JP4216262B2 - Fuel injection system for diesel engine - Google Patents
Fuel injection system for diesel engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4216262B2 JP4216262B2 JP2005054672A JP2005054672A JP4216262B2 JP 4216262 B2 JP4216262 B2 JP 4216262B2 JP 2005054672 A JP2005054672 A JP 2005054672A JP 2005054672 A JP2005054672 A JP 2005054672A JP 4216262 B2 JP4216262 B2 JP 4216262B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- fuel injection
- pressure
- valve opening
- opening pressure
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明は、燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における高圧燃料の圧力が燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき針弁が開弁して、燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンに関する。 The present invention introduces high-pressure fuel pressurized to a high pressure by a fuel injection pump into a fuel injection valve, and the pressure of the high-pressure fuel in the fuel injection valve exceeds the valve opening pressure of a needle valve provided in the fuel injection valve. The present invention relates to a diesel engine configured to open the hour valve and inject the high-pressure fuel into a combustion chamber of the engine from an injection hole provided in the fuel injection valve.
図9(A)は、ディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図であり、図において1は燃料噴射ポンプ、5は燃料噴射弁、14は給排油通路15を開閉するポペット弁で、該燃料噴射ポンプ1のプランジャ1aにより高圧に加圧されたプランジャ室11内の高圧燃料は、前記ポペット弁14給排油通路15を閉じると、吐出弁2を押し開き噴射管4を通って燃料噴射弁5に導入される。3は等圧弁である。
該燃料噴射弁5の燃料溜め53内に溜められた高圧燃料は、該高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁5に設けられた針弁51の開弁圧つまり針弁ばね54のセット圧によって設定された開弁圧を超え、該高圧燃料の圧力によって針弁51が開弁すると、該燃料噴射弁5に設けられた噴孔52からエンジンの燃焼室30内に噴射せしめられる。
FIG. 9A is a system diagram showing a schematic configuration of a fuel injection device of a diesel engine. In the figure, 1 is a fuel injection pump, 5 is a fuel injection valve, and 14 is a poppet valve that opens and closes a supply /
The high-pressure fuel stored in the
また、特許文献1(特開平5−71438号公報)には、インジェクターに設けた三方電磁弁の低圧側に背圧制御弁を設けて背圧室の圧力を制御することにより、高圧燃料の供給時でも噴射初期に低噴射率であり、噴射後期に高噴射率になるような燃焼に最適な噴射モードを得ることができるディーゼルエンジンの燃料噴射装置が提案されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-71438) discloses a high pressure fuel supply by controlling a pressure in a back pressure chamber by providing a back pressure control valve on the low pressure side of a three-way solenoid valve provided in an injector. There has been proposed a fuel injection device for a diesel engine that can obtain an optimal injection mode for combustion that has a low injection rate in the early stage of injection and a high injection rate in the late stage of injection.
ディーゼルエンジンにおいては、定格出力等の高負荷時(高出力時)には、燃料噴射弁5から噴射される燃料の噴射圧力を高圧にして排煙濃度を良好に保持して燃費(燃料消費率)を低減することが要求され、このため、図9に示される従来のエンジンでは、針弁51の開弁圧(つまり針弁ばね54のセット圧)を増加して前記噴射圧力を高圧化することがなされている。
In a diesel engine, at a high load such as rated output (high output), the fuel injection pressure from the
即ち図9(B)は前記従来のエンジンにおける針弁51のリフトと燃料噴射モードをしめしており、かかる従来のエンジンでは、図9(B)のA線のように高負荷時の噴射圧力を高くする噴射モードにすると、同図のB線で示す低負荷時の噴射モードは前記針弁51の開弁圧P0が低負荷から高負荷に亘って一定であるため、高負荷時の噴射モードの低負荷側のモードとなって、初期の噴射率が高負荷時と同レベルの過大な噴射率となる。
このため、かかる従来のエンジンでは、高負荷運転時の噴射圧力を高くした噴射モードとして、排煙濃度を良好に保持し燃費(燃料消費率)を低減すると、部分負荷等の低負荷運転時における初期の噴射率が過大となってNOx(窒素酸化物)の増加を招くという問題を抱えている。
That is, FIG. 9B shows the lift of the
For this reason, in such a conventional engine, as an injection mode in which the injection pressure at the time of high load operation is increased, if the exhaust gas concentration is maintained well and the fuel consumption (fuel consumption rate) is reduced, the operation at the time of low load operation such as partial load There is a problem in that the initial injection rate becomes excessive, leading to an increase in NOx (nitrogen oxide).
一方、前記特許文献1(特開平5−71438号公報)にて提供されている技術においては、高圧燃料の供給時でも噴射初期に低噴射率とし、噴射後期に高噴射率になるように噴射モードを制御する手段が示されているにとどまり、高負荷時の噴射圧力を高くして排煙濃度を良好に保持し燃費を低減する噴射モードとしたとき、低負荷時における初期の噴射率が過大となってNOxの増加を招くという問題を解決する手段は示されていない。 On the other hand, in the technique provided in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-71438), the injection is performed so that the injection rate is low at the initial stage of injection even when high-pressure fuel is supplied and the injection rate is high at the late stage of injection. Only the means to control the mode is shown, and when the injection mode is set to increase the injection pressure at high load to maintain good flue gas concentration and reduce fuel consumption, the initial injection rate at low load is No means for solving the problem of excessively increasing NOx is shown.
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、高負荷運転時の噴射圧力を高くして燃費を低減し排煙濃度を良好に保持するとともに、低負荷時においてはNOxの排出量を抑制可能としたディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention increases the injection pressure at the time of high load operation, reduces fuel consumption, maintains a good smoke concentration, and makes it possible to suppress NOx emission at low loads. An object of the present invention is to provide a fuel injection device for a diesel engine.
本発明はかかる目的を達成するもので、燃料噴射ポンプにより高圧に加圧された高圧燃料を燃料噴射弁に導入し、燃料噴射弁内における前記高圧燃料の圧力が該燃料噴射弁に設けられた針弁の開弁圧を超えたとき該針弁が開弁して、該燃料噴射弁に設けられた噴孔からエンジンの燃焼室内に前記高圧燃料を噴射するように構成されたディーゼルエンジンにおいて、前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、前記燃料噴射ポンプの給排油通路を2段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構と、前記電磁弁の開度を変化させて前記開弁圧を制御するとともに前記開弁圧を前記ポペット弁機構の2段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するコントローラとを備えたことを特徴とする。 The present invention achieves such an object, in which high-pressure fuel pressurized to a high pressure by a fuel injection pump is introduced into a fuel injection valve, and the pressure of the high-pressure fuel in the fuel injection valve is provided in the fuel injection valve. In the diesel engine configured to open the needle valve when the valve opening pressure of the needle valve is exceeded and inject the high-pressure fuel into the combustion chamber of the engine from the injection hole provided in the fuel injection valve, A hydraulic cylinder device that changes the valve opening pressure by changing the pressing pressure to the valve seat of the needle valve, and a hydraulic oil passage provided to the hydraulic oil passage to the hydraulic cylinder device to change a passage area of the hydraulic oil passage a poppet valve mechanism for controlling the solenoid valve, the supply and discharge oil passage of the fuel injection pump is opened and closed in two stages fuel injection timing for varying the pressing pressure of the needle valve by the hydraulic cylinder device by the electric And a controller for setting the opening pressure to control the valve opening pressure by changing the opening degree of the valve in two stages smaller opening pressure than the shelf pressure formed by closing of the poppet valve mechanism It is characterized by that.
かかる発明において、具体的には前記コントローラは、低負荷運転時に前記ポペット弁機構の2段階の閉止により棚圧を形成するように構成する。 In this invention, specifically, the controller is configured to form a shelf pressure by two-stage closing of the poppet valve mechanism during low load operation .
また本発明において、前記コントローラは、前記エンジンの燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成する。 In the present invention , the controller controls the valve opening pressure by changing the opening of the electromagnetic valve according to the change in the fuel injection amount so as to increase the valve opening pressure as the fuel injection amount of the engine increases. Configure as follows .
