(57)【要約】【課題】吸気ポートから副燃料を供給するようにしたディーゼルエンジンにおいて、副燃料を吸気に均一に分散させて燃焼室に供給することにより燃焼効率の改善及び排気ガスの浄化向上を図れるようにする。【解決手段】吸気弁６を介して燃焼室３に吸気７を供給する吸気ポート８と、排気弁一例を介して燃焼室３の排気ガス９を排出する排気ポート１１と、燃焼室３に主燃料４を噴射する燃料噴射弁５とを有するディーゼルエンジンであって、吸気ポート８に副燃料口１５を介して副燃料２１ａを噴射する副燃料噴射装置３１を設け、副燃料噴射装置３１は、副燃料供給装置１９からの副燃料２１ａを加熱してガス化する燃料蒸発器２０と、燃料蒸発器２０からのガス燃料を保温して前記副燃料口１５に導く加熱チューブ１８とを有する。【選択図】図１
2010209722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁を介して燃焼室に吸気を供給する吸気ポートと、排気弁を介して燃焼室の排気ガスを排出する排気ポートと、燃焼室に主燃料を噴射する燃料噴射弁とを有するディーゼルエンジンであって、前記吸気ポートに副燃料口を介して副燃料を噴射する副燃料噴射装置を設け、該副燃料噴射装置は、副燃料供給装置からの液体燃料を加熱してガス化する燃料蒸発器と、該燃料蒸発器からのガス状の副燃料を保温して前記副燃料口に導く加熱チューブとを有することを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
副燃料口が、吸気弁近傍において吸気ポートを取り巻くように複数形成されている請求項１に記載のディーゼルエンジン。
【請求項３】
吸気ポートが燃焼室に供給する吸気に旋回を与えるようにした湾曲部を有しており、吸気ポートに備える副燃料口を吸気ポートの軸心に対してオフセット配置することにより副燃料口から噴射される副燃料が前記吸気の旋回と同方向に旋回するようにした請求項１又は２
に記載のディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼効率の改善及び排気ガスの浄化向上を図るようにしたディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの燃焼効率の向上又は排気ガスの浄化向上を図る技術としては、従来から種々の開発がなされてきた。この内、吸気ポートから副燃料を供給するようにしたものが提案されており、この方式には、プロパンガス等を吸気ポートに供給してガス燃料を吸入空気と一緒にシリンダに吸入するようにしたガス燃料併用方式と、軽油等の液体燃料を吸気ポートに供給して液体燃料を吸入空気と一緒にシリンダに吸入するようにした液体燃料供給方式とがある。
【０００３】
上記したガス燃料併用方式の場合には主燃料以外に別に高圧ガスタンクを併設しなければならず、通常のガソリンスタンドではガス燃料の補給ができず、このように設備上の負担と燃料の供給拠点が少ない等の問題から、実用化には解決しなければならない課題がある。
【０００４】
これに対し、液体燃料供給方式は上記したガス燃料併用方式のような問題を有しないため、特許文献１及び特許文献２等に示すようなディーゼルエンジンが提案されている。
【特許文献１】特許第３３１０１２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に示すように従来の液体燃料供給方式は、吸入ポートにおける吸気弁から離反した上流側位置に液体燃料を供給するようにしているため、特に吸気温度が低い場合には液体燃料が吸気ポート内に均一に拡散されずに濃度分布による濃度差を生じたまま吸入弁から燃焼室に供給されることによって燃焼性が低下する問題があり、又、吸気ポートに供給された液体燃料が吸気ポート内面に液膜を形成した場合には吸入弁から液状の燃料が燃焼室に流入されることになるために更に燃焼性が低下し排ガス中の粒子状物質（パティキュレート・マター）が増加して排ガスの性状が悪化するという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、吸気ポートから副燃料を供給するようにしたディーゼルエンジンにおいて、副燃料を吸気に均一に分散させて燃焼室に供給することにより燃焼効率の改善及び排気ガスの浄化向上が図れるようにしたディーゼルエンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、吸気弁を介して燃焼室に吸気を供給する吸気ポートと、排気弁を介して燃焼室の排気ガスを排出する排気ポートと、燃焼室に主燃料を噴射する燃料噴射弁とを有するディーゼルエンジンであって、前記吸気ポートに副燃料口を介して副燃料を噴射する副燃料噴射装置を設け、該副燃料噴射装置は、副燃料供給装置からの液体燃料を加熱してガス化する燃料蒸発器と、該燃料蒸発器からのガス状の副燃料を保温して前記副燃料口に導く加熱チューブとを有することを特徴とするディーゼルエンジン、に係るものである。
【０００８】
上記ディーゼルエンジンにおいて、副燃料口が、吸気弁近傍において吸気ポートを取り巻くように複数形成されていることは好ましい。
【０００９】
又、上記ディーゼルエンジンにおいて、吸気ポートが燃焼室に供給する吸気に旋回を与えるようにした湾曲部を有しており、吸気ポートに備える副燃料口を吸気ポートの軸心に対してオフセット配置することにより副燃料口から噴射される副燃料が前記吸気の旋回と同方向に旋回するようにしたことは好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のディーゼルエンジンによれば、副燃料供給装置から噴射される液体燃料を燃料蒸発器によって気化し、ガス状となった副燃料を、加熱チューブによりガス状を保持したまま副燃料口から吸気ポートに噴射するようにしたので、ガス状の副燃料と吸気は均一に予混合されて吸入弁から燃焼室に供給されるため、燃焼室での燃焼効率が改善されよって排気ガスの浄化向上が図れるという優れた効果を奏し得る。
【００１１】
更に、副燃料口を吸気弁近傍において吸気ポートを取り巻くように複数形成しているので、ガス状の副燃料と吸気との混合が更に高められる効果がある。
【００１２】
吸気ポートに備えた湾曲部により吸気に旋回を与えて燃焼室に導く際に、副燃料口を吸気ポートの軸心に対してオフセット配置し、副燃料口から噴射される副燃料が、前記湾曲部による吸気の旋回と同方向に旋回するようにしたので、燃焼室に導入する吸気の旋回流を強められる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明のディーゼルエンジンの形態の一例を示すもので、図１中、１はシリンダ３０内を昇降するピストン２との間に燃焼室３を形成するシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド１には、燃焼室３に主燃料４（液体燃料）を噴射する燃料噴射弁５と、燃焼室３に吸気弁６を介して吸気７を供給する吸気ポート８と、燃焼室３の排気９を排気弁１０を介して排出する排気ポート１１が備えられている。
【００１５】
前記吸気ポート８における吸気弁６の近接位置（弁座６ａの直上位置）には、図１〜図３に示すように、傾斜面１２により吸気ポート８の流路断面を絞るように内側に張り出した張出部１３が形成してあり、該張出部１３の内部には吸気ポート８を取り巻くように形成したマニホールド１４が形成してあり、更にマニホールド１４と吸気ポート８の内部とを連通する複数の副燃料口１５が、吸気ポート８を取り巻くように放射状に形成されている。尚、図２の副燃料口１５はマニホールド１４内の下部を吸気ポート８に接続するようにして、マニホールド１４内に液状の燃料が流入してもマニホールド１４内に留まらないようにしている。
【００１６】
前記マニホールド１４には、図１、図４に示す副燃料噴射装置３１が接続されている。副燃料噴射装置３１は、液体燃料２１を射出する副燃料供給装置１９と、副燃料供給装置１９からの液体燃料２１を加熱して蒸発気化させる燃料蒸発器２０と、燃料蒸発器２０によって気化した副燃料２１ａをガス状を保持したまま前記マニホールド１４へ導くための加熱チューブ１８とを有している。前記燃料蒸発器２０は、副燃料供給装置１９からの液体燃料２１を導入する内筒２２の外面にヒータ２３を備えており、ヒータ２３の外面を外筒２４で包囲した構成を有している。又、加熱チューブ１８は、導管１６の外面にヒータ１７を備えてガス状の副燃料２１ａを保温するようにしている。前記副燃料供給装置１９から射出された液体燃料２１は、燃料蒸発器２０によって加熱されることによりガス化され、更に加熱チューブ１８によってガス状を保持したままマニホールド１４に供給されて副燃料口１５から副燃料２１ａとして吸気ポート８に噴出される。この時、吸気ポート８に噴出された副燃料２１ａは吸気弁６の開作動時に燃焼室３に吸込まれることによって供給されることになるため、副燃料供給装置１９により液体燃料２１を射出するタイミングはいつでもよく任意に設定することができる。
【００１７】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１８】
図１に示すディーゼルエンジンの吸気行程では、吸気弁６が開けられ且つピストン２が下降作動することにより吸気ポート８からの吸気７が燃焼室３へ供給される。このとき、副燃料噴射装置３１の副燃料供給装置１９によって燃料蒸発器２０に液体燃料２１を射出するようにしているので、燃料蒸発器２０の内筒２２に導入された液体燃料２１はヒータ２３の加熱によって蒸発気化される。ガス状となった副燃料２１ａはヒータ１７により加熱された加熱チューブ１８内を通してガス状のまま吸気ポート８における吸気弁６の近接位置に設けたマニホールド１４から複数の副燃料口１５へ導かれるので、副燃料２１ａは吸気弁６の開作動と同時に吸気７と共に吸引されて予混合され燃焼室３に導入される。この時、図２に示すように、傾斜面１２により吸気ポート８の流路断面を絞るようにした張出部１３に副燃料口１５が形成されているので、副燃料口１５から噴出された副燃料２１ａは吸気７と効果的に混合されるようになる。又、仮に前記加熱チューブ１８内を通るガス状の副燃料２１ａが凝集することがあっても、その液滴径は数μｍ程度と小さく雰囲気ガスに完全に追随するため、液滴燃料がシリンダ３０やピストン２等に付着する問題を生じることはない。
【００１９】
従って、副燃料口１５から噴出されるガス状の副燃料２１ａは、吸気弁６から燃焼室３に導かれる吸気７に均一に予混合されて燃焼室３に供給されるようになるので、燃焼室３での燃焼効率が改善され、よって排気ガスの浄化向上が図れるようになる。
【００２０】
図５は本発明の他の形態を示したもので、図示するように吸気ポート８に平面視で湾曲部２５を形成することにより図１の燃焼室３に導く吸気７に旋回を与え、これによって燃焼室３の隅々まで燃料を行き渡らせるためのスワールを形成するようにしており、この構成において、吸気ポート８の軸心に対してオフセット配置（吸気ポート８に対して接線方向に傾斜配置）した副燃料口２６を形成しており、オフセット配置した副燃料口２６から噴射される副燃料２１ａが、前記湾曲部２５によって吸気７に形成される旋回と同方向の旋回を形成するようにしている。
【００２１】
図５のように、各副燃料口２６を吸気ポート８の軸心に対してオフセット配置し、各副燃料口２６から噴射される副燃料２１ａによって形成される旋回流Ｒが、前記吸気ポート８の湾曲部２５によって形成される旋回流と同方向になるようにすると、燃焼室３に導入される吸気７の旋回流が強められるようになる。
【００２２】
なお、本発明のディーゼルエンジンは、上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のディーゼルエンジンの形態の一例を示す概略切断側面図である。
【図２】図１における副燃料口の詳細を示す切断側面図である。
【図３】図２をＩＩＩ−ＩＩＩから見た切断平面図である。
【図４】図１における副燃料口に接続される燃料蒸発器の一例を示す断面図である。
【図５】本発明のディーゼルエンジンに備える副燃料口の他の例を示す切断平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  シリンダヘッド
３  燃焼室
４  主燃料
５  燃料噴射弁
６  吸気弁
７  吸気
８  吸気ポート
１５  副燃料口
１８  加熱チューブ
１９  副燃料供給装置
２０  燃料蒸発器
２１ａ        副燃料
２５  湾曲部
２６  副燃料口
３１  副燃料噴射装置
Ｒ  旋回流
【図１】
2010209722.tif 000003
【図２】
2010209722.tif 000004
【図３】
2010209722.tif 000005
【図４】
2010209722.tif 000006
【図５】
2010209722.tif 000007