JPH09158730A - 灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン - Google Patents
灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジンInfo
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- JPH09158730A JPH09158730A JP7345096A JP34509695A JPH09158730A JP H09158730 A JPH09158730 A JP H09158730A JP 7345096 A JP7345096 A JP 7345096A JP 34509695 A JP34509695 A JP 34509695A JP H09158730 A JPH09158730 A JP H09158730A
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- Japan
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- chamber
- communication hole
- heat shield
- engine
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- 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
- 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
- F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、セタン価の低い灯油や植物油を燃
料とすることができる遮熱型エンジンを提供する。 【解決手段】 この遮熱型エンジンは、主室１と副室２
とを連通する連絡孔１３に、圧縮行程終端付近で開弁し
且つ排気行程中間で閉弁する連絡孔弁４を配置し、燃料
噴射ノズル５で灯油や植物油の燃料を副室２へ噴射す
る。コントローラ２０は、エンジン始動時には圧縮行程
初期から連絡孔弁５の開き始めに継続して圧縮行程終端
までの期間に燃料噴射ノズル５から副室２内に燃料を噴
霧し、エンジン定常運転時には連絡孔弁４が閉鎖した後
の排気行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に燃料
噴射ノズル５から副室２内に燃料を噴霧する制御を行う
ように構成する。
料とすることができる遮熱型エンジンを提供する。 【解決手段】 この遮熱型エンジンは、主室１と副室２
とを連通する連絡孔１３に、圧縮行程終端付近で開弁し
且つ排気行程中間で閉弁する連絡孔弁４を配置し、燃料
噴射ノズル５で灯油や植物油の燃料を副室２へ噴射す
る。コントローラ２０は、エンジン始動時には圧縮行程
初期から連絡孔弁５の開き始めに継続して圧縮行程終端
までの期間に燃料噴射ノズル５から副室２内に燃料を噴
霧し、エンジン定常運転時には連絡孔弁４が閉鎖した後
の排気行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に燃料
噴射ノズル５から副室２内に燃料を噴霧する制御を行う
ように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに設
けた副室に燃料を噴射する灯油や植物油を燃料とする遮
熱形エンジンに関する。
けた副室に燃料を噴射する灯油や植物油を燃料とする遮
熱形エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等に搭載されるエンジン
としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが開
発されているが、このようなエンジンの燃料としては、
ガソリンや軽油が使用されている。また、近年では、電
気エネルギー及び給湯を得るために、定置式のコージェ
ネレーションエンジンが開発されている。
としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが開
発されているが、このようなエンジンの燃料としては、
ガソリンや軽油が使用されている。また、近年では、電
気エネルギー及び給湯を得るために、定置式のコージェ
ネレーションエンジンが開発されている。
【０００３】従来、コージェネレーションエンジンから
成る発電装置として、エンジンに発電機を取り付けたシ
ステムが多かったが、ディーゼルエンジンによる発電で
は、ディーゼルエンジンが軽油を燃料とするため燃料コ
ストが高くなり、電力会社から供給される電力コストよ
りも高いものになり、コスト上、優位性を確保すること
ができないという問題がある。ガソリンエンジンを用い
て電力を得るには、コストが余りに高くなり過ぎ、対応
できない。コージェネレーションエンジンは、燃料とし
てガソリンや軽油を使用すると、燃料費が高価になるの
で、天然ガスを燃料に使用している。
成る発電装置として、エンジンに発電機を取り付けたシ
ステムが多かったが、ディーゼルエンジンによる発電で
は、ディーゼルエンジンが軽油を燃料とするため燃料コ
ストが高くなり、電力会社から供給される電力コストよ
りも高いものになり、コスト上、優位性を確保すること
ができないという問題がある。ガソリンエンジンを用い
て電力を得るには、コストが余りに高くなり過ぎ、対応
できない。コージェネレーションエンジンは、燃料とし
てガソリンや軽油を使用すると、燃料費が高価になるの
で、天然ガスを燃料に使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コージ
ェネレーションエンジンにおいて、天然ガスを燃料とし
て使用しても、天然ガスの移送問題、或いは燃料コスト
にも問題がある。即ち、コージェネレーションエンジン
において、天然ガスを燃料として使用する場合には、天
然ガスを液化するには高価になるので、コージェネレー
ションエンジンの設置場所まで天然ガスをパイプライン
を通じて移送するのが最もコスト上、有効である。従っ
て、市街地、都市部等のように、多数の場所で天然ガス
を消費する所では、天然ガスを移送するためのパイプラ
インを敷設することもコスト上安価になるが、山間地或
いは孤島等の天然ガスの移送に費用がかかる場所では、
コージェネレーションエンジンに天然ガスを利用し、エ
ンジンを駆動するのは燃料コストが高いものとなる。
ェネレーションエンジンにおいて、天然ガスを燃料とし
て使用しても、天然ガスの移送問題、或いは燃料コスト
