JPH03115724A - 副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置 - Google Patents
副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置Info
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- JPH03115724A JPH03115724A JP1252272A JP25227289A JPH03115724A JP H03115724 A JPH03115724 A JP H03115724A JP 1252272 A JP1252272 A JP 1252272A JP 25227289 A JP25227289 A JP 25227289A JP H03115724 A JPH03115724 A JP H03115724A
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B19/08—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
-
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- F02B7/02—Engines characterised by the fuel-air charge being ignited by compression ignition of an additional fuel the fuel in the charge being liquid
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- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、副室に主噴射と副噴射を行うノズルを備え
た副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置に関す
る。
た副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置に関す
る。
従来、セラミック材料を断熱材又は耐熱材として利用し
た断熱エンジンの構造は、例えば、特願昭６３−１８０
２５０号に開示されている。該出願に開示された断熱ピ
ストンの構造は、シリンダヘッドに断熱材を介して嵌合
した高密度セラミック製薄板で構成した主燃焼室に、低
熱伝導材製副室ブロックの内壁面を高密度セラミック製
薄板で構成し且つ燃料噴射ノズルを設けた副燃焼室を連
通したものである。しかも、該断熱エンジンの構造は、
前記主燃焼室をシリンダヘッドの下面に対向する高密度
セラミック製ヘッド下面薄板とライナ薄板とから一体構
造に構成し、前記ライナ薄板を低熱伝導材製シリンダラ
イナ上部に嵌合し、前記へノド下面薄板に形成した開口
に前記副燃焼室の出入通路を連通し、ピストンヘッドの
前記主燃焼室側を高密度セラミック製ヘッド薄板で構成
したものである。
た断熱エンジンの構造は、例えば、特願昭６３−１８０
２５０号に開示されている。該出願に開示された断熱ピ
ストンの構造は、シリンダヘッドに断熱材を介して嵌合
した高密度セラミック製薄板で構成した主燃焼室に、低
熱伝導材製副室ブロックの内壁面を高密度セラミック製
薄板で構成し且つ燃料噴射ノズルを設けた副燃焼室を連
通したものである。しかも、該断熱エンジンの構造は、
前記主燃焼室をシリンダヘッドの下面に対向する高密度
セラミック製ヘッド下面薄板とライナ薄板とから一体構
造に構成し、前記ライナ薄板を低熱伝導材製シリンダラ
イナ上部に嵌合し、前記へノド下面薄板に形成した開口
に前記副燃焼室の出入通路を連通し、ピストンヘッドの
前記主燃焼室側を高密度セラミック製ヘッド薄板で構成
したものである。
従来、ディーゼルエンジンにおいて、予混合気をある程
度吸入させ、該吸入した予混合気を圧縮した後、ノズル
より燃料を噴射させる場合、エンジン出力を向上させ、
スモーク等の発生を低減することは知られている。この
場合、予混合気が非常に薄い混合比となってシリンダ内
全体にほぼ均一に分布するため、通常のノズルから燃料
を噴射して燃焼した後にでも、シリンダ壁近く、ピスト
ンヘッドのトップランドとシリンダライナとの隙間に存
在する予混合気は、燃焼せずにそのまま未燃ガスとして
排気され、燃料のハイドロカーボン成分が劣化する原因
になっている。
度吸入させ、該吸入した予混合気を圧縮した後、ノズル
より燃料を噴射させる場合、エンジン出力を向上させ、
スモーク等の発生を低減することは知られている。この
場合、予混合気が非常に薄い混合比となってシリンダ内
全体にほぼ均一に分布するため、通常のノズルから燃料
を噴射して燃焼した後にでも、シリンダ壁近く、ピスト
ンヘッドのトップランドとシリンダライナとの隙間に存
在する予混合気は、燃焼せずにそのまま未燃ガスとして
排気され、燃料のハイドロカーボン成分が劣化する原因
になっている。
ところで、前掲特願昭６３−１８０２５０号に開示され
た断熱エンジンの構造については、主燃焼室及び副燃焼
室の壁面を構成するセラミックス部材の熱容量を可及的
に小さく構成し、エンジンの吸入効率を向上させると共
に、吸入効率の向上に伴って燃料噴霧と空気との混合を
速やかに実行させ、しかも燃料当量比を急激に低下させ
ることによって、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼時間
を短時間にし且つＮｏ、発生温度ゾーンでの燃焼を避け
、スモーク及びＮＯＸの発生を防止し、しかもセラミッ
ク材料の肉厚の減少に伴う強度上の劣化を防止できるも
のである。このような断熱エンジンにおいて、更に、副
室の内壁から熱エネルギーを回収し、薄い混合気がシリ
ンダ内に拡がるのを防止して燃料のハイドロカーボンの
