JP2012007522A - Engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジンに関する。 The present invention relates to an engine.
シリンダ内にタンブル流を生成するとともに、燃料を直接噴射するエンジンが知られている(例えば特許文献1または2参照)。 An engine that generates a tumble flow in a cylinder and directly injects fuel is known (see, for example, Patent Document 1 or 2).
上記エンジンではタンブル流の回転方向に噴射方向を合わせて燃料を噴射することができる。この場合、噴射された燃料の噴霧がボア壁(シリンダ壁)に付着し、ピストンを潤滑するオイルを希釈させることがある。かかるオイルの希釈は小排気量のエンジンでタンブル比(ピストンが一往復する間にタンブル流が回転する回数)が大きい場合に増大することがある。理由は次の通りである。 In the engine, the fuel can be injected by matching the injection direction with the rotational direction of the tumble flow. In this case, the spray of injected fuel may adhere to the bore wall (cylinder wall) and dilute the oil that lubricates the piston. Such oil dilution may increase when the tumble ratio (the number of times the tumble flow rotates during one reciprocation of the piston) is large in a small displacement engine. The reason is as follows.
すなわち、一般にエンジンの排気量が小さいほど、ボア径は小さくなる。ボア径が小さくなると、燃料噴射弁とボア壁との間の距離が小さくなる。結果、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧は気化する前にボア壁に到達し易くなる。加えてタンブル比が大きい場合には、燃料噴霧がタンブル流に乗ってボア壁に到達し易くなる。このため、オイルの希釈が増大することがある。 That is, generally, the smaller the engine displacement, the smaller the bore diameter. As the bore diameter decreases, the distance between the fuel injection valve and the bore wall decreases. As a result, the spray of the fuel injected from the fuel injection valve easily reaches the bore wall before being vaporized. In addition, when the tumble ratio is large, the fuel spray rides on the tumble flow and easily reaches the bore wall. For this reason, the dilution of oil may increase.
なお、例えば図14に示すようにタンブル流Tに対向するように燃料を噴射することも考えられる。図14はタンブル流Tに対向するようにシリンダ51a内に燃料を噴射した場合の燃料噴霧Fの挙動についての説明図である。INは吸気側であることを示し、EXは排気側であることを示す。2点破線の円はタンブル流Tの外周を示す。燃料噴射弁58については、先端位置を示す先端部58aのみを示す。図14はクランク軸線延伸方向に沿って見た図となっている。
For example, as shown in FIG. 14, it is conceivable to inject the fuel so as to face the tumble flow T. FIG. 14 is an explanatory view of the behavior of the fuel spray F when the fuel is injected into the
第1の軸L1は、先端部58aとタンブル流Tの中心Oを結ぶ線となっている。タンブル流Tに対向するように燃料を噴射する場合、第1の軸L1よりも下死点側に燃料を噴射する。この場合、燃料噴霧Fの軌道はタンブル流Tの中心O側に偏向する。このため、上述した態様でのオイル希釈は発生しない。しかしながら、かかる燃料の噴射態様は、点火プラグ57近傍への成層混合気の形成に適した噴射態様であり、均質燃焼には不向きと考えられる。すなわち、この場合には燃料噴霧Fとタンブル流Tとを対向させ、双方の運動量を急激に減少させる。このためタンブル流Tが減衰し、筒内の乱れ強さや燃焼速度の向上を図ることが困難になる。
The first axis L1 is a line connecting the
本発明は上記課題に鑑み、燃料噴霧のボア壁への付着を好適に低減可能なエンジンを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an engine that can suitably reduce the adhesion of fuel spray to a bore wall.
本発明はシリンダ内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、クランク軸とを備えるとともに、前記シリンダ内にタンブル流を生成し、前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記燃料噴射弁の先端部と前記タンブル流の中心を結ぶ線を第1の軸とし、前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記先端部を基点として、前記タンブル流の回転方向に延伸方向を合わせながら延伸し、前記タンブル流に外接する外接線から、前記先端部を基点として、前記タンブル流の中心を超えない範囲内で予め定められた角度分、前記タンブル流の中心側に回転した位置に位置する線を第2の軸とし、前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記燃料噴射弁が前記第1の軸と前記第2の軸との間の空間に燃料を噴射するエンジンである。 The present invention includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder and a crankshaft, and generates a tumble flow in the cylinder when viewed along a direction in which the crankshaft extends along the crankshaft. The line connecting the tip of the fuel injection valve and the center of the tumble flow is the first axis, and the rotation of the tumble flow with the tip as a base when viewed along the crankshaft extending direction of the crankshaft. The center of the tumble flow by a predetermined angle within a range not exceeding the center of the tumble flow from the circumscribing line circumscribing the tumble flow, with the leading end as a base point. When the second shaft is a line positioned at a position rotated to the side, and the fuel injection valve is viewed along the crankshaft extending direction of the crankshaft, the fuel injection valve is while An engine that injects fuel into space.
