JP2864526B2 - Dual fuel diesel engine - Google Patents

Dual fuel diesel engine

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JP2864526B2
JP2864526B2 JP1097416A JP9741689A JP2864526B2 JP 2864526 B2 JP2864526 B2 JP 2864526B2 JP 1097416 A JP1097416 A JP 1097416A JP 9741689 A JP9741689 A JP 9741689A JP 2864526 B2 JP2864526 B2 JP 2864526B2
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fuel injection
cylinder
gasoline
main
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康夫 佐藤
弘之 佐味
弘道 柳原
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関に関し、特に圧縮自己着火し
ない主燃料と、自己着火に優れた副燃料とを用いる複燃
料ディーゼル機関に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diesel engine, and more particularly to a dual fuel diesel engine using a main fuel that does not self-ignite under compression and a sub-fuel excellent in self-ignition.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ディーゼル機関の低公害化という見地より、例えばメ
タノール、エタノール等のアルコールを主燃料とし、ま
た軽油を着火用副燃料として用い、さらに1本の燃料噴
射ノズルより2つの燃料を同時に噴射する複燃料供給装
置を備えた複燃料ディーゼル機関が既に知られている
(特開昭58−206859号公報参照)。
From the viewpoint of reducing the pollution of diesel engines, double fuel supply using alcohol such as methanol or ethanol as the main fuel, light oil as the auxiliary fuel for ignition, and further injecting two fuels simultaneously from one fuel injection nozzle A double fuel diesel engine equipped with a device is already known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-206859).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら上述したディーゼル機関において用いら
れるアルコールは、単位重量(又は単位容量)当たりの
発熱量が軽油やガソリンの発熱量に比べ小さく(例、メ
タノール:4800Kcal/kg、軽油:10280Kcal/kg、ガソリン:
10600Kcal/kg)、同一量の仕事をするためには軽油のみ
使用する通常のディーゼル機関の燃料量に比べ多くのア
ルコール燃料を消費しなければならず、限られた燃料タ
ンク容積を有する車両にとっては、航続距離が短かくな
り、燃料補給回数が増加するなど運転者への負担が大き
くなるという問題があった。本発明は以上の問題に鑑
み、クリーンな燃料を可能にする複燃料ディーゼル機関
において、アルコールを主燃料とする機関よりも仕事量
が大きく、上述したような運転者への負担を軽減するこ
とができるディーゼル機関を提供することを目的とす
る。
However, the alcohol used in the diesel engine described above has a smaller calorific value per unit weight (or unit capacity) than that of light oil or gasoline (eg, methanol: 4800 Kcal / kg, light oil: 10280 Kcal / kg, gasoline:
10600 Kcal / kg), the same amount of work requires consuming more alcohol fuel than the fuel amount of a normal diesel engine that uses only light oil, and for vehicles with a limited fuel tank volume However, there is a problem that the burden on the driver is increased, for example, the cruising distance is shortened and the number of times of refueling is increased. In view of the above problems, the present invention has a larger work load in a dual fuel diesel engine that enables clean fuel than an engine that uses alcohol as a main fuel, and can reduce the burden on the driver as described above. The aim is to provide a diesel engine that can.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明による複燃料ディーゼル機関は、各気筒毎の主
燃料燃料ノズルと、圧縮行程後半における燃料噴射時期
に当該気筒の主燃料噴射ノズルへ主燃料としてのガソリ
ンを圧送する燃料噴射ポンプと、主燃料噴射ノズルへ当
該気筒の燃料噴射時期以前に前もって着火用副燃料とし
ての軽油を圧送待機させるために、他気筒の燃料噴射時
期における燃料噴射ポンプの主燃料の圧送圧力を利用す
る各気筒毎の圧送器と、当該気筒吸気ポートへ予混合気
形成用ガソリンを供給するために、いずれかの気筒の燃
料噴射時期における燃料噴射ポンプの主燃料の圧送圧力
を利用する副燃料噴射ノズル、とを具備することを特徴
とする。
A dual fuel diesel engine according to the present invention includes a main fuel nozzle for each cylinder, a fuel injection pump for pumping gasoline as main fuel to a main fuel injection nozzle of the cylinder at a fuel injection timing in the latter half of the compression stroke, and a main fuel nozzle. Pumping of each cylinder using the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder in order to make the injection nozzle wait for pumping light oil as the auxiliary fuel for ignition in advance of the fuel injection timing of the cylinder. And a sub-fuel injection nozzle that uses the main fuel pumping pressure of the fuel injection pump at the fuel injection timing of one of the cylinders to supply gasoline for forming a premixed mixture to the cylinder intake port. It is characterized by the following.