にも問題がある。即ち、コージェネレーションエンジン
において、天然ガスを燃料として使用する場合には、天
然ガスを液化するには高価になるので、コージェネレー
ションエンジンの設置場所まで天然ガスをパイプライン
を通じて移送するのが最もコスト上、有効である。従っ
て、市街地、都市部等のように、多数の場所で天然ガス
を消費する所では、天然ガスを移送するためのパイプラ
インを敷設することもコスト上安価になるが、山間地或
いは孤島等の天然ガスの移送に費用がかかる場所では、
コージェネレーションエンジンに天然ガスを利用し、エ
ンジンを駆動するのは燃料コストが高いものとなる。
【０００５】そこで、天然ガスよりも安価で且つ移送が
タンクローリ等で容易に行なえる灯油や植物油の燃料
を、コージェネレーションエンジンにおいて利用するこ
とが考えられる。しかしながら、灯油は、セタン価が軽
油に比較して小さく、またオクタン価がガソリンに比較
して小さく、燃え難く且つ気化もし難いものであり、し
かも、軽油やガソリンに比較して粘性が低いという性質
を有している。
タンクローリ等で容易に行なえる灯油や植物油の燃料
を、コージェネレーションエンジンにおいて利用するこ
とが考えられる。しかしながら、灯油は、セタン価が軽
油に比較して小さく、またオクタン価がガソリンに比較
して小さく、燃え難く且つ気化もし難いものであり、し
かも、軽油やガソリンに比較して粘性が低いという性質
を有している。
【０００６】近年、ディーゼルエンジンやガソリンエン
ジンに使用される燃料噴射ポンプは、益々高圧化（例え
ば、噴射圧力は、５０Ｍｐａ→１００Ｍｐａ→１６０Ｍ
ｐａ）されており、コストも高価なものになっている。
ところが、灯油は、軽油や重油に比較して粘性が低いの
で、ディーゼルエンジンで使用しているような高圧燃料
噴射ポンプを使用することができない。即ち、燃料噴射
ポンプにおいて、燃料の粘性が低いと、燃料噴射ポンプ
や燃料噴射ノズルに僅かな隙間が存在すれば、燃料の漏
洩が発生し、燃焼室に所定量の燃料を噴射できないばか
りでなく、燃料漏洩によって危険性を伴うことになる。
ジンに使用される燃料噴射ポンプは、益々高圧化（例え
ば、噴射圧力は、５０Ｍｐａ→１００Ｍｐａ→１６０Ｍ
ｐａ）されており、コストも高価なものになっている。
ところが、灯油は、軽油や重油に比較して粘性が低いの
で、ディーゼルエンジンで使用しているような高圧燃料
噴射ポンプを使用することができない。即ち、燃料噴射
ポンプにおいて、燃料の粘性が低いと、燃料噴射ポンプ
や燃料噴射ノズルに僅かな隙間が存在すれば、燃料の漏
洩が発生し、燃焼室に所定量の燃料を噴射できないばか
りでなく、燃料漏洩によって危険性を伴うことになる。
【０００７】また、灯油は、セタン価が２０以下という
ように軽油に比較してセタン価が余り高くなく、またオ
クタン価が低く気化性が余り良くないので、自発火又は
点火や着火が難しく、灯油の着火燃焼が困難である。灯
油や植物油の燃料を効果的に燃焼させるためには、エン
ジンの燃焼室内部に流入する圧縮空気の温度が高い方が
良い。即ち、灯油を燃料とするエンジンでは、その熱効
率を高くするため、圧縮比が大きい方が良いが、燃料の
漏洩を防止することを考慮すると、燃料噴射ポンプの噴
射圧力を極力小さくした方が良い。
ように軽油に比較してセタン価が余り高くなく、またオ
クタン価が低く気化性が余り良くないので、自発火又は
点火や着火が難しく、灯油の着火燃焼が困難である。灯
油や植物油の燃料を効果的に燃焼させるためには、エン
ジンの燃焼室内部に流入する圧縮空気の温度が高い方が
良い。即ち、灯油を燃料とするエンジンでは、その熱効
率を高くするため、圧縮比が大きい方が良いが、燃料の
漏洩を防止することを考慮すると、燃料噴射ポンプの噴
射圧力を極力小さくした方が良い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、シリンダヘッドに副室を
設けると共に副室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを設
け、主室と副室とを連通する連絡孔に連絡孔弁を配置
し、副室内の圧力が小さい状態で副室にセタン化の低い
灯油や植物油の燃料を噴射し、主室で吸入空気のみを圧
縮して圧縮比を高めると共に、圧縮行程の終りに開弁し
て高温空気を副室に送り込むことにより着火させ、副室
内の筒内温度が低いエンジン始動時にはＴＤＣ付近で燃
料を噴射し、副室内の筒内温度が高く成った定常運転で
はＴＤＣ前で弁を開放して燃料を噴射し、燃料噴射ノズ
ルから噴射された燃料が良好に着火燃焼するようにコン
トロールする灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン
を提供することである。
の課題を解決することであり、シリンダヘッドに副室を
設けると共に副室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルを設
け、主室と副室とを連通する連絡孔に連絡孔弁を配置
し、副室内の圧力が小さい状態で副室にセタン化の低い
灯油や植物油の燃料を噴射し、主室で吸入空気のみを圧
縮して圧縮比を高めると共に、圧縮行程の終りに開弁し
て高温空気を副室に送り込むことにより着火させ、副室
内の筒内温度が低いエンジン始動時にはＴＤＣ付近で燃
料を噴射し、副室内の筒内温度が高く成った定常運転で
はＴＤＣ前で弁を開放して燃料を噴射し、燃料噴射ノズ
ルから噴射された燃料が良好に着火燃焼するようにコン
トロールする灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン
を提供することである。
【０００９】この発明は、シリンダヘッドに配置した遮
熱構造の副室を構成する燃焼室構造体、前記副室とシリ
ンダ側に形成した遮熱構造の主室とを連通する連絡孔、
前記連絡孔を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且
つ排気行程中間以降で閉弁する連絡孔弁、燃料供給源か
らの灯油や植物油の燃料を圧力の小さい噴射圧で送り出
す燃料噴射ポンプ、前記燃料噴射ポンプからの燃料を前
記副室へ圧力の小さい噴射圧で供給する燃料噴射ノズ
ル、前記シリンダヘッドに形成した吸排気ポートを開閉
する吸排気弁、前記シリンダ内を往復動するピストン、
及びエンジン定常運転時には前記連絡孔弁が閉鎖した後
の排気行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に前記
燃料噴射ポンプから送られた燃料を前記燃料噴射ノズル
から前記副室内に噴射する制御を行うコントローラ、か
ら構成した灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジンに
関する。
熱構造の副室を構成する燃焼室構造体、前記副室とシリ
ンダ側に形成した遮熱構造の主室とを連通する連絡孔、
前記連絡孔を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且
つ排気行程中間以降で閉弁する連絡孔弁、燃料供給源か
らの灯油や植物油の燃料を圧力の小さい噴射圧で送り出
す燃料噴射ポンプ、前記燃料噴射ポンプからの燃料を前
記副室へ圧力の小さい噴射圧で供給する燃料噴射ノズ
ル、前記シリンダヘッドに形成した吸排気ポートを開閉
する吸排気弁、前記シリンダ内を往復動するピストン、
及びエンジン定常運転時には前記連絡孔弁が閉鎖した後
の排気行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に前記
燃料噴射ポンプから送られた燃料を前記燃料噴射ノズル
から前記副室内に噴射する制御を行うコントローラ、か
ら構成した灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジンに
関する。
【００１０】特に、前記コントローラは、エンジン始動
時に応答して圧縮行程初期から前記連絡孔弁の開き始め
に継続して圧縮行程終端までの期間に前記燃料噴射ノズ
ルから前記副室内に燃料を噴射する制御を行なうもので
ある。
時に応答して圧縮行程初期から前記連絡孔弁の開き始め
に継続して圧縮行程終端までの期間に前記燃料噴射ノズ
ルから前記副室内に燃料を噴射する制御を行なうもので
ある。
【００１１】また、この遮熱形エンジンにおいて、セタ
ン価１０以下でオクタン価２０以下の燃料でも燃焼させ
ることができる。
ン価１０以下でオクタン価２０以下の燃料でも燃焼させ
ることができる。
【００１２】また、この遮熱形エンジンでは、前記燃料
噴射ノズルは前記連絡孔に向かって燃料を噴射するよう
に設定されている。更に、前記副室はシリンダ中央に配
置され、前記副室構造体に形成された前記連絡孔には前
記副室から前記主室への火炎が前記シリンダ周辺部へ放
射状に噴出するようにガイド溝が形成されている。
噴射ノズルは前記連絡孔に向かって燃料を噴射するよう
に設定されている。更に、前記副室はシリンダ中央に配
置され、前記副室構造体に形成された前記連絡孔には前
記副室から前記主室への火炎が前記シリンダ周辺部へ放
射状に噴出するようにガイド溝が形成されている。
【００１３】また、この遮熱形エンジンにおいて、前記
副室はシリンダ中央に配置され、前記主室を構成する前
記シリンダヘッドのキャビティに配置されたヘッドライ
ナの下面と前記ピストンのピストン頂面の環状テーパ面
とで形成されるガイド部がシリンダ周辺に向かって楔状
に小さくなるように形成されている。
副室はシリンダ中央に配置され、前記主室を構成する前
記シリンダヘッドのキャビティに配置されたヘッドライ
ナの下面と前記ピストンのピストン頂面の環状テーパ面
とで形成されるガイド部がシリンダ周辺に向かって楔状
に小さくなるように形成されている。
【００１４】また、この遮熱形エンジンでは、前記燃焼
室構造体、前記主室を構成するヘッドライナ及び前記ピ
ストンのピストンヘッドはセラミックスで構成され、前
記燃焼室構造体と前記ヘッドライナとの外側には遮熱層
が形成され、前記ピストンヘッドとそれに取り付けたピ
ストンスカートとの間に遮熱層が形成されている。
室構造体、前記主室を構成するヘッドライナ及び前記ピ
ストンのピストンヘッドはセラミックスで構成され、前
記燃焼室構造体と前記ヘッドライナとの外側には遮熱層
が形成され、前記ピストンヘッドとそれに取り付けたピ
ストンスカートとの間に遮熱層が形成されている。
【００１５】この発明による遮熱形エンジンは、上記の
ように構成されているので、灯油や植物油を燃料として
着火燃焼させることができ、特に、前記副室への燃料噴
射ノズルからの燃料噴射タイミングを制御することによ
って燃料が前記副室や前記連絡孔弁の壁面に燃料が付着
することが防止され、燃料が良好に着火燃焼して熱効率
を向上させることができる。即ち、エンジン始動時或い
は燃焼室、特に前記副室が低温である場合には、圧縮行
程初期から前記連絡孔弁の開き始めに継続して圧縮行程
終端までの期間に前記燃料噴射ノズルから前記副室内に
燃料を噴射するので、前記燃料噴射ノズルから噴射され
た燃料噴射は壁面に付着する前に着火燃焼することにな
る。また、エンジン定常運転時には、前記副室の壁温は
高くなっているので、前記連絡孔弁が閉鎖した後の排気
行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に前記燃料噴
射ノズルから前記副室内に燃料を噴射し、前記副室内の
高温によって前記燃料噴射ノズルから噴射された燃料が
圧縮行程の期間中に活性化され、良好な霧化状態を維持
し、次いで前記連絡孔弁が開弁して圧縮空気が前記副室
に導入されて着火燃焼することができる。
ように構成されているので、灯油や植物油を燃料として
着火燃焼させることができ、特に、前記副室への燃料噴
射ノズルからの燃料噴射タイミングを制御することによ
って燃料が前記副室や前記連絡孔弁の壁面に燃料が付着
することが防止され、燃料が良好に着火燃焼して熱効率
を向上させることができる。即ち、エンジン始動時或い
は燃焼室、特に前記副室が低温である場合には、圧縮行
程初期から前記連絡孔弁の開き始めに継続して圧縮行程
終端までの期間に前記燃料噴射ノズルから前記副室内に
燃料を噴射するので、前記燃料噴射ノズルから噴射され
た燃料噴射は壁面に付着する前に着火燃焼することにな
る。また、エンジン定常運転時には、前記副室の壁温は
高くなっているので、前記連絡孔弁が閉鎖した後の排気
行程中間から圧縮行程初期付近までの期間に前記燃料噴
射ノズルから前記副室内に燃料を噴射し、前記副室内の
高温によって前記燃料噴射ノズルから噴射された燃料が
圧縮行程の期間中に活性化され、良好な霧化状態を維持
し、次いで前記連絡孔弁が開弁して圧縮空気が前記副室
に導入されて着火燃焼することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による遮熱形エンジンの実施例を説明する。図１はこの
発明による灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジンの
一実施例を示す説明図、及び図２は図１の遮熱形エンジ
ンの吸気弁、排気弁及び連絡孔弁の開閉タイミングと燃
料噴射ノズルの燃料噴射タイミングを示す線図である。
による遮熱形エンジンの実施例を説明する。図１はこの
発明による灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジンの
一実施例を示す説明図、及び図２は図１の遮熱形エンジ
ンの吸気弁、排気弁及び連絡孔弁の開閉タイミングと燃
料噴射ノズルの燃料噴射タイミングを示す線図である。
【００１７】この灯油や植物油を燃料とする遮熱形エン
ジンは、シリンダブロック１４にガスケット２３を介し
てシリンダヘッド７が固定され、シリンダヘッド７に形
成した小径のキャビティ１９に遮熱構造の副室２を構成
する燃焼室構造体３が配置され、シリンダヘッド７に形
成した大径のキャビティ９にシリンダ８側に遮熱構造の
主室１を構成するヘッドライナ１０が配置されている。
また、この遮熱形エンジンは、シリンダブロック１４に
形成した孔部３４に嵌合したシリンダライナ２２、シリ
ンダライナ２２に形成したシリンダ８内を往復運動する
ピストン１５、及び主室１と副室２とを連通する燃焼室
構造体３とヘッドライナ１０とに跨がって形成された連
絡孔１３を有している。また、ピストン１５は、耐熱性
に優れた窒化ケイ素等のセラミックスから成るピストン
ヘッド１６と、ピストンヘッド１６に結合リング２４で
メタルフローによって固定されたピストンスカート１７
から構成されている。
ジンは、シリンダブロック１４にガスケット２３を介し
てシリンダヘッド７が固定され、シリンダヘッド７に形
成した小径のキャビティ１９に遮熱構造の副室２を構成
する燃焼室構造体３が配置され、シリンダヘッド７に形
成した大径のキャビティ９にシリンダ８側に遮熱構造の
主室１を構成するヘッドライナ１０が配置されている。
また、この遮熱形エンジンは、シリンダブロック１４に
形成した孔部３４に嵌合したシリンダライナ２２、シリ
ンダライナ２２に形成したシリンダ８内を往復運動する
ピストン１５、及び主室１と副室２とを連通する燃焼室
構造体３とヘッドライナ１０とに跨がって形成された連
絡孔１３を有している。また、ピストン１５は、耐熱性
に優れた窒化ケイ素等のセラミックスから成るピストン
ヘッド１６と、ピストンヘッド１６に結合リング２４で
メタルフローによって固定されたピストンスカート１７
から構成されている。
【００１８】この遮熱形エンジンにおいて、ヘッドライ
ナ１０は、シリンダ８の一部を構成するライナ上部１２
とヘッド下面部１１から構成されている。ヘッド下面部
１１には、シリンダヘッド７に形成された吸気ポート３
１と排気ポート３２に対応するポート３９，４０が形成
され、ポート３９，４０に吸気弁２９と排気弁３０が配
置されている。シリンダヘッド７のキャビティ９とヘッ
ドライナ１０の外面との間には、ガスケット３３を介在
すると共に、遮熱空気層２６が形成され、主室１が遮熱
構造に構成されている。また、シリンダヘッド７のキャ
ビティ１９の壁面と燃焼室構造体３の外面との間には遮
熱空気層２１が形成され、副室２が遮熱構造に構成され
ている。また、ピストンヘッド１６とピストンスカート
１７との間には、ガスケット４１を介在すると共に、遮
熱空気層３５が形成され、ピストンヘッド１６が遮熱構
造に構成されている。
ナ１０は、シリンダ８の一部を構成するライナ上部１２
とヘッド下面部１１から構成されている。ヘッド下面部
１１には、シリンダヘッド７に形成された吸気ポート３
１と排気ポート３２に対応するポート３９，４０が形成
され、ポート３９，４０に吸気弁２９と排気弁３０が配
置されている。シリンダヘッド７のキャビティ９とヘッ
ドライナ１０の外面との間には、ガスケット３３を介在
すると共に、遮熱空気層２６が形成され、主室１が遮熱
構造に構成されている。また、シリンダヘッド７のキャ
ビティ１９の壁面と燃焼室構造体３の外面との間には遮
熱空気層２１が形成され、副室２が遮熱構造に構成され
ている。また、ピストンヘッド１６とピストンスカート
１７との間には、ガスケット４１を介在すると共に、遮
熱空気層３５が形成され、ピストンヘッド１６が遮熱構
造に構成されている。
【００１９】ヘッド下面部１１には、副室２を構成する
燃焼室構造体３が嵌合する孔部が形成されている。燃焼
室構造体３は、シリンダヘッド７のキャビティ１９にガ
スケット（図示せず）を介在して嵌合され、燃焼室構造
体３に形成された連絡孔１３は、ヘッドライナ１０に形
成された連絡孔１３と連通し、連絡孔１３が主室１と副
室２とを連通している。燃焼室構造体３に形成される副
室２は、シリンダ８の中央部に配置されている。ヘッド
下面部１１には、シリンダヘッド７に形成した吸気ポー
ト３１と排気ポート３２に連通するポート３９，４０が
それぞれ形成され、ポート４０には吸気弁２９が配置さ
れ、ポート３９には排気弁３０が配置されている。
燃焼室構造体３が嵌合する孔部が形成されている。燃焼
室構造体３は、シリンダヘッド７のキャビティ１９にガ
スケット（図示せず）を介在して嵌合され、燃焼室構造
体３に形成された連絡孔１３は、ヘッドライナ１０に形
成された連絡孔１３と連通し、連絡孔１３が主室１と副
室２とを連通している。燃焼室構造体３に形成される副
室２は、シリンダ８の中央部に配置されている。ヘッド
下面部１１には、シリンダヘッド７に形成した吸気ポー
ト３１と排気ポート３２に連通するポート３９，４０が
それぞれ形成され、ポート４０には吸気弁２９が配置さ
れ、ポート３９には排気弁３０が配置されている。
【００２０】この遮熱形エンジンでは、燃料としてセタ
ン価１０以下でオクタン価２０以下の灯油や植物油の燃
料を使用できる。灯油や植物油の燃料は、燃料供給源に
収容され、該燃料供給源から燃料が燃料供給ポンプ２５
によって燃料供給路１８を通じて燃料噴射ノズル５へ供
給される。燃料噴射ノズル５は、副室２に燃料を噴射す
るように設けられ、連絡孔１３に向かって燃料を噴射す
るように設定されている。燃料供給ポンプ２５は、電磁
送油ポンプに構成でき、コントローラ２０の指令で燃料
噴射タイミングがコントロールされるように構成でき
る。この遮熱形エンジンは、燃料供給量を測定してエン
ジン負荷を検出する負荷センサ２７、エンジン回転数を
検出する回転センサ３６、副室２の壁温を検出する温度
センサ２８等のセンサを有している。コントローラ２０
には、上記各種センサからの検出信号が入力され、エン
ジン作動状態に対応した適正な燃料を副室２へ供給する
と共に、検出信号に応答して燃料噴射タイミングを制御
し、燃費を向上させるように構成されている。また、燃
料噴射ノズル５は、電磁力で開閉される電磁駆動装置を
有し、コントローラ２０によって始動時や定常運転時、
或いは、燃焼室の温度、エンジン負荷及びエンジン回転
数に応じて噴射期間が決定されるように構成されてい
る。
ン価１０以下でオクタン価２０以下の灯油や植物油の燃
料を使用できる。灯油や植物油の燃料は、燃料供給源に
収容され、該燃料供給源から燃料が燃料供給ポンプ２５
によって燃料供給路１８を通じて燃料噴射ノズル５へ供
