JPS62210263A - 内燃機関の燃焼促進装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼促進装置Info
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- JPS62210263A JPS62210263A JP61053949A JP5394986A JPS62210263A JP S62210263 A JPS62210263 A JP S62210263A JP 61053949 A JP61053949 A JP 61053949A JP 5394986 A JP5394986 A JP 5394986A JP S62210263 A JPS62210263 A JP S62210263A
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- ultraviolet light
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Links
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Classifications
-
- 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
- F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
- F02B51/06—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines involving rays or sound waves
-
- 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
-
- 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
Landscapes
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は内燃機関の燃焼促進装置に関し、特に燃焼室の
混合気の着火性を化学面から改善するようにしたものに
関する。
混合気の着火性を化学面から改善するようにしたものに
関する。
（従来の技術）
従来、火花点火式内燃機関において燃焼室の混合気に着
火する場合、燃焼室に発火プラグを配置し、所定の発火
時期にこの発火プラグに高電圧を印加して電極間に放電
を起こさせ、その熱エネルギーでもって混合気を着火さ
せることが行われている。
火する場合、燃焼室に発火プラグを配置し、所定の発火
時期にこの発火プラグに高電圧を印加して電極間に放電
を起こさせ、その熱エネルギーでもって混合気を着火さ
せることが行われている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、混合気の燃料成分の燃焼反応は、下記化学反
応式に示すように、燃料の主成分であるパラフィン系成
分とアロマチック系成分とがＯＨＸなどのラジカルの衝
突によりラジカル化するラジカル化反応並びにその後の
０２の取り込みによりＲ＋ ＣＨＯとＲ２ＣＨ２０とに
分解する分解反応よりなる前記反応と、さらにこのＲ＋
ＣＨＯとＲ２ＣＨ２０とを連鎖的に崩壊せしめる急３
１！３！！鎖分岐反応とにより構成されることが知られ
ている。
応式に示すように、燃料の主成分であるパラフィン系成
分とアロマチック系成分とがＯＨＸなどのラジカルの衝
突によりラジカル化するラジカル化反応並びにその後の
０２の取り込みによりＲ＋ ＣＨＯとＲ２ＣＨ２０とに
分解する分解反応よりなる前記反応と、さらにこのＲ＋
ＣＨＯとＲ２ＣＨ２０とを連鎖的に崩壊せしめる急３
１！３！！鎖分岐反応とにより構成されることが知られ
ている。
＼ 冒
そこで、上記従来の火花発火式内燃機関における着火時
の燃焼過程を燃焼反応として化学面から分析するに、Ｉ
Ｊ！ｌ電時の瞬間的なエネルギーにより発火プラグ近傍
でＨ十などのイオンや０ｆ−１χなどのラジカルが発生
し、これらが燃料分子に衝突して上述した前記反応さら
には急速連鎖分岐反応が引き起こされることにより着火
がなされるものである。
の燃焼過程を燃焼反応として化学面から分析するに、Ｉ
Ｊ！ｌ電時の瞬間的なエネルギーにより発火プラグ近傍
でＨ十などのイオンや０ｆ−１χなどのラジカルが発生
し、これらが燃料分子に衝突して上述した前記反応さら
には急速連鎖分岐反応が引き起こされることにより着火
がなされるものである。
しかし、この場合、上記ラジカル化反応の前段階に着目
すると、放電時に燃料分子に付与するエネルギーが熱エ
