JP2006257999A - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006257999A JP2006257999A JP2005077866A JP2005077866A JP2006257999A JP 2006257999 A JP2006257999 A JP 2006257999A JP 2005077866 A JP2005077866 A JP 2005077866A JP 2005077866 A JP2005077866 A JP 2005077866A JP 2006257999 A JP2006257999 A JP 2006257999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- piston
- space
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、空気と燃料とを含む混合ガスを燃焼室内に形成し、その混合ガスを同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転を行う内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine that operates in a premixed compression self-ignition system in which a mixed gas containing air and fuel is formed in a combustion chamber, and the mixed gas is compressed in the combustion chamber so as to self-ignite and burn. About.
従来から、空気と燃料とを含む混合ガスを燃焼室内に形成し、その混合ガスを同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転(自着火運転)を行う内燃機関が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
この従来の内燃機関は、燃焼室内の混合ガスの空燃比を極めてリーンな空燃比(超希薄空燃比)とし且つ圧縮比を高くして運転される。その結果、燃費を改善することができるとともに燃焼に伴って生成されるNOxの量を低減することができる。 This conventional internal combustion engine is operated with a very lean air-fuel ratio (ultra-lean air-fuel ratio) of the mixed gas in the combustion chamber and a high compression ratio. As a result, fuel consumption can be improved and the amount of NOx produced with combustion can be reduced.
ところで、自着火運転を行う内燃機関の燃焼室においては、圧縮された混合ガスは、多数の散在する位置にてほぼ同時に着火され、極めて短い期間のうちに燃焼する。従って、特に燃料量が多い高負荷運転領域において自着火運転を行うと、極めて短い期間のうちに、極めて大きな熱エネルギーが発生する。 By the way, in the combustion chamber of the internal combustion engine performing the self-ignition operation, the compressed mixed gas is ignited almost simultaneously at a number of scattered positions and burns within a very short period. Therefore, when self-ignition operation is performed particularly in a high load operation region where the amount of fuel is large, extremely large heat energy is generated within an extremely short period.
このため、高負荷運転領域においては、燃焼室を構成するピストン、シリンダブロック及びシリンダヘッド等の部材が燃焼により発生した熱エネルギーにより単位時間当たりに受ける衝撃の力が過大となり、この衝撃に伴って発生する騒音が過大となるので、自着火運転を行うことができないという問題があった。 For this reason, in the high load operation region, the impact force per unit time caused by the thermal energy generated by the combustion of the piston, cylinder block and cylinder head constituting the combustion chamber becomes excessive. Since the generated noise becomes excessive, there is a problem that self-ignition operation cannot be performed.
本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的の1つは、高負荷運転領域における自着火運転時の騒音を低減することが可能な内燃機関を提供することにある。かかる目的を達成するため本発明による内燃機関は、シリンダボアが形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、前記シリンダボア内において往復動するピストンと、少なくとも前記シリンダボアの壁面と前記シリンダヘッドの下面と前記ピストンの頂面とにより構成される燃焼室内に供給される燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記シリンダヘッドに形成され空気を前記燃焼室内に供給する吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記シリンダヘッドに形成され前記燃焼室内の燃焼ガスを同燃焼室から排出する排気ポートを開閉する排気弁と、を備える。 The present invention has been made in order to address the above-described problems, and one of its purposes is to provide an internal combustion engine that can reduce noise during self-ignition operation in a high-load operation region. is there. In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder block in which a cylinder bore is formed, a cylinder head disposed on the cylinder block, a piston that reciprocates within the cylinder bore, and at least a wall surface of the cylinder bore. And a fuel injection means for injecting fuel supplied into a combustion chamber constituted by a lower surface of the cylinder head and a top surface of the piston, and an intake port formed in the cylinder head for supplying air into the combustion chamber And an exhaust valve that opens and closes an exhaust port that is formed in the cylinder head and discharges combustion gas in the combustion chamber from the combustion chamber.
本発明による内燃機関は、前記燃焼室内に空気と燃料と燃焼ガスとを含む混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転を行う。 The internal combustion engine according to the present invention is operated by a premixed compression self-ignition method in which a mixed gas containing air, fuel, and combustion gas is formed in the combustion chamber and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
前記燃焼室は、前記ピストンが所定位置より上死点位置側にあるとき互いに独立した第1空間及び第2空間からなる2つの空間に分割され、且つ、同ピストンが上死点位置にあるときの同第1空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第1空間の容積の比である第1空間容積比が、同ピストンが上死点位置にあるときの同第2空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第2空間の容積の比である第2空間容積比より大きくなるように構成されてなる。 The combustion chamber is divided into two spaces consisting of a first space and a second space that are independent from each other when the piston is on the top dead center position side from a predetermined position, and the piston is at the top dead center position. The first space volume ratio, which is the ratio of the volume of the first space when the piston is at the predetermined position to the volume of the first space, is the second space when the piston is at the top dead center position. The second space volume ratio, which is the ratio of the volume of the second space when the piston is at the predetermined position, is larger than the second space volume ratio.
これによれば、ピストンが所定位置より上死点位置側にあるとき、燃焼室は互いに独立した第1空間及び第2空間からなる2つの空間に分割される。更に、ピストンが上死点位置にあるときの第1空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第1空間の容積の比(第1空間容積比)は、同ピストンが上死点位置にあるときの第2空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第2空間の容積の比(第2空間容積比)より大きくなっている。 According to this, when the piston is at the top dead center position side from the predetermined position, the combustion chamber is divided into two spaces composed of the first space and the second space that are independent from each other. Furthermore, the ratio of the volume of the first space when the piston is at the predetermined position to the volume of the first space when the piston is at the top dead center position (first space volume ratio) is It is larger than the ratio of the volume of the second space when the piston is in the predetermined position to the volume of the second space at the point position (second space volume ratio).
従って、ピストンが所定位置から上死点位置まで移動することにより、第1空間内の混合ガスは、第2空間内の混合ガスより大きく圧縮される。その結果、第1空間内の混合ガスの温度は、第2空間内の混合ガスの温度より高くなる。このため、第1空間内の混合ガスが第2空間内の混合ガスより先に自着火されて燃焼する。即ち、2つの空間において互いに異なるタイミングにて混合ガスが自着火されて燃焼する。 Therefore, when the piston moves from the predetermined position to the top dead center position, the mixed gas in the first space is compressed more than the mixed gas in the second space. As a result, the temperature of the mixed gas in the first space is higher than the temperature of the mixed gas in the second space. For this reason, the mixed gas in the first space is self-ignited and burned before the mixed gas in the second space. That is, the mixed gas is self-ignited and burned at different timings in the two spaces.
これにより、燃焼室を構成するピストン、シリンダブロック及びシリンダヘッド等の部材が燃焼により発生した熱エネルギーにより単位時間当たりに受ける衝撃の力の大きさは、燃焼室内の混合ガスが一時に(極めて短い期間内に)自着火されて燃焼する場合と比べて小さくなるので、同衝撃に伴って発生する騒音が低減される。この結果、より高い負荷運転領域において予混合圧縮自着火方式による運転(自着火運転)を行うことができるので、燃費を良好にすることができるとともに、燃焼に伴って生成されるNOxの量を低減することができる。 Thereby, the magnitude of the impact force per unit time caused by the thermal energy generated by the combustion of the piston, cylinder block, cylinder head and other members constituting the combustion chamber is such that the mixed gas in the combustion chamber is temporarily (very short). Since it is smaller than the case of self-ignition and combustion within a period of time, the noise generated with the impact is reduced. As a result, since the operation (self-ignition operation) by the premixed compression self-ignition method can be performed in a higher load operation region, the fuel consumption can be improved and the amount of NOx generated with combustion can be reduced. Can be reduced.
この場合、前記ピストンは、同ピストンの頂面が前記シリンダボアの中心軸線に直交する平面に直交する面であるピストン頂部縦壁面を有するように形成されるとともに、
前記シリンダヘッドは、同シリンダヘッドの下面が前記シリンダボアの中心軸線に直交する平面に直交する面であるシリンダヘッド縦壁面を有するように形成され、且つ、
前記燃焼室は、前記ピストンが前記所定位置より上死点位置側にあるとき、前記ピストン頂部縦壁面と、前記シリンダヘッド縦壁面と、が互いに対向することにより前記2つの空間に分割されるように構成されることが好適である。
In this case, the piston is formed such that the top surface of the piston has a piston top vertical wall surface that is a surface orthogonal to a plane orthogonal to the central axis of the cylinder bore,
The cylinder head is formed such that a lower surface of the cylinder head has a cylinder head vertical wall surface that is a surface orthogonal to a plane orthogonal to the central axis of the cylinder bore, and
The combustion chamber is divided into the two spaces by the piston top vertical wall surface and the cylinder head vertical wall surface facing each other when the piston is closer to the top dead center position than the predetermined position. It is suitable to be configured.
これによれば、ピストンが上記所定位置より上死点位置側にあるとき2つの空間に分割される上記燃焼室を容易に構成することができる。 According to this, the combustion chamber divided into two spaces when the piston is at the top dead center position side from the predetermined position can be easily configured.
この場合、前記排気弁は、前記第1空間に臨むように配置されるとともに、
前記吸気弁は、前記第2空間に臨むように配置されることが好適である。
In this case, the exhaust valve is arranged to face the first space,
The intake valve is preferably arranged so as to face the second space.
一般に、自着火運転を行う内燃機関においては、混合ガスの温度を高めることにより同混合ガスを自着火され易くする(同混合ガスの着火性を良好にする)ために、燃焼ガスが利用される。燃焼ガスを混合ガスに含ませるために、前回の燃焼サイクルにおける燃焼により生成された燃焼ガスの一部を燃焼室内に残留させたり、燃焼室から排出された燃焼ガスを排気ポートから再び燃焼室内に導入したり、することが多い。その結果、燃焼室内に形成される混合ガスのうち、排気弁の近傍における混合ガスは、吸気弁の近傍における混合ガスより多くの燃焼ガスを含む。 In general, in an internal combustion engine that performs self-ignition operation, combustion gas is used in order to make the mixed gas easier to be self-ignited by increasing the temperature of the mixed gas (to improve the ignitability of the mixed gas). . In order to include the combustion gas in the mixed gas, a part of the combustion gas generated by the combustion in the previous combustion cycle remains in the combustion chamber, or the combustion gas exhausted from the combustion chamber enters the combustion chamber again from the exhaust port. It is often introduced or done. As a result, of the mixed gas formed in the combustion chamber, the mixed gas in the vicinity of the exhaust valve contains more combustion gas than the mixed gas in the vicinity of the intake valve.
従って、上記構成のように、第1空間に臨むように排気弁が配置されるとともに、第2空間に臨むように吸気弁が配置されることにより、同第1空間において形成される混合ガスに対する同混合ガスに含まれる燃焼ガスの割合は、同第2空間において形成される混合ガスに対する同混合ガスに含まれる燃焼ガスの割合より、高くなる。 Therefore, as described above, the exhaust valve is arranged so as to face the first space, and the intake valve is arranged so as to face the second space, so that the mixed gas formed in the first space can be prevented. The ratio of the combustion gas contained in the mixed gas is higher than the ratio of the combustion gas contained in the mixed gas with respect to the mixed gas formed in the second space.
このため、第1空間において形成される混合ガスの温度を、第2空間において形成される混合ガスの温度より、一層高くすることができる。この結果、第1空間内の混合ガスの着火性と、第2空間内の混合ガスの着火性と、の差をより大きくすることができる。従って、ピストンのバランス等を維持するために第1空間容積比と第2空間容積比との差を大きくできなくても、2つの空間内の混合ガスのそれぞれが自着火されるタイミングを互いに大きく異ならせることができる。 For this reason, the temperature of the mixed gas formed in the first space can be made higher than the temperature of the mixed gas formed in the second space. As a result, the difference between the ignitability of the mixed gas in the first space and the ignitability of the mixed gas in the second space can be further increased. Accordingly, even if the difference between the first space volume ratio and the second space volume ratio cannot be increased in order to maintain the balance of the pistons, the timing at which each of the mixed gases in the two spaces is self-ignited is increased. Can be different.
この場合、前記内燃機関の負荷が所定の軽負荷閾値より小さい軽負荷であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第1空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させ、一方、
前記内燃機関の負荷が前記軽負荷閾値以上の中高負荷であるとき、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記2つの空間のそれぞれにおいて形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同各混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段を備えることが好適である。
In this case, when the load of the internal combustion engine is a light load smaller than a predetermined light load threshold, out of the amount of fuel determined according to the load required for the internal combustion engine, accompanying the compression due to the movement of the piston The fuel injection means injects the fuel so that the amount of fuel necessary for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in the first space is included in the mixed gas,
When the load of the internal combustion engine is a medium-high load that is equal to or higher than the light load threshold, it is necessary for the mixed gas formed in each of the two spaces to be self-ignited and combusted with the compression caused by the movement of the piston. It is preferable that fuel injection control means for injecting fuel by the fuel injection means is provided so that an amount of fuel is included in each mixed gas.
軽負荷運転領域においては、内燃機関により要求される燃料の量が少なくなるので、燃焼室における燃料の空間的分布密度が低くなる。このため、軽負荷運転領域において、燃焼室内の混合ガスが自着火されずに燃焼サイクルが終了する(失火する)恐れがある。 In the light load operation region, the amount of fuel required by the internal combustion engine is reduced, so the spatial distribution density of fuel in the combustion chamber is reduced. For this reason, in the light load operation region, the mixed gas in the combustion chamber may not be self-ignited, and the combustion cycle may end (misfire).
