JPS5810567B2 - Diesel engine combustion control device - Google Patents
Diesel engine combustion control deviceInfo
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- JPS5810567B2 JPS5810567B2 JP53129509A JP12950978A JPS5810567B2 JP S5810567 B2 JPS5810567 B2 JP S5810567B2 JP 53129509 A JP53129509 A JP 53129509A JP 12950978 A JP12950978 A JP 12950978A JP S5810567 B2 JPS5810567 B2 JP S5810567B2
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- intake
- swirl
- load
- swirl ratio
- intake port
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- Expired
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Classifications
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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
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a combustion control device for a diesel engine.
本発明の目的は、シリンダ内に生成するスワール比を機
関の回転速度と負荷に応じて制御し、シリンダ内の空気
と燃料の混合を回転速度と負荷状態に応じて最適な状態
にし、機関性能の向上、燃費及び排気ガスの低減を図っ
たことである。The object of the present invention is to control the swirl ratio generated in the cylinder according to the rotational speed and load of the engine, to optimize the mixture of air and fuel in the cylinder according to the rotational speed and load condition, and to improve engine performance. The aim is to improve fuel efficiency, reduce fuel consumption, and reduce exhaust gas.
ディーゼルエンジンの燃料は、空気と燃料の混合(ミク
シング)によって大きく変化するが、殊に直噴式エンジ
ンでは、この混合を得るためにシリンダ内においてスワ
ール(旋回流)を生起させている。The fuel in a diesel engine changes greatly due to the mixing of air and fuel, and in direct injection engines in particular, a swirl is generated within the cylinder to achieve this mixing.
スワールの生成には吸気ポートの形状をスパイラルにし
たり、吸気バルブにシュラウドを付けることによって得
ている。Swirl is created by making the intake port spiral and by adding a shroud to the intake valve.
そしてスワールの強、弱(スワール速度)はエンジンの
回転速度によって左右される。The strength or weakness of the swirl (swirl speed) is influenced by the rotational speed of the engine.
すなわち、低回転の場合にはスワールは弱く、回転数が
上昇するに従ってスワールは強くなる。That is, at low rotations, the swirl is weak, and as the rotation speed increases, the swirl becomes stronger.
しかしスワール比はスワール速度/エンジン回転速度で
あるから、スワール比はエンジンの回転速度の大、小に
拘らず第2図の■線に示すように略一定である。However, since the swirl ratio is the ratio of swirl speed/engine rotation speed, the swirl ratio is approximately constant as shown by line 2 in FIG. 2, regardless of whether the engine rotation speed is large or small.
従って低回転の場合には実際のスワール比が理想的なス
ワール比よりも小さくて空気と燃料の場合が十分に得ら
れず黒煙を多く発生することになり、また高回転の場合
には実際のスワール比は理想的なスワール比よりも大き
くなり噴霧火災のオーバラップによりこれも黒煙が増加
する問題があった。Therefore, at low rotation speeds, the actual swirl ratio is smaller than the ideal swirl ratio, resulting in insufficient air-to-fuel ratio and a large amount of black smoke. The swirl ratio was larger than the ideal swirl ratio, and this also had the problem of increasing black smoke due to overlap of spray fires.
これはエンジンの負荷の大小によっても同様でありエン
ジンの性能及び燃費にも影響を及ぼすことである。This also depends on the magnitude of the load on the engine, which also affects engine performance and fuel efficiency.
エンジンの最適な燃焼を得るにはエンジンの回転速度、
負荷の大、小に拘らず空気と燃料の混合が良好で、しか
もバランスされることである。To obtain the optimum combustion of the engine, the rotational speed of the engine,
Regardless of whether the load is large or small, the mixing of air and fuel should be good and balanced.
そのためには回転速度、負荷状態に応じたスワール比の
大、小を制御することである。To achieve this, it is necessary to control the swirl ratio depending on the rotational speed and load condition.
すなわち、負荷においては第1図の■線で示すように負
荷の小さい時にはスワール比を小さくし中負荷では大き
く、また高負荷では小さくすることが最適スワール比で
ある。That is, the optimum swirl ratio is to make the swirl ratio small when the load is small, large when the load is medium, and small when the load is high, as shown by the black line in FIG. 1.
エンジン回転速度においては第2図の■線に示すように
、低回転ではスワール比を大きくし、回転数が上昇する
に従って小さくすることが理想的なスワール比である。As for the engine rotational speed, the ideal swirl ratio is to increase the swirl ratio at low rotational speeds and decrease it as the rotational speed increases, as shown by line 2 in FIG.