ネルギーである関係上、そのエネルギーの多くが燃料分
子の並進運動エネルギーを増大させることに費やされ、
ラジカル化反応に向けての燃料分子の励起に寄与するエ
ネルギーは僅かであるので、燃焼反応がいまひとつ活発
さに欠け、放電してから着火するまでに若干の時間遅れ
が伴い、良好な着火安定性が得ら゛れないという問題が
ある。この場合、発火プラグへの供給電圧を高めること
により、燃料分子のラジカル化を活性化することが考え
られるが、徒らに電力を量比するのみであり、根本的な
解決にはならない。
すると、放電時に燃料分子に付与するエネルギーが熱エ
ネルギーである関係上、そのエネルギーの多くが燃料分
子の並進運動エネルギーを増大させることに費やされ、
ラジカル化反応に向けての燃料分子の励起に寄与するエ
ネルギーは僅かであるので、燃焼反応がいまひとつ活発
さに欠け、放電してから着火するまでに若干の時間遅れ
が伴い、良好な着火安定性が得ら゛れないという問題が
ある。この場合、発火プラグへの供給電圧を高めること
により、燃料分子のラジカル化を活性化することが考え
られるが、徒らに電力を量比するのみであり、根本的な
解決にはならない。
一方、内燃機関の発火装置のひとつとして、燃焼室内に
光透過体を通して焦点を形成するように光エネルギーを
導入し、この光エネルギーによって混合気を着火させる
ようにしたちのが知られている（実開昭５５−１０２０
７５号公報参照）。
光透過体を通して焦点を形成するように光エネルギーを
導入し、この光エネルギーによって混合気を着火させる
ようにしたちのが知られている（実開昭５５−１０２０
７５号公報参照）。
ところが、この発火装置の場合、燃料分子に付与するエ
ネルギーの形態が熱エネルギーとは異なる光エネルギー
であるものの光エネルギーを着火そのものに利用しよう
とするものであり、燃料分子の励起、すなわち光の波長
が燃料分子の励起に良好か否かを考慮したものではなく
、発火プラグによる着火のときと同様に良好な燃焼安定
性を得ることができない。
ネルギーの形態が熱エネルギーとは異なる光エネルギー
であるものの光エネルギーを着火そのものに利用しよう
とするものであり、燃料分子の励起、すなわち光の波長
が燃料分子の励起に良好か否かを考慮したものではなく
、発火プラグによる着火のときと同様に良好な燃焼安定
性を得ることができない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、燃料分子を紫外光によって高レベル
に励起してから発火手段の放電による熱エネルギーでも
って燃料分子のラジカル化反応を一気に進行させること
により、混合気の着火遅れを可及的に短くして良好な着
火安定性を得ることにある。
的とするところは、燃料分子を紫外光によって高レベル
に励起してから発火手段の放電による熱エネルギーでも
って燃料分子のラジカル化反応を一気に進行させること
により、混合気の着火遅れを可及的に短くして良好な着
火安定性を得ることにある。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、燃焼室
の混合気に発火する発火手段と、紫外光を発生させる紫
外光発生手段と、該紫外光発生手段で発生した紫外光を
上記燃焼室内の発火手段の近傍に照射する照射制御手段
とを備える構成としたものである。
の混合気に発火する発火手段と、紫外光を発生させる紫
外光発生手段と、該紫外光発生手段で発生した紫外光を
上記燃焼室内の発火手段の近傍に照射する照射制御手段
とを備える構成としたものである。
（作用）
上記の構成により、本発明では、上記紫外光発生手段か
ら照射された紫外光によって上記発火手段の近傍にある
燃料分子が高レベルに励起される。
ら照射された紫外光によって上記発火手段の近傍にある
燃料分子が高レベルに励起される。
そして、発火手段からの熱エネルギーによって、上記燃
料分子のラジカル化反応が一気に進行し、混合気の燃焼
反応が促進され、混合気が迅速に着火されることになる
。
料分子のラジカル化反応が一気に進行し、混合気の燃焼
反応が促進され、混合気が迅速に着火されることになる
。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第′１図は本発明の実施例に係る燃焼促進装置を備えた
内燃機関を示づ一０同図において、１はシリンダブロッ
ク２とシリンダヘッド３どの間に形成されたシリンダ、
１１は該シリンダ１の上方に形成された燃焼室であって
、上記シリンダ１にはビスｌ−ン５が嵌挿されていると
ともに、上記燃焼室４の上記中央には燃焼室４に供給さ
れた混合気に発火する発火手段６が配置されており、該
発火手段６はイグナイタ用電源７に接続されている。
