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JP6292249B2 - Premixed compression ignition engine - Google Patents

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JP6292249B2
JP6292249B2 JP2016070776A JP2016070776A JP6292249B2 JP 6292249 B2 JP6292249 B2 JP 6292249B2 JP 2016070776 A JP2016070776 A JP 2016070776A JP 2016070776 A JP2016070776 A JP 2016070776A JP 6292249 B2 JP6292249 B2 JP 6292249B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、燃焼室が形成された気筒と、前記燃焼室内に燃料を供給する燃料噴射装置と、当該燃料噴射装置を制御する制御手段とを備え、前記燃焼室内で燃料と空気との予混合気を自着火させる予混合圧縮着火燃焼を実施可能な予混合圧縮着火式エンジンに関する。   The present invention includes a cylinder in which a combustion chamber is formed, a fuel injection device that supplies fuel into the combustion chamber, and a control unit that controls the fuel injection device, and premixes fuel and air in the combustion chamber. The present invention relates to a premixed compression ignition type engine capable of performing premixed compression ignition combustion that self-ignites a gas.

従来より、エンジンにおいて、燃焼室内で予め燃料と空気とを混合させて予混合気を形成し、この予混合気を圧縮上死点付近で自着火させる予混合圧縮着火燃焼を実施することが検討されている。   Conventionally, in an engine, it is considered to perform premixed compression ignition combustion in which fuel and air are mixed in advance in the combustion chamber to form a premixed gas, and this premixed gas is self-ignited near the compression top dead center. Has been.

例えば、ディーゼルエンジンにおいて拡散燃焼に代えて予混合圧縮着火燃焼を実施することや、ガソリンエンジンにおいて点火プラグを用いて予混合気を燃焼させる形態に代えて予混合圧縮着火燃焼を行うことが検討されている。   For example, it is considered to perform premixed compression ignition combustion instead of diffusion combustion in a diesel engine, or to perform premixed compression ignition combustion instead of a mode in which a premixed gas is burned using a spark plug in a gasoline engine. ing.

上記予混合圧縮着火燃焼を実施するエンジンとしては、特許文献1のようなディーゼルエンジンがある。   There exists a diesel engine like patent document 1 as an engine which implements the said premixing compression ignition combustion.

特許文献1のディーゼルエンジンでは、エンジン負荷が低い低負荷領域では予混合圧縮着火燃焼を実施し、エンジン負荷が高い高負荷領域では拡散燃焼を実施する。このエンジンでは、低負荷領域において、吸気行程ないし圧縮行程に燃料を噴射する第1噴射を実施して燃焼室内に空気と燃料との予混合気を形成し、この予混合気を圧縮上死点付近で燃焼させている。   In the diesel engine of Patent Document 1, premixed compression ignition combustion is performed in a low load region where the engine load is low, and diffusion combustion is performed in a high load region where the engine load is high. In this engine, in a low load region, a first injection for injecting fuel in an intake stroke or a compression stroke is performed to form a premixed mixture of air and fuel in the combustion chamber, and this premixed mixture is compressed at top dead center. Burning nearby.

ただし、この予混合気を単純に圧縮によって自着火させた場合には、燃焼の開始時期が所望の時期よりも早くなるおそれがある。そこで、特許文献1のエンジンでは、第1噴射により形成された予混合気の冷炎反応中に燃焼室内に燃料を噴射する第2噴射を実施する。   However, when this premixed gas is simply ignited by compression, the combustion start timing may be earlier than the desired timing. Therefore, in the engine of Patent Document 1, the second injection for injecting fuel into the combustion chamber is performed during the cold flame reaction of the premixed gas formed by the first injection.

このような噴射形態によれば、第1噴射によって早期に燃料を燃焼室に供給することでより均質な予混合気を形成することができるとともに、第2噴射によって冷炎反応中の予混合気に燃料を供給することで予混合気の冷炎反応から熱炎反応への移行を抑制することができる。従って、予混合気が熱炎反応を開始する時期すなわち着火時期を適切に制御して、より適正な燃焼を実現することができる。   According to such an injection mode, a more homogeneous premixed gas can be formed by supplying fuel to the combustion chamber at an early stage by the first injection, and a premixed gas in the cold flame reaction can be formed by the second injection. By supplying the fuel to the premixed gas, the transition from the cold flame reaction to the hot flame reaction can be suppressed. Therefore, more appropriate combustion can be realized by appropriately controlling the timing when the premixed gas starts the hot flame reaction, that is, the ignition timing.

特許第4048885号公報Japanese Patent No. 4048885

しかしながら、特許文献1のエンジンにおいて、エンジン負荷が高い領域でも予混合圧縮着火燃焼を実施しようとすると、燃焼騒音が増大してしまうという問題が生じる。すなわち、エンジン負荷が高い領域であって、噴射される燃料が多く、しかも、燃焼室内の温度および圧力が高く燃焼が促進される領域では、前記のように予混合気の冷炎反応中に第2噴射を行って熱炎反応への移行を抑制したとしても、着火時期を十分に遅らせることができず、燃焼室内の圧力がまだ高い時期に燃焼が開始して燃焼騒音が悪化してしまう。   However, in the engine of Patent Document 1, when premixed compression ignition combustion is performed even in a region where the engine load is high, there arises a problem that combustion noise increases. That is, in a region where the engine load is high and a large amount of fuel is injected, and the region where the temperature and pressure in the combustion chamber are high and combustion is promoted, the pre-mixed air during the cold flame reaction as described above. Even if the transition to the hot flame reaction is suppressed by performing two injections, the ignition timing cannot be delayed sufficiently, and combustion starts at a time when the pressure in the combustion chamber is still high, resulting in deterioration of combustion noise.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高負荷領域において予混合圧縮着火燃焼を実施しながら燃焼騒音の増大を抑制することができる予混合圧縮着火式エンジンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a premixed compression ignition type engine capable of suppressing an increase in combustion noise while performing premixed compression ignition combustion in a high load region. For the purpose.

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、燃焼室が形成された気筒と、前記燃焼室内に燃料を供給する燃料噴射装置と、当該燃料噴射装置を制御する制御手段とを備え、前記燃焼室内で燃料と空気との予混合気を自着火させる予混合圧縮着火燃焼を実施可能な予混合圧縮着火式エンジンであって、前記制御手段は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷以上の高負荷領域において、前記予混合圧縮着火燃焼を実施するとともに、当該高負荷領域において、前記燃焼室内に予混合気が形成されるように、吸気行程、圧縮行程の初期または圧縮行程の中期に前記燃焼室内に燃料を噴射する主噴射と、前記主噴射により形成された予混合気が着火可能な量の燃料を圧縮行程の後期において前記燃焼室内に噴射する第1後段噴射と、前記燃焼室内において圧縮上死点よりも遅角側で混合気が着火するように前記第1後段噴射の実施後に前記第1後段噴射により供給された燃料を含む混合気に向けて燃料を噴射する第2後段噴射とを、前記燃料噴射装置に、実施させることを特徴とするものである(請求項1)。   In order to solve the above problems, the present invention includes a cylinder in which a combustion chamber is formed, a fuel injection device that supplies fuel into the combustion chamber, and a control unit that controls the fuel injection device, A premixed compression ignition type engine capable of performing premixed compression ignition combustion in which a premixed mixture of fuel and air is self-ignited in a combustion chamber, wherein the control means has an engine load equal to or higher than a preset reference load. In the high load region, the premixed compression ignition combustion is performed, and in the high load region, the premixed gas is formed in the combustion chamber at the initial stage of the intake stroke, the compression stroke, or in the middle of the compression stroke. A main injection for injecting fuel into the combustion chamber, a first post-injection for injecting an amount of fuel that can be ignited by the premixed gas formed by the main injection into the combustion chamber at a later stage of the compression stroke; Secondly, the fuel is injected toward the air-fuel mixture including the fuel supplied by the first second-stage injection after the first second-stage injection is performed so that the air-fuel mixture is ignited on the retard side from the compression top dead center. The post-injection is performed by the fuel injection device (claim 1).

この発明によれば、吸気行程、圧縮行程の初期または圧縮行程の中期に燃焼室内に燃料を噴射する主噴射を実施するとともに、その後の第1後段噴射によってこの予混合気を着火可能な状態にしている。すなわち、第1後段噴射によってはじめて燃焼室内に着火源となる比較的リッチな(空気過剰率が小さい)混合気が形成されるようになっている。そのため、主噴射によって燃料と空気とを十分に混合させながら、これにより形成された予混合気が第1後段噴射よりも前に燃焼を開始するのを抑制することができる。さらに、第2後段噴射を実施して、第1後段噴射によって供給された燃料を含む混合気であって前記着火源となる混合気に燃料を噴射している。そのため、この着火源となる混合気を第2後段噴射による燃料の気化熱によって冷却してこの混合気の反応を抑制することができ、燃焼室内で燃焼が開始する時期すなわち着火時期を十分に遅らせることができる。従って、エンジン負荷が高く着火時期が圧縮上死点付近になりやすい領域においても、燃焼室内で燃焼が生じる時期すなわち着火時期を、圧縮上死点よりも十分に遅角側の時期として燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。   According to the present invention, the main injection for injecting the fuel into the combustion chamber is performed at the initial stage of the intake stroke, the compression stroke, or the middle of the compression stroke, and the pre-mixed gas is ignited by the first post-stage injection thereafter. ing. That is, a relatively rich air-fuel mixture (a small excess air ratio) is formed in the combustion chamber only after the first second-stage injection. Therefore, it is possible to prevent the premixed gas thus formed from starting combustion before the first second-stage injection while sufficiently mixing the fuel and air by the main injection. Further, the second post-stage injection is performed, and the fuel is injected into the air-fuel mixture including the fuel supplied by the first post-stage injection and serving as the ignition source. Therefore, the air-fuel mixture as the ignition source can be cooled by the heat of vaporization of the fuel by the second post-stage injection to suppress the reaction of the air-fuel mixture, and the timing when combustion starts in the combustion chamber, that is, the ignition timing can be sufficiently set. Can be delayed. Therefore, even in a region where the engine load is high and the ignition timing tends to be close to the compression top dead center, the combustion noise occurs when the combustion occurs in the combustion chamber, that is, the ignition timing is sufficiently delayed from the compression top dead center. The increase can be suppressed.

本発明において、前記制御手段は、前記高負荷領域において、前記第2後段噴射のペネトレーションが前記第1後段噴射のペネトレーションよりも高くなるように前記燃料噴射装置を制御するのが好ましい(請求項2)。   In the present invention, it is preferable that the control means controls the fuel injection device such that the penetration of the second second-stage injection is higher than the penetration of the first second-stage injection in the high load region. ).

このようにすれば、第2後段噴射による燃料を、より確実に前記着火源となる混合気に到達させることができ、より確実にこの混合気を冷却して着火時期を遅らせることができる。また、第2後段噴射による燃料を燃焼室内により均一に拡散させることができる。従って、燃焼室内の混合気の空気過剰率をより均一にしてスモークの発生を抑制することができる。   In this way, the fuel from the second post-injection can be made to reach the air-fuel mixture that becomes the ignition source more reliably, and the air-fuel mixture can be more reliably cooled to delay the ignition timing. Further, the fuel from the second post-injection can be evenly diffused in the combustion chamber. Therefore, the excess air ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber can be made more uniform, and the occurrence of smoke can be suppressed.

本発明において、前記制御手段は、前記高負荷領域において、エンジン負荷が高い方が前記主噴射の噴射量が大きくなるように、かつ、前記第2後段噴射の噴射量の方が前記第1後段噴射の噴射量よりもエンジン負荷の増加に対する増加割合が大きくなるように、前記燃料噴射装置を制御するのが好ましい(請求項3)。   In the present invention, the control means is configured such that, in the high load region, the higher the engine load, the larger the injection amount of the main injection, and the injection amount of the second second-stage injection is the first second-stage injection. Preferably, the fuel injection device is controlled so that the rate of increase relative to the increase in engine load is greater than the injection amount of the injection.

このようにすれば、エンジン負荷に応じたエンジントルクを実現しつつ、エンジン負荷が高く、これに伴って、燃焼室内の圧力が高くなって燃焼騒音が増大しやすい場合であっても、増量された第2後段噴射による燃料によって前記着火源となる混合気を適切に冷却することができ、燃焼騒音の増大をより確実に抑制することができる。   In this way, the engine torque corresponding to the engine load is realized, and the engine load is high, and accordingly, even when the pressure in the combustion chamber increases and the combustion noise tends to increase, the amount is increased. In addition, the air-fuel mixture serving as the ignition source can be appropriately cooled by the fuel from the second second-stage injection, and the increase in combustion noise can be more reliably suppressed.

前記構成において、前記制御手段は、前記高負荷領域において、エンジン負荷が高い方が前記第2後段噴射のペネトレーションが高くなるように前記燃料噴射装置を制御するのが好ましい(請求項4)。   In the above-mentioned configuration, it is preferable that the control means controls the fuel injection device in the high load region such that the higher the engine load, the higher the penetration of the second second-stage injection.

このようにすれば、前記のように第2後段噴射による噴射量を増大させつつ、この噴射に係る燃料を燃焼室内により均一に拡散させてスモークの増加を抑制することができる。   In this way, while increasing the injection amount by the second post-injection as described above, the fuel related to this injection can be evenly diffused in the combustion chamber to suppress the increase in smoke.

本発明において、前記制御手段は、エンジン回転数が高い方が前記第1後段噴射の噴射開始時期が進角側になるように、かつ、エンジン回転数が高い方が前記第2後段噴射のペネトレーションが高くなるように、前記燃料噴射装置を制御するのが好ましい(請求項5)。   In the present invention, the control means is configured so that the injection start timing of the first second-stage injection is on the advance side when the engine speed is higher, and the second second-stage injection is penetrated when the engine speed is higher. It is preferable that the fuel injection device is controlled so as to be high.

このようにすれば、エンジン回転数が高い場合であっても、第1後段噴射の噴射開始時期から着火時期までの時間を確保することができるとともに、第2後段噴射に係る燃料の飛散距離を大きくしてこの第2後段噴射に係る燃料の拡散を促進することができる。従って、これら後段噴射によって、燃焼室内に局所的に過度にリッチな混合気が形成されるのを抑制することができ、スモークの増大を抑制することができる。   In this way, even when the engine speed is high, the time from the injection start timing of the first second-stage injection to the ignition timing can be ensured, and the fuel scattering distance related to the second second-stage injection can be reduced. It is possible to increase the fuel diffusion related to the second post-injection. Therefore, it is possible to suppress the formation of an excessively rich air-fuel mixture locally in the combustion chamber by these latter-stage injections, and it is possible to suppress the increase in smoke.

本発明において、前記燃料噴射装置は、リフト量が増大されることで噴射する燃料のペネトレーションを高くすることが可能な外開弁式の噴射装置であるのが好ましい(請求項6)。   In the present invention, the fuel injection device is preferably an outer valve-opening type injection device capable of increasing the penetration of fuel to be injected by increasing the lift amount.

このようにすれば、比較的簡単にかつ精度よく、燃料のペネトレーションを変更することができる。   In this way, the fuel penetration can be changed relatively easily and accurately.

以上説明したように、本発明の予混合圧縮着火式エンジンによれば、高負荷領域において予混合圧縮着火燃焼を実施しながら燃焼騒音の増大を抑制することがすることができる。   As described above, according to the premixed compression ignition type engine of the present invention, an increase in combustion noise can be suppressed while performing premixed compression ignition combustion in a high load region.

本発明の一実施形態にかかる予混合圧縮着火式エンジンの全体構成を示した図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a premixed compression ignition engine according to an embodiment of the present invention. インジェクタの一部を示した断面図である。It is sectional drawing which showed a part of injector. エンジンの制御ブロックを示した図である。It is the figure which showed the control block of the engine. 運転領域を示した図である。It is the figure which showed the driving | operation area | region. 噴射パターンと筒内圧の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the injection pattern and cylinder pressure. エンジン負荷と噴射パターンとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between an engine load and an injection pattern. エンジン回転数と噴射パターンとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between an engine speed and an injection pattern. 本発明の作用効果を説明するための図であって熱発生率を比較した図である。It is a figure for demonstrating the effect of this invention, Comprising: It is the figure which compared the heat release rate.

(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる予混合圧縮着火式エンジンの全体構成を概略的に示した図である。本図に示されるエンジン本体1は、走行用の動力源として車両に搭載された4サイクルエンジンであり、紙面に直交する方向に並ぶ複数(例えば4つ)の気筒2を有する直列多気筒型のエンジンである。本実施形態では、このエンジンは、ガソリンエンジンであってガソリンを主とする燃料により駆動される。エンジン本体1には、燃焼用の空気を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1で生成された燃焼ガス(排気)を排出するための排気通路30とが接続されている。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a premixed compression ignition engine according to an embodiment of the present invention. An engine main body 1 shown in the figure is a four-cycle engine mounted on a vehicle as a driving power source, and is an in-line multi-cylinder type having a plurality of (for example, four) cylinders 2 arranged in a direction orthogonal to the plane of the drawing. It is an engine. In the present embodiment, this engine is a gasoline engine and is driven by fuel mainly composed of gasoline. An intake passage 20 for introducing combustion air and an exhaust passage 30 for discharging combustion gas (exhaust gas) generated in the engine body 1 are connected to the engine body 1.

エンジン本体1は、円筒状の気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、気筒2の上面を塞ぐようにシリンダブロック3に取り付けられたシリンダヘッド4と、各気筒2にそれぞれ往復動可能に挿入されたピストン5とを有している。   The engine body 1 includes a cylinder block 3 in which a cylindrical cylinder 2 is formed, a cylinder head 4 attached to the cylinder block 3 so as to close the upper surface of the cylinder 2, and a reciprocating motion to each cylinder 2. And an inserted piston 5.

ピストン5の上方には燃焼室6が画成されている。本実施形態では、図1に示すように、燃焼室6は所謂ペントルーフ型であり、その天井面すなわちシリンダヘッド4の下面は吸気側及び排気側の2つの傾斜面からなる三角屋根状をなしている。また、ピストン5の冠面の中心部には、凹状のキャビティ6aが形成されている。なお、燃焼室6の形状およびピストン5の冠面の具体的形状はこれに限らない。   A combustion chamber 6 is defined above the piston 5. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the combustion chamber 6 is a so-called pent roof type, and the ceiling surface thereof, that is, the lower surface of the cylinder head 4 has a triangular roof shape composed of two inclined surfaces on the intake side and the exhaust side. Yes. A concave cavity 6 a is formed at the center of the crown surface of the piston 5. The shape of the combustion chamber 6 and the specific shape of the crown surface of the piston 5 are not limited to this.

燃焼室6には、インジェクタ11から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。供給された燃料は燃焼室6で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられることでピストン5は上下方向に往復運動する。インジェクタ11は、シリンダヘッド4に取り付けられている。図1に示すように、本実施形態では、インジェクタ11は、気筒2の中心軸上において、その先端が燃焼室6の天井面の中心を臨むように取り付けられている。インジェクタ11の詳細構造については後述する。   The combustion chamber 6 is supplied with fuel mainly composed of gasoline injected from the injector 11. The supplied fuel burns in the combustion chamber 6 and is pushed down by the expansion force generated by the combustion, whereby the piston 5 reciprocates in the vertical direction. The injector 11 is attached to the cylinder head 4. As shown in FIG. 1, in this embodiment, the injector 11 is attached so that the tip thereof faces the center of the ceiling surface of the combustion chamber 6 on the central axis of the cylinder 2. The detailed structure of the injector 11 will be described later.

ピストン5の下方には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸15が配設されている。クランク軸15は、ピストン5とコネクティングロッド14を介して連結され、ピストン5の往復運動に応じて中心軸回りに回転する。   Below the piston 5, a crankshaft 15 that is an output shaft of the engine body 1 is disposed. The crankshaft 15 is connected to the piston 5 via the connecting rod 14 and rotates around the central axis according to the reciprocating motion of the piston 5.

シリンダヘッド4には、各気筒2に対応して、吸気通路20から供給される空気(吸気)を各気筒2に導入するための吸気ポート7と、各気筒2で生成された排気を排気通路30に導出するための排気ポート8と、吸気ポート7を開閉可能に閉鎖する吸気弁9と、排気ポート8を開閉可能に閉鎖する排気弁10とがそれぞれ設けられている。   In the cylinder head 4, corresponding to each cylinder 2, an intake port 7 for introducing air (intake air) supplied from the intake passage 20 into each cylinder 2, and exhaust generated in each cylinder 2 is exhausted. An exhaust port 8 for leading to 30, an intake valve 9 that closes the intake port 7 so as to be opened and closed, and an exhaust valve 10 that closes the exhaust port 8 so that it can be opened and closed are provided.

吸気通路20は、各吸気ポート7に繋がるように設けられている。吸気通路20には、上流側から順に、エアクリーナ21、コンプレッサ22、インタークーラ23、スロットルバルブ24が設けられている。   The intake passage 20 is provided so as to be connected to each intake port 7. In the intake passage 20, an air cleaner 21, a compressor 22, an intercooler 23, and a throttle valve 24 are provided in order from the upstream side.

排気通路30は、エンジン本体1の各排気ポート11に繋がるように設けられている。排気通路30には、上流側から順に、コンプレッサ22を回転駆動するタービン31、触媒装置32が設けられている。また、排気通路30には、タービン31をバイパスするバイパス通路33と、これを開閉するウエストゲート34とが設けられている。   The exhaust passage 30 is provided so as to be connected to each exhaust port 11 of the engine body 1. The exhaust passage 30 is provided with a turbine 31 and a catalyst device 32 for rotating the compressor 22 in order from the upstream side. The exhaust passage 30 is provided with a bypass passage 33 that bypasses the turbine 31 and a wastegate 34 that opens and closes the bypass passage 33.

本実施形態のエンジンは、排気の一部を吸気に還流させるEGR装置80を有している。EGR装置80は、排気通路30のうちタービン31よりも上流側の部分と、吸気通路20のうちスロットルバルブ24よりも下流側の部分とを連通するEGR通路81と、これを開閉するEGRバルブ82とを含んでいる。   The engine of the present embodiment has an EGR device 80 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake air. The EGR device 80 includes an EGR passage 81 that communicates a portion of the exhaust passage 30 upstream of the turbine 31 with a portion of the intake passage 20 downstream of the throttle valve 24, and an EGR valve 82 that opens and closes the EGR passage 82. Including.

なお、本実施形態では、後述するように、全運転領域において予混合圧縮着火燃焼が実施されるようになっており、点火プラグは設けられていない。ただし、冷間始動時等において点火により燃焼を開始させる、あるいは、燃焼をアシストする場合等には、点火プラグを設けてもよい。   In the present embodiment, as will be described later, premixed compression ignition combustion is performed in the entire operation region, and no spark plug is provided. However, an ignition plug may be provided in the case of starting combustion by ignition at the time of cold start or assisting the combustion.

(2)インジェクタの詳細構造
図2はインジェクタ11の一部を示した概略断面図である。この図2に示すように、インジェクタ11は、外開弁式のインジェクタであり、内側を燃料が流通する燃料管112と、この燃料管112の先端(燃焼室6側の端部)に形成されたノズル口112aを開閉する外開弁114とを有する。
(2) Detailed Structure of Injector FIG. 2 is a schematic sectional view showing a part of the injector 11. As shown in FIG. 2, the injector 11 is an outer valve-opening injector, and is formed at a fuel pipe 112 through which fuel flows inside, and at the tip of the fuel pipe 112 (end on the combustion chamber 6 side). And an outer opening valve 114 for opening and closing the nozzle port 112a.

燃料管112は、気筒2の中心軸に沿って延びている。ノズル口112aは、先端側(燃焼室6側)ほど径が大きくなるテーパ状に形成されている。燃料管112の基端側(反燃焼室6側)の端部は、ケース119の内部に収容されたピエゾ素子116に接続されている。   The fuel pipe 112 extends along the central axis of the cylinder 2. The nozzle port 112a is formed in a tapered shape whose diameter increases toward the tip side (combustion chamber 6 side). An end of the fuel pipe 112 on the base end side (anti-combustion chamber 6 side) is connected to a piezo element 116 housed inside the case 119.

外開弁114は、ピエゾ素子116から燃料管112内を通ってノズル口112aまで延びる連結部114bと、連結部114bの先端(燃焼室6側の端部)に設けられた弁本体114aとを有している。弁本体114aは先端に向かって縮径する形状を有している。この弁本体114aの連結部114b側の部分は、ノズル口112aと略同じ形状を有しており、図2の実線で示すように、この部分がノズル口112aに当接すなわち着座していると、ノズル口112aは閉口される。一方、この状態から外開弁114が燃焼室6側にスライドすると、図2の破線で示すように、ノズル口112aが開口されてノズル口112aから燃焼室6内に燃料が噴射される。燃料は、気筒2の中心軸を中心とするコーン状にノズル口112aから燃焼室6内に噴射される。   The outer opening valve 114 includes a connecting portion 114b extending from the piezo element 116 through the fuel pipe 112 to the nozzle port 112a, and a valve body 114a provided at the tip of the connecting portion 114b (end on the combustion chamber 6 side). Have. The valve body 114a has a shape that decreases in diameter toward the tip. The portion of the valve body 114a on the side of the connecting portion 114b has substantially the same shape as the nozzle port 112a, and as shown by the solid line in FIG. 2, this portion is in contact with or seated on the nozzle port 112a. The nozzle port 112a is closed. On the other hand, when the outer open valve 114 slides toward the combustion chamber 6 from this state, the nozzle port 112a is opened and fuel is injected into the combustion chamber 6 from the nozzle port 112a, as shown by the broken line in FIG. The fuel is injected into the combustion chamber 6 from the nozzle port 112a in a cone shape with the central axis of the cylinder 2 as the center.

具体的には、ピエゾ素子116は電圧が印加されると変形し、これに伴ってコイルバネ118に抗して外開弁114を燃焼室6側に押圧する。一方、ピエゾ素子116への電圧の印加が停止すると、ピエゾ素子116は元の状態に復帰し、これに伴って外開弁114もノズル口112aを塞ぐ位置に戻る。   Specifically, the piezo element 116 is deformed when a voltage is applied, and accordingly, the outer valve 114 is pressed against the coil spring 118 against the coil spring 118. On the other hand, when the application of voltage to the piezo element 116 is stopped, the piezo element 116 returns to the original state, and accordingly, the outer opening valve 114 also returns to the position where the nozzle port 112a is blocked.

ここで、ピエゾ素子116に印加される電圧が大きいほど、ノズル口112aを閉じた状態からの外開弁114のリフト量(以下、単にリフト量という)は大きくなる。そして、このリフト量が大きいほど、ノズル口112aの開度、すなわち、噴射開口面積は大きくなり、ノズル口112aから燃焼室6内に噴射される燃料噴霧の粒径は大きくなる。そして、粒径が大きくなるのに伴って、燃料のペネトレーション(貫徹力)が高くなる。   Here, the higher the voltage applied to the piezo element 116, the larger the lift amount (hereinafter simply referred to as lift amount) of the outer opening valve 114 from the state in which the nozzle port 112a is closed. As the lift amount increases, the opening of the nozzle port 112a, that is, the injection opening area increases, and the particle size of the fuel spray injected from the nozzle port 112a into the combustion chamber 6 increases. As the particle size increases, the fuel penetration increases.

(3)制御系統
次に、図3を用いて、エンジンの制御系について説明する。本実施形態のエンジンシステムは、車両に搭載されたECU(エンジン制御ユニット、制御手段)500によって制御される。ECU500は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサである。
(3) Control System Next, an engine control system will be described with reference to FIG. The engine system of the present embodiment is controlled by an ECU (engine control unit, control means) 500 mounted on the vehicle. As is well known, ECU 500 is a microprocessor including a CPU, ROM, RAM, I / F, and the like.

ECU500には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ECU500は、クランクシャフト15の回転数すなわちエンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数センサSN1、各気筒2に導入される吸気量を検出するためのエアフローセンサSN2、車両に設けられて運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度を検出するアクセル開度センサSN3等と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号を受け付ける。   ECU 500 receives information from various sensors. For example, the ECU 500 is provided in the vehicle, an engine speed sensor SN1 for detecting the rotation speed of the crankshaft 15, that is, the engine speed, an airflow sensor SN2 for detecting the intake air amount introduced into each cylinder 2. It is electrically connected to an accelerator opening sensor SN3 or the like that detects the opening of an accelerator pedal (not shown) operated by the driver, and receives input signals from these sensors.

ECU500は、各センサSN1〜SN2からの入力信号等に基づいて種々の演算等を実行し、インジェクタ11(ピエゾ素子に加える電力を制御するための装置)、スロットルバルブ24(スロットルバルブ24を駆動する装置)、EGRバルブ82(EGRバルブ82を駆動する装置)等にそれぞれ制御信号を出力する。   The ECU 500 executes various calculations based on input signals from the sensors SN1 to SN2, etc., and drives the injector 11 (device for controlling the power applied to the piezo element) and the throttle valve 24 (throttle valve 24). Device), the EGR valve 82 (device for driving the EGR valve 82), and the like.

ここで、本実施形態では、全負荷域を除くほぼ全運転領域において、EGRが実施されるようになっており、ほぼ全運転領域においてEGRバルブ82は開弁される。ただし、その開度は、エンジン回転数とエンジン負荷等によって変更される。例えば、エンジン負荷が高いほどEGRバルブ82の開度は小さくされる。   Here, in the present embodiment, EGR is performed in substantially the entire operation region except for the full load region, and the EGR valve 82 is opened in substantially the entire operation region. However, the opening degree is changed according to the engine speed and the engine load. For example, the opening degree of the EGR valve 82 is made smaller as the engine load is higher.

(4)噴射制御
本実施形態では、図4に示すように、全運転領域において圧縮予混合着火燃焼を実施する。すなわち、燃焼室6内に比較的早いタイミングで燃料を噴射して、圧縮上死点前において予め燃料と空気とを混合して予混合気を形成し、この予混合気を圧縮上死点付近で自着火させる。
(4) Injection control In this embodiment, as shown in FIG. 4, compression premixed ignition combustion is implemented in the whole operation region. That is, fuel is injected into the combustion chamber 6 at a relatively early timing, and fuel and air are mixed in advance before the compression top dead center to form a premixed gas, and this premixed gas is formed near the compression top dead center. Let it ignite.

ただし、図4に示すように、運転領域は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷T1未満の低負荷領域A1と、エンジン負荷が基準負荷T1以上の高負荷領域A2とに区画されており、これら領域A1,A2においてそれぞれ適正な予混合圧縮着火燃焼が実現されるように、低負荷領域A1と高負荷各領域A2とで異なる噴射制御が実施される。   However, as shown in FIG. 4, the operation region is divided into a low load region A1 in which the engine load is less than a preset reference load T1, and a high load region A2 in which the engine load is greater than or equal to the reference load T1, Different injection control is performed in the low load region A1 and the high load regions A2 so that appropriate premixed compression ignition combustion is realized in these regions A1 and A2.

(4−1)高負荷領域A2
図5は、高負荷領域A2における燃料の噴射パターンと筒内圧(燃焼室6内の圧力)とを、横軸をクランク軸として示した図である。なお、図5の上側のグラフの縦軸は、インジェクタ11のリフト量、すなわち、外開弁114のリフト量である。
(4-1) High load area A2
FIG. 5 is a diagram showing the fuel injection pattern and the in-cylinder pressure (pressure in the combustion chamber 6) in the high load region A2, with the horizontal axis being the crankshaft. The vertical axis of the upper graph in FIG. 5 represents the lift amount of the injector 11, that is, the lift amount of the outer opening valve 114.

この図5に示されるように、高負荷領域A2では、1燃焼サイクルで気筒2に供給される燃料の全量が3回に分けて噴射されるようになっており、進角側から順に、主噴射Qm、第1後段噴射Qa1、第2後段噴射Qa1が実施される。   As shown in FIG. 5, in the high load region A2, the entire amount of fuel supplied to the cylinder 2 in one combustion cycle is injected in three times. The injection Qm, the first second-stage injection Qa1, and the second second-stage injection Qa1 are performed.

主噴射Qmは、燃焼室6内に予混合気を形成するための噴射であり、吸気行程、圧縮行程の初期または圧縮行程の中期であって圧縮上死点(TDC)よりも十分に進角側の時期θmに開始される。このように圧縮上死点よりも十分に進角側の時期に行われることで、主噴射Qmにより燃焼室6内に供給された燃料は、圧縮上死点に到達するまでの間に十分に空気と混合することができる。従って、主噴射Qmによって、燃焼室6内には、均質な予混合気が形成される。   The main injection Qm is an injection for forming a premixed gas in the combustion chamber 6 and is advanced at an early stage of the intake stroke, the compression stroke or the middle of the compression stroke and sufficiently more than the compression top dead center (TDC). It starts at the side timing θm. As described above, the fuel is supplied to the combustion chamber 6 by the main injection Qm sufficiently before the compression top dead center is reached. Can be mixed with air. Therefore, a homogeneous premixed gas is formed in the combustion chamber 6 by the main injection Qm.

なお、○○行程の初期、中期、後期とは、この○○行程の実施期間(クランク角での期間)を均等に3分割した時の各期間をいい、例えば、圧縮行程の初期は、吸気下死点から吸気下死点後60°CA(圧縮上死点前120°CA)までの期間、圧縮行程の中期は、吸気下死点後60°CA(圧縮上死点前120°CA)から吸気下死点後120°CA(圧縮上死点前60°CA)までの期間、圧縮行程の後期は、吸気下死点後120°CA(圧縮上死点前60°CA)から圧縮上死点までの期間をいう。   The initial, middle, and late stages of the XX stroke are the periods when the XX stroke implementation period (crank angle period) is equally divided into three. For example, the initial stage of the compression stroke is the intake stroke. The period from the bottom dead center to 60 ° CA after intake bottom dead center (120 ° CA before compression top dead center), the middle of the compression stroke is 60 ° CA after intake bottom dead center (120 ° CA before compression top dead center) The period from the intake bottom dead center to 120 ° CA (60 ° CA before compression top dead center), the latter part of the compression stroke is the compression from 120 ° CA after intake bottom dead center (60 ° CA before compression top dead center) The period until the dead point.

図5は、エンジン回転数が低い場合の例であり、この場合には、主噴射Qmは、圧縮行程中期、例えば、BTDC(圧縮上死点前)90°CA付近で開始される。   FIG. 5 shows an example when the engine speed is low. In this case, the main injection Qm is started in the middle of the compression stroke, for example, around BTDC (before compression top dead center) 90 ° CA.

主噴射Qmは、エンジントルクを主として生成するための燃料を噴射するものであり、その噴射量は、各後段噴射Qa1,Qa2よりも多く設定されている。一方で、主噴射Qmの噴射量は、主噴射Qmのみではその全燃料を自着火させることができない量に設定されている。すなわち、噴射以外の条件(EGRガス量等)をそろえた状態において、仮に、各後段噴射Qa1,Qa2を停止して主噴射Qmのみを実施した場合に、圧縮上死点を超えても燃焼室6内で燃焼が生じない、あるいは、燃焼が生じたとしてもすべての燃料(すべての予混合気)が燃焼する前に失火に至ってしまうように、主噴射Qmの噴射量は設定されている。   The main injection Qm is for injecting fuel for mainly generating engine torque, and the injection amount is set to be larger than that of each of the subsequent injections Qa1 and Qa2. On the other hand, the injection amount of the main injection Qm is set to an amount that cannot cause all the fuel to self-ignite only by the main injection Qm. In other words, in a state where conditions other than injection (EGR gas amount, etc.) are prepared, if each of the subsequent injections Qa1 and Qa2 is stopped and only the main injection Qm is performed, the combustion chamber is exceeded even if the compression top dead center is exceeded. The amount of injection of the main injection Qm is set so that no combustion occurs in the engine 6, or even if combustion occurs, misfire occurs before all the fuel (all premixed gas) burns.

例えば、主噴射Qmの噴射量は、1燃焼サイクルで各気筒2に供給される燃料の総量(主噴射Qmと各後段噴射Qa1,Qa2の噴射量の合計)に対して50%〜80%程度の量に設定されている。これに伴い、主噴射Qmにより形成される予混合気は、その空気過剰率が1以上のリーンで均質な混合気となる。   For example, the injection amount of the main injection Qm is about 50% to 80% with respect to the total amount of fuel supplied to each cylinder 2 in one combustion cycle (the sum of the main injection Qm and the post-stage injections Qa1 and Qa2). The amount is set. Along with this, the premixed gas formed by the main injection Qm becomes a lean and homogeneous mixed gas whose excess air ratio is 1 or more.

第1後段噴射Qa1は、燃焼室6内の一部の混合気をリッチにして(空気過剰率を小さくして)着火源を生成し、これにより、主噴射Qmにより形成された予混合気および第1後段噴射Qa1により供給された燃料を含む混合気を自着火可能とするための噴射である。すなわち、本実施形態では、上記のように、主噴射Qmにより形成される予混合気は、これのみでは自着火がほぼ不可能なリーンな混合気である。これに対して、第1後段噴射Qa1を実施すれば、燃焼室6内に局所的にリッチで自着火可能な混合気(着火源)を形成することができ、この混合気の自着火によって混合気全体の燃焼を実現することができる。   The first second-stage injection Qa1 enriches a part of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 (decreases the excess air ratio) and generates an ignition source, and thereby the pre-air-fuel mixture formed by the main injection Qm. This is an injection for enabling self-ignition of the air-fuel mixture containing the fuel supplied by the first second-stage injection Qa1. That is, in the present embodiment, as described above, the premixed gas formed by the main injection Qm is a lean gas mixture that is almost impossible to self-ignite by itself. On the other hand, if the first second-stage injection Qa1 is carried out, a locally rich and self-ignitable air-fuel mixture (ignition source) can be formed in the combustion chamber 6, and by this self-ignition of the air-fuel mixture Combustion of the entire air-fuel mixture can be realized.

この第1後段噴射Qa1は、着火源となるリッチな混合気が適切に形成されるように、圧縮行程後期の所定時期θa1に開始される。例えば、図5に示した例では、BTDC14°CA付近で第1後段噴射Qa1は開始される。すなわち、燃焼室6の容積が大きい状態で第1後段噴射Qa1を実施すると、この第1後段噴射Qa1に係る燃料が燃焼室6内で過剰に拡散してしまい着火源となるリッチな混合気を適切に形成することができなくなる。従って、第1後段噴射Qa1は、前記着火源が適切に形成されるように圧縮行程後期に開始される。   The first second-stage injection Qa1 is started at a predetermined timing θa1 in the latter half of the compression stroke so that a rich air-fuel mixture that becomes an ignition source is appropriately formed. For example, in the example shown in FIG. 5, the first second-stage injection Qa1 is started in the vicinity of BTDC 14 ° CA. That is, when the first second-stage injection Qa1 is performed in a state where the volume of the combustion chamber 6 is large, the fuel related to the first second-stage injection Qa1 is excessively diffused in the combustion chamber 6 and becomes a rich air-fuel mixture that becomes an ignition source. Cannot be formed properly. Accordingly, the first second-stage injection Qa1 is started at the later stage of the compression stroke so that the ignition source is appropriately formed.

なお、前記のように、主噴射Qmにより形成された予混合気は自着火がほぼ不可能な混合気であるが、この予混合気の一部が燃焼する場合がありうる。これに対して、第1後段噴射Qa1により噴射された燃料がこの予混合気に供給されれば、第1後段噴射の燃料の気化潜熱によって前記予混合気の温度を低下させて一部の予混合気が熱炎反応に至って予期せず早期に燃焼が開始するのを抑制することができる。従って、第1後段噴射Qa1の実施時期としては、主噴射Qmにより形成された予混合気が冷炎反応を開始するおそれのある時期以降に設定されるのが好ましい。   As described above, the premixed gas formed by the main injection Qm is a gas mixture that is almost impossible to self-ignite, but a part of the premixed gas may burn. On the other hand, if the fuel injected by the first second-stage injection Qa1 is supplied to this premixed gas, the temperature of the premixed gas is lowered by the latent heat of vaporization of the fuel of the first second-stage injection, and a part of the premixed gas is injected. It can be suppressed that the air-fuel mixture reaches a hot flame reaction and combustion starts unexpectedly at an early stage. Therefore, it is preferable to set the execution timing of the first second-stage injection Qa1 after the timing when the premixed gas formed by the main injection Qm may start the cold flame reaction.

また、第1後段噴射Qa1の噴射量は、着火源となるリッチな混合気が適切に形成されるような量に設定されており、1燃焼サイクルで各気筒2に供給される燃料の総量(主噴射Qmと各後段噴射Qa1,Qa2の噴射量の合計)に対して10%〜25%程度の量に設定されている。例えば、主噴射Qmが前記総量の75%に設定された場合において、第1後段噴射Qa1の噴射量は12.5%に設定される。   Further, the injection amount of the first second-stage injection Qa1 is set to such an amount that a rich air-fuel mixture as an ignition source is appropriately formed, and the total amount of fuel supplied to each cylinder 2 in one combustion cycle It is set to an amount of about 10% to 25% with respect to (the sum of the main injection Qm and the post injection Qa1, Qa2). For example, when the main injection Qm is set to 75% of the total amount, the injection amount of the first second-stage injection Qa1 is set to 12.5%.

第2後段噴射Qa2は、第1後段噴射Qa1によって形成された着火源を冷却して、燃焼室6内の混合気の着火時期を圧縮上死点後のより遅角側とするための噴射である。すなわち、着火源となる混合気に新たに燃料を供給すれば、この燃料の気化潜熱によってこの混合気を冷却することができる。そして、着火源となるこの混合気の反応が進行するのを抑えて着火時期を遅らせることができる。   The second second-stage injection Qa2 is an injection for cooling the ignition source formed by the first second-stage injection Qa1 so that the ignition timing of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is on the more retarded side after the compression top dead center. It is. That is, if fuel is newly supplied to the air-fuel mixture serving as an ignition source, the air-fuel mixture can be cooled by the latent heat of vaporization of the fuel. Then, it is possible to delay the ignition timing by suppressing the progress of the reaction of the air-fuel mixture serving as an ignition source.

第2後段噴射Qa2の噴射量は、着火源となる空燃比の高い混合気に燃料を供給することが可能な量に設定されており、第1後段噴射と同程度、すなわち、1燃焼サイクルで各気筒2に供給される燃料の総量(主噴射Qmと各後段噴射Qa1,Qa2の噴射量の合計)に対して10%〜25%程度の量に設定されている。例えば、主噴射Qmが前記総量の75%に設定された場合には、第2後段噴射Qa2の噴射量は第1後段噴射Qa1と同じく12.5%に設定される。   The injection amount of the second second-stage injection Qa2 is set to an amount capable of supplying fuel to the air-fuel mixture having a high air-fuel ratio serving as an ignition source, and is approximately the same as the first second-stage injection, that is, one combustion cycle. Thus, the amount is set to about 10% to 25% with respect to the total amount of fuel supplied to each cylinder 2 (the sum of the main injection Qm and the post-stage injections Qa1 and Qa2). For example, when the main injection Qm is set to 75% of the total amount, the injection amount of the second second-stage injection Qa2 is set to 12.5% similarly to the first second-stage injection Qa1.

一方、本実施形態では、第2後段噴射Qa2のペネトレーションは、第1後段噴射Qa1のペネトレーションよりも高く設定される。そして、これに伴い、図5に示すように、第2後段噴射Qa2では外開弁114のリフト量は第1後段噴射Qa1のリフト量よりも大きくされる。   On the other hand, in the present embodiment, the penetration of the second second-stage injection Qa2 is set higher than the penetration of the first second-stage injection Qa1. Accordingly, as shown in FIG. 5, in the second second-stage injection Qa2, the lift amount of the outer opening valve 114 is made larger than the lift amount of the first second-stage injection Qa1.

以上の噴射パターンにおいて、高負荷領域A2では、エンジン負荷が高くなるほど主噴射Qmおよび第2後段噴射Qa2の噴射量が大きくされる。また、エンジン負荷が高くなるほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションが高くされる。   In the above injection pattern, in the high load region A2, the injection amounts of the main injection Qm and the second second-stage injection Qa2 are increased as the engine load increases. Further, the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine load increases.

具体的には、図6に示すように、破線で示したエンジン負荷が小さい場合に対して、エンジン負荷が高い場合には、実線で示すように、主噴射Qmの噴射終了時期が遅角側にされて主噴射Qmの噴射期間が長くされる。また、第2後段噴射Qa2の噴射終了時期も、エンジン負荷が高くなると、遅角側にされて第2後段噴射Qa2の噴射期間が長くされる。そして、第2後段噴射Qa2実施時において外開弁43のリフト量が大きくされて第2後段噴射Qa2のペネトレーションが高くされる。一方、本実施形態では、図6に示すように、第1後段噴射Qa1の噴射量および噴射開始時期はエンジン負荷によらず一定に維持される。なお、本明細書において噴射開始時時期および噴射期間は、いずれもクランク角についての時期および期間である。   Specifically, as shown in FIG. 6, when the engine load is high as compared to the case where the engine load indicated by the broken line is small, the injection end timing of the main injection Qm is retarded as shown by the solid line. This increases the injection period of the main injection Qm. Further, the injection end timing of the second second-stage injection Qa2 is also retarded when the engine load increases, and the injection period of the second second-stage injection Qa2 is lengthened. Then, when the second second-stage injection Qa2 is performed, the lift amount of the outer valve 43 is increased, and the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the injection amount and the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 are kept constant regardless of the engine load. In the present specification, the injection start timing and the injection period are both the timing and the period for the crank angle.

本実施形態では、第2後段噴射Qa2の噴射量およびペネトレーションは、エンジン負荷の増大に比例して大きくされる。   In the present embodiment, the injection amount and penetration of the second second-stage injection Qa2 are increased in proportion to the increase in engine load.

また、高負荷領域A2では、エンジン回転数が高くなるほど第1後段噴射Qa1の噴射開始時期が早くされる。また、エンジン回転数が高くなるほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションが高くされる。   Moreover, in the high load region A2, the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 is advanced as the engine speed increases. Further, the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine speed increases.

具体的には、図7に示すように、破線で示したエンジン回転数が低い場合に対して、エンジン回転数が高い場合には、実線で示すように、第1後段噴射Qa1の噴射開始時期が進角側にされる。一方、第2後段噴射Qa2の噴射開始時期はエンジン回転数によらず一定に維持される。ただし、エンジン回転数が高いほど、第2後段噴射Qa2実施時の外開弁43のリフト量が大きくされて第2後段噴射Qa2のペネトレーションが高くされる。   Specifically, as shown in FIG. 7, when the engine speed is high as compared to the case where the engine speed indicated by the broken line is low, as shown by the solid line, the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 is shown. Is advanced. On the other hand, the injection start timing of the second second-stage injection Qa2 is kept constant regardless of the engine speed. However, as the engine speed increases, the lift amount of the outer opening valve 43 when the second second-stage injection Qa2 is performed is increased, and the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased.

本実施形態では、第1後段噴射Qa1の噴射開始時期の進角量および第2後段噴射Qa2のペネトレーションは、エンジン回転数の増大に比例して大きくされる。   In the present embodiment, the advance amount of the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 and the penetration of the second second-stage injection Qa2 are increased in proportion to the increase in the engine speed.

(4−2)低負荷荷領域A1
低負荷領域A1での燃料の噴射パターンについて簡単に説明する。本実施形態では、低負荷領域A1では、1燃焼サイクルで気筒2内に供給する燃料の全量が、一括して、圧縮上死点後期よりも前のタイミングで噴射される。そして、この全燃料と空気とを予め混合して予混合気を形成し、圧縮上死点付近でこの予混合気を圧縮自着火させる。
(4-2) Low load area A1
The fuel injection pattern in the low load region A1 will be briefly described. In the present embodiment, in the low load region A1, the entire amount of fuel supplied into the cylinder 2 in one combustion cycle is collectively injected at a timing before the late stage of compression top dead center. Then, the total fuel and air are mixed in advance to form a premixed gas, and the premixed gas is compressed and ignited near the compression top dead center.

(5)作用等
以上のように、本実施形態では、高負荷領域A2において、吸気行程、圧縮行程の初期または圧縮行程の中期に主噴射Qmを実施して燃焼室6内に予混合気を形成する。そして、圧縮行程後期に、この予混合気の着火源を形成する第1後段噴射Qa1を実施する。さらに、第1後段噴射Qa1の実施後かつ圧縮上死点前にこの着火源を冷却するための第2後段噴射Qa2を実施する。
(5) Operation, etc. As described above, in the present embodiment, in the high load region A2, the main injection Qm is performed at the initial stage of the intake stroke, the compression stroke, or the middle stage of the compression stroke, and the premixed gas is introduced into the combustion chamber 6. Form. Then, in the latter half of the compression stroke, the first second-stage injection Qa1 that forms the ignition source of the premixed gas is performed. Further, a second second-stage injection Qa2 for cooling the ignition source is performed after the first second-stage injection Qa1 and before the compression top dead center.

従って、エンジン負荷が高く燃焼室6内の温度および圧力が高くなるとともに、燃焼室6に供給される燃料量が多い高負荷領域A2において、着火時期を圧縮上死点よりも十分に遅角側にすることができ、圧縮着火燃焼を実現しつつ燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。   Accordingly, in the high load region A2 where the engine load is high and the temperature and pressure in the combustion chamber 6 are high and the amount of fuel supplied to the combustion chamber 6 is large, the ignition timing is sufficiently retarded from the compression top dead center. It is possible to suppress the increase in combustion noise while realizing the compression ignition combustion.

以下、具体的に説明する。   This will be specifically described below.

まず、高負荷領域A2において、前記実施形態と異なり、仮に、1燃焼サイクルに燃焼室6内に供給する多量の燃料を圧縮行程後期よりも前に一括して供給して、この燃料と空気との予混合気を形成したとすると、次の問題が生じる。   First, in the high load region A2, unlike the above embodiment, a large amount of fuel to be supplied into the combustion chamber 6 in one combustion cycle is supplied all at once before the latter stage of the compression stroke. If the premixed gas mixture is formed, the following problems occur.

すなわち、前記のように高負荷領域A2では燃焼室6内の温度および圧力が高く、燃焼室6内は混合気が燃焼しやすい状態にある。そのため、この状態の燃焼室6内で、多量の燃料を含み燃焼しやすい状態にある予混合気が形成されると、圧縮に伴って比較的早期に燃焼が開始して圧縮上死点近傍で予混合気が燃焼を開始することになる。そのため、ピストンクランク機構上、燃焼室6内の体積変化が小さく燃焼室6内の圧力変化に対して体積変化が追従できない圧縮上死点近傍で燃焼地う6内の圧力が増大することで、燃焼室6内の圧力の増加率いわゆるdP/dθ(P:筒内圧 θ:クランク角)、または、dP/dt(P:筒内圧 t:時間)が非常に高くなって燃焼騒音が増大してしまう。また、圧縮上死点よりも前に燃焼が開始してしまい、エンジントルクが適切に得られないという問題が生じるおそれがある。   That is, as described above, the temperature and pressure in the combustion chamber 6 are high in the high load region A2, and the mixture is easily combusted in the combustion chamber 6. For this reason, when a premixed gas that contains a large amount of fuel and is in a state of being easily combusted is formed in the combustion chamber 6 in this state, combustion starts relatively early with compression, and near the compression top dead center. The premixed gas will start to burn. Therefore, on the piston crank mechanism, the volume change in the combustion chamber 6 is small, and the pressure in the combustion chamber 6 increases near the compression top dead center where the volume change cannot follow the pressure change in the combustion chamber 6. The increase rate of the pressure in the combustion chamber 6 so-called dP / dθ (P: in-cylinder pressure θ: crank angle) or dP / dt (P: in-cylinder pressure t: time) becomes very high and combustion noise increases. End up. In addition, combustion starts before the compression top dead center, which may cause a problem that engine torque cannot be obtained appropriately.

また、高負荷領域A2において、前記実施形態と異なり、仮に、特許文献1のような噴射を行った場合、すなわち、吸気行程ないし圧縮行程に燃料を噴射する第1噴射を実施するとともに、この第1噴射により形成された予混合気の冷炎反応中に燃焼室内に燃料を噴射する第2噴射を実施した場合には、前記のように一括噴射を行う場合よりは燃焼騒音の増大を抑制することができる。しかしながら、この2回の噴射を行う場合であっても、十分に燃焼騒音を小さくすることはできない。   Also, in the high load region A2, unlike the above embodiment, if the injection is performed as in Patent Document 1, that is, the first injection for injecting the fuel in the intake stroke or the compression stroke is performed, and this first When the second injection for injecting fuel into the combustion chamber during the cold flame reaction of the premixed gas formed by one injection is performed, the increase in combustion noise is suppressed as compared with the case of performing the batch injection as described above. be able to. However, even when the two injections are performed, the combustion noise cannot be sufficiently reduced.

すなわち、高負荷領域A2では、燃焼室6内に供給される燃料が多いことに伴い前記第2噴射の噴射量も多くなる。そのため、この第2噴射によって燃焼室6内には非常にリッチな混合気であって燃焼しやすい混合気が形成されることになる。従って、この過剰にリッチな今後機を着火源として混合気全体が早期に燃焼を開始してしまう。従って、この場合でも、圧縮上死点近傍に燃焼が開始してしまい燃焼室6内の圧力の増加率が高くなって燃焼騒音が増大する。   That is, in the high load region A2, the amount of the second injection increases as the amount of fuel supplied into the combustion chamber 6 increases. Therefore, the second injection forms a very rich air-fuel mixture in the combustion chamber 6 that is easy to burn. Therefore, the entire air-fuel mixture starts to burn at an early stage with this excessively rich future machine as an ignition source. Therefore, even in this case, combustion starts near the compression top dead center, and the rate of increase of the pressure in the combustion chamber 6 increases, and the combustion noise increases.

なお、この2回の噴射を行う場合において、第1噴射の量のみを多くして第2噴射の量を少なく抑えることも考えられるが、この場合には、第1噴射により形成された予混合気の反応を第2噴射によって十分に抑えることができず、やはり早期に燃焼が開始してしまう。   In the case of performing the two injections, it is conceivable that only the first injection amount is increased to reduce the second injection amount, but in this case, the premix formed by the first injection is considered. The reaction of qi cannot be sufficiently suppressed by the second injection, and combustion is started at an early stage.

これに対して、本実施形態では、主噴射Qmではリーンで均質な予混合気を形成するにとどめ、第1後段噴射Qa1によってはじめて着火源となる混合気を形成している。従って、燃焼室6内の混合気の燃焼に向けた反応を、第1後段噴射Qa1の実施時期付近の比較的遅い時期から開始させることができる。しかも、このようにした上で、第2後段噴射Qa2によって、この着火源となる混合気に燃料を供給している。そのため、第2後段噴射Qa2に係る燃料によって着火源となる混合気を冷却して、この混合気の反応の進行を抑えることができ、混合気の着火開始時期を十分に遅角側にすることができる。そのため、圧縮上死点後の燃焼室6内の圧力が比較的低くなった時期に燃焼を開始させて、燃焼室6内の圧力の増加率を小さくすること、および、燃焼を緩慢にすることができ、燃焼騒音の増大をより確実に抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the main injection Qm only forms a lean and homogeneous pre-mixture, and the first post-injection Qa1 forms the mixture as an ignition source only. Therefore, the reaction toward the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 can be started from a relatively late time near the time when the first second-stage injection Qa1 is performed. In addition, after doing so, fuel is supplied to the air-fuel mixture serving as the ignition source by the second post-stage injection Qa2. Therefore, the air-fuel mixture serving as the ignition source can be cooled by the fuel related to the second second-stage injection Qa2, and the progress of the reaction of the air-fuel mixture can be suppressed, and the ignition start timing of the air-fuel mixture can be sufficiently retarded. be able to. Therefore, combustion is started at a time when the pressure in the combustion chamber 6 after the compression top dead center is relatively low, and the increase rate of the pressure in the combustion chamber 6 is reduced, and the combustion is slowed down. And increase in combustion noise can be more reliably suppressed.

なお、図8は、高負荷領域A2において、本実施形態に係る噴射パターンを実施した場合の熱発生率(L1)と、この噴射パターンにおいて第2後段噴射Qa2を省略した場合の熱発生率(L0)とを比較して示した図である。この図8に示されるように、本実施形態に係る噴射パターンを実施した場合では、その着火時期ts1が、第2後段噴射Qa2を省略した場合の着火時期ts0よりも遅角側にすることができ、熱発生率の立ち上がりを緩やかにすることができる。   FIG. 8 shows a heat generation rate (L1) when the injection pattern according to the present embodiment is implemented in the high load region A2, and a heat generation rate when the second second-stage injection Qa2 is omitted in this injection pattern ( It is the figure shown by comparing with (L0). As shown in FIG. 8, in the case where the injection pattern according to the present embodiment is implemented, the ignition timing ts1 may be retarded from the ignition timing ts0 when the second second-stage injection Qa2 is omitted. And the rise of the heat generation rate can be moderated.

特に、本実施形態では、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを第1後段噴射Qa1のペネトレーションよりも高めている。そのため、第2後段噴射Qa2に係る燃料をより確実に前記着火源となる混合気に到達させることができ、これを効果的に冷却することができる。すなわち、第2後段噴射Qa2は、第1後段噴射Qa1よりも圧縮上死点に近く燃焼室6内の圧力がより高い状態で実施される。そのため、第2後段噴射Qa2の噴射の飛散距離は短くなりやすい。これに対して、前記のように第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高めれば、第2後段噴射Qa2の飛散距離を長くして、前記着火源となる混合気に到達させることができ、着火時期をより確実に遅角側にすることができる。   In particular, in the present embodiment, the penetration of the second second-stage injection Qa2 is higher than the penetration of the first second-stage injection Qa1. Therefore, the fuel related to the second second-stage injection Qa2 can be more reliably reached the air-fuel mixture serving as the ignition source, and this can be effectively cooled. That is, the second second-stage injection Qa2 is performed in a state in which the pressure in the combustion chamber 6 is closer to the compression top dead center and the pressure in the combustion chamber 6 is higher than the first second-stage injection Qa1. Therefore, the scattering distance of the second second-stage injection Qa2 tends to be short. On the other hand, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as described above, the scattering distance of the second second-stage injection Qa2 can be lengthened to reach the air-fuel mixture serving as the ignition source. Can be more reliably retarded.

また、このように第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高めれば、第2後段噴射Qa2をより燃焼室6内で拡散させることができる。すなわち、第2後段噴射Qa2の実施時期から着火時期までの時間は短いため、第2後段噴射Qa2により噴射された燃料は拡散しにくく、着火前において燃焼室6内に過剰にリッチな混合気が形成されるおそれがある。これに対して、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高めれば、この燃料を拡散させて、過剰にリッチな混合気が形成されるのを抑制することができる。従って、スモークの悪化を抑制することができる。   Further, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased in this way, the second second-stage injection Qa2 can be further diffused in the combustion chamber 6. That is, since the time from the execution timing of the second second-stage injection Qa2 to the ignition timing is short, the fuel injected by the second second-stage injection Qa2 is difficult to diffuse, and an excessively rich air-fuel mixture exists in the combustion chamber 6 before the ignition. There is a risk of formation. On the other hand, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased, this fuel can be diffused to prevent an excessively rich mixture from being formed. Therefore, the deterioration of smoke can be suppressed.

また、本実施形態では、エンジン負荷が高くなるほど主噴射Qmと第2後段噴射Qa2の噴射量を増大させるとともに、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くしている。そのため、エンジントルクを要求に応じて適切に高めながら、燃焼騒音を抑制しつつスモークの悪化を抑制することができる。   In the present embodiment, as the engine load increases, the injection amounts of the main injection Qm and the second second-stage injection Qa2 are increased, and the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of smoke while suppressing combustion noise while appropriately increasing the engine torque as required.

具体的には、主噴射Qmをエンジン負荷の増加に応じて増大させていることで、エンジントルクを確保することができる。そして、エンジン負荷が高くなると燃焼室6内の温度および圧力が高くなって着火が促進されるのに対して、第2後段噴射Qa2の噴射量を増大させているため、混合気の着火源の温度をより低下させて着火時期をより遅らせることができる。従って、燃焼騒音の増大を抑制することができる。   Specifically, the engine torque can be ensured by increasing the main injection Qm in accordance with the increase in engine load. When the engine load increases, the temperature and pressure in the combustion chamber 6 increase and the ignition is promoted, whereas the injection amount of the second second-stage injection Qa2 is increased. The ignition timing can be delayed more by lowering the temperature. Therefore, an increase in combustion noise can be suppressed.

ここで、このように第2後段噴射Qa2の噴射量を増大させると、この第2後段噴射Qa2の燃料によって燃焼室6内に過剰にリッチな混合気が形成されやすいが、本実施形態では、前記のように、第2後段噴射Qa2のペネトレーションが高められているため、この燃料の拡散を促進することができ、過剰なリッチ化を抑制してスモークの悪化を抑制することができる。   Here, when the injection amount of the second second-stage injection Qa2 is increased in this way, an excessively rich air-fuel mixture is easily formed in the combustion chamber 6 by the fuel of the second second-stage injection Qa2, but in this embodiment, As described above, since the penetration of the second second-stage injection Qa2 is enhanced, the diffusion of this fuel can be promoted, and excessive enrichment can be suppressed to suppress the deterioration of smoke.

また、本実施形態では、エンジン回転数が高くなるほど、第1後段噴射Qa1の噴射開始時期を進角側にしている。そのため、第1後段噴射Qa1の噴射開始時期から着火時期までの時間を確保して、着火までの間に第1後段噴射Qa1の燃料を適切に拡散させることができる。さらに、本実施形態では、エンジン回転数が高くなるほど、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くしている。そのため、エンジン回転数が高くなって第2後段噴射Qa2の実施時期から着火時期までの時間が短くなって第2後段噴射Qa2に係る燃料の拡散時間が短くなる場合であっても、第2後段噴射Qa2の飛散距離を大きくしてこの第2後段噴射Qa2に係る燃料をより広範囲に拡散させることができる。従って、燃焼室6内に局所的に過剰にリッチな混合気が形成されるのを抑制して、スモークの増大を抑制することができる。   Further, in the present embodiment, the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 is advanced as the engine speed increases. Therefore, it is possible to secure the time from the injection start timing to the ignition timing of the first second-stage injection Qa1, and to appropriately diffuse the fuel of the first second-stage injection Qa1 before the ignition. Further, in the present embodiment, the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine speed increases. Therefore, even if the engine speed increases and the time from the execution timing of the second second-stage injection Qa2 to the ignition timing becomes shorter and the fuel diffusion time related to the second second-stage injection Qa2 becomes shorter, the second second stage By increasing the scattering distance of the injection Qa2, the fuel related to the second post-injection Qa2 can be diffused in a wider range. Therefore, it is possible to suppress the formation of an excessively rich air-fuel mixture locally in the combustion chamber 6 and suppress an increase in smoke.

(6)変形例
前記実施形態では、インジェクタ11として、外開弁式であって図2に示すような構造を有するものを用いた場合について説明したが、インジェクタ11の具体的な種類および構造はこれに限らない。ただし、外開弁式のインジェクタ11であれば、簡単な構造で精度よく燃料噴霧のペネトレーションを変更することができる。
(6) Modification In the above embodiment, the case where the injector 11 is of the valve-open type and has the structure shown in FIG. 2 has been described. However, the specific types and structures of the injector 11 are as follows. Not limited to this. However, the outer valve-open injector 11 can change the fuel spray penetration with a simple structure and high accuracy.

また、前記実施形態では、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを第1後段噴射Qa1のペネトレーションよりも高くした場合について説明したが、これらのペネトレーションを同じにしてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the penetration of 2nd post injection Qa2 was made higher than the penetration of 1st post injection Qa1, you may make these penetrations the same.

ただし、第2後段噴射Qa2のペネトレーションを第1後段噴射Qa1よりも高くすれば、エンジン負荷が高いほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くすれば、前記のように、より確実に第2後段噴射Qa2の燃料を着火源となる混合気に到達させてこれをより確実に冷却し、これにより、燃焼騒音の悪化を抑制することができるとともに、第2後段噴射Qa2の燃料の拡散を促進してスモークの悪化を抑制することができる。   However, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is made higher than that of the first second-stage injection Qa1, the second second-stage injection is more reliably performed as described above by increasing the penetration of the second second-stage injection Qa2 as the engine load increases. The fuel of Qa2 reaches the air-fuel mixture as the ignition source and cools it more reliably, thereby suppressing the deterioration of the combustion noise and promoting the diffusion of the fuel of the second second-stage injection Qa2. Smoke deterioration can be suppressed.

また、前記実施形態では、エンジン負荷によらず第1後段噴射Qa1の噴射量を一定に維持する一方、第2後段噴射Qa2の噴射量を増大させる場合について説明したが、エンジン負荷が高い方が第1後段噴射Qa1の噴射量が大きくなるようにしてもよい。ただし、この場合であっても、第2後段噴射Qa2の増加割合の方が第1後段噴射Qa1の増加割合よりも大きくするのが好ましい。このようにすれば、増量された主噴射Qmおよび第1後段噴射Qa1に係る燃料によって形成される着火源となる混合気を、第1後段噴射Qa1によってより確実に冷却することができる。   In the above embodiment, the case has been described in which the injection amount of the first second-stage injection Qa2 is increased while the injection amount of the second second-stage injection Qa2 is kept constant regardless of the engine load. The injection amount of the first second-stage injection Qa1 may be increased. However, even in this case, it is preferable that the increase rate of the second second-stage injection Qa2 is larger than the increase rate of the first second-stage injection Qa1. In this way, the air-fuel mixture that becomes the ignition source formed by the fuel related to the increased main injection Qm and the first second-stage injection Qa1 can be more reliably cooled by the first second-stage injection Qa1.

また、第2後段噴射Qa2の噴射量をエンジン負荷によらず一定としてもよい。ただし、前記のように、第2後段噴射Qa2の噴射量をエンジン負荷が高いほど高くすれば、第2後段噴射Qa2の燃料によってより確実に着火源となる混合気を冷却することができる。   Further, the injection amount of the second second-stage injection Qa2 may be constant regardless of the engine load. However, as described above, if the injection amount of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine load is higher, the air-fuel mixture serving as the ignition source can be more reliably cooled by the fuel of the second second-stage injection Qa2.

また、エンジン負荷によらず第2後段噴射Qa2のペネトレーションを一定としてもよい。ただし、前記のように、エンジン負荷が高いほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くすれば、着火源をより確実に冷却することができるとともにスモークの悪化を抑制できる。   Further, the penetration of the second second-stage injection Qa2 may be constant regardless of the engine load. However, as described above, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine load is higher, the ignition source can be more reliably cooled and the deterioration of smoke can be suppressed.

また、エンジン負荷に対する第2後段噴射Qa2の噴射量およびペネトレーションの増大のさせ方は、前記のように比例して増大させるものに限らず、エンジン負荷が高い方が、これらが大きくなるようにすればよい。   Further, the method of increasing the injection amount and the penetration of the second second-stage injection Qa2 with respect to the engine load is not limited to the proportional increase as described above, and the higher the engine load, the larger the increase. That's fine.

また、前記実施形態では、エンジン回転数が高いほど第1後段噴射Qa1の噴射開始時期を進角させた場合について説明したが、エンジン回転数によらずこの噴射開始時期を一定としてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the injection start time of 1st post-stage injection Qa1 was advanced as the engine speed was higher, this injection start time may be made constant irrespective of the engine speed.

また、エンジン回転数に対する第1後段噴射Qa1の噴射開始時期の進角量の増大のさせ方は、前記のように比例に限らず、エンジン回転数が高い方が、この噴射開始時期が進角側になるようにすればよい。   Further, the method of increasing the advance amount of the injection start timing of the first second-stage injection Qa1 with respect to the engine speed is not limited as described above, and the injection start timing is advanced when the engine speed is higher. It should be on the side.

また、前記実施形態では、エンジン回転数が高いほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くした場合について説明したが、エンジン回転数によらずこれを一定としてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the penetration of 2nd post-stage injection Qa2 was made high, so that engine speed is high, this is good regardless of engine speed.

ただし、前記のように、エンジン回転数が高いほど第2後段噴射Qa2のペネトレーションを高くすれば、第2後段噴射Qa2の拡散を促進してスモークの悪化を抑制することができる。   However, as described above, if the penetration of the second second-stage injection Qa2 is increased as the engine speed is higher, the diffusion of the second second-stage injection Qa2 can be promoted to suppress the deterioration of smoke.

また、前記実施形態では、エンジン回転数によらず第2後段噴射Qaの噴射開始時期を一定とした場合について説明したが、エンジン回転数に応じて第2後段噴射Qa2の噴射開始時期を変化させてもよい。例えば、エンジン回転数が高い方が、第2後段噴射Qa2の噴射開始時期が進角側となるようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the injection start timing of the second second-stage injection Qa is made constant regardless of the engine speed is described. However, the injection start timing of the second second-stage injection Qa2 is changed according to the engine speed. May be. For example, when the engine speed is higher, the injection start timing of the second second-stage injection Qa2 may be advanced.

1 エンジン本体
11 インジェクタ
Qm 主噴射
Qa1 第1後段噴射
Qa2 第2後段噴射
1 Engine Body 11 Injector Qm Main Injection Qa1 First Second-stage Injection Qa2 Second Second-stage Injection

Claims (6)

燃焼室が形成された気筒と、前記燃焼室内に燃料を供給する燃料噴射装置と、当該燃料噴射装置を制御する制御手段とを備え、前記燃焼室内で燃料と空気との予混合気を自着火させる予混合圧縮着火燃焼を実施可能な予混合圧縮着火式エンジンであって、
前記制御手段は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷以上の高負荷領域において、前記予混合圧縮着火燃焼を実施するとともに、当該高負荷領域において、前記燃焼室内に予混合気が形成されるように、吸気行程、圧縮行程の初期または圧縮行程の中期に前記燃焼室内に燃料を噴射する主噴射と、前記主噴射により形成された予混合気が着火可能な量の燃料を圧縮行程の後期において前記燃焼室内に噴射する第1後段噴射と、前記燃焼室内において圧縮上死点よりも遅角側で混合気が着火するように前記第1後段噴射の実施後に前記第1後段噴射により供給された燃料を含む混合気に向けて燃料を噴射する第2後段噴射とを、前記燃料噴射装置に、実施させることを特徴とすることを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
A cylinder having a combustion chamber formed therein, a fuel injection device for supplying fuel into the combustion chamber, and a control means for controlling the fuel injection device, and auto-ignition of a premixed fuel and air in the combustion chamber A premixed compression ignition type engine capable of performing premixed compression ignition combustion,
The control means performs the premixed compression ignition combustion in a high load region where the engine load is equal to or higher than a preset reference load, and premixed gas is formed in the combustion chamber in the high load region. In addition, the main injection for injecting fuel into the combustion chamber at the beginning of the intake stroke, the compression stroke or the middle of the compression stroke, and the amount of fuel that can be ignited by the premixed gas formed by the main injection in the latter half of the compression stroke Supplied by the first post-stage injection after the first post-stage injection and the first post-stage injection so that the air-fuel mixture is ignited on the retard side of the compression top dead center in the combustion chamber. A premixed compression ignition type engine characterized by causing the fuel injection device to perform second post-injection for injecting fuel toward an air-fuel mixture containing fuel.
請求項1に記載の予混合圧縮着火式エンジンにおいて、
前記制御手段は、前記高負荷領域において、前記第2後段噴射のペネトレーションが前記第1後段噴射のペネトレーションよりも高くなるように前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
The premixed compression ignition type engine according to claim 1,
The control means controls the fuel injection device so that the penetration of the second second-stage injection is higher than the penetration of the first second-stage injection in the high load region. .
請求項1または2に記載の予混合圧縮着火式エンジンにおいて、
前記制御手段は、前記高負荷領域において、エンジン負荷が高い方が前記主噴射の噴射量が大きくなるように、かつ、前記第2後段噴射の噴射量の方が前記第1後段噴射の噴射量よりもエンジン負荷の増加に対する増加割合が大きくなるように、前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
The premixed compression ignition type engine according to claim 1 or 2,
In the high load region, the control means is configured such that the higher the engine load, the larger the injection amount of the main injection, and the injection amount of the second second-stage injection is the injection amount of the first second-stage injection. The premixed compression ignition type engine is characterized in that the fuel injection device is controlled so that the rate of increase with respect to an increase in engine load is greater than that.
請求項3に記載の予混合圧縮着火式エンジンにおいて、
前記制御手段は、前記高負荷領域において、エンジン負荷が高い方が前記第2後段噴射のペネトレーションが高くなるように前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
The premixed compression ignition engine according to claim 3,
The premixed compression ignition type engine is characterized in that the control means controls the fuel injection device so that the penetration of the second second-stage injection becomes higher when the engine load is higher in the high load region.
請求項1〜4のいずれかに記載の予混合圧縮着火式エンジンにおいて、
前記制御手段は、エンジン回転数が高い方が前記第1後段噴射の噴射開始時期が進角側になるように、かつ、エンジン回転数が高い方が前記第2後段噴射のペネトレーションが高くなるように、前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
The premixed compression ignition type engine according to any one of claims 1 to 4,
The control means is configured so that the injection start timing of the first second-stage injection is on the advance side when the engine speed is higher, and the penetration of the second second-stage injection is higher when the engine speed is higher. A premixed compression ignition type engine characterized by controlling the fuel injection device.
請求項1〜5のいずれかに記載の予混合圧縮着火式エンジンにおいて、
前記燃料噴射装置は、リフト量が増大されることで噴射する燃料のペネトレーションを高くすることが可能な外開弁式の噴射装置であることを特徴とする予混合圧縮着火式エンジン。
In the premixed compression ignition type engine according to any one of claims 1 to 5,
The premixed compression ignition type engine, wherein the fuel injection device is an outer valve-opening type injection device capable of increasing the penetration of fuel to be injected by increasing a lift amount.
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