JP2001193527A - ディーゼルエンジン - Google Patents
ディーゼルエンジンInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの全運転領域でＮＯｘや黒煙を低減
させることができ、低燃費なディーゼルエンジンを提供
する。 【解決手段】 内径の大きな浅皿型の燃焼室４０を有す
るピストン１３と、シリンダ１１内に低スワールもしく
はスワールを発生させることなく吸気を流入させる形状
の吸気ポート４１と、燃料供給ポンプ５０より供給され
た燃料を高圧状態で貯留する蓄圧室５１と、燃焼室４０
の略中央を臨む位置に装備されたインジェクタ５２と、
燃料噴射圧力および噴射時期をエンジン回転数と無関係
に設定可能な燃料噴射制御装置２１と、ＥＧＲ１９など
を備えている。燃料噴射制御装置２１は、エンジン運転
状態が低回転高負荷域のときに燃料噴射圧力を高圧制御
するとともに、高回転低負荷域のときに燃料噴射圧力を
低圧制御し、かつ、高回転高負荷時に噴射時期を進角さ
せる制御を行なう。
させることができ、低燃費なディーゼルエンジンを提供
する。 【解決手段】 内径の大きな浅皿型の燃焼室４０を有す
るピストン１３と、シリンダ１１内に低スワールもしく
はスワールを発生させることなく吸気を流入させる形状
の吸気ポート４１と、燃料供給ポンプ５０より供給され
た燃料を高圧状態で貯留する蓄圧室５１と、燃焼室４０
の略中央を臨む位置に装備されたインジェクタ５２と、
燃料噴射圧力および噴射時期をエンジン回転数と無関係
に設定可能な燃料噴射制御装置２１と、ＥＧＲ１９など
を備えている。燃料噴射制御装置２１は、エンジン運転
状態が低回転高負荷域のときに燃料噴射圧力を高圧制御
するとともに、高回転低負荷域のときに燃料噴射圧力を
低圧制御し、かつ、高回転高負荷時に噴射時期を進角さ
せる制御を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両
に搭載される浅皿型燃焼室を備えたディーゼルエンジン
に関する。
に搭載される浅皿型燃焼室を備えたディーゼルエンジン
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のディーゼルエンジンの燃焼形態の
ひとつに、吸気スワールを積極的に利用するスワールサ
ポート燃焼システム（略してＳＳＣＳと呼ぶことがあ
る）が知られている。また、従来の他の燃焼形態とし
て、ユニットインジェクタ（カム駆動ジャーク式）を用
いて超高圧燃料噴射を行なう燃焼システム（スワールを
積極的に利用しない燃焼システム）も知られている。
ひとつに、吸気スワールを積極的に利用するスワールサ
ポート燃焼システム（略してＳＳＣＳと呼ぶことがあ
る）が知られている。また、従来の他の燃焼形態とし
て、ユニットインジェクタ（カム駆動ジャーク式）を用
いて超高圧燃料噴射を行なう燃焼システム（スワールを
積極的に利用しない燃焼システム）も知られている。
【０００３】船舶等に用いるディーゼルエンジンでは、
一般に高回転高負荷領域での最高噴射圧力が重要視され
るため、前述のユニットインジェクタやユニットポンプ
を用いた高圧燃料噴射装置が使用されている。
一般に高回転高負荷領域での最高噴射圧力が重要視され
るため、前述のユニットインジェクタやユニットポンプ
を用いた高圧燃料噴射装置が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常トラックに搭載さ
れるディーゼルエンジンは、定常的な運転をすることが
多い船舶用エンジンとは運転条件等が異なり、例えば低
回転高負荷領域においては黒煙低減のためにある程度以
上の高圧噴射が求められ、高回転低負荷領域において
は、ＮＯｘやＰＭ（Particulate Mater：黒煙成分等の
粒子状物質）と騒音の低減を両立させるために、必要最
低限の圧力に設定して噴射時期を最適化するといった、
広い領域での噴射圧力と噴射時期の最適化が要求され
る。
れるディーゼルエンジンは、定常的な運転をすることが
多い船舶用エンジンとは運転条件等が異なり、例えば低
回転高負荷領域においては黒煙低減のためにある程度以
上の高圧噴射が求められ、高回転低負荷領域において
は、ＮＯｘやＰＭ（Particulate Mater：黒煙成分等の