内燃機関を示づ一０同図において、１はシリンダブロッ
ク２とシリンダヘッド３どの間に形成されたシリンダ、
１１は該シリンダ１の上方に形成された燃焼室であって
、上記シリンダ１にはビスｌ−ン５が嵌挿されていると
ともに、上記燃焼室４の上記中央には燃焼室４に供給さ
れた混合気に発火する発火手段６が配置されており、該
発火手段６はイグナイタ用電源７に接続されている。
また、上記燃焼室４の側方には、紫外光を発生させる紫
外光発生手段８が配置されている。該紫外光発生手段８
は、光源用電源９に接続されて該光源用電源９からの通
電時に紫外光をチャージするキセノンランプ又は重水素
ランプよりなる紫外光源ランプ１０ど、Ｋｍｍ外光クラ
ンプ１ｏ１：巻付き且つ発光用′電源１１に接続され該
発光用電源１１からの通電時に紫外光源ランプ１０にチ
ャージされた紫外光を放出ばしめるトリガコイル１２と
を備えている。
外光発生手段８が配置されている。該紫外光発生手段８
は、光源用電源９に接続されて該光源用電源９からの通
電時に紫外光をチャージするキセノンランプ又は重水素
ランプよりなる紫外光源ランプ１０ど、Ｋｍｍ外光クラ
ンプ１ｏ１：巻付き且つ発光用′電源１１に接続され該
発光用電源１１からの通電時に紫外光源ランプ１０にチ
ャージされた紫外光を放出ばしめるトリガコイル１２と
を備えている。
さらに、上記紫外光発生手段８から発生した紫外光は光
フアイバーケーブル１３を介して燃焼室４の側方に出力
されており、該光フアイバーケーブル１３の燃焼室側に
【ｊ上記発火手段６の電極間６ａに向って順に、紫外光
の中から特定波良く例えば２２０ｍｍ〜３００ｍｍ）の
紫外光を選択する選択波５川フィルタ１４と、紫タト光
を収束させる２つの凸レンズ１５．１６とが配置されて
示されており、また燃焼室４に而して石英製の紫外線透
過窓１７が上記凸レンズ１６に対峙するように配設され
ていて、紫外光発生手段８からの紫外光のうちの特定波
長の紫外光を、燃焼全３内の発火手段６の電極間６ａに
焦点を合わせて照射するようにしている。
フアイバーケーブル１３を介して燃焼室４の側方に出力
されており、該光フアイバーケーブル１３の燃焼室側に
【ｊ上記発火手段６の電極間６ａに向って順に、紫外光
の中から特定波良く例えば２２０ｍｍ〜３００ｍｍ）の
紫外光を選択する選択波５川フィルタ１４と、紫タト光
を収束させる２つの凸レンズ１５．１６とが配置されて
示されており、また燃焼室４に而して石英製の紫外線透
過窓１７が上記凸レンズ１６に対峙するように配設され
ていて、紫外光発生手段８からの紫外光のうちの特定波
長の紫外光を、燃焼全３内の発火手段６の電極間６ａに
焦点を合わせて照射するようにしている。
そして、上記イグナイタ用電源７、光源用電源９および
発光用電源１１は、エンジン回転数信号、ブース１〜圧
力信号及びクランク角度信号が入力されたエレキコント
ロールユニット１８によって制御される。
発光用電源１１は、エンジン回転数信号、ブース１〜圧
力信号及びクランク角度信号が入力されたエレキコント
ロールユニット１８によって制御される。
次に、上記エレキコントロールユニット１８の作動につ
いて説明するに、エンジン回転数及びブース１〜圧力の
各信号がエレキコントロールユニット１８に入力される
と、エンジン回転数及び負荷に応じた発火タイミングが
決定され、イグナイタ用電［７への信号が出力されて発
火手段６が発火されるとともに、光源用電源９及び発光
用電源１１への信号も出力されて、燃焼室４に紫外光が
照射される。この照射の手順は、第２図に示ずように、
発火手段４の発火時期に応じて決定された照射時期の数
μｓｅｃ前から故μｓｅｃ後まで光源用電源９および発
光用電源１１に通電して紫外光源ランプ１０から紫外光
を放出せしめものであり、このエレキコントロールユニ
ット１５により、紫外光発生手段８で発生した紫外光を
上記発火手段４の発火時期とタイミングをとって燃焼室
内の発火手段６の近傍に照射する照射制御手段１つが構
成されている。
いて説明するに、エンジン回転数及びブース１〜圧力の
各信号がエレキコントロールユニット１８に入力される
と、エンジン回転数及び負荷に応じた発火タイミングが
決定され、イグナイタ用電［７への信号が出力されて発
火手段６が発火されるとともに、光源用電源９及び発光
用電源１１への信号も出力されて、燃焼室４に紫外光が
照射される。この照射の手順は、第２図に示ずように、
発火手段４の発火時期に応じて決定された照射時期の数
μｓｅｃ前から故μｓｅｃ後まで光源用電源９および発
光用電源１１に通電して紫外光源ランプ１０から紫外光
を放出せしめものであり、このエレキコントロールユニ
ット１５により、紫外光発生手段８で発生した紫外光を
上記発火手段４の発火時期とタイミングをとって燃焼室
