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Title:
FUEL INJECTION METHOD FOR DIESEL ENGINE AND DIESEL ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/078119
Kind Code:
A1
Abstract:
A diesel engine (1) injects fuel into a combustion chamber (6) from a fuel injection valve (5) to generate sprays (7) in the combustion chamber (6). The axis L1 of the fuel injection valve (5) is offset outward in the radial direction of the cylinder (2) relative to the axis L2 of a cylinder (2). This positions the fuel injection valve (5) at a place on the inner peripheral surface side of the cylinder (2). Further, nozzle holes (5a) of the fuel injection valve (5) are divided into two groups located at the left and right of a straight line formed by interconnecting, in a plan view, the axes L1, L2. Also, the sprays (7) of fuel injected from the nozzle holes (5a) advance in a fan shape in the plan view and, on the side away from the fuel injection valve (5), collide with the inner peripheral surface of the cylinder (2).

Inventors:
MARUTANI YOICHI (JP)
ASHIKAGA YASUNOBU (JP)
YAMADA NORIYUKI (JP)
KURASHINA MAMORU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/003178
Publication Date:
June 25, 2009
Filing Date:
November 05, 2008
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Assignee:
IHI CORP (JP)
MARUTANI YOICHI (JP)
ASHIKAGA YASUNOBU (JP)
YAMADA NORIYUKI (JP)
KURASHINA MAMORU (JP)
International Classes:
F02B23/02; F02M61/18
Foreign References:
JP2007255291A2007-10-04
JPS57110718A1982-07-09
JPS61207816A1986-09-16
JP5080566B22012-11-21
JPS6158649B21986-12-12
JPH0569352U1993-09-21
JPH10252608A1998-09-22
JP2570996Y21998-05-13
JP2004092496A2004-03-25
JP3191562B22001-07-23
JP2003172144A2003-06-20
JPH10227218A1998-08-25
Other References:
See also references of EP 2233717A4
Attorney, Agent or Firm:
patent firm YAMADA PATENT OFFICE (5-3 Uchikanda 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 47, JP)
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Claims:
 燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射して噴霧を生成させるディーゼルエンジンの燃料噴射方法において、シリンダ径方向へオフセットしてシリンダの内周面近傍に設けた燃料噴射弁から燃料を噴射して噴霧を生成させ、平面視で扇状に進行した噴霧を燃料噴射弁がオフセットされた側とは反対側において前記シリンダ内周面に当てることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射方法。
 前記シリンダ内周面に当たってシリンダ内周面を周方向へ進行する所定の噴霧と、シリンダ内周面に当たってシリンダ内周面を前記噴霧の進行方向とは逆の方向へ進行する他の噴霧とを衝突させ、干渉させる請求項1に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射方法。
 燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射して噴霧を生成させるディーゼルエンジンにおいて、前記燃料噴射弁をシリンダ径方向外方へオフセットして前記シリンダの内周面側に位置させたことを特徴とするディーゼルエンジン。
 前記燃料噴射弁の噴孔を、平面視で前記燃料噴射弁の軸心とシリンダの軸心を結んで形成された直線を基準として左右の二つのグループに分け、且つ、各噴孔を平面視で扇状となるよう配置すると共に、各噴孔の先端を、燃料噴射弁を設けた側から離反した側のシリンダ内周面に向けた請求項3記載のディーゼルエンジン。
 前記シリンダ内に配置されたピストンの上面は、燃料噴射弁を設けた側から燃料噴射弁が設けられていない側へ向って下り勾配に形成された請求項3又は4に記載のディーゼルエンジン。
Description:
ディーゼルエンジンの燃料噴射 法及びディーゼルエンジン

 本発明はディーゼルエンジンの燃料噴射 法及びディーゼルエンジンに関するもので る。

 ディーゼルエンジにおいては、通常燃料 射弁はシリンダヘッドに、シリンダの軸心 延長線上に位置するよう配置されている。 して、斯かる従来のディーゼルエンジンの 例は、図1、図2に示されている。図中、1は ィーゼルエンジンであり、該ディーゼルエ ジン1は、シリンダ2と、シリンダ2内に摺動 在に配設されてシリンダ2内を上下に往復動 するピストン3と、シリンダヘッド4に取付け れた燃料噴射弁5と、図示してないが、シリ ンダヘッド4に取付けられた開閉可能な吸気 や排気弁を備えており、シリンダ室のピス ン3上部の部分は、燃焼室6を構成している。

 又、燃料噴射弁5の下端側には、略同一間 隔で円周方向へ4~6箇の噴孔が形成されており 、燃料噴射弁5の軸心L1は、略シリンダ3の軸 L2の延長線上に位置している。

 上記ディーゼルエンジン1においては、圧 縮工程においてピストン3が上死点近傍に到 すると、燃料は燃料噴射弁5から平面視で放 方向へ噴射されて燃焼室6で微粒化し、噴霧 7が生成される。燃料を平面視で放射方向へ 射するのは、生成された噴霧7同士の干渉を けて噴霧7の過濃な部分が生じないようにし 、燃焼不良が生じることを防止するためであ る。

