JP2019206960A - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019206960A JP2019206960A JP2018103805A JP2018103805A JP2019206960A JP 2019206960 A JP2019206960 A JP 2019206960A JP 2018103805 A JP2018103805 A JP 2018103805A JP 2018103805 A JP2018103805 A JP 2018103805A JP 2019206960 A JP2019206960 A JP 2019206960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- fuel injection
- combustion engine
- valve
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、点火プラグと燃料噴射弁とを有する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine having a spark plug and a fuel injection valve.
自動車エンジン等の内燃機関は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃焼室の混合気に点火するための点火プラグとを有する。そして、点火プラグとして、火花放電ギャップを先端側から覆うと共に噴孔を有するプラグキャップを備えたものがある。 An internal combustion engine such as an automobile engine has a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber and an ignition plug for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber. Some spark plugs include a plug cap that covers the spark discharge gap from the tip side and has an injection hole.
しかしながら、プラグキャップを有する点火プラグにおいては、プラグキャップ内の副室における気流が遅くなりやすい。それゆえ、特にリーン燃焼場において、プラグキャップ内の火花放電ギャップに供給される混合気の濃度が低下しやすく、着火性の観点で不利となりやすい。着火性向上のために、点火エネルギを高めることも考えられるが、燃費や電極消耗の観点から、必ずしも望ましいとは言えない。 However, in the spark plug having the plug cap, the airflow in the sub chamber in the plug cap tends to be slow. Therefore, particularly in a lean combustion field, the concentration of the air-fuel mixture supplied to the spark discharge gap in the plug cap tends to decrease, which tends to be disadvantageous in terms of ignitability. Although it is conceivable to increase the ignition energy in order to improve the ignitability, it is not always desirable from the viewpoint of fuel consumption and electrode consumption.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性に優れた内燃機関を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine having excellent ignitability.
本発明の第1の態様は、燃焼室(11)に先端部を露出させた点火プラグ(2)と、
上記燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁(3)と、
上記燃料噴射弁の噴射を制御する噴射制御部(4)と、を有し、
上記点火プラグは、火花放電ギャップ(21)を先端側から覆うと共に噴孔(221)が設けられたプラグキャップ(22)を備え、
上記噴射制御部は、圧縮行程(CS)において、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている、内燃機関(1、100)にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a spark plug (2) having a tip exposed in the combustion chamber (11),
A fuel injection valve (3) for directly injecting fuel into the combustion chamber;
An injection control unit (4) for controlling the injection of the fuel injection valve,
The spark plug includes a plug cap (22) that covers the spark discharge gap (21) from the tip side and is provided with an injection hole (221).
The injection control unit is in the internal combustion engine (1, 100) configured to inject fuel from the fuel injection valve in a compression stroke (CS).
本発明の第2の態様は、燃焼室(11)に先端部を露出させた点火プラグ(2)と、
上記燃焼室へ空気を供給する吸気ポート(120)に燃料を噴射する燃料噴射弁(30)と、
上記燃料噴射弁の噴射を制御する噴射制御部(40)と、を有し、
上記点火プラグは、火花放電ギャップ(21)を先端側から覆うと共に噴孔(221)が設けられたプラグキャップ(22)を備え、
上記噴射制御部は、吸気行程(IS)において、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている、内燃機関(10)にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a spark plug (2) whose tip is exposed in the combustion chamber (11),
A fuel injection valve (30) for injecting fuel into an intake port (120) for supplying air to the combustion chamber;
An injection control unit (40) for controlling the injection of the fuel injection valve,
The spark plug includes a plug cap (22) that covers the spark discharge gap (21) from the tip side and is provided with an injection hole (221).
The injection control unit is in the internal combustion engine (10) configured to inject fuel from the fuel injection valve in the intake stroke (IS).
