JPS6241940A - Knock preventing method for engine utilizing two kinds of fuel - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent knock over the whole operating range, by sucking the mixture of gasoline and air, and by injecting light oil into a combustion chamber in the vicinity of the top dead center during compression stroke. CONSTITUTION:During suction stroke of a high compression ratio engine 1, gasoline from a fuel supply device in an intake-air pipe 3 is atomized and then fed, and the thus obtained mixture is charged into a combustion chamber, and then light oil is injected into the combustion chamber in the vicinity of the top dead center during compression stroke to autogenously ignite the mixture and oil. Further, by adjusting the supply ratio between gasoline and light oil in accordance with the operating condition of the engine, it is possible prevent knock in low, middle and high load ranges.

Description

【発明の詳細な説明】 （Ａ）産業上の利用分野 この発明は、点火栓のない高圧縮比エンジンに２種の燃
料を供給し、シリンダ内で自己燃焼させるとともに、２
種の燃料の供給配分比率を適正に保つことにより、出力
、スモーク（黒煙）、排ガス特性、燃費特性などを改善
しつつ、ノックの発生制御ができるエンジンのノック防
止法に関するものである。Detailed Description of the Invention (A) Industrial Application Field This invention supplies two types of fuel to a high compression ratio engine without a spark plug, causes self-combustion in the cylinder, and
This invention relates to an engine knock prevention method that can control the occurrence of knock while improving output, smoke, exhaust gas characteristics, fuel consumption characteristics, etc. by maintaining an appropriate fuel supply distribution ratio.

（Ｂ）従来の技術 従来、天下栓のない高圧縮比エンジンとして、乙燃料を
使用するディーゼルエンジンがあった。また、点火栓を
もつ低圧縮比エンジンとして、甲燃料を使用するガソリ
ンエンジンがあった。前者は寒冷、始動時にノックが発
生し、後者は高負荷時にノックが発生し、これらを防止
するために現在も多くの研究が続けられている。しかし
、本発明のように、点火栓のない高圧縮比エンジンに甲
燃料を予混合気の状態で吸入し、乙燃料の自己着火で全
供給燃料をシリンダ内で燃焼させるというノック防止法
の考え方はなかった。(B) Conventional Technology Conventionally, there has been a diesel engine that uses Otsu fuel as a high compression ratio engine without a top plug. There was also a gasoline engine that used A fuel as a low compression ratio engine with a spark plug. The former causes knocking when cold or when starting, and the latter causes knocking when the load is high, and much research is currently being carried out to prevent these problems. However, as in the present invention, the concept of the knock prevention method is to inhale the A fuel in a premixed state into a high compression ratio engine without a spark plug, and burn all the supplied fuel in the cylinder by self-ignition of the B fuel. There was no.

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 乙燃料のみによって運転される従来のディーゼルエンジ
ンの欠点は、寒冷時、低負荷またはアイドリング時に激
しいノックを伴なうことである。また、高負荷時にはエ
ンジンから多量のスモーク（黒煙）が排出され、出力性
能も上昇しないことである。(C) Problems to be Solved by the Invention B A disadvantage of conventional diesel engines operated only on fuel is that they are accompanied by severe knocking when cold, under low load, or when idling. Additionally, when the load is high, a large amount of smoke (black smoke) is emitted from the engine, and the output performance does not increase.

一方、甲燃料のみによって運動される従来のガソリンエ
ンジンの欠点は、高負荷域ではノックが発生するために
圧縮比を高くすることができず、それゆえ熱効率が低い
。また、空燃費制御用のスロットルバルブが必要となる
ため、部分負荷域ではポンプ損失が増大して、さらに熱
効率を低下させている。これらの理由により、燃料費が
高く、大形エンジンや商業用エンジンとして適さないこ
とである。On the other hand, the drawback of conventional gasoline engines that are powered only by fuel is that the compression ratio cannot be increased due to the occurrence of knock in the high load range, and therefore the thermal efficiency is low. Furthermore, since a throttle valve for air/fuel efficiency control is required, pump loss increases in the partial load range, further reducing thermal efficiency. For these reasons, fuel costs are high and they are not suitable for large or commercial engines.

