JPH08210196A - 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

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JPH08210196A
JPH08210196A JP7017038A JP1703895A JPH08210196A JP H08210196 A JPH08210196 A JP H08210196A JP 7017038 A JP7017038 A JP 7017038A JP 1703895 A JP1703895 A JP 1703895A JP H08210196 A JPH08210196 A JP H08210196A
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JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
exhaust gas
combustion
diesel engine
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP7017038A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Niimura
恵一 新村
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.)
SHIN A C II KK
Original Assignee
SHIN A C II KK
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Filing date
Publication date
Application filed by SHIN A C II KK filed Critical SHIN A C II KK
Priority to JP7017038A priority Critical patent/JPH08210196A/ja
Publication of JPH08210196A publication Critical patent/JPH08210196A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造および制御によりNOX を大幅に低
減させる。 【構成】複数の気筒A〜Dと、これら各気筒A〜Dに配
設された排気ガス噴射ノズル6a〜6dと、これら各排
気ガス噴射ノズル6a〜6dと、該ノズルが配設された
気筒と異なる気筒との間に接続されたガス導入管路7a
〜7dと、これらガス導入管路7a〜7dに配設された
電磁弁9a〜9dと、燃焼後期の状態にある気筒内の排
気ガスの一部を、圧縮行程の比較的早い状態にある気筒
内に噴射するように前記電磁弁9a〜9dの開閉を制御
する電子制御装置10とを備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、窒素酸化物(NOX )
を大幅に低減させることができる直接噴射式ディーゼル
機関に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼル機関においては、給気の数%
という比較的僅かな排気ガスを圧縮行程前半で燃焼室内
に噴射すると、新気とともに排気ガスが燃料噴霧内に巻
き込まれるため、酸素濃度減少により予混合燃焼が抑え
られ、また、燃焼ガスの温度を下げて酸素と窒素の反応
が抑制されることにより、NOX を低減可能にすること
が判明している。ディーゼル機関における従来の排気ガ
ス噴射は、排気の一部を専用のチャンバ内に蓄えてお
き、所定のタイミングで燃焼室内に噴射する方式が一般
的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排気ガス噴射方式においては、装置が大がかりとな
り、エンジンの燃焼室近傍に大きな部品を設置しなけれ
ばならず、実用的ではなかった。また、エンジンの熱に
よって装置が加熱されるため耐久性に問題があると共
に、噴射ガスの温度を下げることが困難であった。
【0004】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、複数の気筒を有する直接噴射式ディーゼル機
関に着目し、簡単な構造および制御によりNOX を大幅
に低減させることが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。
【0005】
【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、複数の気筒A〜Dと、これら
各気筒A〜Dに配設された排気ガス噴射ノズル6a〜6
dと、これら各排気ガス噴射ノズル6a〜6dと、該ノ
ズルが配設された気筒と異なる気筒との間に接続された
ガス導入管路7a〜7dと、これらガス導入管路7a〜
7dに配設された電磁弁9a〜9dと、燃焼後期の状態
にある気筒内の排気ガスの一部を、圧縮行程の比較的早
い状態にある気筒内に噴射するように前記電磁弁9a〜
9dの開閉を制御する電子制御装置10とを備えたこと
を特徴とするものである。なお、上記構成に付加した番
号は、本発明の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。
【0006】
【作用および発明の効果】本発明においては、燃焼後期
の状態にある気筒内の排気ガスの一部を、圧縮行程の比
較的早い状態にある気筒内に噴射することにより、新気
とともに排気ガスを燃料噴霧内に巻き込み酸素濃度減少
により予混合燃焼を抑え、また、燃焼ガスの温度を下げ
て酸素と窒素の反応を抑制することにより、NOX を大
幅に低減させることができる。また、従来のようなガス
を貯蔵しておくチャンバーがなくなるため、小型、簡単
な装置でよくなるとともに、ガス導入管路をエンジン本
体から離すことができるので、噴射する排気ガスを冷却
しその温度を低下させることができる。さらに、ガス量
の制御はガス導入管路に設けた電磁弁を開閉する時間を
設定するだけでよいため、構造および制御が簡単になる
という効果を奏するものである。
【0007】
【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実施例を示す概略構成図である。なお、以下の実施例
では4気筒エンジンについて説明するが、これに限定さ
れるものではなく2気筒以上の複数の気筒を有するエン
ジンに適用可能である。
【0008】図1において、第1気筒A〜第4気筒D
は、シリンダ1、ピストン2およびシリンダヘッド3を
備え、ピストン2の頂部には窪み状の燃焼室4が形成さ
れている。シリンダヘッド3には燃料噴射弁5および排
気ガスの一部を噴射する排気ガス噴射ノズル6a、6
b、6c、6dが設けられている。
【0009】排気ガス噴射ノズル6a〜6dは、各気筒
A〜Dの燃焼順序に従って各気筒A〜Dにガス導入管路
7a〜7dにより接続される。図1においては、燃焼順
序が第1気筒A、第3気筒C、第4気筒D、第2気筒B
の順序であり、第1気筒Aの排気ガス噴射ノズル6aと
第2気筒Bとがガス導入管路7aにより接続され、第3
気筒Cの排気ガス噴射ノズル6cと第1気筒Aとがガス
導入管路7bにより接続され、第4気筒Dの排気ガス噴
射ノズル6dと第3気筒Cとがガス導入管路7cにより
接続され、第2気筒Bの排気ガス噴射ノズル6bと第4
気筒Dとがガス導入管路7dにより接続されている。
【0010】各ガス導入管路7a〜7dの途中には、電
磁弁9a〜9dが設けられている。11はエンジン負荷
を検出するセンサ、12はエンジン回転数およびピスト
ン2のクランク角を検出するセンサ、13はピストン2
の上死点位置を検出するセンサであり、これらの検出信
号は、電子制御装置10に入力され、ここでこれらの検
出信号と予めメモリに記憶されたバルブ開閉タイミング
のデータとの比較演算が行われ、排気ガスの噴射時期お
よび噴射量を制御するために、電磁弁9a〜9dへバル
ブ開閉信号が出力されるように構成している。
【0011】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。図2は排気ガス噴射タイミングを説明するため
の図で、ピストン位置(クランク角度)とシリンダ内圧
力との関係を示し、図1で第2気筒Bから第1気筒Aへ
排気ガスを噴射するタイミングを示している。
【0012】第2気筒Bにおいて、吸入行程でピストン
2が下降するにつれて新鮮な空気がシリンダ1内に吸入
され、圧縮行程でピストン2が上昇し空気を圧縮し、圧
縮行程の終わり近くで燃料噴射弁5から燃料を噴射する
と、少し遅れて燃料は自己着火して燃焼し圧力が急上昇
し、ピストン2が上死点を過ぎる膨張行程に入り燃料噴
射が終わると、圧力は下降し始め燃焼はしだいに終息に
向かいピストン2は燃焼ガス圧により下死点に押し下げ
られ、下死点に至ると排気行程に入りピストン2の上昇
によって排気される。
【0013】本発明においては、第2気筒Bの膨張行程
における燃焼後期の所定タイミングT(例えば上死点後
80゜)において、図1の電磁弁9aを開き、第2気筒
B内の排気ガスの一部を排気ガス噴射ノズル6aから第
1気筒A内に噴射する。噴射量は給気の数%程度であ
り、電磁弁の閉タイミングで設定する。そして、第1気
筒Aに排気ガスを噴射するタイミングは、第2気筒B内
の圧力よりも低い圧縮行程の比較的早い時期となるよう
に設定する。これにより、新気とともに排気ガスが燃料
噴霧内に巻き込まれるため、酸素濃度減少により予混合
燃焼が抑えられ、また、燃焼ガスの温度を下げて酸素と
窒素の反応が抑制されることにより、NOX を大幅に低
減することができる。
【0014】このようにして、順次、第3気筒C、第4
気筒D、第2気筒Bの圧縮行程の比較的早い時期に、燃
焼後期となっている他の気筒から排気ガスを導入、噴射
するものである。なお、NOX 濃度は、エンジン負荷、
エンジン回転数等のエンジン運転条件で大きく変化する
ため、これらを検出してエンジンの全運転範囲で排気ガ
スの噴射量を変えるように制御してもよい。
【0015】図3および図4は、本発明の他の実施例を
示す一部構成図である。なお、図では、図1の実施例の
4気筒のうち第1、第2気筒A、Bのみを示しているが
他の気筒についても同様な構成とする。
【0016】図3の実施例においては、ガス導入管路7
aに熱交換器15aを介在させ、ガス導入管路7aを流
れる排気ガスをエンジン冷却水により冷却するように構
成し、噴射する排気ガスの温度を下げるようにしてい
る。なお、熱交換器15aは水冷式ではなく、ガス導入
管路7aに多数の冷却フィンを設けた空冷式としてもよ
い。
【0017】図4の実施例においては、第1の気筒A側
の電磁弁9aに加えて第2の気筒B側にも電磁弁16a
を設けている。熱交換器15aを設ける場合等、ガス導
入管路7aの体積が比較的大きい場合には、2つの電磁
弁9a、16aの開閉タイミングを独立に制御するよう
にして、例えば、第1の気筒Aで排気ガスを噴射した
後、第2の気筒Bの膨張行程で電磁弁16aを開き排気
ガスをガス導入管路7aに溜めておくことにより、冷却
のための十分な時間を確保し次の噴射に備えることが可
能となる。また、2つの電磁弁9a、16aの開閉タイ
ミングを独立して制御するようにして、排気ガスの吸入
側の気筒と噴射側の気筒で、それぞれ最良のタイミング
で吸入時期および噴射時期を設定することが可能とな
る。さらに、この場合には、燃焼の順序を考慮したガス
導入管路にする必要はなく、配管が最も短くて単純な構
成となる気筒間を接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の直接噴射式ディーゼル機関の1実施例
を示す概略構成図である。
【図2】本発明における排気ガス噴射タイミングを説明
するための図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す一部構成図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す一部構成図である。
【符号の説明】
A〜D…気筒、1…シリンダ、2…ピストン、3…シリ
ンダヘッド 4…燃焼室、5…燃料噴射弁、6a〜6d…排気ガス噴
射ノズル 7a〜7d…ガス導入管路、9a〜9d…電磁弁、10
…電子制御装置 15a…熱交換器、16a…電磁弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の気筒と、これら各気筒に配設された
    排気ガス噴射ノズルと、これら各排気ガス噴射ノズル
    と、該ノズルが配設された気筒と異なる気筒との間に接
    続されたガス導入管路と、これら各ガス導入管路に配設
    された電磁弁と、燃焼後期の状態にある気筒内の排気ガ
    スの一部を、圧縮行程の比較的早い状態にある気筒内に
    噴射するように前記各電磁弁の開閉を制御する電子制御
    装置とを備えたことを特徴とする直接噴射式ディーゼル
    機関。
  2. 【請求項2】前記ガス導入管路に熱交換器を設け排気ガ
    スを冷却することを特徴とする請求項1記載の直接噴射
    式ディーゼル機関。
  3. 【請求項3】前記ガス導入管路に2つの電磁弁を設け、
    2つの電磁弁を独立して開閉制御することを特徴とする
    請求項1または請求項2記載の直接噴射式ディーゼル機
    関。
JP7017038A 1995-02-03 1995-02-03 直接噴射式ディーゼル機関 Pending JPH08210196A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040003144A (ko) * 2002-06-29 2004-01-13 현대자동차주식회사 자동차 엔진의 배기가스 감소 방법
AT523180B1 (de) * 2019-12-16 2021-06-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit mehreren zylindern
CN117514536A (zh) * 2022-07-29 2024-02-06 长城汽车股份有限公司 发动机冷启动控制系统、冷启动的方法、发动机及车辆

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Effective date: 20041006

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050216