JPH0610673A - 直接噴射式ディーゼル機関 - Google Patents
直接噴射式ディーゼル機関Info
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- JPH0610673A JPH0610673A JP4172997A JP17299792A JPH0610673A JP H0610673 A JPH0610673 A JP H0610673A JP 4172997 A JP4172997 A JP 4172997A JP 17299792 A JP17299792 A JP 17299792A JP H0610673 A JPH0610673 A JP H0610673A
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- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0696—W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
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- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0663—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple injectors per combustion chamber
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- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
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- F02B23/0621—Squish flow
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来のパイロット噴射を改良しエンジンの全負
荷域にわたってスモークの発生を低レベルに維持しつ
つ、ＮＯX を大幅に低減する。 【構成】主噴射に先だってパイロット噴射を可能にする
直接噴射式ディーゼル機関において、ピストン１の頂部
に形成される窪み部１ｂと、該窪み部１ｂに立設される
中間壁１ｃにより区画形成される第１燃焼室８および第
２燃焼室９と、該第１燃焼室８と第２燃焼室９とを連通
するスリット１ｄとを有し、前記主噴射はスリット１ｄ
を通過するように構成し、前記パイロット噴射は前記中
間壁１ｃに衝突させるように構成し、エンジン高負荷時
以外は、パイロット噴射と主噴射を行い、エンジン高負
荷時には主噴射のみを行わせる。
荷域にわたってスモークの発生を低レベルに維持しつ
つ、ＮＯX を大幅に低減する。 【構成】主噴射に先だってパイロット噴射を可能にする
直接噴射式ディーゼル機関において、ピストン１の頂部
に形成される窪み部１ｂと、該窪み部１ｂに立設される
中間壁１ｃにより区画形成される第１燃焼室８および第
２燃焼室９と、該第１燃焼室８と第２燃焼室９とを連通
するスリット１ｄとを有し、前記主噴射はスリット１ｄ
を通過するように構成し、前記パイロット噴射は前記中
間壁１ｃに衝突させるように構成し、エンジン高負荷時
以外は、パイロット噴射と主噴射を行い、エンジン高負
荷時には主噴射のみを行わせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スモークの発生を低レ
ベルに維持しつつＮＯX （窒素酸化物）を大幅に低減さ
せるための直接噴射式ディーゼル機関に関する。
ベルに維持しつつＮＯX （窒素酸化物）を大幅に低減さ
せるための直接噴射式ディーゼル機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ディーゼル機関において、スモー
クおよびＮＯX の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて高圧噴射、燃焼方式の改善、排ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）等、種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費およびスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装
置の腐食或いは機能低下等、耐久性および信頼性の問題
がある。
クおよびＮＯX の低減は重要な課題であり、その低減に
向けて高圧噴射、燃焼方式の改善、排ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）等、種々の提案が行われている。このうちＥＧＲ
は、燃費およびスモークの悪化、排ガスによるＥＧＲ装
置の腐食或いは機能低下等、耐久性および信頼性の問題
がある。
【０００３】また、燃焼方式の観点からみれば、現在広
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近傍で
着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、この
時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを巻
き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
く用いられている低圧噴射の場合、噴霧はノズル近傍で
着火した後、全体が火炎に包まれながら進行し、この
時、噴霧は、空気と同時に自己の生成した既燃ガスを巻
き込みながら燃焼するので、噴霧中心部において高温
部、酸素不足部が形成されスモークの生成要因となり、
既燃ガスの巻き込みはマイナス要因として働くと言われ
ている。このためスモークを低減するには、燃料と空気
を迅速に混合する必要があり、スワール、スキッシュ等
により空気利用率を向上する方法が採られているが、こ
れでは着火遅れの間の燃料、空気混合速度も増大するた
め、予混合燃焼の増加により燃焼初期の熱発生率が増大
し、ＮＯX の増大を招くという相反する問題を有してお
り、これがスモークとＮＯX の同時低減を困難にしてい
る。
【０００４】上記問題を解決するために、高圧噴射（例
えば噴射圧１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上）、小噴孔径ノズ
ル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる方式が知ら
れている。これを図９により説明すると、１はピスト
ン、２はピストンリング、３はシリンダライナー、４は
ガスケット、５はシリンダヘッド、６はノズル７を有す
る燃料噴射弁を示し、ピストン１の頂部には燃焼室９が
形成されている。ピストン１が上昇し上死点付近に達し
たとき、ノズル７から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面
１０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈは、燃焼室９中心
に向かって膨張するが、噴射の終了まで中心部は不燃域
として残る。すなわち、噴霧は壁面１０に到達するまで
燃焼室９中心に近い不燃域側で十分に空気を巻き込みな
がら進行し、壁面１０側では既燃ガスを導入しながら壁
面１０に衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴射の
場合、噴射時期を大幅に遅らせても火がつくため、噴射
時期遅延との組み合わせで、低圧噴射と比較してスモー
クおよびＮＯX の同時低減を図ることができる。
えば噴射圧１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上）、小噴孔径ノズ
ル、浅皿燃焼室および低スワールを組合せる方式が知ら
れている。これを図９により説明すると、１はピスト
ン、２はピストンリング、３はシリンダライナー、４は
ガスケット、５はシリンダヘッド、６はノズル７を有す
る燃料噴射弁を示し、ピストン１の頂部には燃焼室９が
形成されている。ピストン１が上昇し上死点付近に達し
たとき、ノズル７から噴射された燃料の噴霧Ｆは、壁面
１０近傍で一気に着火した後、火炎Ｈは、燃焼室９中心
に向かって膨張するが、噴射の終了まで中心部は不燃域
として残る。すなわち、噴霧は壁面１０に到達するまで
燃焼室９中心に近い不燃域側で十分に空気を巻き込みな
がら進行し、壁面１０側では既燃ガスを導入しながら壁
面１０に衝突する二段の燃焼経路をたどる。高圧噴射の
場合、噴射時期を大幅に遅らせても火がつくため、噴射
時期遅延との組み合わせで、低圧噴射と比較してスモー
クおよびＮＯX の同時低減を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、噴射時期を
大幅に遅らせていくと、着火遅れ増大により、図１０に
示すように、ＮＯX が再び増加しそれ以上噴射時期を遅
らせてもＮＯX は低減できない。これを改善するため、
着火遅れを短縮し確実に着火させるため、パイロット噴
射が検討されている。図１１は、パイロット噴射により
大幅な噴射時期遅延が可能となりＮＯX が大幅に低減し
た例を示しているが、ＴＤＣ後、２０〜３０゜で噴射し
ているため、燃費の悪化が著しくなる。
大幅に遅らせていくと、着火遅れ増大により、図１０に
示すように、ＮＯX が再び増加しそれ以上噴射時期を遅
らせてもＮＯX は低減できない。これを改善するため、
着火遅れを短縮し確実に着火させるため、パイロット噴
射が検討されている。図１１は、パイロット噴射により
大幅な噴射時期遅延が可能となりＮＯX が大幅に低減し
た例を示しているが、ＴＤＣ後、２０〜３０゜で噴射し
ているため、燃費の悪化が著しくなる。
【０００６】また、高圧噴射の場合、図１２に示すよう
に、中負荷域でＮＯX が高くなる傾向があり、これを解
決するために中負荷域においては空気導入を抑え既燃ガ
スの巻き込みを増加させるようなことができれば、ＮＯ
X の発生を抑えることができる。
に、中負荷域でＮＯX が高くなる傾向があり、これを解
決するために中負荷域においては空気導入を抑え既燃ガ
スの巻き込みを増加させるようなことができれば、ＮＯ
X の発生を抑えることができる。
【０００７】パイロット噴射について更に述べると、低
圧噴射の場合、パイロット噴射を行うと、図１３Ａに示
すように、パイロット噴霧の燃焼火炎が燃焼室９中心部
から壁面１０にかけて広がるため、主噴霧がパイロット
火炎の中を既燃ガスを導入しながら進む（内部ＥＧＲ）
ので、ＮＯX は下がるがスモークは大幅に悪化する。一
方、高圧噴射の場合、噴霧の持つエネルギーが大きいた
め、図１３Ｂに示すように、パイロット火炎も燃焼室壁
面１０近傍で着火、燃焼するため、主噴霧がパイロット
火炎による既燃ガスを導入することはない。また、高圧
噴射でＮＯX を低減するため、噴射時期を大幅に遅らせ
た場合には、図１３Ｃに示すように、ピストン１の下降
に伴いパイロット噴霧は燃焼室９の外に出る。従って、
高圧噴射でパイロット噴射を行った場合、このままで
は、前記した噴射時期遅延と中負荷域での空気導入を抑
え既燃ガスの巻き込みを増加させＮＯX 低減を図る課題
とを同時に満足させることは困難である。
圧噴射の場合、パイロット噴射を行うと、図１３Ａに示
すように、パイロット噴霧の燃焼火炎が燃焼室９中心部
から壁面１０にかけて広がるため、主噴霧がパイロット
火炎の中を既燃ガスを導入しながら進む（内部ＥＧＲ）
ので、ＮＯX は下がるがスモークは大幅に悪化する。一
方、高圧噴射の場合、噴霧の持つエネルギーが大きいた
め、図１３Ｂに示すように、パイロット火炎も燃焼室壁
面１０近傍で着火、燃焼するため、主噴霧がパイロット
火炎による既燃ガスを導入することはない。また、高圧
噴射でＮＯX を低減するため、噴射時期を大幅に遅らせ
た場合には、図１３Ｃに示すように、ピストン１の下降
に伴いパイロット噴霧は燃焼室９の外に出る。従って、
高圧噴射でパイロット噴射を行った場合、このままで
は、前記した噴射時期遅延と中負荷域での空気導入を抑
え既燃ガスの巻き込みを増加させＮＯX 低減を図る課題
とを同時に満足させることは困難である。
【０００８】高圧噴射の場合、噴霧の持つエネルギーが
大きく、着火は燃焼室壁面で起こるため、低圧噴射のよ
うに噴射期間中、噴霧が既燃ガスに巻き込まれるような
ことがなく、ノズル近傍は常に空気層が存在している。
従って、中負荷域で噴霧内に既燃ガスを積極的に導入す
るようなコントロールができればスモークの発生のない
部分負荷でＮＯX を低減することができ、効率の高い内
部ＥＧＲを達成することができるという考えは以前より
提案されている（モータファン１９９２年、５月号、第
５４頁）。しかし、噴霧内に既燃ガスを導入する具体的
な構造については、今まで実用化或いは研究発表された
ものはない。
大きく、着火は燃焼室壁面で起こるため、低圧噴射のよ
うに噴射期間中、噴霧が既燃ガスに巻き込まれるような
ことがなく、ノズル近傍は常に空気層が存在している。
従って、中負荷域で噴霧内に既燃ガスを積極的に導入す
るようなコントロールができればスモークの発生のない
部分負荷でＮＯX を低減することができ、効率の高い内
部ＥＧＲを達成することができるという考えは以前より
提案されている（モータファン１９９２年、５月号、第
５４頁）。しかし、噴霧内に既燃ガスを導入する具体的
な構造については、今まで実用化或いは研究発表された
ものはない。
【０００９】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、従来のパイロット噴射を改良しエンジンの全負荷域
にわたってスモークの発生を低レベルに維持しつつ、Ｎ
ＯXを大幅に低減できる直接噴射式ディーゼル機関を提
供することを目的とする。
て、従来のパイロット噴射を改良しエンジンの全負荷域
にわたってスモークの発生を低レベルに維持しつつ、Ｎ
ＯXを大幅に低減できる直接噴射式ディーゼル機関を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の直接
噴射式ディーゼル機関は、主噴射に先だってパイロット
噴射を可能にする直接噴射式ディーゼル機関において、
ピストン１の頂部に形成される窪み部１ｂと、該窪み部
１ｂに立設される中間壁１ｃにより区画形成される第１
燃焼室８および第２燃焼室９と、該第１燃焼室８と第２
燃焼室９とを連通するスリット１ｄとを有し、前記主噴
射はスリット１ｄを通過するように構成し、前記パイロ
ット噴射は前記中間壁１ｃに衝突させるように構成し、
エンジン高負荷時以外は、パイロット噴射と主噴射を行
い、エンジン高負荷時には主噴射のみを行わせることを
特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、理解を
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
噴射式ディーゼル機関は、主噴射に先だってパイロット
噴射を可能にする直接噴射式ディーゼル機関において、
ピストン１の頂部に形成される窪み部１ｂと、該窪み部
１ｂに立設される中間壁１ｃにより区画形成される第１
燃焼室８および第２燃焼室９と、該第１燃焼室８と第２
燃焼室９とを連通するスリット１ｄとを有し、前記主噴
射はスリット１ｄを通過するように構成し、前記パイロ
ット噴射は前記中間壁１ｃに衝突させるように構成し、
エンジン高負荷時以外は、パイロット噴射と主噴射を行
い、エンジン高負荷時には主噴射のみを行わせることを
特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、理解を
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
【００１１】
【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
エンジン負荷が高負荷以外の低いときは、パイロット噴
射された噴霧が第１燃焼室８の中間壁１ｃに衝突し着火
し、次に、主噴霧が噴射され第１燃焼室８内の既燃ガス
を巻き込みながら第１燃焼室８のスリット１ｄを通り第
２燃焼室９内に入り燃焼する。このため、部分負荷での
ＮＯX の発生が抑制される。一方、高負荷域では、パイ
ロット噴射をやめ主噴霧のみとし、これにより主噴霧
は、第１燃焼室８内の空気を導入しながら第１燃焼室８
のスリット１ｄを通り第２燃焼室９内の空気を導入しな
がら外周壁１ａに衝突し着火燃焼するため、スモークの
悪化を抑えることができる。
エンジン負荷が高負荷以外の低いときは、パイロット噴
射された噴霧が第１燃焼室８の中間壁１ｃに衝突し着火
し、次に、主噴霧が噴射され第１燃焼室８内の既燃ガス
を巻き込みながら第１燃焼室８のスリット１ｄを通り第
２燃焼室９内に入り燃焼する。このため、部分負荷での
ＮＯX の発生が抑制される。一方、高負荷域では、パイ
ロット噴射をやめ主噴霧のみとし、これにより主噴霧
は、第１燃焼室８内の空気を導入しながら第１燃焼室８
のスリット１ｄを通り第２燃焼室９内の空気を導入しな
がら外周壁１ａに衝突し着火燃焼するため、スモークの
悪化を抑えることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の直接噴射式ディーゼル機関の１
実施例を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に
沿って矢印方向に見た断面図である。
明する。図１は本発明の直接噴射式ディーゼル機関の１
実施例を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に
沿って矢印方向に見た断面図である。
【００１３】１はピストン、２はピストンリング、３は
シリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダヘッ
ド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ノズル７
には、燃料を噴射する６つの噴孔が設けられているが、
噴孔の数は限定されるものではない。ピストン１は、頂
部に形成される外周壁１ａと、その内側に形成される窪
み部１ｂと、窪み部１ｂに立設される中間壁１ｃと、中
間壁１ｃに所定の間隔で形成されるスリット１ｄとを有
し、中間壁１ｃにより第１燃焼室８と第２燃焼室９が形
成される。そして、ノズル７から噴射されるパイロット
噴霧が中間壁１ｃに衝突するようにするとともに、主噴
霧はスリット１ｄを通って外周壁１ａに衝突するように
する。
シリンダライナー、４はガスケット、５はシリンダヘッ
ド、６はノズル７を有する燃料噴射弁を示し、ノズル７
には、燃料を噴射する６つの噴孔が設けられているが、
噴孔の数は限定されるものではない。ピストン１は、頂
部に形成される外周壁１ａと、その内側に形成される窪
み部１ｂと、窪み部１ｂに立設される中間壁１ｃと、中
間壁１ｃに所定の間隔で形成されるスリット１ｄとを有
し、中間壁１ｃにより第１燃焼室８と第２燃焼室９が形
成される。そして、ノズル７から噴射されるパイロット
噴霧が中間壁１ｃに衝突するようにするとともに、主噴
霧はスリット１ｄを通って外周壁１ａに衝突するように
する。
【００１４】本発明においては、パイロット噴射と主噴
射とは噴射の位置が異なるため、一般の噴射弁は使用で
きない。そのために、前記燃料噴射弁６は、噴射の位置
を変えることが可能な従来公知の弁を利用する。例え
ば、実公昭６３−２７０９３号公報に示されている装置
を図２により説明する。図２Ａは燃料噴射弁の断面図、
図２Ｂは図２ＡのＢ方向から見た平面図である。
射とは噴射の位置が異なるため、一般の噴射弁は使用で
きない。そのために、前記燃料噴射弁６は、噴射の位置
を変えることが可能な従来公知の弁を利用する。例え
ば、実公昭６３−２７０９３号公報に示されている装置
を図２により説明する。図２Ａは燃料噴射弁の断面図、
図２Ｂは図２ＡのＢ方向から見た平面図である。
【００１５】燃料噴射弁６は、外筒１２内に嵌挿される
第１の針弁１３と、第１の針弁１３内に嵌挿される第２
の針弁１４と、外筒１２のノズル７に形成される第１組
目の噴孔１５、１５、…と、更にその先端部に形成され
る第２組目の噴孔１６、１６、…と、外筒１２内に形成
される第１の燃料供給路１７及び第２の燃料供給路１８
とを有し、第１及び第２の針弁１３、１４はそれぞれ図
示しないスプリングにより図で下方向に付勢されてい
る。第１の燃料供給路１７は、外筒１２と第１の針弁１
３との間に形成された通路１９を経て第１組目の噴孔１
５、１５、…と連通可能にされ、第２の燃料供給路１８
は、第１の針弁１３と第２の針弁１４との間に形成され
た通路２０、２１を経て第２組目の噴孔１６、１６、…
と連通可能にされている。
第１の針弁１３と、第１の針弁１３内に嵌挿される第２
の針弁１４と、外筒１２のノズル７に形成される第１組
目の噴孔１５、１５、…と、更にその先端部に形成され
る第２組目の噴孔１６、１６、…と、外筒１２内に形成
される第１の燃料供給路１７及び第２の燃料供給路１８
とを有し、第１及び第２の針弁１３、１４はそれぞれ図
示しないスプリングにより図で下方向に付勢されてい
る。第１の燃料供給路１７は、外筒１２と第１の針弁１
３との間に形成された通路１９を経て第１組目の噴孔１
５、１５、…と連通可能にされ、第２の燃料供給路１８
は、第１の針弁１３と第２の針弁１４との間に形成され
た通路２０、２１を経て第２組目の噴孔１６、１６、…
と連通可能にされている。
【００１６】そして、第１組目の噴孔１５、１５、…か
ら噴射される主噴霧が、図１Ａのスリット１ｄを通って
外周壁１ａに衝突するようにし、第２組目の噴孔１６、
１６、…から噴射されるパイロット噴霧が、図１Ａの中
間壁１ｃに衝突するように配置する。
ら噴射される主噴霧が、図１Ａのスリット１ｄを通って
外周壁１ａに衝突するようにし、第２組目の噴孔１６、
１６、…から噴射されるパイロット噴霧が、図１Ａの中
間壁１ｃに衝突するように配置する。
【００１７】図３は、燃料供給系の構成図を示し、図２
の第１及び第２の燃料供給路１７、１８は、それぞれ主
噴射制御用電磁弁２２およびパイロット噴射制御用電磁
弁２３を介してコモンレール２４、高圧ポンプ２５に接
続され、これらは、電子制御装置２６においてエンジン
回転数センサ２７およびエンジン負荷センサ２８の信号
により制御される。
の第１及び第２の燃料供給路１７、１８は、それぞれ主
噴射制御用電磁弁２２およびパイロット噴射制御用電磁
弁２３を介してコモンレール２４、高圧ポンプ２５に接
続され、これらは、電子制御装置２６においてエンジン
回転数センサ２７およびエンジン負荷センサ２８の信号
により制御される。
【００１８】図４および図５は本発明の直接噴射式ディ
ーゼル機関の他の実施例を示し、図４Ａは平面図、図４
Ｂは図４ＡのＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、
図５は燃料供給系の構成図である。なお、前記実施例と
同一の構成については同一番号を付けて説明を省略す
る。
ーゼル機関の他の実施例を示し、図４Ａは平面図、図４
Ｂは図４ＡのＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図、
図５は燃料供給系の構成図である。なお、前記実施例と
同一の構成については同一番号を付けて説明を省略す
る。
【００１９】本実施例においては、主噴射弁６ａとパイ
ロット噴射弁６ｂの２つの弁を使用し、主噴射弁６ａの
ノズル７ａの噴孔が、スリット１ｄを通って外周壁１ａ
に衝突するようにし、パイロット噴射弁６ｂのノズル７
ｂの噴孔が、中間壁１ｃに衝突するように配置する。こ
の場合、図５に示すように１つのポンプ２５で主噴射弁
６ａとパイロット噴射弁６ｂに供給するようにしてもよ
いし、それぞれ別のポンプを使用してもよい。
ロット噴射弁６ｂの２つの弁を使用し、主噴射弁６ａの
ノズル７ａの噴孔が、スリット１ｄを通って外周壁１ａ
に衝突するようにし、パイロット噴射弁６ｂのノズル７
ｂの噴孔が、中間壁１ｃに衝突するように配置する。こ
の場合、図５に示すように１つのポンプ２５で主噴射弁
６ａとパイロット噴射弁６ｂに供給するようにしてもよ
いし、それぞれ別のポンプを使用してもよい。
【００２０】次に、本発明の直接噴射式ディーゼル機関
の制御方法について説明する。図６は制御系の構成図、
図７は制御用データを示す図、図８は制御フローを示す
図である。
の制御方法について説明する。図６は制御系の構成図、
図７は制御用データを示す図、図８は制御フローを示す
図である。
【００２１】エンジン回転数センサ２７およびエンジン
負荷センサ２８の検出信号は電子制御装置２６に入力さ
れ、ここでメモリ２９に記憶されている制御用データに
基づいて比較、演算、処理され、その出力信号が主噴射
制御用電磁弁２２およびパイロット噴射制御用電磁弁２
３に出力される。メモリ２９には、図７に示す制御用デ
ータが記憶され、図８に示す処理が行われる。すなわ
ち、現在のエンジン負荷Ｌが、所定のエンジン負荷Ｌ1
より大きいか否かを判別し、負荷Ｌ1 以下では、パイロ
ット噴射をした後、主噴射を行い、負荷Ｌ1 を越えると
主噴射のみを行うように主噴射制御用電磁弁２２および
パイロット噴射制御用電磁弁２３制御するものである。
負荷センサ２８の検出信号は電子制御装置２６に入力さ
れ、ここでメモリ２９に記憶されている制御用データに
基づいて比較、演算、処理され、その出力信号が主噴射
制御用電磁弁２２およびパイロット噴射制御用電磁弁２
３に出力される。メモリ２９には、図７に示す制御用デ
ータが記憶され、図８に示す処理が行われる。すなわ
ち、現在のエンジン負荷Ｌが、所定のエンジン負荷Ｌ1
より大きいか否かを判別し、負荷Ｌ1 以下では、パイロ
ット噴射をした後、主噴射を行い、負荷Ｌ1 を越えると
主噴射のみを行うように主噴射制御用電磁弁２２および
パイロット噴射制御用電磁弁２３制御するものである。
【００２２】従って、エンジン負荷が高負荷以外の低い
ときは、パイロット噴射された噴霧が第１燃焼室８の中
間壁１ｃに衝突し着火し、次に、主噴霧が噴射され第１
燃焼室８内の既燃ガスを巻き込みながら第１燃焼室８の
スリット１ｄを通り第２燃焼室９内に入り燃焼する。こ
のため、部分負荷でのＮＯX の発生が抑制される。な
お、図１２で説明したように低負荷域及び中負荷域では
もともとスモーク濃度は十分余裕があり既燃ガス導入に
よるスモークへの悪影響は少ない。一方、高負荷域で
は、パイロット噴射をやめ主噴霧のみとし、これにより
主噴霧は、第１燃焼室８内の空気を導入しながら第１燃
焼室８のスリット１ｄを通り第２燃焼室９の外周壁１ａ
に衝突し着火燃焼するため、スモークの悪化を抑えるこ
とができる。なお、高負荷域では図１２で説明したよう
にもともとＮＯX 濃度は低い。
ときは、パイロット噴射された噴霧が第１燃焼室８の中
間壁１ｃに衝突し着火し、次に、主噴霧が噴射され第１
燃焼室８内の既燃ガスを巻き込みながら第１燃焼室８の
スリット１ｄを通り第２燃焼室９内に入り燃焼する。こ
のため、部分負荷でのＮＯX の発生が抑制される。な
お、図１２で説明したように低負荷域及び中負荷域では
もともとスモーク濃度は十分余裕があり既燃ガス導入に
よるスモークへの悪影響は少ない。一方、高負荷域で
は、パイロット噴射をやめ主噴霧のみとし、これにより
主噴霧は、第１燃焼室８内の空気を導入しながら第１燃
焼室８のスリット１ｄを通り第２燃焼室９の外周壁１ａ
に衝突し着火燃焼するため、スモークの悪化を抑えるこ
とができる。なお、高負荷域では図１２で説明したよう
にもともとＮＯX 濃度は低い。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、主噴射に先だってパイロット噴射を可能にする
直接噴射式ディーゼル機関において、ピストンの頂部に
形成される窪み部と、該窪み部に立設される中間壁によ
り区画形成される第１燃焼室および第２燃焼室と、該第
１燃焼室と第２燃焼室とを連通するスリットとを有し、
前記主噴射はスリットを通過するように構成し、前記パ
イロット噴射は前記中間壁に衝突させるように構成し、
エンジン高負荷時以外は、パイロット噴射と主噴射を行
い、エンジン高負荷時には主噴射のみを行わせるので、
従来のパイロット噴射を改良しエンジンの全負荷域にわ
たってスモークの発生を低レベルに維持しつつ、ＮＯX
を大幅に低減できる。
よれば、主噴射に先だってパイロット噴射を可能にする
直接噴射式ディーゼル機関において、ピストンの頂部に
形成される窪み部と、該窪み部に立設される中間壁によ
り区画形成される第１燃焼室および第２燃焼室と、該第
１燃焼室と第２燃焼室とを連通するスリットとを有し、
前記主噴射はスリットを通過するように構成し、前記パ
イロット噴射は前記中間壁に衝突させるように構成し、
エンジン高負荷時以外は、パイロット噴射と主噴射を行
い、エンジン高負荷時には主噴射のみを行わせるので、
従来のパイロット噴射を改良しエンジンの全負荷域にわ
たってスモークの発生を低レベルに維持しつつ、ＮＯX
を大幅に低減できる。
【図１】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の１実施例
を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に沿って
矢印方向に見た断面図
を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に沿って
矢印方向に見た断面図
【図２】図１の実施例に使用される燃料噴射弁を示し、
図Ａは断面図、図Ｂは図ＡのＢ方向から見た平面図
図Ａは断面図、図Ｂは図ＡのＢ方向から見た平面図
【図３】図１の実施例における燃料供給系の構成図
【図４】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の他の実施
例を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に沿っ
て矢印方向に見た断面図
例を示し、図Ａは平面図、図Ｂは図ＡのＢ−Ｂ線に沿っ
て矢印方向に見た断面図
【図５】図４の実施例における燃料供給系の構成図
【図６】本発明における制御系の構成図
【図７】本発明における制御用データを示す図
【図８】本発明における制御フローを示す図
【図９】従来の直接噴射式ディーゼル機関の例を示し、
図Ａは断面図、図Ｂは平面図
図Ａは断面図、図Ｂは平面図
【図１０】燃料噴射時期と、着火遅れ時間、ＮＯX 濃度
およびスモーク濃度との関係を説明するための図
およびスモーク濃度との関係を説明するための図
【図１１】パイロット噴射の有無により燃料噴射時期と
ＮＯX 濃度との関係を説明するための図
ＮＯX 濃度との関係を説明するための図
【図１２】エンジン負荷とＮＯX 濃度およびスモーク濃
度との関係を説明するための図
度との関係を説明するための図
【図１３】本発明の課題を説明するためのパイロット噴
射を説明する図
射を説明する図
１…ピストン、３…シリンダ、５…シリンダヘッド、６
…燃料噴射弁 ７…ノズル、８…第１燃焼室、９…第２燃焼室、１ａ…
外周壁、１ｂ…窪み部 １ｃ…中間壁、１ｄ…スリット
…燃料噴射弁 ７…ノズル、８…第１燃焼室、９…第２燃焼室、１ａ…
外周壁、１ｂ…窪み部 １ｃ…中間壁、１ｄ…スリット
フロントページの続き (72)発明者 辻村欽司 茨城県つくば市苅間2530番地 財団法人 日本自動車研究所内 株式会社新燃焼シス テム研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】主噴射に先だってパイロット噴射を可能に
する直接噴射式ディーゼル機関において、ピストンの頂
部に形成される窪み部と、該窪み部に立設される中間壁
により区画形成される第１燃焼室および第２燃焼室と、
該第１燃焼室と第２燃焼室とを連通するスリットとを有
し、前記主噴射はスリットを通過するように構成し、前
記パイロット噴射は前記中間壁に衝突させるように構成
し、エンジン高負荷時以外は、パイロット噴射と主噴射
を行い、エンジン高負荷時には主噴射のみを行わせるこ
とを特徴とする直接噴射式ディーゼル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172997A JPH0610673A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172997A JPH0610673A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610673A true JPH0610673A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15952275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4172997A Pending JPH0610673A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 直接噴射式ディーゼル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610673A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100185A (en) * | 1998-08-14 | 2000-08-08 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing method of forming a high purity <200> grain orientation tin layer and semiconductor processing method of forming a conductive interconnect line |
| US6365507B1 (en) | 1999-03-01 | 2002-04-02 | Micron Technology, Inc. | Method of forming integrated circuitry |
| US6524951B2 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-25 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a silicide interconnect over a silicon comprising substrate and method of forming a stack of refractory metal nitride over refractory metal silicide over silicon |
| US6825113B2 (en) | 1998-02-19 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Asymmetric, double-sided self-aligned silicide and method of forming the same |
| JP2006118427A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火内燃機関 |
| US7691750B2 (en) | 2003-06-12 | 2010-04-06 | Asm International N.V. | Methods of forming films in semiconductor devices with solid state reactants |
| US7927942B2 (en) | 2008-12-19 | 2011-04-19 | Asm International N.V. | Selective silicide process |
| JP2012241640A (ja) * | 2011-05-20 | 2012-12-10 | Nippon Soken Inc | 燃料噴射制御装置 |
| US8813713B2 (en) | 2010-12-22 | 2014-08-26 | Caterpillar Inc. | Piston with cylindrical wall |
| JPWO2014196035A1 (ja) * | 2013-06-05 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US9657681B2 (en) | 2013-06-10 | 2017-05-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine control device |
| RU2723260C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-06-09 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство для смесеобразования в двигателях внутреннего сгорания |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155529A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 直噴式デイ−ゼルエンジンのパイロツト噴射装置 |
| JPS62150052A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | 電子制御デイ−ゼルエンジンのパイロツト噴射制御方法 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4172997A patent/JPH0610673A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155529A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 直噴式デイ−ゼルエンジンのパイロツト噴射装置 |
| JPS62150052A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-04 | Toyota Motor Corp | 電子制御デイ−ゼルエンジンのパイロツト噴射制御方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6825113B2 (en) | 1998-02-19 | 2004-11-30 | Micron Technology, Inc. | Asymmetric, double-sided self-aligned silicide and method of forming the same |
| US6100185A (en) * | 1998-08-14 | 2000-08-08 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing method of forming a high purity <200> grain orientation tin layer and semiconductor processing method of forming a conductive interconnect line |
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| US6524951B2 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-25 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a silicide interconnect over a silicon comprising substrate and method of forming a stack of refractory metal nitride over refractory metal silicide over silicon |
| US6951786B2 (en) | 1999-03-01 | 2005-10-04 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a stack of refractory metal nitride over refractory metal silicide over silicon |
| US7691750B2 (en) | 2003-06-12 | 2010-04-06 | Asm International N.V. | Methods of forming films in semiconductor devices with solid state reactants |
| JP2006118427A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Toyota Motor Corp | 圧縮着火内燃機関 |
| US7927942B2 (en) | 2008-12-19 | 2011-04-19 | Asm International N.V. | Selective silicide process |
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| RU2723260C1 (ru) * | 2019-09-12 | 2020-06-09 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство для смесеобразования в двигателях внутреннего сгорания |
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