粒子状物質）と騒音の低減を両立させるために、必要最
低限の圧力に設定して噴射時期を最適化するといった、
広い領域での噴射圧力と噴射時期の最適化が要求され
る。
【０００５】これらの要求に対し、ユニットインジェク
タやユニットポンプ等の超高圧噴射装置は、エンジン出
力軸の動力を受けて駆動されるカム軸（カム）の回転に
よって作動するが故に、エンジン回転数や負荷（燃料噴
射量）によって、図７（Ａ）中にハッチングで示すよう
に噴射圧力の制御可能範囲が変化する特性を有する。こ
のため高負荷高回転領域で所望の噴射圧力を得るように
設定すると、高負荷低回転領域では噴射圧力が不足し黒
煙の増大を招くおそれがある。また、設定を変えて高負
荷低回転領域で所望の噴射圧力が得られるようにした場
合は高回転領域で噴射圧力が過大となり、噴射装置駆動
音および燃焼音増大による騒音の増大や噴射装置駆動部
やインジェクタなどの構造的な強度不足を招くおそれが
ある。また図７（Ｂ）に示すように噴射時期に関して
も、カムプロフィールの好適な使用範囲に限界があるた
め、エンジン回転数と噴射量、噴射圧力により制御可能
範囲が制限されてしまい、高負荷高回転域において最適
化困難な領域が存在する。
タやユニットポンプ等の超高圧噴射装置は、エンジン出
力軸の動力を受けて駆動されるカム軸（カム）の回転に
よって作動するが故に、エンジン回転数や負荷（燃料噴
射量）によって、図７（Ａ）中にハッチングで示すよう
に噴射圧力の制御可能範囲が変化する特性を有する。こ
のため高負荷高回転領域で所望の噴射圧力を得るように
設定すると、高負荷低回転領域では噴射圧力が不足し黒
煙の増大を招くおそれがある。また、設定を変えて高負
荷低回転領域で所望の噴射圧力が得られるようにした場
合は高回転領域で噴射圧力が過大となり、噴射装置駆動
音および燃焼音増大による騒音の増大や噴射装置駆動部
やインジェクタなどの構造的な強度不足を招くおそれが
ある。また図７（Ｂ）に示すように噴射時期に関して
も、カムプロフィールの好適な使用範囲に限界があるた
め、エンジン回転数と噴射量、噴射圧力により制御可能
範囲が制限されてしまい、高負荷高回転域において最適
化困難な領域が存在する。
【０００６】このようにユニットインジェクタ等を用い
た高圧燃料噴射装置は、全運転領域で最適噴射圧力およ
び最適噴射時期に制御することが困難であった。
た高圧燃料噴射装置は、全運転領域で最適噴射圧力およ
び最適噴射時期に制御することが困難であった。
【０００７】従ってこの発明の目的は、エンジンの全運
転領域で排出ガスを改善できるようなディーゼルエンジ
ンを提供することにある。
転領域で排出ガスを改善できるようなディーゼルエンジ
ンを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を果たすための
本発明のディーゼルエンジンは、請求項１に記載したよ
うに構成される。この発明では、従来のスワールサポー
ト燃焼システムに採用されている燃焼室（例えば深皿ト
ロイダル型やリエントラント型）よりも内径が大きい浅
皿型の燃焼室を有するピストンと、シリンダ内に低スワ
ールを伴なってもしくはスワールを発生させることなく
吸気を流入させる形状の吸気ポートが使用される。すな
わち本発明では、インジェクタから噴出する超微細化さ
れた未燃燃料噴霧が燃焼室壁面に付着することを回避で
きるように、かつ、燃焼室内空気流動を抑制できるよう
に口径の大きな浅皿トロイダル型の燃焼室と、高流量係
数の吸気ポートが採用される。
本発明のディーゼルエンジンは、請求項１に記載したよ
うに構成される。この発明では、従来のスワールサポー
ト燃焼システムに採用されている燃焼室（例えば深皿ト
ロイダル型やリエントラント型）よりも内径が大きい浅
皿型の燃焼室を有するピストンと、シリンダ内に低スワ
ールを伴なってもしくはスワールを発生させることなく
吸気を流入させる形状の吸気ポートが使用される。すな
わち本発明では、インジェクタから噴出する超微細化さ
れた未燃燃料噴霧が燃焼室壁面に付着することを回避で
きるように、かつ、燃焼室内空気流動を抑制できるよう
に口径の大きな浅皿トロイダル型の燃焼室と、高流量係
数の吸気ポートが採用される。
【０００９】そして本発明では、燃料供給ポンプより供
給された高圧燃料を高圧状態で貯留する蓄圧室（例えば
