JP2006283684A - Direct injection type internal combustion engine and combustion method thereof - Google Patents
Direct injection type internal combustion engine and combustion method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006283684A JP2006283684A JP2005105791A JP2005105791A JP2006283684A JP 2006283684 A JP2006283684 A JP 2006283684A JP 2005105791 A JP2005105791 A JP 2005105791A JP 2005105791 A JP2005105791 A JP 2005105791A JP 2006283684 A JP2006283684 A JP 2006283684A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- fuel
- cavity
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、火花点火方式の直接噴射式内燃機関またはその燃焼方法の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a spark ignition direct injection internal combustion engine or a combustion method thereof.
排気浄化触媒を備えた内燃機関では、冷機始動後の排気エミッション性能を改善するために、始動後に触媒の温度をいかに速やかに活性温度にまで上昇させるかが課題となっている。この課題に対して、火花点火方式の直接噴射式内燃機関において、筒内への燃料供給を比較的自由に制御できる特徴を利して、二次的な追加燃料の供給により排気を高温化して触媒の活性化を促すようにしたものが提案されている。 In an internal combustion engine equipped with an exhaust purification catalyst, in order to improve exhaust emission performance after cold start, there is a problem of how quickly the temperature of the catalyst is raised to the activation temperature after start. In response to this problem, in a spark ignition type direct injection internal combustion engine, taking advantage of the feature that the fuel supply into the cylinder can be controlled relatively freely, the temperature of the exhaust is increased by supplying secondary additional fuel. There has been proposed one that promotes activation of the catalyst.
例えば、特許文献1のものでは、主燃焼のための噴射燃料に加えて、膨張行程または排気行程中に追加燃料を噴射供給し、この追加燃料に点火して燃焼させ、または排気管に設けた点火栓により、排気中に混入させた追加燃料に着火して燃焼させるようにしている。また、特許文献2のものでは、追加燃料の熱エネルギが膨張仕事として失われないように膨張行程の中期〜後期において燃料の追加供給を行って排気温度を高めるようにしたものが開示されている。
特許文献1のものでは、圧縮行程後期以降の短時間内に2度の点火を行う必要があるため、点火制御が複雑になることに加えて、近接した2度の点火機会に対応しうるだけの高エネルギ型の点火コイルが必要となり、コストおよび耐久性上の懸念が生じる。また、主噴射による燃料は膨張行程および排気行程においてはほとんど完全燃焼しているので、追加燃料を含む排気中に火種となる化学活性種が少なく、このため特に排気管内で再点火させようとすると高いエネルギが必要となり、既存の点火装置では着火に必要な十分なエネルギが得られず、燃焼が成立しない可能性がある。また、特許文献2のものでは、膨張行程中期〜後期にかけて噴射した燃料はピストンが下死点付近にまで下降しているためピストンキャビティ外に溢れてしまい、この結果として噴霧が拡散して火炎伝播のサイクルバラツキが多くなり、エンジンの安定度が悪化する。また、既燃焼領域に燃料を噴射した場合は、残存酸素が少ないため噴射された燃料の酸化反応が進まず未燃燃料として排出されてしまうおそれもある。 With the thing of patent document 1, since it is necessary to perform ignition twice within a short time after the latter stage of the compression stroke, in addition to complication of ignition control, it can only deal with two close ignition opportunities. High energy type ignition coil is required, which raises cost and durability concerns. In addition, since the fuel from the main injection is almost completely burned in the expansion stroke and the exhaust stroke, there are few chemically active species to be fired in the exhaust including the additional fuel. High energy is required, and the existing ignition device cannot obtain sufficient energy necessary for ignition and combustion may not be established. Further, in Patent Document 2, the fuel injected from the middle stage to the latter stage of the expansion stroke overflows to the outside of the piston cavity because the piston descends to the vicinity of the bottom dead center, and as a result, the spray diffuses and propagates the flame. The cycle variation increases, and the stability of the engine deteriorates. In addition, when fuel is injected into the already burned region, there is a possibility that since the remaining oxygen is low, the oxidation reaction of the injected fuel does not proceed and the fuel is discharged as unburned fuel.
本発明は、ピストン冠面に形成されたキャビティに向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と点火栓とを燃焼室に臨むように備えた直接噴射式内燃機関を前提として、次のような構成ないしはその燃焼方法を要旨とするものである。
・機関運転状態を検出する運転状態検出装置と、前記検出運転状態に基づいて前記燃料噴射弁による燃料噴射時期、燃料噴射量、および前記点火栓による点火時期を制御する制御装置とを備え、前記キャビティを複数のキャビティ領域から形成するとともに、前記制御装置を、冷機状態下では、前記燃料噴射弁により点火前の第1噴射と点火後の第2噴射とを行わせるように構成するとともに、前記燃料噴射弁を、第1噴射と第2噴射の燃料噴霧が異なるキャビティ領域を指向するように構成する。
・冷機状態下にて、前記燃料噴射弁により点火前に複数のキャビティ領域のうちの第1のキャビティ領域に向けて第1の噴射を行い、該第1の噴射による噴射燃料に点火したのち、第2のキャビティ領域に向けて第2の噴射を行って該第2の噴射による噴射燃料を比較的酸素濃度の高い燃焼室域にて燃焼させる。
The present invention is based on a direct injection internal combustion engine provided with a fuel injection valve for supplying fuel to a cavity formed on the piston crown surface and an ignition plug so as to face the combustion chamber. Or the combustion method is the gist.
An operation state detection device that detects an engine operation state, and a control device that controls a fuel injection timing by the fuel injection valve, a fuel injection amount, and an ignition timing by the spark plug based on the detected operation state, A cavity is formed from a plurality of cavity regions, and the control device is configured to cause the fuel injection valve to perform a first injection before ignition and a second injection after ignition in a cold state, and The fuel injection valve is configured so that the fuel sprays of the first injection and the second injection are directed to different cavity regions.
In a cold state, after performing the first injection toward the first cavity region of the plurality of cavity regions before ignition by the fuel injection valve, and igniting the injected fuel by the first injection, A second injection is performed toward the second cavity region, and the fuel injected by the second injection is combusted in a combustion chamber region having a relatively high oxygen concentration.
前記本発明による直接噴射式内燃機関または燃焼方法によれば、第1のキャビティ領域に向けて噴射供給した第1噴射の燃料に点火して主燃焼を行わせ、その後に第2のキャビティ領域に向けて噴射供給した第2噴射の燃料を着火燃焼させる。第2のキャビティ領域は主燃焼が行われる第1のキャビティ領域とは異なるため、燃焼に必要な酸素が十分に残っており、このため第2噴射により追加的に供給した燃料には主燃焼に伴う高温雰囲気中で容易に着火し、十分に燃焼が行われる。これにより、高温の排気が排出されるので、機関の暖機ないしは排気通路に設けられる触媒コンバータの昇温を速やかに完了させることができる。 According to the direct injection internal combustion engine or the combustion method according to the present invention, the fuel of the first injection injected and supplied toward the first cavity region is ignited to cause main combustion, and then the second cavity region. The fuel of the second injection injected and supplied toward is ignited and burned. Since the second cavity region is different from the first cavity region where the main combustion is performed, oxygen necessary for the combustion is sufficiently left. Therefore, the fuel additionally supplied by the second injection is not subjected to the main combustion. It is easily ignited in a high-temperature atmosphere that accompanies it, and combustion is sufficiently performed. As a result, the high-temperature exhaust gas is discharged, so that the engine warm-up or the temperature increase of the catalytic converter provided in the exhaust passage can be completed quickly.
