JPS6073036A - 水噴射を備えたターボチヤージ式内燃機関 - Google Patents
水噴射を備えたターボチヤージ式内燃機関Info
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- JPS6073036A JPS6073036A JP59187240A JP18724084A JPS6073036A JP S6073036 A JPS6073036 A JP S6073036A JP 59187240 A JP59187240 A JP 59187240A JP 18724084 A JP18724084 A JP 18724084A JP S6073036 A JPS6073036 A JP S6073036A
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- JP
- Japan
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- internal combustion
- combustion engine
- water
- injection
- control unit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
- F02M25/0225—Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
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- F02M25/0227—Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators
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- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/025—Adding water
- F02M25/028—Adding water into the charge intakes
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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
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
- Gas Separation By Absorption (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】
本発明は、エンジンの燃焼室に水を供給するための手段
を含むターボチャージ式内燃機関に係る。
を含むターボチャージ式内燃機関に係る。
内燃機関中の燃焼室に水を供給する方法は長い間公知で
あル、排気ガスの温度を低くするため及びターボチャー
ジ宮れるエンジンにおりる本来のノッキング傾向を克服
し、かようにして他の方法で可能であるよりも高いチャ
ージ圧力及び高い動力出力を得るために企図されたもの
である〇エンジンから出来るだけ高い動力出力を得るた
めには、水が燃焼窓に入る前に蒸発することを防ぐこと
が不可欠である。何故ならばそうしないと水蒸気は燃焼
空気がら空間を盗み取って容積効率を減少し、その結果
として動力の損失を伴5からである。さらにエンジンに
対して重要なことは最大負荷において燃料と水との適量
を受け入れることである。燃料又は水の不適量の供給は
動力出力の減少を招き、或はエンジンが故障する危険を
含むものである。
あル、排気ガスの温度を低くするため及びターボチャー
ジ宮れるエンジンにおりる本来のノッキング傾向を克服
し、かようにして他の方法で可能であるよりも高いチャ
ージ圧力及び高い動力出力を得るために企図されたもの
である〇エンジンから出来るだけ高い動力出力を得るた
めには、水が燃焼窓に入る前に蒸発することを防ぐこと
が不可欠である。何故ならばそうしないと水蒸気は燃焼
空気がら空間を盗み取って容積効率を減少し、その結果
として動力の損失を伴5からである。さらにエンジンに
対して重要なことは最大負荷において燃料と水との適量
を受け入れることである。燃料又は水の不適量の供給は
動力出力の減少を招き、或はエンジンが故障する危険を
含むものである。
しかし最大負荷のみならず全ての操作条件において望ま
しいことは、エンジンに適量の水を供給できること、及
びこの事が、いわゆる初期設定時間(pre++tor
jng tlme ) rすなゎぢ噴射の開始から大口
弁が開き始めるまでの期間を制御することによって可能
になることである。
