JP5239923B2 - Compression ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、予混合圧縮着火燃焼、特にオクタン価の異なる2種の燃料をそれぞれ筒内に直接噴射して圧縮着火燃焼を行う圧縮着火内燃機関に関する。 The present invention relates to premixed compression ignition combustion, particularly to a compression ignition internal combustion engine that performs compression ignition combustion by directly injecting two types of fuels having different octane numbers into a cylinder.
特許文献1には、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とを筒内に個々に噴射するようにした内燃機関が開示されている。ここでは、2つの燃料噴射弁からオクタン価の異なる燃料を両者が実質的に重ならないように噴射することで、燃料濃度が均質でかつオクタン価分布のある混合気場を形成するようにしており、これによって広い運転領域で圧縮着火燃焼の実現を図っている。 Patent Document 1 discloses an internal combustion engine in which a low-octane fuel and a high-octane fuel are individually injected into a cylinder. Here, fuels having different octane numbers are injected from the two fuel injection valves so that they do not substantially overlap with each other, so that an air-fuel mixture field having a uniform fuel concentration and an octane number distribution is formed. This achieves compression ignition combustion in a wide operating range.
しかしながら、上記特許文献1の技術では、2つの燃料を別個に分布させることができる反面、中間のオクタン価となる混合した燃料分布を形成できないため、適用可能な運転領域が限定されてしまう。すなわち、特許文献1では、負荷の上昇に伴って、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の供給割合を、低オクタン価燃料が少なくなるように制御する旨開示されているが、2つの燃料が混合せずに負荷の上昇とともに高オクタン価燃料の量を増加させた場合、低オクタン価燃料によって着火した高オクタン価燃料が一斉に発火するため、燃焼後半が急峻燃焼になり、燃焼騒音が過大となる。また、負荷の上昇に対し低オクタン価燃料が過度に増加すると、低オクタン価燃料が一斉に発火し、燃焼の前半が急峻な燃焼となる。従って、燃焼騒音を抑えつつ、低負荷から高負荷にわたる幅広い運転領域で良好な圧縮着火燃焼を成立させることが困難である。 However, in the technique of the above-described Patent Document 1, two fuels can be distributed separately, but a mixed fuel distribution having an intermediate octane number cannot be formed, so that an applicable operation range is limited. That is, in Patent Document 1, it is disclosed that the supply ratio of the low octane fuel and the low octane fuel is controlled so as to reduce the low octane fuel as the load increases, but the two fuels are not mixed. When the amount of high-octane fuel is increased as the load is increased, the high-octane fuel ignited by the low-octane fuel is ignited all at once, resulting in sharp combustion in the second half of combustion and excessive combustion noise. Further, if the low octane fuel is excessively increased with the increase in load, the low octane fuel is ignited all at once, and the first half of the combustion becomes steep combustion. Therefore, it is difficult to achieve good compression ignition combustion in a wide operating range from low load to high load while suppressing combustion noise.
本発明は、低オクタン価燃料および高オクタン価燃料をそれぞれ筒内に直接噴射し、圧縮自己着火させる筒内直接噴射式の圧縮着火内燃機関において、低オクタン価燃料および高オクタン価燃料をそれぞれ噴射する2本の燃料噴射弁が燃焼室中心部に配置されるとともに、ピストン冠面の中央部にキャビティを有し、一方の燃料噴射弁は、少なくとも圧縮行程後半では上記キャビティに向けて燃料を噴射するように、他方の燃料噴射弁よりも噴霧角が狭く構成されていることを特徴としている。 The present invention relates to an in-cylinder direct injection type compression ignition internal combustion engine that directly injects a low octane fuel and a high octane fuel into a cylinder, and injects the low octane fuel and the high octane fuel respectively. The fuel injection valve is disposed in the center of the combustion chamber and has a cavity in the center of the piston crown surface, and one fuel injection valve injects fuel toward the cavity at least in the latter half of the compression stroke. The spray angle is narrower than that of the other fuel injection valve.
