JPH11315733A - 筒内噴射エンジン - Google Patents

筒内噴射エンジン

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JPH11315733A
JPH11315733A JP12196198A JP12196198A JPH11315733A JP H11315733 A JPH11315733 A JP H11315733A JP 12196198 A JP12196198 A JP 12196198A JP 12196198 A JP12196198 A JP 12196198A JP H11315733 A JPH11315733 A JP H11315733A
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JP
Japan
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injector
fuel
engine
injected
gasoline
Prior art date
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JP12196198A
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English (en)
Inventor
Toshio Suzuki
俊雄 鈴木
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 燃費の向上を図るとともに出力の向上を図っ
た筒内噴射エンジンを提供する。 【解決手段】 燃焼室12に臨む第1のインジェクタ1
3と、吸気ポート4に臨む第2のインジェクタ14とを
備え、前記第1のインジェクタ13からはガソリン18
を噴射し、前記第2のインジェクタ14からは高オクタ
ン燃料(軽油燃料)を噴射する。また、中低速回転で高
負荷以外の運転領域では、第1のインジェクタ13のみ
からガソリンを噴射する様に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼室に直接燃料を
噴射する筒内噴射エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】筒内噴射エンジンは、圧縮行程でリーン
燃料を噴射して成層化し、この成層化したリーン燃料を
燃焼させることにより、燃費の向上を図るものである。
しかしながら、このような筒内噴射エンジンは燃料がリ
ーンであるため大きな出力が出せない。この筒内噴射エ
ンジンの出力を向上させ加速性等を高めるためには、燃
料をリッチ化しなければならない。ところが成層燃焼で
はリッチ燃料は充分に燃焼しない。そこでリッチ燃料を
吸入行程で噴射して成層化しない混合気として燃焼させ
る予混合燃焼が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、筒内噴
射エンジンで、このように吸入行程でリッチ燃料を噴射
する予混合燃焼を行ったのでは通常のエンジンに比べよ
り大きな出力が出せず、また燃費の向上も図られない。
ここで高出力を得るためには圧縮比を高めることが考え
られる。ところが、リッチ燃料で圧縮比を高めて予混合
燃焼を行えばノッキングの問題が生じるとともに燃費が
悪化する。
【0004】本発明は上記従来技術を考慮してなされた
ものであって、燃費の向上を図るとともに出力の向上を
図った筒内噴射エンジンの提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、燃焼室に臨む第1のインジェクタと、
吸気ポートに臨む第2のインジェクタとを備え、前記第
1のインジェクタからはガソリンを噴射し、前記第2の
インジェクタからは高オクタン燃料を噴射することを特
徴とする筒内噴射エンジンを提供する。
【0006】この構成によれば、第1のインジェクタに
よりガソリンを燃焼室へ直接噴射して成層燃焼を行い、
これと併用して、第2のインジェクタにより高オクタン
燃料を吸気ポートから噴射して予混合燃焼を行うことが
できる。これにより、リーン燃料の直接噴射により燃費
の向上が図られるとともに、高オクタン燃料を用いて予
混合燃焼を行うため、高圧縮比で予混合燃焼を行っても
ノッキングを起こすことはなく、高出力が得られる。
【0007】好ましくは、エンジン回転数および吸入空
気量に基づいて運転領域を演算し、運転領域が中低速回
転で高負荷のとき、第1インジェクタからガソリンを噴
射するとともに第2インジェクタから高オクタン燃料を
噴射し、前記運転領域以外の運転領域では第1インジェ
クタのみからガソリンを噴射するように制御手段を構成
している。
【0008】この構成によれば、特にノッキングを起こ
しやすい中低速回転で高負荷時に、第2インジェクタか
らのポート噴射により高オクタン燃料が供給され、この
高オクタン燃料の混合気中に第1インジェクタからの直
接噴射の燃料が噴射されて成層化するため、エンドガス
のノッキングが抑制され、高圧縮比とすることが可能に
なる。
【0009】さらに好ましくは、前記高オクタン燃料は
軽油である。これにより、ガソリンに比べ燃焼作用が不
活発な軽油が用いられるため、ノッキングが充分確実に
抑制される。さらに好ましくは、前記第2インジェクタ
からの燃料噴射は、エンジン低温時には吸入行程で行
い、エンジン高温時には排気行程で行うように制御手段
を構成している。
【0010】これにより、エンジン低温時には吸入行程
で燃料が噴射されるため、低温の吸気ポート壁面への燃
料の付着が抑制され、また付着した液体燃料が吸引され
て気化しやすくなり、また高温時には排気行程で燃料が
噴射され充分に加熱されて気化しやすくなって燃焼が安
定する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
るエンジンの要部断面図である。ピストン1が摺動する
シリンダブロック2上にシリンダヘッド3が搭載され固
定される。シリンダヘッド3には吸気ポート4および排
気ポート5が形成され、その端部にそれぞれ吸気バルブ
6および排気バルブ7が装着される。これらの吸排気バ
ルブ6,7は、その弁軸がバルブガイド8を通してスラ
イド可能に装着され、その端部のバルブリフタ9を介し
てそれぞれ吸気カム10および排気カム11がスプリン
グ15に抗して各バルブを押圧してピストン1の上面側
に形成される燃焼室12を開閉駆動する。
【0012】燃焼室12側に臨んで第1インジェクタ1
3が装着され、吸気ポート4に臨んで第2インジェクタ
14が装着される。第1インジェクタ13は、通常のガ
ソリン燃料を筒内に直接噴射するためのものである。第
2インジェクタ14は、軽油あるいはその他の高オクタ
ン価の燃料を吸気ポートに噴射して予混合燃焼を行わせ
るためのものである。このように本発明に係るエンジン
には、直接噴射用の第1インジェクタ13と、ボート噴
射用の第2インジェクタ14が備わる。
【0013】図2は、上記エンジンにおける燃料を噴射
した後の燃焼室内の燃料分布状態の概念図である。例え
ば吸入行程で第2インジェクタ14から軽油を噴射して
空気と充分に混合して燃焼室内(シリンダボア)に軽油
の予混合燃料を供給する。続く圧縮行程で、軽油燃料1
7が吸引された燃焼室にこの圧縮行程の上死点近傍(図
示の状態)で第1インジェクタ13からガソリン燃料1
8を噴射する。これにより、ガソリン燃料18を噴射し
た部分ではガソリン燃料が軽油燃料と混合した状態で成
層化し、燃焼室12の周縁部のエンドガスは軽油燃料の
みとなる。このような軽油は、圧縮比を大きくしても自
然発火することはなく、ノッキングを起こさない。
【0014】したがって、圧縮比を例えば12.5〜1
3程度まで高めることが可能になる。これにより、リー
ン燃料の筒内直接噴射による圧縮比を高めて燃費の向上
とともに出力の向上を図ることができる。この場合、ノ
ッキングを起こすことなく比較的リッチな燃料を筒内直
接噴射することができるため、さらに大幅な出力の向上
が図られる。
【0015】図3は、本発明に係る筒内噴射エンジンに
おけるインジェクタの駆動制御の説明図であり、(a)
はエンジンの運転領域分布のグラフ、(b)はタイムチ
ャートである。また、図4は駆動制御のフローチャート
である。
【0016】まず、エンジン回転数および吸入空気量を
検出する(ステップS1)。これらの検出値に基づき、
例えば予め定めたマップ等に基づいて、エンジン回転数
と吸入空気量に応じたトルクによる図3(a)に示す運
転領域を算出する(ステップS2)。すなわち、現在の
運転状態が図3(a)の(A)(B)(C)のいづれの
領域にあるかを判別する。
【0017】次に、各運転領域(A)(B)(C)に応
じて、直接噴射による噴射量および噴射時期およびポー
ト噴射による噴射量および噴射時期を算出する(ステッ
プS3)。この算出した噴射量および噴射時期に基づい
て第1および第2インジェクタを駆動制御する(ステッ
プS4)。この場合、中低速で高負荷の(A)領域で
は、高温でかつピストンのサイクル周期が高回転時に比
べ長くなるため、ノッキングが最も起こりやすい。した
がって、この(A)領域になった場合に、前述のよう
に、第2インジェクタから軽油をポート噴射してノッキ
ングを抑制するとともに出力の向上を図る。
【0018】即ち、(A)領域では、図3(b)のタイ
ムチャートに示すように、暖機後の通常運転時でエンジ
ンが高温のときには、排気行程中に第2インジェクタか
ら軽油のポート噴射を行う。これにより充分暖機したエ
ンジンの熱により燃料の霧化の促進が図られる。さらに
吸入行程で空気と充分に攪拌され、軽油の予混合状態が
得られる。続く圧縮行程の終了近くで第1インジェクタ
から筒内に直接噴射を行う。これにより、前述のよう
に、ノッキングを起こすことなく高圧縮比の成層燃焼が
達成される。
【0019】エンジン低温時には、排気行程でのポート
噴射に代えて吸入行程で第2インジェクタから軽油のポ
ート噴射を行う。これにより低温の吸気ポート壁面との
接触時間が短くなり、吸気による攪拌作用とあいまって
壁面への液化燃料の付着が充分抑制される。この場合に
おいても高温時と同様に、吸気中への軽油のポート噴射
により、空気と充分に攪拌された予混合状態が得られ、
続く圧縮行程の終了近くで第1インジェクタから筒内に
直接噴射を行ったときに、前述のように、ノッキングを
起こすことなく高圧縮比の成層燃焼が達成される。
【0020】中低速低負荷の(B)領域では、図3
(b)のタイムチャートの(B)に示すように、圧縮行
程の終了近くで第1インジェクタから直接噴射を行い、
第2インジェクタによるポート噴射は行わない。これに
より、中低速回転で成層燃焼が行われ燃費の向上が図ら
れる。
【0021】高速の(C)領域ではノッキングは起こり
にくい。したがってこの領域では、図3(b)のタイム
チャートの(C)に示すように、吸入行程中に第1イン
ジェクタから直接噴射が行われる。これにより、直接噴
射によるシリンダ内での予混合が行われ、ノッキングを
起こすことなくリッチ側の燃料を用いて出力の向上を図
ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第1
のインジェクタによりガソリンを燃焼室へ直接噴射して
成層燃焼を行い、これと併用して、第2のインジェクタ
により高オクタン燃料を吸気ポートから噴射して予混合
燃焼を行うことができる。これにより、エンジンの運転
状態に応じて、リーン燃料の直接噴射により燃費の向上
が図られるとともに、軽油等の高オクタン燃料を用いて
予混合燃焼を行うため、高圧縮比で予混合燃焼を行って
もノッキングを起こすことはなく、高出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る筒内噴射エンジンの
断面図。
【図2】 図1のエンジンにおける燃料噴射分布状態の
説明図。
【図3】 図1のエンジンのインジェクタの駆動制御の
説明図。
【図4】 図1のエンジンの燃料噴射制御のフローチャ
ート。
【符号の説明】
1:ピストン、2:シリンダブロック、3:シリンダヘ
ッド、4:吸気ポート、5:排気ポート、6:吸気バル
ブ、7:排気バルブ、8:バルブガイド、9:バルブリ
フタ、10:吸気カム、11:排気カム、12:燃焼
室、13:第1インジェクタ、14:第2インジェク
タ、15:スプリング、16:点火プラグ、17:軽油
燃料、18:ガソリン燃料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 43/00 F02M 43/00 63/00 63/00 P

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室に臨む第1のインジェクタと、 吸気ポートに臨む第2のインジェクタとを備え、 前記第1のインジェクタからはガソリンを噴射し、 前記第2のインジェクタからは高オクタン燃料を噴射す
    ることを特徴とする筒内噴射エンジン。
  2. 【請求項2】エンジン回転数および吸入空気量に基づい
    て運転領域を演算し、 運転領域が中低速回転で高負荷のとき、第1インジェク
    タからガソリンを噴射するとともに第2インジェクタか
    ら高オクタン燃料を噴射し、 前記運転領域以外の運転領域では第1インジェクタのみ
    からガソリンを噴射するように制御手段を構成したこと
    を特徴とする請求項1に記載の筒内噴射エンジン。
  3. 【請求項3】前記高オクタン燃料は軽油であることを特
    徴とする請求項1または2に記載の筒内噴射エンジン。
  4. 【請求項4】前記第2インジェクタからの燃料噴射は、
    エンジン低温時には吸入行程で行い、エンジン高温時に
    は排気行程で行うように制御手段を構成したことを特徴
    とする請求項1、2または3に記載の筒内噴射エンジ
    ン。
JP12196198A 1998-05-01 1998-05-01 筒内噴射エンジン Pending JPH11315733A (ja)

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