JPS5825513A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JPS5825513A
JPS5825513A JP57123090A JP12309082A JPS5825513A JP S5825513 A JPS5825513 A JP S5825513A JP 57123090 A JP57123090 A JP 57123090A JP 12309082 A JP12309082 A JP 12309082A JP S5825513 A JPS5825513 A JP S5825513A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
injection nozzle
coolant
piston
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JP57123090A
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English (en)
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ハインツ・ブリツチユ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/104Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on a side position of the cylinder
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • 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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  • 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)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダヘッドと、少なくとも1つのシリン
ダと、上死点と下死点との間で可動のピストンと、シリ
ンダ壁に形成されていてピストンにより一時的に開かれ
る開口とを有し。
該開口を通して噴射ノズルがシリンダヘッドに向かって
噴射を行う形式の内燃機関に関する。
ダイムラ−4ンツ社のレーシングカーに使用されている
公知の内燃機関は各シリンダにそれぞれ1つの噴射ノズ
ルを有している。この噴射ノズルはシリンダ壁に形成さ
れている開口を通して燃料を噴射する。この開口はピス
トンにより一時的に閉じられ、ピストンがその上死点か
らそのストロークのほぼ22チ下降すると、開かれる。
開口が開かれるまでは噴射ノズルは燃焼しているガスに
対して保護されており、これにより耐用寿命が長くなる
。燃料が空気と十分に混合するようにするために、噴射
ノズルは弁の1つに向゛かつて上方に傾斜している。ド
イツ連邦共和国特許出願公開第2727357号明細書
に記載されている内燃機関においては、噴射ノズルはや
はり、シリンダ壁に形成されて℃・る開口を通して燃料
を噴射する。ピストンはその作業ストロークのほぼ27
チ下降したときにこの開口を開く。噴射ノズルはいくぶ
んか下方に傾斜していて、シリンダ壁に向かって噴射す
る。これ(よって、特に内燃機関が低温fある場合に油
がシリンダ壁から洗い流される。この結果磨滅が増大す
る。ドイツ連邦共和国特許出願公開第3019467号
明細書に記載されている内燃機関はやはり各シリンダ壁
に開口を有しており、この開口を通して噴射ノズルが燃
料を衝突部材に向かって噴射する。衝突部材はシリンダ
ヘッドとシリ、ンダとの接合箇所に配置されている。点
火プラグは衝突部材に並んで位置しており、衝突部材に
より霧化されて空気と混合した燃料に点火する。噴射ノ
ズルは衝突部材に向かって噴射するので、油がシリンダ
壁から洗い流される危険は前述の内燃機関の場合よりも
著しくわずかである。しかし開口がピストンの上死点の
近くに配置されているの1.噴射ノズルは燃焼している
ガスに長期間さらされる。
米国特許第3990408号明細書及び同第40181
92号明細書に記載されている内燃機関内ニは、そのシ
リンダヘッド内に取り付けられている噴射ノズルによっ
て水が噴射される。
水を噴射することによって内燃機関が内側から冷却され
、ノック傾向が減少せしめられ、排気中の窒素酸化物及
びすすの含有量が減少せしめられ9機関出力が高められ
る。水の代わりに。
