CN114502826A

CN114502826A - 内燃机

Info

Publication number: CN114502826A
Application number: CN202080068961.XA
Authority: CN
Inventors: 河合谨; 胁坂佳史; 堀田义博
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-05-13
Also published as: EP4039956A4; AU2020357145A1; JP2021059999A; EP4039956A1; WO2021065426A1

Abstract

本发明提供内燃机。内燃机具备在内燃机(10)的燃烧室(75)喷射燃料(F)的燃料喷射阀(43A～43D)与向燃烧室(75)内供给可燃性劣于燃料(F)的液体(68)的冷却介质供给装置(63A～63D)，内燃机构成为在燃料喷射阀(43A～43D)进行燃料(F)的主喷射(JM1)之前，通过冷却介质供给装置(63A～63D)向燃料喷射阀的多个燃料喷射口(49)四周的规定区域(FL)供给液体(68)，而使规定区域(FL)的温度降低。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机。

背景技术

以往，提出了各种向内燃机的燃烧室内喷射燃料的技术。例如，对于下述专利文献1所记载的安装了导管的燃料喷射阀，在内燃机的缸盖上安装有燃料喷射阀。燃料喷射阀从缸盖的上方插入配置，而将从共轨管供给过来的高压燃料向燃烧室直接喷射。另外，由中空管形成的导管紧挨着燃料喷射阀的各燃料喷射口安装于该喷射口之后。由此，被喷射的燃料通过导管，由此不向高温的气缸内气体暴露，因此使直至引燃的时间延长，从而促进燃料与空气的混合，进而能够实现烟雾的减少。

专利文献1：美国专利申请公开第2017/0114998号说明书

然而，对于上述专利文献1所记载的安装了导管的燃料喷射阀，需要在燃料喷射阀的各燃料喷射口排列地安装由中空管形成的导管。因此，导管的安装构造变得复杂，从而存在内燃机的组装作业的复杂化以及制造成本上升的问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于这样的问题点而完成的，目的在于提供不使燃烧稳定性与燃料消耗率恶化，能够通过简单的结构使从燃料喷射阀被喷射的燃料的直至引燃的时间推迟而减少烟雾的内燃机。

为了解决上述课题，本发明的第1发明的内燃机具备：燃料喷射阀，其在内燃机的燃烧室喷射燃料；以及冷却介质供给装置，其向上述燃烧室内供给可燃性劣于上述燃料的液体，在上述燃料喷射阀进行燃料的主喷射之前，通过上述冷却介质供给装置向上述燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域供给上述液体，而使上述规定区域的温度下降。

接下来，在上述第1发明的内燃机的基础上，本发明的第2发明的内燃机构成为：上述规定区域是比从上述燃料喷射阀喷射的主喷射的燃料引燃的引燃区域靠上述燃料喷射口侧的区域。

接下来，在上述第1发明或者第2发明的内燃机的基础上，本发明的第3发明的内燃机构成为：上述冷却介质供给装置具有在上述燃烧室将上述液体向上述规定区域喷射的副喷射阀，上述内燃机具备喷射控制装置，上述喷射控制装置控制由上述燃料喷射阀进行的燃料喷射，并且控制由上述副喷射阀进行的上述液体的喷射，上述喷射控制装置具有：燃料喷射控制部，上述燃料喷射控制部控制为在上述燃料喷射阀进行了多次预喷射之后进行上述主喷射；以及冷却介质喷射控制部，上述冷却介质喷射控制部控制为在进行了多次上述预喷射之后使上述副喷射阀在进行上述主喷射之前将上述液体向上述规定区域喷射。

接下来，在上述第1发明或者第2发明的内燃机的基础上，本发明的第4发明的内燃机构成为：具备与上述燃烧室对置地形成有供上述燃料喷射阀配置的贯通孔的缸盖，上述冷却介质供给装置具有：筒状部件，上述筒状部件由包含素烧的陶瓷的多孔材料形成为筒状，以下端部与上述燃烧室对置的方式嵌入上述贯通孔，并且供上述燃料喷射阀从上方插通；以及供给部件，上述供给部件设置于上述缸盖并向上述筒状部件的上端部供给上述液体，上述液体从上述筒状部件的下端部渗出，向多个上述燃料喷射口四周的规定区域供给上述液体，而使上述规定区域的温度下降。

接下来，在上述第1发明至第4发明中的任一个内燃机的基础上，本发明的第5发明的内燃机构成为：具备配置于上述内燃机的外侧并供上述液体存积的液体箱与从上述液体箱向上述冷却介质供给装置供给上述液体的液体供给装置。

接下来，在上述第1发明至第5发明中的任一个内燃机的基础上，本发明的第6发明的内燃机构成为：上述液体是包含水的非燃烧液体。

根据第1发明，在燃料喷射阀进行燃料的主喷射之前，通过冷却介质供给装置向燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域供给可燃性劣于燃料的液体，利用该液体的蒸发潜热使规定区域的温度下降。由此，在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域的温度下降，因此能够使规定区域内的燃料的直至引燃的时间推迟，从而促进喷射燃料与空气的混合，进而能够减少烟雾。

