JPS5874875A - 内燃機関用レ−ザ点火装置 - Google Patents
内燃機関用レ−ザ点火装置Info
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- JPS5874875A JPS5874875A JP56173934A JP17393481A JPS5874875A JP S5874875 A JPS5874875 A JP S5874875A JP 56173934 A JP56173934 A JP 56173934A JP 17393481 A JP17393481 A JP 17393481A JP S5874875 A JPS5874875 A JP S5874875A
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- fuel
- light beam
- internal combustion
- chamber
- combustion 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
- F02B45/00—Engines characterised by operating on non-liquid fuels other than gas; Plants including such engines
- F02B45/08—Engines characterised by operating on non-liquid fuels other than gas; Plants including such engines operating on other solid fuels
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
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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
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光吸収率の高い微粒子に光ビームを当て微粒子
を加熱し混合気に点火させるレーザ点大装置に関するも
のである。
を加熱し混合気に点火させるレーザ点大装置に関するも
のである。
一般に内燃機関の点火装置としては、機関の燃焼室壁面
に設けられ、高電圧によって火花放電を発生させる点火
プラグによって燃料−空気からなる混合気への点火を行
なう形式のも、のが用いられている。
に設けられ、高電圧によって火花放電を発生させる点火
プラグによって燃料−空気からなる混合気への点火を行
なう形式のも、のが用いられている。
この槍の点火装置は点火ブックの絶縁体表面へツカ−ボ
ンの付着、点火ブラダ電極の放電による消耗略によって
次第に放電エネルギが減少したり、放電が困−になり、
混合気への点火ができなくなるという欠点を有していた
。
ンの付着、点火ブラダ電極の放電による消耗略によって
次第に放電エネルギが減少したり、放電が困−になり、
混合気への点火ができなくなるという欠点を有していた
。
また上記の点火装置においては点火プラグの放電位置を
選択する場合％燃焼室内の空燃比、混合気の流動など穂
にの因子の、影Ｖを考え、最も点火しやすい放電位置で
放電全発生させる点火プラグたとえば燃焼室の中央にま
で突き出したプラグ等は耐久性等の面で問題があった。
選択する場合％燃焼室内の空燃比、混合気の流動など穂
にの因子の、影Ｖを考え、最も点火しやすい放電位置で
放電全発生させる点火プラグたとえば燃焼室の中央にま
で突き出したプラグ等は耐久性等の面で問題があった。
この象めレーず等の高エネルキ′密度の光を用いて混合
気に点火させるようにした点火装置が提案されている。
気に点火させるようにした点火装置が提案されている。
従来この槍の点火装置は混合気に直鋤光二卓ルギを照射
する方法がとられていた。しかしながら、この方法では
気体の光吸収率が小さいので光エネルギの吸収による温
度上昇によって機関の回転に応じた短い時間で混合気に
点火するのは困難で、一般的には数十メガワットという
高蜜度の光エネルギ場における気体の絶縁破壊（気体が
プラズマ状態になる）現象によってなされるのが普卵で
あり、そのためには非常に大暑な出方のジャイアントパ
ルスレーザ等の光発生装置が必要であり、消質電力が大
きく効率が悪い上に装置が大がかりになって非常なコス
ト高となり現実的でないという欠点がある。
する方法がとられていた。しかしながら、この方法では
気体の光吸収率が小さいので光エネルギの吸収による温
度上昇によって機関の回転に応じた短い時間で混合気に
点火するのは困難で、一般的には数十メガワットという
高蜜度の光エネルギ場における気体の絶縁破壊（気体が
プラズマ状態になる）現象によってなされるのが普卵で
あり、そのためには非常に大暑な出方のジャイアントパ
ルスレーザ等の光発生装置が必要であり、消質電力が大
きく効率が悪い上に装置が大がかりになって非常なコス
ト高となり現実的でないという欠点がある。
そこで低いエネルギー密度で点火させる方法として、光
エネルギの吸収率の高い燃料とは別の微粒子に元エネル
ギを吸収させて、短時間に微粒子の謳曳上昇會促し、微
粒子の熱エネルギによって混合気に点火する方法が考え
られる◎この場合、微粒子が受は取るエネルギは光ビー
ムのエネルギー密度、微粒子が光ビームを通過する時間
で決定される。ｔた微粒子の温度上昇は微粒子の大きさ
により異なる。微粒子が小さければ小さいエネルキ。
エネルギの吸収率の高い燃料とは別の微粒子に元エネル
ギを吸収させて、短時間に微粒子の謳曳上昇會促し、微
粒子の熱エネルギによって混合気に点火する方法が考え
られる◎この場合、微粒子が受は取るエネルギは光ビー
ムのエネルギー密度、微粒子が光ビームを通過する時間
で決定される。ｔた微粒子の温度上昇は微粒子の大きさ
により異なる。微粒子が小さければ小さいエネルキ。
で混合気に点火する温度に達するが、微粒子の胸囲より
火炎核ができるまでに時間がかかり、史に小さくなると
点火源とはなり得す消滅してしまう。
火炎核ができるまでに時間がかかり、史に小さくなると
点火源とはなり得す消滅してしまう。
逆に大きいと高温にするには非常に大きいエネルぞが必
要になってくる。
要になってくる。
そこで本発明は、燃焼室内に少なくとも２つ以上の光ビ
ームの焦点を結ぶようにし、複数の焦点に向けて燃料と
は別の微粒子を供給することにより、小さいエネルギ密
度で各々の焦点で火炎核音生じさせ複数の場所から燃焼
が拡がるようにし、燃焼時間の短縮を計り、燃焼状ｆ！
１１を改咎することを目的としたものである。
ームの焦点を結ぶようにし、複数の焦点に向けて燃料と
は別の微粒子を供給することにより、小さいエネルギ密
度で各々の焦点で火炎核音生じさせ複数の場所から燃焼
が拡がるようにし、燃焼時間の短縮を計り、燃焼状ｆ！
１１を改咎することを目的としたものである。
また本発明は、直接液体燃料を燃焼室内にＩ！ｊｍｉｔ
する機関、例えばディーゼル機関においては、噴霧され
る燃料微粒子中に少なくとも２つ以上の光ビームの焦点
を結ぶようにすることにより、上述した燃焼暗闇の短縮
、燃焼状態の改善を計ることを目的としたものである。
する機関、例えばディーゼル機関においては、噴霧され
る燃料微粒子中に少なくとも２つ以上の光ビームの焦点
を結ぶようにすることにより、上述した燃焼暗闇の短縮
、燃焼状態の改善を計ることを目的としたものである。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図における本発明の主要実施装置である多気崎内燃
機関の１つの気筒を示す斬面図において、ｌは機関のシ
リンダ、意はピストン、ｓｒ；ｔｍｍｈ、４はシリンダ
ヘッド、５は燃焼室３の上壁を形成するシリンダヘッド
４に設けられた吸気弁、６はインテークマニホルド７と
シリンダヘッド４とから形成されるＶ＆気気孔８はシリ
ンダヘッド゛４に設けられた集光装置である。集光装置
１ｌｌｓは、シリンダヘッド４に設けられた孔に取り付
けられており集光装置の先端には耐熱性の高い集光レン
ズ１０及び集光レンズ１．０を保麹するための耐熱性ガ
ラス９、比較的低出力のレーザ発振装置１１．前記耐熱
ガラス、集光レンズ、レーザ発振装置ｔ１Ｍ定するホル
ダ１２より＃Ｉ成されている・この集光装置８は燃料室
３の空間内に焦点ｆｉｔ−Ｍぶように＆置されている。
機関の１つの気筒を示す斬面図において、ｌは機関のシ
リンダ、意はピストン、ｓｒ；ｔｍｍｈ、４はシリンダ
ヘッド、５は燃焼室３の上壁を形成するシリンダヘッド
４に設けられた吸気弁、６はインテークマニホルド７と
シリンダヘッド４とから形成されるＶ＆気気孔８はシリ
ンダヘッド゛４に設けられた集光装置である。集光装置
１ｌｌｓは、シリンダヘッド４に設けられた孔に取り付
けられており集光装置の先端には耐熱性の高い集光レン
ズ１０及び集光レンズ１．０を保麹するための耐熱性ガ
ラス９、比較的低出力のレーザ発振装置１１．前記耐熱
ガラス、集光レンズ、レーザ発振装置ｔ１Ｍ定するホル
ダ１２より＃Ｉ成されている・この集光装置８は燃料室
３の空間内に焦点ｆｉｔ−Ｍぶように＆置されている。
１１はシリンダヘッド４に固定された凸形の反射艇であ
りｆｌで焦点を結んだ光ビームを反射し、ｍｍ室内のｆ
ｌに焦点を結ぶ様にしである。１４は１３と同様にシリ
ンダヘッド４に固定されており、ｆｌで焦点を結んだ光
ビームを反射し燃焼室内のｆ８に焦点を結ぶようにしで
ある。このように燃焼室内には少なくとも２つ以上の焦
点が結ぶように反射鏡１３，１４’の曲率および設置場
所を決定しである。
りｆｌで焦点を結んだ光ビームを反射し、ｍｍ室内のｆ
ｌに焦点を結ぶ様にしである。１４は１３と同様にシリ
ンダヘッド４に固定されており、ｆｌで焦点を結んだ光
ビームを反射し燃焼室内のｆ８に焦点を結ぶようにしで
ある。このように燃焼室内には少なくとも２つ以上の焦
点が結ぶように反射鏡１３，１４’の曲率および設置場
所を決定しである。
ＩＩは燃料とは別に微粉炭等の光エネルギの吸収率が高
くかつ混合気の燃焼と共に燃焼してしまう固体の微粒子
又は全黒、黒色アルマイト等の燃焼しない固体の微粒子
を光ビームの焦点ｆ １ 、 ｆｌ。
くかつ混合気の燃焼と共に燃焼してしまう固体の微粒子
又は全黒、黒色アルマイト等の燃焼しない固体の微粒子
を光ビームの焦点ｆ １ 、 ｆｌ。
ｆ ８ 、−−−に向って供給するための圧電体を用い
た振動式の微粒子供給装置であり、この装置はｆｉｋ粒
子の噴出１Ｍ度と燃焼室３内の混合気流動等の相関で光
ビームの焦点ｆｌ、ｆ２．ｆａ、・・・を辿る配置でシ
リンダヘッド４にシール部材１９ｉ１ｉさんでネジ結合
され、燃焼室３内に一口している＠２２は、図示してな
い機関のクランク軸と直結したクランク角度検出＠ＳＯ
にて検出したクランク角度とインテークマニホルド７の
内部すなわち吸気孔６と連通したＷｋｇＩＬ圧検出器２
１にて検出した吸気圧とから機関の運転条件に応じて定
められる最適な時期に先発１Ｍ装置１１を周期的に、ま
た微粒子供給装置１５を周期的あるいは連続的に駆動さ
せるための電気式１ｉＩＩｉｌＩＩ″ｆｉ！１１ （Ｅ
ＣＵ） ”Ｃア４ｍ＃８２図は微粒子供給装ｆ１１１
５の詳細構成を示す１１１Ｔ［ＩＩＩＩ図である。微粒
子供給装置１８は微粒子に振動を与えるた２めの円筒ホ
ーン形状をなす振動体ＳＯ，この振動体を保持すると同
時に微粒子を貯えるためのハウジングｓ１、微粒子に噴
出力を与える加圧プレート５３を基本構成としている。
た振動式の微粒子供給装置であり、この装置はｆｉｋ粒
子の噴出１Ｍ度と燃焼室３内の混合気流動等の相関で光
ビームの焦点ｆｌ、ｆ２．ｆａ、・・・を辿る配置でシ
リンダヘッド４にシール部材１９ｉ１ｉさんでネジ結合
され、燃焼室３内に一口している＠２２は、図示してな
い機関のクランク軸と直結したクランク角度検出＠ＳＯ
にて検出したクランク角度とインテークマニホルド７の
内部すなわち吸気孔６と連通したＷｋｇＩＬ圧検出器２
１にて検出した吸気圧とから機関の運転条件に応じて定
められる最適な時期に先発１Ｍ装置１１を周期的に、ま
た微粒子供給装置１５を周期的あるいは連続的に駆動さ
せるための電気式１ｉＩＩｉｌＩＩ″ｆｉ！１１ （Ｅ
ＣＵ） ”Ｃア４ｍ＃８２図は微粒子供給装ｆ１１１
５の詳細構成を示す１１１Ｔ［ＩＩＩＩ図である。微粒
子供給装置１８は微粒子に振動を与えるた２めの円筒ホ
ーン形状をなす振動体ＳＯ，この振動体を保持すると同
時に微粒子を貯えるためのハウジングｓ１、微粒子に噴
出力を与える加圧プレート５３を基本構成としている。
振動体５０は、電気式−−装飯２２が発生する駆動電力
によって＆動する圧電体５４ｉヘッド部５５、および圧
電体５４を貫通しそれらと絶縁体５６で絶縁されたボル
ト５７によってヘッド部５５の下端間とホーン体５８の
上亀圓で一定のカで止層する１１４造を有する。そして
、圧電体５４のｌｌ＃５５４−ａ、５４−ｂ−と導通す
るヘッドｆｉ５５、ボルト５７からそれぞれリード線Ｓ
１ｌ−ａ、 ５９−ｂが取り川され、電気式ｌｌ１ｌ
Ｉ御装皺２ｇにつながれている。
によって＆動する圧電体５４ｉヘッド部５５、および圧