また本発明は前記シリンダ内に、前記タンブル流の外周に沿う形に頂面を形成したピストンをさらに備えた構成とすることができる。 Moreover, this invention can be set as the structure further equipped with the piston which formed the top surface in the shape in alignment with the outer periphery of the said tumble flow in the said cylinder.
また本発明は前記燃料噴射弁の要求噴射期間に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射方向と、前記シリンダの中心軸線が直交する平面とがなす鋭角を決定する決定手段をさらに備えた構成とすることができる。 The present invention further includes a determining unit that determines an acute angle formed by an injection direction of the fuel injection valve and a plane perpendicular to the central axis of the cylinder based on a required injection period of the fuel injection valve. be able to.
また本発明は前記シリンダの壁温が所定温度以上である場合に、前記燃料噴射弁の噴射方向を前記外接線に沿った方向に切り替える第1の切替手段をさらに備えた構成とすることができる。 The present invention may further include a first switching unit that switches the injection direction of the fuel injection valve to a direction along the outer tangent when the wall temperature of the cylinder is equal to or higher than a predetermined temperature. .
また本発明は機関負荷率が所定値未満である場合に、前記燃料噴射弁の噴射方向を前記外接線に沿った方向に切り替える第2の切替手段をさらに備えた構成とすることができる。 The present invention may further include a second switching unit that switches the injection direction of the fuel injection valve to a direction along the circumscribed line when the engine load factor is less than a predetermined value.
本発明によれば、燃料噴霧のボア壁への付着を好適に低減できる。 According to the present invention, the adhesion of fuel spray to the bore wall can be suitably reduced.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はエンジン50を1気筒につき、クランク軸線Lcの延伸方向に沿って見た図である。エンジン50は例えばボア径がφ70mmからφ75mmまでの間の値となる小排気量のエンジンであり、シリンダブロック51と、シリンダヘッド52と、ピストン53と、吸気弁55と、排気弁56と、点火プラグ57と、燃料噴射弁58と、クランク軸59とを備えている。シリンダブロック51にはシリンダ51aが形成されている。シリンダ51a内にはピストン53が収容されている。シリンダブロック51の上面にはシリンダヘッド52が固定されている。燃焼室54はシリンダブロック51、シリンダヘッド52およびピストン53に囲まれた空間として形成されている。
FIG. 1 is a view of the
シリンダヘッド52には吸気ポート52aと排気ポート52bとが形成されている。吸気ポート52aは燃焼室54に吸気Sを導き、排気ポート52bは燃焼室54のガスを排気する。吸気ポート52aはシリンダ51内(より具体的には燃焼室54内)にタンブル流Tを生成するように吸気を導入する。このため、燃焼室54内に導入された吸気Sはタンブル流Tを形成する。タンブル流Tのタンブル比は高タンブル比(例えばAVLシミュレーションで1.5から3.0までの間の値)に設定されている。タンブル比は例えば均質燃焼時に高タンブル比になるように設定される。タンブル比を高タンブル比に設定することで、均質燃焼時の筒内の乱れ強さや燃焼速度の向上を図ることができる。ピストン53の頂面53aは、タンブル流Tの外周に沿う形に形成されている。
The
シリンダヘッド52には吸排気ポート52a、52bを開閉するための吸排気弁55、56が設けられている。このほかシリンダヘッド52には、点火プラグ57や燃焼噴射弁58が設けられている。燃焼噴射弁58は、シリンダヘッド52のうち、吸気側の部分、より具体的には吸気ポート52aとシリンダブロック51との間の部分に設けられている。燃料噴射弁58は吸気側から排気側に向かってシリンダ51内(より具体的には燃焼室54内)に燃料を直接噴射する。クランク軸59はピストン53の往復運動を回転運動に変換する。実施例1では、エンジン50が本発明のエンジンに相当する。
The
図2は燃料噴射弁58の噴射方向Dの説明図である。図2は図1と同様、エンジン50の要部をクランク軸線Lcの延伸方向に沿って見た図となっている。INは吸気側であることを、EXは排気側であることを示す。2点破線の円はタンブル流Tの外周を示す。燃料噴射弁58については、先端位置を示す先端部58aのみを示す。なお、これらは後述する図3から図7まで、および図9においても同様である。
FIG. 2 is an explanatory view of the injection direction D of the
第1の軸L1は、先端部58aとタンブル流Tの中心Oを結ぶ線である。外接線Ltは、先端部58aを基点として、タンブル流Tの回転方向に延伸方向を合わせながら延伸し、タンブル流Tに外接する線である。第2の軸L2は、先端部58aを基点として、タンブル流Tの中心Oを超えない範囲内で予め定められた角度α分、外接線Ltからタンブル流Tの中心O側に回転した位置に位置する線である。