しいことは、エンジンに適量の水を供給できること、及
びこの事が、いわゆる初期設定時間(pre++tor
jng tlme ) rすなゎぢ噴射の開始から大口
弁が開き始めるまでの期間を制御することによって可能
になることである。
これまでに、内燃機関の燃焼室に水を分配する3つの異
なる方法が公知であり1これは全て、上述の条件を満た
すことに関して、それらの制限を有シテイル。1つの方
法はターボコンプレッサーの吸込み側止に水を噴射する
ことに停シ、第2の方法はエンジンの入口マニホルドの
前面テコンプレッサーの圧縮面上に噴射することに係る
が、第3の方法は燃料中に水を混合すること及び燃料イ
ンゼクタを経て噴射することを扱うものである。最初の
2つの方法においては、燃焼室の外側で戒程度の蒸発が
起こることは不可避である。さらに又、初期設定の制御
は不可能である。第3の方法においては燃料の適用量が
乱され、種々の負荷において供給きれる水量を調節する
ことは困難である。
なる方法が公知であり1これは全て、上述の条件を満た
すことに関して、それらの制限を有シテイル。1つの方
法はターボコンプレッサーの吸込み側止に水を噴射する
ことに停シ、第2の方法はエンジンの入口マニホルドの
前面テコンプレッサーの圧縮面上に噴射することに係る
が、第3の方法は燃料中に水を混合すること及び燃料イ
ンゼクタを経て噴射することを扱うものである。最初の
2つの方法においては、燃焼室の外側で戒程度の蒸発が
起こることは不可避である。さらに又、初期設定の制御
は不可能である。第3の方法においては燃料の適用量が
乱され、種々の負荷において供給きれる水量を調節する
ことは困難である。
初期設定に関しては、水の供給がこの場合燃料噴射に依
存する。
存する。
全ての公知方法において、チャージ圧力は水の適用量に
対する唯一の制御パラメータとして用いられるが、第1
の方法ではタンクからコンプレツサーまで直接に水を圧
すチャージ圧力によって、また2つの他の方法では、水
のポンプを制御するチャージ圧力によって行なわれ、と
のポンプは1つのタンクから、コンプレッサ〜と入ロマ
ニ夾ルドとの間のパイプに、或は燃料供給管に水を送る
。
対する唯一の制御パラメータとして用いられるが、第1
の方法ではタンクからコンプレツサーまで直接に水を圧
すチャージ圧力によって、また2つの他の方法では、水
のポンプを制御するチャージ圧力によって行なわれ、と
のポンプは1つのタンクから、コンプレッサ〜と入ロマ
ニ夾ルドとの間のパイプに、或は燃料供給管に水を送る
。
燃料の噴射は通例、チャージ圧力が予定のレベル以上に
上る時に開始し、圧力がこのレベル以下に下がる1で連
続する。それによって水の適用量は、所望の水冷効果が
最大エンジン動力において得られるように適合されるが
、しかしエンジンは比較的低い負荷又はエンジン速度に
おいて過量の水を受け入れて、運転状態が悪くなる。こ
の事もまた水の噴射に対する公知方法が、もっばら競走
用の目的以外に適さないことを意味する。
上る時に開始し、圧力がこのレベル以下に下がる1で連
続する。それによって水の適用量は、所望の水冷効果が
最大エンジン動力において得られるように適合されるが
、しかしエンジンは比較的低い負荷又はエンジン速度に
おいて過量の水を受け入れて、運転状態が悪くなる。こ
の事もまた水の噴射に対する公知方法が、もっばら競走
用の目的以外に適さないことを意味する。
本発明の目的は、燃料システムを妨けず又はそれに依存
せずに水の供給を”J’ fji::にし、また燃料室
の外側で水の蒸発が起らず、また全ての駆動条件の下に
水の正確な適用量をp]能にする、緒言に述べた種類の
内燃機関を達成することである。
せずに水の供給を”J’ fji::にし、また燃料室
の外側で水の蒸発が起らず、また全ての駆動条件の下に
水の正確な適用量をp]能にする、緒言に述べた種類の
内燃機関を達成することである。
この目的は、本発明に従って、水を供給するだめの手段
がシリンダの各々に対する別個の噴射手段によって形成
され、該手段がそれぞれのシリンダの吸込口の方に向け
られていることによって達成されるものである。
がシリンダの各々に対する別個の噴射手段によって形成
され、該手段がそれぞれのシリンダの吸込口の方に向け
られていることによって達成されるものである。
各シリンダに対する1つの水噴射弁の戦利は配置は、全
ての操作条件に適しうる極めて正確な水の適用量に対し
必要条件を作る。噴射弁を調節するための制御ユニット
及びクランクシャフトの位置、エンジン速度及び負荷並
びに必要ならは吸込みガスの温度を表示する制御ユニッ
トに対し入力信号を送るためにエンジンに接続でれた若
干の信号エミッタを用いることは連続噴射ヲ可能にし、
また人口弁の開閉との同期化並びに水の適用量は負荷の
