JPH0742560A - メタノールエンジンの燃焼室 - Google Patents
メタノールエンジンの燃焼室Info
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- JPH0742560A JPH0742560A JP5209955A JP20995593A JPH0742560A JP H0742560 A JPH0742560 A JP H0742560A JP 5209955 A JP5209955 A JP 5209955A JP 20995593 A JP20995593 A JP 20995593A JP H0742560 A JPH0742560 A JP H0742560A
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- Japan
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- piston
- glow plug
- fuel injection
- nozzle
- combustion chamber
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- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0654—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
- F02B23/0657—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
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- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 グロープラグの耐久性及び信頼性の向上を図
ったメタノールエンジンの燃焼室を提供する。 【構成】 シリンダにピストンが往復移動自在に装着さ
れると共にシリンダヘッドに燃料噴射ノズル及びグロー
プラグが装着されたメタノールエンジンの燃焼室におい
て、ピストン２１の頂部に円錐くぼみを有する耐熱鋼２
７を取付けると共に、ピストン２１の上死点での燃料噴
射ノズル２２の噴射位置から円錐くぼみの底面Ｏ３まで
の垂直距離をＨ、燃料噴射ノズル２２の噴射位置に対す
るグロープラグ１８の突出量をｈ、くぼみの円錐角度を
２θ、燃料噴射ノズル２２の噴射角度をβとしたときの
各数値の関係を、 とする。
ったメタノールエンジンの燃焼室を提供する。 【構成】 シリンダにピストンが往復移動自在に装着さ
れると共にシリンダヘッドに燃料噴射ノズル及びグロー
プラグが装着されたメタノールエンジンの燃焼室におい
て、ピストン２１の頂部に円錐くぼみを有する耐熱鋼２
７を取付けると共に、ピストン２１の上死点での燃料噴
射ノズル２２の噴射位置から円錐くぼみの底面Ｏ３まで
の垂直距離をＨ、燃料噴射ノズル２２の噴射位置に対す
るグロープラグ１８の突出量をｈ、くぼみの円錐角度を
２θ、燃料噴射ノズル２２の噴射角度をβとしたときの
各数値の関係を、 とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタノールエンジンの燃
焼室に関する。
焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来のメタノールエンジンの燃焼
室の断面を示す。図４に示すように、内燃機関のシリン
ダブロック１１には複数のシリンダ１２が形成されてお
り、各シリンダ１２内には頂面にキャビティ（凹部）１
３を有するピストン１４が上下方向に沿って往復移動自
在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の上
部にはシリンダヘッド１５が取付けられ、ピストン１３
の頂面（キャビティ凹部１３）とシリンダヘッド１５の
下面とで燃焼室１６が構成されている。なお、このピス
トン１４は図示しないコンロッドを介してクランクシャ
フトと連結されている。
室の断面を示す。図４に示すように、内燃機関のシリン
ダブロック１１には複数のシリンダ１２が形成されてお
り、各シリンダ１２内には頂面にキャビティ（凹部）１
３を有するピストン１４が上下方向に沿って往復移動自
在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の上
部にはシリンダヘッド１５が取付けられ、ピストン１３
の頂面（キャビティ凹部１３）とシリンダヘッド１５の
下面とで燃焼室１６が構成されている。なお、このピス
トン１４は図示しないコンロッドを介してクランクシャ
フトと連結されている。
【０００３】また、シリンダヘッド１５にはシリンダ１
２の中心に位置して燃焼室１６内に燃料としてのメタノ
ールを噴射する燃料噴射ノズル１７が取付けられると共
に、この燃料噴射ノズル１７に隣接してグロープラグ１
８が取付けられている。
２の中心に位置して燃焼室１６内に燃料としてのメタノ
ールを噴射する燃料噴射ノズル１７が取付けられると共
に、この燃料噴射ノズル１７に隣接してグロープラグ１
８が取付けられている。
【０００４】而して、機関の運転時に圧縮行程でピスト
ン１４によって燃焼室１６内の空気が圧縮され、燃料噴
射ノズル１７からは燃焼室１６内にメタノール燃料が噴
射され、圧縮空気とメタノール噴霧が混合して混合気と
なる。また、燃料噴射ノズル１７から噴射された霧状の
燃料が赤熱したグロープラグ１８に触れて着火して燃焼
する。
ン１４によって燃焼室１６内の空気が圧縮され、燃料噴
射ノズル１７からは燃焼室１６内にメタノール燃料が噴
射され、圧縮空気とメタノール噴霧が混合して混合気と
なる。また、燃料噴射ノズル１７から噴射された霧状の
燃料が赤熱したグロープラグ１８に触れて着火して燃焼
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のメタノ
ールエンジンの燃焼室おいて、燃料噴射ノズル１７から
噴射されたメタノール燃料を着火させるにはグロープラ
グ１８の先端の赤熱部を１０００℃近傍に保持しなけれ
ばならない。ところが、このグロープラグ１８の赤熱部
を１０００℃近傍に保持していると、この部分が高温酸
化すると共にメタノール噴霧の付着によって次第に磨耗
してしまうという問題があった。
ールエンジンの燃焼室おいて、燃料噴射ノズル１７から
噴射されたメタノール燃料を着火させるにはグロープラ
グ１８の先端の赤熱部を１０００℃近傍に保持しなけれ
ばならない。ところが、このグロープラグ１８の赤熱部
を１０００℃近傍に保持していると、この部分が高温酸
化すると共にメタノール噴霧の付着によって次第に磨耗
してしまうという問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、グロープラグの耐久性及び信頼性の向上を図
ったメタノールエンジンの燃焼室を提供することを目的
とする。
であって、グロープラグの耐久性及び信頼性の向上を図
ったメタノールエンジン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】上述の目的を達成するた
めの本発明のメタノールエンジンの燃焼室は、シリンダ
ブロックに形成されたシリンダにピストンが往復移動自
在に装着されると共に該ピストンの頂面に対向するシリ
ンダヘッドに燃料噴射ノズル及びグロープラグが装着さ
れたメタノールエンジンの燃焼室において、ピストンの
頂部に円錐形状のくぼみを有する耐熱鋼を取付けると共
に、前記ピストンの上死点での前記燃料噴射ノズルの噴
射位置から前記耐熱鋼のくぼみ底面までの垂直距離を
Ｈ、前記燃料噴射ノズルの噴射位置に対する前記グロー
プラグのピストン側への突出量をｈ、前記耐熱鋼のくぼ
みの円錐角度を２θ、前記燃料噴射ノズルの噴射角度を
βとしたときの各数値の関係を、
めの本発明のメタノールエンジンの燃焼室は、シリンダ
ブロックに形成されたシリンダにピストンが往復移動自
在に装着されると共に該ピストンの頂面に対向するシリ
ンダヘッドに燃料噴射ノズル及びグロープラグが装着さ
れたメタノールエンジンの燃焼室において、ピストンの
頂部に円錐形状のくぼみを有する耐熱鋼を取付けると共
に、前記ピストンの上死点での前記燃料噴射ノズルの噴
射位置から前記耐熱鋼のくぼみ底面までの垂直距離を
Ｈ、前記燃料噴射ノズルの噴射位置に対する前記グロー
プラグのピストン側への突出量をｈ、前記耐熱鋼のくぼ
みの円錐角度を２θ、前記燃料噴射ノズルの噴射角度を
βとしたときの各数値の関係を、
【数２】 とすることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】燃料噴射ノズルから耐熱鋼の円錐くぼみに噴射
されたメタノール噴霧はその円錐角度２θに沿って方向
転換して噴霧流となって外方に流れ、耐熱鋼から熱を受
けつつグロープラグに到達する。このとき、耐熱鋼によ
りほぼガス状となったメタノール噴霧流は偏平円板状と
なってグロープラグに流れるため、このグロープラグに
よって直ちに着火されて火炎が円形状に広がり、周辺の
メタノール噴霧流にも着火を誘起する作用を生じる。
されたメタノール噴霧はその円錐角度２θに沿って方向
転換して噴霧流となって外方に流れ、耐熱鋼から熱を受
けつつグロープラグに到達する。このとき、耐熱鋼によ
りほぼガス状となったメタノール噴霧流は偏平円板状と
なってグロープラグに流れるため、このグロープラグに
よって直ちに着火されて火炎が円形状に広がり、周辺の
メタノール噴霧流にも着火を誘起する作用を生じる。
【０００９】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１０】図１に本発明の一実施例に係るメタノール
エンジンの燃焼室の概略断面、図２にメタノール燃料の
拡散及び着火状態を表す燃焼室の概略平面視、図３にピ
ストン形状並びに燃料噴射プラグ、グロープラグの装着
位置関係を表す説明を示す。なお、従来と同様の機能を
有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略
する。
エンジンの燃焼室の概略断面、図２にメタノール燃料の
拡散及び着火状態を表す燃焼室の概略平面視、図３にピ
ストン形状並びに燃料噴射プラグ、グロープラグの装着
位置関係を表す説明を示す。なお、従来と同様の機能を
有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略
する。
【００１１】図１及び図２に示すように、シリンダブロ
ック１１のシリンダ１２にはピストン２１が上下に往復
移動自在に嵌合しており、一方、シリンダヘッド１５に
はシリンダ１２の中心に位置してメタノール燃料を噴射
する燃料噴射ノズル２２が取付けられると共に、その周
囲に複数のグロープラグ１８が取付けられている。そし
て、ピストン２１の頂面とシリンダヘッド１５の下面と
で燃焼室２３が構成されている。
ック１１のシリンダ１２にはピストン２１が上下に往復
移動自在に嵌合しており、一方、シリンダヘッド１５に
はシリンダ１２の中心に位置してメタノール燃料を噴射
する燃料噴射ノズル２２が取付けられると共に、その周
囲に複数のグロープラグ１８が取付けられている。そし
て、ピストン２１の頂面とシリンダヘッド１５の下面と
で燃焼室２３が構成されている。
【００１２】ピストン２１は熱伝導性の良いアルミニウ
ムを主成分とする材料等によって形成され、その頂部に
キャビティ２４を有すると共にその中心部に凹部２５が
形成されている。そして、この凹部２５には円錐形状の
くぼみ２６を有して熱伝導性の悪い耐熱鋼からなる噴流
拡散部材２７が断熱パッキン２８を介してねじ結合され
ている。また、燃料噴射ノズル２２は先端とその周辺に
噴口が形成されており、図示しない燃料ポンプによって
供給されるメタノール燃料を下方へ噴射（噴霧Ｓ1）す
ることができると共に、複数の外周辺へ噴射（噴霧
Ｓ2）することができるようになっている。
ムを主成分とする材料等によって形成され、その頂部に
キャビティ２４を有すると共にその中心部に凹部２５が
形成されている。そして、この凹部２５には円錐形状の
くぼみ２６を有して熱伝導性の悪い耐熱鋼からなる噴流
拡散部材２７が断熱パッキン２８を介してねじ結合され
ている。また、燃料噴射ノズル２２は先端とその周辺に
噴口が形成されており、図示しない燃料ポンプによって
供給されるメタノール燃料を下方へ噴射（噴霧Ｓ1）す
ることができると共に、複数の外周辺へ噴射（噴霧
Ｓ2）することができるようになっている。
【００１３】また、燃焼室２３を構成する各部材の取付
位置は以下のようになっている。即ち、図３に示すよう
に、燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心Ｏ1からグロ
ープラグ１８の先端位置Ｏ2までの距離をＬ、ピストン
２１の上死点での燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心
Ｏ1から噴流拡散部材２７のくぼみ２６の底面Ｏ3までの
