TWI241379B - Charge-injected internal combustion engine - Google Patents

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TWI241379B
TWI241379B TW093110249A TW93110249A TWI241379B TW I241379 B TWI241379 B TW I241379B TW 093110249 A TW093110249 A TW 093110249A TW 93110249 A TW93110249 A TW 93110249A TW I241379 B TWI241379 B TW I241379B
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Masatoshi Suzuki
Tsuyoshi Takizawa
Shunji Akamatsu
Mamoru Uraki
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Honda Motor Co Ltd
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Description

1241379 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於具備有將燃料與噴射用空氣的混合氣直 接噴射到燃燒室的混合氣噴射閥的缸內噴射式內燃機,特 別是關於噴射用空氣是從藉由內燃機的曲柄軸的動力所驅 動的空氣泵浦所排出的壓縮空氣的缸內噴射式內燃機。 【先前技術】 以往的這種缸內噴射式內燃機,例如在專利文獻1所 揭示的構造,該內燃機,是具備有:將燃料與壓縮空氣的 混合氣直接噴射到燃燒室內的燃料噴射單元、以及用來將 壓縮空氣供給到與燃料噴射單元連通的空氣導管,而藉由 曲柄軸所驅動的壓縮機。供給到燃料噴射單元的燃料,是 在燃料噴射單元內與壓縮空氣混合,與來自於空氣導管的 壓縮空氣一起噴射到燃燒室。藉此,在燃燒室內,利用所 噴射的壓縮空氣導致形成很強的空氣流,來促進燃料的霧 化,而可得到燃燒性良好的內燃機。 可是’在內燃機啓動時’特別是在啓動開始之後,由 於壓縮機的排出空氣量較少,在由於內燃機的長時間的停 止狀態’導致空氣導管內的壓縮空氣的壓力降低的情況, 並不能供給用來將燃料輸送到氣缸內的充分高壓的壓縮空 氣。因此,由於從燃料噴射單元所噴射的壓縮空氣導致在 燃燒室內所形成的空氣流較弱,燃料不容易霧化,燃燒性 降低的結果,會讓啓動性降低。 (2) 1241379 因此,在專利文獻1的內燃機,在啓動時,將位於壓 縮行程的氣缸的燃料噴射單元的閥開啓,藉由將氣缸內的 壓縮空氣導入到燃料噴射單元內,提高空氣導管內的空氣 壓力。 【專利文獻1】 日本特表2000 — 514150號公報 【發明內容】 【發明欲解決的課題】 在上述先前技術中,由於是通過燃料噴射單元來抽取 壓縮行程時的壓縮空氣,氣缸內的壓力會降低,內燃機的 啓動性會降低。而爲了要提高空氣導管內的空氣壓力,則 需要控制燃料噴射單元的開閥時期,除了會讓燃料噴射單 元的控制複雜化之外,當需要用來檢測空氣導管內的壓力 的壓力感應器的情況,成本會增加。而由於氣缸內的空氣 會混入些許的油,這些油會成爲沉積物而附著堆積在燃料 噴射單元內的空氣通路壁,而可能會妨礙壓縮空氣的流動 〇 本發明鑑於這種情形,第1〜4發明,其目的是要提 供一種缸內噴射式內燃機,藉由簡單的控制,而有良好的 啓動性。第2、3發明,其目的是要減少成本,第4發明 ,其目的是要改善燃料費用。 【用以解決課題的手段及發明效果】 -6 - (3) 1241379 第1發明,是具備有:將燃料與噴射用空氣的混合氣 直接噴射到燃燒室內的混合氣噴射閥、用來排出噴射用空 氣的壓縮空氣而藉由曲柄軸的動力所驅動的空氣泵浦、以 及用來設定上述混合氣噴射閥的噴射時期的控制手段的缸 內噴射式內燃機,其特徵爲:具備有用來檢測上述內燃機 的機構狀態的機構狀態檢測手段,上述控制手段,是因應 藉由上述機構狀態檢測手段所檢測的上述機構狀態,將上 述噴射時期設定爲上述內燃機的壓縮行程,當藉由上述機 構狀態檢測手段檢測出上述內燃機的啓動動作時,會執行 上述噴射時期設定爲上述內燃機的進氣行程的啓動時控制 〇 藉此,當內燃機啓動時,機構轉速降低,藉由從以曲 柄軸的動力所驅動的空氣泵浦所排出的壓縮空氣而被升壓 的噴射用空氣的壓力,當在壓縮行程噴射混合氣而壓力不 夠高時,藉由啓動時控制,當燃燒室內的壓力成爲負壓的 進氣行程時,從混合氣噴射閥噴射混合氣。此時,除了燃 燒室內成爲負壓狀態之外,噴射用空氣,藉由從空氣泵浦 所供給的壓縮空氣,雖然壓力較低但仍具有較大氣壓力更 高的壓力,在混合氣噴射閥內混合氣的壓力與燃燒室內的 壓力的壓力差很大,所以能促進燃燒室內的燃料的霧化。 藉由因應機構狀態而在壓縮行程時從混合氣噴射閥與燃料 一起噴射的高壓的噴射用空氣,在燃燒室內形成很強的空 氣流,促進燃料的霧化,可得到良好的燃燒性,可在層狀 燃燒進行運轉。 -7- (4) 1241379 結果,藉由第1發明,可達到如下的效果。也就是說 ,混合氣噴射閥對燃燒室內的噴射時期是因應機構狀態設 定成壓縮行程的缸內噴射式內燃機,當檢測出內燃機的啓 動動作時’由於噴射時期是設定成進氣行程,所以藉由變 更噴射時期這樣的簡單的控制,可促進在燃燒室內的燃料 的霧化而提升啓動時的燃燒性’讓啓動性提升。由於沒有 將壓縮行程時的空氣壓力利用在噴射用空氣,所以不用擔 心由於沉積物塞住混合氣噴射閥內的空氣通路。並且,藉 由將混合氣噴射閥的噴射時期設定成壓縮行程,可得到良 好的燃燒性,並且可進行層狀燃燒,能改善燃料費。 第2發明,是針對第1發明的缸內噴射式內燃機,上 述機構狀態檢測手段包含用來檢測機構轉速的轉速檢測手 段’藉由上述轉速檢測手段,當檢測出到達:相當於上述 噴射用空氣的壓力到達在上述壓縮行程的混合氣可噴射的 基本空氣壓力的狀態的預定機構轉速時,上述控制手段, 在上述啓動時的控制,會將上述噴射時期從上述進氣行程 切換到上述壓縮行程。 藉此,不用使用用來檢測噴射用空氣的壓力的壓力感 應器,根據轉速檢測手段的檢測結杲,當噴射用空氣的壓 力到達基本空氣壓力時,噴射時期會從進氣行程切換到壓 縮行程,藉由高壓的噴射用空氣來進行燃料的霧化。 結果,藉由第2發明’除了第1發明的效果之外,可 達到如下的效果。也就是說,由於不需要用來檢測噴射用 空氣的壓力的壓力感應器’可減少成本,並且由於利用高 -8 - (5) 1241379 壓的噴射用空氣來進行燃料的霧化,可確保有良好的啓動 性。 第3發明,是針對第1發明的缸內噴射式內燃機,上 述機構狀態檢測手段包含用來檢測混合氣噴射閥的噴射次 數的噴射次數檢測手段,藉由上述噴射次數檢測手段,當 檢測出到達:相當於上述噴射用空氣的壓力到達在上述壓 縮行程的混合氣可噴射的基本空氣壓力的狀態的預定噴射 次數時,上述控制手段,在上述啓動時的控制,會將上述 噴射時期從上述進氣行程切換到上述壓縮行程。 藉此,不用使用用來檢測噴射用空氣的壓力的壓力感 應器,根據噴射次數檢測手段的檢測結果,當噴射用空氣 的壓力到達基本空氣壓力時,噴射時期會從進氣行程切換 到壓縮行程’藉由高壓的噴射用空氣來進行燃料的霧化。 結果,藉由第3發明,可達到與第2發明同樣的效果 〇 第4發明,是針對第1發明的缸內噴射式內燃機,上 述機構狀態檢測手段包含用來檢測上述內燃機的停止時間 的時間檢測手段’當藉由上述機構檢測手段檢測出上述內 燃機的啓動動作時,當藉由上述時間檢測手段所檢測出的 上述停止時間,在相當於上述噴射用空氣的壓力到達在上 述壓縮行程的混合氣可噴射的基本空氣壓力的狀態的預定 停止時間以內時,上述控制手段,會將上述噴射時期設定 爲上述壓縮行程,當上述停止時間超過上述預定停止時間 時,會執行上述啓動時的控制。 (6) 1241379 藉此,由於從內燃機前次的運轉停止時期到這次的啓 動開始時期的停止時間是在預定停止時間以內,所以壓縮 空氣從由空氣泵浦到混合氣噴射閥的空氣供給系統所存在 的些許的間隙的洩漏導致的噴射用空氣的壓力降低情形幾 乎沒有,或是很小,當在啓動開始時期噴射用空氣的壓力 在基本空氣壓力以上時,不執行啓動用控制,在壓縮行程 噴射混合氣。而且,藉由基本空氣壓以上的高壓的噴射用 空氣,在燃燒室內形成很強的空氣流,能促進燃料的霧化 ’可得到良好的燃燒性,啓動開始之後可進行層狀燃燒的 運轉。 結果,藉由第4發明,除了第1發明的效果之外,可 達到如下的效果。也就是說,即使當內燃機處於啓動狀態 時’當內燃機的停止時間在預定停止時間以內時,不進行 啓動時的控制,藉由以高壓的噴射用空氣進行混合氣的噴 射’可提升燃燒性,可確保良好的啓動性,可提早層狀燃 燒的運轉的開始時期,更可改善燃料費用。 【實施方式】 以下,參照第1圖〜第1 1圖來說明本發明的實施例 〇 參照第1圖〜第3圖,適用本發明的缸內噴射式內燃 g E ’是搭載於車輛也就是機車的水冷式單氣缸的四行程 內燃機,所具備的機構主體,是由:形成了收容曲柄軸5 的曲軸室的曲軸箱】、結合在曲軸箱1的上端部的氣缸2 -10- (7) 1241379 、結合在氣缸2的上端部的氣缸頭3、以及結合在氣缸頭 3的上端部的氣缸頭外殼4所構成。 內燃機E,是橫向配置成讓其曲柄軸5朝向車輛的左 右方向(車寬方向)延伸’並且相封於曲柄軸5 ’位在車輛 的前方的氣缸2 ’是以朝向車輛的上方傾斜的狀態(參照 第1圖、第2圖)被懸架在車體。 在該實施例中,關於內燃機E本身,上方向,是在氣 缸軸線L 1的方向D ’相對於氣缸2是氣缸頭3所位置的 方向。 可來回動作地嵌合在氣缸2的氣缸孔2 a的活塞6, 是經由連桿7,被連結在可旋轉地支承於曲軸箱1的曲柄 軸5。在活塞6與氣缸頭3之間,形成了燃燒室8,該燃 燒室8是由:形成在氣缸頭3的下面部的凹部3 a以及形 成在活塞6的頂面的腔室6a所構成。 合倂參照第4圖,在氣缸頭3,是形成有:具有開口 於燃燒室8的一對進氣口 9a的進氣孔9、以及具有開口 於燃燒室8的一個排氣口 1 〇 a的排氣孔1 0,設置有:分 別用來開閉一對的進氣口 9a的一對進氣閥Π、與用來開 閉排氣口 1 0 a的一個排氣閥1 2,並且面對於燃燒室8安 裝有混合氣噴射閥30及火星塞14。 混合氣噴射閥3 0,是以具有與氣缸軸線L 1大致同軸 的軸線的方式,從氣缸軸線方向D來看是配置在燃燒室8 的中心部,是將燃料與壓縮空氣的混合氣直接噴射到燃燒 室8。兩進氣閥1 1、排氣閥〗2及火星塞1 4,是以混合氣 -11 - (8) 1241379 噴射閥3 0爲中心’在其周圍在圓周方向隔著間隔配置著1 〇 在進氣孔9的入口 9b所開口的氣缸頭3的進氣側的 側面,是以與入口 9b連通的方式’連接著:具有空氣濃 淸器51(參照第7圖)及節流閥主體的進氣裝置的進氣胃 1 5,在排氣孔1 0的出口 1 〇b所開口著的氣缸頭3的排氣 側的側面,是連接著排氣裝置的排氣管。 這裡所謂的進氣側’是代表:在上述機構主體’包含 氣缸軸線L 1,且相對於平行於曲柄軸5的旋轉中心線L2 的平面Η,進氣孔9所位置的側邊,而所謂的排氣側,是 代表:在上述機構主體,相對於平面Η,排氣孔1 0所位 置的側邊。 從上述進氣裝置經過進氣管1 5所供給的進入空氣, 在活塞6下降的進氣行程,從進氣孔9通過打開的一對進 氣閥1 1進入到燃燒室8內。以混合氣的狀態從混合氣噴 射閥3 0被噴射到燃燒室8的燃料,在壓縮行程藉由上升 的活塞6壓縮之後,藉由火星塞! 4點火燃燒,在膨脹行 程藉由燃燒氣體的壓力而下降的活塞6,會經由連桿7將 曲柄軸5旋轉驅動。燃燒氣體,在排氣行程,會通過打開 的排氣閥1 2成爲排出氣體從燃燒室8排出到排氣孔1 0, 然後經過上述排氣裝置被排出到外部。 參照第1圖〜第5圖,用來將兩進氣閥1丨及排氣閥 1 2進行開閉的閥門裝置1 6,是具備有:可旋轉地被支承 在氣缸2的側部且具有進氣凸輪1 8丨及排氣凸輪丨8 e的凸 -12- (9) 1241379 輪軸1 7、可擺動地分別被支承在保持在氣缸2的一對支 承軸1 9 i、1 9 e ’而接觸於進氣凸輪1 8 i的進氣凸輪從動件 2 〇 i及接觸於排氣凸輪1 8 e的排氣凸輪從動件2 〇 e、可擺 動地分別被支承在保持於氣缸頭3的一對搖臂軸2 1 i、2 1 e ,而抵接於一對的進氣閥Π的閥桿的前端的進氣搖臂22 i 與抵接在排氣閥1 2的閥桿的前端的排氣搖臂2 2 e、以及 其各兩端部是抵接在進氣凸輪從動件2 0 i及排氣凸輪從動 件20e與進氣搖臂22i及排氣搖臂22e,分別將進氣凸輪 從動件2 0 i及排氣凸輪從動件2 0 e的擺動運動傳達到進氣 搖臂22i及排氣搖臂22e的一對桿部23i、23e。 如第1圖所示,凸輪軸1 7,是藉由經由包含:設置 在曲柄軸5的驅動鏈輪24、設置在凸輪軸1 7的凸輪鏈輪 25、及繞掛在兩鏈輪24、25的正時鏈條26的傳動機構所 傳達的曲柄軸5的動力,以其1 /2的旋轉速度被旋轉驅動 。與凸輪軸1 7 —起旋轉的進氣凸輪1 8 i及排氣凸輪1 8 e, 分別是經由:進氣凸輪從動件20i及排氣凸輪從動件20e 、一對的桿部23i、23e、進氣搖臂22i及排氣搖臂22e, 將藉由閥彈簧2 7而被朝向閉閥方向彈壓的一對進氣閥1 1 及排氣閥1 2,與曲柄軸5的旋轉同步而在預定的開閉時 期進行開閉。 參照第3圖、第6圖的話,跨越氣缸頭3及氣缸頭外 殼4所安裝的混合氣噴射閥3 〇,是將藉由燃料與噴射用 空氣所形成的混合氣直接噴射到燃燒室8的腔室6a內。 該混合氣噴射閥3 0,是由:燃料噴射閥3 1、以及空 -13- 1241379 氣噴射閥3 2所構成,該燃料噴射閥 於 3 1,是被插入到形成
,是將從燃料噴射閥3 1 所噴射的燃料、與通過空氣供給 昭 > \ N \ 系統50(參照第7圖)所供給的噴射用空氣的混合氣,從具 有用來開閉噴出口(沒有圖示)的閥體32ai的噴嘴部32a 噴射到燃燒室8內。 在插入筒4 c與燃料噴射閥3 1之間,藉由安裝在燃料 噴射閥3 1的閥主體3 1 b的外周的一對的環狀的密封墊3 3 、3 4所密封的環狀的燃料室3 6,是圍繞著閥主體3丨b形 成。在該燃料室3 6是被供給來自於燃料供給系統4 〇的燃 料。而在插入筒4c與燃料噴射閥3 1及空氣噴射閥3 2之 間,藉由密封墊3 4及安裝在空氣噴射閥3 2的閥主體3 2 b 的外周的環狀的密封墊3 5所密封的環狀的空氣室3 7,是 圍繞著燃料噴射閥3 1的噴嘴部3 1 a及空氣噴射閥3 2的空 氣導入部32c而形成。該空氣室37,該空氣室37,是供 給來自於上述空氣供給系統5 0的壓縮空氣來作爲噴射用 空氣。 從混合氣噴射閥3 0所噴射的混合氣中所包含的燃料 量、混合氣噴射閥3 0的噴射時期τ μ (參照第1 〇圖)及噴 射量’是因應於:藉由後述的機構狀態檢測手段所檢測出 的內燃機Ε的機構負荷、機構轉速N e及機構溫度等的機 構狀態,藉由作爲控制手段的電子控制裝置(以下稱爲「 E C U」)8 0 (參照第1圖)所設定。火星塞1 4的點火時期丁 i ( -14- 1241379 參照第10圖)也是因應上述機構狀態藉由ECU80所控制 〇 燃料噴射閥3 :1及空氣噴射閥3 2,是由藉由來自於 E C U 8 0的訊唬所開閉驅動的電磁閥所構成。燃料噴射閥 d,疋將燃料室3 6通過閥主體3 i b所形成的燃料導入 口 3U而流入到閥主體31b內的燃料,以藉由ecU8〇因 應上述機構狀態所設定的噴射時期Tf(參照第1〇圖)及燃 料重,從噴嘴部3〗a通過空氣導入部3 2 c噴射到空氣噴射 閥32的閥主體32b內。然後,空氣噴射閥32,以在混合 氣噴射閥30的噴射時期Tm&噴射量,將閥主體32匕內的 燃料與閥主體32b內及空氣室37的噴射用空氣的混合氣 ’從面對於燃燒室8內的噴嘴部32a朝向腔室6a噴射。 參照第7圖,燃料供給系統4〇,是由··將從燃料槽 4 1汲取的液體燃料局壓輸送的電動式的燃料栗浦4 9 '用 來將從燃料泵浦42供給到燃料室36的燃料的壓力調整成 設定燃料壓力PF的燃料壓力調整器43、以及使燃料泵浦 42與燃料壓力調整器43及燃料室36連通的燃料通路系 統44所構成。而合倂參照第6圖 '第8圖,設定燃料壓 力Pf的燃料,是經由連接導管45的管接頭46,通過由 形成在氣缸頭外殼4的?丨6F;摇比to — fn ^
從燃料泵浦4 2所排出的燃料中, 到燃料室 料通路4 4 ί 剩餘的燃料, 4 7回流到燃料 會tt燃料壓力§周整器4 3經過回流燃料通路 -15- (12) 1241379 槽4 1。 參照第5圖〜第7圖,空氣供給系統5 0,是由:藉 由曲柄軸5的動力所驅動,將從上述進氣裝置的空氣濾淸 器5 1所吸入的空氣調整成高壓的壓縮空氣排出的空氣泵 浦52、將從空氣泵浦52排出而供給到空氣室37內的壓 縮空氣也就是噴射用空氣的壓力調整成設定空氣壓力PA 的空氣壓力調整器53、以及使空氣泵浦52與空氣壓力調 整器5 3及空氣室3 7連通的空氣通路系統5 4所構成。該 設定空氣壓力 Pa,在壓縮行程,最好是在壓縮行程的後 半,是用來讓來自於混合氣噴射閥3 0的混合氣的噴射動 作可進行的壓力,是設定成在壓縮行程可進行混合氣的噴 射的最低壓力,也就是較後述的基本空氣壓PAG更高的壓 力。 設置在氣缸2的排氣側的空氣泵浦52,是在後述的 排出時期TA排出較設定空氣壓力PA更高壓的壓縮空氣的 容積型的往復式泵浦,是具備有:與氣缸2 —體成形的泵 浦主體52a、經由由薄板所構成的墊圈52c而結合在泵浦 主體52a的泵浦外殼52b、可旋轉地被支承在氣缸2且藉 由曲柄軸5的動力所旋轉驅動的旋轉軸5 5、以及與旋轉 軸5 5連結,並且可往復動作地嵌合在泵浦主體5 2 a,在 與泵浦外殼52b之間形成泵浦室52e的活塞52d。 在泵浦外殼52b,形成有:吸入部52f與排出部52g ;該吸入部52f形成有吸入通路52fl,吸入通路52Π設 置有吸入閥,該吸入閥是由將墊圈5 2 c的一部分作爲簧片 -16- (13) 1241379 閥體的簧片閥所構成;該排出部5 2g形成有排出通路 52§1 ’該排出通路52gl設置有具有藉由彈簧52h2所彈壓 的閥體5 2 h 1的排出閥5 2 h。合倂參照第!圖、第3圖, 旋轉軸5 5,是藉由經由以:設置在曲柄軸5的驅動鏈輪 5 6、設置在旋轉軸5 5的從動鏈輪5 7、繞掛在兩鏈輪5 6、 5 7的傳動鏈條5 8所構成的傳動機構所傳達的曲柄軸5的 動力,以與凸輪軸i 7等速而被旋轉驅動。 栗浦外殻5 2 b及排出部5 2 g,其全體,是鄰接氣缸頭 3的排氣側配置’並且位在較氣缸3的氣缸2的接合面3 d 更靠近氣缸頭3側,泵浦室5 2 e的最上部,是大致位在該 接合面3d上。並且,空氣室37的全體,是位在較燃料室 36更靠近空氣泵浦52。 活塞5 2 d,是經由止轉棒輥機構連結在旋轉軸5 5。具 體來說,活塞5 2 d ’在旋轉軸5 5的一端部,在從旋轉軸 5 5的&E轉中心線偏心設置的偏心軸5 5 a,是經由可滑動地 肷合於在活塞5 2 d所形成的圓柱狀的導引孔的圓筒狀的滑 動輪5 9而被連結,藉由旋轉軸5 5的旋轉,而於泵浦主體 5 2 a內,朝向泵浦主體5 2 a的軸線方向往復移動。在旋轉 軸5 5的另一端部,設置有用來旋轉驅動冷卻水泵浦2 8的 葉輪的傳動機構。 經過連接著與空氣濾淸器5 1連通的導管的管接頭60 ’從吸入通路5 2 f 1被吸入到泵浦室5 2 e的空氣,會被活 塞52d壓縮成爲高壓,將排出閥52h開啓成爲壓縮空氣排 出到排出通路5 2 g 1。 -17- (14) 1241379 參照第4圖、第8圖,空氣壓力調整器5 3,在部 地被收容於與氣缸頭外殼4的進氣側一體成型的收容 4d的狀態,被安裝在氣缸頭外殼4。空氣壓力調整器 ,是具備有:被收容在形成於收容部4 d的收容室4 e的 一盒體5 3 a、以及位在收容室4 e的外部藉由外殼5 3 c 覆蓋的第二盒體53b。在收容部4d與第一盒體53a之 ,形成有:藉由安裝在第一盒體5 3 a的一對環狀的密封 61、62所密封,在兩密封墊 61、62之間圍繞第一盒 53a的空氣導入室63、以及在密封墊62與收容部4d的 部之間圍繞第一盒體5 3 a的空氣放出部5 3 a 1的回流空 室64。在回流空氣室64,會通過空氣放出部53al導入 調整壓力時從空氣壓力調整器5 3所放出的剩餘的空氣。 在第二盒體53b,形成有:用來導入具有修正設定 氣壓力 PA時的基準壓力的作爲流體的外氣的空氣導入 5 3 d。外氣,會從形成在收容部4d與外殼5 3 c之間的間 5 3 e,流入到形成在第二盒體5 3 b與外殻5 3 c之間的空 5 3 f,從開放於該空間5 3 f的空氣導入孔5 3 d流入到空 壓力調整器5 3內。 合倂參照第7圖,是經由將形成於收容部4d的通 6 5 a作成一部分的空氣通路6 5而連通於燃料壓力調整 43,通過該空氣通路65,導入:具有因應空氣室37內 壓力修正燃料壓力調整器43的設定燃料壓力PF時的基 壓力的流體的具有設定空氣壓力PA的空氣。並且,回 空氣室64,是經由:藉由安裝在收容部4d的管接頭66 分 部 5 3 第 所 間 墊 體 底 氣 當 空 孔 隙 間 氣 路 器 的 準 流 -18 - (15) 1241379 及連接在該管接頭66的導管(沒有圖示)所形成的回流空 氣通路6 7而連通到空氣濾淸器5 1。從空氣泵浦5 2所排 出的壓縮空氣中,剩餘的空氣,會從空氣壓力調整器5 3 經過回流空氣通路6 7回流到空氣濾淸器5 1。 參照第5圖〜第8圖,空氣通路系統5 4,是由:連 接於泵浦外殻52b的排出通路52gl的出口且藉由導管68 所形成的空氣通路5 4 a、由形成在氣缸頭3的孔部所構成 的氣缸頭側空氣通路5 4b、由形成在氣缸頭外殼4的孔部 所構成的外殻側空氣通路5 4 c、設置在氣缸頭3及氣缸頭 外殼4的接合面,藉由用來連接器缸頭側空氣通路54b與 外殼側空氣通路54c的中空的定位銷栓69所形成的連接 空氣通路54d、以及從外殻側空氣通路54c分歧的分歧空 氣通路54e所構成。 由形成在氣缸頭外殼4的孔部所構成的分歧空氣通路 5 4 e,是經由外殼側空氣通路5 4 c使空氣室3 7與空氣壓力 調整器53連通。在分歧空氣通路54e是設置有阻尼孔70( 參照第4圖)。藉由該阻尼孔70,在從空氣泵浦52排出 較設定空氣壓力PA更高壓的壓縮空氣的時期,從空氣泵 浦5 2的排出開始時期起的預定時間,可將空氣室3 7內的 噴射用空氣的壓力保持爲較設定空氣壓力PA更高。阻尼 孔7 0,是構成了高壓維持構造,直到至少與混合氣噴射 閥3 0的噴射開始時期重疊的時期,能將噴射用空氣的壓 力暫時維持成較設定空氣壓力Pa更高的壓力。並且,藉 由阻尼孔7 0,抑制導向空氣壓力調整器5 3的壓縮空氣的 -19- (16) 1241379 波動,讓空氣壓力調整器5 3的調整壓力機能的精確度提 昇。 導管6 8是配置在氣缸2的排氣側,藉由將氣缸頭側 空氣通路5 4 b及外殻側空氣通路5 4 c分別形成在氣缸頭3 的排氣側及氣缸頭外殼4的排氣側’空氣通路系統5 4之 中,從空氣泵浦52到空氣室37的空氣通路54a、54b、 5 4 c,爲了流動於排氣孔1 〇的排出氣體,是被設置在溫度 較進氣側更高的氣缸頭3的排氣側及氣缸頭外殼4的排氣 側。 接著,參照第1圖、第3圖、第9圖、第10圖,針 對來自於空氣泵浦52的壓縮空氣的排出時期ΤΑ及ECU 80 所進行的混合氣噴射閥3 0的控制來加以說明。 參照第1圖,在ECU80,是輸入了來自於機構狀態檢 測手段的檢測訊號,該機構狀態檢測手段,是由:用來檢 測內燃機E的機構轉速Ne的轉速檢測手段也就是用來檢 測曲柄軸5的轉速的轉速感應器8 1、用來檢測機構負荷 的負荷檢測手段也就是用來檢測設置在上述進氣裝置的節 流閥的開度的負荷感應器82、用來檢測內燃機E在壓縮 行程的上死點的上死點檢測手段也就是用來檢測旋轉軸 5 5的旋轉位置的上死點感應器8 3、用來檢測內燃機E是 否處於啓動狀態的啓動檢測手段也就是啓動感應器8 4、 用來檢測機構溫度的機構溫度檢測手段也就是冷卻水溫感 應器8 5、用來進行對火星塞1 4的通電控制而將點火電路 調整成作動狀態或非作動狀態的點火開關86、當在十字 -20- (17) 1241379 路口暫時停車時’根據來自於讓內燃機E成爲停止狀態的 怠速停止控制裝置的訊號,來檢測該怠速停止控制裝置的 作動及非作動的怠速停止檢測手段,也就是讓上述點火電 路成爲作動狀態或非作動狀態的開關8 7所構成。 這裡所謂的內燃機E的啓動狀態,是藉由啓動開關的 導通狀態’來讓作爲啓動手段的啓動電動機(沒有圖示)作 動’處於停止狀態的曲柄軸5,從開始旋轉的啓動開始時 期到內燃機E成爲爆炸完畢狀態的啓動完成時期的運轉狀 態。在該實施例,啓動感應器8 4,是利用轉速感應器8 1 所構成,機構轉速N e,是當從啓動開始時期的〇起,到 啓動完成時期的機構轉速N e的轉速範圍時,作爲啓動狀 育旨〇 在ECU80的記憶體,是儲存有控制程式或各種分配 圖,用來控制··從燃料噴射閥3 1所噴射的燃料的噴射時 期T F及燃料量(與開閥時間相等)、空氣噴射閥3 2也就是 從混合氣噴射閥3 0所噴射的混合氣的噴射時間τΜ及噴射 量(這裡與開閥時間相等),E C U 8 0會根據這些控制程式來 控制混合氣噴射閥3 0。 以下,針對當內燃機Ε處於啓動狀態時的混合氣噴射 閥3 0的控制’參照第3圖、第9圖、第1 〇圖來加以說明 〇 參照用來說明混合氣噴射閥3 0的啓動時控制的程序 的第9圖的流程圖,在步驟s 1,當開始該流程時由於只 進行一次在後述的步驟S 6的判斷,所以將停止時間判斷 -21 - (18) 1241379 標誌F t設定爲1。 接著,在步驟S 2,會判斷上述點火電路是否爲作動 狀態,也就是判斷點火開關8 6及開關8 7是否一起爲導通 狀態,當判斷爲否定時會結束該程序。當開關8 7爲導通 狀態時,上述怠速停止控制裝置是處於非作動狀態,則不 進行怠速停止動作,開關8 7爲斷開狀態時,上述點火電 路會成爲非作動狀態,上述怠速停止控制裝置爲作動狀態 ,會進行怠速停止動作。當在步驟S 2的判斷爲肯定時, 在步驟S 3會讀取藉由轉速感應器8 1所檢測出的機構轉速 Ne。這裡在啓動開始之前,機構轉速Ne爲0。 進入到步驟S 4,根據來自於啓動感應器8 4的檢測訊 號’判斷內燃機E是否處於啓動狀態,當該判斷爲否定時 ,內燃機E是以啓動狀態以外的狀態運轉,所以進入到步 驟s 1 5,由於點火開關8 6或開關8 7爲斷開狀態,而會判 斷上述點火電路是否爲非作動狀態,當該判斷爲否定時, 內燃機E是在運轉狀態,而會回到步驟S 3繼續執行該程 序的處理。 當在步驟S 4的判斷爲肯定,而內燃機E爲啓動狀態 時’進入到步驟S 5,參照標誌Ft。標誌Ft是設定爲i, 當需要判斷停止時間t是否在預定停止時間t i以內時,進 入到步驟S 6。而當在步驟S 5的判斷爲否定時,由於停止 時間t的判斷已經執行,會進入到步驟S丨丨,判斷是否進 行混合氣噴射閥3 0的噴射時期Τ μ (參照第1 0圖)的啓動 時控制。 -22- (19) 1241379 在步驟S 6,會判斷:用來檢測從前次的停止時期到 這次的啓動開始時期的內燃機E的停止時間t的時間檢測 手段也就是計時器所檢測出的停止時間t ’是否在相當於 噴射用空氣的壓力在基本空氣壓力Pao以上的狀態的預定 停止時間t!以內。該計時器,也構成了用來檢測內燃機E 的機構狀態的上述機構狀態檢測手段。 噴射用空氣的壓力,由於當內燃機E停止時,空氣泵 浦的作動停止,壓縮空氣會從在氣缸2、氣缸頭3、及氣 缸頭外殼4所形成的空氣供給系統5 0的些許的間隙洩漏 而導致隨著停止時間t的經過而漸漸降低。該基本空氣壓 力P A G,是可進行在壓縮行程的來自於混合氣噴射閥3 0 的混合氣噴射的最低壓力。 平常的暫時的內燃機E的停止或怠速停止’在內燃機 E的停止後的短時間內再啓動時,由於停止時間1較短, 所以噴射用空氣的壓力幾乎不會降低或是降低得較少’噴 射用空氣的壓力,會是上述基本空氣壓力Pag以上的値。 因此,在怠速停止等狀況的短時間的停止時間後’當內燃 機E再啓動時,在步驟S 6的判斷是肯定的,在步驟S 7, 標誌Ft是設定爲〇之後,進入到步驟s 8 °在步驟S 8,噴 射用空氣是基本空氣壓力p a 〇以上’可進行在壓縮行程的 混合氣的噴射’所以不需要在進氣行程噴射混合氣’所以 爲了表示不執行在噴射時期的啓動時控制’啓動時控 制標誌Fs是設定爲0 ° 由於停止時間t很長,會經過相當於噴射用空氣的壓 -23- (20) 1241379 力低於基本空氣壓力PA〇的狀態的時間,當在步驟S6的 判斷爲否定時,在步驟S 9將標誌Ft設置爲0之後,進入 到步驟 S 1 0。在步驟S 1 0,由噴射用空氣的壓力是低於基 本空氣壓力 Pag,所以在壓縮行程時要進行混合氣的噴射 會很困難,會了顯示執行將噴射時期TM設定爲進氣行程 的啓動時控制,將標誌Fs設定爲1,進入到步驟S 1 1。 在步驟S 1 1,當標誌F s爲1時,進入到步驟S 1 2,會 判斷機構轉速Ne是否到達預定機構轉速Ne i。該預定機 構轉速Ne i,是相當於空氣室3 7內的噴射用空氣的壓力 到達基本空氣壓力P a 〇的狀態的機構轉速N e,是根據實 驗而預設的。 當在步驟S 1 2的判斷爲否定時,也就是當判斷空氣室 3 7內的噴射用空氣的壓力沒有到達基本空氣壓力PAG時, 進入到步驟S 1 3,混合氣噴射閥3 0的噴射時期TM是僅設 定爲進氣行程。如第1 〇圖(A)所示,來自於混合氣噴射閥 3 0,在噴射時期TM之前,從燃料噴射閥3 1在噴射時期 TF所噴射的燃料,會與噴射用空氣一起,朝向在進氣行 程而成爲負壓狀態的燃燒室8內,每次內燃機E的週期噴 射一次。藉由在該進氣行程的混合氣的噴射,直到壓縮上 死點前的點火時期T,,在燃燒室8全體形成大致均質的混 合氣,會進行讓該均質混合氣燃燒的均質燃燒。 更具體來說,當一次循環週期依序進行:進氣行程、 壓縮行程、膨脹行程、排氣行程時,在各循環週期,燃料 噴射閥3 1的噴射時期TF是設定爲進氣行程的前半部,混 -24- (21) 1241379 合氣噴射閥30的噴射時期TM (也是空氣噴射閥32的噴射 時期),是較噴射時期TF更慢的時期,這裡是設定爲進氣 行程的前半部。 此時,內燃機E停止之後,經過長時間,壓縮空氣從 空氣供給系統5 0的些微的間隙洩漏導致空氣室3 7內的空 氣壓力成爲與外氣的壓力也就是大氣壓力相等的程度的情 況,如第圖(A)所示,在這次的循環週期的噴射時期 TF,從燃料噴射閥3 1所噴射的燃料,會與具有在前側的 循環週期被提高了空氣壓力的噴射用空氣一起,或與這次 的循環週期爲啓動開始後的最初的循環週期時具有與大氣 壓力相等的空氣壓力的噴射用空氣一起,被噴射到燃燒室 8內。在這次的循環週期,從壓縮行程的前半部涵蓋到後 半部,在所設定的空氣泵浦5 2的排出時期TA所排出的壓 縮空氣,會使空氣室37內的噴射用空氣的壓力上升,壓 力上升的噴射用空氣,在下一次的循環週期會與燃料一起 被噴射到燃燒室8。由於內燃機E前次停止,在時間沒有 經過到空氣室3 7內的空氣壓力與大氣壓力相等的程度的 情況,從啓動開始,是以較大氣壓力更高壓力的噴射用空 氣,來噴射混合氣。 藉由步驟 S4〜S6、S9〜S13的一連串的步驟,噴射 用空氣的空氣壓力會變成低於基本空氣壓力PAQ,例如度 過成爲與大氣壓力相等的長時間,當成爲停止狀態的內燃 機E開始啓動時,一定會將噴射時期TM設定爲進氣行程 -25- (22) 1241379 當在步驟S 1 2的判斷爲肯定時,噴射用空氣的壓力, 是在基本空氣壓力P a 〇以上,所以進入到步驟s丨4,混合 氣噴射閥3 Q的噴射時期τ M,會從進氣行程切換到壓縮行 程,被設定成壓縮行程。如第1 0圖(B)所示,來自於混合 氣噴射閥3 0,在噴射時期Tm之前,從燃料噴射閥3 1被 噴射到噴射時期T F的燃料,會與噴射用空氣一起,朝向 爲壓縮行程而處於高壓狀態的燃燒室8內噴射。此時,從 混合氣噴射閥3 0所噴射的混合氣,幾乎都留在腔室6 a內 ,防止擴散到燃燒室8全體,在火星塞丨4附近存在有著 火性良好的混合氣,在腔室6 a的周圍存在有不包含燃料 的空氣層的狀態,混合氣會燃燒而進行層狀燃燒。 具體來說,在各循環週期,相對於從壓縮行程的前半 部涵蓋後半部所設定的空氣泵浦5 2的排出時期T a,燃料 噴射閥3 1的噴射時期TF,是設定爲較排出時期TA更早 的時期,例如設定爲進氣行程的後半部,混合氣噴射閥 30的噴射時期ΤΜ (也有空氣噴射閥32的噴射時期),是部 分與排出時期ΤΑ重疊的時期、或是不與排出時期ΤΑ重疊 ,僅稍慢於排出時期ΤΑ的時期,是被設定爲壓縮行程的 後半部。不管如何,噴射時期ΤΜ,是被設定成重疊於將 空氣室3 7內的噴射用空氣的壓力保持爲高於設定空氣壓 力ΡΑ的狀態的時期。 在啓動狀態,從啓動開始直到成爲預定機構轉速Ne i 的機構狀態,是相當於噴射用空氣的壓力未滿基本空氣壓 力Paq的狀態的第一機構狀態,當該第一機構狀態時,混 -26- (23) 1241379 合氣噴射閥3 0的噴射時期τ μ是設定爲進氣行程。而且’ 在啓動狀態,預定機構轉速N e 1以上時的機構狀態,是相 當於噴射用空氣的壓力爲基本空氣壓力Pag以上的狀態的 第二機構狀態,當該第二機構狀態時,混合氣噴射閥3 0 的噴射時期TM是設定爲壓縮行程。 與步驟S 4相關,當內燃機E在啓動以外的狀態運轉 時,E C U 8 0,會因應上述機構狀態,在壓縮行程或進氣行 程設定噴射時期TM。例如,在內燃機E啓動完畢之後, 在怠速運轉時及低速或低負荷運轉時等的內燃機E的一部 分的運轉區域,如第圖(B)所示,混合氣噴射閥30的 噴射時期TM是設定在壓縮行程的後半部,進行層狀燃燒 。而內燃機E的高速或高負荷運轉時的內燃機E的其他 運轉區域,混合氣噴射閥3 0的噴射時期TM是設定在進氣 行程,在燃燒室8全體形成大致均質的混合氣,進行均質 燃燒。 當在步驟S4的判斷爲否定,而步驟Si5的判斷爲肯 定時,則是停止包含怠速停止動作的內燃機E的運轉的時 候。此時,進入到步驟S 1 6,上述計時器,重設之後,開 始計時,結束該程序。 而且,直到步驟S4的判斷爲否定的啓動結束時,會 藉由ECU80,在每個時間執行步驟S3〜步驟S14的處理 〇 接著,針對前述構造的實施例的作用及效果加以說明 -27- (24) 1241379 是具備有:藉由混合氣噴射閥3 0與曲柄軸5的動力 所驅動的空氣泵浦5 2、以及因應藉由上述機構狀態檢測 手段所檢測出的上述機構狀態,將混合氣噴射閥3 0的噴 射時期TM設定在進氣行程或壓縮行程的E C U 8 0的內燃機 E,ECU80,當藉由啓動感應器84檢測出內燃機E啓動時 ,藉由執行將噴射時期TM設定在進氣行程的上述啓動時 控制,則當內燃機E啓動時,機構轉速N e會降低,當利 用從以曲柄軸5的動力所驅動的空氣泵浦5 2所排出的壓 縮空氣而壓力升高的噴射用空氣的壓力,爲了在壓縮行程 噴射混合氣,當壓力不夠高時,當燃燒室8內的壓力成爲 負壓的進氣行程時,會從混合氣噴射閥3 0噴射混合氣。 此時,除了燃燒室8內成爲負壓狀態之外,噴射用空氣, 藉由從空氣泵浦5 2所供給的壓縮空氣,雖然壓力較低, 但仍具有較大氣壓力更高的壓力,所以混合氣噴射閥3 〇 內的混合氣的壓力與燃燒室8內的壓力的壓力差會變得很 大,能促進在燃燒室8內的燃料的霧化。在壓縮行程時藉 由從混合氣噴射閥3 0與燃料一起噴射的高壓的噴射用空 氣,在燃燒室8內形成較強的空氣流,而可促進燃料的霧 化,可得到良好的燃燒性,並且可進行層狀燃燒的運轉。 結果,當檢測出內燃機E的啓動動作時,藉由將噴射 時期TM變更爲進氣行程這樣的簡單的控制,可促進在燃 燒室8內的燃料的霧化而提升啓動時的燃燒性,讓啓動性 提升。由於沒有將壓縮行程時的氣缸孔2a內的空氣壓力 利用在噴射用空氣,所以不用擔心由於沉積物塞住混合氣 -28- (25) 1241379 噴射閥3 0內的空氣通路。並且,藉由將混合氣噴射閥3 0 的噴射時期ΤΜ設定成壓縮行程,可得到良好的燃燒性, 並且可進行層狀燃燒,能改善燃料費。 藉由爲了計算出混合氣噴射閥3 0的燃料量或噴射時 期Τ μ所使用的構成上述機構狀態檢測手段的轉速感應器 8 1,當檢測出到達:相當於噴射用空氣的壓力達到在壓縮 行程混合氣可進行噴射的基本空氣壓力P AG的狀態的預定 機構轉速Ne i時,藉由將噴射時期TM從進氣行程切換到 壓縮行程,不使用用來檢測噴射用空氣的壓力的壓力感應 器,根據轉速感應器8 1的檢測結果,當噴射用空氣的壓 力達到基本空氣壓力PA〇時,噴射時期TM會從進氣行程 切換到壓縮行程,藉由基本空氣壓力PAG以上的壓力的噴 射用空氣來進行燃料的霧化。 結果,由於不需要用來檢測噴射用空氣的壓力的壓力 感應器,可減少成本,並且由於利用高壓的噴射用空氣來 進行燃料的霧化,可確保有良好的啓動性。 檢測出內燃機E啓動時當藉由上述計時器所檢測出的 停止時間t,在相當於噴射用空氣的壓力爲基本空氣壓力 PA〇以上的狀態的預定停止時間t!以內時,ECU80,會將 噴射時期Tm設定爲壓縮行程,當停止時間t超過預定停 止時間t i時’會執行上述啓動時的控制,由於從內燃機E 前次的運轉停止時期到這次的啓動開始時期的停止時間1 是在預定停止時間t i以內,所以壓縮空氣從由空氣泵浦 5 2到混合氣噴射閥3 0的空氣供給系統5 0及空氣室3 7所 -29- (26) 1241379 存在的些許的間隙的洩漏導致的噴射用空氣的壓 形幾乎沒有,或是很小,當在啓動開始時期噴射 壓力在基本空氣壓力Pag以上時,不執行上述啓 ,在壓縮行程噴射混合氣。而且,藉由基本空氣 上的高壓的噴射用空氣,在燃燒室8內形成很強 ,能促進燃料的霧化,可得到良好的燃燒性,啓 後可進行層狀燃燒的運轉。 結果,即使當內燃機E處於啓動狀態時,當 止動作等的暫停後的短時間內的再啓動時,當停 在預定停止時間t i以內時,不進行上述啓動時 藉由以高壓的噴射用空氣進行混合氣的噴射,可 性,可確保良好的啓動性,可提早層狀燃燒的運 時期,更可改善燃料費用。 空氣泵浦52的排出部52g及導管68,是鄰 3的排氣側配置,將氣缸頭側空氣通路5 4b及外 通路5 4c分別配置在氣缸頭3的排氣側及氣缸頭 排氣側,將從空氣泵浦5 2所排出的壓縮空氣導 室3 7的空氣通路系統5 4的空氣通路5 4 a、5 4 b、 被設置在:與流動於排氣孔1 〇的排出氣體的進 ,溫度較高的氣缸頭3的排氣側及氣缸頭外殼4 ,所以當藉由空氣泵浦5 2所壓縮升溫的壓縮空 該空氣通路54a、54b、54c時,可抑制壓縮空氣 低,可保持壓縮空氣的溫度。 結果,當壓縮空氣流動於空氣通路系統5 4 力降低情 用空氣的 動用控制 壓PA〇以 的空氣流 動開始之 在怠速停 止時間t 的控制, 提升燃燒 轉的開始 接氣缸頭 殻側空氣 外殼4的 引到空氣 54c,是 氣側相比 的排氣側 氣流動於 的溫度降 時,可防 -30- (27) 1241379 止或抑制由於與較壓縮空氣的溫度更低溫的通路壁的接觸 導致凝結水的產生,並且可保持較高的空氣室3 7內的噴 射用空氣的溫度,可促進啓動時的燃料的氣化,可使啓動 性提昇。 泵浦外殼52b及排出部52g,其全體,位於較氣缸頭 3的與氣缸2的接合面3d更靠近氣缸頭3側,泵浦室52e 的最上部,是大致位於該接合面3 d上,且藉由讓空氣室 3 7的全體,位於較燃料室3 6更靠近空氣泵浦5 2,則可將 空氣通路系統5 4中,從排出部5 2 g至空氣室3 7的空氣通 路5 4a、5 4b、5 4c縮短,並且可以集中配置在形成排氣孔 1 〇的氣缸頭3的排氣側及其附近處,所以可以提昇空氣 通路系統5 4中,從空氣泵浦5 2到空氣室3 7的空氣通路 5 4 a、5 4 b、5 4 c的壓縮空氣的保溫效果。結果,有助於將 噴射用空氣的溫度保持爲較高溫,能促進啓動時的燃料的 氣化,可提升啓動性。 藉由在空氣通路系統54,設置阻尼孔70,構成了 : 直到至少重疊於混合氣噴射閥3 0的噴射開始時期的時期 ,將噴射用空氣的壓力暫時維持成較設定空氣壓力PA更 高的壓力,在噴射時期TM,會與較設定空氣壓力Pa更高 壓的噴射用空氣一起噴射燃料,所以能更促進燃燒室8內 的燃料的霧化。 結果,當在啓動時將噴射時期TM設定在壓縮行程時 ,能促進在燃燒室8內的燃料的霧化,可讓啓動性提昇。 以下,針對變更了上述實施例的一部分的實施例,來 -31 · (28) 1241379 說明變更的構造。 在上述實施例中,將噴射時期T μ從進氣行程切換到 壓縮行程的時期是根據機構轉速Ne所決定的,如第Π圖 所示,是取代機構轉速N e,而根據混合氣噴射閥3 0的噴 射次數Ni來決定。 第1 1圖的顯示啓動時控制的控制程序的流程圖,是 將第9圖的流程圖在步驟S 3、S 1 2的處理分別置換到步驟 S 2 3、S 3 2的處理,其他處理是與第9圖的流程圖相同。 具體來說,在步驟S 2 3,開始進行從上述點火電路成 爲作動狀態後的混合氣噴射閥3 0的噴射次數N i的計算。 在步驟S 3 2,會判斷噴射次數N i是否爲預定噴射次數N i i 以下。預定噴射次數N i!,是相當於空氣室3 7內的噴射 用空氣的壓力到達基本空氣壓力PAG的狀態的噴射次數Ni ’是根據實驗所預先設定的複數的預定數値,例如是4〜 10° 當在步驟S 3 2的判斷爲否定時,也就是當判斷噴射用 空氣的壓力沒有到達基本空氣壓力Pag時,進入到步驟 S 1 3 ’將混合氣噴射閥3 〇的噴射時期Tm設定在進氣行程 。而當在步驟S 1 2的判斷爲肯定時,噴射用空氣的壓力是 在壓縮行程可進行混合氣的噴射的基本空氣壓力PAG以上 ’進入到步驟S 1 4 ’將混合氣噴射閥3 〇的噴射時期Tm從 進热行程切換到壓縮行程,設定在壓縮行程。 錯由執行步驟S 2 3的處理的ε C U 8 0的部分,構成了 fe測噴射次數Ni的噴射次數檢測手段,該噴射次數檢測 -32- (29) 1241379 手段也構成了上述機構狀態檢測手段。 藉由具備有上述噴射次數檢測手段的內燃機,不使用 用來檢測噴射用空氣的壓力的壓力感應器,根據上述噴射 次射檢測手段的檢測結果,當噴射用空氣的壓力到達基本 空氣壓力時,將噴射時期T M從進氣行程切換到壓縮行程 ,利用高壓的噴射用空氣來進行燃料的霧化,與上述實施 例根據機構轉速Ne來判斷是否到達基本空氣壓力P AG能 達到同樣的效果。 啓動感應器8 4,可取代轉速感應器8 1 ,能利用啓動 開關的導通、斷開所構成,也可藉由計時器,在啓動開始 時期開始計測,在經過預定時間後時間終了的構造。也可 使用反衝啓動機來作爲啓動手段。 內燃機E的高速或高負荷運轉時的混合氣噴射閥3 0 的噴射時期TM,在上述實施例,雖然僅設定在進氣行程 ,而也可各設定在進氣行程及壓縮行程,在該情況,對應 於該運轉狀態的燃料量會被分到進氣行程及壓縮行程,而 被供給到燃燒室8。 內燃機也可以是多氣缸內燃機。內燃機也可搭載於機 車以外的車輛,除了車輛以外,也可使用於船外發動機或 其他機器。 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明的實施例的在與缸內噴射式內燃機的 曲柄軸的旋轉中心線L 2垂直相交的平面的部分剖面圖, -33- (30) 1241379 針對閥門裝置,是第3圖、第5圖的I端視圖。 第2圖是第1圖的內燃機,是針對曲軸箱及氣缸,是 在與包a氣缸軸線的曲柄軸的旋轉中心線垂直相交的平面 的剖面圖’是針對氣缸頭的在第5圖的π - π端視的剖面 圖。 第3圖是第5圖的III 一 III端視的剖面圖。 第4圖是第2圖的氣缸頭及氣缸頭外殼的主要部分放 大圖’是針對空氣壓力調整器的收容部附近,是在第8圖 的IV — IV端視的剖面圖。 第5圖是將氣缸頭外殼卸下時的第i圖的v端視圖 〇 第6圖是第5圖的VI - VI端視的剖面圖與主要部分 的部分剖面圖。 第7圖是用來說明對於第1圖的內燃機的混合氣噴射 閥的燃料供給系統與空氣供給系統的示意圖。 第8圖是氣缸頭外殼的第1圖的VIII端視圖。 第9圖是用來說明第1圖的內燃機的混合氣噴射閥的 噴射時期的啓動時控制的程序的流程圖。 第1 〇圖是用來說明第1圖的內燃機的混合氣噴射闕 及燃料噴射閥的噴射時期、空氣泵浦的排出時期、及點火 時期的示意圖,(A)是混合氣噴射閥在進氣行程噴射混合 氣的圖面,(B)是混合氣噴射閥在壓縮行程噴射混合氣έ勺 圖面。 第1 1圖是用來說明本發明的其他實施例的缸內噴射 -34- (31) 1241379 式內燃機的混合氣噴射閥的噴射時期的啓動時控制的程序 的流程圖。 【圖號說明】 1 :曲軸箱 2 :氣缸
3 :氣缸頭 4 :氣缸頭外殼 5 :曲柄軸 6 :活塞 7 :連桿 8 :燃燒室 9 :進氣孔
1 〇 :排氣孔 1 1 :進氣閥 1 2 :排氣閥 1 4 :火星塞 1 5 :進氣管 1 6 :閥門裝置 1 7 :凸輪軸 1 8 i、1 8 e :凸輪 1 9 i、1 9 e :支承軸 2 0 i、2 0 e :凸輪從動件 22i、22e :搖臂軸 -35- (32) 1241379 2 3 i、2 3 e :桿部 2 4、2 5 :鏈輪 2 6 :正時鏈條 2 7 :閥彈簧 2 8 :冷卻水泵浦
3 0 :混合氣噴射閥 3 1 :燃料噴射閥 3 2 :空氣噴射閥 3 3〜3 5 :密封墊 3 6 :燃料室 37 :空氣室 4 0 :燃料供給系統 4 1 :燃料槽
42 :燃料泵浦 4 3 :燃料壓力調整器 44 :燃料通路系統 4 5 :導管 46 :管接頭 4 7 :回流燃料通路 5 0 :空氣供給系統 5 1 :空氣濾淸器 5 2 :空氣泵浦 5 3 :空氣壓力調整器 5 4 :空氣通路系統 -36- (33) (33)1241379 5 5 :旋轉軸 5 6、5 7 :鏈輪 5 8 :傳動鏈條 5 9 :滑動輪 60 :管接頭 6 1、6 2 :密封墊 63 :空氣導入室 64 :回流空氣室 6 5 :空氣通路 6 6 :管接頭 6 7 :回流空氣通路 68 :導管 6 9 :銷栓
7 0 :阻尼孔 80 : ECU 8 1 :轉速感應器 8 2 :負荷感應器 8 3 :上死點感應器 S4 :啓動感應器 8 5 :冷卻水溫感應器 8 6 :點火開關 8 7 :開關 E :內燃機 L 1 :氣缸軸線 -37 (34) 1241379 L2 :旋轉中心線 D :氣缸軸線方向 Η :平面
Pa:設定空氣壓力 Pao:基本空氣壓力 P f :設定燃料壓力 Ne :機構轉速 Ne!:預定機構轉速 F t、F s :標誌 t :停止時間 11 :預定停止時間 N i :噴射次數 Ni!:預定噴射次數 TM、TF :噴射時期 TA :排出時期 T i :點火時期 -38 -

Claims (1)

  1. (1) 1241379 拾、申請專利範圍 1. 一種缸內噴射式內燃機,是具備有:將燃料與噴射 用空氣的混合氣直接噴射到燃燒室內的混合氣噴射閥、用 來排出上述噴射用空氣的壓縮空氣而藉由曲柄軸的動力所 驅動的空氣泵浦、以及用來設定上述混合氣噴射閥的噴射 時期的控制手段的缸內噴射式內燃機,其特徵爲: 具備有用來檢測上述內燃機的機構狀態的機構狀態檢 測手段,上述控制手段,是因應藉由上述機構狀態檢測手 段所檢測的上述機構狀態,將上述噴射時期設定在上述內 燃機的壓縮行程,當藉由上述機構狀態檢測手段檢測出上 述內燃機的啓動動作時,會執行將上述噴射時期設定在上 述內燃機的進氣行程的啓動時控制。 2 ·如申請專利範圍第1項的缸內噴射式內燃機,其中 上述機構狀態檢測手段包含用來檢測機構轉速的轉速檢測 手段,藉由上述轉速檢測手段,當檢測出到達:相當於上 述噴射用空氣的壓力到達在上述壓縮行程的混合氣可噴射 的基本空氣壓力的狀態的預定機構轉速時,上述控制手段 ,在上述啓動時的控制,會將上述噴射時期從上述進氣行 程切換到上述壓縮行程。 3 ·如申請專利範圍第1項的缸內噴射式內燃機,其中 上述機構狀態檢測手段包含用來檢測混合氣噴射閥的噴射 次數的噴射次數檢測手段,藉由上述噴射次數檢測手段, 當檢測出到達:相當於上述噴射用空氣的壓力到達在上述 壓縮行程的混合氣可噴射的基本空氣壓力的狀態的預定噴 -39- (2) 1241379 射次數時,上述控制手段,在上述啓動時的控制,會將上 述噴射時期從上述進氣行程切換到上述壓縮行程。 4 .如申請專利範圍第1項的缸內噴射式內燃機’其中 上述機構狀態檢測手段包含用來檢測上述內燃機的停止時 間的時間檢測手段,當藉由上述機構檢測手段檢測出上述 內燃機的啓動動作時,當藉由上述時間檢測手段所檢測出 的上述停止時間,在相當於上述噴射用空氣的壓力到達在 上述壓縮行程的混合氣可噴射的基本空氣壓力以上的狀態 的預定停止時間以內時,上述控制手段,會將上述噴射時 期設定在上述壓縮行程’當上述停止時間超過上述預定停 止時間時,會執行上述啓動時的控制。 -40-
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