Combustion improving device of diesel engine
专利汇可以提供Combustion improving device of diesel engine专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To reduce particulates, NOx or the like by realizing a control to supply the stirring high pressure air into the combustion chamber simultaneously with the finishing of injection from a hydraulic valve-opening type fuel injection nozzle, and thereby causing the oxidized combustion with high heat generation ratio and high flame propagation speed in the combustion chamber.
CONSTITUTION: A storage chamber 8 of the stirring high pressure air is formed in a cylinder head 4 provided with a fuel injection nozzle 5 of the hydraulic valve-opening type to inject the fuel into a combustion chamber 3, and this storage chamber 8 is communicated with the combustion chamber 3 through a communicating port 10. The communicating port 10 is normally closed by a non-return valve 11 to be energized by the energizing force of the spring in the closing direction. A part of the high pressure air within the cylinder 7 is stored in the storage chamber 8 simultaneously with the compression stroke through the non-return valve 11 which is pushingly opened by the air pressure, and the air is trapped by forcibly closing the non-return valve 11 by turning on a solenoid valve 12. Then, the solenoid valve 12 is turned off simultaneously with the finishing of the fuel injection and the non-return valve is opened, contributing to the stirring and combustion of the fuel by injecting the stored air into the combustion chamber 3.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio，下面是Combustion improving device of diesel engine专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関に係り、特に燃焼行程後半に燃焼室に攪拌用の空気等を供給するディーゼル機関の燃焼改善装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気空気のクリーン化を達成するための一つの方法として、近年、燃焼行程後半（拡散燃焼期）
に、ピストンの燃焼室内に酸化燃焼を促進するために高圧空気を供給して燃焼室に強い乱れを生じさせ、特に、
煤（黒鉛）、ＰＭ（パティキュレート）、ＮＯｘの減少を促進するという方法の研究が進められ、この方法を実現するために燃焼改善装置が開発されている。
【０００３】この種の燃焼改善装置には、シリンダ内の燃焼用空気を一時的に蓄えておきこれを拡散燃焼期に燃焼室内に一気に噴出させることができるようにするために、シリンダヘッド内にこれを空洞化させて容積の小さい攪拌用高圧空気貯溜室を形成し、その攪拌用高圧空気貯溜室とシリンダとを互いに隔絶するシリンダヘッドの隔壁に、攪拌用高圧空気貯溜室とシリンダとを連通させて細い連通口（ポート）を形成することによって、シリンダと攪拌用高圧空気貯溜室との間に圧力の位相差を作り、拡散燃焼期に攪拌用高圧空気貯溜室内から燃焼室に、高圧の燃焼用空気を噴出させるというもの（特開平
4-8820号）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼行程後半（拡散燃焼期）に、ピストンの燃焼室内に酸化燃焼を促進するために高圧空気を供給して燃焼室に強い乱れを生じさせ、特に、煤（黒鉛）、ＰＭ（パティキュレート）、ＮＯｘの減少を促進するようにしても、攪拌用高圧空気の供給時期によっては期待する効果が得られないという問題がある。
【０００５】すなわち、拡散燃焼期において、燃料噴射が継続されているときに、攪拌ガスを供給しても、燃料噴霧の攪拌が主体的に行なわれ攪拌用高圧空気による効果は半減してしまうからである。 また、燃焼温度がかなり下がってしまっている時期に攪拌用高圧空気を供給しても今度は煤の酸化は進まなくなるといった問題が発生する。
【０００６】本発明の目的は、適正な時期に攪拌用高圧空気をピストンの燃焼室に供給し得るように構成したディーゼル機関の燃焼改善装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、シリンダヘッドにピストンの燃焼室に攪拌用高圧空気を供給すべく設けられた高圧空気の供給通路と、この供給通路にこれを開閉すべく設けられた弁手段と、上記燃焼室に燃料噴霧を供給する油圧開弁式燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルの噴射終わりを検知する検出手段と、上記噴射ノズルの噴射開始後に、上記検出手段から燃料噴射ノズルの噴射終わりが入力されたときに上記弁手段を開作動するコントローラとを備えたものである。
【０００８】
【作用】上記構成により、燃焼室内は油圧開弁式燃料噴射ノズルの噴射終わりと同時に攪拌用高圧空気によって乱流化される。 このため、熱発生率及び火炎速度が増した酸化燃焼が起き、煤、パティキュレート及びＮＯｘ
は、従来より確実に減少する。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】図１に示すように、ピストン１には、その頂部２を軸方向下方に窪ませて燃焼室３が形成され、シリンダヘッド４には、その燃焼室３内へ燃料を供給するための油圧開弁式の燃料噴射ノズル（ホール型ノズル，
スロットルノズル、ピントーノズル等）５が設けられている。 また、シリンダヘッド４には、シリンダ７内に燃焼用空気を吸入させるための吸気ポート（図示せず），
シリンダ７内の排気空気をシリンダ７から排気マニホールド（図示せず）に排出させるための排気ポート（図示せず）、吸気・排気ポートをそれぞれ開閉するための吸気・排気弁（図示せず）及びこれら吸気・排気弁を開閉作動するカム機構（図示せず）などが取付けられている。
【００１１】燃焼室３内に攪拌用高圧空気を供給して燃焼室３内を攪拌し燃焼室３の酸化燃焼を促すための手段は、シリンダヘッド４内に形成された攪拌用高圧空気の貯溜室８と、この貯溜室８とシリンダ７とを隔絶するシリンダヘッド４の隔壁９を開口して形成され、貯溜室８
とシリンダ７を連通させる連通口（ポート）１０と、この連通口１０に設けられ常時はスプリング６の付勢力によってこの連通口１０を閉じておく逆止弁１１と、シリンダヘッド４に、この逆止弁１１を開閉すべく取付けられた電磁ソレノイド１２と、燃料の噴射開始が入力され、その後に燃料噴射ノズル５の針弁の射終わり入力されたときに、電磁ソレノイド１２をＯＦＦ作動して逆止弁１２を開作動するように構成されたコントローラ（Ｃ
ＰＵ，ＭＰＵ等）１３と、上記針弁の噴射終わりを検出する位置件検出手段とから構成されている。
【００１２】位置検出手段は、例えば、針弁外周に設けられた図示しない窪み（又は突起）と、その針弁の閉弁位置においてその窪みを（又は突起）を検出すべく燃料噴射ノズル５のノズルボディに設けられた磁気センサＳ
から成る。 つまり、この磁気センサＳは、窪みを検出していないとき、すなわち針弁の他の部分を検出しているときは、ＯＮ信号を出力して燃料が噴射されていることを出力し、窪みを検出したときにＯＦＦ信号を出力して、燃料の噴射終わりを出力する。
【００１３】次の上記構成の作用について説明する。
【００１４】圧縮行程時において、ピストン１が上死点に近づくに連れてシリンダ７の圧力が上昇すると、シリンダ７内の高圧の燃焼用空気が連通口１０を介して貯溜室８内に押し込められる。 すなわち貯溜室８内の圧力はシリンダ７内の圧力の上昇に伴って上昇する。
【００１５】コントローラ１３は、磁気センサＳの信号が、ＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替ることで燃料噴射が開始されたことを認識し、その後に、クランク角度を検出するセンサ（図示せず）によって圧縮上死点（ＴＤ
Ｃ）が検出されたときに、電磁ソレノイド１２をＯＮにして逆止弁１１を開から閉に切り換え、連通口１０を全閉とする。 この結果、貯溜室８には、燃焼室３の攪拌に必要な高圧の燃焼用空気が補足される。
【００１６】この後、コントローラ１３に磁気センサＳ
からＯＦＦ信号が入力されると、コントローラ１３は、
噴射終わりと判断して電磁ソレノイド１２をＯＮからＯ
ＦＦに切り換え、今度は、逆止弁１１を開位置に復帰させる。 このため、燃料の噴射終わりと同時に、貯溜室８
に補足されていた高圧の燃焼用空気が一気に燃焼室３に噴出され、この高圧の燃焼用空気によって燃焼室３内は大きく攪拌され乱される。
【００１７】図３は、クランク角度をパラメータとして燃料噴射、熱発生率、火炎流速及び燃焼室の乱れについて、従来と本発明との性能の違い具体的にあらわしたものである。 実線は従来の性能を、点線ａ，ｂは本発明の性能を示している。 本発明のように、噴射終わりに攪拌用の高圧空気を供給すれば、燃焼室３内の火炎の流速及び乱れは大きくなり、熱発生率が大きく改善される。 このため酸化燃焼は確実に起き、煤、パティキュレート及びＮＯｘは、従来より格段に減少する。
【００１８】なお、ピストン１に貯溜室８を設けずに、
別の高圧空気を燃焼室３に攪拌用高圧空気として供給する場合は、図２に示すようにシリンダヘッド４に燃焼室３に臨ませて高圧空気供給用の通路１４を形成し、この通路１４と高圧空気供給源（コンプレッサ，圧力タンク等）１５とを結ぶ圧力通路１６に電磁開閉弁１７を設け、この電磁開閉弁１７を上記実施例と同様にクランク角度と磁気センサＳに基づくコントローラ１３によって制御する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
【００２０】(1) 油圧開弁式燃料噴射ノズルの噴射終わりと同時に燃焼室内に攪拌用高圧空気を供給するようにしたので、燃焼室に熱発生率及び火炎速度を高い酸化燃焼を生じさせることができ、煤、パティキュレート及びＮＯｘを大巾に減少させることができる。
【図１】本発明に係るディーゼル機関の燃焼改善装置の好適一実施例を示すシステム図である。
【図２】本発明に係る他のディーゼル機関の燃焼改善装置の好適一実施例を示すシステム図である。
【図３】クランク角度に対する熱発生率、火炎流速及び燃焼室の乱れ等を示す図である。
１ ピストン ３ 燃焼室 ４ シリンダヘッド ５ 油圧開弁式燃料噴射ノズル １０ 連通口（供給通路） １１ 逆止弁（弁手段） １２ 電磁ソレノイド（弁手段） １３ コントローラ １４ 通路（供給通路） １７ 電磁開閉弁（弁手段）
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