噴霧角が狭い一方の燃料噴射弁からキャビティに向けて燃料を噴射することにより、キャビティ内には、この一方の燃料噴射弁より噴射された固有のオクタン価を有する燃料が分布する。これに対し、キャビティの外側では、噴霧角が広い他方の燃料噴射弁から噴射された固有のオクタン価を有する燃料、あるいは、両燃料噴射弁から噴射された燃料の混合によって生じた中間のオクタン価を有する燃料が分布し、径方向でオクタン価の異なる燃料が分布する同心円状のオクタン価分布を形成することができる。 By injecting fuel from one fuel injection valve having a narrow spray angle toward the cavity, fuel having a specific octane number injected from the one fuel injection valve is distributed in the cavity. On the other hand, outside the cavity, the fuel has a specific octane number injected from the other fuel injection valve with a wide spray angle, or has an intermediate octane number generated by mixing the fuel injected from both fuel injection valves. A concentric octane number distribution in which fuels are distributed and fuels having different octane numbers in the radial direction are distributed can be formed.
ここで、オクタン価の低い燃料は、燃料噴射後着火に至るまでの期間いわゆる着火遅れ期間が短いため、噴射後速やかに着火に至る。一方、高オクタン価燃料は、着火遅れ期間が長い。一般的に2つのオクタン価の燃料を混合させた場合、混合燃料のオクタン価は2つの燃料のオクタン価の中間のオクタン価となる。この中間のオクタン価の燃料では、中間の着火遅れ期間となる。 Here, the fuel having a low octane number is ignited promptly after injection because the so-called ignition delay period is short after the fuel injection. On the other hand, high-octane fuel has a long ignition delay period. In general, when two octane fuels are mixed, the octane number of the mixed fuel is an octane number intermediate between the octane numbers of the two fuels. This intermediate octane fuel has an intermediate ignition delay period.
従って、上述したように筒内にオクタン価が径方向に変化する同心円状のオクタン価分布を形成し、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料との混合・干渉状態を適切なものとすることで、中間のオクタン価を有する燃料を分布させて、急峻な燃焼による燃焼騒音を抑えつつ、例えば筒内の外周側に低オクタン価を有する燃料、内周側に高オクタン価を有する燃料、中間に中間のオクタン価を有する燃料を同心円状に分布させることで、筒内の外周側から内周側へと燃焼が進行し、シリンダ壁面近傍のピストンクレビス部などに残存する未燃燃料成分を抑制し、未燃燃料成分の排出を抑えることができる。 Therefore, as described above, a concentric octane number distribution in which the octane number changes in the radial direction in the cylinder is formed, and the mixing and interference state of the low octane number fuel and the high octane number fuel are made appropriate, so that the intermediate octane number For example, a fuel having a low octane number on the outer peripheral side of the cylinder, a fuel having a high octane number on the inner peripheral side, and a fuel having an intermediate octane number in the middle while suppressing the combustion noise due to steep combustion. By distributing in a concentric manner, combustion proceeds from the outer peripheral side of the cylinder to the inner peripheral side, suppressing the unburned fuel component remaining in the piston clevis portion etc. near the cylinder wall surface, and discharging the unburned fuel component. Can be suppressed.
このように本発明によれば、燃焼室内での燃料のオクタン価の分布を適切なものとすることで、燃焼騒音を抑え、かつ、未燃燃料成分の排出を抑えることができる。 As described above, according to the present invention, by making the distribution of the octane number of the fuel in the combustion chamber appropriate, it is possible to suppress combustion noise and suppress discharge of unburned fuel components.