ところで、上述したように、ピストンの移動による圧縮に伴って、第1空間内の混合ガスの温度は、第2空間内の混合ガスの温度より高くなる。即ち、第1空間内の混合ガスの着火性は、第2空間内の混合ガスの着火性より良好である。 By the way, as described above, the temperature of the mixed gas in the first space becomes higher than the temperature of the mixed gas in the second space with the compression due to the movement of the piston. That is, the ignitability of the mixed gas in the first space is better than the ignitability of the mixed gas in the second space.
従って、上記構成のように、軽負荷運転領域においては、温度がより高くなる第1空間内の混合ガスに同混合ガスが自着火されるために必要な量の燃料を含ませることにより、同第1空間内の混合ガスの着火性をより一層良好にすることができる。この結果、第1空間内の混合ガスを確実に自着火させることができる。 Accordingly, in the light load operation region as described above, the same amount of fuel is contained in the mixed gas in the first space where the temperature becomes higher, so that the mixed gas is self-ignited. The ignitability of the mixed gas in the first space can be further improved. As a result, the mixed gas in the first space can be surely self-ignited.
この場合、前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の負荷が前記軽負荷閾値より大きい所定の高負荷閾値より小さく、且つ、同軽負荷閾値以上である中負荷であるとき、前記第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する前記第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、同内燃機関の負荷が同高負荷閾値以上の高負荷であるときの同空間燃料比より大きくなるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させることが好適である。 In this case, when the load of the internal combustion engine is a medium load that is smaller than a predetermined high load threshold that is greater than the light load threshold and greater than or equal to the light load threshold, the fuel injection control means When the spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the second space to the amount of fuel contained in the mixed gas, is a high load equal to or higher than the high load threshold It is preferable that the fuel is injected by the fuel injection means so as to be larger than the same fuel ratio.
過大な騒音が発生する恐れが小さい中負荷運転領域においては、ピストンが上死点位置の近傍にあるとき、2つの空間において混合ガスが略同時に自着火されて燃焼すると、等容度が高くなるので燃費が良好となる。 In a medium-load operation region where there is little risk of excessive noise generation, when the piston is in the vicinity of the top dead center position, if the mixed gas is self-ignited and burned substantially simultaneously in the two spaces, the isovolume is increased. As a result, fuel efficiency is improved.
従って、上記構成のように、中負荷運転領域においては、第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、高負荷運転領域における同空間燃料比より大きくなるように、燃料噴射手段により燃料を噴射させる。 Therefore, as in the above configuration, in the medium load operation region, the spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the second space to the amount of fuel contained in the mixed gas in the first space, is The fuel is injected by the fuel injection means so as to be larger than the space fuel ratio in the high load operation region.
これにより、過大な騒音が発生する恐れが小さい中負荷運転領域においては、第1空間内の混合ガスが自着火されるタイミングと、第2空間内の混合ガスが自着火されるタイミングと、の着火時期間隔が、高負荷運転領域における同着火時期間隔より小さくなる。この結果、等容度を高くすることができるので、燃費を向上させることができる。 Thereby, in the medium load operation region where the possibility of excessive noise is small, the timing at which the mixed gas in the first space is self-ignited and the timing at which the mixed gas in the second space is self-ignited The ignition timing interval is smaller than the ignition timing interval in the high load operation region. As a result, the equal volume can be increased, and the fuel efficiency can be improved.
この場合、前記内燃機関の回転速度が所定の高回転速度閾値以上の高回転速度であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第1空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させ、一方、
前記内燃機関の回転速度が前記高回転速度閾値より小さい所定の低回転速度閾値より小さい低回転速度であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第2空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段を備えることが好適である。
In this case, when the rotational speed of the internal combustion engine is a high rotational speed that is equal to or higher than a predetermined high rotational speed threshold, the amount of fuel determined by the load required for the internal combustion engine depends on the movement of the piston. The fuel injection means injects the fuel so that the amount of fuel necessary for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in the first space with compression is included in the mixed gas, on the other hand,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed smaller than a predetermined low rotational speed threshold smaller than the high rotational speed threshold, among the amount of fuel determined according to the load required for the internal combustion engine, Fuel is injected by the fuel injection means so that an amount of fuel required for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in the second space accompanying the compression due to the movement of the piston is included in the mixed gas. It is preferable to provide a fuel injection control means for injecting fuel.
ピストンが上死点位置の近傍にあるとき、同ピストンにより圧縮された燃焼室内の混合ガスの温度は高い。燃焼室内の混合ガスは、同混合ガスの温度が所定の閾値温度より高い高温状態が所定の時間続くことにより自着火される。ところで、高回転運転領域においては、ピストンが上死点位置近傍にある時間が短いので、燃焼室内の混合ガスが高温状態となる時間も短くなる。このため、燃焼室内の混合ガスが自着火されない(失火する)恐れがある。 When the piston is in the vicinity of the top dead center position, the temperature of the mixed gas in the combustion chamber compressed by the piston is high. The mixed gas in the combustion chamber is self-ignited when a high temperature state in which the temperature of the mixed gas is higher than a predetermined threshold temperature continues for a predetermined time. By the way, in the high speed operation region, since the time during which the piston is in the vicinity of the top dead center position is short, the time during which the mixed gas in the combustion chamber is in a high temperature state is also shortened. For this reason, there is a possibility that the mixed gas in the combustion chamber is not self-ignited (fires out).
これに対し、上記構成によれば、高回転運転領域においては、より早く高温状態となる第1空間内の混合ガスに同混合ガスが自着火されるために必要な量の燃料が含まれる。これにより、同第1空間内の混合ガスの着火性をより一層良好にすることができる。この結果、第1空間内の混合ガスを確実に自着火させることができる。 On the other hand, according to the above configuration, in the high-rotation operation region, the amount of fuel necessary for self-ignition of the mixed gas is included in the mixed gas in the first space that reaches the high temperature state earlier. Thereby, the ignitability of the mixed gas in the first space can be further improved. As a result, the mixed gas in the first space can be surely self-ignited.
一方、低回転運転領域においては、ピストンが上死点位置の近傍にある時間が長いので、ピストンが上死点位置に到達する前の時点において、燃焼室内の混合ガスの高温状態が所定の時間続いた状態となる。このため、より早く高温状態となる第1空間内の混合ガスが過早に自着火される恐れがある。 On the other hand, in the low-rotation operation region, since the time that the piston is in the vicinity of the top dead center position is long, the high-temperature state of the mixed gas in the combustion chamber remains at a predetermined time before the piston reaches the top dead center position. Continued state. For this reason, there exists a possibility that the mixed gas in the 1st space which will be in a high temperature state sooner may be self-ignited too early.
これに対し、上記構成によれば、低回転運転領域においては、より遅く高温状態となる第2空間内の混合ガスに同混合ガスが自着火されるために必要な量の燃料が含まれる。これにより、第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量が減少するので、同第1空間における燃料の空間的分布密度を低くすることができる。この結果、第1空間内の同混合ガスが過早に自着火されることを防止することができる。 On the other hand, according to the above-described configuration, in the low-rotation operation region, the amount of fuel necessary for self-ignition of the mixed gas is included in the mixed gas in the second space that becomes a higher temperature state later. Thereby, since the amount of fuel contained in the mixed gas in the first space is reduced, the spatial distribution density of the fuel in the first space can be lowered. As a result, it is possible to prevent the same mixed gas in the first space from being self-ignited prematurely.
この場合、前記シリンダヘッド、前記ピストン及び前記燃料噴射手段は、同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングにおける同ピストンの位置がより下死点位置側にあるほど、噴射される燃料のうち前記第1空間内に形成される混合ガスに含まれる燃料の量が多くなるように構成されてなることが好適である。 In this case, the cylinder head, the piston, and the fuel injection means are arranged such that the position of the piston at the timing at which fuel is injected by the fuel injection means is closer to the bottom dead center position, the first of the fuels to be injected. It is preferable that the amount of fuel contained in the mixed gas formed in one space is increased.
噴射された燃料が十分に気化されていないと、混合ガスは自着火されない。燃料が気化されるためには、所定の時間が必要とされる。ところで、高回転運転領域においては、燃料が噴射されてからピストンが圧縮上死点に到達するまでの時間が極めて短い。このため、噴射された燃料が十分に気化されにくく、第1空間内の混合ガスに同混合ガスが自着火されるために必要な量の燃料が含まれていても、同第1空間内の混合ガスが自着火されない恐れがある。 If the injected fuel is not sufficiently vaporized, the mixed gas is not self-ignited. In order for the fuel to be vaporized, a predetermined time is required. By the way, in the high speed operation region, the time from when the fuel is injected until the piston reaches the compression top dead center is extremely short. For this reason, the injected fuel is not easily vaporized, and even if the mixed gas in the first space contains an amount of fuel necessary for self-ignition of the mixed gas in the first space, The mixed gas may not be ignited.
これに対し、上記構成によれば、燃料を噴射させるタイミングに対応するピストンの位置がより下死点位置側にあるほど、噴射される燃料のうち第1空間内に形成される混合ガスに含まれる燃料の量が多くなる。従って、例えば、高回転運転領域においては、第1空間内の混合ガスに多くの燃料を含ませるために、ピストンの位置が十分に下死点位置側にあるときに燃料が噴射される。この結果、噴射された燃料が十分に気化されるために必要な時間が確保されるので、第1空間において、混合ガスを確実に自着火させることができる。 On the other hand, according to the above configuration, the more the position of the piston corresponding to the timing at which the fuel is injected is closer to the bottom dead center position side, the more fuel is included in the mixed gas formed in the first space. The amount of fuel to be increased. Therefore, for example, in the high rotation operation region, in order to include a large amount of fuel in the mixed gas in the first space, the fuel is injected when the position of the piston is sufficiently on the bottom dead center position side. As a result, the time required for the injected fuel to be sufficiently vaporized is secured, so that the mixed gas can be surely self-ignited in the first space.
また、上記内燃機関のいずれかの前記シリンダヘッド、前記ピストン及び前記燃料噴射手段は、同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングを変化させることにより前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量が変化するように構成され、且つ、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量を制御するように、1つの燃焼サイクルに対して複数回の異なるタイミングにて、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させるように構成されていることが好適である。
In addition, the cylinder head, the piston, and the fuel injection unit of the internal combustion engine may be mixed gas formed in the two spaces by changing the timing of fuel injection by the fuel injection unit. Configured to vary the amount of fuel included, and
The fuel injection control means performs a plurality of times for one combustion cycle so as to control the amount of fuel contained in the mixed gas respectively formed in the two spaces according to the operating state of the internal combustion engine. It is preferable that the fuel is injected by the fuel injection means at different timings.
これによれば、内燃機関の運転状態に応じて2つの空間にてそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量が制御される。これにより、各空間内の混合ガスが自着火されるタイミングを適切に制御することができる。この結果、例えば、第1空間において燃焼により単位時間あたりに発生する熱エネルギーが最大となるタイミングと、第2空間において燃焼により単位時間あたりに発生する熱エネルギーが最大となるタイミングと、の中間のタイミングが、ピストンの位置が上死点位置となるタイミングと一致するように、各空間内の混合ガスが自着火されるタイミングを制御することにより、燃費を向上させることができる。 According to this, the amount of fuel contained in the mixed gas formed in each of the two spaces is controlled according to the operating state of the internal combustion engine. Thereby, the timing at which the mixed gas in each space is self-ignited can be appropriately controlled. As a result, for example, between the timing at which the thermal energy generated per unit time by combustion in the first space becomes maximum and the timing at which the thermal energy generated per unit time by combustion in the second space becomes maximum. Fuel consumption can be improved by controlling the timing at which the mixed gas in each space is self-ignited so that the timing coincides with the timing at which the piston position becomes the top dead center position.
一方、前記燃料噴射手段は、前記2つの空間の各空間にそれぞれ臨み、同各空間を構成するための面に向けてそれぞれ独立に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量を制御するように、前記2つの燃料噴射弁のそれぞれから所定量の燃料を噴射させることが好適である。
On the other hand, the fuel injection means includes two fuel injection valves that respectively face each of the two spaces and inject fuel independently toward the surface for configuring the spaces,
The fuel injection control means is provided from each of the two fuel injection valves so as to control the amount of fuel contained in the mixed gas respectively formed in the two spaces according to the operating state of the internal combustion engine. It is preferable to inject a certain amount of fuel.
これによれば、各燃料噴射弁から噴射された燃料の略全部が、同燃料噴射弁が臨む空間にそれぞれ滞留させられる。これにより、2つの空間内の混合ガスのそれぞれに含まれる燃料の量を制御することができるとともに、燃料を噴射させるタイミングを変更することができる。その結果、例えば、高回転運転領域においては、より早く高温状態となる第1空間内の混合ガスに同混合ガスが自着火されるために必要な量の燃料を含ませることができるとともに、同燃料を早期に噴射することにより噴射された燃料が十分に気化されるために必要な時間を確保することができる。この結果、第1空間において、混合ガスを確実に自着火させることができる。 According to this, substantially all of the fuel injected from each fuel injection valve is retained in the space where the fuel injection valve faces. Thereby, while being able to control the quantity of the fuel contained in each of the mixed gas in two spaces, the timing which injects a fuel can be changed. As a result, for example, in the high-rotation operation region, the mixed gas in the first space that becomes a high temperature state earlier can include the amount of fuel necessary for the same mixed gas to self-ignite and By injecting the fuel at an early stage, it is possible to secure the time necessary for the injected fuel to be sufficiently vaporized. As a result, the mixed gas can be surely self-ignited in the first space.
また、本発明による内燃機関は、シリンダボアが形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、前記シリンダボア内において往復動するピストンと、少なくとも前記シリンダボアの壁面と前記シリンダヘッドの下面と前記ピストンの頂面とにより構成される燃焼室内に供給される燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室に臨むように前記シリンダヘッドに配置され火花を発生する点火プラグと、を備える。 An internal combustion engine according to the present invention includes a cylinder block in which a cylinder bore is formed, a cylinder head disposed above the cylinder block, a piston that reciprocates in the cylinder bore, at least a wall surface of the cylinder bore, and the cylinder head. A fuel injection means for injecting fuel supplied to a combustion chamber constituted by a lower surface of the piston and a top surface of the piston, and an ignition plug arranged on the cylinder head to generate a spark so as to face the combustion chamber. Prepare.
本発明による内燃機関は、一部の運転領域において前記燃焼室内に空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを前記点火プラグが発生する火花により点火して燃焼させる火花点火方式による運転を行い、他の運転領域において同燃焼室内に空気と燃料と燃焼ガスとを含む混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転を行う。 The internal combustion engine according to the present invention is operated by a spark ignition system in which a mixed gas containing air and fuel is formed in the combustion chamber in a part of the operation region, and the mixed gas is ignited by a spark generated by the spark plug and burned. In a different operation region, a mixed gas containing air, fuel and combustion gas is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is compressed to perform self-ignition and combustion so as to burn.
前記燃焼室は、前記ピストンが所定位置より上死点位置側にあるとき互いに独立した第1空間及び第2空間からなる2つの空間に分割され、且つ、同ピストンが上死点位置にあるときの同第1空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第1空間の容積の比である第1空間容積比が、同ピストンが上死点位置にあるときの同第2空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第2空間の容積の比である第2空間容積比より大きくなるように構成される。 The combustion chamber is divided into two spaces consisting of a first space and a second space that are independent from each other when the piston is on the top dead center position side from a predetermined position, and the piston is at the top dead center position. The first space volume ratio, which is the ratio of the volume of the first space when the piston is at the predetermined position to the volume of the first space, is the second space when the piston is at the top dead center position. It is comprised so that it may become larger than the 2nd space volume ratio which is ratio of the volume of the said 2nd space when the same piston with respect to the volume of this is in the same predetermined position.
本発明による内燃機関は、運転方式選択手段と、燃料噴射制御手段と、切換時燃料噴射補正手段と、を備える。
運転方式選択手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記予混合圧縮自着火方式及び前記火花点火方式のうちの一方の運転方式を選択する。
The internal combustion engine according to the present invention includes an operation method selection means, a fuel injection control means, and a switching fuel injection correction means.
The operation method selection means selects one of the premixed compression self-ignition method and the spark ignition method according to the operation state of the internal combustion engine.
燃料噴射制御手段は、前記内燃機関に対して要求される負荷と、前記選択された運転方式と、に基づいて前記燃料噴射手段により噴射される燃料の量である噴射燃料量及び同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングである燃料噴射タイミングを決定し、同決定された噴射燃料量及び燃料噴射タイミングに基づいて同燃料噴射手段により燃料を噴射させる。 The fuel injection control means includes an injected fuel amount that is an amount of fuel injected by the fuel injection means based on a load required for the internal combustion engine and the selected operation method, and the fuel injection means The fuel injection timing, which is the timing at which the fuel is injected, is determined, and fuel is injected by the fuel injection means based on the determined injected fuel amount and the fuel injection timing.
切換時燃料噴射補正手段は、前記火花点火方式から前記予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えるとき、同運転方式切り換え直後の最初の燃焼サイクルにおける前記第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する前記第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比を、同燃焼サイクルにおける噴射燃料量及び燃料噴射タイミングが前記燃料噴射制御手段により決定される時点にて前記内燃機関に対して要求されている負荷と同一の負荷下において同予混合圧縮自着火方式による運転が定常的に行われている時点の同空間燃料比より大きくするように、前記決定された噴射燃料量及び燃料噴射タイミングを補正する。 The fuel injection correction means at the time of switching, when switching the operation method from the spark ignition method to the premixed compression auto-ignition method, the fuel contained in the mixed gas in the first space in the first combustion cycle immediately after the switching of the operation method The spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the second space to the amount of fuel, is determined when the fuel injection control means determines the amount of fuel injected and the fuel injection timing in the combustion cycle. The determined ratio is set to be larger than the same space fuel ratio at the time when the operation by the premixed compression auto-ignition method is regularly performed under the same load as that required for the internal combustion engine. The injected fuel amount and the fuel injection timing are corrected.
自着火運転時においては、混合ガスの温度を高めて着火性を良好とするために、燃焼室内に多量の燃焼ガスが導入される。ところで、火花点火方式による運転(火花点火運転)時における混合ガスの空燃比は、自着火運転時における同空燃比より小さい空燃比(例えば、理論空燃比)である。従って、火花点火運転時において燃焼により生成される燃焼ガスの温度は自着火運転時における同燃焼ガスの温度より高い。 During the self-ignition operation, a large amount of combustion gas is introduced into the combustion chamber in order to increase the temperature of the mixed gas and improve the ignitability. By the way, the air-fuel ratio of the mixed gas at the time of operation by the spark ignition method (spark ignition operation) is smaller than the air-fuel ratio at the time of self-ignition operation (for example, the theoretical air-fuel ratio). Therefore, the temperature of the combustion gas generated by the combustion during the spark ignition operation is higher than the temperature of the combustion gas during the self-ignition operation.
このため、火花点火方式から予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えると、切り換えた直後の最初の燃焼サイクルにおいて燃焼ガスを導入した混合ガスの温度は、定常的に自着火運転を行っている場合より高くなる。その結果、より早く高温状態となる第1空間内の混合ガスが過早に自着火される恐れがある。 For this reason, when the operation method is switched from the spark ignition method to the premixed compression self-ignition method, the temperature of the mixed gas into which the combustion gas is introduced in the first combustion cycle immediately after the switching is constantly performing the self-ignition operation. Higher than the case. As a result, there is a risk that the mixed gas in the first space, which becomes a high temperature state earlier, is pre-ignited too early.
これに対し、上記構成によれば、燃焼サイクルが火花点火方式から予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えた直後の最初の燃焼サイクルであるとき、第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する前記第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、定常的に自着火運転を行う場合より大きくなるように、燃料が噴射される。これにより、より早く高温状態となる第1空間内の混合ガスに、定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料が含まれる。この結果、第1空間における燃料の空間的分布密度が低くなるので、同第1空間内の混合ガスが過早に自着火されることを防止することができる。 On the other hand, according to the above configuration, when the combustion cycle is the first combustion cycle immediately after switching the operation method from the spark ignition method to the premixed compression auto-ignition method, the fuel contained in the mixed gas in the first space The fuel is injected such that the space fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the second space to the amount of the above, is larger than that in the case where the self-ignition operation is constantly performed. As a result, the mixed gas in the first space, which becomes a high temperature state sooner, includes a smaller amount of fuel than in the case where the self-ignition operation is constantly performed. As a result, since the spatial distribution density of the fuel in the first space is lowered, it is possible to prevent the mixed gas in the first space from being self-ignited prematurely.
(第1実施形態)
以下、本発明による内燃機関の各実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る内燃機関10の概略構成を示している。この内燃機関10は、4サイクル予混合圧縮自着火方式と4サイクル火花点火方式とを切り換えて運転することが可能な多気筒(4気筒)内燃機関である。なお、図1は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
(First embodiment)
Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an
内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20に空気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
The
シリンダブロック部20は、中心軸を有する中空円筒状のシリンダ(シリンダボア)21、略円柱状のピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21のボア壁面(シリンダボアの壁面)とピストン22の頂面(ピストンヘッド)及びシリンダヘッド部30の下面は、燃焼室25を形成している。
The
ピストン22の頂面は、図1及び図2に示したように、ピストン22の基準位置(例えば、クランクピン位置又は下端部)から同ピストン22の頂面までのシリンダ21の中心軸線方向の距離が長いピストン高部上面22aと、同距離が短いピストン低部上面22bと、からなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the top surface of the
ピストン高部上面22aは、正面視において、ピストン22の頂面が形成する円を2等分することにより得られる2つの半円の一方に一致するようになっている。ピストン低部上面22bは、正面視において同2つの半円の他方に一致するようになっている。ピストン高部上面22aと、ピストン低部上面22bと、の間には、シリンダ21の中心軸線に直交する平面に直交する平面であって同中心軸線を含む平面を構成するピストン頂部縦壁面22cが形成されている。
The
ピストン22の側面及びピストン頂部縦壁面22cには、ピストン高部上面22a近傍の位置にてピストン高部用リング溝が形成されている。このピストン高部用リング溝には、ピストン高部用リング22a1が装着されている。ピストン高部用リング22a1は、炭素を主成分とする樹脂からなっている。ピストン高部用リング22a1は、後述するように、燃焼室25が2つの空間に分割されている期間において、各空間の気密性を高めるようになっている。更に、ピストン高部用リング22a1は、同期間において、ピストン22の中心軸がシリンダ21の中心軸に対して傾斜すること(ピストン22の首振り)を防止するようになっている。
A piston high portion ring groove is formed in the side surface of the
更に、ピストン22の側面には、ピストン低部上面22bと、ピストン22の下端部と、の間のピストン低部上面22b近傍の位置にて3つのリング溝が形成されている。これらのリング溝には、それぞれピストンリング22dが装着されている。
