JPH03115729A - Operation control device for insulated engine - Google Patents

Operation control device for insulated engine

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JPH03115729A
JPH03115729A JP1252279A JP25227989A JPH03115729A JP H03115729 A JPH03115729 A JP H03115729A JP 1252279 A JP1252279 A JP 1252279A JP 25227989 A JP25227989 A JP 25227989A JP H03115729 A JPH03115729 A JP H03115729A
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Japan
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fuel
engine
water
combustion chamber
water injection
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JP1252279A
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Hiroshi Matsuoka
寛 松岡
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/26Pistons  having combustion chamber in piston head

Abstract

PURPOSE:To lower the temperature in a cylinder lower than the combustible temperature so as to prevent the generation of knocking and the like by injecting water from a water injection nozzle into a combustion chamber of insulated structure in the last half of a compression stroke when engine speed and engine load are higher than the specified values. CONSTITUTION:The combustion chamber 1 of an engine is formed into insulated structure by a head liner 2 disposed in the hole part of a cylinder head 10 through an insulating gasket 4 and by the head part 9 of a piston 6 reciprocated in a cylinder liner 15. The head liner 2 facing the combustion chamber 1 is provided with a spark plug 3, a fuel injection nozzle 5 and a water injection nozzle 7. The nozzles 5, 7 are controlled by a controller 30 on the basis of various detection signals from various sensors 16, 26, 27, 29, 31 for detecting the operated state of the engine, and especially when engine speed and engine load are higher than the specified values, water is injected from the water injection nozzle 7 in the last half of a compression stroke.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃焼室に水を噴射するノズル及び燃料を噴
射するノズルを備えた断熱エンジンの作動制御装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an operation control device for an adiabatic engine equipped with a nozzle for injecting water into a combustion chamber and a nozzle for injecting fuel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンは、
例えば、特開昭60−184.923号公報に開示され
ている。該公報に開示された水噴射式断熱セラミックデ
ィーゼルエンジンは、シリンダヘッド、シリンダライナ
及びピストンヘッドのそれぞれの少なくとも燃焼室に面
した部位のセラミックス製部材によって断熱構造の燃焼
室を形成し、前記シリンダヘッドに燃料噴射系と独立し
た水噴射系より高圧水の供給を受け、前記燃焼室に水を
噴射する水噴射弁を装着し、前記水噴射弁の水噴射タイ
ミングと噴射水量とを制御して単位燃料光たりの出力を
増大させる水噴射制御装置を具備したものである。この
水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンは、燃焼室
を断熱構造として燃焼ガス温度を高め、該燃焼室に適時
適量の水を噴射することによって噴霧水を蒸気化し、こ
の蒸気の膨張力を燃焼ガスの膨張力に加担させることに
よって燃料消費量を低減させ、単位燃料当たりの出力を
増大させると共に、水の蒸気化に伴う気化熱の吸収によ
って新気の吸入効率の低下を補完するものである。
Traditionally, water-injected insulated ceramic diesel engines
For example, it is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 184.923/1983. The water-injection type heat-insulating ceramic diesel engine disclosed in the publication has a combustion chamber having a heat-insulating structure formed by ceramic members of at least the portions of the cylinder head, cylinder liner, and piston head facing the combustion chamber, and is equipped with a water injection valve that receives high-pressure water from a water injection system independent of the fuel injection system and injects water into the combustion chamber, and controls the water injection timing and amount of water injected from the water injection valve. It is equipped with a water injection control device that increases the output of fuel light. This water injection type insulated ceramic diesel engine uses an insulated combustion chamber to increase the temperature of the combustion gas, injects an appropriate amount of water into the combustion chamber at the right time to vaporize the spray water, and uses the expansion power of this steam to increase the combustion gas. By adding to the expansion force, fuel consumption is reduced and output per unit fuel is increased, and the reduction in fresh air intake efficiency is compensated for by absorbing the heat of vaporization that accompanies the vaporization of water.

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

ところで、前掲特開昭60−184923号公報に開示
された水噴射式断熱セラミックディーゼルエンジンにつ
いては、従来−船釣に行われている噴射タイミングによ
って燃料噴射し、また、水の噴射は膨張行程の始まりで
行われ、水を蒸発して膨張させ、該膨張力として出力を
増大させるものである。従って、理論混合気燃焼を行う
ことができず、壁温を低下させる効果はなく、吸入効率
を向上できるものではない。
By the way, in the water injection type heat insulating ceramic diesel engine disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 60-184923, fuel is injected at the injection timing conventionally used for boat fishing, and the water injection is performed at the timing of the expansion stroke. It is carried out at the beginning, and water is evaporated and expanded, and the expansion force increases the output. Therefore, stoichiometric air-fuel mixture combustion cannot be performed, there is no effect of lowering the wall temperature, and the suction efficiency cannot be improved.

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
断熱エンジンの排気行程終了後で吸入行程始まり直後に
断熱化されて高温になっているピストンヘッド、シリン
ダヘッドのヘッド下面部及びライチ上部の壁面に向けて
比較的に低圧状態で燃料噴射ノズルから吸入空気量と当
量となる燃料を噴射し、上記壁面より熱エネルギーを吸
収することにより燃料を気化させると共に、圧縮行程の
後半でシリンダ内の温度が燃料の可燃温度より高温にな
る前にシリンダ内のガス雰囲気に向けて水噴射ノズルか
ら水を噴射して筒内を冷却し、更にスパークプラグで圧
縮行程端付近の最適タイミングで火花着火を行って確実
に着火し、それによってシリンダ内温度を可燃温度以下
に冷却し、ノ・ノキングの発生を防止し、壁面より熱エ
ネルギーを回収すると共に、壁温の低下により吸入効率
を向上させる断熱エンジンの作動制御装置を提供するこ
とである。
The purpose of this invention is to solve the above problems,
Immediately after the exhaust stroke of an adiabatic engine ends and the intake stroke begins, fuel is inhaled from the fuel injection nozzle at a relatively low pressure toward the piston head, the lower surface of the cylinder head, and the upper wall of the lychee, which are insulated and at a high temperature. The fuel is injected in an amount equivalent to the amount of air, and the fuel is vaporized by absorbing thermal energy from the wall surface, and in the latter half of the compression stroke, before the temperature inside the cylinder becomes higher than the flammable temperature of the fuel, the inside of the cylinder is heated. Water is injected from a water injection nozzle into the gas atmosphere to cool the inside of the cylinder, and the spark plug ignites the spark at the optimal timing near the end of the compression stroke to ensure ignition, thereby reducing the temperature inside the cylinder to the flammable temperature. An object of the present invention is to provide an operation control device for an adiabatic engine that cools the engine, prevents the occurrence of knocking, recovers thermal energy from the wall surface, and improves the suction efficiency by lowering the wall temperature.

(課題を解決するための手段) 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。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems and achieve the above objects, the present invention is configured as follows.

即ち、この発明は、断熱構造の燃焼室に吸入行程開始直
後に燃料を噴射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に水を
噴射する水噴射手段、混合気に火花着火するスパークプ
ラグ、エンジンの作動状態を検出するセンサー、及び前
記センサーで検出されたエンジン速度と負荷が所定以上
の検出値に応答して前記水噴射手段から圧縮行程後半に
水を噴射制御するコントローラから成る断熱エンジンの
作動制御装置に関する。
That is, the present invention provides fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber having an adiabatic structure immediately after the start of an intake stroke, a water injection means for injecting water into the combustion chamber, a spark plug for igniting an air-fuel mixture, and an operating state of an engine. and a controller that controls the injection of water from the water injection means in the latter half of the compression stroke in response to the engine speed and load detected by the sensor being above a predetermined value. .

また、この断熱エンジンの作動制御装置において、前記
燃焼室への水噴射に応答して前記スパークプラグを圧縮
行程端付近でスパークして混合気に火花着火するもので
ある。
Further, in this adiabatic engine operation control device, in response to water injection into the combustion chamber, the spark plug is sparked near the end of the compression stroke to ignite the air-fuel mixture.

更に、この断熱エンジンの作動制御装置において、吸入
空気量を検出する空気流量センサーを設け、前記コント
ローラによって前記空気流量センサーで検出された空気
量と当量となる燃料流量を前記燃料噴射手段から吸入行
程開始直後に噴射制御するものである。
Furthermore, in this adiabatic engine operation control device, an air flow rate sensor for detecting an intake air amount is provided, and the controller injects a fuel flow rate equivalent to the air amount detected by the air flow rate sensor from the fuel injection means during the intake stroke. The injection is controlled immediately after the start.