図1は、この発明に係る圧縮着火内燃機関の一実施例を示している。シリンダヘッド2とシリンダブロック1とピストン3とによってシリンダ1A内に燃焼室4が形成されている。この燃焼室4は、吸気弁5を介して吸気ポート6と連通し、かつ排気弁7を介して排気ポート9と連通する。吸気弁5および排気弁7は、それぞれ吸気弁用カム10、排気弁用カム11によって開閉駆動される。シリンダブロック1にはシリンダ1Aの周囲に冷却水が通流するウォータージャケット12が形成されている。燃焼室4の上面中心部には、2つの燃料噴射弁つまり低オクタン価燃料用燃料噴射弁15と高オクタン価燃料用燃料噴射弁16とが並んで配置されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a compression ignition internal combustion engine according to the present invention. A combustion chamber 4 is formed in the cylinder 1 </ b> A by the
各々の燃料噴射弁15,16には、別個の燃料配管ならびに燃料ポンプ等(いずれも図示せず)を介して、低オクタン価燃料および高オクタン価燃料が個々に供給されている。これらの燃料噴射弁15,16に対向して、ピストン3の冠面中央部には、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16から噴射された燃料を受け止めて成層混合気形成を行えるように、キャビティ17が設けられている。キャビティ17は、ピストン冠面3Aに平行な底面17Aと、この底面17Aの外周から略垂直に立ち上がる円筒状のキャビティ壁面17Bと、を有している。そして、ピストン冠面3Aとキャビティ壁面17Bとの隅角部分に、ピストン冠面3Aに対して適宜に傾斜する傾斜面(又は湾曲面)をなすキャビティリップ部18が形成されている。このキャビティリップ部18は、噴射された燃料をキャビティリップ部18の上空へと跳ね上げさせるように、その傾斜角度やピストン径方向長さが設定されている。
Each of the
2つの燃料噴射弁15,16は、いずれも、シリンダ中心軸線を中心とした円錐形の噴霧を形成するが、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16は上記キャビティ17内に向けて燃料を噴射するように噴霧角α2が狭く構成され、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15は、この高オクタン価燃料の噴霧の外側に燃料を噴射するように噴霧角α1が広く構成されている。
The two
具体的には、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15は、噴霧角α1をなす噴霧軸線Z1が、圧縮行程前半から中盤にかけての期間(BDC〜60BTDC(上死点前))では、ピストン冠面3Aと干渉することなくシリンダ1Aの壁面を指向し、圧縮行程後半(60BTDC〜30BTDC)では、ピストン冠面3Aの領域Aを指向し、圧縮上死点近傍(30BTDC〜TDC)ではキャビティリップ部18の領域Bを指向するように設定されている。つまり、圧縮行程ではキャビティ17を指向することのないように噴霧角α1が広く設定されている。
Specifically, the
一方、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16は、噴霧角α2をなす噴霧軸線Z2が、圧縮行程中盤(〜60BTDC)ではピストン冠面3Aの領域Aを指向し、圧縮行程後半の途中まで(60BTDC〜45BTDC)はキャビティリップ部18の領域Bを指向し、圧縮行程後半の途中から圧縮上死点までの期間(45BTDC〜TDC)では、キャビティ17内の領域Cを指向するように設定されている。
On the other hand, in the
なお、これらの燃料噴射弁15,16は、通常は、全体として円錐形の噴霧を形成するマルチホール型燃料噴射弁が用いられるが、必ずしもこれに限定されず、円錐形の噴霧を形成する単噴孔のものであってもよい。
The
図2は、低負荷域での燃料噴射時期(期間)及び燃料噴射率の設定例を示している。この低負荷域では、両燃料噴射弁15,16の噴射期間を圧縮行程後半の短い期間、例えば45BTDC〜15BTDC程度に設定する。
FIG. 2 shows a setting example of the fuel injection timing (period) and the fuel injection rate in the low load region. In this low load range, the injection periods of the
このような設定により、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16から噴射された燃料のうち、噴射期間の前半に噴射された燃料は、キャビティリップ部18の領域Bへ噴射され、その上空へ巻き上げられるとともに、噴射期間の後半に噴射された燃料はキャビティ17内の領域Cへ噴射され、キャビティ17の領域Cに高オクタン価燃料Fhが分布する。一方、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15より噴射された燃料のうち、噴射期間の前半に噴射された燃料はピストン冠面3Aの領域Aへ向けて噴射され、そのピストン冠面3A上に低オクタン価燃料Flが分布するとともに、噴射期間の後半に噴射された燃料はキャビティリップ部18の領域Bへと噴射され、その上空へ巻き上げられることで、上述した低オクタン価燃料と混合し、キャビティリップ部18の上空に中間のオクタン価燃料Fmが分布する。
With this setting, of the fuel injected from the high-octane
ここで、キャビティリップ部18の上空に分布する中間のオクタン価燃料Fmが過濃とならないように、キャビティリップ部18の領域Bに向けて噴射される状況、すなわち、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15にあっては噴射期間の後半、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16にあっては噴射期間の前半に、その噴射率(噴射量)を低く抑制している。
Here, the state where the intermediate octane fuel Fm distributed over the