Further, three ring grooves are formed on the side surface of the
ピストンリング22dは、鋼又は鋳鉄からなっている。ピストンリング22dは、燃焼室25の気密性を高めるとともに、シリンダ21のボア壁面に形成された余分な油膜を下方へかき落とすようになっている。
The
再び図1を参照しながら説明を続けると、シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動する吸気弁駆動手段としての吸気弁駆動機構32a、燃焼室25に連通した排気ポート33、排気ポート33を開閉する排気弁34、排気弁34を駆動する排気弁駆動手段としての排気弁駆動機構34a、第1点火プラグ35a、第2点火プラグ35b、第1点火プラグ35a及び第2点火プラグ35bに与える高電圧を発生させるイグニッションコイルを含むイグナイタ36及び燃料を燃焼室25内に直接噴射する燃料噴射弁(燃料噴射手段)37を備えている。吸気弁駆動機構32a及び排気弁駆動機構34aは、駆動回路38に接続されている。
Referring again to FIG. 1, the
シリンダヘッド部30の下面は、図1及び図2に示したように、ピストン22の基準位置から同シリンダヘッド部30の下面までのシリンダ21の中心軸線方向の距離が長いシリンダヘッド高部下面30aと、同距離が短いシリンダヘッド低部下面30bと、からなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the lower surface of the
シリンダヘッド高部下面30aは、正面視において、シリンダ21の中心軸線に直交する面による同シリンダ21の断面が形成する円をピストン頂部縦壁面22cが含まれる平面により2等分することにより得られる2つの半円のうちのピストン高部上面22aに対向する一方に一致するようになっている。シリンダヘッド低部下面30bは、正面視において同2つの半円の他方に一致するようになっている。
The cylinder head high portion
シリンダヘッド低部下面30bは、クランク軸24の回転角度(クランク角)がBTDC90°であるときにピストン高部上面22aが構成する平面内に存在する平面を構成するように形成されている。BTDCは、上死点(TDC)を原点としクランク軸24の回転方向と逆方向を正にとったクランク角である。なお、本明細書においては、クランク角がBTDC90°であるときのピストン22の位置を、燃焼室分割ピストン位置と称呼する。
The cylinder head lower portion
シリンダヘッド高部下面30aは、同シリンダヘッド高部下面30aとシリンダヘッド低部下面30bとの間の距離L1が、ピストン高部上面22aとピストン低部上面22bとの間の距離L2より小さくなるように形成されている。
In the cylinder head high portion
シリンダヘッド高部下面30aと、シリンダヘッド低部下面30bと、の間には、ピストン頂部縦壁面22cと平行な平面であって、シリンダ21の中心軸線を含む平面を構成するシリンダヘッド縦壁面30cが形成されている。
Between the cylinder head high portion
ここで、クランク角の変化(ピストン22の移動)に対する燃焼室25(シリンダ21のボア壁面とピストン22の頂面とシリンダヘッド部30の下面とにより構成される空間)の変化について図3を参照しながら説明を加える。
Here, refer to FIG. 3 for the change of the combustion chamber 25 (the space formed by the bore wall surface of the
クランク角がBTDC180°であるとき(ピストン22が下死点位置BDCにあるとき)、図3の(A)に示したように、シリンダ21のボア壁面、ピストン高部上面22a、ピストン低部上面22b、ピストン頂部縦壁面22c、シリンダヘッド高部下面30a、シリンダヘッド低部下面30b及びシリンダヘッド縦壁面30c、により、1つの独立した空間としての燃焼室25が構成される。
When the crank angle is BTDC 180 ° (when the
一方、クランク角がBTDC90°であるとき(ピストン22が上記燃焼室分割ピストン位置にあるとき)、図3の(B)に示したように、シリンダ21のボア壁面と、ピストン高部上面22aと、シリンダヘッド高部下面30aと、シリンダヘッド縦壁面30cと、により、1つの独立した空間としての高部燃焼室25a(第1空間)が構成される。更に、シリンダ21のボア壁面と、ピストン低部上面22bと、シリンダヘッド低部下面30bと、ピストン頂部縦壁面22cと、により、1つの独立した空間としての低部燃焼室25b(第2空間)が構成される。
On the other hand, when the crank angle is BTDC 90 ° (when the
このように、ピストン22が、所定位置である燃焼室分割ピストン位置より上死点位置側(シリンダヘッド部30側)にあるとき、ピストン頂部縦壁面22cと、シリンダヘッド縦壁面30cと、が互いに対向することにより、互いに独立した2つの空間としての高部燃焼室25a(第1空間)及び低部燃焼室25b(第2空間)が構成される。
As described above, when the
ところで、ピストン22が燃焼室分割ピストン位置にあるときの高部燃焼室25aの容積VH0及び低部燃焼室25bの容積VL0は、燃焼室25が2つの空間に分割された状態において、それぞれの空間における最大の容積である。
By the way, the volume VH0 of the
更に、クランク角がBTDC0°であるとき(ピストン22が上死点位置TDCにあるとき)、図3の(C)に示したように、高部燃焼室25aの容積VH1及び低部燃焼室25bの容積VL1は、それぞれの空間における最小の容積となる。
Further, when the crank angle is
上述した構成により、この例においては、ピストン22が上死点位置にあるときの高部燃焼室25aの容積VH1に対する同ピストン22が燃焼室分割ピストン位置にあるときの同高部燃焼室25aの容積VH0の比である高部燃焼室容積比(第1空間容積比)VH0/VH1は、同ピストン22が上死点位置にあるときの低部燃焼室25bの容積VL1に対する同ピストン22が同燃焼室分割ピストン位置にあるときの同低部燃焼室25bの容積VL0の比である低部燃焼室容積比(第2空間容積比)VL0/VL1より大きい。
With the above-described configuration, in this example, the
従って、ピストン22が燃焼室分割ピストン位置から上死点位置まで移動することにより燃焼室25内の混合ガスが圧縮される場合、高部燃焼室25aにおける混合ガスは、低部燃焼室25bにおける混合ガスより大きく圧縮され、より高い温度となる。
Therefore, when the mixed gas in the
吸気ポート31は、シリンダヘッド部30の下面を燃焼室25側から見た図4に示したように、シリンダヘッド低部下面30b内の2箇所に開口するように形成されている。従って、シリンダヘッド部30には2個の吸気弁32が備えられている。各吸気弁32は、各吸気ポート31の開口を開閉するようになっている。吸気ポート31は、その開口が吸気弁32により開かれたとき燃焼室25(燃焼室25が2つの空間に分割されている期間においては、低部燃焼室25b)と連通し、その開口が吸気弁32により閉じられたとき燃焼室25と遮断せしめられるようになっている。
The
排気ポート33は、シリンダヘッド高部下面30a内の2箇所に開口するように形成されている。従って、シリンダヘッド部30には2個の排気弁34が備えられている。各排気弁34は、各排気ポート33の開口を開閉するようになっている。排気ポート33は、その開口が排気弁34により開かれたとき燃焼室25(燃焼室25が2つの空間に分割されている期間においては、高部燃焼室25a)と連通し、その開口が排気弁34により閉じられたとき燃焼室25と遮断せしめられるようになっている。
The
第1点火プラグ35aは、2つの排気ポート33(従って、2つの排気弁34)の間の位置にてシリンダヘッド部30に配設されている。第2点火プラグ35bは、2つの吸気ポート31(従って、2つの吸気弁32)の間の位置にてシリンダヘッド部30に配設されている。第1点火プラグ35a及び第2点火プラグ35bは、それぞれ点火用火花を発生する先端部を備え、同先端部がそれぞれ燃焼室25に露呈するようになっている。
The
燃料噴射弁37は、図1、図2及び図4に示したように、燃焼室25のシリンダヘッド低部下面30b側の側壁面であって、シリンダヘッド縦壁面30cが構成する平面に直交し、且つ、シリンダ21の中心軸線を通過する直線上の位置に配設されている。燃料噴射弁37は、燃焼室25の略中央に向けて燃料を噴射するようになっている。燃料噴射弁37には、図示しない燃料圧力調整手段及び燃料ポンプにより図示しない燃料タンク内の燃料が供給されるようになっている。
As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the
このような構成により、燃料噴射弁37から燃料を噴射させたとき、ピストン22の位置が上死点位置側にあると、噴射された燃料は、ピストン頂部縦壁面22cにより遮られピストン高部上面22aの上方の空間に到達しにくくなる。換言すると、燃料を噴射させるタイミング(燃料噴射タイミング)におけるピストン22の位置が下死点位置側にあるほど、ピストン高部上面22aの上方の空間に到達する燃料の量が多くなる。
With such a configuration, when fuel is injected from the
再び図1を参照しながら説明を続けると、吸気系統40は、吸気ポート31に連通したインテークマニホールド41、インテークマニホールド41に連通したサージタンク42、サージタンク42に一端が接続されインテークマニホールド41及びサージタンク42とともに吸気通路を形成する吸気ダクト43、吸気ダクト43の他端部から下流(サージタンク42)に向けて順に吸気ダクト43に配設されたエアフィルタ44、過給機91のコンプレッサ91a、インタークーラ45及びスロットル弁46を備えている。
Referring again to FIG. 1, the
インタークーラ45は水冷式であって、吸気ダクト43を通過する空気を冷却するようになっている。インタークーラ45は、図示しないラジエタ及び循環ポンプによりインタークーラ45内の冷却水の熱を大気中に放出するようになっている。
The
スロットル弁46は吸気ダクト43に回転可能に支持され、スロットル弁アクチュエータ46aにより駆動されることにより吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。
The
排気系統50は、排気ポート33に連通し同排気ポート33とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを含む排気管51、排気管51内に配設された過給機91のタービン91b及びタービン91bの下流の排気管51に配設された触媒装置52を備えている。
The
このような配置により、過給機91のタービン91bは排ガスのエネルギーにより回転する。更に、タービン91bは、シャフトを介して吸気系統40のコンプレッサ91aと連結されている。これにより、吸気系統40のコンプレッサ91aがタービン91bと一体となって回転して吸気通路内の空気を圧縮する。即ち、過給機91は、排ガスのエネルギーを利用して内燃機関10に空気を過給するようになっている。
With such an arrangement, the
一方、このシステムは、電気制御装置70を備えている。電気制御装置70は、CPU、ROM、RAM及びインターフェース等(いずれも図示省略)を含むマイクロコンピュータである。電気制御装置70には、クランク軸24の回転速度からエンジン回転速度NEを検出するクランクポジションセンサ61と、図示しないアクセルペダルの操作量Accpを検出するアクセル開度センサ62と、が接続されている。電気制御装置70は、これらのセンサから各検出信号を入力するようになっている。更に、電気制御装置70は、各気筒のイグナイタ36、燃料噴射弁37、駆動回路38及びスロットル弁アクチュエータ46aと接続されている。電気制御装置70は、これらに駆動信号を送出するようになっている。
On the other hand, this system includes an
この内燃機関10は、図5に示したように、燃料噴射制御手段を含む自着火運転実行手段F1、燃料噴射制御手段を含む火花点火運転実行手段F2及び運転方式選択手段を含む運転切換え手段G1等の手段を含んでいる。これらの手段の機能は、電気制御装置70のCPUが所定のプログラムを実行することにより達成される。従って、以下、CPUによる各種の動作を上記各手段が行うものとして説明する。
As shown in FIG. 5, the
運転切換え手段G1は、図6に示した運転領域マップを電気制御装置70のROMに記憶している。運転領域マップは、内燃機関10の負荷及びエンジン回転速度(回転速度)NEと、運転方式と、の関係を規定するマップである。
The operation switching means G1 stores the operation region map shown in FIG. 6 in the ROM of the
この運転領域マップにおいては、運転方式として予混合圧縮自着火方式と、火花点火方式と、が指定されている。この運転領域マップにおいては、予混合圧縮自着火方式が指定されている運転領域である自着火運転領域Aは、全運転領域のうちの所定の極高負荷閾値より小さい負荷の領域、且つ、所定の極高回転速度閾値より小さい回転速度の領域である。更に、この運転領域マップにおいては、火花点火方式が指定されている運転領域である火花点火運転領域Bは、自着火運転領域Aよりも高負荷側の領域又は高回転速度側の領域である。 In this operation region map, a premixed compression auto-ignition method and a spark ignition method are designated as operation methods. In this operation region map, the self-ignition operation region A, which is an operation region in which the premixed compression self-ignition method is designated, is a load region smaller than a predetermined extremely high load threshold in all operation regions, and a predetermined region. This is a region of the rotational speed smaller than the extremely high rotational speed threshold. Further, in this operation region map, the spark ignition operation region B, which is the operation region in which the spark ignition method is designated, is a region on the higher load side or the higher rotation speed side than the self-ignition operation region A.
更に、自着火運転領域Aは、高負荷自着火運転領域A1と、中負荷自着火運転領域A2と、軽負荷自着火運転領域A3と、高回転自着火運転領域A4と、低回転自着火運転領域A5と、からなっている。 Further, the self-ignition operation region A includes a high-load self-ignition operation region A1, a medium-load self-ignition operation region A2, a light-load self-ignition operation region A3, a high-speed self-ignition operation region A4, and a low-rotation self-ignition operation. It consists of area A5.
高負荷自着火運転領域A1は、自着火運転領域Aのうちの所定の高負荷閾値以上の負荷である高負荷の領域(高負荷運転領域)である。中負荷自着火運転領域A2は、自着火運転領域Aのうちの上記高負荷閾値より小さく、且つ、同高負荷閾値より小さい所定の軽負荷閾値以上の負荷である中負荷の領域(中負荷運転領域)の一部であって、所定の高回転速度閾値より小さく、且つ、同高回転速度閾値より小さい所定の低回転速度閾値以上の回転速度である中回転速度の領域(中回転運転領域)である。 The high-load self-ignition operation region A1 is a high-load region (high-load operation region) that is a load equal to or higher than a predetermined high-load threshold in the self-ignition operation region A. The medium load self-ignition operation region A2 is a medium load region (medium load operation) that is smaller than the high load threshold in the self-ignition operation region A and is equal to or higher than a predetermined light load threshold smaller than the high load threshold. A region of medium rotation speed that is a part of the region) and is smaller than a predetermined high rotation speed threshold and greater than or equal to a predetermined low rotation speed threshold smaller than the high rotation speed threshold (medium rotation operation region) It is.
軽負荷自着火運転領域A3は、上記軽負荷閾値より小さい負荷である軽負荷の領域(軽負荷運転領域)である。高回転自着火運転領域A4は、上記中負荷運転領域のうちの上記高回転速度閾値以上の回転速度である高回転速度の領域(高回転運転領域)である。低回転自着火運転領域A5は、上記中負荷運転領域のうちの上記低回転速度閾値より小さい回転速度である低回転速度の領域(低回転運転領域)である。 The light load self-ignition operation region A3 is a light load region (light load operation region) that is a load smaller than the light load threshold. The high rotation self-ignition operation region A4 is a high rotation speed region (high rotation operation region) that is a rotation speed equal to or higher than the high rotation speed threshold in the medium load operation region. The low-rotation self-ignition operation region A5 is a low-rotation speed region (low-rotation operation region) that is a rotation speed smaller than the low-rotation speed threshold in the medium-load operation region.
運転切換え手段G1は、上記運転領域マップと、内燃機関10の負荷及びエンジン回転速度NEと、に基づいて運転方式を決定し、同決定された運転方式により運転を行う。内燃機関10の負荷は、アクセルペダルの操作量Accpとエンジン回転速度NEとに基づいて決定される要求トルクTqtgtであってもよく、単にアクセルペダルの操作量Accpであってもよい。
The operation switching means G1 determines an operation method based on the operation region map, the load of the
(内燃機関10が上記高負荷自着火運転領域A1にて運転されるとき)
内燃機関10が上記高負荷自着火運転領域A1にて運転されるとき(高負荷自着火運転時)、運転切換え手段G1は運転領域マップに従って自着火運転実行手段F1を選択する。これにより、内燃機関10は自着火運転実行手段F1によって運転される。
(When the
When the
自着火運転実行手段F1は、燃焼室25(高部燃焼室25a及び低部燃焼室25b)において、同燃焼室25に導入された空気と燃料噴射弁37から噴射された燃料と燃焼ガスとを含む混合ガスを形成しながら同混合ガスを圧縮することにより同混合ガスを自着火させて燃焼させる。より具体的に述べると、自着火運転実行手段F1は、図7に示したように、吸気弁駆動機構32a、排気弁駆動機構34a及び燃料噴射弁37をそれぞれ作動させて内燃機関10の運転を行う。
In the combustion chamber 25 (the
先ず、自着火運転実行手段F1は、排気弁駆動機構34aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた自着火用排気弁開弁タイミングEOにて排気弁34を開弁させる((1)を参照。)。これにより、前回の燃焼サイクルにおける燃焼により生成された燃焼ガスの排気が開始する。次いで、自着火運転実行手段F1は、排気弁駆動機構34aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた自着火用排気弁閉弁タイミングECにて排気弁34を閉弁させる((2)を参照。)。これにより、排気が終了する。
First, the self-ignition operation execution means F1 drives the exhaust
その後、自着火運転実行手段F1は、吸気弁駆動機構32aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた自着火用吸気弁開弁タイミングIOにて吸気弁32を開弁させる((3)を参照。)。これにより、吸気が開始する。このように、排気が終了した時点から吸気が開始する時点までの期間である負のオーバーラップ期間が設けられている。この結果、燃焼室25内に燃焼ガスが残留する。残留した燃焼ガスは、吸気弁32の近傍より排気弁34の近傍に多く存在する。
Thereafter, the self-ignition operation execution means F1 drives the intake
次に、自着火運転実行手段F1は、吸気弁駆動機構32aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた自着火用吸気弁閉弁タイミングICにて吸気弁32を閉弁させる((4)を参照。)。これにより、吸気が終了するとともに空気と燃焼ガスとからなるガスの圧縮が開始する。
Next, the self-ignition operation execution means F1 drives the intake
そして、自着火運転実行手段F1は、燃料噴射弁37を開弁させることにより、クランク角がBTDC135°となるタイミング(図7のA1が付された一点破線により示されたタイミング)θinjにて燃料を噴射させる((5)を参照。)。このとき噴射される燃料の量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を極めてリーンな空燃比(超希薄空燃比)とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
Then, the self-ignition operation execution means F1 opens the
この時点では、ピストン頂部縦壁面22cの上端部と、シリンダヘッド縦壁面30cの下端部と、の間の距離は、かなり小さくなっている。従って、噴射された燃料の略半分は、図8の(A)に示したように、ピストン頂部縦壁面22cに遮られることによりピストン低部上面22bの上方の空間に滞留する。一方、噴射された燃料の残りの略半分は、ピストン高部上面22aの上方の空間に到達する。
At this time, the distance between the upper end portion of the piston top
その後、図8の(B)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、略等しい燃料の空間的分布密度を有する混合ガスが、高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bにおいてそれぞれ形成される。また、排気弁34が臨む高部燃焼室25aにおいては、低部燃焼室25bより多くの燃焼ガスを含む混合ガスが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 8B, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
そして、ピストン22が上死点位置に近づくと、より多くの燃焼ガスを含むとともにより大きく圧縮される高部燃焼室25aにおける混合ガスがより早く高温状態となるので、低部燃焼室25bにおける混合ガスより先に自着火される。その後、ピストン22が更に上死点位置に近づくと、低部燃焼室25bにおいて混合ガスが自着火される。
When the
図9の実線により示した曲線C1は、このような運転がなされる場合におけるクランク角に対する発生熱エネルギーの変化を示している。発生熱エネルギーは、混合ガスの燃焼により単位時間あたりに発生する熱エネルギーである。この曲線C1により示されるように、発生熱エネルギーは、互いに異なる2つのクランク角にて、高部燃焼室25aにおける燃焼に起因するピークと、低部燃焼室25bにおける燃焼に起因するピークと、をそれぞれ有するように変化する。
A curve C1 indicated by a solid line in FIG. 9 shows a change in generated heat energy with respect to the crank angle when such an operation is performed. The generated heat energy is heat energy generated per unit time by the combustion of the mixed gas. As shown by the curve C1, the generated heat energy has a peak caused by combustion in the
これにより、燃焼室25を構成するピストン22、シリンダブロック部20及びシリンダヘッド部30等の部材が燃焼により発生した熱エネルギーにより単位時間当たりに受ける衝撃の力の大きさは、燃焼室25内の混合ガスが一時に(極めて短い期間内に)自着火されて燃焼する場合(図9の破線により示した曲線C2を参照。)と比べて小さくなる。この結果、高負荷運転領域において過大となりやすい同衝撃に伴って発生する騒音を低減することができる。
As a result, the magnitude of the impact force per unit time caused by the thermal energy generated by the combustion of the
その後、自着火による燃焼に伴うガスの膨張が始まる。
このようにして、上記高負荷自着火運転領域A1にて、内燃機関10は自着火運転される。
Thereafter, gas expansion accompanying combustion by self-ignition begins.
In this way, the
(内燃機関10が上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて運転されるとき)
一方、内燃機関10が上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて運転されるとき(中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時)について説明する。このとき、内燃機関10は上記高負荷自着火運転時と同様に、自着火運転実行手段F1により運転される。
(When the
On the other hand, the case where the
中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時における自着火運転実行手段F1は、上記高負荷自着火運転時における自着火運転実行手段F1に対し、燃料を噴射させるタイミングを遅角させる点においてのみ相違する。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。 The self-ignition operation execution means F1 at the time of medium load self-ignition operation or low-rotation self-ignition operation delays the timing of fuel injection with respect to the self-ignition operation execution means F1 at the time of high load self-ignition operation. Only the difference. Therefore, the following description will focus on such differences.
自着火運転実行手段F1は、吸気弁32を閉弁させることにより、吸気が終了するとともに空気と燃焼ガスとからなるガスの圧縮が開始した後であって、クランク角がBTDC120°となるタイミング(図7のA2,A5が付された一点破線により示されたタイミング)θinjにて、燃料噴射弁37を開弁させることにより燃料を噴射させる((5)を参照。)。このとき噴射される燃料の量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
The self-ignition operation execution means F1 closes the
この時点では、ピストン頂部縦壁面22cの上端部は、シリンダヘッド縦壁面30cの下端部に略到達している。従って、噴射された燃料の大部分は、図10の(A)に示したように、ピストン頂部縦壁面22cに遮られることにより、ピストン低部上面22bの上方の空間に滞留する。残りの少量の燃料は、ピストン高部上面22aの上方の空間に到達する。
At this time, the upper end portion of the piston top
その後、図10の(B)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、低部燃焼室25bにて、高部燃焼室25a内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 10B, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
従って、中負荷自着火運転時においては、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、高負荷自着火運転時における同空間燃料比より大きくなっている。
Therefore, during the medium load self-ignition operation, the spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the
そして、ピストン22が上死点位置に極めて近づくと、先ず、高部燃焼室25aにおける混合ガスが自着火され、その直後に、低部燃焼室25bにおいて混合ガスが自着火される。
When the
このように、中負荷自着火運転時における上記空間燃料比が高負荷自着火運転時における同空間燃料比と等しい場合と比較すると、高部燃焼室25a内の混合ガスが自着火されるタイミングは遅角側に移行し、一方、低部燃焼室25b内の混合ガスが自着火されるタイミングは進角側に移行する。
As described above, the timing at which the mixed gas in the
このようにして、過大な騒音が発生する恐れが小さい中負荷運転領域においては、高部燃焼室25a内の混合ガスが自着火されるタイミングと、低部燃焼室25b内の混合ガスが自着火されるタイミングと、の着火時期間隔が、高負荷運転領域における同着火時期間隔より小さくなる。この結果、等容度を高くすることができるので、燃費を向上させることができる。
Thus, in the medium load operation region where there is little risk of excessive noise generation, the timing at which the mixed gas in the
また、高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bのそれぞれにおける燃料の空間的分布密度が互いに等しい場合と比較すると、高部燃焼室25a内の混合ガスが自着火されるタイミングは遅角側に移行する。従って、低回転運転領域においては、より早く高温状態となる高部燃焼室25a内の混合ガスが過早に自着火されることを防止することができる。
Further, the timing at which the mixed gas in the
このようにして、上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて、内燃機関10は自着火運転される。
Thus, the
(内燃機関10が上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて運転されるとき)
一方、内燃機関10が上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて運転されるとき(軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時)について説明する。このとき、内燃機関10は上記高負荷自着火運転時と同様に、自着火運転実行手段F1により運転される。
(When the
On the other hand, the case where the
軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時における自着火運転実行手段F1は、上記高負荷自着火運転時における自着火運転実行手段F1に対し、燃料を噴射させるタイミングを進角させる点においてのみ相違する。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。 The self-ignition operation execution means F1 in the light load self-ignition operation or the high-speed self-ignition operation advances the timing at which fuel is injected with respect to the self-ignition operation execution means F1 in the high load self-ignition operation. Only the difference. Therefore, the following description will focus on such differences.
自着火運転実行手段F1は、吸気弁32を閉弁させることにより、吸気が終了するとともに空気と燃焼ガスとからなるガスの圧縮が開始した後であって、クランク角がBTDC150°となるタイミング(図7のA3,A4が付された一点破線により示されたタイミング)θinjにて、燃料噴射弁37を開弁させることにより燃料を噴射させる((5)を参照。)。このとき噴射される燃料の量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
The self-ignition operation execution means F1 closes the
この時点では、ピストン頂部縦壁面22cの上端部と、シリンダヘッド縦壁面30cの下端部と、の間の距離は、十分に大きくなっている。従って、噴射された燃料の大部分は、図11の(A)に示したように、ピストン頂部縦壁面22cに遮られることなくピストン高部上面22aの上方の空間に到達する。残りの少量の燃料は、ピストン低部上面22bの上方の空間に滞留する。
At this time, the distance between the upper end portion of the piston top
その後、図11の(B)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、高部燃焼室25aにて、低部燃焼室25b内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 11B, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
この場合、燃料は、比較的早期に噴射されているので、ピストン22が上死点位置の近傍に到達するまでに十分に気化される。従って、ピストン22が上死点位置に近づくと、より多くの燃焼ガスを含むとともにより大きく圧縮される高部燃焼室25aにおける混合ガスがより早く高温状態となるので、低部燃焼室25bにおける混合ガスより先に自着火される。このように、失火しやすい軽負荷運転領域及び高回転運転領域において、高部燃焼室25a内の混合ガスを確実に自着火させることができる。
In this case, since the fuel is injected relatively early, it is sufficiently vaporized until the
その後、低部燃焼室25bにおいて混合ガスが自着火される。なお、低部燃焼室25bにおいて混合ガスが自着火されない場合、ピストン22が燃焼室分割ピストン位置より下死点位置側に移動すると、高部燃焼室25aにて生成された高温且つ高圧の燃焼ガスにより低部燃焼室25bにて自着火されなかった混合ガスが圧縮されるとともに加熱される。これにより、低部燃焼室25bにおける同混合ガスは燃焼される。
このようにして、上記軽負荷自着火運転領域A3又は高回転自着火運転領域A4にて、内燃機関10は自着火運転される。
Thereafter, the mixed gas is self-ignited in the
In this manner, the
(内燃機関10が上記火花点火運転領域Bにて運転されるとき)
内燃機関10が上記火花点火運転領域Bにて運転されるとき(火花点火運転時)、運転切換え手段G1は運転領域マップに従って火花点火運転実行手段F2を選択する。これにより、内燃機関10は火花点火運転実行手段F2によって運転される。
(When the
When the
火花点火運転実行手段F2は、燃焼室25(高部燃焼室25a及び低部燃焼室25b)において、同燃焼室25に導入された空気と燃料噴射弁37から噴射された燃料とを含む混合ガスを形成しながら同混合ガスを圧縮し、同圧縮された混合ガスを火花発生手段である第1点火プラグ35a及び第2点火プラグ35bが発生する点火用火花によって点火して同混合ガスを火花点火燃焼させる。より具体的に述べると、火花点火運転実行手段F2は、図12に示したように、吸気弁駆動機構32a、排気弁駆動機構34a、第1点火プラグ35a、第2点火プラグ35b及び燃料噴射弁37をそれぞれ作動させて内燃機関10の運転を行う。
The spark ignition operation execution means F2 is a mixed gas containing air introduced into the
先ず、火花点火運転実行手段F2は、排気弁駆動機構34aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた火花点火用排気弁開弁タイミングEOにて排気弁34を開弁させる((1)を参照。)。これにより、前回の燃焼サイクルにおける燃焼により生成された燃焼ガスの排気が開始する。次いで、火花点火運転実行手段F2は、排気弁駆動機構34aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた火花点火用排気弁閉弁タイミングECにて排気弁34を閉弁させる((2)を参照。)。これにより、排気が終了する。
First, the spark ignition operation execution means F2 drives the exhaust
その後、火花点火運転実行手段F2は、吸気弁駆動機構32aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた火花点火用吸気弁開弁タイミングIOにて吸気弁32を開弁させる((3)を参照。)。火花点火運転時においては、混合ガスに含ませるための燃焼ガスを自着火運転時ほど必要としないため、負のオーバーラップ期間は自着火運転時における同期間より短くなるように設定される。このため、火花点火用吸気弁開弁タイミングIOは、自着火用吸気弁開弁タイミングIOよりも進角側となるように設定される。これにより、吸気が開始する。
Thereafter, the spark ignition operation execution means F2 opens the
そして、火花点火運転実行手段F2は、燃料噴射弁37を開弁させることにより、火花点火用吸気弁開弁タイミングIOから後述する火花点火用吸気弁閉弁タイミングICまでの吸気行程の初期及び/又は中期のタイミングθinjにて燃料を噴射させる((4)を参照。)。このとき噴射される燃料の量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を理論空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。噴射された燃料は、燃焼室25内に続いて吸入される空気の流れにより同燃焼室25内に均質に分布する。
Then, the spark ignition operation execution means F2 opens the
次に、火花点火運転実行手段F2は、吸気弁駆動機構32aを駆動させることにより、内燃機関10の負荷に応じた火花点火用吸気弁閉弁タイミングICにて吸気弁32を閉弁させる((5)を参照。)。火花点火用吸気弁閉弁タイミングICは、混合ガスが大きく圧縮されることにより発生しやすいノッキングを回避するため、自着火用吸気弁閉弁タイミングICよりも遅角側となるように設定される。これにより、吸気が終了するとともに燃料と空気とを含む混合ガスの圧縮が開始する。
Next, the spark ignition operation execution means F2 drives the intake
次に、火花点火運転実行手段F2は、ピストン22の位置が上死点位置の近傍の位置となる点火タイミングθigにて第1点火プラグ35a及び第2点火プラグ35bの先端部から点火用火花を発生させ、混合ガスを火花により点火して(火花点火により)燃焼させる((6)を参照。)。このとき、火花点火運転実行手段F2は、点火タイミングθigを、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて決定する。なお、第1点火プラグ35aによる点火タイミングと、第2点火プラグ35bによる点火タイミングと、は異なるタイミングであってもよい。
Next, the spark ignition operation execution means F2 emits sparks for ignition from the tip ends of the
その後、火花点火による燃焼に伴うガスの膨張が始まる。
このようにして、上記火花点火運転領域Bにて、内燃機関10は火花点火運転される。
Thereafter, gas expansion accompanying combustion by spark ignition begins.
