JPH07133750A - ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び装置

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JPH07133750A
JPH07133750A JP5221896A JP22189693A JPH07133750A JP H07133750 A JPH07133750 A JP H07133750A JP 5221896 A JP5221896 A JP 5221896A JP 22189693 A JP22189693 A JP 22189693A JP H07133750 A JPH07133750 A JP H07133750A
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pressure
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シュッツ マチアス
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Winterthur Gas and Diesel AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダ内においてピストンが上死点近傍領
域にあるとき、シリンダ内の圧力の大きな変動を回避し
て、圧力分布をできる限り一定にする。 【構成】 1回の燃焼ストロークにて全量が使用される
べき燃料の噴射は、まず第1の噴射ノズル1をシリンダ
44の作動ピストン45が上死点領域にある時に開放
し、続いて第1の噴射ノズル1が開放されている間に第
2の噴射ノズル11を開放する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はディーゼル式のレシプ
ロ内燃機関における燃焼室内に対する燃料噴射方法に関
する。より詳細には、燃焼行程に使用される燃料の全量
が、燃焼室内に配置された少なくとも2個のノズルによ
って噴射され、各ノズルから噴射される燃料が他のノズ
ルから噴射される燃料に影響を与えないようになってい
るディーゼル式のレシプロ内燃機関における燃焼室内へ
の燃料噴射方法に関する。本発明はこの方法を実施する
ための装置にも関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の噴射方法において、燃焼
行程に要する量の燃料は、同時に開放される複数個の噴
射ノズルによって燃焼室に導入される。これらノズル
は、ピストンが上死点に達した直後に開放され、上死点
に達した後、クランク角がほぼ20度の位置で閉塞され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この方法において、図
3において曲線 PZAで示すシリンダ内には圧力分布が発
生する。この圧力分布において、ピストンの上死点通過
直後は圧力は短時間にわたり不変に保持されるか又はや
や下降された後、燃焼された燃料の作用により最大値に
達するまで比較的急峻に上昇する。内燃機関の構造上の
理由によって発生する最大シリンダ圧力が、最良な形態
で活用されないところから、この圧力分布は望ましいも
のではない。圧力の鋭い上昇は、エンジンに応力が発生
することを鑑みるに、やはり望ましいものではない。上
死点の近傍領域において最大圧力が一定に推移する範囲
で得られる圧力分布こそ理想的である。
【0004】本発明の主たる目的は、上死点近傍領域に
おけるシリンダ圧力の分布を一定に近くしたディーゼル
式内燃機関の燃料噴射方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、構成が簡単なディーゼル式内燃機関の
燃料噴射装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した主たる目的を達
成するために、本発明は燃焼ストロークに使用されるべ
き燃料の全量を噴射する少なくとも2個の噴射ノズル
を、これら噴射ノズルから噴射される燃料の射流路が互
いに干渉しないように配置したディーゼルエンジンの燃
料噴射方法において、燃焼ストロークにて全量が使用さ
れるべき燃料の噴射は、まず第1の噴射ノズルをシリン
ダの作動ピストンが上死点領域にある時に開放し、続い
て第1の噴射ノズルが開放されている間に第2の噴射ノ
ズルを開放することをその要旨とする。
【0006】また、別の目的を達成するために、バネの
力に抗する燃料圧力によって開放されるニードルを備え
た複数の噴射ノズルを有し、前記バネの寸法を異なるよ
うに設定するか、予めバネ力が互いに異なるように設定
した。
【0007】
【作用】1回の噴射に要する燃料全量を時間差をもって
噴射することにより、第1の噴射ノズルから燃料噴射が
なされてからシリンダ圧力は徐々に上昇し、ピストンが
上死点近傍領域に達しても圧力の低下が防止される。
【0008】
【実施例】図1は、低速でディーゼル行程にて操作され
る2ストロークレシプロ内燃機関に設けられた多数のシ
リンダ中の1個のシリンダ44を示し、内部には作動ピ
ストン45が上下動可能に収容されている。シリンダ4
4上に配置された作動ピストン45はシリンダの蓋体4
6と共に燃焼室43を区画している。前記燃焼室43に
は、例えばディーゼルオイル等の液体燃料が、第1噴射
ノズル1及び第2噴射ノズル11によって以下に詳細に
示す方法で噴射される。蓋体46の中心には排出バルブ
(図示略)が配置され、作動ピストン45の上方移動が
開始されるとシリンダ44内では排気動作が行われる。
【0009】周知の第1噴射ノズル1はバルブニードル
7を有し、同ニードル7はハウジング内でシート1′に
対し圧縮バネ8の力により押圧されている。図1におい
て、ハウジング内でシート1′の下方には先が閉塞され
た孔が形成され、同孔から分岐したスプレー孔は燃焼室
43内に開口している。図1において、ハウジング内で
シート1′の上方には圧力室10が設けられ、同圧力室
10は圧力管路9を介して噴射ポンプ40に接続されて
いる。前記噴射ポンプ40には図示しないタンクから管
路41を介して燃料が供給される。噴射ノズル1が噴射
段階にある時には、管路9を経て圧力室10に供給され
る燃料の圧力によりバネ8の力に抗してニードル7はシ
ート1′から離間する。よって、燃料はスプレー孔2を
介して燃焼室43内に進入する。噴射ノズル1のハウジ
ングには、漏洩した燃料を排除するための管路42が接
続されている。
【0010】第2の噴射ノズル11は以下の相違点を除
けば第1の噴射ノズル1と同一の構成を備えている。即
ち、第2の噴射ノズル11のニードル17に作用する圧
縮バネ18は第1の噴射ノズル1の圧縮バネ8よりも寸
法が大きくなっている。従って、管路9から噴射ノズル
11側に分岐された管路19を介して供給される燃料の
圧力は、ニードル17を開放するためにニードル7の開
放圧力よりも大きくなっている。なお、第1噴射ノズル
1の圧縮バネ8及び第2の噴射ノズル11の圧縮バネ1
8の寸法を同一にし、予め後者18のバネ力を大きく設
定しておくことも可能である。
【0011】図2に示すように、2個の噴射ノズル1,
11は蓋体46上で径方向において互いに対向するよう
に配置され、両ノズル1,11から反対方向に燃料が噴
射されるように(矢印A,A′)ノズル1,11のスプ
レー孔2,12の位置が決められている。これは、作動
ピストン45の上方運動時に燃料空気の渦流(矢印B)
が発生すること、及びスプレー孔2,12から噴射され
た燃料がほぼ同一方向に指向されることによる。隣接す
る他の噴射ノズル群から噴射される燃料が進入すること
がないように、燃焼室43の断面は対応する2個の噴射
ノズルから噴射される燃料の拡散形状に合わせて形成さ
れており、これは噴射ノズルの配置のために重要であ
る。
【0012】前述したように、図3における曲線 P
ZAは、同時に開放される各シリンダにおける数個の噴射
ノズルによって全量の燃料が噴射される時のシンリンダ
圧力の分布を示す。これと比較して、鎖線 PZ44 は時間
的にずれて開放される2個の噴射ノズルを使用する本発
明にて特定される噴射を行うシリンダ44の圧力分布を
示すものである。図3は噴射ノズル前方における燃料圧
力分布を示すものである。図中、曲線 PDAは公知の噴
射、鎖線 PD1,11 は本発明における噴射に基づく圧力分
布を示す。
【0013】最後に、図3はニードルのストロークをも
示しており、曲線 HA は公知の方法における噴射ノズル
のニードルのストロークを示し、鎖線H1,H11は本発明に
おける時間をpずらせて開放させる噴射ノズル1、11
のニードルのストロークを示している。
【0014】上述した装置を使用した燃料噴射は以下の
ように実施される。作動ピストン45の上昇ストローク
において、排出弁が閉鎖された後に空気は燃焼室43内
で圧縮され、シリンダ44内の圧力が上昇される(曲線
PZ44)。作動ピストン45上方ストロークの端に向かっ
て、燃料ポンプ40の圧力側の圧力が増加され、この増
加された圧力が管路9,19を介して噴射ノズル1,1
1に分布される。ほぼ300バールのポンプ圧力が第1
の噴射ノズル1のバネ8の力に勝った後、上死点前にて
クランク角が約2度に達すると、噴射ノズル1のニード
ル7は開放され、ディーゼルオイルの噴射が開始される
(点X1)。燃焼室43内において、燃料が点火及び燃焼
されると、シリンダ44内の圧力が緩慢に上昇するが、
第2の噴射ノズル11は閉鎖されたままの状態にある。
クランク角が8度に達するまでの噴射時間中に、燃料ポ
ンプ40にて生成される圧力は第2噴射ノズル11を開
放する圧力を上回ることはない。このことは、図3で2
つの点X1,X2 間の線における圧力 PD の減衰によって示
されている。また、この時間中、圧力 PD をほぼ一定に
保つようにすることも可能である。
【0015】燃料ポンプ40の圧力側では、圧力はほば
500バールにまで上昇し、第2の噴射ノズル11内に
設けた大型のバネ18の力を上回り、ニードル17を開
放させる(点X2)。
【0016】従って、これから両噴射ノズル1,11が
開放状態になり、上死点後にクランク角がほぼ22度に
なると噴射が完了するため両ノズル1,11が閉塞され
る。第2の噴射ノズル11が開放され、これ関連して燃
焼作用が激しくなると、シリンダ44内の圧力は僅かに
上昇する。噴射過程全体を鑑みるに、本発明に係る過程
ではシリンダ44内の圧力分布(曲線 PZ44 )は従来方
法の噴射過程における圧力分布(曲線 PZA)よりも均一
である。
【0017】更に、全噴射過程にて圧力が徐々に変化す
るように圧力分布がなされる。燃料ポンプ40にて発生
される上述した圧力分布は、第1の噴射ノズル1によっ
て噴射される時に顕在化するものであるため、燃料ポン
プ40の駆動カムの形状を適切に変更することにより時
間X1及びX2の間隔を制御することが可能になる。
【0018】前述の実施例に変更を加えて、本発明の噴
射方法は3個以上の噴射ノズルを使用してもよい。この
場合においても、噴射ノズルは燃焼室43内での噴射燃
料の広がりがオーバーラップしないように配置されなけ
ればならない。これら噴射ノズルの開放タイミングにつ
いて述べるならば、第1の噴射ノズルがまず開放され、
他の噴射ノズルが同時に、又は時間的なずれをもって開
放される。
【0019】複数の噴射ノズルの開放タイミングは、寸
法や力が異なるバネを縮めることに代えて、電磁的に操
作されるニードルを使用することにより電気的に制御す
ることができる。
【0020】図3に示す噴射行程に代えて、第1の噴射
ノズルの噴射スタートは上死点の後にしてもよい。これ
は圧縮圧力に対する点火圧力、いわゆる点火開始点(Zue
ndsprung) による。圧縮圧力とはシリンダ内において上
死点で燃焼しないときの圧縮空気の圧力をいう。比が小
さい時には噴射開始時はピストンが上死点に達した後に
なるが、比が大きくなるに従って噴射開始時は上死点に
近づく。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は、ピス
トンが上死点近傍領域にある時、シリンダ圧力の分布が
一定に近くなるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における燃料噴射装置を示す略体断面図
である。
【図2】燃焼室側からみた燃料噴射装置を示す底面図で
ある。
【図3】シリンダ圧力の分布を従来例及び本発明との比
較によって説明する線図である。
【符号の説明】
1…第1の噴射ノズル、8…バネ、11…第2の噴射ノ
ズル、18…バネ、44…シリンダ、45…作動ピスト
ン。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1回の燃焼ストロークに使用されるべき
    燃料の全量を噴射する少なくとも2個の噴射ノズル
    (1)(11)を、これら噴射ノズル(1)(11)か
    ら噴射される燃料の射流路が互いに干渉しないように配
    置したディーゼルエンジンの燃料噴射方法において、 1回の燃焼ストロークにて全量が使用されるべき燃料の
    噴射は、まず第1の噴射ノズル(1)をシリンダ(4
    4)の作動ピストン(45)が上死点の近傍領域にある
    時に開放し、続いて第1の噴射ノズル(1)が開放され
    ている間に第2の噴射ノズル(11)を開放することを
    特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の噴射ノズル(1)及び第2の
    噴射ノズル(11)が開放されるタイミングのずれは、
    これら噴射ノズル(1)(11)の前方における燃料圧
    力の調整により制御されることを特徴とする請求項1に
    記載のディーゼルエンジンの燃料噴射方法。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の噴射ノズル(1)
    (11)は噴射過程を同時に終了することを特徴とする
    請求項1及び2のいずれかに記載のディーゼルエンジン
    の燃料噴射方法。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の噴射ノズル(1)
    (11)の開放タイミングのずれは少なくともクランク
    角4度に相当するものであることを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれか1項に記載のディーゼルエンジンの燃
    料噴射方法。
  5. 【請求項5】 1回の燃焼ストローク内において全量が
    使用されるべき燃料を時間的ずれをもって噴射するため
    の少なくとも2個の噴射ノズルを設けてなることを特徴
    とするディーゼルエンジンの燃料噴射装置。
  6. 【請求項6】 バネ(8)(18)の力に抗する燃料圧
    力によって開放されるニードル(7)(17)を備えた
    噴射ノズル(1)(11)を有し、前記バネ(8)(1
    8)のバネ力が互いに異なるように設定したことを特徴
    とする請求項5に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射
    装置。
  7. 【請求項7】 バネ(8)(18)の力に抗する燃料圧
    力によって開放されるニードル(7)(17)を備えた
    噴射ノズル(1)(11)を有し、前記バネ(8)(1
    8)を同一寸法に形成し、予め異なるバネ力を付与した
    ことを特徴とする請求項5に記載のディーゼルエンジン
    の燃料噴射装置。
JP5221896A 1992-09-11 1993-09-07 ディーゼルエンジンの燃料噴射方法及び装置 Pending JPH07133750A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH92810700-2 1992-09-11
EP92810700A EP0586775B1 (de) 1992-09-11 1992-09-11 Verfahren zum Brennstoffeinspritzen bei Dieselbrennkraftmaschinen

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JPH07133750A true JPH07133750A (ja) 1995-05-23

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ID=8211987

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EP (1) EP0586775B1 (ja)
JP (1) JPH07133750A (ja)
KR (1) KR100322804B1 (ja)
CN (1) CN1050878C (ja)
DE (1) DE59206823D1 (ja)
DK (1) DK0586775T3 (ja)

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