另外，利用液体的蒸发潜热而温度下降的规定区域是燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周，因此即使温度过度下降，在燃烧室壁面附近也存在高温的气体，从而能够抑制失火，进而不存在使燃烧稳定性与燃料消耗率恶化的情况。另外，液体只要仅供给至燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周即可，因此能够抑制液体的消耗量。

根据第2发明，燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域是比从燃料喷射阀被喷射的主喷射的燃料引燃的引燃区域靠燃料喷射口侧的区域。由此，在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，在规定区域内，喷射燃料与空气的混合有效地进行，从而能够进一步实现烟雾的减少。

根据第3发明，设置在燃烧室向多个燃料喷射口四周的规定区域喷射液体的副喷射阀，通过喷射控制装置，能够在经由燃料喷射阀进行了多次预喷射之后且在通过燃料喷射阀进行主喷射之前，将液体向规定区域喷射。由此，能够在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，使燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域的温度可靠地下降。其结果，能够在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，使规定区域内的燃料的直至引燃的时间推迟，从而促进喷射燃料与空气的混合，进而能够以设置副喷射阀的简单的结构来减少烟雾。

根据第4发明，在缸盖设置供燃料喷射阀插通的由包含素烧的陶瓷的多孔材料形成为筒状的筒状部件，通过供给部件，向筒状部件的上端部供给液体。而且，从筒状部件的下端部渗出的液体被供给至燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域，利用液体的气化热使该规定区域的温度下降。由此，能够在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，使燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域的温度可靠地下降。其结果，能够在燃料喷射阀进行燃料的主喷射时，使规定区域内的燃料的直至引燃的时间推迟，从而促进喷射燃料与空气的混合，进而能够以设置供燃料喷射阀插通的筒状部件的简单的结构来减少烟雾。

根据第5发明，液体存积于在内燃机的外侧配置的液体箱，并被液体供给装置供给至冷却介质供给装置。由此，能够抑制内燃机的温度上升导致的液体的温度上升，从而能够提高燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域的液体的气化带来的冷却效果。

根据第6发明，液体是包含水的非燃烧液体，因此，能够在从燃烧室的气体受热(热回收)气化而对规定区域进行冷却之后，从燃烧火焰直接受热(热回收)来增大气化膨胀，进而能够实现燃料消耗率的提高。

附图说明

图1是对本实施方式的内燃机的简要结构进行说明的图。

图2是表示燃料喷射阀与副喷射阀的动作的一个例子的剖视图。

图3是表示控制装置执行的水喷射控制处理的第1流程图。

图4是表示控制装置执行的水喷射控制处理的第2流程图。

图5是表示气缸内压、燃料喷射量、水喷射量相对于曲柄角度的变化的一个例子的图。

图6是表示决定相对于燃料喷射量的水喷射量的水喷射量设定映射的一个例子的图。

图7是表示从燃料喷射阀喷射主喷射的燃料的状态的一个例子的俯视图。

图8是表示从燃料喷射阀喷射主喷射的燃料的状态的一个例子的侧视图。

图9是表示其他的第1实施方式的燃料喷射阀与筒状部件的动作的一个例子的剖视图。

具体实施方式

以下，基于将本发明的内燃机具体化的一个实施方式并参照附图来详细地进行说明。首先，基于图1，对本实施方式的内燃机10的简要结构进行说明。在本实施方式的说明中，作为内燃机10的例子，使用搭载于车辆的例如柴油发动机进行说明。

以下，针对本实施方式的内燃机10，从进气侧朝向排气侧依次进行说明。如图1所示，在进气管11A的流入侧设置有进气流量检测装置21(例如，进气流量传感器)。进气流量检测装置21将与内燃机10吸入的空气的流量对应的检测信号输出至内燃机10具备的控制装置50(喷射控制装置、燃料喷射控制部以及冷却介质喷射控制部)。另外，在进气流量检测装置21设置有进气温度检测装置28A(例如，进气温度传感器)。进气温度检测装置28A将与通过进气流量检测装置21的进气的温度对应的检测信号输出至控制装置50。

进气管11A的流出侧与压缩机35的流入侧连接，压缩机35的流出侧与进气管11B的流入侧连接。涡轮增压器30具备具有压缩机叶轮35A的压缩机35与具有涡轮叶轮36A的涡轮36。压缩机叶轮35A被由废气旋转驱动的涡轮叶轮36A旋转驱动，而将从进气管11A流入的进气压送至进气管11B，由此进行增压。

在成为压缩机35上游侧的进气管11A设置有压缩机上游压力检测装置24A。压缩机上游压力检测装置24A例如是压力传感器，将与成为压缩机35的上游侧的进气管11A内的压力对应的检测信号输出至控制装置50。在成为压缩机35下游侧的进气管11B(进气管11B中的在压缩机35与中间冷却器16之间的位置)设置有压缩机下游压力检测装置24B。压缩机下游压力检测装置24B例如是压力传感器，将与成为压缩机35的下游侧的进气管11B内的压力对应的检测信号输出至控制装置50。

在进气管11B的上游侧配置有中间冷却器16，在比中间冷却器16靠下游侧配置有节气装置47。中间冷却器16配置于比压缩机下游压力检测装置24B靠下游侧的位置，使被压缩机35增压过的进气的温度下降。在中间冷却器16与节气装置47之间设置有进气温度检测装置28B(例如，进气温度传感器)。进气温度检测装置28B将与通过中间冷却器16降低了温度的进气的温度对应的检测信号输出至控制装置50。

