JPH10141124A - Diesel engine - Google Patents

Diesel engine

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Publication number
JPH10141124A
JPH10141124A JP8311474A JP31147496A JPH10141124A JP H10141124 A JPH10141124 A JP H10141124A JP 8311474 A JP8311474 A JP 8311474A JP 31147496 A JP31147496 A JP 31147496A JP H10141124 A JPH10141124 A JP H10141124A
Authority
JP
Japan
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injection
fuel
engine
amount
combustion chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP8311474A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyohiro Shimokawa
清広 下川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP8311474A priority Critical patent/JPH10141124A/en
Publication of JPH10141124A publication Critical patent/JPH10141124A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diesel engine, which can restrict the generation of NOx and which can lower the discharged variable of black smoke so as to improve the fuel consumption. SOLUTION: An injection device, which performs the preparatory injection for injecting fuel into a combustion chamber at the initial time of a suction process immediately after closing an exhaust valve, the main injection for injecting fuel into the combustion chamber near the compressive top dead point, and the pilot injection for injecting a small quantity of fuel before the main injection, is provided. Since a controller for controlling the injection device in response to the operating condition of an engine is provided, partial lean premixed compressive ignition combustion is performed so as to restrict the generation of NOx, and while the discharged variable of black smoke is lowered so as to improve the fuel comsumption.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
に係り、特に、NOxの生成を抑制しつつ黒煙の排出量
を低減して燃費を改善できるディーゼルエンジンに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel engine, and more particularly, to a diesel engine capable of suppressing NOx generation and reducing black smoke emission to improve fuel efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気中に含まれる
NOxを低減するためには、燃料の噴射時期を遅らせて
NOxの生成を抑制するタイミングリタードを行なうこ
とが効果的であり、黒煙の排出量を低下するためには燃
料の噴射圧力を高くし、あるいは、リエントラント形の
燃焼室を採用することが有効であるとされてきた。
2. Description of the Related Art In order to reduce NOx contained in exhaust gas of a diesel engine, it is effective to perform a timing retard that suppresses the generation of NOx by delaying a fuel injection timing. It has been considered effective to increase the fuel injection pressure or to employ a reentrant combustion chamber in order to reduce the pressure.

【0003】ところが、排気中に含まれるNOxを低減
させるべくタイミングリタードを行なうと黒煙の排出量
が増加するとともに燃費が悪化する懸念がある。また、
高圧噴射においては燃料の微粒化が向上するために黒煙
の排出量を改善できるにも拘らず、燃焼温度が上昇して
NOxの排出量が増加してしまう。従って、ディーゼル
エンジンにおいてはNOxの生成を抑制しつつ黒煙の排
出量を低減して燃費を改善することはきわめて困難であ
るとされていた。
[0003] However, if timing retardation is performed to reduce NOx contained in exhaust gas, there is a concern that the amount of black smoke emitted will increase and fuel efficiency will deteriorate. Also,
In high-pressure injection, although the atomization of fuel is improved, the emission of black smoke can be improved, but the combustion temperature rises and the emission of NOx increases. Therefore, it has been considered extremely difficult to improve fuel efficiency by reducing the amount of black smoke and suppressing the generation of NOx in diesel engines.

【0004】かかる事態を解決する手段として、予混合
圧縮着火方式のディーゼルエンジンが近年提案されてい
る。この予混合圧縮着火方式のディーゼルエンジンは、
圧縮行程の初期に燃料を燃焼室に噴射し、噴射された燃
料を圧縮行程で気化混合させて圧縮行程の終りに自然発
火により着火燃焼させるものであり、均一な希薄混合気
を形成することでNOxの生成を抑制しつつ黒煙の排出
を防止することができる。
As a means for solving such a situation, a diesel engine of a homogeneous charge compression ignition system has been proposed in recent years. This homogeneous charge compression ignition type diesel engine
Fuel is injected into the combustion chamber at the beginning of the compression stroke, the injected fuel is vaporized and mixed in the compression stroke, and ignited and combusted by spontaneous ignition at the end of the compression stroke, forming a uniform lean mixture. It is possible to prevent the emission of black smoke while suppressing the generation of NOx.