In this manner, in the spark ignition operation region B, the
以上、説明したように、本発明による内燃機関の第1実施形態は、ピストンが燃焼室分割ピストン位置より上死点位置側にあるとき、燃焼室25が互いに独立した高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割されるように構成されている。更に、第1実施形態は、ピストン22が上死点位置にあるときの高部燃焼室25aの容積VH1に対する同ピストン22が燃焼室分割ピストン位置にあるときの同高部燃焼室25aの容積VH0の比(第1空間容積比)VH0/VH1が、同ピストン22が上死点位置にあるときの低部燃焼室25bの容積VL1に対する同ピストン22が同燃焼室分割ピストン位置にあるときの同低部燃焼室25bの容積VL0の比(第2空間容積比)VL0/VL1より大きくなるように構成されている。
As described above, in the first embodiment of the internal combustion engine according to the present invention, when the piston is on the top dead center position side with respect to the combustion chamber division piston position, the
これにより、2つの空間において互いに異なるタイミングにて混合ガスが自着火されて燃焼する。この結果、燃焼室25を構成するピストン22、シリンダブロック部20及びシリンダヘッド部30等の部材が燃焼により発生した熱エネルギーにより単位時間当たりに受ける衝撃の力の大きさは、燃焼室内の混合ガスが一時に(極めて短い期間内に)自着火されて燃焼する場合と比べて小さくなるので、同衝撃に伴って発生する騒音が低減される。この結果、より高い負荷運転領域において自着火運転を行うことができるので、燃費を良好にすることができるとともに、燃焼に伴って生成されるNOxの量を低減することができる。
Thereby, the mixed gas is self-ignited and burned at different timings in the two spaces. As a result, the magnitude of the impact force per unit time caused by the thermal energy generated by the combustion of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関について説明する。第2実施形態に係る内燃機関は、燃焼サイクルが火花点火方式から予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えた直後の最初の燃焼サイクルであるとき、自着火運転実行手段F1が高部燃焼室25a内の混合ガスに定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料を含ませるように構成されている点において第1実施形態に係る内燃機関と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
(Second Embodiment)
Next, an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described. In the internal combustion engine according to the second embodiment, when the combustion cycle is the first combustion cycle immediately after the operation method is switched from the spark ignition method to the premixed compression self-ignition method, the self-ignition operation execution means F1 is in the upper combustion chamber. This is different from the internal combustion engine according to the first embodiment in that the mixed gas in 25a is configured to include a smaller amount of fuel than in the case where the self-ignition operation is constantly performed. Hereinafter, this difference will be mainly described.
上述したように運転切換え手段G1は、図6に示した運転領域マップに従って、火花点火運転実行手段F2による火花点火運転から自着火運転実行手段F1による自着火運転へ運転方式を切り換えて運転を行う。このような運転方式の切り換えが行われた直後の最初の燃焼サイクル(切換直後自着火燃焼サイクル)においては、火花点火運転における空燃比が自着火運転における空燃比より小さいので、定常的に自着火運転を行う場合より燃焼室25内に導入される燃焼ガスの温度が高い。従って、燃焼室25内に形成される混合ガスの温度が高くなり、特に高部燃焼室25a内の混合ガスが過早に自着火される恐れがある。
As described above, the operation switching means G1 performs operation by switching the operation method from the spark ignition operation by the spark ignition operation execution means F2 to the self ignition operation by the self ignition operation execution means F1 according to the operation region map shown in FIG. . In the first combustion cycle immediately after the switching of the operation method (auto-ignition combustion cycle immediately after switching), the air-fuel ratio in the spark ignition operation is smaller than the air-fuel ratio in the auto-ignition operation, so that the auto-ignition is steadily performed. The temperature of the combustion gas introduced into the
そこで、燃焼サイクルが切換直後自着火燃焼サイクルであるとき、自着火運転実行手段F1は、図7に示した燃料を噴射させるタイミングより遅角させて燃料を噴射させることにより、高部燃焼室25aにおける燃料の空間的分布密度を低くして、同高部燃焼室25a内の混合ガスが過早に自着火されることを防止する。即ち、第2実施形態に係る自着火運転実行手段F1は、切換時燃料噴射補正手段を含んでいる。以下、場合を分けて具体的に説明する。
Therefore, when the combustion cycle is the self-ignition combustion cycle immediately after switching, the self-ignition operation execution means F1 injects the fuel at a timing retarded from the fuel injection timing shown in FIG. The spatial distribution density of the fuel is reduced to prevent the mixed gas in the
(内燃機関10の運転状態が上記火花点火運転領域Bから上記高負荷自着火運転領域A1に移行した場合)
この場合において、燃焼サイクルが切換直後自着火燃焼サイクルであるとき、自着火運転実行手段F1は、上記高負荷自着火運転領域A1にて定常的に自着火運転を行うときのクランク角がBTDC135°となるタイミング(図7のA1が付された一点破線により示されたタイミング)に代えて、クランク角がBTDC120°となるタイミング(図7のA2,A5が付された一点破線により示されたタイミング)にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより燃料を噴射させる((5)を参照。)。このとき噴射される燃料の量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
(When the operating state of the
In this case, when the combustion cycle is the self-ignition combustion cycle immediately after switching, the self-ignition operation execution means F1 has a crank angle of BTDC 135 ° when performing the self-ignition operation constantly in the high load self-ignition operation region A1. Instead of the timing (the timing indicated by the dashed line with A1 in FIG. 7), the timing at which the crank angle becomes BTDC 120 ° (the timing indicated by the dashed lines with A2 and A5 in FIG. 7). ), The
これにより、噴射された燃料の大部分は、前述したように、ピストン低部上面22bの上方の空間に滞留する(図10の(A)を参照。)。残りの少量の燃料は、ピストン高部上面22aの上方の空間に到達する。
As a result, most of the injected fuel stays in the space above the lower piston
その後、図10の(B)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、低部燃焼室25bにて、高部燃焼室25a内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 10B, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
このように、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比は、上記高負荷自着火運転領域A1にて定常的に自着火運転を行う場合(図8の(B)を参照。)より大きい。即ち、より早く高温状態となる高部燃焼室25a内の混合ガスに、上記高負荷自着火運転領域A1にて定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料が含まれる。この結果、高部燃焼室25aにおける燃料の空間的分布密度が低くなるので、同高部燃焼室25a内の混合ガスが過早に自着火されることを防止することができる。
Thus, the spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the
(内燃機関10の運転状態が上記火花点火運転領域Bから上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5に移行した場合)
この場合において、燃焼サイクルが切換直後自着火燃焼サイクルであるとき、自着火運転実行手段F1は、上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて定常的に自着火運転を行うときのクランク角がBTDC120°となるタイミング(図7のA2,A5が付された一点破線により示されたタイミング)に代えて、クランク角がBTDC100°となるタイミングにて、燃料噴射弁37を開弁させることにより燃料を噴射させる。
(When the operating state of the
In this case, when the combustion cycle is the self-ignition combustion cycle immediately after switching, the self-ignition operation execution means F1 steadily performs the self-ignition operation in the medium load self-ignition operation region A2 or the low rotation self-ignition operation region A5. In place of the timing when the crank angle becomes BTDC 120 ° (the timing shown by the one-dot broken lines with A2 and A5 in FIG. 7), the
これにより、より早く高温状態となる高部燃焼室25a内の混合ガスに、上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料が含まれ、その結果、高部燃焼室25a内の混合ガスが同場合において自着火されるタイミングより過早のタイミングにて自着火されることを防止することができる。
As a result, the mixed gas in the
(内燃機関10の運転状態が上記火花点火運転領域Bから上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4に移行した場合)
この場合において、燃焼サイクルが切換直後自着火燃焼サイクルであるとき、自着火運転実行手段F1は、上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて定常的に自着火運転を行うときのクランク角がBTDC150°となるタイミング(図7のA3,A4が付された一点破線により示されたタイミング)に代えて、クランク角がBTDC135°となるタイミング(図7のA1が付された一点破線により示されたタイミング)にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより燃料を噴射させる。
(When the operating state of the
In this case, when the combustion cycle is the self-ignition combustion cycle immediately after switching, the self-ignition operation execution means F1 steadily performs self-ignition operation in the light load self-ignition operation region A3 or the high-speed self-ignition operation region A4. In place of the timing at which the crank angle becomes BTDC 150 ° (the timing indicated by the dashed lines with A3 and A4 in FIG. 7), the timing at which the crank angle becomes BTDC 135 ° (indicated by A1 in FIG. 7). The fuel is injected by opening the
これにより、より早く高温状態となる高部燃焼室25a内の混合ガスに、上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料が含まれ、その結果、高部燃焼室25a内の混合ガスが同場合において自着火されるタイミングより過早のタイミングにて自着火されることを防止することができる。
As a result, the mixed gas in the
このように、本発明による内燃機関の第2実施形態は、燃焼サイクルが火花点火方式から予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えた直後の最初の燃焼サイクルであるとき、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、定常的に自着火運転を行う場合より大きくなるように、燃料を噴射する。これにより、より早く高温状態となる高部燃焼室25a内の混合ガスに、定常的に自着火運転を行う場合より少ない量の燃料が含まれる。この結果、高部燃焼室25aにおける燃料の空間的分布密度が低くなるので、同高部燃焼室25a内の混合ガスが過早に自着火されることを防止することができる。
As described above, in the second embodiment of the internal combustion engine according to the present invention, when the combustion cycle is the first combustion cycle immediately after the operation method is switched from the spark ignition method to the premixed compression auto-ignition method, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関について説明する。第3実施形態に係る内燃機関は、自着火運転実行手段F1が1つの燃焼サイクルに対して2回の異なるタイミングにて燃料を噴射させるように構成されている点において第1実施形態に係る内燃機関と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
(Third embodiment)
Next, an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention will be described. The internal combustion engine according to the third embodiment is an internal combustion engine according to the first embodiment in that the self-ignition operation execution means F1 is configured to inject fuel at two different timings for one combustion cycle. It is different from the institution. Hereinafter, this difference will be mainly described.
