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技術 エンジンの燃焼室

出願人 株式会社いすゞセラミックス研究所
発明者 平井克典
出願日 1993年7月30日 (27年3ヶ月経過) 出願番号 1993-209032
公開日 1995年2月10日 (25年9ヶ月経過) 公開番号 1995-042554
状態 未査定
技術分野 内燃機関燃焼法 非液体燃料の機関への供給
主要キーワード 主体部分 パイロットガス 着火点 ガス燃料エンジン 燃料供給弁 吸気孔 燃料管 燃料弁
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年2月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

目的

燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジンにおいて、燃焼終了後副燃焼室に未燃のガス燃料残留しないようなエンジンの燃焼室を提供する。

構成

副燃焼室9の上部に、主燃焼室8と送気弁17を介して連通している燃料ガス室14を設け、燃焼行程で新気により燃料ガス室14に残留する未燃ガス押し出すように構成する。燃料ガス室14から副燃焼室9へとすみやかに未燃ガスを噴出させ、副燃焼室9においても燃料ガス室14より噴出する新気によって未燃ガスが排出され、結果的にガス燃料の燃焼効率が従来のガス燃料を使用したエンジンに比べて向上する。

概要

背景

車両の原動機である内燃機関燃料には、ガソリンなどの化石燃料が多く使用される。また高圧ガス燃料も内燃機関の燃料として一部で使用されている。最近、小規模発電単位、たとえば都市ビル単位の発電設備ディーゼルエンジンの燃料にガス燃料が使用され始めた。ガス燃料は、エンジン燃焼室内に噴射されたとき、空気との混合が悪く自己着火が困難な場合がある。このような不都合を改善するため、ガス燃料の一部を着火用のパイロットガスとして独立にグローラグを備えたパイロット燃焼室内に噴射させて、燃焼室内へガス燃料が噴射された際の着火性を向上させようとする試みがなされ、この発明は特公平3−43652号公報に記載されている。また、エンジンのシリンダ内主燃焼室に続く副燃焼室を設け、該副燃焼室にガス燃料を噴射する副燃焼室方式のガス燃料エンジンも開発され、たとえば特開昭62−191632号公報に示されている。上記従来例の前者は、グロープラグを備えたパイロット燃焼室を備えなければならず、構造が複雑となる。上記従来例の後者は、副燃焼室にスパークプラグを設けなければならない。このほか、上記2つの従来例では、副燃焼室において混合燃焼したガスが主燃焼室へ噴出する際、副燃焼室上端部に未燃ガス残留して良好な燃焼が行われないという不都合が生じる。

概要

燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジンにおいて、燃焼終了後副燃焼室に未燃のガス燃料が残留しないようなエンジンの燃焼室を提供する。

副燃焼室9の上部に、主燃焼室8と送気弁17を介して連通している燃料ガス室14を設け、燃焼行程で新気により燃料ガス室14に残留する未燃ガスを押し出すように構成する。燃料ガス室14から副燃焼室9へとすみやかに未燃ガスを噴出させ、副燃焼室9においても燃料ガス室14より噴出する新気によって未燃ガスが排出され、結果的にガス燃料の燃焼効率が従来のガス燃料を使用したエンジンに比べて向上する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

主燃焼室と連通する副燃焼室ガス燃料噴射するエンジンにおいて、副燃焼室の上流側に設けられ、ガス燃料の供給源からガス燃料の供給を受ける燃料ガス室と、主燃焼室と燃料ガス室間を結ぶ通気路と、少なくとも着火タイミングで燃料ガス室と副燃焼室間を連絡させる燃料弁と、少なくとも着火タイミングで燃料ガス室と主燃焼室とを該通気路を介して連絡させる送気弁と、を具備することを特徴とするエンジンの燃焼室

請求項2

前記通気路は燃料ガス室の上流側に開口していることを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃焼室。

技術分野

0001

本発明はエンジン燃焼室の構造に関し、特にガス燃料とするディーゼルエンジンの燃焼室の構造に関する。

背景技術

0002

車両の原動機である内燃機関の燃料には、ガソリンなどの化石燃料が多く使用される。また高圧ガス燃料も内燃機関の燃料として一部で使用されている。最近、小規模発電単位、たとえば都市ビル単位の発電設備用ディーゼルエンジンの燃料にガス燃料が使用され始めた。ガス燃料は、エンジンの燃焼室内に噴射されたとき、空気との混合が悪く自己着火が困難な場合がある。このような不都合を改善するため、ガス燃料の一部を着火用のパイロットガスとして独立にグローラグを備えたパイロット燃焼室内に噴射させて、燃焼室内へガス燃料が噴射された際の着火性を向上させようとする試みがなされ、この発明は特公平3−43652号公報に記載されている。また、エンジンのシリンダ内主燃焼室に続く副燃焼室を設け、該副燃焼室にガス燃料を噴射する副燃焼室方式のガス燃料エンジンも開発され、たとえば特開昭62−191632号公報に示されている。上記従来例の前者は、グロープラグを備えたパイロット燃焼室を備えなければならず、構造が複雑となる。上記従来例の後者は、副燃焼室にスパークプラグを設けなければならない。このほか、上記2つの従来例では、副燃焼室において混合燃焼したガスが主燃焼室へ噴出する際、副燃焼室上端部に未燃ガス残留して良好な燃焼が行われないという不都合が生じる。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、上述のような従来の不都合を解消しようとするものであり、その目的は、ガス燃料を使用する副燃焼室を備えたエンジンにおいて、燃焼終了後副燃焼室に未燃のガス燃料が残留しないようなエンジンの燃焼室を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0004