The first axis L1 is a line connecting the
角度αは具体的には図3に示すように設定される。燃料噴射弁58はスリット噴霧である燃料噴霧Fを形成する。そしてクランク軸線Lcの延伸方向に沿って見た場合に、先端部58aを基点とした燃料噴霧Fの広がりを示す角度が厚み角θcとなっている。これに対して、角度αは厚み角θcの2分の1(θc/2)に設定される。
Specifically, the angle α is set as shown in FIG. The
図2に戻り、V角θvはシリンダ51aが鉛直方向に沿って延伸しているとした場合に、燃料噴射弁58の噴射方向Dが水平面となす俯角である。したがって、V角θvは燃料噴射弁58の噴射方向Dと、シリンダ51aの中心軸線Pが直交する平面とがなす鋭角に相当する。燃料噴射弁58の噴射方向Dは、V角θvによって設定される。
V角θvに対し、第1および第2の軸L1、L2間で示される角度範囲を最適V角範囲Rとする。そして、V角θvを最適V角範囲R内に設定する。これにより、第1および第2の軸L1、L2間の空間(以下、第1の空間)に燃料を噴射するよう噴射方向Dが設定される。
Returning to FIG. 2, the V angle θv is a depression angle formed by the injection direction D of the
An angle range indicated between the first and second axes L1 and L2 with respect to the V angle θv is defined as an optimum V angle range R. Then, the V angle θv is set within the optimum V angle range R. Thereby, the injection direction D is set so that fuel is injected into the space between the first and second axes L1 and L2 (hereinafter referred to as the first space).
次に本実施例にかかるエンジンの作用効果について説明する。図4は燃料噴霧Fの挙動を例示する図であり、図4(a)はV角θvを29°に設定した場合について、図4(b)はV角θvを39°に設定した場合についてそれぞれ示している。
図4(a)に示すように、V角θvを29°に設定した場合は、噴射方向Dが外接線Ltに沿った方向に設定される。このためクランク角度が248°BTDCから238°BTDCになるまでの間に、燃料噴霧Fがタンブル流Tに乗って流通する。結果、ボア壁に到達する。
図4(b)に示すように、V角θvを39°に設定した場合は、噴射方向Dが第1の空間に燃料を噴射するように設定される。このため、クランク角度が248°BTDCから238°BTDCになるまでの間に、燃料噴霧Fの軌道がタンブル流Tによって内側に曲がる。結果、燃料噴霧Fのボア壁面への付着を低減できる。
Next, the function and effect of the engine according to this embodiment will be described. 4A and 4B are diagrams illustrating the behavior of the fuel spray F. FIG. 4A shows the case where the V angle θv is set to 29 °, and FIG. 4B shows the case where the V angle θv is set to 39 °. Each is shown.
As shown in FIG. 4A, when the V angle θv is set to 29 °, the injection direction D is set to a direction along the circumscribed line Lt. Therefore, the fuel spray F circulates on the tumble flow T until the crank angle changes from 248 ° BTDC to 238 ° BTDC. As a result, it reaches the bore wall.
As shown in FIG. 4B, when the V angle θv is set to 39 °, the injection direction D is set so as to inject fuel into the first space. For this reason, the trajectory of the fuel spray F is bent inward by the tumble flow T until the crank angle is changed from 248 ° BTDC to 238 ° BTDC. As a result, adhesion of the fuel spray F to the bore wall surface can be reduced.
すなわち、本実施例にかかるエンジンでは、第1の空間に燃料を噴射する結果、図5に模式的に示すように燃料噴霧Fの軌道がタンブル流Tによって内側に曲がる。そしてこれにより、エンジンが小排気量で、且つタンブル比が高タンブル比に設定されたエンジンであっても、燃料噴霧Fのボア壁面への付着を好適に低減できる。
またこのエンジンは、タンブル流Tの回転方向に噴射方向Dを合わせて燃料を噴射することで、噴射によるタンブル流Tの減衰を抑制できる。このため均質燃焼を行う場合に特に好適である。
That is, in the engine according to this embodiment, as a result of injecting fuel into the first space, the trajectory of the fuel spray F is bent inward by the tumble flow T as schematically shown in FIG. As a result, even when the engine has a small displacement and the tumble ratio is set to a high tumble ratio, the adhesion of the fuel spray F to the bore wall surface can be suitably reduced.
