混合気に火花
着火するスパークプラグから構成したので、断熱エンジ
ンで高排ガスエネルギーを得ることができることは勿論
のこと、シリンダ内の高温の壁面に向けて比較的に低圧
状態で燃料噴射ノズルから燃料を噴射させることができ
、上記壁面より熱エネルギーを吸収することにより燃料
を気化させ、燃料の気化時間を長くとることができ、吸
入行程から圧縮行程にかけて吸入空気量に応じた燃料流
量を理論混合比になるまで噴射制御して理論混合比を容
易に生成できると共に、圧縮行程の後半でシリンダ内ガ
ス雲囲気に向けて水噴射ノズルから水噴射することによ
って、シリンダ内の温度が燃料の可燃温度より高温にな
ることがなく、シリンダ内温度を可燃温度以下に冷却し
、ノッキングの発生を防止し、壁温の低下により吸入行
程で吸入する空気量を十分に確保して吸入効率を同上さ
せる。しかも、水噴射による燃焼室内の冷却による吸入
効率の向上によって圧縮比を高くすることができるので
、サイクル効率を向上できる。また、シリンダ内は水噴
射によって温度低下するが、前記スパークプラグによっ
て圧縮行程上死点付近で混合気に火花着火するので、混
合気は確実に着火することができ、着火ミスが無く未燃
ガスの発生を防止できる。
また、この断熱エンジンにおいて、スロットルバルブを
吸気管に設けたので、前記スロットルバルブの調節で最
適の吸入空気量を！Ｊ＃節することができ、理論混合比
を容易に生成できる。
吸気管に設けたので、前記スロットルバルブの調節で最
適の吸入空気量を！Ｊ＃節することができ、理論混合比
を容易に生成できる。
或いは、この断熱エンジンの作動制御装置は、断熱構造
の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を
噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に
水を噴射する水噴射手段、圧縮行程上死点付近で混合気
に火花着火するスパークプラグ、吸気管に設けた吸入空
気量を調節するスロットルバルブ、吸入空気量を検出す
る空気流量センサー、及び前記燃料噴射手段から吸入行
程後半から圧縮行程にかけて検出された空気量と当量と
なる燃料流量を噴射制御するコントローラから構成した
ので、コントローラによって検出された空気量と当量と
なる燃料流量を燃料噴射手段から燃焼室内へ噴射制御し
、壁面より熱エネルギーを吸収することにより燃料を気
化させ、燃料の気化時間を長くとることができるので理
論混合比まで燃料を噴射させることができると共に、圧
縮行程の後半でシリンダ内ガス雰囲気に向けて水噴射ノ
ズルから水噴射することによって、シリンダ内の温度が
燃料の可燃温度より高温になることがな（、シリンダ内
温度を可燃温度以下に冷却し、ノッキングの発生を防止
し、壁面より熱エネルギーを回収すると共に、壁温の低
下により吸入効率を向上させる。更に、理論当量比燃焼
が可能であるので、排気管に酸化還元触媒の排気ガス処
理装置を配置すれば、排ガス処理を十分に行うことがで
き、低公害車を提供できる。
の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を
噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に圧縮行程後半に
水を噴射する水噴射手段、圧縮行程上死点付近で混合気
に火花着火するスパークプラグ、吸気管に設けた吸入空
気量を調節するスロットルバルブ、吸入空気量を検出す
る空気流量センサー、及び前記燃料噴射手段から吸入行
程後半から圧縮行程にかけて検出された空気量と当量と
なる燃料流量を噴射制御するコントローラから構成した
ので、コントローラによって検出された空気量と当量と
なる燃料流量を燃料噴射手段から燃焼室内へ噴射制御し
、壁面より熱エネルギーを吸収することにより燃料を気
化させ、燃料の気化時間を長くとることができるので理
論混合比まで燃料を噴射させることができると共に、圧
縮行程の後半でシリンダ内ガス雰囲気に向けて水噴射ノ
ズルから水噴射することによって、シリンダ内の温度が
燃料の可燃温度より高温になることがな（、シリンダ内
温度を可燃温度以下に冷却し、ノッキングの発生を防止
し、壁面より熱エネルギーを回収すると共に、壁温の低
下により吸入効率を向上させる。更に、理論当量比燃焼
が可能であるので、排気管に酸化還元触媒の排気ガス処
理装置を配置すれば、排ガス処理を十分に行うことがで
き、低公害車を提供できる。
第１図はこの発明による断熱エンジンの一実施例を示す
説明図、及び第２図は第１図の断熱エンジンの作動制御
装置において燃料噴射時期及び水噴射時期を示す説明図
である。 １、−−一一＝−燃焼室、２・−一一一一一ヘノドライ
ナ、３− ・−スパークプラグ、５−−−・燃料噴射ノ
ズル、６−−−−ピストン、７− 水噴射ノズル、９・
・−ピストンヘッド、１０・−・シリンダヘッド、工２
−・−一−−−吸気ボート、１６・−・−空気流量セン
サー、Ｉ Ｌ−−−−スロー／ ）ルバルブ、１９−−
−−燃料噴射ポンプ、２０・・水噴射ポンプ、２９−−
−一吸入空気温度センサー０ コントローラ。
説明図、及び第２図は第１図の断熱エンジンの作動制御
装置において燃料噴射時期及び水噴射時期を示す説明図
である。 １、−−一一＝−燃焼室、２・−一一一一一ヘノドライ
ナ、３− ・−スパークプラグ、５−−−・燃料噴射ノ
ズル、６−−−−ピストン、７− 水噴射ノズル、９・
・−ピストンヘッド、１０・−・シリンダヘッド、工２
−・−一−−−吸気ボート、１６・−・−空気流量セン
サー、Ｉ Ｌ−−−−スロー／ ）ルバルブ、１９−−
−−燃料噴射ポンプ、２０・・水噴射ポンプ、２９−−
−一吸入空気温度センサー０ コントローラ。
Claims (3)
- （１）断熱構造の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程
にかけて燃料を噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に
圧縮行程後半で水を噴射する水噴射手段、及び圧縮行程
上死点付近で混合気に火花着火するスパークプラグから
成る断熱エンジン。 - （２）吸入空気量を調節するスロットルバルブを吸気管
に設けた請求項１に記載の断熱エンジン。 - （３）断熱構造の燃焼室内に吸入行程後半から圧縮行程
にかけて燃料を噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に
圧縮行程後半で水を噴射する水噴射手段、圧縮行程上死
点付近で混合気に火花着火するスパークプラグ、吸気管
に設けた吸入空気量を調節するスロットルバルブ、吸入
空気量を検出する空気流量センサー、及び前記燃料噴射
手段から吸入行程後半から圧縮行程にかけて吸入空気流
量と当量となる燃料流量を噴射制御するコントローラ、
を有する断熱エンジンの作動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252280A JP2841551B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 断熱エンジン及びその作動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252280A JP2841551B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 断熱エンジン及びその作動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115730A true JPH03115730A (ja) | 1991-05-16 |
| JP2841551B2 JP2841551B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=17235053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252280A Expired - Lifetime JP2841551B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 断熱エンジン及びその作動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841551B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299578A (ja) * | 1997-04-29 | 1998-11-10 | Man B & W Diesel As | ディーゼル型のターボ過給式複式燃料内燃機関の運転方法 |
| JP2017025775A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| JP2017089556A (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| CN108590830A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-09-28 | 陈宣浩 | 向活塞顶喷水冷却的内燃机 |
| JP6436220B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-12-12 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| JP6436219B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-12-12 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| JP2019183771A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置及び制御方法 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1252280A patent/JP2841551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10299578A (ja) * | 1997-04-29 | 1998-11-10 | Man B & W Diesel As | ディーゼル型のターボ過給式複式燃料内燃機関の運転方法 |
| JP2017025775A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| US10024274B2 (en) | 2015-07-22 | 2018-07-17 | Mazda Motor Corporation | Control apparatus of engine |
| JP2017089556A (ja) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
| JP6436220B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-12-12 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| JP6436219B1 (ja) * | 2017-12-13 | 2018-12-12 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| JP2019105224A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| JP2019105225A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジン |
| CN108590830A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-09-28 | 陈宣浩 | 向活塞顶喷水冷却的内燃机 |
| JP2019183771A (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-24 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置及び制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2841551B2 (ja) | 1998-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6295973B1 (en) | Air-fuel charge controller for a homogeneous-charge, compression-ignition engine | |
| US6213086B1 (en) | Combustion engine | |
| EP0597713B1 (en) | Control unit for high-compression-ratio engines using vaporizing fuels | |
| JP4400379B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置 | |
| JPH03115730A (ja) | 断熱エンジン及びその作動制御装置 | |
| JP3257430B2 (ja) | 排気昇温装置 | |
| JP2819676B2 (ja) | ６サイクル断熱エンジン | |
| US5081970A (en) | Heat-insulating engine with swirl chamber | |
| JP3065826B2 (ja) | 気化燃料用高圧縮比エンジンの制御装置 | |
| JPH09158729A (ja) | 副室式ガスエンジン | |
| JP3062576B2 (ja) | ２サイクル内燃エンジン | |
| JP2876647B2 (ja) | 断熱エンジンの作動制御装置 | |
| JP2841553B2 (ja) | 副室式断熱エンジンの燃料噴射装置 | |
| JP2841552B2 (ja) | 副室式断熱エンジンの燃料噴射装置 | |
| JP2004346854A (ja) | 内燃機関の圧縮着火運転の制御装置 | |
| JPH09268915A (ja) | 低質油を燃料とするディーゼルエンジン | |
| JP3148813B2 (ja) | 気化燃料用高圧縮比エンジンの制御装置 | |
| JP3404886B2 (ja) | ガスエンジン | |
| JP2792139B2 (ja) | 副室式断熱エンジンの燃料噴射装置 | |
| JP2002357138A (ja) | 制御弁付き副室式ガスエンジンとその運転方法 | |
| JP3392648B2 (ja) | 直接噴射式内燃機関 | |
| JP2730198B2 (ja) | ４サイクル断熱エンジン | |
| JP2023165582A (ja) | 副燃焼室を有する高効率２ストロークエンジン | |
| JP2906594B2 (ja) | 副室式断熱エンジン | |
| JP2001073774A (ja) | 予混合圧縮自着火エンジンとその制御方法 |