コモンレール）と、燃焼室の略中央を臨む位置に装備さ
れ前記蓄圧室から燃料の供給を受けて該燃焼室内に燃料
を高圧噴射するインジェクタと、前記燃料供給ポンプお
よび前記インジェクタを駆動制御する燃料噴射制御装置
とを備えている。この燃料噴射制御装置は、燃料噴射圧
力および噴射時期をエンジン回転数とは無関係に設定可
能であり、エンジン運転状態が低回転高負荷域のときに
燃料噴射圧力を高圧制御するとともに、高回転低負荷域
のときに燃料噴射圧力を低圧（必要最低限の圧力）制御
しかつ、高回転高負荷時に噴射時期を進角させる制御を
行なう。これにより、全運転領域で最適噴射圧力および
最適噴射タイミングで制御されるので、排出ガスの低減
および燃費低減が可能となる。
給された高圧燃料を高圧状態で貯留する蓄圧室（例えば
コモンレール）と、燃焼室の略中央を臨む位置に装備さ
れ前記蓄圧室から燃料の供給を受けて該燃焼室内に燃料
を高圧噴射するインジェクタと、前記燃料供給ポンプお
よび前記インジェクタを駆動制御する燃料噴射制御装置
とを備えている。この燃料噴射制御装置は、燃料噴射圧
力および噴射時期をエンジン回転数とは無関係に設定可
能であり、エンジン運転状態が低回転高負荷域のときに
燃料噴射圧力を高圧制御するとともに、高回転低負荷域
のときに燃料噴射圧力を低圧（必要最低限の圧力）制御
しかつ、高回転高負荷時に噴射時期を進角させる制御を
行なう。これにより、全運転領域で最適噴射圧力および
最適噴射タイミングで制御されるので、排出ガスの低減
および燃費低減が可能となる。
【００１０】この発明のディーゼルエンジンは、ＮＯｘ
をさらに低減させるために、ＥＧＲ装置（Exhaust gas
recirculation）を備え、運転状況に応じて、例えばＶ
Ｇターボチャージャ（Variable Geometry：可変ノズル
ベーン付ターボチャージャ）の開度などに関連してＥＧ
Ｒ量を制御する。例えば低回転域でのＥＧＲ率を高回転
域でのＥＧＲ率よりも高くすることなどにより、ＥＧＲ
による黒煙増大を抑制しつつ、ＮＯｘをさらに低減させ
ることが可能となる。
をさらに低減させるために、ＥＧＲ装置（Exhaust gas
recirculation）を備え、運転状況に応じて、例えばＶ
Ｇターボチャージャ（Variable Geometry：可変ノズル
ベーン付ターボチャージャ）の開度などに関連してＥＧ
Ｒ量を制御する。例えば低回転域でのＥＧＲ率を高回転
域でのＥＧＲ率よりも高くすることなどにより、ＥＧＲ
による黒煙増大を抑制しつつ、ＮＯｘをさらに低減させ
ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の一実施形態につ
いて図１から図６を参照して説明する。図１に示すディ
ーゼルエンジン１０は、複数のシリンダ１１を有するシ
リンダブロック等を含むエンジン本体１２と、各シリン
ダ１１に収容されたピストン１３と、各シリンダ１１に
空気を供給するための吸気マニホールド１４を含む吸気
系１５と、燃料供給系１６と、排気マニホールド１７を
含む排気系１８と、ＥＧＲ装置１９と、マイクロコンピ
ュータ等を用いた電子コントロールユニット２０などを
備えている。電子コントロールユニット２０の一部に、
この発明で言う燃料噴射制御装置２１が組込まれてい
る。吸気系１５の途中に吸気温度を下げるためのインタ
ークーラ２２が設けられている。
いて図１から図６を参照して説明する。図１に示すディ
ーゼルエンジン１０は、複数のシリンダ１１を有するシ
リンダブロック等を含むエンジン本体１２と、各シリン
ダ１１に収容されたピストン１３と、各シリンダ１１に
空気を供給するための吸気マニホールド１４を含む吸気
系１５と、燃料供給系１６と、排気マニホールド１７を
含む排気系１８と、ＥＧＲ装置１９と、マイクロコンピ
ュータ等を用いた電子コントロールユニット２０などを
備えている。電子コントロールユニット２０の一部に、
この発明で言う燃料噴射制御装置２１が組込まれてい
る。吸気系１５の途中に吸気温度を下げるためのインタ
ークーラ２２が設けられている。
【００１２】ＥＧＲ装置１９は、電子コントロールユニ
ット２０によって開度が制御されるＥＧＲバルブ３０
と、ＶＧターボチャージャ（可変ノズルベーン付）３１
の吸込み側に接続されたＥＧＲ導入管３２と、ＥＧＲバ
ルブ３０と吸気系１５とを連通させるＥＧＲパイプ３３