【0005】しかしながら、このように圧縮行程の初期
に燃料を噴射するようにしたこれまでの予混合圧縮着火
方式のディーゼルエンジンにおいては、着火性の悪い特
殊な燃料を、特殊な構成の燃料噴射装置を用いて供給す
る必要性があるにも拘らず、限られた負荷・回転領域で
しかエンジンの運転を行なうことができない。このため
に、負荷および回転領域が多岐にわたる車両用エンジン
に上記予混合圧縮着火方式を適用することは実質的に不
可能であるとされていた。
However, in the conventional homogeneous charge compression ignition type diesel engine in which fuel is injected at the beginning of the compression stroke, a special fuel having poor ignition performance is supplied to a fuel injection device having a special configuration. The engine can be operated only in a limited load / rotation region, although it is necessary to supply the engine using the engine. For this reason, it has been considered that it is practically impossible to apply the above-described homogeneous charge compression ignition method to a vehicle engine having various loads and rotation ranges.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、NOxの生成を抑制しつつ
黒煙の排出量を低減して燃費を改善できるディーゼルエ
ンジンを提供することを課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a diesel engine capable of suppressing black NOx emission while reducing NOx generation and improving fuel efficiency. Is an issue.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、排気弁の閉弁直後の吸入行程初期において
燃焼室に燃料を噴射する予備噴射と、圧縮上死点の近傍
において燃焼室に燃料を噴射する主噴射および主噴射に
先立って少量の燃料を燃焼室に噴射するパイロット噴射
を行なう噴射装置を設ける一方、エンジンの運転状態に
応じて噴射装置を制御するコントローラを設けたことを
特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a preliminary injection for injecting fuel into a combustion chamber at an early stage of a suction stroke immediately after an exhaust valve is closed, and a method for burning fuel near a compression top dead center. An injection device for performing a main injection for injecting fuel into the chamber and a pilot injection for injecting a small amount of fuel into the combustion chamber prior to the main injection, and a controller for controlling the injection device in accordance with the operating state of the engine; It is characterized by.

【0008】なお本発明は、エンジンの運転状態に応じ
て予備噴射、主噴射およびパイロット噴射の期間または
回数を変更して各噴射における燃料の噴射量を可変制御
するコントローラを設けることにより、噴射量の制御を
簡略化することができる。
The present invention provides an injection amount by providing a controller that variably controls the fuel injection amount in each injection by changing the period or the number of the preliminary injection, the main injection, and the pilot injection according to the operating state of the engine. Can be simplified.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るディーゼル
エンジンの一実施形態を示す全体構成図であり、燃料タ
ンク1からプレフィルタセジメント2、フィードポンプ
3およびフューエルフィルタ4を介して燃料が供給され
るサプライポンプ5を設けている。また、前記サプライ
ポンプ5の吐出口を逆止弁6を介してコモンレール7に
接続している。そして、エンジンの燃焼室に設けた噴射
ノズル8をフローリミッタ9を介してコモンレール7に
接続して蓄圧式の燃料噴射装置を構成している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a diesel engine according to the present invention, in which a supply pump 5 to which fuel is supplied from a fuel tank 1 via a pre-filter segment 2, a feed pump 3 and a fuel filter 4 is provided. ing. Further, the discharge port of the supply pump 5 is connected to a common rail 7 via a check valve 6. An injection nozzle 8 provided in a combustion chamber of the engine is connected to a common rail 7 via a flow limiter 9 to constitute a pressure-accumulation type fuel injection device.

【0010】10はコモンレール7の圧力を所定値に保
持する電磁スピル弁、11はリリーフ弁、12はコモン
レール7の燃料圧力の異常上昇を予防するプレッシャリ
ミッタ、13は噴射ノズル8に設けた電磁三方弁であ
り、エンジンのクランク軸14に設けた回転センサ1
5、気筒判別センサ16、アクセルセンサ17、コモン
レール7に設けた圧力センサ18から出力された信号
と、吸気温度あるいは気圧などで代表されるその他の制
御情報をコントローラ19に供給している。
Reference numeral 10 denotes an electromagnetic spill valve for maintaining the pressure of the common rail 7 at a predetermined value, 11 a relief valve, 12 a pressure limiter for preventing an abnormal rise in fuel pressure of the common rail 7, and 13 an electromagnetic three-way provided on the injection nozzle 8. A rotation sensor 1 provided on a crankshaft 14 of the engine.
5. The controller 19 is supplied with a signal output from a cylinder discrimination sensor 16, an accelerator sensor 17, a pressure sensor 18 provided on the common rail 7, and other control information represented by an intake air temperature or an air pressure.