一方、第2噴射の燃料は第2のキャビティ領域によってその噴霧塊の形状がある程度保持され、あるいは噴霧塊の拡散が抑えられるので、シリンダ壁面等への燃料の付着に伴う未燃燃料の排出がない。また、前記同様の理由によりサイクル毎の噴霧塊のばらつきが少なくなるので、第2噴射により燃焼安定度が損なわれることもない。 On the other hand, the shape of the spray lump is held to some extent by the second cavity region, or the diffusion of the spray lump is suppressed, so that the unburned fuel is discharged due to the fuel adhering to the cylinder wall surface or the like. Absent. Moreover, since the dispersion | variation in the spray lump for every cycle decreases for the same reason as described above, the combustion stability is not impaired by the second injection.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお各図において共通する部分には互いに同一の符号を付して示すこととする。図1は本発明が適用可能な内燃機関の概略構成を示している。図中の1は内燃機関本体、2は吸気通路、3はスロットル弁、4は排気通路、5は触媒コンバータ、6は吸気弁、7は排気弁、8は燃料噴射弁、9は点火栓である。10はコントロールユニット、11は吸入空気量センサ、12はアクセル開度センサ、13はクランク角センサ、14は冷却水温センサ、15は排気酸素センサである。17はカム駆動により燃料を燃料噴射弁8に圧送する燃料ポンプであり、16はその燃料圧力を検出する圧力センサである。また、21は燃焼室、24はピストンを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, common parts are denoted by the same reference numerals. FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applicable. In the figure, 1 is an internal combustion engine body, 2 is an intake passage, 3 is a throttle valve, 4 is an exhaust passage, 5 is a catalytic converter, 6 is an intake valve, 7 is an exhaust valve, 8 is a fuel injection valve, and 9 is a spark plug. is there. 10 is a control unit, 11 is an intake air amount sensor, 12 is an accelerator opening sensor, 13 is a crank angle sensor, 14 is a coolant temperature sensor, and 15 is an exhaust oxygen sensor.
コントロールユニット10は、本発明における制御装置に相当するもので、CPUおよびその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されており、前記運転状態検出装置としての各種センサ11〜16からの入力に基づいて内燃機関の運転状態を判断し、燃料の噴射時期、噴射量、点火時期がそれぞれ所定の目標値に一致するように燃料ポンプ17、燃料噴射ノズル8および点火栓9の作動を制御する。
The
この内燃機関は吸気弁6と排気弁7をそれぞれ2個ずつ備えた4弁形式であり、燃料噴射弁8と点火栓9はそれぞれ前記4弁に包囲された燃焼室中央付近に配設してある。燃料噴射弁8は、その燃料噴霧の中心がシリンダ軸線対して略平行となるように取り付けてある。
This internal combustion engine is a four-valve type provided with two intake valves 6 and two
前記燃料噴射弁8と対向するように、図2−1または図2−2に示したように、ピストン24の冠面には比較的小径の円形凹形状の第1キャビティ31と、これを包囲するように比較的大径の環状をした第2キャビティ32とを形成してある。なお、前記第1キャビティ31、第2キャビティ32の直上方の燃焼室空間領域をそれぞれ第1のキャビティ領域、第2のキャビティ領域と称する。
As shown in FIG. 2-1 or FIG. 2-2, a
前記第1キャビティ31および第2キャビティ32の中心と燃料噴射弁8の中心とはそれぞれほぼシリンダ軸線と一致するように位置設定してあり、これにより燃料噴射弁8からの燃料噴霧がほぼキャビティ31の中心部に衝突するようにしている。一方、点火栓9については、その放電電極部9aが、燃料噴射弁8からの燃料噴霧に近接して位置するスプレーガイド配置としてある。
The centers of the first and
