JPS59165857A - デイ−ゼル機関の燃料噴射装置 - Google Patents
デイ−ゼル機関の燃料噴射装置Info
- Publication number
- JPS59165857A JPS59165857A JP3991383A JP3991383A JPS59165857A JP S59165857 A JPS59165857 A JP S59165857A JP 3991383 A JP3991383 A JP 3991383A JP 3991383 A JP3991383 A JP 3991383A JP S59165857 A JPS59165857 A JP S59165857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- flow passage
- pressure
- fuel
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
- F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ディーゼル機関、特に直接噴射式ディーゼル
機関の燃料噴射装置に関する。
機関の燃料噴射装置に関する。
比較的大型、低速機関には、もっばら直接噴射式ディー
ゼル機関が用いられ、高速機関においても燃料消費率が
少ないこと、始動性がよいことなどの利点で、この形式
が採用されている。
ゼル機関が用いられ、高速機関においても燃料消費率が
少ないこと、始動性がよいことなどの利点で、この形式
が採用されている。
このような機関の燃料噴射装置を第1図に示す(日量自
動車(株):昭和53年3月発行技術解説書「ディーゼ
ルエンジン」57頁又は93頁、1980)と、図示し
ない燃料タンク内の燃料、は、燃料供給ポンプによって
燃料噴射ポンプ1(分配型噴射ポンプを示す)に供給さ
れる。
動車(株):昭和53年3月発行技術解説書「ディーゼ
ルエンジン」57頁又は93頁、1980)と、図示し
ない燃料タンク内の燃料、は、燃料供給ポンプによって
燃料噴射ポンプ1(分配型噴射ポンプを示す)に供給さ
れる。
噴射ポンプ1は、燃料を高圧にするだけではなく、機関
負荷に応じて最適な噴射量を調節し、且つ適切な噴射時
期に、高圧噴射管2を介して噴射ノズル4に高圧燃料を
圧送する。
負荷に応じて最適な噴射量を調節し、且つ適切な噴射時
期に、高圧噴射管2を介して噴射ノズル4に高圧燃料を
圧送する。
芳射ノズル4は、この高圧燃料を微細な霧状にして機関
のシリンダヘッド5とピストン6との間に形成された単
一な燃焼室゛7の中に噴射する。
のシリンダヘッド5とピストン6との間に形成された単
一な燃焼室゛7の中に噴射する。
なお、噴射ノズル4をシリンダヘッド5に取付けるため
に、ノズルホルダ3が使用されておシ、このノズルホル
ダ3は燃料を噴射ノズル4に導くと同時に噴射ノズル4
の噴射開始圧力(開弁圧)を調整することが出来るよう
になっている。
に、ノズルホルダ3が使用されておシ、このノズルホル
ダ3は燃料を噴射ノズル4に導くと同時に噴射ノズル4
の噴射開始圧力(開弁圧)を調整することが出来るよう
になっている。
従って、このような直接噴射式ディーゼル機関では、燃
料を霧状に噴射し、その拡散によって空気と混合させ、
燃焼に適した混合気を生成し易くすることをねらってい
るため、多くの場合、これをよ勺促進できるよう第2図
に示すようなホール型の噴射ノズル4(多孔式)を用い
て、150〜300 ’/7の高圧で噴射している。
料を霧状に噴射し、その拡散によって空気と混合させ、
燃焼に適した混合気を生成し易くすることをねらってい
るため、多くの場合、これをよ勺促進できるよう第2図
に示すようなホール型の噴射ノズル4(多孔式)を用い
て、150〜300 ’/7の高圧で噴射している。