電体５４を貫通しそれらと絶縁体５６で絶縁されたボル
ト５７によってヘッド部５５の下端間とホーン体５８の
上亀圓で一定のカで止層する１１４造を有する。そして
、圧電体５４のｌｌ＃５５４−ａ、５４−ｂ−と導通す
るヘッドｆｉ５５、ボルト５７からそれぞれリード線Ｓ
１ｌ−ａ、 ５９−ｂが取り川され、電気式ｌｌ１ｌ
Ｉ御装皺２ｇにつながれている。
振動体５０とハウジングＩｓｌとで形成される一向６０
はその中を密接的に軸方向に摺動する加圧プレート５３
により２室に分かれ、１都は図示しないエアポンプから
の圧縮空気をハウジング５１の側層に設けたバイブロ１
から取り入れ貯える空気室６２、下部は微粒子が常に加
圧プレート５３により後述する噴出口６ｓから微粒子相
互の開銀のために出ない程度の適当な力で加圧された状
綜で貯えられている貯蔵室６３である。貯蔵室６３の下
部は傾斜壁６４を有し微粒子が＠田ロ６５方向に出やす
くする役ｉｌ！ｌをなしており、また振動体５０とハウ
ジング５１との同心的配置で形成される微粒子の直径よ
７りもやや大きい（直径の２倍より小さい）リング状の
隙間ｆｔ持つ噴出口６５につながっており、振動体５０
が振動したときのみ加圧プレート５３からの力と振動体
５０の振動の相互作用で微粒子が流動し噴出口６５から
飛散するｌｒｓ＊となっている。振動体５０の固定は絶
縁体６６１ｉはさんでハウジング５１の上面にＷＴｈ的
にネジ止め噂の方法でなされている。
はその中を密接的に軸方向に摺動する加圧プレート５３
により２室に分かれ、１都は図示しないエアポンプから
の圧縮空気をハウジング５１の側層に設けたバイブロ１
から取り入れ貯える空気室６２、下部は微粒子が常に加
圧プレート５３により後述する噴出口６ｓから微粒子相
互の開銀のために出ない程度の適当な力で加圧された状
綜で貯えられている貯蔵室６３である。貯蔵室６３の下
部は傾斜壁６４を有し微粒子が＠田ロ６５方向に出やす
くする役ｉｌ！ｌをなしており、また振動体５０とハウ
ジング５１との同心的配置で形成される微粒子の直径よ
７りもやや大きい（直径の２倍より小さい）リング状の
隙間ｆｔ持つ噴出口６５につながっており、振動体５０
が振動したときのみ加圧プレート５３からの力と振動体
５０の振動の相互作用で微粒子が流動し噴出口６５から
飛散するｌｒｓ＊となっている。振動体５０の固定は絶
縁体６６１ｉはさんでハウジング５１の上面にＷＴｈ的
にネジ止め噂の方法でなされている。
次に上記構成の点火装置における作動を説明する０第１
（２）において機関の吸気弁５が−いているいわゆる吸
気行程において気化器、燃料噴射弁等から供給される燃
料と空気の混合気が吸気孔６を瀘ってｍ焼室３内にｇ＆
Ｊ人され、吸気弁４．−が閉じてピストン２が上昇する
圧縮行程に移行するまでの藺に洸金気は燃焼室３に充満
される。また微粒子供給装置１ｉ１１５からは、連続的
あるいは点火時期にｆＩｋ粒子が光ビームの焦点ｔ ！
、 ｔ ２． ｔ ｓ、−ニ達するような適当な時期に
おける電気式制御装＠２２からの通電により、第１図に
おける圧電体５４が振動し、ホーン体５８の振＃ＩＪＩ
ＪＩ１１１！ｉｌ伝達により振動体の先−５０−＆ｔｆ
ｉ振動して、その振動力と空気至６２内の加圧空気によ
る加圧プレート５３の噴出口６５方向への微粒子を押し
出す力との相互作用によって、微粒子が振動しながら噴
出口６５から飛散して第１因における光ビームの焦点ｆ
ｌ。
（２）において機関の吸気弁５が−いているいわゆる吸
気行程において気化器、燃料噴射弁等から供給される燃
料と空気の混合気が吸気孔６を瀘ってｍ焼室３内にｇ＆
Ｊ人され、吸気弁４．−が閉じてピストン２が上昇する
圧縮行程に移行するまでの藺に洸金気は燃焼室３に充満
される。また微粒子供給装置１ｉ１１５からは、連続的
あるいは点火時期にｆＩｋ粒子が光ビームの焦点ｔ ！
、 ｔ ２． ｔ ｓ、−ニ達するような適当な時期に
おける電気式制御装＠２２からの通電により、第１図に
おける圧電体５４が振動し、ホーン体５８の振＃ＩＪＩ
ＪＩ１１１！ｉｌ伝達により振動体の先−５０−＆ｔｆ
ｉ振動して、その振動力と空気至６２内の加圧空気によ
る加圧プレート５３の噴出口６５方向への微粒子を押し
出す力との相互作用によって、微粒子が振動しながら噴
出口６５から飛散して第１因における光ビームの焦点ｆ
ｌ。
ｆｌ、ｆｌ、−・・に達する。
一方りランク角検出Ｗ２０で検出したクランク角度とＧ
Ｊ＆気圧検出＠！１で検出した赦気圧によって機関の運