給される。燃料噴射ノズル５は、副室２に燃料を噴射す
るように設けられ、連絡孔１３に向かって燃料を噴射す
るように設定されている。燃料供給ポンプ２５は、電磁
送油ポンプに構成でき、コントローラ２０の指令で燃料
噴射タイミングがコントロールされるように構成でき
る。この遮熱形エンジンは、燃料供給量を測定してエン
ジン負荷を検出する負荷センサ２７、エンジン回転数を
検出する回転センサ３６、副室２の壁温を検出する温度
センサ２８等のセンサを有している。コントローラ２０
には、上記各種センサからの検出信号が入力され、エン
ジン作動状態に対応した適正な燃料を副室２へ供給する
と共に、検出信号に応答して燃料噴射タイミングを制御
し、燃費を向上させるように構成されている。また、燃
料噴射ノズル５は、電磁力で開閉される電磁駆動装置を
有し、コントローラ２０によって始動時や定常運転時、
或いは、燃焼室の温度、エンジン負荷及びエンジン回転
数に応じて噴射期間が決定されるように構成されてい
る。
【００２１】この遮熱形エンジンは、主室１と副室２と
を連通する連絡孔１３を開閉するため連絡孔１３に連絡
孔弁４が配置されている。連絡孔弁４、吸気弁２９及び
排気弁３０は、エンジンの回転に同期して回転するカム
等から成る動弁機構を通じて作動できる。又は、連絡孔
弁４は、コントローラ２０の指令で電磁駆動装置による
電磁力によって開閉作動するように構成することもでき
る。この遮熱形エンジンでは、主室１を形成する壁体で
あるヘッドライナ１０、副室２を形成する燃焼室構造体
３、シリンダライナ２２及びピストンヘッド１６は、耐
熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス
で作製されている。従って、各部品は、燃焼後期のガス
温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度を有し、未
燃炭化水素ＨＣ等の排出が少なくなり、高効率のエンジ
ンを構成できる。連絡孔１３の領域では、燃焼ガスで高
温になるため、連絡孔１３に配置した連絡孔弁４は高温
強度を有する耐熱性に優れた耐熱金属、窒化ケイ素、炭
化ケイ素等のセラミックスから製作されている。セラミ
ック製燃焼室構造体３の外側には遮熱空気層２１が形成
され、セラミック製ヘッドライナ１０との外側には遮熱
空気層２６が形成され、ピストンヘッド１６とピストン
スカート１７との間には遮熱空気層３５が形成されてい
る。
を連通する連絡孔１３を開閉するため連絡孔１３に連絡
孔弁４が配置されている。連絡孔弁４、吸気弁２９及び
排気弁３０は、エンジンの回転に同期して回転するカム
等から成る動弁機構を通じて作動できる。又は、連絡孔
弁４は、コントローラ２０の指令で電磁駆動装置による
電磁力によって開閉作動するように構成することもでき
る。この遮熱形エンジンでは、主室１を形成する壁体で
あるヘッドライナ１０、副室２を形成する燃焼室構造体
３、シリンダライナ２２及びピストンヘッド１６は、耐
熱性に優れた窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス
で作製されている。従って、各部品は、燃焼後期のガス
温度が高くなっても十分な耐熱性、高温強度を有し、未
燃炭化水素ＨＣ等の排出が少なくなり、高効率のエンジ
ンを構成できる。連絡孔１３の領域では、燃焼ガスで高
温になるため、連絡孔１３に配置した連絡孔弁４は高温
強度を有する耐熱性に優れた耐熱金属、窒化ケイ素、炭
化ケイ素等のセラミックスから製作されている。セラミ
ック製燃焼室構造体３の外側には遮熱空気層２１が形成
され、セラミック製ヘッドライナ１０との外側には遮熱
空気層２６が形成され、ピストンヘッド１６とピストン
スカート１７との間には遮熱空気層３５が形成されてい
る。
【００２２】この遮熱形エンジンは、上記の構成におい
て、特に、図２に示すように、吸気弁２９及び排気弁３
０の開閉タイミングに対してエンジン作動状態に応じて
連絡孔弁４の開閉タイミングと燃料噴射ノズル５の燃料
噴射タイミングとを最適タイミングに設定したことに特
徴を有している。この遮熱形エンジンは、主室１と副室
２とを連通する連絡孔１３を開閉するため、圧縮行程終
端付近で開弁し且つ排気行程中間で閉弁する連絡孔弁４
を副室２を貫通して連絡孔１３に配置し、コントローラ
２０によって、エンジン始動時には、燃料噴射ノズル５
から燃料を副室２内に圧縮行程初期から連絡孔弁４の開
き始めに継続して圧縮行程終端までの期間に噴射し、ま
た、エンジン定常運転時には、燃料噴射ノズル５から副
室２内に連絡孔弁４が閉鎖した後の排気行程中間から圧
縮行程初期付近までの期間に噴射するように制御される
ことである。また、燃料供給ポンプ２５は、粘性の小さ
い灯油や植物油を燃料とするので、燃料が隙間から漏洩
するのを避けるため、噴射圧力は１０Ｍｐａ以下と低く
設定されており、近年、排気ガスの清浄化対策として用
いられている高価な高圧燃料噴射ポンプを用いなくとも
清浄な排気ガスが得られる。
て、特に、図２に示すように、吸気弁２９及び排気弁３
０の開閉タイミングに対してエンジン作動状態に応じて
連絡孔弁４の開閉タイミングと燃料噴射ノズル５の燃料
噴射タイミングとを最適タイミングに設定したことに特
徴を有している。この遮熱形エンジンは、主室１と副室
２とを連通する連絡孔１３を開閉するため、圧縮行程終
端付近で開弁し且つ排気行程中間で閉弁する連絡孔弁４
を副室２を貫通して連絡孔１３に配置し、コントローラ
２０によって、エンジン始動時には、燃料噴射ノズル５
から燃料を副室２内に圧縮行程初期から連絡孔弁４の開
き始めに継続して圧縮行程終端までの期間に噴射し、ま
た、エンジン定常運転時には、燃料噴射ノズル５から副
室２内に連絡孔弁４が閉鎖した後の排気行程中間から圧
縮行程初期付近までの期間に噴射するように制御される
ことである。また、燃料供給ポンプ２５は、粘性の小さ
い灯油や植物油を燃料とするので、燃料が隙間から漏洩
するのを避けるため、噴射圧力は１０Ｍｐａ以下と低く
設定されており、近年、排気ガスの清浄化対策として用
いられている高価な高圧燃料噴射ポンプを用いなくとも
清浄な排気ガスが得られる。
【００２３】また、燃料噴射ノズル５は、噴射された燃
料が壁面に付着するのを避けるため、連絡孔１３に向か
って燃料を噴射するように設定されている。副室２はシ
リンダ中央に配置され、連絡孔１３には、副室２から主
室１への火炎がシリンダ周辺部へ噴出するようにガイド
溝６が形成されている。また、ピストンヘッド１６には
その頂面には突出部３８が形成され、突出部３８の周囲
には主室１の一部を形成する環状凹部が形成され、該環
状凹部からピストン周辺に向かって上方へ傾斜するテー
パ面３７が形成されている。従って、主室１を構成する
ヘッドライナ１０の下面とピストン１５のピストンヘッ
ド１６の頂面のテーパ面３７とで形成されるガイド部４
２がシリンダ周辺に向かって楔状に小さくなるように形
成され、連絡孔１３から噴出した火炎と混合ガスがシリ
ンダ周辺まで短期に到達して空気利用率を向上させるよ
うに形成されている。
料が壁面に付着するのを避けるため、連絡孔１３に向か
って燃料を噴射するように設定されている。副室２はシ
リンダ中央に配置され、連絡孔１３には、副室２から主
室１への火炎がシリンダ周辺部へ噴出するようにガイド
溝６が形成されている。また、ピストンヘッド１６には
その頂面には突出部３８が形成され、突出部３８の周囲
には主室１の一部を形成する環状凹部が形成され、該環
状凹部からピストン周辺に向かって上方へ傾斜するテー
パ面３７が形成されている。従って、主室１を構成する
ヘッドライナ１０の下面とピストン１５のピストンヘッ
ド１６の頂面のテーパ面３７とで形成されるガイド部４
２がシリンダ周辺に向かって楔状に小さくなるように形
成され、連絡孔１３から噴出した火炎と混合ガスがシリ
ンダ周辺まで短期に到達して空気利用率を向上させるよ
うに形成されている。
【００２４】この灯油や植物油を燃料とする遮熱形エン
ジンは、上記のように構成されており、次のように作動
される。この遮熱形エンジンは、図２に示すように、吸
入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程
を順次繰り返すことによって作動されるものである。
ジンは、上記のように構成されており、次のように作動
される。この遮熱形エンジンは、図２に示すように、吸
入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程
を順次繰り返すことによって作動されるものである。
【００２５】エンジン始動時には、副室２の壁面温度が
低く、その状態で燃料噴射ノズル５から副室２に燃料を
噴射すると、燃料噴射は壁面に付着する恐れがあるの
で、連絡孔弁４の開弁時に近い時期に燃料噴射タイミン
グを設定することが好ましい。そこで、コントローラ２
０は、エンジン始動時であることに応答して、予め設定
されている副室２への燃料噴射タイミングで燃料噴射ノ
ズル５を制御する。
低く、その状態で燃料噴射ノズル５から副室２に燃料を
噴射すると、燃料噴射は壁面に付着する恐れがあるの
で、連絡孔弁４の開弁時に近い時期に燃料噴射タイミン
グを設定することが好ましい。そこで、コントローラ２
０は、エンジン始動時であることに応答して、予め設定
されている副室２への燃料噴射タイミングで燃料噴射ノ
ズル５を制御する。
【００２６】エンジン始動時には、吸入行程では吸気弁
２９が吸気ポート３１を開放して主室１に空気が吸入さ
れ、連絡孔弁４によって連絡孔１３を閉鎖した状態であ
る。次いで、圧縮行程に移行するが、圧縮行程初期から
コントローラ２０の指令によって燃料供給ポンプ２５の
作動で燃料噴射ノズル５が副室２へ灯油や植物油の燃料
の噴射を開始する。燃料噴射ノズル５から副室２への燃
料の噴射は、連絡孔弁４に向かって噴射され、圧縮行程
終端付近で連絡孔弁４が開弁し始めるが、その開き始め
に継続して圧縮行程終端付近で終了する。副室２内に噴
射された燃料噴射はその噴射力で霧化状態を持続した状
態であって壁面に付着することなく、連絡孔弁４が開弁
すると、主室１で圧縮された圧縮空気が連絡孔１３を通
じて副室２内へ流入し、燃料噴射は圧縮空気と良好に混
合を促進して着火燃焼し、副室２内の圧力が上昇する。
副室２内の火炎及び混合ガスは連絡孔１３を通じて噴出
して膨張行程に移行し、そこで、ピストン１５は仕事し
て膨張行程が終了する。次いで、排気弁３０が開弁して
排気ポート３２が開放し、排気行程に移行して排気ポー
ト３２を通じて燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が連絡
孔１３を閉鎖する。次いで、吸気弁２９が開弁して吸気
ポート３１が開放し、吸入空気が主室１へ導入される。
２９が吸気ポート３１を開放して主室１に空気が吸入さ
れ、連絡孔弁４によって連絡孔１３を閉鎖した状態であ
る。次いで、圧縮行程に移行するが、圧縮行程初期から
コントローラ２０の指令によって燃料供給ポンプ２５の
作動で燃料噴射ノズル５が副室２へ灯油や植物油の燃料
の噴射を開始する。燃料噴射ノズル５から副室２への燃
料の噴射は、連絡孔弁４に向かって噴射され、圧縮行程
終端付近で連絡孔弁４が開弁し始めるが、その開き始め
に継続して圧縮行程終端付近で終了する。副室２内に噴
射された燃料噴射はその噴射力で霧化状態を持続した状
態であって壁面に付着することなく、連絡孔弁４が開弁
すると、主室１で圧縮された圧縮空気が連絡孔１３を通
じて副室２内へ流入し、燃料噴射は圧縮空気と良好に混
合を促進して着火燃焼し、副室２内の圧力が上昇する。
副室２内の火炎及び混合ガスは連絡孔１３を通じて噴出
して膨張行程に移行し、そこで、ピストン１５は仕事し
て膨張行程が終了する。次いで、排気弁３０が開弁して
排気ポート３２が開放し、排気行程に移行して排気ポー
ト３２を通じて燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が連絡
孔１３を閉鎖する。次いで、吸気弁２９が開弁して吸気
ポート３１が開放し、吸入空気が主室１へ導入される。
【００２７】エンジンの運転状態が安定すると、副室２
の壁面温度が上昇し、副室２に噴射された燃料噴射は、
壁面から熱を吸収し、壁面に付着することなく活性化し
て良好な霧化状態を維持形成できる。そこで、コントロ
ーラ２０は、エンジン定常運転時であることに応答し
て、予め設定されている副室２への燃料噴射タイミング
で燃料噴射ノズル５を制御する。
の壁面温度が上昇し、副室２に噴射された燃料噴射は、
壁面から熱を吸収し、壁面に付着することなく活性化し
て良好な霧化状態を維持形成できる。そこで、コントロ
ーラ２０は、エンジン定常運転時であることに応答し
て、予め設定されている副室２への燃料噴射タイミング
で燃料噴射ノズル５を制御する。
【００２８】エンジン定常運転時には、膨張行程でピス
トン１５は仕事して終了し、次いで、排気弁３０が開弁
して排気ポート３２が開放し、排気行程に移行して排気
ポート３２を通じて燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が
連絡孔１３を閉鎖する。連絡孔弁４が連絡孔１３を閉鎖
した排気行程中間において、コントローラ２０は燃料噴
射ノズル４から副室２へ燃料噴射を開始する。次いで、
吸気行程に移行し、吸気弁２９が開弁して吸気ポート３
１が開放され、吸入空気が主室１へ導入される。吸入行
