柴油发动机的制作方法

本发明涉及向副燃烧室喷射燃料的副室式柴油发动机。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了向气缸内直接喷射燃料的直喷式柴油发动机。在专利文献1所公开的柴油发动机中，燃料喷射控制机构在压缩冲程中多次执行比较少量的早期喷射，并且在早期喷射结束后经过规定期间后执行比较大量的主喷射。另外，燃料喷射控制机构在80°btdc以后且40°btdc以前的时机执行初次的早期喷射。

2、在此，已知通过导入egr(exhaust gas recirculation：废气再循环)能够低减nox。但是，若导入egr，则吸入气缸内的空气的氧浓度与未导入egr的情况相比低减，因此燃料有可能难以点燃或发生点燃失败。与此相对，已知在主喷射之前执行引燃喷射是有效的。

3、但是，在主喷射之前执行引燃喷射时，通过引燃喷射而喷射出的燃料燃烧，从而气缸内的压力以及温度上升。于是，通过主喷射喷射出的燃料与空气的预混合期间比不执行引燃喷射的情况短。因此，存在通过主喷射喷射的燃料燃烧时，煤等颗粒状物质(pm：particulate matter)的生成量增加的问题。另外，通过由引燃喷射喷射的燃料燃烧时产生的燃烧气体引起的气缸内的压力的上升，与活塞的上升相反的方向的力作用于活塞。于是，图示热效率恶化，燃油效率恶化。因此，存在主喷射中喷射多余的燃料，未燃烧的燃料作为pm被排出的问题。

4、这样，在柴油发动机中，存在nox的低减和pm的低减处于此消彼长的关系，难以同时实现nox的低减和pm的低减的问题。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本专利第4075588号公报。

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够同时实现nox的低减和pm的低减的柴油发动机。

3、解决问题的技术手段

4、上述课题通过本发明的柴油发动机解决，所述柴油发动机具有主燃烧室和与所述主燃烧室相通的副燃烧室，其特征在于，具有：喷射器，面向所述副燃烧室设置，向所述副燃烧室喷射燃料；控制装置，控制从所述喷射器喷射所述燃料的喷射时机；以及排气回流机构，使发动机的排气回流。所述控制装置执行以下控制：控制主喷射以及在所述主喷射之前执行的先行喷射的所述喷射时机；通过确保从开始所述先行喷射起到在所述先行喷射中喷射的所述燃料与空气的混合气点燃为止的所述先行喷射的预混合期间，在所述副燃烧室中由在所述先行喷射中喷射的所述燃料和所述空气生成均质且稀薄的预混合气；确保从开始所述主喷射起到在所述主喷射中喷射的所述燃料与所述空气的所述混合气点燃为止的所述主喷射的预混合期间。

5、根据本发明的柴油发动机，控制装置执行以下控制：控制主喷射以及在主喷射之前执行的先行喷射的喷射时机，并且，通过确保从先行喷射开始起到在先行喷射中喷射的燃料与空气的混合气点燃为止的先行喷射的预混合期间，以在副燃烧室中利用在先行喷射中喷射的燃料和空气生成均质且稀薄的预混合气。这样，控制装置将先行喷射的喷射时机超提前化，以达到能够在副燃烧室中生成均质且稀薄的预混合气的程度，由此确保从先行喷射开始起到在先行喷射中喷射出的燃料与空气的混合气点燃为止的先行喷射的预混合期间。因此，能够将基于先行喷射的燃烧作为pcci(premixed charge compressionignition：预混合压缩点燃)燃烧来实现。因此，能够抑制在先行喷射中喷射的燃料燃烧时的缸内压力以及缸内温度的上升，并且能够将由先行喷射产生的放热率的峰值抑制得较低。由此，控制装置执行确保从主喷射开始起到在主喷射中喷射的燃料与空气的混合气点燃为止的主喷射的预混合期间的控制，能够延长主喷射的预混合期间。因此，能够抑制pm的产生。由此，本发明的柴油发动机能够同时实现基于排气回流机构的导入的nox的低减和pm的低减。

6、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，所述主喷射的所述喷射时机是由所述先行喷射产生的放热率的峰值后且压缩冲程的上止点前的时机。

7、根据本发明的柴油发动机，喷射器在由先行喷射产生的放热率的峰值后且压缩冲程的上止点前开始主喷射。因此，能够确保更长的主喷射的预混合期间。由此，本发明的柴油发动机能够同时更可靠地实现基于排气回流机构的导入的nox的低减和pm的低减。

8、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，在所述主喷射中喷射出的所述燃料与所述空气的所述混合气点燃的时机是所述压缩冲程的所述上止点以后。

9、根据本发明的柴油发动机，在主喷射中喷射出的燃料与空气的混合气点燃的时期是压缩冲程的上止点以后。因此，能够确保更长的主喷射的预混合期间。由此，本发明的柴油发动机能够同时更可靠地实现基于排气回流机构的导入的nox的低减和pm的低减。

10、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，所述先行喷射的所述喷射时机是曲轴角度为压缩冲程的上止点前60°以上且120°以下的时机。

11、根据本发明的柴油发动机，先行喷射的喷射时机是曲柄角度为压缩冲程的上止点前60°以上且120°以下的时机。即，控制装置将曲柄角度为压缩冲程的上止点前60°以上且120°以下的时机设定为先行喷射的喷射时机。因此，控制装置能够执行以下控制：能够确保从先行喷射开始起到在先行喷射中喷射出的燃料与空气的混合气点燃为止的充分的预混合期间，由在先行喷射中喷射出的燃料和空气在副燃烧室中生成均质且稀薄的预混合气。因此，能够更可靠地将基于先行喷射的燃烧作为pcci燃烧来实现，能够进一步抑制缸内压力以及缸内温度的上升。由此，本发明的柴油发动机能够同时更可靠地实现基于排气回流机构的导入的nox的低减和pm的低减。

12、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，所述先行喷射的所述喷射时机是曲轴角度为压缩冲程的上止点前80°以上且120°以下的时机。

13、根据本发明的柴油发动机，先行喷射的喷射时机是曲柄角度为压缩冲程的上止点前80°以上且120°以下的时机。即，控制装置将曲柄角度为压缩冲程的上止点前80°以上且120°以下的时机设定为先行喷射的喷射时机。因此，控制装置能够执行以下控制：能够确保从先行喷射开始起到在先行喷射中喷射出的燃料与空气的混合气点燃为止的充分的预混合期间，由在先行喷射中喷射出的燃料和空气在副燃烧室中生成均质且稀薄的预混合气。因此，能够更可靠地将基于先行喷射的燃烧作为pcci燃烧来实现，能够进一步抑制缸内压力以及缸内温度的上升。由此，本发明的柴油发动机能够同时更可靠地实现基于排气回流机构的导入的nox的低减和pm的低减。

14、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，所述控制装置在所述主喷射之前仅执行一次所述先行喷射。

15、根据本发明所涉及的柴油发动机，控制装置即使在主喷射之前仅执行一次先行喷射，也能够在活塞到达压缩冲程的上止点为止的期间，由在先行喷射中喷射出的燃料和空气在副燃烧室中生成均质且稀薄的预混合气。

16、在本发明的柴油发动机中，优选地，其特征在于，所述先行喷射是引燃喷射。

17、根据本发明的柴油发动机，控制装置通过将基于引燃喷射的燃烧作为pcci燃烧来实现，能够将在引燃喷射中喷射的燃料燃烧时的放热率的峰值抑制得较低，能够抑制图示热效率的恶化。由此，能够抑制未燃烧的燃料作为pm排出，能够谋求pm的更进一步的低减。

18、发明效果

19、根据本发明，能够提供可同时实现nox的低减和pm的低减的柴油发动机。