上記第1の態様の内燃機関は、燃焼室に直接燃料を噴射するものであって、噴射制御部が、圧縮行程において、燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている。これにより、プラグキャップ内の火花放電ギャップに供給される混合気における燃料濃度を高くしやすい。つまり、圧縮行程において燃料噴射弁から燃料を噴射させることで、噴孔からプラグキャップ内に導入される混合気における燃料濃度を高くしやすい。その結果、混合気への着火性を向上させることができる。 The internal combustion engine according to the first aspect directly injects fuel into the combustion chamber, and the injection control unit is configured to inject fuel from the fuel injection valve in the compression stroke. Thereby, it is easy to increase the fuel concentration in the air-fuel mixture supplied to the spark discharge gap in the plug cap. That is, by injecting fuel from the fuel injection valve in the compression stroke, it is easy to increase the fuel concentration in the air-fuel mixture introduced from the injection hole into the plug cap. As a result, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
上記第2の態様の内燃機関は、燃焼室へ空気を供給する吸気ポートに燃料を噴射するものであって、噴射制御部が、吸気行程において、燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている。これにより、プラグキャップ内の火花放電ギャップに供給される混合気における燃料濃度を高くしやすい。つまり、圧縮行程において燃料噴射弁から燃料を噴射させることで、噴孔からプラグキャップ内に導入される混合気における燃料濃度を高くしやすい。その結果、混合気への着火性を向上させることができる。 The internal combustion engine according to the second aspect injects fuel into an intake port that supplies air to the combustion chamber, and the injection control unit is configured to inject fuel from the fuel injection valve in the intake stroke. Yes. Thereby, it is easy to increase the fuel concentration in the air-fuel mixture supplied to the spark discharge gap in the plug cap. That is, by injecting fuel from the fuel injection valve in the compression stroke, it is easy to increase the fuel concentration in the air-fuel mixture introduced from the injection hole into the plug cap. As a result, the ignitability of the air-fuel mixture can be improved.
以上のごとく、上記態様によれば、着火性に優れた内燃機関を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, an internal combustion engine having excellent ignitability can be provided.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
(実施形態1)
内燃機関に係る実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
本形態の内燃機関1は、図1に示すごとく、点火プラグ2と燃料噴射弁3と噴射制御部4とを有する。点火プラグ2は、燃焼室11に先端部を露出させている。燃料噴射弁3は、燃焼室11に直接燃料を噴射する。噴射制御部4は、燃料噴射弁3の噴射を制御する。
(Embodiment 1)
An embodiment according to an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
点火プラグ2は、図2に示すごとく、火花放電ギャップ21を先端側から覆うプラグキャップ22を備えている。プラグキャップ22には、噴孔221が設けられている。
噴射制御部4は、圧縮行程において、図3に示すごとく、燃料噴射弁3から燃料Fを噴射させるよう構成されている。すなわち、後述する図4において、ISにて示す圧縮行程の期間の少なくとも一部において、燃料噴射を行う。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 3, the
図1に示すごとく、内燃機関1は、吸気ポート120を開閉する吸気弁12と、排気ポート130を開閉する排気弁13とを備えている。点火プラグ2は、エンジンヘッドにおける、吸気ポート120と排気ポート130との間の部分に配設されている。点火プラグ2は、先端部を燃焼室11へ突出させている。すなわち、プラグキャップ22を燃焼室11に露出させており、噴孔221を燃焼室11に露出させている。
As shown in FIG. 1, the
点火プラグ2は、図2に示すごとく、プラグキャップ22を有する。本形態においては、絶縁碍子から先端側へ突出した中心電極211と、プラグキャップ22に設けられた接地電極212との間に、火花放電ギャップ21が形成されている。プラグキャップ22は、複数の噴孔221を有する。噴孔221は、プラグ軸方向の先端側へ行くほど径方向の外側へ向かうように傾斜している。プラグキャップ22は、先端面222と側面223との間にテーパ面224を有し、該テーパ面224に、噴孔221が開口している。なお、プラグキャップ22の内側の空間を、適宜、副室220という。