【0011】コントローラ19は、上記各種の制御情報
に基づいて電磁スピル弁10および電磁三方弁13にそ
れぞれ制御信号を供給することにより、サプライポンプ
5の稼働を制御するとともに、噴射ノズル8から燃焼室
に供給される燃料の量および供給時期を最適制御する。
The controller 19 controls the operation of the supply pump 5 by supplying control signals to the electromagnetic spill valve 10 and the electromagnetic three-way valve 13 based on the various kinds of control information. Optimally controls the amount and timing of fuel supplied to the fuel cell.

【0012】コントローラ19は、回転センサ15およ
びアクセルセンサ17から出力された信号に基づいてエ
ンジンの運転状態を判断する。そして、コントローラ1
9から予備噴射信号を出力することにより、排気弁の閉
弁直後における吸入行程の初期に予備噴射を行なわせ
る。また、コントローラ19から主噴射信号を出力する
ことにより、圧縮上死点の近傍において主噴射を行なわ
せるとともに、この主噴射に先立ってパイロット噴射信
号を出力してパイロット噴射を行わせる。
The controller 19 determines the operating state of the engine based on the signals output from the rotation sensor 15 and the accelerator sensor 17. And the controller 1
By outputting a pre-injection signal from 9, pre-injection is performed at the beginning of the suction stroke immediately after the exhaust valve is closed. By outputting a main injection signal from the controller 19, the main injection is performed near the compression top dead center, and a pilot injection signal is output prior to the main injection to perform the pilot injection.

【0013】すなわち、上記のような構成になる蓄圧式
の燃料噴射装置と従来公知のホール式燃料噴射ノズルを
直接噴射式ディーゼルエンジンに装着し、コントローラ
19から出力された予備噴射信号に基づいて吸入行程の
初期に総噴射量の0〜5%に相当する量の燃料を噴射ノ
ズル8から燃焼室に噴射する。続いて、圧縮行程の中期
もしくは後期にコントローラ19からパイロット噴射信
号を出力して総噴射量の2〜15%に相当する量の燃料
をパイロット噴射した後に、主噴射信号を出力して圧縮
上死点の近傍で残りの量の燃料を噴射した。噴射ノズル
8の開弁特性を図2に示している。
That is, the pressure-accumulation type fuel injection device having the above-described configuration and a conventionally known Hall type fuel injection nozzle are mounted on a direct injection type diesel engine, and the suction is performed based on a preliminary injection signal output from the controller 19. At the beginning of the stroke, an amount of fuel corresponding to 0 to 5% of the total injection amount is injected from the injection nozzle 8 into the combustion chamber. Subsequently, in the middle or late stage of the compression stroke, the controller 19 outputs a pilot injection signal to pilot-inject an amount of fuel corresponding to 2 to 15% of the total injection amount, and then outputs the main injection signal to output the compression top dead center. The remaining amount of fuel was injected near the point. FIG. 2 shows the valve opening characteristics of the injection nozzle 8.

【0014】このように吸入行程の初期に総供給量の0
〜5%に相当する量の燃料を予備噴射し、圧縮行程の中
期もしくは後期に2〜15%の量の燃料をパイロット噴
射した後に、残りの量の燃料を主噴射した場合は、予備
噴射された燃料噴霧が吸気の乱れの影響を受けて燃焼室
に広く拡散して充分に混合される。そして、圧縮行程が
進行して吸気の温度が上昇すると、この温度上昇した吸
気を熱源として燃料噴霧の気化が促進されるために当量
比1を下回る希薄混合気が形成される。
As described above, at the beginning of the suction stroke, the total supply amount becomes zero.
If the fuel is pre-injected in an amount corresponding to 55%, the pilot injection of the fuel in the amount of 2 to 15% in the middle or late stage of the compression stroke, and the main injection of the remaining amount of fuel, the pre-injection is performed. The fuel spray is diffused widely into the combustion chamber under the influence of the turbulence of the intake air and is sufficiently mixed. Then, when the temperature of the intake air rises due to the progress of the compression stroke, the vaporization of the fuel spray is promoted using the intake air whose temperature has risen as a heat source, so that a lean mixture having an equivalence ratio of less than 1 is formed.

【0015】上記のようにして形成される希薄混合気
は、余剰の酸素を有しているためにすすの発生がなく、
しかも、熱容量が大きいために圧縮にともなう発熱の度
合が低くて着火し難い特徴を有している。そして、ピス
トンが圧縮上死点の近傍まで上昇して温度がより高くな
ると希薄混合気の一部が自己着火するが、残りの混合気
は未燃のまま残される。
The lean mixture formed as described above has no excess soot because it has excess oxygen.
In addition, since the heat capacity is large, the degree of heat generation due to the compression is low, so that it is difficult to ignite. Then, when the piston rises to the vicinity of the compression top dead center and the temperature becomes higher, a part of the lean air-fuel mixture self-ignites, but the remaining air-fuel mixture is left unburned.

【0016】コントローラ19から出力されたパイロッ
ト噴射信号に基づいてパイロット噴射が行われると、こ
のパイロット噴射燃料は速やかに気化するとともに、一
部自己着火する。そして、パイロット噴射に続いて出力
された主噴射信号に基づいて残りの燃料が噴射されるた
めに、主噴射燃料は予備噴射燃料およびパイロット噴射
燃料の燃焼により温度上昇した燃焼室で速やかに気化し
て燃焼し、予備噴射燃料およびパイロット噴射燃料によ
り形成されていた希薄混合気を一気に燃焼させる。この
とき、予備噴射燃料およびパイロット噴射燃料により形
成されていた希薄混合気は、余剰の酸素を含むものであ
るから黒煙の発生が抑制される。
When pilot injection is performed based on the pilot injection signal output from the controller 19, the pilot injection fuel is quickly vaporized and partially self-ignites. Then, since the remaining fuel is injected based on the main injection signal output following the pilot injection, the main injected fuel is quickly vaporized in the combustion chamber whose temperature has increased due to the combustion of the preliminary injection fuel and the pilot injection fuel. And burns the lean mixture formed by the preliminary injection fuel and the pilot injection fuel at once. At this time, since the lean mixture formed by the preliminary injection fuel and the pilot injection fuel contains excess oxygen, the generation of black smoke is suppressed.

【0017】上記のような燃焼に際して、予備噴射燃料
およびパイロット噴射燃料による希薄混合気の一部が着
火することにより発生した燃焼ガスが燃焼室に存在して
内部EGR効果をもたらす。このために、パイロット噴
射燃料および主噴射燃料の燃焼時におけるNOxの生成
が確実に抑制される。
In the combustion as described above, the combustion gas generated by igniting a part of the lean air-fuel mixture formed by the pre-injection fuel and the pilot injection fuel is present in the combustion chamber to bring about an internal EGR effect. For this reason, generation of NOx during combustion of the pilot injection fuel and the main injection fuel is reliably suppressed.

【0018】なお、本発明は前記のように黒煙の発生を
抑えることができる。従って、従来公知のEGRを併用
することも可能であり、EGRとの併用によってNOx
の抑制効果とCOならびにHCの低減効果をより高くす
ることができる。
The present invention can suppress the generation of black smoke as described above. Therefore, it is possible to use a conventionally known EGR together, and it is possible to use NOx
And the effect of reducing CO and HC can be further enhanced.

【0019】また、コントローラ19は従来公知のディ
ーゼルエンジンの場合と同様にエンジンの運転状態に応
じて燃料の総噴射量を可変制御するものであり、予備噴
射、パイロット噴射および主噴射における各噴射量の比
率をも最適制御する。
The controller 19 variably controls the total fuel injection amount in accordance with the operating state of the engine, similarly to the case of a conventionally known diesel engine. Is also optimally controlled.