节气装置47基于来自控制装置50的控制信号而驱动对进气管11B的开度进行调整的节气门47A，从而能够调整进气流量。控制装置50基于来自节气门开度检测装置47S(例如，节气门开度传感器)的检测信号与目标节气门开度，向节气装置47输出控制信号而能够调整设置于进气管11B的节气门47A的开度。控制装置50根据基于来自加速器踏板踩踏量检测装置25的检测信号检测出的加速器踏板的踩踏量与内燃机10的运转状态求得目标节气门开度。

加速器踏板踩踏量检测装置25例如是加速器踏板踩踏角度传感器，设置于加速器踏板。控制装置50基于来自加速器踏板踩踏量检测装置25的检测信号，能够检测驾驶员进行的加速器踏板的踩踏量。

在进气管11B中的比节气装置47靠下游侧处，设置有压力检测装置24C，并连接有EGR配管13的流出侧。而且，进气管11B的流出侧与进气歧管11C的流入侧连接，进气歧管11C的流出侧与内燃机10的流入侧连接。压力检测装置24C例如是压力传感器，将与即将流入进气歧管11C之前的进气的压力对应的检测信号输出至控制装置50。另外，从EGR配管13的流出侧(与进气管11B连接的连接部)向进气管11B内排出从EGR配管13的流入侧(与排气管12B连接的连接部)流入来的EGR气体。此外，由EGR配管13形成的供EGR气体流经的路径相当于EGR路径。

内燃机10具有多个气缸45A～45D，燃料喷射阀43A～43D设置于各个气缸45A～45D。在燃料喷射阀43A～43D经由共轨管41与燃料配管42A～42D供给有燃料，燃料喷射阀43A～43D被根据来自控制装置50的控制信号而驱动，向各个气缸45A～45D内喷射燃料。

另外，在各气缸45A～45D设置有副喷射阀63A～63D(冷却介质供给装置)。对副喷射阀63A～63D经由水供给用共轨管61与水配管62A～62D供给有水(非燃烧液体)，副喷射阀63A～63D被根据来自控制装置50的控制信号而驱动，向各个气缸45A～45D内喷射水。

水供给用共轨管61经由供给管65、水泵(液体供给装置)66而与相对于内燃机10分离配置的水箱(液体箱)67连结。水泵66是根据来自控制装置50的驱动信号而被旋转驱动的电动泵，能够向正反任意方向旋转。通过水泵66的正转来进行水箱67内的水(非燃烧液体)68的抽吸，从而将水68经由供给管65供给至水供给用共轨管61。另外，通过水泵66的反转来吸回水供给用共轨管61以及供给管65内的水68，使水流入水箱67内。此外，在供给管65上也可以设置对供给管65内的水68的压力进行检测的水压传感器。

在水箱67内设置有对存积于水箱67内的水68的余量(水位)进行检测的液位仪(余量检测装置)69。液位仪(余量检测装置)69将与水箱67内的水68从满箱开始减少后的余量对应的信号(例如，相当于水位10～水位1的信号)输出至控制装置(ECU)50。

在内燃机10设置有旋转检测装置22、冷却剂温度检测装置28C等。旋转检测装置22例如是旋转传感器，将与内燃机10的曲轴的旋转角(即，曲柄角度)对应的检测信号输出至控制装置50。例如，每当曲轴旋转15度，旋转检测装置22便产生输出脉冲，该输出脉冲被输入控制装置50。控制装置50根据旋转检测装置22的输出脉冲对曲柄角度以及发动机转速进行计算。冷却剂温度检测装置28C例如是温度传感器，对在内燃机10内循环的冷却用冷却剂的温度进行检测，将与检测出的温度对应的检测信号输出至控制装置50。

在内燃机10的排气侧连接有排气歧管12A的流入侧，在排气歧管12A的流出侧连接有排气管12B的流入侧。排气管12B的流出侧与涡轮36的流入侧连接，涡轮36的流出侧与排气管12C的流入侧连接。

在排气管12B连接有EGR配管13的流入侧。EGR配管13将排气管12B与进气管11B连通，从而能够使排气管12B(相当于排气路径)的废气的一部分向进气管11B(相当于进气路径)回流。另外，在EGR配管13上设置有路径切换装置14A、旁通配管13B、EGR冷却器15、EGR阀14B。

路径切换装置14A路径切换阀，基于来自控制装置50的控制信号而，使从排气管12B向EGR配管13流动来的EGR气体切换到经由EGR冷却器15向进气路径返回的EGR冷却路径或是切换到利用旁通配管13B使上述EGR气体在EGR绕过冷却器15而向进气管11B返回的旁通路径。旁通配管13B设置为绕过EGR冷却器15，通配管13B的流入侧与路径切换装置14A连接，流出侧与成为EGR阀14B和EGR冷却器15之间的EGR配管13连接。

