KR20210077666A - 전자 연료분사식 디젤 엔진 - Google Patents

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KR20210077666A
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히데유키 코야마
미츠구 오쿠다
유지 시노하라
미츠루 카미야마
히로키 오소
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가부시끼 가이샤 구보다
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Abstract

엔진을 소형화할 수 있는 전자 연료분사식 디젤 엔진을 제공한다.
실린더(1) 내의 연소실(2)과, 실린더헤드(3) 내의 연료분사실(4)과, 연료분사실(4)에 액체연료(5)를 분사하는 연료인젝터(6)와, 연료인젝터(6)로부터 분사하는 액체연료(5)를 축압하는 연료축압장치(7)와, 액체연료(5)의 분사의 시기와 양을 제어하는 전자 제어장치(8)를 구비하고 있다. 연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6b)(6c)은, 복수개 설치되며, 연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6b)(6c)으로부터 분사되는 액체연료(5)의 분사방향은, 연료분사실(4)의 내면으로 향해지고, 실린더(1) 내의 연소실(2)이 주연소실(2a)이 되고, 연료분사실(4)은, 주연소실(2a)과 분구(9)로 연통된 부연소실(4a)로 되어 있는 것이 바람직하다.

Description

전자 연료분사식 디젤 엔진
본 발명은, 전자 연료분사식 디젤 엔진에 관한 것으로, 상세하게는, 엔진을 소형화할 수 있는 전자 연료분사식 디젤 엔진에 관한 것이다.
종래, 전자 연료분사식 디젤 엔진으로서, 커먼레일 시스템을 구비한 직접 분사식 디젤 엔진이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특개 2014-20278호 공보(도 1 참조)
특허문헌 1의 것에서는, 실린더의 보어 지름을 작게 하면, 연소가 악화하고, 고소음(高騷音), 연비, 스모크 농도가 증가하는 등의 문제가 생기기 때문에, 엔진을 소형화할 수 없다.
본 발명의 과제는, 엔진을 소형화할 수 있는 전자 연료분사식 디젤 엔진을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 주요 구성은, 다음과 같다.
도 1에 예시하는 바와 같이, 실린더(1) 내의 연소실(2)과, 실린더헤드(3) 내의 연료분사실(4)과, 연료분사실(4)에 액체연료(5)를 분사하는 연료인젝터(6)와, 연료인젝터(6)로부터 분사하는 액체연료(5)를 축압(蓄壓)하는 연료축압장치(7)와, 액체연료(5)의 분사의 시기와 양을 제어하는 전자 제어장치(8)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
본 발명에서는, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)의 분사가 전자 제어되고, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합(豫混合)의 조절에 의해, 연소실(2)에서의 연소가 제어되어, 실린더(1)의 보어 지름을 작게 해도, 소음, 연비, 스모크 농도를 낮게 유지할 수 있어, 엔진을 소형화할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 실시형태에 따른 전자 연료분사식 디젤 엔진을 설명하는 도면으로, 도 1 (A)는 이 엔진의 신호와 액체연료의 흐름을 설명하는 블록도, 도 1 (B)는 도 1 (A)의 B-B선 단면에서의 부(副)연소실과 액체연료의 분사 패턴의 설명도이다.
[도 2] 본 발명의 실시형태에 따른 전자 연료분사식 디젤 엔진의 입단면(立斷面) 정면도이다.
[도 3] 도 2의 엔진의 입단면 측면도이다.
[도 4] 도 2의 엔진의 정면도이다.
도 1∼도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 전자 연료분사식 디젤 엔진을 설명하는 도면으로, 이 실시형태에서는, 수랭(水冷) 직렬 2기통의 전자 연료분사식 디젤 엔진에 대해 설명한다.
이 엔진에서는, 도 3에 나타내는 크랭크축(15)의 가설(架設)방향을 전후방향, 전후방향과 직교하는 수평방향을 좌우방향으로 하여 설명한다.
