JPH0374567A - ディーゼルエンジンの燃料供給方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジンにおける排気中のカーボ
ン等のパティキュレートおよびＮＯｘを低減させるため
の燃料供給方式に関する。

〔従来の技術〕

近年、内燃機関とくにディーゼルエンジン駆動の車両の
排ガス規制は強化される方向にあり、そのうち排ガス中
のパティキュレートについては、米国において１９９１
年に現在の１７３程度まで定量的に制限し、かつＮＯｘ
も更に厳しく制限しようとする方向にある。

これを解決するために、特開昭５８−１１３！５６９号
公報においては、ディーゼルエンジンに燃料を供給する
主燃料噴射弁および補助燃料用の超音波霧化装置を設け
、排気中のパティキュレートを低減させる方式を提案し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ディーゼルエンジン用の燃料供給装置としては、判
型、分配型があり、燃料は燃料噴射ポンプにより高圧に
加圧され、シリンダヘッドに取付けられた噴射弁からシ
リンダ内に霧化された状態で噴射される。ところで、排
ガス中のパティキュレートを低減させるためには、噴霧
の微粒化を促進するために燃料を高圧にして噴射しなけ
ばならない。しかし、高圧化のみではパティキュレート
を低減できてもＮＯｘを低減することは困難であさらに
、第３図に示すように、燃料が高圧噴射になるほど噴射
弁におけるノズルの絞り効果により、噴射ポンプの同一
有効ストローク（コントロールラックの位置Ｒ）での噴
射量が高速になる程、低下する傾向が著しく機関要求噴
射量に対して不足となる。この不足分を補うため、第４
図にも示すように、コントロールラックの位置Ｒｌｓ　
　Ｒ２の差を大にしなければならず、噴射調量機構の改
良や付加デバイスの追加等が必要になるという問題があ
る。また、燃料の高圧化自体も、噴射パイプの耐エロー
ジｌン性の向上、噴射ポンプ高圧シール部の強化、それ
による機械化効率の悪化を上回る燃焼効率の改善による
駆動系の強化および噴射ポンプ駆動トルクの増加等が必
要になるという問題がある。

また、実際的技術としてはノズルの開口面積を絞ること
により高圧化を図るため、燃料が高圧噴射になるほどノ
ズルの絞り効果により、噴射期間が延びてくるので、噴
射時期を遅らせることが困難となり、予混合燃焼割合が
多くなってＮＯｘ特性が悪化するという問題も有してい
る。

さらに、上記従来の方式においては、補助燃料用の超音
波霧化装置が、タンク内の燃料に超音波振動を与えて霧
化しているため、燃料供給量を精密に制御することは困
難であるという問題を有している。

本発明の目的は上記問題を解決するものであって、燃料
をそれほど高圧化しなくても、排気中のパティキュレー
トを低減さると共にＮＯｘも低減することができるディ
ーゼルエンジンの燃料供給方式を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明のディーゼルエンジンの燃料供給方式
は、ディーゼルエンジンに燃料を供給する主燃料噴射弁
５と、吸気管９に配設される補助燃料用の超音波噴射弁
１１とを備え、エンジン出力が増加し主燃料噴射量が減
少するに従って、その分だけ前記超音波噴射弁による霧
化燃料噴射量を増加させ、以下出力の増減に応じてこれ
を繰り返しながら制御することを特徴とする。

なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。

〔作用〕

本発明においては、第３図に示すように、高速時には燃
料ポンプからの主燃料噴射量が低下するが、このとき、
本発明においては、エンジーン回転数の増加に応じて主
燃料噴射量が低下した分だけ補助燃料である霧化燃料噴
射量を増大させ、第４図点線に示すように制御するもの
である。そして、補助燃料である霧化燃料の吸気管供給
の増加は、その燃焼改善効果により燃焼期間を短縮し、
さらに、主燃料噴射量が低下した分だけ主燃料の噴射期
間が短縮し、その相乗効果により噴射時期を遅らせるこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のディーゼルエンジンの燃料供給方式の
概略構成図である。

本発明に係わるディーゼルエンジン１は、シリンダ２お
よびピストン３により燃焼室４が形成され、該燃焼室４
に臨んで主燃料噴射弁５、吸気弁６および排気弁７が配
置され、吸気弁６は吸気管９に排気弁７は排気管１０に
接続されている。この吸気管９内には、超音波噴射弁１
１が取付けられ、補助燃料を超音波振動により微粒化ｑ
て燃焼室４に供給している。

一方、排気管１０は再生装置１２に接続されている。再
生装置１２は、セラミックス製のフィルタトラップ１３
と、超音波噴射弁１５を備える再生用バーナ１８と、ダ
ンパー１７を介してフィルタトラップ１３に並列に接続
されるバイパス管１９と、フィルタトラップ１３の入口
と出口との圧力差を検出する圧力検出装置２０とから構
成されている。そして、フィルタトラップ１３に捕捉さ
れたパティキュレートの量が所定量以上になると、圧力
検出装置２０がこれを検知してダンパー１７を切換え、
排気をバイパス管１９に導くと共に、再生用バーナ１６
を駆動させて、フィルタトラップ１３の再生を図るよう
にしている。

第２図は本発明の燃料供給方式の制御系のブロック図で
ある。

エンジン回転数センサ２２、負荷センサ２３および主燃
料噴射量センサ２４により検出した信号は、電子制御装
置２５に入力され、ここで記憶装置２６内に予め記憶さ
れた制御用マツプに基づいて、比較、判断処理を行い、
主燃料噴射量２７および霧化燃料噴射量２８の信号を出
力する。

第３図に示すように、高速時には燃料ポンプからの主燃
料噴射量が低下し機関要求噴射量に対し不足を生じるが
、このとき、本発明におい°ζは、エンジン回転数の増
加に応じて主燃料噴射量が不足した分だけ補助燃料であ
る霧化燃料の吸気管供給量を増大させ、第４図点線に示
すように制御するものである。そのために前記制御用マ
ツプには、第３図および第４図に基づくデータを記憶し
ている。そして、補助燃料である霧化燃料の吸気管供給
量の増加は、その燃焼改善効果により燃焼期間を短縮し
、さらに、主燃料噴射量が低下した分だけ主燃料の噴射
期間が短縮し、その相乗効果により噴射時期を遅らせる
ことができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、高圧噴射弁による微粒化
と超音波噴射弁による吸気管への霧化燃料の噴射を行い
、補助燃料である霧化燃料の吸気管供給は、その燃焼改
善効果により燃焼期間を短縮し、さらに、主燃料噴射量
が低下した分だけ主燃料の噴射期間が短縮し、モの相乗
効果により噴射時期を遅らせることができ、それほど高
圧化しなくても、高速での排気中のパティキュレートを
低減させると共にＮＯｘを低減させることができる。

また、高圧化のみによるパティキュレートの低減と比較
して、噴射ポンプおよび噴射パイプへの負荷を軽減させ
ることができ、噴射調量機構の改良や付加デバイスの追
加等も不要になり、さらに、噴射ポンプの駆動トルクの
低減により、駆動系への負荷を軽減させ機械効率を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディーゼルエンジンの燃料供給方式の
概略構成図、第２図は本発明の制御系のブロック図、第
３図、第４図は燃料噴射ポンプの特性を説明するための
図である。 １・・・ディーゼルエンジン、５・・・主燃料噴射弁、
９・・・吸気管、１１・・・超音波噴射弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディーゼルエンジンに燃料を供給する主燃料噴射
   弁と、吸気管に配設される補助燃料用の超音波噴射弁と
   を備え、エンジン出力が増加し主燃料噴射量が減少する
   に従って、その分だけ前記超音波噴射弁による霧化燃料
   噴射量を増加させ、以下出力の増減に応じてこれを繰り
   返しながら制御することを特徴とするディーゼルエンジ
   ンの燃料供給方式。