JPH0693863A - 直接噴射式ディーゼル機関 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関Info
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- JPH0693863A JPH0693863A JP4244602A JP24460292A JPH0693863A JP H0693863 A JPH0693863 A JP H0693863A JP 4244602 A JP4244602 A JP 4244602A JP 24460292 A JP24460292 A JP 24460292A JP H0693863 A JPH0693863 A JP H0693863A
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【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、排ガスの成分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とを有し、燃料噴射開始前後お
よび燃焼後期に前記排ガスの成分を噴射する直接噴射式
ディーゼル機関であって、シリンダヘッド３の下面凹陥
部３ａに固定されるガス供給部材２１を備え、該ガス供
給部材２１は、副噴射ノズル６ａが嵌合される皿部２３
と、主噴射ノズル５ａが貫通される貫通孔２４と、該貫
通孔２４の外周に形成される環状通路２５と、該環状通
路２５と前記皿部２４とを連通させる連通路２６と、前
記環状通路２５の底部に形成される複数のガス噴出孔２
７とからなる。
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、排ガスの成分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とを有し、燃料噴射開始前後お
よび燃焼後期に前記排ガスの成分を噴射する直接噴射式
ディーゼル機関であって、シリンダヘッド３の下面凹陥
部３ａに固定されるガス供給部材２１を備え、該ガス供
給部材２１は、副噴射ノズル６ａが嵌合される皿部２３
と、主噴射ノズル５ａが貫通される貫通孔２４と、該貫
通孔２４の外周に形成される環状通路２５と、該環状通
路２５と前記皿部２４とを連通させる連通路２６と、前
記環状通路２５の底部に形成される複数のガス噴出孔２
７とからなる。
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６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ＮＯX 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６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ＮＯX 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、排ガスの成分を前記主噴射ノズ
ル５ａの近傍に噴射する副噴射ノズル６ａとを有し、燃
料噴射開始前後および燃焼後期に前記排ガスの成分を噴
射するする直接噴射式ディーゼル機関であって、シリン
ダヘッド３の下面凹陥部３ａに固定されるガス供給部材
２１を備え、該ガス供給部材２１は、副噴射ノズル６ａ
が嵌合される皿部２３と、主噴射ノズル５ａが貫通され
る貫通孔２４と、該貫通孔２４の外周に形成される環状
通路２５と、該環状通路２５と前記皿部２４とを連通さ
せる連通路２６と、前記環状通路２５の底部に形成され
る複数のガス噴出孔２７とからな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、排ガスの成分を前記主噴射ノズ
ル５ａの近傍に噴射する副噴射ノズル６ａとを有し、燃
料噴射開始前後および燃焼後期に前記排ガスの成分を噴
射するする直接噴射式ディーゼル機関であって、シリン
ダヘッド３の下面凹陥部３ａに固定されるガス供給部材
２１を備え、該ガス供給部材２１は、副噴射ノズル６ａ
が嵌合される皿部２３と、主噴射ノズル５ａが貫通され
る貫通孔２４と、該貫通孔２４の外周に形成される環状
通路２５と、該環状通路２５と前記皿部２４とを連通さ
せる連通路２６と、前記環状通路２５の底部に形成され
る複数のガス噴出孔２７とからなることを特徴とする。
【０００８】なお、排ガスの成分および水を噴射する副
噴射ノズルを有し、副噴射ノズルから高負荷域では水を
噴射し、中低負荷域では排ガスの成分を噴射するように
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。
噴射ノズルを有し、副噴射ノズルから高負荷域では水を
噴射し、中低負荷域では排ガスの成分を噴射するように
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、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、酸素濃度減
少により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、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ＥＧ
Ｒ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。
ガスが噴射されると、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、酸素濃度減
少により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、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ＥＧ
Ｒ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。
【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３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は概略構成図、図２は図
１のエンジンの構造を示し、図Ａは拡大断面図、図Ｂは
ガス供給部材の斜視図、図Ｃは燃焼室の平面図、図３は
ガス噴射時期を説明するための図である。
明する。図１ないし図３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は概略構成図、図２は図
１のエンジンの構造を示し、図Ａは拡大断面図、図Ｂは
ガス供給部材の斜視図、図Ｃは燃焼室の平面図、図３は
ガス噴射時期を説明するための図である。
【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の下面に
は、凹陥部３ａが形成され、該凹陥部３ａ内にガス供給
部材２１がビス２２より固定される。ガス供給部材２１
は、副噴射弁６の副噴射ノズル６ａが嵌合される有底円
筒状の皿部２３と、主噴射弁５の主噴射ノズル５ａが貫
通される貫通孔２４と、該貫通孔２４の外周に形成され
る環状通路２５と、該環状通路２５と前記皿部２３とを
連通させる連通路２６と、環状通路２５の底部に形成さ
れる複数のガス噴出孔２７とを有する。この構成によ
り、図２（Ｃ）に示すように、主噴射ノズル５ａから複
数の噴口から燃料Ｆが燃焼室４内に噴射され、副噴射ノ
ズル６ａから噴射されるＥＧＲガスＥは、ガス供給部材
２１の皿部２３、連通路２６、ガス噴出孔２７を経て燃
焼室４内に噴射される。
は、凹陥部３ａが形成され、該凹陥部３ａ内にガス供給
部材２１がビス２２より固定される。ガス供給部材２１
は、副噴射弁６の副噴射ノズル６ａが嵌合される有底円
筒状の皿部２３と、主噴射弁５の主噴射ノズル５ａが貫
通される貫通孔２４と、該貫通孔２４の外周に形成され
る環状通路２５と、該環状通路２５と前記皿部２３とを
連通させる連通路２６と、環状通路２５の底部に形成さ
れる複数のガス噴出孔２７とを有する。この構成によ
り、図２（Ｃ）に示すように、主噴射ノズル５ａから複
数の噴口から燃料Ｆが燃焼室４内に噴射され、副噴射ノ
ズル６ａから噴射されるＥＧＲガスＥは、ガス供給部材
２１の皿部２３、連通路２６、ガス噴出孔２７を経て燃
焼室４内に噴射される。
【００１３】なお、ガス噴出孔２７から噴出されるＥＧ
ＲガスＥの方向は、図２（Ｃ）に示すように、噴霧Ｆの
間でもよいし、噴霧の方向に一致させるようにしてもよ
い。また、主噴射ノズル５ａの噴口の数およびガス噴出
孔２７の数は任意である。
ＲガスＥの方向は、図２（Ｃ）に示すように、噴霧Ｆの
間でもよいし、噴霧の方向に一致させるようにしてもよ
い。また、主噴射ノズル５ａの噴口の数およびガス噴出
孔２７の数は任意である。
【００１４】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。燃料噴射開始前後にＥＧＲガスが噴射され
ると、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、酸素濃度減少により予混合
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、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。
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。燃料噴射開始前後にＥＧＲガスが噴射され
ると、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、酸素濃度減少により予混合
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、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４は、上記実施例における実験結果を示
している。図中、点線は吸気管に排気ガスの１成分であ
るＣＯ2 を噴射した場合（通常のＥＧＲ）を示し、実線
は本発明における副噴射ノズル６ａからＣＯ2を噴射し
た場合を示している。これによれば、吸気量の１％のＣ
Ｏ2噴射で６０％のＮＯX低減率が得られる。
している。図中、点線は吸気管に排気ガスの１成分であ
るＣＯ2 を噴射した場合（通常のＥＧＲ）を示し、実線
は本発明における副噴射ノズル６ａからＣＯ2を噴射し
た場合を示している。これによれば、吸気量の１％のＣ
Ｏ2噴射で６０％のＮＯX低減率が得られる。
【００１６】上記実施例においては、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Ｅ
ＧＲ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。
図５は本発明の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ＥＧＲ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６ａから、図
５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６ａ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。
および燃焼後期に副噴射ノズル６ａから燃焼室４内にＥ
ＧＲ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。
図５は本発明の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ＥＧＲ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６ａから、図
５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６ａ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。
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の属する技術分野における通常の知
識を有する者にとって種々の変更が可能である。例え
ば、上記実施例においては、排気の一部を副噴射ノズル
６ａから噴射するようにしているが、排ガスの成分であ
るＣＯ2、Ｎ2等のガスをボンベに用意しておき、これを
単独で噴射するようにしてもよい。
のではなく、本発明の属する技術分野における通常の知
識を有する者にとって種々の変更が可能である。例え
ば、上記実施例においては、排気の一部を副噴射ノズル
６ａから噴射するようにしているが、排ガスの成分であ
るＣＯ2、Ｎ2等のガスをボンベに用意しておき、これを
単独で噴射するようにしてもよい。
【００１８】
【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。
【００１９】（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。
【００２０】（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。
【００２１】（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
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図２】図１のエンジンの構造を示し、図Ａは拡大断面
図、図Ｂはガス供給部材の斜視図、図Ｃは燃焼室の平面
図である。
図、図Ｂはガス供給部材の斜視図、図Ｃは燃焼室の平面
図である。
【図３】本発明におけるガス噴射時期を説明するための
図である。
図である。
【図４】本発明における実験結果を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図６】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は平面図である。
図Ａは断面図、図Ｂは平面図である。
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 ２１…ガス供給部材、２３…皿部、２４…貫通孔、２５
…環状通路 ２６…連通路、２７…ガス噴出孔、Ｆ…燃料噴霧、Ｅ…
ＥＧＲガス
ａ…副噴射ノズル ２１…ガス供給部材、２３…皿部、２４…貫通孔、２５
…環状通路 ２６…連通路、２７…ガス噴出孔、Ｆ…燃料噴霧、Ｅ…
ＥＧＲガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丑久保 聡 東京都世田谷区玉堤１丁目28番１号 武蔵 工業大学内 (72)発明者 小森正憲 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 中平敏夫 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 (2)
- 【請求項１】燃料をシリンダ内に噴射する主噴射ノズル
と、排ガスの成分を前記主噴射ノズルの近傍に噴射する
副噴射ノズルとを有し、燃料噴射開始前後および燃焼後
期に前記排ガスの成分を噴射するする直接噴射式ディー
ゼル機関であって、シリンダヘッドの下面凹陥部に固定
されるガス供給部材を備え、該ガス供給部材は、副噴射
ノズルが嵌合される皿部と、主噴射ノズルが貫通される
貫通孔と、該貫通孔の外周に形成される環状通路と、該
環状通路と前記皿部とを連通させる連通路と、前記環状
通路の底部に形成される複数のガス噴出孔とからなるこ
とを特徴とする直接噴射式ディーゼル機関。 - 【請求項２】排ガスの成分および水を噴射する副噴射ノ
ズルを有し、副噴射ノズルから高負荷域では水を噴射
し、中低負荷域では排ガスの成分を噴射することを特徴
とする請求項１に記載の直接噴射式ディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244602A JPH0768900B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244602A JPH0768900B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693863A true JPH0693863A (ja) | 1994-04-05 |
| JPH0768900B2 JPH0768900B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=17121173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244602A Expired - Lifetime JPH0768900B2 (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768900B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017025772A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 |
| JP2017025773A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 |
| KR20190063758A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | 현대자동차주식회사 | 차량용 연료 분사 제어방법 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244602A patent/JPH0768900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017025772A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 |
| JP2017025773A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | マツダ株式会社 | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 |
| KR20190063758A (ko) * | 2017-11-30 | 2019-06-10 | 현대자동차주식회사 | 차량용 연료 분사 제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0768900B2 (ja) | 1995-07-26 |
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