Moreover, this engine can suppress attenuation | damping of the tumble flow T by injection by matching the injection direction D with the rotation direction of the tumble flow T, and injecting fuel. Therefore, it is particularly suitable when performing homogeneous combustion.
またこのエンジンでは、ピストン53の頂面53aをタンブル流Tの外周に沿う形に形成している。このため図6に示すように、頂面53aでタンブル流Tをスムースに案内できる。そしてこのとき、タンブル流Tは燃料噴霧Fと頂面53aとを隔てるエアカーテンのように機能する。このためこのエンジンは、燃料噴霧Fの頂面53aへの付着も低減できる。
In this engine, the
またこのエンジンでは、燃料噴霧Fの軌道がタンブル流Tによって内側に曲がる結果、図7に模式的に示すように燃料噴霧Fがタンブル流Tの中心O付近に滞留する。一方、タンブル流Tは噴射方向Dの設定や頂面53aの形状によって減衰が抑制されている。このため、中心O付近に滞留した燃料噴霧Fは、減衰が抑制されたタンブル流Tの遠心力により、矢印で模式的に示すように周囲に拡散する。このためエンジン50は、このようにして混合気の均質度を高めることもできる点でも、均質燃焼を行う場合に好適である。
Further, in this engine, as a result of the trajectory of the fuel spray F being bent inward by the tumble flow T, the fuel spray F stays in the vicinity of the center O of the tumble flow T as schematically shown in FIG. On the other hand, the tumble flow T is suppressed from being attenuated by the setting of the injection direction D and the shape of the
図8に示すように、実施例2ではエンジン50に対してECU70Aが設けられている。実施例2ではエンジン50およびECU70Aが本発明のエンジンに相当する。ECU70AはCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を備えている。ECU70Aには、エンジン50の状態を検出するための各種のセンサ・SW類80が電気的に接続されている。センサ・SW類80は例えばエンジン50の吸入空気量を計測するエアフロメータや、エンジン50のクランク角度を検出するクランク角度センサや、エンジン50の冷却水温を検出する冷却水温センサを含んでいる。ECU70Aには燃料噴射弁58など各種の制御対象が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 8, in the second embodiment, an ECU 70 </ b> A is provided for the
ECU70Aでは、CPUがROMに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてRAMの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、各種の手段が機能的に実現される。
例えばECU70Aでは、燃料噴射弁58の要求噴射期間(噴射量)peに基づいて、V角θvを決定する決定手段が機能的に実現される。
V角θvを決定する理由は次の通りである。図9に示すように、タンブル流Tの位置は破線および実線で例示するピストン53の位置に応じて、すなわちクランク角度に応じて変化する。そしてこれに伴い、最適V角範囲Rもクランク角度に応じて変化する。このため、クランク角度に応じて最適となるV角θvを決定する必要がある。これに対して、決定手段は次に示すようにしてV角θvを決定する。
In the
For example, in the
The reason for determining the V angle θv is as follows. As shown in FIG. 9, the position of the tumble flow T changes according to the position of the
図10はV角θvの決定ダイアグラムを示す図である。図10では縦軸がV角θv、横軸がクランク角度となっている。最適V角範囲Rは、クランク角度に応じて帯状の領域Rbを形成する。このため、決定手段は要求噴射期間peを取得するとともに、取得した要求噴射期間peを領域Rbに適合することで、最適となるV角θv(最適V角θvb)と最適燃料噴射時期tとを決定することができる。なお、要求噴射期間peは例えばエンジン50の回転数や吸入空気量に基づき、予めROMに格納されたマップデータから読み込むことができる。
FIG. 10 is a diagram showing a determination diagram of the V angle θv. In FIG. 10, the vertical axis represents the V angle θv, and the horizontal axis represents the crank angle. The optimum V angle range R forms a band-shaped region Rb according to the crank angle. For this reason, the determining means obtains the required injection period pe and adapts the acquired requested injection period pe to the region Rb, so that the optimum V angle θv (optimum V angle θvb) and optimum fuel injection timing t are obtained. Can be determined. The required injection period pe can be read from map data stored in advance in the ROM based on, for example, the rotational speed of the
一方、V角θvを変更するにあたり、燃料噴射弁58は具体的には以下に示すV角可変機構を備えている。図11は燃料噴射弁58のV角可変機構を示す図である。ノズルボディ581には、ノズルニードル582が収容されている。ノズルニードル582はノズルボディ581内を摺動する。ノズルニードル582がシート部583から離間した状態で、燃料が噴孔584から噴射される。一方、ノズルニードル582がシート部583に着座した状態で、燃料の噴射が停止する。