程では燃料噴射ノズル４から副室２への燃料噴射は継続
され、副室２内へ所定量の燃料を噴射し、圧縮行程初期
近傍で燃料噴射は終了する。次いで、圧縮行程に移行す
るが、圧縮行程において副室２内の燃料噴射は副室２の
壁面から熱エネルギーを吸収し、燃料噴射は活性化して
霧化状態が良好に維持される。圧縮行程終端付近で連絡
孔弁４が開弁し、副室２内の活性化された燃料噴射は主
室１で圧縮された圧縮空気が連絡孔１３を通じて副室２
内へ流入することで圧縮空気と良好に混合を促進して着
火燃焼し、副室２内の圧力が上昇する。副室２内の火炎
及び混合ガスは連絡孔１３を通じて噴出して膨張行程に
移行し、そこでピストン１５は仕事して膨張行程が終了
する。次いで、排気弁３０が開弁して排気ポート３２が
開放され、排気行程に移行して排気ポート３２を通じて
燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が連絡孔１３を閉鎖す
る。
トン１５は仕事して終了し、次いで、排気弁３０が開弁
して排気ポート３２が開放し、排気行程に移行して排気
ポート３２を通じて燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が
連絡孔１３を閉鎖する。連絡孔弁４が連絡孔１３を閉鎖
した排気行程中間において、コントローラ２０は燃料噴
射ノズル４から副室２へ燃料噴射を開始する。次いで、
吸気行程に移行し、吸気弁２９が開弁して吸気ポート３
１が開放され、吸入空気が主室１へ導入される。吸入行
程では燃料噴射ノズル４から副室２への燃料噴射は継続
され、副室２内へ所定量の燃料を噴射し、圧縮行程初期
近傍で燃料噴射は終了する。次いで、圧縮行程に移行す
るが、圧縮行程において副室２内の燃料噴射は副室２の
壁面から熱エネルギーを吸収し、燃料噴射は活性化して
霧化状態が良好に維持される。圧縮行程終端付近で連絡
孔弁４が開弁し、副室２内の活性化された燃料噴射は主
室１で圧縮された圧縮空気が連絡孔１３を通じて副室２
内へ流入することで圧縮空気と良好に混合を促進して着
火燃焼し、副室２内の圧力が上昇する。副室２内の火炎
及び混合ガスは連絡孔１３を通じて噴出して膨張行程に
移行し、そこでピストン１５は仕事して膨張行程が終了
する。次いで、排気弁３０が開弁して排気ポート３２が
開放され、排気行程に移行して排気ポート３２を通じて
燃焼ガスが排気され、連絡孔弁４が連絡孔１３を閉鎖す
る。
【００２９】
【発明の効果】この発明による灯油や植物油を燃料とす
る遮熱形エンジンは、上記のように、主室及び副室の燃
焼室は遮熱構造に構成され、セタン価１０以下でオクタ
ン価２０以下の灯油や植物油を燃料として使用すること
ができ、該燃料をエンジン作動に応じて効果的に燃焼さ
せることができ、灯油や植物油を燃料とするエンジンを
成立させる。また、この遮熱形エンジンは、燃料を連絡
孔弁で閉鎖された副室に噴射するので、燃料供給ポンプ
の噴射圧力を大きくする必要がなく、また、主室に導入
された空気は副室が閉鎖されて燃料が存在しない状態で
圧縮され、圧縮比を大きくすることができ、熱効率を向
上できる。
る遮熱形エンジンは、上記のように、主室及び副室の燃
焼室は遮熱構造に構成され、セタン価１０以下でオクタ
ン価２０以下の灯油や植物油を燃料として使用すること
ができ、該燃料をエンジン作動に応じて効果的に燃焼さ
せることができ、灯油や植物油を燃料とするエンジンを
成立させる。また、この遮熱形エンジンは、燃料を連絡
孔弁で閉鎖された副室に噴射するので、燃料供給ポンプ
の噴射圧力を大きくする必要がなく、また、主室に導入
された空気は副室が閉鎖されて燃料が存在しない状態で
圧縮され、圧縮比を大きくすることができ、熱効率を向
上できる。
【００３０】この灯油や植物油を燃料とする遮熱形エン
ジンは、特に、副室に燃料を供給する燃料ポンプを高圧
にする必要がなく、噴射ノズルも低圧用の使用でよく、
エンジンそのものが低コストで製造でき、しかも灯油が
ガソリン、軽油、天然ガスに比較して低コストであるの
で、ランニングコストを低くできる。また、灯油自体の
移送もタンクローリ等を利用できるので、山間僻地にコ
ージェネレーションエンジンを設置したとしても、燃料
を簡単に移送できる。それ故に、この遮熱形エンジンを
発電装置のコージェネレーションエンジンに利用するこ
とによって、安価な電力を容易に供給するとができる。
ジンは、特に、副室に燃料を供給する燃料ポンプを高圧
にする必要がなく、噴射ノズルも低圧用の使用でよく、
エンジンそのものが低コストで製造でき、しかも灯油が
ガソリン、軽油、天然ガスに比較して低コストであるの
で、ランニングコストを低くできる。また、灯油自体の
移送もタンクローリ等を利用できるので、山間僻地にコ
ージェネレーションエンジンを設置したとしても、燃料
を簡単に移送できる。それ故に、この遮熱形エンジンを
発電装置のコージェネレーションエンジンに利用するこ
とによって、安価な電力を容易に供給するとができる。
【００３１】また、この遮熱形エンジンでは、上記のよ
うに、燃料噴射がほぼ終了した時点で、連絡孔弁が圧縮
行程の終端付近で開弁されるように設定されている。燃
料噴射ノズルからの副室への燃料噴射圧力は、１０Ｍｐ
ａ以下と低く設定されているが、安定したエンジン運転
中における燃料噴射期間はエンジンのストローク中の排
気行程中間から吸気行程を過ぎて圧縮行程中間までの極
めて長い期間であるので、所定の燃料量を副室に供給す
ることができる。更に、燃料を副室に噴射して、副室壁
面から熱を奪って霧化状態を良好にし、副室で一次燃焼
を行うことによってＮＯX の発生を抑制できる。しか
も、副室から主室への噴出通路には、火炎及び混合ガス
がシリンダ周辺へ向かって噴出するようにガイド溝が形
成されているので、二次燃焼を短期間に終了させること
ができ、ＨＣ等の発生を抑制することができ、熱効率を
向上させ、燃費を低減できる。また、エンジン始動時に
は、燃料噴射タイミングを圧縮行程中に行うように変更
して連絡孔弁が開き始める時に継続して噴射させ、微粒
化した燃料噴射が残存し、且つ副室が高圧に成らない時
期に設定されているので、グロープラグを必要とせず、
また、燃料が副室や連絡孔弁の壁面に付着することもな
く、良好に着火燃焼する。
うに、燃料噴射がほぼ終了した時点で、連絡孔弁が圧縮
行程の終端付近で開弁されるように設定されている。燃
料噴射ノズルからの副室への燃料噴射圧力は、１０Ｍｐ
ａ以下と低く設定されているが、安定したエンジン運転
中における燃料噴射期間はエンジンのストローク中の排
気行程中間から吸気行程を過ぎて圧縮行程中間までの極
めて長い期間であるので、所定の燃料量を副室に供給す
ることができる。更に、燃料を副室に噴射して、副室壁