などを備えている。ＥＧＲ導入管３２からＥＧＲバルブ
３０とＥＧＲパイプ３３を経て吸気系１５に供給される
高温のＥＧＲガスは、インタークーラ２２の下流側にお
いて新気と合流し、吸気マニホールド１４を経て各シリ
ンダ１１に送られることになる。
ット２０によって開度が制御されるＥＧＲバルブ３０
と、ＶＧターボチャージャ（可変ノズルベーン付）３１
の吸込み側に接続されたＥＧＲ導入管３２と、ＥＧＲバ
ルブ３０と吸気系１５とを連通させるＥＧＲパイプ３３
などを備えている。ＥＧＲ導入管３２からＥＧＲバルブ
３０とＥＧＲパイプ３３を経て吸気系１５に供給される
高温のＥＧＲガスは、インタークーラ２２の下流側にお
いて新気と合流し、吸気マニホールド１４を経て各シリ
ンダ１１に送られることになる。
【００１３】ＶＧターボチャージャ３１は、センサによ
って検出される負荷の大きさや登坂走行などに応じた負
荷の変化と、エンジン回転数の変化などに基き、電子コ
ントロールユニット２０によって、タービンの可変ノズ
ルベーンを複数段階に変化させる機能を有している。例
えば高速域ではタービンノズルが全開となって排気エネ
ルギーがタービンを高回転させ、低速域ではタービンノ
ズルが絞り込まれることにより、少ない排気エネルギー
でもタービンを高回転させることができるようになって
いる。しかも低速域ではタービンノズルが絞り込まれる
ことによって、ターボチャージャ３１の上流側の圧力が
高まるため、高速域に比較して高いＥＧＲ率で排出ガス
がＥＧＲバルブ３０を経てＥＧＲパイプ３３に供給され
ることになる。
って検出される負荷の大きさや登坂走行などに応じた負
荷の変化と、エンジン回転数の変化などに基き、電子コ
ントロールユニット２０によって、タービンの可変ノズ
ルベーンを複数段階に変化させる機能を有している。例
えば高速域ではタービンノズルが全開となって排気エネ
ルギーがタービンを高回転させ、低速域ではタービンノ
ズルが絞り込まれることにより、少ない排気エネルギー
でもタービンを高回転させることができるようになって
いる。しかも低速域ではタービンノズルが絞り込まれる
ことによって、ターボチャージャ３１の上流側の圧力が
高まるため、高速域に比較して高いＥＧＲ率で排出ガス
がＥＧＲバルブ３０を経てＥＧＲパイプ３３に供給され
ることになる。
【００１４】図２に示されるようにピストン１３は、内
径の大きな浅皿型（大口径浅皿トロイダル型）の燃焼室
４０を有している。すなわちこの実施形態では、下記イ
ンジェクタ５２から噴出する超微細化された未燃燃料噴
霧が燃焼室４０の壁面に付着することを回避できるよう
に、かつ、燃焼室４０内の空気流動を抑制できるよう
に、口径の大きな浅皿トロイダル型の燃焼室４０が採用
される。このように、燃料噴霧が燃焼室壁面に付着する
ことを回避できる程度の口径を有することによって、Ｈ
Ｃ、黒煙の排出を低減できる。
径の大きな浅皿型（大口径浅皿トロイダル型）の燃焼室
４０を有している。すなわちこの実施形態では、下記イ
ンジェクタ５２から噴出する超微細化された未燃燃料噴
霧が燃焼室４０の壁面に付着することを回避できるよう
に、かつ、燃焼室４０内の空気流動を抑制できるよう
に、口径の大きな浅皿トロイダル型の燃焼室４０が採用
される。このように、燃料噴霧が燃焼室壁面に付着する
ことを回避できる程度の口径を有することによって、Ｈ
Ｃ、黒煙の排出を低減できる。
【００１５】吸気系１５の一部を構成する吸気ポート４
１は、シリンダ１１内に例えばスワール比０．５程度以
下の低スワール、もしくはスワールを実質的に発生させ
ることなく吸気を流入させることのできる形状に成形さ
れた高流量係数の吸気ポート４１が採用されている。
１は、シリンダ１１内に例えばスワール比０．５程度以
下の低スワール、もしくはスワールを実質的に発生させ
ることなく吸気を流入させることのできる形状に成形さ
れた高流量係数の吸気ポート４１が採用されている。
【００１６】燃料供給系１６は、燃料を１０００ｋｇｆ
／ｃｍ2 （９．８×１０7 Ｐａ）以上の超高圧に加圧す
る燃料供給ポンプ５０と、この燃料供給ポンプ５０より
供給された燃料を高圧状態で貯留するコモンレール等の
蓄圧室５１と、燃焼室４０の略中央を臨む位置に装備さ
れたインジェクタ５２などを備えている。インジェクタ
５２は、燃料噴射制御装置２１が出力する信号に基い
て、蓄圧室５１から燃料の供給を受けて燃焼室４０内に
高圧燃料を噴霧するようになっている。この超高圧噴射
によって燃料の超微細化が可能となり、スワールによら
ずとも燃料が空気と混ざりやすくなる。
／ｃｍ2 （９．８×１０7 Ｐａ）以上の超高圧に加圧す
る燃料供給ポンプ５０と、この燃料供給ポンプ５０より
供給された燃料を高圧状態で貯留するコモンレール等の
蓄圧室５１と、燃焼室４０の略中央を臨む位置に装備さ
れたインジェクタ５２などを備えている。インジェクタ
５２は、燃料噴射制御装置２１が出力する信号に基い
て、蓄圧室５１から燃料の供給を受けて燃焼室４０内に
高圧燃料を噴霧するようになっている。この超高圧噴射
によって燃料の超微細化が可能となり、スワールによら
ずとも燃料が空気と混ざりやすくなる。
【００１７】電子コントロールユニット２０の一部を構
成する燃料噴射制御装置２１は、燃料供給ポンプ５０お
よびインジェクタ５２を駆動制御するものであり、従来
のユニットインジェクタやユニットポンプとは異なり、
図６の（Ａ）および（Ｂ）にハッチングで示したよう
に、燃料噴射圧力と噴射時期をエンジン回転数と無関係
に設定可能である。そしてこの燃料噴射制御装置２１
は、図６（Ａ）に示すようにエンジン運転状態が低回転
高負荷域のときに燃料噴射圧力を高圧制御するととも
に、高回転低負荷域では燃料噴射圧力を低圧（必要最低
限の圧力）制御し、かつ、図６（Ｂ）に示すように高回
転高負荷域のときに噴射時期を進角させるべく制御プロ
グラムとマップ等が組込まれている。
成する燃料噴射制御装置２１は、燃料供給ポンプ５０お
よびインジェクタ５２を駆動制御するものであり、従来
のユニットインジェクタやユニットポンプとは異なり、
図６の（Ａ）および（Ｂ）にハッチングで示したよう
に、燃料噴射圧力と噴射時期をエンジン回転数と無関係
に設定可能である。そしてこの燃料噴射制御装置２１
は、図６（Ａ）に示すようにエンジン運転状態が低回転
高負荷域のときに燃料噴射圧力を高圧制御するととも
に、高回転低負荷域では燃料噴射圧力を低圧（必要最低
限の圧力）制御し、かつ、図６（Ｂ）に示すように高回
転高負荷域のときに噴射時期を進角させるべく制御プロ
グラムとマップ等が組込まれている。
【００１８】図３に低回転高負荷域における燃料噴射圧
力と黒煙との関係のグラフを示す。同図から分かるよう
に、燃料噴射圧力が増大するに従って黒煙の排出量が低
減しており、本発明においては、低回転高負荷域の運転
状態時に燃焼噴射圧力の増大制御がなされるので、大幅
な黒煙の低減が可能となる。
力と黒煙との関係のグラフを示す。同図から分かるよう
に、燃料噴射圧力が増大するに従って黒煙の排出量が低
減しており、本発明においては、低回転高負荷域の運転
状態時に燃焼噴射圧力の増大制御がなされるので、大幅
な黒煙の低減が可能となる。
【００１９】また、図４に高回転低負荷域における燃料
噴射圧力とエンジン騒音との関係のグラフを示す。同図
から分かるように、燃料噴射圧力が増大するに従ってエ
ンジンの騒音も増大する。これは、燃料を高圧で噴射す
るために、燃料噴射装置の駆動騒音および燃焼騒音の増
大によるものである。本発明においては、高回転低負荷
域の運転状態時に燃料噴射圧力の低圧制御がなされるの
で、エンジン騒音の低減が可能となる。
噴射圧力とエンジン騒音との関係のグラフを示す。同図
から分かるように、燃料噴射圧力が増大するに従ってエ
ンジンの騒音も増大する。これは、燃料を高圧で噴射す
るために、燃料噴射装置の駆動騒音および燃焼騒音の増
大によるものである。本発明においては、高回転低負荷
域の運転状態時に燃料噴射圧力の低圧制御がなされるの
で、エンジン騒音の低減が可能となる。
【００２０】また図５中の実線は、この実施形態の燃焼
システムを備えたディーゼルエンジン１０の燃焼解析結
果を示し、図５中の破線は従来のスワールサポート燃焼
システムの燃焼解析結果を示している。この実施形態の
ディーゼルエンジン１０は、高温の初期予混合燃焼量が
低減するためＮＯｘが低減し、かつ、ＮＯｘの低減限界
が改善される。このため、従来のスワールサポート燃焼
システムに対し、同等のＮＯｘ排出量とすると燃料噴射
時期を進角できるので、その分、燃費を改善することが
できる。さらに、燃焼後期の拡散燃焼が活性化されるた
