JPH0443816A - Engine using fuel diffused by collision - Google Patents
Engine using fuel diffused by collisionInfo
- Publication number
- JPH0443816A JPH0443816A JP2150139A JP15013990A JPH0443816A JP H0443816 A JPH0443816 A JP H0443816A JP 2150139 A JP2150139 A JP 2150139A JP 15013990 A JP15013990 A JP 15013990A JP H0443816 A JPH0443816 A JP H0443816A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- plate
- engine
- collision
- combustion chamber
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 191
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 40
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 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
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0654—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0621—Squish flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0666—Details related to the fuel injector or the fuel spray having a single fuel spray jet per injector nozzle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃焼室内に位置する衝突面に燃料噴射ノズ
ルから噴射される燃料を直接衝突させる燃料衝突拡散式
エンジンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a fuel impingement diffusion type engine in which fuel injected from a fuel injection nozzle directly impinges on a collision surface located within a combustion chamber.
従来、エンジンの燃焼室としては、直接噴射式及び副室
式によって代表されている。Conventionally, engine combustion chambers are typically of the direct injection type and the pre-chamber type.
直接噴射式燃焼室は、燃料噴射ノズルより噴射された燃
料の噴射エネルギー及び燃焼室内に形成されるスワール
及びスキツシユ流によって燃料と空気との混合を達成し
、可燃性混合気を形成している。しかしながら、該直接
噴射式燃焼室は、スワール生成のため、吸気効率が低下
するという問題を有しており、また、燃料の噴霧微粒化
及び貫徹力をアップさせるため、燃料噴射ノズルを高圧
化、高噴射率化に構成しなければならず1.構造が複雑
になるという問題を有している。A direct injection combustion chamber achieves mixing of fuel and air by the injection energy of fuel injected from a fuel injection nozzle and the swirl and squish flow formed within the combustion chamber to form a flammable mixture. However, the direct injection combustion chamber has the problem of reduced intake efficiency due to swirl generation, and in order to atomize the fuel spray and increase penetration power, the fuel injection nozzle must be pressurized to a high pressure. It must be configured to have a high injection rate.1. The problem is that the structure becomes complicated.
また、副室式燃焼室は、副室内に形成される高スワール
によって燃料油滴と空気との混合を達成し、可燃性混合
気を形成している。該副室式燃焼室は、副室内に高スワ
ールを形成し、また主室と副室との総和の伝熱面積が増
大して熱損失が増加するという問題があり、更に、主室
と副室とを遠道する連絡孔による絞り損失が増加すると
いう問題を有している。Further, the pre-chamber type combustion chamber achieves mixing of fuel oil droplets and air by a high swirl formed in the pre-chamber to form a flammable air-fuel mixture. The pre-chamber type combustion chamber has the problem that a high swirl is formed in the pre-chamber, and the total heat transfer area of the main chamber and the sub-chamber increases, increasing heat loss. There is a problem in that the aperture loss due to the communication hole that takes a long route between the chamber and the chamber increases.
そこで、上記問題点を解決するために、燃料の衝突噴流
を利用した直接噴射式衝突拡散層状給気式、いわゆる、
03KA式の燃焼室を持つエンジンが開示されている。Therefore, in order to solve the above problems, we developed a direct injection collision diffusion stratified air supply system that uses collision jets of fuel.
An engine with a 03KA type combustion chamber is disclosed.
この03KA式エンジンは、ピストンに形成した凹部即
ちキャビティの底部中央から突出する衝突部を設け、該
衝突部の周囲に凹状の燃焼室を形成し、燃料噴射ノズル
から噴射された液状燃料を衝突部に衝突させ、燃料噴流
の衝突部への衝突作用によって衝突面を起点として燃料
の拡散、微粒化等を達成し、燃料と空気との良好な混合
を達成させるものである。上記のような燃焼室を存する
エンジンでは、燃料噴射ノズルの単孔ノズルから噴射さ
れた燃料をピストンヘッドの衝突部の平らな衝突面に衝
突させて円盤状に拡散させ、次いでピストンの上昇によ
って住じるスキッシュ流によって燃料をキャビティの下
方に押し込められながら、該燃料と空気とを混合して混
合気を形成するものである。This 03KA type engine has a recess formed in the piston, that is, a collision part protruding from the center of the bottom of the cavity, a concave combustion chamber is formed around the collision part, and liquid fuel injected from a fuel injection nozzle is transferred to the collision part. The collision effect of the fuel jet on the collision part causes diffusion and atomization of the fuel starting from the collision surface, thereby achieving good mixing of the fuel and air. In an engine with a combustion chamber as described above, the fuel injected from the single-hole nozzle of the fuel injection nozzle collides with the flat collision surface of the collision part of the piston head and is dispersed in a disk shape, and then is dispersed by the rise of the piston. While the fuel is pushed down into the cavity by the flowing squish flow, the fuel and air are mixed to form an air-fuel mixture.
上記のような燃料衝突拡散式エンジンは、例えば、特開
昭5140209号公報、特開昭63−120815号
公報、特開昭62=139921号公報、特開昭63−
1710号公報に開示されたものがある。The above-mentioned fuel collision diffusion type engines are disclosed, for example, in JP-A-5140209, JP-A-63-120815, JP-A-62-139921, and JP-A-63-139921.
There is one disclosed in Publication No. 1710.
また、内燃機関の燃料噴射弁として、実開昭57−15
2458号公報に開示されたものがある。In addition, it was used as a fuel injection valve for internal combustion engines in 1985.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 2458.
該内燃機関の燃料噴射弁は、噴射口の前方に、これに対
して同軸的に障害物を設けたものである。The fuel injection valve of the internal combustion engine has an obstruction coaxially provided in front of the injection port.
ところで、上記03KA型の燃焼室を備えたピストンを
用いたエンジンは、単孔ノズルから噴射された燃料を衝
突させる衝突面はピストンヘッドの平らな衝突面であり
、燃料が該衝突面に衝突して円盤状に拡散するが、ピス
トンの上昇行程によって燃焼室内へのスキッシュ流が発
生し、該スキツシユ流によって薄膜円盤状の燃料と空気
と良好な混合気を生成して燃焼状態を良好にするもので
ある。しかしながら、エンジンの始動時及び部分負荷時
には、衝突面は低温状態であり、該衝突面に燃料が衝突
した場合には良好な円盤状燃料薄膜が形成されず、燃料
が付着してデポジットを生成し、衝突面にカーボン堆積
のため効果的な燃料噴霧の拡散分布が得られず、燃焼効
率が悪化するという問題がある。By the way, in an engine using a piston equipped with the above-mentioned 03KA type combustion chamber, the collision surface on which the fuel injected from the single-hole nozzle collides is a flat collision surface of the piston head, and the fuel collides with the flat collision surface of the piston head. However, due to the upward stroke of the piston, a squish flow is generated into the combustion chamber, and this squish flow generates a thin film disc-shaped mixture of fuel and air to improve combustion conditions. It is. However, when the engine is started and under partial load, the collision surface is in a low temperature state, and when fuel collides with the collision surface, a good disk-shaped fuel thin film is not formed, and the fuel adheres and forms deposits. However, there is a problem in that an effective diffusion distribution of fuel spray cannot be obtained due to carbon deposits on the collision surface, resulting in deterioration of combustion efficiency.
更に、衝突面に燃料を噴射させて良好な円盤状燃料フィ
ルムを形成するには、衝突板に衝突する燃料噴流速度を
遅くしなければならないが、その結果、衝突面上を沿っ
て流れる液状燃料即ち円盤状燃料の流れも遅くなり、着
火性のよい軽油の場合には、空気との十分な混合気が形
成される前に、着火してしまい燃焼状態が悪化すること
がある。Furthermore, in order to inject fuel onto the impact surface and form a good disk-shaped fuel film, the speed of the fuel jet that impinges on the impact plate must be slowed down, but as a result, the liquid fuel flowing along the impact surface In other words, the flow of the disc-shaped fuel becomes slower, and in the case of light oil with good ignitability, it may ignite before a sufficient mixture with air is formed, resulting in poor combustion conditions.
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
ピストンヘッドに燃焼室を形成し、該燃焼室に対向する
ノリンダヘッドから支持体を下方に伸ばし、該支持体の
下端部に燃料衝突面を備えた衝突板を取付け、該衝突面
に対して液状燃料を噴射する燃料噴射ノズルをか衝突板
と同軸上にシリンダヘッドに配置し、衝突面に燃料噴射
ノズルから燃料を噴射し、その噴射した液状燃料を衝突
させて、円盤状に均一に拡散させ、特に、衝突板を発熱
体に構成するため該衝突板にヒータを配置し、燃料噴射
ノズルとしてビントルタイプの単孔ノズルを使用し、エ
ンジンの始動及び部分負荷の検出信号に応答してヒータ
をi!電し、噴孔からの燃料を加熱された衝突板に衝突
させて着火燃焼させ、また、高質vi検出信号に応答し
てヒータをオフにして燃料を衝突面に噴射して円盤状燃
料薄膜を形成し、燃焼室へのスキツシユ流で流入する空
気と燃料との良好な混合を実現する燃料衝突拡散式エン
ジンを提供することである。The purpose of this invention is to solve the above problems,
A combustion chamber is formed in the piston head, a support extends downward from the norinda head facing the combustion chamber, a collision plate with a fuel collision surface is attached to the lower end of the support, and a collision plate with a fuel collision surface is attached to the bottom end of the support. A fuel injection nozzle that injects liquid fuel is placed in the cylinder head on the same axis as the collision plate, and fuel is injected from the fuel injection nozzle onto the collision surface, and the injected liquid fuel collides and spreads uniformly in a disk shape. In particular, in order to configure the collision plate as a heating element, a heater is disposed on the collision plate, a bottle-type single-hole nozzle is used as the fuel injection nozzle, and the engine is responsive to engine starting and partial load detection signals. Heater i! The fuel from the nozzle holes is ignited and combusted by colliding with the heated collision plate, and in response to the high-quality VI detection signal, the heater is turned off and the fuel is injected onto the collision surface to form a disc-shaped fuel thin film. It is an object of the present invention to provide a fuel impingement diffusion type engine that forms a combustion chamber and achieves good mixing of air and fuel flowing into a combustion chamber in a squishy flow.
この発明は、上記目的を達成するため、次のように構成
されている。即ち、この発明は、ピストンヘッドに形成
した燃焼室、該燃焼室内にピストン上死点付近で突入可
能であり且つシリンダヘッドに取付けたプレート、該プ
レートの衝突面に対向して開口する噴孔を備え且つ前記
シリンダヘッドに取付けた燃料噴射ノズル、前記プレー
トに設けた発熱体、エンジンの作動状態を検出するセン
サー、及び該センサーによる検出信号に応答して前記発
熱体の加熱状態を制御するコントローラ、を有する燃料
衝突拡散式エンジンに関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention includes a combustion chamber formed in a piston head, a plate that can enter the combustion chamber near the top dead center of the piston and is attached to the cylinder head, and a nozzle hole that opens opposite to the collision surface of the plate. A fuel injection nozzle provided and attached to the cylinder head, a heating element provided on the plate, a sensor that detects the operating state of the engine, and a controller that controls the heating state of the heating element in response to a detection signal from the sensor. The present invention relates to a fuel impingement diffusion engine having a fuel impingement diffusion type engine.
また、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記プレ
ートはセラミック材料から成り、前記発熱体は前記プレ
ートに配置したヒータコイルである。Further, in this fuel collision diffusion type engine, the plate is made of a ceramic material, and the heating element is a heater coil disposed on the plate.
更に、この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、前記コン
トローラは前記センサーによる始動又は部分負荷の検出
信号に応答して前記発熱体を通電し、また、高負荷検出
信号に応答して前記発熱体を非通電にする制御を行うも
のである。Furthermore, in this fuel impingement diffusion engine, the controller energizes the heating element in response to a start or partial load detection signal from the sensor, and de-energizes the heating element in response to a high load detection signal. This is to control the
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成され、次のように作用する。即ち、この燃料衝突
拡散式エンジンは、ピストンヘッドに形成した燃焼室内
にピストン上死点付近で突入可能なプレートをシリンダ
ヘッドに取付け、前記プレートの衝突面に対向して開口
する噴孔を備えた燃料噴射ノズルを前記シリンダヘッド
に取付け、特に、コントローラの指令で前記プレートに
設けた発熱体即ちヒータをエンジンの作動状態を検出す
るセンサーによる検出信号に応答して前記ヒータの加熱
状態を制御したので、エンジンの始動時及び部分負荷時
のような低温時には、前記コントローラの指令で前記ヒ
ータに通電して前記プレートを加熱し、前記燃料噴射ノ
ズルから噴射された燃料を前記ヒータを埋め込んだ前記
プレートの衝突面に衝突させて円盤状燃料フィルムを形
成させ、該円盤状燃料フィルムにピストン上昇で発生す
るスキッシュ流を交差させ、燃料と空気との良好な混合
を実現し、確実に且つ最適時に着火燃焼させることがで
きる。The fuel impingement diffusion type engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, this fuel collision diffusion type engine has a plate attached to the cylinder head that can plunge into the combustion chamber formed in the piston head near the top dead center of the piston, and is provided with nozzle holes that open opposite the collision surface of the plate. A fuel injection nozzle is attached to the cylinder head, and in particular, the heating state of the heater is controlled in response to a detection signal from a sensor that detects the operating state of the engine by controlling a heating element, that is, a heater, provided on the plate according to a command from a controller. When the temperature is low, such as when the engine is started or under partial load, the heater is energized by a command from the controller to heat the plate, and the fuel injected from the fuel injection nozzle is transferred to the plate in which the heater is embedded. A disk-shaped fuel film is formed by colliding with the collision surface, and the squish flow generated by the rising piston crosses the disk-shaped fuel film, achieving good mixing of fuel and air, ensuring ignition and combustion at the optimum time. can be done.
また、高負荷時には、前記プレートは高温状態であるの
で、前記プレートを加熱する必要はなく、前記ヒータを
オフにして高温状態のプレートの衝突面に燃料噴射ノズ
ルから燃料を衝突噴射し、該液状燃料を前記衝突面に沿
って半径方向外向きに拡散して円盤状燃料フィルムを形
成し、該円盤状燃料フィルムに強力なスキッシュ流を交
差させて燃料と空気との混合を促進し、燃焼が促進され
燃焼効率を改善することができる。In addition, when the load is high, since the plate is in a high temperature state, there is no need to heat the plate, and the heater is turned off and fuel is impingement-injected from a fuel injection nozzle onto the collision surface of the plate in a high-temperature state. The fuel is diffused radially outward along the impingement surface to form a disk-shaped fuel film, and a strong squish flow intersects the disk-shaped fuel film to promote mixing of the fuel and air, resulting in combustion. combustion efficiency can be improved.
以下、図面を参照して、この発明による燃料衝突拡散式
エンジンの実施例を説明する。Embodiments of the fuel collision-diffusion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例を示す概略図、及び第2図は第1図の線■−■にお
ける断面図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a fuel collision-diffusion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 1--2 in FIG.
第1図に示すように、この燃料衝突拡散式エンジンは、
シリンダブロック9、該シリンダブロック9に固定され
た吸排気ボート6を備えたシリンダヘッド3、シリンダ
ブロック9に設けられたシリンダ内を往復運動するピス
トン15、ピストン15のピストンヘッド部lに形成し
た燃焼室?、及びシリンダへフド3の下面部に噴孔11
を開口する燃料噴射ノズル4を有している。As shown in Figure 1, this fuel impingement-diffusion engine is
A cylinder block 9, a cylinder head 3 having an intake/exhaust boat 6 fixed to the cylinder block 9, a piston 15 reciprocating within the cylinder provided in the cylinder block 9, and combustion formed in the piston head portion l of the piston 15. Room? , and a nozzle hole 11 on the lower surface of the cylinder hood 3.
It has a fuel injection nozzle 4 that opens.
この燃料衝突拡散式エンジンは、特に、ピストン15の
ピストンヘッド部lに形成された燃焼室2に対向するシ
リンダヘッド3の下面部に、燃料噴射ノズル4及び該燃
料噴射ノズル4と同軸上に下方の突出して配置された円
盤状のプレート5を設けている。このプレート5は、シ
リンダヘッド3に形成された孔部13にガスケット4A
を介して配置されたリング部14と該リング部14と一
体構造で且つ下方へ伸びる3本の支持足8によって支持
されている。燃料噴射ノズル4は、シリンダヘッド3に
形成された孔部13を貫通してリング部14と同軸上で
且つリング部14の上面にガスケ−/ ト4 Aを介し
て配置されており、単噴孔11をプレート5の中央部位
に対向して開口している。プレート5は、ピストン上死
点付近においてピストン15のピストンヘッド部1に形
成した燃焼室2に開口部10から突入する位置に設定さ
れている。In particular, this fuel collision diffusion type engine has a fuel injection nozzle 4 disposed on the lower surface of the cylinder head 3 facing the combustion chamber 2 formed in the piston head portion l of the piston 15, and a fuel injection nozzle 4 disposed downwardly on the same axis as the fuel injection nozzle 4. A disc-shaped plate 5 is provided in a protruding manner. This plate 5 is fitted with a gasket 4A in a hole 13 formed in the cylinder head 3.
It is supported by a ring part 14 disposed through the ring part 14 and three support legs 8 which are integrally structured with the ring part 14 and extend downward. The fuel injection nozzle 4 passes through a hole 13 formed in the cylinder head 3 and is disposed coaxially with the ring part 14 and on the upper surface of the ring part 14 via a gasket 4A. A hole 11 is opened to face the central portion of the plate 5. The plate 5 is set at a position where it projects into the combustion chamber 2 formed in the piston head portion 1 of the piston 15 from the opening 10 near the top dead center of the piston.
この燃料衝突拡散式エンジンは、特に、プレート5にヒ
ータ12を埋め込み、該ヒータ12をエンジンの作動状
態でオン・オフ制御してプレート5の衝突面7の温度を
制御したことに特徴を有している。このヒータ12は、
端子17から接続管19、リング部14及び支持足8へ
と伸びるラインによって電流が通電されるように構成さ
れている。プレート5は、耐熱性に富んだ高温になる窒
化珪素(SisNn)、炭化珪素(SiC)等のセラミ
ック材料から製作されている。プレート5にヒータ12
を設けるには、例えば、セラミック製プレートにタング
ステンのコイルをサンドインチ状に埋設し、又はセラミ
ック製プレートにタングステン粉末をペースト状にした
ものを塗布し、例えば、10 kg/cta”以上のガ
ス圧の状態の炉内で焼成して製作する。この場合、接続
管19とリング部14との接続部16におけるラインの
接点及びタングステンコイルには、銅、銀等の金属材料
を被覆し、タングステンの酸化を防止する構造に構成す
ることが好ましい。This fuel collision diffusion type engine is particularly characterized in that a heater 12 is embedded in the plate 5, and the temperature of the collision surface 7 of the plate 5 is controlled by controlling the heater 12 on and off depending on the operating state of the engine. ing. This heater 12 is
A current is applied through a line extending from the terminal 17 to the connecting tube 19, the ring portion 14, and the support leg 8. The plate 5 is made of a ceramic material, such as silicon nitride (SisNn) or silicon carbide (SiC), which has high heat resistance and can reach high temperatures. Heater 12 on plate 5
To provide a In this case, the contact point of the line and the tungsten coil at the connection part 16 between the connecting tube 19 and the ring part 14 are coated with a metal material such as copper or silver, and the tungsten coil is coated with a metal material such as copper or silver. It is preferable to configure the structure to prevent oxidation.
この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、プレート5のヒ
ータ12は、コントローラ20の指令によって通電或い
は非通電に制御され、加熱或いは非加熱状態にされる。In this fuel collision diffusion type engine, the heater 12 of the plate 5 is controlled to be energized or de-energized by a command from the controller 20, and is heated or not heated.
このヒータ12には、後述の燃料噴射ノズル4の単項孔
11からの燃料噴射を受けるように位置設定されている
。プレート5の燃料衝突面7は、円形状の平滑な面に形
成されている。従って、ピストン上死点付近でプレート
5が燃焼室2に突入した状態の時に、燃料噴射ノズル4
の噴孔11からプレート5の衝突面7に燃料が噴射され
、衝突面7に衝突した燃料は衝突面7の半径方向外向き
に沿って円盤状燃料フィルムとなって燃焼室2内に拡散
することができる。また、ピストン15の上昇によって
発生する燃焼室2へのスキッシュ流は、矢印のように、
燃焼室2に流入する。そこで、燃焼室2への空気の強い
スキッシュ流と円盤状燃料フィルムとは、直交状態に交
差し、空気と燃料の混合が促進され、最適の混合気形成
が行われ、次いで着火燃焼し、良好な燃焼状態を確保す
ることができる。しかも、高負荷時には燃焼室2は高温
状態であり、従って、プレート5の衝突面7が高温にな
っているので、燃料が衝突面7に衝突した後、該衝突面
7に付着した燃料は速やかに蒸発し、強いスキッシュ流
によって混合が促進され、燃焼が遅れることもなく、ま
た、HC等が発生してカーボンの付着が発生することも
なく、常に衝突面7は平らな面を維持することができ、
衝突燃料は良好な円盤状燃料フィルムを形成することが
できる。This heater 12 is positioned so as to receive fuel injection from a single hole 11 of a fuel injection nozzle 4, which will be described later. The fuel collision surface 7 of the plate 5 is formed into a circular smooth surface. Therefore, when the plate 5 enters the combustion chamber 2 near the top dead center of the piston, the fuel injection nozzle 4
Fuel is injected from the nozzle holes 11 to the collision surface 7 of the plate 5, and the fuel that collides with the collision surface 7 becomes a disk-shaped fuel film along the radial outward direction of the collision surface 7 and diffuses into the combustion chamber 2. be able to. In addition, the squish flow toward the combustion chamber 2 generated by the rise of the piston 15 is as shown by the arrow.
It flows into the combustion chamber 2. Therefore, the strong squish flow of air into the combustion chamber 2 and the disk-shaped fuel film intersect in a perpendicular state, promoting the mixing of air and fuel, forming an optimal mixture, and then igniting and burning, resulting in good A good combustion condition can be ensured. Moreover, when the load is high, the combustion chamber 2 is in a high temperature state, and therefore the collision surface 7 of the plate 5 is high temperature, so after the fuel collides with the collision surface 7, the fuel attached to the collision surface 7 is quickly removed. The collision surface 7 is always kept flat without evaporating, mixing is promoted by a strong squish flow, combustion is not delayed, HC etc. are generated and carbon is not deposited, and the collision surface 7 is always kept flat. is possible,
The impingement fuel can form a good disk-shaped fuel film.
ところで、エンジン始動時又は部分負荷時には、燃焼室
2は高温状態になっておらず、プレート5の衝突面7も
高温状態ではない、低温状態のプレート5に燃料が衝突
した場合には、衝突面7に付着した燃料を速やかに蒸発
させることができないから、カーボン付着の原因になり
、燃料と空気との良好な混合を期待できない。By the way, when the engine is started or under partial load, the combustion chamber 2 is not in a high temperature state, and the collision surface 7 of the plate 5 is also not in a high temperature state.If fuel collides with the plate 5 in a low temperature state, the collision surface Since the fuel adhering to the fuel tank 7 cannot be quickly evaporated, it becomes a cause of carbon adhesion, and good mixing of fuel and air cannot be expected.
そこで、エンジン始動時又は部分負荷時には、ピストン
15が上昇して上死点近傍で燃料噴射ノズル4の噴孔1
1から燃料を噴射するようにする。Therefore, when the engine is started or under partial load, the piston 15 rises and the nozzle hole 1 of the fuel injection nozzle 4 reaches near the top dead center.
Start injecting fuel from 1.
しかも、コントローラ20の指令でプレート5のヒータ
12に1itL、プレート5を加熱する。そこで、噴孔
11から噴射された燃料は、プレート5の衝突面7に衝
突させる。衝突面7に衝突し・た燃料は、円盤状燃料フ
ィルムになって拡散され、燃焼室2への空気の強いスキ
ツシユ流と該円盤状燃料薄膜とは、直交状態に交差し、
空気と燃料の混合が促進され、最適の混合気形成が行わ
れ、次いで着火燃焼し、良好な燃焼状態を確保すること
ができる。Moreover, the heater 12 of the plate 5 heats the plate 5 by 1 itL according to a command from the controller 20. Therefore, the fuel injected from the nozzle holes 11 is caused to collide with the collision surface 7 of the plate 5. The fuel that collided with the collision surface 7 becomes a disc-shaped fuel film and is diffused, and the strong air flow into the combustion chamber 2 and the disc-shaped fuel thin film intersect at right angles.
Mixing of air and fuel is promoted, an optimal air-fuel mixture is formed, and then ignition and combustion occur to ensure good combustion conditions.
次に、この燃料衝突拡散式エンジンの作動(7) −例
を、第3図を参照して説明する。第3図は第1図の燃料
衝突拡散式エンジンの作動の一例を示す処理フロー図で
ある。Next, an example of operation (7) of this fuel collision-diffusion type engine will be explained with reference to FIG. FIG. 3 is a process flow diagram showing an example of the operation of the fuel collision-diffusion type engine shown in FIG.
この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、燃料噴射ノズル
4は、エンジンの作動状態に応答してコントローラ20
の指令でプレート5のヒータ12を加熱する制御を行う
ように構成されている。即ち、この燃料衝突拡散式エン
ジンには、燃焼室2の温度即ちプレート5の温度を検出
するための、エンジンの負荷L1を検出する負荷センサ
ー18が設けられている。この負荷センサー18は、例
えば、アクセルペダルの踏込み量或いは燃料噴射ノズル
4から噴射される燃料流量を検出するセンサーで構成す
ることができ、エンジン負荷L1は、上記センサーでア
クセルペダルの踏込み量或いは燃料噴射ノズル4からの
燃料噴射流量を検出することによって検出することがで
きる。場合によっては、燃焼室2の温度即ちプレート5
の温度を検出することも可能である。In this fuel impingement diffusion engine, the fuel injection nozzle 4 is controlled by a controller 20 in response to the operating state of the engine.
The heater 12 of the plate 5 is controlled to be heated in accordance with the command. That is, this fuel impingement diffusion type engine is provided with a load sensor 18 for detecting the engine load L1 in order to detect the temperature of the combustion chamber 2, that is, the temperature of the plate 5. This load sensor 18 can be configured, for example, with a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the flow rate of fuel injected from the fuel injection nozzle 4, and the engine load L1 is determined by the amount of depression of the accelerator pedal or the amount of fuel This can be detected by detecting the fuel injection flow rate from the injection nozzle 4. In some cases, the temperature of the combustion chamber 2, i.e. the plate 5
It is also possible to detect the temperature of
まず、この燃料衝突拡散式エンジンにおける作動につい
て、エンジンが始動時であるか否かを判断しくステップ
40)、始動時である場合には処理はステップ45に進
み、始動時でない場合には、負荷センサー18によって
エンジン負荷Ltを検出する(ステップ41)。検出さ
れたエンジン負荷Ltの検出信号は、コントローラ20
に入力され、該コントローラ20は、入力された検出信
号の負荷り、と予め設定した所定の負荷り。。とを比較
し判断する(ステップ42)。First, regarding the operation of this fuel impingement diffusion type engine, it is determined whether or not the engine is at the time of starting (step 40). If the engine is at the time of starting, the process proceeds to step 45; if not at the time of starting, the load Engine load Lt is detected by sensor 18 (step 41). The detection signal of the detected engine load Lt is sent to the controller 20
The controller 20 receives a load of the input detection signal and a predetermined load. . (step 42).
まず、エンジン負荷り、が所定の負荷LEIIより大き
い場合には、燃焼室2及びプレート5は高温状態である
(ステップ43)ので、プレート5のヒータ12に通電
して衝突面7を加熱する必要がないので、ヒータ12の
スイッチをオフにする(ステップ44)、ピストン上死
点近傍で燃料噴射ノズル4の噴孔11から噴射された液
状燃料をプレート5の衝突面7に衝突させる。衝突面7
に噴射された液状燃料は、高温状態の衝突面7に沿って
半径方向外向きに良好に拡散して円盤状燃料フィルムを
形成する。そこで、円盤状燃料フィルムは燃焼室2への
強いスキッシュ流で流入する空気と良好な混合気を生成
して着火燃焼する。First, if the engine load is larger than the predetermined load LEII, the combustion chamber 2 and the plate 5 are in a high temperature state (step 43), so it is necessary to energize the heater 12 of the plate 5 to heat the collision surface 7. Therefore, the heater 12 is turned off (step 44), and the liquid fuel injected from the injection hole 11 of the fuel injection nozzle 4 is caused to collide with the collision surface 7 of the plate 5 near the top dead center of the piston. Collision surface 7
The liquid fuel injected into the contact surface 7 well diffuses outward in the radial direction along the high-temperature collision surface 7 to form a disk-shaped fuel film. Therefore, the disk-shaped fuel film generates a good mixture with the air flowing into the combustion chamber 2 with a strong squish flow, and ignites and burns it.
また、エンジン始動時又はエンジン負荷L□が所定の負
荷L1゜より小さい場合には、燃焼室2及びプレート5
は高温状態でない(ステップ45)ので、ヒータ7のス
イッチをオンにしくステン146)、ヒータ12を通電
してプレート5を加熱する(ステップ47)、加熱され
たプレート5の衝突面7にピストン上死点近傍で燃料噴
射ノズル4の噴孔11から噴射された燃料を衝突させる
。In addition, when the engine starts or when the engine load L□ is smaller than the predetermined load L1°, the combustion chamber 2 and the plate 5
is not in a high temperature state (step 45), so the switch of the heater 7 is turned on (step 146), and the heater 12 is energized to heat the plate 5 (step 47). The fuel injected from the nozzle hole 11 of the fuel injection nozzle 4 is caused to collide near the dead center.
プレート5の衝突面7に沿って液状燃料を半径方向外向
きに流動させ、円盤状燃料フィルムに拡散させ、該円盤
状燃料フィルムを燃焼室2へのスキッシュ流によって空
気と混合させ、着火燃焼させる。The liquid fuel flows radially outward along the collision surface 7 of the plate 5 and is diffused into a disk-shaped fuel film, which is mixed with air by a squish flow into the combustion chamber 2 and ignited and burned. .
次に、第4図及び第5図を参照して、この発明による燃
料衝突拡散式エンジンの別の実施例を説明する。第4図
はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの別の実施例
を示す説明図、及び第5図は第4図の線v−■における
断面図である。この実施例の燃料衝突拡散式エンジンは
、上記実施例のものと比較して、燃料噴射ノズルとプレ
ートとの構造が若干異なる点及び冷却水温度センサーを
設けた点板外は同一の部品及び機能を有するものである
ので、同一の部品には同一の符号を付して重複する説明
は省略する。Next, another embodiment of the fuel impingement diffusion type engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the fuel impingement diffusion type engine according to the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along line v--■ in FIG. 4. The fuel impingement diffusion type engine of this example has the same parts and functions as those of the above example except for the slightly different structure of the fuel injection nozzle and plate and the point plate equipped with the cooling water temperature sensor. Therefore, the same parts are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、燃料噴射ノズル
24を構成するノズル本体26と発熱体を構成するプレ
ート25とは一体構造に構成されている。この燃料噴射
ノズル24は、ノズル本体26とがノズル本体26内を
上下動する針弁23から成り、ノズル本体26には針弁
23の上方移動で開口される噴孔21が形成されている
。この噴孔21は比較的に長く形成されている。プレー
ト25は、ノズル本体26に3本の支持足28によって
一体構造に固定されている。また、ノズル本体26に形
成した噴孔21の下端面とプレート25の衝突面27と
の間の間隔りは、比較的に短い距離に構成されている。In this fuel collision-diffusion type engine, the nozzle body 26 that constitutes the fuel injection nozzle 24 and the plate 25 that constitutes the heating element are integrally constructed. The fuel injection nozzle 24 consists of a needle valve 23 and a nozzle body 26 that move up and down within the nozzle body 26, and the nozzle body 26 is formed with a nozzle hole 21 that opens when the needle valve 23 moves upward. This nozzle hole 21 is formed relatively long. The plate 25 is integrally fixed to the nozzle body 26 by three support legs 28. Further, the distance between the lower end surface of the nozzle hole 21 formed in the nozzle body 26 and the collision surface 27 of the plate 25 is configured to be a relatively short distance.
それによって、噴孔21から噴射される噴射燃料は、噴
孔21を出て直ちにプレート25の衝突面27に衝突す
るので、噴流速度に無関係に良好な円盤状外向き流れを
形成でき、着火前に燃料と空気の良好な混合を行うこと
ができる。As a result, the injected fuel injected from the nozzle hole 21 immediately collides with the collision surface 27 of the plate 25 after exiting the nozzle hole 21, so that a good disk-shaped outward flow can be formed regardless of the jet velocity, and before ignition. Good mixing of fuel and air can be achieved.
また、プレート25には、噴孔21に対向した衝突面2
7が形成されている。また、プレート25には、ヒータ
22が埋め込まれており、このヒータ22については、
上記実施例のヒータ12と同等のものである。上記の実
施例と同様に、ヒ−タ22については、コントローラ3
0の指令でリレー即ちスイッチ31がオン・オフするこ
とによって電源32から電流が供給されるように構成さ
れている。コントローラ30には、エンジン冷却水温度
を検出する温度センサー29、及びエンジン負荷を検出
する負荷センサー18からの検出信号が入力され、該コ
ントローラ30はこれらの検出信号を受けてヒータ22
のオン・オフ制御を行うように構成されている。The plate 25 also includes a collision surface 2 facing the nozzle hole 21.
7 is formed. Further, a heater 22 is embedded in the plate 25, and the heater 22 is as follows.
This is equivalent to the heater 12 of the above embodiment. As in the above embodiment, for the heater 22, the controller 3
The configuration is such that current is supplied from a power source 32 by turning on and off a relay or switch 31 in response to a command of 0. Detection signals from the temperature sensor 29 that detects the engine coolant temperature and the load sensor 18 that detects the engine load are input to the controller 30, and the controller 30 receives these detection signals and controls the heater 22.
It is configured to perform on/off control.
従って、エンジンの部分負荷時又は燃焼室2の低温時に
は、プレート25内に設けた発熱体であるヒータ22に
通電し、プレート25を加熱してプレート25の衝突面
27の温度を上げ、円盤状の燃料流れと衝突面27との
間に、燃料蒸気層を形成し、円盤状燃料流れが減速する
ことなく、衝突面27の外周に到達させ、衝突面27か
ら燃焼室2内に良好な円盤状燃料フィルムとなって噴射
させ、その後の混合気形成を良好に行うように刷る。Therefore, when the engine is under partial load or when the combustion chamber 2 is at a low temperature, the heater 22, which is a heating element provided in the plate 25, is energized to heat the plate 25 and raise the temperature of the collision surface 27 of the plate 25. A fuel vapor layer is formed between the fuel flow and the collision surface 27, and the disk-shaped fuel flow reaches the outer periphery of the collision surface 27 without deceleration, so that a good disk is formed from the collision surface 27 into the combustion chamber 2. The fuel is injected in the form of a shaped fuel film, and is printed so that subsequent air-fuel mixture formation is facilitated.
次に、この実施例の燃料衝突拡散式エンジンの作動の一
例を、第6図を参照して説明する。第6図は第4図の燃
料衝突拡散式エンジンの作動の一例を示す処理フロー図
である。Next, an example of the operation of the fuel collision diffusion type engine of this embodiment will be explained with reference to FIG. FIG. 6 is a processing flow diagram showing an example of the operation of the fuel collision-diffusion type engine of FIG. 4.
この燃料衝突拡散式エンジンにおいて、燃料噴射ノズル
24は、エンジンの作動状態に応答してコントローラ3
0の指令でプレート25のヒータ22を加熱する制御を
行うように構成されている。In this fuel impingement diffusion engine, the fuel injection nozzle 24 is injected into the controller 3 in response to engine operating conditions.
The heater 22 of the plate 25 is controlled to be heated by a command of 0.
即ち、この燃料衝突拡散式エンジンには、燃焼室2の温
度即ちプレート25の温度を検出するための、エンジン
の負荷Ltを検出する負荷センサー18が設けられてい
る。この負荷センサー18は、上記の実施例と同様のも
のである。更に、冷却水温度TEを検出する温度センサ
ー29が設けられている。即ち、温度センサー29で冷
却水温度T、を検出することによって、燃焼室2の温度
、従うでプレート25の温度を間接的に検出できるもの
である。That is, this fuel impingement diffusion type engine is provided with a load sensor 18 for detecting the engine load Lt in order to detect the temperature of the combustion chamber 2, that is, the temperature of the plate 25. This load sensor 18 is similar to the above embodiment. Furthermore, a temperature sensor 29 is provided to detect the cooling water temperature TE. That is, by detecting the cooling water temperature T with the temperature sensor 29, the temperature of the combustion chamber 2, and therefore the temperature of the plate 25, can be indirectly detected.
まず、この燃料衝突拡散式エンジンにおける作動につい
て、燃焼室2に突入可能なプレート25の温度を検出す
るため、温度センサー29によって冷却水の温度T、を
検出しくステップ50)、検出した冷却水の温度T、の
検出信号を、コントローラ30に入力する。また、負荷
センサー18によってエンジン負荷り、を検出する(ス
テ、プ51)、検出したエンジン負荷LEの検出信号を
、コントローラ30に入力する。First, regarding the operation of this fuel collision diffusion type engine, in order to detect the temperature of the plate 25 that can enter the combustion chamber 2, the temperature T of the cooling water is detected by the temperature sensor 29 (step 50). A detection signal of temperature T is input to the controller 30. Further, the engine load LE is detected by the load sensor 18 (step 51), and a detection signal of the detected engine load LE is input to the controller 30.
そこで、コントローラ30は、人力された検出信号の冷
却水温度Ttと予め設定した所定の冷却水温度T、。と
を比較し判断する(ステップ52)。Therefore, the controller 30 uses the coolant temperature Tt of the manually input detection signal and a predetermined coolant temperature T, which is set in advance. (step 52).
検出した冷却水温度TEが所定の冷却水温度T、。The detected cooling water temperature TE is a predetermined cooling water temperature T.
より大きい場合には、検出したエンジン負荷り。If greater than the detected engine load.
の検出信号と予め設定した所定の負荷り、。とを比較し
判断する(ステップ53)。detection signal and a predetermined load. (step 53).
検出した冷却水温度T1が所定の冷却水温度T、。より
大きく、且つエンジン負荷り、tが所定の負荷り、。よ
り大きい場合には、燃焼室2及びプレート25は高温状
態である(ステップ54)ので、プレート25のヒータ
22に通電して衝突面27を加熱する必要がないので、
ヒータ22のスイッチ即ちリレー31をオフにする(ス
テップ55)。The detected cooling water temperature T1 is a predetermined cooling water temperature T. and engine load, t is a predetermined load. If it is larger, the combustion chamber 2 and the plate 25 are in a high temperature state (step 54), so there is no need to energize the heater 22 of the plate 25 to heat the collision surface 27.
The switch of the heater 22, ie, the relay 31, is turned off (step 55).
ピストン上死点近傍で燃料噴射ノズル24の噴孔21か
ら噴射された液状燃料をプレート25の衝突面27に衝
突させる。衝突面27に噴射された液状燃料は、高温状
態の衝突面27に沿って半径方向外向きに良好に拡散し
て円盤状燃料フィルムを形成する。そこで、円盤状燃料
フィルムは燃焼室2への強いスキッシュ流で流入する空
気と良好な混合気を生成して着火燃焼する。Liquid fuel injected from the injection hole 21 of the fuel injection nozzle 24 near the top dead center of the piston collides with the collision surface 27 of the plate 25. The liquid fuel injected onto the collision surface 27 is well diffused radially outward along the high-temperature collision surface 27 to form a disk-shaped fuel film. Therefore, the disk-shaped fuel film generates a good mixture with the air flowing into the combustion chamber 2 with a strong squish flow, and ignites and burns it.
また、検出した冷却水温度T、が所定の冷却水温度T、
。より大きくなく、且つエンジン負荷LEが所定の負荷
り、。より大きくない場合には、燃焼室2及びプレート
25は高温状態でなく、低温状態である(ステップ56
)ので、ヒータ22のスイッチ即ちリレー31をオンに
しくステップ57)、ヒータ22を通電してプレート2
5を加熱する(ステップ58)。加熱されたプレート2
5の衝突面27にピストン上死点近傍で燃料噴射ノズル
24の噴孔21から噴射された燃料を衝突させる。プレ
ート25の衝突面27に19って液状燃料を半径方向外
向きに流動させ、円盤状燃料フイルムに拡散させ、該円
盤状燃料フィルムを燃焼室2へのスキッシュ流によって
空気と混合させ、着火燃焼させる。Also, the detected cooling water temperature T is a predetermined cooling water temperature T,
. and the engine load LE is a predetermined load. If not, the combustion chamber 2 and the plate 25 are not in a hot state but in a cold state (step 56
), turn on the switch of the heater 22, that is, the relay 31 (step 57), and turn on the heater 22 to turn on the plate 2.
5 (step 58). heated plate 2
The fuel injected from the nozzle hole 21 of the fuel injection nozzle 24 is caused to collide with the collision surface 27 of the fuel injection nozzle 24 near the top dead center of the piston. The liquid fuel flows radially outward on the collision surface 27 of the plate 25 and is diffused into a disc-shaped fuel film, which is mixed with air by a squish flow into the combustion chamber 2 and ignited. let
この発明による燃料衝突拡散式エンジンは、上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の燃料衝突拡散式エンジンは、ピストンヘッドに形成し
た燃焼室内にピストン上死点付近で突入可能であり且つ
シリンダヘッドに取付けたプレート、該プレートの衝突
面に対向して開口する噴孔を備え且つ前記シリンダヘッ
ドに取付けた燃料噴射ノズル、前記プレートに設けた発
熱体、エンジンの作動状態を検出するセンサー及び該セ
ンサーによる検出信号に応答して前記発熱体の加熱状態
を制御するコントローラを有するので、エンジンの作動
状態に応じて前記発熱体をオン・オフして前記プレート
の前記衝突面を常に最適温度に調節することができ、前
記衝突面に衝突した液状燃料を前記衝突面に沿って良好
に半径方向外向きに拡散させ、常に燃焼室内に良好な円
盤状燃料フィルムを形成させることができる。従って、
衝突する液状燃料が前記衝突面に付着して前記衝突面に
カーボンが付着することがなく、衝突面に沿って常に良
好に拡散して円盤状燃料フィルムを形成することができ
、該円盤状燃料フィルムはピストン上死点付近で前記燃
焼室に流入するスキッシュ流と常に良好な混合気形成を
実現でき、エンジンの全ての作動領域で燃焼状態を改善
できる。The fuel collision diffusion type engine according to the present invention is configured as described above, and has the following effects. That is, this fuel collision diffusion type engine has a plate that can plunge into the combustion chamber formed in the piston head near the top dead center of the piston, and is attached to the cylinder head, and a nozzle hole that opens opposite to the collision surface of the plate. and a fuel injection nozzle attached to the cylinder head, a heating element provided on the plate, a sensor for detecting the operating state of the engine, and a controller for controlling the heating state of the heating element in response to a detection signal from the sensor. Therefore, the temperature of the collision surface of the plate can always be adjusted to the optimum temperature by turning on and off the heating element according to the operating state of the engine, and the liquid fuel that has collided with the collision surface can be moved along the collision surface. It is possible to diffuse the fuel radially outwards well and always form a good disk-shaped fuel film inside the combustion chamber. Therefore,
Colliding liquid fuel does not adhere to the collision surface and carbon does not adhere to the collision surface, and can always diffuse well along the collision surface to form a disk-shaped fuel film, and the disk-shaped fuel The film can always achieve good mixture formation with the squish flow that flows into the combustion chamber near the top dead center of the piston, and can improve combustion conditions in all operating regions of the engine.
即ち、エンジンの始動時及び部分負荷時のような場合に
燃焼室の温度が低温状態であれば、前記コントローラの
指令で前記ヒータに通電して前記プレートを加熱して衝
突面の温度を上げることができ、前記燃料噴射ノズルか
ら噴射された燃料を前記衝突面に衝突すると、液状燃料
は前記衝突面で僅かに蒸発して流動燃料と前記衝突面の
表面との間に燃料蒸気層を形成し、前記衝突面上で流動
速度を落とすことなくスムースに半径方向外向きに流れ
、燃焼室に奥好な円盤状燃料フィルムを形成することが
できる。従って、この円盤状燃料フィルムにピストン上
昇で発生する燃焼室へのスキッシュ流が交差し、燃料と
空−気との良好な混合を実現し、確実に且つ最適時に着
火燃焼させることができる。That is, if the temperature of the combustion chamber is low, such as when the engine is started or under partial load, the heater may be energized by a command from the controller to heat the plate and raise the temperature of the collision surface. When the fuel injected from the fuel injection nozzle collides with the collision surface, the liquid fuel slightly evaporates on the collision surface to form a fuel vapor layer between the fluid fuel and the surface of the collision surface. , it is possible to smoothly flow outward in the radial direction on the collision surface without reducing the flow velocity, and form a disc-shaped fuel film in the combustion chamber. Therefore, the squish flow into the combustion chamber generated by the rising of the piston intersects with this disc-shaped fuel film, achieving good mixing of fuel and air, and ensuring ignition and combustion at the optimum time.
また、高負荷時には、前記プレートは高温状態であるの
で、前記プレートを加熱する必要はなく、前記ヒータを
オフにして高温状態の前記プレートの前記衝突面に燃料
噴射ノズルから燃料を衝突噴射し、該液状燃料を前記衝
突面に沿って半径方向外向きに拡散し、前記燃焼室に良
好な円盤状燃料フィルムを形成し、該円盤状燃料フィル
ムに強力なスキッシュ流を交差させて燃料と空気との混
合を促進し、燃焼が促進され燃焼効率を改善することが
できる。Further, when the load is high, since the plate is in a high temperature state, there is no need to heat the plate, and the heater is turned off and fuel is collidingly injected from a fuel injection nozzle onto the collision surface of the plate in a high temperature state, The liquid fuel is spread radially outward along the impingement surface to form a good disc-shaped fuel film in the combustion chamber, and a strong squish flow intersects the disc-shaped fuel film to mix the fuel and air. It is possible to promote mixing of substances, promote combustion, and improve combustion efficiency.
第1図はこの発明による燃料衝突拡散式エンジンの一実
施例を示す説明図、第2図は第1図の線ト]における断
面図、第3図は第1図の燃料衝突拡散式エンジンの作動
の一例を示す処理フロー図、第4図はこの発明による燃
料衝突拡散式エンジンの別の実施例を示す説明図、第5
図は第4図の線V−Vにおける断面図、及び第6図は第
4図の燃料衝突拡散式エンジンの作動の別の例を示す処
理フロー図である。
1−−−−−ピストンヘッド部、2−−−−一燃焼室、
3シリンダヘツド、4.24−−一燃料噴射ノズル、5
、 25−−−−プレート、7 、 27−−−−−
−衝突面、8゜28−・−支持足、10−−一関口部、
11.21噴孔、l 2 、 22−−−−ヒータ、1
B−−一負荷センサー、20 、 30−−−一−コ
ントローラ、26ノズル本体、29−−〜−−温度セン
サー出願人 いす−白動車株式会社
代理人 弁理士 尾 仲 −宗
第
図
第
図
第
図
第
図FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the fuel impingement-diffusion engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line t in FIG. FIG. 4 is a process flow diagram showing an example of the operation; FIG. 4 is an explanatory diagram showing another embodiment of the fuel collision-diffusion engine according to the present invention;
The figure is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 4, and FIG. 6 is a processing flow diagram showing another example of the operation of the fuel collision-diffusion type engine of FIG. 4. 1-----Piston head part, 2-----One combustion chamber,
3 cylinder head, 4.24--fuel injection nozzle, 5
, 25------plate, 7, 27------
- Collision surface, 8゜28 - Support leg, 10 - Ichinoseki mouth part,
11.21 Nozzle hole, l2, 22---Heater, 1
B--Load sensor, 20, 30--1-Controller, 26-Nozzle body, 29--Temperature sensor Applicant: Isu-Hakudosha Co., Ltd. Agent Patent attorney: So Naka Onaka Figure diagram
Claims (3)
ピストン上死点付近で突入可能であり且つシリンダヘツ
ドに取付けたプレート、該プレートの衝突面に対向して
開口する噴孔を備え且つ前記シリンダヘッドに取付けた
燃料噴射ノズル、前記プレートに設けた発熱体、エンジ
ンの作動状態を検出するセンサー、及び該センサーによ
る検出信号に応答して前記発熱体による前記プレートの
加熱状態を制御するコントローラ、を有する燃料衝突拡
散式エンジン。(1) A combustion chamber formed in the piston head, a plate that can be inserted into the combustion chamber near the top dead center of the piston and is attached to the cylinder head, and a nozzle hole that opens opposite to the collision surface of the plate, and a fuel injection nozzle attached to the cylinder head, a heating element provided on the plate, a sensor that detects the operating state of the engine, and a controller that controls the heating state of the plate by the heating element in response to a detection signal from the sensor; A fuel impingement diffusion engine.
熱体は前記プレートに配置したヒータコイルである請求
項1に記載の燃料衝突拡散式エンジン。(2) The fuel impingement diffusion engine according to claim 1, wherein the plate is made of a ceramic material, and the heating element is a heater coil disposed on the plate.
部分負荷の検出信号に応答して前記発熱体を通電し、ま
た、高負荷検出信号に応答して前記発熱体を非通電にす
る制御を行う請求項1に記載の燃料衝突拡散式エンジン
。(3) The controller controls to energize the heating element in response to a start or partial load detection signal from the sensor, and to de-energize the heating element in response to a high load detection signal. 1. The fuel impingement diffusion engine according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150139A JPH0443816A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Engine using fuel diffused by collision |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2150139A JPH0443816A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Engine using fuel diffused by collision |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0443816A true JPH0443816A (en) | 1992-02-13 |
Family
ID=15490346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2150139A Pending JPH0443816A (en) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Engine using fuel diffused by collision |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0443816A (en) |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2150139A patent/JPH0443816A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR940006042B1 (en) | Internal combustion engine of hot surface collision ignition type and hot surface collision ignition thereof | |
JP3301013B2 (en) | Spark ignition combustion method | |
US20010027643A1 (en) | Cylinder injection type internal combustion engine and combustion control method at starting thereof | |
JPH0443816A (en) | Engine using fuel diffused by collision | |
JPH0412174A (en) | Fuel collision dispersion type engine | |
JP2874246B2 (en) | Sub-chamber diesel engine | |
JPH11223127A (en) | Spark ignition type internal combustion engine | |
JP2675935B2 (en) | Direct injection diesel engine combustion method | |
JPH03202618A (en) | Alcoholic engine | |
JP3049730B2 (en) | Fuel collision diffusion engine | |
JP2874245B2 (en) | Sub-chamber diesel engine | |
JPH09236069A (en) | Fuel injection nozzle | |
JPH0412123A (en) | Fuel collision diffusion type engine | |
JPH06241145A (en) | Fuel injection method and device for combustor | |
JPH0412116A (en) | Fuel collision diffusion type engine | |
JPH0412164A (en) | Direct injection type engine | |
JP3976153B2 (en) | Direct injection spark ignition engine | |
JP2601346B2 (en) | Fuel injection nozzle for insulated diesel engine | |
JPH06213037A (en) | Fuel injection control method of internal combustion engine | |
JP2755419B2 (en) | Hot surface collision ignition type internal combustion engine | |
JPH03202617A (en) | Auxiliary chamber type alcohol engine | |
JPH0561607U (en) | Fuel spray burner | |
JP3098132B2 (en) | Heating device | |
JPH0628266U (en) | Spark assist type alcohol engine | |
JP2524156Y2 (en) | Diesel engine subchamber structure |