JP2001115916A - ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン - Google Patents
ジメチルエーテル用ディーゼルエンジンInfo
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- JP2001115916A JP2001115916A JP29853399A JP29853399A JP2001115916A JP 2001115916 A JP2001115916 A JP 2001115916A JP 29853399 A JP29853399 A JP 29853399A JP 29853399 A JP29853399 A JP 29853399A JP 2001115916 A JP2001115916 A JP 2001115916A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料としてのＤＭＥを最適且つ必要最小限に
加圧する。 【解決手段】 本発明は、ジメチルエーテルを燃料とす
るディーゼルエンジン１において、燃料タンク４の燃料
をエンジン１側に供給するフィードポンプ５と、フィー
ドポンプ５のフィード圧を調節する調圧装置９と、ジメ
チルエーテルの蒸気圧線図に基づいて予め作成されたマ
ップに従い、上記調圧装置９を制御するフィード圧制御
手段１０，１１，１２とを備えたものである。
加圧する。 【解決手段】 本発明は、ジメチルエーテルを燃料とす
るディーゼルエンジン１において、燃料タンク４の燃料
をエンジン１側に供給するフィードポンプ５と、フィー
ドポンプ５のフィード圧を調節する調圧装置９と、ジメ
チルエーテルの蒸気圧線図に基づいて予め作成されたマ
ップに従い、上記調圧装置９を制御するフィード圧制御
手段１０，１１，１２とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジメチルエーテル
を燃料とするディーゼルエンジンに関する。
を燃料とするディーゼルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの分野では軽
油の代替燃料としてジメチルエーテル（以下ＤＭＥとも
いう）が脚光を浴びつつある（特開平10-281029 号公
報、特開平11-107871 号公報等参照）。ＤＭＥ（Ｃ2 Ｈ
6 Ｏ）は融点-138.5℃、沸点-23.7 ℃（１気圧）で、軽
油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、
一般に空気中で分解し易く無毒といわれている。
油の代替燃料としてジメチルエーテル（以下ＤＭＥとも
いう）が脚光を浴びつつある（特開平10-281029 号公
報、特開平11-107871 号公報等参照）。ＤＭＥ（Ｃ2 Ｈ
6 Ｏ）は融点-138.5℃、沸点-23.7 ℃（１気圧）で、軽
油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、
一般に空気中で分解し易く無毒といわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＭＥは常
温常圧で気体である。よってこれをディーゼルエンジン
に適用しようとする場合、ＤＭＥを加圧し液体としてエ
ンジンに供給しなければならない。こうしないと燃料の
気化によって燃料中に気泡が混入し、エンジンの回転が
不安定となり、配管や高圧ポンプ（コモンレール式の場
合）内でキャビテーションが生じたりするからである。
温常圧で気体である。よってこれをディーゼルエンジン
に適用しようとする場合、ＤＭＥを加圧し液体としてエ
ンジンに供給しなければならない。こうしないと燃料の
気化によって燃料中に気泡が混入し、エンジンの回転が
不安定となり、配管や高圧ポンプ（コモンレール式の場
合）内でキャビテーションが生じたりするからである。
【０００４】一方、ＤＭＥに過度の高圧を加えると、Ｄ
ＭＥの粘性が低いため、各摺動部でＤＭＥの漏れが発生
し、大掛かりな回収システムが必要となる。またフィー
ドポンプ自体の消費馬力が大きくなり燃費の悪化を招い
てしまう。よってＤＭＥの加圧は適度に行うのが好まし
い。
ＭＥの粘性が低いため、各摺動部でＤＭＥの漏れが発生
し、大掛かりな回収システムが必要となる。またフィー
ドポンプ自体の消費馬力が大きくなり燃費の悪化を招い
てしまう。よってＤＭＥの加圧は適度に行うのが好まし
い。
【０００５】以上の問題を解決するため、特開平9-9626
2 号公報のように、燃料のフィード圧（供給圧）を高圧
に加圧すると共に、燃料温度に基づきフィード圧を制御