このホール型噴射ノズル4のニードルバルブ11は図示
しないノズルスプリングによシ図で下方に付勢されて着
座しておシ、ノズルボディ10のわきの燃料通路(図示
せず)から圧力室12に送られた燃料の圧力がノズルス
プリングの下方への付勢力(噴射ノズル4の開弁圧)以
上になると、ニードルバルブ11を上方に押し上げ、ノ
ズルボディ10先端の噴孔13から圧力室12の燃料が
燃焼室7(第1図)に噴射されるようになっている。
しないノズルスプリングによシ図で下方に付勢されて着
座しておシ、ノズルボディ10のわきの燃料通路(図示
せず)から圧力室12に送られた燃料の圧力がノズルス
プリングの下方への付勢力(噴射ノズル4の開弁圧)以
上になると、ニードルバルブ11を上方に押し上げ、ノ
ズルボディ10先端の噴孔13から圧力室12の燃料が
燃焼室7(第1図)に噴射されるようになっている。
このようなホール型噴射ノズル4では、−ニードルパル
プ11のリフト初期から噴孔面積が増大する関係にある
ため、噴射率(単位クランク角当シの噴射量)特性は、
噴射ノズル4の開弁直後から急激に立ち上り(第3図)
、噴射初期に要求噴射量が一度に燃焼室に供給されるこ
とになっている。
プ11のリフト初期から噴孔面積が増大する関係にある
ため、噴射率(単位クランク角当シの噴射量)特性は、
噴射ノズル4の開弁直後から急激に立ち上り(第3図)
、噴射初期に要求噴射量が一度に燃焼室に供給されるこ
とになっている。
ディーゼル機関の燃焼には、燃料が霧状で噴射され、燃
焼室内で圧縮された高温の空気によって熱せられて、着
火温度に近づきつつある噴射から着火に到る着火遅れ期
間があ如、この期間中に蒸発した燃料と空気とで形成さ
れる混合気は、着火後急激に燃焼が促進されて熱発生率
のピーク全作υ(初期燃焼期)、初期燃焼後は、噴射燃
料液滴が蒸発し終わったものから順次空気と混合し、全
くたくわえられることなく燃焼する拡散燃税に移行する
(主燃焼期)。
焼室内で圧縮された高温の空気によって熱せられて、着
火温度に近づきつつある噴射から着火に到る着火遅れ期
間があ如、この期間中に蒸発した燃料と空気とで形成さ
れる混合気は、着火後急激に燃焼が促進されて熱発生率
のピーク全作υ(初期燃焼期)、初期燃焼後は、噴射燃
料液滴が蒸発し終わったものから順次空気と混合し、全
くたくわえられることなく燃焼する拡散燃税に移行する
(主燃焼期)。
このため、前記のようなホール型噴射ノズル4では、着
火遅れ期間に要求燃料のほとんどが燃焼室内に噴射され
てしまうことになり、燃焼初期の初期熱発生率を上昇さ
せ、筒内温度が昇温する分だけ窒素酸化物(NOx)の
濃度が増加したシ、スモークが増大するという問題があ
った。
火遅れ期間に要求燃料のほとんどが燃焼室内に噴射され
てしまうことになり、燃焼初期の初期熱発生率を上昇さ
せ、筒内温度が昇温する分だけ窒素酸化物(NOx)の
濃度が増加したシ、スモークが増大するという問題があ
った。
そこで本発明は、噴射初期の噴射率を低減して、初期熱
発生率低下によるNOx濃度及びスモークの低減を図る
ことを目的とする。
発生率低下によるNOx濃度及びスモークの低減を図る
ことを目的とする。
このため、本発明は、燃料噴射ポンプからの高圧燃料を
、高圧噴射管を介して噴射ノズルから燃焼室に噴射する
ディーゼル機関において、上記高圧噴射管途中の流F!
45を主流路と副流路に分岐し、この副流路の管長を主
流路よりも短く、その管径を主流路よシも小さくするよ
うにして、ピストンが圧縮上死点近傍にある時期に、は
とんどの燃料を噴射する(主噴射)とともに、着火遅れ
期間に対応するクランク角だけ、この主噴射に先立って
着火し得るだけの小量の燃料を噴射させる(副噴射)よ
うに構成する。
、高圧噴射管を介して噴射ノズルから燃焼室に噴射する
ディーゼル機関において、上記高圧噴射管途中の流F!
45を主流路と副流路に分岐し、この副流路の管長を主
流路よりも短く、その管径を主流路よシも小さくするよ
うにして、ピストンが圧縮上死点近傍にある時期に、は
とんどの燃料を噴射する(主噴射)とともに、着火遅れ
期間に対応するクランク角だけ、この主噴射に先立って
着火し得るだけの小量の燃料を噴射させる(副噴射)よ
うに構成する。
以下、本発明を図示実施例に基づいて説明する。
第4図は、直接噴射式ディーゼル機関に適用した本発明
の一実施例で、概略構成図を示す。
の一実施例で、概略構成図を示す。
図中、高圧噴射管2途中の流路A−B間を主流路15と
副流路16に分岐し、副流路16の管長を主流路15よ
シも短く、副流路16の管径を主流路15よυも小さく
設ける。
副流路16に分岐し、副流路16の管長を主流路15よ
シも短く、副流路16の管径を主流路15よυも小さく
設ける。
更に、噴射ノズル4は、2段の開弁圧を有するように構
成する。すなわち、第5図は噴射ノズル4及びノズルホ
ルダ3の拡大断面図で、図中、噴射ノズル4のノズルボ
ディ10が、ノズルホルダ3のノズルホルダボディ18
に、ノズルナツト19にてねじ結合され、ノズルホルダ
ボディ18に設けたフランジ(図示しない)等によシ、
シリンダヘッド5(第4図)に取付けられるb ノズルボディ10内にはニードルバルブ11が第1ノズ
ルスプリング20によシリテーナ21を介して下方に付
勢されて着座し、噴孔13を塞いでいる。またリテーナ
22に固定された弁@23は、第2ノズルスプリング2
4により同じく下方に付勢され、リテーナ21との間に
間隙りを設けて位置している。
成する。すなわち、第5図は噴射ノズル4及びノズルホ
ルダ3の拡大断面図で、図中、噴射ノズル4のノズルボ
ディ10が、ノズルホルダ3のノズルホルダボディ18
に、ノズルナツト19にてねじ結合され、ノズルホルダ
ボディ18に設けたフランジ(図示しない)等によシ、
シリンダヘッド5(第4図)に取付けられるb ノズルボディ10内にはニードルバルブ11が第1ノズ
ルスプリング20によシリテーナ21を介して下方に付
勢されて着座し、噴孔13を塞いでいる。またリテーナ
22に固定された弁@23は、第2ノズルスプリング2
4により同じく下方に付勢され、リテーナ21との間に
間隙りを設けて位置している。
燃料噴射ポンプ1からの燃料は、燃料通路25を通って
圧力室12に導かれておシ、噴射ポンプ1内のシランジ
ャ(図示せず)の移動により生起される圧力波が、この
圧力室12に達し、圧力室12の燃圧が第1ノズルスプ
リング20の付勢力によって設定される第1の開弁圧を
越えると、二るが、第1の開弁圧にては第2ノズルスプ
リング24の下方への付勢力に抗して弁4d 23 會
押し上げるに至らず、このリフト量りに応じた小量の燃
料が噴孔13から噴射され、次に圧力室12の燃圧が2
つのノズル−兜プスプリング20.24の3合計の付勢
力によって設定される第2の開弁圧を越えると、ニード
ルバルブ11は弁軸23に当接した後も弁軸23ととも
に押し上げられ、このリフト量に応じて主燃料が噴射さ
れるようになっている。
圧力室12に導かれておシ、噴射ポンプ1内のシランジ
ャ(図示せず)の移動により生起される圧力波が、この
圧力室12に達し、圧力室12の燃圧が第1ノズルスプ
リング20の付勢力によって設定される第1の開弁圧を
越えると、二るが、第1の開弁圧にては第2ノズルスプ
リング24の下方への付勢力に抗して弁4d 23 會
押し上げるに至らず、このリフト量りに応じた小量の燃
料が噴孔13から噴射され、次に圧力室12の燃圧が2
つのノズル−兜プスプリング20.24の3合計の付勢
力によって設定される第2の開弁圧を越えると、ニード
ルバルブ11は弁軸23に当接した後も弁軸23ととも
に押し上げられ、このリフト量に応じて主燃料が噴射さ
れるようになっている。
尚26は、アジャストスクリュで、第2の開弁圧を調整
するものである。
するものである。
その他の構成は、第1図と同一のため、同一構成要素に
は同一符号を付して、その説明は省略する。
は同一符号を付して、その説明は省略する。
以上の構成による作用を説明する。
噴射ポンプ1内のプランジャ(図示せず)の移動によシ
生起される圧力波は、高圧噴射管2を介して噴射ノズル
4に伝播するが、A点にて流路が分岐するため、圧力波
は、主流路15、副流路16をそれぞれ伝播し、B点に
て合流する。
生起される圧力波は、高圧噴射管2を介して噴射ノズル
4に伝播するが、A点にて流路が分岐するため、圧力波
は、主流路15、副流路16をそれぞれ伝播し、B点に
て合流する。
こ、こて、副流路16の管長は主流路15よシ短く、そ
の管径は主流路15よシ小さいために、副流路16を伝
播する圧力波は、主流路15を俯埼する圧力波に対し、
2つの流路15.16の管路長の差に応じた時間だけ早
く、また管径の差に応じた圧力だけ損失する。
の管径は主流路15よシ小さいために、副流路16を伝
播する圧力波は、主流路15を俯埼する圧力波に対し、
2つの流路15.16の管路長の差に応じた時間だけ早
く、また管径の差に応じた圧力だけ損失する。