The
図1に示すごとく、燃料噴射弁3も、エンジンヘッドに取り付けてある。そして、燃料噴射弁3の噴射口を、燃焼室11に露出させている。これにより、燃料噴射弁3が、燃焼室11に直接燃料を噴射できるよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the
燃焼室11を構成するシリンダ内に、ピストン14が摺動可能に配置されている。ピストン14の往復運動により、燃焼室11の容積が随時変動する。すなわち、ピストン14の往復運動によって、内燃機関1は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を順次繰り返す。本形態の内燃機関1は、4ストロークエンジンである。
A
図4は、吸気行程から圧縮行程までにおける、副室220へのガス流入速度Vgの変化を示す線図である。同図のグラフは、横軸をクランク角、縦軸をガス流入速度Vgとしたものである。横軸のクランク角は、圧縮行程の最終段階においてピストン14が上死点にある時点(すなわち圧縮TDC)からどの程度前の時点かをクランク角によって表したものである。つまり、「θdeg.BTDC」は、圧縮TDCよりもクランク角θdeg分、前の時点であることを示す。なお、360〜180deg.BTDCを、吸気行程、180〜0deg.BTDCを、圧縮行程というものとする。
FIG. 4 is a diagram showing a change in the gas inflow velocity Vg into the
一方、図4の縦軸は、燃焼室11から副室220内へのガス流入速度Vgを表す。ガス流入速度Vgは、噴孔221を通過するガスの速度である。
同図に示すごとく、ガス流入速度Vgは、吸気行程ISと圧縮行程CSとにおいて、それぞれピークを有する。吸気行程ISにおいては、特に前半(すなわち360〜270deg.BTDC)でのガス流入速度Vgが高い。
On the other hand, the vertical axis in FIG. 4 represents the gas inflow velocity Vg from the
As shown in the figure, the gas inflow velocity Vg has a peak in each of the intake stroke IS and the compression stroke CS. In the intake stroke IS, the gas inflow velocity Vg is particularly high in the first half (that is, 360 to 270 deg. BTDC).
吸気行程IS前半においてガス流入速度Vgが高い理由は、吸気弁12の開弁時の吸気流が、プラグキャップ22の噴孔221に当たりやすいためであると考えられる。図1に示すごとく、特に、吸気弁12が開き始める際には、吸気弁12の一部によって吸気流がプラグキャップ22近傍へ導かれやすく、その結果、噴孔221におけるガス流入速度Vgが高くなりやすいと考えられる。
It is considered that the reason why the gas inflow velocity Vg is high in the first half of the intake stroke IS is that the intake flow when the
圧縮行程CSにおいてガス流入速度Vgが高い理由は、圧縮による気体密度の高まりによるものと考えられる。
なお、図4に示すガス流入速度Vgの変化は、エンジン回転数2000rpm、吸気圧100kPaの条件のもとで計算したシミュレーションによるものである。
The reason why the gas inflow velocity Vg is high in the compression stroke CS is considered to be due to an increase in gas density due to compression.
The change in the gas inflow velocity Vg shown in FIG. 4 is based on a simulation calculated under the conditions of an engine speed of 2000 rpm and an intake pressure of 100 kPa.
そこで、本形態においては、燃料噴射弁3からの燃料噴射を、吸気行程ISと圧縮行程CSとの双方において行う。すなわち、吸気行程ISのみならず、圧縮行程CSにおいても、燃料噴射を行う。
Therefore, in the present embodiment, fuel injection from the
また、特に本形態においては、圧縮行程CSの中でも、以下のタイミングにて噴射する。すなわち、圧縮行程CSにおいて、図5に示すごとく、吸気弁12の閉弁時点ICから、プラグキャップ22内の副室220へのガス流入速度Vgのピークの時点Pcまでの間の期間Tcの少なくとも一部において、燃料噴射弁3から燃料を噴射する。
Particularly in the present embodiment, the injection is performed at the following timing in the compression stroke CS. That is, in the compression stroke CS, as shown in FIG. 5, at least in a period Tc from the valve closing time point IC of the
また、吸気行程ISにおいても、特に以下のタイミングにて燃料噴射を行う。すなわち、吸気弁12の開弁時点IOから、その直後の副室220へのガス流入速度のピークの時点Piまでの間の期間Tiの少なくとも一部においても、燃料噴射を行う。
Also in the intake stroke IS, fuel injection is performed at the following timing. That is, fuel injection is also performed in at least a part of the period Ti from the valve opening time IO of the