도 2∼4에 나타내는 바와 같이, 이 엔진은, 실린더블록(16)과, 실린더블록(16)의 상부에 조립된 실린더헤드(3)와, 실린더헤드(3)의 상부에 조립된 실린더헤드커버(17)와, 도 3에 나타내는 실린더블록(16)의 전부(前部)에 조립된 물펌프(18) 및 오일펌프(19)와, 물펌프(18)의 전부(前部)에 조립된 엔진 냉각팬(20)과, 엔진 냉각팬(20)의 전방(前方, 앞쪽)에 배치된 라디에이터(21)와, 실린더블록(16)의 후부(後部)에 배치된 플라이휠(22)과, 실린더블록(16)의 하부에 조립된 오일 팬(23)을 구비하고 있다.
이 엔진은, 흡기(吸氣)장치와, 배기(排氣)장치와, 연소장치와, 전자 제어장치와, 엔진 수랭장치를 구비하고 있다.
흡기장치는, 도 2에 나타내는 흡기 매니폴드(24)와, 흡기 매니폴드(24)의 흡기 상류측(上流側)에 접속되는 에어클리너(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
배기장치는, 도 2에 나타내는 배기 매니폴드(25)와, 배기 매니폴드(25)의 배기 하류측(下流側)에 접속되는 배기처리장치(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
흡기 매니폴드(24)는, 실린더헤드(3)의 좌우의 일측에, 배기 매니폴드(25)는 실린더헤드(3)의 좌우의 타측에 배치되어 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 연소장치는, 실린더(1) 내의 연소실(2)과, 실린더헤드(3) 내의 연료분사실(4)과, 연료분사실(4)에 액체연료(5)를 분사하는 연료인젝터(6)와, 연료인젝터(6)로부터 분사하는 액체연료(5)를 축압하는 연료축압장치(7)와, 액체연료(5)의 분사의 시기와 양을 제어하는 전자 제어장치(8)를 구비하고 있다.
이 때문에, 액체연료(5)의 분사가 전자 제어되며, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합의 조절에 의해, 연소실(2)에서의 연소가 적정화(適正化)되어, 실린더(1)의 보어 지름을 작게 해도, 소음, 연비, 스모크 농도를 낮게 유지할 수 있어, 엔진을 소형화할 수 있다.
전자 제어장치(8)에는, 엔진 ECU(26)가 사용되고 있다. ECU는, 전자 제어유닛의 약칭으로, 마이크로컴퓨터이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진 ECU(26)에는, 액셀 센서(27)와, 크랭크축 센서(28)와, 기통 판별 센서(29)가 전기적으로 접속되어 있다. 액셀 센서(27)는, 액셀 레버(도시하지 않음)의 조작 위치의 검출에 근거하여, 액셀 위치 검출신호를 엔진 ECU(26)에 발신한다. 크랭크축 센서(28)는, 크랭크축(15)의 실(實)회전수와 크랭크 각도를 검출하여, 실회전수 검출신호와 크랭크 각도 검출신호를 엔진 ECU(26)에 발신한다. 기통 판별 센서(29)는, 도 2의 동변(動弁, valve) 캠축(30)의 위상(位相)을 검출(檢出)하여, 캠축 위상 검출신호를 엔진 ECU(26)에 발신한다. 이 엔진은 4 사이클 엔진으로, 동변 캠축(30)은 흡기밸브(도시하지 않음)나 배기밸브(25a)를 개폐 구동하는 캠축이다.
엔진 ECU(26)는, 전자 거버너 기능을 구비하며, 액셀 위치 검출신호와 실회전수 검출신호에 근거하여, 엔진의 목표 회전수와 실회전수의 편차가 연산되며, 그 연산에 근거하여 엔진 부하(負荷)가 연산되고, 엔진의 목표 회전수와 엔진 부하에 근거하여, 메모리에 기억되어 있는 연료 제어 맵에 따라, 연료인젝터(6)의 액체연료(5)의 분사의 시기와 양이 설정되며, 연료인젝터(6)의 전자밸브(6a)에 인젝터 제어신호가 발신된다. 이 인젝터 제어신호에 따라, 연료인젝터(6)의 전자밸브(6a)가, 소정 타이밍에 소정 시간 밸브 개방되어, 연료인젝터(6)로부터 소정 타이밍에 소정량의 액체연료(5)가 분사된다. 액체연료(5)는 경유이다.
도 1 (A)에 나타내는 액셀 센서(27)에는 퍼텐쇼미터가 사용되고 있다.
크랭크축 센서(28)에는 픽업 코일이 사용된다. 이 크랭크축 센서(28)는, 플라이휠(22)에 장착된 크랭크축 검출 디스크(도시하지 않음)의 돌기가 센서 앞을 통과하는 것을 검출하는 근접(近接) 센서이다. 크랭크축 검출 디스크는, 주연(周緣)에 1개의 기점(起點) 돌기와, 등(等)피치로 설치된 다수의 위상 돌기를 구비하고 있다.
기통 판별 센서(29)에도 픽업 코일이 사용된다. 이 기통 판별 센서(29)는, 도 2에 나타내는 동변 캠축(30)에 장착된 캠축 위상 검출 디스크(도시하지 않음)의 돌기가 센서 앞을 통과하는 것을 검출하는 근접 센서이다. 캠축 위상 검출 디스크는, 주연에 1개의 돌기를 구비하고 있다.
크랭크축 센서(28)와 기통 판별 센서(29)는, 돌기의 픽업신호에 의한 실회전수 검출신호와 크랭크 각도 검출신호와 캠축 위상 검출신호를 엔진 ECU(26)에 발신하고, 엔진 ECU(26)에서는, 이 실회전수 검출신호와 크랭크 각도 검출신호로부터, 엔진의 실회전수와 크랭크 각도를 연산함과 아울러, 캠축 위상 검출신호로부터 각(各) 기통이 연소 사이클의 어느 행정에 있는지를 판별한다.
도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6b)(6c)은, 복수개 설치되어 있다.
이 때문에, 연료인젝터(6)의 복수의 연료분사구멍(6b)(6c)으로부터 분사된 액체연료(5)는, 연료분사실(4) 내에 넓게 확산하여, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합이 촉진된다.
도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6c)으로부터 분사되는 액체연료(5)의 분사방향은, 연료분사실(4)의 내면으로 향해져 있다.
이 때문에, 도 1 (A)에 나타내는 실린더(1) 내의 연소실(2)로부터 연료분사실(4) 안으로 밀어 넣어져, 그 내면을 따라 흐르는 압축공기(10)에, 도 1 (B)에 나타내는 연료분사구멍(6c)으로부터 액체연료(5)가 분사되어, 액체연료(5)가 압축공기(10) 중으로 넓게 확산해서, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합이 촉진된다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 실린더(1) 내의 연소실(2)이 주(主)연소실(2a)이 되고, 연료분사실(4)은, 주연소실(2a)과 분구(噴口)(9)로 연통(連通)된 부연소실(4a)이 되어 있다.
이 때문에, 연료인젝터(6)로부터 분사된 액체연료(5)의 일부는, 부연소실(4a)에서 압축공기(10)와 예혼합 연소되며, 나머지(殘部)는, 예혼합 연소의 연소가스로, 분구(9)로부터 주연소실(2a)로 분사되며, 주연소실(2a)에서 액체연료(5)가 넓게 확산하여, 주연소실(2a)에서의 연소가 촉진된다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 주연소실(2a)은, 실린더(1) 내에서 피스톤(1a)과 실린더헤드(3) 사이에 형성된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 부연소실(4a)은, 실린더헤드(3)의 저면(底面)의 오목부(3a)와 오목부(3a)에 안으로 끼워진 구금(口金)(3b) 사이에 형성되며, 분구(9)는 구금(3b)에 형성되어 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이 부연소실(4a)은 와류실로 되어 있다.
이 때문에, 연료인젝터(6)로부터 분사된 액체연료(5)는, 주연소실(2a)로부터 와류실에 밀어 넣어진 압축공기(10)의 와류에 휘말려, 부연소실(4a)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합이 촉진된다.
도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 실린더 중심축선(1c)과 평행한 방향에서 보아, 분구 중심축선(9a)과 직교하는 방향을 횡(橫)방향으로 하여, 분구(9)의 부연소실(4a)측의 개구단(開口端)(9b)이 가로길이가 긴 구멍으로 형성되어 있다.
이에 따라, 분구(9)로부터 부연소실(4a)로 유입하는 압축공기(10)가 가로길이의 개구단(9b)을 통해 부연소실(4a) 횡측(橫側) 공간에도 유입하기 쉽고, 이 횡측 공간 내의 공기의 유동이 촉진되어, 부연소실(4a)에서의 공기 이용률이 높아진다.
도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 분구(9)의 주연소실(2a)측의 개구단(9c)의 횡폭(橫幅)이, 부연소실(4a)측의 개구단(9b)의 횡폭보다 길게 형성되어 있다.
이에 따라, 분구(9)로부터 주연소실(2a)로 분출하는 미연(未燃) 연료 함유의 연소가스가 옆으로 넓은 개구단(9c)을 통해 주연소실(2a)에 옆으로 넓게 분출하여, 주연소실(2a)에서의 공기 이용률이 높아진다.
도 1 (A) (B)에 나타내는 바와 같이, 분구(9)는, 주연소실(2a)을 향하여 단면적(斷面績)이 넓어지는 확개(擴開) 형상으로 되어 있다.
이에 따라, 분구(9)로부터 주연소실(2a)로 분출하는 미연 연료 함유의 연소가스가 확개 형상의 분구(9)를 통해 주연소실(2a)에 넓게 확산하여, 주연소실(2a)에서의 공기 이용률이 높아진다.
도 1 (B)에 나타내는 바와 같이, 복수의 연료분사구멍(6b)(6c)은, 좌우방향 중앙의 단일 연료분사구멍(6b)과, 그 좌우에 배치된 한 쌍의 연료분사구멍(6c)(6c)으로 이루어진다.
좌우의 연료분사구멍(6c)(6c)은, 중앙의 연료분사구멍(6b)보다 구멍 지름이 작아, 좌우의 연료분사구멍(6c)(6c)으로부터 분사되는 액체연료(5)의 분사 패턴은, 중앙의 연료분사구멍(6b)으로부터의 그것보다 가늘고, 기름방울(油滴)도 작은 분무로 되어 있다. 이 좌우의 연료분사구멍(6c)(6c)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향은, 분구(9)의 좌우에 위치하는 부연소실(4a)의 내면으로 향해져 있다. 연료분사구멍(6b)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향은, 분구(9)를 통해 주연소실(2a)로 향해져 있다.
복수의 연료분사구멍(6b)(6c)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향은, 모두 분구(9)를 통해 주연소실(2a)로 향해진 것이어도 된다.
또한, 분구(9)는, 좌우방향 중앙의 분구(도시하지 않음), 그 좌우에 배치된 한 쌍의 분구로 이루어지는 것이어도 된다.
이 경우, 복수의 연료분사구멍(6b)(6c)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향은, 모두 다른 분구를 통해서 주연소실(2a)로 향해진 것이어도 되고, 중앙의 연료분사구멍(6b)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향만이 중앙의 분구를 통해서 주연소실(2a)로 향해지고, 좌우의 연료분사구멍(6c)으로부터의 액체연료(5)의 분사방향은, 중앙의 분구의 좌우에 위치하는 부연소실(4a)의 내면으로 향해진 것이어도 된다.
연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력은, 5∼50MPa(메가파스칼)로 설정되어 있다.
이 연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력은, 실린더 내의 연소실에 직접적으로 연료를 분사하는 기존의 커먼레일식 디젤 엔진의 그것이 일반적으로 120∼160MPa로 설정되어 있는 것에 대해, 상당히 낮게 설정되어 있다.
연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력이 5MPa 미만에서는, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)의 관통력이 부족하고, 50MPa를 초과하면, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)의 비행(飛行) 시간이 부족하며, 어느 경우에도 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합이 정체(停滯)할 우려가 있다. 이에 대해, 5∼50MPa에서는 상기 문제가 생기기 어렵고, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합이 촉진된다.