従って、B点で合流したときには、主流路15を伝播し
てきた圧力の高い波と、この波に先立つ副流路16を伝
播してきた圧力の低い波とが重なった圧力波となる。
てきた圧力の高い波と、この波に先立つ副流路16を伝
播してきた圧力の低い波とが重なった圧力波となる。
ここで、圧力の低い波による圧力は、噴射ノズル4の第
1の開弁圧より太きいが、第2の開弁圧には達しないよ
うに、副流路16の管径が設定されており、上記の重ね
られた圧力波が、噴射ノズル4の圧力室12に達すると
、まず、低圧の圧力波によシニードルバルプ11は、間
隙りだけ上昇してリテーナ21を介して弁軸23に当接
しく弁軸23は押し上げられない)、Lによシ決定され
るリフト量に応じて小量の燃料が所定時間噴射される。
1の開弁圧より太きいが、第2の開弁圧には達しないよ
うに、副流路16の管径が設定されており、上記の重ね
られた圧力波が、噴射ノズル4の圧力室12に達すると
、まず、低圧の圧力波によシニードルバルプ11は、間
隙りだけ上昇してリテーナ21を介して弁軸23に当接
しく弁軸23は押し上げられない)、Lによシ決定され
るリフト量に応じて小量の燃料が所定時間噴射される。
圧力の高い波による圧力は、第2の開弁圧を、越えるた
め、次に、この高圧の圧力波にょシニードルバルブ11
は弁軸23とともに大きく押し上げられ、この時のリフ
ト量に応じた燃料が所定時間噴射される。
め、次に、この高圧の圧力波にょシニードルバルブ11
は弁軸23とともに大きく押し上げられ、この時のリフ
ト量に応じた燃料が所定時間噴射される。
この場合、高圧の圧力波による噴射量は、ニードルバル
ブ11のリフト量、第2の開弁圧を越えている所定時間
などで決定され、低圧の圧力波による噴射量は、ニード
ルバルブ11のリフト量L(一定)、第1の開弁圧を越
えている所定時間などで決定され、また噴射時期につい
ては、高圧の圧力波による噴射(主噴射)、低圧の圧力
波による噴射(副噴射)はそれぞれ、第2の開弁圧、第
11の開弁圧を越える時になる。
ブ11のリフト量、第2の開弁圧を越えている所定時間
などで決定され、低圧の圧力波による噴射量は、ニード
ルバルブ11のリフト量L(一定)、第1の開弁圧を越
えている所定時間などで決定され、また噴射時期につい
ては、高圧の圧力波による噴射(主噴射)、低圧の圧力
波による噴射(副噴射)はそれぞれ、第2の開弁圧、第
11の開弁圧を越える時になる。
これら主噴射と副噴射を合わせた全噴射量は、噴射ポン
プ1によシ機関状態lこ応じて調整されておシ、この全
噴射量を2つに分割し、燃料のほとんどが噴射される主
噴射は、ピストンの圧縮上死点近傍で行われ、残シの少
量の燃料が噴射される副噴射は、着火遅れ期間に対応す
るクランク角だけ、主噴射に先立って行われるように、
前記主流路15及び副流路16の管長及び管径を選定し
ているのである。
プ1によシ機関状態lこ応じて調整されておシ、この全
噴射量を2つに分割し、燃料のほとんどが噴射される主
噴射は、ピストンの圧縮上死点近傍で行われ、残シの少
量の燃料が噴射される副噴射は、着火遅れ期間に対応す
るクランク角だけ、主噴射に先立って行われるように、
前記主流路15及び副流路16の管長及び管径を選定し
ているのである。
このため、着火遅れ期間に副噴射によって燃焼室内に噴
射される燃料は、噴射率が低いため、少量であシ、この
燃料が着火遅れ期間を経過した直後に燃焼を行うと、熱
発生率のピークが緩和され、この初期燃焼の次に主噴射
が開始されると、副噴 □射による燃料の熱発生に
より、燃焼室内の空気が高温となっているため、主噴射
によシ噴射された燃料は、噴射後液滴が蒸発し終ったも
のから順次空気と混合して燃焼する拡散燃焼を行う。
射される燃料は、噴射率が低いため、少量であシ、この
燃料が着火遅れ期間を経過した直後に燃焼を行うと、熱
発生率のピークが緩和され、この初期燃焼の次に主噴射
が開始されると、副噴 □射による燃料の熱発生に
より、燃焼室内の空気が高温となっているため、主噴射
によシ噴射された燃料は、噴射後液滴が蒸発し終ったも
のから順次空気と混合して燃焼する拡散燃焼を行う。
従って、燃焼室の熱発生率に急激なピークを持たないこ
とになシ、これによシ、燃料消費率やスモークを抑制す
るとともに、NOx濃度を低減することが可能となる。
とになシ、これによシ、燃料消費率やスモークを抑制す
るとともに、NOx濃度を低減することが可能となる。
以上のように、本発明は、高圧噴射管途中の流路を主流
路と副流路に分岐し、副流路の管長を主流路よシも短く
、その管径を主流路よりも小さくすることによシ、1サ
イクル中の燃料噴射を2回に分け、ピストンが圧縮上死
点近傍にある時期に、ほとんどの燃料ヲ唄射する(主噴
射)とともに、着火遅れ期間に対応するクランク角だけ
、この主噴肚に先立って、着火し得るだけの少量の燃料
を噴射させる(副噴射)ようにしたので、燃料消費率や
スモークの悪化を抑制するとともにNOx濃度を低減で
きるという効果が得られる。
路と副流路に分岐し、副流路の管長を主流路よシも短く
、その管径を主流路よりも小さくすることによシ、1サ
イクル中の燃料噴射を2回に分け、ピストンが圧縮上死
点近傍にある時期に、ほとんどの燃料ヲ唄射する(主噴
射)とともに、着火遅れ期間に対応するクランク角だけ
、この主噴肚に先立って、着火し得るだけの少量の燃料
を噴射させる(副噴射)ようにしたので、燃料消費率や
スモークの悪化を抑制するとともにNOx濃度を低減で
きるという効果が得られる。
また、従来装置では、着火遅れ期間に一度に噴射された
燃料が、燃焼室壁面に衝突付着することになっていたが
、本発明では、主噴射により燃焼室内に噴射された燃料
は、副質射による燃焼にニジ高温となっている雰囲気中
では、衝突付着する前に蒸発着火するため、HC濃度を
低減できるという効果も得られる。
燃料が、燃焼室壁面に衝突付着することになっていたが
、本発明では、主噴射により燃焼室内に噴射された燃料
は、副質射による燃焼にニジ高温となっている雰囲気中
では、衝突付着する前に蒸発着火するため、HC濃度を
低減できるという効果も得られる。
第1図は従来の直接噴射式ディーゼル機関の燃料噴射装
置の概略構成図、第2図はホール型噴射ノズルの要部断
面図、第3図は従来の噴射率特性図、第4図は本発明全
直接噴射式rイーゼル機関に適用した一実施例の概略構
成図、第5図は本発明に用いる噴射ノズル及びノズルホ
ルダの一例ヲ示す拡大断面図である。 1・・・燃料噴射ポンプ、2・・・高圧噴射管、4・・
・頂射ノズル、7・・・燃焼室、15・・・主流路、1
6・・・副流路。 特許出願人 日産自動車株式会社 第 I′図 第2図 第3図 クランク山嵐
置の概略構成図、第2図はホール型噴射ノズルの要部断
面図、第3図は従来の噴射率特性図、第4図は本発明全
直接噴射式rイーゼル機関に適用した一実施例の概略構
成図、第5図は本発明に用いる噴射ノズル及びノズルホ
ルダの一例ヲ示す拡大断面図である。 1・・・燃料噴射ポンプ、2・・・高圧噴射管、4・・
・頂射ノズル、7・・・燃焼室、15・・・主流路、1
6・・・副流路。 特許出願人 日産自動車株式会社 第 I′図 第2図 第3図 クランク山嵐
Claims (1)
- 燃料噴射ポンプからの高圧燃料を、高圧噴射管を介して
噴射ノズルから燃焼室に噴射するディーゼル機関におい
て、上記高圧噴射管途中の流路を主流路と副流路に分岐
し、この副流路の管長を主流路よシも短く、その管径を
主流路よシも小さくしたことt−特徴とするディーゼル
機関の燃料噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3991383A JPS59165857A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | デイ−ゼル機関の燃料噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3991383A JPS59165857A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | デイ−ゼル機関の燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59165857A true JPS59165857A (ja) | 1984-09-19 |
Family
ID=12566180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3991383A Pending JPS59165857A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | デイ−ゼル機関の燃料噴射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59165857A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2581704A1 (fr) * | 1985-05-08 | 1986-11-14 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Dispositif d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne a auto-allumage |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP3991383A patent/JPS59165857A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2581704A1 (fr) * | 1985-05-08 | 1986-11-14 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Dispositif d'injection de carburant pour moteurs a combustion interne a auto-allumage |
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