JPH0569351U - エンジンの始動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案の目的は、低温始動時および始動後のア
イドル運転時での問題に鑑み、着火性を改善することに
よって着火までの時間的な遅れを防止すると共に、不完
全燃焼による白煙の発生を抑えることのできる構造を備
えたエンジンの低温始動構造を得ることにある。 【構成】本考案は、粒径が大きい燃料を大量噴射する主
噴射ノズル２と粒径が小さく微細化された燃料を噴射す
る副噴射ノズル３とを用いて、低温始動時には、両噴射
ノズル２、３からの燃料噴射を行い、微細燃料による着
火改善に引き続いて大量燃料の着火による始動用出力を
確保し、そしてアイドル運転時には、副噴射ノズル３か
らの微細燃料のみを噴射して着火性を改善し、白煙の発
生を抑えるノズル２、３の使い分けを制御部８によって
行うことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの始動構造に関し、特に、１気筒に対して複数の噴射ノズ ルを備えたエンジンの始動構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ディ−ゼルエンジンにおいては、単一の噴射ノズルを燃焼室内に露呈 させ、この噴射ノズルに対して、アクセル開度に応じた噴射量を設定する噴射ポ ンプから燃料が圧送されて圧縮着火させるようになっている。

【０００３】 このような単一の噴射ノズルを設ける構造に代えて、燃焼室側には主噴射ノズ ルと副噴射ノズルとを設け、これら各噴射ノズル専用の噴射ポンプを設けた２ノ ズル２ポンプ構造が提案されている(例えば、実願平３−９６９６９号)。 この構造においては、噴射孔の径に関し、主噴射ノズルの方を副噴射ノズルよ りも大きくし、また噴射量に関しても主噴射ノズルの方を副噴射ノズルよりも多 くした関係を設定し、エンジンの負荷および回転数に応じて各噴射ノズルを使い 分けることによって、回転数および負荷に対する出力の確保および排気ガス中の 有害成分の発生を抑える燃焼を得るようになっている。 上述した各噴射ノズルの使い分けの形式としては、例えば、低負荷域で全回転 数域の場合には、副噴射ノズルによりパイロット噴射を、そして主噴射ノズルに よって主噴射を行うようにして火炎伝播性を改善して騒音低減を図り、また、低 回転域での高負荷域および中速回転域以上で中負荷域以下の場合には副噴射ノズ ルのみを用いて高圧噴射を行い、空気と燃料との混合促進により黒煙の低減およ びＨＣ低減を図り、さらに、高速回転、高負荷域での場合には、主噴射ノズルの みを用いて出力を確保するようになっている。 従って、主噴射ノズルは噴射孔が副噴射ノズルよりも大きいので、噴射される 燃料の粒も大きく、また、副噴射ノズルから噴射される燃料の粒は小さい。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような複数の噴射ノズルを備えた構造を含め、ディ−ゼルエン ジンにおいては、低温始動時では、エンジンの回転数が低いことによって燃料の 噴射圧力が低く、そして、燃焼室内での燃料蒸発が円滑に行われないことが原因 して燃料の着火が良好に行なわれない虞れがある。 そこで、従来では、燃焼室内に露出するグロ−プラグのような予熱を行う部材 を用いて燃焼室内の空気を加熱し、燃料の蒸発を促進することが行われている。 しかしながら、複数の噴射ノズルを用いた構造における主噴射ノズルも含め、 従来の単一の噴射ノズルから燃料を噴射する場合には、燃料が噴射ノズルの中心 から放射状に噴射されるようになっていることから、噴射孔のうちの一つがグロ −プラグに向けての燃料噴射のために用いられているのが現状である。従って、 噴射圧力がさほど上昇していないときに相当する低温始動時では、グロ−プラグ 近傍に噴射される燃料の粒径が大きいことによって蒸発されにくくなり、例えば 、噴射されてから着火に至るまでの時間的な遅れが大きくなる。 また、始動後のアイドル運転時においても不完全燃焼による白煙の発生が顕著 になることがある。

【０００５】 そこで、本考案の目的は、低温始動時および始動後のアイドル運転時での問題 に鑑み、火炎伝播性を含む着火性を改善することによって噴射されてから着火ま での時間的な遅れを防止すると共に、不完全燃焼による白煙の発生を抑えること のできる構造を備えたエンジンの低温始動構造を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案は、噴射孔の大小関係を設定されると共に、 噴射量においても多少関係を設定されている主噴射ノズルと副噴射ノズルとを備 え、これら各噴射ノズルに燃料を圧送する噴射ポンプを備えている噴射構造を備 えたディ−ゼルエンジンの低温始動構造であって、上記主噴射ノズルの噴射孔の うちの一つおよび副噴射ノズルの噴射孔のうちの一つを燃焼室内に露出している グロ−プラグに向けた方向に設定し、これら各噴射ノズルに対して燃料を圧送す る噴射ポンプは、制御部の出力側に接続され、この制御部は、エンジン回転数セ ンサ、エンジン負荷センサ、大気温度センサおよび冷却水温センサを入力側に接 続されていて、各センサからの入力信号によって低温始動時と判断した場合には 、両噴射ノズルからの噴射を実行し、そして、アイドル運転時と判断した場合に は、副噴射ノズル側の噴射ポンプのみを作動させて副噴射ノズルのみからの燃料 の噴射を行わせることを特徴としている。

【０００７】 また本考案は、制御部￥がは、低温始動時と判断した場合、副噴射ノズル側の 噴射ポンプを主噴射ノズル側の噴射ポンプよりも先に作動させて副噴射ノズルが 主噴射ノズルよりも先に燃料の噴射を行わせる動作態位を設定することを特徴と している。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、低温始動時には、副噴射ノズルから微細粒の燃料が噴射され て燃料蒸発が促進され、主噴射ノズルから噴射される大量の燃料への着火が速め られる。 また、本考案によれば、アイドル運転時には、副噴射ノズルのみからの微細燃 料の噴射によって着火性を改善された燃焼が維持される。

【０００９】

【実施例】

以下、図１乃至図５において、本考案の実施例の詳細を説明する。

【００１０】 図１は、本考案実施例による低温始動構造に用いられる燃焼室内の構造を示す 図であり、図１において、ディ−ゼルエンジン１のシリンダ１Ａ内には、この種 従来のものと同様な構造の噴射ノズルによって構成されている主噴射ノズル２と 、これの近傍位置に取り付けられている副噴射ノズル３とが設けられている。 各噴射ノズル２、３は、図２に示されるように、独自の噴射ポンプ４、５によ って燃料を圧送されるようになっており、これら噴射ポンプ４、５については、 あとで述べる。

【００１１】 一方、主噴射ノズル２は、副噴射ノズル３に対して噴孔径を大きくされること によって噴射される燃料の粒径を大きくする構造が設定され、燃料の噴射量も多 くなるように構成されている。 また、副噴射ノズル３は、主噴射ノズル２に対して噴孔径を小さくされること によって噴射される燃料の粒径を小さくする構造に設定され、燃料の噴射量も主 噴射ノズル２に比べて少なくなるように構成されている。ただし、副噴射ノズル ３からの燃料の噴射量は、エンジンの回転を維持するために必要な最低限の量を 確保されているものであり、特に、アイドル運転を維持するに必要な量を確保す るようになっている。従って、副噴射ノズル３から噴射される燃料は、主噴射ノ ズル２と同一量を噴射された場合、噴孔の大きさが小さいことを理由にかなりの 微細粒となる。 そして、主噴射ノズル２および副噴射ノズル３における噴孔の大きさによって 得られる噴孔面積に関する関係は、次の通りに設定されている。 Ａ_S≦0.5Ａ_M 但し、Ａ_M：主噴射ノズル２の噴孔面積 Ａ_S：副噴射ノズル３の噴孔面積 ところで、主噴射ノズル２および副噴射ノズル３は、それぞれ噴孔の数を１乃 至３個とされており、そのうちの一つを、図３に示すように、平面視において燃 焼室内に露出しているグロ−プラグ６に向けて方向が設定されている。 この噴孔の向きとしては、主噴射ノズル２の場合、中心から放射状に燃料の噴 射が行える向きを設定されているうちの一つであり、また副噴射ノズル３の場合 、例えば、図４に示されるように、スワ−ル(矢印で示す方向の旋流)の方向に沿 って回転しやすい位置にある噴孔の一つが該当している。この副噴射ノズル３側 の噴孔は、噴射される燃料がグロ−プラグ６の直下を流れるように側面視での向 きを設定されている。

【００１２】 一方、噴射ポンプ４、５は、図２において、エンジン１からの駆動力によって 作動する周知構造のものであり、燃料の噴射量に影響する送油率および稼動／停 止の切り換え態位を後述する制御部８によって調整されるようになっている。 制御部８は、例えば、マイクロコンピュ−タによって主要部を構成されており 、その入力側には、図示しないＩ／Ｏインタ−フェ−スを介してエンジン回転数 センサ９、エンジン負荷センサ１０、大気温度センサ１１および冷却水温センサ １２が接続され、そして出力側には、噴射ポンプ４、５に装備されているラック アクチュエ−タ４Ａ、５Ａの駆動部が接続されている。 この制御部８においては、各センサからの入力信号によって、前述したように 、各噴射ノズルの使い分けおよび燃料の噴射量の設定を行うようになっているが 、この使い分けのうちで、低温始動時およびアイドル運転時について、次のよう な方式が採用されている。 すなわち、低温始動時には、主噴射ノズル２および副噴射ノズル３の両方から の燃料の噴射を行い、そして、アイドル運転時には、副噴射ノズル３のみからの 燃料の噴射を行うようになっている。

【００１３】 本実施例は以上のような構成であるから、制御部の動作を説明するフロ−チャ −トによって作用を説明すると、図５に示すとおりである。 すなわち、スタ−タスイッチが投入されると、エンジン回転数によって始動時 であるかどうかを判別し、始動時である場合には、大気温度および水温の検出信 号によって低温始動時であるかどうかを判別する。 低温始動時である場合には、主噴射ノズル２および副噴射ノズル３からの燃料 噴射を行うために各噴射ポンプの作動態位を設定する。このとき、燃焼室内では 、グロ−プラグ６(図３参照)が点灯される。 従って、主噴射ノズル２からは、比較的粒径の大きい燃料が噴射され、そして 、副噴射ノズル３からは、主噴射ノズル２からの燃料よりも微細化した燃料が燃 焼室内に噴射され、この微細化した燃料がグロ−プラグ６により加熱された空気 に接触することにより、蒸発が促進されて霧化し、着火しやすい状態とされる。 また、微細化燃料により着火が行われると、燃料の量が多い噴射を実行された 主噴射ノズル２からの燃料も着火し、始動に必要なエンジン回転が確保される。

【００１４】 一方、各噴射ノズル２、３からの燃料が着火したことによってエンジンが回転 するのを受けてエンジン回転数が所定値に達したかどうかが判別され、所定回転 に達している場合には、エンジン負荷センサ１０からの信号によってアイドル運 転時であるかどうかが判別される。 そして、アイドル運転時である場合には、副噴射ノズル３のみからの燃料噴射 を行うように噴射ポンプの作動態位を設定する。 従って、アイドル運転時には、副噴射ノズル３からの微細化燃料のみが噴射さ れるので、燃料の蒸発性が損なわれることがないので、着火性が良好な状態に設 定されて完全燃焼が維持され、不完全燃焼による白煙の発生が抑えられる。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、主噴射ノズルと副噴射ノズルとを備えたディ− ゼルエンジンの低温始動構造において、低温始動時には、微細燃料を噴射すると ともに大量の燃料噴射を併せて行うことによって、微細燃料の蒸発促進による着 火までの時間を短縮して引き続き行われる大量の燃料の着火への火炎伝播を良好 にし、そしてアイドル運転時には、副噴射ノズルからの微細燃料のみを噴射させ て燃料の霧化を促進して完全燃焼を継続させることにより、不完全燃焼を防止し て白煙の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による低温始動構造に用いられ
る燃焼室の構造を示す模式図である。

【図２】本考案の実施例による低温始動構造に用いられ
る噴射ノズルへの燃料圧送構造を示す模式図である。

【図３】図１に示した燃焼室における噴射ノズルからの
燃料の噴射方向を説明するための平面視的な模式図であ
る。

【図４】図１に示した燃焼室における噴射ノズルからの
燃料の噴射方向の別の例を説明するための平面視的な模
式図である。

【図５】図２に示した燃料圧送構造に用いられる制御部
の動作を説明するためのフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１ ディ−ゼルエンジン １Ａ 燃焼室 ２ 主噴射ノズル ３ 副噴射ノズル ４、５ 噴射ポンプ ６ グロ−プラグ ８ 制御部 ９ エンジン回転数センサ １０ エンジン負荷センサ １１ 大気温度センサ １２ 冷却水温センサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】噴射孔の大小関係を設定されていると共
   に、噴射量においても多少関係を設定されている主噴射
   ノズルと副噴射ノズルとを備え、これら各噴射ノズルに
   燃料を圧送する噴射ポンプを備えている噴射構造を備え
   たディ−ゼルエンジンの低温始動構造であって、 上記主噴射ノズルの噴射孔のうちの一つおよび副噴射ノ
   ズルの噴射孔のうちの一つを燃焼室内に露出しているグ
   ロ−プラグに向けた方向に設定し、 これら各噴射ノズルに対して燃料を圧送する噴射ポンプ
   は、制御部の出力側に接続され、この制御部は、エンジ
   ン回転数センサ、エンジン負荷センサ、大気温度センサ
   および冷却水温センサを入力側に接続されていて、各セ
   ンサからの入力信号によって低温始動時と判断した場合
   には、両噴射ノズルからの噴射を実行し、そして、アイ
   ドル運転時と判断した場合には、副噴射ノズル側の噴射
   ポンプのみを作動させて副噴射ノズルのみからの燃料の
   噴射を行わせることを特徴とするエンジンの低温始動構
   造。
2. 【請求項２】請求項１記載のエンジンの低温始動構造に
   おいて、制御部は、低温始動時と判断した場合、副噴射
   ノズル側の噴射ポンプを主噴射ノズル側の噴射ポンプよ
   りも先に作動させて副噴射ノズルが主噴射ノズルよりも
   先に燃料の噴射を行わせる動作態位を設定するエンジン
   の低温始動構造。