發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機。更詳細而言，涉及一種預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為將燃料在稀薄狀態(tài)下通過進行高壓縮使其自點火燃燒而實現(xiàn)低煙化以及低NOx化的發(fā)動機，已知有預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機。預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機以在燃燒室內(nèi)將空氣和燃料的混合氣體進行高壓縮而使其自點火燃燒的方式構(gòu)成。
[0003]預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機需要使燃料和吸氣均勻且稀薄地混合。此外，即使將空氣和燃料均勻且稀薄地混合，隨著自起動運轉(zhuǎn)開始時起算的經(jīng)過時間、發(fā)動機負載、空燃比等的變化，產(chǎn)生爆震、失火的可能性也很高。在這樣的預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機中，已知有一種發(fā)動機，通過根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)在規(guī)定的定時使排氣(EGR氣體)混合到吸氣中，從而抑制爆震、失火的產(chǎn)生并適當?shù)乜刂迫紵隣顟B(tài)。例如，如專利文獻I所記載。
[0004]然而，在專利文獻I所記載的預(yù)混合壓縮點火發(fā)動機中，混合于燃料的EGR氣體，根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，其溫度、EGR氣體的成分構(gòu)成會發(fā)生大的變動。因此，其缺陷在于，在僅混合EGR氣體的定時(量或者濃度)，存在難以抑制爆震、失火的產(chǎn)生的情況。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2005-105945號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]本發(fā)明是鑒于解決上述的現(xiàn)有問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能的發(fā)動機。
[0009]用于解決問題的方案
[0010]S卩，本發(fā)明中，一種具有燃料改性裝置的發(fā)動機，其中，燃料改性裝置經(jīng)由供給管與吸氣管和EGR管連接，經(jīng)由排出管與吸氣管連接，并在燃料改性裝置中設(shè)有經(jīng)由供給管對供給到燃料改性裝置的吸氣和排氣的混合氣體噴射燃料的主燃料噴射裝置。
[0011]本發(fā)明中，在所述排出管中設(shè)有用于冷卻從所述燃料改性裝置排出的混合氣體的改性燃料用中冷器。
[0012]本發(fā)明中，所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構(gòu)成，所述主燃料噴射裝置配置于改性用氣筒內(nèi)，并且還具備以在吸氣的吸入行程或者壓縮行程的前半段噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。
[0013]本發(fā)明中，所述燃料改性裝置由通過改性用活塞的來回運動將噴射了燃料的混合氣體進行隔熱壓縮的改性用氣筒構(gòu)成，所述主燃料噴射裝置配置于所述供給管內(nèi)，并且以在對上述燃料改性用氣筒供給所述混合氣體時噴射燃料的方式進行控制的控制裝置。
[0014]本發(fā)明中，在所述發(fā)動機的輸出用氣筒中設(shè)有副燃料噴射裝置，由所述控制裝置以在所述輸出用氣筒的隔熱壓縮行程或者膨脹行程的前半段噴射燃料的方式進行控制。
[0015]發(fā)明效果
[0016]作為本發(fā)明的效果，實現(xiàn)了如下所示的效果。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，利用EGR氣體的特性將燃料改性為難以產(chǎn)生爆震的低級烴燃料，并且，通過與吸氣混合而將燃料和吸氣均勻且稀薄地混合。由此，可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，從改性燃料除去多余的熱量。由此，可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，由于在從燃料噴射到開始隔熱壓縮的期間均勻地混合EGR氣體和燃料，因此能高效地將燃料進行改性。由此，可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，在輸出用氣筒中點火性能低的狀態(tài)的情況下，對點火進行輔助。由此，可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，由于在直到開始隔熱壓縮為止的期間均勻地混合EGR氣體和燃料，因此能高效地將燃料進行改性。由此，可抑制爆震、失火的產(chǎn)生并使基于預(yù)混合壓縮自點火的運轉(zhuǎn)成為可能。