転条件に応じた最適点火時期に電気式制御装置２２から
発せられる電気信号により光発振装置１１が光ビームを
発振し、集光１２１１０１反射鏡１３．１４ｋｍより焦
点ｆｌ、ｆ重、ｔａ、−・・を結び、この焦点を通過し
たｍ粒子は光エネルギ密度収し、加熱されて高温となり
、その熱エネルギによって混合気に点火され火炎核が生
じる０ここで微粒子は燃焼室３を・移動しているので焦
点の′＃を多くする程、微粒子が焦点ｆ：１ｌｌｉ過す
る確率か高くなり一部に点火できる。そして各々の焦点
でできた火炎核よ、り火炎伝幡が起こり層発燃焼する。
Ｊ＆気圧検出＠！１で検出した赦気圧によって機関の運
転条件に応じた最適点火時期に電気式制御装置２２から
発せられる電気信号により光発振装置１１が光ビームを
発振し、集光１２１１０１反射鏡１３．１４ｋｍより焦
点ｆｌ、ｆ重、ｔａ、−・・を結び、この焦点を通過し
たｍ粒子は光エネルギ密度収し、加熱されて高温となり
、その熱エネルギによって混合気に点火され火炎核が生
じる０ここで微粒子は燃焼室３を・移動しているので焦
点の′＃を多くする程、微粒子が焦点ｆ：１ｌｌｉ過す
る確率か高くなり一部に点火できる。そして各々の焦点
でできた火炎核よ、り火炎伝幡が起こり層発燃焼する。
第３図に本発明の第２の実−例を示す。第３図に）に燃
焼室の縦断面、第３図（２）に横断圓図を示しである。
焼室の縦断面、第３図（２）に横断圓図を示しである。
燃焼室内の焦点の数を増すために反射−を一体構造とし
、球の一部としたものである。集光−１１１８による光
ビームの焦点ｆｌｉ球心０よりずらした位置とし、第３
図（６）に示すように焦点をｆｔ、ｆｘ、ｆｌ、ｔａ、
ｔｓ、＋＋＋と林心ｏＰ＃Ａｍに結ばせるようにしたも
のである。
、球の一部としたものである。集光−１１１８による光
ビームの焦点ｆｌｉ球心０よりずらした位置とし、第３
図（６）に示すように焦点をｆｔ、ｆｘ、ｆｌ、ｔａ、
ｔｓ、＋＋＋と林心ｏＰ＃Ａｍに結ばせるようにしたも
のである。
第４−に本発明の第３の実施例を示す。燃焼室３内の混
合気流動が激しく微粒子が吹き飛ばされるような場合に
は、シリンダヘッド４内に設けた燃焼室３と連通ずる副
燃焼室（−室）１０１を設け、その副燃焼室１０１内に
微粒子を供給し、光ビーム？：集光するように微粒子供
給装＠Ｉ Ｂ、集光装Ｎ８、反射鏡１３を配置し、副燃
焼室１０１内で点火するようにしたものである。
合気流動が激しく微粒子が吹き飛ばされるような場合に
は、シリンダヘッド４内に設けた燃焼室３と連通ずる副
燃焼室（−室）１０１を設け、その副燃焼室１０１内に
微粒子を供給し、光ビーム？：集光するように微粒子供
給装＠Ｉ Ｂ、集光装Ｎ８、反射鏡１３を配置し、副燃
焼室１０１内で点火するようにしたものである。
上記の実施例では光を吸収する微粒子として固体の微粒
子を用いたが、本発明の第４の実施側としてタール、ピ
ッチ、石炭微粉を０重泊に混入したＣＯＭのような液状
の噴霧粒子を用いてもよい。
子を用いたが、本発明の第４の実施側としてタール、ピ
ッチ、石炭微粉を０重泊に混入したＣＯＭのような液状
の噴霧粒子を用いてもよい。
その際、微粒子供給装置１５ｉｉ液体を噴射するのに通
した第５図に示すようなｔ磁コイル２０１、ニードル弁
体２０２、フィルバネｚｏａｔ−有する電気式噴射弁を
用いるようにしている。
した第５図に示すようなｔ磁コイル２０１、ニードル弁
体２０２、フィルバネｚｏａｔ−有する電気式噴射弁を
用いるようにしている。
甲た、本発明の＃！５の実施例を第６図に示す。
ティーセル機関において直接噴ｉｓｍ料を加熱するもの
である。−一にディーゼル機関では始動時は予熱プラグ
を用いて噴霧された燃料を加熱し着火させているが、プ
ラグの温度が上昇するまでにはかなりの時間を要し、始
動性が悪い。そこで、この実施側では、温度検出＠２１
により機Ｎ温を検出し、ＥＣＵ２２にて機関温の高低を
判別して、低温時に所定クランク角度位置にて、噴製さ
れた燃料に直接レーザ光を当て、複数の焦点近辺から着
火させるものである。第６図はこの実−例の部分断面図
を示すものであり、うず室式ディーセル機関である。集
光装置８と反射［１３，１４によって光ビームの焦点が
つくられ、その焦慮にめが尋すて燃料噴射弁１丁から燃
料がａｌｌされるものである。
である。−一にディーゼル機関では始動時は予熱プラグ
を用いて噴霧された燃料を加熱し着火させているが、プ