前記燃料噴射弁8は、その燃料噴霧をシリンダ軸線に対して傾斜させることで、ピストン24の位置に応じて燃料噴霧が前記第1キャビティ31または第2キャビティ32の領域間で移行するように図る。そのためにこの実施形態では、燃料噴射弁8としてそのノズル部を頂点とする仮想的な円錐面に沿って燃料を噴射するマルチホールノズルまたはアウトワード型ノズルを適用する。これにより燃料噴霧はシリンダ軸線に対して傾斜した態様となるので、図3の(a)に示したようにピストン24が上死点に付近に位置するときには小径の第1のキャビティ31にのみ燃料を供給し、ピストン24が下降するほど相対的に燃料噴霧の径が拡大することから、図3の(b)に示したように噴射燃料の大部分を比較的大径の第2のキャビティ32にのみ供給することが可能となる。なおホールノズルまたはアウトワード型ノズルによる燃料噴霧は、圧縮行程後半における筒内圧力上昇時においても噴霧塊の窄まりまたは形状変化が小さいという利点もある。
The
次に、前記構成下での燃焼方式の実施形態につき説明する。一般に直接噴射式内燃機関では、圧縮行程中に燃料を噴射供給して混合気を成層化し、希薄空燃比による運転を行わせる成層燃焼運転のモードと、吸気行程中に燃料を噴射供給して理論空燃比近傍の比較的濃い予混合気による運転を行わせる均質燃焼運転のモードとを運転状態に応じて切り換えるようにしている。本発明による運転モードは、基本的に圧縮行程以降に燃料噴射を行う成層燃焼運転であり、特に排気浄化触媒が活性化する前の冷機状態において、点火時期を挟んで2度の燃料噴射を行うことを特徴としている。なお冷機状態か否かの判定は、前記図1の構成においてはコントロールユニット10が冷却水温センサ14からの信号に基づいて判断し、実際の冷却水温が所定の基準温度より低温であるときには冷機状態と判定して本発明に係る燃焼制御を適用する。
Next, an embodiment of a combustion system under the above configuration will be described. In general, in a direct injection internal combustion engine, fuel is injected and supplied during the compression stroke to stratify the mixture, and a stratified combustion operation mode in which operation is performed at a lean air-fuel ratio, and fuel is injected and supplied during the intake stroke. The mode of the homogeneous combustion operation in which the operation with the relatively rich premixed gas near the air-fuel ratio is performed is switched according to the operation state. The operation mode according to the present invention is basically a stratified combustion operation in which fuel injection is performed after the compression stroke, and in particular in the cold state before the exhaust purification catalyst is activated, fuel injection is performed twice with the ignition timing interposed therebetween. It is characterized by that. In the configuration shown in FIG. 1, the
図4は前記制御による基本的なタイミングチャートである。図中のPfはコントローラ10から燃料噴射装置に出力される噴射パルス信号、Piは同じく点火装置に出力される点火パルス信号、D1またはD2はそれぞれ第1キャビティ領域と第2キャビティ領域の残存酸素量を表している。噴射パルス信号Pfは、そのパルスの立ち上りにより燃料噴射弁8のノズルが開いて燃料噴射が開始され、立ち下がりによりノズルが閉じて燃料噴射が終了し、この間のパルス幅に応じた量の燃料が燃焼室内へと噴射される。また、点火パルス信号Piは、そのパルスの発生に伴い点火栓9に放電電流が供給される。
FIG. 4 is a basic timing chart based on the control. In the figure, Pf is an injection pulse signal output from the
本発明では、図示したように点火の前に第1噴射F1を、点火の後に第2噴射F2をそれぞれ実施する。また、ピストン位置との関係では、この実施形態では図3に示したように、第1噴射はピストン24が上死点付近に位置する圧縮行程末期として第1キャビティ31に向けて燃料を噴射し、第2噴射はピストン24が上死点から離れた膨張行程の中期以降として第2キャビティ32に燃料を噴射する。こうすることにより、第1噴射の燃料はほぼ第1キャビティ領域でのみ燃焼するので(残存酸素量D1)、第2噴射までの間に第2キャビティ領域に残存酸素が確保され(残存酸素量D2)、第2噴射の燃料はこの残存酸素を有する第2キャビティ領域にて着火燃焼する。このようにして、膨張行程中期以降にまで燃焼期間が延長、または遅らされる結果、燃焼エネルギの多くを排気に供給してその温度を上昇させ、触媒の温度を速やかに上昇させることが可能となる。
In the present invention, as shown, the first injection F1 is performed before ignition and the second injection F2 is performed after ignition. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the first injection injects fuel toward the
より詳細には、圧縮上死点付近では筒内のガス流動が少なく背圧が高いことから、この時期に第1噴射を行うことにより、ガス流動による外乱の影響を軽減でき、噴霧のペネトレーションも下がるので、小径の第1キャビティ31内に確実に燃料を供給して燃焼安定性を向上させることができる。また、第1噴射から点火時期までの間隔が、圧縮行程前半〜中期の比較的早期に噴射する場合に比較して短くなるので、それだけ混合気塊の拡散および混合比の偏りを少なくできることも安定燃焼に貢献する。一方、第2噴射を膨張行程にて比較的大径の第2キャビティ32に燃料が導入されるように行うことにより、第2噴射の燃料の拡散も抑えて、未燃燃料の排出を防止し、安定燃焼を維持させることができる。そして、この結果として燃焼期間の大幅なリタードが可能となることから、排気温度を効果的に上昇させて触媒の活性化を早期に達成することができるのである。
More specifically, since there is little gas flow in the cylinder near the compression top dead center and the back pressure is high, the influence of disturbance due to gas flow can be reduced by performing the first injection at this time, and the spray penetration is also reduced. Therefore, the fuel can be reliably supplied into the small-diameter
またこの場合、円形ないし環状のキャビティ31,32を同心円状に形成したことから、いずれかのキャビティに噴射供給した燃料は燃焼室内に円筒状ないし環状に等方性をもって拡散する。このため、混合気に過度に濃厚または希薄な領域を生じることがなく、混合気濃度の偏りに原因する燃焼不良またはスモークの発生などがない。
Further, in this case, since the circular or
なお、前記効果を得るにあたっては、第1噴射および点火の時期は上死点前に限定されるものではなく、点火時期に先行して比較的早期に第1噴射すなわち主燃焼の噴射燃料を小径の第1のキャビティ31に向けて行うことにより、コンパクトでキャビティ内およびその上方の燃焼室空間内にて安定して長時間留まる拡散しにくい成層混合気を形成することができ、したがってこの混合気に点火することによって安定した主燃焼が可能である。また、その後の比較的後期に第2噴射を径の大きい第2キャビティ32に向けて行うことで、大径の環状の混合気塊が形成され、燃焼室中央付近に位置する点火栓の放電電極部9aが濃混合気に晒されるようなことがないので、リッチ雰囲気下で着火した場合に起こりがちな点火栓のくすぶりを回避できる。また、この噴霧塊は第2のキャビティ32の内側領域に収まるので、シリンダ壁面への燃料の付着に伴う未燃燃料の排出および燃焼安定度の低下を防止することができる。
In order to obtain the effect, the timing of the first injection and ignition is not limited to before the top dead center, but the first injection, that is, the main combustion injection fuel is reduced in diameter to a relatively early stage prior to the ignition timing. By performing the process toward the
前記実施形態では、第1噴射を小径の第1キャビティ31に、第2噴射を大径の第2キャビティ32にそれぞれ行うようにしているが、これとは異なり、図5に示したように、第1噴射を大径の第2キャビティ32に、第2噴射を小径の第1キャビティ31にそれぞれ行うようにしてもよい。すなわち、第1噴射は、図5の(a)に示したようにピストンが圧縮行程中の比較的上死点から遠い位置にあるときに外側の第2キャビティ32に向けて行い、第2噴射は、図5の(b)に示したようにピストンが膨張行程中の比較的上死点に近い位置にあるときに内側の第1キャビティ31に向けて行う。
In the above-described embodiment, the first injection is performed on the
通常、第1噴射をピストンが比較的上死点から遠い位置にある圧縮行程中期にて第2キャビティ32に向けて行うことにより、安定燃焼が可能である。また、この場合に第2噴射を小径の第1キャビティ31に確実に燃料が導入される時期、たとえばピストンが比較的上死点に近い膨張行程の初期に行うことにより、混合気塊を拡散させずに未燃燃料の排出を防止し、第2噴射の実施に伴う燃焼安定度の低下を回避することができる。
Usually, stable combustion is possible by performing the first injection toward the
なお、機関の回転数または負荷がある程度高い状態で小径の第1キャビティ31に燃料を噴射供給すると、点火栓の放電電極部9aの付近に濃混合気塊が集中して過剰リッチ燃焼となり、点火栓のくすぶりが生じたり燃焼安定度が損なわれたりする場合がある。このような条件下では、第1噴射を大径の第2キャビティ32に対して行うことで放電電極部9a付近を比較的リーンの雰囲気として前記問題を回避することができる。この場合は、第2噴射を小径の第1キャビティ31に向けて行うことで、残存酸素を有効利用して排気温度を効果的に高めることができる。
If fuel is injected and supplied to the small-diameter
前記実施形態において、第1噴射の燃料噴射量と第2噴射の燃料噴射量の合計がシリンダ吸入空気量に対して理論空燃比(およそ14.5〜15)を構成するように燃料噴射量を設定することで、投入熱量を最大として触媒の活性化を最小の時間で達成することができる。 In the embodiment, the fuel injection amount is set so that the sum of the fuel injection amount of the first injection and the fuel injection amount of the second injection constitutes the theoretical air-fuel ratio (approximately 14.5 to 15) with respect to the cylinder intake air amount. By setting, the input heat amount can be maximized and the activation of the catalyst can be achieved in the minimum time.
ただし、第2噴射により燃焼期間のリタード化を実施すると、排気温度が過大となって触媒の耐久性を損なうおそれを生じる。これに対しては、第2噴射の噴射量を第1噴射よりも小さくすることで触媒の過熱を防止しつつ活性化までの時間を短縮することが可能となる。また、暖機完了後または暖機途中の過程にあっても、負荷の増大により燃料噴射量が増大した場合にも、第2噴射により燃焼期間をリタードした効果として排気温度が過上昇するおそれを生じる。これに対しては、負荷の増大に応じて第2噴射の噴射量を減少させ、または、所定の基準負荷以上の高負荷時には第2の噴射を停止するように構成することで対処することができる。すなわち、第2噴射の噴射量の低減または噴射の停止により燃焼期間のリタードを抑えて排気温度が過度に上昇する不都合を回避し、触媒の保護を図りつつその活性化を促進することができる。 However, if the retarding of the combustion period is performed by the second injection, the exhaust temperature becomes excessive and the durability of the catalyst may be impaired. On the other hand, by making the injection amount of the second injection smaller than that of the first injection, it is possible to shorten the time until activation while preventing overheating of the catalyst. In addition, even when the warm-up is completed or during the warm-up process, even if the fuel injection amount increases due to an increase in the load, the exhaust temperature may be excessively increased as an effect of retarding the combustion period by the second injection. Arise. This can be dealt with by reducing the injection amount of the second injection as the load increases, or by stopping the second injection when the load is higher than a predetermined reference load. it can. That is, it is possible to avoid the disadvantage that the exhaust temperature rises excessively by suppressing the retard of the combustion period by reducing the injection amount of the second injection or stopping the injection, and promote the activation while protecting the catalyst.
