JP2007024001A - Engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気路を流通する空気に燃料を供給して混合気を形成する燃料供給手段と、燃焼室に排ガスを再循環させるEGR手段とを備えたエンジンに関する。 The present invention relates to an engine including fuel supply means for supplying fuel to air flowing through an intake passage to form an air-fuel mixture, and EGR means for recirculating exhaust gas in a combustion chamber.
燃料を希薄状態で高圧縮して自己着火燃焼させることで高効率化及び低NOx化を実現可能なエンジンとして、燃料の自己着火を積極的に利用する予混合圧縮着火エンジンがある。
かかる予混合圧縮着火エンジンは、ディーゼルエンジンのように圧縮空気中に燃料を噴射するのではなく、火花点火エンジンのように、吸気路に設けられた燃料供給弁(燃料供給手段)により吸気路を流通する空気に燃料を供給して混合気を形成し、燃焼室に吸気した混合気を高圧縮し混合気の自己着火温度まで昇温させて、自己着火燃焼させるように構成されている。また、このような予混合圧縮着火エンジンは、ディーゼルエンジンのように燃料を高圧縮して燃焼室に噴射する必要がないので、天然ガス等の気体燃料を用いたガスエンジンに簡単に適用することができる。
このようなエンジンにおいて、燃焼変動或いは失火及びノック等によって負荷域が狭く制限されるという問題があり、特に予混合圧縮着火エンジンでは、自己着火時における急激な熱発生に起因すると考えられるノックの発生により、燃焼室に吸気する混合気の当量比は比較的低めとする必要があり低負荷域における運転に制限される。
There is a premixed compression ignition engine that actively uses self-ignition of fuel as an engine that can achieve high efficiency and low NOx by high-compression and self-ignition combustion of fuel in a lean state.
Such a premixed compression ignition engine does not inject fuel into compressed air as in a diesel engine, but uses a fuel supply valve (fuel supply means) provided in the intake path as in a spark ignition engine. Fuel is supplied to the flowing air to form an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber is highly compressed and is heated to the self-ignition temperature of the air-fuel mixture to be self-ignited and combusted. Also, such a premixed compression ignition engine does not need to be highly compressed and injected into the combustion chamber like a diesel engine, so it can be easily applied to a gas engine using a gaseous fuel such as natural gas. Can do.
In such an engine, there is a problem that the load range is narrowly limited due to combustion fluctuation or misfire and knock, etc. Especially in a premixed compression ignition engine, the occurrence of knock which is considered to be caused by rapid heat generation during self-ignition Therefore, the equivalence ratio of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber needs to be relatively low and is limited to operation in a low load region.
このようなエンジンにおいて、燃焼室から排出される排ガスを燃焼室へ再循環させる所謂EGRを行うことで、混合気の燃焼を緩慢にしてノックの発生やNOxの生成を抑制することができる。
また、このようなEGRを行う予混合圧縮着火エンジンとして、燃焼室へ比較的高温の排ガスを再循環させると共に、その排ガス量であるEGR量を調整することで、燃焼室に吸気される混合気の温度を調整して、その混合気の自己着火タイミングを適正なタイミングに調整することができる予混合圧縮着火エンジンが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
In such an engine, so-called EGR is performed to recirculate the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the combustion chamber, so that the combustion of the air-fuel mixture can be slowed to suppress the generation of knock and the generation of NOx.
In addition, as a premixed compression ignition engine that performs such EGR, a relatively high temperature exhaust gas is recirculated to the combustion chamber, and an EGR amount that is the amount of the exhaust gas is adjusted, whereby an air-fuel mixture that is sucked into the combustion chamber. A premixed compression ignition engine that can adjust the self-ignition timing of the air-fuel mixture to an appropriate timing is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記のようにエンジンにおいてEGRを行ってノックの発生やNOxの生成を抑制しても、安定した運転状態を維持できなくなる場合がある。
例えば、成層燃焼エンジンのように、燃焼室において燃料が濃い濃部が偏在させる状態で混合気を層状吸気し、その濃部において混合気を着火して燃焼させる場合において、EGRを行うと、濃部における混合気の着火時におけるノックの発生及びNOxの生成を抑制することができるが、濃部以外の燃料が薄い淡部においてはその再循環された排ガスにより燃焼速度が過剰に低下して未燃成分が増加し効率が低下する場合がある。
However, even if EGR is performed on the engine as described above to suppress the generation of knock or the generation of NOx, there are cases where a stable operating state cannot be maintained.
