JPH0633816A - 副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副室の連絡孔の壁面の温度を低下させて熱疲
労によるクラックの発生及び溶損等を防止する。 【構成】 副室を備えた副室式ディーゼルエンジンの燃
料噴射装置において、燃料を副室内に噴射し且つ噴射圧
力が変更可能な電子制御式ユニットインジェクタと、上
記副室と燃焼室とを連絡する連絡孔の壁面温度を検出す
る温度検出手段と、この温度検出手段により検出された
連絡孔の壁面温度が所定値以上の場合には、上記電子制
御式ユニットインジェクタにより主噴射とは別の微小燃
料の副噴射を行わせる制御手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、副室式ディーゼルエン
ジンの燃料噴射装置に係わり、特に電子制御式ユニット
インジェクタを有する副室式ディーゼルエンジンの燃料
噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、、副室式ディーゼルエンジンにお
いて、例えば実開昭６３−５１１４１号公報及び実開平
２−１３９３４４号公報に示されているように、副室の
周囲にウォータジャケットを設け、冷却性能の向上を図
ったものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高過給
ターボチャージャーを備えた副室式ディーゼルエンジン
では、高過給時には副室内の温度がさらに上昇し、特に
副室と主燃焼室とを連絡する連絡孔では、流速が速いた
め熱伝達による壁面の温度上昇が特に著しく、熱疲労よ
るクラックが発生し溶損が発生するという問題があっ
た。

【０００４】このため、さらに連絡孔の周囲にウォータ
ジャケットを設けて冷却することが考えられるが、ウォ
ータジャケットを設けることはスペース的に困難であ
り、上記の問題を解決することが要望されている。そこ
で、本発明は、副室の連絡孔の壁面の温度を低下させて
熱疲労によるクラックの発生及び溶損等を防止すること
ができる副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射装置
は、副室を備えた副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射
装置において、燃料を副室内に噴射し且つ噴射圧力が変
更可能な電子制御式ユニットインジェクタと、上記副室
と燃焼室とを連絡する連絡孔の壁面温度を検出する温度
検出手段と、この温度検出手段により検出された連絡孔
の壁面温度が所定値以上の場合には、上記電子制御式ユ
ニットインジェクタにより主噴射とは別の微小燃料の副
噴射を行わせる制御手段と、を有することを特徴として
いる。

【０００６】また、上記制御手段は、排気行程にて電子
制御式ユニットインジェクタにより微小燃料の副噴射を
行わせてもよい。エンジンの燃料噴射装置。さらに、上
記制御手段は、排気行程の後半に電子制御式ユニットイ
ンジェクタにより微小燃料の副噴射を行わせてもよい。

【０００７】上記のように構成された本発明において
は、温度検出手段により連絡孔の壁面温度を検出し、こ
の検出された連絡孔壁面温度が所定値以上になると、燃
焼行程の初期に行われる主噴射以外に微小燃料の副噴射
を行う。この副噴射による噴射された燃料が連絡孔の壁
面に付着すると共に気化する。この気化熱により連絡孔
壁面から熱を奪い、壁面温度を低下させる。これによ
り、連絡孔周辺の熱負荷が低減され、熱疲労によるクラ
ックの発生及び溶損等が防止される。

【０００８】また、副噴射を排気行程に行う場合には、
シリンダ内の温度も低く且つ渦流室内のスワール流の速
度も低い状態となっているため、排気行程噴射された燃
料は、空気と混合し着火することがなく、渦流室及び連
絡孔の壁面に付着する。これらの付着した燃料は、壁面
がある程度高温に保たれているため気化し、その気化熱
により壁面から熱を奪い、この結果壁面の温度が低下す
る。

【０００９】さらに副噴射を排気行程の後半に行う場合
には、噴射された燃料が排気弁を介して外部に排出され
る時間的な余裕がなく、シリンダ内に滞留する。このた
め、未燃焼成分が外部へ排出されることもない。

【００１０】

【実施例】以下本発明の副室式ディーゼルエンジンの燃
料噴射装置の一実施例について図１乃至図３を参照して
説明する。図１は本発明の副室式ディーゼルエンジンの
燃料噴射装置の一実施例を示す全体構成図である。図２
は図１の渦流室（副室）近傍の拡大断面図である。

【００１１】図１及び図２に示すように、１は副室式デ
ィーゼルエンジンを示す、この副室式ディーゼルエンジ
ン１は、シリンダブロック２、シリンダヘッド３、ピス
トン４、吸気ポート５、排気ポート６、吸気弁７、排気
弁（図示せず）、及び動弁機構８などを備えている。上
記のシリンダヘッド３の吸気ポート５の下流部の側方近
くの部分には、副室である渦流室１０が設けられ、さら
にこの渦流室１０に燃料を噴射するユニットインジェク
タ１１及びグロープラグ１２が設けられている。この渦
流室１０には、シリンダヘッド３下面に形成された主燃
焼室１３（図２参照）と連絡する連絡孔１４（図２参
照）が形成されている。この連絡孔１４は、流速を速め
る面積の小さな絞り通路を形成している。

【００１２】また、１５は高過給ターボチャージャーで
あり、コンプレッサ（吸気側）とタービン（排気側）と
を備えている。この高過給ターボチャージャー１５に
は、過給圧が所定値以上になるとバルブを開きタービン
の入り口部の穴から排気ガスを逃がすウエストゲート１
６が設けられている。また１７は、過給後の吸気温度を
下げてさらに過給圧を上げて出力を増加するためのイン
タークーラーである。

【００１３】２０はエンジン１により駆動される高圧燃
料ポンプであり、この高圧燃料ポンプ２０は、電磁三方
リリーフ弁２１を介して高圧燃料ポンプ２０で加圧され
た燃料を畜圧するアキュムレータ（コモンレール）２２
に接続されている。このアキュムレータ２２に畜圧され
た加圧燃料が上記のユニットインジェクタ１１に供給さ
れる。ここで、この高圧燃料ポンプ２０とアキュムレー
タ２２の組み合わせにより燃料噴射圧を可変とすること
が可能となる。さらに、２３は、上記のユニットインジ
ェクタ１１の燃料の噴射量、噴射圧力及び噴射時期を制
御する駆動回路ユニットであり、また２４は燃料の噴射
量、噴射圧力及び噴射時期に関する制御信号を駆動回路
ユニット２３に供給するコントロールユニットである。
ここで、２５は、燃料タンクである。

【００１４】次にセンサ類について説明する。センサ類
としては、アキュムレータ２２内の燃料圧を検出する燃
料圧センサ３０、クランク角の回転角を検出するクラン
ク角センサ３１、基準気筒の基準タイミングを検出する
基準クランク角センサ３２、アクセル踏込量に相当する
アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３３、エン
ジン冷却水の水温を検出する水温センサ３４、過給圧を
検出する過給圧センサ３５及び吸気温度を検出する吸気
温度センサ３６、連絡孔１３の壁面近傍に取り付けられ
連絡孔１３の壁面温度を検出する連絡孔壁面温度センサ
３７などが設けられている。これらのセンサ類３０〜３
７の検出信号は、それぞれコントロールユニット２４へ
入力される。

【００１５】コントロールユニット２４は、駆動回路ユ
ニット２３へ制御信号を出力することでユニットインジ
ェクタ１１から渦流室１０内に噴射される燃料の噴射
量、噴射圧力及び噴射時期を制御する。次に図３を参照
して本発明の実施例によるコントロールユニット２４の
制御内容を説明する。図３は、連絡孔圧力、連絡孔壁面
温度及び燃料噴射パルスとピストンの行程との関係を示
す線図である。

【００１６】先ずコントロールユニット２４は、周知の
如くクランク角の回転角を検出するクランク角センサ３
１、基準気筒の基準タイミングを検出する基準クランク
角センサ３２、アクセル踏込量に相当するアクセル開度
を検出するアクセル開度センサ３３、及びエンジン冷却
水の水温を検出する水温センサ３４からの信号に基づき
燃料の噴射量、噴射圧力及び噴射時期を算出し、これら
の算出値により、駆動回路ユニット２３を介してユニッ
トインジェクタ１１を制御する。

【００１７】高過給ターボチャージャー１５により高過
給された場合は、連絡孔１３の壁面の温度が上昇する。
このような場合には、連絡孔壁面温度センサ３７により
連絡孔１３の壁面温度を検出し、この検出された連絡孔
壁面温度が所定値以上になると、通常燃焼行程の初期に
なされる主噴射（図３においてＡで示される）以外に排
気行程の後半に微小燃料の副噴射（図３においてＢで示
される）を行う。

【００１８】排気行程においては、シリンダ内の温度も
低く且つ渦流室１０内のスワール流の速度も低い状態と
なっている。そのため、排気行程の後半に行われる副噴
射により噴射された燃料は、空気と混合し着火すること
がなく、渦流室１０及び連絡孔１３の壁面に付着する。
これらの付着した燃料は、壁面がある程度高温に保たれ
ているため気化し、その気化熱により壁面から熱を奪
い、この結果壁面の温度が低下する。これにより、連絡
孔周辺の熱負荷が低減され、熱疲労によるクラックの発
生及び溶損等が防止される。

【００１９】さらに、気化した燃料は、排気行程の後半
に発生したものであるため、排気弁を介して外部に排出
される時間的な余裕がなく、シリンダ内に滞留する。こ
のため、未燃焼成分が外部へ排出されることもない。こ
の実施例においては、副噴射が排気行程の後半になされ
ているが、それに限らず、副噴射を主噴射が行われる燃
焼行程以外の行程、すなわち排気行程から圧縮行程の間
に行ってもよい。吸気行程に副噴射を行った場合には、
主燃焼までの時間が排気行程に副噴射をする場合に比べ
て短いため、気化する燃料がするなるが、所定の冷却効
果は同様に期待できる。また燃料は全て次の燃焼行程に
おいて、燃焼に寄与できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の副室式ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射装置によれば、副室の連絡孔
の壁面の温度を低下させて熱疲労によるクラックの発生
及び溶損等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射
装置の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】図２は図１の渦流室（副室）近傍の拡大断面図
である。

【図３】本発明による連絡孔圧力、連絡孔壁面温度及び
燃料噴射パルスとピストンの行程との関係を示す線図で
ある。

【符号の説明】

１ 副室式ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 １０ 渦流室 １１ ユニットインジェクタ １４ 連絡孔 １５ 高過給ターボチャージャー ２０ 高圧燃料ポンプ ２２ アキュムレータ ２３ 駆動回路ユニット ２４ コントロールユニット ３５ 過給圧センサ ３６ 吸気温度センサ ３７ 連絡孔壁面温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 光徳 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 副室を備えた副室式ディーゼルエンジン
   の燃料噴射装置において、 燃料を副室内に噴射し且つ噴射圧力が変更可能な電子制
   御式ユニットインジェクタと、 上記副室と燃焼室とを連絡する連絡孔の壁面温度を検出
   する温度検出手段と、 この温度検出手段により検出された連絡孔の壁面温度が
   所定値以上の場合には、上記電子制御式ユニットインジ
   ェクタにより主噴射とは別の微小燃料の副噴射を行わせ
   る制御手段と、 を有することを特徴とする副室式ディーゼルエンジンの
   燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、排気行程にて電子制御
   式ユニットインジェクタにより微小燃料の副噴射を行わ
   せることを特徴とする請求項１記載の副室式ディーゼル
   エンジンの燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、排気行程の後半に電子
   制御式ユニットインジェクタにより微小燃料の副噴射を
   行わせることを特徴とする請求項１記載の副室式ディー
   ゼルエンジンの燃料噴射装置。