WO2021153571A1 - エンジン - Google Patents

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WO2021153571A1
WO2021153571A1 PCT/JP2021/002710 JP2021002710W WO2021153571A1 WO 2021153571 A1 WO2021153571 A1 WO 2021153571A1 JP 2021002710 W JP2021002710 W JP 2021002710W WO 2021153571 A1 WO2021153571 A1 WO 2021153571A1
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fuel injection
injection valve
fuel
engine
cylinder
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PCT/JP2021/002710
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勇紀 小柴
森 匡史
田中 健吾
哲司 上田
成俊 菅田
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to the engine.
  • the engine has the highest thermal efficiency under the rated conditions, that is, under a high load. Therefore, for example, it is conceivable to improve the thermal efficiency by shortening the combustion period at the time of high load. Therefore, it is conceivable to shorten the fuel injection period by increasing the injection hole area of the fuel injection valve. However, if the injection hole area of the fuel injection valve is increased, the fuel injection amount at low load may become larger than necessary, which may lead to deterioration of thermal efficiency.
  • At least one embodiment of the present disclosure aims to improve the thermal efficiency of the engine under a wide range of operating conditions from low load to high load.
  • the engine according to at least one embodiment of the present disclosure is With at least one cylinder, With at least one piston arranged in the at least one cylinder, A plurality of fuel injection valves arranged in at least one cylinder, the first fuel injection valve having a specified total injection hole area, and a total injection hole smaller than the total injection hole area of the first fuel injection valve.
  • a plurality of fuel injection valves including a second fuel injection valve having an area, A control device for controlling the first fuel injection valve and the second fuel injection valve according to the load of the engine is provided.
  • the engine according to at least one embodiment of the present disclosure is With at least one cylinder, With the first piston arranged in at least one cylinder, A second piston arranged in the same cylinder as the cylinder in which the first piston is arranged, and a second piston arranged so as to face the first piston.
  • a control device for controlling the first fuel injection valve and the second fuel injection valve is provided. The control device is When the engine is heavily loaded, the first fuel injection valve and the second fuel injection valve are controlled so that fuel is injected from both the first fuel injection valve and the second fuel injection valve. When the load of the engine is low, the injection of fuel from the first fuel injection valve is stopped, and the first fuel injection valve and the second fuel injection valve are operated so that fuel is injected from the second fuel injection valve. It is configured to control.
  • the thermal efficiency of the engine can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.
  • expressions such as “same”, “equal”, and “homogeneous” that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
  • an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained.
  • the shape including the part and the like shall also be represented.
  • the expressions “equipped”, “equipped”, “equipped”, “included”, or “have” one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an engine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an engine according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the engine according to still another embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the fuel injection system of the engine shown in FIGS. 1 and 3.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the fuel injection system of the engine shown in FIG.
  • the engine 1 according to some embodiments includes an engine main body 11, a control device (ECU) 13, a fuel pump 15, a common rail 17, and a fuel injection valve 100. ing.
  • ECU control device
  • the control device 13 is a control device for controlling each part of the engine 1.
  • the fuel pump 15 is a pump for supplying fuel to the engine 1.
  • the common rail 17 is a pressure accumulator that accumulates the fuel supplied from the fuel pump 15 to a predetermined supply pressure.
  • the fuel injection valve 100 is a fuel injection device for injecting the fuel supplied from the common rail 17 into the cylinder 20 of the engine body 11.
  • the engine 1 includes at least one cylinder 20 and at least one piston 30 arranged in the at least one cylinder 20.
  • the fuel injection valve 100 is a plurality of fuel injection valves 100 arranged in at least one cylinder 20 and is a specified total.
  • the first fuel injection valve 101 having the injection hole area and the total injection hole area (second total injection hole area Sa2) smaller than the total injection hole area (first total injection hole area Sa1) of the first fuel injection valve 101 are set.
  • the fuel injection valve 100 is configured to open only while receiving the valve opening signal from the control device 13 so that the supplied fuel can be injected.
  • the common rail 17 supplies fuel to the first common rail 171 for supplying fuel to the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102.
  • a second common rail 172 for the purpose of
  • the fuel pump 15 includes a first fuel pump 151 for supplying fuel to the first common rail 171 and a second fuel pump 152 for supplying fuel to the second common rail 172. Includes.
  • the control device 13 shown in FIGS. 4 and 5 is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 according to the load of the engine 1.
  • the control contents in the control device 13 according to some embodiments will be described in detail later.
  • the engine 1A shown in FIG. 1 and the engine 2B shown in FIG. 2 are, for example, opposed piston engines, and in each of the at least one cylinder 20, a pair of pistons 30 are arranged in the same cylinder 20. It is configured to move in the opposite direction along the axial direction of 20. That is, in the engine 1 shown in FIGS. 1 and 2, the at least one piston 30 is the first piston 31 and the second piston 32 arranged in the same cylinder 20 as the cylinder 20 in which the first piston 31 is arranged. The second piston 32, which is arranged so as to face the first piston 31, is included.
  • the engine 1A shown in FIG. 1 is a single-cylinder opposed-piston engine having one cylinder.
  • the engine 1B shown in FIG. 2 is a multi-cylinder opposed-piston engine having three cylinders.
  • the engine 1A shown in FIG. 1 and the engine 2B shown in FIG. 2 are, for example, a uniflow type two-cycle diesel engine.
  • the number of cylinders is 3, but it may be 2 or 4 or more.
  • the first piston 31 is connected to one end of the connecting rod 43 via the piston pin 41, and the other end of the connecting rod 43 is connected to the first crankshaft 211.
  • the second piston 32 is connected to one end of the connecting rod 43 via the piston pin 41, and the other end of the connecting rod 43 is connected to the second crankshaft 221.
  • the first is caused by the rotation of the first crankshaft 211 around the first output shaft 213 and the rotation of the second crankshaft 221 around the second output shaft 223.
  • the piston 31 and the second piston 32 reciprocate inside the cylinder 20 in synchronization with each other.
  • At least one scavenging port 26 is formed on the peripheral wall 20a of each cylinder 20 on one side in the axial direction of each cylinder 20, and each cylinder is formed on the other side in the axial direction of each cylinder 20.
  • At least one exhaust port 27 is formed on the peripheral wall 20a of 20.
  • a plurality of scavenging ports 26 and exhaust ports 27 are arranged in the circumferential direction of each cylinder 20.
  • a fuel injection valve 100 is arranged on the peripheral wall 20a of each cylinder 20.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 face each other with the axial center of each cylinder 20 (the center of the radial cross section of each cylinder 20). They are arranged so as to be offset in the circumferential direction.
  • the first cylinder 21 and the second cylinder 21 and the second cylinder 20 are in order from one side along the extending direction of the first crankshaft 211 and the second crankshaft 221. Also referred to as a cylinder 22 and a third cylinder 23.
  • the engine 1C shown in FIG. 3 is, for example, a uniflow type two-cycle diesel engine in which one piston 30 is arranged in one cylinder 20.
  • the engine 1 shown in FIG. 3 is a single-cylinder engine having one cylinder, but may be a multi-cylinder engine having two or more cylinders.
  • the piston 30 is connected to one end of the connecting rod 43 via the piston pin 41, and the other end of the connecting rod 43 is connected to the crankshaft 210.
  • the piston 30 reciprocates inside the cylinder 20 due to the rotation of the crankshaft 210 around the output shaft 215.
  • At least one scavenging port 26 is formed on the peripheral wall 20a of the cylinder 20 on one side in the axial direction (bottom dead center side) of the cylinder 20, and the other side in the axial direction of the cylinder 20 (top dead center side).
  • At least one exhaust port 27 is formed in the cylinder head 28 arranged on the side).
  • a plurality of scavenging ports 26 are arranged in the circumferential direction of the cylinder 20.
  • the opening and closing of the exhaust port 27 is controlled by the exhaust valve 29.
  • the fuel injection valve 100 is arranged on the cylinder head 28.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 are arranged so as to face each other with the axial center of the cylinder 20 interposed therebetween in the circumferential direction.
  • FIG. 6 is a schematic external view of the fuel injection valve according to some embodiments. In FIG. 6, the description on the base end side of the main body of the fuel injection valve is omitted.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. Note that FIG. 7 is a diagram showing an example of a cross section when the fuel injection valve is the first fuel injection valve.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. Note that FIG. 8 is a diagram showing an example of a cross section when the fuel injection valve is the second fuel injection valve. In some embodiments shown in FIGS. 1 to 5, as shown in FIG.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 each have an injection hole 105 for injecting fuel into the cylinder 20.
  • a plurality of injection holes 105 are formed in the tip portion 109a of the main body portion 109 (body) of the fuel injection valve 100.
  • the arrangement positions and the number of arrangements of the injection holes 105 are not limited to those shown in the drawings. Further, in FIG. 6, the injection hole diameters of the plurality of injection holes 105 are not the same, but may be the same.
  • a fitting protrusion 107 is formed on the outer peripheral surface of the main body 109.
  • the fitting protrusion 107 is for defining an angular position in the circumferential direction about the axis AXi of the main body 109 with respect to the cylinder 20.
  • the fitting protrusion 107 is fitted with a fitting recess (not shown) formed in the peripheral wall 20a of the cylinder 20 or the cylinder head 28, so that the angular position is set. Is regulated.
  • the form of the fitting protrusion 107 differs between the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102. I'm letting you.
  • the number of fitting protrusions 107 in the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 and the angular position in the circumferential direction about the axis AXi of the main body 109. Etc. may be different. As a result, it is possible to prevent the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 from being mistakenly assembled when the engine 1 is assembled.
  • the fitting protrusions 107 and the fitting recesses (not shown) shown in FIGS. 6 to 8 define the angular position of the main body 109 with respect to the cylinder 20 in the circumferential direction about the axis AXi, or the first 1
  • the configuration is designed to define the angular position of the main body 109 with respect to the cylinder 20 in the circumferential direction about the axis AXi, or to prevent a mistake in the combination of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102. , Not limited to the above configuration.
  • FIG. 9A is a table relating to the injection holes of the first fuel injection valve according to some embodiments.
  • FIG. 9B is a table relating to the injection holes of the second fuel injection valve according to some embodiments.
  • the total injection is the total value of the areas s of the individual injection holes 105 by changing at least one of the diameter of the injection holes 105 and the number of the injection holes 105.
  • the hole area Sa can be changed.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 have the same injection hole diameter, but different numbers of injection holes. Therefore, the total injection hole area Sa is different between the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102. Further, for example, focusing on “Example 2" shown in FIGS. 9A and 9B, the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 have the same number of injection holes, but different injection hole diameters. The total injection hole area Sa is made different between the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102.
  • the diameter of the injection hole, the number of injection holes, the total injection hole area Sa, the combination of the injection hole diameter and the number of injection holes, and the like are not limited to the contents shown. .. Further, by making both the injection hole diameter and the number of injection holes different between the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, the total injection holes in the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 The area Sa may be different.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 depend on the load of the engine 1, that is, the required fuel injection amount. Therefore, it is possible to appropriately set which fuel injection valve 100 to inject fuel and the fuel injection time according to the required fuel injection amount. As a result, the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 when the load is low, fuel is injected from only one of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, so that the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 can be subjected to fuel injection.
  • the fuel injection period can be made longer than when fuel is injected from both sides.
  • the advantages of extending the fuel injection period when the load is low are as follows.
  • the injection hole area of the fuel injection valve is increased, the fuel injection amount at low load may become larger than necessary, which may lead to deterioration of thermal efficiency.
  • the fuel injection period is shortened in order to reduce the fuel injection amount when the load is low, the fuel spray distance becomes short. Therefore, fuel is injected in the vicinity of the fuel injection valve, which may cause combustion failure. Further, if the fuel injection period is shortened, the movement time of the valve body cannot be sufficiently secured in the fuel injection valve, and the lift amount of the valve body may be insufficient. If the lift amount of the valve body is insufficient, that is, if the valve body is not fully lifted in the fuel injection valve, the fuel injection amount for each fuel injection cycle may change each time. Therefore, the spray state becomes unstable and the combustion state becomes unstable. Therefore, by lengthening the fuel injection period when the load is low, it is possible to stabilize the spray state and stabilize the combustion state while suppressing the injection of fuel more than necessary.
  • the fuel injection period is originally relatively long, so that the demand for further prolongation may not be so high. Be done.
  • the fuel injection period can be shortened and the combustion period can be shortened as compared with the case where the fuel is injected from the second fuel injection valve 102 without injecting the fuel from the first fuel injection valve 101, so that the thermal efficiency can be shortened. Can be improved.
  • fuel is injected from any of the fuel injection valves 101 and 102 according to the required fuel injection amount.
  • the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load by appropriately setting the fuel injection time.
  • the control device 13 is such that fuel is injected from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 when the engine 1 is heavily loaded (for example, when the engine is first loaded). It is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102. Further, in some embodiments, the control device 13 injects fuel from the first fuel injection valve 101 when the engine 1 has a low load (for example, when the load is smaller than the first load). It is configured to stop and control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 so that fuel is injected from the second fuel injection valve 102.
  • FIG. 10 is a table showing an example of the relationship between the load of the engine and the fuel injection valve to be operated.
  • the control device 13 operates the first fuel injection valve 101 when the load is high, for example, at a load where the load magnitude of the engine 1 is 25%.
  • the first fuel injection valve 101 is controlled so as not to operate the first fuel injection valve 101 when the load is low.
  • the numerical value indicating the magnitude of the load of the engine 1 represents the maximum output of the engine 1 as 100%.
  • the control device 13 has a load magnitude of, for example, several percent rather than 25% when the load magnitude of the engine 1 changes from a low load to a high load. It is preferable that the first fuel injection valve 101 is controlled to operate when it becomes large. Further, in some embodiments, the control device 13 determines that, for example, when the load magnitude of the engine 1 changes from a high load to a low load, the load magnitude becomes, for example, several percent smaller than 25%. It is preferable that the first fuel injection valve 101 is controlled so as not to operate. That is, in some embodiments, the control device 13 operates and deactivates the fuel injection valve 100 when the load of the engine 1 changes from a low load to a high load or from a high load to a low load. It is advisable to have hysteresis regarding the switching of. In the following description, it is assumed that the hysteresis is provided with respect to switching between operation and non-operation of the fuel injection valve 100.
  • the load magnitude is 25%, and the operation and non-operation of the first fuel injection valve 101 are switched.
  • the value of 25% is an example, and is 25%.
  • the operation and non-operation of the first fuel injection valve 101 may be switched at a load having a size other than that, for example, 40% or 50%.
  • control device 13 controls the second fuel injection valve 102 so as to operate the second fuel injection valve 102 regardless of the magnitude of the load of the engine 1, for example. ..
  • the first fuel injection valve 101 (1-1 fuel injection valve 111) and the second fuel injection valve 102 (1-2 fuel injection valve 112) in the first cylinder 21 are used. As shown in the table of FIG. 10, the operation or non-operation may be switched.
  • the first fuel injection valve 101 (2-1 fuel injection valve 121) and the second fuel injection valve 102 (2-2 fuel injection valve 122) in the second cylinder 22 are shown in FIG. It may be switched between operation and non-operation as shown in the table of.
  • the first fuel injection valve 101 (3-1 fuel injection valve 131) and the second fuel injection valve 102 (3-2 fuel injection valve 132) in the third cylinder 23 are shown in FIG. It may be switched between operation and non-operation as shown in the table of.
  • the first total injection hole area Sa1 in the 1-1 fuel injection valve 111 is also referred to as the 1-1 total injection hole area Sa1A.
  • the second total injection hole area Sa2 in the 1-2 fuel injection valve 112 is also referred to as the 1-2 total injection hole area Sa2A.
  • the first total injection hole area Sa1 in the 2-1 fuel injection valve 121 is also referred to as the 2-1 total injection hole area Sa1B.
  • the second total injection hole area Sa2 in the 2-2 fuel injection valve 122 is also referred to as the 2-2 total injection hole area Sa2B.
  • the first total injection hole area Sa1 in the 3-1 fuel injection valve 131 is also referred to as the 3-1 total injection hole area Sa1C.
  • the second total injection hole area Sa2 in the 3-2 fuel injection valve 132 is also referred to as the 3-2 total injection hole area Sa2C.
  • control device 13 may be configured to control the operation and non-operation of the fuel injection valve 100 with reference to, for example, a control map as shown in FIG.
  • the fuel injection period can be shortened, and the combustion period can be shortened, so that the thermal efficiency can be improved.
  • the fuel injection period can be lengthened as compared with the case where fuel is injected from both of the fuel injection valves 102.
  • fuel injection from the second fuel injection valve 102 having a smaller total injection hole area Sa without injecting fuel from the first fuel injection valve 101, fuel injection from the second fuel injection valve 102 can be performed. Without this, the fuel injection period can be made longer than in the case where fuel is injected from the first fuel injection valve 101 having a larger total injection hole area Sa. As a result, by prolonging the fuel injection period when the load is low, it is possible to further stabilize the spray state and further stabilize the combustion state while suppressing the injection of fuel more than necessary.
  • the control device 13 when the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 are configured to switch between operation and non-operation as shown in the table of FIG. 10, the control device 13 is used.
  • the injection pressure of the second fuel injection valve 102 may be higher than that when the load is low.
  • the injection pressure of the fuel injection valve 100 depends on the rail pressure, which is the pressure of the fuel in the common rail 17. Therefore, in the control device 13, for example, the rail pressure of the second common rail 172 becomes the first pressure when the load is high, with the magnitude of the load for switching the operation or non-operation of the first fuel injection valve 101 as a boundary. It may be configured to control the fuel pump 152.
  • the rail pressure of the second common rail 172 is lower than the first pressure when the load is low, with the magnitude of the load for switching the operation or non-operation of the first fuel injection valve 101 as a boundary. It is preferable that the second fuel pump 152 is controlled so as to be.
  • the second fuel injection valve 102 has a second total injection hole area Sa2 that is smaller than the first total injection hole area Sa1 of the first fuel injection valve 101. Therefore, if the injection pressure, that is, the fuel supply pressure to the fuel injection valve 100 is the same for the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, the fuel from the second fuel injection valve 102 per unit time The injection amount is smaller than the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time. Therefore, by increasing the injection pressure of the second fuel injection valve 102 at the time of high load as compared with the case of low load, the fuel injection amount and the unit time from the second fuel injection valve 102 per unit time at the time of high load. It is possible to suppress the difference from the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per hit. Therefore, it becomes easy to secure the required fuel injection amount at the time of high load.
  • FIG. 11 is a table showing an example of the relationship between the load of the engine shown in FIG. 2 and the fuel injection valve to be operated.
  • the total injection hole area Sa of each fuel injection valve 100 in the engine 1B shown in FIG. 2 and the first total injection hole area Sa1 and the second fuel injection valve of the first fuel injection valve 101 in each cylinder 20.
  • the total cylinder injection hole area ⁇ S which is the sum of the second total injection hole areas Sa2 of 102, is also described.
  • the threshold value of the magnitude of the load for switching between the operation and non-operation of the first fuel injection valve 101 is different for each cylinder 20, but the control device 13 is the height of the engine 1B.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 are controlled so that fuel is injected from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 in any of the cylinders 20. It is configured.
  • the control device 13 stops the injection of fuel from the first fuel injection valve 101.
  • the second fuel is stopped. It is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 so that fuel is injected from the injection valve 102.
  • the control device 13 stops the operation in order from the fuel injection valve 100 having the larger total injection hole area Sa as the load on the engine 1B decreases. Is controlled. That is, the control device 13 operates all the fuel injection valves 100 when the load is high, and at least the 1st 1st in the first cylinder 21 when the load is low, for example, when the load of the engine 1B is 40%. 1 Each fuel injection valve 100 is controlled so as not to operate the fuel injection valve 111.
  • the first total injection hole area Sa1 of the 1-1 fuel injection valve 111 is the largest among the plurality of fuel injection valves 100 in the engine 1B.
  • the control device 13 further reduces the load of the engine 1B, for example, when the load of the engine 1B becomes 30%, and when the load is low, at least the 2-1 fuel injection valve in the second cylinder 22 Each fuel injection valve 100 is controlled so as not to operate 121.
  • the first total injection hole area Sa1 of the 2-1 fuel injection valve 121 is the second largest after the first total injection hole area Sa1 of the 1-1 fuel injection valve 111 among the plurality of fuel injection valves 100 in the engine 1B. ..
  • the control device 13 further reduces the load of the engine 1B, for example, when the load of the engine 1B becomes 20%, and when the load is low, at least the 3-1 fuel injection valve in the third cylinder 23 Each fuel injection valve 100 is controlled so as not to operate 131.
  • the first total injection hole area Sa1 of the 3-1 fuel injection valve 131 is the second largest after the first total injection hole area Sa1 of the 2-1 fuel injection valve 121 among the plurality of fuel injection valves 100 in the engine 1B. ..
  • the control device 13 further reduces the load of the engine 1B, for example, when the load of the engine 1B becomes 10%, and when the load is low, the first and second fuel injection valves in at least the first cylinder 21 are further reduced.
  • Each fuel injection valve 100 is controlled so as not to operate 112.
  • the second total injection hole area Sa2 of the 1-2 fuel injection valve 112 is the second largest after the first total injection hole area Sa1 of the 3-1 fuel injection valve 131 among the plurality of fuel injection valves 100 in the engine 1B. ..
  • the cylinder 20 may be stopped by stopping the operation of not only the first fuel injection valve 101 but also the second fuel injection valve 102. That is, there may be a cylinder 20 that does not burn.
  • control device 13 controls the fuel injection valve 100, which has been prevented from operating, in the reverse order of the above-mentioned order.
  • control device 13 may be configured to control the operation and non-operation of the fuel injection valve 100 with reference to, for example, a control map as shown in FIG.
  • the at least one cylinder 20 includes at least two cylinders 20.
  • the engine 1B shown in FIG. 2 includes three cylinders 20 as an example.
  • the control device 13 is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 in each of the at least two cylinders 20 according to the load of the engine 1B shown in FIG. It is good to be there.
  • the thermal efficiency of the engine 1B can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load.
  • the at least two cylinders 20 have a total injection hole area of the first fuel injection valve 101 (first total injection hole area Sa1) and a total injection hole area of the second fuel injection valve 102 (second total injection hole area Sa2). It is preferable that the total cylinder injection hole area ⁇ S, which is the sum of), is configured to be different for each cylinder 20.
  • the total cylinder injection hole area Sa is for each cylinder 20.
  • the control contents of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 can be diversified as compared with the case where they are the same. As a result, the thermal efficiency of the engine 1B can be improved under a wider range of operating conditions from low load to high load.
  • the control device 13 injects fuel at either the first fuel injection valve 101 or the second fuel injection valve 102 in each of the at least two cylinders 20 according to the load of the engine 1B. It may be configured to control whether the fuel injection is stopped or the fuel injection is stopped. As a result, the number of cylinders to be controlled by the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 increases, so that the control contents of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 can be diversified. Therefore, the thermal efficiency of the engine 1B can be improved under a wider range of operating conditions from low load to high load.
  • the control contents of the control device 13 when controlling the fuel injection in the engine 1B shown in FIG. 2 can be summarized as follows. That is, in the engine 1B shown in FIG. 2, as shown in FIG. 11, one cylinder 20 (for example, the first cylinder 21) of the at least two cylinders 20 has a first total injection hole area (for example, the first cylinder 21).
  • a first fuel injection valve having -1 total injection hole area Sa1A) (for example, 1-1 fuel injection valve 111) and a second total injection hole area smaller than the first total injection hole area (for example, 1-2).
  • a second fuel injection valve (for example, a 1-2 fuel injection valve 112) having a total injection hole area Sa2A) is provided.
  • the other cylinder (for example, the second cylinder 22) of the at least two cylinders 20 has a third total injection hole area (for example, 2-1 total injection hole area Sa1B) smaller than the first total injection hole area.
  • a fourth fuel having a third fuel injection valve (for example, 2-1 fuel injection valve 121) and a fourth total injection hole area (for example, 2-2 total injection hole area Sa2B) smaller than the third total injection hole area. It is provided with an injection valve (for example, a 2-2 fuel injection valve 122).
  • the control device 13 includes, for example, at least the 1-1 fuel injection valve 111 and the control device 13.
  • each fuel injection valve 100 is configured to control each fuel injection valve 100 so that fuel is injected from both of the 2-1 fuel injection valves 121. Further, when the load of the engine 1B is low (for example, when the load of the engine 1B is low with a load of 40% as a boundary), the control device 13 is supplied from, for example, the 1-1 fuel injection valve 111. The fuel injection is stopped, and each fuel injection valve 100 is controlled so that fuel is injected from at least the 2-1 fuel injection valve 121.
  • the operating fuel injection valve 100 is a fuel injection valve 100 having a relatively small total injection hole area. This makes it easier to secure the fuel injection period of the fuel injection valve 100 even when the load is low.
  • FIG. 12A is an example of a control map for the rail pressure of the first common rail.
  • FIG. 12B is an example of a control map for the rail pressure of the second common rail.
  • the control device 13 is configured to increase the injection pressures of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 as the load on the engine 1 increases, and at the time of high load, the control device 13 is configured to increase the injection pressure. It is preferable that the injection pressure of the second fuel injection valve 102 is larger than the injection pressure of the fuel injection valve 101.
  • the control device 13 first increases the rail pressure of the first common rail 171 as the engine speed increases or the throttle opening increases.
  • the control device 13 may be configured to control the fuel pump 151. Further, as shown in FIG. 12B, for example, the control device 13 increases the rail pressure of the second common rail 172 as the engine speed increases or the throttle opening increases, so that the second fuel pump 152 increases. It should be configured to control. The load of the engine 1 depends on the engine speed and the throttle opening. The control device 13 may be configured to control the first fuel pump 151 and the second fuel pump 152 so that the rail pressure of the second common rail 172 is higher than the rail pressure of the first common rail 171. ..
  • the injection pressures of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 increase as the load of the engine 1 increases, so that it becomes easier to secure the required fuel injection amount even with a larger load. ..
  • the second fuel injection valve 102 has a second total injection hole area Sa2 that is smaller than the first total injection hole area Sa1 of the first fuel injection valve 101. Therefore, if the injection pressure, that is, the fuel supply pressure to the fuel injection valve 100 is the same for the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, the fuel from the second fuel injection valve 102 per unit time The injection amount is smaller than the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time.
  • the injection pressure of the second fuel injection valve 102 larger than the injection pressure of the first fuel injection valve 101 at the time of high load, the injection pressure from the second fuel injection valve 102 per unit time at the time of high load. The difference between the fuel injection amount and the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time can be suppressed. Therefore, it becomes easy to secure the required fuel injection amount at the time of high load.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of fuel injection timing in the first fuel injection valve and the second fuel injection valve.
  • the fuel injection valve 100 having a relatively large total injection hole area Sa has a larger penetration force of the sprayed fuel than the fuel injection valve 100 having a relatively small total injection hole area Sa. Therefore, at the fuel injection timing where a relatively large fuel penetration force is required, it is preferable to operate the fuel injection valve 100 having a relatively large total injection hole area Sa. Further, at the fuel injection timing where relatively uniform atomization is required, it is preferable to operate the fuel injection valve 100 having a relatively small total injection hole area Sa.
  • the fuel injection state is optimized at each fuel injection timing by properly using the fuel injection valves 100 having different total injection hole areas Sa. It may be.
  • the control device 13 does not set the first fuel injection valve 101.
  • the operation of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 may be controlled so as to operate the second fuel injection valve 102.
  • the pilot injection is a fuel injection performed prior to the main injection for the purpose of improving the initial ignition.
  • the control device 13 when performing main injection that requires a relatively large fuel penetration force, the control device 13 operates the first fuel injection valve 101 and deactivates the second fuel injection valve 102. It is preferable to control the operation of the 1 fuel injection valve 101 and the 2nd fuel injection valve 102, and the 1st fuel injection valve 101 and the 2nd fuel injection valve 102 are operated so as to operate the 1st fuel injection valve 101 and the 2nd fuel injection valve 102. You may control the operation of. Further, for example, when performing main injection, the control device 13 deactivates the first fuel injection valve 101 and operates the second fuel injection valve 102, as in some of the above-described embodiments. The operation of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 may be controlled.
  • the control device 13 deactivates the first fuel injection valve 101 and operates the second fuel injection valve 102.
  • the operation of the fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 may be controlled.
  • the post-injection is a fuel injection performed after the main injection for the purpose of purifying the exhaust gas or the like.
  • the control device 13 deactivates the first fuel injection valve 101 and operates the second fuel injection valve 102. 1
  • the operation of the fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 may be controlled.
  • the late post injection is a fuel injection that is performed after the main injection for the purpose of raising the temperature of the catalyst for purifying the exhaust gas and at a timing that does not contribute to combustion in the combustion chamber.
  • the control device 13 controls which of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, the fuel injection valve 100, injects fuel according to the fuel injection timing. It should be configured to do so.
  • the fuel injection valve 100 having a more appropriate total injection hole area Sa can be selected according to the fuel injection timing.
  • the fuel spray state can be optimized at each fuel injection timing.
  • the first total injection hole area Sa1 in the injection valve 101 and the second total injection hole area Sa2 in the second fuel injection valve 102 may be the same. That is, for example, the engine 1A or the engine 1B shown in FIG. 1 or 2 has at least one cylinder 20, a first piston 31 arranged in the at least one cylinder 20, and a cylinder in which the first piston 31 is arranged.
  • the second piston 32 arranged in the same cylinder 20 as the 20 may include a second piston 32 arranged so as to face the first piston 31.
  • the engine 1A or engine 1B shown in FIG. 1 or 2 may include a control device 13 for controlling the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102.
  • the control device 13 is a first fuel injection valve 101 and a second fuel injection valve so that fuel is injected from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 when the engine 1 is heavily loaded. It may be configured to control 102. Further, in the control device 13, when the load of the engine 1 is low, the injection of fuel from the first fuel injection valve 101 is stopped, and the first fuel injection valve 101 and the control device 13 are injected so that the fuel is injected from the second fuel injection valve 102. It may be configured to control the second fuel injection valve 102.
  • the fuel injection period can be shortened and the combustion period can be shortened as compared with the case of injecting fuel from the air, so that the thermal efficiency can be improved.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve are injected by injecting fuel from the second fuel injection valve 102 without injecting fuel from the first fuel injection valve 101.
  • the fuel injection period can be lengthened as compared with the case where fuel is injected from both of 102.
  • the fuel injection valve 100 in an opposed piston engine such as the engine 1A or the engine 1B shown in FIG. 1 or 2, the fuel injection valve 100 must be arranged on the side of the cylinder 20, so that, for example, the opposed piston engine as shown in FIG. Compared with the engine 1C which is not a piston engine, the fuel injection valve 100 is separated from the axis of the cylinder 20. Therefore, in the opposed-piston engine, compared to the engine that is not the opposed-piston engine, it becomes difficult for the fuel to reach the axis of the cylinder 20 at a low load, and there is a possibility that combustion failure occurs.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
  • the first total injection hole area Sa1 is the smallest.
  • the total injection hole area (for example, 0.23 mm 2 ) is the second fuel injection valve having the largest second total injection hole area Sa2. It is larger than the second total injection hole area (for example, 0.18 mm 2) of 102 (1-2 fuel injection valve 112). That is, in the engine 1B shown in FIG.
  • each fuel injection valve 100 when the total injection hole area Sa of each fuel injection valve 100 has a magnitude relationship as shown in FIG. 11, all the first fuel injection valves 101 are used.
  • the total injection hole area Sa is larger than any of the second fuel injection valves 102.
  • the number of fuel injection valves 100 for each cylinder 20 was 2, but it may be 3 or more.
  • the engine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes at least one cylinder 20 and at least one piston 30 arranged in the at least one cylinder 20.
  • the engine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a plurality of fuel injection valves 100 arranged in at least one cylinder 20 and a first fuel injection valve 101 having a specified total injection hole area Sa.
  • a plurality of fuel injection valves 100 including a second fuel injection valve 102 having a total injection hole area Sa smaller than the total injection hole area Sa of the first fuel injection valve 101 are provided.
  • the engine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a control device 13 that controls a first fuel injection valve 101 and a second fuel injection valve 102 according to the load of the engine 1.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 can be controlled according to the load of the engine 1, that is, the required fuel injection amount, so that the required fuel injection can be performed.
  • the load of the engine 1 that is, the required fuel injection amount
  • which fuel injection valve 100 to inject fuel and the fuel injection time can be appropriately set.
  • the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load. Further, by lengthening the fuel injection period when the load is low, it is possible to stabilize the spray state and the combustion state while suppressing the injection of fuel more than necessary.
  • the control device 13 is injected with fuel from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 when the engine 1 is heavily loaded. It is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 so as to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102.
  • the control device 13 when the load of the engine 1 is low, the injection of fuel from the first fuel injection valve 101 is stopped, and the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 101 are injected so that the fuel is injected from the second fuel injection valve 102. It may be configured to control the fuel injection valve 102.
  • the configuration of (2) above when the load is high, fuel is injected from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 to inject fuel from the first fuel injection valve 101 or the second fuel injection valve 102.
  • the fuel injection period can be shortened and the combustion period can be shortened as compared with the case where the fuel is injected from any one of the above, so that the thermal efficiency can be improved.
  • the configuration of (2) above when the load is low, the fuel is injected from the second fuel injection valve 102 without injecting fuel from the first fuel injection valve 101, whereby the first fuel injection valve 101 and The fuel injection period can be lengthened as compared with the case where fuel is injected from both of the second fuel injection valves 102.
  • fuel injection from the second fuel injection valve 102 having a smaller total injection hole area Sa without injecting fuel from the first fuel injection valve 101, fuel injection from the second fuel injection valve 102 can be performed. Without this, the fuel injection period can be made longer than in the case where fuel is injected from the first fuel injection valve 101 having a larger total injection hole area Sa. As a result, by prolonging the fuel injection period when the load is low, it is possible to further stabilize the spray state and further stabilize the combustion state while suppressing the injection of fuel more than necessary.
  • control device 13 is configured to increase the injection pressure of the second fuel injection valve 102 when the load is high as compared to when the load is low. good.
  • the second fuel injection valve 102 has a total injection hole area Sa smaller than the total injection hole area Sa of the first fuel injection valve 101. Therefore, if the injection pressure, that is, the fuel supply pressure to the fuel injection valve 100 is the same for the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, the fuel from the second fuel injection valve 102 per unit time The injection amount is smaller than the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time.
  • the injection pressure of the second fuel injection valve 102 when the load is high, the injection pressure of the second fuel injection valve 102 is higher than that when the load is low. Therefore, the fuel from the second fuel injection valve 102 per unit time at the time of high load. The difference between the injection amount and the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time can be suppressed. Therefore, it becomes easy to secure the required fuel injection amount at the time of high load.
  • the at least one cylinder 20 includes at least two cylinders 20.
  • the total cylinder area ⁇ S which is the sum of the total injection hole area Sa of the first fuel injection valve 101 and the total injection hole area Sa of the second fuel injection valve 102, is for each cylinder 20. It is configured differently.
  • the total cylinder injection hole area ⁇ S is a cylinder.
  • the control contents of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 can be diversified as compared with the case where the same is applied every 20. As a result, the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wider range of operating conditions from low load to high load.
  • the at least one cylinder 20 includes at least two cylinders 20.
  • the control device 13 is configured to control the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 in each of the at least two cylinders 20 according to the load.
  • the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load.
  • control device 13 controls the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 of each of the at least two cylinders 20 according to the load. It is configured to control at which point the fuel is injected or the fuel injection is stopped.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 As the number of cylinders to be controlled by the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 increases, the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 The control contents can be diversified. As a result, the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wider range of operating conditions from low load to high load.
  • the control device 13 applies the injection pressures of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 as the load increases.
  • the injection pressure of the second fuel injection valve 102 is configured to be larger than the injection pressure of the first fuel injection valve 101 when the load is high.
  • the injection pressures of the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 increase as the load increases, so that the required fuel injection amount can be obtained even with a larger load. It will be easier to secure.
  • the second fuel injection valve 102 has a total injection hole area Sa smaller than the total injection hole area Sa of the first fuel injection valve 101. Therefore, if the injection pressure, that is, the fuel supply pressure to the fuel injection valve is the same for the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102, fuel injection from the second fuel injection valve 102 per unit time The amount is less than the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time.
  • the injection pressure of the second fuel injection valve 102 is larger than the injection pressure of the first fuel injection valve 101 at the time of high load, so that the second fuel injection per unit time at the time of high load is performed.
  • the difference between the fuel injection amount from the valve 102 and the fuel injection amount from the first fuel injection valve 101 per unit time can be suppressed. Therefore, it becomes easy to secure the required fuel injection amount at the time of high load.
  • control device 13 has the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 according to the fuel injection timing. It is configured to control which fuel injection valve is used to inject fuel.
  • a fuel injection valve 100 having a more appropriate total injection hole area Sa is selected according to the fuel injection timing. Therefore, it is possible to optimize the fuel spray state at each of the fuel injection timings.
  • the at least one piston 30 includes a first piston 31 and a cylinder 20 in which the first piston 31 is arranged.
  • a second piston 32 arranged in the same cylinder 20 includes a second piston 32 arranged so as to face the first piston 31.
  • the thermal efficiency of the engine 1 can be improved under a wide range of operating conditions from low load to high load. ..
  • the engine 1 includes at least one cylinder 20, a first piston 31 arranged in at least one cylinder 20, and a cylinder 20 in which the first piston 31 is arranged.
  • a second piston 32 arranged in the same cylinder 20 includes a second piston 32 arranged so as to face the first piston 31.
  • the engine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a plurality of fuel injection valves arranged in at least one cylinder 20 and includes a first fuel injection valve 101 and a second fuel injection valve 102.
  • a plurality of fuel injection valves 100 including the fuel injection valve 100 are provided.
  • the engine 1 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a control device 13 for controlling a first fuel injection valve 101 and a second fuel injection valve 102.
  • the control device 13 controls the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 so that fuel is injected from both the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 102 when the engine 1 is heavily loaded. It is configured to do.
  • the control device 13 when the load of the engine 1 is low, the injection of fuel from the first fuel injection valve 101 is stopped, and the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection valve 101 are injected so that the fuel is injected from the second fuel injection valve 102. It is configured to control the fuel injection valve 102.
  • the first fuel injection valve 101 and the second fuel injection are performed by injecting fuel from the second fuel injection valve 102 without injecting fuel from the first fuel injection valve 101.
  • the fuel injection period can be lengthened as compared with the case where fuel is injected from both of the valves 102.

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Abstract

一実施形態に係るエンジンは、少なくとも1つの気筒と、少なくとも1つの気筒に配置された少なくとも1つのピストンと、少なくとも1つの気筒に配置された複数の燃料噴射弁であって、規定の総噴孔面積を有する第1燃料噴射弁と、第1燃料噴射弁の総噴孔面積よりも小さい総噴孔面積を有する第2燃料噴射弁と、を含む複数の燃料噴射弁と、エンジンの負荷に応じて、第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁を制御する制御装置と、を備える。

Description

エンジン
 本開示は、エンジンに関する。
 例えば直噴式のディーゼルエンジンでは、1気筒あたり1つの燃料噴射弁を配置し、該燃料噴射弁で気筒内に燃料を噴射することが一般的に行われている(例えば特許文献1参照)。
特開2014-156852号公報
 一般的には、エンジンにおいては、定格条件、すなわち高負荷時において熱効率が最も高くなるようにすることが望まれている。そのため、例えば、高負荷時において燃焼期間を短縮することで熱効率を向上させることが考えられる。そこで、燃料噴射弁における噴孔面積を大きくすることにより燃料噴射期間を短くすることが考えられる。しかし、燃料噴射弁における噴孔面積を大きくすると、低負荷時における燃料噴射量が必要以上に大きくなるおそれがあり、熱効率の悪化を招くおそれがある。
 上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジンの熱効率を向上することを目的とする。
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジンは、
 少なくとも1つの気筒と、
 前記少なくとも1つの気筒に配置された少なくとも1つのピストンと、
 前記少なくとも1つの気筒に配置された複数の燃料噴射弁であって、規定の総噴孔面積を有する第1燃料噴射弁と、前記第1燃料噴射弁の総噴孔面積よりも小さい総噴孔面積を有する第2燃料噴射弁と、を含む複数の燃料噴射弁と、
 エンジンの負荷に応じて、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御する制御装置と、を備える。
(2)本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジンは、
 少なくとも1つの気筒と、
 前記少なくとも1つの気筒に配置された第1ピストンと、
 前記第1ピストンが配置された前記気筒と同一の前記気筒に配置された第2ピストンであって、前記第1ピストンと対向して配置された第2ピストンと、
 前記少なくとも1つの気筒に配置された複数の燃料噴射弁であって、第1燃料噴射弁と、第2燃料噴射弁と、を含む複数の燃料噴射弁と、
 前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御する制御装置と、を備え、
 前記制御装置は、
  エンジンの高負荷時には、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の両方から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御し、
  前記エンジンの低負荷時には、前記第1燃料噴射弁からの燃料の噴射は停止し、前記第2燃料噴射弁から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御するように構成されている。
 本開示の少なくとも一実施形態によれば、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジンの熱効率を向上できる。
一実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。 他の実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。 さらに他の実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。 図1及び図3に示したエンジンの燃料噴射系統に関する構成を示す図である。 図2に示したエンジンの燃料噴射系統に関する構成を示す図である。 幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁の模式的な外観図である。 図6におけるVII-VII矢視断面図である。 図6におけるVIII-VIII矢視断面図である。 幾つかの実施形態に係る第1燃料噴射弁の噴射孔に関する表である。 幾つかの実施形態に係る第2燃料噴射弁の噴射孔に関する表である。 エンジンの負荷と作動させる燃料噴射弁との関係の一例を示した表である。 図2に示したエンジンの負荷と作動させる燃料噴射弁との関係の一例を示した表である。 第1コモンレールのレール圧についての制御マップの一例である。 第2コモンレールのレール圧についての制御マップの一例である。 第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁における燃料噴射タイミングの一例を示す図である。
 以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
 例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
 例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
 例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
 一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
(全体構成)
 図1は、一実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。図2は、他の実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。図3は、さらに他の実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した断面図である。図4は、図1及び図3に示したエンジンの燃料噴射系統に関する構成を示す図である。図5は、図2に示したエンジンの燃料噴射系統に関する構成を示す図である。
 幾つかの実施形態に係るエンジン1は、図1乃至図5に示すように、エンジン本体11と、制御装置(ECU)13と、燃料ポンプ15と、コモンレール17と、燃料噴射弁100とを備えている。
 制御装置13は、エンジン1の各部を制御するための制御装置である。
 燃料ポンプ15は、エンジン1に燃料を供給するためのポンプである。
 コモンレール17は、燃料ポンプ15から供給された燃料を所定の供給圧力に蓄圧する蓄圧装置である。
 燃料噴射弁100は、コモンレール17から供給された燃料をエンジン本体11における気筒(シリンダ)20内に噴射するための燃料噴射装置である。
 図1乃至図3に示すように、幾つかの実施形態に係るエンジン1は、少なくとも1つの気筒20と、上記少なくとも1つの気筒20に配置された少なくとも1つのピストン30と、を備える。
 図1乃至図3に示すように、幾つかの実施形態に係るエンジン1では、燃料噴射弁100は、上記少なくとも1つの気筒20に配置された複数の燃料噴射弁100であって、規定の総噴孔面積を有する第1燃料噴射弁101と、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積(第1総噴孔面積Sa1)よりも小さい総噴孔面積(第2総噴孔面積Sa2)を有する第2燃料噴射弁102と、を含む。燃料噴射弁100は、制御装置13からの開弁信号を受信している間だけ開弁して、供給された燃料が噴射可能となるように構成されている。
 幾つかの実施形態に係るコモンレール17は、図4及び図5に示すように、第1燃料噴射弁101に燃料を供給するための第1コモンレール171と、第2燃料噴射弁102に燃料を供給するための第2コモンレール172とを含んでいる。
 また、幾つかの実施形態に係る燃料ポンプ15は、第1コモンレール171に燃料を供給するための第1燃料ポンプ151と、第2コモンレール172に燃料を供給するための第2燃料ポンプ152とを含んでいる。
 図4及び図5に示す制御装置13は、エンジン1の負荷に応じて、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。なお、幾つかの実施形態に係る制御装置13における制御内容については、後で詳述する。
(エンジン1A、1Bについて)
 図1に示すエンジン1A及び図2に示すエンジン2Bは、例えばそれぞれ対向ピストンエンジンであり、上記少なくとも1つの気筒20のそれぞれにおいて、1対のピストン30が互いに同一の気筒20内に配置され、気筒20の軸線方向に沿って反対方向に移動するように構成されている。すなわち、図1及び図2に示すエンジン1では、上記少なくとも1つのピストン30は、第1ピストン31と、第1ピストン31が配置された気筒20と同一の気筒20に配置された第2ピストン32であって、第1ピストン31と対向して配置された第2ピストン32と、を含む。
 例えば図1に示すエンジン1Aは、気筒数が1である単気筒型の対向ピストンエンジンである。例えば図2に示すエンジン1Bは、気筒数が3である多気筒型の対向ピストンエンジンである。図1に示すエンジン1A及び図2に示すエンジン2Bは、例えばユニフロー方式の2サイクルディーゼルエンジンである。なお、図2に示すエンジン1Bでは、気筒数が3であるが、2又は4以上であってもよい。
 図1及び図2に示すエンジン1では、第1ピストン31は、ピストンピン41を介してコネクティングロッド43の一端に連結され、コネクティングロッド43の他端は第1クランクシャフト211に連結されている。
 同様に、第2ピストン32は、ピストンピン41を介してコネクティングロッド43の一端に連結され、コネクティングロッド43の他端は第2クランクシャフト221に連結されている。
 図1及び図2に示すエンジン1では、第1出力軸213を中心とした第1クランクシャフト211の回転、及び、第2出力軸223を中心とした第2クランクシャフト221の回転により、第1ピストン31及び第2ピストン32は互いに同期して気筒20の内部を往復動する。
 図1及び図2に示すエンジン1では、各気筒20の軸方向一方側において、各気筒20の周壁20aに少なくとも1つの掃気ポート26が形成され、各気筒20の軸方向他方側において、各気筒20の周壁20aに少なくとも1つの排気ポート27が形成されている。
 なお、図1及び図2に示すエンジン1では、掃気ポート26及び排気ポート27は、各気筒20の周方向に複数配置される。
 図1及び図2に示すエンジン1では、各気筒20の周壁20aに、燃料噴射弁100が配置されている。図1及び図2に示すエンジン1では、例えば、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とが各気筒20の軸心(各気筒20における径方向断面の中心)を挟んで対向するように周方向にずらして配置されている。
 なお、以下の説明では、図2に示すエンジン1Bにおける3つの気筒20について、第1クランクシャフト211及び第2クランクシャフト221の延在方向に沿った一方側から順に、第1気筒21、第2気筒22、及び、第3気筒23とも称する。
(エンジン1Cについて)
 図3に示すエンジン1Cは、例えば1つの気筒20内に1つのピストン30が配置されたユニフロー方式の2サイクルディーゼルエンジンである。なお、例えば図3に示すエンジン1は、気筒数が1である単気筒型のエンジンであるが、気筒数が2以上である多気筒型のエンジンであってもよい。
 図3に示すエンジン1Cでは、ピストン30は、ピストンピン41を介してコネクティングロッド43の一端に連結され、コネクティングロッド43の他端はクランクシャフト210に連結されている。
 図3に示すエンジン1Cでは、出力軸215を中心としたクランクシャフト210の回転により、ピストン30は気筒20の内部を往復動する。
 図3に示すエンジン1Cでは、気筒20の軸方向一方側(下死点側)において、気筒20の周壁20aに少なくとも1つの掃気ポート26が形成され、気筒20の軸方向他方側(上死点側)に配置されたシリンダヘッド28に少なくとも1つの排気ポート27が形成されている。
 なお、図3に示すエンジン1Cでは、掃気ポート26は、気筒20の周方向に複数配置される。図3に示すエンジン1Cでは、排気ポート27は、排気弁29によって開閉が制御される。
 図3に示すエンジン1Cでは、例えばシリンダヘッド28に燃料噴射弁100が配置されている。図3に示すエンジン1Cでは、例えば、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とが気筒20の軸心を挟んで対向するように周方向にずらして配置されている。
(燃料噴射弁100)
 図6は、幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁の模式的な外観図である。なお、図6では、燃料噴射弁の本体部(ボディ)の基端側の記載を省略している。
 図7は、図6におけるVII-VII矢視断面図である。なお、図7は、燃料噴射弁が第1燃料噴射弁である場合の断面の一例を示す図である。
 図8は、図6におけるVIII-VIII矢視断面図である。なお、図8は、燃料噴射弁が第2燃料噴射弁である場合の断面の一例を示す図である。
 図1乃至図5に示す幾つかの実施形態では、図6に示すように、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102は、それぞれ気筒20内に燃料を噴射するための噴射孔105を有する。第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102のそれぞれには、例えば複数の噴射孔105が燃料噴射弁100の本体部109(ボディ)の先端部109aに形成されている。
 なお、噴射孔105の配置位置や配置数は、図示のものに限定されない。
 また、図6では、複数の噴射孔105の噴孔径が同一ではないが、同一であってもよい。
 本体部109の外周面には、嵌合突部107が形成されている。幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁100では、例えば嵌合突部107は、気筒20に対する本体部109の軸線AXiを中心とする周方向の角度位置を規定するためのものである。幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁100では、嵌合突部107は、気筒20の周壁20a又はシリンダヘッド28に形成された不図示の嵌合凹部と嵌合することで、上記角度位置が規定される。
 また、幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁100では、例えば図7及び図8に示すように、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで嵌合突部107の形態を異ならせている。例えば図7及び図8に示すように、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで嵌合突部107の数や、本体部109の軸線AXiを中心とする周方向の角度位置等を異ならせてもよい。これにより、エンジン1の組立て時において、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102との組み間違えを防止できる。
 なお、図6乃至図8に示した嵌合突部107や不図示の嵌合凹部は、気筒20に対する本体部109の軸線AXiを中心とする周方向の角度位置を規定するため、又は、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102との組み間違えを防止するための構成の一例である。したがって、気筒20に対する本体部109の軸線AXiを中心とする周方向の角度位置を規定するため、又は、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102との組み間違えを防止するため構成は、上記構成に限定されない。
(総噴孔面積について)
 図9Aは、幾つかの実施形態に係る第1燃料噴射弁の噴射孔に関する表である。
 図9Bは、幾つかの実施形態に係る第2燃料噴射弁の噴射孔に関する表である。
 幾つかの実施形態に係る燃料噴射弁100では、噴射孔105の径又は噴射孔105の数の少なくとも何れか一方を変更することで、個々の噴射孔105の面積sの合計値である総噴孔面積Saを変更できる。
 例えば、図9A及び図9Bに示した「例1」同士に着目すると、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とでは、噴孔径が同じであるが、噴孔数を異ならせることで、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで総噴孔面積Saを異ならせている。
 また、例えば、図9A及び図9Bに示した「例2」同士に着目すると、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とでは、噴孔数が同じであるが、噴孔径を異ならせることで、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで総噴孔面積Saを異ならせている。
 なお、図9A及び図9Bに挙げた内容は、単なる例示であって、噴孔径や噴孔数、総噴孔面積Sa、噴孔径と噴孔数との組合せ等は、図示した内容に限定されない。また、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで噴孔径及び噴孔数の双方を異なわせることで、第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで総噴孔面積Saを異ならせてもよい。
 図1乃至図5に示した幾つかの実施形態に係るエンジン1によれば、エンジン1の負荷、すなわち必要とする燃料の噴射量に応じて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御できるので、必要とする燃料の噴射量に応じて、何れの燃料噴射弁100から燃料を噴射するか、及び、燃料の噴射時間を適宜設定できる。これにより、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
 また、図1及び図2に示したエンジン1A、1Bによれば、同一の気筒20に2つのピストン30が対向して配置された対向ピストンエンジンにおいて、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1A、1Bの熱効率を向上できる。
 具体的には、例えば低負荷時において第1燃料噴射弁101又は第2燃料噴射弁102のいずれか一方だけから燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間をより長くすることができる。
 また、後述するように、例えば、低負荷となる運転条件であっても、アイドリング時等のように負荷がより低い運転条件下では、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより小さい第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、燃料噴射期間をより長くすることができる。
 低負荷時に燃料噴射期間を長くすることによるメリットは、次のとおりである。
 一般的には、エンジンにおいては、定格条件、すなわち高負荷時において熱効率が最も高くなるようにすることが望まれている。そのため、例えば、高負荷時において燃焼期間を短縮することで等容度を改善して熱効率を向上させることが考えられる。そこで、燃料噴射弁における噴孔面積(総噴孔面積Sa)を大きくすることにより燃料噴射期間を短くすることが考えられる。しかし、燃料噴射弁における噴孔面積を大きくすると、低負荷時における燃料噴射量が必要以上に大きくなるおそれがあり、熱効率の悪化を招くおそれがある。
 しかし、低負荷時に燃料噴射量を削減するために燃料噴射期間を短縮すると、燃料噴霧距離が短くなってしまう。そのため、燃料が燃料噴射弁近傍に噴射されてしまうため、燃焼不良が生じるおそれがある。また、燃料噴射期間が短くなってしまうと、燃料噴射弁内において弁体の移動時間が十分に確保できず、弁体のリフト量が不十分になるおそれがある。弁体のリフト量が不十分、すなわち弁体が燃料噴射弁内でフルリフトしないと、燃料の噴射サイクル毎の燃料の噴射量が各回によって変化するおそれがある。そのため、噴霧状態が不安定になり燃焼状態が不安定になる。
 したがって、低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態を安定化して燃焼状態を安定化できる。
 また、例えば、低負荷となる運転条件であっても、比較的負荷が高い運転条件下では、燃料噴射期間が元々比較的長いため、さらなる長期化の要求がそれほど高くない場合があることが考えられる。このような場合には、第2燃料噴射弁102からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより大きい第1燃料噴射弁101から燃料を噴射するも考えられる。このようにすることで、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに第2燃料噴射弁102から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を短縮でき、燃焼期間を短縮できるので熱効率を向上できる。
 以上説明したように、図1乃至図5に示した幾つかの実施形態に係るエンジン1によれば、必要とする燃料の噴射量に応じて、何れの燃料噴射弁101、102から燃料を噴射するか、及び、燃料の噴射時間を適宜設定することで、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
 以下、幾つかの実施形態に係る制御装置13における制御内容についてさらに説明する。
 幾つかの実施形態では、制御装置13は、エンジン1の高負荷時(例えば第1負荷時)には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の両方から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。また、幾つかの実施形態では、制御装置13は、エンジン1の低負荷時(例えば第1負荷よりも負荷が小さい第2負荷時)には、第1燃料噴射弁101からの燃料の噴射は停止し、第2燃料噴射弁102から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。
 図10は、エンジンの負荷と作動させる燃料噴射弁との関係の一例を示した表である。
 図10に示すように、幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えばエンジン1の負荷の大きさが25%となる負荷を境に、高負荷時には第1燃料噴射弁101を作動させ、低負荷時には第1燃料噴射弁101を作動させないように第1燃料噴射弁101を制御する。なお、エンジン1の負荷の大きさを表す数値は、エンジン1における最大出力を100%として表している。
 より具体的には、幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えばエンジン1の負荷の大きさが低負荷から高負荷になる場合には、負荷の大きさが25%よりも例えば数%大きくなったときに第1燃料噴射弁101を作動させるように制御するように構成されているとよい。また、幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えばエンジン1の負荷の大きさが高負荷から低負荷になる場合には、負荷の大きさが25%よりも例えば数%小さくなったときに第1燃料噴射弁101を作動させないように制御するように構成されているとよい。
 すなわち、幾つかの実施形態では、制御装置13は、エンジン1の負荷が低負荷から高負荷になるとき、又は、高負荷から低負荷になるときとで、燃料噴射弁100の作動及び非作動の切替に関してヒステリシスを持たせるとよい。
 以下の説明では、燃料噴射弁100の作動及び非作動の切替に関して該ヒステリシスを持たされているものとする。
 なお、上述の説明において、負荷の大きさとして25%を境に第1燃料噴射弁101の作動と非作動とを切り替えるものとして説明したが、この25%という数値は一例であって、25%以外の大きさの負荷、例えば40%や50%等を境に第1燃料噴射弁101の作動と非作動とを切り替えるようにしてもよい。
 図10に示すように、幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えばエンジン1の負荷の大小に関わらず、第2燃料噴射弁102を作動させるように第2燃料噴射弁102を制御する。
 なお、図2に示したエンジン1Bでは、第1気筒21における第1燃料噴射弁101(第1-1燃料噴射弁111)及び第2燃料噴射弁102(第1-2燃料噴射弁112)を図10の表に示したように作動又は非作動を切り替えるようにしてもよい。図2に示したエンジン1Bでは、第2気筒22における第1燃料噴射弁101(第2-1燃料噴射弁121)及び第2燃料噴射弁102(第2-2燃料噴射弁122)を図10の表に示したように作動又は非作動を切り替えるようにしてもよい。図2に示したエンジン1Bでは、第3気筒23における第1燃料噴射弁101(第3-1燃料噴射弁131)及び第2燃料噴射弁102(第3-2燃料噴射弁132)を図10の表に示したように作動又は非作動を切り替えるようにしてもよい。
 以下の説明では、第1-1燃料噴射弁111における第1総噴孔面積Sa1を第1-1総噴孔面積Sa1Aとも称する。同様に、第1-2燃料噴射弁112における第2総噴孔面積Sa2を第1-2総噴孔面積Sa2Aとも称する。
 以下の説明では、第2-1燃料噴射弁121における第1総噴孔面積Sa1を第2-1総噴孔面積Sa1Bとも称する。同様に、第2-2燃料噴射弁122における第2総噴孔面積Sa2を第2-2総噴孔面積Sa2Bとも称する。
 以下の説明では、第3-1燃料噴射弁131における第1総噴孔面積Sa1を第3-1総噴孔面積Sa1Cとも称する。同様に、第3-2燃料噴射弁132における第2総噴孔面積Sa2を第3-2総噴孔面積Sa2Cとも称する。
 このように幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えば図10に示すような制御マップを参照して、燃料噴射弁100の動作及び非動作を制御するように構成されていてもよい。
 幾つかの実施形態によれば、高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101又は第2燃料噴射弁102の何れか一方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を短縮でき、燃焼期間を短縮できるので熱効率を向上できる。
 幾つかの実施形態によれば、低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を長くすることができる。また、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより小さい第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第2燃料噴射弁102からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより大きい第1燃料噴射弁101から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間をより長くすることができる。これにより、低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態をより安定化して燃焼状態をより安定化できる。
 なお、幾つかの実施形態において、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を図10の表に示したように作動又は非作動を切り替えるように構成した場合には、制御装置13は、高負荷時には、低負荷時よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧を上げるように構成するとよい。
 なお、燃料噴射弁100の噴射圧は、コモンレール17内の燃料の圧力であるレール圧に依存する。
 そこで、制御装置13は、例えば、第1燃料噴射弁101の作動又は非作動を切り替える負荷の大きさを境に、高負荷時には第2コモンレール172のレール圧が第1圧力となるように第2燃料ポンプ152を制御するように構成されているとよい。また、制御装置13は、例えば、第1燃料噴射弁101の作動又は非作動を切り替える負荷の大きさを境に、低負荷時には第2コモンレール172のレール圧が第1圧力よりも低い第2圧力となるように第2燃料ポンプ152を制御するように構成されているとよい。
 上述したように、第2燃料噴射弁102は、第1燃料噴射弁101の第1総噴孔面積Sa1よりも小さい第2総噴孔面積Sa2を有する。そのため、噴射圧、すなわち燃料噴射弁100への燃料の供給圧力が第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで同じであると、単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量は、単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量よりも少なくなる。
 そこで、高負荷時には、低負荷時よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧を上げるようにすることで、高負荷時における単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量と単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量との差を抑制できる。したがって、高負荷時において必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
 図11は、図2に示したエンジンの負荷と作動させる燃料噴射弁との関係の一例を示した表である。図11では、図2に示したエンジン1Bにおける各燃料噴射弁100の総噴孔面積Sa、及び、各気筒20における第1燃料噴射弁101の第1総噴孔面積Sa1と第2燃料噴射弁102の第2総噴孔面積Sa2の和である気筒総噴孔面積ΣSについても記載している。
 例えば、図2に示したエンジン1Bでは、第1燃料噴射弁101の作動と非作動とを切り替える負荷の大きさの閾値が気筒20毎に異なっているが、制御装置13は、エンジン1Bの高負荷時には、いずれの気筒20においても第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の両方から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。また、制御装置13は、いずれの気筒20においてもエンジン1Bの低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料の噴射は停止し、例えば第2気筒22及び第3気筒23においては第2燃料噴射弁102から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。
 例えば、図2に示したエンジン1Bにおける燃料噴射の制御を行うにあたり、制御装置13は、エンジン1Bの負荷が減少するにつれて、総噴孔面積Saが大きい燃料噴射弁100から順に作動を停止させるように制御している。
 すなわち、制御装置13は、例えばエンジン1Bの負荷の大きさが40%となる負荷を境に、高負荷時には全ての燃料噴射弁100を作動させ、低負荷時には少なくとも第1気筒21における第1-1燃料噴射弁111を作動させないように各燃料噴射弁100を制御する。なお、第1-1燃料噴射弁111の第1総噴孔面積Sa1は、エンジン1Bにおける複数の燃料噴射弁100中で最も大きい。
 制御装置13は、さらにエンジン1Bの負荷が減少して、例えばエンジン1Bの負荷の大きさが30%となる負荷を境に、低負荷時にはさらに少なくとも第2気筒22における第2-1燃料噴射弁121を作動させないように各燃料噴射弁100を制御する。なお、第2-1燃料噴射弁121の第1総噴孔面積Sa1は、エンジン1Bにおける複数の燃料噴射弁100中で第1-1燃料噴射弁111の第1総噴孔面積Sa1に次いで大きい。
 制御装置13は、さらにエンジン1Bの負荷が減少して、例えばエンジン1Bの負荷の大きさが20%となる負荷を境に、低負荷時にはさらに少なくとも第3気筒23における第3-1燃料噴射弁131を作動させないように各燃料噴射弁100を制御する。なお、第3-1燃料噴射弁131の第1総噴孔面積Sa1は、エンジン1Bにおける複数の燃料噴射弁100中で第2-1燃料噴射弁121の第1総噴孔面積Sa1に次いで大きい。
 制御装置13は、さらにエンジン1Bの負荷が減少して、例えばエンジン1Bの負荷の大きさが10%となる負荷を境に、低負荷時にはさらに少なくとも第1気筒21における第1-2燃料噴射弁112を作動させないように各燃料噴射弁100を制御する。なお、第1-2燃料噴射弁112の第2総噴孔面積Sa2は、エンジン1Bにおける複数の燃料噴射弁100中で第3-1燃料噴射弁131の第1総噴孔面積Sa1に次いで大きい。
 このように、例えば低負荷時には、第1燃料噴射弁101だけでなく第2燃料噴射弁102も作動を停止させることで気筒20を休止させてもよい。すなわち、燃焼を行わない気筒20があってもよい。
 エンジン1Bの負荷が大きくなっていく場合には、制御装置13は、上述した順序とは逆の順序で、作動させないようにしていた燃料噴射弁100を作動させるように制御する。
 このように幾つかの実施形態では、制御装置13は、例えば図11に示すような制御マップを参照して、燃料噴射弁100の動作及び非動作を制御するように構成されていてもよい。
 図2に示したエンジン1Bでは、上記少なくとも1つの気筒20は、少なくとも2つの気筒20を含む。なお、図2に示したエンジン1Bでは、一例として3つの気筒20を含む。そして、制御装置13は、図2に示したエンジン1Bの負荷に応じて、上記少なくとも2つの気筒20における各々の第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されているとよい。
 これにより、少なくとも2つの気筒20を含むエンジン1Bにおいて、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1Bの熱効率を向上できる。
 また、上記少なくとも2つの気筒20は、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積(第1総噴孔面積Sa1)と第2燃料噴射弁102の総噴孔面積(第2総噴孔面積Sa2)の和である気筒総噴孔面積ΣSが気筒20毎に異なるように構成されているとよい。
 これにより、各気筒20のそれぞれにおいてエンジン1Bの負荷に応じで第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するにあたり、上述したように、気筒総噴孔面積Saが気筒20毎に同じである場合と比べて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御内容を多様化できる。これにより、低負荷から高負荷までのさらに幅広い運転条件下でエンジン1Bの熱効率を向上できる。
 図2に示したエンジン1Bでは、制御装置13は、エンジン1Bの負荷に応じて、上記少なくとも2つの気筒20における各々の第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の何れにおいて燃料を噴射するか、又は、燃料の噴射を停止するかを制御するように構成されているとよい。
 これにより、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御の対象となる気筒数が増えることで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御内容を多様化できる。したがって、低負荷から高負荷までのさらに幅広い運転条件下でエンジン1Bの熱効率を向上できる。
 図2に示したエンジン1Bにおける燃料噴射の制御を行う際の制御装置13の制御内容をまとめると、以下のようになる。
 すなわち、図2に示したエンジン1Bでは、図11で示したように上記少なくとも2つの気筒20のうちの一方の気筒20(例えば第1気筒21)は、第1総噴孔面積(例えば第1-1総噴孔面積Sa1A)を有する第1燃料噴射弁(例えば第1-1燃料噴射弁111)と、該第1総噴孔面積よりも小さい第2総噴孔面積(例えば第1-2総噴孔面積Sa2A)を有する第2燃料噴射弁(例えば第1-2燃料噴射弁112)とを備える。
 上記少なくとも2つの気筒20のうちの他方の気筒(例えば第2気筒22)は、第1総噴孔面積よりも小さい第3総噴孔面積(例えば第2-1総噴孔面積Sa1B)を有する第3燃料噴射弁(例えば第2-1燃料噴射弁121)と、第3総噴孔面積よりも小さい第4総噴孔面積(例えば第2-2総噴孔面積Sa2B)を有する第4燃料噴射弁(例えば第2-2燃料噴射弁122)とを備える。
 そして、制御装置13は、エンジン1Bの高負荷時(例えばエンジン1Bの負荷の大きさが40%となる負荷を境とした高負荷時)には、例えば少なくとも第1-1燃料噴射弁111及び第2-1燃料噴射弁121の両方から燃料が噴射されるように各燃料噴射弁100を制御するように構成されている。
 また、制御装置13は、エンジン1Bの低負荷時(例えばエンジン1Bの負荷の大きさが40%となる負荷を境とした低負荷時)には、例えば第1-1燃料噴射弁111からの燃料の噴射は停止し、少なくとも第2-1燃料噴射弁121から燃料が噴射されるように各燃料噴射弁100を制御するように構成されている。
 このように、エンジン1Bの負荷が小さくなるにつれて、どの気筒20についての燃料噴射弁100であるかを問わず、総噴孔面積Saが大きい燃料噴射弁100から順次作動を停止させていくことで、作動する燃料噴射弁100は、総噴孔面積が比較的小さい燃料噴射弁100となる。これにより、低負荷時であっても燃料噴射弁100の燃料噴射期間を確保し易くなる。
(レール圧の制御について)
 図12Aは、第1コモンレールのレール圧についての制御マップの一例である。
 図12Bは、第2コモンレールのレール圧についての制御マップの一例である。
 幾つかの実施形態では、制御装置13は、エンジン1の負荷が高くなるにつれて、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の噴射圧を上げるように構成されるとともに、高負荷時には第1燃料噴射弁101の噴射圧よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧が大きくなるように構成されているとよい。
 具体的には、制御装置13は、例えば図12Aに示すように、エンジン回転数が高くなるにつれて、又は、スロットル開度が大きくなるにつれて、第1コモンレール171のレール圧が高くなるように第1燃料ポンプ151を制御するように構成されているとよい。
 また、制御装置13は、例えば図12Bに示すように、エンジン回転数が高くなるにつれて、又は、スロットル開度が大きくなるにつれて、第2コモンレール172のレール圧が高くなるように第2燃料ポンプ152を制御するように構成されているとよい。
 なお、エンジン1の負荷は、エンジン回転数とスロットル開度とに依存する。
 制御装置13は、第1コモンレール171のレール圧よりも第2コモンレール172のレール圧の方が高くなるように第1燃料ポンプ151及び第2燃料ポンプ152を制御するように構成されていてもよい。
 これにより、エンジン1の負荷が高くなるにつれて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の噴射圧が上がるので、より大きな負荷であっても必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
 上述したように、第2燃料噴射弁102は、第1燃料噴射弁101の第1総噴孔面積Sa1よりも小さい第2総噴孔面積Sa2を有する。そのため、噴射圧、すなわち燃料噴射弁100への燃料の供給圧力が第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで同じであると、単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量は、単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量よりも少なくなる。
 そこで、高負荷時には第1燃料噴射弁101の噴射圧よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧が大きくなるようにすることで、高負荷時における単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量と単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量との差を抑制できる。したがって、高負荷時において必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
(燃料噴射タイミングについて)
 図13は、第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁における燃料噴射タイミングの一例を示す図である。
 一般的に総噴孔面積Saが比較的大きい燃料噴射弁100の方が総噴孔面積Saが比較的小さい燃料噴射弁100よりも噴霧された燃料の貫徹力は大きくなる。したがって、比較的大きな燃料貫徹力が必要とされる燃料噴射タイミングでは、総噴孔面積Saが比較的大きい燃料噴射弁100を作動させるとよい。また、比較的均一な霧化が必要とされる燃料噴射タイミングでは、総噴孔面積Saが比較的小さい燃料噴射弁100を作動させるとよい。
 そこで、例えば、ディーゼルエンジンにおいて実施されることが多い多段噴射を行う際に、総噴孔面積Saが異なる燃料噴射弁100を使い分けることで燃料噴射タイミングのそれぞれにおいて燃料の噴霧状態を適切化するようにしてもよい。
 例えば、ディーゼルエンジンにおいて実施されることが多い多段噴射を行う際に、比較的均一な霧化が必要とされるパイロット噴射を行う場合には、制御装置13は、第1燃料噴射弁101を非作動とし、第2燃料噴射弁102を作動させるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御してもよい。なお、パイロット噴射とは、初期着火を良好とすること等を目的としてメイン噴射に先立って行われる燃料噴射である。
 例えば、比較的大きな燃料貫徹力が必要とされるメイン噴射を行う場合には、制御装置13は、第1燃料噴射弁101を作動させ、第2燃料噴射弁102を非作動とするように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御するとよく、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を作動させるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御してもよい。また、例えば、メイン噴射を行う場合には、制御装置13は、上述した幾つかの実施形態のように、第1燃料噴射弁101を非作動とし、第2燃料噴射弁102を作動させるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御してもよい。
 例えば、比較的均一な霧化が必要とされるポスト噴射を行う場合には、制御装置13は、第1燃料噴射弁101を非作動とし、第2燃料噴射弁102を作動させるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御してもよい。なお、ポスト噴射とは、排ガスの浄化等を目的としてメイン噴射の後で行われる燃料噴射である。
 例えば、比較的均一な霧化が必要とされるレイトポスト噴射を行う場合には、制御装置13は、第1燃料噴射弁101を非作動とし、第2燃料噴射弁102を作動させるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の動作を制御してもよい。なお、レイトポスト噴射とは、排ガスの浄化のための触媒昇温等を目的としてメイン噴射の後であって燃焼室内における燃焼に寄与しないタイミングで行われる燃料噴射である。
 このように、幾つかの実施形態では、制御装置13は、燃料噴射タイミングに応じて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の何れの燃料噴射弁100から燃料を噴射するかを制御するように構成されているとよい。
 これにより、例えば上述したように、ディーゼルエンジンにおいて実施されることが多い多段噴射を行う際に、燃料噴射タイミングに応じてより適切な総噴孔面積Saを有する燃料噴射弁100を選択できるので、燃料噴射タイミングのそれぞれにおいて燃料の噴霧状態を適切化できる。
 なお、上述の説明では、第1燃料噴射弁101における第1総噴孔面積Sa1よりも第2燃料噴射弁102における第2総噴孔面積Sa2の方が小さい場合について説明したが、第1燃料噴射弁101における第1総噴孔面積Sa1と第2燃料噴射弁102における第2総噴孔面積Sa2とが同じであってもよい。
 すなわち、例えば、図1又は図2に示すエンジン1A又はエンジン1Bは、少なくとも1つの気筒20と、上記少なくとも1つの気筒20に配置された第1ピストン31と、第1ピストン31が配置された気筒20と同一の気筒20に配置された第2ピストン32であって、第1ピストン31と対向して配置された第2ピストン32と、を備えていてもよい。図1又は図2に示すエンジン1A又はエンジン1Bは、上記少なくとも1つの気筒20に配置された複数の燃料噴射弁100であって、第1燃料噴射弁101と、第2燃料噴射弁102と、を含む複数の燃料噴射弁100を備えるとよい。図1又は図2に示すエンジン1A又はエンジン1Bは、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御する制御装置13を備えるとよい。
 ここで、制御装置13は、エンジン1の高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の両方から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されているとよい。また、制御装置13は、エンジン1の低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料の噴射は停止し、第2燃料噴射弁102から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されているとよい。
 これにより、エンジン1の高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101又は第2燃料噴射弁102の何れか一方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を短縮でき、燃焼期間を短縮できるので熱効率を向上できる。
 また、エンジン1の低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を長くすることができる。これにより、エンジン1の低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態を安定化して燃焼状態を安定化できる。
 特に、図1又は図2に示すエンジン1A又はエンジン1Bのような対向ピストンエンジンでは、燃料噴射弁100を気筒20の側方に配置しなければならないため、例えば、図3に示すような、対向ピストンエンジンではないエンジン1Cと比べると、燃料噴射弁100が気筒20の軸心から離れてしまう。そのため、対向ピストエンジンでは、対向ピストンではないエンジンと比べて、低負荷時に気筒20の軸心へ燃料が届き難くなり、燃焼不良が生じるおそれがある。
 そこで、上述したように低負荷時に作動する燃料噴射弁100の数を減らすことで噴射期間を長くして燃料の貫徹力を確保し、気筒20の軸心側に燃料を供給する。これにより、低負荷時の燃焼を安定化できる。
 本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
 例えば、図2に示したエンジン1Bでは、各燃料噴射弁100のそれぞれの総噴孔面積Saが図11に示したような大小関係となる場合には、第1総噴孔面積Sa1が最も小さい第1燃料噴射弁101(第3-1燃料噴射弁131)であっても、その総噴孔面積(例えば0.23mm)は、第2総噴孔面積Sa2が最も大きい第2燃料噴射弁102(第1-2燃料噴射弁112)の第2総噴孔面積(例えば0.18mm)よりも大きい。すなわち、図2に示したエンジン1Bでは、各燃料噴射弁100のそれぞれの総噴孔面積Saが図11に示したような大小関係となる場合には、全ての第1燃料噴射弁101は、いずれの第2燃料噴射弁102よりも総噴孔面積Saが大きい。しかし、図2に示したエンジン1Bにおいて、いずれかの第2燃料噴射弁102よりも総噴孔面積Saが小さい第1燃料噴射弁101があってもよい。
 上述した幾つかの実施形態では、気筒20毎の燃料噴射弁100の数は2であったが、3以上であってもよい。
 上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、少なくとも1つの気筒20と、上記少なくとも1つの気筒20に配置された少なくとも1つのピストン30と、を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、上記少なくとも1つの気筒20に配置された複数の燃料噴射弁100であって、規定の総噴孔面積Saを有する第1燃料噴射弁101と、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積Saよりも小さい総噴孔面積Saを有する第2燃料噴射弁102と、を含む複数の燃料噴射弁100を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、エンジン1の負荷に応じて、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御する制御装置13を備える。
 上記(1)の構成によれば、エンジン1の負荷、すなわち必要とする燃料の噴射量に応じて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御できるので、必要とする燃料の噴射量に応じて、何れの燃料噴射弁100から燃料を噴射するか、及び、燃料の噴射時間を適宜設定できる。これにより、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
 また、低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態を安定化して燃焼状態を安定化できる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、制御装置13は、エンジン1の高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の両方から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。制御装置13は、エンジン1の低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料の噴射は停止し、第2燃料噴射弁102から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されているとよい。
 上記(2)の構成によれば、高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101又は第2燃料噴射弁102の何れか一方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を短縮でき、燃焼期間を短縮できるので熱効率を向上できる。
 上記(2)の構成によれば、低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を長くすることができる。また、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより小さい第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第2燃料噴射弁102からの燃料噴射を行わずに、総噴孔面積Saがより大きい第1燃料噴射弁101から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間をより長くすることができる。これにより、低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態をより安定化して燃焼状態をより安定化できる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、制御装置13は、高負荷時には、低負荷時よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧を上げるように構成されているとよい。
 上述したように、第2燃料噴射弁102は、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積Saよりも小さい総噴孔面積Saを有する。そのため、噴射圧、すなわち燃料噴射弁100への燃料の供給圧力が第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで同じであると、単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量は、単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量よりも少なくなる。
 上記(3)の構成によれば、高負荷時には、低負荷時よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧が上昇するので、高負荷時における単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量と単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量との差を抑制できる。したがって、高負荷時において必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(3)の何れかの構成において、上記少なくとも1つの気筒20は、少なくとも2つの気筒20を含む。そして、上記少なくとも2つの気筒20は、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積Saと第2燃料噴射弁102の総噴孔面積Saの和である気筒総噴孔面積ΣSが気筒20毎に異なるように構成されている。
 上記(4)の構成によれば、2つの気筒20のそれぞれにおいてエンジン1の負荷に応じで第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するにあたり、気筒総噴孔面積ΣSが気筒20毎に同じである場合と比べて、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御内容を多様化できる。これにより、低負荷から高負荷までのさらに幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、上記少なくとも1つの気筒20は、少なくとも2つの気筒20を含む。そして、制御装置13は、負荷に応じて、上記少なくとも2つの気筒20における各々の第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。
 上記(5)の構成によれば、少なくとも2つの気筒20を含むエンジン1において、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、制御装置13は、負荷に応じて、上記少なくとも2つの気筒20における各々の第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の何れにおいて燃料を噴射するか、又は、燃料の噴射を停止するかを制御するように構成されている。
 上記(6)の構成によれば、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御の対象となる気筒数が増えることで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の制御内容を多様化できる。これにより、低負荷から高負荷までのさらに幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(5)又は(6)の構成において、制御装置13は、負荷が高くなるにつれて、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の噴射圧を上げるように構成されるとともに、高負荷時には第1燃料噴射弁101の噴射圧よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧が大きくなるように構成されている。
 上記(7)の構成によれば、負荷が高くなるにつれて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の噴射圧が上がるので、より大きな負荷であっても必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
 上述したように、第2燃料噴射弁102は、第1燃料噴射弁101の総噴孔面積Saよりも小さい総噴孔面積Saを有する。そのため、噴射圧、すなわち燃料噴射弁への燃料の供給圧力が第1燃料噴射弁101と第2燃料噴射弁102とで同じであると、単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量は、単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量よりも少なくなる。
 上記(7)の構成によれば、高負荷時には第1燃料噴射弁101の噴射圧よりも第2燃料噴射弁102の噴射圧が大きくなるので、高負荷時における単位時間当たりの第2燃料噴射弁102からの燃料噴射量と単位時間当たりの第1燃料噴射弁101からの燃料噴射量との差を抑制できる。したがって、高負荷時において必要とされる燃料噴射量を確保し易くなる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(7)の何れかの構成において、制御装置13は、燃料噴射タイミングに応じて第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の何れの燃料噴射弁から燃料を噴射するかを制御するように構成されている。
 上記(8)の構成によれば、例えば、ディーゼルエンジンにおいて実施されることが多い多段噴射を行う際に、燃料噴射タイミングに応じてより適切な総噴孔面積Saを有する燃料噴射弁100を選択できるので、燃料噴射タイミングのそれぞれにおいて燃料の噴霧状態を適切化できる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)乃至(8)の何れかの構成において、上記少なくとも1つのピストン30は、第1ピストン31と、第1ピストン31が配置された気筒20と同一の気筒20に配置された第2ピストン32であって、第1ピストン31と対向して配置された第2ピストン32と、を含む。
 上記(9)の構成によれば、同一の気筒20に2つのピストン30が対向して配置された対向ピストンエンジンにおいて、低負荷から高負荷までの幅広い運転条件下でエンジン1の熱効率を向上できる。
(10)本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、少なくとも1つの気筒20と、上記少なくとも1つの気筒20に配置された第1ピストン31と、第1ピストン31が配置された気筒20と同一の気筒20に配置された第2ピストン32であって、第1ピストン31と対向して配置された第2ピストン32と、を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、上記少なくとも1つの気筒20に配置された複数の燃料噴射弁で100あって、第1燃料噴射弁101と、第2燃料噴射弁102と、を含む複数の燃料噴射弁100を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係るエンジン1は、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御する制御装置13を備える。制御装置13は、エンジン1の高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の両方から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。制御装置13は、エンジン1の低負荷時には、第1燃料噴射弁101からの燃料の噴射は停止し、第2燃料噴射弁102から燃料が噴射されるように第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102を制御するように構成されている。
 上記(10)の構成によれば、高負荷時には、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101又は第2燃料噴射弁102の何れか一方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を短縮でき、燃焼期間を短縮できるので熱効率を向上できる。
 上記(10)の構成によれば、第1燃料噴射弁101からの燃料噴射を行わずに、第2燃料噴射弁102から燃料を噴射することで、第1燃料噴射弁101及び第2燃料噴射弁102の双方から燃料を噴射する場合と比べて燃料噴射期間を長くすることができる。これにより、低負荷時に燃料噴射期間を長くすることで、必要以上に燃料を噴射することを抑制しつつ、噴霧状態を安定化して燃焼状態を安定化できる。
1 エンジン
13 制御装置(ECU)
15 燃料ポンプ
17 コモンレール
20 気筒(シリンダ)
30 ピストン
31 第1ピストン
32 第2ピストン
100 燃料噴射弁
101 第1燃料噴射弁
102 第2燃料噴射弁

Claims (10)

  1.  少なくとも1つの気筒と、
     前記少なくとも1つの気筒に配置された少なくとも1つのピストンと、
     前記少なくとも1つの気筒に配置された複数の燃料噴射弁であって、規定の総噴孔面積を有する第1燃料噴射弁と、前記第1燃料噴射弁の総噴孔面積よりも小さい総噴孔面積を有する第2燃料噴射弁と、を含む複数の燃料噴射弁と、
     エンジンの負荷に応じて、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御する制御装置と、を備える、
    エンジン。
  2.  前記制御装置は、
      前記エンジンの高負荷時には、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の両方から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御し、
      前記エンジンの低負荷時には、前記第1燃料噴射弁からの燃料の噴射は停止し、前記第2燃料噴射弁から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御するように構成された
    請求項1に記載のエンジン。
  3.  前記制御装置は、前記高負荷時には、前記低負荷時よりも前記第2燃料噴射弁の噴射圧を上げるように構成された
    請求項2に記載のエンジン。
  4.  前記少なくとも1つの気筒は、少なくとも2つの気筒を含み、
     前記少なくとも2つの気筒は、前記第1燃料噴射弁の総噴孔面積と前記第2燃料噴射弁の総噴孔面積の和である気筒総噴孔面積が気筒毎に異なるように構成された
    請求項1乃至3の何れか一項に記載のエンジン。
  5.  前記少なくとも1つの気筒は、少なくとも2つの気筒を含み、
     前記制御装置は、前記負荷に応じて、前記少なくとも2つの気筒における各々の前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御するように構成された
    請求項1に記載のエンジン。
  6.  前記制御装置は、前記負荷に応じて、前記少なくとも2つの気筒における各々の前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の何れにおいて燃料を噴射するか、又は、燃料の噴射を停止するかを制御するように構成された
    請求項5に記載のエンジン。
  7.  前記制御装置は、前記負荷が高くなるにつれて、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の噴射圧を上げるように構成されるとともに、高負荷時には前記第1燃料噴射弁の噴射圧よりも前記第2燃料噴射弁の噴射圧が大きくなるように構成されている
    請求項5又は6に記載のエンジン。
  8.  前記制御装置は、燃料噴射タイミングに応じて前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の何れの燃料噴射弁から燃料を噴射するかを制御するように構成された
    請求項1乃至7の何れか一項に記載のエンジン。
  9.  前記少なくとも1つのピストンは、第1ピストンと、前記第1ピストンが配置された前記気筒と同一の前記気筒に配置された第2ピストンであって、前記第1ピストンと対向して配置された第2ピストンと、を含む
    請求項1乃至8の何れか一項に記載のエンジン。
  10.  少なくとも1つの気筒と、
     前記少なくとも1つの気筒に配置された第1ピストンと、
     前記第1ピストンが配置された前記気筒と同一の前記気筒に配置された第2ピストンであって、前記第1ピストンと対向して配置された第2ピストンと、
     前記少なくとも1つの気筒に配置された複数の燃料噴射弁であって、第1燃料噴射弁と、第2燃料噴射弁と、を含む複数の燃料噴射弁と、
     前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御する制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、
      エンジンの高負荷時には、前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁の両方から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御し、
      前記エンジンの低負荷時には、前記第1燃料噴射弁からの燃料の噴射は停止し、前記第2燃料噴射弁から燃料が噴射されるように前記第1燃料噴射弁及び前記第2燃料噴射弁を制御するように構成された
    エンジン。
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