することが考えられる。しかし、この公報技術では単に
フィード圧を数種に切り替えるだけであり、現在の燃料
温度との関係で必ずしも最適なフィード圧とならない可
能性がある。そしてたとえ加圧により気化が防げたとし
ても、加圧が過剰となり、先のＤＭＥ漏れ等の問題が発
生する可能性がある。
2 号公報のように、燃料のフィード圧（供給圧）を高圧
に加圧すると共に、燃料温度に基づきフィード圧を制御
することが考えられる。しかし、この公報技術では単に
フィード圧を数種に切り替えるだけであり、現在の燃料
温度との関係で必ずしも最適なフィード圧とならない可
能性がある。そしてたとえ加圧により気化が防げたとし
ても、加圧が過剰となり、先のＤＭＥ漏れ等の問題が発
生する可能性がある。
【０００６】以上のように、本発明は、燃料としてのＤ
ＭＥを最適且つ必要最小限に加圧することができるジメ
チルエーテル用ディーゼルエンジンを提供することを目
的とする。
ＭＥを最適且つ必要最小限に加圧することができるジメ
チルエーテル用ディーゼルエンジン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】本発明は、ジメチルエー
テルを燃料とするディーゼルエンジンにおいて、燃料タ
ンクの燃料をエンジン側に供給するフィードポンプと、
フィードポンプのフィード圧を調節する調圧装置と、ジ
メチルエーテルの蒸気圧線図に基づいて予め作成された
マップに従い、上記調圧装置を制御するフィード圧制御
手段とを備えたものである。
テルを燃料とするディーゼルエンジンにおいて、燃料タ
ンクの燃料をエンジン側に供給するフィードポンプと、
フィードポンプのフィード圧を調節する調圧装置と、ジ
メチルエーテルの蒸気圧線図に基づいて予め作成された
マップに従い、上記調圧装置を制御するフィード圧制御
手段とを備えたものである。
【０００８】これによれば、ジメチルエーテルの蒸気圧
線図に基づくマップに従ってフィード圧を制御するた
め、燃料としてのジメチルエーテルを最適且つ必要最小
限に加圧できる。
線図に基づくマップに従ってフィード圧を制御するた
め、燃料としてのジメチルエーテルを最適且つ必要最小
限に加圧できる。
【０００９】ここで、上記マップが、各燃料温度毎に、
ジメチルエーテルの蒸気圧より所定値高圧の目標フィー
ド圧を与えるものであるのが好ましい。
ジメチルエーテルの蒸気圧より所定値高圧の目標フィー
ド圧を与えるものであるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】図１に本発明に係るジメチルエーテル（Ｄ
ＭＥ）用ディーゼルエンジンを示す。ディーゼルエンジ
ン１はここでは６気筒のコモンレール式とされ、コモン
レール２に蓄圧した燃料を各インジェクタ３に供給する
ようになっている。燃料としてのＤＭＥは燃料タンク４
内に貯留され、フィードポンプ５によりフィード通路６
を通じて高圧ポンプ７に送られ、高圧ポンプ７で数10〜
数100(MPa)まで加圧された後コモンレール２に送られ
る。高圧ポンプ７において燃料圧力制御が行われ、余剰
の燃料はリターン通路８を通じて燃料タンク４に戻され
る。
ＭＥ）用ディーゼルエンジンを示す。ディーゼルエンジ
ン１はここでは６気筒のコモンレール式とされ、コモン
レール２に蓄圧した燃料を各インジェクタ３に供給する
ようになっている。燃料としてのＤＭＥは燃料タンク４
内に貯留され、フィードポンプ５によりフィード通路６
を通じて高圧ポンプ７に送られ、高圧ポンプ７で数10〜
数100(MPa)まで加圧された後コモンレール２に送られ
る。高圧ポンプ７において燃料圧力制御が行われ、余剰
の燃料はリターン通路８を通じて燃料タンク４に戻され
る。
【００１２】燃料タンク４内は高圧状態（例えば９(at
m) ）に保持されてＤＭＥを液体の状態で貯留する。こ
の燃料タンク４内にフィードポンプ５が設けられ、フィ
ードポンプ５にはそのフィード圧（供給圧）を調節する
調圧装置９が含まれる。調圧装置９の直近の下流側の位
置にフィード圧を検知するための燃料圧力センサ１０が
設けられる。また、高圧ポンプ７の直近の上流側の位置
に、燃料の温度を検知するための燃料温度センサ１１が
設けられる。
m) ）に保持されてＤＭＥを液体の状態で貯留する。こ
の燃料タンク４内にフィードポンプ５が設けられ、フィ
ードポンプ５にはそのフィード圧（供給圧）を調節する
調圧装置９が含まれる。調圧装置９の直近の下流側の位
置にフィード圧を検知するための燃料圧力センサ１０が
設けられる。また、高圧ポンプ７の直近の上流側の位置
に、燃料の温度を検知するための燃料温度センサ１１が
設けられる。
【００１３】調圧装置９、燃料圧力センサ１０及び燃料
温度センサ１１が電子制御ユニット（以下ＥＣＵとい
う）１２に接続される。ＥＣＵ１２は燃料圧力センサ１
０及び燃料温度センサ１１の出力信号から各センサ位置
における燃料圧力及び燃料温度を読み取る。またＥＣＵ
１２は調圧装置９を電気的に制御する。即ち、調圧装置
９にはサーボ式電磁リリーフ弁等が採用される。
温度センサ１１が電子制御ユニット（以下ＥＣＵとい
う）１２に接続される。ＥＣＵ１２は燃料圧力センサ１
０及び燃料温度センサ１１の出力信号から各センサ位置
における燃料圧力及び燃料温度を読み取る。またＥＣＵ
１２は調圧装置９を電気的に制御する。即ち、調圧装置
９にはサーボ式電磁リリーフ弁等が採用される。
【００１４】ＥＣＵ１２には、ＤＭＥの蒸気圧線図に基
づいて予め作成されたマップ、即ちフィード圧制御マッ
プが記憶されている。即ち、図２にＤＭＥの蒸気圧線図
とマップとを併せて示す。図２をＤＭＥの蒸気圧線図と
して見た場合、横軸はＤＭＥ温度Ｔ（℃）、縦軸は蒸気
圧Ｐ(atm) であり、蒸気圧の線図はａである。一方、図
２をマップとして見た場合、横軸は燃料温度Ｔｆ
（℃）、縦軸は目標フィード圧Ｐｔ(atm) であり、目標
フィード圧の線図はｂである。
づいて予め作成されたマップ、即ちフィード圧制御マッ
プが記憶されている。即ち、図２にＤＭＥの蒸気圧線図
とマップとを併せて示す。図２をＤＭＥの蒸気圧線図と
して見た場合、横軸はＤＭＥ温度Ｔ（℃）、縦軸は蒸気
圧Ｐ(atm) であり、蒸気圧の線図はａである。一方、図
２をマップとして見た場合、横軸は燃料温度Ｔｆ
（℃）、縦軸は目標フィード圧Ｐｔ(atm) であり、目標
フィード圧の線図はｂである。
【００１５】図から分かるように、各燃料温度Ｔｆ毎の
目標フィード圧Ｐｔは、同じＤＭＥ温度Ｔの蒸気圧Ｐよ
り所定値ΔＰだけ高い。換言すれば、マップは、現在の
燃料温度Ｔｆに対し、蒸気圧Ｐより所定値ΔＰだけ高い
目標フィード圧Ｐｔを与える。ΔＰの値は、エンジンの
各摺動部においてＤＭＥ漏れを発生させず、且つフィー
ドポンプの消費馬力を過度に大きくしないような値が設
定される。これにより、後述するように、最適且つ必要
最小限のＤＭＥの加圧が達成できる訳である。
目標フィード圧Ｐｔは、同じＤＭＥ温度Ｔの蒸気圧Ｐよ
り所定値ΔＰだけ高い。換言すれば、マップは、現在の
燃料温度Ｔｆに対し、蒸気圧Ｐより所定値ΔＰだけ高い
目標フィード圧Ｐｔを与える。ΔＰの値は、エンジンの
各摺動部においてＤＭＥ漏れを発生させず、且つフィー
ドポンプの消費馬力を過度に大きくしないような値が設
定される。これにより、後述するように、最適且つ必要
最小限のＤＭＥの加圧が達成できる訳である。
【００１６】次に、このエンジンにおける燃料フィード
圧の制御方法を説明する。
圧の制御方法を説明する。
【００１７】ＥＣＵ１２は、燃料温度センサ１１の検出
値即ち現在の燃料温度Ｔｆから、図２のマップに従い目
標フィード圧Ｐｔを算出する。そして燃料圧力センサ１
０の検出値即ち実際のフィード圧が目標フィード圧Ｐｔ
に等しくなるよう、調圧装置９をフィードバック制御す
る。例えば、図２を参照して、現在の燃料温度Ｔｆが２
０（℃）なら線図ｂから目標フィード圧Ｐｔ＝6.8(atm)
を算出し、これに実際のフィード圧を合わせる制御を行
う。そして燃料温度Ｔｆが１０（℃）に下降したら、線
図ｂから対応する目標フィード圧Ｐｔ＝3.4(atm)を読み
取ってこれに実際のフィード圧を合わせる。
値即ち現在の燃料温度Ｔｆから、図２のマップに従い目
標フィード圧Ｐｔを算出する。そして燃料圧力センサ１
０の検出値即ち実際のフィード圧が目標フィード圧Ｐｔ
に等しくなるよう、調圧装置９をフィードバック制御す
る。例えば、図２を参照して、現在の燃料温度Ｔｆが２
０（℃）なら線図ｂから目標フィード圧Ｐｔ＝6.8(atm)
を算出し、これに実際のフィード圧を合わせる制御を行
う。そして燃料温度Ｔｆが１０（℃）に下降したら、線
図ｂから対応する目標フィード圧Ｐｔ＝3.4(atm)を読み
取ってこれに実際のフィード圧を合わせる。
【００１８】これにより、実際のフィード圧は全ての燃
料温度において必ずＤＭＥの蒸気圧Ｐより高くなり、燃
料の気化、燃料中への気泡混入を免れることができる。
そしてエンジン回転が不安定になるのを防止でき、フィ
ード通路６をなす配管や高圧ポンプ７内でのキャビテー
ション発生を防止できる。
料温度において必ずＤＭＥの蒸気圧Ｐより高くなり、燃
料の気化、燃料中への気泡混入を免れることができる。
そしてエンジン回転が不安定になるのを防止でき、フィ
ード通路６をなす配管や高圧ポンプ７内でのキャビテー
ション発生を防止できる。
【００１９】一方、ΔＰを上記の如く設定したので、最
適且つ必要最小限の加圧を達成でき、過度の加圧を防止
できる。ここで図２に示すように、本実施形態では線図
ａに平行な線図ｂを設定し、ΔＰを燃料温度Ｔｆに応じ
て約２〜３(atm) の範囲で変化させている。しかしこれ
に限らず、ΔＰを燃料温度Ｔｆに拘らず一定値とした
り、特定温度のみΔＰを大きくしたり小さくしたりする
ことができる。このようにΔＰは前述の問題が生じるよ
うな過度の値とならない限り自由に設定できる。ただ
し、ゼロよりは大きくする必要がある。ゼロだと蒸気圧
Ｐに一致し気化の可能性があるからである。この他ΔＰ
の決定には、フィード通路６の配管の圧力損失や高圧ポ
ンプ７の性能等を考慮するとよい。
適且つ必要最小限の加圧を達成でき、過度の加圧を防止
できる。ここで図２に示すように、本実施形態では線図
ａに平行な線図ｂを設定し、ΔＰを燃料温度Ｔｆに応じ
て約２〜３(atm) の範囲で変化させている。しかしこれ
に限らず、ΔＰを燃料温度Ｔｆに拘らず一定値とした
り、特定温度のみΔＰを大きくしたり小さくしたりする
ことができる。このようにΔＰは前述の問題が生じるよ
うな過度の値とならない限り自由に設定できる。ただ
し、ゼロよりは大きくする必要がある。ゼロだと蒸気圧
Ｐに一致し気化の可能性があるからである。この他ΔＰ
の決定には、フィード通路６の配管の圧力損失や高圧ポ
ンプ７の性能等を考慮するとよい。
【００２０】上記制御はマップ制御なので制御が容易で
あり、現在の燃料温度との関係で最適なフィード圧を常
に連続して与えられる利点がある。
あり、現在の燃料温度との関係で最適なフィード圧を常
に連続して与えられる利点がある。
【００２１】上記から分かるように、本実施形態におい
ては、ＥＣＵ１２、燃料温度センサ１１及び燃料圧力セ
ンサ１０が本発明のフィード圧制御手段を構成する。
ては、ＥＣＵ１２、燃料温度センサ１１及び燃料圧力セ
ンサ１０が本発明のフィード圧制御手段を構成する。
【００２２】ここで本実施形態では、高圧ポンプ７の直
近の上流側の位置に燃料温度センサ１１を設けたので、
燃料の気化を高圧ポンプ７手前で確実に防止できる。ま
た調圧装置９の直近の下流側の位置に燃料圧力センサ１
０を設けたので、正確なフィード圧を確実に検知でき
る。
近の上流側の位置に燃料温度センサ１１を設けたので、
燃料の気化を高圧ポンプ７手前で確実に防止できる。ま
た調圧装置９の直近の下流側の位置に燃料圧力センサ１
０を設けたので、正確なフィード圧を確実に検知でき
る。
【００２３】なお、本発明の実施形態は上述のものに限
られない。
られない。
【００２４】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００２５】（１） 燃料としてのＤＭＥを最適且つ必
要最小限に加圧できる。
要最小限に加圧できる。
【００２６】（２） マップ制御なので制御が容易であ
り、現在の燃料温度との関係で最適なフィード圧を常に
連続して与えることができる。
り、現在の燃料温度との関係で最適なフィード圧を常に
連続して与えることができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。
【図２】ＤＭＥの蒸気圧線図及び燃料フィード圧制御マ
ップを示す。
ップを示す。
１ ディーゼルエンジン ４ 燃料タンク ５ フィードポンプ ９ 調圧装置 １０ 燃料圧力センサ １１ 燃料温度センサ １２ 電子制御ユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 ジメチルエーテルを燃料とするディーゼ
ルエンジンにおいて、燃料タンクの燃料をエンジン側に
供給するフィードポンプと、該フィードポンプのフィー
ド圧を調節する調圧装置と、ジメチルエーテルの蒸気圧
線図に基づいて予め作成されたマップに従い、上記調圧
装置を制御するフィード圧制御手段とを備えたことを特
徴とするジメチルエーテル用ディーゼルエンジン。 - 【請求項２】 上記マップが、各燃料温度毎に、ジメチ
ルエーテルの蒸気圧より所定値高圧の目標フィード圧を
与えるものである請求項１記載のジメチルエーテル用デ
ィーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29853399A JP2001115916A (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29853399A JP2001115916A (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001115916A true JP2001115916A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17860968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29853399A Pending JP2001115916A (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | ジメチルエーテル用ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001115916A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1482164A1 (en) * | 2002-03-06 | 2004-12-01 | Bosch Automotive Systems Corporation | Dme fuel feed device of diesel engine |
| US6910468B2 (en) | 2002-06-14 | 2005-06-28 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| WO2008001532A1 (fr) | 2006-06-27 | 2008-01-03 | Isuzu Motors Limited | Moteur diesel pour éther diméthylique |
| JP2012092697A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Isuzu Motors Ltd | Ｄｍｅ燃焼システム |
| JP2016142253A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社デンソー | 燃料供給システム及び制御装置 |
-
1999
- 1999-10-20 JP JP29853399A patent/JP2001115916A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1482164A1 (en) * | 2002-03-06 | 2004-12-01 | Bosch Automotive Systems Corporation | Dme fuel feed device of diesel engine |
| EP1482164A4 (en) * | 2002-03-06 | 2010-03-31 | Bosch Automotive Systems Corp | DIMETHYLETHER FUEL FEEDING DEVICE (DME) OF DIESEL ENGINE |
| US6910468B2 (en) | 2002-06-14 | 2005-06-28 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| US6918370B2 (en) | 2002-06-14 | 2005-07-19 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| US6951207B2 (en) | 2002-06-14 | 2005-10-04 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| US7059276B2 (en) | 2002-06-14 | 2006-06-13 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| US7124714B2 (en) | 2002-06-14 | 2006-10-24 | Hitachi, Ltd. | Fuel supply apparatus using low boiling point fuel and its control method |
| WO2008001532A1 (fr) | 2006-06-27 | 2008-01-03 | Isuzu Motors Limited | Moteur diesel pour éther diméthylique |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070116 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070309 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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