前記実施形態において、暖機完了後(触媒活性後)は、基本的には小径の第1キャビティ31への燃料噴射のみを行うことで、点火栓の放電電極部9a付近にコンパクトな成層混合気塊を形成してリーン運転を行わせるとよい。これにより均質運転をする場合に比較して大幅に燃費を低減することができる。なお、成層燃焼運転域内でも比較的負荷または回転数が高い領域では第1噴射を大径の第2キャビティ32に対して行うようにしても前記と同様の効果が期待できる。図6は前記運転領域を示したもので、図中のAが小径の第1キャビティ31に燃料噴射を行う運転域、図中のBが大径の第2キャビティ32に燃料噴射を行う運転域を示している。B領域よりも高速または高負荷の領域は前述した均質燃焼運転域である。
In the above-described embodiment, after the warm-up is completed (after the catalyst is activated), basically, fuel injection into the
前記実施形態においては、燃料噴射弁8をマルチホールノズルまたはアウトワード型ノズルとすることで、気筒あたり単一のノズルにて第1、第2の2つのキャビティ領域間で噴射燃料を移行可能としたが、これに限らず、キャビティ領域毎に燃料噴射弁を設けた構成、すなわちキャビティの第1領域に向けて燃料を噴射する第1の燃料噴射弁と、第2領域に向けて燃料を噴射する第2の燃料噴射弁とを設けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、キャビティは前記のような同心円状のものに限らず、例えば図7−1または図7−2に示したように、第1領域を形成する第1の円形キャビティ33と、第2領域を形成する第2の円形キャビティ34とをピストン径方向に直列に配置した構成としてもよい。この構成においては、前記のように各キャビティ領域に対応した2個の燃料噴射弁を設けるか、もしくは単一の燃料噴射弁を、その燃料噴霧がピストン位置に応じて前記各領域間で移行するように、シリンダ軸線に対して傾斜した燃料噴霧を形成するように設定するものとすることで、前記実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
The cavities are not limited to the concentric circles as described above. For example, as shown in FIG. 7-1 or FIG. 7-2, the first
1 直接噴射式内燃機関の本体
2 吸気通路
3 スロットルバルブ
4 排気通路
5 触媒コンバータ
6 吸気弁
7 排気弁
8 燃料噴射弁
9 点火栓
9a 点火栓の放電電極部
10 コントロールユニット
21 燃焼室
24 ピストン
31、33 第1のキャビティ
32、34 第2のキャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body of direct injection type internal combustion engine 2 Intake passage 3 Throttle valve 4 Exhaust passage 5 Catalytic converter 6
Claims (14)
前記キャビティを複数のキャビティ領域から形成するとともに、
前記制御装置を、冷機状態下では、前記燃料噴射弁により点火前の第1噴射と点火後の第2噴射とを行わせるように構成するとともに、
前記燃料噴射弁を、第1噴射と第2噴射の燃料噴霧が異なるキャビティ領域を指向するように構成したことを特徴とする直接噴射式内燃機関。 A fuel injection valve for injecting fuel toward a cavity formed on the piston crown surface and an ignition plug are provided so as to face the combustion chamber, and an operating state detecting device for detecting an engine operating state, based on the detected operating state In a direct injection internal combustion engine comprising a control device for controlling the fuel injection timing by the fuel injection valve, the fuel injection amount, and the ignition timing by the spark plug,
Forming the cavity from a plurality of cavity regions;
The control device is configured to cause the fuel injection valve to perform a first injection before ignition and a second injection after ignition under a cold condition,
The direct injection type internal combustion engine, wherein the fuel injection valve is configured to direct the fuel sprays of the first injection and the second injection to different cavity regions.
前記燃料噴射弁を、その燃料噴霧がピストン位置に応じて前記各領域間で移行するように、シリンダ軸線に対して傾斜した燃料噴霧を形成するように設定した請求項1に記載の直接噴射式内燃機関。 The cavity includes an inner first cavity that forms the first region, and an annular second cavity that forms the second region so as to surround the first cavity;
2. The direct injection type according to claim 1, wherein the fuel injection valve is set to form a fuel spray inclined with respect to a cylinder axis such that the fuel spray moves between the regions in accordance with a piston position. Internal combustion engine.
冷機状態下にて、
前記燃料噴射弁により点火前に第1のキャビティ領域に向けて第1の噴射を行い、
該第1の噴射による噴射燃料に点火したのち、
第2のキャビティ領域に向けて第2の噴射を行って該第2の噴射による噴射燃料を比較的酸素濃度の高い燃焼室域にて燃焼させるようにしたことを特徴とする直接噴射式内燃機関の燃焼方法。 A combustion method for a direct injection internal combustion engine comprising a fuel injection valve for injecting fuel toward a cavity composed of a plurality of cavity regions formed on a piston crown surface and an ignition plug so as to face the combustion chamber,
Under cold conditions
Performing a first injection toward the first cavity region before ignition by the fuel injection valve;
After igniting the injected fuel from the first injection,
A direct injection internal combustion engine characterized in that the second injection is performed toward the second cavity region, and the fuel injected by the second injection is burned in a combustion chamber region having a relatively high oxygen concentration. Combustion method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005105791A JP4442491B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Direct injection internal combustion engine and combustion method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005105791A JP4442491B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Direct injection internal combustion engine and combustion method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006283684A true JP2006283684A (en) | 2006-10-19 |
JP4442491B2 JP4442491B2 (en) | 2010-03-31 |
Family
ID=37405866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005105791A Expired - Fee Related JP4442491B2 (en) | 2005-04-01 | 2005-04-01 | Direct injection internal combustion engine and combustion method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4442491B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011106444A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Hyundai Motor Co Ltd | Compression ignition gasoline engine |
CN103590889A (en) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 清华大学 | Combustion system and combustion method for two-stage pre-mixing compression ignition of gasoline direct injection engine |
-
2005
- 2005-04-01 JP JP2005105791A patent/JP4442491B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011106444A (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | Hyundai Motor Co Ltd | Compression ignition gasoline engine |
CN103590889A (en) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 清华大学 | Combustion system and combustion method for two-stage pre-mixing compression ignition of gasoline direct injection engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4442491B2 (en) | 2010-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7051701B2 (en) | Direct fuel injection/spark ignition engine control device | |
JP6323683B2 (en) | Engine control device | |
JP4424147B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP6323684B2 (en) | Engine control device | |
US9932916B2 (en) | Combustion control apparatus for internal combustion engine | |
JP4736518B2 (en) | In-cylinder direct injection internal combustion engine control device | |
EP2075449A2 (en) | Fuel Pressure Controlling Device of Engine | |
JP6252647B1 (en) | Control device for premixed compression ignition engine | |
JP2009185688A (en) | Direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
JP2006322334A (en) | Direct injection type internal combustion engine and combustion method of the internal combustion engine | |
JP4492399B2 (en) | In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine control device and control method | |
JP4442491B2 (en) | Direct injection internal combustion engine and combustion method thereof | |
JP5249978B2 (en) | Fuel injection control device for vehicle internal combustion engine | |
JP2006112329A (en) | Control device of cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP2006250050A (en) | Controller of cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP2007321696A (en) | Control device for cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP4428275B2 (en) | Direct injection internal combustion engine and method of forming mixture | |
JP4609227B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2007270670A (en) | Premixed compressed self-ignition type gasoline internal combustion engine | |
JP4604829B2 (en) | In-cylinder injection internal combustion engine | |
JP2016135991A (en) | Fuel injection control device of direct-injection engine | |
JP6102958B2 (en) | Fuel injection control device for direct injection engine | |
JP2007009864A (en) | Control device for cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP2007032378A (en) | Control device for cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP2022051346A (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20080227 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091222 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100104 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |