JPH08210169A - ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関の燃料噴射制御装置Info
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- JPH08210169A JPH08210169A JP7017037A JP1703795A JPH08210169A JP H08210169 A JPH08210169 A JP H08210169A JP 7017037 A JP7017037 A JP 7017037A JP 1703795 A JP1703795 A JP 1703795A JP H08210169 A JPH08210169 A JP H08210169A
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】燃費、スモーク及びＮＯX を同時に低減させ
る。 【構成】ディーゼル機関の燃焼室４の略中心部に配設さ
れるセンターインジェクタ７と、前記燃焼室４の側部に
対向して配設される２本のサイドインジェクタ９、１０
とを備え、前記センターインジェクタ７から高圧燃料を
噴射後、所定時間遅れて、２本のサイドインジェクタ
９、１０から前記高圧燃料より低圧で少量の燃料を噴射
する。
る。 【構成】ディーゼル機関の燃焼室４の略中心部に配設さ
れるセンターインジェクタ７と、前記燃焼室４の側部に
対向して配設される２本のサイドインジェクタ９、１０
とを備え、前記センターインジェクタ７から高圧燃料を
噴射後、所定時間遅れて、２本のサイドインジェクタ
９、１０から前記高圧燃料より低圧で少量の燃料を噴射
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃費、スモーク及びＮ
ＯX を同時に低減させるためのディーゼル機関の燃料噴
射制御装置に関する。
ＯX を同時に低減させるためのディーゼル機関の燃料噴
射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直接噴射式ディーゼル機関において、現
在広く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近
傍で着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、こ
の時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを
巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
在広く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近
傍で着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、こ
の時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを
巻き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
【０００３】従来、上記問題を解決するために、高圧噴
射（例えば噴射圧１００ＭＰａ以上）、小噴孔径ノズ
ル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる方式が提案
されている。これを図７により説明すると、１はピスト
ン、２はピストンリング、３はシリンダライナ、４はガ
スケット、５はシリンダヘッド、６はノズル７を有する
燃料噴射弁を示し、ピストン１の頂部には燃焼室９が形
成されている。ピストン１が上昇し上死点付近に達した
とき、ノズル７から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面１
０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈは燃焼室９の中心に
向かって膨張するが、噴射の終了まで中心部は不燃域と
して残る。すなわち、噴霧Ｆは壁面１０に到達するまで
燃焼室９の中心に近い不燃域側で十分に新気Ａを巻き込
みながら進行し、壁面１０側では既燃ガスを導入しなが