なお、図4、図5において、T1、T2にて示した期間は、ガス流入速度Vgが所定の速度V0以上となる期間である。それゆえ、燃料噴射弁3から燃焼室11に噴射された燃料が、これらの期間T1、T2において、混合気となって副室220へ流入するようにすることが望ましい。そのために、各期間T1、T2の前半又はそれよりも少し早いタイミングを、噴射タイミングとすることで、効果的に、燃料リッチな混合気を副室220へ供給することが、特に期待できる。それゆえ、上記のように、期間Ti及び期間Tcにて燃料噴射することで、着火性を向上させることができる。
4 and 5, periods indicated by T1 and T2 are periods in which the gas inflow velocity Vg is equal to or higher than a predetermined velocity V0. Therefore, it is desirable that the fuel injected from the
さらに言えば、上記のようにガス流入速度Vgの高い期間T1、T2に、燃料リッチの混合気を副室220へ導入するために、圧縮行程CSにおける、流入ピークの時点Pcよりも早い時点にて、燃料噴射することが望ましい。この噴射タイミングは、燃焼室11の形状や大きさ、燃料噴射弁3とプラグキャップ22との位置関係等によって適切な時点は異なり得るが、例えば、180〜120deg.BTDCの間とすることが好ましい。
Furthermore, as described above, in order to introduce the fuel-rich air-fuel mixture into the
本形態の内燃機関1は、燃焼室11に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式の内燃機関である。かかる内燃機関1において、噴射制御部4は、圧縮行程において、燃料噴射弁3から燃料を噴射させるよう構成されている。これにより、上述したように、プラグキャップ22内の火花放電ギャップ21に供給される混合気における燃料濃度を高くしやすい。
The
つまり、圧縮行程CSにおいて燃料噴射弁3から燃料を噴射することで、噴孔221からプラグキャップ22内に導入される混合気における燃料濃度を高くしやすい。その結果、混合気への着火性を向上させることができる。
That is, by injecting fuel from the
本形態においては、吸気行程ISと圧縮行程CSとの双方において、燃料噴射を行っているが、特に、圧縮行程CSにおいて燃料噴射を行うことで、副室220を有する点火プラグ2における着火性を効果的に向上させることができる。
In this embodiment, the fuel injection is performed in both the intake stroke IS and the compression stroke CS. In particular, the ignitability of the
また、圧縮行程において、吸気弁12の閉弁時点ICから、ガス流入速度Vgのピークの時点Pcまでの間の期間Tcの少なくとも一部において、燃料噴射弁3から燃料を噴射する。これにより、燃料リッチの混合気をより効果的に副室220へ流入させることができる。その結果、より着火性を向上させることができる。
Further, in the compression stroke, fuel is injected from the
以上のごとく、本実施形態によれば、着火性に優れた直噴式の内燃機関を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a direct injection internal combustion engine having excellent ignitability.
(実施形態2)
本実施形態は、図6、図7に示すごとく、ポート噴射式の内燃機関10の形態である。
すなわち、本形態の内燃機関10は、吸気ポート120に燃料を噴射する燃料噴射弁30を有する。
(Embodiment 2)
This embodiment is a form of a port injection type
That is, the
実施形態1の内燃機関1が直噴式であるのに対し、本形態の内燃機関10はポート噴射式である。つまり、本形態の内燃機関10は、実施形態1の内燃機関1における、燃焼室11へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁3の代わりに、吸気ポート120に燃料を噴射する燃料噴射弁30を設けている。
The
噴射制御部40は、吸気行程において、図7に示すごとく、燃料噴射弁30から燃料Fを噴射させるよう構成されている。すなわち、図8において、ISにて示す吸気行程の期間の少なくとも一部において、燃料噴射を行う。
The
特に、吸気行程ISにおいて、吸気弁12の開弁時点IOから、プラグキャップ22内の副室220へのガス流入速度Vgのピークの時点Piまでの間の期間Tiの少なくとも一部において、燃料噴射弁30から燃料を噴射させる。
In particular, in the intake stroke IS, the fuel injection is performed in at least a part of a period Ti between the valve opening time IO of the
さらに言えば、ガス流入速度Vgの高い期間T1に、燃料リッチの混合気を副室220へ導入するために、吸気行程ISにおける、流入ピークの時点Pcよりも早い時点にて、燃料噴射することが望ましい。この噴射タイミングは、燃焼室11の形状や大きさ、燃料噴射弁3とプラグキャップ22との位置関係等によって適切な時点は異なり得るが、例えば、吸気弁12の開弁後、0〜90degの間とすることが好ましい。
Furthermore, in order to introduce the fuel-rich air-fuel mixture into the
その他の構成は、実施形態1と同様である。なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. Of the reference numerals used in the second and subsequent embodiments, the same reference numerals as those used in the above-described embodiments represent the same components as those in the above-described embodiments unless otherwise indicated.