面から熱を奪って霧化状態を良好にし、副室で一次燃焼
を行うことによってＮＯX の発生を抑制できる。しか
も、副室から主室への噴出通路には、火炎及び混合ガス
がシリンダ周辺へ向かって噴出するようにガイド溝が形
成されているので、二次燃焼を短期間に終了させること
ができ、ＨＣ等の発生を抑制することができ、熱効率を
向上させ、燃費を低減できる。また、エンジン始動時に
は、燃料噴射タイミングを圧縮行程中に行うように変更
して連絡孔弁が開き始める時に継続して噴射させ、微粒
化した燃料噴射が残存し、且つ副室が高圧に成らない時
期に設定されているので、グロープラグを必要とせず、
また、燃料が副室や連絡孔弁の壁面に付着することもな
く、良好に着火燃焼する。
【図１】この発明による灯油や植物油を燃料とする遮熱
形エンジンの一実施例を示す説明図である。
形エンジンの一実施例を示す説明図である。
【図２】図１の遮熱形エンジンの吸気弁、排気弁及び連
絡孔弁の開閉タイミングと燃料噴射ノズルの燃料噴射タ
イミングを示す線図である。
絡孔弁の開閉タイミングと燃料噴射ノズルの燃料噴射タ
イミングを示す線図である。
１ 主室 ２ 副室 ３ 燃焼室構造体 ４ 連絡孔弁 ５ 燃料噴射ノズル ６ ガイド溝 ７ シリンダヘッド ８ シリンダ ９，１９ キャビティ １０ ヘッドライナ １３ 連絡孔 １５ ピストン １６ ピストンヘッド １７ ピストンスカート ２０ コントローラ ２１，２６，３５ 遮熱空気層 ２９ 吸気弁 ３０ 排気弁 ３１ 吸気ポート ３２ 排気ポート ４２ ガイド部
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｂ 23/06 Ｆ０２Ｂ 23/06 Ｘ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｄ Ｅ Ｃ 3/00 ３０１ 3/00 ３０１Ｚ ３０２ ３０２Ａ 3/26 3/26 Ｃ Ｄ
Claims (8)
- 【請求項１】 シリンダヘッドに配置した遮熱構造の副
室を構成する燃焼室構造体、前記副室とシリンダ側に形
成した遮熱構造の主室とを連通する連絡孔、前記連絡孔
を開閉するため圧縮行程終端付近で開弁し且つ排気行程
中間以降で閉弁する連絡孔弁、燃料供給源からの灯油や
植物油の燃料を圧力の小さい噴射圧で送り出す燃料噴射
ポンプ、前記燃料噴射ポンプからの燃料を前記副室へ圧
力の小さい噴射圧で供給する燃料噴射ノズル、前記シリ
ンダヘッドに形成した吸、排気ポートを開閉する吸、排
気弁、前記シリンダ内を往復動するピストン、及びエン
ジン定常運転時には前記連絡孔弁が閉鎖した後の排気行
程中間から圧縮行程初期付近までの期間に前記燃料噴射
ポンプから送られた燃料を前記燃料噴射ノズルから前記
副室内に噴射する制御を行うコントローラ、から構成し
た灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン。 - 【請求項２】 前記コントローラは、エンジン始動時に
応答して圧縮行程初期から前記連絡孔弁の開き始めに継
続して圧縮行程終端までの期間に前記燃料噴射ノズルか
ら前記副室内に燃料を噴射する制御を行なう請求項１に
記載の遮熱形エンジン。 - 【請求項３】 セタン価１０以下でオクタン価２０以下
の燃料でも燃焼させることができる請求項１又は２に記
載の遮熱形エンジン。 - 【請求項４】 前記燃料噴射ノズルは前記連絡孔に向か
って燃料を噴射するように設定されている請求項１〜３
のいずれか１項に記載の遮熱形エンジン。 - 【請求項５】 前記副室はシリンダ中央に配置され、前
記燃焼室構造体に形成された前記連絡孔には前記副室か
ら前記主室への火炎が前記シリンダ周辺部へ噴出するよ
うにガイド溝が形成されている請求項１〜４のいずれか
１項に記載の遮熱形エンジン。 - 【請求項６】 前記副室はシリンダ中央に配置され、前
記主室を構成する前記シリンダヘッドのキャビティに配
置されたヘッドライナの下面と前記ピストンのピストン
頂面とで形成されるガイド部がシリンダ周辺に向かって
楔状に小さくなるように形成されている請求項１〜５の
いずれか１項に記載の遮熱形エンジン。 - 【請求項７】 前記燃焼室構造体、前記主室を構成する
ヘッドライナ及び前記ピストンのピストンヘッドはセラ
ミックスで構成され、前記燃焼室構造体と前記ヘッドラ
イナとの外側に遮熱層が形成され、前記ピストンヘッド
とそれに取り付けたピストンスカートとの間に遮熱層が
形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の遮
熱形エンジン。 - 【請求項８】 発電装置のコージェネレーションエンジ
ンに適用される請求項１〜７のいずれか１項に記載の遮
熱型エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7345096A JPH09158730A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7345096A JPH09158730A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09158730A true JPH09158730A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18374263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7345096A Pending JPH09158730A (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | 灯油や植物油を燃料とする遮熱形エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09158730A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105355A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105350A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP7345096A patent/JPH09158730A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020105355A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
| WO2020105350A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |