JPH07269383A - アルコールを燃料としたディーゼルエンジン - Google Patents
アルコールを燃料としたディーゼルエンジンInfo
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- JPH07269383A JPH07269383A JP6083750A JP8375094A JPH07269383A JP H07269383 A JPH07269383 A JP H07269383A JP 6083750 A JP6083750 A JP 6083750A JP 8375094 A JP8375094 A JP 8375094A JP H07269383 A JPH07269383 A JP H07269383A
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- JP
- Japan
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- dimethyl ether
- alcohol
- diesel engine
- main fuel
- crank angle
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- 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
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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
-
- 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
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 ジメチルエーテルを副燃焼室に供給し、圧縮
着火させたジメチルエーテルを、主燃料であるアルコー
ルを噴射させた主燃焼室に導き、アルコールを着火させ
るアルコールディーゼルエンジンでジメチルエーテル供
給時期及びアルコール噴射時期を限定することにより、
ジメチルエーテルの供給量を減らし同時にジメチルエー
テルの供給圧を1.５ kgf／cm2 以下にできるディーゼル
エンジン。 【効果】 アルコールディーゼルエンジンの着火に必要
なジメチルエーテルの必要量を減少させる。
着火させたジメチルエーテルを、主燃料であるアルコー
ルを噴射させた主燃焼室に導き、アルコールを着火させ
るアルコールディーゼルエンジンでジメチルエーテル供
給時期及びアルコール噴射時期を限定することにより、
ジメチルエーテルの供給量を減らし同時にジメチルエー
テルの供給圧を1.５ kgf／cm2 以下にできるディーゼル
エンジン。 【効果】 アルコールディーゼルエンジンの着火に必要
なジメチルエーテルの必要量を減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタノールを含めアルコ
ール類を主燃料とするディーゼルエンジンに関するもの
である。
ール類を主燃料とするディーゼルエンジンに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン用燃料としては、軽
油が多用されているが、その供給量の減少および低質化
のため、代替燃料の開発が試みられている。その一つと
してメタノールを含めアルコール類を燃料とする試みが
ある。然しながらメタノールはセタン価が低く、着火性
に問題があるので、着火性改善のため種々の手段が考案
されている。例えば特開昭５８−５７０２４号公報は、
メタノールの一部を触媒を利用した発熱反応によりジメ
チルエーテルに変換し、このジメチルエーテルを着火剤
として使用することを提案している。又特開平４−１９
４６０３号公報は、着火に必要なジメチルエーテル量を
削減し、ジメチルエーテルを有効に利用するため、副燃
焼室を設け、副燃焼室にジメチルエーテルを供給、燃焼
させ、その火炎を主燃焼室に伝搬させてメタノールを燃
焼させることを提案している。
油が多用されているが、その供給量の減少および低質化
のため、代替燃料の開発が試みられている。その一つと
してメタノールを含めアルコール類を燃料とする試みが
ある。然しながらメタノールはセタン価が低く、着火性
に問題があるので、着火性改善のため種々の手段が考案
されている。例えば特開昭５８−５７０２４号公報は、
メタノールの一部を触媒を利用した発熱反応によりジメ
チルエーテルに変換し、このジメチルエーテルを着火剤