水とアルコールとの混合物あるいは純粋なアルコールな
どを使用すると、少なくとも短期間にわたって機関出力
を更に高めることができる。
しかし自動車内に水タンクを積み込んでおくことは自動
車に積載し得る荷重を減少させることになるので、水は
fきるだけわずかな量をたんに一時的に噴射される。し
かしこれによって。
冷却剤噴射ノズルの冷却が不十分になる危険が生ずる。
特許請求の範囲第1項の構成要件を具備した本発明によ
る内燃機関においては、噴射ノズルは高熱の燃焼ガスに
対して長期間保護される。
更に、噴射された燃料又は冷却剤がシリンダ内部でシリ
ンダヘッドの方向に飛ぶ距離が長く。
したがって混合気形成若しくは冷却が申し分なく行われ
る。更に9本発明による開口の配置によって、噴射ノズ
ルをシリンダヘッドに向かって強く傾斜させることがで
き、噴射された液体は1点火可能な混合気又は冷却霧の
形成に有利な衝突角度でシリンダヘッド内に衝突する。
これによって多(の場合、従来普通性われていたように
特別な衝突面を取り付けてシリンダヘッドの燃焼室の形
状を変更し1.おそらくは不利なものにする必要がなく
なる。
特許請求の範囲第2項はオツトー内燃 肩の場合の有利
な実施態様を記載したもの↑1 。
この場合4サイクル機関でもよいし、2−イクル機関で
あってもよい。特許請求の範囲第3項の実施態様では、
混合気形成が申し分なく行われるとともに9点火装置の
ところに過度に濃厚な混合気が形成されることがなく、
また点火装置が過度に冷却されることがない。特許請求
の範囲第4項の実施態様では、特に申し分のない混合気
が形成されるとともに、高熱のガスに特にさらされる排
気弁のような内燃機関の重要な部品が保護される。特許
請求の範囲第5項の実施態様においては、少なくとも、
排気弁及び排気開口縁のような高熱ガスに特に強くさら
される部分が冷却剤によって冷却されて保護される。
内燃機関がオツトー法で作動する場合、これによって、
シ、ばしば排気弁の表面熱により生ずる自然点火の危険
が除去される。水を噴射することによって2周知のよう
に、排気の組成も変えることができ、窒素酸化物又はす
すのような不都合な成分の含有量を減少させることがで
きる。
特許請求の範囲第6項の実施態様tは2作業ストローク
の終りに水又は他の冷却剤を噴射することによってガス
が冷却され、これによって。
シリンダからの押し出しに必要な仕事がわずかになる。
このことは燃料の節減をもたらす。同時に、冷却剤が排
気弁に向かって噴射されると。
排気弁の過熱が特に効果的に防止される。内燃機関がそ
のピストンによってだけ制御される排気開口を有してい
る場合には、噴射ノズルの向きを適当に定めることによ
って、排気開口縁の過熱も防止することができる。特許
請求の範囲第7項の実施態様〒は、内燃機関の停止後に
冷却剤がシリンダから除去される。これによって内燃機
関の潤滑油の、グイリュージョンが防止される。冷却剤
として、添加剤のない水を使用する場合でも、内燃機関
のピストンがシリンダ内で凍結することがない。
以下においては図面に示した実施例に基づいて本発明の
構成を具体的に説明する。
第1図に示した内燃機関2はシリンダヘッド3と少なく
とも1つのシリンダ4とピストン5とを有し、このピス
トン5はシリンダΦ内で下死点UTと上死点OTとの間
を上下動する。シリンダヘッド3は吸気通路6と吸気弁
7と排気通路8と排気弁9とを有している。吸気弁7と
排気弁9との間でシリンダヘッドδ内に燃焼室10が配
置されている。ピストン5は平らな頂面11を有してお
り、この頂面11はピストン5の外周に沿って、リング
状に閉じたピストン縁12を形成している。シリンダ牛
はシリンダ壁13を有している。シリンダ壁13内には
開口14が形成されている。この開口14内には燃料噴
射ノズル15が突入している。開口14はピストン縁1
2の上死点OTから、下死点UTに向かって、ピスト1
5のストロークの少なくとも30%の距離を有している
。開口14と燃料噴射ノズル15とは、燃料噴射ノズル
15が大体において排気弁9に向かって噴射するように
、シリンダ壁13に対して傾斜せしめられている。燃料
噴射ノズル15は導管16を介して燃料噴射ポンプ17
に接続されている。燃料噴射ポンプ17は周知の形式で
燃料タンク18からフィルタ19を介して燃料を吸い込
む。内燃機関2は点火装置20を備えて℃・る。この点
火装置2oは周知の形式で点火シラ・グ又(1点火室プ
ラグとして構成されていて、シリンダヘッド3内にねじ
込まれている。
内燃機関2の運転の際に、燃料噴射ポくゾ17及び燃料
噴射ノズル15によって、ピストン5の吸い込みストロ
ーク又は圧縮ストローク中にピストン5の頂面l・1.