For example, in a stratified combustion engine, when EGR is performed in a case where an air-fuel mixture is stratified in a combustion chamber in a state in which a rich portion rich in fuel is unevenly distributed, and the air-fuel mixture is ignited and burned in the rich portion, The occurrence of knocking and NOx formation at the time of ignition of the air-fuel mixture in the zone can be suppressed. However, in the light zone where the fuel other than the rich zone is thin, the recirculated exhaust gas causes an excessive decrease in the combustion rate. The fuel component may increase and the efficiency may decrease.
特に、予混合圧縮着火エンジンでは、EGRを行うことで、自己着火時における急激な熱発生が抑制されてノックが抑制されるものの、その後の比較的希薄な混合気の燃焼が過剰に緩慢になってしまう場合がある。 In particular, in a premixed compression ignition engine, by performing EGR, sudden heat generation during self-ignition is suppressed and knocking is suppressed, but the subsequent combustion of a relatively lean mixture becomes excessively slow. May end up.
また、予混合圧縮着火エンジンにおいて、混合気の自己着火タイミングを適正なタイミングに調整するために、EGR量を調整する場合でも、自己着火タイミングを遅角側に変更するためにEGR量を増加させると、比較的希薄な混合気の燃焼が過剰に緩慢になってしまう。 Further, in the premixed compression ignition engine, even when the EGR amount is adjusted to adjust the self-ignition timing of the air-fuel mixture to an appropriate timing, the EGR amount is increased in order to change the self-ignition timing to the retard side. Then, the combustion of the relatively lean air-fuel mixture becomes excessively slow.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気路を流通する空気に燃料を供給して混合気を形成する燃料供給手段と、燃焼室に排ガスを再循環させるEGR手段とを備えたエンジンにおいて、EGR手段によりEGRを実施しても、安定した運転状態を維持することができる技術を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to supply a fuel to air flowing through an intake passage to form an air-fuel mixture, and to recirculate exhaust gas into a combustion chamber. An engine provided with EGR means is to provide a technique capable of maintaining a stable operation state even when EGR is performed by the EGR means.
上記目的を達成するための本発明に係るエンジンは、吸気路を流通する空気に燃料を供給して混合気を形成する燃料供給手段と、燃焼室に排ガスを再循環させるEGR手段とを備えたエンジンであって、その第1特徴構成は、前記EGR手段が、排気行程において吸気弁を一時的に開状態として前記吸気路に排ガスを排出する手段であり、
前記燃料供給手段が、前記吸気路において排ガスが排出された排ガス領域に燃料を供給可能に構成されている点にある。
In order to achieve the above object, an engine according to the present invention includes fuel supply means for supplying fuel to air flowing through an intake passage to form an air-fuel mixture, and EGR means for recirculating exhaust gas to a combustion chamber. The engine is characterized in that the EGR means is means for exhausting exhaust gas into the intake passage by temporarily opening an intake valve in an exhaust stroke,
The fuel supply means is configured to be able to supply fuel to an exhaust gas region where exhaust gas is discharged in the intake passage.
上記第1特徴構成によれば、上記EGR手段により、排気行程において吸気弁を一時的に開状態とすることで、排気行程において燃焼室にある排ガスが排気路に排出される際に、その一部を排気路ではなく吸気弁を介して吸気路に排出することができ、その吸気路に排出された排ガスを、吸気路に形成された混合気と共に、燃焼室に再循環させることができる。
更に、上記燃料供給手段により、上記排気行程において吸気路に排ガスが排出された後に、その吸気路において比較的高温の排ガスが排出された排ガス領域に燃料を供給することで、その燃料を排ガスとの熱交換により昇温させることができ、よって、その昇温した燃料と空気との混合気を燃焼室に吸気して着火する際に、燃料の着火性を向上させて失火を抑制することができる。また、燃焼室に吸気された混合気は、燃料が濃い部分に集中して排ガスが存在するので、燃料の着火後における燃焼速度を良好に抑制してノックの発生及びNOxの生成を抑制することができる。更に、混合気において燃料が希薄な部分においては排ガスが希薄な状態であることから、その希薄な混合気をも充分に燃焼させて未燃成分の発生を防止し効率を向上させることができる。
従って、本発明により、EGR手段によりEGRを実施しても安定した運転状態を維持することができるエンジンを実現することができる。
According to the first characteristic configuration, when the exhaust gas in the combustion chamber is discharged to the exhaust passage during the exhaust stroke, the EGR means temporarily opens the intake valve during the exhaust stroke. The exhaust gas can be discharged to the intake passage via the intake valve instead of the exhaust passage, and the exhaust gas discharged to the intake passage can be recirculated to the combustion chamber together with the air-fuel mixture formed in the intake passage.
Further, after the exhaust gas is discharged into the intake passage in the exhaust stroke by the fuel supply means, the fuel is supplied to the exhaust gas region in which the relatively high temperature exhaust gas is discharged in the intake passage, so that the fuel becomes the exhaust gas. Therefore, when the mixture of the fuel and the air whose temperature has been raised is sucked into the combustion chamber and ignited, the ignitability of the fuel is improved and misfire is suppressed. it can. In addition, since the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber is concentrated in a portion where the fuel is rich and exhaust gas exists, the combustion speed after ignition of the fuel is well suppressed to suppress the generation of knock and the generation of NOx. Can do. Further, since the exhaust gas is in a lean state in the portion where the fuel is lean in the air-fuel mixture, the lean air-fuel mixture can be sufficiently combusted to prevent generation of unburned components and improve the efficiency.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an engine that can maintain a stable operation state even when EGR is performed by the EGR means.
本発明に係るエンジンの第2特徴構成は、前記EGR手段が、前記排気行程の初期に前記吸気弁を開状態とするように構成されている点にある。 A second characteristic configuration of the engine according to the present invention is that the EGR means is configured to open the intake valve at an early stage of the exhaust stroke.
上記第2特徴構成によれば、上記EGR手段により排気行程の初期に吸気弁を一時的に開状態とすることで、排気行程において吸気弁が閉状態とされてから吸気行程が開始されて再度吸気弁が開状態されるまでの排ガス領域形成期間を充分に長く確保することができ、更に、排ガス領域形成時間において吸気路におけるガスの流動がほぼ停止されるので、吸気路において排ガス領域を燃焼室近傍の一定の場所に停止させておくことができる。よって、上記燃料供給手段により、その充分に長く確保された排ガス領域形成期間に余裕を持って燃焼室近傍に固定された排ガス領域に燃料を供給することができ、更に、燃料と排ガスとの熱交換を充分に行って燃料を昇温させることができる。 According to the second characteristic configuration, the intake valve is temporarily opened at the initial stage of the exhaust stroke by the EGR means, so that the intake stroke is started again after the intake valve is closed in the exhaust stroke. The exhaust gas region formation period until the intake valve is opened can be secured long enough, and furthermore, the gas flow in the intake passage is almost stopped during the exhaust gas region formation time, so the exhaust gas region is combusted in the intake passage. It can be stopped at a certain location near the room. Therefore, the fuel supply means can supply the fuel to the exhaust gas region fixed in the vicinity of the combustion chamber with a margin in the exhaust gas region formation period secured for a sufficiently long time, and further the heat of the fuel and the exhaust gas. The fuel can be raised in temperature by sufficient replacement.
本発明に係るエンジンの第3特徴構成は、前記燃料供給手段が、前記排ガス領域に燃料を供給する第1状態と、前記排ガス領域から外れた非排ガス領域に燃料を供給する第2状態とを、切替自在に構成されている点にある。 According to a third characteristic configuration of the engine according to the present invention, the fuel supply means includes a first state in which fuel is supplied to the exhaust gas region, and a second state in which fuel is supplied to a non-exhaust gas region outside the exhaust gas region. , In that it is configured to be switchable.
上記第3特徴構成によれば、上記燃料供給手段により、これまで説明してきたように、例えば燃料供給量を減少させて低負荷域運転を行う場合において、排ガス領域に燃料を供給する第1状態として、燃料の着火性等を向上させる以外に、例えば燃料供給量を増加させて高負荷域運転を行う場合において、吸気路において排ガス領域から外れた非排ガス領域に燃料を供給する第2状態に切り換えて、燃焼室において排ガスが燃料が濃い濃部に集中することなく全体に渡って存在するようにして、燃料供給量増加による全体的な燃焼速度の過剰上昇を抑制して、安定した運転状態を得ることができる。 According to the third characteristic configuration, as described above, the first state in which fuel is supplied to the exhaust gas region when the fuel supply amount is decreased and the low load region operation is performed, for example, as described above. In addition to improving the ignitability of the fuel and the like, for example, when performing high load region operation by increasing the fuel supply amount, the second state in which fuel is supplied to the non-exhaust region outside the exhaust region in the intake passage Switch to ensure that the exhaust gas is present throughout the combustion chamber without concentrating on the dense part where the fuel is concentrated. Can be obtained.
本発明に係るエンジンの第4特徴構成は、前記燃焼室に吸気された混合気を圧縮して自己着火燃焼させる予混合圧縮着火エンジンとして構成されている点にある。 A fourth characteristic configuration of the engine according to the present invention is that it is configured as a premixed compression ignition engine that compresses the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber and performs self-ignition combustion.
上記第4特徴構成によれば、上記予混合圧縮着火エンジンとして構成する場合において、これまで説明してきたように上記EGR手段及び上記燃料供給手段を構成することで、比較的希薄な混合気を自己着火燃焼させる場合でも、燃料の着火性を向上させて失火を抑制しながら、その自己着火後の燃焼を緩慢にして急激な熱発生によるノックを回避することができる。更に、燃焼が進行して比較的希薄な混合気が燃焼する際には、その希薄混合気に対しては燃料と同様に排ガスが希薄な状態であるから、その希薄混合気の燃焼が過剰に緩慢になることを抑制して、未燃成分の発生を防止し効率を向上させることができる。
また、予混合圧縮着火エンジンとして構成した場合において、上記燃料供給手段が、前記排ガス領域に燃料を供給する第1状態と、前記排ガス領域から外れた非排ガス領域に燃料を供給する第2状態とを、切替自在に構成されていることで、上記第1状態として燃料を充分に昇温させることで混合気の自己着火タイミングを進角側に調整し、上記第2状態として燃料の排ガスによる昇温を抑制することで混合気の自己着火タイミングを遅角側に調整することができ、このことを利用して、自己着火タイミングを適正なタイミングに調整することができる。
According to the fourth characteristic configuration, when the premixed compression ignition engine is configured, the EGR unit and the fuel supply unit are configured as described above so that a relatively lean air-fuel mixture is self-generated. Even in the case of igniting and burning, it is possible to improve the ignitability of the fuel and suppress misfiring, while slowing the combustion after the self-ignition and avoiding knocking due to rapid heat generation. Further, when combustion progresses and a relatively lean air-fuel mixture burns, the exhaust gas is in a lean state like the fuel for the lean air-fuel mixture, so that the combustion of the lean air-fuel mixture becomes excessive. Slowing down can be suppressed, generation of unburned components can be prevented, and efficiency can be improved.
When configured as a premixed compression ignition engine, the fuel supply means includes a first state in which fuel is supplied to the exhaust gas region, and a second state in which fuel is supplied to a non-exhaust gas region outside the exhaust gas region. Is configured to be switchable, so that the temperature of the fuel is sufficiently raised in the first state to adjust the self-ignition timing of the air-fuel mixture to the advance side, and the second state is increased by the exhaust gas of the fuel. By suppressing the temperature, the self-ignition timing of the air-fuel mixture can be adjusted to the retard side, and this can be used to adjust the self-ignition timing to an appropriate timing.
本発明の実施の形態として、予混合圧縮着火エンジン100について図面に基づいて説明する。
As an embodiment of the present invention, a premixed
図1に示す予混合圧縮着火エンジン100には、シリンダ3の内面とピストン4の頂面とで規定される燃焼室10と、燃焼室10に吸気弁1を介して接続された吸気路13と、燃焼室10に排気弁2を介して接続された排気路14とが設けられている。
A premixed
ピストン4は連結棒8に揺動自在に連結されており、ピストン4の往復動は連結棒8によって1つのクランク軸9の回転運動として得られ、このような構成は通常のエンジンと変わるところがない。
The
吸気路13には、吸気路13を流通する空気Aに天然ガス系都市ガスである燃料Gを供給して混合気を形成する燃料供給手段21が設けられている。そして、その吸気路13に形成された混合気は、図2に示すように、クランク角がTDC(上死点)付近からBDC(下死点)付近まで吸気弁1が開状態となる吸気行程において燃焼室10に吸気される。
The
そして、予混合圧縮着火エンジン100は、燃焼室10に吸気された混合気を、吸気弁1及び排気弁2の両方が閉状態となる圧縮行程において、ピストン4の上昇により圧縮して自己着火温度まで昇温させることで、その混合気を自己着火させ、更に、燃焼・膨張行程において、混合気の燃焼によりピストン4を押し下げて軸出力を得るように構成されている。
The premixed
また、上記燃焼・膨張行程の後に、クランク角がBDC付近からTDC付近まで排気弁2が開状態となる排気行程において、燃焼室10の排ガスEは排気路14に排出される。
Further, after the combustion / expansion stroke, the exhaust gas E in the
コンピュータからなるエンジン・コントロール・ユニット(以下、ECUと呼ぶ。)40は、燃料供給手段21による空気Aへの燃料供給量を制御して、燃焼室10に吸気される混合気の当量比が目標出力に合った当量比に設定するように構成されている。
An engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 40 comprising a computer controls the amount of fuel supplied to the air A by the fuel supply means 21 so that the equivalent ratio of the air-fuel mixture sucked into the
このような予混合圧縮着火エンジン100は、燃焼室10において混合気を圧縮して自己着火燃焼させるため、例えば圧縮比を21程度と高く設定することができるため高効率であり、更に混合気の当量比を例えば火炎伝播下限以下と希薄状態で燃焼させることができるため低NOxを実現することができる。
Such a premixed
予混合圧縮着火エンジン100には、燃焼室10の圧力を測定することにより実際の自己着火タイミングを検出可能な圧力センサ17、ノックの発生を検出可能なノックセンサ18、クランク軸9の回転角度を測定することによりクランク軸9の回転数を検出可能なクランク角センサ19等が設けられている。
In the premixed
また、予混合圧縮着火エンジン100においては、吸気弁1及び排気弁2の開閉動作を行うための動弁機構30が、燃焼室10における混合気の燃焼を緩慢にしてノックの発生やNOxの生成を抑制するために燃焼室10に排ガスを再循環させるEGR手段Xとして機能するように構成されている。
Further, in the premixed
即ち、このEGR手段Xは、図2及び図3に示すように、排気行程の好ましくは初期において吸気弁1を一時的に開状態とすることで、燃焼室10の排ガスEを吸気路13に排出して、吸気路13の燃焼室10近傍に排ガスEが排出された排ガス領域EAが形成され、次の吸気行程において、その吸気路13における排ガス領域EAの排ガスEを混合気と共に燃焼室10に吸気するように構成されている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the EGR means X opens the
更に、予混合圧縮着火エンジン100の燃料供給手段21は、吸気路13において燃焼室10に近い側から順に配置された2つの第1燃料供給弁21a及び第2燃料供給弁21bからなり、ECU40の指令により、第1燃料供給弁21a及び第2燃料供給弁21bの夫々から各別に吸気路13へ燃料Gを供給することができる。
Further, the fuel supply means 21 of the premixed
また、上記2つの第1燃料供給弁21a及び第2燃料供給弁21bのうち、燃焼室10に近い側の第1燃料供給弁21aは、EGR手段Xにより排気行程の初期に吸気弁1を一時的に開状態とすることで吸気路13に排ガス領域EAが形成されてから排気行程において吸気弁1が閉状態となっている間の排ガス領域形成期間において、燃料Gを吸気路13に形成された排ガス領域EAに供給するように、燃焼室10近傍に配置されている。尚、このように第1燃料供給弁21aにより排ガス領域EAに燃料Gを供給する状態を第1状態と呼ぶ。
Of the two first
即ち、図4に示すように、第1燃料供給弁21aにより燃料Gを排ガス領域EAに供給することで、その燃料Gは比較的高温の排ガスEとの熱交換により昇温するので、その昇温した燃料Gを含む混合気を燃焼室10において圧縮すると、比較的進角側の自己着火タイミングで且つ良好な着火性を確保した状態で自己着火させることができるようになって失火が抑制され、更に、排ガスEが燃料Gに対して良好に作用することにより、自己着火タイミングが進角側となったことによる急激な熱発生が抑制されて、ノックの発生が抑制される。
