JP2010255462A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関し、特に排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)手段を備える内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly, to an internal combustion engine provided with exhaust gas recirculation (EGR) means.
EGR手段を備える内燃機関は、排気の一部が吸気側を経由して燃焼室へ循環する(EGR手段を備えるコモンレール式のディーゼルエンジンについて特許文献1参照)。一方、内燃機関の燃料あるいは潤滑油には、微量ではあるものの硫黄(S)が含まれている場合がある。そのため、EGR手段を備える内燃機関の場合、排気とともに燃料などに含まれる硫黄分が燃焼した硫黄酸化物も循環する。 In an internal combustion engine provided with EGR means, part of exhaust gas circulates to the combustion chamber via the intake side (refer to Patent Document 1 for a common rail type diesel engine provided with EGR means). On the other hand, the fuel or lubricating oil of the internal combustion engine may contain a small amount of sulfur (S). Therefore, in the case of an internal combustion engine provided with EGR means, sulfur oxide combusted with sulfur contained in fuel or the like is circulated together with exhaust gas.
硫黄酸化物のうちSO3(三酸化硫黄)は、温度が低下して、いわゆる酸露点になると、水蒸気とともに硫酸となって凝縮する。そのため、循環する排気にSO3が含まれる場合、内燃機関は凝縮した硫酸によって腐食環境に晒される。特に、燃料を噴射するインジェクタの噴射ノズルは、比較的温度が低い。そのため、凝縮した硫酸が付着しやすく、腐食を招きやすいという問題がある。 Among the sulfur oxides, SO 3 (sulfur trioxide) condenses as sulfuric acid together with water vapor when the temperature drops to a so-called acid dew point. Therefore, when SO 3 is contained in the exhaust that circulates, the internal combustion engine is exposed to a corrosive environment by condensed sulfuric acid. In particular, the temperature of an injection nozzle of an injector that injects fuel is relatively low. Therefore, there is a problem that the condensed sulfuric acid is likely to adhere and easily corrode.
そこで、本発明は、SO3の量を調整することにより、排気に含まれるSO3の凝縮およびこれにともなう腐食を低減する内燃機関を提供することにある。 The present invention, by adjusting the amount of SO 3, is to provide an internal combustion engine to reduce condensation and corrosion due to the SO 3 contained in the exhaust.
請求項1記載の発明では、SO3量調整手段は、燃焼室に吸入される吸気に含まれるSO3の量を調整する。これにより、SO3量調整手段は、噴射ノズルの温度およびSO3の酸露点に基づいて、噴射ノズルへSO3が凝縮することを低減する。すなわち、吸気に含まれるSO3の量を低減することにより、噴射ノズルの温度に関わらず、噴射ノズルへ凝縮したSO3つまり硫酸が付着することを低減する。したがって、排気に含まれるSO3の凝縮の低減を図るとともに、凝縮したSO3つまり硫酸による腐食を低減することができる。 In the first aspect of the invention, the SO 3 amount adjusting means adjusts the amount of SO 3 contained in the intake air sucked into the combustion chamber. Thus, SO 3 amount adjusting means based on the acid dew point temperature and SO 3 in the injection nozzle, SO 3 is reduced to condense to the injection nozzle. That is, by reducing the amount of SO 3 contained in the intake air, it is possible to reduce the adhesion of condensed SO 3, that is, sulfuric acid, to the injection nozzle regardless of the temperature of the injection nozzle. Therefore, it is possible to reduce the condensation of SO 3 contained in the exhaust gas and to reduce the corrosion caused by the condensed SO 3, that is, sulfuric acid.