内燃機関10が上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて運転されるとき(中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時)、内燃機関10は上記第1実施形態と同様に、自着火運転実行手段F1により運転される。
When the
自着火運転実行手段F1は、図13に示したように、吸気弁32を閉弁させることにより、吸気が終了するとともに空気と燃焼ガスとからなるガスの圧縮が開始した後であって、クランク角がBTDC160°となる第1のタイミングθinj1にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量の燃料を噴射させる((5)を参照。)。
As shown in FIG. 13, the self-ignition operation execution means F1 closes the
このとき、噴射された燃料の略全部は、図14の(A)に示したように、ピストン頂部縦壁面22cに遮られることなくピストン高部上面22aの上方の空間に到達する。
At this time, substantially all of the injected fuel reaches the space above the piston
そして、自着火運転実行手段F1は、図13に示したように、クランク角がBTDC100°となる第2のタイミングθinj2にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量より多い第2の量の燃料を噴射させる((6)を参照。)。このとき、噴射された燃料の略全部は、図14の(B)に示したように、ピストン頂部縦壁面22cに遮られることにより、ピストン低部上面22bの上方の空間に滞留する。
Then, as shown in FIG. 13, the self-ignition operation execution means F1 opens the
以上、2回に分けて噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
As described above, the total amount of fuel injected in two times is determined based on the load of the
その後、図14の(C)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1のタイミングθinj1にて噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2のタイミングθinj2にて噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。この結果、上記第1実施形態の中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時と同様に、低部燃焼室25bにて、高部燃焼室25a内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスを形成することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 14C, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
一方、内燃機関10が上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて運転されるとき(軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時)、自着火運転実行手段F1は、クランク角がBTDC160°となる第1のタイミングθinj1にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量の燃料を噴射させるとともに、クランク角がBTDC100°となる第2のタイミングθinj2にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量より少ない第2の量の燃料を噴射させる。このとき、2回に分けて噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
On the other hand, when the
その後、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1のタイミングθinj1にて噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2のタイミングθinj2にて噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。この結果、上記第1実施形態の軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時と同様に、高部燃焼室25aにて、低部燃焼室25b内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスを形成することができる。
Thereafter, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
また、内燃機関10が上記高負荷自着火運転領域A1にて運転されるとき(高負荷自着火運転時)、自着火運転実行手段F1は、クランク角がBTDC160°となる第1のタイミングθinj1にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量の燃料を噴射させるとともに、クランク角がBTDC100°となる第2のタイミングθinj2にて、燃料噴射弁37を開弁させることにより第1の量と略等しい第2の量の燃料を噴射させる。このとき、2回に分けて噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
Further, when the
その後、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1のタイミングθinj1にて噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2のタイミングθinj2にて噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。この結果、上記第1実施形態の高負荷自着火運転時と同様に、略等しい燃料の空間的分布密度を有する混合ガスを、高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bにおいてそれぞれ形成することができる。
Thereafter, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
このように、本発明による内燃機関の第3実施形態は、1つの燃焼サイクルに対して2回の異なるタイミングにて、燃料噴射弁37から燃料を噴射させる。これにより、内燃機関の運転状態に応じて2つの空間にてそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量が制御される。この結果、各空間内の混合ガスが自着火されるタイミングを適切に制御することができる。
Thus, in the third embodiment of the internal combustion engine according to the present invention, fuel is injected from the
なお、上記第3実施形態においては、1つの燃焼サイクルに対して2回の異なるタイミングにて燃料噴射弁37から燃料を噴射させていたが、3回以上の複数回の異なるタイミングにて燃料を噴射させてもよい。
In the third embodiment, fuel is injected from the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関について説明する。第4実施形態に係る内燃機関は、燃料噴射手段として、分割された燃焼室の2つの空間のそれぞれに臨む2つの燃料噴射弁を備える点において第1実施形態に係る内燃機関と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
(Fourth embodiment)
Next, an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The internal combustion engine according to the fourth embodiment is different from the internal combustion engine according to the first embodiment in that the fuel injection means includes two fuel injection valves facing the two spaces of the divided combustion chambers. . Hereinafter, this difference will be mainly described.
この内燃機関は、図15に示したように、燃料噴射弁37に代わる燃料噴射手段としての第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bを備えている。
As shown in FIG. 15, the internal combustion engine includes a first
第1燃料噴射弁81aは、燃焼室25のシリンダヘッド高部下面30a側の側壁面であって、シリンダヘッド縦壁面30cが構成する平面に直交し、且つ、シリンダ21の中心軸線を通過する直線上の位置に配設されている。第1燃料噴射弁81aは、高部燃焼室25aを構成するための面であるシリンダヘッド縦壁面30cに向けて燃料を噴射するようになっている。
The first
第2燃料噴射弁81bは、シリンダヘッド低部下面30bであって、シリンダヘッド縦壁面30cが構成する平面に直交し、且つ、シリンダ21の中心軸線を通過する直線上のシリンダ21のボア壁面側の位置に配設されている。第2燃料噴射弁81bは、低部燃焼室25bを構成するための面であるピストン低部上面22bに向けて燃料を噴射するようになっている。
The second
第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bには、図示しない燃料圧力調整手段及び燃料ポンプにより図示しない燃料タンク内の燃料がそれぞれ供給されるようになっている。
Fuel in a fuel tank (not shown) is supplied to the first
このような構成により、第1燃料噴射弁81aから噴射される燃料は、ピストン高部上面22aの上方の空間に滞留させられ、一方、第2燃料噴射弁81bから噴射される燃料は、ピストン低部上面22bの上方の空間に滞留させられる。
With such a configuration, the fuel injected from the first
内燃機関10が上記軽負荷自着火運転領域A3又は上記高回転自着火運転領域A4にて運転されるとき(軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時)、自着火運転実行手段F1は、図15の(A)に示したように、クランク角がBTDC160°となるタイミングθinjにて、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bをそれぞれ開弁させることにより、第1燃料噴射弁81aから第1の量の燃料を噴射させるとともに、第2燃料噴射弁81bから第1の量より少ない第2の量の燃料を噴射させる。このとき、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bからそれぞれ噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
When the
その後、図15の(B)に示したように、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1燃料噴射弁81aから噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2燃料噴射弁81bから噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。
Thereafter, as shown in FIG. 15B, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
この結果、上記第1実施形態の軽負荷自着火運転時又は高回転自着火運転時と同様に、高部燃焼室25aにて、低部燃焼室25b内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスを形成することができる。更に、クランク角がBTDC160°となる十分に早いタイミングにて燃料を噴射しているので、噴射された燃料を十分に気化させることができる。これらにより、高部燃焼室25a内の混合ガスを一層確実に自着火させることができる。
As a result, as in the light load self-ignition operation or the high-speed self-ignition operation of the first embodiment, the space higher than the spatial distribution density of the fuel in the
一方、内燃機関10が上記中負荷自着火運転領域A2又は上記低回転自着火運転領域A5にて運転されるとき(中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時)、自着火運転実行手段F1は、クランク角がBTDC160°となるタイミングθinjにて、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bをそれぞれ開弁させることにより、第1燃料噴射弁81aから第1の量の燃料を噴射させるとともに、第2燃料噴射弁81bから第1の量より多い第2の量の燃料を噴射させる。このとき、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bからそれぞれ噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
On the other hand, when the
その後、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1燃料噴射弁81aから噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2燃料噴射弁81bから噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。この結果、上記第1実施形態の中負荷自着火運転時又は低回転自着火運転時と同様に、低部燃焼室25bにて、高部燃焼室25a内の燃料の空間的分布密度より高い空間的分布密度の燃料を含む混合ガスを形成することができる。
Thereafter, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
また、内燃機関10が上記高負荷自着火運転領域A1にて運転されるとき(高負荷自着火運転時)、自着火運転実行手段F1は、クランク角がBTDC160°となるタイミングθinjにて、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bをそれぞれ開弁させることにより、第1燃料噴射弁81aから第1の量の燃料を噴射させるとともに、第2燃料噴射弁81bから第1の量と略等しい第2の量の燃料を噴射させる。このとき、第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81bからそれぞれ噴射された燃料の総量は、燃焼室25内の混合ガスの空燃比を超希薄空燃比とするように、内燃機関10の負荷とエンジン回転速度NEとに基づいて定まる量である。
Further, when the
その後、クランク角がBTDC90°となる(ピストン22の位置が燃焼室分割ピストン位置となる)タイミングにて、燃焼室25は高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割される。これにより、第1燃料噴射弁81aから噴射された燃料が、高部燃焼室25a内の混合ガスに含まれるとともに、第2燃料噴射弁81bから噴射された燃料が、低部燃焼室25b内の混合ガスに含まれる。この結果、上記第1実施形態の高負荷自着火運転時と同様に、略等しい燃料の空間的分布密度を有する混合ガスを、高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bにおいてそれぞれ形成することができる。
Thereafter, at the timing when the crank angle becomes BTDC 90 ° (the position of the
このように、本発明による内燃機関の第4実施形態は、燃料噴射手段として、分割された燃焼室の2つの空間(高部燃焼室25a及び低部燃焼室25b)の各空間にそれぞれ臨み、同各空間を構成するための面に向けてそれぞれ独立に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁(第1燃料噴射弁81a及び第2燃料噴射弁81b)を備える。これにより、各燃料噴射弁から噴射された燃料が、同各燃料噴射弁が臨む空間にそれぞれ滞留させられる。この結果、燃料の気化及び混合ガスの自着火タイミングの観点から、2つの空間内の混合ガスのそれぞれに含まれる燃料の量を適切に制御することができるとともに、燃料を噴射させるタイミングを適切に変更することができる。
Thus, the fourth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention faces each of the two spaces (the
以上、説明したように、本発明による内燃機関の各実施形態は、ピストン22が燃焼室分割ピストン位置より上死点位置側にあるとき、燃焼室25が互いに独立した高部燃焼室25a及び低部燃焼室25bからなる2つの空間に分割されるように構成されている。更に、各実施形態は、第1空間容積比が第2空間容積比より大きくなるように構成されている。
As described above, in each embodiment of the internal combustion engine according to the present invention, when the
これにより、2つの空間において互いに異なるタイミングにて混合ガスが自着火されて燃焼する。この結果、燃焼室25を構成するピストン22、シリンダブロック部20及びシリンダヘッド部30等の部材が燃焼により発生した熱エネルギーにより単位時間当たりに受ける衝撃の力の大きさは、燃焼室内の混合ガスが一時に(極めて短い期間内に)自着火されて燃焼する場合と比べて小さくなるので、同衝撃に伴って発生する騒音が低減される。この結果、より高い負荷運転領域において自着火運転を行うことができるので、燃費を良好にすることができるとともに、燃焼に伴って生成されるNOxの量を低減することができる。
Thereby, the mixed gas is self-ignited and burned at different timings in the two spaces. As a result, the magnitude of the impact force per unit time caused by the thermal energy generated by the combustion of the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態におけるピストン頂部縦壁面22c及びシリンダヘッド縦壁面30cは平面であったが、曲面であってもよい。また、上記各実施形態における過給機91はターボチャージャであったが、機械式過給機(スーパーチャージャ)であってもよい。更に、自着火運転時において、点火用火花を補助的に発生させることにより、より安定した燃焼を確保してもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, the piston top
10…内燃機関、20…シリンダブロック部、21…シリンダ、22…ピストン、22a…ピストン高部上面、22a1…ピストン高部用リング、22b…ピストン低部上面、22c…ピストン頂部縦壁面、22d…ピストンリング、23…コンロッド、24…クランク軸、25…燃焼室、25a…高部燃焼室、25b…低部燃焼室、30…シリンダヘッド部、30a…シリンダヘッド高部下面、30b…シリンダヘッド低部下面、30c…シリンダヘッド縦壁面、31…吸気ポート、32…吸気弁、32a…吸気弁駆動機構、33…排気ポート、34…排気弁、34a…排気弁駆動機構、35a…第1点火プラグ、35b…第2点火プラグ、36…イグナイタ、37…燃料噴射弁、38…駆動回路、61…クランクポジションセンサ、62…アクセル開度センサ、70…電気制御装置、81a…第1燃料噴射弁、81b…第2燃料噴射弁。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記燃焼室内に空気と燃料と燃焼ガスとを含む混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転を行う内燃機関において、
前記燃焼室は、前記ピストンが所定位置より上死点位置側にあるとき互いに独立した第1空間及び第2空間からなる2つの空間に分割され、且つ、同ピストンが上死点位置にあるときの同第1空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第1空間の容積の比である第1空間容積比が、同ピストンが上死点位置にあるときの同第2空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第2空間の容積の比である第2空間容積比より大きくなるように、構成された内燃機関。 A cylinder block in which a cylinder bore is formed; a cylinder head disposed at an upper portion of the cylinder block; a piston that reciprocates in the cylinder bore; at least a wall surface of the cylinder bore; a lower surface of the cylinder head; and a top surface of the piston. A fuel injection means for injecting fuel supplied into a combustion chamber, an intake valve formed in the cylinder head for opening and closing an intake port for supplying air to the combustion chamber, and the combustion formed in the cylinder head An exhaust valve that opens and closes an exhaust port for discharging indoor combustion gas from the combustion chamber,
In an internal combustion engine that performs an operation by a premixed compression self-ignition method in which a mixed gas containing air, fuel, and combustion gas is formed in the combustion chamber and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
The combustion chamber is divided into two spaces consisting of a first space and a second space that are independent from each other when the piston is on the top dead center position side from a predetermined position, and the piston is at the top dead center position. The first space volume ratio, which is the ratio of the volume of the first space when the piston is at the predetermined position to the volume of the first space, is the second space when the piston is at the top dead center position. An internal combustion engine configured to be larger than a second space volume ratio that is a ratio of the volume of the second space when the piston is in the predetermined position with respect to the volume of the engine.
前記ピストンは、同ピストンの頂面が前記シリンダボアの中心軸線に直交する平面に直交する面であるピストン頂部縦壁面を有するように形成されるとともに、
前記シリンダヘッドは、同シリンダヘッドの下面が前記シリンダボアの中心軸線に直交する平面に直交する面であるシリンダヘッド縦壁面を有するように形成され、且つ、
前記燃焼室は、前記ピストンが前記所定位置より上死点位置側にあるとき、前記ピストン頂部縦壁面と、前記シリンダヘッド縦壁面と、が互いに対向することにより前記2つの空間に分割されるように構成された内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
The piston is formed so that the top surface of the piston has a piston top vertical wall surface that is a surface orthogonal to a plane orthogonal to the central axis of the cylinder bore,
The cylinder head is formed such that a lower surface of the cylinder head has a cylinder head vertical wall surface that is a surface orthogonal to a plane orthogonal to the central axis of the cylinder bore, and
The combustion chamber is divided into the two spaces by the piston top vertical wall surface and the cylinder head vertical wall surface facing each other when the piston is closer to the top dead center position than the predetermined position. An internal combustion engine configured as described above.
前記排気弁は、前記第1空間に臨むように配置されるとともに、
前記吸気弁は、前記第2空間に臨むように配置される内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The exhaust valve is arranged to face the first space,
The intake valve is an internal combustion engine arranged to face the second space.
前記内燃機関の負荷が所定の軽負荷閾値より小さい軽負荷であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第1空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させ、一方、
前記内燃機関の負荷が前記軽負荷閾値以上の中高負荷であるとき、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記2つの空間のそれぞれにおいて形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同各混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段を備えた内燃機関。 An internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
When the load of the internal combustion engine is a light load that is smaller than a predetermined light load threshold, out of the amount of fuel determined according to the load required for the internal combustion engine, the compression is caused by the movement of the piston. The fuel injection means injects the fuel so that the amount of fuel required for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in one space is included in the mixed gas,
When the load of the internal combustion engine is a medium-high load that is equal to or higher than the light load threshold, it is necessary for the mixed gas formed in each of the two spaces to be self-ignited and combusted with the compression caused by the movement of the piston. An internal combustion engine comprising fuel injection control means for injecting fuel by the fuel injection means so that an amount of fuel is included in each of the mixed gases.
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の負荷が前記軽負荷閾値より大きい所定の高負荷閾値より小さく、且つ、同軽負荷閾値以上である中負荷であるとき、前記第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する前記第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比が、同内燃機関の負荷が同高負荷閾値以上の高負荷であるときの同空間燃料比より大きくなるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させる内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 4,
The fuel injection control means is a mixed gas in the first space when the load of the internal combustion engine is a medium load that is smaller than a predetermined high load threshold greater than the light load threshold and greater than or equal to the light load threshold. When the spatial fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas in the second space to the amount of fuel contained in the second space, is the same space when the load of the internal combustion engine is a high load equal to or higher than the high load threshold An internal combustion engine in which fuel is injected by the fuel injection means so as to be larger than a fuel ratio.
前記内燃機関の回転速度が所定の高回転速度閾値以上の高回転速度であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第1空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させ、一方、
前記内燃機関の回転速度が前記高回転速度閾値より小さい所定の低回転速度閾値より小さい低回転速度であるとき、同内燃機関に対して要求される負荷に応じて定まる量の燃料のうち、前記ピストンの移動による圧縮に伴って前記第2空間内に形成された混合ガスが自着火されて燃焼するために必要な量の燃料が、同混合ガスに含まれるように、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段を備えた内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a high rotational speed that is equal to or higher than a predetermined high rotational speed threshold, out of the amount of fuel determined according to the load required for the internal combustion engine, accompanying the compression due to the movement of the piston The fuel injection means injects the fuel so that the amount of fuel necessary for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in the first space is included in the mixed gas,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed smaller than a predetermined low rotational speed threshold smaller than the high rotational speed threshold, among the amount of fuel determined according to the load required for the internal combustion engine, Fuel is injected by the fuel injection means so that an amount of fuel required for self-ignition and combustion of the mixed gas formed in the second space accompanying the compression due to the movement of the piston is included in the mixed gas. An internal combustion engine provided with fuel injection control means for injecting fuel.
前記シリンダヘッド、前記ピストン及び前記燃料噴射手段は、同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングにおける同ピストンの位置がより下死点位置側にあるほど、噴射される燃料のうち前記第1空間内に形成される混合ガスに含まれる燃料の量が多くなるように構成されてなる内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 6,
The cylinder head, the piston, and the fuel injection means are arranged in the first space in the injected fuel as the position of the piston at the timing of fuel injection by the fuel injection means is closer to the bottom dead center position. An internal combustion engine configured to increase the amount of fuel contained in the mixed gas formed in the above.
前記シリンダヘッド、前記ピストン及び前記燃料噴射手段は、同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングを変化させることにより前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量が変化するように構成され、且つ、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量を制御するように、1つの燃焼サイクルに対して複数回の異なるタイミングにて、前記燃料噴射手段により燃料を噴射させるように構成された内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The cylinder head, the piston, and the fuel injection means change the amount of fuel contained in the mixed gas formed in each of the two spaces by changing the timing of fuel injection by the fuel injection means. And
The fuel injection control means performs a plurality of times for one combustion cycle so as to control the amount of fuel contained in the mixed gas respectively formed in the two spaces according to the operating state of the internal combustion engine. An internal combustion engine configured to inject fuel by the fuel injection means at different timings.
前記燃料噴射手段は、前記2つの空間の各空間にそれぞれ臨み、同各空間を構成するための面に向けてそれぞれ独立に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記2つの空間内にそれぞれ形成される混合ガスに含まれる燃料の量を制御するように、前記2つの燃料噴射弁のそれぞれから所定量の燃料を噴射させる内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
The fuel injection means includes two fuel injection valves that respectively face each of the two spaces and inject fuel independently toward a surface for forming the spaces,
The fuel injection control means is provided from each of the two fuel injection valves so as to control the amount of fuel contained in the mixed gas respectively formed in the two spaces according to the operating state of the internal combustion engine. An internal combustion engine that injects a fixed amount of fuel.
一部の運転領域において前記燃焼室内に空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを前記点火プラグが発生する火花により点火して燃焼させる火花点火方式による運転を行い、他の運転領域において同燃焼室内に空気と燃料と燃焼ガスとを含む混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火方式による運転を行う内燃機関であって、
前記燃焼室は、前記ピストンが所定位置より上死点位置側にあるとき互いに独立した第1空間及び第2空間からなる2つの空間に分割され、且つ、同ピストンが上死点位置にあるときの同第1空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第1空間の容積の比である第1空間容積比が、同ピストンが上死点位置にあるときの同第2空間の容積に対する同ピストンが同所定位置にあるときの同第2空間の容積の比である第2空間容積比より大きくなるように構成され、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記予混合圧縮自着火方式及び前記火花点火方式のうちの一方の運転方式を選択する運転方式選択手段と、
前記内燃機関に対して要求される負荷と、前記選択された運転方式と、に基づいて前記燃料噴射手段により噴射される燃料の量である噴射燃料量及び同燃料噴射手段により燃料を噴射させるタイミングである燃料噴射タイミングを決定し、同決定された噴射燃料量及び燃料噴射タイミングに基づいて同燃料噴射手段により燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、
前記火花点火方式から前記予混合圧縮自着火方式に運転方式を切り換えるとき、同運転方式切り換え直後の最初の燃焼サイクルにおける前記第1空間内の混合ガスに含まれる燃料の量に対する前記第2空間内の混合ガスに含まれる燃料の量の比である空間燃料比を、同燃焼サイクルにおける噴射燃料量及び燃料噴射タイミングが前記燃料噴射制御手段により決定される時点にて前記内燃機関に対して要求されている負荷と同一の負荷下において同予混合圧縮自着火方式による運転が定常的に行われている時点の同空間燃料比より大きくするように、前記決定された噴射燃料量及び燃料噴射タイミングを補正する切換時燃料噴射補正手段と、
を備える内燃機関。
A cylinder block in which a cylinder bore is formed; a cylinder head disposed at an upper portion of the cylinder block; a piston that reciprocates in the cylinder bore; at least a wall surface of the cylinder bore; a lower surface of the cylinder head; and a top surface of the piston. A fuel injection means for injecting fuel supplied into a combustion chamber constituted by: and a spark plug that is disposed on the cylinder head so as to face the combustion chamber and generates a spark,
In some operation regions, a gas mixture containing air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixture gas is ignited by the spark generated by the spark plug and burned, and the operation is performed in other operation regions. An internal combustion engine that operates in a premixed compression self-ignition system that forms a mixed gas containing air, fuel, and combustion gas in the combustion chamber and compresses the mixed gas for self-ignition and combustion.
The combustion chamber is divided into two spaces consisting of a first space and a second space that are independent from each other when the piston is on the top dead center position side from a predetermined position, and the piston is at the top dead center position. The first space volume ratio, which is the ratio of the volume of the first space when the piston is at the predetermined position to the volume of the first space, is the second space when the piston is at the top dead center position. Is configured to be larger than a second space volume ratio, which is a ratio of the volume of the second space when the piston is in the predetermined position with respect to the volume of
An operation method selection means for selecting one of the premixed compression auto-ignition method and the spark ignition method according to the operation state of the internal combustion engine;
The amount of fuel to be injected by the fuel injection means based on the load required for the internal combustion engine and the selected operation method, and the timing at which fuel is injected by the fuel injection means A fuel injection control means for determining the fuel injection timing, and for injecting fuel by the fuel injection means based on the determined injected fuel amount and the fuel injection timing;
When the operation method is switched from the spark ignition method to the premixed compression auto-ignition method, the second space in the second space with respect to the amount of fuel contained in the mixed gas in the first space in the first combustion cycle immediately after the operation method is switched. The space fuel ratio, which is the ratio of the amount of fuel contained in the mixed gas, is required for the internal combustion engine when the fuel injection control means determines the amount of fuel injected and the fuel injection timing in the combustion cycle. The determined injected fuel amount and fuel injection timing are set so as to be larger than the same space fuel ratio at the time when the operation by the premixed compression auto-ignition method is constantly performed under the same load as Switching fuel injection correction means for correction;
An internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005077866A JP2006257999A (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005077866A JP2006257999A (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006257999A true JP2006257999A (en) | 2006-09-28 |
Family
ID=37097531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005077866A Pending JP2006257999A (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006257999A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104533642A (en) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 汪辉 | Regionalization and leveling lean combustion engine control method |
CN105221289A (en) * | 2015-09-30 | 2016-01-06 | 汪辉 | A kind of height Sub-region and hierarchical lean combustion engine cylinder head |
JPWO2020195417A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49113911A (en) * | 1973-03-07 | 1974-10-30 | ||
JPS5121004U (en) * | 1974-08-05 | 1976-02-16 | ||
JPS5165105U (en) * | 1974-11-15 | 1976-05-22 | ||
JPS51136008A (en) * | 1975-05-02 | 1976-11-25 | Fuji Heavy Ind Ltd | Combustion device of internal combustion engine |
JPS5362505U (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-26 | ||
JPS5632034A (en) * | 1979-08-26 | 1981-04-01 | Norimasa Shoda | Combustion chamber for internal-combustion engine |
JP2000073768A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Komatsu Ltd | Engine and engine ignition method |
JP2002195040A (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Nissan Motor Co Ltd | Cylinder direct-injection of fuel type internal combustion engine |
JP2003083071A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-19 | Southwest Research Inst | Multizone type combustion chamber, internal combustion engine, and combustion control method |
-
2005
- 2005-03-17 JP JP2005077866A patent/JP2006257999A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49113911A (en) * | 1973-03-07 | 1974-10-30 | ||
JPS5121004U (en) * | 1974-08-05 | 1976-02-16 | ||
JPS5165105U (en) * | 1974-11-15 | 1976-05-22 | ||
JPS51136008A (en) * | 1975-05-02 | 1976-11-25 | Fuji Heavy Ind Ltd | Combustion device of internal combustion engine |
JPS5362505U (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-26 | ||
JPS5632034A (en) * | 1979-08-26 | 1981-04-01 | Norimasa Shoda | Combustion chamber for internal-combustion engine |
JP2000073768A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Komatsu Ltd | Engine and engine ignition method |
JP2002195040A (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Nissan Motor Co Ltd | Cylinder direct-injection of fuel type internal combustion engine |
JP2003083071A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-19 | Southwest Research Inst | Multizone type combustion chamber, internal combustion engine, and combustion control method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104533642A (en) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 汪辉 | Regionalization and leveling lean combustion engine control method |
CN105221289A (en) * | 2015-09-30 | 2016-01-06 | 汪辉 | A kind of height Sub-region and hierarchical lean combustion engine cylinder head |
JPWO2020195417A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
JP7291905B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-06-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display system, control device and control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4100401B2 (en) | Internal combustion engine | |
US10247156B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP5915472B2 (en) | Spark ignition direct injection engine | |
JP4124224B2 (en) | Control device for four-cycle premixed compression self-ignition internal combustion engine | |
JP5494568B2 (en) | gasoline engine | |
JP5834829B2 (en) | Control device for spark ignition gasoline engine | |
JP5505368B2 (en) | gasoline engine | |
US20120283932A1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and an exhaust port shutter and a method of operating such an engine | |
JP7167831B2 (en) | Compression ignition engine controller | |
US11898448B2 (en) | Hydrogen-powered opposed-piston engine | |
JP5447434B2 (en) | Spark ignition gasoline engine | |
JP2006316777A (en) | Internal combustion engine | |
JP5907013B2 (en) | Spark ignition direct injection engine | |
JP4835279B2 (en) | Multi-fuel internal combustion engine | |
JP2004204745A (en) | System and method for controlling engine | |
JP2006257999A (en) | Internal combustion engine | |
JP4518251B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4023434B2 (en) | Internal combustion engine capable of premixed compression self-ignition operation using two types of fuel | |
JP2005163686A (en) | Internal combustion engine capable of self-ignition operation for permitting compressive self-ignition of air-fuel mixture | |
JP7123923B2 (en) | Control device and control method for direct injection engine | |
JP2006348809A (en) | Internal combustion engine | |
JP5440540B2 (en) | gasoline engine | |
JP5910423B2 (en) | Spark ignition engine | |
JP4052116B2 (en) | Engine having a plurality of recesses at the top of the piston | |
JP2006299851A (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091125 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100316 |