JPH0738685Y2 - アルコールエンジンにおける燃焼改善装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は着火補助装置に設けたアルコールエンジンに
おいて、吸気量及びEGR量を負荷により適正に制御する
ように燃料改善した装置に関する。

〔従来の技術〕

通常デイーゼルエンジンの場合は、軽油が噴粒であるこ
とと、可燃空燃比範囲が広いこととのため、吸気のみを
単独で絞ることはメリツトがなく、行なわれていない。
逆にデメリツトとして、ポンピングロス増大、燃焼悪
化、排ガス（NOxを除く、HC、CO）悪化が生ずる。排気
還流（以下EGRという）を行なう場合も、吸気絞り併用
時は、上記の不具合が発生する（NOx対策として行なう
ため、不具合の程度とNOx低減量とを見て、EGR量を決め
る）。したがつて吸気の絞り量及びEGR量は、性能悪化
量を見ながら、NOx低減のため行なうことになり、一般
に20％程度である。更に軽油燃焼の場合は、燃焼成分に
カーボン等の微粒子が多量に含まれ、信頼性が害なわれ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

アルコールを燃料とした場合、均一混合気ではなく、噴
霧でシリンダ内に燃料を供給すると、キヤブレター使用
に比してポンピングロスが少ないため、適正な空燃比の
範囲では燃費は大巾に向上するが、アルコールの空燃比
の可燃範囲は比較的狭いため、負荷が低い場合は部分的
に希薄となり過ぎ、燃焼が悪化し、燃費が増大する。要
するに、軽負荷時に吸気を絞ることは、空燃比をコント
ロールし、燃焼を改善する反面、ポンピングロスが増大
するため、あまり燃費の改善にはつながらないという問
題がある。

〔課題を解決するための手段〕

ここにおいてこの考案は、アルコールを燃料とし着火補
助装置を設けたデイーゼルエンジンの吸気管内に、この
吸気管内を流通する吸気の量を制御する吸気制御バルブ
を介設すると共に、この吸気制御バルブと前記デイーゼ
ルエンジンとの間において、前記吸気管にデイーゼルエ
ンジンの排気管から分岐させた排気還流用バイパス管を
開口させ、この排気還流用バイパス管内に、低負荷時に
前記制御バルブを介して吸気の量を絞るのに対応して開
度を増大するように制御されるEGRバルブを配設するこ
とにより、エンジンの負荷に応じた空気過剰率に調整可
能としてなるアルコールエンジン用排気還流装置を提供
するものである。

〔作用〕

EGRを併用することにより、既燃ガスを用いてシリンダ
内の新気の一部を置き換えることで、空気過剰率を適正
に調整し、ポンピングロスを低減し、またシリンダ内温
度を上昇させるため、霧化を促進し、燃焼を助長するこ
とができ、燃費が低減される。

〔実施例〕

次にこの考案を図面にしたがつて詳細に説明する。

第１図はこの考案の一態様を示す構成図であつて、１は
スパークプラグ又はグロープラグを着火補助装置として
備える、アルコールを燃料とする、デイーゼルエンジン
（以下アルコールエンジンという）であつて、このアル
コールエンジン１には、エアクリーナ２を経て吸気管３
を介して吸気され、また排気管４が導出されている。

前記吸気管３内には吸気制御バルブ５が設けられてい
て、吸気空気量を制御しうるようになつているととも
に、前記排気管４から分岐した排気還流用バイパス管６
を、前記吸気制御バルブ５とアルコールエンジン１との
間で、前記吸気管３に開口させ、前記排気還流用バイパ
ス管６の途中に、EGRバルブ７を配設し、このEGRバルブ
７はコントロールレバー８の操作によつて、このバルブ
７を流過して前記吸気管３内に還流される排気の流量を
制御しうるようになつている。

第２図は着火補助装置を備えたアルコールエンジンの負
荷と空気過剰率との関係を示すもので、メタノールの場
合、可燃空気過剰率λの範囲は約0.3〜２であり、軽負
荷時は燃焼は非常に悪くなる（デイーゼルではλ＝1.3
〜15）。一般的には空気過剰率をコントロールするに
は、吸気のみを絞ればよいが、この場合、ポンピングロ
スが増大し、燃費が悪化する。その点この考案の装置に
おいて、吸気を絞り、同時にEGRを行なうことにより、
ポンピングロスを軽減することができ、また同時に燃焼
室内の温度を上昇させるため、燃焼が促進されるのであ
る。

一般のデイーゼルエンジンにおけるNOx対策のEGR量は一
般に20％程度であるが、本案装置においてはその目的を
異にするため、低負荷時のEGR量は70％にも及ぶ。

第３図は負荷とEGR量との関係を示すグラフで、またこ
の時の空気過剰率及び燃料噴射量を、第２図にそれぞれ
破線で示す。吸気量及びEGR量は、図示していないアク
チュエータで噴射ポンプの負荷に応じてコントロールす
ることができ、この場合のNOx排出量を第４図に点線で
示す。NOxの排出量は、軽油を燃料として使用した場合
の半分以下の水準であるが、この図のようにEGRを行な
うことにより、更に低減できる。

〔考案の効果〕

上述の構成のこの考案の装置により、ポンピングロスを
低減でき、また圧縮比は22程度でデイーゼルエンジン並
みであつて、低負荷時にアルコールの燃焼を良好に維持
するには、まだ温度が低いが、EGRによつてシリンダ内
の温度を上昇させることができるので、燃料の霧化を促
進し、燃焼を助長するため、燃費の低減が図れるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の一例を示す構成図、第２図は
負荷と空気過剰率との関係を示すグラフ、第３図は負荷
とEGR量との関係を示すグラフで、第４図は負荷とNOx排
出量との関係を示すグラフである。 なお図において １……アルコールエンジン ２……エアクリーナ ３……吸気管 ４……排気管 ５……吸気制御バルブ ６……排気還流用バイパス管 ７……EGRバルブ ８……コントロールレバー である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アルコールを燃料とし着火補助装置を設け
   たデイーゼルエンジンの吸気管内に、この吸気管内を流
   通する吸気の量を制御する吸気制御バルブを介設すると
   共に、この吸気制御バルブと前記デイーゼルエンジンと
   の間において、前記吸気管にデイーゼルエンジンの排気
   管から分岐させた排気還流用バイパス管を開口させ、こ
   の排気還流用バイパス管内に、低負荷時に前記制御バル
   ブを介して吸気の量を絞るのに対応して開度を増大する
   ように制御されるEGRバルブを配設することにより、エ
   ンジンの負荷に応じた空気過剰率に調整可能としてなる
   アルコールエンジンにおける燃焼改善装置。