【0020】すなわち、エンジンが例えば全負荷領域で
運転されている場合は、予備噴射燃料の量とパイロット
噴射燃料の量と主噴射燃料の量の比率を、3〜5:2〜
5:95〜90程度に設定する。また、エンジンが中負
荷領域で運転されているときは予備噴射燃料の量とパイ
ロット噴射燃料の量と主噴射燃料の量の比率を、2〜
4:5〜10:93〜86程度に設定する。そして、エ
ンジンが軽負荷領域で運転されているときは予備噴射燃
料の量とパイロット噴射燃料の量と主噴射燃料の量の比
率を、0〜3:7〜15:93〜82程度に設定するこ
とにより、NOxの生成を抑制しつつ黒煙の排出量を低
減して燃費を改善することができた。図3にNOx排出
量に対する排煙濃度および燃料消費率の特性を示す。
That is, when the engine is operated in the full load range, for example, the ratio of the amount of the pre-injection fuel, the amount of the pilot injection fuel, and the amount of the main injection fuel is set to 3-5: 2-
5: Set to about 95 to 90. When the engine is operated in the medium load range, the ratio of the amount of the pre-injection fuel, the amount of the pilot injection fuel, and the amount of the main injection fuel is set to 2 to
4: 5 to 10:93 to 86. When the engine is operated in the light load region, the ratio of the amount of the pre-injection fuel, the amount of the pilot injection fuel, and the amount of the main injection fuel is set to about 0-3: 7-15: 93-82. As a result, the emission of black smoke was reduced while the generation of NOx was suppressed, and the fuel economy was improved. FIG. 3 shows the characteristics of the exhaust gas concentration and the fuel consumption rate with respect to the NOx emission amount.

【0021】ところで、燃料の総供給量がきわめて少な
い軽負荷領域でエンジンが運転されているときは、吸入
行程の初期に予備噴射を行なって圧縮行程の中期もしく
は後期にパイロット噴射および主噴射を行なうと希薄混
合気の空燃比が大きくなり過ぎてパイロット噴射燃料お
よび主噴射燃料による燃焼炎の拡散が円滑に行なわれな
くなるために、希薄混合気の一部が未燃のまま排出され
てHCおよびCOの排出量が増加する懸念がある。
When the engine is operated in a light load region where the total fuel supply is extremely small, preliminary injection is performed at the beginning of the intake stroke, and pilot injection and main injection are performed at the middle or late stage of the compression stroke. And the air-fuel ratio of the lean air-fuel mixture becomes too large, so that the combustion flame is not smoothly diffused by the pilot injection fuel and the main injection fuel. There is a concern that the amount of emissions will increase.

【0022】しかしながら、本発明では前記のようにエ
ンジンの運転状態に応じて予備噴射燃料、パイロット噴
射燃料および主噴射燃料の比率を可変制御することによ
り、燃料の総供給量がきわめて少ない軽負荷領域での運
転時は予備噴射を省略して従来公知のパイロット噴射と
主噴射を行わせ、あるいは、主噴射のみとして従来公知
の通常のディーゼルエンジンと同様の燃焼を行なわせて
HOおよびCOの排出量の増加を防止することができ、
しかも、例えば寒冷時のエンジン始動時にも通常の燃料
供給形態を選択することにより、始動性を確保するとと
もに白煙の過剰な生成を抑制することが可能となる。
However, according to the present invention, the ratio of the pre-injection fuel, the pilot injection fuel and the main injection fuel is variably controlled according to the operating state of the engine as described above, so that the light load region where the total fuel supply amount is extremely small. During the operation at, the pre-injection is omitted and the conventionally known pilot injection and main injection are performed, or the same combustion as that of the conventionally known ordinary diesel engine is performed only as the main injection to discharge HO and CO. Increase can be prevented,
In addition, for example, by selecting a normal fuel supply mode even when the engine is started in cold weather, it is possible to secure startability and suppress excessive generation of white smoke.

【0023】さらに、上記のような各噴射燃料の制御に
際しては、エンジンの運転状態に応じて予備噴射、パイ
ロット噴射および主噴射の噴射期間もしくは噴射回数を
可変制御することにより、燃料の総噴射量および各噴射
量の比率を容易に変更することが可能となる。
Further, in controlling each of the injected fuels as described above, the total injection amount of the fuel is controlled by variably controlling the injection period or the number of injections of the preliminary injection, the pilot injection, and the main injection according to the operating state of the engine. And the ratio of each injection amount can be easily changed.

【0024】このように、本発明によれば予備噴射、パ
イロット噴射または主噴射の各噴射量を、それぞれの噴
射期間あるいは噴射回数などを可変制御して任意に変化
させることができるとともに、必要に応じて噴射時期を
も変更して通常のディーゼルエンジンと同様の供給形態
に切換運転することができるために、エンジンの運転状
態に応じて燃料の供給特性を最適制御することができ
る。
As described above, according to the present invention, each injection amount of the preliminary injection, the pilot injection or the main injection can be arbitrarily changed by variably controlling the respective injection periods or the number of injections. Accordingly, the injection timing can also be changed and the supply operation can be switched to the same supply mode as that of a normal diesel engine, so that the fuel supply characteristics can be optimally controlled according to the operating state of the engine.

【0025】上記実施形態では蓄圧式の燃料噴射装置を
用いてその一部を希薄予混合燃焼に適した燃料の供給を
行なう場合について説明しているが、例えば予備噴射を
行なう機械式ポンプとパイロット噴射および主噴射を行
なう機械式噴射ポンプを用いて予混合パイロット噴射燃
焼を行わせることもでき、または、このように2種のポ
ンプを用いる場合は、予備噴射においてセタン価の低い
燃料を噴射する一方、パイロット噴射および主噴射にお
いてセタン価の高い燃料を噴射するようにして燃焼時期
をより確実に最適制御することができる。
In the above-described embodiment, a case has been described in which a part of the fuel is supplied by using a pressure-accumulation type fuel injection device suitable for lean premixed combustion. Premixed pilot injection combustion can be performed using a mechanical injection pump that performs injection and main injection, or in the case where two types of pumps are used, fuel with a low cetane number is injected in preliminary injection. On the other hand, the combustion timing can be more reliably and optimally controlled by injecting fuel having a high cetane number in the pilot injection and the main injection.

【0026】なお、希薄予混合燃焼方式のディーゼルエ
ンジンにおける燃焼は、燃焼室の温度および酸素濃度に
大きく左右される。従って、エンジンの運転状態に応じ
て吸気の温度を可変制御する吸気温調整手段を設けて軽
負荷領域においてもより安定した燃焼を行なわせること
が可能となる。
The combustion in a lean premixed combustion type diesel engine largely depends on the temperature and oxygen concentration of the combustion chamber. Therefore, it is possible to provide an intake air temperature adjusting means for variably controlling the intake air temperature in accordance with the operation state of the engine, thereby performing more stable combustion even in a light load region.

【0027】ところで、希薄燃焼を行なわせるためには
燃料噴射時期を早くする必要性があるために、ピストン
が下降している状態で燃料を噴射する場合がある。従っ
て、従来公知の噴射ノズルのように噴射コーン角が大き
な噴射ノズルをそのまま用いた場合は、シリンダライナ
の壁面に到達して付着する燃料噴霧が多くなる。する
と、燃料噴霧の気化が悪化してHCおよびCOの排出量
が必要以上に多くなり、または、付着燃料によって油膜
の劣化がもたらされてしまうことが懸念される。
Incidentally, since it is necessary to make the fuel injection timing earlier in order to perform lean combustion, fuel may be injected with the piston lowered. Therefore, when an injection nozzle having a large injection cone angle, such as a conventionally known injection nozzle, is used as it is, the amount of fuel spray reaching and adhering to the wall surface of the cylinder liner increases. Then, there is a concern that the vaporization of the fuel spray deteriorates, the HC and CO emissions are increased more than necessary, or the oil film is deteriorated by the attached fuel.

【0028】しかしながら、本発明によれば、ピストン
が下降している状態で行なわれる可能性が高い予備噴
射、パイロット噴射の噴射回数を任意に設定することが
できるために、これらの噴射回数を増加させることによ
って一度に噴射する燃料の量をきわめて少なくし、もっ
て、燃料噴霧の運動量を下げてシリンダライナの壁面に
付着する燃料噴霧をほとんどゼロにすることができる。
従って本発明によれば、HCおよびCOの悪化を抑制す
ることができるとともに、油膜の劣化などの不具合を回
避することができる。
However, according to the present invention, it is possible to arbitrarily set the number of times of the preliminary injection and the pilot injection, which are likely to be performed in a state where the piston is lowered, so that the number of these injections is increased. By doing so, the amount of fuel injected at one time can be extremely reduced, so that the momentum of the fuel spray can be reduced and the fuel spray adhering to the wall surface of the cylinder liner can be made almost zero.
Therefore, according to the present invention, deterioration of HC and CO can be suppressed, and inconveniences such as deterioration of an oil film can be avoided.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
おいては、予備噴射された燃料による希薄混合気の存在
のもとにパイロット噴射と主噴射を行って着火燃焼させ
るようにしているために、NOxの生成を抑制しつつ黒
煙の排出量を低減して燃費を改善することができる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the pilot injection and the main injection are performed in the presence of the lean air-fuel mixture of the pre-injected fuel to cause ignition and combustion. In addition, the emission of black smoke can be reduced while suppressing the generation of NOx, thereby improving fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るディーゼルエンジンの一実施形態
を示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a diesel engine according to the present invention.

【図2】図1に示した噴射ノズルの開閉特性図である。FIG. 2 is an opening / closing characteristic diagram of an injection nozzle shown in FIG.

【図3】図2に示した噴射特性による燃焼と従来例によ
る燃焼のNOx排出量に対する排煙濃度および燃料消費
率の特性図である。
3 is a characteristic diagram of a flue gas concentration and a fuel consumption rate with respect to a NOx emission amount of the combustion according to the injection characteristic shown in FIG. 2 and the combustion according to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料タンク 2 プレフィルタセジメンタ 3 フィードポンプ 4 フューエルフィルタ 5 サプライポンプ 6 吐出弁 7 コモンレール 8 噴射ノズル 9 フローリミッタ 10 電磁スピル弁 11 リリーフ弁 12 プレッシャリミッタ 13 電磁三方弁 14 クランク軸 15 回転センサ 16 気筒判別センサ 17 アクセルセンサ 18 圧力センサ 19 コントローラ REFERENCE SIGNS LIST 1 fuel tank 2 pre-filter segmenter 3 feed pump 4 fuel filter 5 supply pump 6 discharge valve 7 common rail 8 injection nozzle 9 flow limiter 10 electromagnetic spill valve 11 relief valve 12 pressure limiter 13 electromagnetic three-way valve 14 crankshaft 15 rotation sensor 16 cylinder Discrimination sensor 17 Accelerator sensor 18 Pressure sensor 19 Controller

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気弁の閉弁直後の吸入行程初期におい
て燃焼室に燃料を噴射する予備噴射と、圧縮上死点の近
傍において燃焼室に燃料を噴射する主噴射および主噴射
に先立って少量の燃料を燃焼室に噴射するパイロット噴
射を行なう噴射装置と、エンジンの運転状態に応じて噴
射装置を制御するコントローラを備えてなるディーゼル
エンジン。
1. A preliminary injection for injecting fuel into a combustion chamber at an early stage of an intake stroke immediately after closing of an exhaust valve, a main injection for injecting fuel into the combustion chamber near a compression top dead center, and a small amount prior to main injection. A diesel engine comprising: an injection device for performing pilot injection for injecting the fuel into a combustion chamber; and a controller for controlling the injection device in accordance with an operating state of the engine.
【請求項2】 コントローラは、エンジンの運転状態に
応じて予備噴射、主噴射およびパイロット噴射の期間ま
たは回数を変更して各噴射における燃料の噴射量を可変
制御するものであ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。
2. The controller according to claim 1, wherein the controller changes the period or the number of times of the preliminary injection, the main injection, and the pilot injection in accordance with the operation state of the engine, and variably controls the fuel injection amount in each injection. The diesel engine according to claim 1.
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