JPH0949458A - 内燃機関の水噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の水噴射制御装置

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JPH0949458A
JPH0949458A JP7200808A JP20080895A JPH0949458A JP H0949458 A JPH0949458 A JP H0949458A JP 7200808 A JP7200808 A JP 7200808A JP 20080895 A JP20080895 A JP 20080895A JP H0949458 A JPH0949458 A JP H0949458A
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cylinder
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water injection
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忠雄 大村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 気筒間の水噴射量のばらつきを減少せしめる
ことによって、気筒間の出力や排ガス状態のばらつきを
解消し、安定した燃料性能が得られる水噴射ディーゼル
エンジンを提供する。 【解決手段】 水噴射システムを備えた多気筒内燃機関
において、気筒毎の水噴射管路を開閉する電磁弁の開度
を、上記水噴射管路に設けた圧力センサからの検出圧力
に基いて、各気筒の水噴射モードが均一化するように調
整可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料と水とを各気筒
に装着された噴射弁からシリンダ内に噴射する水噴射式
内燃機関における水噴射量、噴射モード等を制御する水
噴射制御装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】図4に、燃料と水とを
同一の噴射弁からシリンダ内に噴射する多気筒ディーゼ
ル機関の燃料、水噴射システムの従来の1例を示す。
【0003】図4において7は多気筒(この例では6気
筒)ディーゼルエンジン、8は同エンジンのシリンダヘ
ッドであり、各シリンダヘッドには図2に示されるよう
な燃料と水とをシリンダ内に噴射する噴射弁20が装着
されている。10は燃料噴射ポンプ、11は同噴射ポン
プ10と各気筒の噴射弁20とを接続する燃料噴射管で
ある。
【0004】1は水タンク、4は水の蓄圧器、2は水タ
ンク1内の水を蓄圧器4へ圧送する高圧水ポンプ、3は
水フィルタ、5は蓄圧器4内の水の圧力を検出する水圧
力計、6は上記蓄圧器4の水出口と各気筒の噴射弁20
の水入口とを接続する水噴射管、9は同水噴射管路を開
閉制御して水噴射量を調量する電磁弁である。
【0005】12は上記各電磁弁9に開度制御信号を出
力する弁制御装置であり、同弁制御装置12には、噴射
タイミング設定用として、基準円板13の基準信号及び
同期円板14からの同期信号が入力されている。上記水
噴射管路6の噴射弁20の入口(又は噴射弁内)には噴
射弁20へ向かう水の流れのみを許容する逆止弁23
(図2参照)が介装されている。
【0006】図5には、任意の気筒の1サイクル中の水
注入タイミング及びシリンダ内に噴射される燃料パター
ンが示されている。図4、5において、予め任意の圧力
に設定された高圧水は蓄圧器4に蓄えられる。初めの燃
料噴射から次の燃料噴射までのある時期に、同期された
ところの基準円板13からの基準信号及び同期円板14
からの同期信号は弁制御装置12に入力され、同弁制御
装置12はこの入力信号に基づき電磁弁9へ開度制御信
号を送り、所定期間これを開閉することによって水噴射
量を調節する。
【0007】また上記同期円板14からの同期信号パル
スの間隔は、気筒数で等分されると共に、同期信号は着
火順序通りに送信されるようになっている。1サイクル
中の水の注入については、燃料の噴射から次の噴射まで
の間の任意の時期に水の電磁弁9を開閉すると、予め設
定された残留圧力よりも高い圧力で以って水が注入され
る。従って、燃料と水との噴射のパターンは燃料→水→
燃料の形となり、この形でシリンダ内への噴射準備がで
きる。そして圧縮上死点付近で燃料噴射ポンプ10から
噴射弁20へ圧送される高圧燃料の噴射エネルギーでも
って上記積層された燃料と水とがシリンダ内へ噴射され
燃焼せしめられる。
【0008】しかしながら、図4に示されるような燃料
と水との噴射システムを備えた水噴射式内燃機関にあっ
ては、各気筒における水通路の状態及び各気筒に設けら
れた電磁弁9の応当性のばらつき、水噴射管内摩擦の相
違等によって、各電磁弁9の開閉設定時間が同一にされ
ていても、各気筒へ供給され噴射される水量が大きくば
らつくことが多々ある。このため、気筒間の水噴射量の
ばらつきが大きくなり、これによりエンジンの出力や排
ガス状態(NOx 、HC、吐煙)が変動し易く、かつ悪
化する。さらに上記のようなばらつき度が更に増大すれ
ばエンジンのハンチングが発生し、運転の安定性が悪化
する。
【0009】本発明の目的は、気筒間の水噴射量のばら
つきを減少せしめることによって、気筒間の出力や排ガ
ス状態のばらつきを解消し、安定した燃焼性能が得られ
る水噴射ディーゼルエンジンを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、水噴射システ
ムを備えた多気筒内燃機関において、気筒毎の水噴射管
路を開閉する電磁弁の開度を、上記水噴射管路に設けた
圧力センサからの検出圧力に基いて、各気筒の水噴射モ
ードが均一化するように調整可能に構成したことを要旨
としており、その具体的手段は、燃料と水とを噴射弁よ
りシリンダ内へ噴射する水噴射システムを備えた多気筒
内燃機関において、上記各気筒の噴射弁に接続される水
噴射管路に気筒毎に設けられて、同水噴射管路の開度を
制御する電磁弁と、上記各水噴射管路に設けられて、同
水噴射管路内の圧力を検出する圧力センサと、各圧力セ
ンサからの検出信号を受けて各気筒の水噴射モードを比
較し、所定の基準噴射モードとの差異を気筒毎に検出す
る噴射モード制御装置と、同噴射モード制御装置からの
各気筒の水噴射モードの差異に対応する上記各電磁弁の
開度補正量を算出して、上記各電磁弁に出力する弁制御
装置とを備えたことにある。
【0011】このように構成されたことにより、圧力セ
ンサにて検出された各気筒の水噴射管内圧力は、噴射モ
ード制御装置において、その噴射圧力モードが基準とな
る水噴射モード、例えば第1シリンダの水噴射モードと
比較されて噴射モードの差異が検出され、弁制御装置に
おいてこの差異に相当する各水噴射管路の電磁弁の開度
補正量が算出され、これによって電磁弁の開度(開弁期
間)が補正されて、各気筒の噴射圧力モードが均一化さ
れる。
【0012】これにより、各気筒間の水噴射モードのば
らつきが無くなり、安定した燃焼性能が得られる。
【0013】尚、好ましくは、上記噴射モード制御装置
が、基準噴射モードとして、特定の1気筒(例えば第1
気筒)の水注入圧力モードを採り、この噴射モードと当
該気筒の水注入圧力モードとを比較するように構成す
る。
【0014】このように構成すれば、特定の気筒の水注
入圧力モードを基準モードとするので、気筒間の差異を
算出し易く、ばらつきが小さくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の1形態について詳細に説明する。図1には本発明の実
施形態に係る水噴射式ディーゼル機関の水及び燃料噴射
システムの構成図が、図2には噴射弁近傍の構成図が、
図3には水及び燃料噴射圧力モードの線図がそれぞれ示
されている。
【0016】図1において、7は多気筒(この実施形態
では6気筒)ディーゼルエンジン、8は同エンジンのシ
リンダヘッドであり、各シリンダヘッド8には、図2に
示されるような燃料と水とを噴射する噴射弁20が固着
されている。10は上記各噴射弁20に燃料噴射管11
を介して燃料を圧送する燃料噴射ポンプである。
【0017】1は水タンク、4は水の蓄圧器、31は水
供給管路、2は水タンク1内の水を同水供給管路31内
を通って上記蓄圧器4へ圧送する高圧水ポンプ、3は水
フィルタ、5は水蓄圧器4内の圧力を検出する圧力計で
ある。
【0018】また、6は上記蓄圧器4の水出口と上記各
気筒の噴射弁20の水出口とを接続する水噴射管であ
る。この各水噴射管路6には、図2に示されるように、
同管路6を開閉する電磁弁9、及び同電磁弁9の噴射弁
20側に水噴射管路6内の圧力を検出する圧力センサ1
5が設けられるとともに、上記電磁弁9と圧力センサ1
5との間には噴射弁20側へ向かう水の流れのみを許容
する逆止弁23が設けられている。21は上記各気筒の
噴射弁20への燃料噴射管路11内の圧力を検出する燃
料圧力センサである。
【0019】16は噴射モード制御装置であり、上記各
気筒の圧力センサ15から各水噴射管6内の圧力の検出
信号が入力されるとともに、各気筒の燃料圧力センサ2
2から燃料噴射管6内の燃料噴射圧力の検出信号が入力
され、後述する手順により各気筒の水噴射モードの比較
結果を算出して弁制御装置12(詳細は後述)に出力す
る。
【0020】12は上記各電磁弁9に開度制御信号を出
力する弁制御装置であり、同弁制御装置12には水の噴
射タイミング設定用として基準円板13の基準信号及び
同期円板14の同期信号が入力されている。
【0021】上記のように構成された水噴射式ディーゼ
ル機関の運転時において、図3には任意の気筒の1サイ
クル中の水注入タイミング及び水噴射圧力、並びにシリ
ンダ内に噴射される燃料パターンが示されている。図
1、3において、予め任意の圧力に設定された高圧水は
蓄圧器4に蓄えられる。初めの燃料噴射から次の燃料噴
射までのある時期に、同期されたところの基準円板13
からの基準信号及び同期円板14からの同期信号弁制御
装置12に入力され、同弁制御装置12はこの入力信号
に基づき電磁弁9へ開度制御信号を送り、所定期間これ
を開閉することによって、水噴射量を調節する。
【0022】また上記同期円板14からの同期信号パル
スの間隔は、気筒数で等分されると共に、同期信号は着
火順序通りに送信されるようになっている。1サイクル
中の水の注入については、燃料の噴射から次の噴射まで
の間の任意の時期に水の電磁弁9を開閉すると、予め設
定された残留圧力よりも高い圧力で以って水が注入され
る。従って、燃料と水との噴射のパターンは燃料→水→
燃料の形となり、この形でシリンダ内への噴射準備がで
きる。そして圧縮上死点付近で燃料噴射ポンプ10から
噴射弁20へ圧送される高圧燃料の噴射エネルギーでも
って上記積層された燃料と水とがシリンダ内へ噴射され
燃焼せしめられる。
【0023】上記作動時において、各気筒への水噴射管
6内の圧力は圧力センサ15により検出されて噴射モー
ド制御装置16に送られる。噴射モード制御装置16に
おいては、図3のZ線で示されるような各気筒毎の水噴
射圧力モードについて、特定の1気筒(例えば第1気
筒)の水噴射モードを基準噴射モードとし、他の各気筒
の水噴射モードと上記基準モードとを比較して両者の差
異、具体的には図3のZ線で示される水噴射圧力波形の
差異を求めて上記弁制御装置12に出力する。
【0024】弁制御装置12においては、上記のような
各気筒の水の電磁弁9の開閉制御時に、上記噴射モード
制御装置16からの、各気筒の水噴射圧力の差異信号を
受けて、これに相当する各電磁弁9の開度補正量を求
め、この補正量になるように各電磁弁9の開弁期間を調
整する。
【0025】これにより各気筒の水噴射圧力波形モード
が上記基準とする気筒(この例では第1気筒)に近似す
るように補正され、各気筒の水噴射モードのばらつきが
減少せしめられる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、圧力センサにて検出さ
れた各気筒の水噴射管内圧力は、噴射モード制御装置に
おいて、その噴射圧力モードが基準となる水噴射モード
と比較されて、噴射モードの差異が算出され、弁制御装
置において上記噴射モードの差異に対応する各気筒の電
磁弁の開度を調整せしめるので各気筒の水噴射モードが
均一化され、気筒間の水噴射のばらつきが低減される。
【0027】これによって、気筒間の出力のばらつきや
排ガス状態のばらつきが減少し、エンジンのハンチング
の発生も阻止され、安定した燃焼性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る水噴射式ディーゼル機
関の水及び燃料噴射システムの構成図。
【図2】上記実施形態における噴射弁近傍の構成図。
【図3】上記実施形態における水噴射モード線図。
【図4】従来の水及び燃料噴射システムの構成図。
【図5】従来のシステムにおける水噴射モード線図。
【符号の説明】
1 水タンク 4 蓄圧器 6 水噴射管 7 ディーゼルエンジン 9 電磁弁 10 燃料噴射ポンプ 11 燃料噴射管 12 弁制御装置 15 圧力センサ 16 噴射モード制御装置 21 燃料噴射圧力検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料と水とを噴射弁よりシリンダ内へ噴
    射する水噴射システムを備えた多気筒内燃機関におい
    て、上記各気筒の噴射弁に接続される水噴射管路に気筒
    毎に設けられて、同水噴射管路の開度を制御する電磁弁
    と、上記各水噴射管路に設けられて、同水噴射管路内の
    圧力を検出する圧力センサと、各圧力センサからの検出
    信号を受けて各気筒の水噴射モードを比較し、所定の基
    準噴射モードとの差異を気筒毎に検出する噴射モード制
    御装置と、同噴射モード制御装置からの各気筒の水噴射
    モードの差異に対応する上記各電磁弁の開度補正量を算
    出して、上記各電磁弁に出力する弁制御装置とを備えた
    ことを特徴とする内燃機関の水噴射制御装置。
JP20080895A 1995-08-07 1995-08-07 内燃機関の水噴射制御装置 Expired - Lifetime JP3337351B2 (ja)

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