Двигатель внутреннего сгорания и способ управления двигателем внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания и способ управления двигателем внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания и способу управления двигателем внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В публикации японской патентной заявки №2011-214477 (JP 2011214477 A) раскрыт двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя механизм переключения характеристик, который может переключать подъемную характеристику выпускного клапана между первой подъемной характеристикой, в которой выпускной клапан открыт на такте выпуска, и второй подъемной характеристикой, в которой выпускной клапан открыт на такте выпуска и такте впуска. В JP 2011214477 A также раскрыт контроллер для двигателя внутреннего сгорания, выполненный с возможностью переключения подъемной характеристики выпускного клапана на первую подъемную характеристику в рабочем диапазоне, в котором топливо сгорает при воспламенении от распространения пламени, и переключения подъемной характеристики выпускного клапана на вторую подъемную характеристику в рабочем диапазоне, в котором топливо сгорает путем сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия. В JP 2011214477 A высокотемпературный выпускной газ, выпущенный из цилиндра на такте выпуска, всасывается обратно в цилиндр на последующем такте впуска при новом открывании выпускного клапана на такте впуска в рабочем диапазоне, в котором топливо сгорает путем сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия, и температура в цилиндре увеличивается до температуры, при которой может выполняться сгорание предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия.

Сущность изобретения

[0003] Однако, согласно способу, раскрытому в JP 2011-214477 A, случай, в котором механизм переключения характеристик дает сбой, не рассматривается. Соответственно, если механизм переключения характеристик по какой-то причине дает сбой, и подъемная характеристика выпускного клапана не может переключиться от второй подъемной характеристики на первую подъемную характеристику, то высокотемпературный выпускной газ всасывается обратно в цилиндр в рабочем диапазоне, в котором топливо сгорает посредством сгорания от распространения пламени. Соответственно, имеется опасение, что температура в цилиндре может стать избыточно высокой в рабочем диапазоне, в котором топливо сгорает посредством сгорания от распространения пламени, и возникнет такое нештатное сгорание, как, например, калильное зажигание или детонация.

[0004] Изобретение предотвращает возникновение нештатного сгорания, когда механизм переключения характеристик дает сбой.

[0005] Первый объект изобретения представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя двигательный блок, клапан впрыска топлива, свечу зажигания, механизм переключения характеристик, и электронный блок управления. Клапан впрыска топлива выполнен с возможностью прямого впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Электродный участок свечи зажигания расположен либо внутри области впрыска топлива, либо вблизи области впрыска топлива. Механизм переключения характеристик выполнен с возможностью переключения подъемной характеристики между первой подъемной характеристикой и второй подъемной характеристикой. Первая подъемная характеристика представляет собой подъемную характеристику выпускного клапана по открыванию выпускного клапана на такте выпуска. Вторая подъемная характеристика представляет собой подъемную характеристику выпускного клапана по открыванию выпускного клапана на такте выпуска и такте впуска. Электронный блок управления выполнен с возможностью такого управления клапаном впрыска топлива и свечой зажигания, при котором топливо сгорает либо путем сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия, либо путем сгорания от распространения пламени. Электронный блок управления выполнен с возможностью переключения подъемной характеристики выпускного клапана на вторую подъемную характеристику с использованием механизма переключения характеристик в заданном первом рабочем диапазоне. Заданный первый рабочий диапазон включает в себя, по меньшей мере, часть рабочего диапазона с воспламенением от сжатия. Рабочий диапазон с воспламенением от сжатия представляет собой диапазон, в котором топливо сгорает посредством сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия. Электронный блок управления выполнен с возможностью переключения подъемной характеристики выпускного клапана на первую подъемную характеристику с использованием механизма переключения характеристик в заданном втором рабочем диапазоне. Заданный второй рабочий диапазон включает в себя, по меньшей мере, рабочий диапазон с воспламенением от пламени. Рабочий диапазон с воспламенением от пламени является диапазоном, в котором топливо сгорает посредством сгорания от распространения пламени. Электронный блок управления выполнен с возможностью определения, действительно ли возникла неисправность переключения. Неисправность переключения представляет собой неисправность, при которой подъемная характеристика выпускного клапана не может переключиться от второй подъемной характеристики на первую подъемную характеристику с использованием механизма переключения характеристик. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения гомогенного сгорания в рабочем диапазоне с воспламенением от пламени, когда электронный блок управления определяет, что неисправности переключения не возникло. Гомогенное сгорание является сгоранием, в котором топливо, гомогенно распределенное в камере сгорания, воспламеняется с использованием свечи зажигания и сгорает посредством сгорания от распространения пламени. Электронный блок управления выполнен с возможностью осуществления струйно-образованного послойного сгорания во втором рабочем диапазоне, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения. Струйно-образованное послойное сгорание представляет собой сгорание, в котором топливо в области впрыска топлива воспламеняется с использованием свечи зажигания и сгорает посредством сгорания от распространения пламени.

[0006] В соответствии с этой конфигурацией, можно предотвратить возникновение нештатного сгорания, когда механизм переключения характеристик вышел из строя.

[0007] В двигателе внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания может дополнительно включать в себя дроссельный клапан, расположенный в канале впускного воздуха. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такого управления степенью открытия дроссельного клапана, при котором степень открытия становится целевой степенью открытия, основанной на нагрузке двигателя. Когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения, электронный блок управления может управлять степенью открытия дроссельного клапана так, что степень открытия становится степенью открытия, являющейся либо максимальной степенью открытия, либо степенью открытия, которая выше, чем целевая степень открытия во втором рабочем диапазоне.

[0008] В соответствии с этой конфигурацией, во втором рабочем диапазоне, в котором степень открытия дроссельного клапана доводится до определяемой на основе нагрузки двигателя целевой степени открытия, которая ниже, чем максимальная степень открытия, количество впускного воздуха, текущего в качестве нового воздуха в камеру сгорания через впускной проход на такте впуска, может быть увеличено. Соответственно, даже когда выпускной клапан открыт на такте впуска во втором рабочем диапазоне, количество выпускного газа, всасываемое обратно в камеру сгорания через выпускной проход, может уменьшиться на количество, соответствующее увеличению количества впускного воздуха и, таким образом, можно уменьшить количество внутреннего газа EGR. В результате, поскольку увеличение температуры в цилиндре может быть предотвращено, можно предотвратить возникновение нештатного сгорания. Поскольку количество внутреннего газа EGR также уменьшается, можно предотвратить возникновение пропусков зажигания.

[0009] В двигателе внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания может дополнительно включать в себя турбонагнетатель с приводом от выпускного газа, расположенный в канале выпускного газа, и устройство регулировки выпускного газа. Устройство регулировки выпускного газа может быть выполнено с возможностью регулировки расхода выпускного газа, текущего в турбину турбонагнетателя с приводом от выпускного газа. Устройство регулировки выпускного газа может представлять собой либо клапан сброса, либо сопло переменного сечения. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такого управления степенью открытия устройства регулировки выпускного газа, при котором степень открытия становится целевой степенью открытия, основанной на нагрузке двигателя. Когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения, электронный блок управления может управлять степенью открытия устройства регулировки выпускного газа так, что степень открытия становится степенью открытия, являющейся либо максимальной степенью открытия, либо степенью открытия, которая выше, чем целевая степень открытия во втором рабочем диапазоне.

[0010] В соответствии с этой конфигурацией, во втором рабочем диапазоне, в котором для управления турбонагнетанием клапан сброса доводится до определяемой на основе нагрузки двигателя целевой степени открытия, которая ниже, чем максимальная степень открытия, можно уменьшить отношение выпускного газа, остающегося в выпускном проходе или выпускном коллекторе, к выпускному газу, выпущенному из камеры сгорания на такте выпуска. Соответственно, даже когда выпускной клапан открыт на такте впуска в рабочем диапазоне SI турбонагнетания, количество выпускного газа, всасываемое обратно в камеру сгорания через выпускной проход на такте впуска, может быть уменьшено, и, таким образом, можно уменьшить количество внутреннего газа EGR. В результате, поскольку увеличение температуры в цилиндре может быть предотвращено, можно предотвратить возникновение нештатного сгорания. Поскольку количество внутреннего газа EGR также уменьшается, можно предотвратить возникновение пропусков зажигания.

[0011] В двигателе внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания может дополнительно включать в себя механизм изменения фазы выпуска. Механизм изменения фазы выпуска может быть выполнен с возможностью изменения фазы выпуска. Фаза выпуска может являться фазой выпускного кулачкового вала по отношению к коленчатому валу. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такого изменения фазы выпуска, при котором момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска представляет собой заданный момент во втором рабочем диапазоне, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения. Заданный момент представляет собой момент, в который скорость изменения объема камеры сгорания на такте впуска является относительно небольшой. В соответствии с этой конфигурацией, момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска доводится до момента, в который скорость изменения объема камеры сгорания является относительно небольшой. Соответственно, по сравнению со случаем, в котором момент открывания клапана доводится до момента, в который скорость изменения объема камеры сгорания относительно большая, можно уменьшить количество выпускного газа, всасываемое обратно в камеру сгорания через выпускной проход на такте впуска, и уменьшить количество внутреннего газа EGR.

[0012] В двигателе внутреннего сгорания, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такого изменения фазы выпуска, при котором момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска находится на начальной стадии такта впуска, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения. В соответствии с этой конфигурацией, поскольку период, в котором газ в цилиндре охлаждается посредством теплообмена с внутренней поверхностью стенки цилиндра, может быть удлинен на такте впуска путем такого изменения фазы выпуска, при котором момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска приходится на начальную стадию такта впуска, то можно эффективно предотвратить увеличение температуры в цилиндре. Соответственно, можно более эффективно предотвратить нештатное сгорание.

[0013] В двигателе внутреннего сгорания, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такого изменения фазы выпуска, при котором момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска находится на финальной стадии такта впуска, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения. В соответствии с этой конфигурацией, поскольку выпускной газ всасывается обратно после того, как некоторое количество воздуха (нового воздуха) всасывается в цилиндр путем такого изменения фазы выпуска, при котором момент открывания клапана выпускного клапана на такте впуска приходится на финальную стадию такта впуска, то можно эффективно предотвратить увеличение объема внутреннего газа EGR. Соответственно, можно более эффективно предотвратить пропуски зажигания.

[0014] В двигателе внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания может дополнительно включать в себя механизм изменения фазы впуска. Механизм изменения фазы впуска выполнен с возможностью изменения фазы впуска. Фаза впуска является фазой впускного кулачкового вала относительно коленчатого вала. Когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения, электронный блок управления может изменять фазу впуска во втором рабочем диапазоне и управлять моментом закрывания клапана впускного клапана одним из следующих способов управления: (i) момент закрывания клапана смещается на опережение в направлении, в котором момент закрывания клапана удаляется от нижней мертвой точки на такте впуска по сравнению со случаем, в котором электронный блок управления определяет, что неисправность переключения не возникла, (ii) момент закрывания клапана задерживается в направлении, в котором момент закрывания клапана удаляется от нижней мертвой точки на такте впуска по сравнению со случаем, в котором электронный блок управления определяет, что неисправность переключения не возникла. В соответствии с этой конфигурацией, действительная степень сжатия уменьшается путем опережения или задержки фазы впуска с использованием механизма изменения фазы впуска для опережения или задержки момента закрывания клапана впускного клапана в направлении, в котором данный момент удаляется от нижней мертвой точки на такте впуска по сравнению с нормальным состоянием. Соответственно, поскольку температура в цилиндре (температура конца такта сжатия) может быть уменьшена по сравнению с нормальным состоянием, то можно предотвратить возникновение нештатного сгорания.

[0015] В двигателе внутреннего сгорания, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью выполнения струйно-образованного послойного сгорания во всех рабочих диапазонах, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключении. В соответствии с этой конфигурацией, можно предотвратить дестабилизацию сгорания, возникающую при переключении рабочего режима.

[0016] В двигателе внутреннего сгорания, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определения, действительно ли возникла неисправность переключения в рабочем диапазоне с воспламенением от пламени. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью воспрещать работу в заданной области и обеспечивать сгорание топлива посредством сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия в первом рабочем диапазоне, когда рабочее состояние двигателя переходит из второго рабочего диапазона в первый рабочий диапазон после возникновения неисправности переключения. Заданная область является, по меньшей мере, одной из области второго рабочего диапазона на стороне более высокой нагрузки, чем первый рабочий диапазон, и области второго рабочего диапазона на стороне более высокой скорости вращения, чем первый рабочий диапазон. В соответствии с этой конфигурацией, можно предотвратить возникновение нештатного сгорания и т.п., которое возникает, когда двигатель внутреннего сгорания должен работать во втором рабочем режиме, в котором операция двойного открывания выпускного клапана не выполняется в нормальном состоянии, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения.

[0017] Второй объект изобретения представляет собой способ управления двигателем внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя двигательный блок, клапан впрыска топлива, свечу зажигания, механизм переключения характеристик, а также электронный блок управления. Клапан впрыска топлива выполнен с возможностью прямого впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Электродный участок свечи зажигания расположен либо внутри области впрыска топлива, либо вблизи области впрыска топлива. Механизм переключения характеристик выполнен с возможностью переключения подъемной характеристики между первой подъемной характеристикой и второй подъемной характеристикой. Первая подъемная характеристика представляет собой подъемную характеристику выпускного клапана по открыванию выпускного клапана на такте выпуска. Вторая подъемная характеристика представляет собой подъемную характеристику выпускного клапана по открыванию выпускного клапана на такте выпуска и такте впуска. Способ управления включает в себя: управление с помощью электронного блока управления клапаном впрыска топлива и свечой зажигания, которое является таким, что топливо сгорает либо посредством сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия, либо посредством сгорания от распространения пламени; переключение с помощью электронного блока управления подъемной характеристики выпускного клапана на вторую подъемную характеристику в заданном первом рабочем диапазоне; переключение с помощью электронного блока управления подъемной характеристики выпускного клапана на первую подъемную характеристику в заданном втором рабочем диапазоне; определение с помощью электронного блока управления, действительно ли возникла неисправность переключения; выполнение с помощью электронного блока управления гомогенного сгорания в рабочем диапазоне с воспламенением от пламени, когда электронный блок управления определяет, что неисправность переключения не возникла, и выполнение с помощью электронного блока управления струйно-образованного послойного сгорания во втором рабочем диапазоне, когда электронный блок управления определяет, что возникла неисправность переключения. Заданный первый рабочий диапазон включает в себя, по меньшей мере, часть рабочего диапазона с воспламенением от сжатия. Рабочий диапазон с воспламенением от сжатия представляет собой диапазон, в котором топливо сгорает посредством сгорания предварительно подготовленной смеси с воспламенением от сжатия. Заданный второй рабочий диапазон включает в себя, по меньшей мере, рабочий диапазон с воспламенением от пламени. Рабочий диапазон с воспламенением от пламени представляет собой диапазон, в котором топливо сгорает посредством сгорания от распространения пламени. Неисправность переключения представляет собой неисправность, при которой подъемная характеристика выпускного клапана не может переключиться от второй подъемной характеристики на первую подъемную характеристику с помощью электронного блока управления. Гомогенное сгорание представляет собой сгорание, в котором топливо, гомогенно распределенное в камере сгорания, воспламеняется с использованием свечи зажигания и сгорает посредством сгорания от распространения пламени. Струйно-образованное послойное сгорание представляет собой сгорание, в котором топливо в области впрыска топлива воспламеняется с использованием свечи зажигания и сгорает посредством сгорания от распространения пламени.

[0018] В соответствии с этой конфигурацией, можно предотвратить возникновение нештатного сгорания, когда механизм переключения характеристик выходит из строя.

Краткое описание чертежей

[0019] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых идентичные ссылочные позиции обозначают идентичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 представляет собой диаграмму, схематически иллюстрирующую конфигурацию двигателя внутреннего сгорания и электронный блок управления, который управляет двигателем внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе двигательного блока двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 3 представляет собой схематичный перспективный вид передаточного механизма впускного клапана согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 4 представляет собой схематичный вид в разрезе механизма изменения фазы впуска согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 5 представляет собой схематичный перспективный вид передаточного механизма выпускного клапана согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 6 представляет собой схематичный вид в разрезе механизма переключения характеристик согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 7 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую рабочие диапазоны двигательного блока;

Фиг. 8 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример операций по открывания клапана впускного клапана и выпускного клапана в рабочем режиме SI;

Фиг. 8В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример операций по открывания клапана впускного клапана и выпускного клапана в рабочем режиме CI;

Фиг. 9 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление определением неисправности переключения для определения того, действительно ли возникла неисправность переключения;

Фиг. 10 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно первому варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 11 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно второму варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 12 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую поведение различных параметров согласно второму варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 13 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую сравнение объема внутреннего газа EGR и температуры конца такта сжатия, когда момент, в который выпускной клапан открыт на такте впуска, управляется на начальной стадии, средней стадии, и конечной стадии такта впуска;

Фиг. 14 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример, в котором фаза выпуска при помощи механизма изменения фазы выпуска смещается на опережение или задержку по отношению к опорной фазе, и момент, в который выпускной клапан открыт на такте впуска, обеспечивается на начальной стадии, средней стадии, и конечной стадии такта впуска;

Фиг. 15 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно третьему варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 16 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую поведение различных параметров согласно третьему варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 17 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно четвертому варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 18 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую поведение различных параметров согласно четвертому варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 19 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример момента открывания клапана впускного клапана и выпускного клапана при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 20 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно пятому варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения;

Фиг. 21 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно шестому варианту осуществления изобретения; и

Фиг. 22 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую управление сгоранием согласно шестому варианту осуществления изобретения при возникновении неисправности переключения.

Подробное описание вариантов осуществления

[0020] В дальнейшем варианты осуществления изобретения будут подробно описаны с опорной на сопровождающие чертежи. В последующем описании идентичные элементы будут обозначаться идентичными ссылочными позициями.

[0021] Фиг. 1 представляет собой диаграмму, схематически иллюстрирующую конфигурации двигателя 100 внутреннего сгорания и электронного блока 200 управления, который управляет двигателем 100 внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления изобретения. Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе двигательного блока 1 двигателя 100 внутреннего сгорания.

[0022] Двигатель 100 внутреннего сгорания включает в себя двигательный блок 1, который включает в себя множество цилиндров 10, устройство 2 подачи топлива, впускное устройство 3, выпускное устройство 4, передаточный механизм 5 впускного клапана, и передаточный механизм 6 выпускного клапана.

[0023] Двигательный блок 1 сжигает топливо в камере 11 сгорания (см. фиг. 2), которая образована в каждом цилиндре 10 и создает энергию для приведения в движение, например, транспортного средства. В двигательном блоке 1, свеча 16 зажигания расположена в каждом цилиндре так, что она обращена к камере 11 сгорания цилиндра 10. Двигательный блок 1 оснащен парой впускных клапанов 50 и парой выпускных клапанов 60 для каждого цилиндра. Как показано на фиг. 2, поршень 12, который осуществляет возвратно-поступательное движение в цилиндре 10 с помощью давления сгорания, размещен в каждом цилиндре 10. Поршень 12 соединен с коленчатым валом через шатун и возвратно-поступательное движение поршня 12 преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

[0024] Устройство 2 подачи топлива включает в себя клапан 20 впрыска топлива с электронным управлением, подводящую трубку 21, питающий насос 22, топливный бак 23, и насосную трубку 24.

[0025] Клапан 20 впрыска топлива расположен в каждом цилиндре 10 на вершине центральной части камеры 11 сгорания так, что он обращен к камере 11 сгорания цилиндра 10. Как показано на фиг. 2, в этом варианте осуществления, клапан 20 впрыска топлива расположен смежно к свече 16 зажигания так, что электродный участок 16а свечи 16 зажигания расположен внутри области R впрыска топлива, осуществляемого клапаном 20 впрыска топлива, или в областях, прилегающих к области R впрыска топлива для выполнения струйно-образованного послойного сгорания, описываемого ниже. Время открывания клапана (количество впрыскиваемого топлива) и момент открывания клапана (момент впрыска) клапана 20 впрыска топлива меняются на основе сигнала управления из электронного блока 200 управления, и, когда клапан 20 впрыска топлива открыт, топливо впрыскивается непосредственно в камеру 11 сгорания из клапана 20 впрыска топлива.

[0026] Подводящая трубка 21 соединена с топливным баком 23 через насосную трубку 24. В середине насосной трубки 24 расположен питающий насос 22, который прокачивает топливо, хранящееся в топливном баке 23, и подает топливо в подводящую трубку 21. В подводящей трубке 21 временно находится топливо под высоким давлением, прокачанное из питающего насоса 22. Когда клапан 20 впрыска топлива открыт, топливо под высоким давлением, находящееся в подводящей трубке, 21 впрыскивается непосредственно в камеру 11 сгорания из клапана 20 впрыска топлива. Подводящая трубка 21 оснащена датчиком 211 давления топлива, который определяет давление топлива в подводящей трубке 21, то есть, давление топлива (давление впрыска), впрыснутого в цилиндр из клапана 20 впрыска топлива.

[0027] Питающий насос 22 выполнен с возможностью изменения количества подаваемого топлива, и количество подаваемого топлива из питающего насоса 22 меняется на основе сигнала управления из электронного блока 200 управления. Путем управления количеством подаваемого топлива из питающего насоса 22, осуществляется управление давлением топлива в подводящей трубке 21, т.е. давлением впрыска из клапана 20 впрыска топлива.

[0028] Впускное устройство 3 представляет собой устройство, которое направляет впускной воздух в камеру 11 сгорания и может изменять впускное состояние (давление впускного воздуха, температуру впускного воздуха, или количество рециркуляции внешнего выпускного газа (EGR - exhaust gas recirculation)) впускного воздуха, всасываемого в камеру 11 сгорания. Впускное устройство 3 включает в себя канал 30 впускного воздуха, впускной коллектор 31, и канал 32 EGR.

[0029] Один конец канала 30 впускного воздуха соединен с очистителем 34 воздуха, а другой его конец соединен с патрубком 31а впускного воздуха впускного коллектора 31. В канале 30 впускного воздуха с впускной стороны последовательно расположены: воздухомер 212, компрессор 71 турбонагнетателя 7 с приводом от выпускного газа, промежуточный охладитель 35 и дроссельный клапан 36.

[0030] Воздухомер 212 определяет расход воздуха (далее именуемый "фактическое количество впускного воздуха"), который течет в канал 30 впускного воздуха и всасывается в каждый цилиндр 10.

[0031] Компрессор 71 включает в себя кожух 71а компрессора и колесо 71b компрессора, которое расположено в кожухе 71а компрессора. Колесо 7lb компрессора приводится во вращательное движение колесом 72b турбины турбонагнетателя 7 с приводом от выпускного газа, расположенным коаксиально ему, и в результате нагнетает и подает впускной воздух, текущий в кожух 71а компрессора.

[0032] Промежуточный охладитель 35 представляет собой теплообменник, который, например, с использованием движущегося воздуха или охлаждающей воды охлаждает впускной воздух, который был подвергнут сжатию с повышением температуры компрессором 71.

[0033] Дроссельный клапан 36 регулирует количество впускного воздуха, который вводится во впускной коллектор 31, путем изменения площади поперечного сечения канала 30 впускного воздуха. Дроссельный клапан 36 открывается и закрывается приводом 36а дроссельного клапана, и его степень открытия (степень открытия дроссельного клапана) определяется дроссельным датчиком 213.

[0034] Впускной коллектор 31 соединен с впускным проходом 14 (см. фиг. 2), образованным в двигательном блоке 1, и равномерно распределяет впускной воздух, текущий из канала 30 впускного воздуха, в цилиндры 10 через впускные проходы 14. Патрубок 31а впускного воздуха впускного коллектора 31 оснащен датчиком 214 давления впускного воздуха, который определяет давление впускного воздуха (давление впускного воздуха), всасываемого в цилиндр, и датчиком 215 температуры впускного воздуха, который определяет температуру впускного воздуха (температура впускного воздуха), всасываемого в цилиндр.

[0035] Канал 32 EGR представляет собой канал, который обеспечивает сообщение выпускного коллектора 41 и патрубка 31а впускного воздуха впускного коллектора 31 друг с другом, и возвращает часть выхлопного газа, выпущенного из цилиндра 10, в патрубок 31а впускного воздуха за счет разности давления. Далее, выхлопной газ, текущий в канал 32 EGR, именуется «внешним газом EGR». Для предотвращения выпуска оксида азота (NOx) температура сгорания может быть уменьшена путем рециркуляции внешнего газа EGR в коллектор 31а впускного воздуха и в каждый цилиндр 10. В канале 32 EGR охладитель 37 EGR и клапан 38 EGR, расположенные последовательно, образуют впускную сторону.

[0036] Охладитель 37 EGR представляет собой теплообменник, который охлаждает внешний газ EGR, например, с использованием движущегося воздуха или охлаждающей воды.

[0037] Клапан 38 EGR представляет собой электромагнитный клапан, который может непрерывно или ступенчато регулировать степень открытия, и степень открытия управляется электронным блоком 200 управления в зависимости от рабочего состояния двигателя. Путем управления степенью открытия клапана 38 EGR, регулируется расход внешнего газа EGR, который возвращается в патрубок 31а впускаемого воздуха.

[0038] Выпускное устройство 4 представляет собой устройство, которое выпускает выпускной газ из цилиндра и включает в себя выпускной коллектор 41, канал 42 выпускного газа, устройство 43 пост-обработки выпускного газа, и обходной канал 44 выпускного газа.

[0039] Выпускной коллектор 41 соединен с выпускным проходом 15, который образован в двигательном блоке 1, при этом он собирает, и вводит выпускной газ, выпущенный из цилиндра 10, в канал 42 выпускного газа.

[0040] В канале 42 выпускного газа, турбина 72 турбонагнетателя 7 с приводом от выпускного газа и устройство 43 пост-обработки выпускного газа расположены последовательно с впускной стороны.

[0041] Турбина 72 включает в себя кожух 72а турбины и колесо 72b турбины, которое расположено в кожухе 72а турбины. Колесо 72b турбины, которое вращательно приводится в действие с помощью энергии выпускного газа, текущего в кожух 72а турбины, приводит в действие колесо 71b компрессора, коаксиально прикрепленное к нему.

[0042] Устройство 43 пост-обработки выпускного газа представляет собой устройство, которое очищает и выпускает выпускной газ наружу, и включает в себя различные катализаторы очистки выпускного газа для удаления токсичных веществ или фильтр для сбора токсичных веществ.

[0043] Обходной канал 44 выпускного газа представляет собой канал, который соединен с каналом 42 выпускного газа с впускной стороны турбины 72 и каналом 42 выпускного газа с выпускной стороны турбины 72 для обхода турбины 72.

[0044] Обходной канал 44 выпускного газа оснащен клапаном 45 сброса, который приводится в действие приводом (не показан) сброса и может непрерывно или ступенчато регулировать поперечное сечение обходного канала 44 выпускного газа. Когда клапан 45 сброса открыт, часть или весь выпускной газ, текущий в канале 42 выпускного газа с впускной стороны турбины 72, течет в обходной канал 44 выпускного газа, обходя турбину 72, и выпускается наружу. Соответственно, путем регулировки степени открытия клапана 45 сброса (далее именуемой "степенью открытия клапана сброса"), расход выпускного газа, текущего в турбину 72 может регулироваться для управления скоростью вращения турбины 72. То есть, можно управлять давлением воздуха (давлением турбонагнетания), сжимаемого компрессором 71, путем регулировки степени открытия клапана сброса.

[0045] Передаточный механизм 5 впускного клапана представляет собой устройство, которое открывает и закрывает впускной клапан 50 каждого цилиндра 10 и расположено в двигательном блоке 1. Передаточный механизм 5 впускного клапана в соответствии с этим вариантом осуществления выполнен с возможностью открывания впускного клапана 50 каждого цилиндра 10 на такте впуска. Подробная конфигурация передаточного механизма 5 впускного клапана будет описана ниже со ссылкой на фиг. 3 и фиг. 4.

[0046] Передаточный механизм 6 выпускного клапана представляет собой устройство, которое открывает и закрывает выпускной клапан 60 каждого цилиндра 10 и расположено в двигательном блоке 1. Передаточный механизм 6 выпускного клапана в соответствии с этим вариантом осуществления выполнен с возможностью открывания выпускного клапана 60 каждого цилиндра 10 на такте выпуска и открывания выпускного клапана 60 на такте впуск