劣化を無くすには、副室式断熱エンジンを如何に構成し
たら良いかの課題がある。
た断熱エンジンの構造については、主燃焼室及び副燃焼
室の壁面を構成するセラミックス部材の熱容量を可及的
に小さく構成し、エンジンの吸入効率を向上させると共
に、吸入効率の向上に伴って燃料噴霧と空気との混合を
速やかに実行させ、しかも燃料当量比を急激に低下させ
ることによって、スモーク発生温度ゾーンでの燃焼時間
を短時間にし且つＮｏ、発生温度ゾーンでの燃焼を避け
、スモーク及びＮＯＸの発生を防止し、しかもセラミッ
ク材料の肉厚の減少に伴う強度上の劣化を防止できるも
のである。このような断熱エンジンにおいて、更に、副
室の内壁から熱エネルギーを回収し、薄い混合気がシリ
ンダ内に拡がるのを防止して燃料のハイドロカーボンの
劣化を無くすには、副室式断熱エンジンを如何に構成し
たら良いかの課題がある。
この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
副室の壁面を構成するセラミック材料で断熱構造に構成
し、該副室に主ノズルと副ノズルとの２つのノズル、或
いは１つのノズルを設け、燃料を副室に副噴射すること
によって、出力、燃費を同上させ、スモークの発生を低
減し、着火遅れを減少してノイズの発生を低減し、特に
、燃料の副噴射を蓄圧式低圧噴射で行うと共に、高温に
なる副室内壁面に拡がるように該内壁面に沿って噴射し
、エンジンの作動状態に対応して燃料噴射量、或いは燃
料噴射時期を制御し、それによって副噴射した燃料によ
って副室内壁面から熱を奪って受熱蒸発させて熱エネル
ギーを回収し、副噴射に次いで主噴射することで混合気
をリッチ状態にしてＮＯＸの発生を抑制し、またサイク
ル効率を向上させると共に、薄い混合気が筒内に滞留す
ることで発生するハイドロカーボンの劣化を無くした副
室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置を提供する
ことである。
副室の壁面を構成するセラミック材料で断熱構造に構成
し、該副室に主ノズルと副ノズルとの２つのノズル、或
いは１つのノズルを設け、燃料を副室に副噴射すること
によって、出力、燃費を同上させ、スモークの発生を低
減し、着火遅れを減少してノイズの発生を低減し、特に
、燃料の副噴射を蓄圧式低圧噴射で行うと共に、高温に
なる副室内壁面に拡がるように該内壁面に沿って噴射し
、エンジンの作動状態に対応して燃料噴射量、或いは燃
料噴射時期を制御し、それによって副噴射した燃料によ
って副室内壁面から熱を奪って受熱蒸発させて熱エネル
ギーを回収し、副噴射に次いで主噴射することで混合気
をリッチ状態にしてＮＯＸの発生を抑制し、またサイク
ル効率を向上させると共に、薄い混合気が筒内に滞留す
ることで発生するハイドロカーボンの劣化を無くした副
室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置を提供する
ことである。
この発明は、上記の課題を解決し、上記の目的を達成す
るために、次のように構成されている。
るために、次のように構成されている。
即ち、この発明は、断熱構造に構成した副室、燃料加圧
ポンプからの燃料を一旦蓄圧するための蓄圧室を有し且
つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を前記副室の
内壁面に沿って低圧噴射する副ノズル、及び該副ノズル
の燃料噴射に次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて
燃料噴射ポンプから燃料を前記副室に主噴射する主ノズ
ルを有する副室式断熱エンジンに関する。
ポンプからの燃料を一旦蓄圧するための蓄圧室を有し且
つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を前記副室の
内壁面に沿って低圧噴射する副ノズル、及び該副ノズル
の燃料噴射に次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて
燃料噴射ポンプから燃料を前記副室に主噴射する主ノズ
ルを有する副室式断熱エンジンに関する。
又は、この発明は、断熱構造に構成した副室、圧縮行程
後半から膨張行程にかけて燃料を前記副室に主噴射する
主ノズル、電気的に開閉作動する針弁の開放で前記副室
の内壁面に沿って燃料を噴射する副ノズル、エンジンの
作動状態を検出するセンサー、及び該センサーの検出信
号に応答して前記副ノズルから噴射する流量を制御し且
つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射する
制御を行うコントローラを有する副室式断熱エンジンの
燃料噴射制御装置に関する。
後半から膨張行程にかけて燃料を前記副室に主噴射する
主ノズル、電気的に開閉作動する針弁の開放で前記副室
の内壁面に沿って燃料を噴射する副ノズル、エンジンの
作動状態を検出するセンサー、及び該センサーの検出信
号に応答して前記副ノズルから噴射する流量を制御し且
つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射する
制御を行うコントローラを有する副室式断熱エンジンの
燃料噴射制御装置に関する。
或いは、この発明は、断熱構造に構成した副室、電気的
に開閉作動する針弁の開放で前記副室に燃料を噴射する
ノズル、該ノズルへ燃料を供給する燃料加圧ポンプ、エ
ンジンの作動状態を検出するセンサー、及び該センサー
の検出信号に応答して前記ノズルから噴射する流量を制
御すると共に、吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料
を副噴射し、該副噴射に次いで圧縮行程後半から膨張行
程にかけて燃料を主噴射する制御を行うコントローラを
有する副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置に関する