少なくともピストン5のピストン縁12が開口14の下
側に位置しているときに、燃料が開口14を通って燃焼
室10に向かって噴射される。点火装置20 F!排気
弁9若しくは混合気形成区域21のすぐ近くにあって1
点火装置20のところの混合気中の燃料分が十分に太き
(、不点火が生じることなしに混合気が確実に点火され
るようになって℃・る。燃焼室壁、殊に排気弁9.に衝
突する燃料は、排気弁9ひいてはシリンダヘッド3を冷
却する。これによって、内燃機関2の出力を大きくして
も、過熱ひいては自然点火の危険はな(・0燃焼室10
からの開口14の距離が太き(・ために、霧化される燃
料が大体において排気弁9又はシリンダヘッド3の隣接
区域に対して直角に衝突するように、燃料噴射ノズル1
5の向きを定めることが〒きる。これによって、燃料が
特に細かく霧化され、燃料の一部が排気弁9から流下し
てシリンダ壁13上の油を洗い流す危険がわずかになる
。燃料噴射ノズル15から燃焼室10までの距離はピス
トン5の直径よりも大きく選定することができるので、
燃料噴射ノズル15を適当に構成しておけば、噴射され
る燃料の一部が既にシリンダ生白で空気と混合されるよ
うにすることが可能fある。
開口14及び燃料噴射ノズル15のこのような配置は、
2サイクル内燃機関の場合でも採用することができる。
第2図に示した実施例においては、噴射ノズルは冷却剤
噴射ノズル25として構成されている。この冷却剤噴射
ノズル25は、導管26・多方弁27及び導管28を介
して冷却剤ポンプ装置29に接続されている。書冷却剤
噴射ノズル25は冷却剤ポンプ装置29によって、貯蔵
タンク30から冷却剤31を供給される。冷却剤31は
、きれいにされた水又はアルコールなどあるいは混合物
である。多方弁27には、貯蔵タンク30に通じている
排出導管32が接続されている。
内燃機関2の運転中に多方弁27は、冷却剤ポンプ装置
29が冷却剤31を冷却剤噴射ノズル25に圧送するよ
うに、切り替えられている。
冷却剤31の噴射は、ピストン5が吸い込みストローク
中に開口14を通過すると直ちに行われる。しかし、圧
縮ストローク中にピストン5が開口14にまだ達してい
ない期間においても噴射を行うことができる。また冷却
剤31はピストン50作業ストローク(爆発ストローク
)中にも噴射することができる。この場合、冷却剤31
がアルコール″から成っているとき又はアルコールを含
有しているときには、燃焼室1゜及びシリンダ4内の過
剰空気を出力増大のために消費することができる。これ
により9作業ストローク開始時期におけるガス温度を低
くして窒素酸化物の発生を抑制し、それにもかかわらず
内燃機関の大きなピーク出力を生せしめることが可能で
ある。冷却剤31が以後の作業サイクル又は(及び)押
し出しサイクル中においても噴射される場合には、これ
によりガスが冷却されることによって、ガスの押し出し
に必要な仕事は2通常の内燃機関の場合よりもわずかに
なるっ良好な内部冷却を達成して多量の空気を吸い込み
、かつ押し出し仕事を節減するために。
吸い込み中並びに作業ストロークの終り及び(又は)押
し出しストロークの始めに噴射を行うことができる。内
燃機関が停止している場合に多方弁27は、冷却剤が冷
却剤噴射ノズル25及び導管26から排出導管32を通
って無圧で逃がされるように、切り替えられる。これに
よって、内燃機関の停止後に冷却剤がシリンダ4に達す
ることはもはやない。これによって、内燃機関の潤滑油
が希釈される危険並びに冷却剤の氷結温度以下の温度↑
ピストン5がシリンダ壁13に凍結する危険が回避され
る。更に、冷却剤がシリンダ生内のピストン5の上方に
集まり′て、内燃機関を改めて始動すると、いわゆる液
体打撃が生じて、その結果ピストン・コネクティングロ
ッド及びクランク軸が損傷することが避けられる。この
ような液体打撃は内燃機関の圧縮度が大きいほど危険↑
ある。
内燃機関が火花点火式である場合には、冷却剤噴射ノズ
ル25のほかに、第1実施例におけるように、燃料噴射
ノズル15を取り付けておくことができる。しかし、た
んに1つの噴射ノズルを使用して、冷却剤31を燃料1