On the other hand, when changing the V angle θv, the
噴孔584の開口部には面取り部584aが形成されている。面取り部584aは曲面で面取りされている。一方、ノズルボディ581には、バイパス路586が形成されている。バイパス路586は、サック部585から噴孔584の一部をバイパスし、面取り部584aに向けて開口している。このため、バイパス路586を流通する燃料は噴孔584を流通する燃料を面取り部584a側に押し曲げる。押し曲げられた燃料はコアンダ効果により噴孔584の形状に沿うように流れる。これによりV角θvを変更することができる。
A chamfered
さらにノズルボディ581には、バイパス路586を流通する燃料の流量を調節可能なバイパスニードル587が摺動自在に設けられている。このため、バイパスニードル587を制御することで、V角θvを可変にすることができる。なお、ノズルニードル582やバイパスニードル587は、例えばこれら582、587の背圧を制御可能な制御弁を制御することで制御することができる。
Further, the
次に本実施例にかかるエンジンの作用効果について説明する。本実施例にかかるエンジンでは、燃料噴射弁58の要求噴射期間に基づいてV角θvを決定する。そしてこれにより、クランク角度に応じた最適なV角θvを決定できる。このためこのエンジンは、さらに燃料噴霧Fのボア壁面への付着をクランク角度に応じて好適に低減できる。
Next, the function and effect of the engine according to this embodiment will be described. In the engine according to the present embodiment, the V angle θv is determined based on the required injection period of the
実施例3ではエンジン50に対してECU70B(図示省略)が設けられる。ECU70Bは第1の切替手段が機能的に実現される点以外、ECU70Aと実質的に同一のものとなっている。第1の切替手段は例えば前述した決定手段とともに、或いは単独で実現することができる。実施例3ではエンジン50およびECU70Bが本発明のエンジンに相当する。
In the third embodiment, an ECU 70B (not shown) is provided for the
第1の切替手段は、シリンダ51aの壁温に基づき、燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替えるように実現される。詳しくは後述する。
シリンダ51aの壁温には、噴射方向Dに位置するボア壁の壁温を適用できる。噴射方向Dに位置するボア壁の壁温は、具体的には排気側のボア壁の壁温となっている。なお、シリンダ51aの壁温は例えば温度センサを用いて直接的に検出されてもよく、対象となるシリンダ51a壁付近の冷却水温を検出し、これに基づき推定することなどで間接的に検出(推定)されてもよい。
The first switching means is realized to switch the injection direction D of the
The wall temperature of the bore wall located in the injection direction D can be applied to the wall temperature of the
図12はV角θvの第1の制御ダイアグラムを示す図である。図12では縦軸がV角θv、横軸が排気側のボア壁温となっている。ここで、ボア壁温が第1の所定温度(ここでは40℃)未満の場合、燃料噴霧Fによるオイル希釈の影響が大きくなる。このためこの場合には、V角θvを最適V角範囲R内に設定する。一方、ボア壁温が第1の所定温度以上の場合、燃料噴霧Fによるオイル希釈の影響は小さくなる。このためこの場合には、第2の軸L2よりも外接線Lt側の空間(以下、第2の空間)に燃料を噴射するようにV角θvを設定する。 FIG. 12 is a diagram showing a first control diagram of the V angle θv. In FIG. 12, the vertical axis represents the V angle θv, and the horizontal axis represents the bore wall temperature on the exhaust side. Here, when the bore wall temperature is lower than the first predetermined temperature (here, 40 ° C.), the influence of oil dilution by the fuel spray F becomes large. Therefore, in this case, the V angle θv is set within the optimum V angle range R. On the other hand, when the bore wall temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature, the influence of oil dilution by the fuel spray F is reduced. Therefore, in this case, the V angle θv is set so that fuel is injected into a space (hereinafter referred to as a second space) closer to the circumscribing line Lt than the second axis L2.
第2の空間に燃料噴射する場合、次のようにV角θvを設定できる。
すなわち、ボア壁温が第1の所定温度以上の場合には、例えば噴射方向Dが外接線Ltに沿った方向になるようにV角θvを設定できる。
この場合、図12に示すようにボア壁温がさらに第1の所定温度よりも大きい第2の所定温度(ここでは80℃)以上である場合に、噴射方向Dが外接線Ltに沿った方向になるようV角θvを設定できる。
一方、ボア壁温が第1の所定温度以上、且つ第2の所定温度未満である場合には、ボア壁温が第1の所定温度未満である場合と第2の所定温度以上である場合との間で、ボア壁温が高くなるに従い、V角θvが次第に小さくなるようにV角θvを設定できる。
When fuel is injected into the second space, the V angle θv can be set as follows.
