JPS62267517A - デイ−ゼル機関 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明はディーピル機関に係り、特に燃焼室をセラミッ
クで区画形成した断熱性の高いディービル機関に圓する
。

［従来の技術〕 近年開発が進められている断熱エンジン１は、セラミッ
ク等を燃焼！周囲にコーティングし、て燃焼室を区画形
成したり、燃焼室を区画形成するシリンダライナ、シリ
ンダｌベッド、ビス１−ンｌ＼ツド等自体をセラミック
等で製作１１−る′；りの方法によって構成され、セラ
ミック等が有する高い耐熱性、大きな熱容量を活かして
燃焼仝“周囲における熱の放散を抑制し、熱効率を、１
−ばて機関出力の向上を図るものである。

〔発明がＩｖＩ′決しようとする問題点１ところで上述
したように断熱エンジンは、燃焼室周囲からの熱ｔＩｉ
敗を抑制して燃焼室内温度を高温に維持すべく検討が加
えられてきたが、反面法のような問題が生ずるに至った
。

即ち、断熱性を高めて燃焼室周囲を高温に維持すること
は重要なのであるが、このために吸気が導入される際に
あってら燃焼室内温度が同様に高温な状態となってしま
い、吸気（ｊ稈において燃焼“室内に吸入される空気が
この高温な燃焼室の内壁から受熱しでｖ５焼Ｔ内℃・膨
張して吸気の今入最を減少させ、結束的に吸入効率の低
下をきたして機関出力を若しく低下させるという問題が
生じてきた。　このような問題に対処するには、燃焼室
内にａ３いてその内望の表層部のみを一時的に冷１９す
ることが１ｇ！想的であると考えられる。

ここに本願出願人は先に、燃料噴射ノズルを利用し、燃
料噴射時若しくはその直後にこの燃料噴射ノズルから燃
焼室内に適当に冷Ｍ１水を噴射させることによって燃焼
室内温度の低下を図ったｒｌｌＩｉ熱ディーゼル徴関」
　く実開昭５８−１ｆｌｉ３Ｇ３４号公報）を記案した
。本提案にあってら相当の冷ｆＪＩ効果を発揮するので
あるが、燃料噴射ノズルから冷却水を噴射させる場合、
その噴射位置は燃料ｆｆ１ｌｌ達ＩＭ、　ｉ：？１と同
じになり、また噴射時期もノズル作動との関連から燃料
噴射と同時が若しくはそのｖ：＋　Ｉ＃に１ｌａｌ限さ
れる。

しかしながら、通常は燃焼室を高温に維持したいという
要求と吸気行程時における吸入効率を改善したいという
要求双方を勘案した場合、上記近業では冷Ｗ水のｌ１１
１躬位置並びに噴射時期に改善の余地があり、ここに冷
ＩＪＪ水を適当な位置に適当な時期に噴射させて、不必
要な熱ＩＨ失を伴なうことなく吸入効率を上げることが
できるシステムの某出が望まれている。

また更に、冷却に水を使用することは勿宋的（・あるが
、相当量の水を別途設けた噴射ポンプ等で直接燃焼室へ
供給することは大計りな菰γｌが・ビ１要となり、コス
トアップを眉くという問題もあった。

Ｌ問題点を解決するための手８２］ 本発明は、燃焼室をセラミックで区画形成ザると共に、
吸気ポート内に、燃焼室内に臨ま１！て燃焼室内に冷Ｉ
Ｉ噴霧を供給する噴霧管路を設けて成るものである。

［作　用］ 本発明の作用について述べると、吸気ポートから冷却噴
霧を燃焼室内に供給するようにして、吸気ｌ＼の受熱を
抑制して吸気の燃焼室内にＪ３ける膨張を抑えるように
したものである。

また冷却水を吸気ポートから噴霧状で供給することによ
り、燃焼室内への冷却水の導入を簡易な構成とするよう
にしたちのχ・ある。

［実に例１ 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第２図に示１ようにシリンダボディ１に形成されたシリ
ンダ内には、セラミック製のシリンダライナ２が装着さ
れると共に、シリンダボディ１の」二部（こ設けられる
シリンダヘッド３には、シリンダの上方を区画閉成する
セラミラクララのＩ＼ラッドイナ４がＭｌされる。他方
、シリンダ内に１１復仙されるピストン５は、コン【」
ラド６がｉｉ！結されるピストンスカート５ａの上部に
セラミック製のピストンクラウン５ｂがボルトで共線め
されて構成される。そして燃焼室７は、これらセラミッ
ク製のシリンダライナ２、ヘッドライナ４及びピストン
クラウン５ｂによって区画形成され、燃焼室周囲からの
熱放散が抑制されて熱効率が高く構成される。またへラ
ドライナ４の外周側部とシリング／＼ツド３との間には
、上部と下部にリング状のディスタンスピース８が介設
されて相１７間に断！９　ｑｕ気Ｆｇ９が形成される。

更にＩ＼ラッドイナ４のＦ７；ｉとシリンダｌベッド３
との間には、リングプレー１・状のガスケット１ｏが介
設される１、ぞして、これら構成によっても燃焼室７の
断熱ｔｌ［かに１められ゛（いる。

尚、第゛１図及び第２図に示すように、シリンダｌベッ
ド３及びヘッドライナ４には、これらを目通させて吸気
ポート１１とυ［気ポート１２とが形成され、これらの
吸・排気口１３．１４には、これらを所定時ｊＦＪに１
１１１閉するためのＩＱ気弁１５及び排気弁が設けられ
る。また１６は燃料噴（４）１ノズル−（ある。

このように構成された燃焼室７に吸気口１３を介して連
通される吸気ポート１１内には、吸気口１３を介して燃
焼室７内に臨ませて、燃焼室７内に水等の冷７Ｊ′］噴
霧Ｍを供給する噴霧管路１７が設（づられる。この噴′
：Ｍ管路１７１よ、吸気ポート１１の途中からその内部
へ１Φ入されると共に、吸気流Ｓの流れ方向に泊つ−（
吸気「１１３近傍まで延設され、冷ｊｌＩ′ｌ噴ｔＡＭ
を吸気ポート１１外方から燃焼室７　＠ｌｌ　ｌ＼導入
４るようになっている。イし−（この噴霧管路１７の燃
焼室側聞１」端１７ｉ１が吸気口′１３をｆＦ　Ｌ、て
燃焼′全７内に臨−Ｊ、けられる。

このように構成された噴７Ａ管路１７には、その吸気ポ
ート外方の上流側に、冷１１ＪＩ噴霧Ｍを生成りるＩζ
めの噴霧生成手段１８が設（ｊられる。この噴霧生成手
段１８は１に、噴霧管′ｔ８１７の上流側にｆｒ　ＲＱ
　ａ“れその内部に噴霧Ｍが生成される千１１ンｌ＜１
９と、このチャンバ１つに接岐され水等を貯留゛４ると
共にチャンバ１９内に水等の液ＸＬを適宜ＩＲ給４６液
滴供給装置２０と、チャンバ１９内で滴下される液滴り
の下方に設けられて口れを受けるセラミック製のＥ　ｌ
）Ｊ子２１と、この振動子２１に連結されこれを振動さ
せる１最初発生器２２とから構成され、滴下される液滴
Ｌ＠振動子２１の振動によって微粒化させ霧化させるよ
うになっている。

更にこの噴霧管路１７の上流側の管端部°１７ｂには、
噴霧生成手段１８【・生成される噴霧Ｍを（ｉＱ訪管路
１７を介して燃焼室７内へ移送さＶるために、機関用の
既設のターボ過給機２３の圧縮部の吐出側２３ａが接＃
ｆｃされ、少なくとも燃焼室７内の排ガス圧力以上のｆ
Ｕｌ力（・噴霧を燃焼室７内に圧送さＶて、′ｑ１霧Ｍ
の供給の？＋’ｆｆ実性を確保できるようになっている
。

尚、２４はターボ過給機２３の圧縮８１−の吐出側２３
ａから過給気を吸気ポート１１へ導くための吸気管であ
る。

ところで殊に噴霧管路１７は、吸気口１３から流入する
吸気流Ｓが衝突する燃焼室７の内壁面部分へに臨ませて
設置される。吸気流Ｓは、吸気ｊＦ”１５の開放時吸気
口１３から高速−（゛燃焼至ア内に流入し、吸気ポート
側からｊｆ続した吸気通路を成す内壁面部分△に高速で
接しながら流れ込み、その後この内壁面へより下流１ｌ
ｌＩｌｌ＼漸次ｖＡ速されつつ流れてゆく。ここに、燃
焼室７の内壁７ａから吸気Ｓへの授熱量の割合は、この
吸気流Ｓが衝突する内壁面部分△で大きいと考えられる
。そこで、この内壁面部分へに冷）４１１１ａ霧Ｍを供
給してそのｈ層部分を冷ｆＪ１　′！ｌるように構成し
たものである。

ま７ご噴霧管路１７の燃焼室側聞１ＪＯＸｔ１７ａは相
当の１−１径で形成され、相）ｋの範ｌＩ０とし−（想
定さｉするこのような内壁面部分△に対応りる範１１］
１℃’　ｒ＜ｉ　ＩＪＩ噴霧Ｍを供給するＪ：うになつ
−（いる。また噴霧管路１７ｔよ、上）小の内壁面部分
△以外で吸気Ｓが多く受熱すると考えられる内壁部分、
具体的には内壁面部分△近（労のＩ＼ラッドイナ４０Ｆ
而、ピストンクラウン５ｂの上面ｌ＼も、冷却噴ｔｒＭ
を噴出するよ−うになっている。

更に噴霧管′ｔ８１７からのｌｌＡ霧Ｍは、排気（ｊ程
σつ終わり、詳しくは吸気弁）５と排気弁とのオーツ）
−ラップ時に噴出されるように液滴供給装置２０の液滴
供給簡明等が設定される。このように排気行程の終わり
に冷ＩＪ１噴ｔＡ　Ｍを噴出させるようにすれば、冷Ｉ
Ｊ噴ｉＭは燃焼室７内の高温に晒されて蒸気化すること
となり、単に燃焼室７の内壁７８等を冷廚するのみなら
ず、蒸気化による体積膨張によって燃焼室７内からの燃
焼ガスの排気を促進させることができ、また燃焼室内残
留ガスから気化熱をａつでその渦電を下げることもでき
る。

従って、吸気ｌ＼の授熱が大きな箇所を局部的■つ集中
的に冷却して不必要な熱損失を伴＜＜うことなく吸入効
率を上ける口とが（・さ゛、機関出力を向上させること
ができる。

殊に木ざで明にあっては、冷ｌＪｌ水等を噴霧状態Ｃ燃
焼至７内に供給づるようにしたので、瞬時に幼４Ｉ−良
く冷７Ｊ１できると共に、これに続く排１１スＦ［カを
上昇させることによるｈ１気の促進等を効果的１」つ確
実に達成できる。

また、吸気ポート１１内に没ｉ−Ｊた１１なるパーイブ
状の噴７Ｉｉ管２８１７をｆｒ　Ｌ、て冷ＩＪ＋幀霧Ｍ
を供給するようにしたので、特別の設置スペースは必要
でなく、また従来例のように燃料噴射ノズルを利用する
場合に比べて、簡単に低コストで構成できる。

また噴霧生成手段１８もルめて簡単な構成であり、別途
噴射ポンプ等を設備する場合に比べて構造が簡単であり
、省スペース化も図り得る。また、噴゛ｎＭの供給に関
し、機関用の既設のターボ過給機２３を利用しているの
で、安画に丁［つ確実に噴霧Ｍを供給できる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れｌＳ効果
を発揮する。

燃焼室をセラミックぐ区画形成したディーゼル機関にお
いて、吸気ポート内に、燃焼宅内に臨ませて燃焼室内に
冷却噴霧を供給する噴霧管路を設けたことにより、燃焼
室内を冷ｕ１シて吸気の受熱（支）を卯制でさ・、吸気
の燃焼室内での膨張を抑えて吸入効率を向上させ得、機
関出力を高めることができる。また冷ｉＪｌ水等を噴霧
状態で供給するようにしたので、瞬時に気化熱等を奪っ
て、短時間に効率良く冷ｕ１を施すことができる。また
吸気ポート内に単なるバイブ状の噴霧管路を設けたので
、特別の設置スペースをシリンダヘッド等に形成する必
要がなく、また低コス１−で構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す平面図、第２図は
その側面図である。 図中、７は燃焼室、△はその内壁面、１１は吸気ポート
、１７は噴霧管路、１７ａ１まその燃焼室側聞［１端、
１８は噴霧生成手段、２３はターボ過給機である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室をセラミックで区画形成すると共に、吸気
   ポート内に、上記燃焼室内に臨ませて該燃焼室内に冷却
   噴霧を供給する噴霧管路を設けたディーゼル機関。
2. （２）上記噴霧管路が、その上流側に冷却噴霧を生成す
   る噴霧生成手段を有する前記特許請求の範囲第１項記載
   のディーゼル機関。
3. （３）上記噴霧管路が、その上流側において噴霧を上記
   燃焼室内へ移送させるためにターボ過給機の圧縮部の吐
   出側に接続された前記特許請求の範囲第１項又は第２項
   いずれかの項に記載のディーゼル機関。
4. （４）上記噴霧管路の燃焼室側開口端が、上記吸気ポー
   トより流入する吸気流に沿つて冷却噴霧を供給して該吸
   気流が衝突する上記燃焼室の内壁面に該冷却噴霧を衝突
   させるべく該燃焼室内に臨ませられた前記特許請求の範
   囲第１項から第３項いずれかの項に記載のディーゼル機
   関。