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的發(fā)動機的第一實施方式中的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的發(fā)動機的第一實施方式及第二實施方式中的控制結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0024]圖3是表示示出本發(fā)明的發(fā)動機的第一實施方式中的改性用氣筒的曲柄位置和燃料噴射正時的關(guān)系的曲線圖的圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明的發(fā)動機的第一實施方式及第二實施方式中的由改性用氣筒的初始溫度和當量比來表示燃料的可改性區(qū)域的曲線圖的圖。
[0026]圖5是表不不出本發(fā)明的發(fā)動機的第一實施方式及第二實施方式中的輸出用氣筒的空氣過剩率和NOx生成量的關(guān)系的曲線圖的圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明的發(fā)動機的第二實施方式中的結(jié)構(gòu)的概略圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，用圖1以及圖2對本發(fā)明的第一實施方式的發(fā)動機I進行說明。
[0029]如圖1所示，發(fā)動機I是以輕油或重油為燃料的柴油發(fā)動機。發(fā)動機I主要具備:輸出用氣筒2、增壓器15、作為燃料改性裝置的改性用氣筒16、吸氣用中冷器32、改性燃料用中冷器33、EGR氣體用中冷器34以及作為控制裝置的E⑶36。
[0030]輸出用氣筒2通過燃料的燃燒而產(chǎn)生動力并傳遞到輸出軸。輸出用氣筒2具備輸出用氣缸3、輸出用活塞4、輸出用連桿5、以及副燃料噴射裝置6。
[0031]輸出用氣筒2的輸出用活塞4可滑動自如地插入到輸出用氣缸3的內(nèi)部。輸出用氣缸3以一側(cè)由未圖不的氣缸蓋封閉，另一側(cè)開放的方式構(gòu)成。輸出用活塞4的輸出用氣缸3的另一側(cè)通過輸出用連桿5與作為輸出軸的輸出用曲柄軸7連結(jié)?？紤]到早期點火、失火的產(chǎn)生，將輸出用氣筒2的壓縮率設(shè)定為13以上(例如13?18左右)。
[0032]在輸出用氣缸3中設(shè)有輸出用氣缸溫度檢測傳感器8。在輸出用曲柄軸7中設(shè)有輸出用曲柄角度檢測傳感器9。在輸出用氣筒2中，由輸出用氣缸3的內(nèi)壁和輸出用活塞4的端面構(gòu)成燃燒室10。輸出用氣筒2在燃燒室10設(shè)有可噴射燃料的副燃料噴射裝置6。副燃料噴射裝置6由具有孔式噴嘴的噴射器構(gòu)成。輸出用氣筒2經(jīng)由輸出用吸氣閥11連接有吸氣管12，經(jīng)由輸出用排氣閥13連接有排氣管14。此外，在本實施方式中，輸出用氣筒2可以是單個也可以是多個。
[0033]增壓器15將外部空氣進行隔熱壓縮并供給輸出用氣筒2的燃燒室10。增壓器15具備渦輪15a和壓縮機15b。排氣管14與渦輪15a連接，可供給來自燃燒室10的排氣。吸氣管12與壓縮機15b連接，可吸引外部空氣并作為吸氣供給燃燒室10。換句話說，增壓器15可將排氣的壓力通過渦輪15a變換為旋轉(zhuǎn)動力并傳遞到壓縮機15b，通過壓縮機15b吸引外部空氣并進行隔熱壓縮。
[0034]燃料改性裝置將輕油等燃料改性為低級烴燃料(例如甲烷)，并抑制過早點火。燃料改性裝置由改性用氣筒16構(gòu)成。改性用氣筒16通過將對吸氣和排氣(EGR氣體)的混合氣體噴射了燃料后的產(chǎn)物進行隔熱壓縮從而將燃料進行改性。改性用氣筒16具備改性用氣缸17、改性用活塞18、改性用連桿19、以及主燃料噴射裝置20。
[0035]改性用氣筒16的改性用活塞18可滑動自如地插入到改性用氣缸17的內(nèi)部。改性用氣缸17以一側(cè)通過未圖示的氣缸蓋封閉，另一側(cè)開放的方式構(gòu)成。改性用活塞18的改性用氣缸17的一側(cè)通過改性用連桿19與改性用曲柄軸21連結(jié)。在改性用曲柄軸21中設(shè)有改性用曲柄角度檢測傳感器22。在改性用氣筒16中，由改性用氣缸17的內(nèi)壁和改性用活塞18的端面構(gòu)成改性室23。改性用氣筒16設(shè)有向改性室23內(nèi)可噴射燃料的主燃料噴射裝置20。主燃料噴射裝置20由針式噴嘴、旋流式噴嘴、氣助式噴嘴等的噴嘴構(gòu)成。
[0036]改性用氣筒16通過來自與輸出用曲柄軸7聯(lián)動連結(jié)的改性用曲柄軸21的動力，可使改性用活塞18來回運動?？紤]到熱損失將改性用氣筒16的壓縮率設(shè)定為15以上(例如15?20左右)。此外，在本實施方式中，改性用氣筒16并不局限于傳遞來自輸出用曲柄軸7的動力的結(jié)構(gòu)。此外，既可以是按每一個輸出用氣筒2有一個改性用氣筒16，也可以是多個輸出用氣筒2有一個改性用氣筒16。此外，也可以兼用輸出用氣筒2和改性用氣筒16。
[0037]改性用氣筒16經(jīng)由改性用吸氣閥24連接有供給管25，經(jīng)由改性用排氣閥26連接有排出管28。供給管25與吸氣管12連接。換句話說，對供給管25可從吸氣管12供給吸氣的一部分。此外，供給管25經(jīng)由EGR管27與排氣管14連接。換句話說，來自輸出用氣筒2的燃燒室10的排氣的一部分可以經(jīng)由EGR管27作為EGR氣體供