JPH05231246A - アルコールエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 低負荷域における空燃比が可燃範囲から外れ
るのを防止し、燃費を改善するとともに、不完全燃焼成
分が排出されるのを防止する。 ［構成］ 吸気系と排気系とを連通させるようにＥＧＲ
バルブを有するＥＧＲパイプを接続し、エンジンの負荷
が低い場合にＥＧＲバルブを開放して排気ガスを吸気側
へ戻すようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルコールエンジンに係
り、とくにアルコール燃料をシリンダ内に噴射して燃焼
させるようにしたアルコールエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料として、従来
より軽油が広く用いられている。軽油は着火性に優れて
いるために、ディーゼルエンジンの燃料として最適なも
のである。ところが排気ガス中に窒素酸化物や黒煙を含
む欠点があり、大気汚染の点で問題が多い。

【０００３】このような欠点を解消するために、軽油に
代えてアルコール燃料を用いるようにしたアルコールエ
ンジンが提案されている。すなわちアルコール燃料をシ
リンダ内に噴射するとともに、必要に応じて点火装置に
よって点火させて燃焼させるようにしたものであって、
アルコール燃料の着火性の悪さを点火装置によって補う
ことにより、ディーゼルエンジンとして成立するように
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にアルコール燃料
を用いるディーゼルエンジンにおいては、その可燃範囲
が図４に示すように比較的狭い範囲に限定される。従っ
て単に軽油をアルコール燃料に置換えただけだと、エン
ジンの負荷率が低い領域においては、空燃比が可燃範囲
からずれることになり、これによって不完全燃焼を起
し、燃費が悪化するばかりでなく、不完全燃焼成分、す
なわち未燃のメタノールやアルデヒド、炭化水素、一酸
化炭素等を排気ガスとともに排出することになる。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、とくに低負荷域における空燃比を可燃
範囲内にすることにより、燃費の改善を図るようにした
アルコールエンジンを提供することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はアルコール燃料
をシリンダ内に噴射して燃焼させるようにしたアルコー
ルエンジンにおいて、吸気系と排気系とを連通させるＥ
ＧＲパイプを設けるとともに、該ＥＧＲパイプにＥＧＲ
バルブを接続し、エンジンの負荷が低い場合に前記ＥＧ
Ｒバルブを開放するようにしたものである。

【０００７】

【作用】低負荷域においてＥＧＲバルブが開放されるこ
とにより、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉ
ｒｃｕｌａｔｉｏｎ 排気ガス再循環）が行なわれるた
めに、低負荷域での空燃比を可燃範囲とすることができ
るばかりでなく、吸気温度上昇による着火性の改善がで
きる。従って中低負荷域での燃焼特性が改善され、燃費
が向上する。また低負荷域で不完全燃焼がなくなるため
に、未燃のメタノールやアルデヒド、炭化水素、一酸化
炭素の排出が抑制される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るアルコールエ
ンジンを示すものであって、そのエンジン本体１０の両
側には吸気マニホールド１１と排気マニホールド１２と
が取付けられるようになっている。吸気マニホールド１
１には吸気管１３が接続されるとともに、この吸気管１
３の先端部はエアクリーナ１４に接続されている。これ
に対して排気マニホールド１２は排気管１５に接続され
ている。

【０００９】さらにこのエンジン１０は燃料噴射ポンプ
１７を備えている。燃料噴射ポンプ１７のカムシャフト
には電子タイマ１８が設けられており、この電子タイマ
１８によって燃料の噴射のタイミングが調整されるよう
になっている。また燃料噴射ポンプ１７の後側には電子
ガバナ１９が設けられており、１回に噴射する燃料の供
給量を調整するようにしている。なおこれらの電子タイ
マ１８と電子ガバナ１９とは、ともにコンピュータ２０
によって制御されるようになっている。

【００１０】排気管１５には排気ブレーキ２３が設けら
れており、この排気ブレーキ２３はアクチュエータ２４
によって開閉されるようになっている。また吸気管１３
には吸気絞り弁２５が設けられており、アクチュエータ
２６によって開度調整が行なわれるようになっている。
また吸気管１３と排気管１５とはＥＧＲパイプ２７によ
って連通されている。しかもＥＧＲパイプ２７にはＥＧ
Ｒバルブ２８が取付けられており、アクチュエータ２９
によってその開閉が行なわれるようになっている。しか
もアクチュエータ２９はコンピュータ２０によってその
制御が行なわれるようになっている。

【００１１】またこのエンジン１０の回転数は回転速度
センサ３１によって検出されるようになっている。また
このエンジンの負荷、またはアクセル開度は電子ガバナ
１９に設けられているエンジン負荷センサ３２によって
検出されるようになっている。また吸気管１３には吸気
圧力センサ３３と吸気温度センサ３４とがそれぞれ取付
けられるようになっている。そしてセンサ３１〜３４は
コンピュータ２０に接続されている。

【００１２】図２に示すように、エンジン１０を制御す
るコンピュータ２０には、その他に位相パルス、エンジ
ン水温、排気温度、グローカレント、バキューム圧等が
それぞれ入力されるようになっている。またこのコンピ
ュータ２０によってフィードポンプ、キャニスタ、点火
装置、触媒ヒータ、インディケータランプ、ダイアグノ
ーシス等の制御が行なわれるようになっている。

【００１３】以上のような構成において、エンジン１０
の出力の一部によって駆動される燃料噴射ポンプ１７
は、アルコール燃料を加圧するとともに、エンジン１０
の各シリンダに順次所定のタイミングで噴射するように
している。シリンダ内に噴射された燃料は、エアクリー
ナ１４、吸気管１３および吸気マニホールド１１を通し
てシリンダ内に導入された吸気であって、上死点側へ移
動するピストンによって加圧された吸気の熱によって着
火される。なお必要に応じて点火装置が作動し、着火を
補助することになる。そして燃焼によって生じた排気ガ
スは排気マニホールド１２および排気管１５を通して大
気中に排出されることになる。

【００１４】しかもこのエンジンにおいては、排気ガス
の一部をＥＧＲパイプ２７を通して吸気側に戻すように
している。コンピュータ２０は回転検出センサ３１、エ
ンジン負荷センサ３２、吸気圧力センサ３３、吸気温度
センサ３４によってエンジン１０の運転状態を検出する
とともに、予め設定されたマップに従ってアクチュエー
タ２９を介してＥＧＲバルブ２８の開度を調整する。さ
らにコンピュータ２０はアクチュエータ２６によって吸
気絞り弁２５の開度を調整する。

【００１５】とくに本実施例におけるエンジン１０にお
いては、図３および図４に示すように、低負荷域でＥＧ
Ｒバルブ２８をアクチュエータ２９によって開くように
し、低負荷域から中負荷域において燃料と空気との混合
割合、すなわち空燃比をＥＧＲを行なわない場合よりも
小さな値にしている。これによって燃費の改善を行なう
ようにしている。

【００１６】一般に軽油を使用する通常のディーゼルエ
ンジンにおいては、ＥＧＲは窒素酸化物の低減を目的と
して用いられる。これに対してアルコールエンジンにお
いては、可燃混合割合が狭いことから、燃費の改善およ
び吸気温度上昇による着火性の改善に対して大きな効果
が得られる。

【００１７】エンジンの低負荷域であってＥＧＲをかけ
ない場合に可燃範囲から外れると、燃費が悪化するばか
りでなく、未燃のメタノールやアルデヒド、炭化水素、
一酸化炭素等を排気ガスとともに排出することになる。
ところがＥＧＲをかけることによって図４に示すよう
に、低負荷域でも空燃比を可燃範囲とすることができ、
燃費を改善するばかりでなく、有害物質の排出を防止で
きるようになる。

【００１８】なおこのエンジンにおいて、吸気温および
吸気圧はそれぞれ温度センサ３４および圧力センサ３３
によって検出されるようになっており、過度のＥＧＲに
ついてはコンピュータ２０によって補正されるようにな
っている。吸気絞り弁２５は極低負荷におけるＥＧＲ率
を高めるために作動させ、吸気圧力を増大させ、ＥＧＲ
パイプ２７を通って戻ってくる排気ガスの量を増大させ
る作用を行なうようになっている。

【００１９】上記のＥＧＲの制御を行なうコンピュータ
２０は、さらに燃料系の制御を行なうようになってお
り、図２に示すように、メタノール燃料の管内エバポレ
ーション対策のためのタンクからのフィードポンプおよ
びタンクから大気への蒸気発散抑止用のキャニスタの切
換え制御を行なうようにしている。またコンピュータ２
０は点火装置の制御を行なうようにしており、低セタン
価のための着火補助プラグの制御によって、始動性と運
転時の省電力制御を行なうようにしている。また回転数
と負荷による設定によりプラグの長寿命化を図るように
している。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明は、吸気系と排気系
とを連通させるＥＧＲパイプを設けるとともに、このＥ
ＧＲパイプにＥＧＲバルブを接続し、エンジンの負荷が
低い場合に上記ＥＧＲバルブを開放するようにしたもの
である。

【００２１】従って低負荷域における燃料と空気の混合
割合が可燃範囲から外れ、不完全燃焼を起すことが防止
されるとともに、吸気温度の上昇による着火性を含む燃
焼促進がされる。これによって燃費を改善するととも
に、不完全燃焼成分、すなわち未燃のメタノールやアル
デヒド、炭化水素、一酸化炭素等が排気ガス中に含まれ
ることを防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアルコールエンジンを
示す平面図である。

【図２】エンジンを制御するコンピュータのブロック図
である。

【図３】ＥＧＲ率の変化を示すグラフである。

【図４】空燃比の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ エンジン本体 １１ 吸気マニホールド １２ 排気マニホールド １３ 吸気管 １５ 排気管 １７ 燃料噴射ポンプ １８ 電子タイマ １９ 電子ガバナ ２０ コンピュータ ２５ 吸気絞り弁 ２６ アクチュエータ ２７ ＥＧＲパイプ ２８ ＥＧＲバルブ ２９ アクチュエータ ３１ 回転検出センサ ３２ エンジン負荷センサ ３３ 吸気圧力センサ ３４ 吸気温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルコール燃料をシリンダ内に噴射して
   燃焼させるようにしたアルコールエンジンにおいて、 吸気系と排気系とを連通させるＥＧＲパイプを設けると
   ともに、該ＥＧＲパイプにＥＧＲバルブを接続し、 エンジンの負荷が低い場合に前記ＥＧＲバルブを開放す
   るようにしたことを特徴とするアルコールエンジン。