JP2000130180A - Six stroke diesel engine - Google Patents

Six stroke diesel engine

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JP2000130180A
JP2000130180A JP29976098A JP29976098A JP2000130180A JP 2000130180 A JP2000130180 A JP 2000130180A JP 29976098 A JP29976098 A JP 29976098A JP 29976098 A JP29976098 A JP 29976098A JP 2000130180 A JP2000130180 A JP 2000130180A
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JP
Japan
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stroke
fuel
cylinder
injected
combustion
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JP29976098A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Uchida
登 内田
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B75/021Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having six or more strokes per cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce not only the discharge of NOx but also the discharge of soot. SOLUTION: In a six stroke diesel engine, one cycle is formed by six strokes such as a suction stroke, first compression stroke, first combustion stroke, second compression stroke, second combustion stroke and exhaust stroke. A first injection fuel out of the fuel injected by one cycle in the cylinder 11 of this engine is directly injected in the cylinder 11 from the latter term of the first compression stroke over the former term of the first combustion stroke and a second injection fuel is directly injected in the cylinder 11 from the initial term over the middle term of the second compression stroke and further it is constituted so that the first injection amount becomes same as the second injection amount or less than the second injection amount.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気行程、第1圧
縮行程、第1燃焼行程、第2圧縮行程、第2燃焼行程及
び排気行程の6行程で1サイクルが形成される6ストロ
ークディーゼルエンジンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a six-stroke diesel engine in which one cycle is formed by six strokes of an intake stroke, a first compression stroke, a first combustion stroke, a second compression stroke, a second combustion stroke, and an exhaust stroke. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、6ストロークディーゼルエンジン
では、図4及び図5に示すように、先ず吸気行程におい
て吸気弁3が開いた状態でピストン2が下降してシリン
ダ1内に空気が導入され(図4(a))、第1圧縮行程
において吸気弁3が閉じた状態でピストン2が上昇して
上記空気が圧縮される(図4(b))。第1圧縮行程の
終期から第1燃焼行程(第1膨張行程)の初期にかけて
燃料噴射ノズル8aから1回目の燃料がシリンダ1内に
噴射され(図5)、ピストン2が第1圧縮行程の上死点
近傍に達したときにシリンダ1内の混合気が自己着火し
燃焼してピストン2が下降する(第1燃焼行程(図4
(c)))。次に第2圧縮行程において吸気弁3及び排
気弁4が閉じた状態でピストン2が上昇してシリンダ1
内の既燃ガスが圧縮される(図4(d))。第2圧縮行
程の終期から第2燃焼行程(第2膨張行程)の初期にか
けて燃料噴射ノズル8aから2回目の燃料がシリンダ1
内に噴射され(図5)、ピストン2が第2圧縮行程の上
死点近傍に達したときにシリンダ1内の混合気が自己着
火し燃焼してピストン2が下降する(第2燃焼行程(図
4(e)))。更に排気行程において排気弁4が開いた
状態でピストン2が上昇してシリンダ1内の既燃ガスが
排出される(図4(f))。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a 6-stroke diesel engine, as shown in FIGS. 4 and 5, first, in a suction stroke, a piston 2 descends with an intake valve 3 opened, and air is introduced into a cylinder 1 ( 4A, the piston 2 rises in the first compression stroke with the intake valve 3 closed, and the air is compressed (FIG. 4B). From the end of the first compression stroke to the early stage of the first combustion stroke (first expansion stroke), the first fuel is injected into the cylinder 1 from the fuel injection nozzle 8a (FIG. 5), and the piston 2 is moved above the first compression stroke. When reaching the vicinity of the dead center, the air-fuel mixture in the cylinder 1 self-ignites and burns, and the piston 2 descends (first combustion stroke (FIG. 4)
(C))). Next, in the second compression stroke, the piston 2 rises with the intake valve 3 and the exhaust valve 4 closed and the cylinder 1
The burned gas inside is compressed (FIG. 4D). From the end of the second compression stroke to the beginning of the second combustion stroke (second expansion stroke), the second fuel from the fuel injection nozzle 8a is supplied to the cylinder 1
When the piston 2 reaches near the top dead center of the second compression stroke, the air-fuel mixture in the cylinder 1 self-ignites and burns, and the piston 2 descends (second combustion stroke (FIG. 5)). (FIG. 4 (e))). Further, in the exhaust stroke, the piston 2 rises with the exhaust valve 4 opened, and the burned gas in the cylinder 1 is discharged (FIG. 4 (f)).

