JPS60150480A - デイ−ゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置 - Google Patents
デイ−ゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置Info
- Publication number
- JPS60150480A JPS60150480A JP540684A JP540684A JPS60150480A JP S60150480 A JPS60150480 A JP S60150480A JP 540684 A JP540684 A JP 540684A JP 540684 A JP540684 A JP 540684A JP S60150480 A JPS60150480 A JP S60150480A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- optical fiber
- fuel
- diesel engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザー光を用いたディーゼルエンジンの始動
補助及び燃焼安定化装置に関するものである。
補助及び燃焼安定化装置に関するものである。
従来ディーゼルエンジンの始動を容易にするためや始動
後の燃焼安定化のため、電熱方式によるグロープラグが
広く用いられている。しかしこの方法では、グロープラ
グに通電を開始してからエンジン始動可能なグロープラ
グ温度に上昇するのは数秒間時たねばならないこと、あ
るいはグロープラグの熱エネルギー自体が蓄積エネルギ
ーであるため、エンジン回転周期中の無要な期間までも
電気エネルギーを消費していること等の問題がある。こ
れらの欠点をなくした点火装置として特開昭５５−８７
８６１号公報のように噴射燃料中にレーザビームの焦点
を形成して点火するものがあるが、この場合燃焼室内に
レーザーを放射する窓の部分は燃焼によりよごれてしま
い、発熱部である焦点へ到達する光エネルギーが弱くな
るという欠点がある。
後の燃焼安定化のため、電熱方式によるグロープラグが
広く用いられている。しかしこの方法では、グロープラ
グに通電を開始してからエンジン始動可能なグロープラ
グ温度に上昇するのは数秒間時たねばならないこと、あ
るいはグロープラグの熱エネルギー自体が蓄積エネルギ
ーであるため、エンジン回転周期中の無要な期間までも
電気エネルギーを消費していること等の問題がある。こ
れらの欠点をなくした点火装置として特開昭５５−８７
８６１号公報のように噴射燃料中にレーザビームの焦点
を形成して点火するものがあるが、この場合燃焼室内に
レーザーを放射する窓の部分は燃焼によりよごれてしま
い、発熱部である焦点へ到達する光エネルギーが弱くな
るという欠点がある。
本発明は従来のグロープラグに代わるものとして、光フ
ァイバを通してレーザー光を通し、特別に焦点形成する
ことなしに先端部からレーザー光を照射するように構成
したレーザープラグを用い、レーザープラグ内光ファイ
バの先端面に付着した燃料又はよごれ成分自体により発
熱を起すようにしてエンジン内のよごれをむルろ有効な
発熱をするための材料として慟らかせることにより、前
記従来の不具合をなくし良好な始動補助及び燃焼安定化
を行なうことを目的とする。
ァイバを通してレーザー光を通し、特別に焦点形成する
ことなしに先端部からレーザー光を照射するように構成
したレーザープラグを用い、レーザープラグ内光ファイ
バの先端面に付着した燃料又はよごれ成分自体により発
熱を起すようにしてエンジン内のよごれをむルろ有効な
発熱をするための材料として慟らかせることにより、前
記従来の不具合をなくし良好な始動補助及び燃焼安定化
を行なうことを目的とする。
ｆｆ１１図は本発明の一実施例の要部断面を示す構成図
であり、この図において、１は１ｗ〜ＬＯＷ程度の出力
を出すレーザー発生器であり、例えばａＡＪｌａｌ、０
６μｍのＹＡＧレーザー等を用いる。１ａはその出力端
子である。２は石英ガラスにより成る光ファイバであり
、レーザー光を０．５ｄＢ／ｉ程度の低損失で伝送する
。３は本発明の主要部を構成するレーザープラグであり
、石英ガラスより成る導光体（光ファイバ）３ａをステ
ンレス等の金属かセラミック等により成るハウジング３
ｂで被った構造となっておりエンジンのシリンダへソド
１０にねし込んで取り付けられる。３ｃは光ファイバ２
とレーザープラグ３内の光ファイバ３ａとの接続面であ
り、光ファイバ２とレーザープラグ３は光コネクタ４で
接続される。３ｄはレーザープラグ内の光ファイバ３ａ
の光放出を行なう端面である。５はディーゼルエンジン
の渦流室、６は燃料噴射ノズルであり、噴射口６ａがら