ラグの温度が上昇するまでにはかなりの時間を要し、始
動性が悪い。そこで、この実施側では、温度検出＠２１
により機Ｎ温を検出し、ＥＣＵ２２にて機関温の高低を
判別して、低温時に所定クランク角度位置にて、噴製さ
れた燃料に直接レーザ光を当て、複数の焦点近辺から着
火させるものである。第６図はこの実−例の部分断面図
を示すものであり、うず室式ディーセル機関である。集
光装置８と反射［１３，１４によって光ビームの焦点が
つくられ、その焦慮にめが尋すて燃料噴射弁１丁から燃
料がａｌｌされるものである。
以上述べたように本発明は、高電圧の火花放電を発生さ
せる点火プラグを用いないので点火プラグの絶縁体表面
へのカーボンの付着、点火プラグ電極の放電による消耗
等によって次第に放電エネルギが減少し、放電がｒｊＩ
ｉ難になり、混合気への点火ができなくなるという欠点
が無く、また点火位ｉｔを燃焼室内の混合気の空燃比、
混合気の流動など種々の因子の影智を考え、任意の最も
点火しゃすい位置にすることができるという効果があり
、さらに７本発明は、光吸収率の高い微粒子に光エネル
ギを吸収させることによって短期間に効率的に混合気へ
の点火を達成することができるので、数十メガワットと
いう高密度の光エネルギ場における気体の絶縁＆Ｉ壊を
起こす必要はなく、比較的小さな出力の光発生装置を用
いればよく、消費電力が小さく効率もよく、装置が小型
で低コスト化できるという優れた効果がある。
せる点火プラグを用いないので点火プラグの絶縁体表面
へのカーボンの付着、点火プラグ電極の放電による消耗
等によって次第に放電エネルギが減少し、放電がｒｊＩ
ｉ難になり、混合気への点火ができなくなるという欠点
が無く、また点火位ｉｔを燃焼室内の混合気の空燃比、
混合気の流動など種々の因子の影智を考え、任意の最も
点火しゃすい位置にすることができるという効果があり
、さらに７本発明は、光吸収率の高い微粒子に光エネル
ギを吸収させることによって短期間に効率的に混合気へ
の点火を達成することができるので、数十メガワットと
いう高密度の光エネルギ場における気体の絶縁＆Ｉ壊を
起こす必要はなく、比較的小さな出力の光発生装置を用
いればよく、消費電力が小さく効率もよく、装置が小型
で低コスト化できるという優れた効果がある。
特に、本発＃Ｊは、燃焼室内に少なくとも１つ以上の光
ビームの焦点を結ぶようにし、複数の焦点に向けて微粒
子を当てることにより、小さいエネルギ密度で各々の焦
点で火炎核を生じさせ、ｗＩＩｊｌの場所から燃焼が拡
がるようにしているので、燃焼が促進され、燃焼特性が
大輪に改善されるという憧れた効果がある。
ビームの焦点を結ぶようにし、複数の焦点に向けて微粒
子を当てることにより、小さいエネルギ密度で各々の焦
点で火炎核を生じさせ、ｗＩＩｊｌの場所から燃焼が拡
がるようにしているので、燃焼が促進され、燃焼特性が
大輪に改善されるという憧れた効果がある。
また、本発明は直接液体燃料（ｉ？緒ｆｌＡ呈内に噴霧
するディーゼル機関等の機−においては、噴霧される燃
料中に少なくとも２つ以上の光ビームの焦点を結ぶよう
にしているので、餉えは始動時等において効率的な点火
、燃焼の促進を達成できるという優れた効果がある。
するディーゼル機関等の機−においては、噴霧される燃
料中に少なくとも２つ以上の光ビームの焦点を結ぶよう
にしているので、餉えは始動時等において効率的な点火
、燃焼の促進を達成できるという優れた効果がある。
第１ｔＩ４は本発明の第１の実施例を示す全体１ｍ成図
、第２図Ｆｉｊ１１図中の微粒子供給装置の詐細な断面
図、第３＃Ａ（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施例を
示すもので、第３図色）は燃焼室の縦断面図、第３図（
至）は横断面図、第４図は本発明の第３の実施例を示す
要部断面図、整５図は本発明の第４の実施例における微
粒子供給装置の断面図、第６図は本”°−集光ｋ＞、Ｘ
、”“゛光Ｊｌｌｉｉ！ｉ！・”°パ曙・−反射鏡、１
５−微粒子供給装置、１７・・・噴霧装置をなす燃料噴
射弁、２２−・電気式制御装置、ｆｌ、 ｆｌ、 ｆｍ
、・・・・・・光ビームの焦点、１０１・・・則代珈人
弁理士 岡 Ｓ 隆 第 ２ 因 七 第３図 （Ａ） （９） 負 第′４図 第５図 第６図
、第２図Ｆｉｊ１１図中の微粒子供給装置の詐細な断面
図、第３＃Ａ（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２の実施例を