【0003】このように動作する六ストロークディーゼ
ル機関の性能予測(現象論モデルを用いた解析及びモデ
ル実験)と題する論文が第12回内燃機関シンポジウム
講演(1995年7月18日〜20日)において発表さ
れている。この論文では、1サイクルでシリンダ1内に
噴射される燃料を100%とし、1回目及び2回目の燃
料噴射量をそれぞれ40%及び60%としたときに、N
Oxの排出量が4ストロークディーゼルエンジンの1/
10以下となることが示されている。これは6ストロー
クディーゼルエンジンの1回目の燃焼により発生した既
燃ガスに多量の燃焼に寄与しないガスが含まれるため、
2回目の燃焼温度が低く抑えられ、NOxの排出を低減
できるものと考えられる。
A paper entitled Performance prediction (analysis and model experiment using a phenomenological model) of a six-stroke diesel engine operating in this manner was presented at the 12th internal combustion engine symposium lecture (July 18-20, 1995). It has been announced. In this paper, when the fuel injected into the cylinder 1 in one cycle is 100% and the first and second fuel injection amounts are 40% and 60%, respectively, N
Ox emission is 1 / of the 4-stroke diesel engine
It is shown to be less than 10. This is because the burned gas generated by the first combustion of the 6-stroke diesel engine contains a large amount of gas that does not contribute to combustion.
It is considered that the second combustion temperature is kept low, and the emission of NOx can be reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の6
ストロークディーゼルエンジンでは、上述のように2回
目の燃料噴射量を1回目の燃料噴射量より多くすると、
煤を多く排出する不具合がある。これは2回目に噴射さ
れた燃料が多いと、この燃料がシリンダ内の既燃ガスと
十分に混合される前に着火するためと、空気との混合不
十分及び空気量不足による不完全燃焼によるためである
と考えられる。本発明の目的は、NOxの排出を低減す
るのみならず、煤の排出も低減できる6ストロークディ
ーゼルエンジンを提供することにある。
However, the above conventional 6
In a stroke diesel engine, if the second fuel injection amount is larger than the first fuel injection amount as described above,
There is a problem of discharging a large amount of soot. This is because if a large amount of fuel is injected the second time, the fuel ignites before the fuel is sufficiently mixed with the burned gas in the cylinder, and incomplete combustion due to insufficient mixing with air and insufficient air volume. It is thought that it is. It is an object of the present invention to provide a six-stroke diesel engine that can reduce not only NOx emissions but also soot emissions.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1及び図2に示すように、吸気行程、第1圧縮行程、
第1燃焼行程、第2圧縮行程、第2燃焼行程及び排気行
程の6行程で1サイクルが形成される6ストロークディ
ーゼルエンジンの改良である。その特徴ある構成は、1
サイクルでシリンダ11内に噴射される燃料のうち1回
目の噴射燃料が第1圧縮行程の終期から第1燃焼行程の
前期にかけてシリンダ11内に直接噴射され、2回目の
噴射燃料が第2圧縮行程の初期から中期にかけてシリン
ダ11内に直接噴射され、1回目の噴射量が2回目の噴
射量と同量又は2回目の噴射量より少なくなるように構
成されたところにある。
The invention according to claim 1 is
As shown in FIGS. 1 and 2, the intake stroke, the first compression stroke,
This is an improvement of a six-stroke diesel engine in which one cycle is formed by six strokes of a first combustion stroke, a second compression stroke, a second combustion stroke, and an exhaust stroke. Its characteristic configuration is 1
Of the fuel injected into the cylinder 11 in the cycle, the first injected fuel is directly injected into the cylinder 11 from the end of the first compression stroke to the first half of the first combustion stroke, and the second injected fuel is injected into the second compression stroke. Is injected directly into the cylinder 11 from the initial period to the middle period, so that the first injection amount is equal to or less than the second injection amount.