め黒煙の排出量が低減する。このため、ＥＧＲ量の増大
が見込めるので、ＥＧＲによるＮＯｘの低減が可能にな
る。従って本実施形態の燃焼システムは、ＥＧＲによっ
てＮＯｘを低減しつつ、燃費とＰＭを同時に低減するこ
とを図ることができる。
システムを備えたディーゼルエンジン１０の燃焼解析結
果を示し、図５中の破線は従来のスワールサポート燃焼
システムの燃焼解析結果を示している。この実施形態の
ディーゼルエンジン１０は、高温の初期予混合燃焼量が
低減するためＮＯｘが低減し、かつ、ＮＯｘの低減限界
が改善される。このため、従来のスワールサポート燃焼
システムに対し、同等のＮＯｘ排出量とすると燃料噴射
時期を進角できるので、その分、燃費を改善することが
できる。さらに、燃焼後期の拡散燃焼が活性化されるた
め黒煙の排出量が低減する。このため、ＥＧＲ量の増大
が見込めるので、ＥＧＲによるＮＯｘの低減が可能にな
る。従って本実施形態の燃焼システムは、ＥＧＲによっ
てＮＯｘを低減しつつ、燃費とＰＭを同時に低減するこ
とを図ることができる。
【００２１】なお、この発明を実施するにあたって、燃
焼室や吸気ポートをはじめとして、蓄圧室、インジェク
タ、燃料噴射制御装置、ＥＧＲなど、この発明の構成要
素の形状、構造等の態様を、この発明の要旨を逸脱しな
い範囲で適宜に変更して実施できることは言うまでもな
い。
焼室や吸気ポートをはじめとして、蓄圧室、インジェク
タ、燃料噴射制御装置、ＥＧＲなど、この発明の構成要
素の形状、構造等の態様を、この発明の要旨を逸脱しな
い範囲で適宜に変更して実施できることは言うまでもな
い。
【００２２】
【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、高温
の初期予混合燃焼量が低減するため、ＮＯｘが低減し、
ＮＯｘの低減限界も改善されるので、噴射タイミングを
進角させることが可能となり、燃費を低減できる。ま
た、燃焼後期の拡散燃焼が活性化されるため、黒煙の排
出量が低減する。そして、より多量のＥＧＲが可能とな
るため、ＮＯｘをさらに低減することが可能となる。
の初期予混合燃焼量が低減するため、ＮＯｘが低減し、
ＮＯｘの低減限界も改善されるので、噴射タイミングを
進角させることが可能となり、燃費を低減できる。ま
た、燃焼後期の拡散燃焼が活性化されるため、黒煙の排
出量が低減する。そして、より多量のＥＧＲが可能とな
るため、ＮＯｘをさらに低減することが可能となる。
【００２３】この発明によれば、噴射圧力と噴射時期の
全運転領域での最適化により、全域でのＮＯｘおよび黒
煙等の排出ガスを低減することができる。具体的には、
低回転高負荷域において、噴射圧力を増大制御すること
により、燃料の微粒化が促進され、例えば車両発進時等
の煙が改善され、高回転低負荷域においては、噴射圧力
を低圧に制御するので、エンジンの燃焼騒音が低減でき
るとともに、噴射系の駆動騒音を低減できる。さらに高
回転高負荷域において噴射時期を進角させることによ
り、燃費の改善が図れる。
全運転領域での最適化により、全域でのＮＯｘおよび黒
煙等の排出ガスを低減することができる。具体的には、
低回転高負荷域において、噴射圧力を増大制御すること
により、燃料の微粒化が促進され、例えば車両発進時等
の煙が改善され、高回転低負荷域においては、噴射圧力
を低圧に制御するので、エンジンの燃焼騒音が低減でき
るとともに、噴射系の駆動騒音を低減できる。さらに高
回転高負荷域において噴射時期を進角させることによ
り、燃費の改善が図れる。
【００２４】また、燃焼室形状を最適化し、低負荷領域
における着火遅れによって未燃燃料噴霧が燃焼室壁面に
付着することを回避したことにより、低負荷領域での黒
煙およびＨＣの増大を抑制することができる。請求項２
に記載したようにＥＧＲを組込み、ＥＧＲ量の最適制御
を行なえば、ＥＧＲによる黒煙増大をおさえつつ、ＮＯ
ｘを低減させることができる。
における着火遅れによって未燃燃料噴霧が燃焼室壁面に
付着することを回避したことにより、低負荷領域での黒
煙およびＨＣの増大を抑制することができる。請求項２
に記載したようにＥＧＲを組込み、ＥＧＲ量の最適制御
を行なえば、ＥＧＲによる黒煙増大をおさえつつ、ＮＯ
ｘを低減させることができる。
【図１】 本発明の一実施形態のディーゼルエンジンを
模式的に示した平面図。
模式的に示した平面図。