That is, when the bore wall temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature, for example, the V angle θv can be set so that the injection direction D is in a direction along the circumscribed line Lt.
In this case, as shown in FIG. 12, when the bore wall temperature is equal to or higher than a second predetermined temperature (here, 80 ° C.) higher than the first predetermined temperature, the injection direction D is a direction along the tangent line Lt. The V angle θv can be set to be
On the other hand, when the bore wall temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature and lower than the second predetermined temperature, the bore wall temperature is lower than the first predetermined temperature and the second predetermined temperature is higher than the second predetermined temperature. The V angle θv can be set so that the V angle θv gradually decreases as the bore wall temperature increases.
したがって第1の切替手段は、シリンダ51aの壁温が第1の所定温度以上である場合、第1の空間に燃料を噴射する状態から第2の空間に燃料を噴射する状態に燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替える。
また第1の切替手段は、シリンダ51aの壁温が第1の所定温度以上である場合、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることができる。
この場合、第1の切替手段は、シリンダ51aの壁温がさらに第2の所定温度以上である場合に、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることができる。一方、シリンダ51aの壁温が第1の所定温度以上、且つ第2の所定温度未満である場合、第1の切替手段は、シリンダ51aの壁温が高くなるに従い、噴射方向Dが次第に外接線Ltに沿った方向になるように噴射方向Dを切り替えることができる。
シリンダ51aの壁温に関し、所定温度以上である場合は所定温度よりも高い場合であってもよく、所定温度未満である場合は所定温度以下である場合であってもよい。
Therefore, when the wall temperature of the
The first switching means can switch the injection direction D to a direction along the circumscribed line Lt when the wall temperature of the
In this case, the first switching means can switch the injection direction D to a direction along the circumscribed line Lt when the wall temperature of the
Regarding the wall temperature of the
次に本実施例にかかるエンジンの作用効果について説明する。本実施例にかかるエンジンでは、排気側のボア壁温が第1の所定温度以上である場合に、第1の空間に燃料を噴射する状態から第2の空間に燃料を噴射する状態に燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替える。この場合には、燃料噴射によるタンブル流Tの気流増速効果を高めることができる。このため本実施例にかかるエンジンは、排気側のボア壁温に応じて、燃料噴霧Fのボア壁面への付着を低減する燃料付着低減効果とタンブル流Tの気流増速効果とを両立させることができる。
Next, the function and effect of the engine according to this embodiment will be described. In the engine according to this embodiment, when the bore wall temperature on the exhaust side is equal to or higher than the first predetermined temperature, the fuel is injected from the state in which fuel is injected into the first space to the state in which fuel is injected into the second space. The injection direction D of the
またこのエンジンは、排気側のボア壁温が第1の所定温度以上である場合に、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることで、燃料噴射によるタンブル流Tの気流増速効果を大きく高めることができる。また第2の所定温度以上である場合にこのように噴射方向Dを切り替えることで、燃料付着低減効果と気流増速効果とを好適に両立させることができる。
またこのエンジンは、排気側のボア壁温が第1の所定温度以上、且つ第2の所定温度未満である場合に、上述したように次第に噴射方向Dを切り替えることで、機関運転状態全体としても燃料付着低減効果と気流増速効果とを好適に両立させることができる。
In addition, when the bore wall temperature on the exhaust side is equal to or higher than the first predetermined temperature, this engine switches the injection direction D to the direction along the outer tangent line Lt, so that the air flow acceleration effect of the tumble flow T by the fuel injection is achieved. Can be greatly increased. Further, by switching the injection direction D in this way when the temperature is equal to or higher than the second predetermined temperature, the fuel adhesion reduction effect and the airflow acceleration effect can be suitably achieved.
In addition, when the exhaust side bore wall temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature and lower than the second predetermined temperature, the engine gradually switches the injection direction D as described above, so that the engine operating state as a whole The effect of reducing fuel adhesion and the effect of increasing the airflow can be preferably achieved.
実施例4ではエンジン50に対してECU70C(図示省略)が設けられる。ECU70Cは第2の切替手段が機能的に実現される点以外、ECU70Aと実質的に同一のものとなっている。第2の切替手段は、機関負荷に基づき、燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替えるように実現される。詳しくは後述する。機関負荷は、例えばエンジン50の回転数および吸入空気量に基づき、検出することができる。第2の切替手段は例えば前述した決定手段とともに、或いは単独で実現することができる。実施例4ではエンジン50およびECU70Cが本発明のエンジンに相当する。
In the fourth embodiment, an ECU 70C (not shown) is provided for the
図13はV角θvの第2の制御ダイアグラムを示す図である。図13では縦軸がV角θv、横軸がエンジン50の負荷率(機関負荷率)となっている。ここで、負荷率が第1の所定値(ここでは80%)以上の場合、燃料噴射期間が長くなり、燃料噴霧Fのペネトレーション(貫徹力)が増大する。このため負荷率が第1の所定値以上の場合には、V角θvを最適V角範囲R内に設定する。一方、負荷率が第1の所定値未満の場合、燃料噴射期間が短くなるため、燃料噴霧Fのペネトレーションも低下する。このため負荷率が第1の所定値未満の場合には、第2の空間に燃料を噴射するようにV角θvを設定する。
FIG. 13 is a diagram showing a second control diagram of the V angle θv. In FIG. 13, the vertical axis represents the V angle θv, and the horizontal axis represents the load factor (engine load factor) of the
第2の空間に燃料噴射する場合、次のようにV角θvを設定できる。
すなわち、負荷率が第1の所定値未満の場合には、例えば噴射方向Dが外接線Ltに沿った方向になるようにV角θvを設定できる。
この場合、図13に示すように負荷率がさらに第1の所定値よりも小さい第2の所定値(例えば60%)未満である場合に、噴射方向Dが外接線Ltに沿った方向になるようにV角θvを設定できる。
一方、負荷率が第1の所定値未満、且つ第2の所定値以上である場合には、負荷率が第1の所定値以上である場合と第2の所定値未満である場合との間で、負荷率が低下するに従い、V角θvが次第に小さくなるようにV角θvを設定できる。
When fuel is injected into the second space, the V angle θv can be set as follows.
That is, when the load factor is less than the first predetermined value, for example, the V angle θv can be set so that the injection direction D is in a direction along the circumscribed line Lt.
In this case, as shown in FIG. 13, when the load factor is further less than a second predetermined value (for example, 60%) smaller than the first predetermined value, the injection direction D becomes a direction along the circumscribed line Lt. Thus, the V angle θv can be set.
On the other hand, when the load factor is less than the first predetermined value and greater than or equal to the second predetermined value, the load factor is greater than or equal to the first predetermined value and less than the second predetermined value. Thus, the V angle θv can be set so that the V angle θv gradually decreases as the load factor decreases.
したがって第2の切替手段は、負荷率が第1の所定値未満である場合、第1の空間に燃料を噴射する状態から第2の空間に燃料を噴射する状態に燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替える。
また第2の切替手段は、負荷率が第1の所定値未満である場合、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることができる。
この場合、第2の切替手段は、負荷率がさらに第2の所定値未満である場合に、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることができる。一方、負荷率が第1の所定値未満、且つ第2の所定値以上である場合、第2の切替手段は、負荷率が低下するに従い、噴射方向Dが次第に外接線Ltに沿った方向になるように噴射方向Dを切り替えることができる。
エンジン50の負荷率に関し、所定値以上である場合は所定値よりも大きい場合であってもよく、所定値未満である場合は所定値以下である場合であってもよい。
Accordingly, when the load factor is less than the first predetermined value, the second switching means causes the injection direction of the
The second switching means can switch the injection direction D to a direction along the circumscribed line Lt when the load factor is less than the first predetermined value.
In this case, the second switching means can switch the injection direction D to the direction along the circumscribed line Lt when the load factor is further less than the second predetermined value. On the other hand, when the load factor is less than the first predetermined value and greater than or equal to the second predetermined value, the second switching means causes the injection direction D to gradually move in the direction along the outer tangent line Lt as the load factor decreases. Thus, the injection direction D can be switched.
Regarding the load factor of the
次に本実施例にかかるエンジンの作用効果について説明する。本実施例にかかるエンジンでは、負荷率が第1の所定値未満である場合に、第1の空間に燃料を噴射する状態から第2の空間に燃料を噴射する状態に燃料噴射弁58の噴射方向Dを切り替える。この場合には、燃料噴射によるタンブル流Tの気流増速効果を高めることができる。このため本実施例にかかるエンジンは、機関負荷に応じて、燃料付着低減効果とタンブル流Tの気流増速効果とを両立させることができる。
Next, the function and effect of the engine according to this embodiment will be described. In the engine according to the present embodiment, when the load factor is less than the first predetermined value, the
またこのエンジンは、負荷率が第1の所定値未満である場合に、噴射方向Dを外接線Ltに沿った方向に切り替えることで、燃料噴射によるタンブル流Tの気流増速効果を大きく高めることができる。また第2の所定値未満である場合にこのように噴射方向Dを切り替えることで、燃料付着低減効果と気流増速効果とを好適に両立させることができる。
またこのエンジンは、負荷率が第1の所定値以上、且つ第2の所定値未満である場合に、上述したように次第に噴射方向Dを切り替えることで、機関運転状態全体としても燃料付着低減効果と気流増速効果とを好適に両立させることができる。
In addition, when the load factor is less than the first predetermined value, this engine greatly enhances the air flow acceleration effect of the tumble flow T by the fuel injection by switching the injection direction D to the direction along the circumscribed line Lt. Can do. Moreover, when it is less than a 2nd predetermined value, the fuel adhesion reduction effect and the airflow acceleration effect can be made to make compatible suitably by switching the injection direction D in this way.
In addition, when the load factor is equal to or higher than the first predetermined value and lower than the second predetermined value, the engine gradually switches the injection direction D as described above, thereby reducing the fuel adhesion as an entire engine operating state. And the airflow speed increasing effect can be achieved in a suitable manner.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば第1の切替手段と第2の切替手段とは同時に用いられてもよい。この場合には例えば第1および第2の切替手段のうち、燃料噴射弁の噴射方向と、シリンダの中心軸線が直交する平面とがなす鋭角をより小さな角度に設定することになる切替手段が、燃料噴射弁の噴射方向を切り替えるようにすることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
For example, the first switching unit and the second switching unit may be used simultaneously. In this case, for example, among the first and second switching means, the switching means that sets the acute angle formed by the injection direction of the fuel injection valve and the plane perpendicular to the central axis of the cylinder to a smaller angle, The injection direction of the fuel injection valve can be switched.
エンジン 50
シリンダブロック 51
シリンダ 51a
シリンダヘッド 52
ピストン 53
頂面 53a
燃焼室 54
吸気弁 55
排気弁 56
燃料噴射弁 58
クランク軸 59
ECU 70A、70B、70C
Top 53a
Claims (5)
前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記燃料噴射弁の先端部と前記タンブル流の中心を結ぶ線を第1の軸とし、
前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記先端部を基点として、前記タンブル流の回転方向に延伸方向を合わせながら延伸し、前記タンブル流に外接する外接線から、前記先端部を基点として、前記タンブル流の中心を超えない範囲内で予め定められた角度分、前記タンブル流の中心側に回転した位置に位置する線を第2の軸とし、
前記クランク軸のクランク軸線延伸方向に沿って見た場合に、前記燃料噴射弁が前記第1の軸と前記第2の軸との間の空間に燃料を噴射するエンジン。 A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder and a crankshaft, and generating a tumble flow in the cylinder;
When viewed along the crankshaft extending direction of the crankshaft, a line connecting the tip of the fuel injection valve and the center of the tumble flow is a first axis,
When viewed along the direction of extension of the crankshaft of the crankshaft, the tip extends from the circumscribing line circumscribing the tumble flow, extending from the tip end while aligning the extension direction with the rotation direction of the tumble flow. The second axis is a line located at a position rotated to the center side of the tumble flow by a predetermined angle within a range not exceeding the center of the tumble flow with the part as a base point,
An engine in which the fuel injection valve injects fuel into a space between the first shaft and the second shaft when viewed along the direction of extension of the crankshaft of the crankshaft.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
WO2014086362A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Jorgen Christoffersen | Mounting system for prefabricated wall elements |
JP2014136981A (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2016223411A (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | マツダ株式会社 | Control device of engine |
JP2017512277A (en) * | 2014-02-26 | 2017-05-18 | ウエストポート パワー インコーポレイテッドWestport Power Inc. | Gaseous fuel combustion system for internal combustion engines |
-
2010
- 2010-06-23 JP JP2010143188A patent/JP2012007522A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014086362A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Jorgen Christoffersen | Mounting system for prefabricated wall elements |
JP2014136981A (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine |
JP2017512277A (en) * | 2014-02-26 | 2017-05-18 | ウエストポート パワー インコーポレイテッドWestport Power Inc. | Gaseous fuel combustion system for internal combustion engines |
US10451012B2 (en) | 2014-02-26 | 2019-10-22 | Westport Power Inc. | Gaseous fuel combustion apparatus for an internal combustion engine |
JP2016223411A (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | マツダ株式会社 | Control device of engine |
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