JP2011157941A - Compression ignition internal combustion engine - Google Patents
Compression ignition internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011157941A JP2011157941A JP2010022529A JP2010022529A JP2011157941A JP 2011157941 A JP2011157941 A JP 2011157941A JP 2010022529 A JP2010022529 A JP 2010022529A JP 2010022529 A JP2010022529 A JP 2010022529A JP 2011157941 A JP2011157941 A JP 2011157941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- combustion engine
- compression ignition
- gasoline
- 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
Abstract
Description
本発明は、圧縮着火内燃機関に関する。 The present invention relates to a compression ignition internal combustion engine.
近年、熱効率が高く、公害性が低いことから、予混合圧縮着火内燃機関に代表される圧縮着火内燃機関が提案されている。前記圧縮着火内燃機関は、酸素含有気体と圧縮自着火可能な燃料との混合気を燃焼室内に導入して圧縮することにより、該燃料に自着火させるものである。 In recent years, compression ignition internal combustion engines represented by premixed compression ignition internal combustion engines have been proposed because of their high thermal efficiency and low pollution. The compression ignition internal combustion engine introduces an air-fuel mixture of an oxygen-containing gas and a fuel capable of compression autoignition into a combustion chamber and compresses the mixture to cause the fuel to self-ignite.
ところが、前記圧縮着火内燃機関は、火花点火方式の内燃機関と異なり前記混合気の着火を自着火により行うため、着火タイミングを制御することが難しい。また、前記圧縮着火内燃機関は、高負荷のときには前記燃料の濃度が高くなってノッキングを起こしやすくなる一方、低負荷のときには該燃料の濃度が希薄になるために着火しにくく、失火しやすいという問題がある。 However, unlike the spark ignition internal combustion engine, the compression ignition internal combustion engine ignites the air-fuel mixture by self-ignition, so it is difficult to control the ignition timing. Further, the compression ignition internal combustion engine has a high concentration of the fuel at high load and is likely to cause knocking. On the other hand, at low load, the concentration of the fuel becomes lean, so that it is difficult to ignite and misfire. There's a problem.
そこで、前記着火タイミングを制御するために吸気温度制御や、排気を吸気に再循環させる制御(EGR)が行われている。また、着火性の異なる2種類の燃料として、ガソリンと軽油とを用いる圧縮着火内燃機関も知られている。 In order to control the ignition timing, intake air temperature control and control (EGR) for recirculating exhaust gas to intake air are performed. A compression ignition internal combustion engine using gasoline and light oil as two kinds of fuels having different ignitability is also known.
前記ガソリンと軽油とを用いる圧縮着火内燃機関は、吸気ポートにガソリンを噴射する一方、燃焼室内に軽油を直接噴射するものである。このような圧縮着火内燃機関によれば、高負荷時には着火性の高い燃料(軽油)に対する着火性の低い燃料(ガソリン)の割合を高くし、低負荷時には着火性の低い燃料(ガソリン)に対する着火性の高い燃料(軽油)の割合を高くする。このようにすることにより、ある程度の着火時期の調整が可能であるとされている(例えば、特許文献1、2参照)。
The compression ignition internal combustion engine using gasoline and light oil injects light oil directly into a combustion chamber while injecting gasoline into an intake port. According to such a compression ignition internal combustion engine, the ratio of low ignitable fuel (gasoline) to high ignitable fuel (light oil) at high load is increased, and ignition to low ignitable fuel (gasoline) at low load. Increase the proportion of highly fuel (light oil). By doing in this way, it is supposed that adjustment of a certain ignition timing is possible (for example, refer
しかしながら、着火性の異なる2種類の燃料を用いる圧縮着火内燃機関では、負荷に応じて着火性の高い燃料と着火性の低い燃料との割合を変えるだけでは着火性を十分に調整することが難しいという不都合がある。 However, in a compression ignition internal combustion engine that uses two types of fuels with different ignitability, it is difficult to sufficiently adjust the ignitability only by changing the ratio of fuel with high ignitability and fuel with low ignitability according to the load. There is an inconvenience.
そこで、本発明は、かかる不都合を解消して、着火性の異なる2種類の燃料を用い、機関の運転状態の変化に対応して、広い範囲で着火タイミングを制御することができる圧縮着火内燃機関を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention eliminates such inconvenience, uses two types of fuels having different ignitability, and can control ignition timing over a wide range in response to changes in the operating state of the engine. The purpose is to provide.
かかる目的を達成するために、本発明は、着火性の異なる2種類の燃料のうち、他方より着火性の低い第1の燃料を貯留する第1の燃料貯留手段と、他方より着火性の高い第2の燃料を貯留する第2の燃料貯留手段と、該第1の燃料貯留手段に貯留されている該第1の燃料を吸気ポートに噴射する第1の燃料噴射手段と、該第2の燃料貯留手段に貯留されている該第2の燃料を燃焼室内に直接噴射する第2の燃料噴射手段とを備える圧縮着火内燃機関において、該第1の燃料貯留手段に貯留されている該第1の燃料を該第2の燃料噴射手段に供給する供給手段と、該第2の燃料噴射手段により噴射される該第1の燃料と該第2の燃料との体積比を制御する燃料噴射制御手段とを備えることを特徴とする。 To achieve this object, the present invention provides a first fuel storage means for storing a first fuel having a lower ignitability than the other of two types of fuels having different ignitability, and a higher ignitability than the other. A second fuel storage means for storing a second fuel; a first fuel injection means for injecting the first fuel stored in the first fuel storage means into an intake port; and In a compression ignition internal combustion engine comprising: a second fuel injection unit that directly injects the second fuel stored in the fuel storage unit into the combustion chamber; the first fuel stored in the first fuel storage unit Supply means for supplying the second fuel injection means to the second fuel injection means, and fuel injection control means for controlling the volume ratio of the first fuel and the second fuel injected by the second fuel injection means It is characterized by providing.
着火性の異なる2種類の燃料を用いる圧縮着火内燃機関では、まず、前記燃焼室内に直接噴射される着火性の高い燃料の酸化反応が始まり、その発熱と膨張により、吸気ポートから該燃焼室に導入される着火性の低い燃料の自着火が誘発され、燃焼が進行する。 In a compression ignition internal combustion engine using two types of fuels having different ignitability, first, an oxidation reaction of a highly ignitable fuel directly injected into the combustion chamber starts, and the heat generation and expansion thereof cause the intake port to enter the combustion chamber. The self-ignition of the low ignitable fuel to be introduced is induced, and the combustion proceeds.
本発明の圧縮着火内燃機関では、前記燃料噴射制御手段により、前記第2の燃料噴射手段に前記第1の燃料と前記第2の燃料とを供給すると共に、両燃料の体積比を制御する。この結果、前記燃焼室内に直接噴射される燃料の着火性は、前記第1の燃料の着火性と前記第2の燃料の着火性との中間的なものとなる。 In the compression ignition internal combustion engine of the present invention, the fuel injection control means supplies the first fuel and the second fuel to the second fuel injection means and controls the volume ratio of both fuels. As a result, the ignitability of the fuel directly injected into the combustion chamber is intermediate between the ignitability of the first fuel and the ignitability of the second fuel.
従って、本発明の圧縮着火内燃機関によれば、前記燃料噴射制御手段を介して前記第2の燃料噴射手段に供給される前記第1の燃料と前記第2の燃料との体積比を制御することにより、広い範囲で着火タイミングを制御することができる。 Therefore, according to the compression ignition internal combustion engine of the present invention, the volume ratio between the first fuel and the second fuel supplied to the second fuel injection means via the fuel injection control means is controlled. Thus, the ignition timing can be controlled in a wide range.
また、本発明の圧縮着火内燃機関において、前記燃料噴射制御手段は、前記第2の燃料噴射手段により噴射される前記第1の燃料と前記第2の燃料との体積比を、機関の負荷が低くなるほど前記第2の燃料の割合を高くし、機関の負荷が高くなるほど前記第1の燃料の割合を高くすることが好ましい。このようにすることにより、本発明の圧縮内燃機関によれば、機関の運転状態の変化に対応して、広い範囲で着火タイミングを制御することができる。 In the compression ignition internal combustion engine of the present invention, the fuel injection control means may determine a volume ratio between the first fuel and the second fuel injected by the second fuel injection means, so that an engine load is It is preferable to increase the ratio of the second fuel as the ratio decreases and to increase the ratio of the first fuel as the engine load increases. By doing so, according to the compression internal combustion engine of the present invention, the ignition timing can be controlled in a wide range in accordance with the change in the operating state of the engine.
また、本発明の圧縮着火内燃機関において、前記第1の燃料は、前記2種類の燃料のうち他方より着火性の低い燃料であればどのような燃料であってもよいが、例えばガソリンを用いることができる。また、本発明の圧縮着火内燃機関において、前記第2の燃料は、前記2種類の燃料のうち他方より着火性の高い燃料であればどのような燃料であってもよいが、例えば軽油を用いることができる。 In the compression ignition internal combustion engine of the present invention, the first fuel may be any fuel as long as it is less ignitable than the other of the two types of fuel, for example, gasoline is used. be able to. In the compression ignition internal combustion engine of the present invention, the second fuel may be any fuel as long as it has a higher ignitability than the other of the two types of fuel, but for example, light oil is used. be able to.
さらに、本発明の圧縮着火内燃機関は、前記第1の燃料を前記第2の燃料噴射手段に供給する第1の燃料ポンプと、前記第2の燃料を前記第2の燃料噴射手段に供給する第2の燃料ポンプとを備え、前記燃料噴射制御手段が、前記第2の燃料噴射手段により噴射される前記第1の燃料と前記第2の燃料との体積比を、該第1の燃料ポンプと該第2の燃料ポンプとの駆動力により制御することができる。 Furthermore, the compression ignition internal combustion engine of the present invention supplies a first fuel pump that supplies the first fuel to the second fuel injection means, and supplies the second fuel to the second fuel injection means. A second fuel pump, wherein the fuel injection control means determines a volume ratio of the first fuel and the second fuel injected by the second fuel injection means to the first fuel pump. And the driving force of the second fuel pump.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施形態の圧縮着火内燃機関1は、円筒状の燃焼室2と、燃焼室2の内壁に沿って摺動自在のピストン3とを備えており、燃焼室2の上部には吸気ポート4と、排気ポート5とが連通している。尚、燃焼室2の内壁とピストン3との間には図示しないピストンリングが介装されており、該ピストンリングが燃焼室2の内壁に摺接するようになっている。
As shown in FIG. 1, the compression ignition
吸気ポート4は吸気弁4aにより開閉自在とされており、排気ポート5は排気弁5aにより開閉自在とされている。吸気ポート4には、吸気ポート4内に第1の燃料としてのガソリンを噴射する第1燃料噴射手段6が配設されており、第1燃料噴射手段6は第1燃料導管7を介してガソリンタンク8に接続されている。また、燃焼室2の上部の略中央部には、燃焼室2内に第2の燃料としての軽油を直接噴射する第2燃料噴射手段9が配設されており、第2燃料噴射手段9は第2燃料導管10を介して軽油タンク11に接続されている。
The
第1燃料導管7の途中からは接続導管12が分岐しており、第1燃料ポンプ13を介して第2燃料導管10に接続されている。また、第2燃料導管10には、接続導管12との接続部の上流側に第2燃料ポンプ14が配設されている。
A connecting
また、圧縮着火内燃機関1は、第1燃料噴射手段6、第2燃料噴射手段9、第1燃料ポンプ13、第2燃料ポンプ14の作動を制御する制御装置15を備えている。制御装置15は、図示しないアクセルセンサ、トルクセンサからの出力信号、回転数、クランク角度、燃焼室2内の温度等を検知して、第1燃料噴射手段6、第2燃料噴射手段9、第1燃料ポンプ13、第2燃料ポンプ14の作動を制御する。
The compression ignition
次に、本実施形態の圧縮着火内燃機関1の作動について説明する。
Next, the operation of the compression ignition
圧縮着火内燃機関1では、圧縮行程において、制御装置15が第1燃料噴射手段6を介して吸気ポート4に第1の燃料としてのガソリンを噴射すると共に、吸気弁4aを開弁してガソリンを燃焼室2内に導入する。また、同時に制御装置15が第2燃料噴射手段9を介して、第1の燃料より着火性の高い燃料を燃焼室2内に直接噴射する。
In the compression ignition
このとき、制御装置15は、第2燃料導管10中の軽油に、第1燃料導管7から接続導管12を介してガソリンを混入し、前記第2の燃料としてガソリンと軽油との混合物を第2燃料噴射手段9に供給する。ガソリンと軽油との混合は、制御装置15により第1燃料ポンプ13及び第2燃料ポンプ14の駆動力を制御することにより、ガソリンと軽油と所定の体積比となるように行う。前記ガソリンと軽油との混合は、具体的には、制御装置15が前記アクセルセンサ、トルクセンサ等からの出力信号により機関負荷を検出し、該機関負荷が低くなるほど軽油の割合を高くし、該機関負荷が高くなるほどガソリンの割合が高くなるようにする。尚、前記機関負荷が低いときには、第2燃料噴射手段9に供給される燃料は実質的に軽油のみであってもよい。
At this time, the
前記ガソリン及び軽油は、燃焼室2内で気化すると共に、燃焼室2内の空気と混合気を形成し、さらに圧縮されることにより自着火する。ここで、前記自着火は、まず、燃焼室2内に直接噴射される着火性の高い燃料の酸化反応により始まる。そして、前記着火性の高い燃料の発熱と膨張により、吸気ポート4から燃焼室2に導入される着火性の低い燃料としてのガソリンの自着火が誘発される。
The gasoline and light oil vaporize in the
圧縮着火内燃機関1では、前述のように、燃焼室2内に直接噴射される着火性の高い燃料が前記ガソリンと軽油との混合物であり、機関負荷に応じて両者の体積比が変えられている。従って、燃焼室2内に直接噴射される着火性の高い燃料は、ガソリンの着火性と軽油の着火性との間の中間的な着火性を備えるものとなっており、圧縮着火内燃機関1の運転状態の変化に対応して、広い範囲で着火タイミングを制御することができる。
In the compression ignition
次に、圧縮着火内燃機関1の回転数1500ppm、機関負荷350kPaの条件下で、着火性の高い燃料として前記ガソリンと軽油との混合物の体積比を変えて、該混合物を燃焼室2内に直接噴射したの着火タイミングの変化を調べた。結果を、クランク角度に対する熱発生率の変化として、図2に示す。
Next, the volume ratio of the mixture of gasoline and light oil is changed as a highly ignitable fuel under the conditions of the rotational speed of the compression ignition
図2から、軽油に対するガソリンの混合割合(体積比)が増加するに従って、着火タイミングが遅角化することが明らかである。 From FIG. 2, it is clear that the ignition timing is retarded as the mixing ratio (volume ratio) of gasoline to light oil increases.
1…圧縮着火内燃機関、 2…燃焼室、 4…吸気ポート、 4a…吸気弁、 5a…排気弁、 6…第1燃料噴射手段、 8…ガソリンタンク、 9…第2燃料噴射手段、 11…軽油タンク、 13…第1燃料ポンプ、 14…第2燃料ポンプ、15…制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
他方より着火性の高い第2の燃料を貯留する第2の燃料貯留手段と、
該第1の燃料貯留手段に貯留されている該第1の燃料を吸気ポートに噴射する第1の燃料噴射手段と、
該第2の燃料貯留手段に貯留されている該第2の燃料を燃焼室内に直接噴射する第2の燃料噴射手段とを備える圧縮着火内燃機関において、
該第1の燃料貯留手段に貯留されている該第1の燃料を該第2の燃料噴射手段に供給する供給手段と、
該第2の燃料噴射手段により噴射される該第1の燃料と該第2の燃料との体積比を制御する燃料噴射制御手段とを備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関。 A first fuel storage means for storing a first fuel having a lower ignitability than the other of the two types of fuels having different ignitability;
A second fuel storage means for storing a second fuel having higher ignitability than the other;
First fuel injection means for injecting the first fuel stored in the first fuel storage means into an intake port;
A compression ignition internal combustion engine comprising: a second fuel injection unit that directly injects the second fuel stored in the second fuel storage unit into a combustion chamber;
Supply means for supplying the first fuel stored in the first fuel storage means to the second fuel injection means;
A compression ignition internal combustion engine comprising fuel injection control means for controlling a volume ratio between the first fuel and the second fuel injected by the second fuel injection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010022529A JP5528141B2 (en) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | Compression ignition internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010022529A JP5528141B2 (en) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | Compression ignition internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011157941A true JP2011157941A (en) | 2011-08-18 |
JP5528141B2 JP5528141B2 (en) | 2014-06-25 |
Family
ID=44590091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010022529A Expired - Fee Related JP5528141B2 (en) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | Compression ignition internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5528141B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58206859A (en) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Nippon Denso Co Ltd | Auxiliary fuel supply device |
JP2864526B2 (en) * | 1989-04-19 | 1999-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | Dual fuel diesel engine |
JP2001355471A (en) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Nissan Motor Co Ltd | Compressed self-ignition type internal combustion engine |
JP2002357139A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | Compression ignition type engine |
JP2006233818A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toyota Motor Corp | Combustion control system of compression ignition internal combustion engine |
JP2007315358A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | Multiple-fuel internal combustion engine |
JP2009138568A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
-
2010
- 2010-02-03 JP JP2010022529A patent/JP5528141B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58206859A (en) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Nippon Denso Co Ltd | Auxiliary fuel supply device |
