[发明专利]燃料喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及进行预混合压缩点燃（PCCI:Premixed Charge Compression Ignition）燃烧的发动机的燃料喷射装置。

背景技术

作为以往的燃料喷射装置，公知有例如专利文献1以及2所记载的燃料喷射装置。专利文献1所记载的燃料喷射装置根据发动机载荷使燃料喷射模式在扩散燃烧模式与预混燃烧模式之间切换。对于该燃料喷射装置，在使燃料喷射模式从扩散燃烧模式朝预混燃烧模式切换的情况下，使燃烧室内的氧浓度逐渐降低，使引燃喷射的燃料喷射量逐渐增加并使主喷射的燃料喷射量逐渐将少，同时，使引燃喷射与主喷射之间的间隔逐渐变窄。

专利文献2所记载的燃料喷射装置将供给燃烧的燃料分两次进行喷射。此时，第一次喷射在能够进行预混燃烧的正时进行，第二次喷射在能够进行预混燃烧的正时、且在压缩上止点（TDC）以前进行。并且，伴随发动机的载荷的增加，第一次喷射的喷射正时提前，第一次喷射与第二次喷射之间的间隔扩大。

专利文献1：日本特开2010－180718号公报

专利文献2：日本特开2009－264332号公报

然而，在上述现有技术中，存在以下问题点。在专利文献1所记载的燃料喷射装置中，引燃喷射的燃料喷射量比主喷射的燃料喷射量少，因此容易扩散而难以燃烧。因此，如果在燃烧室的氧浓度低的状态下进行预混燃烧，则引燃喷射的燃料与主喷射的燃料几乎同时燃烧。在该情况下，因高温氧化反应而导致的热发生率峰值变高，由此，缸内压力上升率变高，燃烧噪音容易增大。并且，在这样的预混燃烧方式中，由于形成为与单次喷射的预混合压缩点燃同样的燃烧方式，因此并未充分解决未燃烧HC以及未燃烧CO多这样的预混合压缩点燃的课题。

在专利文献2所记载的燃料喷射装置中，如果发动机的载荷增加，则第一次喷射的喷射正时提前，因此能够充分确保预混合时间（从燃料喷射结束至高温氧化反应开始的时间），燃料和空气充分混合并被搅拌。但是，在活塞中央部形成有凹状的腔室的直喷型发动机中，如果喷射正时提前，则新产生HC以及CO增多的因素。在上述构造的发动机中，在特定的正时朝腔室内的多个方向喷射燃料。但是，如果第一次喷射的喷射正时提前、即在压缩行程中活塞处于下方的正时进行燃料喷射，则所喷射的燃料未被收纳在腔室内而容易附着于气缸壁面。附着于因发动机冷却水的作用而温度较低的气缸壁面的燃料并不充分燃烧，因此成为HC或CO增多的因素。如果为了避免这种不良情况而限制燃料喷射正时的提前幅度，则无法确保使空气与增量后的燃料充分混合的时间，结果难以充分降低煤烟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够充分降低燃烧噪音、HC、CO以及煤烟的燃料喷射装置。

本发明涉及一种进行预混合压缩点燃燃烧的发动机燃料喷射装置，其特征在于，具备：燃料喷射阀，该燃料喷射阀朝发动机的燃烧室内喷射燃料；以及控制单元，该控制单元对燃料喷射阀进行控制，以便将燃料分多次进行喷射，控制单元对由燃料喷射阀进行的第一燃料喷射正时进行控制，以便在相比紧随第一燃料喷射的预混合时间最小的情况下的第一燃料喷射的正时靠滞后角侧的正时进行第一燃料喷射，并且，控制单元对由燃料喷射阀进行的第二燃料喷射正时进行控制，以便通过第一燃料喷射以及随后进行的第二燃料喷射产生的热发生率波形形成为双峰形状。

在本发明的燃料喷射装置中，对由燃料喷射阀进行的第一燃料喷射正时进行控制，以便在相比紧随第一燃料喷射的预混合时间最小的正时靠滞后角侧的正时进行第一燃料喷射。由此，在紧随第一燃料喷射的预混合时间中，存在于压缩上止点以后的时间区域变长，通过有效地活用从形成在发动机的活塞中央部的腔室朝向挤气区域的空气流（逆挤气流），能够充分地促进空气与燃料的混合。由此，能够充分降低煤烟。对由燃料喷射阀进行的第二燃料喷射正时进行控制，以便通过第一燃料喷射以及随后进行的第二燃料喷射产生的热发生率波形形成为双峰形状。由此，因燃料喷射所导致的热发生率峰值被抑制，因此能够充分降低燃烧噪音。并且，通过第一燃料喷射所喷射的未燃烧成分通过第二燃料喷射而燃烧，能够充分减少HC以及CO。

也可以形成为：控制单元对由燃料喷射阀进行的第一燃料喷射正时进行控制，以便通过第一燃料喷射产生的高温氧化反应的开始正时在压缩上止点以后。在该情况下，在紧随第一燃料喷射的预混合时间中，存在于压缩上止点以后的时间区域变长，通过有效地活用逆挤气流，能够可靠地促进空气与燃料的混合