みならず回転数及び吸気温度にも依存し、それは全ての
駆動条f1下で良好な運転を可能にするものである。
ての操作条件に適しうる極めて正確な水の適用量に対し
必要条件を作る。噴射弁を調節するための制御ユニット
及びクランクシャフトの位置、エンジン速度及び負荷並
びに必要ならは吸込みガスの温度を表示する制御ユニッ
トに対し入力信号を送るためにエンジンに接続でれた若
干の信号エミッタを用いることは連続噴射ヲ可能にし、
また人口弁の開閉との同期化並びに水の適用量は負荷の
みならず回転数及び吸気温度にも依存し、それは全ての
駆動条f1下で良好な運転を可能にするものである。
本発明は添伺図■1に示された典型的実施態様を参照し
ながら以下さらに詳細に説り]される。
ながら以下さらに詳細に説り]される。
第1図において、参照数字1は吸込管路2.吸込口3及
び弁4を備えたシリンダヘッドを示すものである。吸込
みマニホルド5はシリンダへノド1に接続され、燃料噴
射弁6を備え、これは吸込管路2中に開いているその吸
込管7のうちのどちらにも乱散されている。−1各7リ
ンダに対する水噴射弁8はシリンダヘッド1中に取付け
られている。
び弁4を備えたシリンダヘッドを示すものである。吸込
みマニホルド5はシリンダへノド1に接続され、燃料噴
射弁6を備え、これは吸込管路2中に開いているその吸
込管7のうちのどちらにも乱散されている。−1各7リ
ンダに対する水噴射弁8はシリンダヘッド1中に取付け
られている。
該水噴射弁は燃料噴射弁と同型式のものでよく、第1図
に示されたように、燃料噴射弁6よシも吸込口3に近く
位置し、その中心軸が吸込口の周辺内に存在するように
向けられ、それにより水の主部分が燃料室中に直接に噴
射される。
に示されたように、燃料噴射弁6よシも吸込口3に近く
位置し、その中心軸が吸込口の周辺内に存在するように
向けられ、それにより水の主部分が燃料室中に直接に噴
射される。
水噴射弁8は電子制御ユニット10(第2図〕によって
調節され、該ユニットは、クランクシャフトの位置を示
す入力信号の誘導によって負荷及ン速度及び負荷におい
て噴射すべき水量を計算する。
調節され、該ユニットは、クランクシャフトの位置を示
す入力信号の誘導によって負荷及ン速度及び負荷におい
て噴射すべき水量を計算する。
クランクシャフトの位置は、シリンダ間の噴射順序を定
めるため、及び入口弁を開閉する瞬間に噴射を同期せし
めるために限定しなりれぼならず、凍た点火系統配電器
11と整合されプこセンサから受信され、該センサは第
2図に示されたライン12によって表わされている。同
様にエンジン速度も前記配電器と整合し且つライン13
によって表わされたセンサから得ることができる。その
代りに、回転数及び位置に対する数値はフライホイール
センサから得ることができる。負荷に対する数値は吸込
マニホルド上の圧力センサ14から受信される。参照数
字16は水ポンプ(図示せず)に至るラインを示し、ま
た参照数字17はfljIJ御ユニット10から水噴射
弁8に至るラインを示す。
めるため、及び入口弁を開閉する瞬間に噴射を同期せし
めるために限定しなりれぼならず、凍た点火系統配電器
11と整合されプこセンサから受信され、該センサは第
2図に示されたライン12によって表わされている。同
様にエンジン速度も前記配電器と整合し且つライン13
によって表わされたセンサから得ることができる。その
代りに、回転数及び位置に対する数値はフライホイール
センサから得ることができる。負荷に対する数値は吸込
マニホルド上の圧力センサ14から受信される。参照数
字16は水ポンプ(図示せず)に至るラインを示し、ま
た参照数字17はfljIJ御ユニット10から水噴射
弁8に至るラインを示す。
水噴射システムは、上述のセンサに加えてチャージ圧力
センサ18及びノックセンサ19を含むスウェーデン特
許出願810119−9号に記載された種類の簡易化し
たOCT(Computer ControlledT
urbo+コンピュータ制御ターコ)システムの1部で
ある。制御ユニット10は、水の噴射を駒節するために
ここに用いられたマイクロ処理装置を含み、噴射の瞬間
及び負荷の関数としての水量及び回転数に対する数値は
該マイクロ処理装置中に記憶されている。この点につい
て、ノックセンサ19からの信号及び吸込ガス温度セン
サ20からの信号が水量を調節できるようにすることも
可能であるOシリンダ当り1個の水噴射弁、連続噴射及
び水量のt子制御の組合わせは、エンジンの全ての操作
条件に対する調節可能性に関して、これ1で公知の、ど
んな慣用システムよυも著しく有利である噴射7ステム
を創作するものである。
センサ18及びノックセンサ19を含むスウェーデン特
許出願810119−9号に記載された種類の簡易化し
たOCT(Computer ControlledT