ら壁面１０に衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴
射の場合、噴射時期を大幅に遅らせても火がつくため、
図８に示すように、噴射時期遅延との組み合わせで、低
圧噴射と比較してスモークおよびＮＯX の同時低減を図
ることができる。
射（例えば噴射圧１００ＭＰａ以上）、小噴孔径ノズ
ル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる方式が提案
されている。これを図７により説明すると、１はピスト
ン、２はピストンリング、３はシリンダライナ、４はガ
スケット、５はシリンダヘッド、６はノズル７を有する
燃料噴射弁を示し、ピストン１の頂部には燃焼室９が形
成されている。ピストン１が上昇し上死点付近に達した
とき、ノズル７から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面１
０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈは燃焼室９の中心に
向かって膨張するが、噴射の終了まで中心部は不燃域と
して残る。すなわち、噴霧Ｆは壁面１０に到達するまで
燃焼室９の中心に近い不燃域側で十分に新気Ａを巻き込
みながら進行し、壁面１０側では既燃ガスを導入しなが
ら壁面１０に衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴
射の場合、噴射時期を大幅に遅らせても火がつくため、
図８に示すように、噴射時期遅延との組み合わせで、低
圧噴射と比較してスモークおよびＮＯX の同時低減を図
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、噴射時期を
大幅に遅らせていくと、着火遅れ増大により、図８に示
すように、ＮＯX が再び増加しそれ以上噴射時期を遅ら
せてもＮＯX は低減できない。また、高圧噴射は低圧噴
射と比較して、噴射のエネルギーが大きいため、火炎Ｈ
は噴射エネルギーにより燃焼室９の中心に向かって広が
るのが抑制され、従って、噴霧Ｆはノズル側で常に新気
Ａを導入するのでスモークは大幅に低減するが、着火ま
での空気の導入量が多く既燃ガスの巻き込みが少ないた
め、前述したように壁面で一気に着火し、同一噴射タイ
ミングで比較するとどうしてもＮＯX の発生量が多くな
るという問題を有している。
大幅に遅らせていくと、着火遅れ増大により、図８に示
すように、ＮＯX が再び増加しそれ以上噴射時期を遅ら
せてもＮＯX は低減できない。また、高圧噴射は低圧噴
射と比較して、噴射のエネルギーが大きいため、火炎Ｈ
は噴射エネルギーにより燃焼室９の中心に向かって広が
るのが抑制され、従って、噴霧Ｆはノズル側で常に新気
Ａを導入するのでスモークは大幅に低減するが、着火ま
での空気の導入量が多く既燃ガスの巻き込みが少ないた
め、前述したように壁面で一気に着火し、同一噴射タイ
ミングで比較するとどうしてもＮＯX の発生量が多くな
るという問題を有している。
【０００５】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、燃費、スモーク及びＮＯX を同時に低減させること
ができるディーゼル機関の燃料噴射制御装置を提供する
ことを目的とする。
て、燃費、スモーク及びＮＯX を同時に低減させること
ができるディーゼル機関の燃料噴射制御装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明のディ
ーゼル機関の燃料噴射制御装置は、ディーゼル機関の燃
焼室４の略中心部に配設されるセンターインジェクタ７
と、前記燃焼室４の側部に対向して配設される２本のサ
イドインジェクタ９、１０とを備え、前記センターイン
ジェクタ７から高圧燃料を噴射後、所定時間遅れて、２
本のサイドインジェクタ９、１０から前記高圧燃料より
低圧で少量の燃料を噴射することを特徴とする。なお、
上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にする
ために、図面と対比させるためのもので、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。
ーゼル機関の燃料噴射制御装置は、ディーゼル機関の燃
焼室４の略中心部に配設されるセンターインジェクタ７
と、前記燃焼室４の側部に対向して配設される２本のサ
イドインジェクタ９、１０とを備え、前記センターイン
ジェクタ７から高圧燃料を噴射後、所定時間遅れて、２
本のサイドインジェクタ９、１０から前記高圧燃料より
低圧で少量の燃料を噴射することを特徴とする。なお、
上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にする
ために、図面と対比させるためのもので、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。
【０００７】
【作用および発明の効果】本発明においては、燃料がセ
ンターインジェクタ７から噴射後、ある時間遅れてから
着火する間に燃料と空気の混合が促進され、着火後、シ
リンダ圧力、ガス温度はピーク値まで上昇したとき、サ
イドインジェクタ９、１０の噴射を加えることにより、
高温中に燃料が噴射され、燃焼時間が短くなり燃焼効率
が向上し燃費が低減される。また、センターインジェク
タ７からの噴霧は、燃焼室４の壁近傍で燃焼し、燃焼室
４の中心部には未利用の空気が残っているが、サイドイ
ンジェクタ９、１０からの噴霧はこの空気を利用するこ
とにより燃焼するため、スモークの発生を低減させるこ
とができ、さらに、燃焼初期において噴霧性状を悪化さ
せることなく、予混合燃焼を抑制してＮＯX を低減させ
ることができる。
ンターインジェクタ７から噴射後、ある時間遅れてから
着火する間に燃料と空気の混合が促進され、着火後、シ
リンダ圧力、ガス温度はピーク値まで上昇したとき、サ
イドインジェクタ９、１０の噴射を加えることにより、
高温中に燃料が噴射され、燃焼時間が短くなり燃焼効率
が向上し燃費が低減される。また、センターインジェク
タ７からの噴霧は、燃焼室４の壁近傍で燃焼し、燃焼室
４の中心部には未利用の空気が残っているが、サイドイ
ンジェクタ９、１０からの噴霧はこの空気を利用するこ
とにより燃焼するため、スモークの発生を低減させるこ
とができ、さらに、燃焼初期において噴霧性状を悪化さ
せることなく、予混合燃焼を抑制してＮＯX を低減させ
ることができる。
【０００８】
【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。図１は、本発明のディーゼル機関の燃料噴射制
御装置の１実施例を示す構成図である。
明する。図１は、本発明のディーゼル機関の燃料噴射制
御装置の１実施例を示す構成図である。
【０００９】シリンダ１内には、ピストン２が摺動自在
に嵌合され、シリンダ１の上部には、シリンダヘッド３
が固定され、シリンダ１、ピストン２およびシリンダヘ
ッド３により囲まれる空間に燃焼室４が形成されてい
る。ピストン２はコンロッド５を介してクランク軸６に
連結され、シリンダヘッド３には、燃焼室４の略中心部
にセンターインジェクタ７が配設され、また、燃焼室の
側部に対向して２本のサイドインジェクタ９、１０が配
設されている。
に嵌合され、シリンダ１の上部には、シリンダヘッド３
が固定され、シリンダ１、ピストン２およびシリンダヘ
ッド３により囲まれる空間に燃焼室４が形成されてい
る。ピストン２はコンロッド５を介してクランク軸６に
連結され、シリンダヘッド３には、燃焼室４の略中心部
にセンターインジェクタ７が配設され、また、燃焼室の
側部に対向して２本のサイドインジェクタ９、１０が配
設されている。
【００１０】センターインジェクタ７は、アキュムレー
タ１１を介して高圧燃料発生装置１２に接続され、２本
のサイドインジェクタ９、１０は、アキュムレータ１３
を介して高圧燃料発生装置１４に接続されている。セン
ターインジェクタ７用の高圧燃料発生装置１２は、燃料
を最大３００ＭＰａの圧力に昇圧可能にされ、サイドイ
ンジェクタ９、１０用の高圧燃料発生装置１４は、クラ
ンク軸６にギヤ１５を介して連結され、燃料を最大１５
０ＭＰａの圧力に昇圧可能にされている。なお、一つの
高圧燃料発生装置から２つの圧力調整弁によりセンター
インジェクタ７およびサイドインジェクタ９、１０に所
定圧の燃料を供給する構成にしてもよい。
タ１１を介して高圧燃料発生装置１２に接続され、２本
のサイドインジェクタ９、１０は、アキュムレータ１３
を介して高圧燃料発生装置１４に接続されている。セン
ターインジェクタ７用の高圧燃料発生装置１２は、燃料
を最大３００ＭＰａの圧力に昇圧可能にされ、サイドイ
ンジェクタ９、１０用の高圧燃料発生装置１４は、クラ
ンク軸６にギヤ１５を介して連結され、燃料を最大１５
０ＭＰａの圧力に昇圧可能にされている。なお、一つの
高圧燃料発生装置から２つの圧力調整弁によりセンター
インジェクタ７およびサイドインジェクタ９、１０に所
定圧の燃料を供給する構成にしてもよい。
【００１１】制御装置１６には、ピストン２の位置を検
出するクランク角度信号、基準信号となる上死点信号が
入力され、制御装置１６においてメモリに記憶されてい
る燃料噴射時期、噴射量、噴射圧力に基づいて比較、演
算、処理が行われ、その出力信号が高圧燃料発生装置１
２、１４、センターインジェクタ７および２本のサイド
インジェクタ９、１０に出力される。
出するクランク角度信号、基準信号となる上死点信号が
入力され、制御装置１６においてメモリに記憶されてい
る燃料噴射時期、噴射量、噴射圧力に基づいて比較、演
算、処理が行われ、その出力信号が高圧燃料発生装置１
２、１４、センターインジェクタ７および２本のサイド
インジェクタ９、１０に出力される。
【００１２】図２は、本発明における実験に用いた燃料
噴射装置の各インジェクタの配置を示し、図２（Ａ）は
平面図、図２（Ｂ）は断面図である。シリンダ１の内径
を１３５ｍｍとし、センターインジェクタ７は、６本の
噴孔を有し隣接する噴孔の角度を均等にし、垂直面視で
の相対する噴霧の角度を１５５゜とし、燃焼室４の中心
に配置している。２本のサイドインジェクタ９、１０
は、ピストン２の中心線から２．５ｍｍオフセットした
位置に燃焼室４の側部に対向するように１１７ｍｍ間隔
で垂直線から３１゜外側に傾斜して配設している。サイ
ドインジェクタ９、１０をピストン２の中心線からオフ
セットして配置した理由は他部品との干渉を避けるため
である。サイドインジェクタ９、１０の噴孔はサイドイ
ンジェクタ９、１０の中心線を対称として２本とし、平
面視での２本の噴霧中心角度をα、垂直面視での水平線
からの噴霧中心角度をβとし、センターインジェクタ７
のサイドインジェクタ９に隣接する噴霧中心と、ピスト
ン２の中心線との角度をγとしている。
噴射装置の各インジェクタの配置を示し、図２（Ａ）は
平面図、図２（Ｂ）は断面図である。シリンダ１の内径
を１３５ｍｍとし、センターインジェクタ７は、６本の
噴孔を有し隣接する噴孔の角度を均等にし、垂直面視で
の相対する噴霧の角度を１５５゜とし、燃焼室４の中心
に配置している。２本のサイドインジェクタ９、１０
は、ピストン２の中心線から２．５ｍｍオフセットした
位置に燃焼室４の側部に対向するように１１７ｍｍ間隔
で垂直線から３１゜外側に傾斜して配設している。サイ
ドインジェクタ９、１０をピストン２の中心線からオフ
セットして配置した理由は他部品との干渉を避けるため
である。サイドインジェクタ９、１０の噴孔はサイドイ
ンジェクタ９、１０の中心線を対称として２本とし、平
面視での２本の噴霧中心角度をα、垂直面視での水平線
からの噴霧中心角度をβとし、センターインジェクタ７
のサイドインジェクタ９に隣接する噴霧中心と、ピスト
ン２の中心線との角度をγとしている。
【００１３】図３は、図２の燃料噴射装置を用いた本発
明の比較例における実験を説明するための図であり、図
３（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するための図、図３
（Ｂ）は実験結果を説明するための図である。本実験
は、エンジン回転数Ｎｅ＝１０００ｒｐｍ、空気過剰率
λ＝１．４、センターインジェクタ７およびサイドイン
ジェクタ９、１０の噴孔径０．１７ｍｍ、α＝３０゜、
β＝１０゜とし、図３（Ａ）に示すように、センターイ
ンジェクタ７およびサイドインジェクタ９、１０の燃料
噴射圧力をともに１００ＭＰａ、センターインジェクタ
７の噴射量を９８ｍｍ3 ／ストローク、サイドインジェ
クタ９、１０の噴射量を１２ｍｍ3 ／ストローク、セン
ターインジェクタ７の燃料噴射時期を上死点後３゜と固
定し、サイドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期を同
一で変化させて行った。
明の比較例における実験を説明するための図であり、図
３（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するための図、図３
（Ｂ）は実験結果を説明するための図である。本実験
は、エンジン回転数Ｎｅ＝１０００ｒｐｍ、空気過剰率
λ＝１．４、センターインジェクタ７およびサイドイン
ジェクタ９、１０の噴孔径０．１７ｍｍ、α＝３０゜、
β＝１０゜とし、図３（Ａ）に示すように、センターイ
ンジェクタ７およびサイドインジェクタ９、１０の燃料
噴射圧力をともに１００ＭＰａ、センターインジェクタ
７の噴射量を９８ｍｍ3 ／ストローク、サイドインジェ
クタ９、１０の噴射量を１２ｍｍ3 ／ストローク、セン
ターインジェクタ７の燃料噴射時期を上死点後３゜と固
定し、サイドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期を同
一で変化させて行った。
【００１４】図３（Ｂ）において、×印は、センターイ
ンジェクタ７からの噴射のみの実験を、黒三角印および
□印は、サイドインジェクタ９、１０の噴射を加えた実
験を示し、さらに、黒三角印はγ＝０゜すなわちセンタ
ーインジェクタ７の噴霧がサイドインジェクタ９、１０
の２本の噴霧の中間に位置する場合の実験を、□印はγ
＝３０゜すなわちセンターインジェクタ７の噴霧間にサ
イドインジェクタ９、１０の２本の噴霧が入る場合の実
験を示している。
ンジェクタ７からの噴射のみの実験を、黒三角印および
□印は、サイドインジェクタ９、１０の噴射を加えた実
験を示し、さらに、黒三角印はγ＝０゜すなわちセンタ
ーインジェクタ７の噴霧がサイドインジェクタ９、１０
の２本の噴霧の中間に位置する場合の実験を、□印はγ
＝３０゜すなわちセンターインジェクタ７の噴霧間にサ
イドインジェクタ９、１０の２本の噴霧が入る場合の実
験を示している。
【００１５】本実験によれば、燃費（Ｂ．Ｓ．Ｆ．Ｃ）
およびスモークレベル（ＦＳＮ）は、センターインジェ
クタ７からの噴射のみの場合よりも、サイドインジェク
タ９、１０の噴射を加えた場合の方が大幅な低減効果が
見られ、とくに、サイドインジェクタ９、１０の噴射時
期をセンターインジェクタ７から噴射時期よりも約１０
゜遅らせた場合に低減効果が大きいことが判明した。一
方、未燃炭化水素濃度（ＴＨＣ）はセンターインジェク
タ７からの噴射のみの場合よりも若干増加し、ＮＯX 濃
度はセンターインジェクタ７からの噴射のみの場合より
も大幅に増加し、かつγ＝０゜の方がγ＝３０゜の場合
より増大したことが判明した。
およびスモークレベル（ＦＳＮ）は、センターインジェ
クタ７からの噴射のみの場合よりも、サイドインジェク
タ９、１０の噴射を加えた場合の方が大幅な低減効果が
見られ、とくに、サイドインジェクタ９、１０の噴射時
期をセンターインジェクタ７から噴射時期よりも約１０
゜遅らせた場合に低減効果が大きいことが判明した。一
方、未燃炭化水素濃度（ＴＨＣ）はセンターインジェク
タ７からの噴射のみの場合よりも若干増加し、ＮＯX 濃
度はセンターインジェクタ７からの噴射のみの場合より
も大幅に増加し、かつγ＝０゜の方がγ＝３０゜の場合
より増大したことが判明した。
【００１６】上記実験では、燃費およびスモークについ
ては改善が見られたがＮＯX については逆に悪化したの
で、これを改善するための実験を行った。図４は本発明
の実施例における実験を説明するための図であり、図４
（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するための図、図４
（Ｂ）は実験結果を説明するための図である。本実験
は、図４（Ａ）に示すように、センターインジェクタ７
燃料噴射圧力を１００ＭＰａ、噴射量を１１０ｍｍ3 ／
ストローク、サイドインジェクタ９、１０の燃料噴射圧
力を４０ＭＰａ、噴射量を６ｍｍ3 ／ストローク、サイ
ドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期をセンターイン
ジェクタ７の噴射時期から１８゜遅らせて行った。その
他の実験条件は前記比較例と同様である。
ては改善が見られたがＮＯX については逆に悪化したの
で、これを改善するための実験を行った。図４は本発明
の実施例における実験を説明するための図であり、図４
（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するための図、図４
（Ｂ）は実験結果を説明するための図である。本実験
は、図４（Ａ）に示すように、センターインジェクタ７
燃料噴射圧力を１００ＭＰａ、噴射量を１１０ｍｍ3 ／
ストローク、サイドインジェクタ９、１０の燃料噴射圧
力を４０ＭＰａ、噴射量を６ｍｍ3 ／ストローク、サイ
ドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期をセンターイン
ジェクタ７の噴射時期から１８゜遅らせて行った。その
他の実験条件は前記比較例と同様である。
【００１７】図４（Ｂ）において、×印は、センターイ
ンジェクタ７からの噴射のみの実験を示し、○印は、γ
＝３０゜すなわちセンターインジェクタ７の噴霧間にサ
イドインジェクタ９、１０の２本の噴霧が入る場合の実
験を示し、図中矢印方向にセンターインジェクタ７の噴
射時期を遅らせていった場合の、ＮＯX 濃度と燃費およ
びスモークレベルとの関係を示している。これによれ
ば、センターインジェクタ７の噴射時期が上死点前６゜
〜上死点の範囲で、センターインジェクタ７からの噴射
のみの場合よりも、サイドインジェクタ９、１０の噴射
を加えた場合の方が、燃費、スモークレベルおよびＮＯ
X 濃度が大幅に改善されることが判明した。
ンジェクタ７からの噴射のみの実験を示し、○印は、γ
＝３０゜すなわちセンターインジェクタ７の噴霧間にサ
イドインジェクタ９、１０の２本の噴霧が入る場合の実
験を示し、図中矢印方向にセンターインジェクタ７の噴
射時期を遅らせていった場合の、ＮＯX 濃度と燃費およ
びスモークレベルとの関係を示している。これによれ
ば、センターインジェクタ７の噴射時期が上死点前６゜
〜上死点の範囲で、センターインジェクタ７からの噴射
のみの場合よりも、サイドインジェクタ９、１０の噴射
を加えた場合の方が、燃費、スモークレベルおよびＮＯ
X 濃度が大幅に改善されることが判明した。
【００１８】図５は本発明の作用効果を説明するための
図であり、図中、実線はセンターインジェクタ７からの
噴射のみの場合、点線は、サイドインジェクタ９、１０
の噴射を加えた場合を示し、クランク角度に対するシリ
ンダ圧力、ガス温度および燃料噴射率（Ｒ．Ｏ．Ｈ．
Ｒ）の関係を示している。
図であり、図中、実線はセンターインジェクタ７からの
噴射のみの場合、点線は、サイドインジェクタ９、１０
の噴射を加えた場合を示し、クランク角度に対するシリ
ンダ圧力、ガス温度および燃料噴射率（Ｒ．Ｏ．Ｈ．
Ｒ）の関係を示している。
【００１９】燃料がセンターインジェクタ７から噴射
後、ある時間遅れてから着火するが、この遅れ時間の間
に燃料と空気の混合が促進され着火し、シリンダ圧力、
ガス温度はピーク値まで上昇する。このピーク値近傍で
サイドインジェクタ９、１０の噴射を加えると、高温中
に燃料が噴射されるため、燃焼時間が短くなり燃焼効率
が向上し燃費が低減される。また、センターインジェク
タ７からの噴霧は、燃焼室４の壁近傍で燃焼し、燃焼室
４の中心部には未利用の空気が残っているが、サイドイ
ンジェクタ９、１０からの噴霧はこの空気を利用するこ
とにより燃焼するため、スモークの発生を低減させるこ
とができる。さらに、燃焼初期において噴霧性状を悪化
させることなく、予混合燃焼を抑制してＮＯX を低減さ
せることができる。
後、ある時間遅れてから着火するが、この遅れ時間の間
に燃料と空気の混合が促進され着火し、シリンダ圧力、
ガス温度はピーク値まで上昇する。このピーク値近傍で
サイドインジェクタ９、１０の噴射を加えると、高温中
に燃料が噴射されるため、燃焼時間が短くなり燃焼効率
が向上し燃費が低減される。また、センターインジェク
タ７からの噴霧は、燃焼室４の壁近傍で燃焼し、燃焼室
４の中心部には未利用の空気が残っているが、サイドイ
ンジェクタ９、１０からの噴霧はこの空気を利用するこ
とにより燃焼するため、スモークの発生を低減させるこ
とができる。さらに、燃焼初期において噴霧性状を悪化
させることなく、予混合燃焼を抑制してＮＯX を低減さ
せることができる。
【００２０】図６は、本発明の他の実施例における実験
を説明するための図であり、図４（Ｂ）と同様の実験結
果を説明するための図である。本実施例においては、サ
イドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期をセンターイ
ンジェクタ７の噴射時期からｄθ＝１２゜、１５゜、１
８゜遅らせて行った結果を示している。これによれば、
ｄθ＝１２゜〜１８゜の範囲で、センターインジェクタ
７からの噴射のみの場合よりも、サイドインジェクタ
９、１０の噴射を加えた場合の方が、燃費、スモークレ
ベルおよびＮＯX 濃度が大幅に改善されることが判明し
た。
を説明するための図であり、図４（Ｂ）と同様の実験結
果を説明するための図である。本実施例においては、サ
イドインジェクタ９、１０の燃料噴射時期をセンターイ
ンジェクタ７の噴射時期からｄθ＝１２゜、１５゜、１
８゜遅らせて行った結果を示している。これによれば、
ｄθ＝１２゜〜１８゜の範囲で、センターインジェクタ
７からの噴射のみの場合よりも、サイドインジェクタ
９、１０の噴射を加えた場合の方が、燃費、スモークレ
ベルおよびＮＯX 濃度が大幅に改善されることが判明し
た。
【００２１】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能であり、以下に本発明の必要な条件を記載
する。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能であり、以下に本発明の必要な条件を記載
する。
【００２２】センターインジェクタ７およびサイドイ
ンジェクタ９、１０の噴孔の数、α、β、γの値は、上
記実施例に限定されるものではなく、要するに、サイド
インジェクタ９、１０からの噴霧が噴射初期の段階でセ
ンターインジェクタ７の噴霧と衝突しない配置であれば
よい。
ンジェクタ９、１０の噴孔の数、α、β、γの値は、上
記実施例に限定されるものではなく、要するに、サイド
インジェクタ９、１０からの噴霧が噴射初期の段階でセ
ンターインジェクタ７の噴霧と衝突しない配置であれば
よい。
【００２３】サイドインジェクタ９、１０の位置は、
ピストン２の中心線になるべく近い方がよい。
ピストン２の中心線になるべく近い方がよい。
【００２４】サイドインジェクタ９、１０を傾斜させ
るのは、図示しない給排気弁と干渉させないためであ
る。
るのは、図示しない給排気弁と干渉させないためであ
る。
【００２５】センターインジェクタ７の燃料噴射圧
は、１００〜３００ＭＰａであり、サイドインジェクタ
９、１０の燃料噴射圧は、センターインジェクタ７の燃
料噴射圧の３０〜５０％が好ましい。
は、１００〜３００ＭＰａであり、サイドインジェクタ
９、１０の燃料噴射圧は、センターインジェクタ７の燃
料噴射圧の３０〜５０％が好ましい。
【００２６】負荷に応じて変動するセンターインジェ
クタ７の燃料噴射量に対して、サイドインジェクタ９、
１０の燃料噴射量は、センターインジェクタ７の燃料噴
射量の５〜１５％が好ましい。
クタ７の燃料噴射量に対して、サイドインジェクタ９、
１０の燃料噴射量は、センターインジェクタ７の燃料噴
射量の５〜１５％が好ましい。
【００２７】センターインジェクタ７の燃料の噴射時
期は、上死点前６゜〜上死点の範囲であり、サイドイン
ジェクタ９、１０の燃料噴射時期は、センターインジェ
クタ７の噴射時期から１２゜〜１８゜遅らせる。
期は、上死点前６゜〜上死点の範囲であり、サイドイン
ジェクタ９、１０の燃料噴射時期は、センターインジェ
クタ７の噴射時期から１２゜〜１８゜遅らせる。
【図１】本発明のディーゼル機関の燃料噴射制御装置の
１実施例を示す構成図である。
１実施例を示す構成図である。
【図２】本発明における実験に用いた燃料噴射装置の各
インジェクタの配置を示し、図２（Ａ）は平面図、図２
（Ｂ）は断面図である。
インジェクタの配置を示し、図２（Ａ）は平面図、図２
（Ｂ）は断面図である。
【図３】図２の燃料噴射装置を用いた本発明の比較例に
おける実験を説明するための図であり、図３（Ａ）は燃
料噴射パターンを説明するための図、図３（Ｂ）は実験
結果を説明するための図である。
おける実験を説明するための図であり、図３（Ａ）は燃
料噴射パターンを説明するための図、図３（Ｂ）は実験
結果を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例における実験を説明するための
図であり、図４（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するた
めの図、図４（Ｂ）は実験結果を説明するための図であ
る。
図であり、図４（Ａ）は燃料噴射パターンを説明するた
めの図、図４（Ｂ）は実験結果を説明するための図であ
る。
【図５】本発明の作用効果を説明するための図であり、
クランク角度に対するシリンダ圧力、ガス温度および燃
料噴射率の関係を示す図である。
クランク角度に対するシリンダ圧力、ガス温度および燃
料噴射率の関係を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例における実験を説明するた
めの図であり、図４（Ｂ）と同様の実験結果を説明する
ための図である。
めの図であり、図４（Ｂ）と同様の実験結果を説明する
ための図である。
【図７】従来の高圧噴射方式のディーゼル機関を説明す
るための図であり、図７（Ａ）は断面図、図７（Ｂ）は
平面図である。
るための図であり、図７（Ａ）は断面図、図７（Ｂ）は
平面図である。
【図８】燃料噴射時期に対するＮＯX 濃度、スモーク濃
度および着火遅れ時間の関係を示す図である。
度および着火遅れ時間の関係を示す図である。
１…シリンダ、２…ピストン、３…シリンダヘッド、４
…燃焼室 ７…センターインジェクタ、９、１０…サイドインジェ
クタ １２、１４…高圧燃料発生装置、１６…制御装置
…燃焼室 ７…センターインジェクタ、９、１０…サイドインジェ
クタ １２、１４…高圧燃料発生装置、１６…制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼル機関の燃焼室の略中心部に配設
されるセンターインジェクタと、前記燃焼室の側部に対
向して配設される２本のサイドインジェクタとを備え、
前記センターインジェクタから高圧燃料を噴射後、所定
時間遅れて、２本の前記サイドインジェクタから前記高
圧燃料より低圧で少量の燃料を噴射することを特徴とす
るディーゼル機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01703795A JP3743575B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01703795A JP3743575B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210169A true JPH08210169A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3743575B2 JP3743575B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=11932812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01703795A Expired - Lifetime JP3743575B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | ディーゼル機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3743575B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2644795C1 (ru) * | 2017-01-12 | 2018-02-14 | Марк Евгеньевич Дискин | Двигатель внутреннего сгорания |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP01703795A patent/JP3743575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2644795C1 (ru) * | 2017-01-12 | 2018-02-14 | Марк Евгеньевич Дискин | Двигатель внутреннего сгорания |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3743575B2 (ja) | 2006-02-08 |
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Legal Events
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