【0006】この請求項1に記載された6ストロークデ
ィーゼルエンジンでは、2回目に噴射される燃料は高温
の既燃ガスに接触するので、速やかに気化する。またこ
の燃料が気化するときに燃料が既燃ガスの熱を奪うので
(気化潜熱)、既燃ガスが冷却されてピストン12の圧
縮仕事を低減できる。更に上記燃料が第2圧縮行程の早
い時期にシリンダ11内に噴射されるので、燃料が既燃
ガスに十分に混合され、均一な予混合気を形成でき、N
Oxや煤の少ない予混合圧縮着火燃焼が可能となる。
[0006] In the six-stroke diesel engine according to the first aspect of the present invention, the fuel injected the second time comes into contact with the high-temperature burned gas, so that it evaporates quickly. Further, since the fuel takes away the heat of the burned gas when the fuel is vaporized (vaporization latent heat), the burned gas is cooled and the compression work of the piston 12 can be reduced. Further, since the fuel is injected into the cylinder 11 early in the second compression stroke, the fuel is sufficiently mixed with the burned gas, and a uniform premixed gas can be formed.
Premixed compression ignition combustion with less Ox and soot is possible.

【0007】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、更に図1及び図2に示すように、2回目の
噴射燃料が第2圧縮行程の初期から中期にかけてシリン
ダ11内に1回又は2回以上に分けて直接噴射されるよ
うに構成されたことを特徴とする。この請求項2に記載
された6ストロークディーゼルエンジンでは、2回目に
噴射される燃料を第2圧縮行程の早い時期にしかも1回
又は2回以上に分けてシリンダ11内に噴射する、特に
2回以上に分けて噴射すれば、燃料が既燃ガスに更に十
分に混合され、更に均一な予混合気を形成でき、更にN
Oxや煤の少ない予混合圧縮着火燃焼が可能となる。
[0007] The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, and furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, the second injected fuel is supplied to the cylinder 11 from the beginning to the middle of the second compression stroke. It is characterized in that it is configured to be directly injected once or twice or more. In the six-stroke diesel engine according to the second aspect, the fuel to be injected for the second time is injected into the cylinder 11 at an early stage of the second compression stroke and once or twice or more, particularly twice. If the fuel is divided and injected, the fuel is more sufficiently mixed with the burned gas, and a more uniform premixed gas can be formed.
Premixed compression ignition combustion with less Ox and soot is possible.

【0008】請求項3に係る発明は、請求項1又は2係
る発明であって、更に図1及び図3に示すように、シリ
ンダ11内に燃料を噴射する燃料噴射装置16がコモン
レール式の燃料噴射装置であることを特徴とする。この
請求項3に記載された6ストロークディーゼルエンジン
では、1回目及び2回目の燃料の噴射量及び噴射時期を
所望の量及び時期に自由に制御できる。特に2回目の燃
料の噴射時期及び噴射回数を自由に設定できる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein as shown in FIGS. 1 and 3, a fuel injection device 16 for injecting fuel into the cylinder 11 is of a common rail type. It is an injection device. In the six-stroke diesel engine according to the third aspect, the first and second fuel injection amounts and injection timings can be freely controlled to desired amounts and timings. In particular, the second fuel injection timing and the number of injections can be freely set.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図1〜図3に示すように、6ストロ
ークディーゼルエンジン10では吸気行程、第1圧縮行
程、第1燃焼行程(第1膨張行程)、第2圧縮行程、第
2燃焼行程(第2膨張行程)及び排気行程の6行程で1
サイクルが形成される。このエンジン10はシリンダ1
1内を上下動するピストン12と、吸気ポート13aを
開閉する吸気弁13と、排気ポート14aを開閉する排
気弁14と、シリンダ11内に燃料を噴射する燃料噴射
装置16とを備える。ピストン12はコネクティングロ
ッド17を介してクランク軸(図示せず)に接続され
る。また図示しないが吸気ポート13aは吸気マニホル
ドを介して吸気管に接続され(図1)、排気ポート14
aは排気マニホルドを介して排気管に接続される(図1
及び図3)。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, in the six-stroke diesel engine 10, an intake stroke, a first compression stroke, a first combustion stroke (first expansion stroke), a second compression stroke, and a second combustion stroke (second expansion stroke). And 1 in 6 exhaust strokes
A cycle is formed. This engine 10 has a cylinder 1
1, a piston 12 that moves up and down, an intake valve 13 that opens and closes an intake port 13a, an exhaust valve 14 that opens and closes an exhaust port 14a, and a fuel injection device 16 that injects fuel into the cylinder 11. The piston 12 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 17. Although not shown, the intake port 13a is connected to an intake pipe via an intake manifold (FIG. 1).
a is connected to an exhaust pipe through an exhaust manifold (FIG. 1).
And FIG. 3).