更に、燃焼室10において燃焼が進行して比較的希薄な混合気が燃焼する際には、その希薄混合気に対しては燃料Gと同様に排ガスEが希薄な状態であるから、その希薄混合気の燃焼が過剰に緩慢になることが抑制されて、未燃成分の発生が抑制され、効率が向上される。
That is, as shown in FIG. 4, by supplying the fuel G to the exhaust gas area EA by the first
Further, when combustion proceeds in the
即ち、ECU40は、上記燃料供給手段21による燃料供給量を減少させて低負荷域運転を行う際に、第1燃料供給弁21aにより排ガス領域EAに燃料Gを供給する第1状態として、自己着火タイミングを比較的進角側に設定して着火性能を良好なものに確保しながら、燃料供給量の低下による希薄になった混合気を良好に燃焼させて効率を向上させることができる。
That is, the
一方、上記2つの第1燃料供給弁21a及び第2燃料供給弁21bのうち、第2燃料供給弁21bは、吸気路13の排ガス領域EAから外れた非排ガス領域NEAに燃料Gを供給するように、燃焼室10に対して排ガス領域EAよりも遠い位置に配置されている。尚、このように第2燃料供給弁21bにより非排ガス領域NEAに燃料Gを供給する状態を第2状態と呼び、燃料供給手段21は、ECU40の指令により、上記第1状態と上記第2状態とが切替自在に構成されている。
On the other hand, of the two first
即ち、図5に示すように、第2燃料供給弁21bにより燃料Gを非排ガス領域NEAに供給することで、その燃料Gは高温の排ガスEの作用をあまり受けることなく燃焼室10に吸気されることになるので、燃料Gの昇温は抑制され、その昇温が抑制された燃料Gを含む混合気を燃焼室10において圧縮すると、比較的遅角側の自己着火タイミングで自己着火させて急激な熱発生によるノックの発生を抑制することができる。
そして、ECU40は、上記燃料供給手段21による燃料供給量を増加させて高負荷域運転を行う際に、第2燃料供給弁21bにより非排ガス領域NEAに燃料Gを供給する第2状態として、自己着火タイミングを比較的遅角側に設定して、燃料供給量増加に起因するノックの発生を抑制して、安定した運転状態を維持することができる。
That is, as shown in FIG. 5, by supplying the fuel G to the non-exhaust gas region NEA by the second
Then, when the
また、ECU40は、圧力センサ17の検出結果から認識した実際の自己着火タイミングを適正なタイミングに設定すべく、上記第1状態と上記第2状態とを切り換えるように構成しても構わない。また、排ガス領域EAに燃料Gを供給する第1状態としてノックセンサ18によりノックが検出されたときに、非排ガス領域NEAに燃料Gを供給する第2状態に切り換えて、自己着火タイミングを遅角側に移行することにより、ノックを回避するように構成しても構わない。
Further, the
〔別実施の形態〕
次に、本発明の別の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(1)上記実施の形態では、本発明に係るエンジンを予混合圧縮着火エンジンに適用した例を説明したが、本発明に係るエンジンは他の例えば火花点火式の成層燃焼エンジン等の他のエンジンにも適用することができる。
例えば、燃焼室の点火プラグ付近等に燃料が濃い濃部を形成すると共にその周辺に燃料が希薄な淡部を形成するように吸気路から混合気を層状吸気して成層燃焼させる成層燃焼エンジンにおいて、吸気路に形成された排ガス領域に燃料を供給しその混合気を上記層状吸気することで、燃焼室の上記濃部においては排ガスが濃い状態であることから混合気の着火時におけるノックの発生及びNOxの生成が良好に抑制され、同時に、燃焼室における上記淡部においては、排ガスが希薄な状態であることから燃焼速度が過剰に低下することを抑制して未燃成分の発生を防止し効率を向上させることができる。
[Another embodiment]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) In the above embodiment, an example in which the engine according to the present invention is applied to a premixed compression ignition engine has been described. However, the engine according to the present invention is another engine such as a spark ignition type stratified combustion engine. It can also be applied to.
