JPH0925823A - メタノールエンジンの副燃焼室構造 - Google Patents

メタノールエンジンの副燃焼室構造

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JPH0925823A
JPH0925823A JP7180906A JP18090695A JPH0925823A JP H0925823 A JPH0925823 A JP H0925823A JP 7180906 A JP7180906 A JP 7180906A JP 18090695 A JP18090695 A JP 18090695A JP H0925823 A JPH0925823 A JP H0925823A
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Noriyasu Inanaga
紀康 稲永
Hirokazu Akagawa
裕和 赤川
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、副燃焼室での燃料噴霧への
着火が確実となり、主燃焼室へ噴出するパイロット燃焼
ガスにより主燃焼室内に噴射される全燃料噴霧への着火
が的確に行われ、安定した良好な燃焼が得られるメタノ
ールエンジンの副燃焼室構造を提供するにある。 【構成】 サイドインジェクション方式の主燃料弁2を
装着した主燃焼室6と副燃焼室3とを有るメタノールエ
ンジンにおいて、副燃料弁ノズル1nと副燃焼室の噴口
3hの中心を結び主燃焼室側へ延長した線Fと、主燃料
弁2の多噴口ノズル2nからの燃料噴霧の中心線2a,
2b,2cが主燃焼室6内で交差するように主燃料弁2
と副燃焼室3を配置すると共に、該副燃焼室内に穴部b
1 と、該穴部に続いてグロープラグ3gが装着される穴
部側拡大部b2 と、表面が滑かな凸曲面の中間狭隘部b
3 と、出口部分に噴口側拡大部b4 とを形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメタノールエンジンの副
燃焼室構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来形のメタノールエンジンの燃
焼室回りの構成説明図である。図5を参照してその構成
について説明する。主燃焼室6はシリンダの上部とピス
トン7の頂部と排気弁9が配設されているシリンダヘッ
ド8の内面で囲まれる空間で形成され、該シリンダヘッ
ド8には主燃料弁2が上方から装着され、副燃焼室(以
降、副室と略す)3が側方からシリンダの軸線に対して
対称に一対となって装着されている。なお、前記副室3
には、単噴口の副燃料弁1とグロープラグ3gが装着さ
れ、副室の噴口3hは副室3の中心から上方にずらして
開口され主燃焼室6と副室3とを連通している。
【0003】次にその作用について説明する。圧縮行程
でピストン7がシリンダ内を上昇し圧力が上昇すると、
主燃焼室6から副室の噴口3hを通って高速の空気流が
副室3内に流入し、該副室内に旋回流が形成される。該
旋回流に向けて副燃料弁1からメタノールを噴射する
と、噴霧はグロープラグ3gによって着火されて燃焼
し、高圧の燃焼ガスが副室の噴口3hから主燃焼室6に
噴出する。この燃焼ガスの噴流が主燃料弁2から主燃焼
室6内に噴射されたメタノールの主噴霧に着火し主燃焼
室6内での燃焼が起る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】メタノールのオクタン
価は106(リサーチ法)と高いがセタン価は3と極め
て低いので、メタノールエンジンでは燃焼室へのグロー
プラグの装着など強制着火の手段が必要とされる。ま
た、大形メタノールエンジンにおいて副燃焼室方式が採
用されるのは、副室では安定した着火が比較的容易であ
り、副室噴口から噴出する燃焼ガスが主燃焼室内に噴射
されるメタノールの主噴霧に着火し燃焼させるからであ
る。
【0005】しかしながら、図5に示した従来例のよう
な構成の場合、副室3内に強い旋回流が生成されるとグ
ロープラグ3gによる着火がむずかしくなり、着火の安
定性がそこなわれる。着火の安定を図るためグロープラ
グ3gに加える電圧を高くすると、グロープラグ3gの
耐久性が低下する。なお、副室3への噴霧燃料の燃焼ガ
スは、副室の噴口3hで絞られて噴出するため絞りによ
る損失があり、熱効率の改善を図る際の妨げとなるなど
の問題点がある。
【0006】本発明の目的は前記問題点を解決し、始動
時や低負荷時においても、副室内で噴射された燃料噴霧
と流動空気とが良く混合しグロープラグで確実に着火
し、副室の噴口から主燃焼室に噴出するパイロット燃焼
ガスによって主燃焼室内に噴射された主燃料噴霧に確実
に着火し、良好且つ安定した燃焼が得られるメタノール
エンジンの副燃焼室構造を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のメタノールエン
ジンの副燃焼室構造は、主燃焼室6への燃料噴射がサイ
ドインジェクション方式で、且つ副燃焼室3を有するメ
タノールエンジンにおいて、副燃焼室3に装着する副燃
料弁1のノズル1nと前記副燃焼室の噴口3hの中心を
結び主燃焼室6側へ延長した直線Fと、主燃料弁2の多
噴口ノズル2nからの複数の燃料噴霧の中心線2a,2
b,2cが主燃焼室6内で交差するように主燃料弁2と
副燃焼室3を配置するとともに、該副燃焼室の断面形状
において、副燃料弁ノズル1nから燃料が噴射される穴
部b1 と、該穴部に続いて燃料噴霧の先端部近傍にグロ
ープラグ3gが装着される穴部側拡大部b2 と、該穴部
側拡大部に続く滑かな凸曲面の中間狭隘部b3 と、該中
間狭隘部と前記副燃焼室の噴口3hの間の噴口側拡大部
b4 とを滑らかに接続した形状としてなることを特徴と
している。
【0008】
【作用】圧縮行程で主燃焼室6からの圧縮空気が副室の
噴口3hを通って副室3内に流入し、該副室内の穴部側
拡大部b2 の外周部に渦流Vが生成される。副室の噴口
3hからの流入空気に向って副燃料弁1からメタノール
を噴射すると、広がった燃料噴霧の外周部は空気流動に
よる渦流Vの中にまき込まれていく。前記穴部側拡大部
b2 に渦流に接触するように装着されているグロープラ
グ3gで燃料噴霧に着火すると、穴部側拡大部では渦流
Vの流速が緩やかで、且つグロープラグ3g近傍にメタ
ノールの噴霧が滞留するので副室3内で安定した着火が
得られる。
【0009】副室3内の燃焼で高圧となった燃焼ガスは
副室3から副室の噴口3hを通り主燃焼室6へ噴出す
る。主燃料弁2の多噴口ノズル2nから噴射される複数
個の燃料噴霧の中心線2a,2b,2cと、前記副燃料
弁ノズル1nと副室の噴口3hの中心を結び主燃焼室6
側へ延長した直線Fが主燃焼室6内で交差するように構
成されているので、主燃料弁2の多噴口ノズル2nから
噴射された全燃料噴霧に副室の噴口3hから噴出した燃
焼ガスが接触することになり、主燃焼室6内で燃料噴霧
へ的確に着火し安定した良好な燃焼が得られる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の実施例に係るメタノールエン
ジンの燃焼室回りの構成説明図である。図1を参照して
その構成について説明する。主燃焼室6はシリンダの上
部とピストン7の頂部と排気弁9が配設されているシリ
ンダヘッド8の内面によって囲まれる空間で形成され、
シリンダヘッド8には主燃料弁2が上方から装着され、
副室3が側方からシリンダの軸線に対して対称に一対と
なって装着されている。副室3には単噴口の副燃料弁1
とグロープラグ3gが装着され、副燃料弁1には燃料ポ
ンプ5から、主燃料弁2には燃料ポンプ4からそれぞれ
メタノールが圧送される。
【0011】副室の噴口3hは、副燃料弁1のノズル1
nと副室の噴口3hの中心を結ぶ直線の主燃焼室側への
延長線Fと、主燃料弁2の多噴口ノズル2nから噴射さ
れる複数個の燃料噴霧の中心線2a,2b,2cが主燃
焼室6内で交差するように位置決めされ、主燃焼室6と
副室3とを連通している。
【0012】副室3内の空間の断面形状は図2に示すよ
うに形成されている。副燃料弁ノズル1nから燃料が噴
射される穴部b1 と、該穴部に続いて燃料噴霧の先端部
近傍に穴部側拡大部b2 が形成され、該穴部側拡大部と
副室の噴口3hとの間に噴口側拡大部b4 が設けられ、
前記二つの拡大部の間が滑かな凸曲面の中間狭隘部b3
で接続されている。
【0013】図2、図3は副室3の縦断面図で、図2に
は副室3内での空気流動が、図3には副室3内での燃料
噴霧の挙動が示されている。次にこれらの図を参照して
実施例の作用について説明する。圧縮行程で主燃焼室6
からの圧縮空気が副室の噴口3hを通って副室3内に流
入し、該副室内の穴部側拡大部b2 の外周部に渦流Vが
生成される。副室の噴口3hからの流入空気に向って副
燃料弁1からメタノールを噴射すると、広がった燃料噴
霧の外周部は空気流動による渦流Vの中にまき込まれて
いく。前記穴部側拡大部b2 に渦流に接触するように装
着されているグロープラグ3gで燃料噴霧に着火する
と、穴部側拡大部では渦流Vの流速が緩やかで、且つグ
ロープラグ3g近傍にメタノールの噴霧が滞留するので
副室3内で安定した着火が得られる。
【0014】図4は主燃焼室6内における燃料噴霧の方
向の説明図である。副室3内の燃焼で高圧となった燃焼
ガスは副室3から副室の噴口3hを通り主燃焼室6へ噴
出する。主燃料弁2の多噴口ノズル2nから噴射される
複数個の燃料噴霧の中心線2a,2b,2cと、前記副
燃料弁ノズル1nと副室の噴口3hの中心を結び主燃焼
室6側へ延長した直線Fが主燃焼室6内で交差するよう
に構成されているので、主燃料弁ノズル2nから噴射さ
れた燃料噴霧に副室の噴口3hから噴出した燃焼ガスが
接触することになり、主燃焼室6内で燃料噴霧へ的確に
着火し安定した良好な燃焼が得られる。
【0015】
【発明の効果】副室内に噴射された燃料噴霧と、主燃焼
室から副室へ流入した空気とが良く混合し、グロープラ
グ近傍では空気流速が緩やかで燃料噴霧が長く滞留する
から副室内での着火が確実となる。さらに、副室噴口か
ら主燃料室へ噴出するパイロット燃焼ガスが主燃焼室内
に噴射された複数個の燃料噴霧と交差することになるの
で、主燃焼室内の燃料噴霧への着火が的確に行われ、安
定した良好な燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るメタノールエンジンの燃
焼室回りの構成説明図。
【図2】本発明の実施例に係るメタノールエンジンの副
室内への空気流動を説明する副室の縦断面図。
【図3】本発明の実施例に係るメタノールエンジンの副
室内の燃料噴霧の挙動を説明する副室の縦断面図。
【図4】本発明の実施例に係るメタノールエンジンの主
燃焼室内における燃料噴霧の方向の説明図。
【図5】従来のメタノールエンジンの燃焼室回りの構成
説明図。
【符号の説明】
1…副燃料弁、1n…副燃料弁ノズル、2…主燃料弁、
2n…主燃料弁(多噴口)ノズル、2a,2b,2c…
主燃料弁から噴射された燃料噴霧の中心線、3…副室、
3g…グロープラグ、3h…副室の噴口、4…燃料ポン
プ(主燃料弁)、5…燃料ポンプ(副燃料弁)、6…主
燃焼室、7…ピストン、8…シリンダヘッド、9…排気
弁、F…副燃料弁のノズルと副室の噴口の中心を結び主
燃焼室側へ延長した直線、b1 …副室内の穴部、b2 …
副室内の穴部側拡大部、b3 …副室内の中間狭隘部、b
4 …副室内の噴口側拡大部。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F02M 61/14 310 F02M 61/14 310P 310S 310V F02P 19/00 F02P 19/00 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主燃焼室(6)への燃料噴射がサイドイ
    ンジェクション方式で、且つ副燃焼室(3)を有するメ
    タノールエンジンにおいて、副燃焼室(3)に装着する
    副燃料弁(1)のノズル(1n)と前記副燃焼室の噴口
    (3h)の中心を結び主燃焼室(6)側へ延長した直線
    (F)と、主燃料弁(2)の多噴口ノズル(2n)から
    の複数の燃料噴霧の中心線(2a,2b,2c)が主燃
    焼室(6)内で交差するように主燃料弁(2)と副燃焼
    室(3)を配置するとともに、該副燃焼室の断面形状に
    おいて、副燃料弁ノズル(1n)から燃料が噴射される
    穴部(b1 )と、該穴部に続いて燃料噴霧の先端部近傍
    にグロープラグ(3g)が装着される穴部側拡大部(b
    2 )と、該穴部側拡大部に続く滑かな凸曲面の中間狭隘
    部(b3 )と、該中間狭隘部と前記副燃焼室の噴口(3
    h)の間の噴口側拡大部(b4 )とを滑らかに接続した
    形状としてなることを特徴とするメタノールエンジンの
    副燃焼室構造。
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