また本発明において、前記コントローラは、前記エンジンの燃料噴射タイミングと排煙濃度との関係、及び前記燃料噴射タイミングとNOx(窒素酸化物)排出量との関係が設定されるとともに、前記排煙濃度が許容濃度以下になり、かつ前記NOx排出量が許容排出量以下になる最適燃料噴射タイミングを算出し、前記開弁圧が前記最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように、前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成する。 In the present invention, the controller sets the relationship between the fuel injection timing of the engine and the flue gas concentration, and the relationship between the fuel injection timing and the NOx (nitrogen oxide) emission amount. The optimal fuel injection timing at which the NOx emission amount is less than the allowable emission amount and the valve opening pressure becomes the optimum valve opening pressure corresponding to the optimum fuel injection timing. The valve opening pressure is controlled by changing the opening of the electromagnetic valve .
削除 Delete
本発明によれば、燃料噴射弁内の針弁の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置及び該油圧シリンダ装置への作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁とを設けるとともに、コントローラによって、好ましくは、エンジン負荷及びエンジン回転数に基づき算出した燃料噴射量の設定値と電磁弁の開度に基づき算出した開弁圧とを比較し、開弁圧が燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁の開度を制御して、燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い電磁弁の開度を変化させて開弁圧を制御するように構成したので、燃料噴射量の多い高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめ、噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードとして、燃費を低減し排煙濃度を良好に保持した運転が可能となるとともに、燃料噴射量の少ない低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してNOxの排出を抑制した運転が可能となる。
従って本発明によれば、燃料噴射量の変化に従い電磁弁の開度を変化させて開弁圧を制御することにより、高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて排煙濃度を良好に保持し燃費を低減でき、且つ低負荷運転時には開弁圧を低くし初期の噴射率を低くしてNOxの排出を抑制できるという、双方の効果を併せ備えたディーゼルエンジンが得られる。
さらに、本発明によれば、燃料噴射ポンプの給排油通路を2段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構を設け、コントローラによって、前記開弁圧を前記ポペット弁機構の2段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するので、エンジンの低負荷運転時に、前記ポペット弁機構の2段階の閉止により形成される棚圧よりも開弁圧を小さく設定することにより、前記ポペット弁機構の2段階の閉止により形成される棚圧が形成される噴射モードで燃料噴射を行なうことができ、初期の噴射率を低く保持できてNOxの排出抑制効果がより顕著となる。
According to the present invention, the hydraulic cylinder device that changes the valve opening pressure by changing the pressing pressure of the needle valve in the fuel injection valve, and the hydraulic pressure by changing the passage area of the hydraulic oil passage to the hydraulic cylinder device. An electromagnetic valve that changes the pressing pressure of the needle valve by the cylinder device is provided, and preferably calculated by the controller based on the set value of the fuel injection amount calculated based on the engine load and the engine speed and the opening of the electromagnetic valve The opening of the solenoid valve is controlled so that the valve opening pressure becomes the valve opening pressure corresponding to the set value of the fuel injection amount, and the valve opening pressure is increased as the fuel injection amount increases. Since the valve opening pressure is controlled by changing the opening of the solenoid valve according to the change of the fuel injection amount so as to increase, the valve opening pressure is increased during high load operation with a large amount of fuel injection, As an injection mode in which the injection pressure is increased and the injection period is shortened, operation with reduced fuel consumption and good smoke density is possible, and the valve opening pressure is shifted low during low load operation with a small fuel injection amount. Therefore, it is possible to perform an operation in which the initial injection rate is lowered to suppress the rise of combustion and NOx emission is suppressed.
Therefore, according to the present invention, the valve opening pressure is controlled by changing the opening of the solenoid valve in accordance with the change in the fuel injection amount, so that the valve opening pressure is raised during high load operation to maintain a good smoke concentration. A diesel engine having both the effects of reducing fuel consumption and reducing NOx emissions by lowering the valve opening pressure and lowering the initial injection rate during low-load operation can be obtained.
Further, according to the present invention, a poppet valve mechanism for controlling the fuel injection timing by opening and closing the supply / discharge oil passage of the fuel injection pump in two stages is provided, and the valve opening pressure is controlled by the controller in two stages of the poppet valve mechanism. The valve opening pressure is set to be smaller than the shelf pressure formed by the two-stage closing of the poppet valve mechanism when the engine is operated at a low load. Thus, the fuel injection can be performed in the injection mode in which the shelf pressure formed by the two-stage closing of the poppet valve mechanism is formed, the initial injection rate can be kept low, and the NOx emission suppressing effect is more remarkable. It becomes.
また本発明によれば、燃料噴射弁内の針弁の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置及び該油圧シリンダ装置への作動油路の通路面積を変化させることにより、該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁とを設けるとともに、コントローラによって、好ましくは、排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つNOx排出量がエンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容NOx排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出し、開弁圧が前記最適開弁圧になるように、前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成したので、
高負荷運転時には開弁圧を上昇させて噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードで以って排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑えるとともに、低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してNOxの排出を抑制することが可能となる。
従って本発明によれば、前記排煙濃度及びNOxの排出量から算出した最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように前記電磁弁の開度を変化させて該開弁圧を制御することにより、全運転域で排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑制し且つNOxの排出量許容NOx排出量以下に抑制して運転できるディーゼルエンジンが得られる。
Further, according to the present invention, the hydraulic cylinder device that changes the valve opening pressure by changing the pressing pressure of the needle valve in the fuel injection valve, and the passage area of the hydraulic oil passage to the hydraulic cylinder device are changed, An electromagnetic valve for changing the pressing pressure of the needle valve by the hydraulic cylinder device, and preferably, by the controller, the smoke concentration is less than or equal to a preset allowable smoke concentration based on a detected value of the smoke concentration. And calculating the optimal fuel injection timing such that the NOx emission amount is equal to or less than the allowable NOx emission amount corresponding to the engine load or the engine speed, calculating the optimal valve opening pressure corresponding to the optimal fuel injection timing, and opening the valve Since the valve opening pressure is controlled by changing the opening of the electromagnetic valve so that the pressure becomes the optimum valve opening pressure,
In high-load operation, the valve opening pressure is increased to increase the injection pressure and the injection period is shortened, so that the smoke concentration is kept below the allowable smoke concentration and the valve opening pressure is shifted low during low-load operation. As a result, the initial injection rate can be lowered to suppress the rise of combustion, thereby suppressing NOx emission.
Therefore, according to the present invention, the valve opening pressure is controlled by changing the opening of the solenoid valve so that the optimum valve opening pressure corresponding to the optimum fuel injection timing calculated from the smoke concentration and the NOx emission amount is obtained. By doing this, a diesel engine that can be operated while suppressing the smoke concentration below the allowable smoke concentration and suppressing the NOx emission amount below the allowable NOx emission amount in the entire operation region is obtained.
削除 Delete
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
図1は本発明の第1実施例に係るディーゼルエンジンの燃料噴射装置の概略構成を示す系統図である。
図1において、1は燃料噴射ポンプ、5は燃料噴射弁、14は給排油通路15を開閉するポペット弁で、該燃料噴射ポンプ1のプランジャ1aにより高圧に加圧されたプランジャ室11内の高圧燃料は、前記ポペット弁14が給排油通路15を閉じると、吐出弁2を押し開き噴射管4を通って燃料噴射弁5の燃料溜め53内に導入されるようになっている。52は燃料噴射弁5に設けられた噴孔、51は該燃料溜め53と噴孔52との間を開閉する針弁である。3は等圧弁である。
以上の構成は図9(A)に示す従来の燃料噴射装置と同様である。
FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a fuel injection device for a diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a fuel injection pump, 5 is a fuel injection valve, 14 is a poppet valve that opens and closes the supply /
The above configuration is the same as that of the conventional fuel injection device shown in FIG.
6は油圧シリンダ、8は作動油を加圧して供給する油圧源、9は該油圧源8と前記油圧シリンダとを接続する作動油管である。7は該作動油管9に設けられた電磁弁で、後述するコントローラ10からの制御信号によって開度を制御され前記作動油管9を含む作動油路の通路面積を変化させるものである。
前記針弁51の開弁圧は、前記油圧シリンダ6内の作動油圧による力と針弁ばね54のセット圧との合力によって構成され、前記燃料溜め53内の高圧燃料の圧力が前記針弁51の開弁圧を超えると、該高圧燃料の圧力によって針弁51がリフトして開弁し、前記噴孔52からエンジンの燃焼室30内に噴射せしめられる。
6 is a hydraulic cylinder, 8 is a hydraulic source that supplies pressurized hydraulic oil, and 9 is a hydraulic oil pipe that connects the
The valve opening pressure of the
12はエンジンの回転数(エンジン回転数)を検出する回転数検出器、11はエンジンの負荷(エンジン負荷)を検出する負荷検出器、13はエンジンから排出される排気ガス中の排煙濃度を検出するスモークセンサである。
10はコントローラで、前記回転数検出器12からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器11からのエンジン負荷の検出値、及び前記スモークセンサ13からの排煙濃度の検出値は前記コントローラ10に入力され、該コントローラ10は後述するような手順で前記電磁弁7の開度を制御するようになっている。
次に、図2及び図3の制御ブロック図に基づき、かかる第1実施例の動作を説明する。
図2は前記第1実施例(一部は第2実施例)における制御ブロック図(その1)、図3は前記第1実施例(一部は第2実施例)における制御ブロック図(その2)である。
図2において、前記回転数検出器12からのエンジン回転数の検出値及び前記負荷検出器11からのエンジン負荷の検出値は、前記コントローラ10の噴射量算出部101に入力される。102は噴射量設定部で、前記エンジン回転数及び/またはエンジン負荷に対する燃料噴射量が設定されている。
前記噴射量算出部101においては、前記エンジン回転数の検出値及び/またはエンジン負荷の検出値に対応する燃料噴射量を前記噴射量設定部102から抽出して開弁圧算出部103に入力する。
Next, based on the control block diagram of FIG.2 and FIG.3, operation | movement of this 1st Example is demonstrated.
FIG. 2 is a control block diagram (part 1) in the first embodiment (partly the second embodiment), and FIG. 3 is a control block diagram (part 2) in the first embodiment (partly the second embodiment). ).
In FIG. 2, the detected value of the engine speed from the
In the injection
104は開弁圧設定部で、図5(A)に示されるように、燃料噴射量の増加に従い開弁圧が上昇するように設定されている。
前記開弁圧算出部103においては、前記噴射量算出部101からの燃料噴射量の抽出
値に対応する開弁圧を前記開弁圧設定部104から抽出して電磁弁制御部105に入力する。該電磁弁制御部105においては、前記開弁圧の抽出値になるような電磁弁7の開度を算出し、該電磁弁7を前記算出開度に調整する。これにより、前記電磁弁7によって油圧シリンダ6の作動油圧が前記開弁圧の抽出値に対応する作動油圧に調整され、前記針弁51(図1参照)の開弁圧は前記開弁圧抽出値に設定される。
A valve opening
In the valve opening
かかる第1実施例によれば、燃料噴射弁5内の針弁51の押付け圧力を変化させることにより開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ6及び該油圧シリンダ6への作動油路の通路面積を変化させることにより、該油圧シリンダ6による前記針弁51の押付け圧力を変化せしめる電磁弁7を設けるとともに、コントローラ10によって、エンジン負荷及び/またはエンジン回転数に基づき算出した燃料噴射量の設定値と電磁弁7の開度に基づき算出した開弁圧とを比較し、開弁圧が燃料噴射量の設定値に対応する開弁圧になるように前記電磁弁7の開度を制御して、燃料噴射量の増加に従い開弁圧を上昇せしめるように該燃料噴射量の変化に従い電磁弁7の開度を変化させて開弁圧を制御するように構成したので、燃料噴射量の多い高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて、噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードとして、排煙濃度を良好に保持し燃費を低減した運転が可能となるとともに、燃料噴射量の少ない低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してNOxの排出を抑制した運転が可能となる。
従ってかかる第1実施例によれば、燃料噴射量の変化に従い電磁弁7の開度を変化させて開弁圧を制御することにより、高負荷運転時には開弁圧を上昇せしめて排煙濃度を良好に保持し燃費を低減でき、且つ低負荷運転時には開弁圧を低くし初期の噴射率を低くしてNOxの排出を抑制できるという、双方の効果を併せ備えたディーゼルエンジンが得られる。
According to the first embodiment, the
Therefore, according to the first embodiment, the valve opening pressure is controlled by changing the opening degree of the
次に図3において、前記回転数検出器12からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器11からのエンジン負荷の検出値、及び前記スモークセンサ13からの排煙濃度の検出値は前記コントローラ10の噴射タイミング算出部106に入力される。
108はスモーク/噴射タイミング設定部で、図4(A)に示すように、噴射タイミングを早くすると排煙濃度が低くなるように、許容排煙濃度と噴射タイミングとの関係が設定されている。また107はNOx/噴射タイミング設定部で、エンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する燃料噴射タイミングにおける許容NOx排出量が設定され、図4(B)に示すように、噴射タイミングを早くするとNOx排出量が増加するように設定されている。
Next, in FIG. 3, the detected value of the engine speed from the
前記噴射タイミング算出部106においては、前記エンジン回転数の検出値及び/またはエンジン負荷の検出値、及び排煙濃度の検出値に基づき、排煙濃度が前記スモーク/噴射タイミング設定部108に予め設定された許容排煙濃度以下になり、且つNOx排出量が前記NOx/噴射タイミング設定部107に設定されたエンジン回転数及び/またはエンジン負荷に対応する許容NOx排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、開弁圧算出部110に入力する。
111は開弁圧設定部で、前記最適燃料噴射タイミングと開弁圧との関係が設定され、高負荷運転時には前記排煙濃度が前記スモーク/噴射タイミング設定部108に設定された許容排煙濃度以下になるように規制された燃料噴射タイミングに対応する高い開弁圧が設定され、低負荷運転時には前記NOx排出量が前記NOx/噴射タイミング設定部107に設定された許容NOx排出量以下になるように規制された燃料噴射タイミングに対応する前記高負荷運転時よりも低い値にシフトされた開弁圧が設定されている。
In the injection timing
前記開弁圧算出部110においては、前記噴射タイミング算出部106からの最適燃料噴射タイミングに対応する高負荷運転時の開弁圧及び低負荷運転時の開弁圧を算出し、電磁弁制御部112に入力する。
該電磁弁制御部112においては、前記開弁圧の算出値になるような電磁弁7の開度を算出し、該電磁弁7を前記算出開度に調整する。これにより、前記電磁弁7によって油圧シリンダ6の作動油圧が前記開弁圧の抽出値に対応する作動油圧に調整され、前記針弁51(図1参照)の開弁圧は前記開弁圧算出値に設定される。
The valve opening
The electromagnetic
従って、第1実施例における図3の制御システムによれば、
コントローラ10によって、排煙濃度の検出値に基づき該排煙濃度が予め設定された許容排煙濃度以下で、且つNOx排出量がエンジン負荷あるいはエンジン回転数に対応する許容NOx排出量以下になるような最適燃料噴射タイミングを算出し、該最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧を算出し、開弁圧が前記最適開弁圧になるように、前記電磁弁7の開度を変化させて該開弁圧を制御するように構成したので、
高負荷運転時には開弁圧を上昇させて噴射圧力を高くし噴射期間を短くした噴射モードで以って排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑えるとともに、低負荷運転時には開弁圧を低くシフトして、初期の噴射率を低くし燃焼の立ち上がりを抑制してNOxの排出を抑制することが可能となる。
これにより、前記排煙濃度及びNOxの排出量から算出した最適燃料噴射タイミングに対応する最適開弁圧になるように前記電磁弁7の開度を変化させて該開弁圧を制御することにより、全運転域で排煙濃度を許容排煙濃度以下に抑制し、且つNOxの排出量を許容NOx排出量以下に抑制して運転できるディーゼルエンジンが得られる。
Therefore, according to the control system of FIG. 3 in the first embodiment,
Based on the detected value of the smoke concentration, the smoke concentration is not more than a preset allowable smoke concentration and the NOx emission amount is not more than the allowable NOx emission amount corresponding to the engine load or the engine speed. The optimum fuel injection timing is calculated, the optimum valve opening pressure corresponding to the optimum fuel injection timing is calculated, and the opening degree of the
In the injection mode in which the valve opening pressure is increased during high load operation to increase the injection pressure and the injection period is shortened, the smoke concentration is kept below the permissible smoke concentration, and the valve opening pressure is shifted low during low load operation. As a result, the initial injection rate can be lowered to suppress the rise of combustion, thereby suppressing NOx emission.
Thus, by controlling the valve opening pressure by changing the opening of the
図5(B)は、図2における燃料噴射量と開弁圧との関係(図5(A))から設定した制御システムと、図3における排煙濃度及びNOxの排出量と開弁圧との関係から設定した制御システムとを組み合わせた針弁リフト及び燃料噴射モードを示す。
図5(B)において、Aは高負荷運転時で、前記燃料噴射量及び排煙濃度により設定された高い開弁圧P2での燃料噴射モードとなり、Bは低負荷運転時で、前記燃料噴射量及びNOxの排出量により設定された前記開弁圧P2よりも低い値にシフトされた開弁圧P1での燃料噴射モードとなる。
FIG. 5 (B) shows the control system set from the relationship between the fuel injection amount and the valve opening pressure in FIG. 2 (FIG. 5 (A)), the smoke concentration and NOx emission amount and the valve opening pressure in FIG. The needle valve lift and the fuel injection mode combined with the control system set from the relationship are shown.
In FIG. 5B, A is a fuel injection mode at a high valve opening pressure P2 set by the fuel injection amount and smoke concentration during a high load operation, and B is a fuel injection mode at a low load operation. The fuel injection mode is set at the valve opening pressure P1 shifted to a value lower than the valve opening pressure P2 set by the amount and the NOx discharge amount.
図6は本発明の第2実施例を示す図1対応図、図7は前記第2実施例におけるポペット弁機構の構成図である。
この第2実施例では、図1の第1実施例におけるポペット弁機構14に代えて、図7に示されるような2段階の開閉が可能なポペット弁機構140を設置している。
即ち、図7において、前記燃料噴射ポンプ1のプランジャ室11に接続される給排油通路15は2つの排油通路144及び145に分岐されて燃料タンク16に接続されるとともに、各排油通路144及び145には前記コントローラ10により開閉制御されて該各排油通路144及び145を開閉するソレノイド式の開閉弁141及び142が設置されている。143は均圧装置、5は燃料噴射弁である。
FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a configuration diagram of a poppet valve mechanism in the second embodiment.
In this second embodiment, instead of the
That is, in FIG. 7, the supply /
かかる第2実施例において、前記開閉弁141及び142の双方が開くと燃料噴射ポンプ1のプランジャ室11内の燃料は2つの排油通路144及び145から燃料タンク16に排出されて燃料噴射は行なわれない。
前記開閉弁141及び142の双方が閉じると、前記2つの排油通路144及び145が閉じられてプランジャ室11内の圧力が上昇し、前記開弁圧に達すると燃料噴射が開始される。このときの燃料噴射モードは高負荷運転時に対応する図8(B)のAに示す噴射モードとなる。
In the second embodiment, when both the on-off
When both of the on-off
前記開閉弁141及び142のいずれか一方を閉じると、このときの燃料噴射モードは低負荷運転時に対応する図8(B)のBに示す噴射モードとなるとともに、噴射の立ち上がりに棚圧B1が形成され、該棚圧B1よりも開弁圧を小さく設定することにより、噴射の立ち上がりが緩慢な棚圧噴射が可能となる。
従ってかかる第2実施例によれば、燃料噴射ポンプ1の給排油通路15に接続される2つの排油通路144及び145を2段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構14を設け、コントローラ10によって、前記開弁圧を前記ポペット弁機構14の開閉弁141及び142のいずれか一方を閉じることにより形成される棚圧B1よりも小さい開弁圧に設定することにより、エンジンの低負荷運転時に、前記ポペット弁機構14の2段階の閉止により形成される棚圧B1が形成される噴射モードで燃料噴射を行なうことができて、初期の噴射率を低く保持してNOxの排出抑制効果がより顕著となる。
その他の構成、作用効果は、図1に示される第1実施例と同様であり、これと同様の部材あるいは要素は同一の符号で示す。
When either one of the on-off
Therefore, according to the second embodiment, the
Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same members or elements are denoted by the same reference numerals.
本発明によれば、高負荷運転時の噴射圧力を高くできて燃費を低減できるとともに、排煙濃度を良好に保持でき、低負荷時においてはNOxの排出量を抑制可能なディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel injection of the diesel engine which can raise the injection pressure at the time of high load driving | operation, can reduce fuel consumption, can hold | maintain a flue gas density | concentration favorably, and can suppress the discharge | emission amount of NOx at the time of low load. Equipment can be provided.
1 燃料噴射ポンプ
1a プランジャ
2 吐出弁
3 等圧弁
4 噴射管
5 燃料噴射弁
6 油圧シリンダ
7 電磁弁
10 コントローラ
11 負荷検出器
12 回転数検出器
13 スモークセンサ
14,140 ポペット弁
15 給排油通路
30 燃焼室
51 針弁
52 噴孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記針弁の弁座への押付け圧力を変化させることにより前記開弁圧を変化せしめる油圧シリンダ装置と、
該油圧シリンダ装置への作動油路に設けられて該作動油路の通路面積を変化させることにより該油圧シリンダ装置による前記針弁の押付け圧力を変化せしめる電磁弁と、
前記燃料噴射ポンプの給排油通路を2段階で開閉して燃料噴射時期を制御するポペット弁機構と、
前記電磁弁の開度を変化させて前記開弁圧を制御するとともに前記開弁圧を前記ポペット弁機構の2段階の閉止により形成される棚圧よりも小さい開弁圧に設定するコントローラとを備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。 When high pressure fuel pressurized to high pressure by a fuel injection pump is introduced into the fuel injection valve, the pressure of the high pressure fuel in the fuel injection valve exceeds the valve opening pressure of a needle valve provided in the fuel injection valve. In a diesel engine configured to inject the high-pressure fuel into a combustion chamber of an engine through a nozzle hole provided in the fuel injection valve when a needle valve is opened,
A hydraulic cylinder device that changes the valve opening pressure by changing the pressing pressure of the needle valve to the valve seat;
An electromagnetic valve that is provided in a hydraulic oil passage to the hydraulic cylinder device and changes a pressing pressure of the needle valve by the hydraulic cylinder device by changing a passage area of the hydraulic oil passage;
A poppet valve mechanism for controlling the fuel injection timing by opening and closing the supply / discharge oil passage of the fuel injection pump in two stages;
A controller for controlling the valve opening pressure by changing the opening of the electromagnetic valve and setting the valve opening pressure to a valve opening pressure smaller than a shelf pressure formed by two-stage closing of the poppet valve mechanism; fuel injection device for a diesel engine characterized by comprising.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005054672A JP4216262B2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Fuel injection system for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005054672A JP4216262B2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Fuel injection system for diesel engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006241986A JP2006241986A (en) | 2006-09-14 |
JP4216262B2 true JP4216262B2 (en) | 2009-01-28 |
Family
ID=37048659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005054672A Expired - Fee Related JP4216262B2 (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Fuel injection system for diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4216262B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6293586B2 (en) * | 2014-06-20 | 2018-03-14 | 三菱重工業株式会社 | Fuel injection valve and fuel injection device |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005054672A patent/JP4216262B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006241986A (en) | 2006-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6584953B2 (en) | Common rail fuel injection device | |
ES2433894T3 (en) | Procedure for injecting fuel into a fuel injector | |
EP1780401B1 (en) | Fuel injection device | |
US9518518B2 (en) | Dual fuel common rail transient pressure control and engine using same | |
US6622692B2 (en) | Common rail fuel injection device | |
KR101602970B1 (en) | Fuel injection system for an internal combustion engine, comprising a hydrocarbon injector | |
JP2013199916A (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
US6363914B1 (en) | Accumulator fuel injection system | |
JP4216262B2 (en) | Fuel injection system for diesel engine | |
EP2546508A1 (en) | Two-stage fuel injection valve for a diesel engine, comprising a solenoid valve and a shuttle valve | |
JP3825406B2 (en) | Fuel injection device | |
JP4447595B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP2002364484A (en) | Fuel injection system | |
JP3932887B2 (en) | Fuel injection amount control device for internal combustion engine | |
JP4256771B2 (en) | Fuel control method and apparatus for diesel engine | |
JP5187149B2 (en) | Valve drive apparatus for internal combustion engine | |
JP2004019469A (en) | Fuel injector and diesel engine equipped with the same | |
JP4239332B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP3812620B2 (en) | Accumulated fuel injection system | |
JP2005113744A (en) | Fuel injection device | |
JP2008196391A (en) | Fuel injection device | |
JP3972685B2 (en) | Accumulated fuel injection system | |
JP3924156B2 (en) | Fuel injection device | |
JP2007113445A (en) | Fuel injection device and method for operating internal combustion engine provided with same | |
JP2010007558A (en) | Fuel injection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080529 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080722 |
|
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: 20081017 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081105 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |