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Title:
PRECHAMBER TYPE DIESEL ENGINE AND METHOD OF OPERATING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/075056
Kind Code:
A1
Abstract:
A prechamber type diesel engine and a method of operating such an engine. The prechamber type diesel engine has a fuel injection valve (9) for injecting fuel, forced from a fuel injection pump (8), into a connection hole (7). The diesel engine is adapted such that first a portion of the amount of fuel to be injected at one time in a compression stroke is injected from the fuel injection valve (9) into the connection hole (7) and then the remaining amount of the fuel is injected into the connection hole (7) in an expansion stroke. This prevents a failure in combustion in a precombustion chamber, reducing particulate matter and also reducing NOx.

Inventors:
MARUTANI YOICHI (JP)
ASHIKAGA YASUNOBU (JP)
KURASHINA MAMORU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/003182
Publication Date:
June 18, 2009
Filing Date:
November 05, 2008
Export Citation:
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Assignee:
IHI CORP (JP)
MARUTANI YOICHI (JP)
ASHIKAGA YASUNOBU (JP)
KURASHINA MAMORU (JP)
International Classes:
F02B19/16; F02B15/00; F02B19/10; F02B19/14; F02D41/38; F02M61/14
Foreign References:
JPH04255524A1992-09-10
JPS61112725A1986-05-30
JPS60128927A1985-07-10
JPS5312906U1978-02-02
JPS62214216A1987-09-21
Attorney, Agent or Firm:
patent firm YAMADA PATENT OFFICE (5-3 Uchikanda 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 47, JP)
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Claims:
 主燃焼室と、該主燃焼室から独立して設けられた副燃焼室と、前記主燃焼室及び副燃焼室を相互に連通する連絡孔とを備えた副室式ディーゼルエンジンにおいて、
  少なくとも連絡孔内に燃料を噴射する燃料噴射弁を設けた副室式ディーゼルエンジン。
 燃料を副燃焼室に噴射する副室用燃料噴射弁を設けた請求項1記載の副室式ディーゼルエンジン。
 主燃焼室と、該主燃焼室から独立して設けられた副燃焼室と、前記主燃焼室及び副燃焼室を相互に連通する連絡孔とを備えた副室式ディーゼルエンジンの運転方法であって、
  圧縮行程で一回に噴射すべき量の一部の燃料を連絡孔内に噴射した後、膨張行程で前記一回に噴射すべき量の残りの燃料を連絡孔内に噴射する副室式ディーゼルエンジンの運転方法。
 主燃焼室と、該主燃焼室から独立して設けられた副燃焼室と、前記主燃焼室及び副燃焼室を相互に連通する連絡孔とを備えた副室式ディーゼルエンジンの運転方法であって、
  圧縮行程で一回に噴射すべき量の一部の燃料を副燃焼室内に噴射した後、膨張行程で前記一回に噴射すべき量の残りの燃料を連絡孔内に噴射する副室式ディーゼルエンジンの運転方法。 
Description:
副室式ディーゼルエンジン及び の運転方法

 本発明は、副室式ディーゼルエンジン及 その運転方法に関するものである。

 一般に、内燃機関としてのディーゼルエ ジンは、ガソリンエンジンのようにプラグ よる火花点火を行わず、高圧縮によって高 となった空気に、直接、燃料としての軽油 噴射して自然着火させるものである。

 この種のディーゼルエンジンは燃焼室に きな特徴を有しており、ピストン頭部を様 な形状に凹ませて吸入空気に強い渦流を与 たり、副燃焼室として小室を別に設けたり 或いは、同じ小室でも空気を圧縮させる際 そこに押し込んで渦流を起こさせるタイプ もの等がある。

 前記副燃焼室(渦流室)は主燃焼室の上方 側方に隣接して設けられ、該主燃焼室と連 孔(噴口)を介して連通しており、従って、ピ ストンの上昇による圧縮行程時に、前記副燃 焼室に空気を押し込んで渦流を発生させると 同時に燃料噴射弁から燃料を噴射し、その渦 流を利用して高圧空気と燃料噴霧をよく混合 させ、圧縮着火させて燃焼させるようになっ ている。

 尚、前述の如き主燃焼室と副燃焼室とを備 た副室式ディーゼルエンジンの一般的技術 準を示すものとしては、例えば、特許文献1 がある。

特開平8-312349号公報

 しかしながら、従来の副室式ディーゼル ンジンの場合、燃料噴射弁は、燃料を副燃 室内へ噴射するよう取り付けられており、 かも、圧縮行程で一回に噴射すべき燃料の 部を副燃焼室内へ噴射するようになってい ため、副燃焼室内で燃焼不良が生じ、パテ キュレート(Particulate Matter:粒子状物質)が多 く生成される虞があり、改善が望まれていた 。

 本発明は、斯かる実情に鑑み、副燃焼室 での燃焼不良を防止することができ、パテ キュレートを低減し得、更にNOxの低減をも り得る副室式ディーゼルエンジン及びその 転方法を提供しようとするものである。

 本発明は、主燃焼室と、該主燃焼室から独 して設けられた副燃焼室と、前記主燃焼室 び副燃焼室を相互に連通する連絡孔とを備 た副室式ディーゼルエンジンにおいて、
  少なくとも連絡孔内に燃料を噴射する燃 噴射弁を設けた副室式ディーゼルエンジン かかるものである。

 上記手段によれば、以下のような作用が られる。

 前述の如く構成すると、圧縮行程で一回 噴射すべき量の一部の燃料を燃料噴射弁か 連絡孔内に噴射した後、膨張行程で前記一 に噴射すべき量の残りの燃料を前記燃料噴 弁から連絡孔内に噴射することが可能とな 。即ち、圧縮行程で一回に噴射すべき量の 部の燃料を燃料噴射弁から連絡孔内に噴射 ると、圧縮行程のため燃料は、主燃焼室か 副燃焼室へ向かう空気の流れに乗って副燃 室内へ流入し、該副燃焼室内で自着火して 焼し、その燃焼ガスが膨張行程において副 焼室から主燃焼室へ向かう際に、前記一回 噴射すべき量の残りの燃料を前記燃料噴射 から連絡孔内に噴射すると、燃料は前記燃 ガスに乗って主燃焼室内へ流入し、主燃焼 内の空気と混合して燃焼する。

 この結果、副燃焼室内で燃焼不良が生じ くなり、パティキュレートが生成されにく なると共に、主燃焼室内の空気と燃焼ガス 燃料との混合が促進され、NOxも低減可能と る。

 前記副室式ディーゼルエンジンにおいて 、燃料を副燃焼室に噴射する副室用燃料噴 弁を設けることができ、このようにすると 圧縮行程で一回に噴射すべき量の一部の燃 を副室用燃料噴射弁から副燃焼室内に噴射 た後、膨張行程で前記一回に噴射すべき量 残りの燃料を前記燃料噴射弁から連絡孔内 噴射することが可能となる。即ち、圧縮行 で一回に噴射すべき量の一部の燃料を副室 燃料噴射弁から副燃焼室内に噴射すると、 料は、主燃焼室から副燃焼室へ流入した空 と混合し、該副燃焼室内で自着火して燃焼 、その燃焼ガスが膨張行程において副燃焼 から主燃焼室へ向かう際に、前記一回に噴 すべき量の残りの燃料を前記燃料噴射弁か 連絡孔内に噴射すると、燃料は前記燃焼ガ に乗って主燃焼室内へ流入し、主燃焼室内 空気と混合して燃焼し、この結果、副燃焼 内で燃焼不良が生じなくなり、パティキュ ートが生成されにくくなると共に、主燃焼 内の空気と燃焼ガスと燃料との混合が促進 れ、NOxも低減可能となる。

 一方、本発明は、主燃焼室と、該主燃焼室 ら独立して設けられた副燃焼室と、前記主 焼室及び副燃焼室を相互に連通する連絡孔 を備えた副室式ディーゼルエンジンの運転 法であって、
  圧縮行程で一回に噴射すべき量の一部の 料を連絡孔内に噴射した後、膨張行程で前 一回に噴射すべき量の残りの燃料を連絡孔 に噴射する副室式ディーゼルエンジンの運 方法にかかるものである。

 該副室式ディーゼルエンジンの運転方法 おいては、圧縮行程で一回に噴射すべき量 一部の燃料を連絡孔内に噴射すると、圧縮 程のため燃料は、主燃焼室から副燃焼室へ かう空気の流れに乗って副燃焼室内へ流入 、該副燃焼室内で自着火して燃焼し、その 焼ガスが膨張行程において副燃焼室から主 焼室へ向かう際に、前記一回に噴射すべき の残りの燃料を連絡孔内に噴射すると、燃 は前記燃焼ガスに乗って主燃焼室内へ流入 、主燃焼室内の空気と混合して燃焼し、こ 結果、副燃焼室内で燃焼不良が生じなくな 、パティキュレートが生成されにくくなる 共に、主燃焼室内の空気と燃焼ガスと燃料 の混合が促進され、NOxも低減可能となる。

 又、本発明は、主燃焼室と、該主燃焼室か 独立して設けられた副燃焼室と、前記主燃 室及び副燃焼室を相互に連通する連絡孔と 備えた副室式ディーゼルエンジンの運転方 であって、
  圧縮行程で一回に噴射すべき量の一部の 料を副燃焼室内に噴射した後、膨張行程で 記一回に噴射すべき量の残りの燃料を連絡 内に噴射する副室式ディーゼルエンジンの 転方法にかかるものである。

 該副室式ディーゼルエンジンの運転方法 おいては、圧縮行程で一回に噴射すべき量 一部の燃料を副燃焼室内に噴射すると、燃 は、主燃焼室から副燃焼室へ流入した空気 混合し、該副燃焼室内で自着火して燃焼し その燃焼ガスが膨張行程において副燃焼室 ら主燃焼室へ向かう際に、前記一回に噴射 べき量の残りの燃料を連絡孔内に噴射する 、燃料は前記燃焼ガスに乗って主燃焼室内 流入し、主燃焼室内の空気と混合して燃焼 、この結果、副燃焼室内で燃焼不良が生じ くなり、パティキュレートが生成されにく なると共に、主燃焼室内の空気と燃焼ガス 燃料との混合が促進され、NOxも低減可能と る。

 本発明の副室式ディーゼルエンジン及び の運転方法によれば、副燃焼室内での燃焼 良を防止することができ、パティキュレー を低減し得、更にNOxの低減をも図り得ると う優れた効果を奏し得る。

本発明の一実施例を示す概要断面図で あって、圧縮行程で一回に噴射すべき量の一 部の燃料を連絡孔内に噴射した状態を示す図 である。 本発明の一実施例を示す概要断面図で あって、燃料が副燃焼室内で自着火して燃焼 した状態を示す図である。 本発明の一実施例を示す概要断面図で あって、燃焼ガスが膨張行程において副燃焼 室から主燃焼室へ向かう際に前記一回に噴射 すべき量の残りの燃料を連絡孔内に噴射した 状態を示す図である。 本発明の他の実施例を示す概要断面図 であって、圧縮行程で一回に噴射すべき量の 一部の燃料を副燃焼室内に噴射した状態を示 す図である。 本発明の他の実施例を示す概要断面図 であって、燃料が副燃焼室内で自着火して燃 焼した状態を示す図である。 本発明の他の実施例を示す概要断面図 であって、燃焼ガスが膨張行程において副燃 焼室から主燃焼室へ向かう際に前記一回に噴 射すべき量の残りの燃料を連絡孔内に噴射し た状態を示す図である。

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
  4  主燃焼室
  5  シリンダヘッド
  6  副燃焼室
  7  連絡孔
  8  燃料噴射ポンプ
  9  燃料噴射弁
 10  副室用燃料噴射弁

 以下、本発明の実施例を図面を参照して説 する。
 図1a、図1b、図1cは本発明の一実施例であっ 、図中、1はディーゼルエンジン、2はディ ゼルエンジン1のシリンダ、3はシリンダ2内 摺動自在に嵌挿されたピストン、4はシリン 2内におけるピストン3の頂面側に形成され 主燃焼室、5はシリンダ2の上部に設けられた シリンダヘッド、6はシリンダヘッド5に主燃 室4から独立して設けられた副燃焼室、7は 燃焼室4及び副燃焼室6を相互に連通する連絡 孔、8は燃料噴射ポンプであり、燃料噴射ポ プ8から圧送される燃料を連絡孔7内に噴射す る燃料噴射弁9を設け、圧縮行程で一回に噴 すべき量の一部(全体のおよそ50%~75%程度)の 料を燃料噴射弁9から連絡孔7内に噴射した後 、膨張行程で前記一回に噴射すべき量の残り (全体のおよそ50%~25%程度)の燃料を前記燃料噴 射弁9から連絡孔7内に噴射するよう構成した のである。

 次に、上記実施例の作用を説明する。

 前述の如く、圧縮行程で一回に噴射すべ 量の一部の燃料を燃料噴射弁9から連絡孔7 に噴射すると、圧縮行程のため燃料は、主 焼室4から副燃焼室6へ向かう空気の流れに乗 って副燃焼室6内へ流入し(図1a参照)、該副燃 室6内で自着火して燃焼し(図1b参照)、その 焼ガスが膨張行程において副燃焼室6から主 焼室4へ向かう際に、前記一回に噴射すべき 量の残りの燃料を前記燃料噴射弁9から連絡 7内に噴射すると、燃料は前記燃焼ガスに乗 て主燃焼室4内へ流入し(図1c参照)、主燃焼 4内の空気と混合して燃焼する。

 この結果、副燃焼室6内で燃焼不良が生じ なくなり、パティキュレートが生成されにく くなると共に、主燃焼室4内の空気と燃焼ガ と燃料との混合が促進され、NOxも低減可能 なる。

 こうして、副燃焼室6内での燃焼不良を防 止することができ、パティキュレートを低減 し得、更にNOxの低減をも図り得る。

 図2a、図2b、図2cは本発明の他の実施例で って、図中、図1a、図1b、図1cと同一の符号 付した部分は同一物を表わしており、基本 な構成は図1a、図1b、図1cに示すものと同様 あるが、本実施例の特徴とするところは、 2a、図2b、図2cに示す如く、燃料を副燃焼室6 に噴射する副室用燃料噴射弁10を設けること でき、このようにすると、圧縮行程で一回 噴射すべき量の一部(全体のおよそ50%~75%程 )の燃料を副室用燃料噴射弁10から副燃焼室6 に噴射した後、膨張行程で前記一回に噴射 べき量の残り(全体のおよそ50%~25%程度)の燃 を前記燃料噴射弁9から連絡孔7内に噴射す よう構成した点にある。

 図2a、図2b、図2cに示す例においては、圧 行程で一回に噴射すべき量の一部の燃料を 室用燃料噴射弁10から副燃焼室6内に噴射す と、燃料は、主燃焼室4から副燃焼室6へ流 した空気と混合し(図2a参照)、該副燃焼室6内 で自着火して燃焼し(図2b参照)、その燃焼ガ が膨張行程において副燃焼室6から主燃焼室4 へ向かう際に、前記一回に噴射すべき量の残 りの燃料を前記燃料噴射弁9から連絡孔7内に 射すると、燃料は前記燃焼ガスに乗って主 焼室4内へ流入し(図2c参照)、主燃焼室4内の 気と混合して燃焼し、この結果、副燃焼室6 内で燃焼不良が生じなくなり、パティキュレ ートが生成されにくくなると共に、主燃焼室 4内の空気と燃焼ガスと燃料との混合が促進 れ、NOxも低減可能となる。

 こうして、図2a、図2b、図2cに示す例の場合 、図1a、図1b、図1cに示す例の場合と同様、 燃焼室6内での燃焼不良を防止することがで き、パティキュレートを低減し得、更にNOxの 低減をも図り得る。
 尚、本発明の副室式ディーゼルエンジン及 その運転方法は、上述の実施例にのみ限定 れるものではなく、本発明の要旨を逸脱し い範囲内において種々変更を加え得ること 勿論である。