また、本発明によるもう一つの複燃料ディーゼル機関
は、各気筒毎の主燃料噴射ノズルと、圧縮行程後半にお
ける燃料噴射時期に当該気筒の主燃料噴射ノズルへ主燃
料としてのガソリンを圧送する燃料噴射ポンプと、主燃
料噴射ノズルへ当該気筒の燃料噴射時期以前に前もって
着火用副燃料としての軽油を圧送待機させるために、他
気筒の燃料噴射時期における燃料噴射ポンプの主燃料の
圧送圧力を利用する各気筒毎の圧送器と、主燃料噴射ノ
ズルから燃料が噴射される以前に当該気筒内へ予混合気
形成用ガソリンを供給するために、他気筒の燃料噴射時
期における燃料噴射ポンプの主燃料の圧送圧力を利用す
る副燃料噴射ノズル、とを具備することを特徴とする。
Further, another dual fuel diesel engine according to the present invention is a fuel injection method in which gasoline as main fuel is pumped to a main fuel injection nozzle of each cylinder at a fuel injection timing in the latter half of a compression stroke. In order to make the pump and the main fuel injection nozzle wait for pumping the light oil as the auxiliary fuel for ignition before the fuel injection timing of the cylinder in advance, the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder is used. In order to supply gasoline for forming a premixed gas mixture into the cylinder before the fuel is injected from the main fuel injection nozzle, the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder is provided. And a sub-fuel injection nozzle that uses a pumping pressure.

[作 用] これら二つの複燃料ディーゼル機関は、主燃料として
アルコールより発熱量の大きなガソリンが使用され、さ
らに機関出力向上させるために、燃料噴射ポンプの主燃
料の圧送圧力を利用して、吸気ポートへ又は主燃料噴射
ノズルから燃料が噴射される以前において気筒内へガソ
リンが供給され、主燃料及び副燃料が主燃料噴射ノズル
から噴射される燃料噴射時期に先立って、気筒内には空
気とガソリンとの混合気が形成される。
[Operation] In these two dual-fuel diesel engines, gasoline having a larger calorific value than alcohol is used as the main fuel, and in order to further increase the engine output, the intake pressure of the main fuel of the fuel injection pump is used to increase the intake pressure. Before the fuel is injected into the port or from the main fuel injection nozzle, gasoline is supplied into the cylinder, and before the fuel injection timing at which the main fuel and the auxiliary fuel are injected from the main fuel injection nozzle, air and air are introduced into the cylinder. A mixture with gasoline is formed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。尚、後述
する各実施例に共通して同一の構成要素は同一番号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals in common in each embodiment described later.

第1図は本発明による複燃料ディーゼル機関の概略的
構成を示しており、図において1は機関本体、2は燃料
噴射ノズル、3は燃料噴射ノズル2に主燃料を供給する
分配型燃料噴射ポンプ、4は主燃料の噴射圧によって副
燃料を吐出する圧送器を夫々示している。これらの各要
素は、複燃料供給装置を備えたディーゼル機関において
従来公知のものであり、本発明においても何ら変わるこ
とはない。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a double fuel diesel engine according to the present invention, in which 1 is an engine main body, 2 is a fuel injection nozzle, and 3 is a distribution type fuel injection pump for supplying main fuel to the fuel injection nozzle 2. Numerals 4 and 4 denote pumps for discharging the auxiliary fuel by the injection pressure of the main fuel. These components are conventionally known in a diesel engine provided with a dual fuel supply device, and do not change at all in the present invention.

以上のように構成されるディーゼル機関において本発
明によれば主燃料としてガソリンが、また副燃料として
軽油が用いられる。従って、ガソリンはタンク5から、
フィードポンプ6により噴射ポンプ3へと供給され、例
えばドライブシャフト(図示せず)によって駆動される
噴射ポンプ3により圧送器4を介して各気筒の噴射ノズ
ル2(図では1本のみを示す)へと次々と吐出される。
また軽油も同様にタンク7からフィードポンプ8によっ
て圧送器4へと供給され、ガソリンの噴射圧力によって
作動される圧送器4内ピストン9によりさらに噴射ノズ
ル2へと圧送される。尚、噴射ノズル2への燃料供給に
関しては、従来と同様に、最初の噴射タイミングで副燃
料(軽油)が充填され、次の噴射タイミングで主燃料が
供給されるよう構成しており、主燃料の供給圧力が燃料
噴射ノズル2の図示しないスプリングの付勢力に打ち勝
ったとき、燃料がシリンダ内に噴射される。
According to the present invention, in the diesel engine configured as described above, gasoline is used as the main fuel, and light oil is used as the auxiliary fuel. Therefore, gasoline is supplied from tank 5
The fuel is supplied to the injection pump 3 by the feed pump 6, and is driven by, for example, the injection pump 3 driven by a drive shaft (not shown) to the injection nozzle 2 of each cylinder (only one is shown in the figure) via the pressure feeder 4. Is discharged one after another.
Light oil is also supplied from the tank 7 to the pump 4 by the feed pump 8, and is further pumped to the injection nozzle 2 by the piston 9 in the pump 4 which is operated by the injection pressure of gasoline. The fuel supply to the injection nozzle 2 is configured such that the auxiliary fuel (light oil) is filled at the first injection timing and the main fuel is supplied at the next injection timing, as in the related art. Is supplied to the cylinder, the fuel is injected into the cylinder.

本発明によれば軽油を燃料としたディーゼル機関の同
程度、或いはそれ以上の出力を確保するため、過給機
(ターボチャージ)10が設けられる。このターボチャー
ジ10は、エアクリーナ11から機関本体1へと延びる吸気
通路12に介装されるコンプレッサ13と、回転軸14を介し
てコンプレッサ13に連結されかつ機関本体1より延びる
排気通路15に介装される排気タービン16とによって構成
され、機関の排気エネルギにより吸気を過給するもので
ある。尚、このターボチャージ10は従来同様、過給圧の
過上昇を防ぐためウエストゲートバルブ17を備えてお
り、そのアクチュエータ18の作動のための圧力はコンプ
レッサ13下流の吸気通路12より導かれる。尚、この圧力
は前出の燃料噴射ポンプ3のアクチュエータ19にも導か
れ、過給圧によって噴射ポンプ3からの供給燃料量が増
減されるようになっている。
According to the present invention, a turbocharger (turbocharge) 10 is provided to ensure the same or higher output of a diesel engine using light oil as fuel. The turbocharger 10 includes a compressor 13 interposed in an intake passage 12 extending from the air cleaner 11 to the engine main body 1 and an exhaust passage 15 connected to the compressor 13 via a rotating shaft 14 and extending from the engine main body 1. And an exhaust turbine 16 for supercharging intake air with exhaust energy of the engine. The turbocharge 10 is provided with a wastegate valve 17 to prevent the boost pressure from rising excessively, as in the conventional case. The pressure for operating the actuator 18 is guided from the intake passage 12 downstream of the compressor 13. This pressure is also guided to the actuator 19 of the fuel injection pump 3 described above, and the amount of fuel supplied from the injection pump 3 is increased or decreased by the supercharging pressure.

本発明によればさらに排気タービン16より下流の排気
通路15にはNOX(窒素酸化物)の低減を目的としたNOX
元触媒20が設けられる。このNOX還元触媒20は、例えば
セラミック(ゼオライト等)を母材として、その上に銅
などをコーティングしたものによって構成される。
Downstream of the exhaust passage 15 even more exhaust turbine 16 according to the present invention NO X reducing catalyst 20 for the purpose of reducing the NO X (nitrogen oxides) is provided. The NO X reducing catalyst 20, for example as a ceramic (zeolite) a base material constituted by those coated copper, etc. thereon.

以下、第2図を参照して本発明の特徴となるターボチ
ャージ10、並びにNOX還元触媒20の作用を説明する。
Hereinafter, the operation of the turbocharger 10, and NO X reduction catalyst 20 is a feature of the present invention with reference to Figure 2.