【0010】燃料噴射装置16はコモンレール式の燃料
噴射装置であり、各シリンダ11に配設され各シリンダ
11内に燃料を噴射するユニットインジェクタ18(図
1及び図3)と、このインジェクタ18に蓄圧室19
(図3)を介して接続された圧送ポンプ21(図3)と
を有する。図3に詳しく示すように、インジェクタ18
にはこのインジェクタ18の噴射ノズル18a(図1)
の開閉を制御する電磁弁18bが設けられ、圧送ポンプ
21には燃料タンク22から吸い上げられた燃料の蓄圧
室19への供給量を調整する吐出量制御弁21aが設け
られる。また蓄圧室19にはこの蓄圧室19内の燃料の
圧力を検出する圧力センサ19aが設けられる。
The fuel injection device 16 is a common rail type fuel injection device. A unit injector 18 (FIGS. 1 and 3) is provided in each cylinder 11 and injects fuel into each cylinder 11; Room 19
It has a pressure feed pump 21 (FIG. 3) connected via (FIG. 3). As shown in detail in FIG.
The injection nozzle 18a of the injector 18 (FIG. 1)
An electromagnetic valve 18b for controlling the opening and closing of the pump is provided, and a pumping pump 21 is provided with a discharge amount control valve 21a for adjusting a supply amount of the fuel sucked up from the fuel tank 22 to the pressure accumulating chamber 19. The pressure accumulating chamber 19 is provided with a pressure sensor 19a for detecting the pressure of the fuel in the accumulating chamber 19.

【0011】圧力センサ19aの検出出力はエンジン負
荷センサ23、エンジン回転センサ24及びクランク角
センサ26の各検出出力とともにコントローラ27の制
御入力に接続される。またコントローラ27の制御出力
は上記電磁弁18b及び吐出量制御弁21aにそれぞれ
接続される。蓄圧室19には圧送ポンプ21により圧送
された燃料が極めて高い圧力で貯留されるように構成さ
れる。またコントローラ27はクランク角センサ26の
検出出力に基づいてユニットインジェクタ18の噴射ノ
ズル18a(図1)の開閉時期及び開時間を制御するよ
うに構成される。なお、図3の符号28は排気マニホル
ド29に排気管31を介して接続されたマフラである。
A detection output of the pressure sensor 19a is connected to a control input of a controller 27 together with detection outputs of an engine load sensor 23, an engine rotation sensor 24, and a crank angle sensor 26. The control output of the controller 27 is connected to the solenoid valve 18b and the discharge amount control valve 21a, respectively. The fuel pumped by the pressure pump 21 is stored in the pressure accumulating chamber 19 at an extremely high pressure. Further, the controller 27 is configured to control the opening / closing timing and the opening time of the injection nozzle 18a (FIG. 1) of the unit injector 18 based on the detection output of the crank angle sensor 26. Reference numeral 28 in FIG. 3 denotes a muffler connected to the exhaust manifold 29 via an exhaust pipe 31.

