JPH055467A - 直接噴射式デイーゼル機関 - Google Patents
直接噴射式デイーゼル機関Info
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- JPH055467A JPH055467A JP3157992A JP15799291A JPH055467A JP H055467 A JPH055467 A JP H055467A JP 3157992 A JP3157992 A JP 3157992A JP 15799291 A JP15799291 A JP 15799291A JP H055467 A JPH055467 A JP H055467A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】スモーク、ＮＯX を同時にかつ大幅に低減させ
る。 【構成】燃料をシリンダ１内に噴射する主噴射ノズル５
ａと、排気ガスの一部を前記主噴射ノズル５ａの近傍に
噴射する副噴射ノズル６ａとを備え、燃料噴射開始前後
および燃焼後期に前記排気ガスＥの一部を噴射する。ま
た、副噴射ノズル６ａから、高負荷域では水を噴射し、
中低負荷域では排気ガスの一部を噴射するようにしても
よい。
る。 【構成】燃料をシリンダ１内に噴射する主噴射ノズル５
ａと、排気ガスの一部を前記主噴射ノズル５ａの近傍に
噴射する副噴射ノズル６ａとを備え、燃料噴射開始前後
および燃焼後期に前記排気ガスＥの一部を噴射する。ま
た、副噴射ノズル６ａから、高負荷域では水を噴射し、
中低負荷域では排気ガスの一部を噴射するようにしても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモークおよび窒素酸
化物（ＮＯX ）の同時低減を図るための直接噴射式ディ
ーゼル機関に関する。
化物（ＮＯX ）の同時低減を図るための直接噴射式ディ
ーゼル機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】直接噴射式ディーゼル機関においては、
スモークおよびＮＯX の低減に向けて排気ガス再循環法
（ＥＧＲ）、水噴射、燃焼方式の改善等種々の提案が行
われている。このうちＥＧＲには、燃費の悪化、スモー
クの増大、排ガスによるＥＧＲ装置の腐食、或いは機能
低下等、耐久性および信頼性の問題がある。また、水噴
射は、燃焼室内のさび、オイルの希釈、水の消費量が多
い等の問題がある。
スモークおよびＮＯX の低減に向けて排気ガス再循環法
（ＥＧＲ）、水噴射、燃焼方式の改善等種々の提案が行
われている。このうちＥＧＲには、燃費の悪化、スモー
クの増大、排ガスによるＥＧＲ装置の腐食、或いは機能
低下等、耐久性および信頼性の問題がある。また、水噴
射は、燃焼室内のさび、オイルの希釈、水の消費量が多
い等の問題がある。
【０００３】また、燃焼方式の観点から見れば、現在広
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近傍で
着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、この
時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを巻
き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近傍で
着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、この
時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを巻
き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
【０００４】上記問題を解決するために、高圧噴射、小
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が提案されている。これを図１０により説明する
と、３１はピストン、３２はピストンリング、３３はシ
リンダライナ、３４はガスケット、３５はシリンダヘッ
ド、３６はノズル３７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン３１の頂部には燃焼室３９が形成されている。ピス
トン３１が上昇し上死点付近に達したとき、ノズル３７
から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面４０で一気に着火
した後、火炎Ｈは燃焼室３９の中心に向かって膨張する
が、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すなわ
