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JPH09158810A - ディーゼルエンジン - Google Patents

ディーゼルエンジン

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Publication number
JPH09158810A
JPH09158810A JP8071108A JP7110896A JPH09158810A JP H09158810 A JPH09158810 A JP H09158810A JP 8071108 A JP8071108 A JP 8071108A JP 7110896 A JP7110896 A JP 7110896A JP H09158810 A JPH09158810 A JP H09158810A
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JP
Japan
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fuel
injection
diesel engine
intake air
injection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8071108A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Suzuki
孝 鈴木
Kiyohiro Shimokawa
清広 下川
Haruyuki Yokota
治之 横田
Yuugo Kudou
有吾 工藤
Noboru Uchida
登 内田
Masatoshi Shimoda
正敏 下田
Toshiaki Kakegawa
俊明 掛川
Yoshihide Takenaka
喜英 竹中
Seiji Hikino
清治 引野
Chuichi Shiozaki
忠一 塩崎
Mitsuru Hosoya
満 細谷
Yuzo Aoyanagi
友三 青柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26412239&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH09158810(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP8071108A priority Critical patent/JPH09158810A/ja
Priority to US08/721,244 priority patent/US5740775A/en
Priority to DE69622765T priority patent/DE69622765T2/de
Priority to EP96115737A priority patent/EP0767303B1/en
Priority to DE69612717T priority patent/DE69612717T2/de
Priority to EP99117499A priority patent/EP0967380B1/en
Publication of JPH09158810A publication Critical patent/JPH09158810A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯｘの生成を抑制しつつ黒煙およびＨＣの
排出量を低減させて燃費を改善できるディーゼルエンジ
ンを提供する。 【解決手段】 吸入行程初期から圧縮行程中期までの間
に吸気中に燃料を噴射供給する予備噴射および圧縮上死
点の近傍において燃焼室に燃料を噴射供給する主噴射を
行なう噴射装置を設ける。エンジンの運転状態に応じて
噴射装置を制御するコントローラを設けたことにより、
予混合圧縮着火燃焼を行なわせてＮＯｘの生成を抑制し
つつ黒煙およびＨＣの排出量を低減させて燃費を改善す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
に係り、特に、ＮＯｘの生成を抑制しつつ黒煙およびＨ
Ｃの排出量を低減させて燃費を改善できるディーゼルエ
ンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気中に含まれる
ＮＯｘを低減するためには、燃料の噴射時期を遅らせて
ＮＯｘの生成を抑制するタイミングリタードを行なうこ
とが効果的であり、黒煙およびＨＣの排出量を低下させ
るためには燃料の噴射圧力を高くし、あるいは、リエン
トラント形の燃焼室を採用することが有効であるとされ
てきた。
【０００３】ところが、排気中に含まれるＮＯｘを低減
させるべくタイミングリタードを行なうと黒煙およびＨ
Ｃの排出量が増加するとともに燃費が悪化する懸念があ
る。また、高圧噴射においては燃料の微粒化が向上する
ために黒煙およびＨＣを改善できるものの、燃焼温度が
上昇してＮＯｘの排出量が増加してしまう。従って、デ
ィーゼルエンジンにおいてはＮＯｘの生成を抑制しつつ
黒煙およびＨＣの排出量を低減させて燃費を改善するこ
とはきわめて困難であるとされていた。
【０００４】かかる事態を解決する手段として、予混合
圧縮着火方式のディーゼルエンジンが近年提案されてい
る。この予混合圧縮着火方式のディーゼルエンジンは、
圧縮行程の初期に燃料である軽油をシリンダ内に噴射
し、噴射された燃料を圧縮行程で気化混合させて圧縮行
程の終りに自然発火により着火燃焼させるものであり、
均一な希薄混合気を形成することでリーンバーン火花点
火エンジンの場合と同様にＮＯｘの生成を抑制しつつ黒
煙の排出を防止することができ、燃費の悪化が少ないと
いう利点を有している。
【０００５】しかしながら、このように圧縮行程の初期
に燃料を噴射するようにしたこれまでの予混合圧縮着火
方式のディーゼルエンジンにおいては、着火性の悪い特
殊な燃料を、特殊な構成の燃料噴射装置を用いて供給す
る必要性があるにも拘らず、限られた負荷・回転領域で
しかエンジンの運転ができないために、負荷・回転領域
が多岐にわたる車両用エンジンに上記予混合圧縮着火方
式を適用することは実質的に不可能であるとされてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、ＮＯｘの生成を抑制しつつ
黒煙およびＨＣの排出量を低減させて燃費を改善できる
ディーゼルエンジンを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、吸入行程初期から圧縮行程中期までの間に
吸気中に燃料を噴射する予備噴射および圧縮上死点の近
傍において燃焼室に燃料を噴射する主噴射を行なう噴射
装置を設ける一方、エンジンの運転状態に応じて噴射装
置を制御するコントローラを設けたことを特徴としてい
る。
【０００８】また本発明は、圧縮行程終期から膨張行程
初期までの間に主噴射を複数回にわたって行なわせてＮ
Ｏｘおよび黒煙の生成をより一層効果的に抑制すること
ができる。なお本発明は、原則として通常のディーゼル
エンジン用の軽油を燃料として使用するが、予備噴射に
おいてセタン価の低い燃料を噴射する一方、主噴射にお
いてセタン価の高い燃料を噴射するようにして燃焼時期
をより確実に最適制御することが可能となる。
【０００９】さらに本発明は、エンジンの運転状態に応
じて吸気温度を可変制御する吸気温調整手段を設けるこ
とができる。このように吸気温調整手段を設けた場合
は、低負荷領域においてもより安定した燃焼を行なわせ
ることができる。なお、吸気温調整装置を、排気通路か
ら吸気通路に還流される排気の流量を可変制御する排気
還流装置、または排気通路に介装した酸化触媒を流れる
排気と吸入空気を熱交換させる熱交換器で構成すること
ができる。
【００１０】さらにまた本発明は、噴射ノズルを従来公
知のホール噴射ノズルで構成すれば所期の目的を達成す
ることができるが、ピストンが下死点に位置している状
態において該ピストンの頂面または該頂面に凹設した燃
焼室を燃料噴霧の到達領域とする噴射ノズルを採用する
ことにより、ライナ壁面への燃料噴霧の付着を回避して
燃料噴霧の気化の悪化にともなうＨＣの排出量の増加を
抑制しつつ、燃料噴霧の付着による油膜の劣化を回避す
ることもできる。
【００１１】さらにまた本発明は、ＮＯｘ触媒および該
触媒に供給される排気の温度を検出する温度センサを排
気通路に設け、該温度センサの出力信号に基づいて燃料
の供給量および供給時期を変化させて排気中の残留ＨＣ
の量を増減制御するようにした場合は、ＮＯｘの排出量
がより効果的に削減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るディーゼル
エンジンの一実施形態を示す全体構成図であり、燃料タ
ンク１からプレフィルタセジメント２、フィードポンプ
３およびフューエルフィルタ４を介して燃料が供給され
るサプライポンプ５を設けている。また、前記サプライ
ポンプ５の吐出口を逆止弁６を介してコモンレール７に
接続している。そして、エンジンの燃焼室に設けた噴射
ノズル８をフローリミッタ９を介してコモンレール７に
接続することにより、蓄圧式の燃料噴射装置を構成して
いる。
【００１３】１０はコモンレール７の圧力を所定値に保
持させる電磁スピル弁、１１はリリーフ弁、１２はコモ
ンレール７内の燃料圧力の異常上昇を予防するプレッシ
ャリミッタ、１３は噴射ノズル８に設けた電磁三方弁で
あり、エンジンのクランク軸１４に設けた回転センサ１
５、気筒判別センサ１６、アクセルセンサ１７、コモン
レール７に設けた圧力センサ１８から出力された信号
と、温度あるいは気圧などで代表されるその他の制御情
報をコントローラ１９に供給している。
【００１４】コントローラ１９は、上記各種の制御情報
に基づいて電磁スピル弁１０および電磁三方弁１３にそ
れぞれ制御信号を供給することにより、サプライポンプ
５の稼働を制御するとともに、噴射ノズル８から燃焼室
に供給される燃料の量および供給時期を最適制御する。
【００１５】コントローラ１９は、回転センサ１５およ
びアクセルセンサ１７から出力された信号に基づいてエ
ンジンの運転状態を判断する。そして、コントローラ１
９から予備噴射信号を出力することにより、吸入行程が
開始された時点から吸入行程の中期までの間に予備噴射
を行なわせる。またコントローラ１９から主噴射信号を
出力することにより、圧縮上死点の近傍において主噴射
を行なわせる。
【００１６】具体的には、排気量２０００ｃｃの単気筒
直接噴射式ディーゼルエンジンに上記のような構成にな
る蓄圧式の燃料噴射装置と従来公知のホール式燃料噴射
ノズルを装着し、コントローラ１９から出力された予備
噴射信号に基づいて吸入行程の初期に全噴射量の５０％
に相当する量の燃料を噴射ノズルからシリンダ内の吸気
中に噴射し、続いて、コントローラ１９から出力された
主噴射信号に基づいて圧縮上死点の近傍で残りの５０％
に相当する量の燃料を噴射した。噴射ノズルの開弁特性
を図２の特性線ａで示している。
【００１７】このように吸入行程の初期に総供給量の５
０％に相当する量の燃料を予備噴射して圧縮上死点の近
傍で残りの５０％に相当する量の燃料を主噴射した場合
は、予備噴射された燃料噴霧が吸気の乱れの影響を受け
てシリンダ内に広く拡散して充分に混合される。そし
て、圧縮行程が進行して吸気の温度が上昇すると、この
温度上昇した吸気を熱源として燃料噴霧の気化が促進さ
れるために当量比１を下回る希薄混合気が形成される。
【００１８】上記のようにして形成される希薄混合気
は、余剰の酸素および窒素を有しているためにすすの発
生がなく、しかも、熱容量が大きいために圧縮にともな
う発熱の度合が低くて着火し難い特徴を有している。そ
して、ピストンが圧縮上死点の近傍まで上昇して温度が
より高くなると希薄混合気の一部が自己着火するが、残
りの混合気は未燃のまま残される。
【００１９】コントローラ１９から出力された主噴射信
号に基づいて残りの燃料が噴射されると、この主噴射燃
料を核とする着火が行なわれる。このために、予備噴射
により形成されていた希薄混合気が一気に燃焼する。と
ころが、希薄混合気は余剰の酸素および窒素を含むもの
であるから黒煙およびＮＯｘの発生が抑制される。
【００２０】ここに、希薄混合気の一部が着火した場合
は、この希薄混合気の燃焼により発生した排気がシリン
ダ内に残存して内部ＥＧＲ効果をもたらすために、主噴
射された燃料の燃焼時におけるＮＯｘの生成がより確実
に抑制される。また、主噴射された燃料が燃焼した後も
希薄混合気の一部が未燃のまま残る可能性がある場合
は、圧縮上死点後１０°〜３０°程度までの間にさらに
少量の燃料を補充して噴射することにより、この補充燃
料を核とした着火を行なわせて希薄混合気を充分に燃焼
させることが可能である。図２のｂは上記のように主噴
射を二度に分割して行なう場合における噴射ノズル８の
開閉特性を示したものであり、このように主噴射を２度
に分割して行なうことにより、より完全燃焼に近付ける
ことが可能となってより高効率・低エミッションの燃焼
を行なわせることができる。
【００２１】また、従来公知のタイミングリタードの技
術思想に基づいて主噴射の時期を遅延させると、ＮＯｘ
の排出量が低下して黒煙の排出量は増加しなかった。こ
のように、主噴射を２回に分けて行なった場合は、図３
に示したように排煙濃度および燃料消費率のいずれもが
低ＮＯｘ濃度側で改善されることになり、ＮＯｘの生成
を抑制しつつ黒煙およびＨＣの排出量を低減させて燃費
を改善することができた。なお、従来では自力運転が不
可能であるとされる程度にまで主噴射の時期を遅延させ
た場合においても失火は起こらず、ＮＯｘの排出も従来
例の約１／２程度に低減された。
【００２２】ところで、本発明においては原則として予
備噴射と主噴射に分割して燃料を供給する。ところが、
燃料の総供給量がきわめて少ない領域でエンジンが運転
されているときは、吸入行程の初期に予備噴射を行なっ
て圧縮上死点の近傍で主噴射を行なうと希薄混合気の空
燃比が大きくなり過ぎて主噴射燃料による燃焼炎の拡散
が円滑に行なわれなくなるために、希薄混合気の一部が
未燃のまま排出されてＨＣの排出量が増加する懸念があ
る。
【００２３】しかしながら、本発明では前記のようにエ
ンジン、燃料噴射装置および燃料ともに通常使用される
ものを用いることができる。よって、燃料の総供給量が
きわめて少ない領域での運転時は予備噴射を省略して主
噴射のみとして従来公知の通常のディーゼルエンジンと
同様の燃焼を行なわせ、あるいは、例えば寒冷時のエン
ジン始動時にも通常の燃料供給形態をとることにより、
始動性を確保するとともに白煙の過剰な生成を抑制する
ことが可能となる。さらに本発明においては、エンジン
の運転状態に応じて予備噴射および主噴射の噴射量、噴
射時期もしくは回数のうちの少なくとも一つを可変制御
することができる。
【００２４】このように、本発明によれば予備噴射また
は主噴射の一方もしくは両方の噴射量、噴射時期あるい
は噴射回数を任意に設定することができるとともに、通
常のディーゼルエンジンと同様の供給形態に切換運転す
ることができるために、エンジンの運転状態に応じて燃
料の供給特性を最適制御することが可能となる。
【００２５】上記実施形態では蓄圧式の燃料噴射装置を
用いて希薄予混合燃焼に適した燃料の供給を行なう場合
について説明しているが、他の手段で同様に燃料の供給
を行なうこともできる。
【００２６】すなわち、図４は二組の機械式噴射ポンプ
を用いて希薄予混合燃焼させる実施形態を示したもので
ある。本実施形態においては主噴射を行なう主ポンプ２
０の噴射パイプ２２と予備噴射を行なう副ポンプ２１の
噴射パイプ２３をジョイント２４およびチェックバルブ
２５を介して合流させて噴射ノズル８に接続することに
より、主副のポンプ２０、２１から吐出された燃料を同
一の噴射ノズル８から燃焼室２６に噴射させるようにし
ている。なお、主ポンプ２０は気筒数と同数のプランジ
ャポンプを設けた列型ポンプで構成され、副ポンプ２１
はエンジンの気筒数と同数の分配ポートを備えた分配型
ポンプで構成されている。
【００２７】また、図５に示したように図示しないアク
セルペダルに連結されたコントロールロッド２７により
揺動操作されるレバー２８を設け、このレバー２８に枢
着したロッド２９の先端を主ポンプ２０の噴射量を制御
する主ロッド３０の先端に遊びをもって所定の範囲内で
伸縮可能に接続して両ロッド２９、３０を主スプリング
３１で伸長付勢させている。なお、レバー２８に遊びを
もって枢着したロッド３２の先端と副ポンプ２１の噴射
量を制御する副ロッド３３の先端を遊びをもって所定の
範囲内で伸縮可能に接続して両ロッド３２、３３を副ス
プリング３４で伸長付勢させている。
【００２８】ここに、主スプリング３１のばね定数を図
示しない主ロッド３０のリターンスプリングのばね定数
より小さくしつつ、該主スプリング３１のセット圧を主
ロッド３０のリターンスプリングのセット圧より大きく
している。そして、副スプリング３４のばね定数および
セット圧を図示しない副ロッド３３のリターンスプリン
グのばね定数およびセット圧より小さくするとともに、
ロッド２９と主ロッド３０の間の遊びをレバー２８と副
ロッド３２の間の遊びの大きさとほぼ等しくしている。
【００２９】従って、アクセルペダルを踏み込み操作し
てコントロールロッド２７を図６中左側に向って移動さ
せたとすると、レバー２８に追従するロッド２９の動き
が主バネ３１を介して主ロッド３０に伝達される。この
ために、アクセルペダルの踏み込み当初は主ロッド３０
がロッド２９に追従して左側に移動して主ポンプ２０か
らの吐出量を増加させる。ところが、レバー２８とロッ
ド３２の間には遊びを設けているために、副ロッド３３
は静止状態を維持して副ポンプ２１からの吐出量をゼロ
の状態にし続ける。
【００３０】アクセルペダルの踏込量の増大にともなっ
て主ロッド３０の移動量が増大すると、ロッド３０に作
用する押し戻し力が次第に大きくなり、やがて主スプリ
ング３１のセット圧より大きくなる。すると、ロッド２
９の移動量が増加するにつれて主スプリング３１が押し
縮められるために、コントロールロッド２７の移動量が
増大するにも拘らず主ロッド３０の移動量は増加せず、
主ポンプ２０からの吐出量がある一定値に保持される。
【００３１】一方、コントロールロッド２７の移動量が
増加するとレバー２８とロッド３２の間の遊びが次第に
減少する。そして、主スプリング３１の押し縮めが開始
されると同時にレバー２８とロッド３２の間の遊びがな
くなってロッド３２が移動し始める。
【００３２】ロッド３２が移動すると副スプリング３４
を介して副ロッド３３が図中右側に移動し始めるため
に、主ポンプ２０から吐出される燃料の量が増加しなく
なった時点から副ポンプ２１から燃料の吐出が開始され
て次第に増加する。従って、主ポンプ２０から吐出され
る燃料の量が一定値に保持されているにも拘らず、コン
トロールレバー２７の移動量が増加すると副ポンプ２１
から吐出される燃料の量が次第に増加するために噴射ノ
ズル８から噴射される燃料の総量が増加する。
【００３３】コントロールロッド２７の移動量がさらに
大きくなると、主スプリング３１の撓み量が大きくなっ
てロッド２９と主ロッド３０の間の遊びがゼロになる。
すると、コントロールロッド２７の移動量が増加するに
つれて主ロッド３０の移動量が再び増大して主ポンプか
らの吐出量を増加させる。
【００３４】ところが、このように主ロッド３０の移動
が再開される時点においては副ロッド３３が最大位置ま
で移動している。このために、かかる状態においてはコ
ントロールロッド２７の移動量が増大しようとも副ロッ
ド３３の移動量が増加せず、両ロッド３２、３３の相対
運動が副スプリング３４の圧縮によって吸収される。図
６はコントロールロッド２７と主副のロッド３０、３３
の変位の関係を示すものである。
【００３５】よって、副ポンプ２１の吐出時期を予備噴
射時期にセットして主ポンプ２０の吐出時期を主噴射時
期にセットすることにより、図７に示したように負荷に
応答して予備噴射量および主噴射量を可変制御すること
ができる。なお、図７においてａは無負荷領域、ｂは低
負荷領域、ｃは中負荷領域、ｄは高負荷領域での噴射率
をそれぞれ示している。
【００３６】また、上記実施形態においてはいずれも予
備噴射と主噴射で同一の燃料を噴射するようにしている
が、予備噴射においてセタン価の低い燃料を噴射する一
方、主噴射においてセタン価の高い燃料を噴射すること
により、燃焼時期をより確実に最適制御することができ
る。
【００３７】ところで、希薄予混合燃焼方式のディーゼ
ルエンジンにおける燃焼安定性は燃焼室の温度に大きく
左右される。従って、エンジンの運転状態に応じて吸気
温度を可変制御する吸気温調整手段を設けて低負荷領域
においてもより安定した燃焼を行なわせることが可能と
なる。
【００３８】エンジンの運転状態に応じて吸気温度を可
変制御する吸気温調整手段を構成するに際しては、排気
還流装置を採用することができる。排気還流装置は、例
えば図８に示したようにエンジン３５の排気通路３６か
ら吸気通路３７に至る還流通路３８に流量制御弁３９を
設けたものであり、エンジン３５の運転状態に応じて流
量制御弁３９の開度を変化させて吸気通路３７に還流さ
れる排気の流量を変化させるものである。４０は排気ブ
レーキ弁として機能する補助弁であり、流量制御弁３９
の開度変化のみによる流量制御範囲を拡大補正する。
【００３９】このように吸気温調整手段を排気還流装置
で構成した場合は、低負荷領域で排気の還流量を増加さ
せて吸気の温度を上昇補正できるために、安定燃焼可能
な空燃比を希薄側に移動させることができる。従って、
燃料の供給量がきわめて少ない無負荷運転領域などにお
いても排気の還流量を増加させて吸気温度を上昇補正す
ることが可能となるために、失火をともなわない安定燃
焼が行なわせることが可能となる。
【００４０】なお、排気の還流により燃焼室内の熱容量
が大きくなるとともに燃焼の抑制効果が得られるため
に、燃焼温度が低くなってＮＯｘの生成が抑制される。
また、排気中に含まれるＨＣの一部が排気の還流により
吸気中に戻されて再び燃焼に供されるために、燃焼の安
定化と相まってＨＣの排出量がより少なくなる。
【００４１】一方、希薄予混合燃焼方式のディーゼルエ
ンジンでは、ＨＣの排出量を完全にゼロにすることはき
わめて困難である。従って、図９に示したように排気通
路３６に酸化触媒４１を設けて大気中に放出されるＨＣ
の量を低減すると同時に、図示しない熱交換器を介して
酸化触媒４１に結合した加熱通路４２を設け、排気通路
３７に介装した酸化触媒４１を流れる排気と加熱通路４
２を通る吸入空気を熱交換させて吸気温度を最適制御す
ることができる。４３は加熱通路４１と吸気通路３７の
合流部に設けた流量制御弁である。
【００４２】さらに、希薄予混合燃焼方式のディーゼル
エンジンの排気中に含まれるＨＣを使用して大気中に排
出されるＮＯｘをより低減させることもできる。すなわ
ち、図１０に示したように低温・中温・高温のＮＯｘ触
媒４４を排気通路３６に設けるとともに、該触媒４４に
供給される排気の温度を検出する温度センサ４５を排気
通路３６に設け、この温度センサ４５の出力信号をコン
トローラ１９に供給する。
【００４３】そして、コントローラ１９の出力信号に基
づいて燃料の供給量および供給時期を制御することによ
り、ＮＯｘ触媒４４に還元剤として供給される排気中の
残留ＨＣの量を変化させてＮＯｘを効率よく低減させる
ことができる。このように、希薄予混合燃焼方式のディ
ーゼルエンジンにおいては、燃料の供給量および供給時
期を変化させて排気中の残留ＨＣの量を増減制御するこ
とにより、ＮＯｘ触媒４４を活性化してその還元処理能
力を最適制御できるために、排気処理装置の構成を簡略
化できる利点がある。４６はマフラである。
【００４４】さらにまた、希薄燃焼を行なわせるために
は噴射時期を早くする関係上、ピストンが下降している
状態で燃料を噴射する場合がある。ところが、従来公知
の噴射ノズルのように噴射コーン角が大きな噴射ノズル
を用いた場合は、シリンダライナの壁面に到達して付着
する燃料噴霧が多くなる。すると、燃料噴霧の気化が悪
化してＨＣの排出量が必要以上に多くなり、あるいは、
付着燃料によって油膜の劣化がもたらされてしまうこと
が懸念される。
【００４５】ところが、例えば図１１に示した実施形態
のようにピストン４７が下死点に位置している状態にお
いて該ピストン４７の頂面４８に凹設した燃焼室２６を
燃料噴霧４９の到達領域とする噴射ノズル８を採用した
場合は、ピストン４７が下死点に位置している状態で噴
射を行なった場合にも燃料噴霧４９がライナ壁面５０に
付着し難くなるために、ＨＣの量が異常に増加すること
による燃費の悪化および油膜の劣化などを回避すること
ができる。
【００４６】なお、本実施形態ではピストン４７が下死
点に位置している状態においても燃焼室２６のみを燃料
噴霧４９の到達領域とする噴射ノズル８を示している
が、燃焼室２６を含んだピストン４７の頂面４８を燃料
噴霧４９の到達領域とする噴射ノズルを採用してライナ
壁面５０への燃料噴霧４９の付着を回避することもでき
る。
【００４７】因に、エンジンの構成によっても左右され
るが、通常のストロークボアレシオのエンジンの場合
は、ホール噴射ノズルのコーン角を２０°〜４０°に設
定することで上記条件を満足させることができるが、い
わゆる真下噴霧の単孔噴射ノズルを採用してライナ壁面
５０への燃料噴霧の付着を回避することができる。ま
た、例えば図８または図９に示したような吸気温調整手
段もしくは従来公知の構造の吸気温調整手段を設けて吸
気温度を最適制御して燃料の気化性を改善した場合は、
予備噴射装置５１を吸気通路に設けることもできる。
【００４８】
【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、予混合された希薄混合気を着火燃焼させるよう
にしているために、ＮＯｘの生成を抑制しつつ黒煙およ
びＨＣの排出量を低減させて燃費を改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの一実施形態
を示す全体構成図である。
【図２】図１に示した噴射ノズルの開閉特性図である。
【図３】図２に示した噴射特性による燃焼と従来例によ
る燃焼の排煙濃度および燃料消費率の特性図である。
【図４】燃料供給装置の変形例を示す概略構成図であ
る。
【図５】図４に示した燃料供給装置の制御機構の一部を
示す正面図である。
【図６】図５に示した制御機構の動作特性図である。
【図７】図５に示した制御機構による噴射率特性図であ
る。
【図８】吸気温調整手段の一実施形態を示す概略構成図
である。
【図９】吸気温調整手段の他の実施形態を示す概略構成
図である。
【図１０】ＮＯｘ触媒の一搭載形態を示す概略構成図で
ある。
【図１１】噴射ノズルの一実施形態を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
１ 燃料タンク ２ プレフィルタセジメンタ ３ フィードポンプ ４ フューエルフィルタ ５ サプライポンプ ６ 吐出弁 ７ コモンレール ８ 噴射ノズル ９ フローリミッタ １０ 電磁スピル弁 １１ リリーフ弁 １２ プレッシャリミッタ １３ 電磁三方弁 １４ クランク軸 １５ 回転センサ １６ 気筒判別センサ １７ アクセルセンサ １８ 圧力センサ １９ コントローラ ２０ 主ポンプ ２１ 副ポンプ ２２ 噴射パイプ ２３ 噴射パイプ ２４ ジョイント ２５ チェックバルブ ２６ 燃焼室 ２７ コントロールロッド ２８ レバー ２９ ロッド ３０ 主ロッド ３１ 主スプリング ３２ ロッド ３３ 副ロッド ３４ 副スプリング ３５ エンジン ３６ 排気通路 ３７ 吸気通路 ３８ 還流通路 ３９ 流量制御弁 ４０ 補助弁 ４１ 酸化触媒 ４２ 加熱通路 ４３ 流量制御弁 ４４ ＮＯｘ触媒 ４５ 温度センサ ４６ マフラ ４７ ピストン ４８ 頂面 ４９ 燃料噴霧 ５０ ライナ壁面 ５１ 予備噴射装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ 31/04 31/04 Ａ 31/08 31/08 ３２１Ｄ ３２１ 43/04 43/04 45/04 45/04 61/14 ３１０ 61/14 ３１０ 31/08 ３０１Ｂ (72)発明者 工藤 有吾 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 内田 登 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 下田 正敏 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 掛川 俊明 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 竹中 喜英 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 引野 清治 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 塩崎 忠一 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 細谷 満 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 青柳 友三 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸入行程初期から圧縮行程中期までの間
    に吸気中に燃料を噴射する予備噴射と、圧縮上死点の近
    傍において燃焼室に燃料を噴射する主噴射を行なう噴射
    装置と、エンジンの運転状態に応じて噴射装置を制御す
    るコントローラを備えてなるディーゼルエンジン。
  2. 【請求項２】 コントローラは、圧縮行程終期から膨張
    行程初期までの間に主噴射を複数回にわたって行なわせ
    るものであることを特徴とする請求項１に記載のディー
    ゼルエンジン。
  3. 【請求項３】 噴射装置は、予備噴射においてセタン価
    の低い燃料を噴射する一方、主噴射においてセタン価の
    高い燃料を噴射するものであることを特徴とする請求項
    １または請求項２に記載のディーゼルエンジン。
  4. 【請求項４】 エンジンの運転状態に応じて吸気温度を
    可変制御する吸気温調整手段を備えてなる請求項１乃至
    請求項３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
  5. 【請求項５】 吸気温調整手段が、排気通路から吸気通
    路に還流される排気の流量を可変制御する排気還流装置
    であることを特徴とする請求項４に記載のディーゼルエ
    ンジン。
  6. 【請求項６】 吸気温調整手段が、排気通路に介装した
    酸化触媒を流れる排気と吸入空気を熱交換させる熱交換
    器であることを特徴とする請求項４に記載のディーゼル
    エンジン。
  7. 【請求項７】 燃料を噴射する噴射ノズルが、ピストン
    が下死点に位置している状態において該ピストンの頂面
    または該頂面に設けた燃焼室を燃料噴霧の到達領域とす
    る噴射ノズルであることを特徴とする請求項１乃至請求
    項６のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
  8. 【請求項８】 ＮＯｘ触媒および該触媒に供給される排
    気の温度を検出する温度センサを排気通路に設けるとと
    もに、温度センサの出力信号に基づいて燃料の供給量お
    よび供給時期を変化させて排気中の残留ＨＣの量を増減
    制御するコントローラを設けたことを特徴とする請求項
    １乃至請求項７のいずれか１項に記載のディーゼルエン
    ジン。
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