JP2000297682A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 筒内噴射式内燃機関において、中負荷以上の
所定運転領域で２回の燃料噴射を行うことで、有害物質
の発生を抑制する。 【解決手段】 燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射
弁と、ピストンの圧縮上死点位置近傍で燃料噴射弁を駆
動して主噴射を行なうものにおいて、エンジンの中負荷
以上の所定運転領域では、主噴射Ｍ前の圧縮行程中期で
この主噴射Ｍよりも少量の燃料を予備噴射Ｓし、その
後、圧縮上死点位置近傍で主噴射Ｍを行う。
所定運転領域で２回の燃料噴射を行うことで、有害物質
の発生を抑制する。 【解決手段】 燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射
弁と、ピストンの圧縮上死点位置近傍で燃料噴射弁を駆
動して主噴射を行なうものにおいて、エンジンの中負荷
以上の所定運転領域では、主噴射Ｍ前の圧縮行程中期で
この主噴射Ｍよりも少量の燃料を予備噴射Ｓし、その
後、圧縮上死点位置近傍で主噴射Ｍを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼における１サ
イクルで２回の燃料噴射を行うようにした筒内噴射式内
燃機関に関する。
イクルで２回の燃料噴射を行うようにした筒内噴射式内
燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料をシリンダ内へ直接噴射する方式の
内燃機関として、ディーゼルエンジンが広く知られてい
る。このディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンのよ
うに火花着火させずに、高圧縮によって高温となった空
気に直接燃料を噴射して自然着火させるものである。と
ころが、このディーゼルエンジンにあっては、高負荷時
にはエンジン出力を上昇させるために燃焼室に大量の燃
料を噴射しようとするため、燃焼室が酸欠状態となって
黒煙が発生したり、高温高圧の雰囲気中で酸素と窒素が
結合して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されたりして、排
気ガス特性が圧下してしまい、燃焼室内に噴射できる燃
料量が制約されていた。
内燃機関として、ディーゼルエンジンが広く知られてい
る。このディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンのよ
うに火花着火させずに、高圧縮によって高温となった空
気に直接燃料を噴射して自然着火させるものである。と
ころが、このディーゼルエンジンにあっては、高負荷時
にはエンジン出力を上昇させるために燃焼室に大量の燃
料を噴射しようとするため、燃焼室が酸欠状態となって
黒煙が発生したり、高温高圧の雰囲気中で酸素と窒素が
結合して窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されたりして、排
気ガス特性が圧下してしまい、燃焼室内に噴射できる燃
料量が制約されていた。
【０００３】そこで、燃焼室での黒煙の発生や窒素酸化
物の生成を抑制したものとして、例えば、特開平６−３
３６９４５号公報に開示されたものがある。この公報に
開示された「ディーゼルエンジンにおける燃焼方法」
は、吸気行程で吸気した燃焼空気中に燃焼噴射手段によ
り１回目の燃焼噴射を行って混合気を生成し、圧縮行程
でこの混合気を圧縮し、次いで圧縮上死点近傍の適宜時
期に燃焼噴射手段により２回目の燃焼噴射を行って燃料
を燃焼させて爆発を得て、膨張行程及び排気行程を経る
ようにしたものである。
物の生成を抑制したものとして、例えば、特開平６−３
３６９４５号公報に開示されたものがある。この公報に
開示された「ディーゼルエンジンにおける燃焼方法」
は、吸気行程で吸気した燃焼空気中に燃焼噴射手段によ
り１回目の燃焼噴射を行って混合気を生成し、圧縮行程
でこの混合気を圧縮し、次いで圧縮上死点近傍の適宜時
期に燃焼噴射手段により２回目の燃焼噴射を行って燃料
を燃焼させて爆発を得て、膨張行程及び排気行程を経る
ようにしたものである。
【０００４】従って、燃料を予め吸気行程で噴射するこ
とで、圧縮行程で燃料は完全に気化されて燃焼に好適な
混合気体状態となって、完全な燃焼を得ることができ、
また、圧縮上死点近傍で噴射される燃焼は少量でよいの
で理想的に一体となって完全燃焼させることで、黒煙の
発生や窒素酸化物の生成を抑制するというものである。
とで、圧縮行程で燃料は完全に気化されて燃焼に好適な
混合気体状態となって、完全な燃焼を得ることができ、
また、圧縮上死点近傍で噴射される燃焼は少量でよいの
で理想的に一体となって完全燃焼させることで、黒煙の
発生や窒素酸化物の生成を抑制するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の「ディーゼルエンジンにおける燃焼方法」にあって
は、１回目の燃料噴射を低温な吸気行程で多量に噴射し
ている。この吸気行程噴射では、筒内温度が燃料の沸点
よりかなり低いために、燃料が飛しょう中に気化される
ことなく壁面に付着する。この壁面付着燃料は、その
後、圧縮に伴って上昇する筒内温度により気化させら
れ、混合気を形成していくも壁面付着部では濃混合気を
生じて過早着火となり、ノックが発生し易くなるという
問題がある。また、１回目の噴射燃料の一部がシリンダ
ライナに付着してエンジンオイルを希釈させ、エンジン
耐久性を低下させるという問題もある。このため、黒煙
の発生や窒素酸化物の十分な抑制効果が得られていない
のが現状である。
来の「ディーゼルエンジンにおける燃焼方法」にあって
は、１回目の燃料噴射を低温な吸気行程で多量に噴射し
ている。この吸気行程噴射では、筒内温度が燃料の沸点
よりかなり低いために、燃料が飛しょう中に気化される
ことなく壁面に付着する。この壁面付着燃料は、その
後、圧縮に伴って上昇する筒内温度により気化させら
れ、混合気を形成していくも壁面付着部では濃混合気を
生じて過早着火となり、ノックが発生し易くなるという
問題がある。また、１回目の噴射燃料の一部がシリンダ
ライナに付着してエンジンオイルを希釈させ、エンジン
耐久性を低下させるという問題もある。このため、黒煙
の発生や窒素酸化物の十分な抑制効果が得られていない
のが現状である。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するもの
であって、中負荷以上の所定運転領域で少なくとも２回
の燃料噴射を行うことで、有害物質の発生を抑制した筒
内噴射式内燃機関を提供することを目的とする。
であって、中負荷以上の所定運転領域で少なくとも２回
の燃料噴射を行うことで、有害物質の発生を抑制した筒
内噴射式内燃機関を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の筒内噴射式内燃機関は、内燃機関のシリン
ダ内に嵌挿されるピストンとシリンダヘッドの下面とで
区画される燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を
設け、ピストンの圧縮上死点位置近傍で主噴射制御手段
により燃料噴射弁を駆動して主噴射を行うと共に、内燃
機関の中負荷以上の所定運転領域にて主噴射前の圧縮行
程中期で予備噴射制御手段により主噴射よりも少量の燃
料を予備噴射するようにしている。
めの本発明の筒内噴射式内燃機関は、内燃機関のシリン
ダ内に嵌挿されるピストンとシリンダヘッドの下面とで
区画される燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を
設け、ピストンの圧縮上死点位置近傍で主噴射制御手段
により燃料噴射弁を駆動して主噴射を行うと共に、内燃
機関の中負荷以上の所定運転領域にて主噴射前の圧縮行
程中期で予備噴射制御手段により主噴射よりも少量の燃
料を予備噴射するようにしている。
【０００８】従って、内燃機関の中負荷以上の所定運転
領域では、主噴射前の圧縮行程中期に少量の燃料を予備
噴射し、次いで圧縮上死点近傍にて主噴射を行うことと
なり、シリンダライナなどへの噴射燃料の付着を抑制し
ながらも、燃焼の安定化を図って有害物質の発生を抑制
できる。
領域では、主噴射前の圧縮行程中期に少量の燃料を予備
噴射し、次いで圧縮上死点近傍にて主噴射を行うことと
なり、シリンダライナなどへの噴射燃料の付着を抑制し
ながらも、燃焼の安定化を図って有害物質の発生を抑制
できる。
【０００９】なお、予備噴射制御手段は、内燃機関の中
負荷以上の所定運転領域で主噴射前の圧縮行程中期に少
量の燃料を予備噴射するものであるが、低負荷運転領域
で圧縮行程後期近傍に予備噴射するパイロット噴射制御
手段を有することが好ましい。また、予備噴射制御手段
がパイロット噴射制御手段を有している場合、内燃機関
の運転状態が低負荷から中負荷以上に移行したとき、次
の噴射パターンで予備噴射の時期を変更することが好ま
しい。１．圧縮行程後期近傍から圧縮行程中期の噴射時
期に直接切り換える予備噴射パターン２．圧縮行程後期
近傍から一旦予備噴射を停止させて主噴射のみとし、そ
の後、圧縮行程中期のみの噴射時期に切り換える予備噴
射パターン３．圧縮行程後期近傍での噴射に加え、その
後、圧縮行程中期の噴射時期を追加する予備噴射パター
ン
負荷以上の所定運転領域で主噴射前の圧縮行程中期に少
量の燃料を予備噴射するものであるが、低負荷運転領域
で圧縮行程後期近傍に予備噴射するパイロット噴射制御
手段を有することが好ましい。また、予備噴射制御手段
がパイロット噴射制御手段を有している場合、内燃機関
の運転状態が低負荷から中負荷以上に移行したとき、次
の噴射パターンで予備噴射の時期を変更することが好ま
しい。１．圧縮行程後期近傍から圧縮行程中期の噴射時
期に直接切り換える予備噴射パターン２．圧縮行程後期
近傍から一旦予備噴射を停止させて主噴射のみとし、そ
の後、圧縮行程中期のみの噴射時期に切り換える予備噴
射パターン３．圧縮行程後期近傍での噴射に加え、その
後、圧縮行程中期の噴射時期を追加する予備噴射パター
ン
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００１１】図１に本発明の一実施形態に係る筒内噴射
式内燃機関の概略構成、図２に筒内噴射式内燃機関の各
運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略を示す。
式内燃機関の概略構成、図２に筒内噴射式内燃機関の各
運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略を示す。
【００１２】本実施形態の筒内噴射式内燃機関におい
て、図１に示すように、１１は燃料タンクであって、燃
料フィルタ１２及び低圧燃料ポンプ１３を有している。
この低圧燃料ポンプ１３から連結される燃料通路１４の
送給路１４ａには高圧燃料ポンプ１５が連結されてお
り、この高圧燃料ポンプ１５の下流には蓄圧器としての
コモンレール１６が連結され、このコモンレール１６に
はエンジン１７の４つの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴
射手段として４つのインジェクタ１８が装着されてい
る。また、各インジェクタ１８には燃料通路１４の返送
路１４ｂによって燃料タンク１１に接続されている。そ
して、燃料通路１４の送給路１４ａにおける高圧燃料ポ
ンプ１５の上流側及びコモンレール１６の上流側にはそ
れぞれ返送路１４ｃ，１４ｄが連結され、各返送路１４
ｃ，１４ｄには制御弁１９，２０が装着されている。
て、図１に示すように、１１は燃料タンクであって、燃
料フィルタ１２及び低圧燃料ポンプ１３を有している。
この低圧燃料ポンプ１３から連結される燃料通路１４の
送給路１４ａには高圧燃料ポンプ１５が連結されてお
り、この高圧燃料ポンプ１５の下流には蓄圧器としての
コモンレール１６が連結され、このコモンレール１６に
はエンジン１７の４つの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴
射手段として４つのインジェクタ１８が装着されてい
る。また、各インジェクタ１８には燃料通路１４の返送
路１４ｂによって燃料タンク１１に接続されている。そ
して、燃料通路１４の送給路１４ａにおける高圧燃料ポ
ンプ１５の上流側及びコモンレール１６の上流側にはそ
れぞれ返送路１４ｃ，１４ｄが連結され、各返送路１４
ｃ，１４ｄには制御弁１９，２０が装着されている。
【００１３】従って、低圧燃料ポンプ１３は燃料タンク
１１の燃料をある程度加圧して燃料通路１４の送給路１
４ａに送出し、この低圧燃料は高圧燃料ポンプ１５でさ
らに加圧されることで、燃料の圧力を所定圧まで高めら
れる。このとき、低圧燃料ポンプ１３からの吐出圧は低
圧制御弁１９によって所定範囲に安定化され、更に、高
圧燃料ポンプ１５からの吐出圧は高圧制御弁２０によっ
て所定範囲に安定化される。そして、コモンレール１６
の各インジェクタ１８から所定圧力の燃料がエンジン１
７の各燃焼室に所定量噴射される。
１１の燃料をある程度加圧して燃料通路１４の送給路１
４ａに送出し、この低圧燃料は高圧燃料ポンプ１５でさ
らに加圧されることで、燃料の圧力を所定圧まで高めら
れる。このとき、低圧燃料ポンプ１３からの吐出圧は低
圧制御弁１９によって所定範囲に安定化され、更に、高
圧燃料ポンプ１５からの吐出圧は高圧制御弁２０によっ
て所定範囲に安定化される。そして、コモンレール１６
の各インジェクタ１８から所定圧力の燃料がエンジン１
７の各燃焼室に所定量噴射される。
【００１４】また、燃料噴射制御手段の機能を有する電
子制御ユニット（ＥＣＵ）２１にはアクセル開度ＡＰＳ
とエンジン回転数Ｎｅとエンジン水温ＷＴが入力される
ようになっており、このＥＣＵ２１はアクセル開度ＡＰ
Ｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて目標負荷Ｐｅを求
め、エンジン回転数Ｎｅとこの目標負荷Ｐｅに基づいて
空燃比、燃料噴射量等を決定し、所定の噴射時期に燃料
噴射が実行されるようになっている。更に、コモンレー
ル１６には圧力センサ２２が装着され、検出値がＥＣＵ
２１に入力されるようになっている。
子制御ユニット（ＥＣＵ）２１にはアクセル開度ＡＰＳ
とエンジン回転数Ｎｅとエンジン水温ＷＴが入力される
ようになっており、このＥＣＵ２１はアクセル開度ＡＰ
Ｓとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて目標負荷Ｐｅを求
め、エンジン回転数Ｎｅとこの目標負荷Ｐｅに基づいて
空燃比、燃料噴射量等を決定し、所定の噴射時期に燃料
噴射が実行されるようになっている。更に、コモンレー
ル１６には圧力センサ２２が装着され、検出値がＥＣＵ
２１に入力されるようになっている。
【００１５】ところで、本実施形態において、このＥＣ
Ｕ２１は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上で、負
荷Ｐｅが中負荷以上の所定運転領域にあるときには、ク
ランクシャフト回転角が圧縮上死点前１００°〜４０°
と圧縮上死点近傍にて、インジェクタ１８から予備噴射
と主噴射を行う２段噴射を実行するようになっている。
即ち、ＥＣＵ２１はクランクシャフト回転角が圧縮上死
点前１００°〜４０°で予備噴射を行い、その後、圧縮
上死点近傍にて主噴射を行う。なお、圧縮上死点前に実
行される予備噴射による噴射量は、エンジン回転数Ｎｅ
と目標負荷Ｐｅに基づき、図示しない予備噴射量マップ
によって決定されるものであるが、予備噴射時の燃料噴
射量は、主噴射時の燃料噴射量よりも少量としている。
Ｕ２１は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上で、負
荷Ｐｅが中負荷以上の所定運転領域にあるときには、ク
ランクシャフト回転角が圧縮上死点前１００°〜４０°
と圧縮上死点近傍にて、インジェクタ１８から予備噴射
と主噴射を行う２段噴射を実行するようになっている。
即ち、ＥＣＵ２１はクランクシャフト回転角が圧縮上死
点前１００°〜４０°で予備噴射を行い、その後、圧縮
上死点近傍にて主噴射を行う。なお、圧縮上死点前に実
行される予備噴射による噴射量は、エンジン回転数Ｎｅ
と目標負荷Ｐｅに基づき、図示しない予備噴射量マップ
によって決定されるものであるが、予備噴射時の燃料噴
射量は、主噴射時の燃料噴射量よりも少量としている。
【００１６】エンジン１７の筒内（燃焼室）温度は吸気
行程から圧縮行程にかけて上昇し、圧縮上死点で最高温
度となり、筒内での自己着火温度は、圧縮行程で筒内圧
が高くなるためにこの圧縮行程にかけて下降する。その
ため、筒内温度がある程度高くて燃料が気化しやすい一
方で、自己着火温度よりも低くて自己着火しにくい時期
に予備噴射を行うことで、噴射燃料が直ぐに気化して筒
内壁への付着を抑制することができると同時に、飛しょ
う燃料であるので空気との混合が促進され、一早く希薄
な混合気を形成でき、過早着火を免れることができる。
特に、中負荷以上の運転領域では、ピストン速度が高速
となり、スキッシュ流が増大するため、予備噴射の燃料
噴霧が筒内壁へ付着させないような流れを生成し、且
つ、この燃料噴霧の流れが対向しているために攪拌が促
進されることとなり、これを活用して素早くリーンな混
合気を生成して過早着火を抑制できる。
行程から圧縮行程にかけて上昇し、圧縮上死点で最高温
度となり、筒内での自己着火温度は、圧縮行程で筒内圧
が高くなるためにこの圧縮行程にかけて下降する。その
ため、筒内温度がある程度高くて燃料が気化しやすい一
方で、自己着火温度よりも低くて自己着火しにくい時期
に予備噴射を行うことで、噴射燃料が直ぐに気化して筒
内壁への付着を抑制することができると同時に、飛しょ
う燃料であるので空気との混合が促進され、一早く希薄
な混合気を形成でき、過早着火を免れることができる。
特に、中負荷以上の運転領域では、ピストン速度が高速
となり、スキッシュ流が増大するため、予備噴射の燃料
噴霧が筒内壁へ付着させないような流れを生成し、且
つ、この燃料噴霧の流れが対向しているために攪拌が促
進されることとなり、これを活用して素早くリーンな混
合気を生成して過早着火を抑制できる。
【００１７】また、その後、筒内温度が高くて燃料が気
化しやすいと共に、自己着火しやすい時期に主噴射を行
うことで主噴射燃料が直ぐに気化し、気化した主噴射時
の気化燃料が発火することで予備噴射燃料を燃焼させ、
燃焼の安定化が図れる。特に、中負荷以上の運転領域で
は、主噴射による燃料量が多く、拡散燃焼時間が不足し
て黒煙などがの発生しやすいが、予備噴射により主噴射
の燃料量が減少するため、黒煙の発生や窒素酸化物の生
成を抑制できる。従って、予備噴射燃料の過早着火を防
止できると共に、噴射燃料の筒内壁への付着を抑制し、
且つ、黒煙の発生や窒素酸化物の生成を抑制できる。一
方で、燃焼圧を減少することで、エンジン１７の耐圧限
界により制限されていた噴射量を増加させることがで
き、出力アップが図れる。
化しやすいと共に、自己着火しやすい時期に主噴射を行
うことで主噴射燃料が直ぐに気化し、気化した主噴射時
の気化燃料が発火することで予備噴射燃料を燃焼させ、
燃焼の安定化が図れる。特に、中負荷以上の運転領域で
は、主噴射による燃料量が多く、拡散燃焼時間が不足し
て黒煙などがの発生しやすいが、予備噴射により主噴射
の燃料量が減少するため、黒煙の発生や窒素酸化物の生
成を抑制できる。従って、予備噴射燃料の過早着火を防
止できると共に、噴射燃料の筒内壁への付着を抑制し、
且つ、黒煙の発生や窒素酸化物の生成を抑制できる。一
方で、燃焼圧を減少することで、エンジン１７の耐圧限
界により制限されていた噴射量を増加させることがで
き、出力アップが図れる。
【００１８】ここで、上述した本実施形態の筒内噴射式
内燃機関による予備噴射と主噴射の具体的な噴射時期パ
ターンについて説明する。
内燃機関による予備噴射と主噴射の具体的な噴射時期パ
ターンについて説明する。
【００１９】図２に示すように、ＥＣＵ２１はエンジン
回転数Ｎｅと目標負荷Ｐｅとに基づいて現在エンジン１
７の運転状態がどの運転領域、つまり、低回転低負荷で
あるパイロット噴射領域Ａ、中回転中負荷以下である主
噴射領域Ｂ、中回転中負荷以上である予備噴射領域Ｃ，
Ｄのいずれにあるかどうかを判定する。そして、運転領
域Ａでは、エンジン１７の圧縮行程の後期にてパイロッ
ト噴射Ｐを行い、その後、圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍ
を行う。従って、主噴射Ｍ時の急激な燃焼が抑えられ、
振動や騒音を低減できると共に、ＮＯｘやＨＣなどの有
害物質の生成を抑制できる。
回転数Ｎｅと目標負荷Ｐｅとに基づいて現在エンジン１
７の運転状態がどの運転領域、つまり、低回転低負荷で
あるパイロット噴射領域Ａ、中回転中負荷以下である主
噴射領域Ｂ、中回転中負荷以上である予備噴射領域Ｃ，
Ｄのいずれにあるかどうかを判定する。そして、運転領
域Ａでは、エンジン１７の圧縮行程の後期にてパイロッ
ト噴射Ｐを行い、その後、圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍ
を行う。従って、主噴射Ｍ時の急激な燃焼が抑えられ、
振動や騒音を低減できると共に、ＮＯｘやＨＣなどの有
害物質の生成を抑制できる。
【００２０】一方、運転領域Ｂでは、エンジン１７の圧
縮上死点近傍にて主噴射Ｍのみを行う。また、運転領域
Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジン１７の圧縮行程の中期
にて予備噴射Ｓを行い、その後、圧縮上死点近傍にて主
噴射Ｍを行う。従って、運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓに
より主噴射Ｍの燃料噴射量が減少するため、黒煙の発生
を抑制でき、運転領域Ｄでは、燃焼圧を減少することで
エンジン１７の出力アップが図れる。
縮上死点近傍にて主噴射Ｍのみを行う。また、運転領域
Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジン１７の圧縮行程の中期
にて予備噴射Ｓを行い、その後、圧縮上死点近傍にて主
噴射Ｍを行う。従って、運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓに
より主噴射Ｍの燃料噴射量が減少するため、黒煙の発生
を抑制でき、運転領域Ｄでは、燃焼圧を減少することで
エンジン１７の出力アップが図れる。
【００２１】なお、本実施形態の筒内噴射式内燃機関に
おいて、エンジン１７の運転領域に応じた予備噴射と主
噴射の具体的な噴射時期パターンは、上述したものに限
定されるものではない。図３及び図４に本発明の他の実
施形態に係る筒内噴射式内燃機関の各運転領域に対する
燃料噴射パターンを表す概略を示す。
おいて、エンジン１７の運転領域に応じた予備噴射と主
噴射の具体的な噴射時期パターンは、上述したものに限
定されるものではない。図３及び図４に本発明の他の実
施形態に係る筒内噴射式内燃機関の各運転領域に対する
燃料噴射パターンを表す概略を示す。
【００２２】図３に示す本実施形態の燃料噴射パターン
において、運転領域Ａでは、エンジン１７の圧縮行程の
後期にてパイロット噴射Ｐを行い、その後、圧縮上死点
近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射Ｍ時の急激な燃
焼が抑えられ、振動や騒音を低減できると共に、ＮＯｘ
やＨＣなどの有害物質の生成を抑制できる。一方、運転
領域Ｂでは、エンジン１７の圧縮行程の後期であって主
噴射Ｍの直前にて近接パイロット噴射Ｐを行い、その
後、圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射
Ｍ時の急激な燃焼が抑えられてＮＯｘを低減できるか、
あるいは進角させることで燃費を向上できる。また、運
転領域Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジン１７の圧縮行程
の中期にて予備噴射Ｓを行い、その後、圧縮行程の後期
であって主噴射Ｍの直前にて近接パイロット噴射Ｐを行
ってから圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍを行う。従って、
運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓ及び近接パイロット噴射Ｐ
により主噴射Ｍの燃料噴射量が減少するため、黒煙の発
生を抑制できると共にＮＯｘの生成を抑制でき、運転領
域Ｄでは、燃焼圧を減少することでエンジン１７の出力
アップが図れると共にＮＯｘの生成を抑制できる。
において、運転領域Ａでは、エンジン１７の圧縮行程の
後期にてパイロット噴射Ｐを行い、その後、圧縮上死点
近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射Ｍ時の急激な燃
焼が抑えられ、振動や騒音を低減できると共に、ＮＯｘ
やＨＣなどの有害物質の生成を抑制できる。一方、運転
領域Ｂでは、エンジン１７の圧縮行程の後期であって主
噴射Ｍの直前にて近接パイロット噴射Ｐを行い、その
後、圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射
Ｍ時の急激な燃焼が抑えられてＮＯｘを低減できるか、
あるいは進角させることで燃費を向上できる。また、運
転領域Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジン１７の圧縮行程
の中期にて予備噴射Ｓを行い、その後、圧縮行程の後期
であって主噴射Ｍの直前にて近接パイロット噴射Ｐを行
ってから圧縮上死点近傍にて主噴射Ｍを行う。従って、
運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓ及び近接パイロット噴射Ｐ
により主噴射Ｍの燃料噴射量が減少するため、黒煙の発
生を抑制できると共にＮＯｘの生成を抑制でき、運転領
域Ｄでは、燃焼圧を減少することでエンジン１７の出力
アップが図れると共にＮＯｘの生成を抑制できる。
【００２３】また、図４に示す本実施形態の燃料噴射パ
ターンにおいて、運転領域Ａでは、エンジン１７の圧縮
行程の後期にてパイロット噴射Ｐを行い、その後、圧縮
上死点近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射Ｍ時の急
激な燃焼が抑えられ、振動や騒音を低減できると共に、
ＮＯｘやＨＣなどの有害物質の生成を抑制できる。一
方、運転領域Ｂでは、圧縮上死点近傍のみにて主噴射Ｍ
を行う。また、運転領域Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジ
ン１７の圧縮行程の中期にて予備噴射Ｓを行い、その
後、圧縮行程の後期であって主噴射Ｍの直前にて近接パ
イロット噴射Ｐを行ってから圧縮上死点近傍にて主噴射
Ｍを行う。従って、運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓ及び近
接パイロット噴射Ｐにより主噴射Ｍの燃料噴射量が減少
するため、黒煙の発生を抑制できると共にＮＯｘの生成
を抑制でき、運転領域Ｄでは、燃焼圧を減少することで
エンジン１７の出力アップが図れると共にＮＯｘの生成
を抑制できる。
ターンにおいて、運転領域Ａでは、エンジン１７の圧縮
行程の後期にてパイロット噴射Ｐを行い、その後、圧縮
上死点近傍にて主噴射Ｍを行うことで、主噴射Ｍ時の急
激な燃焼が抑えられ、振動や騒音を低減できると共に、
ＮＯｘやＨＣなどの有害物質の生成を抑制できる。一
方、運転領域Ｂでは、圧縮上死点近傍のみにて主噴射Ｍ
を行う。また、運転領域Ｃ及び運転領域Ｄでは、エンジ
ン１７の圧縮行程の中期にて予備噴射Ｓを行い、その
後、圧縮行程の後期であって主噴射Ｍの直前にて近接パ
イロット噴射Ｐを行ってから圧縮上死点近傍にて主噴射
Ｍを行う。従って、運転領域Ｃでは、予備噴射Ｓ及び近
接パイロット噴射Ｐにより主噴射Ｍの燃料噴射量が減少
するため、黒煙の発生を抑制できると共にＮＯｘの生成
を抑制でき、運転領域Ｄでは、燃焼圧を減少することで
エンジン１７の出力アップが図れると共にＮＯｘの生成
を抑制できる。
【００２４】このように本実施形態の筒内噴射式内燃機
関にあっては、エンジン１７の中負荷以上の所定運転領
域であって、筒内温度が高くて燃料が気化しやすい一方
で自然発火しにくい、圧縮上死点前１００°〜４０°時
期に予備噴射を行い、その後、筒内温度が高くて燃料が
気化しやすく自己着火しやすい時期に主噴射を行ってい
る。そのため、予備噴射時の噴射燃料は増大したスキッ
シュ流によって筒内壁への付着が抑制されると共に攪拌
が促進され、直ぐに気化し、主噴射噴霧が燃焼するまで
予備噴射噴霧が過早着火するのを防止でき、主噴射時の
噴射燃料は直ぐに気化して副噴射時の気化燃料と混合し
て発火することで、燃焼の安定化が図れ、ノックの発生
を防止できると共に、黒煙の発生や窒素酸化物の生成を
抑制できる。
関にあっては、エンジン１７の中負荷以上の所定運転領
域であって、筒内温度が高くて燃料が気化しやすい一方
で自然発火しにくい、圧縮上死点前１００°〜４０°時
期に予備噴射を行い、その後、筒内温度が高くて燃料が
気化しやすく自己着火しやすい時期に主噴射を行ってい
る。そのため、予備噴射時の噴射燃料は増大したスキッ
シュ流によって筒内壁への付着が抑制されると共に攪拌
が促進され、直ぐに気化し、主噴射噴霧が燃焼するまで
予備噴射噴霧が過早着火するのを防止でき、主噴射時の
噴射燃料は直ぐに気化して副噴射時の気化燃料と混合し
て発火することで、燃焼の安定化が図れ、ノックの発生
を防止できると共に、黒煙の発生や窒素酸化物の生成を
抑制できる。
【００２５】なお、本発明の内燃機関は、上述した実施
形態に限定されるものではなく、例えば、図３の燃料噴
射パターンでは、パイロット噴射Ｐを運転領域Ｃ，Ｄで
予備噴射Ｓと共に実行しているが、特に、この運転領域
Ｃ，Ｄでパイロット噴射Ｐを実行しないように設定して
もよい。
形態に限定されるものではなく、例えば、図３の燃料噴
射パターンでは、パイロット噴射Ｐを運転領域Ｃ，Ｄで
予備噴射Ｓと共に実行しているが、特に、この運転領域
Ｃ，Ｄでパイロット噴射Ｐを実行しないように設定して
もよい。
【００２６】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明の筒内噴射式内燃機関によれば、内燃機関
の中負荷以上の所定運転領域では、主噴射前の圧縮行程
中期に少量の燃料を予備噴射し、次いで圧縮上死点近傍
にて主噴射を行うこととなり、シリンダライナなどへの
噴射燃料の付着を抑制しながらも、燃焼の安定化を図っ
て有害物質の発生を抑制できる。
ように本発明の筒内噴射式内燃機関によれば、内燃機関
の中負荷以上の所定運転領域では、主噴射前の圧縮行程
中期に少量の燃料を予備噴射し、次いで圧縮上死点近傍
にて主噴射を行うこととなり、シリンダライナなどへの
噴射燃料の付着を抑制しながらも、燃焼の安定化を図っ
て有害物質の発生を抑制できる。
【図１】本発明の一実施形態に係る筒内噴射式内燃機関
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】筒内噴射式内燃機関の各運転領域に対する燃料
噴射パターンを表す概略図である。
噴射パターンを表す概略図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る筒内噴射式内燃機
関の各運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略図
である。
関の各運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略図
である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る筒内噴射式内燃機
関の各運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略図
である。
関の各運転領域に対する燃料噴射パターンを表す概略図
である。
１１ 燃料タンク １３ 低圧燃料ポンプ １４ 燃料通路 １４ａ 送給路 １４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 返送路 １５ 高圧燃料ポンプ １６ コモンレール １７ エンジン １８ インジェクタ（燃料噴射弁） ２１ 電子制御装置、ＥＣＵ（主噴射制御手段、予備噴
射制御手段）
射制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠 道博 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA04 AA05 AA18 AB05 AC04 AD08 AD14 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA12 BA14 BA16 BA17 BA22 BA24 BA25 BA26 CC01 CD26 DA04 DA09 DB06 DB09 DC04 DC05 DC09 DC14 DC18 3G301 HA02 JA24 JA25 JA26 JA37 KA09 MA01 MA11 MA19 MA23 MA26 NC02 PA17A PA17Z PB08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダ内に嵌挿されるピス
トンとシリンダヘッドの下面とで区画される燃焼室内に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記ピストンの圧縮
上死点位置近傍で該燃料噴射弁を駆動して主噴射を行う
主噴射制御手段と、前記内燃機関の中負荷以上の所定運
転領域にて前記主噴射前の圧縮行程中期で該主噴射より
も少量の燃料を予備噴射する予備噴射制御手段とを具え
たことを特徴とする筒内噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108833A JP2000297682A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108833A JP2000297682A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297682A true JP2000297682A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14494718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108833A Pending JP2000297682A (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000297682A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002066813A1 (fr) * | 2001-02-20 | 2002-08-29 | Isuzu Motors Limited | Procede de commande d'injection de carburant pour moteur diesel et procede de commande de regeneration de gaz d'echappement apres un dispositif de traitement |
| JP2008530444A (ja) * | 2005-02-16 | 2008-08-07 | イエフペ | 内燃機関の燃料噴射制御方法およびこの方法を使用する内燃機関 |
| JP2012530867A (ja) * | 2009-06-26 | 2012-12-06 | エム・テー・ウー・フリードリッヒスハーフェン・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 内燃エンジンの動作方法 |
| WO2020105354A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07324661A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Mitsubishi Motors Corp | 直接噴射式ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び燃料噴射ノズル |
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| JPH1172039A (ja) * | 1997-06-24 | 1999-03-16 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火式内燃機関 |
-
1999
- 1999-04-16 JP JP11108833A patent/JP2000297682A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050906 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051025 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060718 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070320 |