上記のような本発明の目的を達成するために、本発明は、主燃焼室と連通する副燃焼室にガス燃料を噴射するエンジンにおいて、副燃焼室の上流側に設けられ、ガス燃料の供給源からガス燃料の供給を受ける燃料ガス室と、主燃焼室と燃料ガス室間を結ぶ通気路と、少なくとも着火タイミングで燃料ガス室と副燃焼室間を連絡させる燃料弁と、少なくとも着火タイミングで燃料ガス室と主燃焼室とを該通気路を介して連絡させる送気弁と、を具備することを特徴とするエンジンの燃焼室を提供する。

0005

副燃焼室の上部に、主燃焼室と送気弁を介して連通している燃料ガス室を設けており、燃焼行程で新気により燃料ガス室に残留する未燃ガスを押し出す。このため燃料ガス室から副燃焼室へとすみやかに未燃ガスを噴出させ、副燃焼室においても燃料ガス室より噴出する新気によって、未燃ガスが排出される。

0006

次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例を示す部分断面図である。図1において、1はエンジンのシリンダである。該シリンダ1の上部には、セラミックス製のシリンダヘッド2が被さるように載置され、それらの接合部分には0リング3が介在し、気密的に結合されている。シリンダ1内にはピストン4が上下動自在に挿入されている。ピストン4の主体部分は金属製のピストン本体5であり、該ピストン本体5にはコンロッド6が揺動自在に枢着されている。ピストン本体5の上部には凹みが形成されて、ピストン4が上死点に至ったとき、この凹みは主燃焼室8となる。

0007

シリンダヘッド2には、該シリンダヘッド2とは別体のセラミックスで形成された副燃焼室9がはめ込まれている。副燃焼室9の下方には、主燃焼室8と連通する複数の連絡噴孔10が副燃焼室9から主燃焼室8に向かって末広がり状に設けられている。副燃焼室9の上部壁面には、ガス燃料を該副燃焼室9に導く燃料噴孔12が形成されている。この燃料噴孔12には燃料弁13が開閉自在に設けられている。燃料噴孔12の上部には燃料ガス室14が設けられており、該燃料ガス室14はガス燃料が供給される燃料管18と連通しており、これらの接合部には、燃料供給弁15が開閉自在に設けられている。燃料ガス室14の上端部(上流側)は通気路16をもって主燃焼室8と連通している。通気路16の主燃焼室側の出口には、送気弁17が開閉自在に設けられている。19は、エンジンの不可状態によりガス燃料の流量を調整する調整弁である。

0008

図1には示されてはいないが、シリンダヘッド2の上部には、それぞれ燃料弁13、燃料供給弁15、送気弁17を、後に述べるタイミングで開閉させるカム機構が設けられている。また、これら弁を開閉する駆動機構カムでなくともよく、電磁力で駆動される電磁駆動弁機構でも良い。

0009

図1には示されてはいないが、シリンダヘッド2には通常の吸気孔吸気弁排気孔排気弁が設けられ、これら2つの弁を駆動するカム機構が設けられている。

0010

次に、図1を用いて本発明の実施例動作を説明する。図1には示されていない排気弁が開き、ピストン4が下死点から上昇を始める排気行程または排気行程が終了して吸気弁が開きピストン4が上死点から下死点方向に降下しながら吸気孔から新気をシリンダ内に給気する吸気行程において、燃料供給弁15を開く。この動作により燃料管18から燃料ガス室14にガス燃料が供給されて、該燃料ガス室14にガス燃料が満たされる。このとき燃料弁13と送気弁17は閉じておく。ピストン4が上昇する圧縮行程において、シリンダ1の筒内圧が燃料ガス室14内の圧力よりも高くなったとき、送気弁17を開く。続いて圧縮行程が進行すると、この圧縮行程の進行に連れて新気は通気路16を通して燃料ガス室14に達して、該燃料ガス室14内のガス燃料は該新気の進入により圧縮される。

0011

燃料ガス室14内の圧力が増加し、温度も同時に上昇して、その温度が着火点より少し手前に至ったところで送気弁17を一時閉じる。ピストン4の上昇が続き、着火タイミングで再度送気弁17を開くとともに、燃料弁15を開き、副燃焼室9内に燃料ガス室14から未燃ガスが噴射されて燃焼を開始する。副燃焼室9にて燃焼した燃焼ガスは連絡噴孔10から主燃焼室8に噴射され、主燃焼室8ないで燃焼が行われてピストン4を下方に押し下げる。これと同時に、燃焼ガスは主燃焼室8から通気路16を通して燃料ガス室14に達し、燃料ガス室14内に残留する未燃ガス特に燃料ガス室14内の上部に残留する未燃ガスを副燃焼室9に掃気し、掃気された未燃ガスは副燃焼室9内で燃焼する。

発明の効果

0012

以上詳細に説明したように、本発明は、副燃焼室の上部に、主燃焼室と送気弁を介して連通している燃料ガス室を設け、燃焼行程で新気により燃料ガス室に残留する未燃ガスを押し出すように構成したので、燃料ガス室から副燃焼室へとすみやかに未燃ガスを噴出させ、副燃焼室においても燃料ガス室より噴出する新気によって、未燃ガスが排出され、結果的に構造が簡単でガス燃料の燃焼効率が従来のガス燃料を使用したエンジンに比べて向上する。

図面の簡単な説明

0013

図1本発明にかかるエンジンの燃焼室の一実施例の部分断面図

--

0014

1・・・シリンダ
2・・・シリンダヘッド
3・・・Oリング
4・・・ピストン
8・・・ピストン本体
6・・・コンロッド
8・・・主燃焼室
9・・・副燃焼室
10・・・連絡噴孔
11・・・燃料噴孔
12・・・燃料噴射孔
13・・・燃料弁
14・・・燃料ガス室
15・・・燃料供給弁
16・・・通気路
17・・・送気弁
18・・・燃料管
19・・・調整弁

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