内の発火手段６の近傍に照射する照射制御手段１つが構
成されている。
そして、燃焼室内の発火手段６近１力の混合気に紫外光
が照射されると、混合気の燃料分子のうちアロマチック
系成分では、紫外光の有するエネルギーによって電子の
配置転換が起って、熱や赤外線の分子回転あるいは分子
振動による場合よりも高レベルの励起が１０’ Ｓ ｓ
ｅｃのオーダーという短時間のうちになされる。また、
燃料分子のうちオレフィン系成分もアロマチック系成分
と同様に励起される（ＲＩ ＣＨ＝ＣＨＲ２→Ｒ＋ＣＨ
−ＣＲ２）。このように燃料成分が高レベルに励起され
たときに発火手段６が発火されるので、発火手段６の電
極間６ａの放電による熱エネルギーでもって上記燃料分
子のラジカル化、イオン化が多指にかつ一気に進行して
混合気が着火される。尚、パラフィン系成分は紫外光に
対して全く透明であり、励起は生じない。
が照射されると、混合気の燃料分子のうちアロマチック
系成分では、紫外光の有するエネルギーによって電子の
配置転換が起って、熱や赤外線の分子回転あるいは分子
振動による場合よりも高レベルの励起が１０’ Ｓ ｓ
ｅｃのオーダーという短時間のうちになされる。また、
燃料分子のうちオレフィン系成分もアロマチック系成分
と同様に励起される（ＲＩ ＣＨ＝ＣＨＲ２→Ｒ＋ＣＨ
−ＣＲ２）。このように燃料成分が高レベルに励起され
たときに発火手段６が発火されるので、発火手段６の電
極間６ａの放電による熱エネルギーでもって上記燃料分
子のラジカル化、イオン化が多指にかつ一気に進行して
混合気が着火される。尚、パラフィン系成分は紫外光に
対して全く透明であり、励起は生じない。
したがって、上記実施例においては、紫外線による燃料
分子の励起および発火手段６の放電によるラジカル化反
応によって燃焼の前記反応が活性化されるので、混合気
が迅速に着火され着火遅れが可及的に短くなって良好な
着火安定性を得ることができる。
分子の励起および発火手段６の放電によるラジカル化反
応によって燃焼の前記反応が活性化されるので、混合気
が迅速に着火され着火遅れが可及的に短くなって良好な
着火安定性を得ることができる。
尚、上記実施例では、波長が２２０１′ｌ１ｍ〜３００
ｍｍの紫外光を選択するようにしたが、波長が１９Ｑｍ
ｍ〜２２０ｍｍの紫外光を選択するようにすれば、混合
気中にオゾンを発生させることができ、このオゾンの有
するゆれた反応性によって燃焼の促進を図ることができ
る。
ｍｍの紫外光を選択するようにしたが、波長が１９Ｑｍ
ｍ〜２２０ｍｍの紫外光を選択するようにすれば、混合
気中にオゾンを発生させることができ、このオゾンの有
するゆれた反応性によって燃焼の促進を図ることができ
る。
また、紫外線透過窓１７の材質として、石英の他にフッ
化すチウム、フッ化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム又は臭化カリウムを使用してもよい。
化すチウム、フッ化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム又は臭化カリウムを使用してもよい。
さらに、第３図は紫外線照射の変形例を示す。
すなわち、上記実施例では、発火手段６の電極間６ａに
焦点が合うように凸レンズ１５．１６を配置したが、こ
の変形Ｖｉ４では、紫外光発生手段８で発生した紫外光
を、２本の光フアイバーケーブル１３’、１３’ を介
して燃焼室４の両側方に導き、各光フアイバーケーブル
１３の紫外光を選択波長用フィルタ１４′、凸レンズ１
５′および紫外線透過窓１７′を通して略平行光のまま
電極間６ａで交叉するように照射したものであり、紫外
光を電極間６ａを中心とする広い範囲に照射してエネル
ギー密度を＾めることができ、このことにより着火をよ
り一層確実に行うことができる。
焦点が合うように凸レンズ１５．１６を配置したが、こ
の変形Ｖｉ４では、紫外光発生手段８で発生した紫外光
を、２本の光フアイバーケーブル１３’、１３’ を介
して燃焼室４の両側方に導き、各光フアイバーケーブル
１３の紫外光を選択波長用フィルタ１４′、凸レンズ１
５′および紫外線透過窓１７′を通して略平行光のまま
電極間６ａで交叉するように照射したものであり、紫外
光を電極間６ａを中心とする広い範囲に照射してエネル
ギー密度を＾めることができ、このことにより着火をよ
り一層確実に行うことができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の内燃機関の燃焼促進装置
によれば、燃焼室内の発火手段の近傍にある混合気に紫
外光を照射して燃料分子を高レベルに励起し、この燃料
分子のラジカル化反応を発火手段からの熱エネルギーに
よって一気に進行させるようにしたので、混合気の燃焼
反応が促進され、混合気の着火遅れを短くして着火安定
性を向上させることができる。
によれば、燃焼室内の発火手段の近傍にある混合気に紫
外光を照射して燃料分子を高レベルに励起し、この燃料
分子のラジカル化反応を発火手段からの熱エネルギーに
よって一気に進行させるようにしたので、混合気の燃焼
反応が促進され、混合気の着火遅れを短くして着火安定
性を向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示ず全体概略構成図、第２図
は紫外光の照射タイミングを示す説明図、第３図は変形
例を示す全体概略構成図である。 ４・・・燃焼室、６・・・発火手段、８・・・紫外光発
生手段、１９・・・照射制御手段。 特許出願人 マツダ株式会社 −−−−代
理 人 弁理士 前 １） 弘５−
ゴ′
は紫外光の照射タイミングを示す説明図、第３図は変形
例を示す全体概略構成図である。 ４・・・燃焼室、６・・・発火手段、８・・・紫外光発
生手段、１９・・・照射制御手段。 特許出願人 マツダ株式会社 −−−−代
理 人 弁理士 前 １） 弘５−
ゴ′
Claims (1)
- （１）燃焼室の混合気に発火する発火手段と、紫外光を
発生させる紫外光発生手段と、該紫外光発生手段で発生
した紫外光を上記燃焼室内の発火手段の近傍に照射する
照射制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃
焼促進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053949A JPS62210263A (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 内燃機関の燃焼促進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61053949A JPS62210263A (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 内燃機関の燃焼促進装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62210263A true JPS62210263A (ja) | 1987-09-16 |
Family
ID=12956968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053949A Pending JPS62210263A (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 内燃機関の燃焼促進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62210263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080788A1 (de) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Robert Bosch Gmbh | Selbst fokussierende laserzündung für einen verbrennungsmotor |
| WO2006018339A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur inneren gemischbildung mittels laserstrahls und verbrennungsmotor |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP61053949A patent/JPS62210263A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080788A1 (de) * | 2004-02-19 | 2005-09-01 | Robert Bosch Gmbh | Selbst fokussierende laserzündung für einen verbrennungsmotor |
| WO2006018339A1 (de) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur inneren gemischbildung mittels laserstrahls und verbrennungsmotor |
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