そこで、甲燃料のみ、乙燃料のみで運転される従来から
のエンジンの欠点を取り除いたエンジンの開発が、以前
から強く望まれていた。Therefore, there has long been a strong desire to develop an engine that eliminates the drawbacks of conventional engines that operate only on fuel A and fuel B.

本発明は、こうした世の中の強い要望にこたえるために
発明されたものである。The present invention was invented to meet these strong demands in the world.

（Ｄ）問題を解決するための手段 いま、その装置の構成を説明すると、 （イ）点火栓のない高圧縮比エンジン（１）の吸気管（
３）に甲燃料を霧化して供給する吸気管内甲燃料供給装
置（１０ｂ）を設ける。(D) Means to solve the problem Now, to explain the configuration of the device: (a) Intake pipe of high compression ratio engine (1) without spark plug (
3) is provided with an inlet fuel supply device (10b) in the intake pipe that atomizes and supplies inlet fuel.

（ロ）シリンダヘッド（２）にシリンダ内乙燃料噴射ノ
ズル（９ｂ）を設ける。(b) An in-cylinder fuel injection nozzle (9b) is provided in the cylinder head (2).

（ハ）高圧縮比エンジン（１）に供給される甲燃料、乙
燃料の供給配分比率は、運転条件に応じてノックを防止
し、最適性能が得られるように、甲燃料の供給量の変化
に応じて、乙燃料の供給量をエンジン回転数、アクセル
ペダル（８）の開度に連動するように決定しておく。(c) The supply distribution ratio of Fuel A and Fuel B supplied to the high compression ratio engine (1) is determined by changing the supply amount of Fuel A to prevent knocking and obtain optimal performance depending on the operating conditions. Accordingly, the amount of fuel supplied is determined to be linked to the engine speed and the opening degree of the accelerator pedal (8).

（Ｅ）発明の効果 本発明の効果を述べると、 寒冷時、低負荷またはアイドリング時には、全供給燃料
に対してわずかの甲燃料を予混合気としてエンジンに供
給することにより、着火遅れ期間が短縮されてノックを
防止できる。(E) Effects of the Invention To describe the effects of the invention, during cold weather, low load, or idling, the ignition delay period is shortened by supplying a small amount of A fuel to the entire fuel supply as a premix to the engine. This can prevent knocking.

また、中、高、負荷時には、全供給燃料に対して相当量
の甲燃料を予混合気としてエンジンに供給しても、わず
かに噴射された乙燃料の自己着火による無数の火種によ
って、いいかえれば、あたかも無数の点火栓で点火させ
たかのように、ほぼ同時に全供給燃料を燃焼させること
ができ、高圧縮比をもつガソリンエンジンでは通常避け
られないノックを防止することができる。In addition, at medium, high, and load conditions, even if a considerable amount of fuel A is supplied to the engine as a premix to the total amount of fuel supplied, countless ignition sources due to self-ignition of a small amount of fuel injected, in other words, , the entire fuel supply can be combusted almost simultaneously, as if ignited by countless spark plugs, and the knock that is normally inevitable in gasoline engines with high compression ratios can be prevented.

次に、本発明の効果を確認した実施例を図を用いて説明
すると、 第２図は、排気量２７０ｍｌ、圧縮比２４の副室付ディ
ーゼルエンジンに、甲燃料としてガソリンを霧化して吸
気管内に供給し、乙燃料として軽油をシリンダ内に高圧
噴射して、２０００ｒｐｍで運転したものである。図中
の曲線のぞばにある数字は、甲燃料の供給量を全供給燃
料の量で除したものをパーセントで示している。すなわ
ち、０％はベースとなったディーゼルエンジンの性能で
ある。Next, an example in which the effects of the present invention were confirmed will be explained using figures. Figure 2 shows a diesel engine with a pre-chamber with a displacement of 270 ml and a compression ratio of 24. The engine was operated at 2000 rpm with high-pressure injection of light oil into the cylinder as fuel. The numbers next to the curves in the diagram indicate the amount of supplied fuel A divided by the total amount of supplied fuel, expressed as a percentage. In other words, 0% is the performance of the base diesel engine.

本実施例より、甲燃料、乙燃料の供給配分比率を変える
ことにより、ベースのディーゼルエンジンに比べて、ノ
ックすることなく、エンジン諸性能をも改善している。In this embodiment, by changing the supply distribution ratio of fuel A and fuel B, various engine performances are improved without knocking compared to the base diesel engine.