として使用することを提案している。又特開平４−１９
４６０３号公報は、着火に必要なジメチルエーテル量を
削減し、ジメチルエーテルを有効に利用するため、副燃
焼室を設け、副燃焼室にジメチルエーテルを供給、燃焼
させ、その火炎を主燃焼室に伝搬させてメタノールを燃
焼させることを提案している。
【０００３】特開平４−１９４８０３号公報は、前記の
如くジメチルエーテルを副燃焼室に供給し、圧縮により
着火したジメチルエーテルの火炎を、主燃料であるメタ
ノールを噴射させた主燃焼室に導き、メタノールを着火
させることにより吸気管からジメチルエーテルを空気と
の混合気として供給する場合よりもジメチルエーテルの
必要量を減少させているが、現実のエンジンにおいて
は、ジメチルエーテルの供給期間、供給圧力、供給時期
などにより主燃料であるメタノールを着火させるに要す
るジメチルエーテルの量が大きく変化する。工業的利用
を考える場合、ジメチルエーテルの供給圧力を高くする
ことは実用性をそこなうので出来るだけ低いことが望ま
れ、ジメチルエーテルの供給時期は、供給装置に負担の
少ない時期であることが必要で、更に十分な供給期間の
あることが望まれる。主燃料であるメタノールの噴射時
期もエンジンの耐久性、騒音等に影響を与えるので適切
な時期であることが必要となる。このようにジメチルエ
ーテルを副燃焼室に供給し、圧縮によって着火したジメ
チルエーテルの火炎を主燃焼室に導き、主燃料であるメ
タノールを着火させるためにも各種条件を満足させる必
要がある。
如くジメチルエーテルを副燃焼室に供給し、圧縮により
着火したジメチルエーテルの火炎を、主燃料であるメタ
ノールを噴射させた主燃焼室に導き、メタノールを着火
させることにより吸気管からジメチルエーテルを空気と
の混合気として供給する場合よりもジメチルエーテルの
必要量を減少させているが、現実のエンジンにおいて
は、ジメチルエーテルの供給期間、供給圧力、供給時期
などにより主燃料であるメタノールを着火させるに要す
るジメチルエーテルの量が大きく変化する。工業的利用
を考える場合、ジメチルエーテルの供給圧力を高くする
ことは実用性をそこなうので出来るだけ低いことが望ま
れ、ジメチルエーテルの供給時期は、供給装置に負担の
少ない時期であることが必要で、更に十分な供給期間の
あることが望まれる。主燃料であるメタノールの噴射時
期もエンジンの耐久性、騒音等に影響を与えるので適切
な時期であることが必要となる。このようにジメチルエ
ーテルを副燃焼室に供給し、圧縮によって着火したジメ
チルエーテルの火炎を主燃焼室に導き、主燃料であるメ
タノールを着火させるためにも各種条件を満足させる必
要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルコール
類、例えばメタノール、エタノールなど、を主燃料とす
るディーゼルエンジンにおいて、主燃料であるアルコー
ルを着火させるためのジメチルエーテルの必要量を削減
させ、その有効利用を計ることを課題としている。
類、例えばメタノール、エタノールなど、を主燃料とす
るディーゼルエンジンにおいて、主燃料であるアルコー
ルを着火させるためのジメチルエーテルの必要量を削減
させ、その有効利用を計ることを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するため、本発明では、アルコール類を主燃料とし、副
燃焼室を備えたディーゼルエンジンにおいて、ジメチル
エーテルの供給圧力、供給時期及び主燃料であるアルコ
ールの噴射時期を適切にし、更にそれに排気絞りを加え
ている。好ましくは、ジメチルエーテルの供給圧力をエ
ンジンの実用性を考えて1.５ kgf／cm2 以下とし、ジメ
チルエーテル供給終了時期を必要なジメチルエーテルが
確保される範囲、少くともエンジンの吸気弁の閉弁して
いる間であることが望まれ、アルコールの噴射時期をク
ランク角度で上死点前１０度から１８度の間とする。
するため、本発明では、アルコール類を主燃料とし、副
燃焼室を備えたディーゼルエンジンにおいて、ジメチル
エーテルの供給圧力、供給時期及び主燃料であるアルコ
ールの噴射時期を適切にし、更にそれに排気絞りを加え
ている。好ましくは、ジメチルエーテルの供給圧力をエ
ンジンの実用性を考えて1.５ kgf／cm2 以下とし、ジメ
チルエーテル供給終了時期を必要なジメチルエーテルが
確保される範囲、少くともエンジンの吸気弁の閉弁して
いる間であることが望まれ、アルコールの噴射時期をク
ランク角度で上死点前１０度から１８度の間とする。
【０００６】ジメチルエーテルの供給時期をクランク角
度で上死点後２０度から６０度の間又は１３０度から１
９０度の間にすることにより、ジメチルエーテルの供給
開始が早すぎることによるジメチルエーテルの主燃焼室
内への拡散量の増加が防止できるとともに、必要にして
充分なジメチルエーテル量の供給が可能であり、供給圧
力も1.５ kgf／cm2 以上を必要としない。ジメチルエー
テルの供給をクランク角度で上死点後６０度から１３０
度の間に行うことは、検討結果よりすると図４に示すよ
うにジメチルエーテルが有効利用されないので避けるべ
きである。ジメチルエーテルの供給終了時期は必要なジ
メチルエーテル量が確保できればよく、少くとも吸気弁
の閉弁時期までである。この様な状態であればジメチル
エーテルの逆流は発生しない。
度で上死点後２０度から６０度の間又は１３０度から１
９０度の間にすることにより、ジメチルエーテルの供給
開始が早すぎることによるジメチルエーテルの主燃焼室
内への拡散量の増加が防止できるとともに、必要にして
充分なジメチルエーテル量の供給が可能であり、供給圧
力も1.５ kgf／cm2 以上を必要としない。ジメチルエー
テルの供給をクランク角度で上死点後６０度から１３０
度の間に行うことは、検討結果よりすると図４に示すよ
うにジメチルエーテルが有効利用されないので避けるべ
きである。ジメチルエーテルの供給終了時期は必要なジ
メチルエーテル量が確保できればよく、少くとも吸気弁
の閉弁時期までである。この様な状態であればジメチル
エーテルの逆流は発生しない。
【０００７】主燃料であるアルコール類、例えばメタノ
ール、エタノールなど、の噴射時期は、上記条件のもと
でクランク角度で上死点前１０度から１８度の間が適切
である。噴射時期が上記範囲よりはずれ、クランク角度
で上死点前１０度未満であると、ジメチルエーテルの燃
焼が終了しているためジメチルエーテルの燃焼によるア
ルコール類の燃焼援助がなくなり、アルコール類のみの
圧縮着火となり、ジメチルエーテルによる着火効果を減
じる。又アルコール類の着火時期はその噴射開始時期に
関係なくほぼ一定であるため、上死点前１８度を越える
とアルコール類の着火遅れが大きくなる。ディーゼルエ
ンジンは拡散燃焼によるものであるが、着火遅れが増大
すると燃料全体が空気と混合し、燃焼が一気に進行し、
燃焼温度が上昇し、NOx の発生量が増加するとともに、
反応の激しさにより騒音が大となる。
ール、エタノールなど、の噴射時期は、上記条件のもと
でクランク角度で上死点前１０度から１８度の間が適切
である。噴射時期が上記範囲よりはずれ、クランク角度
で上死点前１０度未満であると、ジメチルエーテルの燃
焼が終了しているためジメチルエーテルの燃焼によるア
ルコール類の燃焼援助がなくなり、アルコール類のみの
圧縮着火となり、ジメチルエーテルによる着火効果を減
じる。又アルコール類の着火時期はその噴射開始時期に
関係なくほぼ一定であるため、上死点前１８度を越える
とアルコール類の着火遅れが大きくなる。ディーゼルエ
ンジンは拡散燃焼によるものであるが、着火遅れが増大
すると燃料全体が空気と混合し、燃焼が一気に進行し、
燃焼温度が上昇し、NOx の発生量が増加するとともに、
反応の激しさにより騒音が大となる。
【０００８】本発明では、上記条件に更に排気絞りを併
用することによりジメチルエーテルの必要量減少と、燃
焼の改善を行うことが可能である。排気絞り率は吸気の
減少量換算で、 低負荷時には ５〜２０％、 高負荷時には １０％以下 とすることによりジメチルエーテルの必要量を減少する
ことが可能である。
用することによりジメチルエーテルの必要量減少と、燃
焼の改善を行うことが可能である。排気絞り率は吸気の
減少量換算で、 低負荷時には ５〜２０％、 高負荷時には １０％以下 とすることによりジメチルエーテルの必要量を減少する
ことが可能である。
【０００９】上記の組合せを用いることにより、ジメチ
ルエーテルを副燃焼室に供給し、圧縮、着火したジメチ
ルエーテルの火炎を主燃焼室に導き、主燃料であるアル
コールを着火させるとアルコール燃料ディーゼルエンジ
ンでのジメチルエーテル必要量をアルコール、ジメチル
エーテルを合わせた総発熱量の７％まで減少させること
ができる。以下にアルコールとしてメタノールを使用し
た場合について本発明を具体的に説明する。
ルエーテルを副燃焼室に供給し、圧縮、着火したジメチ
ルエーテルの火炎を主燃焼室に導き、主燃料であるアル
コールを着火させるとアルコール燃料ディーゼルエンジ
ンでのジメチルエーテル必要量をアルコール、ジメチル
エーテルを合わせた総発熱量の７％まで減少させること
ができる。以下にアルコールとしてメタノールを使用し
た場合について本発明を具体的に説明する。
【００１０】
【実施例】排気量８２５cc、圧縮比１7.３の単気筒水冷