【0012】本実施の形態の特徴ある構成は、1サイク
ルでシリンダ11内に噴射される燃料のうち1回目の噴
射燃料が第1圧縮行程の終期から第1燃焼行程の前期に
かけてシリンダ11内に直接噴射され、2回目の噴射燃
料が第2圧縮行程の初期から中期にかけてシリンダ11
内に直接噴射され、更に1回目の噴射量が2回目の噴射
量と同量又は2回目の噴射量より少なくなるように構成
されたところにある。また2回目の噴射燃料は第2圧縮
行程の初期から中期にかけてシリンダ11内に1回又は
2回以上に分けて直接噴射されるように構成される。
A characteristic configuration of the present embodiment is that, among the fuel injected into the cylinder 11 in one cycle, the first injected fuel enters the cylinder 11 from the end of the first compression stroke to the first half of the first combustion stroke. Direct injection is performed, and the second injected fuel is supplied to the cylinder 11 from the beginning to the middle of the second compression stroke.
And the first injection amount is set to be equal to or less than the second injection amount. Further, the second injected fuel is configured to be directly injected into the cylinder 11 once or twice or more from the beginning to the middle of the second compression stroke.

【0013】具体的には、1サイクルでシリンダ11内
に噴射される燃料のうち30〜50%の燃料、好ましく
は40〜45%の燃料が第1圧縮行程の終期から第1燃
焼行程の前期にかけてシリンダ11内に直接噴射され、
残りの70〜50%の燃料、好ましくは60〜55%の
燃料が第2圧縮行程の初期から中期にかけてシリンダ1
1内に1回又は2回以上(好ましくは2〜4回)に分け
て直接噴射されるように構成される。1回目の燃料噴射
量を30〜50%としたのは、30%未満では既燃ガス
の生成量が十分でなく、50%を越えると煤が発生する
不具合があるからである。また2回目の燃料噴射量を7
0〜50%としたのは、50%未満では予混合気の自己
着火時期が早過ぎる不具合があるからである。
Specifically, 30-50% of the fuel injected into the cylinder 11 in one cycle, preferably 40-45% of the fuel is supplied from the end of the first compression stroke to the first half of the first combustion stroke. Directly into the cylinder 11
The remaining 70 to 50% of the fuel, preferably 60 to 55%, is supplied to the cylinder 1 from the beginning to the middle of the second compression stroke.
It is configured to be directly injected once or twice or more (preferably 2 to 4 times) within one. The reason why the first fuel injection amount is set to 30 to 50% is that if the amount is less than 30%, the amount of burned gas is not sufficient, and if it exceeds 50%, soot is generated. Also, the second fuel injection amount is 7
The reason for setting it to 0 to 50% is that if it is less than 50%, there is a problem that the self-ignition timing of the premixed gas is too early.

【0014】このように構成された6ストロークディー
ゼルエンジンの動作を説明する。先ず吸気行程において
吸気弁13が開いた状態でピストン12が下降し、シリ
ンダ13内に吸気ポート13aから空気が導入される
(図1(a))。次いで第1圧縮行程において吸気弁1
3が閉じた状態でピストン12が上昇して上記空気が圧
縮される(図1(b))。第1圧縮行程の終期から第1
燃焼行程の初期にかけて、即ち圧縮上死点近傍で、コン
トローラ27がユニットインジェクタ18の電磁弁18
b(図3)を制御して噴射ノズル18aから1回目の燃
料をシリンダ11内に直接噴射する(図2)。この燃料
が噴射されている間にシリンダ11内の混合気が自己着
火し、通常のディーゼル燃焼が行われてピストン12が
下降する(第1燃焼行程(図1(c)))。この際に発
生するNOxは負荷の低い分だけ低く、煤の発生も抑制
される。
The operation of the thus constructed 6-stroke diesel engine will be described. First, in the intake stroke, the piston 12 descends with the intake valve 13 opened, and air is introduced into the cylinder 13 from the intake port 13a (FIG. 1A). Next, in the first compression stroke, the intake valve 1
In a state where 3 is closed, the piston 12 rises to compress the air (FIG. 1B). From the end of the first compression stroke to the first
Early in the combustion stroke, that is, near the compression top dead center, the controller 27 operates the solenoid valve 18 of the unit injector 18.
b (FIG. 3) to directly inject the first fuel from the injection nozzle 18a into the cylinder 11 (FIG. 2). While the fuel is being injected, the air-fuel mixture in the cylinder 11 self-ignites, normal diesel combustion is performed, and the piston 12 descends (first combustion stroke (FIG. 1 (c))). NOx generated at this time is lower by the lower load, and soot generation is also suppressed.

【0015】次に第1燃焼行程が終了しても、排気弁1
4を開かずに第2圧縮行程に移行する。即ち、第2圧縮
行程において吸気弁13及び排気弁14が閉じた状態で
ピストン12が上昇してシリンダ11内の既燃ガスが圧
縮される(図1(d))とともに、第2圧縮行程の初期
から中期にかけてコントローラがユニットインジェクタ
18の電磁弁18b(図3)を制御して噴射ノズル18
aから2回目の燃料を3回に分けてシリンダ11内に直
接噴射する(図2)。この噴射燃料は高温の既燃ガスに
接触するので、速やかに気化し、同時にこの燃料が気化
するときに燃料が既燃ガスの熱を奪うので(気化潜
熱)、既燃ガスが冷却されてピストン12の圧縮仕事を
低減でき、更に上記燃料が第2圧縮行程の早い時期にし
かも3回に分けてシリンダ11内に噴射されるので、燃
料が既燃ガスに十分に混合され、均一な予混合気を形成
できる。この状態でピストン12が第2圧縮行程の圧縮
上死点近傍に達すると、上記予混合気が自己着火して燃
焼し、ピストン12が下降する(第2燃焼行程(図1
(e)))。更に排気行程において排気弁が開いた状態
でピストン12が上昇してシリンダ11内の既燃ガスが
排出される(図1(f))。
Next, even if the first combustion stroke is completed, the exhaust valve 1
The process proceeds to the second compression stroke without opening the fourth compression stroke. That is, in the second compression stroke, the piston 12 rises in a state where the intake valve 13 and the exhaust valve 14 are closed, and the burned gas in the cylinder 11 is compressed (FIG. 1 (d)). The controller controls the solenoid valve 18b (FIG. 3) of the unit injector 18 from the initial period to the middle period to control the injection nozzle 18
A second fuel injection from a is directly injected into the cylinder 11 in three times (FIG. 2). This injected fuel comes into contact with the high-temperature burned gas, so it evaporates quickly. At the same time, when this fuel evaporates, the fuel takes away the heat of the burned gas (latent heat of vaporization). 12 can be reduced, and the fuel is injected into the cylinder 11 at an early stage of the second compression stroke and three times, so that the fuel is sufficiently mixed with the burned gas and uniform premixing is performed. You can build your mind. In this state, when the piston 12 reaches the vicinity of the compression top dead center of the second compression stroke, the premixed gas self-ignites and burns, and the piston 12 descends (second combustion stroke (FIG. 1)).
(E))). Further, in the exhaust stroke, the piston 12 rises with the exhaust valve opened, and the burned gas in the cylinder 11 is discharged (FIG. 1 (f)).

【0016】上記予混合気には燃焼に寄与しないガスが
多量に含まれるため、シリンダ11内での燃焼温度が低
く抑えられ、NOxの排出を低減できる。また第1燃焼
行程後にシリンダ11内に発生した既燃ガスには未だ空
気が残っており、この空気と燃料の噴射量との割合を、
1回目及び2回目の燃料の噴射量をそれぞれ30〜50
%及び70〜50%の範囲内で調整することにより、2
回目の燃焼を理論的に完全燃焼する割合(ストイキ:St
oichiometric)に近付けることができるとともに、2回
目の自己着火時期を第2圧縮行程の上死点付近に制御で
きるので、2回目の燃焼を向上できる。これにより1回
目の燃焼でシリンダ11内に残った煤も2回目の燃焼で
再酸化され、煤の排出を低減できる。
Since the premixed gas contains a large amount of gas that does not contribute to combustion, the combustion temperature in the cylinder 11 can be kept low, and the emission of NOx can be reduced. Further, air still remains in the burned gas generated in the cylinder 11 after the first combustion stroke, and the ratio of this air to the fuel injection amount is expressed by:
The first and second fuel injection amounts are 30 to 50 respectively.
% And within the range of 70-50%, 2
Ratio of theoretically complete combustion of the second combustion (stoichiometric: St
oichiometric) and the second self-ignition timing can be controlled near the top dead center of the second compression stroke, so that the second combustion can be improved. As a result, the soot remaining in the cylinder 11 in the first combustion is also re-oxidized in the second combustion, and the emission of soot can be reduced.