（Ｆ）他の実施例 なお、本発明の実施にあたって、次のようにしても同様
の効果が得られる。(F) Other Examples In carrying out the present invention, similar effects can be obtained by the following method.

（イ）甲燃料供給装置は、電子制御式、機械式あるいは
気化（霧化）式のいずれでもよい。(a) The fuel supply device A may be of an electronically controlled type, mechanical type, or vaporization (atomization) type.

（ロ）甲燃料の供給量に見合った乙燃料をエンジンに供
給するため、既存のガソリンエンジンにみられるような
ノックセンサをエンジンに取り付け、その出力信号を利
用して乙燃料の供給量を決定してもよい。(b) In order to supply the engine with B fuel commensurate with the supply amount of A fuel, a knock sensor similar to those found in existing gasoline engines is attached to the engine, and its output signal is used to determine the supply amount of B fuel. You may.

（ハ）燃料室には副室があっても、なくてもよい。(c) The fuel chamber may or may not have an auxiliary chamber.

（ニ）ノックを防止するために、乙燃料の供給量調節と
同時に、乙燃料の噴射時期を調節してもよい。(d) In order to prevent knocking, the injection timing of the fuel O may be adjusted simultaneously with the adjustment of the supply amount of the fuel O.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一部切断側面図 第２図は本発明の実施結果図 １は高圧縮比エンジン ２はシリンダヘッド ３は吸気管 ４は排気弁 ５は吸気弁 ６はエアクリーナ ７はピストン ８はアクセルペダル ９ａは乙燃料用燃料噴射ポンプ ９ｂはシリンダ内乙燃料噴射ノズル １０ａは甲燃料用燃料ポンプ FIG. 1 is a partially cutaway side view of the present invention. Figure 2 is a diagram of the implementation results of the present invention. 1 is a high compression ratio engine 2 is the cylinder head 3 is the intake pipe 4 is the exhaust valve 5 is the intake valve 6 is air cleaner 7 is the piston 8 is the accelerator pedal 9a is the fuel injection pump for Otsu fuel. 9b is the fuel injection nozzle inside the cylinder 10a is the fuel pump for A fuel

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （Ａ）点火栓のない高圧縮比エンジン（１）に、ガソリ
ンまたは、これに類似した性状をもつ燃料（以下、甲燃
料という）を、吸気管内甲燃料供給装置（１０ｂ）を用
いて吸気管内に霧化して供給する。 （Ｂ）甲燃料と空気の予混合気が吸入行程期間中にシリ
ンダ内に吸入される。 （Ｃ）ピストン（７）が圧縮上死点付近にきたとき、軽
油または、これに類似した性状をもつ燃料（以下、乙燃
料という）は、シリンダ内乙燃料噴射ノズル（９ｂ）に
よってシリンダ内に高圧噴射されて自己着火し、その燃
料エネルギでもって甲燃料もほぼ同時に燃える。それゆ
え、空燃比制御のためのスロットルバルブは不要となる
。 （Ｄ）甲燃料、乙燃料の供給の配分比率は、運転条件に
応じてノックを防止することのできる比率にあらかじめ
設定しておく。 （Ｅ）甲燃料、乙燃料の供給量はアクセルペダル（８）
と連動する。[Scope of Claims] (A) Gasoline or a fuel with properties similar to gasoline (hereinafter referred to as fuel A) is supplied to the high compression ratio engine (1) without a spark plug by the A fuel supply device (10b) in the intake pipe. ) to atomize and supply into the intake pipe. (B) A premixture of fuel and air is drawn into the cylinder during the intake stroke. (C) When the piston (7) is near the compression top dead center, light oil or a fuel with similar properties (hereinafter referred to as fuel) is injected into the cylinder by the cylinder fuel injection nozzle (9b). It is injected at high pressure and self-ignites, and the fuel energy burns almost simultaneously. Therefore, a throttle valve for air-fuel ratio control becomes unnecessary. (D) The distribution ratio of the supply of fuel A and fuel B is set in advance to a ratio that can prevent knocking depending on the operating conditions. (E) The supply amount of fuel A and fuel B is the accelerator pedal (8)
Linked with.