これによって、図5(A)に示すように、径方向で異なるオクタン価の燃料Fl,Fm,Fhが同心円状に分布するオクタン価分布が形成され、具体的には、外周側が低オクタン価の燃料Fl,内周側が高オクタン価の燃料Fh,その中間が中間のオクタン価の燃料Fmが分布し、つまり径方向中心へ向かうに従ってオクタン価が高くなる同心円状のオクタン価分布が形成される。また、この低負荷域では、燃料噴射期間が圧縮行程後半の短い期間とされていることから、燃料分布が燃焼室中央部の狭い範囲に限られたコンパクトなものとなる。 As a result, as shown in FIG. 5A, an octane number distribution in which the fuels Fl, Fm, Fh having different octane numbers in the radial direction are concentrically distributed is formed. Specifically, the fuel Fl, A fuel Fh having a high octane number is distributed on the inner peripheral side and an intermediate octane number fuel Fm is distributed in the middle, that is, a concentric octane number distribution is formed in which the octane number increases toward the center in the radial direction. Further, in this low load region, the fuel injection period is a short period in the latter half of the compression stroke, so that the fuel distribution is compact and limited to a narrow range in the center of the combustion chamber.
なお、図5等では表記上の制限からそれぞれのオクタン価燃料Fl,Fm,Fhが独立した領域を占めるかのように描かれているが、実際には一つの空間であるために適宜に混ざり合ったものとなる。 In FIG. 5 and the like, the octane fuels Fl, Fm, and Fh are drawn as if they occupy independent regions due to restrictions on the notation, but they are mixed as appropriate because they are actually one space. It will be.
このように低負荷域では、中心へ向かってオクタン価が高くなる同心円状のコンパクトなオクタン価分布を形成し、外周側に低オクタン価燃料を実質的に混合させずに分布させることで、確実な着火を確保し、良好な圧縮着火燃焼を実現することができ、かつ、燃焼室4の中央部で外周側から内周側へ向かって燃焼が進行することとなるために、シリンダ1Aの壁面近傍のピストンクレビス部等に残存する未燃燃料成分が抑制される。
In this way, in the low-load region, a concentric compact octane number distribution with increasing octane number toward the center is formed, and low octane number fuel is distributed on the outer peripheral side without being substantially mixed, thereby ensuring reliable ignition. Since the combustion can proceed from the outer peripheral side to the inner peripheral side in the central portion of the combustion chamber 4, the piston in the vicinity of the wall surface of the
図3は、高負荷域での燃料噴射時期(期間)及び噴射率の設定の一例を示している。この高負荷域では低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴射期間が圧縮行程中盤・後半の期間、具体的には75BTDC〜50BTDC程度とされ、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16の噴射期間は、圧縮行程中盤から圧縮上死点近傍にかけての長い期間、具体的には70BTDC〜15BTDC程度に設定されている。
FIG. 3 shows an example of setting the fuel injection timing (period) and injection rate in the high load range. In this high load region, the injection period of the low-octane fuel
このような設定により、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15から噴射された燃料はピストン冠面上方のシリンダ外周へ向けて噴射されるとともに、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16から噴射された燃料は、圧縮行程でのピストン上昇に伴って、ピストン冠面3Aの領域A,キャビティリップ部18の領域B及びキャビティ17内の領域Cへと噴射される。これによって、図3(D)及び図5(C)に示すように、燃焼室4内には、内周側に高オクタン価燃料Fhが広く分布し、かつ、外周側には、低オクタン価燃料(あるいは、高オクタン価燃料がある程度混合した中間のオクタン価燃料)Flと、その内側に両燃料が混合した中間のオクタン価燃料Fmとが同心円状に分布する。
With this setting, the fuel injected from the low-octane
このように高負荷域では、低負荷域に比して、燃料の分布範囲が広いものとなるものの、低負荷域の場合と同様、中心へ向かってオクタン価が高くなる同心円状のオクタン価分布が形成されるため、燃焼室全体にわたって外周側から内周側へ向かって燃焼が進行することで、未燃燃料成分の排出を抑制することができる。また、この高負荷域では、高オクタン価燃料Flをピストン冠面3A上にまで広く分布させて、高オクタン価燃料Fl及び中間オクタン価燃料Fmが燃焼室4内の燃料の大部分を占めるようにすることで、燃焼期間を適正なものとして、急峻な燃焼による燃焼騒音を抑えることができる。 In this way, although the fuel distribution range is wider in the high load region than in the low load region, a concentric octane number distribution is formed in which the octane number increases toward the center as in the low load region. Therefore, the combustion proceeds from the outer peripheral side toward the inner peripheral side over the entire combustion chamber, so that discharge of unburned fuel components can be suppressed. Further, in this high load region, the high octane fuel Fl is widely distributed to the piston crown surface 3A so that the high octane fuel Fl and the intermediate octane fuel Fm occupy most of the fuel in the combustion chamber 4. Thus, it is possible to suppress combustion noise due to sharp combustion by setting the combustion period to an appropriate one.
図4は、高負荷域での燃料噴射時期(期間)及び噴射率の設定の他の例を示しており、更に負荷の高い全負荷付近の設定に対応している。この設定では、圧縮行程後半での主噴射に加え、吸気行程(又は圧縮行程前半)に、高オクタン価燃料を予め噴射供給している。これにより、図4(B)に示すように、吸気行程(又は圧縮行程前半)に噴射された高オクタン価燃料がピストン上昇に伴って燃焼室4内に広く分布した状態となり、この状態で、圧縮行程後半において、低オクタン価燃料が噴射されると、高オクタン価燃料と速やかに混合し、シリンダ外周寄りに分布する燃料のオクタン価が、噴射した燃料の低オクタン価よりも高い中間のオクタン価Fm1,Fm2となる。つまり、シリンダ1A内に分布する燃料の最低のオクタン価Fm1を、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15より噴射した燃料のオクタン価よりも高いものとすることができる。
FIG. 4 shows another example of setting of the fuel injection timing (period) and injection rate in the high load region, and corresponds to the setting near the full load with a higher load. In this setting, in addition to the main injection in the second half of the compression stroke, high octane fuel is injected and supplied in advance in the intake stroke (or the first half of the compression stroke). As a result, as shown in FIG. 4 (B), the high octane fuel injected in the intake stroke (or the first half of the compression stroke) is widely distributed in the combustion chamber 4 as the piston rises. In the second half of the stroke, when low-octane fuel is injected, it mixes quickly with high-octane fuel, and the octane number of the fuel distributed near the cylinder periphery becomes intermediate octane numbers Fm1, Fm2 higher than the low-octane number of the injected fuel. . That is, the lowest octane number Fm1 of the fuel distributed in the
負荷が高くなり燃料噴射量が多くなる条件では、図3に示すように、圧縮行程中盤・後半に両燃料を噴射する構成では、2つの燃料の混合が充分に進まず、低オクタン価燃料が混合せずに残存する割合が増えると、着火時期が不用意に進角する場合がある。このような場合、上述したように、吸気行程(または圧縮行程前半)に予め高オクタン価燃料を噴射しておくことで、燃料の混合を促進し、燃焼室内を中間オクタン価以上の燃料が占めるようにすることで、燃焼期間を適正化し、良好な圧縮着火燃焼を実現することができる。 Under the condition that the load becomes high and the fuel injection amount increases, as shown in FIG. 3, in the configuration in which both fuels are injected in the middle and latter half of the compression stroke, the mixing of the two fuels does not proceed sufficiently and the low octane fuel is mixed. If the remaining ratio increases without the ignition, the ignition timing may be inadvertently advanced. In such a case, as described above, high octane number fuel is injected in advance in the intake stroke (or the first half of the compression stroke), so that mixing of fuel is promoted so that fuel having an intermediate octane number or more occupies the combustion chamber. By doing so, the combustion period can be optimized and good compression ignition combustion can be realized.
なお、中負荷域の燃料噴射時期(期間)や噴射率の設定については、ここでは詳細な説明は省略するが、上述した低負荷域と高負荷域の中間的な設定を用いることで、図5(B)にも示すように、低負荷域の場合と同様、中心へ向けてオクタン価が高くなる同心円状のオクタン価分布を形成し、良好な圧縮着火燃焼を実現することができる。 Note that the detailed description of the fuel injection timing (period) and the injection rate in the middle load range is omitted here, but the intermediate setting between the low load range and the high load range described above is used. As shown in FIG. 5B, similarly to the case of the low load region, a concentric octane number distribution in which the octane number increases toward the center can be formed, and good compression ignition combustion can be realized.
次に、本発明の特徴的な構成について、図示実施例を参照して列記する。但し、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、2つの燃料噴射弁15,16が完全に分離独立した構成でなくてもよく、2つの燃料を噴射することが可能な実質的に一体化した構成の燃料噴射弁とすることも可能である。また、上記実施例ではオクタン価分布を中心へ向かってオクタン価が高くなるものとしているが、これとは逆に、中心へ向かってオクタン価が低くなるものとすることも可能である。
Next, characteristic configurations of the present invention will be listed with reference to the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. For example, the two
[1]一方の燃料噴射弁16は、圧縮行程の途中から上記キャビティ17に向けて燃料を噴射するように、他方の燃料噴射弁15よりも噴霧角が狭く構成されている。
[1] The spray angle of one
[2]より具体的には、噴霧角α2が狭い一方の燃料噴射弁16は、圧縮行程前半ではキャビティ17の外側へ燃料を噴射し、圧縮行程の途中からキャビティ17へ向けて燃料を噴射するように噴霧角α2が設定されており、噴霧角α1が広い他方の燃料噴射弁15は、圧縮行程前半から圧縮行程後半にかけて、上記キャビティ17の外側へ燃料を噴射するように、つまりキャビティ17内へ燃料を噴射することのないように、噴霧角α1が広く設定されている。
[2] More specifically, one
[3]典型的には、高オクタン価燃料を噴射する高オクタン価燃料用燃料噴射弁16の噴霧角α2が狭く設定され、低オクタン価燃料を噴射する低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧角α1が広く設定される。
[3] Typically, the spray angle α2 of the high-octane fuel
[4]上述したような構成によって、機関運転条件に応じて上記2本の燃料噴射弁15,16それぞれの燃料噴射時期,燃料噴射量,及び燃料噴射率の少なくとも一つを制御することによって、図5に示すように、異なるオクタン価の燃料が同心円状に分布するオクタン価分布を形成することができる。
[4] With the configuration as described above, by controlling at least one of the fuel injection timing, the fuel injection amount, and the fuel injection rate of each of the two
[5]また、上記[3]のように高オクタン価燃料用燃料噴射弁16の噴霧角α2を狭く、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧角α1を広く設定することで、オクタン価分布は、径方向で中心へ向かうに従ってオクタン価が高いものとなる。これにより、シリンダ外周側から内周側へと燃焼が進行することとなり、シリンダ外周部に残存する未燃燃料を抑制し、排気エミッションの低減及び燃費向上を図ることができる。
[5] Also, as described in [3] above, by setting the spray angle α2 of the high-octane fuel
[6]高負荷域では、圧縮行程後半の主噴射に先がけて、吸気行程又は圧縮行程前半に、低オクタン価燃料又は高オクタン価燃料を予め噴射供給することによって、オクタン価の異なる2種の燃料の混合を促進し、例えば図4に示すように燃焼室内を中間のオクタン価以上の燃料が占めるようにすることで、燃焼期間を適正化し、着火期間の不用意な進角化などを招くことなく、良好な圧縮着火燃焼を実現することができる。 [6] In the high load region, prior to the main injection in the latter half of the compression stroke, the low octane number fuel or the high octane number fuel is injected and supplied in advance in the intake stroke or the first half of the compression stroke, thereby mixing two types of fuels having different octane numbers. For example, as shown in FIG. 4, the combustion chamber occupies a fuel having an intermediate octane number or more, so that the combustion period is optimized and the ignition period is not inadvertently advanced. Compressive ignition combustion can be realized.
[7]また、上記ピストン冠面3Aと、このピストン冠面3Aに対して略垂直な円筒面をなすキャビティの壁面17Bと、の隅角部分に、ピストン冠面3Aに対して傾斜する傾斜面又は湾曲面をなすキャビティリップ部18を設ける。これにより、例えば上述した低負荷域では、キャビティリップ部18へ向けて噴射される燃料の噴射時期や噴射率(噴射量)を制御することによって、図2に示すように、キャビティリップ部18の上空で2種の燃料を適宜に混合させて、内周側のキャビティ17上の高オクタン価燃料Fhと、外周側のピストン冠面3A上の低オクタン価燃料Flとの間に、中間のオクタン価の燃料Fmを良好に分布させることができる。
[7] In addition, an inclined surface that is inclined with respect to the piston crown surface 3A at a corner portion of the piston crown surface 3A and a
3…ピストン
4…燃焼室
15…低オクタン価燃料用燃料噴射弁
16…高オクタン価燃料用燃料噴射弁
17…キャビティ
18…キャビティリップ部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
低オクタン価燃料および高オクタン価燃料をそれぞれ噴射する2本の燃料噴射弁が燃焼室中心部に配置されるとともに、ピストン冠面の中央部にキャビティを有し、
一方の燃料噴射弁は、圧縮行程の途中から上記キャビティに向けて燃料を噴射するように、他方の燃料噴射弁よりも噴霧角が狭く構成され、
噴霧角が狭い一方の燃料噴射弁は、圧縮行程前半ではキャビティの外側へ燃料を噴射し、圧縮行程の途中からキャビティへ向けて燃料を噴射するように噴霧角が設定されており、
噴霧角が広い他方の燃料噴射弁は、圧縮行程前半から圧縮行程後半にかけて、上記キャビティの外側へ燃料を噴射するように噴霧角が設定されていることを特徴とする圧縮着火内燃機関。 In-cylinder direct injection type compression ignition internal combustion engine that directly injects low octane number fuel and high octane number fuel into the cylinder and performs compression self-ignition,
Two fuel injection valves for respectively injecting low octane number fuel and high octane number fuel are arranged in the center of the combustion chamber, and have a cavity in the center of the piston crown surface,
One fuel injection valve is configured such that the spray angle is narrower than the other fuel injection valve so as to inject fuel toward the cavity from the middle of the compression stroke ,
One fuel injection valve with a narrow spray angle has a spray angle set so that fuel is injected to the outside of the cavity in the first half of the compression stroke, and fuel is injected toward the cavity from the middle of the compression stroke,
The compression ignition internal combustion engine characterized in that the other fuel injection valve having a wide spray angle has a spray angle set so as to inject fuel to the outside of the cavity from the first half of the compression stroke to the second half of the compression stroke .
上記噴霧角が広い他方の燃料噴射弁が、低オクタン価燃料を噴射する低オクタン価燃料用燃料噴射弁であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関。 One fuel injection valve with a narrow spray angle is a fuel injection valve for high octane fuel that injects high octane fuel,
2. The compression ignition internal combustion engine according to claim 1 , wherein the other fuel injection valve having a wide spray angle is a fuel injection valve for low octane fuel that injects low octane fuel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009030813A JP5239923B2 (en) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | Compression ignition internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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