〔作用〕[Effect]

この発明による断熱エンジンの作動制御装置は、以」−
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
この断熱エンジンの作動制御装置は、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によって検
出された所定以上の高速高負荷信号に応答して水噴射手
段から圧縮行程の後半時に水を燃焼室内ガス雰囲気に向
けて水噴射ノズルから水噴射することによって、シリン
ダ内の温度が燃料の可燃温度より高温になることがなく
、シリンダ内温度を可燃温度以下に冷却し、ノッキング
の発生を防止し、壁面より熱エネルギーを回収すると共
に、壁温の低下により吸入効率を向上させる。
The operation control device for an adiabatic engine according to the present invention is as follows.
It is structured as follows and operates as follows. That is,
This adiabatic engine operation control device injects water from the water injection means into the gas atmosphere in the combustion chamber during the latter half of the compression stroke in response to a high-speed, high-load signal exceeding a predetermined value detected by a sensor that detects the operating state of the engine. By injecting water from a water injection nozzle toward the target, the temperature inside the cylinder does not rise above the flammable temperature of the fuel, and the temperature inside the cylinder is cooled below the flammable temperature, preventing knocking and dissipating heat from the wall surface. It recovers energy and improves suction efficiency by lowering wall temperature.

また、この断熱エンジンの作動制御装置において、前記
燃料噴射手段は吸入行程開始直後に検出された空気量と
当量となる燃料流量を燃料噴射手段から前記燃焼室内へ
噴射制御したので、シリンダ内の高温の壁面に向けて比
較的に低圧状態で燃料噴射ノズルから燃料を噴射させる
ことができ、上記壁面より熱エネルギーを吸収すること
により燃料を気化させ、燃料の気化時間を長くとること
ができるので理論混合比を生成することができる。
In addition, in this adiabatic engine operation control device, the fuel injection means controls the injection of a fuel flow rate equivalent to the air amount detected immediately after the start of the intake stroke into the combustion chamber, so that the high temperature inside the cylinder is controlled. The theory is that the fuel can be injected from the fuel injection nozzle at a relatively low pressure toward the wall surface, and the fuel can be vaporized by absorbing thermal energy from the wall surface, increasing the vaporization time of the fuel. A mixing ratio can be generated.

また、シリンダ内は水噴射によって温度低下するが、前
記スパークプラグによって圧縮行程端付近で混合気に火
花着火するので、混合気は確実に着火することができる
Although the temperature inside the cylinder decreases due to the water injection, the spark plug ignites the air-fuel mixture near the end of the compression stroke, so the air-fuel mixture can be reliably ignited.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、この発明による断熱エンジンの
作動制御装置の実施例を詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an operation control device for an adiabatic engine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図において、この発明による作動制御装置を組み込
んだ断熱エンジンの概略断面図が示されている。この断
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、該シリンダ14に嵌合したシリンダラ
イナ15、シリンダブロック11にガスケット28を介
して固定したシリンダヘッド10、シリンダヘッド10
に形成した穴部に断熱ガスケット4を介して配置したヘ
ッド下面部とライナ上部とを一体的に断熱構造に構成し
たヘッドライナ2、ライナ上部とシリンダライナ15内
を往復運動する断熱構造のピストンヘッド9を備えたピ
ストン6、及びピストンヘッド9とヘッドライナ2によ
って形成される燃焼室】を有し、特に、ヘッドライナ2
にスパークプラグ3、燃料噴射ノズル5及び水噴射ノズ
ル7を配置したものである。シリンダヘッド10及びヘ
ッドライナ2には、吸気ボート12及び排気ボート13
が形成され、吸気ボート12には吸気バルブ8が配置さ
れ、排気ボート13には排気バルブが配置されている。
In FIG. 1, a schematic sectional view of an adiabatic engine incorporating an actuation control device according to the invention is shown. This adiabatic engine mainly consists of a cylinder block 11 equipped with a cylinder 14, a cylinder liner 15 fitted to the cylinder 14, a cylinder head 10 fixed to the cylinder block 11 via a gasket 28, and a cylinder head 10.
A headliner 2 has a heat-insulating structure in which the lower surface of the head and the upper part of the liner are integrally arranged in a hole formed in the hole via a heat-insulating gasket 4, and the piston head has a heat-insulating structure that reciprocates between the upper part of the liner and inside the cylinder liner 15. 9 and a combustion chamber formed by the piston head 9 and the headliner 2, in particular the headliner 2.
A spark plug 3, a fuel injection nozzle 5, and a water injection nozzle 7 are arranged in the fuel injection nozzle. The cylinder head 10 and the headliner 2 include an intake boat 12 and an exhaust boat 13.
An intake valve 8 is arranged on the intake boat 12, and an exhaust valve is arranged on the exhaust boat 13.

ヘッドライナ2及びピストンへラド9は、窒化珪素(S
iJt) 、炭化珪素(SiC)、チタン酸アルミニウ
ム、チタン酸カリウム等のセラミック材料から断熱構造
に構成されている。また、断熱エンジンにおいて、吸気
ボート12には、吸入空気流量を調節するスロットルバ
ルブ17及び吸入空気流量を検出する空気流量センサー
16が設けられている。スロットルバルブ17は、コン
トローラ30の指令によって吸入空気流量を調節し、エ
ンジン負荷をコントロールすることができる。また、排
気ボート13に続く排気管には、酸化還元触媒による排
ガス処理装置18が設けられている。従って、混合気を
理論混合比で燃焼させ、発生した排ガスを排ガス処理装
置18で処理すれば、低公害車を提供できる。
The headliner 2 and the piston head 9 are made of silicon nitride (S
iJt), is made of a ceramic material such as silicon carbide (SiC), aluminum titanate, potassium titanate, etc. to have a heat insulating structure. Further, in the adiabatic engine, the intake boat 12 is provided with a throttle valve 17 for adjusting the intake air flow rate and an air flow rate sensor 16 for detecting the intake air flow rate. The throttle valve 17 can adjust the intake air flow rate according to commands from the controller 30 and control the engine load. Furthermore, an exhaust gas treatment device 18 using an oxidation-reduction catalyst is provided in the exhaust pipe following the exhaust boat 13. Therefore, by burning the air-fuel mixture at a stoichiometric ratio and treating the generated exhaust gas with the exhaust gas treatment device 18, a low-pollution vehicle can be provided.

この断熱エンジンにおいて、スパークプラグ3は混合気
に火花着火するものであり、燃料噴射ノズル5は燃料噴
射ポンプ19から供給される燃料を燃焼室1に噴射する
ものであり、また、水噴射ノズル7は水噴射ポンプ20
から供給される水を燃焼室1に噴射するものである。更
に、燃料噴射ポンプ19にはポンプ作動用ブーIJ21
が設けられ、また、水噴射ポンプ20にはポンプ作動用
プーリ22が設けられている。これらのポンプ作動用プ
ーリ21..22は、クランクシャフト23に取付は且
つクランクシャフト23と一体に回転するクランクプー
リ24にタイミングベルト25によって駆動連結されて
いる。従って、エンジン駆動に伴って燃料噴射ポンプ1
9及び水噴射ポンプ20はタイミングベルト25によっ
て駆動される。
In this adiabatic engine, the spark plug 3 ignites the air-fuel mixture with a spark, the fuel injection nozzle 5 injects fuel supplied from the fuel injection pump 19 into the combustion chamber 1, and the water injection nozzle 7. is water injection pump 20
The water supplied from the combustion chamber is injected into the combustion chamber 1. Furthermore, the fuel injection pump 19 has a pump operating boo IJ21.
The water injection pump 20 is also provided with a pump operating pulley 22. These pump operating pulleys 21. .. 22 is attached to the crankshaft 23 and is drivingly connected by a timing belt 25 to a crank pulley 24 that rotates together with the crankshaft 23. Therefore, as the engine is driven, the fuel injection pump 1
9 and the water injection pump 20 are driven by a timing belt 25.

この時、燃料噴射ポンプ19及び水噴射ポンプ20は、
クランクシャフト23の回転数の1/2回転で同期して
回転するようにタイミングベルト25によって駆動され
る。なお、図示していないが、燃料噴射ポンプ19及び
水噴射ポンプ20による噴射タイミングは、上記のクラ
ンク回転と動機させる構造でなく、例えば、燃料噴射ノ
ズル5及び水噴射ノズル7に電気的に開閉する針弁を設
け、該針弁をコントローラ30に指令で開閉するように
制御するように構成することも可能である。
At this time, the fuel injection pump 19 and the water injection pump 20
It is driven by a timing belt 25 so as to rotate synchronously at 1/2 the rotation speed of the crankshaft 23. Although not shown, the injection timing by the fuel injection pump 19 and the water injection pump 20 is not driven by the above-mentioned crank rotation, but is, for example, controlled by electrically opening and closing the fuel injection nozzle 5 and the water injection nozzle 7. It is also possible to provide a needle valve and to control the needle valve to open and close by commanding the controller 30.

この断熱エンジンの作動制御装置において、断熱エンジ
ンは、第2図に示すように、吸入行程人、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。
In this adiabatic engine operation control device, as shown in FIG.
It is driven by an operating stroke consisting of four cycles: an expansion stroke C and an exhaust stroke.

この作動制御装置において、燃料噴射ポンプ19は、排
気行程り終了後で吸入行程へ開始直後に、断熱構造で高
温になっているヘッドライナ2及びピストンヘッド9に
向けて比較的に低圧で燃料噴射ノズル5から燃料を噴射
させるように、予め噴射時期が設定されている。燃料噴
射ポンプ19の作動によって燃焼室1に燃料を吸入行程
へ開始直後に噴射することによって、着火まで燃料の気
化時間を長くとることができる。そこで、コントローラ
30は、該コントローラ30に入力された吸入空気流量
センサー16による検出信号に応答して、燃料噴射ポン
プ19から燃料噴射ノズル5へ供給される燃料を、吸入
行程Aに併せて吸入空気量に応じた燃料流量を理論混合
比になるまで噴射制御することができ、従って、理想的
な当量燃焼を行うことができる。また、燃料噴射ポンプ
19の燃料噴射口には、燃料噴射ポンプ19から燃料噴
射ノズル5へ供給される燃料流量を調節する流量調節バ
ルブが設けられている。更に、この断熱エンジンに使用
される燃料は、例えば、ガソリン、アルコール等のオク
タン価の高い燃料が好ましい。
In this operation control device, the fuel injection pump 19 injects fuel at a relatively low pressure toward the headliner 2 and the piston head 9, which have a heat-insulating structure and are heated to a high temperature, immediately after the exhaust stroke ends and the intake stroke starts. Injection timing is set in advance so that fuel is injected from the nozzle 5. By injecting fuel into the combustion chamber 1 immediately after the start of the intake stroke by operating the fuel injection pump 19, it is possible to increase the vaporization time of the fuel until ignition. Therefore, in response to a detection signal from the intake air flow rate sensor 16 inputted to the controller 30, the controller 30 controls the intake air flow rate by controlling the fuel supplied from the fuel injection pump 19 to the fuel injection nozzle 5 in accordance with the intake stroke A. It is possible to control injection of the fuel flow rate according to the amount until the stoichiometric mixture ratio is reached, and therefore ideal equivalent combustion can be performed. Further, a fuel injection port of the fuel injection pump 19 is provided with a flow rate adjustment valve that adjusts the flow rate of fuel supplied from the fuel injection pump 19 to the fuel injection nozzle 5 . Furthermore, the fuel used in this adiabatic engine is preferably a fuel with a high octane number, such as gasoline or alcohol.

燃料のオクタン価が高いと、圧縮比を高く設定すること
ができ、サイクル効率を高めることができる。また、水
噴射ポンプ20の水噴射口には、水噴射ポンプ20から
水噴射ノズル7へ供給される水量を調節する流量調節バ
ルブが設けられている。
If the octane number of the fuel is high, the compression ratio can be set high and cycle efficiency can be increased. Further, the water injection port of the water injection pump 20 is provided with a flow rate adjustment valve that adjusts the amount of water supplied from the water injection pump 20 to the water injection nozzle 7 .

この断熱エンジンの作動制御装置において、空気流量セ
ンサー16によって吸入空気量を検出し、吸入空気温度
センサー29によって吸入空気温度を検出する。また、
ヘッドライナ2に設けた壁温センサー31によって燃焼
室1の壁温を検出する。
In this adiabatic engine operation control device, an air flow rate sensor 16 detects the amount of intake air, and an intake air temperature sensor 29 detects the intake air temperature. Also,
A wall temperature sensor 31 provided in the headliner 2 detects the wall temperature of the combustion chamber 1.

そこで、各センサーによって検出された検出値をコント
ローラ30に入力し、コントローラ30は吸入空気温度
、吸入空気量、壁温、エンジン回転数及びエンジン負荷
の各検出信号を受けて、燃焼室1内の温度及び圧力を計
算し、自己着火の可否を判断すると共に、燃焼室1に噴
射する水量を決定し、該水量を水噴射ノズル7から噴射
し可燃温度以下に維持するように制御することができる
Therefore, the detection values detected by each sensor are input to the controller 30, and the controller 30 receives each detection signal of intake air temperature, intake air amount, wall temperature, engine rotation speed, and engine load, and It is possible to calculate the temperature and pressure, determine whether self-ignition is possible, determine the amount of water to be injected into the combustion chamber 1, and control the amount of water to be injected from the water injection nozzle 7 to maintain it below the flammable temperature. .

この発明による断熱エンジンの作動制御装置において、
第3図の処理フロー図を参照して水噴射の作動の一例に
ついて説明する。断熱エンジンにおいて、エンジンの作
動状態を検出するセンサーであるエンジン回転を検出す
る回転センサー26、エンジン負荷を検出する負荷セン
サー27、及び吸入空気量を検出する空気流量センサー
16を有している。これらの各センサー16,26.2
7で検出された検出信号は、コントローラ30に入力さ
れる。コントローラ30は、センサー16゜26.21
からの検出信号を受けて、該各検出信号に応答して燃料
噴射ポンプ19から燃料噴射ノズル5に供給される燃料
噴射流量を制御し、且つ水噴射ポンプ20から水噴射ノ
ズル7に供給される水の噴射流量を制御するに の断熱エンジンの作動制御装置の作動処理については、
まず、回転センサー26によってエンジン回転数NEを
検出し、負荷センサー27によってエンジン負@L t
を検出する(ステップ40)。この検出されたエンジン
回転数N、及びエンジン負hj L tは、コントロー
ラ30に入力される。コントローラ30は、エンジン回
転数N1の検出信号を受けて該検出値が予め設定したエ
ンジン回転数N、。より大きいか否かを比較判断する(
ステップ41)。回転数Nとが設定回転数N、。
In the operation control device for an adiabatic engine according to the present invention,
An example of the water injection operation will be described with reference to the processing flow diagram of FIG. 3. The adiabatic engine includes a rotation sensor 26 that detects the engine rotation, which is a sensor that detects the operating state of the engine, a load sensor 27 that detects the engine load, and an air flow sensor 16 that detects the amount of intake air. Each of these sensors 16, 26.2
The detection signal detected at 7 is input to the controller 30. The controller 30 has a sensor 16°26.21
, and controls the fuel injection flow rate supplied from the fuel injection pump 19 to the fuel injection nozzle 5 in response to each detection signal, and the fuel injection flow rate supplied from the water injection pump 20 to the water injection nozzle 7. Regarding the operation process of the adiabatic engine operation control device to control the water injection flow rate,
First, the engine rotation speed NE is detected by the rotation sensor 26, and the engine negative @L t is detected by the load sensor 27.
is detected (step 40). The detected engine rotational speed N and engine negative value hj L t are input to the controller 30 . The controller 30 receives a detection signal of the engine rotation speed N1 and sets the detected value to a preset engine rotation speed N. Compare and judge whether it is larger than (
Step 41). The rotation speed N is the set rotation speed N.

より大きい場合には、エンジン負荷LEの検出信号を受
けて該検出値が予め設定したエンジン負荷LEDより大
きいか否かを比較判断する(ステップ42)。負荷り、
が設定負荷り、。より大きい場合には、エンジンは高速
高負荷時であり、燃焼室1は相当に高温になっており、
ノンキングを起こす可能性があるので、該高速高負荷の
信号値に応じて水噴射ポンプ20の流量調節バルブを調
節して開放し、水噴射ポンプ20から水噴射ノズル7へ
供給される水流量を調節し、圧縮行程Bの後半で水噴射
ノズル7から水を燃焼室1内に噴射する(ステップ43
)。燃焼室1への水の噴射によって筒内湯境が低下(ス
テップ44)するので、スパークプラグ3をオンして(
ステップ45)、圧縮行程端付近で混合気に火花着火を
する(ステップ46)。従って、燃焼室1の高速高負荷
時に高温になると、常に水噴射して燃焼室1は冷却され
、温度を低下されるので、ノンキングの発生を防止され
る。
If it is larger, a detection signal of the engine load LE is received and a comparison is made to determine whether or not the detected value is larger than a preset engine load LED (step 42). load,
There is a load setting. If it is larger, the engine is operating at high speed and high load, and the combustion chamber 1 is at a considerably high temperature.
Since non-king may occur, the flow rate control valve of the water injection pump 20 is adjusted and opened according to the high speed and high load signal value, and the flow rate of water supplied from the water injection pump 20 to the water injection nozzle 7 is adjusted. water is injected into the combustion chamber 1 from the water injection nozzle 7 in the latter half of the compression stroke B (step 43).
). The water injection into the combustion chamber 1 lowers the cylinder hot water level (step 44), so the spark plug 3 is turned on (step 44).
Step 45), the air-fuel mixture is ignited by a spark near the end of the compression stroke (Step 46). Therefore, when the temperature of the combustion chamber 1 becomes high during high speed and high load, water is always injected to cool the combustion chamber 1 and lower the temperature, thereby preventing the occurrence of non-king.

また、ステップ41において回転数N6が設定回転数N
、。より大きくない場合、及びステップ42において負
荷り、が設定負荷り、。より大きくない場合には、燃焼
室1内の温度は高温になっておらず、燃焼室1に水噴射
を行う必要がないので、水噴射ポンプ20の水噴射口は
閉鎖して水噴射ノズル7へ水の供給は遮断する(ステッ
プ47)。
Also, in step 41, the rotation speed N6 is changed to the set rotation speed N
,. If the load is not greater than the set load, and in step 42 the load is not greater than the set load. If the temperature inside the combustion chamber 1 is not higher than that, the temperature inside the combustion chamber 1 is not high and there is no need to inject water into the combustion chamber 1, so the water injection port of the water injection pump 20 is closed and the water injection nozzle 7 is closed. The water supply is cut off (step 47).

従って、燃焼室1は燃焼に好ましい温度を確保でき、ス
パークプラグ3の火花着火を必要としないが、着火を確
実に行うためにスパークプラグ3の火花着火を行っても
よい。燃料がガソリン、又はアルコールの場合には、当
然、スパークプラグ3をオンして火花着火を行う。
Therefore, the combustion chamber 1 can secure a temperature suitable for combustion, and the spark ignition of the spark plug 3 is not required, but the spark ignition of the spark plug 3 may be performed to ensure ignition. When the fuel is gasoline or alcohol, naturally the spark plug 3 is turned on to ignite the spark.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明による断熱エンジンの作動制御装置は、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。
Since the operation control device for an adiabatic engine according to the present invention is configured as described above, it has the following effects.

即ち、この断熱エンジンの作動制御装置は、断熱構造の
燃焼室に吸入行程開始直後に燃料を噴射する燃料噴射手
段、前記燃焼室内に水を噴射する水噴射手段、混合気に
火花着火するスパークプラグ、エンジンの作動状態を検
出するセンサー、及び前記センサーで検出されたエンジ
ン速度と負荷が所定以上の検出値に応答して前記水噴射
手段から圧縮行程後半に水を噴射制御するコントローラ
から構成したので、断熱エンジンで高排ガスエネルギー
を得ることができることは勿論のこと、圧縮行程の後半
でシリンダ内ガス雰囲気に向けて水噴射ノズルから水噴
射することによって、エンジン回転及びエンジン負荷が
高くなり、燃焼室内が高温の状態になろうとしても、燃
焼室内は水噴射でシリンダ内温度を可燃温度以下に冷却
され、シリンダ内の温度が燃料可燃温度より高温になる
ことがなく、ノッキングの発生を防止すると共に、壁面
より熱エネルギーを回収すると共に、壁温の低下により
吸入行程において吸入効率を向上させる。
That is, the operation control device for this adiabatic engine includes a fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber having an adiabatic structure immediately after the start of the intake stroke, a water injection means for injecting water into the combustion chamber, and a spark plug for igniting the air-fuel mixture. , a sensor that detects the operating state of the engine, and a controller that controls the injection of water from the water injection means in the latter half of the compression stroke in response to the engine speed and load detected by the sensor being above a predetermined value. In addition to being able to obtain high exhaust gas energy with an adiabatic engine, by injecting water from the water injection nozzle into the gas atmosphere inside the cylinder in the latter half of the compression stroke, the engine rotation and engine load increase, causing damage to the combustion chamber. Even if the fuel is about to reach a high temperature, water injection inside the combustion chamber cools the cylinder temperature below the flammable temperature, preventing the cylinder temperature from rising above the fuel combustible temperature, preventing knocking. , which recovers thermal energy from the wall surface and improves suction efficiency during the suction stroke by lowering the wall temperature.

しかも、この断熱エンジンの作動制御装置において、前
記燃料噴射手段は吸入行程開始直後に燃料を前記燃焼室
に噴射したので、シリンダ内の高温の壁面に向けて比較
的に低圧状態で燃料噴射ノズルから燃料を噴射させるこ
とができ、上記壁面より熱エネルギーを吸収することに
より燃料を気化させ、燃料の気化時間を長(設定でき、
吸入行程に併せて吸入空気量に応じた燃料流量を理論混
合比になるまで噴射制御することができ、当量燃焼を行
うことができる。従って、排気管に酸化還元触媒の排気
ガス処理装置を配置すれば、排ガス処理を十分に行うこ
とができ、低公害束を提供できる。
Moreover, in this adiabatic engine operation control device, the fuel injection means injects the fuel into the combustion chamber immediately after the start of the intake stroke, so the fuel injection nozzle is directed toward the high-temperature wall inside the cylinder at a relatively low pressure. The fuel can be injected, the fuel can be vaporized by absorbing thermal energy from the wall surface, and the fuel vaporization time can be extended (can be set).
In conjunction with the intake stroke, injection control of the fuel flow rate according to the amount of intake air can be performed until the stoichiometric mixture ratio is reached, and equivalent combustion can be performed. Therefore, by arranging an exhaust gas treatment device using a redox catalyst in the exhaust pipe, exhaust gas treatment can be performed sufficiently and a low-pollution bundle can be provided.

また、シリンダ内は水噴射によって温度低下するが、前
記スパークプラグによって圧縮行程端付近で混合気に火
花着火するので、混合気を確実に着火することができ、
着火ミスが無く未燃ガスの発生を防止できる。
Further, although the temperature inside the cylinder decreases due to water injection, the spark plug ignites the air-fuel mixture near the end of the compression stroke, so the air-fuel mixture can be reliably ignited.
There is no ignition error and the generation of unburned gas can be prevented.

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

第1図はこの発明による断熱エンジンの作動制御装置の
一実施例を示す説明図、第2図は第1図の断熱エンジン
の作動側′4B装置において燃料噴射時期及び水噴射時
期を示す説明図、及び第3図は第1図の断熱エンジンの
作動制御装置の作動の一例を示す処理フロー図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the operation control device for an adiabatic engine according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing fuel injection timing and water injection timing in the operating side '4B device of the adiabatic engine of FIG. 1. , and FIG. 3 are process flow diagrams showing an example of the operation of the adiabatic engine operation control device of FIG. 1.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)断熱構造の燃焼室に吸入行程開始直後に燃料を噴
射する燃料噴射手段、前記燃焼室内に水を噴射する水噴
射手段、混合気に火花着火するスパークプラグ、エンジ
ンの作動状態を検出するセンサー、及び前記センサーで
検出されたエンジン速度と負荷が所定以上の検出値に応
答して前記水噴射手段から圧縮行程後半に水を噴射制御
するコントローラから成る断熱エンジンの作動制御装置
(1) A fuel injection device that injects fuel into a combustion chamber with an adiabatic structure immediately after the start of the intake stroke, a water injection device that injects water into the combustion chamber, a spark plug that ignites the air-fuel mixture, and detects the operating state of the engine. An operation control device for an adiabatic engine comprising a sensor, and a controller that controls the injection of water from the water injection means in the latter half of the compression stroke in response to engine speed and load detected by the sensor being above a predetermined value.
(2)前記燃焼室への水噴射に応答して前記スパークプ
ラグを圧縮行程上死点付近でスパークして混合気に火花
着火する請求項1に記載の断熱エンジンの作動制御装置
(2) The operation control device for an adiabatic engine according to claim 1, wherein in response to water injection into the combustion chamber, the spark plug is sparked near the top dead center of the compression stroke to ignite the air-fuel mixture.
(3)吸入空気量を検出する空気流量センサーを設け、
前記コントローラによって前記空気流量センサーで検出
された空気量と当量となる燃料流量を前記燃料噴射手段
から吸入行程開始直後に噴射制御する請求項1に記載の
断熱エンジンの作動制御装置。
(3) Install an air flow sensor to detect the amount of intake air,
2. The operation control device for an adiabatic engine according to claim 1, wherein the controller controls injection of a fuel flow rate equivalent to the air amount detected by the air flow rate sensor from the fuel injection means immediately after the start of an intake stroke.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109779768A (en) * 2017-11-13 2019-05-21 罗伯特·博世有限公司 Method and apparatus for running internal combustion engine
KR20200037576A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 현대오트론 주식회사 A Water injection system for discharging air in a rail and its control method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7739985B2 (en) 2006-03-23 2010-06-22 Lonox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
US7798119B2 (en) 2006-03-23 2010-09-21 Lonox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
US7938103B2 (en) 2006-03-23 2011-05-10 Lonox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
CN109779768A (en) * 2017-11-13 2019-05-21 罗伯特·博世有限公司 Method and apparatus for running internal combustion engine
KR20200037576A (en) * 2018-10-01 2020-04-09 현대오트론 주식회사 A Water injection system for discharging air in a rail and its control method

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