For example, in a stratified combustion engine in which a fuel-rich mixture is formed in a layered manner from an intake passage so that a thick portion where the fuel is dense is formed in the vicinity of an ignition plug of the combustion chamber and a thin portion where the fuel is thin is formed in the vicinity thereof. By supplying fuel to the exhaust gas region formed in the intake passage and sucking the mixture into the stratified intake, the exhaust gas is concentrated in the concentrated portion of the combustion chamber, so that knocking occurs when the mixture is ignited And NOx generation is suppressed well, and at the same time, in the light part in the combustion chamber, since the exhaust gas is in a lean state, the combustion rate is prevented from excessively decreasing to prevent the generation of unburned components. Efficiency can be improved.
(2)本発明に係るエンジンにおいては、天然ガス、ガソリン、メタノール、水素、軽油等の任意の炭化水素系燃料を使用することができる。また、燃料の燃焼のための酸素含有ガスとしては、空気を用いるのが一般的であるが、空気の代わりに、酸素成分含有割合が空気に対して高い酸素富化ガス等を用いることもできる。 (2) In the engine according to the present invention, any hydrocarbon fuel such as natural gas, gasoline, methanol, hydrogen, light oil or the like can be used. In general, air is used as the oxygen-containing gas for the combustion of the fuel. Instead of air, an oxygen-enriched gas having a higher oxygen component content ratio than air can be used. .
1:吸気弁
2:排気弁
10:燃焼室
20:EGR弁
21:燃料供給手段
21a:第1燃料供給弁
21b:第2燃料供給弁
40:エンジン・コントロール・ユニット(ECU)
100:予混合圧縮着火エンジン
X:EGR手段
1: intake valve 2: exhaust valve 10: combustion chamber 20: EGR valve 21: fuel supply means 21a: first
100: Premixed compression ignition engine X: EGR means
Claims (4)
前記EGR手段が、排気行程において吸気弁を一時的に開状態として前記吸気路に排ガスを排出する手段であり、
前記燃料供給手段が、前記吸気路において排ガスが排出された排ガス領域に燃料を供給可能に構成されているエンジン。 An engine comprising fuel supply means for supplying fuel to air flowing through an intake passage to form an air-fuel mixture, and EGR means for recirculating exhaust gas to a combustion chamber,
The EGR means is means for exhausting exhaust gas into the intake passage by temporarily opening an intake valve in an exhaust stroke;
An engine in which the fuel supply means is configured to be able to supply fuel to an exhaust gas region from which exhaust gas has been discharged in the intake passage.
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- 2005-07-21 JP JP2005211350A patent/JP2007024001A/en active Pending
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WO2009078120A1 (en) | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Ihi Corporation | Premixed compression ignition diesel engine |
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