燃料が渦流室５内に噴射される。
であり、この図において、１は１ｗ〜ＬＯＷ程度の出力
を出すレーザー発生器であり、例えばａＡＪｌａｌ、０
６μｍのＹＡＧレーザー等を用いる。１ａはその出力端
子である。２は石英ガラスにより成る光ファイバであり
、レーザー光を０．５ｄＢ／ｉ程度の低損失で伝送する
。３は本発明の主要部を構成するレーザープラグであり
、石英ガラスより成る導光体（光ファイバ）３ａをステ
ンレス等の金属かセラミック等により成るハウジング３
ｂで被った構造となっておりエンジンのシリンダへソド
１０にねし込んで取り付けられる。３ｃは光ファイバ２
とレーザープラグ３内の光ファイバ３ａとの接続面であ
り、光ファイバ２とレーザープラグ３は光コネクタ４で
接続される。３ｄはレーザープラグ内の光ファイバ３ａ
の光放出を行なう端面である。５はディーゼルエンジン
の渦流室、６は燃料噴射ノズルであり、噴射口６ａがら
燃料が渦流室５内に噴射される。
７は燃料噴射が行われるタイミングを検出する燃料噴射
検出センサであり、例えば図示しないディーゼルエンジ
ンの噴射ポンプ作動用のカムにより作動するスイッチ接
点により構成され燃料噴射中は高レベルの電気信号を出
力する。８はエンジンの爆発行程終了のタイミングを検
出する、例えば、排気バルブ位置センサであり、ディー
ゼルエンジンの排気バルブ作動用のカムにより作動する
スイッチ接点により構成され、排気バルブが開いている
間は高レベル信号を出力する。９はレーザー発生回路で
あり、燃料噴射検出センサ７の高レベル信号発生時点か
ら排気バルブ位置センサ８が高レベル信号を発生ずるま
での間、レーザー発生器からレーザー光が出力されるよ
うに制御する。
検出センサであり、例えば図示しないディーゼルエンジ
ンの噴射ポンプ作動用のカムにより作動するスイッチ接
点により構成され燃料噴射中は高レベルの電気信号を出
力する。８はエンジンの爆発行程終了のタイミングを検
出する、例えば、排気バルブ位置センサであり、ディー
ゼルエンジンの排気バルブ作動用のカムにより作動する
スイッチ接点により構成され、排気バルブが開いている
間は高レベル信号を出力する。９はレーザー発生回路で
あり、燃料噴射検出センサ７の高レベル信号発生時点か
ら排気バルブ位置センサ８が高レベル信号を発生ずるま
での間、レーザー発生器からレーザー光が出力されるよ
うに制御する。
以上の構成においてその作動を説明する。ディーゼルエ
ンジンを始動するために図示しないスタータによりエン
ジンをクランキングすると、第２図（ａｌに示すように
エンジンの圧縮行程が終了すると燃料噴射が行われる。
ンジンを始動するために図示しないスタータによりエン
ジンをクランキングすると、第２図（ａｌに示すように
エンジンの圧縮行程が終了すると燃料噴射が行われる。
この燃料噴射のタイミングにより燃″＃１噴射検出セン
サ７が高レベル信号を出力し、レーザー発生制御回路９
はレーザー発生器ｌからレーザー光が出力されるべく作
動する。
サ７が高レベル信号を出力し、レーザー発生制御回路９
はレーザー発生器ｌからレーザー光が出力されるべく作
動する。
レーザー発生器の出力１ａから放出されたレーザー光は
光ファイバ２を通り、光コネクタ４を介してレーザープ
ラグ３の上端面３ｃからレーザープラグ内の光ファイバ
３ａに入り、端面３ｄを経て、／ＩＩＸｊ流室５内に向
けて放射される。そしてこの時点では噴射ノズル６から
渦流室に向けて燃料が噴射され、燃料の一部はレーザー
プラグの先端面３ｄに付着するので、レーザープラグ内
の光ファイバ３ａを通過して来たレーザー光の光エネル
ギーの一部又は大半が端面３ｄに付着した燃料に吸収さ
れるため瞬時に付着した燃料は温度上昇を起こし発火が
起る。この発熱により渦流室５内の残りの微粒子状燃料
に点火が行われるが点火後も燃料微粒子や燃焼に伴ない
分解されたカーボン等がたえまなく端面３ｄに付着する
ので、富に端面３ｄでは燃料やカーボンによりレーザー
エネルギーが吸収され高温状態が続くことになる。
光ファイバ２を通り、光コネクタ４を介してレーザープ
ラグ３の上端面３ｃからレーザープラグ内の光ファイバ
３ａに入り、端面３ｄを経て、／ＩＩＸｊ流室５内に向
けて放射される。そしてこの時点では噴射ノズル６から
渦流室に向けて燃料が噴射され、燃料の一部はレーザー
プラグの先端面３ｄに付着するので、レーザープラグ内
の光ファイバ３ａを通過して来たレーザー光の光エネル
ギーの一部又は大半が端面３ｄに付着した燃料に吸収さ
れるため瞬時に付着した燃料は温度上昇を起こし発火が
起る。この発熱により渦流室５内の残りの微粒子状燃料
に点火が行われるが点火後も燃料微粒子や燃焼に伴ない
分解されたカーボン等がたえまなく端面３ｄに付着する
ので、富に端面３ｄでは燃料やカーボンによりレーザー
エネルギーが吸収され高温状態が続くことになる。
また、たまたま端面３ｄに付着物がない瞬間でも端面３
ｄからレーザー光が照射される経路には燃料粒子やカー
ボン粒子が存在するので、それら粒子がレーザー光の光
エネルギーを吸収して発熱、発火 が起こる。さらにレ
ーザー照射経路に燃料粒子やカーボン粒子がない場合は
渦流室内の１点５２等が加熱され次回の爆発行程のため
の蓄熱となる。
ｄからレーザー光が照射される経路には燃料粒子やカー
ボン粒子が存在するので、それら粒子がレーザー光の光
エネルギーを吸収して発熱、発火 が起こる。さらにレ
ーザー照射経路に燃料粒子やカーボン粒子がない場合は
渦流室内の１点５２等が加熱され次回の爆発行程のため
の蓄熱となる。
これらレーザー光による発熱作用は第２図（Ｃ１のよう
にエンジンが爆発行程にある間行われ、次の排気行程つ
まり第２図（ｂ）のようにエンジンの排気バルブが開か
れることにより排気バルブ位置センサ８が高レベル信号
を出力するとレーザー発生制御回路９はレーザー発生器
１からのレーザー出力を停止する。
にエンジンが爆発行程にある間行われ、次の排気行程つ
まり第２図（ｂ）のようにエンジンの排気バルブが開か
れることにより排気バルブ位置センサ８が高レベル信号
を出力するとレーザー発生制御回路９はレーザー発生器
１からのレーザー出力を停止する。
以上の構成ではレーザー光の照射期間は燃料噴射の開始
時点から排気バルブが開かれるまで継続されるものとし
たが、燃焼が行われる期間内のより限定された一部の期
間にしてもよいし、燃焼期間を含むより広い期間にする
こともできる。さらにレーザー照射期間は連続照射に限
らずパルス照射を行なうようにしてもよい。また始動後
は従来のグロープラグのアフタグローのようにエンジン
自体の温度が低い時のみに限定してレーザー照射を行な
うようにしてもよい。
時点から排気バルブが開かれるまで継続されるものとし
たが、燃焼が行われる期間内のより限定された一部の期
間にしてもよいし、燃焼期間を含むより広い期間にする
こともできる。さらにレーザー照射期間は連続照射に限
らずパルス照射を行なうようにしてもよい。また始動後
は従来のグロープラグのアフタグローのようにエンジン
自体の温度が低い時のみに限定してレーザー照射を行な
うようにしてもよい。
〔発明の９１果〕
以上述べたように本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼
室内に、光ファイバによりレーザー光を導き、焦点形成
することなしにレーザー光を照射するようにしているの
で、光ファイバの先端部付近に付着した燃料やよごれを
有効に発熱させることができ、従来のグロープラグのよ
うにエネルギーの無駄がなく、速熱性に優れた始動補助
及び燃焼安定化を行なうことができる。
室内に、光ファイバによりレーザー光を導き、焦点形成
することなしにレーザー光を照射するようにしているの
で、光ファイバの先端部付近に付着した燃料やよごれを
有効に発熱させることができ、従来のグロープラグのよ
うにエネルギーの無駄がなく、速熱性に優れた始動補助
及び燃焼安定化を行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面構成図、第２
図は本発明の作動説明に供するタイミングチャートであ
る。 ■・・・レーザー発生器、２・・・光ファイバ、３・・
・レーザープラグ、３ａ・・・光ファイバ、３ｄ・・・
端面、４・・・コネクタ、５・・・渦流室、６・・・燃
料噴射ノズル、９・・・レーザー発生制御回路、１０・
・・シリンダヘッド。 代理人弁理士 岡 部 隆
図は本発明の作動説明に供するタイミングチャートであ
る。 ■・・・レーザー発生器、２・・・光ファイバ、３・・
・レーザープラグ、３ａ・・・光ファイバ、３ｄ・・・
端面、４・・・コネクタ、５・・・渦流室、６・・・燃
料噴射ノズル、９・・・レーザー発生制御回路、１０・
・・シリンダヘッド。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (2)
- （１）レーザー光を発生ずるレーザー光発生手段と、こ
のレーザー光をディーゼルエンジンの燃焼室に導く光フ
ァイバを含み、この光ファイバの周囲を被覆して光ファ
イバの先端面が前記燃焼室内に到達するように保持する
レーザープラグと、前記レーザー光発生手段を所定のタ
イミングで駆動しレーザー光の発生を制御するレーザー
発生制御手段とを備え、レーザー光を絞ることなしに前
記燃焼室内に照射するようにしたことを特徴とするディ
ーゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置。 - （２）前記レーザー光の発生は、始動時と始動後の温度
の低い期間とに限ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のディーゼルエンジンの始動補助及び燃焼安
定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP540684A JPS60150480A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | デイ−ゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP540684A JPS60150480A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | デイ−ゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150480A true JPS60150480A (ja) | 1985-08-08 |
Family
ID=11610257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP540684A Pending JPS60150480A (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | デイ−ゼルエンジンの始動補助及び燃焼安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60150480A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001221A1 (de) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel für einem verbrennungsmotor |
| EP2379859A1 (de) * | 2008-12-16 | 2011-10-26 | Robert Bosch GmbH | Laserzündkerze in einer vorkammer |
| US8181617B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-05-22 | Multitorch Gmbh | Laser ignition for gas mixtures |
| DE102006012608B4 (de) * | 2005-06-28 | 2012-11-29 | Johannes Escherich | Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff für eine Kraftmaschine |
| JP2015228448A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 京セラ株式会社 | レーザープラグ用絶縁基体およびレーザープラグ |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP540684A patent/JPS60150480A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001221A1 (de) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Starthilfsmittel für einem verbrennungsmotor |
| DE102006012608B4 (de) * | 2005-06-28 | 2012-11-29 | Johannes Escherich | Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff für eine Kraftmaschine |
| US8181617B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-05-22 | Multitorch Gmbh | Laser ignition for gas mixtures |
| EP2379859A1 (de) * | 2008-12-16 | 2011-10-26 | Robert Bosch GmbH | Laserzündkerze in einer vorkammer |
| JP2015228448A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 京セラ株式会社 | レーザープラグ用絶縁基体およびレーザープラグ |
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