式直噴ディーゼルエンジン（図１参照）を用いて試験を
行った。副燃焼室１の容積は2.５ccである。本発明との
比較のためなされた従来の方法による試験結果を図２に
示した。吸気弁３による吸気管吸入はジメチルエーテル
供給圧2.３ kgf／cm2 で、クランク角度で上死点後１７
度でジメチルエーテルの供給が開始され、クランク角度
で下死点後４７度（上死点後２２７度に対応）まで供給
された。メタノールのメタノール供給装置６による噴射
時期は、当機関の標準であるクランク角度上死点前８度
であり、排気絞りは行なっていない。この場合の必要ジ
メチルエーテル量を吸気管吸入として図２に示した。こ
れに対し、副燃焼室１にジメチルエーテルをジメチルエ
ーテル供給装置６により供給することによる副燃焼室法
での実験結果を副室として示した。この場合のジメチル
エーテル供給期間は吸気管吸入と同じタイミングであ
る。副室法の場合、吸気管吸入に比し、全域で必要ジメ
チルエーテル量が削減されているが、なお低負荷では３
０％以上のジメチルエーテル量を必要としている。
式直噴ディーゼルエンジン（図１参照）を用いて試験を
行った。副燃焼室１の容積は2.５ccである。本発明との
比較のためなされた従来の方法による試験結果を図２に
示した。吸気弁３による吸気管吸入はジメチルエーテル
供給圧2.３ kgf／cm2 で、クランク角度で上死点後１７
度でジメチルエーテルの供給が開始され、クランク角度
で下死点後４７度（上死点後２２７度に対応）まで供給
された。メタノールのメタノール供給装置６による噴射
時期は、当機関の標準であるクランク角度上死点前８度
であり、排気絞りは行なっていない。この場合の必要ジ
メチルエーテル量を吸気管吸入として図２に示した。こ
れに対し、副燃焼室１にジメチルエーテルをジメチルエ
ーテル供給装置６により供給することによる副燃焼室法
での実験結果を副室として示した。この場合のジメチル
エーテル供給期間は吸気管吸入と同じタイミングであ
る。副室法の場合、吸気管吸入に比し、全域で必要ジメ
チルエーテル量が削減されているが、なお低負荷では３
０％以上のジメチルエーテル量を必要としている。
【００１１】図３に本発明による試験結果を示した。ジ
メチルエーテル供給装置５によるジメチルエーテル供給
圧は1.５ kgf／cm2 で、ジメチルエーテル供給をクラン
ク角度で上死点後５０度から始め、クランク角度で上死
点後１８０度でジメチルエーテルの供給を止めた。吸気
弁３を介して必要な空気を主燃焼室２に供給する。主燃
料であるメタノールの噴射時期はメタノール供給装置６
によりなし、クランク角度で上死点１７度であった。排
気絞り（図示せず）を併用することにより低負荷では絞
り率２０％でジメチルエーテル量７％、高負荷では絞り
率１０％でジメチルエーテル量５％で、良好なメタノー
ルの着火をえることができた。
メチルエーテル供給装置５によるジメチルエーテル供給
圧は1.５ kgf／cm2 で、ジメチルエーテル供給をクラン
ク角度で上死点後５０度から始め、クランク角度で上死
点後１８０度でジメチルエーテルの供給を止めた。吸気
弁３を介して必要な空気を主燃焼室２に供給する。主燃
料であるメタノールの噴射時期はメタノール供給装置６
によりなし、クランク角度で上死点１７度であった。排
気絞り（図示せず）を併用することにより低負荷では絞
り率２０％でジメチルエーテル量７％、高負荷では絞り
率１０％でジメチルエーテル量５％で、良好なメタノー
ルの着火をえることができた。
【００１２】図４は、ジメチルエーテルの供給時期を検
討するため、ジメチルエーテルの供給時期を変化させた
場合に必要としたジメチルエーテルの量とジメチルエー
テル供給時期との関係を示した図である。ジメチルエー
テル供給圧力は1.５ kgf／cm2 で、メタノール供給時期
はクランク角度で上死点前１４度である。ジメチルエー
テルの供給開始時期を変えることにより、必要ジメチル
エーテル量が変化することが図より明らかであり、ジメ
チルエーテルの供給開始時期がクランク角度で上死点後
２０〜６０度又は１３０〜１９０度の場合、ジメチルエ
ーテルの必要量が少量ですむことを示している。図にお
ける必要ジメチルエーテル量は以下の計算によるもので
ある。
討するため、ジメチルエーテルの供給時期を変化させた
場合に必要としたジメチルエーテルの量とジメチルエー
テル供給時期との関係を示した図である。ジメチルエー
テル供給圧力は1.５ kgf／cm2 で、メタノール供給時期
はクランク角度で上死点前１４度である。ジメチルエー
テルの供給開始時期を変えることにより、必要ジメチル
エーテル量が変化することが図より明らかであり、ジメ
チルエーテルの供給開始時期がクランク角度で上死点後