8’に混入してお(ことも可能fある。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1実施例の概略的断面図、第2図は第2実施
例の概略的断面図である。 2・・・内燃機関、3・・・シリンダヘッド、4・・・
シリンダ、5・・・ピストン、6・・・吸気通路、7・
・・吸気弁、8・・・排気通路、9・・・排気弁、10
・・・燃焼室。 11・・・頂面、12・・・ピストン縁、13・・・シ
リンダ壁、14・・・開口、15・・・燃料噴射ノズル
、16・・・導管、17・・・燃料噴射ポンプ、18・
・・燃料タンク、18′・・・燃料、19・・・フィル
タ、20・・・点火装置、21・・・混合気形成区域、
25・・・冷却剤噴射ノズル、26・・・導管、27・
・・多方弁、28・・・導管、29・・・冷却剤ポンプ
装置、30・・・貯蔵タンク、31・・・冷却剤、32
・・・排出導管、OT・・・上死点、UT・・・下死点

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 18シリンダヘツドと、少な(とも1つのシリンダと、
    上死点と下死点との間で可動のピストント、シリンタ壁
    に形成されていてピストンにより一時的に開かれる開口
    とを有し、該開口を通して噴射ノズルがシリンダヘラP
    に向かって噴射を行う形式の内燃機関において。 開口(14,)が、開口(14)を開閉するピストン縁
    (−12)の上死点(OT)から、少な(ともピストン
    (5)のストロークの3゜チの距離を有していることを
    特徴とする内燃機関。 2、噴射ノズルが燃料噴射ノズル(15)として構成さ
    れていて2点火装置(2o)が配属されている混合気形
    成区域(21)に向けられている特許請求の範囲第1項
    記載の内燃機関。 3、点火装置(2o)が混合気形成区域(21)に接し
    ている特許請求の範囲第2項記載の内燃機関。 4、混合気形成区域(21)が排気弁(9)のところに
    配置されている特許請求の範囲第3項記載の内燃機関。 5、噴射ノズルが、水及び(又は)アルコールなどの冷
    却剤ポンプ装置(29)に接続されている冷却剤噴射ノ
    ズル(25)として構成されている特許請求の範囲第1
    項記載の内燃機関。 6、 冷却剤の噴射がピストン(5)の作業ストローク
    の終り及び(又は)排気ストロークの始めにほぼガス出
    口の方向に行われるように。 冷却剤噴射ノズル(25)又は冷却剤ポンプ装置(29
    )が制御される特許請求の範囲第5項記載の内燃機関。 7、冷却剤ポンプ装置(29)と冷却剤噴射ノズル(2
    5)との間に多方弁(27)が配置されており この多
    方片(27)には排出導管(32)が接続されている特
    許請求の範囲第5項又は第6項記載の内燃機関。
JP57123090A 1981-07-18 1982-07-16 内燃機関 Pending JPS5825513A (ja)

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DE19813128543 DE3128543A1 (de) 1981-07-18 1981-07-18 Brennkraftmaschine mit einspritzung

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DE (1) DE3128543A1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230920A (ja) * 1987-03-19 1988-09-27 Mitsubishi Motors Corp 筒内ガソリン噴射エンジン

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DE3128543A1 (de) 1983-02-03

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