第2図を軽油、メタノール、エタノール、ガソリンの
各燃料をディーゼル機関において燃焼した際の機関負荷
に対するスモーク発生濃度を示すものである。尚、自己
着火しないメタノール、エタノール、及びガソリンは着
火補助により燃焼されている。本図からも明らかなよう
に、分子中カーボン量の多い軽油は負荷全域に亘りスモ
ークを発生しており、逆にメタノール、エタノール等の
アルコールはほとんどスモークを発生しておらず、また
カーボン量においてアルコール、軽油間に位置するガソ
リンは低・中負荷域ではほとんどスモークを発生しない
が、高負荷域においては、負荷の増加とともにスモーク
濃度が増加する。従ってガソリンを主燃料として軽油を
副燃料としたディーゼル機関においてスモークを発生し
ないで運転できる負荷燃料は高負荷を除いた領域に限定
され、このままでは出力の低下という問題がある。しか
しながら、本発明によればターボチャージャ10が設けら
れるために出力は向上され、また負荷増加に伴って噴射
ノズル2より噴射される燃料量が増加しても、高密度の
空気が過給されるためにガソリン中のカーボンを完全燃
料する運転燃料、即ちスモークを発生しない負荷域は第
2図点線のように拡大することになる。
FIG. 2 shows the smoke generation concentration with respect to the engine load when each fuel of light oil, methanol, ethanol and gasoline is burned in a diesel engine. Note that methanol, ethanol, and gasoline that do not self-ignite are burned with ignition assistance. As is clear from this figure, light oil with a large amount of carbon in the molecule generates smoke over the entire load range, while alcohol such as methanol and ethanol hardly generates smoke, and Gasoline located between alcohol and light oil produces almost no smoke in low and medium load ranges, but in high load ranges, the smoke concentration increases with increasing load. Therefore, the load fuel that can be operated without generating smoke in a diesel engine using gasoline as a main fuel and light oil as an auxiliary fuel is limited to a region excluding a high load, and there is a problem that the output is reduced as it is. However, according to the present invention, the output is improved because the turbocharger 10 is provided, and the high-density air is supercharged even if the amount of fuel injected from the injection nozzle 2 increases with an increase in load. Therefore, the operating fuel for completely fueling the carbon in the gasoline, that is, the load region in which no smoke is generated is expanded as shown by the dotted line in FIG.

ところで本発明の主燃料たるガソリンは、理論燃比が
アルコールに比べ大きいために(リーン側)、NOXの発
生量はアルコールを主燃料とするディーゼル機関の発生
量よりも増加する傾向にある。しかしながら本発明によ
れば、排気系に上述したNOX還元触媒20を備えることに
より、希薄空燃比の混合機の排気中でも充分な還元作用
がなされ、従ってNOXの低減が可能となる。
Meanwhile the main fuel serving gasoline of the present invention, because the theoretical ratio is greater than the alcohol (lean side), the amount of the NO X tends to increase than the generation amount of the diesel engine using alcohol as a main fuel. However, according to the present invention, by providing the above-described NO X reduction catalyst 20 in the exhaust system, a sufficient reducing action can be performed even in the exhaust of a mixer having a lean air-fuel ratio, and thus NO X can be reduced.

第3図に本発明の第2実施例を示す。本実施例は先に
説明した複燃料ディーゼル機関において、さらに機関の
出力向上を意図したものである。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is intended to further increase the output of the dual fuel diesel engine described above.

即ち、本発明例によれば、第1図の構成に加え、各気
筒に対応してさらなる圧送器21が設けられる。この圧送
器21には、燃料噴射ポンプ3へのガソリン分岐されて導
かれるようになっており、分岐したパイプ22の途中には
機関高負荷時、このパイプ22を連通する電磁弁23が介装
される。尚、この電磁弁23は、噴射ポンプ3の燃料噴射
量を調整するコントロールラック24に連動するスイッチ
25によって作動制御される。
That is, according to the example of the present invention, in addition to the configuration of FIG. 1, a further pumping device 21 is provided corresponding to each cylinder. The pump 21 is provided with a gasoline branch to the fuel injection pump 3 to be guided. A solenoid valve 23 communicating with the pipe 22 is provided in the middle of the branched pipe 22 when the engine is under a high load. Is done. The solenoid valve 23 is a switch linked to a control rack 24 for adjusting the fuel injection amount of the injection pump 3.
Operated by 25.

圧送器21はガソリンの噴射圧力によって軽油を吐出す
る先の圧送器4と同一構造を有しており、その作動は、
燃料噴射ノズル3へのガソリン供給路より分岐されたガ
ソリンの噴射圧力によってガソリンを吐出するようにな
っている。このようにして圧送器21より吐出されたガソ
リンは機関のマニホールド26により設けられる1本のガ
ソンリン噴射弁27によって吸気通路12内に噴射される。
従って図示した4気筒ディーゼル機関において燃料噴射
ノズル3からの噴射順序が仮りに気筒#1→#3→#4
→#2である場合、ガソリン噴射弁27からの噴射燃料36
0゜クランク角度位相が異なる気筒へ(例えば気筒#1
へのノズル3噴射時は気筒#4へ)と、予め吸気と同時
に吸入されることになる。このように、予め空気とガソ
リンとの混合気を気筒内に供給し、燃料噴射ノズル2か
らの燃料噴射タイミングを以って着火、燃焼することに
より、ディーゼル機関における、燃料に寄与する空気の
割合、即ち空気利用率が先の実施例よりも向上し、機関
出力が増加することになる。尚、このガソリン噴射弁27
による吸気の予混合は、前述した電磁弁23の開閉作動に
よって機関の高負荷時に限定されて実行される。
The pump 21 has the same structure as the pump 4 for discharging light oil by the injection pressure of gasoline.
Gasoline is discharged by the injection pressure of gasoline branched from the gasoline supply path to the fuel injection nozzle 3. The gasoline thus discharged from the pump 21 is injected into the intake passage 12 by one gasoline phosphorus injection valve 27 provided by a manifold 26 of the engine.
Therefore, in the illustrated four-cylinder diesel engine, the order of injection from the fuel injection nozzle 3 is assumed to be cylinder # 1 → # 3 → # 4
→ If # 2, fuel injected from gasoline injector 27
0 ° To cylinders with different crank angle phases (for example, cylinder # 1
(When the nozzle 3 is injected to the cylinder # 4), the air is sucked in advance at the same time as the intake air. As described above, the mixture of air and gasoline is supplied into the cylinder in advance, and the fuel is ignited and burned at the timing of fuel injection from the fuel injection nozzle 2, so that the ratio of air contributing to fuel in the diesel engine is obtained. That is, the air utilization is improved as compared with the previous embodiment, and the engine output is increased. This gasoline injection valve 27
Is performed only when the engine is under a high load by the opening and closing operation of the solenoid valve 23 described above.

第4図は上述した第2実施例に類似して、ガソリン噴
射弁27を各気筒に対応して夫々1本づつ、各吸気ポート
28に設けた第3実施例を示しており、その意図するとこ
ろは第2実施例同様、予め吸気にガソリンを混合させ、
燃料時の空気利用率を高めるものである。第5図は第4
図実施例における噴射ノズル2とガソリン噴射弁27との
噴射タイミングを示しており、図から明らかなように、
各気筒において双方の噴射タイミングは同期して実行さ
れるが、ガソリン噴射弁27のガソリン噴射時には対応す
る気筒の吸気弁は閉弁しているため、吸気弁開弁時まで
吸気ポート28内でガソリンが待機していることになり、
この間に空気とガソリンの予混合が実行される。尚、こ
のように各吸気ポート28にガソリン噴射弁27を夫々設け
た場合、第2実施例よりも各気筒に吸入されるガソリン
量のバラツキが低減され、従って気筒間の燃焼状態がよ
り安定化し、また上記待期によりガソリンの気化が進行
し、より均一な予備混合気を生成することができる。
FIG. 4 is a view similar to the above-described second embodiment, in which a gasoline injection valve 27 is provided for each cylinder, one for each cylinder.
FIG. 28 shows a third embodiment provided in 28, and the intention is to mix gasoline with the intake air in advance, as in the second embodiment.
It increases the air utilization rate during fueling. FIG. 5 shows the fourth
It shows the injection timing of the injection nozzle 2 and the gasoline injection valve 27 in the embodiment of the figure, and as is apparent from the figure,
Although the injection timing of both cylinders is executed in synchronization with each other, when the gasoline injection valve 27 injects gasoline, the intake valve of the corresponding cylinder is closed. Is waiting,
During this time, premixing of air and gasoline is performed. When the gasoline injection valves 27 are provided in each of the intake ports 28 in this manner, the variation in the amount of gasoline taken into each cylinder is reduced as compared with the second embodiment, so that the combustion state between the cylinders is more stabilized. Further, the gasification of the gasoline progresses due to the above waiting period, so that a more uniform preliminary mixture can be generated.

第6図は第2、第3実施例と異なり、気筒(シリン
ダ)内に直接、ガソリンを噴射することにより、シリン
ダ内空気とガソリンとを噴射ノズルからの複燃料(ガソ
リン、軽油)噴射に先立って予め混合し、燃料の際の空
気利用率を高めるものである。
FIG. 6 differs from the second and third embodiments in that gasoline is directly injected into a cylinder (cylinder) so that air in the cylinder and gasoline are injected prior to injection of a double fuel (gasoline, light oil) from an injection nozzle. To increase the air utilization rate in the case of fuel.

即ち、本実施例によれば図示するように、異なる気筒
(例えば気筒#2)に設けられた噴射ノズル2へのガソ
リン供給路より分岐されたガソリンを当該気筒(例えば
気筒#1)に直接噴射する副燃料ノズル29が各気筒に対
応して夫々1本づつ設けられる。この副噴射ノズル29
は、内装されたスプリング(図示せず)の初期設定荷重
やばね定数によりその開弁圧力が第7図に示すように噴
射ノズル(主噴射ノズル)2のそれよりも高く設定され
ており噴射ポンプ3からのガソリン噴射量が多く噴射圧
力が高い機関高負荷時においてのみ副噴射ノズル29が開
弁作動し、気筒内空気にガソリンを予混合するものであ
る。第8図は、4気筒ディーゼル機関において各主噴射
ノズル2と副噴射ノズル29の気筒毎噴射タイミングを示
しており、主噴射ノズル2からの複燃料噴射は気筒#1
→#3→#4→#2の順に行なわれた場合のタイミング
を示すものである。第8図より明らかなように副噴射ノ
ズル29による噴射は設置された気筒の吸気行程後半であ
ってかつピストン下死点近傍の時期に行なわれており、
約180゜クランク角度経過後において実行される複燃料
(ガソリン+軽油)噴射時期までシリンダ内空気と混合
され予混合気を生成することになる。尚、本実施例にお
いては、副噴ノズル29は他気筒に設けられた主噴射ノズ
ル2へのガソリンの一部を使用することになるため、全
体としては燃料噴射ポンプ3の供給量に何ら変化なく、
副噴射ノズル29へのガソリン供給及び調量のための機構
(圧送器等)を設ける必要がなく、先の実施例よりもシ
ンプルな構造とすることができる。また着火・燃料まで
のガソリン待期(予混合)時間も比較的短いために予混
合度合もそれ程進行しておらずエンドガスの自己着火に
よるノッキングの発生も抑制することができる。
That is, according to the present embodiment, as shown, gasoline branched from a gasoline supply path to an injection nozzle 2 provided in a different cylinder (eg, cylinder # 2) is directly injected into the cylinder (eg, cylinder # 1). One sub fuel nozzle 29 is provided for each cylinder. This sub injection nozzle 29
In FIG. 7, the valve opening pressure is set higher than that of the injection nozzle (main injection nozzle) 2 as shown in FIG. 7 due to the initial set load and the spring constant of the installed spring (not shown). The sub-injection nozzle 29 opens only at the time of high engine load with a large gasoline injection amount and high injection pressure from 3 to premix gasoline in the cylinder air. FIG. 8 shows the injection timing of each of the main injection nozzles 2 and the sub-injection nozzles 29 in the four-cylinder diesel engine.
This shows the timing when the operations are performed in the order of # 3 → # 4 → # 2. As is apparent from FIG. 8, the injection by the sub-injection nozzle 29 is performed in the latter half of the intake stroke of the installed cylinder and near the piston bottom dead center,
Until the injection timing of the double fuel (gasoline + light oil) executed after the elapse of about 180 ° crank angle, the air is mixed with the air in the cylinder to generate a premixed air. In this embodiment, since the sub injection nozzle 29 uses a part of the gasoline to the main injection nozzle 2 provided in the other cylinder, the supply amount of the fuel injection pump 3 is not changed as a whole. Not
There is no need to provide a mechanism (such as a pump) for gasoline supply and metering to the sub-injection nozzle 29, and the structure can be simpler than in the previous embodiment. Further, since the gasoline waiting time (premixing) time until ignition and fuel is relatively short, the degree of premixing does not progress so much, and the occurrence of knocking due to self-ignition of end gas can be suppressed.

尚、上述した予混合の各実施例に関しては、そのガソ
リン噴射を電気的に制御するようにしても良い。
In each of the above-described embodiments of the premixing, the gasoline injection may be electrically controlled.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように本発明によれば主燃料にガソリ
ンを使用するためにアルコール混合ディーゼル機関に比
べて仕事量が増え車両の航続距離が増加する。加えてガ
ソリン使用に伴うスモーク発生や、限られた負荷域運転
に伴う出力低下に対しても、過給機を設けることで回避
することができ、NOX発生もNOx還元触媒の設置により抑
制することができる。また本発明は、点火プラグよりも
はるかに大きな点火エネルギを有する軽油を着火源と
し、アルコールよりもセタン価(圧縮着火指数)の大き
なガソリンを主燃料とするために、機関回転数や負荷な
どの運転条件にかかわらず常に安定な着火・燃焼が可能
となる。従って、点火プラグを有する機関よりもはるか
に良好な燃費を以って運転することができる。
As described above, according to the present invention, since gasoline is used as the main fuel, the amount of work increases and the cruising distance of the vehicle increases as compared with the alcohol-mixed diesel engine. Additionally smoke generation and accompanying gasoline use, even for output reduction due to the limited load range operation, can be avoided by providing a supercharger, NO X generated also suppressed by the installation of the NO x reduction catalyst can do. Further, the present invention uses light oil having ignition energy far greater than that of a spark plug as an ignition source, and uses gasoline having a higher cetane number (compression ignition index) than alcohol as a main fuel. Irrespective of the operating conditions of, stable ignition and combustion are always possible. Therefore, it is possible to operate with much better fuel efficiency than an engine having a spark plug.

さらに、本発明による複燃料ディーゼル機関は、当該
気筒の吸気ポートへ予混合気形成用ガソリンを供給する
副燃料噴射ノズル、又は、主燃料噴射ノズルから燃料が
噴射される以前に当該気筒内へ予混合気形成用ガソリン
を供給する副燃料噴射ノズル、とを具備するために、主
燃料及び、燃料が主燃料噴射ノズルから噴射される各気
筒の燃料噴射時期に先立って、気筒内には空気と副燃料
噴射ノズルから供給されたガソリンとの混合気が形成さ
れ、燃焼に際して空気利用率が向上して機関出力を高め
ることができる。副燃料噴射ノズルは、いずれかの気筒
の燃料噴射時期における燃料噴射ポンプの主燃料の圧送
圧力を利用するか、又は、他気筒の燃料噴射時期におけ
る燃料噴射ポンプの主燃料の圧送圧力を利用するもので
あるために、単一の燃料噴射ポンプによって予混合気形
成用のガソリン供給も実現することができ、燃料噴射系
の構造が複雑化することはない。
Further, in the dual fuel diesel engine according to the present invention, before the fuel is injected from the auxiliary fuel injection nozzle or the main fuel injection nozzle that supplies the gasoline for forming the premixed mixture to the intake port of the cylinder, the fuel is injected into the cylinder. Before the fuel injection timing of each cylinder in which the fuel is injected from the main fuel injection nozzle, the main fuel and the auxiliary fuel injection nozzle for supplying the mixture forming gasoline are provided. An air-fuel mixture with the gasoline supplied from the auxiliary fuel injection nozzle is formed, so that the air utilization rate during combustion is improved and the engine output can be increased. The auxiliary fuel injection nozzle uses the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of one of the cylinders, or uses the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder. Therefore, gasoline supply for forming a premixed gas mixture can be realized by a single fuel injection pump, and the structure of the fuel injection system is not complicated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例を示す機関構成図; 第2図は各種燃料のスモーク発生度合を示す図; 第3図は本発明の第2実施例を示す機関構成図; 第4図は同第3実施例を示す機関構成図; 第5図は第4図に示す機関の燃料噴射タイミングを示す
図; 第6図は本発明の第4実施例を示す機関構成図; 第7図は第6図に示す機関の主・副噴射ノズルの開弁圧
と負荷との関係を示す図; 第8図は第6図に示す機関の燃料噴射タイミングを示す
図。 2……燃料噴射ノズル、3……燃料噴射ポンプ、 4……圧送器、 10……過給機(ターボチャージャ)、 20……NOX還元触媒。
FIG. 1 is a diagram showing an engine configuration showing a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram showing the degree of smoke generation of various fuels; FIG. 3 is a diagram showing an engine configuration showing a second embodiment of the present invention; FIG. 5 is a diagram showing an engine configuration showing the third embodiment; FIG. 5 is a diagram showing fuel injection timing of the engine shown in FIG. 4; FIG. 6 is an engine configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention; The figure shows the relationship between the valve opening pressure and the load of the main and auxiliary injection nozzles of the engine shown in FIG. 6; FIG. 8 shows the fuel injection timing of the engine shown in FIG. 2 ...... fuel injection nozzle, 3 ...... fuel injection pump, 4 ...... pumping unit, 10 ...... supercharger (turbocharger), 20 ...... NO X reduction catalyst.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−206859(JP,A) 実開 昭59−131571(JP,U) 実開 昭61−32544(JP,U) 実開 昭58−8752(JP,U) 実開 昭64−3032(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 43/00 - 43/02 F02M 63/00 F02M 45/00,45/02,45/04,45/08 F02D 19/06,19/08 F02B 3/06Continuation of front page (56) References JP-A-58-206859 (JP, A) JP-A-59-131571 (JP, U) JP-A-61-32544 (JP, U) JP-A-58-8752 (JP) , U) Fully open sho 64-3032 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02M 43/00-43/02 F02M 63/00 F02M 45/00, 45/02 , 45 / 04,45 / 08 F02D 19 / 06,19 / 08 F02B 3/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】各気筒毎の主燃料噴射ノズルと、圧縮行程
後半における燃料噴射時期に当該気筒の前記主燃料噴射
ノズルへ主燃料としてのガソリンを圧送する燃料噴射ポ
ンプと、前記主燃料噴射ノズルへ当該気筒の燃料噴射時
期以前に前もって着火用副燃料としての軽油を圧送待機
させるために、他気筒の燃料噴射時期における前記燃料
噴射ポンプの前記主燃料の圧送圧力を利用する各気筒毎
の圧送器と、当該気筒吸気ポートへ予混合気形成用ガソ
リンを供給するために、いずれかの気筒の燃料噴射時期
における前記燃料噴射ポンプの前記主燃料の圧送圧力を
利用する副燃料噴射ノズル、とを具備することを特徴と
する複燃料ディーゼル機関。
1. A main fuel injection nozzle for each cylinder, a fuel injection pump for pumping gasoline as main fuel to the main fuel injection nozzle of the cylinder at a fuel injection timing in a latter half of a compression stroke, and the main fuel injection nozzle. In order to cause the light oil serving as the auxiliary fuel for ignition to be pumped in advance before the fuel injection timing of the corresponding cylinder, the pumping of each cylinder using the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder is performed. And a sub-fuel injection nozzle that uses the main fuel pumping pressure of the fuel injection pump at a fuel injection timing of any one of the cylinders to supply gasoline for forming a premixed gas mixture to the cylinder intake port. A dual fuel diesel engine, comprising:
【請求項2】各気筒毎の主燃料噴射ノズルと、圧縮行程
後半における燃料噴射時期に当該気筒の前記主燃料噴射
ノズルへ主燃料としてのガソリンを圧送する燃料噴射ポ
ンプと、前記主燃料噴射ノズルへ当該気筒の燃料噴射時
期以前に前もって着火用副燃料としての軽油を圧送待機
させるために、他気筒の燃料噴射時期における前記燃料
噴射ポンプの前記主燃料の圧送圧力を利用する各気筒毎
の圧送器と、前記主燃料噴射ノズルから燃料が噴射され
る以前に当該気筒内へ予混合気形成用ガソリンを供給す
るために、他気筒の燃料噴射時期における前記燃料噴射
ポンプの前記主燃料の圧送圧力を利用する副燃料噴射ノ
ズル、とを具備することを特徴とする複燃料ディーゼル
機関。
2. A main fuel injection nozzle for each cylinder, a fuel injection pump for pumping gasoline as main fuel to the main fuel injection nozzle of the cylinder at a fuel injection timing in a latter half of a compression stroke, and the main fuel injection nozzle. In order to cause the light oil serving as the auxiliary fuel for ignition to be pumped in advance before the fuel injection timing of the corresponding cylinder, the pumping of each cylinder using the pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at the fuel injection timing of the other cylinder is performed. And a pumping pressure of the main fuel of the fuel injection pump at a fuel injection timing of another cylinder to supply gasoline for forming a premixed mixture into the cylinder before fuel is injected from the main fuel injection nozzle. A dual fuel diesel engine comprising:
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