そして、エンジン回転速度と負荷との関係においては第
3図の等スワール比マツプの通りのスワール比とするこ
とが望ましいのである。In terms of the relationship between the engine speed and the load, it is desirable to set the swirl ratio as shown in the equal swirl ratio map shown in FIG.
そこで、本発明は上記理想的なスワール比を自動的に制
御し、最適な燃焼を得るよう改善したものである。Therefore, the present invention automatically controls the above-mentioned ideal swirl ratio and improves it to obtain optimal combustion.
以下本発明の実施例について第4図によって説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
1は吸気ポート、2は吸気バルブ、14は吸気マニホー
ルドである。1 is an intake port, 2 is an intake valve, and 14 is an intake manifold.
本発明はこの吸気ポート1の内壁面に沿って摺接する吸
気整流体3を吸気バルブ2側と吸気マニホールド14側
との間に進退移動可能に設けたことである。The present invention is that an intake regulating fluid 3 that slides along the inner wall surface of the intake port 1 is provided between the intake valve 2 side and the intake manifold 14 side so as to be movable forward and backward.
この吸気整流体3は、吸気バルブ2側に最前進移動した
ときにはシリンダ13に供給する吸気流を絞り、順次吸
気マニホールド14側に後退移動するに従ってその絞り
を減少させる。The intake regulating fluid 3 throttles the intake air flow supplied to the cylinder 13 when it moves forward toward the intake valve 2 side, and reduces the throttle as it moves backward toward the intake manifold 14 side.
この吸気整流体3の進退作動機構の一例としては次のよ
うな構成により実施可能である。An example of a mechanism for advancing and retracting the intake air conditioning fluid 3 can be implemented with the following configuration.
すなわち、コントロールバルブによってエア圧を制御し
エアシリンダを作動するスワールアクチュエータ8によ
り進退作動する作動軸4を吸気ポート1内に臨ませ、該
作動軸4と吸気整流体3に枢着した連結軸5とを自在結
合6する。That is, an operating shaft 4 that is moved forward and backward by a swirl actuator 8 that controls air pressure with a control valve and operates an air cylinder faces into the intake port 1, and a connecting shaft 5 that is pivotally connected to the operating shaft 4 and the intake air conditioning fluid 3. and freely connect 6.
そして、スプリング7により吸気整流体3が常に吸気ポ
ート1の内壁面に圧接摺動するよう押圧力を付勢する。A pressing force is applied by the spring 7 so that the intake regulating fluid 3 always slides into pressure contact with the inner wall surface of the intake port 1.
一方、前記スワールアクチュエータ8には例えば電磁式
のエンジン回転速度検出装置10と燃料噴射ポンプのレ
バー又はラックに連動される負荷検出装置11と、これ
ら双方の検出信号を演算してスワールアクチュエータ8
のコントロールバルブを開閉指令するマイクロコンピュ
ータ12とからなるコントロール装置を組合せて構成す
るものである。On the other hand, the swirl actuator 8 includes, for example, an electromagnetic engine speed detection device 10 and a load detection device 11 that is linked to a lever or rack of a fuel injection pump.
It is constructed by combining a control device consisting of a microcomputer 12 that commands opening and closing of control valves.
尚符号9はエアタンクを示す。本発明は上記の通りの構
造であるから、エンジンの回転速度、負荷状態に応じて
作動軸は進退作動し、吸気整流体3を吸気ポート1の内
壁面に摺接して進退移動し、エンジンのシリンダ13内
に供給する吸気の流入方向を変化させスワール比の大、
小を制御するものである。Note that the reference numeral 9 indicates an air tank. Since the present invention has the above-described structure, the operating shaft moves forward and backward depending on the rotational speed and load condition of the engine, and moves the intake conditioning fluid 3 back and forth in sliding contact with the inner wall surface of the intake port 1. By changing the inflow direction of the intake air supplied into the cylinder 13, the swirl ratio is increased.
It controls the small size.
前記の通り吸気整流体3が吸気バルブ2側に最も近ずく
前進端位置Aにおいてはシリンダ13内に供給する吸気
流は絞られて流速を増し、スワール比は大きくなる。As described above, at the forward end position A where the intake regulating fluid 3 is closest to the intake valve 2 side, the intake air flow supplied into the cylinder 13 is throttled to increase the flow velocity and the swirl ratio increases.
逆に吸気整流体3が吸気マニホールド14側に最も近ず
く後退端位置Bでは吸気流は絞りが減少するため流速は
増加せず、スワール比は小さくなる。On the other hand, at the retreating end position B where the intake air conditioning fluid 3 is closest to the intake manifold 14 side, the intake air flow has a reduced throttle, so the flow velocity does not increase and the swirl ratio becomes small.
また吸気整流体3を中間位置Cに位置するときには前記
前、後端位置の中間のスワール比が得られることは勿論
である。Furthermore, when the intake air conditioning fluid 3 is located at the intermediate position C, it goes without saying that a swirl ratio intermediate between the front and rear end positions can be obtained.
そこで負荷の犬、中、小の変化に応じて最適なスワール
比を得るために、大きなスワール比を必要としない負荷
の小のときには吸気整流体3を後退隊Bに位置し、小さ
なスワール比とし、中負荷のときには前進端に位置して
大きなスワール比を求め、さらに大負荷のときには後退
端Bに位置してスワール比を小さくする。Therefore, in order to obtain the optimum swirl ratio according to changes in load, such as small, medium, and small, when the load is small and does not require a large swirl ratio, the intake air conditioning fluid 3 is located in retreating section B, and the swirl ratio is set to small. When the load is medium, it is located at the forward end to obtain a large swirl ratio, and when the load is large, it is located at the backward end B to obtain a small swirl ratio.
この小負荷のときにスワール比を小さくする理由は、小
負荷のときの燃料噴射量は小であるためシリンダ13の
周壁面に当接してはね返って来る微粒子の燃料がスワー
ルによって空気と混合する量も少ない。The reason why the swirl ratio is made small when the load is small is that the fuel injection amount is small when the load is small, so the amount of particulate fuel that comes into contact with the peripheral wall of the cylinder 13 and bounces back is mixed with the air due to the swirl. There are also few.
従って大きなスワール比によって燃料が拡散しすぎると
、空気過剰率(燃焼に必要な空気量に対する実際にその
場に存在する空気量の割合)が大きくなり、燃焼に適し
た空気過剰率から遠ざかるため、燃焼が悪くなり未燃の
燃料が多くなる。Therefore, if the fuel spreads too much due to a large swirl ratio, the excess air ratio (the ratio of the amount of air actually existing in the area to the amount of air required for combustion) will increase, moving away from the excess air ratio suitable for combustion. Combustion deteriorates and there is a lot of unburned fuel.
他方大負荷のときは、必要酸素量も多くなり、混合する
酸素量の多いことが望ましいが、これを大きなスワール
比によって得ようとすると隣の噴霧とオバーラップする
可能性が増加するため、必ずしも最適ではない。On the other hand, when the load is large, the amount of oxygen required increases, and it is desirable to mix a large amount of oxygen, but if you try to obtain this with a large swirl ratio, the possibility of overlapping with neighboring sprays increases, so it is not always optimal. isn't it.
なぜならば、噴霧のオバーラップによって黒煙濃度が増
加するからである。This is because the black smoke concentration increases due to overlapping sprays.
故に成るエンジン回転速度において、最適なスワール比
は小負荷時季、中負荷特大、大負荷時季の関係が成立す
る。Therefore, at the engine rotational speed, the optimum swirl ratio holds the relationship between the low load season, the medium load extra large load season, and the high load season.
次にエンジン回転速度とスワール比との関係は第2図■
線に示すように回転速度の増大に従ってスワール比を大
から小に漸次制御する。Next, the relationship between engine speed and swirl ratio is shown in Figure 2■
As shown by the line, the swirl ratio is gradually controlled from large to small as the rotation speed increases.
すなわち、吸気整流体3を最前進端位置より回転速度の
上昇に伴って後退端方向に後退作動するのである。That is, the intake conditioning fluid 3 is operated backward from the most forward end position toward the backward end as the rotational speed increases.
勿論、回転速度の変化に応じて任意の位置で前進、後退
の往復運動を行い回転速度に適正なスワール比を制御す
る。Of course, reciprocating movements of forward and backward movement are performed at arbitrary positions in accordance with changes in rotational speed to control the swirl ratio appropriate to the rotational speed.
このようにスワール比を回転速度に応じて大、小コント
ロールすることにより常に回転速度にマツチングした最
適なスワール比が得られ、燃料と空気とのミクシングは
回転速度に左右されることなく常にバランスされた状態
となり効果的な燃焼が得られるのである。In this way, by controlling the swirl ratio to be large or small depending on the rotation speed, the optimum swirl ratio that always matches the rotation speed can be obtained, and the mixing of fuel and air is always balanced regardless of the rotation speed. This results in effective combustion.
このような本発明装置は、吸気ポート内壁面に摺接して
エンジン回転速度と負荷状態に応じて進退移動する吸気
整流体を設け、この吸気整流体の作動によってシリンダ
内に供給する吸気の流入方向をエンジン回転速度、負荷
状態に最適なスワール比となるよう整流するようにした
ものであるから、シリンダ内での燃料と空気との混合は
運転状態において常に最適な混合となり、且つバランス
され良好な燃焼が得られ黒煙等の排気ガスの低減と低燃
費を確保する利点を有する。Such a device of the present invention is provided with an intake air conditioning fluid that slides in contact with the inner wall surface of the intake port and moves forward and backward depending on the engine speed and load condition, and the operation of this air intake conditioning fluid changes the inflow direction of intake air supplied into the cylinder. Since the flow is rectified so that the swirl ratio is optimal for the engine speed and load conditions, the mixture of fuel and air in the cylinder is always optimal under operating conditions, and is well-balanced. It has the advantage of achieving combustion, reducing exhaust gas such as black smoke, and ensuring low fuel consumption.
また構造においても、エンジン回転速度検出装置と負荷
検出装置の検出信号に基きスワールアクチュエータにて
吸気の流れ方向に進退移動する作動軸の先端に、前記吸
気整流体を吸気ポートの内壁面に押接して連結したもの
であるから、簡単な構造で、しかも一方向の進退動作で
前記の制御作用を自動的に且つ確実に行う格別な効果を
有しているものである。In addition, in the structure, the intake air conditioning fluid is pressed against the inner wall surface of the intake port at the tip of an operating shaft that moves forward and backward in the direction of intake air flow using a swirl actuator based on detection signals from an engine speed detection device and a load detection device. Since they are connected together, they have a simple structure, and have a special effect of automatically and reliably performing the above-mentioned control action by advancing and retracting in one direction.
第1図は負荷に応じた最適スワール比の曲線図、第2図
はエンジン回転速度とスワール比の関係グラフ図、第3
図は等スワール比マツプ、第4図は本発明装置の要部断
面図である。
1・・・・・・吸気ポート、2・・・・・・吸気パルプ
、3・・・・・・吸気整流体、4・・・・・・作動軸、
5・・・・・・連結軸、6・・・・・1在結合、7・・
・・・・スプリング、8・・・・・・スワールアクチュ
エータ、10・・・・・・エンジン回転速度検出装置、
11・・・・・・負荷検出装置、12・・・・・・マイ
クロコンピュータ、13・・・・・・シリンダ、14・
・・・・・吸気マニホールド。Figure 1 is a curve diagram of the optimum swirl ratio depending on the load, Figure 2 is a graph diagram of the relationship between engine speed and swirl ratio, and Figure 3 is a graph diagram of the relationship between engine speed and swirl ratio.
The figure is an equal swirl ratio map, and FIG. 4 is a sectional view of the main part of the device of the present invention. 1... Intake port, 2... Intake pulp, 3... Intake regulating fluid, 4... Operating axis,
5...Connection shaft, 6...1 connection, 7...
... Spring, 8 ... Swirl actuator, 10 ... Engine rotation speed detection device,
11...Load detection device, 12...Microcomputer, 13...Cylinder, 14...
...Intake manifold.
Claims (1)
出信号に基いて進退作動するスワールアクチュエータと
、吸気ポート内に臨ませ前記スワールアクチュエータに
より吸気の流れ方向に進退移動する作動軸と、吸気ポー
トの内壁面に摺接し吸気ポートの通路に可変絞りを与え
る流線形状の吸気整流体とを備え、この吸気整流体を吸
気ポート内壁面に押接するスプリングを介して前記作動
軸と連結したことを特徴とするディーゼルエンジンの燃
焼制御装置。1. A swirl actuator that moves forward and backward based on detection signals from an engine rotational speed detection device and a load detection device, an operating shaft that faces into the intake port and moves forward and backward in the flow direction of the intake air by the swirl actuator, and an inner wall surface of the intake port. A streamlined intake regulating fluid that slides in contact with the intake port and provides a variable restriction to the passage of the intake port, and the intake regulating fluid is connected to the operating shaft via a spring that presses against the inner wall surface of the intake port. Combustion control device for diesel engines.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53129509A JPS5810567B2 (en) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | Diesel engine combustion control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53129509A JPS5810567B2 (en) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | Diesel engine combustion control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5557618A JPS5557618A (en) | 1980-04-28 |
| JPS5810567B2 true JPS5810567B2 (en) | 1983-02-26 |
Family
ID=15011242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53129509A Expired JPS5810567B2 (en) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | Diesel engine combustion control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810567B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588903Y2 (en) * | 1977-02-25 | 1983-02-17 | 日野自動車株式会社 | Internal combustion engine intake system |
| JPS5823938Y2 (en) * | 1977-03-09 | 1983-05-23 | ヤンマーディーゼル株式会社 | Variable swirl device for internal combustion engine |
-
1978
- 1978-10-23 JP JP53129509A patent/JPS5810567B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5557618A (en) | 1980-04-28 |
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