 而して、燃焼室6に対し放射方向へ噴射さ れた噴霧7は、吸気弁からシリンダ2内に供給 れた空気を取込んでシリンダ2内周面側へ進 行し、シリンダ2内周面にぶつかって進行方 を替え、シリンダ2内周面に沿い進行して、 リンダ2内周面における他の方向からの噴霧 7と衝突して混合気となり、燃焼室6が圧縮さ て着火温度に達すると混合気が燃焼する。

 ディーゼルエンジンの先行技術文献として 種々のものがあるが、燃料噴射弁の軸心が ストンの軸心の延長線上にあるものとして 、例えば特許文献1、2がある。

特開2003-172144号公報

特開平10-227218号公報

 図1、図2に示すディーゼルエンジン1にお ては、燃料噴射弁5から噴射された燃料の噴 霧7は、シリンダ2の内周面に到達するまでの に空気を取込む。又、シリンダ2内周面に到 達した噴霧7は、図2に示すように、シリンダ2 内周面に沿い円周方向へ移動し、円周方向に おいて反対側から到達した他の噴霧7の流れ 衝突して混合する。

 しかし、燃料噴射弁5の軸心L1がシリンダ2 の軸心L2の延長線上の位置にあると、燃料噴 弁5からシリンダ2内周面までの距離が短く 又、シリンダ2内周面における周方向に対す 噴霧7の進行距離も短い。このため、燃料噴 射弁5から噴射された燃料の噴霧7は、シリン 2内周面に到達してシリンダ2内周面に沿い 行し、衝突するまでに十分な空気を取込む とができず、その結果、噴霧7は酸素不足で 焼して燃焼不良が生じ、粒子状物質(PM)が増 加するという現象が生じる。

 又、図1、図2に示すようなディーゼルエ ジン1で、ピストン3に燃焼室が設けられてい る場合は、燃料噴射弁5からピストン3の燃焼 内周面までの距離がより短いため、噴霧7へ の空気の取込みはより一層不十分となり、燃 焼不良は更に顕著になる。

 なお、特許文献1は、燃料を上死点付近で 噴射したとしても燃焼室内において噴霧を拡 散し、すすの発生、窒素酸化物の発生を抑制 するものであり、特許文献2は高負荷運転時 おける主噴孔及び副噴孔からの噴霧干渉を 止してスモーク悪化を防止するものである 従って、特許文献1、2は何れも本発明とは直 接的な関連性はない。

 本発明は、上述の実情に鑑み、燃料噴射 から噴射された燃料の噴霧に十分に空気を 込んで燃焼不良が生じないようにしたディ ゼルエンジンの燃料噴射方法及びディーゼ エンジンを提供することを目的としてなし ものである。

 本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射 法は、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴 して噴霧を生成させるディーゼルエンジン 燃料噴射方法において、シリンダ径方向外 へオフセットしてシリンダの内周面近傍に けた燃料噴射弁から燃料を噴射して噴霧を 成させ、平面視で扇状に進行した噴霧を燃 噴射弁がオフセットされた側とは反対側に いて前記シリンダ内周面に当てるものであ 。

 又、本発明のディーゼルエンジンの燃料 射方法は、前記シリンダ内周面に当たって リンダ内周面を周方向へ進行する所定の噴 と、シリンダ内周面に当たってシリンダ内 面を前記噴霧の進行方向とは逆の方向へ進 する他の噴霧とを衝突させ、干渉させるも である。

 又、本発明のディーゼルエンジンは、燃 噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射して噴霧 生成させるディーゼルエンジンにおいて、 記燃料噴射弁をシリンダ径方向へオフセッ して前記シリンダの内周面側に位置させた のである。

 又、本発明のディーゼルエンジンは、前 燃料噴射弁の噴孔を、平面視で前記燃料噴 弁の軸心とシリンダの軸心を結んで形成さ た直線を基準として左右の二つのグループ 分け、且つ、各噴孔を平面視で扇状となる う配置すると共に、各噴孔の先端を、燃料 射弁を設けた側から離反した側のシリンダ 周面に向けたものである。

 又、本発明のディーゼルエンジンにおい は、前記シリンダ内に配置されたピストン 上面は、燃料噴射弁を設けた側から燃料噴 弁が設けられていない側へ向って下り勾配 形成されている。

 本発明のディーゼルエンジンの燃料噴射 法及びディーゼルエンジンによれば、燃料 射弁はシリンダに対しオフセットされてい ため、燃料噴射弁からシリンダ内周面まで 距離及び噴霧が沿って流れるシリンダ周方 の距離を十分に長く採ることができ、従っ 、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧は シリンダ内周面に到達してシリンダ内周面 沿い進行し、衝突、干渉するまでに十分な 気を取込むことができ且つ十分に混合する その結果、噴霧の燃焼は均等に分散した十 な量の酸素と協働して行なわれるため、燃 状態が良好となり、粒子状物質(PM)が減少す る。