請求項2記載の発明では、吸入SO3量算出手段で燃焼室に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量を算出している。すなわち、吸入SO3量算出手段は、吸気に含まれるSO3として許容される最大量を算出する。そして、SO3量調整手段は、算出したSO3の最大量を基にして、EGR手段によって燃焼室へ循環する排気の流量を調整している。SO3量調整手段は、例えば許容されるSO3の最大量が小さくなるほど、EGR手段によって燃焼室へ循環される排気の流量を低減する。吸気に許容されるSO3の最大量が小さくなると、EGR手段によって還流するSO3を含む排気の流量は制限される。これにより、SO3量調整手段で還流する排気の流量を低減させることにより、燃焼室へ吸入されるSO3の量も低減される。したがって、凝縮したSO3による腐食を低減することができる。 In the second aspect of the invention, the maximum amount of SO 3 allowed for the intake air sucked into the combustion chamber is calculated by the intake SO 3 amount calculation means. That is, the intake SO 3 amount calculation means calculates the maximum amount allowed as SO 3 contained in the intake air. The SO 3 amount adjusting means adjusts the flow rate of the exhaust gas circulated to the combustion chamber by the EGR means based on the calculated maximum amount of SO 3 . The SO 3 amount adjusting means reduces the flow rate of the exhaust gas circulated by the EGR means to the combustion chamber, for example, as the maximum allowable amount of SO 3 decreases. When the maximum amount of SO 3 allowed for intake air is reduced, the flow rate of exhaust gas including SO 3 recirculated by the EGR means is limited. Thereby, the amount of SO 3 sucked into the combustion chamber is also reduced by reducing the flow rate of the exhaust gas recirculated by the SO 3 amount adjusting means. Therefore, corrosion due to condensed SO 3 can be reduced.
請求項3記載の発明では、吸入SO3量算出手段は、噴射ノズルの温度に基づいてSO3の最大量を算出する。これにより、噴射ノズルの温度を取得することにより、酸露点に相関するSO3の最大量が算出される。したがって、簡単な処理で凝縮したSO3による腐食を低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, the intake SO 3 amount calculating means calculates the maximum amount of SO 3 based on the temperature of the injection nozzle. Thereby, by obtaining the temperature of the injection nozzle, the maximum amount of SO 3 correlated with the acid dew point is calculated. Therefore, it is possible to reduce corrosion due to condensed SO 3 by a simple process.
請求項4記載の発明では、SO3量調整手段は、SO3の最大量、燃焼室で燃焼する硫黄の量、新気の量、過給圧力、循環する排気の温度および吸気の圧力に基づいてEGR手段によって燃焼室へ循環する排気の流量を調整している。燃料および潤滑油に含まれる硫黄は、燃焼室において燃焼する。この硫黄の量は、燃料および潤滑油の種類によって決定する。そのため、SO3量調整手段は、燃料および潤滑油の種類によって予め含まれる硫黄の量を取得する。燃焼室に吸入される吸気は、EGR手段によって循環する排気、および新たに吸入する新鮮な空気すなわち新気を含んでいる。この新気の量は、EGR手段によって循環する排気の流量によって算出される。SO3量調整手段は、これらに基づいてEGR手段によって燃焼室へ循環する排気の流量を算出する。したがって、運転状態に応じて循環する排気の流量を調整することができ、SO3による腐食を低減することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the SO 3 amount adjusting means is based on the maximum amount of SO 3 , the amount of sulfur combusted in the combustion chamber, the amount of fresh air, the supercharging pressure, the temperature of the circulating exhaust gas, and the pressure of the intake air. Thus, the flow rate of the exhaust gas circulating to the combustion chamber is adjusted by the EGR means. Sulfur contained in the fuel and lubricating oil burns in the combustion chamber. The amount of sulfur is determined by the type of fuel and lubricating oil. Therefore, the SO 3 amount adjusting means acquires the amount of sulfur contained in advance depending on the types of fuel and lubricating oil. The intake air sucked into the combustion chamber includes exhaust gas circulated by the EGR means and fresh air or fresh air to be newly sucked. The amount of fresh air is calculated from the flow rate of exhaust gas circulated by the EGR means. Based on these, the SO 3 amount adjusting means calculates the flow rate of the exhaust gas circulated to the combustion chamber by the EGR means. Therefore, the flow rate of the exhaust gas circulated according to the operating state can be adjusted, and corrosion due to SO 3 can be reduced.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
一実施形態による内燃機関としてのディーゼルエンジンを図1に示す。ディーゼルエンジン10は、内燃機関本体としてのエンジン本体11、インジェクタ12、吸気系13、排気系14、EGR部15、燃料供給部16、過給器17および制御部18を備えている。エンジン本体11は、複数のシリンダ21およびシリンダ21の内部を往復移動するピストン22を有している。エンジン本体11は、シリンダ21とピストン22との間に燃焼室23を形成している。インジェクタ12は、先端に噴射ノズル24を有しており、エンジン本体11を貫いて設けられている。インジェクタ12の先端に位置する噴射ノズル24は、燃焼室23に露出している。したがって、本実施形態のディーゼルエンジン10は、インジェクタ12から燃焼室23に燃料を噴射する直噴式のディーゼルエンジンである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A diesel engine as an internal combustion engine according to an embodiment is shown in FIG. The
吸気系13は、吸気通路25を形成する吸気通路形成部材26を有している。吸気通路形成部材26は、一方の端部が吸気口27を形成し、他方の端部がエンジン本体11に接続している。これにより、吸気通路25は、吸気口27と燃焼室23との間を接続している。エンジン本体11の燃焼室23に吸入される新鮮な空気は、吸気口27から吸入される。エンジン本体11は、吸気通路25の燃焼室23側の端部に吸気バルブ28を有している。吸気バルブ28は、吸気通路25と燃焼室23との間を開閉する。
The
排気系14は、排気通路31を形成する排気通路形成部材32を有している。排気通路形成部材32は、一方の端部が排気口33を形成し、他方の端部がエンジン本体11に接続している。これにより、排気通路31は、燃焼室23と排気口33との間を接続している。エンジン本体11から排出される排気は、排気口33から大気中へ放出される。エンジン本体11は、排気通路31の燃焼室23側の端部に排気バルブ34を有している。排気バルブ34は、排気通路31と燃焼室23との間を開閉する。また、排気系14は、触媒35を有している。触媒35は、例えば排気に含まれるHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)を酸化する酸化触媒、NOx(窒素酸化物)を還元する還元触媒、および排気中の微粒子を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter)などを有している。
The
EGR部15は、EGR通路41を形成するEGR通路形成部材42、EGR弁43、EGRクーラ44およびアクチュエータ431を有している。EGR通路41は、排気通路31と吸気通路25とを接続している。エンジン本体11から排気通路31へ排出された排気の一部は、EGR通路41を経由して吸気通路25に戻される。これにより、EGR通路41から戻された排気は、吸気口27から吸入した新鮮な空気とともに燃焼室23へ流入する。EGR弁43は、アクチュエータ431によって駆動され、EGR通路41を全開から全閉まで開閉し、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量を調整する。EGR弁43がEGR通路41を閉鎖しているとき、排気通路31を流れる排気は吸気通路25へ戻されない。EGRクーラ44は、EGR通路41に設けられ、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気を冷却する。排気は、EGRクーラ44を通過することにより放熱し、温度が低下する。