本形態のポート噴射式の内燃機関10において、噴射制御部40は、吸気行程において、燃料噴射弁30から燃料を噴射させるよう構成されている。これにより、プラグキャップ22内の火花放電ギャップ21に供給される混合気における燃料濃度を高くしやすい。つまり、圧縮行程において燃料噴射弁30から燃料を噴射させることで、噴孔221からプラグキャップ22内に導入される混合気における燃料濃度を高くしやすい。その結果、混合気への着火性を向上させることができる。
In the port injection type
特に、吸気行程において、吸気弁12の開弁時点IOからガス流入速度Vgのピークの時点Piまでの間の期間Tiの少なくとも一部において、燃料を噴射させる。これにより、燃料リッチの混合気をより効果的に副室220へ流入させることができる。その結果、より着火性を向上させることができる。
In particular, in the intake stroke, fuel is injected in at least a part of the period Ti from the valve opening time IO of the
また、図7に示すごとく、開弁した吸気弁12の一部によって、燃料噴射弁30から噴射した燃料Fの一部がプラグキャップ22側へ導かれやすくなる。これにより、噴孔221から燃料リッチな混合気が副室220へ流入しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 7, part of the fuel F injected from the
以上のごとく、本形態によれば、着火性に優れたポート噴射式の内燃機関を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a port injection type internal combustion engine having excellent ignitability.
(実施形態3)
本形態は、図9に示すごとく、センター噴射による直噴式の内燃機関100の形態である。
すなわち、燃焼室11に直接燃料噴射を行う直噴式である点では、実施形態1と同様である。ただし、燃料噴射弁3の取り付け位置が、実施形態1と異なる。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 9, this embodiment is a form of a direct injection
That is, it is the same as in the first embodiment in that it is a direct injection type in which fuel is directly injected into the
本形態においては、燃料噴射弁3を、吸気弁12と排気弁13との間の位置に設けている。すなわち、エンジンヘッドにおける、吸気ポート120と排気ポート130との間に、点火プラグ2とともに、燃料噴射弁3を配設してある。燃料噴射弁3は、点火プラグ2と隣接するように、配置されている。
In this embodiment, the
そして、燃料噴射弁3の先端部が、点火プラグ2のプラグキャップ22の近傍に配置される。
本形態においても、燃料噴射を、吸気行程のみならず、圧縮行程においても行う。そして、噴射タイミングを、実施形態1と同様のタイミングとすることができる。ただし、実施形態1の内燃機関1のように、燃焼室11の側面近傍からの噴射であるサイド噴射に比べて、センター噴射である本実施形態の内燃機関100においては、燃料噴射弁3の噴射口が、プラグキャップ22に近い。
The tip of the
Also in this embodiment, fuel injection is performed not only in the intake stroke but also in the compression stroke. The injection timing can be set to the same timing as in the first embodiment. However, as in the
それゆえ、燃料噴射時点から、当該燃料を含む混合気が副室220へ流入するまでの時間が比較的短くなりやすい。したがって、噴射タイミングを、実施形態1の場合よりも若干遅めにすることも考えられる。すなわち、実施形態1の場合よりも、例えば、90deg以下程度遅らせることが考えられる。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
Therefore, the time from when the fuel is injected until the air-fuel mixture containing the fuel flows into the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
本形態においても、上述のような適切な噴射タイミングにて燃料噴射を行うことにより、内燃機関100の着火性を向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
Also in this embodiment, the ignitability of the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実験例1)
本実験例においては、図10〜図12に示すごとく、実施形態1の内燃機関1を基本構成とし、燃料噴射タイミングの違いによる着火性能の変化を調べた。
(Experimental example 1)
In this experimental example, as shown in FIGS. 10 to 12, the
なお、試料として用いた内燃機関1は、プラグキャップ22の噴孔221が4個均等配置された点火プラグ2を用いたものである。以下において、この試料を、適宜、「副室付内燃機関」という。そして、エンジン回転数を2000rpm、BMEP(正味平均有効圧力)を0.6MPa、A/F(すなわち空燃比)を24.2とした。また、点火時期は、36deg.BTDCにて固定した。
The
計測したパラメータは、図10に示す着火遅れ角、図11に示す着火遅れ角の変動率、及び図12に示す燃焼変動率である。
着火遅れ角は、点火プラグ2の点火時点から着火開始時点までのタイミングの遅れを、クランク角にて表したものである。なお、着火開始時点は、燃料質量割合10%時期とする。燃料質量割合10%時期とは、熱発生量が総熱発生量の10%に到達した時期である。
The measured parameters are the ignition delay angle shown in FIG. 10, the fluctuation rate of the ignition delay angle shown in FIG. 11, and the combustion fluctuation rate shown in FIG.