【図２】 図１に示されたディーゼルエンジンに使われ
るピストンの一部の断面図。
るピストンの一部の断面図。
【図３】 低回転高負荷領域における噴射圧力と黒煙の
関係を示す図。
関係を示す図。
【図４】 高回転低負荷領域における噴射圧力とエンジ
ン騒音の関係を示す図。
ン騒音の関係を示す図。
【図５】 図１に示されたディーゼルエンジンと、従来
のスワールサポート燃焼型システムの、それぞれのクラ
ンク角度と熱発生率との関係を示す図。
のスワールサポート燃焼型システムの、それぞれのクラ
ンク角度と熱発生率との関係を示す図。
【図６】 図１に示されたディーゼルエンジンの回転数
と噴射圧力および噴射時期との関係を示す図。
と噴射圧力および噴射時期との関係を示す図。
【図７】 従来のカム駆動式ユニットインジェクタ燃焼
システムのエンジン回転数と噴射圧力および噴射時期と
の関係を示す図。
システムのエンジン回転数と噴射圧力および噴射時期と
の関係を示す図。
１０…ディーゼルエンジン １１…シリンダ １３…ピストン １９…ＥＧＲ ２１…燃料噴射制御装置 ４０…燃焼室 ４１…吸気ポート ５０…燃料供給ポンプ ５１…蓄圧室 ５２…インジェクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 健次 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 加藤 哲朗 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 高橋 政行 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA03 AA04 AA05 AA18 AC04 AD02 AD06 AG03 3G092 AA02 AA10 AA17 BB06 BB08 DC06 DC08 DE09S DE10S EA03 EA11 FA14 FA17 FA18 FA24 GA05 GA06 GA17 GA18 HA11Z HB02X HE01Z 3G301 HA02 HA13 HA17 JA02 JA24 JA25 JA26 JA37 KA08 KA09 KA24 KA25 LA05 LB17 MA18 NE11 PA17Z PE01Z
Claims (2)
- 【請求項１】内径の大きな浅皿型の燃焼室を有するピス
トンと、 シリンダ内に低スワールを伴なって、もしくはスワール
を発生させることなく吸気を流入させる形状の吸気ポー
トと、 燃料供給ポンプより供給された燃料を高圧状態で貯留す
る蓄圧室と、 前記燃焼室の略中央を臨む位置に装備され前記蓄圧室か
ら燃料の供給を受けて該燃焼室内に燃料を高圧噴射する
インジェクタと、 前記燃料供給ポンプおよびインジェクタを駆動制御し、
燃料噴射圧力および噴射時期をエンジン回転数とは無関
係に設定可能な燃料噴射制御装置とを備え、 前記燃料噴射制御装置は、エンジン運転状態が低回転高
負荷域のときに燃料噴射圧力を高圧制御するとともに、
高回転低負荷域のときに燃料噴射圧力を低圧制御し、か
つ、高回転高負荷時に噴射時期を進角させる制御を備え
ていることを特徴とするディーゼルエンジン。 - 【請求項２】前記燃焼室から排出される排気の一部を前
記吸気に還流させるＥＧＲ装置を備えていることを特徴
とする請求項１記載のディーゼルエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008119A JP2001193527A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | ディーゼルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008119A JP2001193527A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | ディーゼルエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193527A true JP2001193527A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18536445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000008119A Pending JP2001193527A (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | ディーゼルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001193527A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019149A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Toyota Central R&D Labs Inc | ディーゼルエンジン |
| WO2011099405A1 (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | 三菱重工業株式会社 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および方法 |
| US8511065B2 (en) | 2006-04-13 | 2013-08-20 | Mack Trucks, Inc. | Engine with emissions control arrangement and method of controlling engine emissions |
| JP2017194053A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 内燃エンジンを動作させるための方法および制御デバイス |
-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000008119A patent/JP2001193527A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8511065B2 (en) | 2006-04-13 | 2013-08-20 | Mack Trucks, Inc. | Engine with emissions control arrangement and method of controlling engine emissions |
| JP2010019149A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Toyota Central R&D Labs Inc | ディーゼルエンジン |
| WO2011099405A1 (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | 三菱重工業株式会社 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置および方法 |
| US8825343B2 (en) | 2010-02-12 | 2014-09-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel injection control device and method of diesel engine |
| JP2017194053A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | 内燃エンジンを動作させるための方法および制御デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060113 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060320 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061031 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061218 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070111 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20070216 |