JP2864526B2 (en) * | 1989-04-19 | 1999-03-03 | トヨタ自動車株式会社 | Dual fuel diesel engine |
JP2001355471A (en) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Nissan Motor Co Ltd | Compressed self-ignition type internal combustion engine |
JP2002357139A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Fuji Heavy Ind Ltd | Compression ignition type engine |
JP2006233818A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toyota Motor Corp | Combustion control system of compression ignition internal combustion engine |
JP2007315358A (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | Multiple-fuel internal combustion engine |
JP2009138568A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5528141B2 (en) | 2014-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4033160B2 (en) | Control device for internal combustion engine capable of premixed compression self-ignition operation | |
JP3991789B2 (en) | An internal combustion engine that compresses and ignites the mixture. | |
Zeng et al. | Combustion characteristics of a direct-injection natural gas engine under various fuel injection timings | |
JP4983468B2 (en) | Combustion control device for internal combustion engine | |
KR101693895B1 (en) | Variable ignition type engine for complex combustion using diesel and gasoline, method for controlling of the same and complex combustion system using diesel and gasoline | |
US7748481B2 (en) | Hybrid powertrain for homogeneous charge compression ignition engine operation | |
JP2013217335A (en) | 2-cycle gas engine | |
JP4126971B2 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE OPERATED BY COMPRESSED SELF-IGNITION OF MIXED AIR AND CONTROL METHOD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US20120004830A1 (en) | Controller for internal combustion engine | |
US20100228466A1 (en) | Internal combustion engine operational systems and meth0ds | |
JP5765819B2 (en) | 2-cycle gas engine | |
US9127599B2 (en) | Control system for multi-fuel internal combustion engine | |
CA2816547A1 (en) | Method for operating an engine | |
JP2012530867A (en) | Method of operating an internal combustion engine | |
US9410499B2 (en) | Control system for a multi-fuel internal combustion engine | |
CN102705068A (en) | Arbitrary fuel compression ignition type internal combustion engine | |
JP2008274905A (en) | Combustion control device for multi-fuel internal combustion engine | |
US11578684B2 (en) | Method for operating an engine | |
JP3812292B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2010196517A (en) | Control device for internal combustion engine | |
Kim et al. | Effect of hydrogen as an additive on lean limit and emissions of a turbo gasoline direct injection engine | |
JP2008184970A (en) | Control device of gasoline engine | |
WO2012114482A1 (en) | Internal combustion engine control system | |
JP5528141B2 (en) | Compression ignition internal combustion engine | |
JP2006052686A (en) | Control device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130716 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130718 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130910 |
|
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: 20140408 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5528141 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |