JPH0565854A - デイーゼルエンジン - Google Patents
デイーゼルエンジンInfo
- Publication number
- JPH0565854A JPH0565854A JP3129844A JP12984491A JPH0565854A JP H0565854 A JPH0565854 A JP H0565854A JP 3129844 A JP3129844 A JP 3129844A JP 12984491 A JP12984491 A JP 12984491A JP H0565854 A JPH0565854 A JP H0565854A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- water
- main fuel
- diesel engine
- intake pipe
- 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
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
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】１つの超音波霧化装置により水と燃料を吸気管
内に噴霧可能にすることにより、ススおよびＮＯX を同
時に低減させる。 【構成】ディーゼルエンジン２１の燃焼室２４に主燃料
を供給する主燃料噴射弁２５と、吸気管２９内に補助燃
料および水を噴霧する超音波霧化装置３１とを備え、吸
気行程において、超音波霧化装置３１の超音波振動の作
用により微粒化された補助燃料は、燃焼室２４に吸引さ
れ、圧縮工程において、主燃料噴射弁２５から噴射され
低温酸化反応を起こし、シリンダ内に極めて着火しやす
い雰囲気を作りだし、主燃料の着火を助けまた燃焼も促
進されるので、排気ガス中のススの発生が低減される。
さらに、補助燃料と同様に吸気管２９から供給された水
の噴霧により燃焼温度が低下するため、ＮＯX の発生が
低減される。
内に噴霧可能にすることにより、ススおよびＮＯX を同
時に低減させる。 【構成】ディーゼルエンジン２１の燃焼室２４に主燃料
を供給する主燃料噴射弁２５と、吸気管２９内に補助燃
料および水を噴霧する超音波霧化装置３１とを備え、吸
気行程において、超音波霧化装置３１の超音波振動の作
用により微粒化された補助燃料は、燃焼室２４に吸引さ
れ、圧縮工程において、主燃料噴射弁２５から噴射され
低温酸化反応を起こし、シリンダ内に極めて着火しやす
い雰囲気を作りだし、主燃料の着火を助けまた燃焼も促
進されるので、排気ガス中のススの発生が低減される。
さらに、補助燃料と同様に吸気管２９から供給された水
の噴霧により燃焼温度が低下するため、ＮＯX の発生が
低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ススおよび窒素酸化物
（ＮＯX ）の同時低減を図ることができるディーゼルエ
ンジンに関する。
（ＮＯX ）の同時低減を図ることができるディーゼルエ
ンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいては、燃料の
もつエネルギーを効率よく仕事に変換させるために、燃
料と吸入空気との混合気を完全にかつ速やかに作り、燃
焼室内の空気によって燃料を完全燃焼させることが必要
であるが、燃焼が高温で行われるためにＮＯX が発生す
る。そのため、ＮＯX を低減するには主として燃料噴射
時期遅延が行われているが、燃焼が不完全となりススが
増大し、また、ススを低減するには、スワール、スキッ
シュ等により燃料と空気を迅速に混合する方法が採られ
ているが、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、これがススと
ＮＯX の同時低減を困難にしている。しかも、ディーゼ
ルエンジンにおいては、排気中の酸素量が多いためにガ
ソリンエンジンに用いられている三元触媒が使用できな
い。
もつエネルギーを効率よく仕事に変換させるために、燃
料と吸入空気との混合気を完全にかつ速やかに作り、燃
焼室内の空気によって燃料を完全燃焼させることが必要
であるが、燃焼が高温で行われるためにＮＯX が発生す
る。そのため、ＮＯX を低減するには主として燃料噴射
時期遅延が行われているが、燃焼が不完全となりススが
増大し、また、ススを低減するには、スワール、スキッ
シュ等により燃料と空気を迅速に混合する方法が採られ
ているが、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、これがススと
ＮＯX の同時低減を困難にしている。しかも、ディーゼ
ルエンジンにおいては、排気中の酸素量が多いためにガ
ソリンエンジンに用いられている三元触媒が使用できな
い。
【０００３】このために、従来、ＮＯX を除去する方法
として、吸気管内に水を噴霧することにより燃焼温度を
下げる方法が知られている。また、ススを低減する方法
としては、ディーゼルエンジンの燃焼室に対向して主燃
料噴射弁を設けると共に、吸気管に補助燃料供給用の超
音波霧化装置を設け、この超音波霧化装置の超音波振動
の作用により微粒化された燃料を吸気行程で燃焼室に供
給させ、圧縮工程中に低温酸化反応を起こすことにより
主燃料の燃焼を良好にさせ、排気ガス中のススを低減さ
せる方法が提案されている（例えば特開昭５７−１０２
５４５号公報）。
として、吸気管内に水を噴霧することにより燃焼温度を
下げる方法が知られている。また、ススを低減する方法
としては、ディーゼルエンジンの燃焼室に対向して主燃
料噴射弁を設けると共に、吸気管に補助燃料供給用の超
音波霧化装置を設け、この超音波霧化装置の超音波振動
の作用により微粒化された燃料を吸気行程で燃焼室に供
給させ、圧縮工程中に低温酸化反応を起こすことにより
主燃料の燃焼を良好にさせ、排気ガス中のススを低減さ
せる方法が提案されている（例えば特開昭５７−１０２
５４５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ススおよび
ＮＯX の同時低減を図るには、前述した吸気管内に水を
噴霧してＮＯX を低減する方法と、吸気管内に補助燃料
を供給してススを低減する方法を組み合わせる方法が考
えられる。しかしながら、この方法では、水噴霧用の霧
化装置と補助燃料噴霧用の霧化装置の２つを吸気管に配
設しなければならず、構造が複雑となりコストも増大す
るという問題を有している。
ＮＯX の同時低減を図るには、前述した吸気管内に水を
噴霧してＮＯX を低減する方法と、吸気管内に補助燃料
を供給してススを低減する方法を組み合わせる方法が考
えられる。しかしながら、この方法では、水噴霧用の霧
化装置と補助燃料噴霧用の霧化装置の２つを吸気管に配
設しなければならず、構造が複雑となりコストも増大す
るという問題を有している。
【０００５】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、１つの超音波霧化装置により水と補助燃料を吸気管
内に噴霧可能にすることにより、簡単な構成および低コ
ストでススおよびＮＯX を同時に低減させることができ
るディーゼルエンジンを提供することを目的とする。
て、１つの超音波霧化装置により水と補助燃料を吸気管
内に噴霧可能にすることにより、簡単な構成および低コ
ストでススおよびＮＯX を同時に低減させることができ
るディーゼルエンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明のディ
ーゼルエンジンは、ディーゼルエンジン２１の燃焼室２
４に主燃料を供給する主燃料噴射弁２５と、吸気管２９
内に補助燃料および水を噴霧する超音波霧化装置３１と
を備え、超音波霧化装置３１は、筒部材２と、筒部材２
内に固定される振動子ホーン３と、振動子ホーン３に超
音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子４と、筒部
材２の外周に固定され筒部材２との間に液供給路７を形
成するスリーブ部材６と、振動子ホーン３の先端に形成
される霧化部３ａと、霧化部３ａに液体を供給するノズ
ル部７ａとを有し、液供給路７に補助燃料供給管８およ
び水供給管１６を接続することを特徴としている。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。
ーゼルエンジンは、ディーゼルエンジン２１の燃焼室２
４に主燃料を供給する主燃料噴射弁２５と、吸気管２９
内に補助燃料および水を噴霧する超音波霧化装置３１と
を備え、超音波霧化装置３１は、筒部材２と、筒部材２
内に固定される振動子ホーン３と、振動子ホーン３に超
音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子４と、筒部
材２の外周に固定され筒部材２との間に液供給路７を形
成するスリーブ部材６と、振動子ホーン３の先端に形成
される霧化部３ａと、霧化部３ａに液体を供給するノズ
ル部７ａとを有し、液供給路７に補助燃料供給管８およ
び水供給管１６を接続することを特徴としている。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。
【０００７】
【作用】本発明においては、吸気行程において、超音波
霧化装置３１の超音波振動の作用により微粒化された補
助燃料は、燃焼室２４に吸引され、圧縮工程において、
主燃料噴射弁２５から噴射され低温酸化反応を起こし、
シリンダ内に極めて着火しやすい雰囲気を作りだし、主
燃料の着火を助けまた燃焼も促進されるので、排気ガス
中のススの発生が低減される。さらに、補助燃料と同様
に吸気管２９から供給された水の噴霧により燃焼温度が
低下するため、ＮＯX の発生が低減される。
霧化装置３１の超音波振動の作用により微粒化された補
助燃料は、燃焼室２４に吸引され、圧縮工程において、
主燃料噴射弁２５から噴射され低温酸化反応を起こし、
シリンダ内に極めて着火しやすい雰囲気を作りだし、主
燃料の着火を助けまた燃焼も促進されるので、排気ガス
中のススの発生が低減される。さらに、補助燃料と同様
に吸気管２９から供給された水の噴霧により燃焼温度が
低下するため、ＮＯX の発生が低減される。
【０００８】
【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は本発明のディーゼルエンジンの１実施例を
示す断面図、図２は本発明に係わる超音波霧化装置の１
実施例を示し、図Ａは軸方向の断面図、図Ｂは図ＡのＸ
−Ｘ線に沿って矢印方向から見た断面図である。
する。図１は本発明のディーゼルエンジンの１実施例を
示す断面図、図２は本発明に係わる超音波霧化装置の１
実施例を示し、図Ａは軸方向の断面図、図Ｂは図ＡのＸ
−Ｘ線に沿って矢印方向から見た断面図である。
【０００９】図１において、本発明のディーゼルエンジ
ン２１は、シリンダ２２およびピストン２３により燃焼
室２４が形成され、燃焼室２４に対向して主燃料噴射弁
２５、吸気弁２６および排気弁２７が配置され、吸気弁
２６は吸気管２９に接続され排気弁２７は排気管３０に
接続されている。前記吸気管２９内には、水および補助
燃料供給用の超音波霧化装置３１が取付けられている。
ン２１は、シリンダ２２およびピストン２３により燃焼
室２４が形成され、燃焼室２４に対向して主燃料噴射弁
２５、吸気弁２６および排気弁２７が配置され、吸気弁
２６は吸気管２９に接続され排気弁２７は排気管３０に
接続されている。前記吸気管２９内には、水および補助
燃料供給用の超音波霧化装置３１が取付けられている。
【００１０】図２に示すように、超音波霧化装置３１
は、筒部材２と、筒部材２内に固定、支持される振動子
ホーン３と、振動子ホーン３に超音波振動を付与せしめ
る電気・音響変換素子４と、筒部材２の外周に螺合部５
で螺合されるスリーブ部材６から構成される。筒部材２
とスリーブ部材６との間には、環状の液供給路７が形成
され、この液供給路７に補助燃料供給管８と水供給管１
６が接続され、それぞれ電磁弁（図示せず）の制御によ
り補助燃料および水が供給される。主燃料、補助燃料お
よび水の供給割合は、例えば７：２：１程度が好まし
い。
は、筒部材２と、筒部材２内に固定、支持される振動子
ホーン３と、振動子ホーン３に超音波振動を付与せしめ
る電気・音響変換素子４と、筒部材２の外周に螺合部５
で螺合されるスリーブ部材６から構成される。筒部材２
とスリーブ部材６との間には、環状の液供給路７が形成
され、この液供給路７に補助燃料供給管８と水供給管１
６が接続され、それぞれ電磁弁（図示せず）の制御によ
り補助燃料および水が供給される。主燃料、補助燃料お
よび水の供給割合は、例えば７：２：１程度が好まし
い。
【００１１】振動子ホーン３の先端には霧化部３ａが形
成される。この霧化部３ａの形状は、図に示す半球形状
の他、拡径形状、バット形状が採用される。また、筒部
材２とスリーブ部材６との間には環状のノズル部７ａが
形成され、該ノズル部７ａから燃料および水が霧化部３
ａに供給され超音波振動により微細液滴に霧化される。
なお、図では霧化液体の霧化方向が真下になっている
が、霧化方向は、上方向、傾斜方向等任意である。
成される。この霧化部３ａの形状は、図に示す半球形状
の他、拡径形状、バット形状が採用される。また、筒部
材２とスリーブ部材６との間には環状のノズル部７ａが
形成され、該ノズル部７ａから燃料および水が霧化部３
ａに供給され超音波振動により微細液滴に霧化される。
なお、図では霧化液体の霧化方向が真下になっている
が、霧化方向は、上方向、傾斜方向等任意である。
【００１２】振動子ホーン３には、振動しない部分すな
わち２箇所のノード部９ａ、９ｂがあり、筒部材２の内
周面には、該ノード部９ａ、９ｂに対向して溝が形成さ
れ、該溝内にＯリングからなる弾性体１０、１１が嵌合
されている。従って、振動子ホーン３を筒部材２内に挿
入したとき、振動子ホーン３が弾性体１０、１１により
固定支持されると共に、振動子ホーン３と筒部材２およ
びスリーブ部材６の同芯性が容易に出せることになる。
また、筒部材２の内周先端には段部１２が形成され、該
段部１２にシール材１３が圧入固定される。シール材１
３は、芯材１３ａと、芯材１３ａの周囲に断面ク字形状
のゴム製の弾性材１３ｂとからなり、弾性材１３ｂの先
端が振動子ホーン３に当接するように配置している。こ
れにより、振動子ホーン３と筒部材２との間の空間１５
内への燃料および水の侵入を防止し、空間１５内に液体
が入り込むことにより生じる気泡の発生、滞留を防止
し、噴霧量の安定性を図ることができる。また、振動子
ホーン３と弾性材１３ｂとの接触面積が少ないので、振
動子ホーン３への負荷が少なく、振動子ホーン３の発熱
及び電力消費を低減させることができる構造となってい
る。
わち２箇所のノード部９ａ、９ｂがあり、筒部材２の内
周面には、該ノード部９ａ、９ｂに対向して溝が形成さ
れ、該溝内にＯリングからなる弾性体１０、１１が嵌合
されている。従って、振動子ホーン３を筒部材２内に挿
入したとき、振動子ホーン３が弾性体１０、１１により
固定支持されると共に、振動子ホーン３と筒部材２およ
びスリーブ部材６の同芯性が容易に出せることになる。
また、筒部材２の内周先端には段部１２が形成され、該
段部１２にシール材１３が圧入固定される。シール材１
３は、芯材１３ａと、芯材１３ａの周囲に断面ク字形状
のゴム製の弾性材１３ｂとからなり、弾性材１３ｂの先
端が振動子ホーン３に当接するように配置している。こ
れにより、振動子ホーン３と筒部材２との間の空間１５
内への燃料および水の侵入を防止し、空間１５内に液体
が入り込むことにより生じる気泡の発生、滞留を防止
し、噴霧量の安定性を図ることができる。また、振動子
ホーン３と弾性材１３ｂとの接触面積が少ないので、振
動子ホーン３への負荷が少なく、振動子ホーン３の発熱
及び電力消費を低減させることができる構造となってい
る。
【００１３】上記構成からなる本発明の作用について説
明すると、吸気行程において、超音波霧化装置３１の超
音波振動の作用により微粒化された補助燃料は、燃焼室
２４に吸引され、圧縮工程において、ピストン２３が上
死点付近において、主燃料噴射弁２５から噴射され低温
酸化反応（燃焼前反応）を起こし、シリンダ内に極めて
着火しやすい雰囲気を作りだし、主燃料の着火を助けま
た燃焼も促進されるので、排気ガス中のススの発生が低
減される。さらに、補助燃料と同様に吸気管２９から供
給された水の噴霧により燃焼温度が低下するため、ＮＯ
X の発生が低減され、従って、ススおよびＮＯX の同時
低減を図ることができる。
明すると、吸気行程において、超音波霧化装置３１の超
音波振動の作用により微粒化された補助燃料は、燃焼室
２４に吸引され、圧縮工程において、ピストン２３が上
死点付近において、主燃料噴射弁２５から噴射され低温
酸化反応（燃焼前反応）を起こし、シリンダ内に極めて
着火しやすい雰囲気を作りだし、主燃料の着火を助けま
た燃焼も促進されるので、排気ガス中のススの発生が低
減される。さらに、補助燃料と同様に吸気管２９から供
給された水の噴霧により燃焼温度が低下するため、ＮＯ
X の発生が低減され、従って、ススおよびＮＯX の同時
低減を図ることができる。
【００１４】
【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、ディーゼルエンジンの燃焼室に主燃料を供給す
る主燃料噴射弁と、吸気管内に補助燃料および水を噴霧
する超音波霧化装置とを備え、該超音波霧化装置は、筒
部材と、該筒部材内に固定される振動子ホーンと、該振
動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電気・音響変換
素子と、前記筒部材の外周に固定され筒部材との間に液
供給路を形成するスリーブ部材と、前記振動子ホーンの
先端に形成される霧化部と、該霧化部に液体を供給する
ノズル部とを有し、前記液供給路に補助燃料供給管およ
び水供給管を接続するように構成し、１つの超音波霧化
装置により水と補助燃料を吸気管内に噴霧可能にするこ
とにより、簡単な構成および低コストでススおよびＮＯ
X を同時に低減させることができる。
よれば、ディーゼルエンジンの燃焼室に主燃料を供給す
る主燃料噴射弁と、吸気管内に補助燃料および水を噴霧
する超音波霧化装置とを備え、該超音波霧化装置は、筒
部材と、該筒部材内に固定される振動子ホーンと、該振
動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電気・音響変換
素子と、前記筒部材の外周に固定され筒部材との間に液
供給路を形成するスリーブ部材と、前記振動子ホーンの
先端に形成される霧化部と、該霧化部に液体を供給する
ノズル部とを有し、前記液供給路に補助燃料供給管およ
び水供給管を接続するように構成し、１つの超音波霧化
装置により水と補助燃料を吸気管内に噴霧可能にするこ
とにより、簡単な構成および低コストでススおよびＮＯ
X を同時に低減させることができる。
【図１】本発明のディーゼルエンジンの１実施例を示す
断面図
断面図
【図２】本発明に係わる超音波霧化装置の１実施例を示
し、図Ａは軸方向の断面図、図Ｂは図ＡのＸ−Ｘ線に沿
って矢印方向から見た断面図
し、図Ａは軸方向の断面図、図Ｂは図ＡのＸ−Ｘ線に沿
って矢印方向から見た断面図
２…筒部材、３…振動子ホーン、３ａ…霧化部、４…電
気・音響変換素子 ６…スリーブ部材、７…液供給路、７ａ…ノズル部、８
…補助燃料供給管 １６…水供給管、２１…ディーゼルエンジン、２２…シ
リンダ ２３…ピストン、２４…燃焼室、２５…主燃料噴射弁、
２６…吸気弁 ２７…排気弁、２９…吸気管、３０…排気管、３１…超
音波霧化装置
気・音響変換素子 ６…スリーブ部材、７…液供給路、７ａ…ノズル部、８
…補助燃料供給管 １６…水供給管、２１…ディーゼルエンジン、２２…シ
リンダ ２３…ピストン、２４…燃焼室、２５…主燃料噴射弁、
２６…吸気弁 ２７…排気弁、２９…吸気管、３０…排気管、３１…超
音波霧化装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小久保確郎 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの燃焼室に主燃料を供
給する主燃料噴射弁と、吸気管内に補助燃料および水を
噴霧する超音波霧化装置とを備え、該超音波霧化装置
は、筒部材と、該筒部材内に固定される振動子ホーン
と、該振動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電気・
音響変換素子と、前記筒部材の外周に固定され筒部材と
の間に液供給路を形成するスリーブ部材と、前記振動子
ホーンの先端に形成される霧化部と、該霧化部に液体を
供給するノズル部とを有し、前記液供給路に補助燃料供
給管および水供給管を接続することを特徴とするディー
ゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129844A JPH0565854A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | デイーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129844A JPH0565854A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | デイーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565854A true JPH0565854A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=15019637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3129844A Pending JPH0565854A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | デイーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565854A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2384525A (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-30 | William May Stott | Adding water, eg steam, to the charge of a reciprocating piston i.c. engine to reduce emissions of particulate matter (PM) and NOx |
| FR2927120A1 (fr) * | 2008-02-06 | 2009-08-07 | Renault Sas | Moteur a combustion interne comportant un bol de combustion pour un injecteur de type ultrasonore |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3129844A patent/JPH0565854A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2384525A (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-30 | William May Stott | Adding water, eg steam, to the charge of a reciprocating piston i.c. engine to reduce emissions of particulate matter (PM) and NOx |
| FR2927120A1 (fr) * | 2008-02-06 | 2009-08-07 | Renault Sas | Moteur a combustion interne comportant un bol de combustion pour un injecteur de type ultrasonore |
| WO2009101318A1 (fr) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Renault S.A.S. | Moteur a combustion interne comportant un bol de combustion pour un injecteur de type ultrasonore |
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