垂直距離をＨ、燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心Ｏ
1に対するグロープラグ１８のピストン２１側への突出
量をｈ、噴流拡散部材２７のくぼみ２６の円錐角度を２
θ、燃料噴射ノズル２２の噴射角度をβとすると、以下
の数式３が成り立つ。
位置は以下のようになっている。即ち、図３に示すよう
に、燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心Ｏ1からグロ
ープラグ１８の先端位置Ｏ2までの距離をＬ、ピストン
２１の上死点での燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心
Ｏ1から噴流拡散部材２７のくぼみ２６の底面Ｏ3までの
垂直距離をＨ、燃料噴射ノズル２２の噴射位置の中心Ｏ
1に対するグロープラグ１８のピストン２１側への突出
量をｈ、噴流拡散部材２７のくぼみ２６の円錐角度を２
θ、燃料噴射ノズル２２の噴射角度をβとすると、以下
の数式３が成り立つ。
【００１４】
【数３】
【００１５】従って、この数式３を整理すると、数式４
を得ることができる。
を得ることができる。
【数４】 本実施例のメタノールエンジンの燃焼室にあっては、上
述した数式４の関係を満足するように燃焼室２３が形成
されている。
述した数式４の関係を満足するように燃焼室２３が形成
されている。
【００１６】而して、機関の運転時に圧縮行程（上死
点）でピストン２１によって燃焼室２３内の空気が圧縮
され、燃料噴射ノズル２２からは燃焼室２３内にメタノ
ール燃料が噴射され、圧縮空気とメタノール噴霧が混合
して混合気となる。また、燃料噴射ノズル２２から噴射
された霧状の燃料が赤熱した各グロープラグ１８に触れ
て着火して燃焼する。
点）でピストン２１によって燃焼室２３内の空気が圧縮
され、燃料噴射ノズル２２からは燃焼室２３内にメタノ
ール燃料が噴射され、圧縮空気とメタノール噴霧が混合
して混合気となる。また、燃料噴射ノズル２２から噴射
された霧状の燃料が赤熱した各グロープラグ１８に触れ
て着火して燃焼する。
【００１７】このとき、図１及び図２に示すように、燃
料噴射ノズル２２から下方へ噴射されたメタノール燃料
の噴霧Ｓ1は噴流拡散部材２７の円錐くぼみ２６に衝突
して拡散し、その円錐角度２θに沿って方向転換して噴
霧Ｓ3となって外方に流れる。このメタノール燃料の噴
霧Ｓ3は噴流拡散部材２７から熱を受けつつ、ガス状と
なり、偏平円板状をなして各グロープラグ１８に到達す
る。従って、メタノール燃料の噴霧Ｓ3はこのグロープ
ラグ１８によって直ちに着火されて火炎が円形状に広が
り、周辺のメタノール噴霧流（噴霧Ｓ1）にも着火を誘
起する。
料噴射ノズル２２から下方へ噴射されたメタノール燃料
の噴霧Ｓ1は噴流拡散部材２７の円錐くぼみ２６に衝突
して拡散し、その円錐角度２θに沿って方向転換して噴
霧Ｓ3となって外方に流れる。このメタノール燃料の噴
霧Ｓ3は噴流拡散部材２７から熱を受けつつ、ガス状と
なり、偏平円板状をなして各グロープラグ１８に到達す
る。従って、メタノール燃料の噴霧Ｓ3はこのグロープ
ラグ１８によって直ちに着火されて火炎が円形状に広が
り、周辺のメタノール噴霧流（噴霧Ｓ1）にも着火を誘
起する。
【００１８】このように燃料噴射ノズル２２から噴射さ
れたメタノール燃料の噴霧Ｓ3が噴流拡散部材２７から
熱を受けつつ、ガス状となってグロープラグ１８に到達
するので、グロープラグ１８を１０００℃以下に加熱し
た状態でもこのメタノール燃料の噴霧Ｓ3に着火するこ
とができる。
れたメタノール燃料の噴霧Ｓ3が噴流拡散部材２７から
熱を受けつつ、ガス状となってグロープラグ１８に到達
するので、グロープラグ１８を１０００℃以下に加熱し
た状態でもこのメタノール燃料の噴霧Ｓ3に着火するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明のメタノールエンジンの燃焼室によれば、
ピストンの頂部に円錐形状のくぼみを有する耐熱鋼を取
付けると共にピストンの上死点での燃料噴射ノズルの噴
射位置から耐熱鋼のくぼみ底面までの垂直距離をＨ、燃
料噴射ノズルの噴射位置に対するグロープラグのピスト
ン側への突出量をｈ、耐熱鋼のくぼみの円錐角度を２
θ、燃料噴射ノズルの噴射角度をβとしたときの各数値
を、前述した数４に示す式の関係となるようにしたの
で、グロープラグの低温加熱状態でメタノール燃料の噴
霧に着火でき、グロープラグの耐久性を著しく延長する
ことができると共にグロープラグの信頼性の向上を図る
ことができる。また、その結果、アルデヒド等の有害物
質を大幅に低減することができる。
うに、本発明のメタノールエンジンの燃焼室によれば、
ピストンの頂部に円錐形状のくぼみを有する耐熱鋼を取
付けると共にピストンの上死点での燃料噴射ノズルの噴
射位置から耐熱鋼のくぼみ底面までの垂直距離をＨ、燃
料噴射ノズルの噴射位置に対するグロープラグのピスト
ン側への突出量をｈ、耐熱鋼のくぼみの円錐角度を２
θ、燃料噴射ノズルの噴射角度をβとしたときの各数値
を、前述した数４に示す式の関係となるようにしたの
で、グロープラグの低温加熱状態でメタノール燃料の噴
霧に着火でき、グロープラグの耐久性を著しく延長する
ことができると共にグロープラグの信頼性の向上を図る
ことができる。また、その結果、アルデヒド等の有害物
質を大幅に低減することができる。
【図１】メタノールエンジンの燃焼室の概略断面図であ
る。
る。
【図２】メタノール燃料の拡散及び着火状態を表す燃焼
室の概略平面図である。
室の概略平面図である。
【図３】ピストン形状並びに燃料噴射プラグ、グロープ
ラグの装着位置関係を表す説明図である。
ラグの装着位置関係を表す説明図である。
【図４】従来のメタノールエンジンの燃焼室の断面図で
ある。
ある。
１１ シリンダブロック １２ シリンダ １５ シリンダヘッド １８ グロープラグ ２１ ピストン ２２ 燃料噴射ノズル ２３ 燃焼室 ２６ 円錐くぼみ ２７ 噴流拡散部材（耐熱鋼）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｃ 6965−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 37/00 ３４１ Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダブロックに形成されたシリンダ
にピストンが往復移動自在に装着されると共に該ピスト
ンの頂面に対向するシリンダヘッドに燃料噴射ノズル及
びグロープラグが装着されたメタノールエンジンの燃焼
室において、ピストンの頂部に円錐形状のくぼみを有す
る耐熱鋼を取付けると共に、前記ピストンの上死点での
前記燃料噴射ノズルの噴射位置から前記耐熱鋼のくぼみ
底面までの垂直距離をＨ、前記燃料噴射ノズルの噴射位
置に対する前記グロープラグのピストン側への突出量を
ｈ、前記耐熱鋼のくぼみの円錐角度を２θ、前記燃料噴
射ノズルの噴射角度をβとしたときの各数値の関係を、 【数１】 とすることを特徴とするメタノールエンジンの燃焼室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209955A JPH0742560A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | メタノールエンジンの燃焼室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209955A JPH0742560A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | メタノールエンジンの燃焼室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0742560A true JPH0742560A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16581438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5209955A Pending JPH0742560A (ja) | 1993-08-03 | 1993-08-03 | メタノールエンジンの燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742560A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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