【0017】なお、上記実施の形態では、2回目の燃料
を第2圧縮行程の初期から中期にかけてシリンダ内に3
回に分けて直接噴射したが、2回目の燃料がシリンダの
内壁面にまで到達せず(内壁面に付着せず)に、シリン
ダ内の既燃ガスと十分に混合して均一な予混合気を形成
できれば、2回目の燃料を第2圧縮行程の初期から中期
にかけてシリンダ内に1回で直接噴射しても、或いは2
回又は4回以上に分けて直接噴射してもよい。
In the above embodiment, the second fuel is injected into the cylinder from the beginning to the middle of the second compression stroke.
The fuel was injected directly in two separate injections, but the second fuel did not reach the inner wall surface of the cylinder (it did not adhere to the inner wall surface), but was sufficiently mixed with the burned gas in the cylinder to obtain a uniform premixed gas. Can be formed by directly injecting the second fuel directly into the cylinder from the beginning to the middle of the second compression stroke, or
The injection may be performed directly or four times or more.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、1
サイクルで6ストロークディーゼルエンジンのシリンダ
内に噴射される燃料のうち1回目の噴射燃料を第1圧縮
行程の終期から第1燃焼行程の前期にかけてシリンダ内
に直接噴射し、2回目の噴射燃料を第2圧縮行程の初期
から中期にかけてシリンダ内に直接噴射し、更に1回目
の噴射量を2回目の噴射量と同量又は2回目の噴射量よ
り少なくするように構成したので、2回目に噴射される
燃料が高温の既燃ガスに接触されて速やかに気化する。
またこの燃料が気化するときに燃料が既燃ガスの熱を奪
うので(気化潜熱)、既燃ガスが冷却されてピストンの
圧縮仕事を低減できる。更に上記燃料が第2圧縮行程の
早い時期にシリンダ内に噴射されるので、燃料が既燃ガ
スに十分に混合され、均一な予混合気を形成できる。こ
の結果、2回目の燃焼を向上できるので、1回目の燃焼
でシリンダ内に残った煤も2回目の燃焼で再酸化され、
煤の排出を低減できる。また上記予混合気には燃焼に寄
与しないガスが多量に含まれるため、シリンダ内での燃
焼温度を低く抑えることができ、NOxの排出を低減で
きる。
As described above, according to the present invention, 1
Of the fuel injected into the cylinder of a 6-stroke diesel engine in a cycle, the first injected fuel is directly injected into the cylinder from the end of the first compression stroke to the first half of the first combustion stroke, and the second injected fuel is injected into the cylinder. 2 The injection is performed directly into the cylinder from the beginning to the middle of the compression stroke, and the first injection amount is set to be equal to or less than the second injection amount. Fuel comes into contact with the high-temperature burned gas and evaporates quickly.
Further, when the fuel is vaporized, the fuel deprives the burned gas of heat (vaporization latent heat), so that the burned gas is cooled and the compression work of the piston can be reduced. Further, since the fuel is injected into the cylinder at an early stage of the second compression stroke, the fuel is sufficiently mixed with the burned gas, and a uniform premixed gas can be formed. As a result, the second combustion can be improved, soot remaining in the cylinder in the first combustion is also reoxidized in the second combustion,
Soot emissions can be reduced. Further, since the premixed gas contains a large amount of gas that does not contribute to combustion, the combustion temperature in the cylinder can be kept low, and the emission of NOx can be reduced.

【0019】また2回目の噴射燃料を第2圧縮行程の初
期から中期にかけてシリンダ内に1回又は2回以上に分
けて直接噴射するように構成すれば、特に2回以上に分
けて噴射すれば、燃料が既燃ガスに更に十分に混合さ
れ、更に均一な予混合気を形成でき、更にNOxや煤の
少ない予混合圧縮着火燃焼が可能となる。更にシリンダ
に燃料を噴射する燃料噴射装置としてコモンレール式の
燃料噴射装置を用いれば、1回目及び2回目の燃料の噴
射量及び噴射時期を所望の量及び時期に自由に制御でき
る。特に2回目の燃料の噴射時期及び噴射回数を自由に
設定できる。
If the second injected fuel is configured to be directly injected into the cylinder once or twice or more from the beginning to the middle of the second compression stroke, particularly if the fuel is injected two or more times, In addition, the fuel is more sufficiently mixed with the burned gas, a more uniform premixed gas can be formed, and premixed compression ignition combustion with less NOx and soot can be performed. Further, if a common rail type fuel injection device is used as a fuel injection device for injecting fuel into the cylinder, the first and second fuel injection amounts and injection timings can be freely controlled to desired amounts and timings. In particular, the second fuel injection timing and the number of injections can be freely set.

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

【図1】本発明実施形態の6ストロークディーゼルエン
ジンの動作を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing the operation of a six-stroke diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】燃料噴射の時期及び弁の開閉の時期を示すタイ
ミングチャート。
FIG. 2 is a timing chart showing fuel injection timing and valve opening / closing timing.

【図3】エンジンを含むコモンレール式燃料噴射装置の
断面構成図。
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of a common rail fuel injection device including an engine.

【図4】従来例を示す図1に対応する図。FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.

【図5】その燃料噴射の時期及び弁の開閉の時期を示す
タイミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart showing the fuel injection timing and the valve opening / closing timing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エンジン 11 シリンダ 12 ピストン 16 燃料噴射装置 Reference Signs List 10 engine 11 cylinder 12 piston 16 fuel injection device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸気行程、第1圧縮行程、第1燃焼行
程、第2圧縮行程、第2燃焼行程及び排気行程の6行程
で1サイクルが形成される6ストロークディーゼルエン
ジンにおいて、 1サイクルでシリンダ(11)内に噴射される燃料のうち1
回目の噴射燃料が前記第1圧縮行程の終期から前記第1
燃焼行程の前期にかけてシリンダ(11)内に直接噴射さ
れ、 2回目の噴射燃料が前記第2圧縮行程の初期から中期に
かけて前記シリンダ(11)内に直接噴射され、 前記1回目の噴射量が前記2回目の噴射量と同量又は前
記2回目の噴射量より少なくなるように構成されたこと
を特徴とする6ストロークディーゼルエンジン。
1. A six-stroke diesel engine in which one cycle is formed by six strokes of an intake stroke, a first compression stroke, a first combustion stroke, a second compression stroke, a second combustion stroke, and an exhaust stroke. (11) One of the fuels injected into
From the end of the first compression stroke, the first injected fuel
During the first half of the combustion stroke, it is directly injected into the cylinder (11), and the second injected fuel is directly injected into the cylinder (11) from the beginning to the middle of the second compression stroke, and the first injection amount is A six-stroke diesel engine, wherein the six-stroke diesel engine is configured to be equal to or less than the second injection amount.
【請求項2】 2回目の噴射燃料が第2圧縮行程の初期
から中期にかけてシリンダ(11)内に1回又は2回以上に
分けて直接噴射されるように構成された請求項1記載の
6ストロークディーゼルエンジン。
2. The fuel injection system according to claim 1, wherein the second injected fuel is directly injected into the cylinder (11) one or more times from the beginning to the middle of the second compression stroke. Stroke diesel engine.
【請求項3】 シリンダ(11)内に燃料を噴射する燃料噴
射装置(16)がコモンレール式の燃料噴射装置である請求
項1又は2記載の6ストロークディーゼルエンジン。
3. The six-stroke diesel engine according to claim 1, wherein the fuel injection device for injecting fuel into the cylinder is a common rail type fuel injection device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103835825A (en) * 2014-02-27 2014-06-04 长城汽车股份有限公司 Six-stroke gasoline engine and control method and device thereof

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