urbo+コンピュータ制御ターコ)システムの1部で
ある。制御ユニット10は、水の噴射を駒節するために
ここに用いられたマイクロ処理装置を含み、噴射の瞬間
及び負荷の関数としての水量及び回転数に対する数値は
該マイクロ処理装置中に記憶されている。この点につい
て、ノックセンサ19からの信号及び吸込ガス温度セン
サ20からの信号が水量を調節できるようにすることも
可能であるOシリンダ当り1個の水噴射弁、連続噴射及
び水量のt子制御の組合わせは、エンジンの全ての操作
条件に対する調節可能性に関して、これ1で公知の、ど
んな慣用システムよυも著しく有利である噴射7ステム
を創作するものである。
本発明のエンジンを備えた自動車について実施それによ
って引張シカ及び排気ガス温度が記録された。エンジン
は最初”標準の″CO含有量の燃料るΔ脇ムト1イ↓舛
イ七番−冷14ず繊灯/■佃氾を物は鋭いノックが現わ
れる1で比較的れ(〈され、その抜水の噴射が開始され
、ノックが消え月つ排気ガス温度が最初のレベルまで降
下するように調節された。その際排気ガス温度又は動力
出力が何も変化することなく20%はとの燃料が水によ
って代替されたことが見出された。さらに確証されたこ
と位、混合物の特別な濃厚化の助けによる冷却よシも、
水噴射の助けによる冷却によってエンジンから比較的高
い動力出力を得ることが可能なことである。
って引張シカ及び排気ガス温度が記録された。エンジン
は最初”標準の″CO含有量の燃料るΔ脇ムト1イ↓舛
イ七番−冷14ず繊灯/■佃氾を物は鋭いノックが現わ
れる1で比較的れ(〈され、その抜水の噴射が開始され
、ノックが消え月つ排気ガス温度が最初のレベルまで降
下するように調節された。その際排気ガス温度又は動力
出力が何も変化することなく20%はとの燃料が水によ
って代替されたことが見出された。さらに確証されたこ
と位、混合物の特別な濃厚化の助けによる冷却よシも、
水噴射の助けによる冷却によってエンジンから比較的高
い動力出力を得ることが可能なことである。
第1図は、1つの接続吸込管を備えたシリンダヘッドの
部分の横断面を示し、第2図は水噴射システムの原理ダ
イヤグラムを示す。 1・・・シリンダヘッド 2・・吸込3路3・・・シリ
ンダの吸込口 4・・・入口弁5・・・吸込みマニホル
ド 6・・燃料噴射弁7・・・吸込管 8・・・水噴射
弁 10・・・制御ユニット 11・・・配電器13.14
・・・センサ 18・・・圧力センサ19・・・ノック
センサ 20 ・吸込ガス温度センサ
部分の横断面を示し、第2図は水噴射システムの原理ダ
イヤグラムを示す。 1・・・シリンダヘッド 2・・吸込3路3・・・シリ
ンダの吸込口 4・・・入口弁5・・・吸込みマニホル
ド 6・・燃料噴射弁7・・・吸込管 8・・・水噴射
弁 10・・・制御ユニット 11・・・配電器13.14
・・・センサ 18・・・圧力センサ19・・・ノック
センサ 20 ・吸込ガス温度センサ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エンジンの燃焼室に水を供給するための手段を含む
ターボチャージ式内燃機関において、前記水供給手段が
各シリンダのための別個の噴射手段で形成され、前記シ
リンダは各シリンダの吸込口(3)に向けられているこ
とを特徴とする内燃機関。 2 噴射手段が水噴射弁(8)よシ形成されていること
、及び該噴射弁を連続的に調節するため、並びに大口弁
(4)を開閉する瞬間に噴射を同期せしめるための制御
ユニッ)、(1,0)を有することを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の内燃機関。 3 制御ユニット(10)がセンサ(14,13)に接
続されてエンジンの負荷と速度とを整合し、前記制御ユ
ニットが少くとも負荷及び回転数に依存して水の供給を
定めることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の
内燃機関。 4 制御ユニッ) (10)がセンサ(20)K接続さ
れ、制御/、oラメータとして温度を用いるために吸気
温度を整合することを特徴とする特許請求の範囲第3項
に記載の内燃機関。 5 制御ユニッ) (10)が、制御パラメータとして
ノック信号を用いるためにノックセンサ(19)に接続
されていることを特徴とする特バ′1請求の範囲M3項
又は第4項に記載の内燃機関。 6 噴射水の主部分が吸込口(3)を通して一直線に注
入されるように各噴射弁(8)が向けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第2項乃至第5項のいずれか
1つに記載の内燃機関。 7 各シリンダが水噴射弁(8)及び燃相唄射弁(6)
を備え、これら弁のうち前者は後者よりも吸込口に近く
位置していることを特徴とする特i!r 請求の範囲第
2項乃至第6項のいずれか1つに記載の内燃機関。 8 制御ユニッ) (10)が亀子的に操作され、且つ
マイクロ処理装置を含み、この中に噴射時間及び水量に
対する数値が負荷及び回転数の関数として記憶されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項乃至第7項の
いずれが1つに記載の内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8304844-7 | 1983-09-09 | ||
SE8304844A SE442043B (sv) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | Turboladdad forbrenningsmotor med vatteninsprutning |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6073036A true JPS6073036A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=20352429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59187240A Pending JPS6073036A (ja) | 1983-09-09 | 1984-09-06 | 水噴射を備えたターボチヤージ式内燃機関 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4558665A (ja) |
JP (1) | JPS6073036A (ja) |
DE (1) | DE3432787A1 (ja) |
FR (1) | FR2551799B1 (ja) |
GB (1) | GB2146387B (ja) |
IT (1) | IT1178417B (ja) |
SE (1) | SE442043B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012225319A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの制御装置及び制御方法 |
KR20180002672A (ko) * | 2015-05-07 | 2018-01-08 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 내연 기관의 물 분사 장치, 및 이러한 물 분사 장치의 작동 방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE3630345A1 (de) * | 1985-08-01 | 1987-04-02 | Zoltan Graf Von Spanyol | Der nukleonantrieb durch wasser |
US4664091A (en) * | 1986-03-03 | 1987-05-12 | General Motors Corporation | Engine control |
DE3618700A1 (de) * | 1986-06-04 | 1987-12-10 | Murabito Luigi | Verfahren und anordnung zum verbrennen eines fluessigen oder gasfoermigen brennstoffes in einem verbrennungsraum einer brennkraftmaschine |
US4913098A (en) * | 1988-03-10 | 1990-04-03 | Battaglini Robert G | Waste heat steam supercharger |
SE8802226L (sv) * | 1988-06-14 | 1989-12-15 | Nira Automotive Ab | Anordning foer begraensning av avgastemperaturen i en foerbraenningsmotor |
US4883023A (en) * | 1988-12-14 | 1989-11-28 | Allied-Signal Inc. | Polymeric membrane air separator for a turbocharger and brake system in a vehicle |
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