The ignition delay angle represents a delay in timing from the ignition point of the
着火遅れ角の変動率は、上述の着火遅れ角が、複数のサイクル間において変動する割合をいう。
燃焼変動率〔%〕は、{(図示平均有効圧力(標準偏差))/(図示平均有効圧力(平均値))}×100〔%〕にて得られる値である。
The variation rate of the ignition delay angle refers to a rate at which the above-described ignition delay angle varies between a plurality of cycles.
The combustion fluctuation rate [%] is a value obtained by {(indicated average effective pressure (standard deviation)) / (indicated average effective pressure (average value))} × 100 [%].
そして、噴射開始時期を、種々変更して、各パラメータの測定を行った。燃料噴射期間は、噴射開始時期から約6deg分の期間である。
測定結果を、それぞれ図10、図11、図12に示す。
なお、各図には、比較として、副室を有しない点火プラグを用いた内燃機関(以下において、この試料を、適宜、「比較内燃機関」という。)によって、同様の試験を行った結果を併記してある。
Each parameter was measured by changing the injection start timing in various ways. The fuel injection period is a period of about 6 deg from the injection start timing.
The measurement results are shown in FIGS. 10, 11, and 12, respectively.
In each figure, for comparison, the results of a similar test performed by an internal combustion engine using an ignition plug having no sub chamber (hereinafter, this sample is referred to as “comparative internal combustion engine” as appropriate) are shown. It is written together.
図10から分かるように、噴射開始時期tiを圧縮行程としたもの(すなわちtiを180deg.BTDC以降としたもの)については、着火遅れ角が小さい。着火遅れ角は、小さいほど、着火性に優れているといえる。それゆえ、圧縮行程において燃料噴射を行うことで、着火性を向上させることができることが確認できた。
これに対し、比較内燃機関による測定結果は、噴射開始時期tiを圧縮行程としたものについては、着火遅れ角がむしろ大きくなっている。
As can be seen from FIG. 10, the ignition delay angle is small for those in which the injection start timing ti is the compression stroke (that is, ti is 180 deg. BTDC or later). It can be said that the smaller the ignition delay angle, the better the ignitability. Therefore, it has been confirmed that the ignitability can be improved by performing the fuel injection in the compression stroke.
On the other hand, in the measurement result by the comparative internal combustion engine, the ignition delay angle is rather large for the case where the injection start timing ti is the compression stroke.
なお、tiを120deg.BTDCよりも遅くした場合にも、原理的に、上記の傾向は維持されると考えられる。すなわち、比較内燃機関においては、着火遅れ角が徐々に大きくなり、副室付内燃機関においては、着火遅れ角が30deg前後を推移すると考えられる。 Note that ti is 120 deg. In principle, it is considered that the above-mentioned tendency is maintained even when it is made slower than BTDC. That is, it is considered that the ignition delay angle gradually increases in the comparative internal combustion engine, and the ignition delay angle changes around 30 degrees in the sub-chamber internal combustion engine.
また、図11から分かるように、噴射開始時期tiを圧縮行程にしたとき(すなわちtiを180deg.BTDC以降としたとき)、比較内燃機関においては、着火遅れ角の変動率が5%を超えて大きくなるのに対し、副室付内燃機関においては着火遅れ角の変動率が5%未満に収まっている。 As can be seen from FIG. 11, when the injection start timing ti is set to the compression stroke (that is, when ti is set to 180 deg. BTDC or later), in the comparative internal combustion engine, the fluctuation rate of the ignition delay angle exceeds 5%. On the other hand, in the internal combustion engine with a sub chamber, the fluctuation rate of the ignition delay angle is less than 5%.
なお、tiを120deg.BTDCよりも遅くした場合には、副室付内燃機関においても、着火遅れ角の変動率が多少大きくなることは考えられるが、比較内燃機関に比べて、充分に着火遅れ角の変動率が小さい状態は維持されると考えられる。 Note that ti is 120 deg. When it is made slower than BTDC, it can be considered that the fluctuation rate of the ignition delay angle is somewhat larger even in the internal combustion engine with a sub-chamber, but the fluctuation rate of the ignition delay angle is sufficiently small compared to the comparative internal combustion engine. State is considered to be maintained.
また、図12から分かるように、噴射開始時期tiを圧縮行程にしたとき(すなわちtiを180deg.BTDC以降としたとき)、比較内燃機関においては、燃焼変動率が5%を超えて大きくなるのに対し、副室付内燃機関においては燃焼変動率が5%未満に収まっている。 As can be seen from FIG. 12, when the injection start timing ti is set to the compression stroke (that is, when ti is set to 180 deg. BTDC or later), in the comparative internal combustion engine, the combustion fluctuation rate becomes larger than 5%. On the other hand, in the sub-chamber internal combustion engine, the combustion fluctuation rate is less than 5%.
なお、tiを120deg.BTDCよりも遅くした場合には、副室付内燃機関においても、燃焼変動率が多少大きくなることは考えられるが、比較内燃機関に比べて、充分に燃焼変動率が小さい状態は維持されると考えられる。 Note that ti is 120 deg. When it is slower than BTDC, it is considered that the combustion fluctuation rate is somewhat larger even in the internal combustion engine with a sub-chamber, but if the combustion fluctuation rate is sufficiently small as compared with the comparative internal combustion engine. Conceivable.
以上の結果から、副室付内燃機関においては、燃料の噴射開始時期を圧縮行程とすることで、安定した燃焼を維持しつつ、着火性を向上させることができることが分かる。一方、比較内燃機関においては、燃料の噴射開始時期を圧縮行程とすると、着火性が低下すると共に、安定した燃焼も確保することが困難となる。 From the above results, it can be seen that in the sub-chamber internal combustion engine, by setting the fuel injection start timing as the compression stroke, it is possible to improve the ignitability while maintaining stable combustion. On the other hand, in the comparative internal combustion engine, if the fuel injection start timing is the compression stroke, the ignitability is lowered and it is difficult to ensure stable combustion.
このように、副室を備えた点火プラグを有する直噴式の内燃機関においては、圧縮行程において燃料噴射を行うことで、安定した燃焼を確保しつつ、着火性を向上させることができる。 Thus, in a direct injection internal combustion engine having an ignition plug with a sub chamber, ignitability can be improved while ensuring stable combustion by performing fuel injection in the compression stroke.
また、吸気弁の閉弁時点ICからガス流入速度Vgのピークの時点Pcまでの間の期間Tcにおいて、燃料噴射を行うことで、効果的に着火性を向上させることができることも、本実験例の結果から分かる。 In addition, it is also possible to effectively improve the ignitability by performing the fuel injection in the period Tc from the valve closing time IC of the intake valve to the peak time Pc of the gas inflow velocity Vg. From the result of.
上記実施形態以外にも、種々の形態を採用することができる。例えば、実施形態1又は実施形態3において示した燃料噴射弁3と、実施形態2において示した燃料噴射弁30とを併用した内燃機関とすることもできる。この場合、噴射タイミングとしては、実施形態1に示したタイミングと実施形態2とに示したタイミングとの双方とすることも有効である。
Various forms other than the above embodiment can be adopted. For example, an internal combustion engine in which the
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
1、10、100 内燃機関
11 燃焼室
2 点火プラグ
21 火花放電ギャップ
22 プラグキャップ
221 噴孔
3、30 燃料噴射弁
4、40 噴射制御部
1, 10, 100
Claims (4)
上記燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁(3)と、
上記燃料噴射弁の噴射を制御する噴射制御部(4)と、を有し、
上記点火プラグは、火花放電ギャップ(21)を先端側から覆うと共に噴孔(221)が設けられたプラグキャップ(22)を備え、
上記噴射制御部は、圧縮行程(CS)において、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている、内燃機関(1、100)。 A spark plug (2) with its tip exposed in the combustion chamber (11);
A fuel injection valve (3) for directly injecting fuel into the combustion chamber;
An injection control unit (4) for controlling the injection of the fuel injection valve,
The spark plug includes a plug cap (22) that covers the spark discharge gap (21) from the tip side and is provided with an injection hole (221).