EGR阀14B(EGRvalve)设置于EGR配管13中的EGR冷却器15的下游侧，且设置于EGR配管13与旁通配管13B之间的汇流部的下游侧。而且，EGR阀14B基于来自控制装置50的控制信号对EGR配管13的开度进行调整，由此对在EGR配管13内流动的EGR气体的流量进行调整。

EGR冷却器15设置于成为EGR配管13与旁通配管13B之间的汇流部和路径切换装置14A之间的EGR配管13。EGR冷却器15是所谓的热交换器，被供给冷却用的冷却剂，而将流入的EGR气体冷却并排出。

在排气管12B上设置有排气温度检测装置29。排气温度检测装置29例如是排气温度传感器，将与排气温度对应的检测信号输出至控制装置50。控制装置50基于使用排气温度检测装置29检测出的排气温度、EGR阀14B的控制状态、内燃机10的运转状态等，能够推断经由EGR配管13、EGR冷却器15(或者旁通配管13B)以及EGR阀14B而流入进气管11B的EGR气体的温度。

排气管12B的流出侧与涡轮36的流入侧连接，涡轮36的流出侧与排气管12C的流入侧连接。在涡轮36上设置有能够控制向涡轮叶轮36A引导的废气的流速的可变管嘴33，通过管嘴驱动装置31调整可变管嘴33的开度。控制装置50能够基于来自管嘴开度检测装置32(例如，管嘴开度传感器)的检测信号与目标管嘴开度，向管嘴驱动装置31输出控制信号而调整可变管嘴33的开度。

在成为涡轮36上游侧的排气管12B上设置有涡轮上游压力检测装置26A。涡轮上游压力检测装置26A例如是压力传感器，将与成为涡轮36上游侧的排气管12B内的压力对应的检测信号输出至控制装置50。在成为涡轮36下游侧的排气管12C设置有涡轮下游压力检测装置26B。涡轮下游压力检测装置26B例如是压力传感器，将与成为涡轮36下游侧的排气管12C内的压力对应的检测信号输出至控制装置50。

在排气管12C的流出侧连接有未图示的废气净化装置。例如，在内燃机10为柴油发动机的情况下，废气净化装置包含有氧化催化剂、颗粒捕捉器、选择还原催化剂等。

控制装置(ECU：Electronic Control Unit)50至少具有处理器51(CPU、MPU(Micro-Processing Unit)等)、存储装置53(DRAM、ROM、EEPROM、SRAM、硬盘等)。控制装置50(ECU)不限定于图1所示的检测装置、致动器，而基于来自包含上述的检测装置在内的各种检测装置的检测信号对内燃机10的运转状态进行检测，从而对包含上述的燃料喷射阀43A～43D、副喷射阀63A～63D、EGR阀14B、路径切换装置14A、管嘴驱动装置31、节气装置47在内的各种致动器进行控制。存储装置53例如存储用于执行各种处理的程序、参数等。

大气压检测装置23例如是大气压传感器，设置于控制装置50。大气压检测装置23将与控制装置50四周的大气压对应的检测信号输出至控制装置50。车速检测装置27例如是车辆速度检测传感器，设置于车辆的车轮等。车速检测装置27将与车辆的车轮的旋转速度对应的检测信号输出至控制装置50。

接下来，基于图2，对燃料喷射阀43A～43D以及副喷射阀63A～63D的安装构造进行说明。此外，燃料喷射阀43A～43D以及副喷射阀63A～63D的安装构造是几乎相同的安装构造，因此对燃料喷射阀43A以及副喷射阀63A的安装构造进行说明。

如图2所示，内燃机10具备形成有气缸45A等的缸体71与缸盖72。在气缸45A内配置有在气缸45A内往复运动的活塞73。在活塞73与缸盖72之间的气缸45A内形成有供混合气燃烧的燃烧室75。在活塞73的顶面形成有形成为凹状的腔室76。

燃料喷射阀43A配置于燃烧室75的上壁面的中央，构成为从燃料喷射阀43A朝向形成于活塞73的腔室76内的周边部直接喷射燃料F(参照图2的右图)。副喷射阀63A在燃烧室75的上壁面的周边部相对于燃料喷射阀43A倾斜地配置，构成为从副喷射阀63A向燃料喷射阀43A的多个(例如，8个)燃料喷射口49(参照图7以及图8)四周的规定区域FL喷射(供给)可燃性劣于燃料F的液体亦即水68(参照图2的左图)。由此，燃料喷射阀43A的多个燃料喷射口49(参照图7以及图8)四周的规定区域FL利用水68的气化热而冷却到比燃料F的引燃温度低的温度。

接下来，基于图3至图8，对在如上述那样构成的内燃机10中的由控制装置50进行的燃料喷射阀43A～43D作出燃料F的主喷射之前，通过副喷射阀63A～63D喷射水68(参照图2)的水喷射控制处理的一个例子进行说明。此外，控制装置50在内燃机10的运转中，以规定时间间隔(例如，数十毫秒～数百毫秒间隔)反复执行图3以及图4的流程图所示的处理顺序。

如图3以及图4所示，首先，在步骤S11中，控制装置50基于加速器踏板踩踏量检测装置25、旋转检测装置22以及冷却剂温度检测装置28C等的各检测值，对加速器踏板的踩踏量(请求负荷)、发动机转速NE、曲柄角度以及冷却用冷却剂的温度等进行计算，在将它们存储于RAM之后，进入步骤S12。