示すもので、第３図色）は燃焼室の縦断面図、第３図（
至）は横断面図、第４図は本発明の第３の実施例を示す
要部断面図、整５図は本発明の第４の実施例における微
粒子供給装置の断面図、第６図は本”°−集光ｋ＞、Ｘ
、”“゛光Ｊｌｌｉｉ！ｉ！・”°パ曙・−反射鏡、１
５−微粒子供給装置、１７・・・噴霧装置をなす燃料噴
射弁、２２−・電気式制御装置、ｆｌ、 ｆｌ、 ｆｍ
、・・・・・・光ビームの焦点、１０１・・・則代珈人
弁理士 岡 Ｓ 隆 第 ２ 因 七 第３図 （Ａ） （９） 負 第′４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）光ビームを内燃機関の燃焼室内に導き、燃料−空
気からなる混合気に点火するようにした内燃機関の点火
装置において、前記光ビームｔ−ＩＩＩＢ焼宸空間の少
なくとも３点以上で焦°点を結はせる反射手段と、前記
燃焼室内に開口し前記燃料とは別の光吸収率の高い微粒
子を供給する微粒子供給装置とを備え、前記光ビームの
焦点に前記微粒子供給装置から光吸収率の高い微粒子を
供給するようにしたことを特徴とする内燃機関用レーザ
点火装置、。 （勾前記光ビームの焦点を燃焼室の副室内に結ばせるよ
うに＃室に１！１面鏡形状の前記反射手段會設け、前記
微粒子供給装置を一室に設置したことを特徴とする特許
−求範囲第１項記載の内燃機関用レーザ点大装置◎ （３）前記燃焼室の一室を、前記微粒子供給装置の取り
付は孔、光ビームの入射孔をもつ球形状とし、前記元ビ
ームの敏初の焦点を前記一室の球心以外で結ばせるよう
にしたことを特徴とする特許麟求範囲第２項記載の内燃
機胸用し−ず点大装置。 （４）―紀ｆ１１粒子を燃焼室内の混合気の燃焼と共に
燃焼する性質を待った５のとすることを特徴とする特＃
−求の軛Ｓ第１項乃至第３項のいずれかに記載の内燃機
関の点火装置。 （Ｓ） １ｉｔＩ記微粒子を固体としたこ七を特徴とす
る特許−求の軸−第１項乃至第４項のいずれかに記載の
内燃ａ＠の点火装置。 （６）前記微粒子を液体としたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の内愁機関
の点火装置〇 （７）元ビームを内燃機関の魅焼室内に導き、燃料−空
気からなる混合気に点火するようにした内燃機関の点火
表置において、前記光ビームを燃焼電量の少なくとも２
点以上で焦点を結ばせる反射手段と、別記光ビームのｍ
数の焦点に直接液体燃料を頃為する噴讃装置とｔ備える
ことを特徴とする内＊ｍ関用レーザ点大装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56173934A JPS5874875A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 内燃機関用レ−ザ点火装置 |
| US06/378,717 US4434753A (en) | 1981-05-18 | 1982-05-17 | Ignition apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56173934A JPS5874875A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 内燃機関用レ−ザ点火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5874875A true JPS5874875A (ja) | 1983-05-06 |
Family
ID=15969772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56173934A Pending JPS5874875A (ja) | 1981-05-18 | 1981-10-29 | 内燃機関用レ−ザ点火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5874875A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3400034A1 (de) * | 1984-01-03 | 1985-07-11 | Herbert 5000 Köln Kaniut | Brennkraftmaschine mit lichtstrahl-zuendung |
