JP2010216275A - エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料を高沸点成分と低沸点成分とに分離可能な分離装置(19)を具備し、分離装置(19)により、高自着火性かつ高沸点の燃料である第2燃料(ディーゼル燃料)を、高自着火性かつ低沸点の燃料である第1分離燃料(ディーゼル軽質燃料)と、高自着火性かつ高沸点の燃料である第2分離燃料(ディーゼル重質燃料)とに分離し、低負荷において、第1分離燃料(ディーゼル軽質燃料)を供給し、高負荷において、低自着火性かつ低沸点の燃料である第1燃料(ガソリン)と、第2燃料(ディーゼル燃料)または第2分離燃料(ディーゼル重質燃料)と、を供給する。
【選択図】図21
Description
ために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
B領域またはC領域では、ガソリン及びディーゼル重質燃料の混合燃料を用いて成層予混合圧縮自己着火燃焼や均一予混合圧縮自己着火燃焼を行わせるのが原則であるが、ディーゼル軽質燃料があり余っているので、余っているディーゼル軽質燃料をガソリンに代えて用いるものである。また、余っているディーゼル軽質燃料をガソリンに代えて用いるとしても、ディーゼル軽質燃料はガソリンよりも着火性が高い(着火しやすい)ので、成層予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることは困難であることが考えられる。この点、成層予混合気よりも燃焼室の全体にわたる均一な予混合気のほうが形成させ易いので、成層予混合圧縮自己着火燃焼はやめて均一予混合圧縮自己着火燃焼を行わせる。ディーゼル軽質燃料をガソリンに代えて用いることでガソリンの消費を抑えることができる。
B、C領域において着火性の高い燃料であるディーゼル軽質燃料の残量が第2基準値以下と少ないときにも、燃焼を成立させることができる。
タンク13、23、61に残留しているガソリンと、ディーゼル軽質燃料と、ディーゼル燃料とを用いて途切れることなく燃焼を行わせることができる。
12 第2燃料噴射弁(燃料供給手段)
13 ガソリンタンク
16 ディーゼル燃料タンク
19 分留器(燃料分離手段)
23 ディーゼル軽質燃料タンク
24 ディーゼル重質燃料タンク
48 残量センサ(第2燃料残量検出手段)
51 エンジンコントローラ
61 ディーゼル燃料第2タンク(燃料混合手段)
Claims (29)
- 燃料を高沸点成分と低沸点成分とに分離可能な分離装置を具備し、
前記分離装置により、高自着火性かつ高沸点の燃料である第2燃料を、低自着火性かつ低沸点の燃料である第1燃料の沸点より沸点が高い範囲で相対的に低沸点の、高自着火性かつ低沸点の燃料である第1分離燃料と、第1燃料の沸点より沸点が高い範囲で相対的に高沸点の、高自着火性かつ高沸点の燃料である第2分離燃料とに分離し、
低負荷において、第1分離燃料を供給し、
高負荷において、第1燃料と、第2燃料または第2分離燃料と、を供給することを特徴とするエンジン。 - 前記低負荷において、前記第1分離燃料の均質予混合気による圧縮自己着火燃焼を行なうことを特徴とする請求項1に記載のエンジン。
- 高自着火性の燃料を直接燃焼室内に噴射する噴射弁を備え、
前記低負荷において、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な前記第1分離燃料の均質予混合気を形成した後、高自着火性の燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。 - 前記着火源となる混合気を形成する高自着火性の燃料は、前記第2燃料または前記第2分離燃料であることを特徴とする請求項3に記載のエンジン。
- 前記高負荷において、負荷が高くなるにつれて、高自着火性かつ高沸点の燃料に対する低自着火性且つ低沸点の燃料の噴射割合を増大させることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の内燃機関。
- 前記高負荷において、前記第1燃料と、前記第2燃料または前記第2分離燃料とによる、均質予混合気による圧縮自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項5に記載のエンジン。
- 高自着火性かつ高沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する噴射弁を備え、
前記高負荷において、前記第1燃料と、前記第2燃料または前記第2分離燃料とによる、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な均質予混合気を形成した後、前記第2燃料または前記第2分離燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項5に記載のエンジン。 - 低自着火性かつ低沸点の燃料および高自着火性かつ高沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する噴射弁を備え、
前記高負荷において、前記第1燃料と、前記第2燃料または前記第2分離燃料とによる、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な均質予混合気を形成した後、前記第1燃料および前記第2燃料または前記第2分離燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項5に記載のエンジン。 - 高自着火性かつ高沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する噴射弁を備え、
前記高負荷において、前記第1燃料による、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な均質予混合気を形成した後、高自着火性かつ高沸点の燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより、自着火性が中間の着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載のエンジン。 - 高自着火性かつ高沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する噴射弁を備え、
前記高負荷において、前記第1燃料による、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な均質予混合気を形成した後、高自着火性かつ高沸点の燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより、自着火性が中間でかつ圧縮自己着火に至らない程度に希薄な混合気を形成し、さらに高自着火性かつ高沸点の燃料を前記噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより、着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載のエンジン。 - 低自着火性かつ低沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する第1噴射弁と、
高自着火性かつ高沸点の燃料を直接燃焼室内に噴射する第2噴射弁とを備え、
前記高負荷において、前記第1燃料による、圧縮自己着火に至らない程度に希薄な均質予混合気を形成した後、高自着火性かつ高沸点の燃料を前記第2噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより、自着火性が中間でかつ圧縮自己着火に至らない程度に希薄な混合気を形成し、さらに高自着火性かつ高沸点の燃料および低自着火性かつ低沸点の燃料を前記第1、第2の噴射弁より直接燃焼室内に噴射することにより、着火源となる混合気を形成し、自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載のエンジン。 - 相対的に自着火性の低い低自着火性かつ相対的に沸点の低い低沸点の第1燃料と、
前記第1燃料より相対的に自着火性の高い高自着火性かつ相対的に沸点の高い高沸点の第3燃料と、
この第3燃料を、自着火性が前記第1燃料よりも高くかつ沸点が前記第1燃料よりも高く前記第3燃料よりも低い第2燃料と、自着火性が前記第1燃料よりも高くかつ沸点が前記第2燃料よりも高い第4燃料に分離する燃料分離手段と、
この第4燃料を前記第3燃料に混合して新たな第3燃料とする燃料混合手段と、
前記第1燃料、前記第2燃料、前記第3燃料を燃焼室に供給する燃料供給手段と、
前記第2燃料の残量を検出する第2燃料残量検出手段と、
を備えたエンジンであって、
少なくとも前記第2燃料の残量に基づき、前記燃焼室に供給する第1燃料、第2燃料、第3燃料の組合せと燃焼形態を決めることを特徴とするエンジン。 - 低負荷側の領域を予混合圧縮自己着火燃焼領域として予め設定し、この設定した予混合圧縮自己着火燃焼領域をさらに低負荷側の第1領域と高負荷側の第2領域とに分割し、
前記第2燃料の残量が第1基準値より大きく運転条件が前記第1領域にある場合に、前記第2燃料を供給して予混合気を形成し、予混合圧縮自己着火燃焼を行わせ、また前記第2燃料の残量が第1基準値より大きく運転条件が前記第2領域にある場合に、前記第1燃料と前記第3燃料を供給して第1燃料と第3燃料の中間の着火性を有する予混合気を形成し、予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。 - 前記第2燃料の残量が前記第1基準値以下で運転条件が前記第1領域にある場合に、前記第1燃料と前記第2燃料を供給して第1燃料と第2燃料の中間の着火性を有する均一予混合気を燃焼室の全体に形成し、均一予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。
- 前記燃料分離手段は設定沸点を変更可能であり、
前記第2燃料の残量が前記第1基準値より小さな第2基準値以下でありかつ前記第3燃料が基準値以上でありかつ運転条件が前記第1領域または第2領域にある場合に、前記燃料分離手段の設定沸点を高沸点側へ変更して、前記第3燃料を前記第2燃料と前記第4燃料に再分離し、前記燃料混合手段により、この再分離した第4燃料を第3燃料に混合して新たな第3燃料とすることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。 - 前記再分離後の第2燃料の残量が前記第2基準値より大きく運転条件が前記第1領域にある場合に、前記再分離後の第2燃料と前記第1燃料を圧縮上死点後に供給して第1燃料と第2燃料の中間の着火性を有する低温予混合気を形成し、低温予混合燃焼を行わせることを特徴とする請求項15に記載のエンジン。
- 前記再分離後の第2燃料の残量が前記第2基準値以下であり運転条件が前記第1領域にある場合に、前記再分離後の第2燃料と前記第1燃料と第3燃料とを圧縮上死点後に供給して第1燃料と第2燃料と第3燃料の中間の着火性を有する低温予混合気を形成し、低温予混合燃焼を行わせることを特徴とする請求項15に記載のエンジン。
- 燃焼室の混合気に対して着火し点火装置を備え、
前記第2燃料の残量が前記第2基準値以下でかつ前記第3燃料の残量が基準値未満であり運転条件が前記第1領域または第2領域にある場合に、前記第1燃料を供給して燃焼室内に混合気を形成しこの混合気に前記点火装置で着火し火炎伝播燃焼を行わせることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。 - 前記再分離後の第2燃料の残量が前記第2基準値より大きく運転条件が前記第2領域にある場合に、前記再分離後の第2燃料と前記第1燃料と前記第3燃料とを供給すると共に、第1燃料の供給割合を減らしその減らした分を第2燃料で補填し、第1燃料と第2燃料と第3燃料との中間の着火性を有する均一予混合気を燃焼室の全体に形成し、均一予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項15に記載のエンジン。
- 前記燃焼室の混合気に対して着火し得る点火装置を備え、
前記再分離後の第2燃料の残量が前記第2基準値以下であり運転条件が前記第2領域にある場合に、前記第1燃料を供給して燃焼室内に混合気を形成しこの混合気に前記点火装置で着火し火炎伝播燃焼を行わせることを特徴とする請求項15に記載のエンジン。 - 前記第2燃料の残量が前記第1基準値より大きな第3基準値より大きく運転条件が前記第2領域にある場合に、前記第1燃料と前記第2燃料と前記第3燃料を供給すると共に、第1燃料の供給割合を減らしその減らした分を第2燃料で補填し、第1燃料と第2燃料と第3燃料との中間の着火性を有する均一予混合気を燃焼室の全体に形成し、予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。
- 前記予混合気は燃焼室に予混合気の存在する部分と存在しない部分とがある成層予混合気であることを特徴とする請求項13に記載のエンジン。
- 前記燃料供給手段は燃焼室天井にあって燃料を燃焼室に向けて等間隔で噴射し得る複数の噴孔を有する燃料噴射弁であり、
この燃料噴射弁を用いて前記予混合圧縮自己着火燃焼を行わせるための燃料噴射を主噴射として行わせると共に、この主噴射によって形成される予混合気の着火開始の前に副噴射を行うことを特徴とする請求項22に記載のエンジン。 - 前記予混合圧縮自己着火燃焼領域における負荷が大きくなるほど前記副噴射による燃料噴霧が燃焼室内をより遠くまで飛ぶように副噴射用の燃料を調整することを特徴とする請求項23に記載のエンジン。
- 前記予混合気は燃焼室の全体に広がる均一な予混合気であることを特徴とする請求項123に記載のエンジン。
- 前記燃料供給手段は燃焼室天井にあって燃料を燃焼室に向けて等間隔で噴射し得る複数の噴孔を有する燃料噴射弁であり、
この燃料噴射弁を用いて前記予混合圧縮自己着火燃焼を行わせるための燃料噴射を主噴射として行わせると共に、この主噴射によって形成される予混合気の着火開始の前に副噴射を行うことを特徴とする請求項25に記載のエンジン。 - 前記第2領域における負荷が大きくなるほど前記第1燃料の供給割合を増やすことを特徴とする請求項13に記載のエンジン。
- 前記燃焼形態は、燃料を圧縮上死点前に供給して予混合気を形成する予混合圧縮自己着火燃焼、燃焼室内のガスの酸素濃度を低下させると共に燃料を圧縮上死点後に供給して低温予混合気を形成する低温予混合燃焼、燃料を点火装置で着火して燃焼させる火炎伝播燃焼のいずれかであることを特徴とする請求項12に記載のエンジン。
- 前記第1燃料はガソリン、前記第2燃料はディーゼル軽質燃料、前記第3燃料はディーゼル燃料、前記第4燃料はディーゼル重質燃料であることを特徴とする請求項13に記載のエンジン。
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