The EGR
燃料供給部16は、インジェクタ12に燃料を供給する。燃料供給部16は、燃料ポンプ46およびコモンレール47を有している。燃料ポンプ46は、図示しない燃料タンクから吸入した燃料を加圧してコモンレール47へ吐出する。コモンレール47は、燃料ポンプ46で加圧された燃料を蓄圧状態で貯える。コモンレール47は、エンジン本体11の複数の燃焼室23にそれぞれ設けられているインジェクタ12と接続している。これにより、コモンレール47に貯えられている燃料は、複数のインジェクタ12へ供給される。
The
過給器17は、タービン51およびコンプレッサ52を有している。タービン51は、排気通路31に設けられ、排気の流れによって回転する。コンプレッサ52は、吸気通路25に設けられ、吸気通路25を流れる吸気を加圧する。タービン51とコンプレッサ52とは、シャフト53によって接続されている。これにより、排気の流れによってタービン51が回転すると、その回転はシャフト53を経由してコンプレッサ52へ伝達され、コンプレッサ52も回転する。その結果、吸気通路25を流れる吸気は、コンプレッサ52の回転によって加圧される。このように過給器17は、排気の力によって吸気を加圧、すなわち過給する。過給器17は、吸気通路25の途中にインタークーラ54を有している。過給器17による過給によって温度が上昇した吸気は、インタークーラ54で放熱し、温度が低下する。
The
制御部18は、CPU、ROMおよびRAMからなるマイクロコンピュータで構成されている。制御部18は、インジェクタ12、EGR弁43および燃料ポンプ46に接続している。インジェクタ12は、制御部18から出力された駆動信号により、噴射ノズル24からの燃料の噴射を断続する。燃料ポンプ46は、制御部18から出力された駆動信号により燃料の吐出量を変更し、コモンレール47およびインジェクタ12へ供給する燃料の圧力を制御する。EGR弁43は、制御部18からアクチュエータ431へ出力された駆動信号により駆動される。EGR弁43は、EGR通路41の開度を制御し、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量を調整する。
The
制御部18を含むディーゼルエンジン10の電気的な構成を図2に示す。制御部18は、回転数センサ61、アクセル開度センサ62および水温センサ63に接続している。回転数センサ61は、エンジン本体11の回転数すなわち図示しないクランクシャフトの回転数を検出し、検出した回転数を電気信号として制御部18へ出力する。アクセル開度センサ62は、図示しないアクセルペダルの開度を検出し、検出したアクセルペダルの開度を電気信号として制御部18へ出力する。水温センサ63は、エンジン本体11の冷却水の温度を検出し、検出した冷却水の温度を電気信号として制御部18へ出力する。
The electrical configuration of the
制御部18は、硫黄量取得部64、エアフロセンサ65、過給圧センサ66、吸気温度センサ67およびEGR温度センサ68に接続している。硫黄量取得部64は、燃料および潤滑油に含まれる硫黄の量を取得する。燃料および潤滑油には微量の硫黄が含まれている場合がある。この燃料や潤滑油に含まれている硫黄の量は、燃料や潤滑油の種類によって既知の値である。そこで、硫黄量取得部64は、ディーゼルエンジン10に使用される燃料や潤滑油の種類に応じて硫黄量を取得する。エアフロセンサ65は、吸気通路25に設けられ、吸気通路25を流れる吸気の流量を検出する。エアフロセンサ65は、EGR部15および過給器17よりも吸気口27側に設けられている。そのため、エアフロセンサ65は、吸気のうち新鮮な空気すなわち新気の流量を検出する。エアフロセンサ65は、検出した新気の流量を電気信号として制御部18へ出力する。過給圧センサ66は、吸気通路25に設けられ、過給器17によって過給された吸気の圧力、すなわち燃焼室23へ吸入される吸気の圧力を検出する。過給圧センサ66は、検出した吸気の圧力を電気信号として制御部18へ出力する。吸気温度センサ67は、吸気通路25に設けられ、吸気通路25を流れる吸気の温度を検出する。吸気温度センサ67は、検出した吸気の温度を電気信号として制御部18へ出力する。EGR温度センサ68は、EGR通路41を経由して排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の温度を検出する。EGR温度センサ68は、検出した排気の温度を電気信号として制御部18へ出力する。
The
制御部18は、噴射量算出部71、ノズル温度取得部72、SO3量調整部73および吸入SO3量算出部74を有している。これら噴射量算出部71、ノズル温度取得部72、SO3量調整部73および吸入SO3量算出部74は、制御部18で実行されるコンピュータプログラムによってソフトウェア的に実現されている。なお、これら噴射量算出部71、ノズル温度取得部72、SO3量調整部73および吸入SO3量算出部74は、ハードウェアとして実現してもよい。
The
噴射量算出部71は、回転数センサ61で検出したエンジン本体11の回転数、アクセル開度センサ62で検出したアクセルペダルの開度からインジェクタ12から噴射する燃料の噴射量を算出する。ノズル温度取得部72は、インジェクタ12の噴射ノズル24の温度を取得する。噴射ノズル24の温度は、エンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度に相関する。そのため、ノズル温度取得部72は、回転数センサ61で検出したエンジン回転数、噴射量算出部71で算出した燃料の噴射量、および水温センサ63で検出した冷却水の温度から噴射ノズル24の温度を推算する。噴射ノズル24の温度は、エンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度と相関するマップとして制御部18のROMなどに記憶されている。したがって、ノズル温度取得部72は、取得したエンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度に基づいて、マップを参照して噴射ノズル24の温度を取得する。なお、ノズル温度取得部72は、噴射ノズル24に温度センサを設け、この温度センサで噴射ノズル24の温度を直接取得する構成としてもよい。
The injection
SO3量調整部73は、EGR弁43とともに特許請求の範囲のSO3量調整手段を構成している。SO3量調整部73は、EGR弁43とともに燃焼室23に吸入される吸気に含まれるSO3の量を制御する。具体的には、SO3量調整部73は、噴射ノズル24の温度およびSO3の酸露点に基づいて、SO3の凝縮が回避される量まで吸気に含まれるSO3を低減させる。SO3量算出部74は、燃焼室23に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量を算出する。SO3量算出部74は、ノズル温度取得部72で取得した噴射ノズル24の温度から、燃焼室23に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量を算出する。燃焼室23に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量は、噴射ノズル24の温度と図3に示す酸露点との関係から算出される。SO3の酸露点は、例えば煙道ガス中のSO3濃度と温度との関係として公知である。この噴射ノズル24の温度と酸露点との関係は、例えばマップとして制御部18のROMに記憶されている。したがって、吸入SO3量算出部74は、ノズル温度取得部72で取得した噴射ノズル24の温度から燃焼室23に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量を算出する。
The SO 3
SO3量調整部73は、吸入SO3量算出部74で算出したSO3の最大量、硫黄量取得部64で取得した硫黄量、エアフロセンサ65で検出した新気の流量、過給圧センサ66で検出した過給圧、吸気温度センサ67で検出した吸気の温度、およびEGR温度センサ68で検出した排気の温度から許容最大EGR量を算出する。硫黄量、新気の流量、過給圧および吸気の温度は、いずれも燃焼室23における燃料の燃焼によって発生するSO3の量に影響を与える。そのため、SO3量調整部73は、これら硫黄量、新気の流量、過給圧および吸気の温度に、吸入SO3量算出部74で算出したSO3の最大量および循環される排気の温度を要素として、許容最大EGR量を算出する。EGR部15によって排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量が許容最大EGR量を超えると、排気に含まれるSO3は噴射ノズル24の温度に応じて酸露点に達し、噴射ノズル24に硫酸として付着するおそれがある。そこで、SO3量調整部73は、算出した許容最大EGR量に基づいてEGR弁43の開度を変更し、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量を許容最大EGR量に調整する。この場合、SO3量を考慮することなく通常の運転状態で設定されるEGR量を通常EGR量とすると、許容最大EGR量は通常EGR量より小さい。すなわち、通常EGR量>許容最大EGR量となる。これにより、燃焼室23へ流入する吸気に含まれる排気の割合が低下し、吸気に含まれるSO3量は減少する。
The SO 3
次に、上記の構成によるディーゼルエンジン10によるEGR制御の流れを図4に基づいて説明する。
ディーゼルエンジン10の運転が開始されると、制御部18はエンジン本体11の回転数を取得する(S101)。制御部18は、回転数センサ61からエンジン本体11の回転数を取得する。また、制御部18は、燃料の噴射量を取得するとともに(S102)、冷却水の温度を取得する(S103)。制御部18は、アクセル開度センサ62で検出したアクセルペダルの開度および回転数センサ61で検出したエンジン本体11の回転数に基づいて算出された燃料の噴射量を噴射量算出部71から取得する。また、制御部18は、水温センサ63から冷却水の温度を取得する。
Next, the flow of EGR control by the
When the operation of the
制御部18は、エンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度を取得すると、これらから噴射ノズル24の温度を算出する(S104)。この噴射ノズル24の温度は、エンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度に相関するマップとしてROMに記憶されている。そのため、制御部18は、取得したエンジン本体11の回転数、燃料の噴射量および冷却水の温度からマップにより噴射ノズル24の温度を算出する。
When the
吸入SO3量算出部74は、S104において算出した噴射ノズル24の温度から酸露点に対応するSO3の最大量を算出する(S105)。算出した噴射ノズル24の温度を酸露点とすると、図3に示す相関関係から、その噴射ノズル24の温度において吸気に許容されるSO3の最大量が算出される。図3に示す相関関係はマップとして制御部18のROMに記憶されているため、吸入SO3量算出部74はS104で算出した噴射ノズル24の温度に基づいてそのマップからSO3の最大量を算出する。このように、吸入SO3量算出部74は、SO3の最大量を算出する。
The intake SO 3
次に、制御部18は、硫黄量取得部64から硫黄量を取得する(S106)。また、制御部18は、エアフロセンサ65から新気の流量を取得し(S107)、過給圧センサ66から過給圧を取得し(S108)、吸気温度センサ67から吸気の温度を取得し(S109)、EGR温度センサ68から循環する排気の温度を取得する(S110)。そして、SO3量調整部73は、S105で算出したSO3の最大量、S106からS110で取得した硫黄量、新気の流量、過給圧、吸気の温度および排気の温度から、許容最大EGR量を算出する(S111)。許容最大EGR量は、SO3の最大量、硫黄量、新気の流量、過給圧、吸気の温度および排気の温度に相関する。そのため、SO3量調整部73は、これらの値に基づいて制御部18のROMに記憶されているマップから許容最大EGR量を算出する。
Next, the
SO3量調整部73は、S111で算出した許容最大EGR量を目標EGR量として設定する(S112)。そして、SO3量調整部73は、設定した許容最大EGR量を目標EGR量としてEGR弁43の開度を変更する(S113)。これにより、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量は、EGR弁43の開度に応じて調整される。この場合、許容最大EGR量は、通常EGR量より小さい。そのため、排気通路31から吸気通路25へ戻される排気の流量が減少するとともに、排気とともに燃焼室23へ吸入されるSO3の量は減少する。その結果、検出された噴射ノズル24の温度において、燃焼室23に吸入されたSO3が酸露点におけるSO3濃度を上回ることはなく、SO3が硫酸として噴射ノズル24へ凝縮することが低減される。
The SO 3
以上説明した一実施形態では、SO3量調整部73は、燃焼室23に吸気とともに吸入されるSO3の量を調整する。これにより、SO3量調整部73は、噴射ノズル24の温度およびSO3の酸露点に基づいて、噴射ノズル24へ凝縮したSO3が付着つまり硫酸の付着を低減する。すなわち、吸気に含まれるSO3の量を低減することにより、噴射ノズル24の温度に関わらず、凝縮したSO3つまり硫酸の噴射ノズル24への付着は低減される。したがって、排気に含まれるSO3の凝縮の低減を図るとともに、凝縮したSO3つまり硫酸による噴射ノズル24の腐食を低減することができる。
In the embodiment described above, the SO 3
また、一実施形態では、吸入SO3量算出部74で燃焼室23に吸入される吸気に許容されるSO3の最大量を算出している。すなわち、吸入SO3量算出部74は、吸気に含まれるSO3として許容される最大量を算出する。そして、SO3量調整部73は、算出したSO3の最大量を基にして、EGR部15によって燃焼室23へ循環させる排気の流量を調整している。SO3量調整部73は、例えば許容されるSO3の最大量が小さくなるほど、EGR部15によって燃焼室23へ循環させる排気の流量を低減する。吸気に許容されるSO3の最大量が小さくなると、EGR部15によって循環するSO3を含む排気の流量は制限される。これにより、SO3量調整部73で循環する排気の流量を低減させることにより、燃焼室23へ吸入されるSO3の量も低減される。したがって、凝縮したSO3による噴射ノズル24の腐食を低減することができる。
In one embodiment, the maximum amount of SO 3 allowed for the intake air sucked into the
さらに、一実施形態では、吸入SO3量算出部74は、噴射ノズル24の温度に基づいてSO3の最大量を算出する。これにより、噴射ノズル24の温度を取得することにより、酸露点に相関するSO3の最大量が算出される。したがって、簡単な処理で凝縮したSO3による噴射ノズル24の腐食を低減することができる。
さらに、一実施形態では、SO3量調整部73は、SO3の最大量、燃焼室23で燃焼する硫黄の量、新気の量、過給圧力、循環する排気の温度および吸気の圧力に基づいてEGR部15によって燃焼室23へ循環する排気の流量を調整している。したがって、エンジン本体11の運転状態に応じて循環する排気の流量を調整することができ、SO3による噴射ノズル24の腐食を低減することができる。
Furthermore, in one embodiment, the intake SO 3
Further, in one embodiment, the SO 3
(その他の実施形態)
上述した一実施形態では、直噴式のディーゼルエンジン10を例に説明した。しかし、ディーゼルエンジンに限らず、EGR部を備えるガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。また、燃料の供給方法として直噴式に限らず、いわゆるポート噴射式のエンジンに本発明を適用してもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the direct
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
図面中、10はディーゼルエンジン(内燃機関)、11はエンジン本体(内燃機関本体)、15はEGR部(EGR手段)、17は過給器、23は燃焼室、24は噴射ノズル、43はEGR弁(SO3量調整手段)、72はノズル温度取得部(ノズル温度取得手段)、73はSO3量調整部(SO3量調整手段)、74は吸入SO3量算出部(SO3量算出手段)を示す。 In the drawings, 10 is a diesel engine (internal combustion engine), 11 is an engine body (internal combustion engine body), 15 is an EGR section (EGR means), 17 is a supercharger, 23 is a combustion chamber, 24 is an injection nozzle, and 43 is EGR. Valve (SO 3 amount adjusting means), 72 is a nozzle temperature acquiring unit (nozzle temperature acquiring means), 73 is an SO 3 amount adjusting unit (SO 3 amount adjusting unit), and 74 is an intake SO 3 amount calculating unit (SO 3 amount calculating). Means).
Claims (4)
前記燃焼室に吸入される吸気に燃料を噴射する噴射ノズルと、
前記燃焼室から排出された排気の少なくとも一部を前記燃焼室へ循環させるEGR手段と、
前記燃焼室に吸入される吸気に含まれるSO3を、前記噴射ノズルの温度および前記SO3の酸露点に基づいて、前記SO3の凝縮が回避される量まで低減するSO3量調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine body forming a plurality of combustion chambers;
An injection nozzle for injecting fuel into the intake air sucked into the combustion chamber;
EGR means for circulating at least part of the exhaust discharged from the combustion chamber to the combustion chamber;
The SO 3 contained in the intake air sucked into the combustion chamber, based on the temperature and acid dew point of the SO 3 in the injection nozzle, and the SO 3 amount adjusting means be reduced to an amount that condensation is avoided of the SO 3 ,
An internal combustion engine comprising:
前記SO3量調整手段は、前記吸入SO3量算出手段で算出した前記SO3の最大量を基に、前記EGR手段により前記燃焼室へ循環する排気の流量を調整することを特徴とする請求項1記載の内燃機関。 An intake SO 3 amount calculating means for calculating the maximum amount of SO 3 allowed for intake air sucked into the combustion chamber;
The SO 3 amount adjusting means adjusts the flow rate of exhaust gas circulated by the EGR means to the combustion chamber based on the maximum amount of SO 3 calculated by the intake SO 3 amount calculating means. Item 6. An internal combustion engine according to Item 1.
前記吸入SO3量算出手段は、前記ノズル温度取得手段で取得した前記噴射ノズルの温度から前記SO3の最大量を算出することを特徴とする請求項2記載の内燃機関。 Nozzle temperature acquisition means for acquiring the temperature of the injection nozzle,
The internal combustion engine according to claim 2, wherein the intake SO 3 amount calculating means calculates the maximum amount of SO 3 from the temperature of the injection nozzle acquired by the nozzle temperature acquiring means.
前記SO3量調整手段は、前記吸入SO3量算出手段で算出した前記SO3の最大量、前記燃焼室における燃焼する硫黄の量、前記燃焼室へ吸入される吸気のうち還流される排気を除く新気の量、前記過給器による前記吸気の過給圧力、前記EGR手段により循環する排気の温度、および前記燃焼室へ吸入される吸気の圧力に基づいて、前記燃焼室へ循環する排気の流量を調整することを特徴とする請求項3記載の内燃機関。 Further comprising a supercharger for supercharging intake air sucked into the combustion chamber by exhaust discharged from the combustion chamber;
The SO 3 amount adjusting means adjusts the exhaust amount recirculated among the maximum amount of SO 3 calculated by the intake SO 3 amount calculating means, the amount of sulfur burned in the combustion chamber, and the intake air sucked into the combustion chamber. Exhaust gas circulating to the combustion chamber based on the amount of fresh air to be removed, the supercharging pressure of the intake air by the supercharger, the temperature of the exhaust gas circulated by the EGR means, and the pressure of the intake air sucked into the combustion chamber The internal combustion engine according to claim 3, wherein the flow rate of the engine is adjusted.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012021459A (en) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Ihi Corp | Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine |
JP2014105627A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2014125909A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device |
JP2014125910A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | Control device of fuel injection device |
WO2014112538A1 (en) | 2013-01-21 | 2014-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
WO2014162832A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection device |
JP2014202095A (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | Diagnosis device of injector |
JP2014222035A (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection device for internal combustion engine |
CN104471222A (en) * | 2012-06-14 | 2015-03-25 | 丰田自动车株式会社 | Fuel injection device |
JP2015086718A (en) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
WO2015072320A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
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Family Cites Families (1)
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Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012021459A (en) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Ihi Corp | Cylinder bore corrosion prevention system of diesel engine |
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CN104471222A (en) * | 2012-06-14 | 2015-03-25 | 丰田自动车株式会社 | Fuel injection device |
JP2014105627A (en) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2014125909A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | Fuel injection device |
JP2014125910A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Toyota Motor Corp | Control device of fuel injection device |
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EP2947302A4 (en) * | 2013-01-21 | 2016-03-02 | Toyota Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JP2014202095A (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | Diagnosis device of injector |
JP5983866B2 (en) * | 2013-04-03 | 2016-09-06 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection device |
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WO2015072320A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
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