JP2001182537A - ４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関 - Google Patents
４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関Info
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コストアップや重量増を回避しつつ、幅広い
運転負荷条件にわたって安定した燃焼が可能となる圧縮
着火内燃機関を提供する。 【解決手段】 副燃料として利用されるエンジンオイル
は、オイルポンプ１５で加圧後、オイルフィルタ１６で
濾過され、流量調整用電磁弁１７で流量が調整され、燃
料混合室１２へ送られる。燃料混合室１２では、主燃料
であるガソリンと副燃料であるエンジンオイルが混合さ
れ、混合燃料が燃料噴射弁９より噴射される。ＥＣＵ１
８は、運転条件に応じて流量調整用電磁弁１７を制御し
て副燃料流量を調整し、混合気の着火性及び着火時期を
制御する。
運転負荷条件にわたって安定した燃焼が可能となる圧縮
着火内燃機関を提供する。 【解決手段】 副燃料として利用されるエンジンオイル
は、オイルポンプ１５で加圧後、オイルフィルタ１６で
濾過され、流量調整用電磁弁１７で流量が調整され、燃
料混合室１２へ送られる。燃料混合室１２では、主燃料
であるガソリンと副燃料であるエンジンオイルが混合さ
れ、混合燃料が燃料噴射弁９より噴射される。ＥＣＵ１
８は、運転条件に応じて流量調整用電磁弁１７を制御し
て副燃料流量を調整し、混合気の着火性及び着火時期を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４ストロークサイ
クル式圧縮着火内燃機関に係り、特に圧縮着火が困難な
主燃料と、自己着火性に優れた副燃料とを用いる４スト
ロークサイクル式圧縮着火内燃機関に関する。
クル式圧縮着火内燃機関に係り、特に圧縮着火が困難な
主燃料と、自己着火性に優れた副燃料とを用いる４スト
ロークサイクル式圧縮着火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】同時に複数種の燃料を燃焼させる内燃機
関として、例えば特許第２８６４５２６号公報に開示さ
れているように、主燃料としてガソリン、着火用副燃料
として軽油を利用し、それぞれの燃料の噴射時期や噴射
量を制御することで、機関のエミッション性能の向上、
燃費の改善を図った複燃料ディーゼル機関が知られてい
る。
関として、例えば特許第２８６４５２６号公報に開示さ
れているように、主燃料としてガソリン、着火用副燃料
として軽油を利用し、それぞれの燃料の噴射時期や噴射
量を制御することで、機関のエミッション性能の向上、
燃費の改善を図った複燃料ディーゼル機関が知られてい
る。
【０００３】特に圧縮着火内燃機関において、セタン価
の異なる複数種の燃料を使用する主な利点は、予混合的
な燃焼でありながら運転可能負荷範囲を広くできるとい
う点にある。
の異なる複数種の燃料を使用する主な利点は、予混合的
な燃焼でありながら運転可能負荷範囲を広くできるとい
う点にある。
【０００４】予混合燃焼は拡散燃焼と比較して、すすや
ＮＯｘの生成を大幅に低減させることができるので低エ
ミッション化のためには望ましい燃焼形態であるが、単
一セタン価の燃料一種のみで予混合気を圧縮着火させよ
うとすると、高セタン価燃料の場合は着火性が非常に良
いためにリッチ混合気はノック発生により制限されて、
使用可能運転負荷範囲は低負荷に限られる。
ＮＯｘの生成を大幅に低減させることができるので低エ
ミッション化のためには望ましい燃焼形態であるが、単
一セタン価の燃料一種のみで予混合気を圧縮着火させよ
うとすると、高セタン価燃料の場合は着火性が非常に良
いためにリッチ混合気はノック発生により制限されて、
使用可能運転負荷範囲は低負荷に限られる。
【０００５】これとは逆に、低セタン価燃料は着火性が
低いためリーン混合気は失火により制限されて、負荷範
囲は高負荷に限られることになる。そこで運転可能な負
荷範囲を広げる目的でセタン価の異なる２種の燃料を用
いて、両燃料の混合あるいはそれぞれの燃料を噴射する
方法がしばしばとられる。
低いためリーン混合気は失火により制限されて、負荷範
囲は高負荷に限られることになる。そこで運転可能な負
荷範囲を広げる目的でセタン価の異なる２種の燃料を用
いて、両燃料の混合あるいはそれぞれの燃料を噴射する
方法がしばしばとられる。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のデ
ィーゼル機関では、主燃料のガソリンと副燃料の軽油の
２種の燃料それぞれに対して燃料タンク、加圧ポンプ、
および燃料配管を必要とするので、製造コストの上昇、
車両の重量増、給油時の煩雑さ等の不可避の問題点があ
った。また、重量増の影響で車両の燃料消費率を悪化さ
せ、ランニングコストをも上昇させるという問題点があ
った。さらに、２系統の燃料系を備えることで機関の構
成部品の複雑化は必至であり、メンテナンス性は著しく
低下するという問題点があった。
ィーゼル機関では、主燃料のガソリンと副燃料の軽油の
２種の燃料それぞれに対して燃料タンク、加圧ポンプ、
および燃料配管を必要とするので、製造コストの上昇、
車両の重量増、給油時の煩雑さ等の不可避の問題点があ
った。また、重量増の影響で車両の燃料消費率を悪化さ
せ、ランニングコストをも上昇させるという問題点があ
った。さらに、２系統の燃料系を備えることで機関の構
成部品の複雑化は必至であり、メンテナンス性は著しく
低下するという問題点があった。
【０００６】上記従来の問題点に鑑み本発明の目的は、
製造コストの増加、車両の重量増加、及び運用コストの
増加を回避しつつ、複燃料による混合気の着火時期制御
や熱発生速度の調整が可能となり、幅広い運転負荷条件
にわたって安定した燃焼が可能となり、結果として低燃
費化、低エミッション化を実現できる内燃機関を提供す
ることである。
製造コストの増加、車両の重量増加、及び運用コストの
増加を回避しつつ、複燃料による混合気の着火時期制御
や熱発生速度の調整が可能となり、幅広い運転負荷条件
にわたって安定した燃焼が可能となり、結果として低燃
費化、低エミッション化を実現できる内燃機関を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明は、ピストンの上動により圧縮した
高温高圧の混合気を着火燃焼させる内燃機関において、
上記混合気形成用として、低セタン価の主燃料と副燃料
としてのエンジンオイルとのそれぞれの供給量および供
給時期を調整可能でかつ、前記主燃料と前記副燃料とを
同一燃焼サイクル中に燃焼室内に供給することが可能な
燃料供給手段を備えたことを要旨とする４ストロークサ
イクル式圧縮着火内燃機関である。
請求項１記載の発明は、ピストンの上動により圧縮した
高温高圧の混合気を着火燃焼させる内燃機関において、
上記混合気形成用として、低セタン価の主燃料と副燃料
としてのエンジンオイルとのそれぞれの供給量および供
給時期を調整可能でかつ、前記主燃料と前記副燃料とを
同一燃焼サイクル中に燃焼室内に供給することが可能な
燃料供給手段を備えたことを要旨とする４ストロークサ
イクル式圧縮着火内燃機関である。
【０００８】上記課題を解決するため請求項２記載の発
明は、請求項１記載の４ストロークサイクル式圧縮着火
内燃機関において、前記燃料供給手段は、前記低セタン
価の主燃料に副燃料としてのエンジンオイルを混合した
混合燃料を噴射する燃料噴射弁であることを要旨とす
る。
明は、請求項１記載の４ストロークサイクル式圧縮着火
内燃機関において、前記燃料供給手段は、前記低セタン
価の主燃料に副燃料としてのエンジンオイルを混合した
混合燃料を噴射する燃料噴射弁であることを要旨とす
る。
【０００９】上記課題を解決するため請求項３記載の発
明は、請求項１記載の４ストロークサイクル式圧縮着火
内燃機関において、前記燃料供給手段は、前記副燃料と
してのエンジンオイルを筒内に直接噴射可能な副燃料噴
射弁を備えたことを要旨とする。
明は、請求項１記載の４ストロークサイクル式圧縮着火
内燃機関において、前記燃料供給手段は、前記副燃料と
してのエンジンオイルを筒内に直接噴射可能な副燃料噴
射弁を備えたことを要旨とする。
【００１０】上記課題を解決するため請求項４記載の発
明は、請求項１または請求項３記載の４ストロークサイ
クル式圧縮着火内燃機関において、前記燃料供給手段
は、前記低セタン価の主燃料を筒内に直接噴射可能な主
燃料噴射弁を備えたことを要旨とする。
明は、請求項１または請求項３記載の４ストロークサイ
クル式圧縮着火内燃機関において、前記燃料供給手段
は、前記低セタン価の主燃料を筒内に直接噴射可能な主
燃料噴射弁を備えたことを要旨とする。
【００１１】上記課題を解決するため請求項５記載の発
明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の４
ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関において、吸気
通路内に電子制御式スロットル弁、燃焼室内に点火プラ
グをそれぞれ備えたことを要旨とする。
明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の４
ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関において、吸気
通路内に電子制御式スロットル弁、燃焼室内に点火プラ
グをそれぞれ備えたことを要旨とする。
【００１２】上記課題を解決するため請求項６記載の発
明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の４
ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関において、エン
ジンオイルを貯留するエンジンオイル貯留器と、該エン
ジンオイル貯留器から開閉弁を介して連通可能なサブオ
イルタンクと、該サブオイルタンクより副燃料としての
エンジンオイルを吸引して前記燃料供給手段に供給する
副燃料ポンプと、を備えたことを要旨とする。
明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の４
ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関において、エン
ジンオイルを貯留するエンジンオイル貯留器と、該エン
ジンオイル貯留器から開閉弁を介して連通可能なサブオ
イルタンクと、該サブオイルタンクより副燃料としての
エンジンオイルを吸引して前記燃料供給手段に供給する
副燃料ポンプと、を備えたことを要旨とする。
【００１３】〔作用〕本発明は、内燃機関の本体潤滑用
として一般的に用いられているエンジンオイルの主成分
がガソリンに比べて分子量の大きい直鎖飽和炭化水素で
あり、この種の成分は一般的に反応性が高く、つまりセ
タン価が高いことに相当するという点に着目してなされ
たものである。
として一般的に用いられているエンジンオイルの主成分
がガソリンに比べて分子量の大きい直鎖飽和炭化水素で
あり、この種の成分は一般的に反応性が高く、つまりセ
タン価が高いことに相当するという点に着目してなされ
たものである。
【００１４】本発明においては、機関本体の潤滑用のエ
ンジンオイルを副燃料として利用し、副燃料供給系統と
して潤滑系統を極力利用する構成としているため、従来
の複燃料ディーゼル機関のように新たにもう１系統の燃
料系を装備することなく、複燃料による混合気の着火時
期制御や熱発生速度の調整が可能となり、コストアップ
や重量増を回避しつつ、幅広い運転負荷条件にわたって
安定した燃焼が可能となり、結果として低燃費化、低エ
ミッション化を実現した内燃機関を提供することができ
る。
ンジンオイルを副燃料として利用し、副燃料供給系統と
して潤滑系統を極力利用する構成としているため、従来
の複燃料ディーゼル機関のように新たにもう１系統の燃
料系を装備することなく、複燃料による混合気の着火時
期制御や熱発生速度の調整が可能となり、コストアップ
や重量増を回避しつつ、幅広い運転負荷条件にわたって
安定した燃焼が可能となり、結果として低燃費化、低エ
ミッション化を実現した内燃機関を提供することができ
る。
【００１５】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ピスト
ンの上動により圧縮した高温高圧の混合気を着火燃焼さ
せる４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関におい
て、上記混合気形成用として、低セタン価の主燃料と副
燃料としてのエンジンオイルとのそれぞれの供給量およ
び供給時期を調整可能でかつ、前記主燃料と副燃料とを
同一燃焼サイクル中に燃焼室内に供給することが可能な
燃料供給手段を備えたことにより、副燃料のための第２
の燃料系のすべてを新設することなく、エンジン本体の
潤滑系の小改造のみによって複燃料運転が可能となるた
め、新たに第２の燃料系を設ける場合に比べて格段に製
造コストを低減することができ、さらに機関の構成部品
の増加が回避されるために車両全体の重量増を抑えるこ
とができ、結果的に燃料消費率を改善し運動性能を向上
するという効果がある。
ンの上動により圧縮した高温高圧の混合気を着火燃焼さ
せる４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関におい
て、上記混合気形成用として、低セタン価の主燃料と副
燃料としてのエンジンオイルとのそれぞれの供給量およ
び供給時期を調整可能でかつ、前記主燃料と副燃料とを
同一燃焼サイクル中に燃焼室内に供給することが可能な
燃料供給手段を備えたことにより、副燃料のための第２
の燃料系のすべてを新設することなく、エンジン本体の
潤滑系の小改造のみによって複燃料運転が可能となるた
め、新たに第２の燃料系を設ける場合に比べて格段に製
造コストを低減することができ、さらに機関の構成部品
の増加が回避されるために車両全体の重量増を抑えるこ
とができ、結果的に燃料消費率を改善し運動性能を向上
するという効果がある。
【００１６】また装置の複雑化も回避されるために、燃
料系を２系統設ける場合に比べて各段にメンテナンス性
を向上させる効果がある。
料系を２系統設ける場合に比べて各段にメンテナンス性
を向上させる効果がある。
【００１７】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、前記燃料供給手段は、前記低セ
タン価の主燃料に副燃料としてのエンジンオイルを混合
した混合燃料を噴射する燃料噴射弁としたので、燃焼室
内に供給される混合気中の副燃料成分の濃度を均一化す
ることで燃料分布の偏りの影響を消すことができるの
で、混合気全体の着火性を最適に調整することが可能と
なり、未燃分の排出量を低減し、排気性状を改善する効
果がある。
の発明の効果に加えて、前記燃料供給手段は、前記低セ
タン価の主燃料に副燃料としてのエンジンオイルを混合
した混合燃料を噴射する燃料噴射弁としたので、燃焼室
内に供給される混合気中の副燃料成分の濃度を均一化す
ることで燃料分布の偏りの影響を消すことができるの
で、混合気全体の着火性を最適に調整することが可能と
なり、未燃分の排出量を低減し、排気性状を改善する効
果がある。
【００１８】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、前記燃料供給手段は、前記副燃
料としてのエンジンオイルを筒内に直接噴射可能な副燃
料噴射弁を備えたことにより、副燃料成分であるエンジ
ンオイルの噴射時期や噴射率を、主燃料の噴射によらず
自由に変更することが可能となるため、混合気の着火時
期、すなわち燃焼開始時期と着火後の燃焼による熱発生
速度をノックを回避しつつ熱効率が最高になるような最
適値に調整することができ、機関の燃料消費率を大きく
改善する効果がある。
の発明の効果に加えて、前記燃料供給手段は、前記副燃
料としてのエンジンオイルを筒内に直接噴射可能な副燃
料噴射弁を備えたことにより、副燃料成分であるエンジ
ンオイルの噴射時期や噴射率を、主燃料の噴射によらず
自由に変更することが可能となるため、混合気の着火時
期、すなわち燃焼開始時期と着火後の燃焼による熱発生
速度をノックを回避しつつ熱効率が最高になるような最
適値に調整することができ、機関の燃料消費率を大きく
改善する効果がある。
【００１９】また、主燃料成分に対する着火源としての
役割を担う副燃料噴霧をコンパクトにまとめることが可
能となるため、副燃料であるエンジンオイルの消費量を
微少にすることができ、結果としてユーザーがエンジン
オイルを補充する頻度が低くなり、日常のメンテナンス
性も良好となる。
役割を担う副燃料噴霧をコンパクトにまとめることが可
能となるため、副燃料であるエンジンオイルの消費量を
微少にすることができ、結果としてユーザーがエンジン
オイルを補充する頻度が低くなり、日常のメンテナンス
性も良好となる。
【００２０】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
または請求項３の発明の効果に加えて、前記燃料供給手
段は、前記低セタン価の主燃料を筒内に直接噴射可能な
主燃料噴射弁を備えたことにより、主燃料を筒内で気化
させる際に周囲から潜熱を奪う効果で吸気の密度が高ま
り、充填効率が向上するために機関の出力を向上する効
果がある。
または請求項３の発明の効果に加えて、前記燃料供給手
段は、前記低セタン価の主燃料を筒内に直接噴射可能な
主燃料噴射弁を備えたことにより、主燃料を筒内で気化
させる際に周囲から潜熱を奪う効果で吸気の密度が高ま
り、充填効率が向上するために機関の出力を向上する効
果がある。
【００２１】また筒内の温度を低下させるため、耐ノッ
ク性が向上するという面から圧縮着火時の混合気のリッ
チ化が可能となり、さらに出力を向上できるという相乗
効果をも得ることができる。
ク性が向上するという面から圧縮着火時の混合気のリッ
チ化が可能となり、さらに出力を向上できるという相乗
効果をも得ることができる。
【００２２】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
ないし請求項４の発明の効果に加えて、吸気通路内に電
子制御式スロットル弁、燃焼室内に点火プラグをそれぞ
れ備えたことにより、機関を高回転運転するときには燃
焼速度の点で高回転時に有利な火花点火燃焼に切り替え
ることが可能となるので、高回転域のトルクを十分確保
することができ、機関の最高出力も従来の圧縮着火機関
と比較して大幅に向上できるという効果がある。
ないし請求項４の発明の効果に加えて、吸気通路内に電
子制御式スロットル弁、燃焼室内に点火プラグをそれぞ
れ備えたことにより、機関を高回転運転するときには燃
焼速度の点で高回転時に有利な火花点火燃焼に切り替え
ることが可能となるので、高回転域のトルクを十分確保
することができ、機関の最高出力も従来の圧縮着火機関
と比較して大幅に向上できるという効果がある。
【００２３】また万が一副燃料の供給装置などに異常が
発生し、圧縮着火燃焼運転が困難になった場合であって
も、いつでも火花点火燃焼運転に切り替えることが可能
なので、機関の信頼性を高めることもできる。
発生し、圧縮着火燃焼運転が困難になった場合であって
も、いつでも火花点火燃焼運転に切り替えることが可能
なので、機関の信頼性を高めることもできる。
【００２４】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
ないし請求項５の発明の効果に加えて、エンジンオイル
を貯留するエンジンオイル貯留器と、該エンジンオイル
貯留器から開閉弁を介して連通可能なサブオイルタンク
と、該サブオイルタンクより副燃料としてのエンジンオ
イルを吸引して前記燃料供給手段に供給する副燃料ポン
プと、を備えたことにより、エンジンオイル交換時に
は、開閉弁を開いて古いエンジンオイルをサブタンクへ
移すことにより、従来のようにエンジンオイル交換時に
廃油が出ることがなくなるため、従来廃油処理のために
ユーザが負担していた費用や手間を全くなくすことがで
きるという効果がある。
ないし請求項５の発明の効果に加えて、エンジンオイル
を貯留するエンジンオイル貯留器と、該エンジンオイル
貯留器から開閉弁を介して連通可能なサブオイルタンク
と、該サブオイルタンクより副燃料としてのエンジンオ
イルを吸引して前記燃料供給手段に供給する副燃料ポン
プと、を備えたことにより、エンジンオイル交換時に
は、開閉弁を開いて古いエンジンオイルをサブタンクへ
移すことにより、従来のようにエンジンオイル交換時に
廃油が出ることがなくなるため、従来廃油処理のために
ユーザが負担していた費用や手間を全くなくすことがで
きるという効果がある。
【００２５】また廃油が出ないということは、廃油が不
法に投棄されるのを防止することにもつながるので、土
壌汚染等の環境への影響も極力少なくできる。
法に投棄されるのを防止することにもつながるので、土
壌汚染等の環境への影響も極力少なくできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。実施形態においては、特に限
定されないが、シリンダブロックの下部にエンジンオイ
ル貯留器としてのオイルパンを設けたウェットサンプ式
の潤滑機構を備えている。また主燃料としては、特に限
定されないがガソリンを用いる場合を示している。
施形態を詳細に説明する。実施形態においては、特に限
定されないが、シリンダブロックの下部にエンジンオイ
ル貯留器としてのオイルパンを設けたウェットサンプ式
の潤滑機構を備えている。また主燃料としては、特に限
定されないがガソリンを用いる場合を示している。
【００２７】図１は、本発明に係る４ストロークサイク
ル式圧縮着火内燃機関の第１の実施形態を説明するシス
テム構成図である。図１において、シリンダブロック
１、シリンダヘッド２、及びピストン３は、燃焼室４を
形成している。燃焼室４に連通する吸気ポート５には、
吸気バルブ６が設けられ、排気ポート７には、排気バル
ブ８が設けられている。
ル式圧縮着火内燃機関の第１の実施形態を説明するシス
テム構成図である。図１において、シリンダブロック
１、シリンダヘッド２、及びピストン３は、燃焼室４を
形成している。燃焼室４に連通する吸気ポート５には、
吸気バルブ６が設けられ、排気ポート７には、排気バル
ブ８が設けられている。
【００２８】吸気ポート５の上流側には吸気通路１０が
接続されており、この吸気通路１０には上流側から、吸
入空気量を検出するエアフローメータ１１と、吸気ポー
ト５内に燃料を噴射する燃料噴射弁９とを配設してあ
る。
接続されており、この吸気通路１０には上流側から、吸
入空気量を検出するエアフローメータ１１と、吸気ポー
ト５内に燃料を噴射する燃料噴射弁９とを配設してあ
る。
【００２９】機関下部にあるオイルパン１３内はエンジ
ンオイルが貯留され、エンジンオイルはストレーナ１４
から吸引されオイルポンプ１５で油圧が与えられ、オイ
ルフィルタ１６で不純物を取り除いてから機関本体の潤
滑箇所各部に送られる。
ンオイルが貯留され、エンジンオイルはストレーナ１４
から吸引されオイルポンプ１５で油圧が与えられ、オイ
ルフィルタ１６で不純物を取り除いてから機関本体の潤
滑箇所各部に送られる。
【００３０】副燃料として利用されるエンジンオイル分
はオイルフィルタ１６を通過後、流量調整用電磁弁１７
で流量が調整されて燃料混合室１２に送られ、燃料混合
室１２で主燃料であるガソリンと混合された後、混合燃
料が燃料噴射弁９より噴射される。
はオイルフィルタ１６を通過後、流量調整用電磁弁１７
で流量が調整されて燃料混合室１２に送られ、燃料混合
室１２で主燃料であるガソリンと混合された後、混合燃
料が燃料噴射弁９より噴射される。
【００３１】燃料混合室１２には、例えば、比較的低燃
圧の主燃料であるガソリンが図示されない逆流防止弁で
あるチェックバルブを介して供給され、比較的高燃圧の
副燃料であるエンジンオイルが図示されないノズルを介
して供給される。これによりガソリン内に比較的高圧の
エンジンオイルが吹き込まれ、両者が混合した混合燃料
が形成されるようになっている。
圧の主燃料であるガソリンが図示されない逆流防止弁で
あるチェックバルブを介して供給され、比較的高燃圧の
副燃料であるエンジンオイルが図示されないノズルを介
して供給される。これによりガソリン内に比較的高圧の
エンジンオイルが吹き込まれ、両者が混合した混合燃料
が形成されるようになっている。
【００３２】エンジンコントロールユニット（以下、Ｅ
ＣＵと略す）１８には、機関運転状態を示す信号とし
て、回転数信号、負荷信号、油水温信号、空気量信号、
油圧信号等が各種センサから入力されている。
ＣＵと略す）１８には、機関運転状態を示す信号とし
て、回転数信号、負荷信号、油水温信号、空気量信号、
油圧信号等が各種センサから入力されている。
【００３３】上記ＥＣＵ１８内には、上記の各種の入力
信号に基づいて機関回転数及び要求負荷を判断するとと
もに、この判断結果に基づいて必要な燃料量及び副燃料
混合比を演算処理する燃料供給制御部が設けられてい
る。この燃料供給制御部は、配線論理（ワイヤード・ロ
ジック）または、マイクロコンピュータとプログラムの
組合せにより構成されている。
信号に基づいて機関回転数及び要求負荷を判断するとと
もに、この判断結果に基づいて必要な燃料量及び副燃料
混合比を演算処理する燃料供給制御部が設けられてい
る。この燃料供給制御部は、配線論理（ワイヤード・ロ
ジック）または、マイクロコンピュータとプログラムの
組合せにより構成されている。
【００３４】そして、燃料供給制御部は、流量調整用電
磁弁１７に制御信号を出力して副燃料流量を調整するこ
とにより主燃料に対する副燃料の混合比を制御するとと
もに、燃料噴射弁９に制御信号を出力して燃料噴射量及
び噴射時期を調整することで、機関の運転状態に応じて
燃焼室内の混合気の燃焼特性（着火性）を変化させるこ
とができる。
磁弁１７に制御信号を出力して副燃料流量を調整するこ
とにより主燃料に対する副燃料の混合比を制御するとと
もに、燃料噴射弁９に制御信号を出力して燃料噴射量及
び噴射時期を調整することで、機関の運転状態に応じて
燃焼室内の混合気の燃焼特性（着火性）を変化させるこ
とができる。
【００３５】主燃料としてのガソリンに対する副燃料と
してのエンジンオイルの混合比は、アイドリング等の低
回転低負荷時には多く、高回転または高負荷時には少な
くなるように制御し、その範囲は、例えば１％ないし５
％程度である。
してのエンジンオイルの混合比は、アイドリング等の低
回転低負荷時には多く、高回転または高負荷時には少な
くなるように制御し、その範囲は、例えば１％ないし５
％程度である。
【００３６】図２は、本発明に係る４ストロークサイク
ル式圧縮着火内燃機関の第２の実施形態を説明するシス
テム構成図である。この実施形態にあっては、前記図１
の第１実施形態の構成に対し、副燃料を燃焼室４内に直
接噴射可能な副燃料噴射弁１９がシリンダヘッド２に取
り付けられており、燃料噴射弁９では主燃料のみを噴射
する。さらに、副燃料噴射弁１９の噴射時期及び噴射量
をＥＣＵ１８から制御できるようになっている。
ル式圧縮着火内燃機関の第２の実施形態を説明するシス
テム構成図である。この実施形態にあっては、前記図１
の第１実施形態の構成に対し、副燃料を燃焼室４内に直
接噴射可能な副燃料噴射弁１９がシリンダヘッド２に取
り付けられており、燃料噴射弁９では主燃料のみを噴射
する。さらに、副燃料噴射弁１９の噴射時期及び噴射量
をＥＣＵ１８から制御できるようになっている。
【００３７】このような構成を持つことによって、副燃
料成分であるエンジンオイルの噴射時期や噴射率を主燃
料の噴射によらず自由に変更することが可能となるた
め、混合気の着火時期（＝燃焼開始時期）と着火後の燃
焼による熱発生速度を、ノック回避かつ熱効率が最高に
なるような最適値に調整することができるようになる。
料成分であるエンジンオイルの噴射時期や噴射率を主燃
料の噴射によらず自由に変更することが可能となるた
め、混合気の着火時期（＝燃焼開始時期）と着火後の燃
焼による熱発生速度を、ノック回避かつ熱効率が最高に
なるような最適値に調整することができるようになる。
【００３８】図３は本発明に係る４ストロークサイクル
式圧縮着火内燃機関の第３実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、燃料噴射弁９を廃止する代わ
りに主燃料を燃焼室４内に直接噴射可能な主燃料筒内直
接噴射弁２０がシリンダヘッド２に取り付けられてい
る。
式圧縮着火内燃機関の第３実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、燃料噴射弁９を廃止する代わ
りに主燃料を燃焼室４内に直接噴射可能な主燃料筒内直
接噴射弁２０がシリンダヘッド２に取り付けられてい
る。
【００３９】シリンダヘッド２上の主燃料筒内直接噴射
弁２０と副燃料噴射弁１９との配置は、図３に示したよ
うに、副燃料噴射弁１９側が排気弁８側に位置するよう
に配置する方が副燃料噴霧の昇温及び着火が促進される
ので好ましい。また主燃料筒内直接噴射弁２０と副燃料
噴射弁１９との距離については、着火した副燃料から主
燃料の燃焼への移行を容易にするため、ボア半径以下と
することが好ましい。
弁２０と副燃料噴射弁１９との配置は、図３に示したよ
うに、副燃料噴射弁１９側が排気弁８側に位置するよう
に配置する方が副燃料噴霧の昇温及び着火が促進される
ので好ましい。また主燃料筒内直接噴射弁２０と副燃料
噴射弁１９との距離については、着火した副燃料から主
燃料の燃焼への移行を容易にするため、ボア半径以下と
することが好ましい。
【００４０】このような構成を持つことによって、第１
実施形態の効果に加えて、主燃料を筒内で気化させる際
に潜熱を周囲から奪う効果で吸気温度を低下させて密度
を高めることができ、充填効率が向上する。
実施形態の効果に加えて、主燃料を筒内で気化させる際
に潜熱を周囲から奪う効果で吸気温度を低下させて密度
を高めることができ、充填効率が向上する。
【００４１】図４は本発明に係る４ストロークサイクル
式圧縮着火内燃機関の第４実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、吸気通路１０内のエアフロー
メータ１１下流側に吸入空気流量をＥＣＵ１８から制御
することのできる電子制御式スロットル弁２１を備え、
燃焼室４内の混合気を電気火花によって点火することの
できる点火プラグ２２がシリンダヘッド２に取り付けら
れている。
式圧縮着火内燃機関の第４実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、吸気通路１０内のエアフロー
メータ１１下流側に吸入空気流量をＥＣＵ１８から制御
することのできる電子制御式スロットル弁２１を備え、
燃焼室４内の混合気を電気火花によって点火することの
できる点火プラグ２２がシリンダヘッド２に取り付けら
れている。
【００４２】このような構成を持つことによって、特に
機関を高回転運転するときには副燃料供給を中断して圧
縮着火燃焼を中止し、要求負荷に応じた吸気量を電子制
御式スロットル弁２１で調整しつつ点火プラグ２２で適
切な時期に電気火花を与えることで、燃焼速度の点で高
回転時に有利な火花点火燃焼に切り替えることが可能と
なる。
機関を高回転運転するときには副燃料供給を中断して圧
縮着火燃焼を中止し、要求負荷に応じた吸気量を電子制
御式スロットル弁２１で調整しつつ点火プラグ２２で適
切な時期に電気火花を与えることで、燃焼速度の点で高
回転時に有利な火花点火燃焼に切り替えることが可能と
なる。
【００４３】図５は本発明に係る４ストロークサイクル
式圧縮着火内燃機関の第５実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、エンジンオイル貯留器である
オイルパン１３の横下方にサブオイルタンク２３を隣接
設置し、サブオイルタンク２３とオイルパン１３とはオ
イル抜き取り用開閉弁２４を介して連通することができ
るようになっている。
式圧縮着火内燃機関の第５実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。この実施形態にあっては前記図２の第
２実施形態の構成に対し、エンジンオイル貯留器である
オイルパン１３の横下方にサブオイルタンク２３を隣接
設置し、サブオイルタンク２３とオイルパン１３とはオ
イル抜き取り用開閉弁２４を介して連通することができ
るようになっている。
【００４４】サブオイルタンク２３内の副燃料としての
エンジンのオイルは副燃料ポンプ２５によって吸引・加
圧され、サブオイルフィルタ２６により濾過され、流量
調整用電磁弁１７で流量が調整された後、燃焼室４内に
直接噴射可能な副燃料噴射弁１９に送られる。
エンジンのオイルは副燃料ポンプ２５によって吸引・加
圧され、サブオイルフィルタ２６により濾過され、流量
調整用電磁弁１７で流量が調整された後、燃焼室４内に
直接噴射可能な副燃料噴射弁１９に送られる。
【００４５】このような構成を持つことによって、特に
運転の繰り返しを経てエンジンオイルが劣化した場合、
オイル抜き取り用開閉弁２４を開いて古いエンジンオイ
ルをオイルパン１３からサブオイルタンク２３へ全量流
下させ、オイル抜き取り用開閉弁２４を閉じた後、新し
いエンジンオイルをオイルパン１３へ補給する。これに
より、従来の４ストロークサイクル機関でのエンジンオ
イル交換と違って、廃油を全くエンジン外部に出すこと
なく自ら処分ができるようになる。
運転の繰り返しを経てエンジンオイルが劣化した場合、
オイル抜き取り用開閉弁２４を開いて古いエンジンオイ
ルをオイルパン１３からサブオイルタンク２３へ全量流
下させ、オイル抜き取り用開閉弁２４を閉じた後、新し
いエンジンオイルをオイルパン１３へ補給する。これに
より、従来の４ストロークサイクル機関でのエンジンオ
イル交換と違って、廃油を全くエンジン外部に出すこと
なく自ら処分ができるようになる。
【００４６】以上好ましい実施形態について説明した
が、これらは本発明を限定するものではない。例えば、
実施形態においては、主燃料としてガソリンを用いる場
合を説明したが、ガソリンに変えてメチルアルコール、
エチルアルコール等のアルコール類、その他の低セタン
価燃料を用いてもよい。
が、これらは本発明を限定するものではない。例えば、
実施形態においては、主燃料としてガソリンを用いる場
合を説明したが、ガソリンに変えてメチルアルコール、
エチルアルコール等のアルコール類、その他の低セタン
価燃料を用いてもよい。
【００４７】また、実施形態のエンジン潤滑構造として
ウェットサンプ式を例に説明したが、オイルパンにエン
ジンオイルを貯留せず、別途設けたオイルタンクにエン
ジンオイルを貯留するドライサンプ式にも適用できる。
このとき、エンジンオイル貯留器は、オイルタンクとな
ることは明らかである。
ウェットサンプ式を例に説明したが、オイルパンにエン
ジンオイルを貯留せず、別途設けたオイルタンクにエン
ジンオイルを貯留するドライサンプ式にも適用できる。
このとき、エンジンオイル貯留器は、オイルタンクとな
ることは明らかである。
【図１】本発明の第１実施形態の構成を説明するシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の構成を説明するシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の構成を説明するシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態の構成を説明するシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態の構成を説明するシステ
ム構成図である。
ム構成図である。
１ シリンダブロック ２ シリンダヘッド ３ ピストン ４ 燃焼室 ５ 吸気ポート ６ 吸気バルブ ７ 排気ポート ８ 排気バルブ ９ 燃料噴射弁 １０ 吸気通路 １１ エアフローメータ １２ 燃料混合室 １３ オイルパン １４ ストレーナ １５ オイルポンプ １６ オイルフィルタ １７ 流量調整用電磁弁 １８ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 43/00 Ｆ０２Ｍ 43/00 61/14 ３１０ 61/14 ３１０Ｕ 63/00 63/00 Ｐ Ｆターム(参考） 3G023 AA01 AA02 AA03 AB06 AC02 AC03 AC04 AC06 AC08 AD03 AD12 3G066 AA01 AA02 AB02 AB06 AD10 AD12 BA14 BA17 BA23 BA28 BA61 CD06 CD11 CD26 DC01 DC09 DC14 3G092 AA01 AA05 AA06 AB02 AB05 AB12 BB02 DC01 EA01 EA02 FA01 FA16 FA17 FA18 FB05 GA03 HA01X HA06X HA11X HE01X HE08X
Claims (6)
- 【請求項１】 ピストンの上動により圧縮した高温高圧
の混合気を着火燃焼させる４ストロークサイクル式圧縮
着火内燃機関において、上記混合気形成用として、低セ
タン価の主燃料と副燃料としてのエンジンオイルとのそ
れぞれの供給量および供給時期を調整可能でかつ、前記
主燃料と前記副燃料とを同一燃焼サイクル中に燃焼室内
に供給することが可能な燃料供給手段を備えたことを特
徴とする４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項２】 前記燃料供給手段は、前記低セタン価の
主燃料に副燃料としてのエンジンオイルを混合した混合
燃料を噴射する燃料噴射弁であることを特徴とする請求
項１記載の４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項３】 前記燃料供給手段は、前記副燃料として
のエンジンオイルを筒内に直接噴射可能な副燃料噴射弁
を備えたことを特徴とする請求項１記載の４ストローク
サイクル式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項４】 前記燃料供給手段は、前記低セタン価の
主燃料を筒内に直接噴射可能な主燃料噴射弁を備えたこ
とを特徴とする請求項１または請求項３記載の４ストロ
ークサイクル式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項５】 吸気通路内に電子制御式スロットル弁、
燃焼室内に点火プラグをそれぞれ備えたことを特徴とす
る請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の４スト
ロークサイクル式圧縮着火内燃機関。 - 【請求項６】 エンジンオイルを貯留するエンジンオイ
ル貯留器と、 該エンジンオイル貯留器から開閉弁を介して連通可能な
サブオイルタンクと、 該サブオイルタンクより副燃料としてのエンジンオイル
を吸引して前記燃料供給手段に供給する副燃料ポンプ
と、 を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のい
ずれか１項記載の４ストロークサイクル式圧縮着火内燃
機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36786199A JP3799920B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | ４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36786199A JP3799920B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | ４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001182537A true JP2001182537A (ja) | 2001-07-06 |
| JP3799920B2 JP3799920B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=18490390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36786199A Expired - Fee Related JP3799920B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | ４ストロークサイクル式圧縮着火内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3799920B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018204471A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジン及び圧縮着火式エンジンの制御方法 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36786199A patent/JP3799920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018204471A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジン及び圧縮着火式エンジンの制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3799920B2 (ja) | 2006-07-19 |
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