The internal combustion engine (1, 100), wherein the injection control unit is configured to inject fuel from the fuel injection valve in a compression stroke (CS).
上記燃焼室へ空気を供給する吸気ポート(120)に燃料を噴射する燃料噴射弁(30)と、
上記燃料噴射弁の噴射を制御する噴射制御部(40)と、を有し、
上記点火プラグは、火花放電ギャップ(21)を先端側から覆うと共に噴孔(221)が設けられたプラグキャップ(22)を備え、
上記噴射制御部は、吸気行程(IS)において、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるよう構成されている、内燃機関(10)。 A spark plug (2) with its tip exposed in the combustion chamber (11);
A fuel injection valve (30) for injecting fuel into an intake port (120) for supplying air to the combustion chamber;
An injection control unit (40) for controlling the injection of the fuel injection valve,
The spark plug includes a plug cap (22) that covers the spark discharge gap (21) from the tip side and is provided with an injection hole (221).
The internal combustion engine (10), wherein the injection control unit is configured to inject fuel from the fuel injection valve in an intake stroke (IS).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018103805A JP2019206960A (en) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018103805A JP2019206960A (en) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019206960A true JP2019206960A (en) | 2019-12-05 |
Family
ID=68767537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018103805A Pending JP2019206960A (en) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019206960A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5554908A (en) * | 1994-03-29 | 1996-09-10 | Kuhnert; Dieter | Precombustion chamber device |
JP2007077902A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Yanmar Co Ltd | Spark ignition engine |
JP2017218986A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 日産自動車株式会社 | Cylinder direct injection type internal combustion engine control method and control device |
JP6328289B1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-05-23 | 三菱電機株式会社 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
-
2018
- 2018-05-30 JP JP2018103805A patent/JP2019206960A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5554908A (en) * | 1994-03-29 | 1996-09-10 | Kuhnert; Dieter | Precombustion chamber device |
JP2007077902A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Yanmar Co Ltd | Spark ignition engine |
JP2017218986A (en) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 日産自動車株式会社 | Cylinder direct injection type internal combustion engine control method and control device |
JP6328289B1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-05-23 | 三菱電機株式会社 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4106055B2 (en) | Method for operating a spark ignition internal combustion engine | |
US20160169086A1 (en) | Combustion chamber with ducts for internal combustion engines | |
JP7430805B2 (en) | How to operate a motor vehicle, especially an automobile internal combustion engine | |
CN106715860A (en) | Combustion chamber structure for engine | |
JP2002276373A (en) | Direct injection type internal combustion engine | |
US7025037B2 (en) | Internal-combustion engine with precombustion chamber and controlled ignition | |
JP4244745B2 (en) | In-cylinder direct injection gasoline engine | |
JP2008157197A (en) | Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
EP1316697B1 (en) | Cylinder injection type spark ignition engine | |
JP2007162631A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2019206960A (en) | Internal combustion engine | |
EP3460223A1 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP6299819B2 (en) | Control unit for direct injection engine | |
JP2000179441A (en) | Direct cylinder inside injection type spark ignition engine | |
JP6214255B2 (en) | Injector | |
JP2008169695A (en) | Internal combustion engine | |
JP2014156852A (en) | Compression ignition engine | |
US11719179B2 (en) | Combustion system | |
JP7010141B2 (en) | Engine combustion control method and combustion control device | |
JP2006083765A (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
JP6798460B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP3201306B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition engine and fuel injection timing setting method thereof | |
JP6296114B2 (en) | Engine control device | |
JP4026406B2 (en) | Direct-injection spark ignition internal combustion engine | |
JP2014173493A (en) | Compression ignition engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220201 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220726 |