또한, 연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력이 5∼50MPa로 해결되어, 디젤 엔진이면서, 저압 연료 분사의 가솔린 분사 시스템 등의 연료인젝터(6)나 연료축압장치(7)의 부품을 전용할 수 있어, 다른 저압 연료 분사 시스템과 부품을 공통화(共通化)할 수 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 연료축압장치(7)는, 어큐물레이터(11)와, 어큐물레이터(11)에 액체연료(5)를 공급하는 연료피드펌프(12)를 구비하고 있다.
이 경우, 연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력이 5∼50MPa로 해결되어, 디젤 엔진이면서, 저압 연료 분사의 가솔린 분사 시스템 등의 어큐물레이터(11)와 연료피드펌프(12)를 그대로 전용(轉用)할 수 있어, 다른 저압 연료 분사 시스템과 연료축압장치(7)의 부품을 공통화할 수 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 어큐물레이터(11)는, 복수의 연료인젝터(6)에 액체연료(5)를 분배하는 딜리버리 파이프(11a)이다.
이 경우, 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료 압력이 5∼50MPa 정도가 되어, 디젤 엔진이면서, 저압 연료 분사의 가솔린 분사 시스템 등의 딜리버리 파이프(11a)를 그대로 전용할 수 있어, 다른 다(多)기통 저압 연료 분사 시스템과 연료축압장치(7)의 부품을 공통화할 수 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 딜리버리 파이프(11a)는, 연료압(燃料壓) 센서(11b)를 구비하며, 연료압 센서(11b)로 검출된 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압이 연료압 검출신호로서 엔진 ECU(26)에 보내지고, 엔진 ECU(26)로부터 연료피드펌프(12)의 전동(電動) 액추에이터(도시하지 않음)에 펌프 제어신호가 보내지며, 연료피드펌프(12)의 회전수 제어에 따라, 딜리버리 파이프(11a)로의 액체연료(5)의 공급량을 제어하여, 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압이 조절된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 연료피드펌프(12)는, 전동 액추에이터로 구동되는 펌프 구동 캠으로 펌핑된다.
또한, 도 1 (A) 중의 부호(13)는 안전밸브이며, 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압이 소정의 상한값을 초과하면, 밸브 개방되어, 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압을 저하시킨다.
딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압의 조절 방식으로서는, 딜리버리 파이프(11a) 내의 액체연료를 연료탱크(35)측으로 흘러나오게 하는 전동 스필 밸브(도시하지 않음)를 설치하며, 연료압 센서(11b)로 검출된 딜리버리 파이프(11a) 내의 연료압이 연료압 검출신호로서 엔진 ECU(26)로 보내지고, 엔진 ECU(26)로부터 전동 스필 밸브의 액추에이터에 밸브 제어신호가 보내져, 전동 스필 밸브의 개도(開度) 제어에 따라, 딜리버리 파이프(11a)로부터의 액체연료(5)의 누출량을 제어하는 것이어도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태에서는, 디젤 엔진이면서, 기존의 가솔린 분사 시스템의 연료피드펌프(12)와 딜리버리 파이프(11a)와 연료인젝터(6)가 그대로 전용되고 있다.
도 1 (A)에 나타내는 바와 같이, 연료피드펌프(12)에는 연료탱크(35)로부터 연료가 공급되며, 연료피드펌프(12)나 연료인젝터(6)의 액체연료(5)의 일부는, 오버플로우하여, 연료복귀통로(36)를 통해 연료탱크(35)로 돌아와, 연료피드펌프(12)나 연료인젝터(6)의 에어 정체가 해소된다.
상기 실시형태에서는, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 예혼합 촉진의 관점에서, 연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력은, 5∼50MPa로 설정되어 있지만, 이 분사 압력은 10∼40MPa로 설정하는 것이 더 바람직하다. 예혼합 촉진 기능이 더 확실하게 얻어지기 때문이다.
연료인젝터(6)의 액체연료(5)의 분사는, 메인 분사와, 메인 분사에 앞서는 프리(pre, 사전) 분사를 구비하고 있다.
이 때문에, 프리 분사의 액체연료(5)는, 연료분사실(4)에서 압축공기(10)와 혼합하여 연소되며, 메인 분사의 액체연료(5)는, 프리 분사의 연소가스로 착화되고, 연료분사실(4)에서의 액체연료(5)와 압축공기(10)의 연소가 촉진된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진 수랭장치는, 엔진 냉각수의 방열(放熱)을 행하는 라디에이터(21)와, 라디에이터(21)에서 방열된 엔진 냉각수를 흡인(吸引)하여 실린더자켓에 압송(壓送)하는 물펌프(18)와, 실린더자켓(31)과, 실린더자켓(31)과 연통하는 도 2의 실린더헤드자켓(32)과, 실린더헤드자켓(32)으로부터 라디에이터로의 엔진 냉각수의 환류(還流)와 그 정지를 제어하는 서모스탯 밸브(33)를 내장한 워터플랜지(34)와, 실린더헤드자켓(32)의 엔진 냉각수를 워터플랜지(34)로부터 물펌프(18)로 환류시키는 복귀 파이프(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
엔진 수랭장치에서는, 엔진 냉각수의 온도가 비교적 낮을 동안은, 서모스탯 밸브(33)의 밸브 폐쇄에 의해, 엔진 냉각수는, 그 전량(全量)이 복귀 파이프로부터 물펌프(18)로 흡입되며, 라디에이터(21)를 우회(迂回)하여, 실린더자켓(31)과 실린더헤드자켓(32)의 상호 간에서 순환해서, 엔진의 난기(暖機)가 이루어진다.
엔진 냉각수의 온도가 높아지면, 서모스탯 밸브(33)의 밸브 개방에 의해, 엔진 냉각수는, 라디에이터(21)와 물펌프(18)와 실린더자켓(31)과 실린더헤드자켓(32)의 상호 간을 그 순번(順番)으로 순환하여, 엔진의 냉각이 이루어진다. 엔진 냉각수의 일부는, 복귀 파이프로부터 물펌프(18)로 흡입되어, 라디에이터(21)를 우회한다.
본 발명의 실시형태의 설명은 이상과 같지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
상기 실시형태에서는, 2기통 엔진에 대해 설명했지만, 본 발명은, 단(單)기통이나 3기통 이상의 다기통 엔진에도 적용할 수 있다.
또한, 연료분사실(4)은, 반드시 부실식(副室式)이 아니어도 되며, 분구(9)를 가지지 않는 실(室), 즉 실린더헤드(3)의 저면을 단순히 오목하게 한 실이어도 된다.
또한, 연료인젝터(6)의 연료분사구멍은, 반드시 복수가 아니어도 되며, 단일이어도 된다. 이 경우, 연료분사구멍으로부터 분사되는 액체연료(5)의 분사는, 반드시 연료분사실(4)의 내면으로 향해지지 않아도 되며, 분구(9)를 통해 주연소실(2a)로 향해진 것이어도 된다. 또한, 분구(9)가 없는 경우에는, 연료분사실(4)의 개구를 통해 주연소실(2a)로 향해진 것이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 엔진의 실회전수나 크랭크 각도의 연산이나 각 기통이 연소 사이클의 어느 행정(行程)에 있는가의 판별은, 크랭크축 센서(28)와 기통 판별 센서(29)로 이루어지는 2개의 센서의 검출에 근거하고 있지만, 이 2개의 센서 대신에, 1개의 위상 센서(도시하지 않음)의 검출에 근거하여, 엔진의 실회전수나 크랭크 각도의 연산이나 각 기통이 연소 사이클의 어느 행정에 있는가의 판별을 행할 수도 있다. 이 위상 센서에는, 픽업 코일이 사용된다. 이 위상 센서는, 동변 캠축(30)에 장착된 위상 검출 디스크(도시하지 않음)의 돌기가 센서 앞을 통과하는 것을 검출하는 근접 센서이다. 위상 검출 센서는, 주연에 1개의 기점 돌기와, 등피치로 설치된 다수의 위상 돌기를 구비하고 있다. 이 위상 센서는, 돌기의 픽업신호를 엔진 ECU(26)에 발신하고, 엔진 ECU(26)에서는, 픽업신호의 펄스파의 주기나, 센서 앞을 통과한 돌기의 펄스파의 서수(序數)에 근거하여, 엔진의 실회전수와 크랭크 각도를 연산함과 아울러, 센서 앞을 통과한 돌기의 펄스파의 위상에 따라 각 기통의 연소 사이클이 어느 행정에 있는지를 판별한다.
이 실시형태에서는, 연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력이 5∼50MPa로 해결되기 때문에, 전자 연료분사식 디젤 엔진이면서, 기계 캠 연료분사식 디젤 엔진의 부실식 연소실용의 저압 연료분사 펌프를 연료피드펌프(12)로 전용할 수 있고, 이 경우에는, 기계 캠 연료분사식 디젤 엔진과 부품을 공통화할 수 있다. 이 연료피드펌프(12)는, 기존의 연료분사 캠축(14)으로 구동된다.
(1)…실린더, (1b)…실린더 중심축선, (2)…연소실, (2a)…주연소실, (3)…실린더헤드, (4)…연료분사실, (4a)…부연소실, (5)…액체연료, (6)…연료인젝터, (6b)(6c)…연료분사구멍, (7)…연료축압장치, (8)…전자 제어장치, (9)…분구, (9a)…분구 중심축선, (9b)(9c)…개구단, (10)…압축공기, (11)…어큐물레이터, (11a)…딜리버리 파이프, (12)…연료피드펌프.

Claims (12)

  1. 실린더(1) 내의 연소실(2)과, 실린더헤드(3) 내의 연료분사실(4)과, 연료분사실(4)에 액체연료(5)를 분사하는 연료인젝터(6)와, 연료인젝터(6)로부터 분사하는 액체연료(5)를 축압(蓄壓)하는 연료축압장치(7)와, 액체연료(5)의 분사의 시기와 양을 제어하는 전자 제어장치(8)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  2. 청구항 1에 있어서,
    연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6b)(6c)은, 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    연료인젝터(6)의 연료분사구멍(6c)으로부터 분사되는 액체연료(5)의 분사방향은, 연료분사실(4)의 내면으로 향해져 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    실린더(1) 내의 연소실(2)이 주(主)연소실(2a)이 되고, 연료분사실(4)은, 주연소실(2a)과 분구(噴口)(9)로 연통(連通)된 부(副)연소실(4a)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  5. 청구항 4에 있어서,
    부연소실(4a)은 와류실로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    실린더 중심축선(1c)과 평행한 방향에서 보아, 분구 중심축선(9a)과 직교하는 방향을 횡방향(橫方向)으로 하여, 분구(9)의 부연소실(4a)측의 개구단(開口端)(9b)이 가로길이가 긴 구멍으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  7. 청구항 6에 있어서,
    분구(9)의 주연소실(2a)측의 개구단(9c)의 횡폭(橫幅)이, 부연소실(4a)측의 개구단(9b)의 횡폭보다 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    분구(9)는, 주연소실(2a)을 향하여 단면적(斷面績)이 넓어지는 확개(擴開) 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    연료인젝터(6)로부터의 액체연료(5)의 분사 압력은, 5∼50MPa로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  10. 청구항 9에 있어서,
    연료축압장치(7)는, 어큐물레이터(11)와, 어큐물레이터(11)에 액체연료(5)를 공급하는 연료피드펌프(12)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  11. 청구항 10에 있어서,
    어큐물레이터(11)는, 복수의 연료인젝터(6)에 액체연료(5)를 분배하는 딜리버리 파이프(11a)인 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    연료인젝터(6)의 액체연료(5)의 분사는, 메인 분사와, 메인 분사에 앞서는 프리 분사를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 연료분사식 디젤 엔진.
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