。
に開閉作動する針弁の開放で前記副室に燃料を噴射する
ノズル、該ノズルへ燃料を供給する燃料加圧ポンプ、エ
ンジンの作動状態を検出するセンサー、及び該センサー
の検出信号に応答して前記ノズルから噴射する流量を制
御すると共に、吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料
を副噴射し、該副噴射に次いで圧縮行程後半から膨張行
程にかけて燃料を主噴射する制御を行うコントローラを
有する副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置に関する
。
この発明による副室式断熱エンジン及び燃料噴射制御装
置は、以上のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この発明は、燃料加圧ポンプからの燃料を一
旦蓄圧するための蓄圧室を有し且つ吸入行程後半から圧
縮行程にかけて燃料を前記副室の内壁面に沿って低圧噴
射する副ノズル、及び該副ノズルの燃料噴射に次いで圧
縮行程後半から膨張行程にかけて燃料噴射ポンプから燃
料を前記副室に主噴射する主ノズルを有するので、前記
副ノズルからの燃料を前記副室壁面に付着させ、該燃料
によって前記副室内壁面から熱を奪って受熱蒸発させて
熱エネルギーを回収し、副噴射に次いで主噴射すること
でリンチな混合気を生成してＮ ＯＸの発生を抑制し、
サイクル効率を向上させると共に、薄い混合気がシリン
ダ内に拡がるのを防止でき、燃焼室内で燃料が滞留する
ことで発生するハイドロカーボンの劣化を無＜スコとが
できる。特に、前記副ノズルを蓄圧式燃料噴射ノズルに
構成したので、前記燃料加圧ポンプは低圧且つ小型のも
ので済む。
置は、以上のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この発明は、燃料加圧ポンプからの燃料を一
旦蓄圧するための蓄圧室を有し且つ吸入行程後半から圧
縮行程にかけて燃料を前記副室の内壁面に沿って低圧噴
射する副ノズル、及び該副ノズルの燃料噴射に次いで圧
縮行程後半から膨張行程にかけて燃料噴射ポンプから燃
料を前記副室に主噴射する主ノズルを有するので、前記
副ノズルからの燃料を前記副室壁面に付着させ、該燃料
によって前記副室内壁面から熱を奪って受熱蒸発させて
熱エネルギーを回収し、副噴射に次いで主噴射すること
でリンチな混合気を生成してＮ ＯＸの発生を抑制し、
サイクル効率を向上させると共に、薄い混合気がシリン
ダ内に拡がるのを防止でき、燃焼室内で燃料が滞留する
ことで発生するハイドロカーボンの劣化を無＜スコとが
できる。特に、前記副ノズルを蓄圧式燃料噴射ノズルに
構成したので、前記燃料加圧ポンプは低圧且つ小型のも
ので済む。
また、この副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置は、
前記副ノズルを電気的に開閉作動する針弁の開放で前記
副室の内壁面に沿って燃料を噴射するように構成し、コ
ントローラによってエンジンの作動状態を検出するセン
サーの検出信号に応答して前記副ノズルから噴射する流
量を制御し且つ吸入行程の後半から圧縮行程にかけて燃
料を副噴射する制御を行うので、エンジン負荷、エンジ
ン回転等のエンジンの作動状態に応じて最適状態に副噴
射の流量を制御でき、熱エネルギーの回収を的確に且つ
確実に達成でき且つハイドロカーボンの劣化を無くすこ
とができる。特に、前記副ノズルを蓄圧式燃料噴射ノズ
ルに構成したので、前記燃料加圧ポンプが低圧のもので
済み、前記燃料加圧ポンプ自体を大幅に小型、軽量に構
成できる。
前記副ノズルを電気的に開閉作動する針弁の開放で前記
副室の内壁面に沿って燃料を噴射するように構成し、コ
ントローラによってエンジンの作動状態を検出するセン
サーの検出信号に応答して前記副ノズルから噴射する流
量を制御し且つ吸入行程の後半から圧縮行程にかけて燃
料を副噴射する制御を行うので、エンジン負荷、エンジ
ン回転等のエンジンの作動状態に応じて最適状態に副噴
射の流量を制御でき、熱エネルギーの回収を的確に且つ
確実に達成でき且つハイドロカーボンの劣化を無くすこ
とができる。特に、前記副ノズルを蓄圧式燃料噴射ノズ
ルに構成したので、前記燃料加圧ポンプが低圧のもので
済み、前記燃料加圧ポンプ自体を大幅に小型、軽量に構
成できる。
或いは、この副室式断熱エンジンの燃料噴射側ｊＢ装置
は、断熱構造に構成した副室、電気的に開閉作動する針
弁の開放で前記＝Ｕ室に燃料を噴射するノズル、該ノズ
ルへ燃料を供給する燃料加圧ボンデ、エンジンの作動状
態を検出するセンサー及び該センサーの検出信号に応答
して前記ノズルから噴射する流量を制御すると共に、吸
入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射し、次い
で圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料を主噴射する
制御を行うコントローラを有するので、上記と同様な作
用を果たすと共に、特に、燃料噴射ポンプは蓄圧式燃料
噴射ノズルが１つで済み、装置そのものを大幅に小型、
軽量に構成でき、コストを低減できる。
は、断熱構造に構成した副室、電気的に開閉作動する針
弁の開放で前記＝Ｕ室に燃料を噴射するノズル、該ノズ
ルへ燃料を供給する燃料加圧ボンデ、エンジンの作動状
態を検出するセンサー及び該センサーの検出信号に応答
して前記ノズルから噴射する流量を制御すると共に、吸
入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射し、次い
で圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料を主噴射する
制御を行うコントローラを有するので、上記と同様な作
用を果たすと共に、特に、燃料噴射ポンプは蓄圧式燃料