在步骤S12中，控制装置50从RAM读出燃料喷射标记，判定是否被设定为“开”，换句话说，判定是否设定有本次的第1预喷射J1、第2预喷射J2、主喷射JM1(参照图5)各自的燃料喷射量以及燃料喷射开始时期。此外，在控制装置50起动时，燃料喷射标记被设定为“关”并存储于RAM。然后，在判定为燃料喷射标记被设定为“开”的情况下(S12：是)，控制装置50进入后述的步骤S22。

另一方面，在判定为燃料喷射标记被设定为“关”的情况下(S12：否)，控制装置50进入步骤S13。在步骤S13中，控制装置50基于在步骤S11中取得的请求负荷以及发动机转速NE，取得本次的第1预喷射J1与第2预喷射J2各自的燃料喷射量Q2、和主喷射JM1的燃料喷射量Q3，在存储于RAM之后，进入步骤S14。

例如，预先通过试验取得针对请求负荷以及发动机转速NE的最佳的第1预喷射J1与第2预喷射J2各自的燃料喷射量Q2、和主喷射JM1的燃料喷射量Q3，并将请求负荷以及发动机转速NE与各燃料喷射量Q2、Q3之间的关系预先存储于映射等。然后，控制装置50只要参照该映射计算各燃料喷射量Q2、Q3即可。另外，也可以基于冷却用冷却剂的温度的检测值对各燃料喷射量Q2、Q3进行温度修正。

在步骤S14中，控制装置50基于在步骤S11中取得的请求负荷以及发动机转速NE，取得第1预喷射J1、第2预喷射J2、主喷射JM1各自的燃料喷射开始时期，在存储于RAM之后，进入步骤S15。

例如，预先通过试验取得相对于请求负荷以及发动机转速NE的最佳的第1预喷射J1、第2预喷射J2、主喷射JM1各自的燃料喷射开始时期，并将请求负荷以及发动机转速NE与各燃料喷射开始时期的关系预先存储于映射等。然后，控制装置50只要参照该映射对第1预喷射J1、第2预喷射J2、主喷射JM1各自的燃料喷射开始时期进行计算即可。另外，也可以基于冷却用冷却剂的温度的检测值，对第1预喷射J1、第2预喷射J2、主喷射JM1各自的燃料喷射开始时期进行温度修正。

例如，一方面，如图5所示，主喷射JM1的燃料喷射开始时期例如设定为在压缩上止点TDC处从燃料喷射阀43A～43D的各燃料喷射口49喷射的燃料喷射量达到最大值。而且，第1预喷射J1与第2预喷射J2的燃料喷射开始时期设定为在主喷射JM1的开始前完全没有或者几乎没有由被第1预喷射J1以及第2预喷射J2喷射的燃料形成的燃烧带来的放热。

另一方面，以往的主喷射JM2的燃料喷射开始时期设定为在经过压缩上止点TDC之后，从燃料喷射阀43A～43D的各燃料喷射口49喷射的燃料喷射量达到最大值。因此，主喷射JM1的燃料喷射开始时期设定为比以往的主喷射JM2的燃料喷射开始时期早时间T1。

在步骤S15中，在控制装置50从RAM读出燃料喷射标记，设定为“开”，并再次存储于RAM之后，进入步骤S16。在步骤S16中，控制装置50从RAM读出本次的第1预喷射J1、第2预喷射J2各自的燃料喷射量Q2与主喷射JM1的燃料喷射量Q3，将它们加和来计算总燃料喷射量并存储于RAM。然后，控制装置50判定总燃料喷射量是否是规定的燃料喷射量阈值Q1以上。此外，燃料喷射量阈值Q1预先存储于构成存储装置53的ROM或者EEPROM等。

然后，一方面，在判定为总燃料喷射量不足规定的燃料喷射量阈值Q1的情况下(S16：否)，控制装置50进入步骤S17。在步骤S17中，在控制装置50从RAM读出水喷射标记，设定为“关”，并再次存储于RAM之后，进入后述的步骤S22。此外，水喷射标记在控制装置50起动时被设定为“关”并存储于RAM。

另一方面，在判定为总燃料喷射量是规定的燃料喷射量阈值Q1以上的情况下(S16：是)，控制装置50进入步骤S18。在步骤S18中，控制装置50判定副喷射阀63A～63D进行水喷射K1的条件是否成立。例如，在冷却用冷却剂的温度比规定温度低且为暖机运转中的情况、请求扭矩为规定扭矩以下的情况等下，控制装置50判定为副喷射阀63A～63D进行水喷射K1的条件不成立。

然后，一方面，在判定为由副喷射阀63A～63D进行水喷射K1的条件不成立的情况下(S18：否)，控制装置50执行上述步骤S17以下的处理。另一方面，在判定为由副喷射阀63A～63D进行水喷射K1的条件成立了的情况下(S18：是)，控制装置50进入步骤S19的处理。在步骤S19中，控制装置50从RAM读出在步骤S16中计算出的总燃料喷射量，基于该总燃料喷射量取得本次的水喷射K1(参照图5)的水喷射量Q5，在存储于RAM之后，进入步骤S20。

例如，如图6所示，预先通过试验取得相对于由燃料喷射阀43A～43D喷射的总燃料喷射量而言的由副喷射阀63A～63D进行的最佳的水喷射K1的水喷射量Q5，预先将总燃料喷射量与水喷射量Q5之间的关系存储于映射M1。然后，控制装置50参照该映射M1计算水喷射量Q5。此外，也可以通过水温传感器等检测存积于水箱67的水68的水温，来对水喷射量Q5进行修正。

在步骤S20中，控制装置50基于在步骤S14中取得的燃料F的主喷射JM1的燃料喷射开始时期，取得相对于由副喷射阀63A～63D进行的水喷射K1的水喷射量Q5而言的水喷射开始时期，在存储于RAM之后，进入步骤S21。

例如，如图5所示，预先通过试验取得相对于在喷射第2预喷射J2的燃料之后且在主喷射JM1的燃料喷射开始时期之前设定的最佳的水喷射K1的水喷射量Q5而言的水喷射开始时期，预先使主喷射JM1的燃料喷射开始时期与相对于水喷射K1的水喷射量Q5而言的水喷射开始时之间期的关系存储于映射等。然后，控制装置50只要参照该映射计算相对于水喷射K1的水喷射量Q5而言的水喷射开始时期即可。此外，水喷射期间T2～T3设定为在主喷射JM1的燃料喷射开始时期(时间T4中的曲柄角度)之前结束。

在步骤S21中，在控制装置50从RAM读出水喷射标记，设定为“开”，并再次存储于RAM之后，进入步骤S22。此外，并水喷射标记在控制装置50起动时，水喷射标记被设定为“关”，存储于RAM。接着，在步骤S22中，控制装置50从RAM读出在步骤S11中取得的曲柄角度与在步骤S14中取得的第1预喷射J1的燃料喷射开始时期，判定该曲柄角度是否是第1预喷射J1的燃料喷射开始时期(参照图5)。

然后，在判定为该曲柄角度是第1预喷射J1的燃料喷射开始时期的情况下(S22：是)，控制装置50进入步骤S23。在步骤S23中，如图5所示，控制装置50以成为在步骤S13中取得的第1预喷射J1的燃料喷射量Q2的方式控制本次的燃料喷射阀(例如，燃料喷射阀43A)的动作。然后，控制装置50在喷射在步骤S13中取得的第1预喷射J1的燃料喷射量Q2之后，结束该处理。

另一方面，在判定为该曲柄角度不是第1预喷射J1的燃料喷射开始时期的情况下(S22：否)，控制装置50进入步骤S24。在步骤S24中，控制装置50从RAM读出在步骤S11中取得的曲柄角度与在步骤S14中取得的第2预喷射J2的燃料喷射开始时期，判定该曲柄角度是否是第2预喷射J2的燃料喷射开始时期(参照图5)。

然后，在判定为该曲柄角度是第2预喷射J2的燃料喷射开始时期的情况下(S24：是)，控制装置50进入上述步骤S23。在步骤S23中，如图5所示，控制装置50以成为在步骤S13中取得的第2预喷射J2的燃料喷射量Q2的方式控制本次的燃料喷射阀(例如，燃料喷射阀43A)的动作。然后，控制装置50在喷射在步骤S13中取得的第2预喷射J2的燃料喷射量Q2之后，结束该处理。

另一方面，在判定为该曲柄角度不是第2预喷射J2的燃料喷射开始时期的情况下(S24：否)，控制装置50进入步骤S25。在步骤S25中，一方面，控制装置50判定是否从RAM读出水喷射标记并设定为“开”，换句话说，判定是否设定本次的水喷射K1的水喷射量Q5以及水喷射开始时期。然后，在判定为水喷射标记被设定为“关”的情况下(S25：否)，控制装置50进入后述的步骤S29。

另一方面，在判定为水喷射标记被设定为“开”的情况下(S25：是)，控制装置50进入步骤S26。在步骤S26中，控制装置50判定是否从RAM读出在步骤S11中取得的曲柄角度与在步骤S20中取得的水喷射K1的水喷射开始时期，且该曲柄角度是水喷射K1的水喷射开始时期(图5的时间T2中的曲柄角度)。

然后，一方面，在判定为该曲柄角度是水喷射K1的水喷射开始时期的情况下(S26：是)，控制装置50进入步骤S27。在步骤S27中，如图5所示，控制装置50以成为在步骤S19中取得的水喷射K1的水喷射量Q5的方式控制本次的副喷射阀(例如，副喷射阀63A)的动作。具体地，如图2的左侧所示那样，例如，控制装置50控制为从副喷射阀63A向燃料喷射阀43A的多个(例如8个)燃料喷射口49(参照图7以及图8)四周的规定区域FL(参照图7以及图8)喷射水喷射量Q5的水68。

由此，燃料喷射阀43A的多个燃料喷射口49(参照图7以及图8)四周的规定区域FL(参照图7以及图8)因水68的气化热而被冷却到比燃料F的引燃温度低的温度。然后，控制装置50在喷射在步骤S19中取得的水喷射K1的水喷射量Q5之后，进入步骤S28。在步骤S28中，在控制装置50从RAM读出水喷射标记，并设定为“关”，再次存储于RAM之后，结束该处理。

另一方面，在判定为该曲柄角度不是水喷射K1的水喷射开始时期的情况下(S26：否)，控制装置50进入步骤S29。在步骤S29中，控制装置50判定是否从RAM读出在步骤S11中取得的曲柄角度与在步骤S14中取得的主喷射JM1的燃料喷射开始时期，且该曲柄角度是主喷射JM1的燃料喷射开始时期(图5的时间T4中的曲柄角度)。然后，一方面，在判定为该曲柄角度不是主喷射JM1的燃料喷射开始时期的情况下(S29：否)，控制装置50结束该处理。

另一方面，在判定为该曲柄角度是主喷射JM1的燃料喷射开始时期的情况下(S29：是)，控制装置50进入步骤S30。在步骤S30中，如图5所示，控制装置50以成为在步骤S13中取得的主喷射JM1的燃料喷射量Q3的方式控制本次的燃料喷射阀(例如，燃料喷射阀43A)的动作。具体地，如图2的右侧所示，例如，控制装置50控制为从燃料喷射阀43A的多个(例如8个)燃料喷射口49(参照图7以及图8)朝向形成于活塞73的腔室76内的周边部喷射燃料喷射量Q3的燃料F。

由此，如图7以及图8所示，从燃料喷射阀43A的各燃料喷射口49被喷射的燃料F的引燃延迟，直至该燃料F通过利用从副喷射阀63A喷射的水68的气化热而被冷却到比燃料F的引燃温度低的温度的规定区域FL为止，从而促进燃料F与空气的混合。换句话说，如图5所示，主喷射JM1相对于以往的主喷射JM2被提前时间T1进行喷射，在规定区域FL内不引燃而通过。由此，被喷射的燃料F与空气的混合与以往相比被促进，从而能够实现烟雾的减少。

一方面，进入规定区域FL的外侧的燃料F在引燃区域FA被引燃。即，规定区域FL是比从燃料喷射阀43A喷射的主喷射JM1的燃料F引燃的引燃区域FA靠燃料喷射口49侧的区域。另外，如图5所示，从副喷射阀63A喷射的水68从燃烧火焰直接受热(热回收)而增大气化膨胀，因此在经过压缩上止点TDC之后，相比于以往，气缸内压上升规定压力ΔP，从而能够增大输出扭矩，进而能够实现燃料消耗率的提高。

另一方面，在燃烧室75(参照图2)的壁面附近存在高温(例如，约600℃以上)的空气，因此假设即使多个(例如，8个)燃料喷射口49四周的规定区域FL的温度过度冷却，在燃烧室75的壁面附近也被可靠地引燃，而不存在失火的担忧。因此，与对燃烧室75内整体进行冷却相比，也能够提高燃烧稳定性。另外，经由副喷射阀63A～63D仅向多个燃料喷射口49四周的规定区域FL喷射水68，因此能够抑制水68的消耗量。

接着，如图4所示，在步骤S30中，在喷射了在步骤S13中取得的主喷射JM1的燃料喷射量Q3之后，控制装置50进入步骤S31。在步骤S31中，在控制装置50从RAM读出燃料喷射标记，并设定为“关”，再次存储于RAM之后，结束该处理。

另外，水68存积于在内燃机10的外侧配置的水箱67(液体箱)，被水泵66从水箱67供给至各副喷射阀63A～63D。由此，能够抑制因内燃机10的温度上升导致的水68的温度上升，从而能够提高各燃料喷射阀43A～43D的多个燃料喷射口49四周的规定区域FL的由水68的气化带来的冷却效果。

此外，本发明不限定于上述实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改进、变形、追加、删除。例如，也可以如下构成。此外，在以下的说明中，与上述图1～图8的上述实施方式的内燃机10等相同的附图标记表示与上述实施方式的内燃机10等相同或者相当的部分。

其他的第1实施方式

(A)例如，也可以如图9所示，代替各副喷射阀63A～63D，设置由包含素烧的陶瓷的多孔材料形成为大致圆筒状并供各燃料喷射阀43A～43D从上方嵌入的筒状部件82，筒状部件82的下端部以与燃烧室75对置的方式嵌入在各燃烧室75的上壁面的中央形成的贯通孔72A。换句话说，也可以在缸盖72上以与燃烧室75对置的方式形成有供燃料喷射阀43A～43D配置的贯通孔72A。另外，筒状部件82的长度形成为与缸盖72的厚度大致相同的长度，筒状部件82的下端面设置为与燃烧室75的上壁面共面。此外，图9例示了供燃料喷射阀43A从上方嵌入的筒状部件82。

另外，形成为向下方敞开的截面圆形的大致箱体状的4个供给部件81以遍布整个面地覆盖各筒状部件82各自的上端面的方式与各筒状部件82同轴地设置于缸盖72。在各供给部件81的顶部的中心形成有供各燃料喷射阀43A～43D从上方嵌入的贯通孔81A。在各供给部件81分别连接有各水配管62A～62D。而且，各燃料喷射阀43A～43D从上方嵌入并固定于各供给部件81的贯通孔81A以及各筒状部件82。此外，图9例示了水配管62A。

而且，经由各水配管62A～62D以及各供给部件81向各筒状部件82的上端面供给水68，水68从筒状部件82的下端面渗出。由此，如图9的左侧所示，水68供给至各燃料喷射阀43A～43D的多个燃料喷射口49(参照图7)四周的规定区域FL，利用水68的气化热将该规定区域FL冷却到比燃料F的引燃温度低的温度。

而且，如图9的右侧所示，从燃料喷射阀43A的各燃料喷射口49喷射的主喷射JM1的燃料F的引燃延迟，直至该燃料F通过利用水68的气化热冷却到比燃料F的引燃温度低的温度的规定区域FL为止，从而促进燃料F与空气的混合。换句话说，主喷射JM1的燃料F在规定区域FL内不引燃而穿过。由此，与以往相比，能够促进被喷射的燃料F与空气的混合，从而能够实现烟雾的减少。

一方面，进入规定区域FL的外侧的燃料F在引燃区域FA(参照图7以及图8)引燃。即，规定区域FL是比从燃料喷射阀43A喷射的主喷射JM1的燃料F引燃的引燃区域FA靠燃料喷射口49侧的区域。另外，从筒状部件82的下端面渗出的水68从燃烧火焰直接受热(热回收)而增大气化膨胀，因此在经过压缩上止点TDC之后，与以往相比，气缸内压上升规定压力ΔP(参照图5)，从而能够增大输出扭矩，进而能够实现燃料消耗率的提高。

另一方面，在燃烧室75(参照图2)的壁面附近存在高温(例如，约600℃以上)的空气，因此假设即使多个(例如8个)燃料喷射口49四周的规定区域FL的温度过度冷却，在燃烧室75的壁面附近也被可靠地引燃，从而不存在失火的担忧。因此，与对燃烧室75内整体进行冷却相比，能够提高燃烧稳定性。

其他的第2实施方式

(B)另外，例如，经由各副喷射阀63A～63D，将水68向多个(例如8个)燃料喷射口49四周的规定区域FL喷射，但不局限于水68，也可以将可燃性劣于柴油等燃料F的甲醇等液体向规定区域FL喷射。由此，利用甲醇等液体的气化热对规定区域FL内进行冷却，从而促进燃料F与空气的混合，进而能够实现烟雾的减少。

其他的第3实施方式

(C)另外，例如，也可以通过内燃机10的未图示的水泵将冷却用冷却剂的一部分供给至各副喷射阀63A～63D。由此，能够仅在内燃机10的驱动时将冷却用冷却剂的一部分供给至各副喷射阀63A～63D并向规定区域FL内喷射。

附图标记的说明

10…内燃机；43A～43D…燃料喷射阀；49…燃料喷射口；50…控制装置；63A～63D…副喷射阀；66…水泵；67…水箱；68…水；72…缸盖；72A…贯通孔；75…燃烧室；81…供给部件；82…筒状部件；J1…第1预喷射；J2…第2预喷射；JM1…主喷射；F…燃料；FA…引燃区域；FL…规定区域。

Claims

1.一种内燃机，其特征在于，具备：

燃料喷射阀，其在内燃机的燃烧室喷射燃料；以及

冷却介质供给装置，其向所述燃烧室内供给可燃性劣于所述燃料的液体，

在所述燃料喷射阀进行燃料的主喷射之前，通过所述冷却介质供给装置向所述燃料喷射阀的多个燃料喷射口四周的规定区域供给所述液体，而使所述规定区域的温度下降。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述规定区域是比从所述燃料喷射阀喷射的主喷射的燃料引燃的引燃区域靠所述燃料喷射口侧的区域。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

所述冷却介质供给装置具有在所述燃烧室将所述液体向所述规定区域喷射的副喷射阀，

所述内燃机具备喷射控制装置，所述喷射控制装置控制由所述燃料喷射阀进行的燃料喷射，并且控制由所述副喷射阀进行的所述液体的喷射，

所述喷射控制装置具有：

燃料喷射控制部，所述燃料喷射控制部控制为在所述燃料喷射阀进行了多次预喷射之后进行所述主喷射；以及

冷却介质喷射控制部，所述冷却介质喷射控制部控制为在进行了多次所述预喷射之后，使所述副喷射阀在进行所述主喷射之前将所述液体向所述规定区域喷射。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

具备与所述燃烧室对置地形成有供所述燃料喷射阀配置的贯通孔的缸盖，

所述冷却介质供给装置具有：

筒状部件，所述筒状部件由包含素烧的陶瓷的多孔材料形成为筒状，以下端部与所述燃烧室对置的方式嵌入所述贯通孔，并且所述筒状部件供所述燃料喷射阀从上方插通；以及

供给部件，所述供给部件设置于所述缸盖并向所述筒状部件的上端部供给所述液体，

所述液体从所述筒状部件的下端部渗出，向多个所述燃料喷射口四周的规定区域供给所述液体，而使所述规定区域的温度下降。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机，其特征在于，具备：

液体箱，所述液体箱配置于所述内燃机的外侧并供所述液体存积；以及

液体供给装置，所述液体供给装置从所述液体箱向所述冷却介质供给装置供给所述液体。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机，其特征在于，

所述液体是包含水的非燃烧液体。