２０〜６０度又は１３０〜１９０度の場合、ジメチルエ
ーテルの必要量が少量ですむことを示している。図にお
ける必要ジメチルエーテル量は以下の計算によるもので
ある。
【００１３】
【式１】
【００１４】
【発明の効果】本発明に記した条件でアルコールを主燃
料とするディーゼルエンジンを運転することにより必要
とするジメチルエーテル量を減少することができる。
料とするディーゼルエンジンを運転することにより必要
とするジメチルエーテル量を減少することができる。
【図１】本発明を適用する副室式アルコールディーゼル
エンジンの概念図である。
エンジンの概念図である。
【図２】従来の方法による必要なジメチルエーテル量の
割合を示した図である。
割合を示した図である。
【図３】本発明の方法による必要なジメチルエーテル量
の割合を示した図である。
の割合を示した図である。
【図４】ジメチルエーテルの供給時期と必要ジメチルエ
ーテル量との関係を示した図である。
ーテル量との関係を示した図である。
１ 副室 ２ 主燃焼室 ３ 吸気弁 ４ 排気弁 ５ ジメチルエーテル供給装置 ６ メタノール噴射装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近久 武美 北海道札幌市北区北30条６丁目３−１ (72)発明者 郭 建威 北海道札幌市東区伏古３−４−２、10− 512
Claims (5)
- 【請求項１】 ジメチルエーテルを副燃焼室に供給し、
圧縮によって着火したジメチルエーテルの火炎を主燃料
であるアルコールを噴射した主燃焼室に導き、主燃料で
あるアルコールを着火させるアルコールディーゼルエン
ジンにおいて、 ジメチルエーテルの供給終了時期を当該機関の吸気弁閉
弁時期迄で、なおかつ着火に必要なジメチルエーテルが
吸入確保させる時期とし、 主燃料であるアルコールの噴射時期をクランク角度上死
点前１０度から１８度とし、 更に排気絞りを作用することにより着火に必要なジメチ
ルエーテル量を大幅に減少させる制御をした、アルコー
ルディーゼルエンジン。 - 【請求項２】 アルコールがメタノールである請求項１
のディーゼルエンジン。 - 【請求項３】 アルコールがエタノールである請求項１
のディーゼルエンジン。 - 【請求項４】 ジメチルエーテルの供給圧力を1.５ kgf
／cm2 とした請求項１のディーゼルエンジン。 - 【請求項５】 排気絞りを作用する請求項１のディーゼ
ルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083750A JPH07269383A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | アルコールを燃料としたディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083750A JPH07269383A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | アルコールを燃料としたディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269383A true JPH07269383A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13811217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083750A Pending JPH07269383A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | アルコールを燃料としたディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07269383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474401B1 (ko) * | 2001-08-29 | 2005-03-07 | 히로요시 후루가와 | 연료 조성물 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6083750A patent/JPH07269383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474401B1 (ko) * | 2001-08-29 | 2005-03-07 | 히로요시 후루가와 | 연료 조성물 |
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