噴射ノズルが１つで済み、装置そのものを大幅に小型、
軽量に構成でき、コストを低減できる。
以下、図面を参照して、この発明による副室式断熱エン
ジンの実施例を詳述する。
ジンの実施例を詳述する。
第１図において、この発明の実施例である副室式断熱エ
ンジンの概略断面図が示されている。この副室式断熱エ
ンジンは、副室４を備えたスワールチャンバ式ディーゼ
ルエンジンであり、副室４をセラミック材料を用いて断
熱構造に構成し、しかも副室４に副ノズル２を設けたも
のである。この副室式断熱エンジンは、主として、シリ
ンダ１４を備えたシリンダブロック１１、シリンダ１４
に嵌合したシリンダライナ２６、シリンダブロック１１
にガスケット７を介して固定したシリンダヘッド１０、
シリンダライナ２６内を往復運動するピストン６、シリ
ンダへシトｌＯに形成された吸排気ボー）１３及び断熱
構造の副室４、吸排気ボート１３に配置された吸排気バ
ルブ８、副室４に設けた主ノズル３及び副ノズル２、シ
リンダライチ２６、シリンダへラド１０の下面部及びピ
ストンヘッド部で形成され且つ連絡孔９を通じて副室４
と連通ずる主燃焼室５を有する。この副室４は、窒化珪
素（Ｓｉ３Ｎｔ） ’、炭化珪素（ＳｉＣ） 、チタン
酸アルミニウム、チタン酸カリウム、複合材料等のセラ
ミック材料から成る副室壁体１から断熱構造に構成され
ている。この副室式断熱エンジンについては、副ノズル
２から燃料全噴射量のうち少量の燃料を副室４内に副噴
射し、次いで主ノズル３から燃料全噴射量のうち大部分
の燃料を副室４内に主噴射するものである。
ンジンの概略断面図が示されている。この副室式断熱エ
ンジンは、副室４を備えたスワールチャンバ式ディーゼ
ルエンジンであり、副室４をセラミック材料を用いて断
熱構造に構成し、しかも副室４に副ノズル２を設けたも
のである。この副室式断熱エンジンは、主として、シリ
ンダ１４を備えたシリンダブロック１１、シリンダ１４
に嵌合したシリンダライナ２６、シリンダブロック１１
にガスケット７を介して固定したシリンダヘッド１０、
シリンダライナ２６内を往復運動するピストン６、シリ
ンダへシトｌＯに形成された吸排気ボー）１３及び断熱
構造の副室４、吸排気ボート１３に配置された吸排気バ
ルブ８、副室４に設けた主ノズル３及び副ノズル２、シ
リンダライチ２６、シリンダへラド１０の下面部及びピ
ストンヘッド部で形成され且つ連絡孔９を通じて副室４
と連通ずる主燃焼室５を有する。この副室４は、窒化珪
素（Ｓｉ３Ｎｔ） ’、炭化珪素（ＳｉＣ） 、チタン
酸アルミニウム、チタン酸カリウム、複合材料等のセラ
ミック材料から成る副室壁体１から断熱構造に構成され
ている。この副室式断熱エンジンについては、副ノズル
２から燃料全噴射量のうち少量の燃料を副室４内に副噴
射し、次いで主ノズル３から燃料全噴射量のうち大部分
の燃料を副室４内に主噴射するものである。
また、この副室式断熱エンジンには、副室４に配置され
た主ノズル３に燃料を供給する燃料噴射ポンプ２３、及
び副室４に配置された副ノズル２に燃料を供給する燃料
加圧ポンプ２２が設けられている。副ノズル２は、特に
、針弁を電気的に開閉作動する電気式噴射ノズルから構
成し、コントローラ２０の指令を受けて吸入行程の後半
から圧縮行程にかけて燃料を副室４に低圧噴射するもの
である。例えば、副ノズル２に組み込まれている針弁を
ソレノイドで上下運動可能に構成し、該ソレノイドの付
勢で針弁が副ノズル２の噴口を開放し、副室４内に燃料
を噴射するように構成すればよい。更に、副ノズル２の
構造については、燃料加圧ポンプ２２からの燃料供給圧
力を一旦蓄圧するための蓄圧室を有する蓄圧式燃料噴射
ノズルから構成し、燃料を副室４の内壁面２１に沿って
低圧噴射するように噴口を形成したものを使用できる。
た主ノズル３に燃料を供給する燃料噴射ポンプ２３、及
び副室４に配置された副ノズル２に燃料を供給する燃料
加圧ポンプ２２が設けられている。副ノズル２は、特に
、針弁を電気的に開閉作動する電気式噴射ノズルから構
成し、コントローラ２０の指令を受けて吸入行程の後半
から圧縮行程にかけて燃料を副室４に低圧噴射するもの
である。例えば、副ノズル２に組み込まれている針弁を
ソレノイドで上下運動可能に構成し、該ソレノイドの付
勢で針弁が副ノズル２の噴口を開放し、副室４内に燃料
を噴射するように構成すればよい。更に、副ノズル２の
構造については、燃料加圧ポンプ２２からの燃料供給圧
力を一旦蓄圧するための蓄圧室を有する蓄圧式燃料噴射
ノズルから構成し、燃料を副室４の内壁面２１に沿って
低圧噴射するように噴口を形成したものを使用できる。
即ち、副ノズル２が蓄圧室を有するので、燃料加圧ポン
プ２２から供給された燃料は副ノズル２で一旦蓄圧され
、該蓄圧された燃料を針弁の開放時に噴射するように構
成する。しかも、副ノズル２からの副噴射による燃料は
副室４の内壁面２１に付着する程度でよいので、燃料加
圧ポンプ２２は低圧のもので十分であり、燃料加圧ポン
プ２２自体は大幅に小型化且つ軽量化できる。
プ２２から供給された燃料は副ノズル２で一旦蓄圧され
、該蓄圧された燃料を針弁の開放時に噴射するように構
成する。しかも、副ノズル２からの副噴射による燃料は
副室４の内壁面２１に付着する程度でよいので、燃料加
圧ポンプ２２は低圧のもので十分であり、燃料加圧ポン
プ２２自体は大幅に小型化且つ軽量化できる。
更に、燃料噴射ポンプ２３にはポンプ作動用ブー Ｕ
＋、 ６が設けられ、また、燃料加圧ポンプ２２にはポ
ンプ作動用ブーＩＪ１５が設けられている。
＋、 ６が設けられ、また、燃料加圧ポンプ２２にはポ
ンプ作動用ブーＩＪ１５が設けられている。
これらのポンプ作動用プーリ１５．１６は、クランクシ
ャフト１７に取付は且つクランクシャフト１７と一体に
回転するクランクプーリ１８にタイミングベルト１９に
よって駆動連結されている。
ャフト１７に取付は且つクランクシャフト１７と一体に
回転するクランクプーリ１８にタイミングベルト１９に
よって駆動連結されている。
従って、エンジン回転に伴って燃料噴射ポンプ２３及び
燃料加圧ポンプ２２はタイミングベルト１９によって駆
動される。
燃料加圧ポンプ２２はタイミングベルト１９によって駆
動される。
更に、この副室式断熱エンジンにおいて、副ノズル２に
よって副室４に燃料を供給する燃料噴射制御装置は、エ
ンジンの作動状態、即ち、エンジン負荷を検出するセン
サー２４及びエンジン回転を検出するセンサー２５、及
び各センサー２４゜２５からの検出信号を受けて指令を
発するコントローラ２０を有している。エンジン負荷は
主燃料噴射ポンプ２３から噴射される燃ネ４流量を検出
することによって検出でき、また、エンジン回転はクラ
ンク軸１７の回転数を検出することによって検出できる
。これらのセンサー２４．２５で検出された検出信号は
、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０は
、各検出信号を受けて、副ノズル２の針弁の開放時期を
制御し、燃料加圧ポンプ２２から副ノズル２へ供給され
た燃料の噴射流量を制御する。即ち、この発明による副
室式断熱エンジンにおける燃料噴射制御装置は、コント
ローラ２０によって、エンジンのエンジン負荷、エンジ
ン回転等の作動状態を検出するセンサー２４．２５の検
出信号に応答して副ノズル２から副室４に噴射する燃料
流量を制御すると共に、吸入行程の後半から圧縮行程に
かけて燃料を副室４に副ノズル２から副噴射するための
噴射時期を制御することができる。場合によっては、主
ノズル３の針弁を電気的に開閉作動するように構成し、
コントローラ２０の指令で主ノズル３の開閉時期及び開
度を制御することもできることは勿論である。
よって副室４に燃料を供給する燃料噴射制御装置は、エ
ンジンの作動状態、即ち、エンジン負荷を検出するセン
サー２４及びエンジン回転を検出するセンサー２５、及
び各センサー２４゜２５からの検出信号を受けて指令を
発するコントローラ２０を有している。エンジン負荷は
主燃料噴射ポンプ２３から噴射される燃ネ４流量を検出
することによって検出でき、また、エンジン回転はクラ
ンク軸１７の回転数を検出することによって検出できる
。これらのセンサー２４．２５で検出された検出信号は
、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０は
、各検出信号を受けて、副ノズル２の針弁の開放時期を
制御し、燃料加圧ポンプ２２から副ノズル２へ供給され
た燃料の噴射流量を制御する。即ち、この発明による副
室式断熱エンジンにおける燃料噴射制御装置は、コント
ローラ２０によって、エンジンのエンジン負荷、エンジ
ン回転等の作動状態を検出するセンサー２４．２５の検
出信号に応答して副ノズル２から副室４に噴射する燃料
流量を制御すると共に、吸入行程の後半から圧縮行程に
かけて燃料を副室４に副ノズル２から副噴射するための
噴射時期を制御することができる。場合によっては、主
ノズル３の針弁を電気的に開閉作動するように構成し、
コントローラ２０の指令で主ノズル３の開閉時期及び開
度を制御することもできることは勿論である。
第２図に示すように、この副室式断熱エンジンは、吸入
行程Ａ、圧縮行程Ｂ、膨張行程Ｃ及び排気行程りの４サ
イクルから成る作動行程で駆動されるものである。この
副室式断熱エンジンにおいて燃料噴射制御装置は、特に
、吸入行程Ａの後半から圧縮行程Ｂにかけて副ノズル２
から少量の燃料を副噴射し、次いで、圧縮行程Ｂの後半
から膨張行程Ｃにかけて主ノズル３から燃料を主噴射す
ることを特徴としている。副ノズル２から副室４内へ噴
射される燃料流ＭＳは、例えば、燃料全噴射量の０〜３
０％であり、また、主ノズル３から副室４内へ噴射され
る燃料流量りは、例えば、燃料全噴射量の７０〜１００
％である。更に、副ノズル２から副室４内へ燃料を噴射
する燃料噴射パターン１２は、副室２の内壁面２１に沿
って壁面に接触する状態で噴射し、噴射された燃料によ
って副室４の内壁面２１から熱エネルギーを回収する。
行程Ａ、圧縮行程Ｂ、膨張行程Ｃ及び排気行程りの４サ
イクルから成る作動行程で駆動されるものである。この
副室式断熱エンジンにおいて燃料噴射制御装置は、特に
、吸入行程Ａの後半から圧縮行程Ｂにかけて副ノズル２
から少量の燃料を副噴射し、次いで、圧縮行程Ｂの後半
から膨張行程Ｃにかけて主ノズル３から燃料を主噴射す
ることを特徴としている。副ノズル２から副室４内へ噴
射される燃料流ＭＳは、例えば、燃料全噴射量の０〜３
０％であり、また、主ノズル３から副室４内へ噴射され
る燃料流量りは、例えば、燃料全噴射量の７０〜１００
％である。更に、副ノズル２から副室４内へ燃料を噴射
する燃料噴射パターン１２は、副室２の内壁面２１に沿
って壁面に接触する状態で噴射し、噴射された燃料によ
って副室４の内壁面２１から熱エネルギーを回収する。
次に、この発明による副室式断熱エンジンの燃料噴射制
御装置の別の実施例を、第３図を参照して説明する。こ
の副室式断熱エンジンの構造は、上記実施例のものと比
較すると、燃料加圧ポンプ及びノズルが１つである以外
は同一の構成であるので、同一の部品には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。
御装置の別の実施例を、第３図を参照して説明する。こ
の副室式断熱エンジンの構造は、上記実施例のものと比
較すると、燃料加圧ポンプ及びノズルが１つである以外
は同一の構成であるので、同一の部品には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。
この副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置は、副室４
に燃料を供給するために１つのノズル２７及びノズル２
７に燃料を供給する燃料加圧ポンプ２８を存している。
に燃料を供給するために１つのノズル２７及びノズル２
７に燃料を供給する燃料加圧ポンプ２８を存している。
このノズル２７については、上記副ノズル２と同様な構
成を有するものであり、燃料供給圧力を一旦蓄圧するた
めの蓄圧室、及び電気的に開閉作動する針弁を有するも
のである。
成を有するものであり、燃料供給圧力を一旦蓄圧するた
めの蓄圧室、及び電気的に開閉作動する針弁を有するも
のである。
この燃料噴射制御装置は、エンジンの作動状態であるエ
ンジン負荷を検出するセンサー２４、エンジンの作動状
態であるエンジン回転を検出するセンサー２５、及び該
各センサー２４．２５の各検出信号を受けてノズル２７
に指令を発するコントローラ２０を有している。コント
ローラ２０は、各センサー２４．２５の各検出信号に応
答してノズル２７から副室４に噴射する燃料流量を制御
すると共に、圧縮行程の後半から膨張行程にかけて燃料
を副室４に主噴射し且つ吸入行程の後半から圧縮行程に
かけて燃料を副室４に副噴射するように、ノズル２７の
開度及び開閉時期を制御する。
ンジン負荷を検出するセンサー２４、エンジンの作動状
態であるエンジン回転を検出するセンサー２５、及び該
各センサー２４．２５の各検出信号を受けてノズル２７
に指令を発するコントローラ２０を有している。コント
ローラ２０は、各センサー２４．２５の各検出信号に応
答してノズル２７から副室４に噴射する燃料流量を制御
すると共に、圧縮行程の後半から膨張行程にかけて燃料
を副室４に主噴射し且つ吸入行程の後半から圧縮行程に
かけて燃料を副室４に副噴射するように、ノズル２７の
開度及び開閉時期を制御する。
従って、この副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置は
、ノズル２７と燃料加圧ポンプ２８を有するのみで、副
室４に対する主噴射と副噴射とを行うことができる。
、ノズル２７と燃料加圧ポンプ２８を有するのみで、副
室４に対する主噴射と副噴射とを行うことができる。
（発明の効果〕
この発明による副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制
御装置は、以上のように構成されているので、次のよう
な効果を有する。即ち、この副室式断熱エンジンは、断
熱構造に構成した副室、燃料加圧ポンプからの燃料を一
旦蓄圧するための蓄圧室を有し且つ吸入行程後半から圧
縮行程にかけて燃料を前記副室の内壁面に沿って低圧噴
射する副ノズル、及び該副ノズルの燃料噴射に次いで圧
縮行程後半から膨張行程にかけて燃料噴射ポンプから燃
料を前記副室に主噴射する主ノズルを有するので、エン
ジンの高速高負荷時には前記副室内は高温になろうとす
るが、前記副ノズルからの燃料を前記副室壁面に接触さ
せ副噴射させることができ、該副噴射によって前記副室
内壁面から十分に熱を奪うことができ、該燃料は受熱蒸
発して前記副室内壁面から熱エネルギーを十分に回収し
て冷却する。更に、前記副ノズルから燃料を副噴射して
から前記主ノズルの主噴射まで即ち副噴射してから爆発
行程即ち膨張行程が開始する上死点（Ｔ Ｄ Ｃ）まで
は相当の時間があるため、十分に良好な薄い混合気を生
成でき、しかも前記副室のみの副噴射は圧縮行程であっ
て前記副室内へ空気が流入する時期であり、薄い混合気
がシリンダ内に拡散するのを防止でき、前記副噴射の燃
料は全量が前記副室内に留まり、シリンダ内に該混合気
が滞留することが防止され、ハイドロカーボンの劣化を
無くすことができる。また、前記主ノズルからの主噴射
燃焼時に、副噴射によって予め薄い混合気が生成されて
いるため、主噴射で燃料をリッチな状態の混合気にでき
、ＮＯＸの生成を抑制でき、しかも既に予め薄い混合気
が存在するので、主燃焼期間を短縮することができ、サ
イクル効率を向上させることができる。特に、前記副ノ
ズルを蓄圧式燃料噴射ノズルに構成したので、前記燃料
加圧ポンプを低圧のもので済み、前記燃料加圧ポンプ自
体を大幅に小型化、軽量化に構成でき、コストを低減で
きる。
御装置は、以上のように構成されているので、次のよう
な効果を有する。即ち、この副室式断熱エンジンは、断
熱構造に構成した副室、燃料加圧ポンプからの燃料を一
旦蓄圧するための蓄圧室を有し且つ吸入行程後半から圧
縮行程にかけて燃料を前記副室の内壁面に沿って低圧噴
射する副ノズル、及び該副ノズルの燃料噴射に次いで圧
縮行程後半から膨張行程にかけて燃料噴射ポンプから燃
料を前記副室に主噴射する主ノズルを有するので、エン
ジンの高速高負荷時には前記副室内は高温になろうとす
るが、前記副ノズルからの燃料を前記副室壁面に接触さ
せ副噴射させることができ、該副噴射によって前記副室
内壁面から十分に熱を奪うことができ、該燃料は受熱蒸
発して前記副室内壁面から熱エネルギーを十分に回収し
て冷却する。更に、前記副ノズルから燃料を副噴射して
から前記主ノズルの主噴射まで即ち副噴射してから爆発
行程即ち膨張行程が開始する上死点（Ｔ Ｄ Ｃ）まで
は相当の時間があるため、十分に良好な薄い混合気を生
成でき、しかも前記副室のみの副噴射は圧縮行程であっ
て前記副室内へ空気が流入する時期であり、薄い混合気
がシリンダ内に拡散するのを防止でき、前記副噴射の燃
料は全量が前記副室内に留まり、シリンダ内に該混合気
が滞留することが防止され、ハイドロカーボンの劣化を
無くすことができる。また、前記主ノズルからの主噴射
燃焼時に、副噴射によって予め薄い混合気が生成されて
いるため、主噴射で燃料をリッチな状態の混合気にでき
、ＮＯＸの生成を抑制でき、しかも既に予め薄い混合気
が存在するので、主燃焼期間を短縮することができ、サ
イクル効率を向上させることができる。特に、前記副ノ
ズルを蓄圧式燃料噴射ノズルに構成したので、前記燃料
加圧ポンプを低圧のもので済み、前記燃料加圧ポンプ自
体を大幅に小型化、軽量化に構成でき、コストを低減で
きる。
更に、この副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置は、
副ノズルを電気的に開閉作動する針弁の開放で副室の内
壁面に沿って燃料を噴射するように構成し、コントロー
ラによってエンジンの作動状態を検出するセンサーの検
出信号に応答して前記副ノズルから噴射する流量を制御
し且つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射
する制御を行うので、エンジン負荷、エンジン回転等の
エンジンの作動状態に応じて最適状態に副噴射の流量を
制御できる。即ち、エンジンの高負荷高回転時には前記
副室は相当に高温度になろうとするが、該副室の状態に
応して副噴射する燃料流量が制御され、最適状態にコン
トロールできる。
副ノズルを電気的に開閉作動する針弁の開放で副室の内
壁面に沿って燃料を噴射するように構成し、コントロー
ラによってエンジンの作動状態を検出するセンサーの検
出信号に応答して前記副ノズルから噴射する流量を制御
し且つ吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射
する制御を行うので、エンジン負荷、エンジン回転等の
エンジンの作動状態に応じて最適状態に副噴射の流量を
制御できる。即ち、エンジンの高負荷高回転時には前記
副室は相当に高温度になろうとするが、該副室の状態に
応して副噴射する燃料流量が制御され、最適状態にコン
トロールできる。
或いは、この副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置は
、断熱構造に構成した副室、電気的に開閉作動する針弁
の開放で前記副室に燃料を噴射するノズル、該ノズルへ
燃料を供給する燃料加圧ポンプ、エンジンの作動状態を
検出するセンサー及び該センサーの検出信号に応答して
前記ノズルから噴射する流量を制御すると共に、吸入行
程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射し、該副噴射
に次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料を主噴
射する制御を行うコントローラを有するので、上記と同
様な効果を有すると共に、特に、主噴射及び副噴射を行
うのに燃料加圧ポンプ及びノズルは１つで済み、大幅に
小型化、軽量化に構成できると共に、大幅にコストを低
減できる。
、断熱構造に構成した副室、電気的に開閉作動する針弁
の開放で前記副室に燃料を噴射するノズル、該ノズルへ
燃料を供給する燃料加圧ポンプ、エンジンの作動状態を
検出するセンサー及び該センサーの検出信号に応答して
前記ノズルから噴射する流量を制御すると共に、吸入行
程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射し、該副噴射
に次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料を主噴
射する制御を行うコントローラを有するので、上記と同
様な効果を有すると共に、特に、主噴射及び副噴射を行
うのに燃料加圧ポンプ及びノズルは１つで済み、大幅に
小型化、軽量化に構成できると共に、大幅にコストを低
減できる。
第１図はこの発明による副室式断熱エンジンの一実施例
を示す説明図、第２図は第１図の副室式断熱エンジンに
おいて燃料噴射時期を示す説明図、及び第３図はこの発
明による副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置を説明
するための副室式断熱エンジンの別の実施例を示す説明
図である。 １・・・・・・副室壁体、２−−一〜−−−副ノズル、
３・−−−一−−主ノズル、４−−−−−−一副室、５
−・−主燃焼室、６−・・・−ピストン、１０・−・−
・−シリンダヘッド、１２−・−・燃料噴射パターン、
１４−−−−−一・シリンダ、１６・・・−・・内壁面
、２０−−−−−−コントローラ、２１−・−−一一一
内壁面、２２゜２８−一燃料加圧ポンプ、２３−・・−
燃料噴射ポンプ、２４．．２５−・・−センサー、２７
−・・−ノズル。
を示す説明図、第２図は第１図の副室式断熱エンジンに
おいて燃料噴射時期を示す説明図、及び第３図はこの発
明による副室式断熱エンジンの燃料噴射制御装置を説明
するための副室式断熱エンジンの別の実施例を示す説明
図である。 １・・・・・・副室壁体、２−−一〜−−−副ノズル、
３・−−−一−−主ノズル、４−−−−−−一副室、５
−・−主燃焼室、６−・・・−ピストン、１０・−・−
・−シリンダヘッド、１２−・−・燃料噴射パターン、
１４−−−−−一・シリンダ、１６・・・−・・内壁面
、２０−−−−−−コントローラ、２１−・−−一一一
内壁面、２２゜２８−一燃料加圧ポンプ、２３−・・−
燃料噴射ポンプ、２４．．２５−・・−センサー、２７
−・・−ノズル。
Claims (3)
- （１）断熱構造に構成した副室、燃料加圧ポンプからの
燃料を一旦蓄圧するための蓄圧室を有し且つ吸入行程後
半から圧縮行程にかけて燃料を前記副室の内壁面に沿っ
て低圧噴射する副ノズル、及び該副ノズルの燃料噴射に
次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料噴射ポン
プから燃料を前記副室に主噴射する主ノズルを有する副
室式断熱エンジン。 - （２）断熱構造に構成した副室、圧縮行程後半から膨張
行程にかけて燃料を前記副室に主噴射する主ノズル、電
気的に開閉作動する針弁の開放で前記副室の内壁面に沿
って燃料を噴射する副ノズル、エンジンの作動状態を検
出するセンサー、及び該センサーの検出信号に応答して
前記副ノズルから噴射する流量を制御し且つ吸入行程後
半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射する制御を行うコ
ントローラを有する副室式断熱エンジンの燃料噴射制御
装置。 - （３）断熱構造に構成した副室、電気的に開閉作動する
針弁の開放で前記副室に燃料を噴射するノズル、該ノズ
ルへ燃料を供給する燃料加圧ポンプ、エンジンの作動状
態を検出するセンサー、及び該センサーの検出信号に応
答して前記ノズルから噴射する流量を制御すると共に、
吸入行程後半から圧縮行程にかけて燃料を副噴射し、該
副噴射に次いで圧縮行程後半から膨張行程にかけて燃料
を主噴射する制御を行うコントローラを有する副室式断
熱エンジンの燃料噴射制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252272A JPH07116942B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置 |
| DE199090310594T DE420641T1 (de) | 1989-09-29 | 1990-09-27 | Waermeisolierter motor mit wirbelkammer. |
| DE69004771T DE69004771T2 (de) | 1989-09-29 | 1990-09-27 | Wärmeisolierter Motor mit Wirbelkammer. |
| EP90310594A EP0420641B1 (en) | 1989-09-29 | 1990-09-27 | Heat-insulating engine with swirl chamber |
| US07/591,168 US5081970A (en) | 1989-09-29 | 1990-10-01 | Heat-insulating engine with swirl chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252272A JPH07116942B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115724A true JPH03115724A (ja) | 1991-05-16 |
| JPH07116942B2 JPH07116942B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=17234934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252272A Expired - Lifetime JPH07116942B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 副室式断熱エンジン及びその燃料噴射制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5081970A (ja) |
| EP (1) | EP0420641B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07116942B2 (ja) |
| DE (2) | DE69004771T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023105860A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 株式会社クボタ | ディーゼルエンジン |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
| DE4138290A1 (de) * | 1991-11-21 | 1993-05-27 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Brennkraftmaschine |
| JPH08135462A (ja) * | 1994-11-09 | 1996-05-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 縦型エンジン |
| US5522218A (en) * | 1994-08-23 | 1996-06-04 | Caterpillar Inc. | Combustion exhaust purification system and method |
| EP0809003B1 (en) * | 1996-05-24 | 1999-12-29 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low evaporativity fuel diesel engine |
| EP1502024B1 (de) * | 2002-05-03 | 2007-07-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Kraftstoffeinspritzventil mit mechanischer zwangssteuerung |
| FR2914962B1 (fr) * | 2007-04-10 | 2012-07-06 | Univ Paris Curie | Procede d'initiation de la combustion dans un moteur a combustion interne, et moteur faisant application |
| US9453456B2 (en) * | 2014-01-21 | 2016-09-27 | Dresser-Rand Company | Electronic pre-chamber injector |
| JP2020084848A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | ヤンマー株式会社 | 副室式ディーゼル機関 |
Citations (2)
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