| JPH01277125A (ja) * | 1987-04-27 | 1989-11-07 | Univ Tennessee Res Corp | 炭化水素燃料の小滴で構成された炭化水素燃料を点火する方法および装置 |
| EP1253316A2 (de) | 2001-04-23 | 2002-10-30 | AVL List GmbH | Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung |
| AT412167B (de) * | 2002-10-31 | 2004-10-25 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Verbrennungsmotor |
| WO2005080788A1 (de) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Robert Bosch Gmbh | Selbst fokussierende laserzündung für einen verbrennungsmotor |
| KR100569427B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2006-04-07 | 현대자동차주식회사 | 차량 엔진의 레이저를 이용한 다중 점화 시스템 |
| JP2007291965A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ多点着火装置 |
| JP2008002278A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 集光ミラーによるレーザー着火装置およびレーザー着火式エンジン |
| EP1936142A1 (de) * | 2006-12-22 | 2008-06-25 | Dualon International Holding SA | Misch- und Zündsystem für Verbrennungsmotoren |
| JP2010229845A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 副室式ディーゼルエンジン |
| JP2011140957A (ja) * | 2011-04-14 | 2011-07-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ多点着火装置 |
| JP2016062795A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火プラグ |
-
1981
- 1981-10-29 JP JP56173934A patent/JPS5874875A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3400034A1 (de) * | 1984-01-03 | 1985-07-11 | Herbert 5000 Köln Kaniut | Brennkraftmaschine mit lichtstrahl-zuendung |
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| US7036476B2 (en) | 2002-10-31 | 2006-05-02 | Ge Jenbacher Gmbh & Co. Ohg | Internal combustion engine |
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| DE10350101B4 (de) * | 2002-10-31 | 2008-04-30 | Ge Jenbacher Gmbh & Co. Ohg | Verbrennungsmotor |
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| JP2016062795A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火プラグ |
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