ち、噴霧Ｆは壁面４０に到達するまで燃焼室３９の中心
に近い不燃域側で十分に新気Ａを巻き込みながら進行
し、壁面４０側では既燃ガスを導入しながら壁面４０に
衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴射の場合、噴
射時期を大幅に遅らせても火がつくため噴射時期遅延と
の組み合わせで、低圧噴射と比較してスモークおよびＮ
ＯX の同時低減を図ることができる。
噴孔径ノズル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる
方式が提案されている。これを図１０により説明する
と、３１はピストン、３２はピストンリング、３３はシ
リンダライナ、３４はガスケット、３５はシリンダヘッ
ド、３６はノズル３７を有する燃料噴射弁を示し、ピス
トン３１の頂部には燃焼室３９が形成されている。ピス
トン３１が上昇し上死点付近に達したとき、ノズル３７
から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面４０で一気に着火
した後、火炎Ｈは燃焼室３９の中心に向かって膨張する
が、噴射の終了まで中心部は不燃域として残る。すなわ
ち、噴霧Ｆは壁面４０に到達するまで燃焼室３９の中心
に近い不燃域側で十分に新気Ａを巻き込みながら進行
し、壁面４０側では既燃ガスを導入しながら壁面４０に
衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴射の場合、噴
射時期を大幅に遅らせても火がつくため噴射時期遅延と
の組み合わせで、低圧噴射と比較してスモークおよびＮ
ＯX の同時低減を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高圧噴
射は低圧噴射と比較して、噴霧のエネルギーが大きいた
め、火炎Ｈは噴射エネルギーにより燃焼室３９の中心に
向かって広がるのが抑制される。従って、噴霧Ｆはノズ
ル３７側で常に新気Ａを導入するのでスモークは大幅に
低減するが、着火までの空気の導入量が多く既燃ガスの
巻き込みが少ないため、前述したように壁面で一気に着
火し、同一噴射タイミングで比較するとどうしてもＮＯ
X の発生量が多くなるという問題を有している。
射は低圧噴射と比較して、噴霧のエネルギーが大きいた
め、火炎Ｈは噴射エネルギーにより燃焼室３９の中心に
向かって広がるのが抑制される。従って、噴霧Ｆはノズ
ル３７側で常に新気Ａを導入するのでスモークは大幅に
低減するが、着火までの空気の導入量が多く既燃ガスの
巻き込みが少ないため、前述したように壁面で一気に着
火し、同一噴射タイミングで比較するとどうしてもＮＯ
X の発生量が多くなるという問題を有している。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、スモーク及びＮＯX を同時にかつ大幅に低減させる
ことができる直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室を提供
することを目的とする。
て、スモーク及びＮＯX を同時にかつ大幅に低減させる
ことができる直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直接
噴射式ディーゼル機関は、燃料をシリンダ１内に噴射す
る主噴射ノズル５ａと、排気ガスの一部を前記主噴射ノ
ズル５ａの近傍に噴射する副噴射ノズル６ａとを備え、
燃料噴射開始前後および燃焼後期に前記排気ガスの一部
を噴射することを特徴とする。
噴射式ディーゼル機関は、燃料をシリンダ１内に噴射す
る主噴射ノズル５ａと、排気ガスの一部を前記主噴射ノ
ズル５ａの近傍に噴射する副噴射ノズル６ａとを備え、
燃料噴射開始前後および燃焼後期に前記排気ガスの一部
を噴射することを特徴とする。
【０００８】本発明の実施例としては、ピストン２の内
部に副噴射ノズル６ａと主噴射ノズル５ａとを連通させ
るガス通路１９を形成する例や、ピストン２の上面に主
噴射ノズル５ａに対向して突出壁２３を形成し、突出壁
２３に燃料噴霧通路２３ａを形成する例や、ピストン２
の上面に主噴射ノズル５ａに対向して窪み部２５を形成
する例や、副噴射ノズル６ａに多数の噴孔２６を設ける
例がある。さらに、副噴射ノズル６ａから、高負荷域で
は水を噴射し、中低負荷域では排気ガスの一部を噴射す
るようにしてもよい。なお、上記構成に付加した番号
は、理解を容易にするために図面と対比させるためのも
ので、これにより本発明の構成が何ら限定されるもので
はない。
部に副噴射ノズル６ａと主噴射ノズル５ａとを連通させ
るガス通路１９を形成する例や、ピストン２の上面に主
噴射ノズル５ａに対向して突出壁２３を形成し、突出壁
２３に燃料噴霧通路２３ａを形成する例や、ピストン２
の上面に主噴射ノズル５ａに対向して窪み部２５を形成
する例や、副噴射ノズル６ａに多数の噴孔２６を設ける
例がある。さらに、副噴射ノズル６ａから、高負荷域で
は水を噴射し、中低負荷域では排気ガスの一部を噴射す
るようにしてもよい。なお、上記構成に付加した番号
は、理解を容易にするために図面と対比させるためのも
ので、これにより本発明の構成が何ら限定されるもので
はない。
【０００９】
【作用】本発明においては、燃料噴射開始前後にＥＧＲ
ガスが噴射されると、図２に示すように、ＥＧＲガスＥ
が主噴射ノズル５ａ近傍の燃料噴霧Ｆ部分に噴射され、
新気とともにＥＧＲガスＥが燃料噴霧Ｆ内に巻き込まれ
るため、予混合燃焼が抑えられＮＯX が減少し、また、
燃焼後期にＥＧＲガスが噴射されると、図４に示すよう
に、ＥＧＲガスＥが燃焼火炎の部分に噴射され、ＥＧＲ
ガスの持つ運動エネルギーにより燃焼室４内での燃料と
空気との混合が一層進み、燃焼が活発となり燃え残った
スモークが低減し、従って、燃料噴射開始前後および燃
焼後期の両方でＥＧＲガスを噴射することにより、ＮＯ
X とスモークの両方を低減することができる。
ガスが噴射されると、図２に示すように、ＥＧＲガスＥ
が主噴射ノズル５ａ近傍の燃料噴霧Ｆ部分に噴射され、
新気とともにＥＧＲガスＥが燃料噴霧Ｆ内に巻き込まれ
るため、予混合燃焼が抑えられＮＯX が減少し、また、
燃焼後期にＥＧＲガスが噴射されると、図４に示すよう
に、ＥＧＲガスＥが燃焼火炎の部分に噴射され、ＥＧＲ
ガスの持つ運動エネルギーにより燃焼室４内での燃料と
空気との混合が一層進み、燃焼が活発となり燃え残った
スモークが低減し、従って、燃料噴射開始前後および燃
焼後期の両方でＥＧＲガスを噴射することにより、ＮＯ
X とスモークの両方を低減することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１ないし図４は本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の１実施例を示し、図１は全体構成図、図２は燃
焼室部分の実施例を示し図Ａは平面図、図Ｂは断面図、
図３はガス噴射時期を説明するための図、図４は作用を
説明するための図で図Ａは平面図、図Ｂは断面図であ
る。
明する。図１ないし図４は本発明の直接噴射式ディーゼ
ル機関の１実施例を示し、図１は全体構成図、図２は燃
焼室部分の実施例を示し図Ａは平面図、図Ｂは断面図、
図３はガス噴射時期を説明するための図、図４は作用を
説明するための図で図Ａは平面図、図Ｂは断面図であ
る。
【００１１】図１において、ディーゼルエンジンは、シ
リンダブロック１、ピストン２およびシリンダヘッド３
からなりピストン２の頂部には燃焼室４が形成されてい
る。シリンダヘッド３には、軽油燃料を噴射する主噴射
弁５および排気の一部（以下ＥＧＲガスという）を噴射
する副噴射弁６が設けられている。エンジンの排気管７
にはＥＧＲバルブ９が設けられ、ＥＧＲガスはトラップ
フィルタ１０でスモーク等の成分が除去され、加圧ポン
プ１１により加圧されて副噴射弁６から燃焼室４内に噴
射される。また、副噴射弁６には、エンジンにより駆動
される作動油ポンプ１２により作動油が供給され、副噴
射弁６の弁の開閉が制御される。主噴射弁５には、燃料
ポンプ１３から軽油燃料が供給され燃焼室４内に噴射さ
れる。電子制御装置１５には、エンジン回転数、エンジ
ン負荷およびクランク角の信号が入力され、これらの入
力信号に基づいて演算処理が行われ、ＥＧＲバルブ９へ
バルブ開度信号が出力され、また、作動油ポンプ１２へ
ガス噴射時期信号が出力されるように構成している。
リンダブロック１、ピストン２およびシリンダヘッド３
からなりピストン２の頂部には燃焼室４が形成されてい
る。シリンダヘッド３には、軽油燃料を噴射する主噴射
弁５および排気の一部（以下ＥＧＲガスという）を噴射
する副噴射弁６が設けられている。エンジンの排気管７
にはＥＧＲバルブ９が設けられ、ＥＧＲガスはトラップ
フィルタ１０でスモーク等の成分が除去され、加圧ポン
プ１１により加圧されて副噴射弁６から燃焼室４内に噴
射される。また、副噴射弁６には、エンジンにより駆動
される作動油ポンプ１２により作動油が供給され、副噴
射弁６の弁の開閉が制御される。主噴射弁５には、燃料
ポンプ１３から軽油燃料が供給され燃焼室４内に噴射さ
れる。電子制御装置１５には、エンジン回転数、エンジ
ン負荷およびクランク角の信号が入力され、これらの入
力信号に基づいて演算処理が行われ、ＥＧＲバルブ９へ
バルブ開度信号が出力され、また、作動油ポンプ１２へ
ガス噴射時期信号が出力されるように構成している。
【００１２】図２において、シリンダヘッド３には、そ
れぞれ主噴射ノズル５ａおよび副噴射ノズル６ａを有す
る主噴射弁５および副噴射弁６が設けられ、また、吸気
弁１６および排気弁１７が設けられている。副噴射ノズ
ル６ａの噴射方向は、ＥＧＲガスＥを主噴射ノズル５ａ
の真下近傍に噴射するように設定されている。
れぞれ主噴射ノズル５ａおよび副噴射ノズル６ａを有す
る主噴射弁５および副噴射弁６が設けられ、また、吸気
弁１６および排気弁１７が設けられている。副噴射ノズ
ル６ａの噴射方向は、ＥＧＲガスＥを主噴射ノズル５ａ
の真下近傍に噴射するように設定されている。
【００１３】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。電子制御装置１５により、クランク角の信号に
基づいて、ＥＧＲバルブ９へバルブ開度信号が出力さ
れ、また、作動油ポンプ１２へガス噴射時期信号が出力
され、図３に示すように、燃料噴射開始前後および燃焼
後期に副噴射ノズル６ａから燃焼室４内にＥＧＲガスが
噴射される。
明する。電子制御装置１５により、クランク角の信号に
基づいて、ＥＧＲバルブ９へバルブ開度信号が出力さ
れ、また、作動油ポンプ１２へガス噴射時期信号が出力
され、図３に示すように、燃料噴射開始前後および燃焼
後期に副噴射ノズル６ａから燃焼室４内にＥＧＲガスが
噴射される。
【００１４】燃料噴射開始前後にＥＧＲガスが噴射され
ると、図２に示すように、ＥＧＲガスＥが主噴射ノズル
５ａ近傍の燃料噴霧Ｆ部分に噴射され、新気とともにＥ
ＧＲガスＥが燃料噴霧Ｆ内に巻き込まれるため、予混合
燃焼が抑えられＮＯX が減少する。また、燃焼後期にＥ
ＧＲガスが噴射されると、図４に示すように、ＥＧＲガ
スＥが燃焼火炎の部分に噴射され、ＥＧＲガスの持つ運
動エネルギーにより燃焼室４内での燃料と空気との混合
が一層進み、燃焼が活発となり燃え残ったスモークが低
減する。従って、燃料噴射開始前後および燃焼後期の両
方でＥＧＲガスを噴射することにより、ＮＯX とスモー
クの両方を低減することができる。
ると、図２に示すように、ＥＧＲガスＥが主噴射ノズル
５ａ近傍の燃料噴霧Ｆ部分に噴射され、新気とともにＥ
ＧＲガスＥが燃料噴霧Ｆ内に巻き込まれるため、予混合
燃焼が抑えられＮＯX が減少する。また、燃焼後期にＥ
ＧＲガスが噴射されると、図４に示すように、ＥＧＲガ
スＥが燃焼火炎の部分に噴射され、ＥＧＲガスの持つ運
動エネルギーにより燃焼室４内での燃料と空気との混合
が一層進み、燃焼が活発となり燃え残ったスモークが低
減する。従って、燃料噴射開始前後および燃焼後期の両
方でＥＧＲガスを噴射することにより、ＮＯX とスモー
クの両方を低減することができる。
【００１５】図５ないし図８は本発明の他の実施例を示
している。なお、図２の実施例と同一の構成については
同一番号を付けて説明を省略する。
している。なお、図２の実施例と同一の構成については
同一番号を付けて説明を省略する。
【００１６】図５の実施例においては、ピストン２の内
部に副噴射ノズル６ａと主噴射ノズル５ａを連通させる
ガス通路１９を形成し、副噴射ノズル６ａから噴射され
るＥＧＲガスＥが主噴射ノズル５ａの直下に導入される
ように構成している。
部に副噴射ノズル６ａと主噴射ノズル５ａを連通させる
ガス通路１９を形成し、副噴射ノズル６ａから噴射され
るＥＧＲガスＥが主噴射ノズル５ａの直下に導入される
ように構成している。
【００１７】図６の実施例においては、副噴射ノズル６
ａをピストン２の外周側に配置し、ピストン２の外周上
部から中心部に向けてガス通路２０、２１、２２を形成
し、副噴射ノズル６ａから噴射されるＥＧＲガスＥが主
噴射ノズル５ａの直下に導入されるように構成してい
る。また、ピストン２の燃焼室４の底面に主噴射ノズル
５ａに対向して突出壁２３を形成し、突出壁２３に噴霧
通路２３ａを形成し、ＥＧＲガスが効果的に燃料噴霧Ｆ
に導入されるようにしている。
ａをピストン２の外周側に配置し、ピストン２の外周上
部から中心部に向けてガス通路２０、２１、２２を形成
し、副噴射ノズル６ａから噴射されるＥＧＲガスＥが主
噴射ノズル５ａの直下に導入されるように構成してい
る。また、ピストン２の燃焼室４の底面に主噴射ノズル
５ａに対向して突出壁２３を形成し、突出壁２３に噴霧
通路２３ａを形成し、ＥＧＲガスが効果的に燃料噴霧Ｆ
に導入されるようにしている。
【００１８】図７の実施例においては、ピストン２の上
面に主噴射ノズル５ａに対向して窪み部２５を形成し、
ＥＧＲガスＥを燃料噴霧Ｆの間をぬって窪み部２５に噴
射し、燃料噴霧に均等にＥＧＲガスを分布させるように
している。
面に主噴射ノズル５ａに対向して窪み部２５を形成し、
ＥＧＲガスＥを燃料噴霧Ｆの間をぬって窪み部２５に噴
射し、燃料噴霧に均等にＥＧＲガスを分布させるように
している。
【００１９】図８の実施例においては、副噴射ノズル６
ａに多数の噴孔２６設け、燃料噴霧に均等にＥＧＲガス
を分布させるようにしている。
ａに多数の噴孔２６設け、燃料噴霧に均等にＥＧＲガス
を分布させるようにしている。
【００２０】上記各実施例においては、燃料噴射開始前
後および燃焼後期に副噴射ノズル６ａから燃焼室４内に
ＥＧＲガスを噴射させるようにしているが、ＮＯX およ
びスモークは、エンジン負荷、回転数で大きく変化する
ため、これらを検出してＥＧＲガスの噴射時期を決めれ
ば、さらにＮＯX およびスモークの低減が可能となる。
後および燃焼後期に副噴射ノズル６ａから燃焼室４内に
ＥＧＲガスを噴射させるようにしているが、ＮＯX およ
びスモークは、エンジン負荷、回転数で大きく変化する
ため、これらを検出してＥＧＲガスの噴射時期を決めれ
ば、さらにＮＯX およびスモークの低減が可能となる。
【００２１】図９は本発明のさらに他の実施例を示して
いる。エンジン高負荷の場合、スモークレベルが高くＥ
ＧＲガスの噴射によりＮＯX を低減させようとすると、
スモークが大幅に増加するという問題がある。一方、吸
気管内に水を噴射しシリンダ内燃焼温度を下げることに
よりＮＯX を低減させる技術が知られているが、吸気全
体に水が混ざるので、水がシリンダライナ壁に付着し、
特に中低負荷域では、さび、オイル希釈、パーティキュ
レートの増加等の問題があり、この技術を採用すること
は適当でない。そこで、本実施例においては、副噴射ノ
ズル５ａから、図９に示すように、高負荷域では水を噴
射し、中低負荷域ではＥＧＲガスを噴射して、全負荷域
でＮＯX を低減させるようにしている。この副噴射ノズ
ルより水を噴射する方式は、燃料噴射前後、水を燃焼室
内に主噴射ノズル近傍に噴射するため、水が直接シリン
ダライナに触れず、さび、オイル希釈等の悪影響が少な
く、また、水が直接噴霧に効果的に導入されるので、水
の量が少なくてすむため、さび、オイル希釈等の悪影響
が少ない。
いる。エンジン高負荷の場合、スモークレベルが高くＥ
ＧＲガスの噴射によりＮＯX を低減させようとすると、
スモークが大幅に増加するという問題がある。一方、吸
気管内に水を噴射しシリンダ内燃焼温度を下げることに
よりＮＯX を低減させる技術が知られているが、吸気全
体に水が混ざるので、水がシリンダライナ壁に付着し、
特に中低負荷域では、さび、オイル希釈、パーティキュ
レートの増加等の問題があり、この技術を採用すること
は適当でない。そこで、本実施例においては、副噴射ノ
ズル５ａから、図９に示すように、高負荷域では水を噴
射し、中低負荷域ではＥＧＲガスを噴射して、全負荷域
でＮＯX を低減させるようにしている。この副噴射ノズ
ルより水を噴射する方式は、燃料噴射前後、水を燃焼室
内に主噴射ノズル近傍に噴射するため、水が直接シリン
ダライナに触れず、さび、オイル希釈等の悪影響が少な
く、また、水が直接噴霧に効果的に導入されるので、水
の量が少なくてすむため、さび、オイル希釈等の悪影響
が少ない。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、高圧噴射の場合、燃料噴射中ノズル近傍は不燃
域として残るという特性を生かして、この不燃域に直接
ＥＧＲガスを噴射することにより以下の効果が期待でき
る。
よれば、高圧噴射の場合、燃料噴射中ノズル近傍は不燃
域として残るという特性を生かして、この不燃域に直接
ＥＧＲガスを噴射することにより以下の効果が期待でき
る。
【００２３】（イ）必要な時、必要な量および必要な場
所にＥＧＲガスを噴射できるため、ＮＯX およびスモー
クの同時低減の効果が大きい。すなわち、従来の、ＥＧ
Ｒガスを吸気管より直接燃焼室内に導入する外部ＥＧＲ
の場合、吸気全体にＥＧＲガスが混ざるためＥＧＲガス
がシリンダライナ壁に付着し、ピストンリングおよびシ
リンダライナの摩耗、オイル劣化等に悪影響をおよぼす
が、本発明においては、ＥＧＲガスを燃焼室内で燃料噴
射開始前後の主噴射ノズル近傍或いは上死点後の火炎内
に噴射するため、ＥＧＲガスが直接シリンダライナに触
れず、ピストンリングおよびシリンダライナの摩耗、オ
イル劣化等の悪影響が少ない。また、ＥＧＲガスが直接
燃料噴霧に効果的に導入されるため、ＥＧＲガス量が少
なくてすみ、スモーク悪化への影響が少なく、かつ、エ
ンジンに与える摩耗、オイル劣化等の悪影響が少ない。
所にＥＧＲガスを噴射できるため、ＮＯX およびスモー
クの同時低減の効果が大きい。すなわち、従来の、ＥＧ
Ｒガスを吸気管より直接燃焼室内に導入する外部ＥＧＲ
の場合、吸気全体にＥＧＲガスが混ざるためＥＧＲガス
がシリンダライナ壁に付着し、ピストンリングおよびシ
リンダライナの摩耗、オイル劣化等に悪影響をおよぼす
が、本発明においては、ＥＧＲガスを燃焼室内で燃料噴
射開始前後の主噴射ノズル近傍或いは上死点後の火炎内
に噴射するため、ＥＧＲガスが直接シリンダライナに触
れず、ピストンリングおよびシリンダライナの摩耗、オ
イル劣化等の悪影響が少ない。また、ＥＧＲガスが直接
燃料噴霧に効果的に導入されるため、ＥＧＲガス量が少
なくてすみ、スモーク悪化への影響が少なく、かつ、エ
ンジンに与える摩耗、オイル劣化等の悪影響が少ない。
【００２４】（ロ）燃料噴射開始前後および燃焼後期の
両方で副噴射ノズル６ａから燃焼室４内にＥＧＲガスを
噴射することにより、スモークおよびＮＯX を同時にか
つ大幅に低減させることができる。
両方で副噴射ノズル６ａから燃焼室４内にＥＧＲガスを
噴射することにより、スモークおよびＮＯX を同時にか
つ大幅に低減させることができる。
【００２５】（ハ）副噴射ノズルを使用して、高負荷域
では水を噴射し、中低負荷域ではＥＧＲガスを噴射すれ
ば、全負荷域でＮＯX とスモークの両方を低減できる。
また、吸気管噴射と異なり、燃焼室内に直接水を噴射す
るため水の量が少なくてすみ、さび、オイル希釈、パー
ティキュレートの増加等の問題がない。また、ＥＧＲガ
スにより通路に溜まったスス等が、水噴射により自動的
に洗い流されるためエンジンの耐久性が向上する。
では水を噴射し、中低負荷域ではＥＧＲガスを噴射すれ
ば、全負荷域でＮＯX とスモークの両方を低減できる。
また、吸気管噴射と異なり、燃焼室内に直接水を噴射す
るため水の量が少なくてすみ、さび、オイル希釈、パー
ティキュレートの増加等の問題がない。また、ＥＧＲガ
スにより通路に溜まったスス等が、水噴射により自動的
に洗い流されるためエンジンの耐久性が向上する。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の１実施例
を示す全体構成図
を示す全体構成図
【図２】本発明の燃焼室部分の実施例を示し図Ａは平面
図、図Ｂは断面図
図、図Ｂは断面図
【図３】本発明のガス噴射時期を説明するための図
【図４】本発明の作用を説明するための平面図
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図
【図６】本発明の他の実施例を示し、図Ａは平面図、図
Ｂは断面図
Ｂは断面図
【図７】本発明の他の実施例を示す断面図
【図８】本発明の他の実施例を示す断面図
【図９】本発明の他の実施例を説明するための図
【図１０】従来の直接噴射式ディーゼル機関の例を示
し、図Ａは断面図、図Ｂは平面図
し、図Ａは断面図、図Ｂは平面図
１…シリンダ、２…ピストン、５ａ…主噴射ノズル、６
ａ…副噴射ノズル １９、２０、２１、２２…ガス通路、２３…突出壁、２
５…窪み部 ２６…噴孔、Ｆ…燃料噴霧、Ｅ…ＥＧＲガス
ａ…副噴射ノズル １９、２０、２１、２２…ガス通路、２３…突出壁、２
５…窪み部 ２６…噴孔、Ｆ…燃料噴霧、Ｅ…ＥＧＲガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村欽司 茨城県つくば市苅間2530番地 財団法人 日本自動車研究所内 株式会社新燃焼シス テム研究所内 (72)発明者 瀧口雅章 茨城県つくば市苅間2530番地 財団法人 日本自動車研究所内 株式会社新燃焼シス テム研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】燃料をシリンダ内に噴射する主噴射ノズル
と、排気ガスの一部を前記主噴射ノズルの近傍に噴射す
る副噴射ノズルとを備え、燃料噴射開始前後および燃焼
後期に前記排気ガスの一部を噴射することを特徴とする
直接噴射式ディーゼル機関。 【請求項２】ピストンの内部に副噴射ノズルと主噴射ノ
ズルとを連通させるガス通路を形成することを特徴とす
る請求項１に記載の直接噴射式ディーゼル機関。 【請求項３】ピストンの上面に主噴射ノズルに対向して
突出壁を形成し、突出壁に燃料噴霧通路を形成すること
を特徴とする請求項２に記載の直接噴射式ディーゼル機
関。 【請求項４】ピストンの上面に主噴射ノズルに対向して
窪み部を形成することを特徴とする請求項１に記載の直
接噴射式ディーゼル機関。 【請求項５】副噴射ノズルに多数の噴孔を設けることを
特徴とする請求項１に記載の直接噴射式ディーゼル機
関。 【請求項６】燃料をシリンダ内に噴射する主噴射ノズル
と、水または排気ガスの一部を前記主噴射ノズルの近傍
に噴射する副噴射ノズルとを備え、高負荷域では水を噴
射し、中低負荷域では排気ガスの一部を噴射することを
特徴とする直接噴射式ディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157992A JP2561761B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157992A JP2561761B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055467A true JPH055467A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2561761B2 JP2561761B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=15661880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3157992A Expired - Lifetime JP2561761B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561761B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0514550U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-26 | 三菱重工業株式会社 | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼装置 |
| JP2014020278A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Hino Motors Ltd | 内燃機関 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5665150U (ja) * | 1979-10-19 | 1981-06-01 | ||
| JPS5985471A (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | デイ−ゼル機関の燃焼装置 |
| JPS62101057U (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-27 | ||
| JPH03279660A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-10 | Kubota Corp | エンジンの燃焼室への燃焼済ガス供給式ＮＯｘ低減装置 |
| JP3095062U (ja) * | 2002-12-30 | 2003-07-18 | 有限会社ホームプラザ信州 | 消臭及び調湿性シーツ |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3157992A patent/JP2561761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5665150U (ja) * | 1979-10-19 | 1981-06-01 | ||
| JPS5985471A (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | デイ−ゼル機関の燃焼装置 |
| JPS62101057U (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-27 | ||
| JPH03279660A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-10 | Kubota Corp | エンジンの燃焼室への燃焼済ガス供給式ＮＯｘ低減装置 |
| JP3095062U (ja) * | 2002-12-30 | 2003-07-18 | 有限会社ホームプラザ信州 | 消臭及び調湿性シーツ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0514550U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-26 | 三菱重工業株式会社 | 直接噴射式デイーゼル機関の燃焼装置 |
| JP2014020278A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Hino Motors Ltd | 内燃機関 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2561761B2 (ja) | 1996-12-11 |
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