 又、本発明のディーゼルエンジンでは、 霧の進行方向に向けてピストンが下り勾配 形成されているため、噴霧がピストンの表 に付着し難く、噴霧の略全てがシリンダ内 面にぶつかるまでの距離を稼げるため、よ 一層良好な作用効果を得ることができる。

従来のディーゼルエンジンの一例の断 正面図である。 図1の平面図である。 本発明のディーゼルエンジンの燃料噴 方法及びディーゼルエンジンの一実施例の 面正面図である。 図3の平面図である。 図4の燃料噴射弁の噴孔の部分の拡大水 平断面図である。 本発明のディーゼルエンジンの燃料噴 方法及びディーゼルエンジンの他の実施例 断面正面図である。

符号の説明

  1  ディーゼルエンジン
  2  シリンダ
  3  ピストン
  5  燃料噴射弁
  5a  噴孔
  6  燃焼室
  7  噴霧
  L1    軸心
  L2    軸心
  L3    直線

 以下、本発明の実施例を添付図面を参照し つ説明する。
  図3~図5は本発明の一実施例であって、図 、図1、図2と同一の符号を付した部分は同一 のものを表わしている。

 而して、本図示例の特長とするところは 燃料噴射弁5の軸心L1はシリンダ2の軸心L2か 、シリンダ2径方向外方へ距離Sだけオフセ トされており、燃料噴射弁5はシリンダ2の内 周面近傍に位置していることである。又、燃 料噴射弁5の噴孔5aは、図5に示すように平面 で軸心L1,L2を結んだ直線L3を基準として左右 二つのグループに分けられると共に、各グ ープにおいて1~3箇ずつ形成されている(図で は一つのグループにおいて3箇を示す。)。

 燃料噴射弁5の噴孔5aが図5に示すように一 方のグループで3箇の場合、直線L3を基準とし て最も直線L3側に位置する噴孔5aの軸心L4まで の角度α1は約20度、隣合う噴孔5a,5a間の角度α 2は約20度である。又、直線L3を基準として左 片側の噴孔5aが1箇の場合、直線L3を基準と て、噴孔5aの軸心L4までの角度α1は約30度~45 、噴孔5aが2箇の場合、直線L3を基準として直 線L3側に位置する噴孔5aの軸心L4までの角度α1 は約25度、隣合う噴孔5a,5a間の角度α2は約25度 である。すなわち、本図示例の燃料噴射弁5 おいては、何れの噴孔5aも、平面視でその軸 心L4と直線L3とで成す角度が鋭角であり、且 全ての噴孔5aの配置は全体として扇状に形成 されており、しかも、噴孔5aの先端は燃料噴 弁5から離反した側におけるシリンダ2の内 面に向っている。

 なお、噴孔5aの軸心L4は側面から見て、シ リンダ2内周面の噴霧7がぶつかる側に向って り勾配に形成されている。

 次に、上記した実施例の作動を説明する。
  本図示例におけるディーゼルエンジン1に いては、二つのグループに分けられた燃料 射弁5から二方向に分けて噴射された燃料の 噴霧7は、図2に示すように平面視で扇状に広 りつつ進行し、シリンダ2の内周面に到達す るまでの間に空気を取込む。又、シリンダ2 周面に到達した噴霧7は、図4に示すように、 シリンダ2内周面に沿い周方向へ進行し、周 向において反対側から到達した他の噴霧7の れと衝突して、干渉し、互いに入り込むよ にして混合する。

 本図示例においては、燃料噴射弁5はシリ ンダ2に対し距離Sだけオフセットしてあるた 、燃料噴射弁5から噴霧7がぶつかるシリン 2内周面までの距離及び噴霧7が沿って流れる シリンダ2の周方向の距離を十分に長くする とができる。従って、燃料噴射弁5から噴射 れた燃料の噴霧7は、シリンダ2内周面に到 してシリンダ2内周面に沿い周方向へ進行し 衝突するまでに十分な空気を取込むことが き、且つ十分に混合される。その結果、噴 7は均等に分散した十分な量の酸素と協働し て燃焼する結果、燃焼状態が良好となり、粒 子状物質(PM)が減少する。

 図6は本発明の他の実施例である。而して 、本図示例のディーゼルエンジン1が図3~図5 ディーゼルエンジン1と異なる点は、ピスト 3の上面が、側面視で、燃料噴射弁5側から ストン3の軸心L2を経て対向するピストン3の 周面側に向けて下り勾配に形成されている とである。ピストン3上面の傾斜角度βは約2 0度程度である。

 本図示例においても、前記図示例と同様 作用効果を奏し得るうえ、噴霧7の進行方向 に向けてピストン3が下り勾配に形成されて るため、噴霧7がピストン3の表面に付着し難 く、噴霧7の略全てがシリンダ2内周面にぶつ るまでの距離を稼げるため、より一層良好 作用効果を得ることができる。

 なお、本発明のディーゼルエンジンの燃 噴射方法及びディーゼルエンジンは、上記 た実施例に限定されるものではなく、本発 の要旨を逸脱しない範囲内において種々変 を加え得ることは勿論である。