JP5347449B2 - 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。
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。
However, in the technique of the above-described
そこで、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、各々の燃料の筒内での干渉状態を制御し、互いに混合せずに分布する固有のオクタン価を有する燃料の量と、噴射し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の量との割合を、機関運転状態に応じて変化させることで、各々の燃料が一斉に着火し熱発生が急峻になることを抑制するようにした。 Therefore, the present invention controls the interference state of each fuel in a cylinder in a direct-injection compression ignition internal combustion engine that directly injects a low-octane fuel and a high-octane fuel into the cylinder and performs compression self-ignition. By changing the ratio of the amount of fuel having an inherent octane number distributed without mixing with each other and the amount of fuel having an intermediate octane number generated by mixing of injected fuels according to the engine operating state, In addition, the fuel was ignited all at once and the generation of heat was prevented from becoming steep.
すなわち、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。従って、筒内に分布させる燃料のオクタン価に適当な分布が存在すれば、着火開始時期に位相差を生じさせることができ、燃焼期間を調整することが可能となる。 That is, 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. Therefore, if there is an appropriate distribution in the octane number of the fuel distributed in the cylinder, a phase difference can be generated at the ignition start timing, and the combustion period can be adjusted.
一方、燃料の着火遅れ期間は燃料濃度にも影響を受ける。つまり、濃度が低い混合気では、相対的に濃度の高い混合気に比べて着火遅れ期間が長くなる。低オクタン価燃料を着火源として燃焼を開始させる圧縮着火内燃機関の場合、噴射する燃料量の少ない機関低負荷において、低オクタン価燃料が高オクタン価燃料と混合することによってそのオクタン価が上昇してしまうと、着火遅れが長くなりすぎてしまい、失火や着火時期の不安定に起因した燃焼変動を引き起こす可能性が高くなる。機関低負荷においては、高オクタン価燃料量も少ないため、仮にこの高オクタン価燃料が一斉に着火した場合でも運転性に支障をきたすことはない。 On the other hand, the fuel ignition delay period is also affected by the fuel concentration. That is, in the air-fuel mixture having a low concentration, the ignition delay period is longer than that in the air-fuel mixture having a relatively high concentration. In the case of a compression ignition internal combustion engine that starts combustion using a low-octane fuel as an ignition source, when the low-octane fuel is mixed with a high-octane fuel at a low engine load with a small amount of fuel to be injected, the octane number increases. The ignition delay becomes too long, and there is a high possibility of causing a combustion fluctuation due to misfire or instability of the ignition timing. At low engine loads, the amount of high-octane fuel is small, so even if the high-octane fuel is ignited all at once, it will not hinder operability.
従って、機関負荷が低負荷においては、異なるオクタン価の燃料を混合させずに分布させて、低オクタン価燃料による確実な着火を実現することが望ましい。そして、機関負荷の上昇に伴って、両者が混合した中間のオクタン価を有する混合気を分布させることによって、適宜なオクタン価分布を生成し、これによって適切な期間での燃焼を実現することが望ましい。 Therefore, when the engine load is low, it is desirable that fuels having different octane numbers are distributed without being mixed to realize reliable ignition with the low octane fuel. It is desirable to generate an appropriate octane number distribution by distributing an air-fuel mixture having an intermediate octane number mixed with the increase in engine load, thereby realizing combustion in an appropriate period.
なお、低オクタン価燃料は着火遅れ期間が短いため、燃焼室内での圧縮着火の時期は、実質的に、低オクタン価燃料の噴射時期によって制御される。 Since the low-octane fuel has a short ignition delay period, the compression ignition timing in the combustion chamber is substantially controlled by the low-octane fuel injection timing.
中間のオクタン価の燃料の生成つまり各々の燃料の筒内での干渉状態を制御する手段の一つとしては、燃料噴霧の相対位置を調整するために、各々の噴射時期を調整することが可能である。例えば、機関の低負荷ではオクタン価の異なる2つの燃料の噴射時期を圧縮上死点に近づけるとともに、噴射時期の間隔を狭くすることで、異なる燃料が筒内に広く分布する前に着火させ、燃料の混合によるオクタン価の変動(上昇・低下)を防ぐ。一方、機関負荷が高くなるとともに、オクタン価の異なる2つの燃料の噴射時期のうち、少なくとも先に噴射する高オクタン価燃料の噴射時期を進角させるともに、2つの噴射時期の間隔を広くすることで、筒内に比較的広く分布した高オクタン価燃料中を低オクタン価燃料が通過するようにし、燃料の混合による中間オクタン価の混合気を生成する。 As one of means for controlling the generation of intermediate octane fuel, that is, the interference state of each fuel in the cylinder, it is possible to adjust each injection timing in order to adjust the relative position of the fuel spray. is there. For example, at low engine load, the injection timing of two fuels with different octane numbers is brought close to the compression top dead center, and the interval between the injection timings is narrowed so that different fuels are ignited before they are widely distributed in the cylinder. Prevents fluctuations (increase / decrease) in octane number due to mixing. On the other hand, as the engine load increases, among the injection timings of two fuels having different octane numbers, at least the injection timing of the high octane fuel to be injected first is advanced, and the interval between the two injection timings is widened. A low-octane fuel is allowed to pass through a high-octane fuel that is relatively widely distributed in the cylinder, and an intermediate-octane fuel mixture is generated by mixing the fuel.
また、各々の燃料の筒内での干渉状態を制御するために、筒内のガス流動(例えばスワールやタンブル)の強度を可変制御する手段を用いることができる。例えば、機関低負荷では、ガス流動を強くすることによって、先に噴射した高オクタン価燃料を、ガス流動が弱い場合の噴射方向とは異なる位置に分布させるようにし、次に低オクタン燃料を噴射する。低オクタン価燃料は着火遅れ期間が短いため、流動の影響で筒内の分布位置が大きく異なることはない。これに対し、着火遅れ期間の長い高オクタン価燃料はガス流動の影響を受けやすい。例えばガス流動の強度が弱いときに両者が重なり合って中間のオクタン価を生成しやすくように各々の燃料噴霧の指向方向を設定しておくことで、筒内のガス流動の強度によって中間のオクタン価の混合気生成量を調整することが可能である。 In addition, in order to control the interference state of each fuel in the cylinder, means for variably controlling the intensity of gas flow (for example, swirl or tumble) in the cylinder can be used. For example, at a low engine load, by increasing the gas flow, the previously injected high-octane fuel is distributed at a position different from the injection direction when the gas flow is weak, and then the low-octane fuel is injected. . Since the low-octane fuel has a short ignition delay period, the distribution position in the cylinder does not vary greatly due to the influence of flow. In contrast, high-octane fuel with a long ignition delay period is susceptible to gas flow. For example, by setting the directing direction of each fuel spray so that they can easily generate an intermediate octane number when the gas flow strength is weak, the mixing of the intermediate octane numbers depends on the gas flow strength in the cylinder. It is possible to adjust the gas generation amount.
上述したように、機関の低負荷域では、中間のオクタン価の燃料量を少なくし、高負荷域では、中間のオクタン価の燃料量を多くするように制御することが、低負荷域における確実な着火と、高負荷域における燃焼期間の適正化と、の観点から望ましい。特に、所定負荷以下の低負荷域においては、確実な着火を行うために、筒内に実際に分布している低オクタン価燃料のオクタン価が、燃料噴射弁に供給された低オクタン価燃料の固有のオクタン価つまり供給可能な最低オクタン価であることが望ましい。 As described above, it is possible to reduce the amount of fuel with an intermediate octane number in the low load region of the engine and to increase the amount of fuel with an intermediate octane number in the high load region. From the viewpoint of optimization of the combustion period in the high load range. In particular, in a low load region below a predetermined load, in order to perform reliable ignition, the octane number of the low octane number fuel actually distributed in the cylinder is the unique octane number of the low octane number fuel supplied to the fuel injection valve. That is, the lowest octane number that can be supplied is desirable.
この発明によれば、燃焼室内での燃料のオクタン価の分布を機関の運転状態に適したものとすることができ、例えば低負荷域において確実な着火を行うことができるとともに、高負荷域における急峻な熱発生を回避して燃焼騒音を抑制することができる。 According to the present invention, the distribution of the octane number of the fuel in the combustion chamber can be made suitable for the operating state of the engine, and, for example, reliable ignition can be performed in a low load region and steep in a high load region. Generation of heat can be avoided and combustion noise can be suppressed.
図1は、この発明に係る圧縮着火内燃機関の第1実施例を示しており、シリンダヘッド1とシリンダブロック2とピストン3とによって燃焼室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。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 a first embodiment of a compression ignition internal combustion engine according to the present invention. A combustion chamber 4 is formed by a
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、適宜な形状のキャビティ17が設けられている。これら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が広く構成されている。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。
Each of the
次に、上記構成における作用を説明すると、図3は、上記燃料噴射弁15,16のそれぞれの燃料噴射時期(噴射期間)を、横軸を機関の負荷、縦軸をクランク角度として示したものであり、図2は、このような燃料噴射によって実現される燃料分布を、低負荷時、中負荷時、高負荷時の3つについて模式的に示した説明図である。
Next, the operation of the above configuration will be described. FIG. 3 shows the fuel injection timing (injection period) of the
始めに、図2について説明すると、例えば低負荷時には、図の(a1)→(a2)→(a3)のように変化する。高オクタン価燃料F1(図中では高オクタン価燃料の領域ないし噴霧をドットを施して表す)は、燃料噴射弁16から狭い噴霧角でもって噴射されるが、圧縮行程後半にキャビティ17に向けて噴射された燃料F1は、キャビティ17底面に衝突した後、キャビティ17外周部へ向かい、燃焼室4上方へと跳ね上がる。
First, FIG. 2 will be described. For example, when the load is low, it changes as (a1) → (a2) → (a3) in the figure. The high-octane fuel F1 (in the figure, the high-octane fuel region or spray is indicated by dots) is injected from the
機関低負荷においては、この高オクタン価燃料F1がキャビティ17から巻き上がる前に、低オクタン価燃料F2(図中では低オクタン価燃料の領域ないし噴霧をクロスハッチングを施して表す)がシリンダ周辺へ向けて噴射される。従って、低オクタン価燃料F2は高オクタン価燃料F1とは干渉せずにキャビティ17よりも外側のピストン冠面領域へと向かい、図(a3)のように、筒内に高オクタン価燃料と低オクタン価燃料をそれぞれ殆ど混合せずに分布させることができる。
Under a low engine load, before the high-octane fuel F1 is rolled up from the
一方、機関負荷が上昇し、中負荷となると、低負荷時と同様に、高オクタン価燃料F1が圧縮行程後半にキャビティ17に向けて噴射されるが、図(b2)のように、高オクタン価燃料F1がキャビティ17から低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧軸線(高さ位置)まで巻き上がった後、または直前に、低オクタン価燃料F2が噴射される。これにより、低オクタン価燃料F2は高オクタン価燃料F1と干渉しつつキャビティ17よりも外側の領域へと向かい、筒内に、局部的に固有のオクタン価を有する高オクタン価燃料ならびに低オクタン価燃料と、両者の中間のオクタン価を有する燃料と、をそれぞれ分布させることができる。
On the other hand, when the engine load increases and becomes a medium load, the high octane fuel F1 is injected toward the
機関負荷がさらに高まって高負荷域となると、キャビティ17の外側にも高オクタン価燃料F1が分布するように、吸気行程または圧縮行程前半に、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16から高オクタン価燃料F1が噴射される。これにより高オクタン価燃料が燃焼室4内に広く分布した状態となり、この状態で、圧縮行程の後半において、低オクタン価燃料F2が噴射される。従って、低オクタン価燃料は噴射後速やかに高オクタン価燃料と混合され、中間のオクタン価を有する燃料が燃焼室4の燃料の殆どを占めるようになる。なお、図(c3)等では表記上の制限から低オクタン価燃料F2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、速やかに混合したものとなる。このように中間のオクタン価の燃料のみとなっても、高負荷域においては筒内の当量比が大きく、低オクタン価燃料による着火性が良いため、着火性が悪化することはない。
When the engine load further increases and becomes a high load region, the high octane fuel F1 is supplied from the high octane
なお、いずれの負荷の場合も、低オクタン価燃料F2がシリンダボア周辺へ向かって噴射され、この低オクタン価燃料F2の噴霧を中心として着火が開始されるため、燃焼室4の中で着火開始部位をシリンダボア壁近傍とすることができ、従って、燃焼による膨張作用で未燃燃料がピストンクレビスに入り未燃HCとして排出される、といった現象を抑制できる。 In any load, the low octane number fuel F2 is injected toward the cylinder bore and the ignition starts with the spray of the low octane number fuel F2 as the center. Therefore, it is possible to suppress the phenomenon that unburned fuel enters the piston clevis and is discharged as unburned HC by the expansion action due to combustion.
上記の各燃料噴射弁15,16からの燃料噴射時期は、より具体的には図3に示すように制御される。
More specifically, the fuel injection timing from each of the
先ず、低オクタン価燃料はそれ自身の自己着火によって燃焼開始を行わせることを目的として噴射するため、噴射時期は、圧縮上死点付近に設定される。低負荷側の区間A,Bでは、負荷の上昇に対して、着火時における燃料の分散を適切にする(着火時期に拡散し過ぎて失火しないようにする)ために低オクタン価燃料噴射終了時期は一定にしつつ、低オクタン価燃料噴射開始時期を進角させて、噴射量を上昇させる。ただし、負荷がある値以上となる区間C〜Eでは、噴射量は一定とする。これは、噴射量の増大は、噴射時期の進角や噴射圧力の増大を必要とするため、低オクタン価燃料の貫徹力が過大となってシリンダボアに直撃するのを防ぐためである。 First, since the low-octane fuel is injected for the purpose of starting combustion by self-ignition of itself, the injection timing is set near the compression top dead center. In the sections A and B on the low load side, the low octane number fuel injection end timing is set so as to appropriately distribute the fuel at the time of ignition with respect to the increase in load (so as not to spread too much at the ignition timing and misfire). The injection amount is increased by advancing the low-octane fuel injection start timing while keeping it constant. However, the injection amount is constant in the sections C to E where the load is a certain value or more. This is because an increase in the injection amount requires an advance in the injection timing and an increase in the injection pressure, so that the penetrating force of the low-octane fuel is excessive and prevents the cylinder bore from hitting directly.
一方、高オクタン価燃料は低オクタン価燃料よりも以前に噴射を行う。所定の機関負荷以下の区間Aでは、負荷上昇に対して、噴射開始時期を進角させるとともに噴射終了時期を遅角させて燃料噴射量を増大させる。破線S1は、高オクタン価燃料がピストン3に衝突して低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧軸線まで達する時期を示しているが、この時期S1が、低オクタン価燃料の噴射終了時期よりも後となるようにして、両者の干渉を回避する。なお、噴射開始時期および噴射終了時期を破線S2,S3のようにしても、高オクタン価燃料がピストン3に衝突して低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧軸線まで達する時期(破線S4で示す)は、低オクタン価燃料の噴射終了時期よりも後となるが、低負荷側での低オクタン価燃料の着火性を確実なものとするためには、実線で示した特性の方が高オクタン価燃料との混合のリスクが少なく、より好ましい。
On the other hand, the high-octane fuel is injected before the low-octane fuel. In the section A below the predetermined engine load, the fuel injection amount is increased by advancing the injection start timing and retarding the injection end timing with respect to the load increase. The broken line S1 indicates the time when the high octane fuel collides with the
また、所定の負荷以上の区間B,Cにおいては、噴射開始時期を進角させて燃料噴射量を増大させる。この高オクタン価燃料の噴射開始時期によって破線S1の特性が定まり、この破線S1の時期ひいてはこの破線S1の時期よりも後に噴射される低オクタン価燃料の量を調整することで、混合の程度が調整される。噴射終了時期は、負荷上昇に対し進角せず、一定もしくは緩やかに進角するが、これは、着火時期におけるキャビティ17内の混合気が過濃とならないようにするためである。そして、さらに高負荷側の区間D,Eでは、キャビティ17内の過濃混合気を回避するために、燃料噴射時期が、吸気行程または圧縮行程前半に設定される。
Further, in the sections B and C above the predetermined load, the fuel injection amount is increased by advancing the injection start timing. The characteristic of the broken line S1 is determined by the injection start timing of the high octane fuel, and the degree of mixing is adjusted by adjusting the time of the broken line S1 and the amount of low octane fuel injected after the time of the broken line S1. The The injection end timing does not advance with respect to the load increase, but does advance at a constant or moderate speed in order to prevent the air-fuel mixture in the
次に、図4は、オクタン価の異なる燃料噴霧の干渉状態をさらに積極的に制御するためにスワールを利用するようにした第2実施例を示しており、吸気ポート6に、スワールの強度を可変制御するためのスワール制御弁21が設けられている。このスワール制御弁21は、バタフライバルブ型の弁体の一部に切欠を備えた一般的な構成のものであり、所定の負荷域において閉位置とすることで、筒内にスワールを生成することができる。また、2つの燃料噴射弁15,16は、マルチホール型燃料噴射弁であって、いずれも、全体として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、前述した実施例と同じく、高オクタン価燃料用燃料噴射弁16はキャビティ17内に向けて燃料を噴射するように噴霧角が狭く構成され、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が広く構成されている。また、個々の噴孔の噴霧は、図5に示すように、シリンダ軸方向から見たときに、低オクタン価燃料用燃料噴射弁15の噴霧F2と高オクタン価燃料用燃料噴射弁16の噴霧F1とが、ほぼ同じ噴霧方向となっている。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment in which a swirl is used to more actively control the interference state of fuel sprays having different octane numbers, and the strength of the swirl is made variable at the intake port 6. A
図6は、この第2実施例における噴霧の混合を説明する説明図であって、図(a)に示す低負荷域では、スワール制御弁21によってスワールの強度が強められ、これにおり、先に噴射された高オクタン価燃料の噴霧F1’がキャビティ17内で跳ね上がって燃料塊F1のように上昇する際に、スワール下流側に移動する。従って、遅れて噴射される低オクタン価燃料の噴霧F2とシリンダ軸方向に見て重なり合わず、両者の混合が抑制される。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the mixing of the spray in the second embodiment. In the low load region shown in FIG. 6 (a), the
これに対し、負荷の高い領域では、図(b)に示すように、スワール強度が弱められ、あるいはスワールが付与されない。そのため、先に噴射された高オクタン価燃料の燃料塊F1と低オクタン価燃料の噴霧F2とが干渉し、中間のオクタン価の燃料が生成される。 On the other hand, in the high load region, the swirl strength is weakened or swirl is not applied as shown in FIG. Therefore, the fuel block F1 of the high-octane fuel injected earlier and the spray F2 of the low-octane fuel interfere with each other, and an intermediate octane fuel is generated.
上記の第2実施例では、各燃料噴射弁15,16からの燃料噴射時期は、図7に示すように制御される。この噴射時期の制御の基本的な考え方は前述の第1実施例と同じであるが、低負荷側においてスワールによって2つの燃料の混合を抑制できるため、高オクタン価燃料の噴射時期をより進角側に設定することが可能である。従って、負荷の上昇に対して高オクタン価燃料の噴射量を増量する場合に、噴射開始時期の進角のみによってもよい。
In the second embodiment, the fuel injection timing from the
なお、上述した第1、第2実施例においては、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。
In the first and second embodiments described above, the two
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
21…スワール制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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つ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、
高オクタン価燃料用燃料噴射弁は上記キャビティに向けて燃料を噴射するように噴霧角が狭く構成され、低オクタン価燃料用燃料噴射弁は、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が広く構成され、
圧縮上死点付近で低オクタン価燃料を噴射する一方、
所定負荷以下の低負荷域では、圧縮行程後半に高オクタン価燃料をキャビティに向けて噴射し、かつ固有のオクタン価を有する低オクタン価燃料が混合せずに分布するように、キャビティから巻き上がる高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との干渉が生じない時期に、それぞれの噴射時期を設定し、
上記所定負荷よりも大きな低負荷ないし中負荷域では、圧縮行程後半に高オクタン価燃料をキャビティに向けて噴射し、かつ筒内に局部的に固有のオクタン価を有する高オクタン価燃料ならびに低オクタン価燃料と中間のオクタン価を有する混合した燃料とが分布するように、キャビティから巻き上がる高オクタン価燃料と低オクタン価燃料との干渉が生じる時期に、それぞれの噴射時期を設定し、
高負荷域では、筒内に広く分布した高オクタン価燃料の中に低オクタン価燃料が噴射されるように、吸気行程または圧縮行程前半に高オクタン価燃料を噴射する、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,
The fuel injection valve for high octane fuel is configured to have a narrow spray angle so that fuel is injected toward the cavity, and the fuel injection valve for low octane fuel is designed to inject fuel outside the spray of high octane fuel. The spray angle is widely configured,
While injecting low octane fuel near compression top dead center,
In the low load range below the predetermined load, high octane fuel that is wound up from the cavity is injected in the second half of the compression stroke toward the cavity and the low octane fuel with the inherent octane number is distributed without mixing. And set the injection timing at the time when there is no interference with the low-octane fuel,
In a low load or medium load range that is larger than the predetermined load, high octane fuel is injected into the cavity in the latter half of the compression stroke, and has a unique octane number locally in the cylinder, as well as between low octane fuel and low octane fuel. Each injection timing is set at the time when the interference between the high octane fuel and the low octane fuel that are wound up from the cavity occurs so that the mixed fuel having the octane number of
A compression ignition internal combustion engine characterized by injecting high-octane fuel in the first half of the intake stroke or compression stroke so that the low-octane fuel is injected into the high-octane fuel widely distributed in the cylinder in the high load range .
マルチホール型燃料噴射弁からなる高オクタン価燃料用燃料噴射弁および低オクタン価燃料用燃料噴射弁の噴霧の方向がシリンダ軸方向で見てほぼ同じ方向に設定され、 The direction of spraying of the fuel injection valve for high octane fuel and the fuel injection valve for low octane fuel consisting of multi-hole type fuel injection valves is set in substantially the same direction when viewed in the cylinder axis direction,
低負荷域ではスワール強度を強めることで、キャビティで跳ね上がった高オクタン価燃料の噴霧の方向と、低オクタン価燃料の噴霧の方向とが、軸方向で見て重なり合わず、 By increasing the swirl strength in the low load range, the spray direction of the high-octane fuel that jumped up in the cavity does not overlap with the spray direction of the low-octane fuel as seen in the axial direction.
高負荷域ではスワール強度を相対的に弱めることで、両噴霧が軸方向で見て重なり合うように構成したことを特徴とする請求項2に記載の圧縮着火内燃機関。 The compression ignition internal combustion engine according to claim 2, wherein the swirl strength is relatively weakened in a high load range so that both sprays overlap each other when viewed in the axial direction.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008297444A JP5347449B2 (en) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | Compression ignition internal combustion engine |
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