阅读说明：本技术 压燃式发动机 (Compression ignition engine ) 是由 人见光夫 山本博之 山本寿英 藤本英史 于 2018-05-29 设计创作，主要内容包括：压燃式发动机包括向燃烧室(14a)供给石脑油的石脑油用喷油器(19)、供给沸点比石脑油高的柴油燃料的柴油燃料用喷油器(18)、辅助混合气着火的点火装置(20)以及与石脑油用喷油器(19)、柴油燃料用喷油器(18)及点火装置(20)相连的PCM(10)。PCM(10)在柴油发动机(1)处于冷机状态时,仅供给石脑油和柴油燃料中的石脑油,并辅助由该石脑油形成的混合气着火。(The compression ignition engine is provided with an injector (19) for naphtha for supplying naphtha to a combustion chamber (14a), an injector (18) for diesel fuel for supplying diesel fuel having a boiling point higher than that of naphtha, an ignition device (20) for assisting ignition of a mixture, and a PCM (10) connected to the injector (19) for naphtha, the injector (18) for diesel fuel, and the ignition device (20). The PCM (10) supplies only naphtha of naphtha and diesel fuel when the diesel engine (1) is cold, and assists ignition of a mixture gas formed of the naphtha.)

压燃式发动机

技术领域

此处所公开的技术涉及一种压燃式发动机。

背景技术

专利文献1中记载了一种柴油发动机。该柴油发动机的目的在于省略高成本的选择性还原催化剂系统，其包括使用三效催化剂的尾气净化系统。为了使用三效催化剂净化尾气，该柴油发动机对向燃烧室内喷射柴油燃料的喷射孔的大小和喷射压力进行调节。这样一来，使柴油燃料在整个燃烧室内扩散开而形成具有理论空燃比的混合气，并利用压燃使该混合气燃烧。

专利文献2中记载了一种柴油发动机，将作为二次燃料的汽油通过气化器引入进气通路，并向燃烧室内喷射柴油燃料。专利文献2中记载有下述内容：使柴油燃料与汽油的比率满足柴油燃料占总燃料量的50％以上这一条件。

专利文献3中记载了一种柴油发动机，将气化的石脑油通过进气通路供往燃烧室内，并向燃烧室内喷射液体石脑油。专利文献3中记载有下述内容：使通过进气通路供往燃烧室内的石脑油的量不超过总燃料量的50％。

专利文献1：日本专利第5620715号公报

专利文献2：英国专利第714672号说明书

专利文献3：英国专利第821725号说明书

发明内容

－发明要解决的技术问题－

专利文献1中记载的柴油发动机通过使柴油燃料在整个燃烧室内扩散开，来形成具有理论空燃比的混合气并使其燃烧。然而，因为柴油燃料难以气化，所以专利文献1中记载的柴油发动机存在下述问题：在燃烧室内出现燃料浓度局部变大的部分。如果燃料浓度局部变大，则在燃烧室内会产生碳烟微粒和一氧化碳(CO)。

此处所公开的技术正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：提供一种压燃式发动机，其能够抑制碳烟微粒等产生。

－用以解决技术问题的技术方案－

具体而言，此处所公开的技术涉及一种压燃式发动机。该压燃式发动机包括发动机机体、第一燃料供给部、第二燃料供给部、着火辅助装置以及控制部，所述发动机机体具有燃烧室，所述第一燃料供给部构成为向所述燃烧室供给第一燃料，所述第二燃料供给部构成为向所述燃烧室供给第二燃料，所述第二燃料的实现压燃的压力和温度中的至少一者比所述第一燃料低，且所述第二燃料比所述第一燃料难以气化，所述着火辅助装置辅助由所述第一燃料和所述第二燃料中的至少一燃料形成的混合气着火，所述控制部构成为分别向所述第一燃料供给部、所述第二燃料供给部以及所述着火辅助装置输出控制信号。

并且，所述控制部对所述发动机机体是处于未暖机状态即冷机状态，还是处于暖机结束状态进行判别，在所述发动机机体处于冷机状态时，所述控制部向所述着火辅助装置输出控制信号，以使该着火辅助装置辅助由所述第一燃料形成的混合气着火。

根据该构成方式，压燃式发动机包括第一燃料供给部和第二燃料供给部。第一燃料和第二燃料中的至少一种燃料供往燃烧室。第一燃料的实现压燃的压力和温度中的至少一者比第二燃料高，且第一燃料比第二燃料容易气化。第二燃料的实现压燃的压力和温度中的至少一者比第一燃料低，且第二燃料比第一燃料难以气化。

即，第一燃料具有比第二燃料容易气化的燃料特性。容易气化的第一燃料形成均质混合气。这样一来，能够抑制在燃烧时碳烟微粒和CO的产生。相对于此，第二燃料具有比第一燃料容易实现压燃的燃料特性。与第一燃料相比，第二燃料形成着火性更优异的混合气。这样一来，能够保证混合气的着火性。

像这样，通过搭配使用燃料特性互不相同的燃料来分别利用它们的特性，能够在发动机的运转区间的广范围内实现适当的燃烧。

在燃烧室温度较低的冷机状态时，混合气的着火性降低，因此即使供给第二燃料，压燃也可能不稳定。于是，控制部在发动机机体处于冷机状态时，藉由着火辅助装置，辅助混合气燃烧。

如果是辅助带来的燃烧，则燃料特性不会产生很大影响，因此，该燃料能够采用第一燃料和第二燃料中的任一者，在该压燃式发动机中，使用第一燃料作为该燃料。此处，在发动机机体处于冷机状态时，也可以仅供给第一燃料。

其理由在于，如前所述，第一燃料相对容易气化，在燃烧室形成均质混合气，因此燃烧时碳烟微粒的产生被抑制。碳烟微粒的产生被抑制，就相应地允许供给较多的第一燃料。这样一来，因为能够供给较多的第一燃料，并在富燃料状态下燃烧，所以能够产生较高的燃烧热。通过利用该较高的燃烧热，能够使包括催化装置的各部分早期暖机。

因此，因为所述压燃式发动机能够抑制碳烟微粒等产生，所以能够实现富燃料状态，进而能够实现压燃式发动机的早期暖机。

也可以是：所述第一燃料是沸点比所述第二燃料低的燃料。

这样一来，第一燃料会在燃烧室内的压力和温度较低的条件下气化，因此能够从燃烧室内的压力较低的进气冲程开始供给燃料。因为能够使进行燃料供给的时刻较早，且气化性能较高，所以即使让第一燃料的供给量较多，也能够形成均质混合气。其结果是，能够抑制碳烟微粒和CO的产生，并能够实现扭矩和省油性能的提高。

也可以是：在仅供给所述第一燃料时，所述控制部向所述第一燃料供给部输出控制信号，以使所述第一燃料供往所述燃烧室并燃烧，由此使从所述燃烧室排放的尾气的空燃比在15.0以下。

如前所述，在该压燃式发动机中，在冷机状态时，通过使空燃比在大致理论空燃比以下，能够以富燃料的状态燃烧。这样一来，能够充分利用第一燃料能够抑制碳烟微粒等产生这一特性来产生较高的燃烧热。其结果是，能够实现压燃式发动机的早期暖机。

也可以是：所述压燃式发动机包括传感器，所述传感器与所述控制部相连，且对与所述发动机机体的温度相关的参数进行检测，当所述发动机机体的温度较低时，所述控制部向所述着火辅助装置输出控制信号，以使进行着火辅助的时刻与所述发动机机体的温度较高时相比延迟。

例如当发动机机体暖机不充分时，使进行辅助的时刻延迟。这样一来，能够使混合气的燃烧重心向迟后角侧偏移，从而能够抑制热效率。抑制了热效率，尾气的热能量就相应地提高，有利于实现催化装置的早期暖机。

也可以是：所述压燃式发动机包括催化装置，所述催化装置净化从所述燃烧室排放的尾气，所述控制部对所述催化装置是否处于规定的半暖机状态进行判别，所述控制部向所述第一燃料供给部和所述着火辅助装置输出控制信号，以至少在所述催化装置被暖机而达到所述半暖机状态之前，仅供给所述第一燃料，且辅助由该第一燃料形成的混合气着火。

此处，“半暖机状态”包括例如催化装置被暖机而达到活性温度以下的规定温度的状态。

例如，在催化装置达到半暖机状态之前，继续执行：辅助仅由第一燃料形成的混合气着火，且使进行辅助的时刻延迟。这样一来，有利于通过延迟燃烧来实现催化剂活化。

也可以是：在所述发动机机体的排气通路上设置有作为催化装置的三效催化剂，该催化装置净化从所述燃烧室排放的尾气，在所述发动机机体暖机结束后，所述控制部向所述第一燃料供给部输出控制信号以供给所述第一燃料，保证所述第一燃料供往所述燃烧室并燃烧，由此使下述尾气的空燃比(以下称作尾气的空燃比)为理论空燃比，该尾气是所述排气通路上的所述三效催化剂的上游的尾气，或者，在所述发动机机体暖机结束后，所述控制部向所述第一燃料供给部和所述第二燃料供给部输出控制信号，以供给所述第一燃料和所述第二燃料，保证所述第一燃料和所述第二燃料供往所述燃烧室并燃烧，由此使下述尾气的空燃比(以下称作尾气的空燃比)为理论空燃比，该尾气是所述排气通路上的所述三效催化剂的上游的尾气。

正如前述，通过形成包含第一燃料的混合气，能够抑制在燃烧时碳烟微粒和CO的产生。另一方面，在发动机机体暖机结束后，使从燃烧室排放的尾气的空燃比为理论空燃比。需要说明的是，14.5～15.0这一空燃比范围相当于三效催化剂的净化窗口(window)。如果使尾气的空燃比为理论空燃比，设置在排气通路上的三效催化剂就能够更可靠地净化尾气即CO、HC以及NOx。因此，形成包含第一燃料的混合气和使尾气的空燃比为理论空燃比这两方面相互结合，压燃式发动机的排放性能进一步得到提高。

需要说明的是，在现有的柴油发动机中，需要提高增压能力而使燃烧时的空燃比较大，来实现碳烟微粒、CO、NOx的减少，但在本构成方式下，通过供给第一燃料，能够使尾气的空燃比为理论空燃比，通过搭配使用三效催化剂，不用像现有的柴油发动机那样依赖增压，就能够实现碳烟微粒、CO的减少以及NOx的减少。因此，还能够提供一种无需安装增压器的廉价发动机。

也可以是：在所述第一燃料中包含石脑油，在所述第二燃料中包含柴油燃料。

因为石脑油与柴油燃料相比容易气化，所以有利于在燃烧室内形成均质混合气。因为柴油燃料与石脑油相比容易着火，所以混合气被压缩而在适当的时刻自动着火。并且，因为石脑油较廉价，所以使用石脑油经济性优良。

也可以是：在所述第一燃料中包含汽油，在所述第二燃料中包含柴油燃料。

与上述一样，能够在燃烧室内形成均质混合气，并能够压缩混合气而在适当的时刻自动着火。

－发明的效果－

正如以上说明的那样，根据所述压燃式发动机，能够抑制碳烟微粒等产生，所以能够实现富燃料状态，进而能够实现压燃式发动机的早期暖机。

附图说明

图1是示出发动机系统的构成例的简图；

图2是示出与发动机系统的控制相关的构成例的方框图；

图3是示出燃料喷射时刻例的图；

图4是示出发动机系统的优选运转区间例的图；

图5是示出冷机状态时的燃料喷射时刻和着火辅助时刻之例的图；

图6是进气迟闭控制的说明图；

图7是示出发动机系统的控制的具体例的流程图；

图8是示出发动机系统的主要要素的图；

图9是示出实施例所涉及的指示平均有效压力(IMEP)与指示燃油消耗率(总(gross)ISFC)的关系之例的图；

图10是示出实施例所涉及的指示平均有效压力(IMEP)与NOx排放量的关系之例的图。

具体实施方式

下面，参照附图对压燃式发动机的实施方式进行详细说明。下述说明仅为压燃式发动机的一例。

图1示出发动机系统的简略构成。图2示出发动机系统的控制所涉及的构成例。发动机系统搭载在四轮车辆上。此处公开的发动机系统例如适用于大型卡车等大型车辆。不过，此处公开的发动机系统无关车辆的大小，可广泛地适用于各种四轮车辆。

发动机系统包括作为压燃式发动机的柴油发动机1。通过柴油发动机1工作而使车辆前进。

该发动机系统构成为向柴油发动机1供给柴油燃料(也就是柴油或以柴油为主要成分的燃料)和特性与柴油燃料不同的异种燃料。异种燃料具有下述特性：实现压燃的压力和温度中的至少一者比柴油燃料高，且沸点比柴油燃料低。异种燃料比柴油燃料容易气化，且比柴油燃料难以着火。异种燃料相当于第一燃料，柴油燃料相当于第二燃料。异种燃料是主要用于生成扭矩的燃料。柴油燃料是主要用于着火的燃料。

具体而言，异种燃料是石脑油。该发动机系统能够使用的石脑油包括轻质石脑油、重质石脑油以及全馏程石脑油。轻质石脑油、重质石脑油以及全馏程石脑油的沸点范围各不相同。并且，该发动机系统也可以使用在石脑油中混有少量原油或重油的改性石脑油。

所述异种燃料除了石脑油以外，还可以是汽油。异种燃料不限于一种燃料，也可以是由二种以上燃料混合而成的燃料。例如异种燃料也可以采用石脑油与汽油的混合燃料、石脑油与其他燃料的混合燃料或汽油与其他燃料的混合燃料。

需要说明的是，下面对向柴油发动机1供给柴油燃料和石脑油的发动机系统进行说明。

＜发动机系统的构成＞

柴油发动机1具有设有多个气缸11a(在图1中仅示出一个)的气缸体11、设置在该气缸体11的上侧的气缸盖12以及设置在气缸体11的下侧且贮存有润滑油的油底壳13。在柴油发动机1的各气缸11a内嵌插有活塞14，活塞14沿气缸的中心轴做往复运动。活塞14经由连杆14b与曲轴15相连结。在活塞14的顶面形成有划分出缩口型(reentrant type)燃烧室14a的空腔。柴油发动机1构成为其几何压缩比在13以上18以下。

在每个气缸11a的气缸盖12上，都形成有进气道16和排气道17。在进气道16上，设置有将燃烧室14a的开口开启和关闭的进气门21。在排气道17上，设置有将燃烧室14a的开口开启和关闭的排气门22。

柴油发动机1包括使气门正时可变的进气S－VT(Sequential－Valve Timing：连续可变气门正时系统)71作为驱动进气门21的配气机构(参照图2)。进气S－VT71能够采用液压式或电动式等公知的各种构成。柴油发动机1按照运转状态来变更进气门21的气门正时。

在气缸盖12上，安装有作为第一燃料供给部的石脑油用喷油器19和作为第二燃料供给部的柴油燃料用喷油器18。

石脑油用喷油器19构成为向进气道16中喷射石脑油。也就是说，石脑油用喷油器19设置为喷射石脑油的喷孔朝向各气缸11a的进气道16中。贮存在第一燃料箱191内的石脑油通过省略图示的石脑油供给路径供往石脑油用喷油器19。

柴油燃料用喷油器18构成为向燃烧室14a中直接喷射柴油燃料。也就是说，柴油燃料用喷油器18设置为喷射柴油燃料的喷孔从气缸盖12的底面朝向气缸11a中。需要说明的是，在图示的例子中，将柴油燃料用喷油器18设置在气缸11a的中心轴上，不过柴油燃料用喷油器18的设置位置能够设在适当的位置上。贮存在第二燃料箱181内的柴油燃料通过省略图示的柴油燃料供给路径供往柴油燃料用喷油器18。

在气缸盖12上，还安装有着火辅助装置。当柴油发动机1处于特定的运转状态时，着火辅助装置辅助混合气着火。具体而言，着火辅助装置是通过火花点火使混合气着火的点火装置20。点火装置20设置为电极伸入燃烧室14a内，省略详细图示。着火辅助装置也可以采用电热塞来代替点火装置，电热塞通过加热气缸11a内的空气来提高燃料的着火性。

柴油发动机1的一侧面上连接有进气通路30。进气通路30与各气缸11a的进气道16连通。进气通路30将空气和EGR气体引入各气缸11a。柴油发动机1的另一侧面上连接有排气通路40。排气通路40与各气缸11a的排气道17连通。排气通路40从各气缸11a排放出已燃气体。在上述进气通路30和排气通路40上，设置有对空气进行增压的涡轮增压器61，详情后述。

在进气通路30的上游端部，设置有过滤空气的空气滤清器31。在进气通路30的下游端附近，设置有缓压罐(surge tank)33。位于该缓压罐33的下游侧的进气通路30构成向每个气缸11a分支的独立通路。各独立通路的下游端与各气缸11a的进气道16相连。

在进气通路30上的空气滤清器31与缓压罐33之间，设置有涡轮增压器61的压缩机61a、中间冷却器35以及节气门36，中间冷却器35对被压缩机61a压缩后的空气进行冷却，节气门36对空气量进行调节。中间冷却器35构成为空冷式或水冷式即可。节气门36基本上是完全开启状态，但在例如要使大量EGR气体回流到进气通路30时，节气门36为了使进气通路30产生负压而变窄。

排气通路40的上游侧的部分由排气歧管构成。排气歧管具有向每个气缸11a分支并与排气道17的外侧端相连的多条独立通路和多条独立通路汇合的汇合部。

在排气通路40上的排气歧管的下游侧，从靠上游侧起依次设置有涡轮增压器61的涡轮61b、净化尾气中有害成分的尾气净化装置41以及***42。

尾气净化装置41具有作为催化装置的三效催化剂41a。三效催化剂41a同时净化尾气中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)。三效催化剂41a将碳氢化合物氧化成水和二氧化碳，将一氧化碳氧化成二氧化碳，将氮氧化物还原为氮。三效催化剂41a在尾气的空燃比(空气与燃料的重量比)为理论空燃比时能够绰绰有余地净化尾气，即使空燃比在14.5～15.0的大致理论空燃比的净化窗口内，三效催化剂41a也能够净化尾气。

需要说明的是，尾气净化装置41可以在具有三效催化剂41a的基础上，还具有微粒过滤器，微粒过滤器捕集尾气中含有的碳烟微粒等微粒。

在进气通路30与排气通路40之间，夹设有尾气回流通路51。尾气回流通路51供尾气的一部分回流到进气通路30。尾气回流通路51的上游端连接在排气通路40上的排气歧管与涡轮61b之间的部分(也就是涡轮61b的上游侧部分)上。尾气回流通路51的下游端连接在进气通路30上的缓压罐33与节气门36之间的部分(也就是压缩机61a的下游侧部分)上。在尾气回流通路51上设置有EGR阀51a和EGR冷却器52，EGR阀51a用于调节尾气向进气通路30回流的回流量，EGR冷却器52用于利用发动机冷却液对尾气进行冷却。

涡轮增压器61具有设置在进气通路30上的压缩机61a和设置在排气通路40上的涡轮61b。压缩机61a与涡轮61b互相连结，压缩机61a与涡轮61b一体地旋转。压缩机61a设置在进气通路30上的空气滤清器31与中间冷却器35之间。涡轮61b设置在排气通路40上的排气歧管与尾气净化装置41之间。涡轮61b因尾气流而旋转，由此使压缩机61a旋转，从而压缩空气。

排气通路40与绕过涡轮61b的排气旁路通路65相连。在排气旁路通路65上，设置有用于调节在排气旁路通路65中流动的排气量的尾气旁通阀(waste gate valve)65a。尾气旁通阀65a构成为在未通电时处于完全开启状态(Normal Open)。

＜发动机的控制装置的构成＞

如图1和图2所示，柴油发动机1由动力总成控制模块(以下称为PCM)10控制。PCM10由具有CPU、存储器、计数器定时器组、接口以及连接这些单元的路径的微处理器构成。该PCM10构成控制装置(和控制部)。如图2所示，各种传感器的检测信号输入PCM10。此处的传感器包括：液温传感器SW1，其对发动机冷却液的温度进行检测；增压压力传感器SW2，其安装在缓压罐33上，且对供往燃烧室14a的空气的压力进行检测；进气温度传感器SW3，其对空气温度进行检测；曲轴转角传感器SW4，其对曲轴15的转角进行检测；油门开度传感器SW5，其对车辆的加速踏板(省略图示)的操作量所对应的油门开度进行检测；O₂传感器SW6，其安装在三效催化剂41a的上游侧和下游侧的排气通路40上，且对尾气中的氧浓度进行检测；排气压力传感器SW7，其对排气通路40上的涡轮61b的上游侧的排气压力进行检测；空气流量传感器SW8，其对进入进气通路30内的进气流量进行检测；EGR阀开度传感器SW9，其对EGR阀51a的开度进行检测；进气门相位角传感器SW10，其对进气门21的相位角进行检测；尾气旁通阀开度传感器SW11，其对尾气旁通阀65a的开度进行检测；以及排气温度传感器SW12，其对从三效催化剂41a流出的尾气的温度进行检测。

PCM10通过根据上述传感器SW1～SW12的检测信号进行各种运算，来判断柴油发动机1和车辆的状态，并向柴油燃料用喷油器18、石脑油用喷油器19、点火装置20、进气S－VT71、节气门36、EGR阀51a以及尾气旁通阀65a各自的致动器输出控制信号并控制它们。

例如PCM10根据由液温传感器SW1检测出的发动机冷却液的温度，对柴油发动机1是处于未暖机状态即冷机状态，还是处于暖机结束状态进行判别，并根据该判别结果向点火装置20等输出控制信号。在冷机状态时的运转区间相当于冷机区间(CS区间)，暖机结束状态的运转区间相当于低负荷区间(P区间)、中负荷区间(S1区间)以及高负荷区间(S2区间)，详情后述。

＜发动机的基本控制＞

PCM10对柴油发动机1的基本控制主要是根据油门开度决定目标扭矩，并使柴油燃料用喷油器18和石脑油用喷油器19执行与目标扭矩对应的燃料的喷射。

PCM10还按照柴油发动机1的运转状态，调节引入气缸11a内的空气量。具体而言，PCM10通过对节气门36和EGR阀51a的开度进行控制(也就是EGR控制)和/或利用进气S－VT71对进气门21的气门正时进行控制(也就是进气迟闭控制)，来调节空气量。如果进行迟闭控制即在压缩冲程的中期(将压缩冲程的曲轴转角180°三等分成前期、中期、后期时的中期)的进气下止点后60°～120°的范围内关闭(将进气门21的升程高度为0.4mm的时刻定义为关闭时刻)进气门21，能够在不增加泵气损失的情况下，调节引入气缸11a内的空气量。并且，如果使EGR气体回流，则不仅能够调节引入气缸11a内的空气量，还能够提高气缸11a内的温度(随着进气迟闭控制使有效压缩比降低，压缩上止点附近的气缸11a内的温度上升不足，作为对其的补充)而提高混合气的着火性。而且，在气缸11a内的温度较高的高负荷区间，如果使EGR气体回流，则流过EGR冷却器52的低温惰性气体会回流到燃烧室14a，因此能抑制混合气(石脑油)过早着火，从而能够在可生成较高的发动机扭矩的恰当的着火时刻使混合气着火。

PCM10还进行空燃比反馈控制，即根据O₂传感器SW6检测出的尾气中的氧浓度和空气流量传感器SW8检测出的进气流量，来调节空气量和燃料量。PCM10使燃烧室14a内的混合气的空燃比(也就是燃烧室14a内的空气(A)与燃料(F)的重量比(A/F))为理论空燃比，从而使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比为理论空燃比。

需要说明的是，因为A/F＝14.5～15.0是相当于三效催化剂41a的净化窗口的空燃比，所以也可以使燃烧室14a内的空燃比为大致理论空燃比(14.5～15.0)，从而使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比在14.5～15.0的范围内。此处所说的燃料量是包括柴油燃料和石脑油这二者的全部燃料的量。该发动机系统在柴油发动机1的整个运转区间进行空燃比反馈控制。这样一来，发动机系统在柴油发动机1的整个运转区间利用三效催化剂41a净化尾气。

＜燃料喷射控制＞

下面说明PCM10执行的燃料喷射控制。如前所述，该发动机系统向柴油发动机1供给主要用于生成扭矩的石脑油和主要用于着火的柴油燃料。比较所供给的石脑油的重量与所供给的柴油燃料的重量，石脑油的重量比柴油燃料的重量大。使柴油燃料占供往燃烧室14a的全部燃料的量的重量比在10％以下。也可以使柴油燃料例如占全部燃料的重量的5％。

因为石脑油的沸点比柴油燃料的沸点低，所以在燃烧室14a内容易气化。于是，利用石脑油在燃烧室14a内形成均质且接近理论空燃比的混合气。由此抑制碳烟微粒产生，并抑制CO产生。

另一方面，石脑油的实现压燃的压力和温度中的至少一者比柴油燃料高。也就是说，石脑油的着火性较低。如前所述，柴油发动机1构成为几何压缩比在13以上18以下的低压缩比，不利于燃料着火。

于是，在该发动机系统中，向燃烧室14a内供给着火性优异的柴油燃料。柴油燃料作为着火用燃料发挥作用，因此混合气被压缩而能够在规定时刻可靠地自动着火。包含石脑油和柴油燃料的混合气燃烧。

图3示出规定的发动机转速下石脑油和柴油燃料的喷射时刻之例。安装在进气道16上的石脑油用喷油器19在进气门21开启的进气冲程期间向进气道16内喷射石脑油。石脑油的喷射时刻设在进气冲程的中期到前期之间的期间内即可。此处，将进气冲程的前期和中期分别设为将进气冲程三等分为前期、中期以及后期这三个期间时的前期和中期即可。在从进气冲程的中期到前期的期间，气缸11a内的进气流动较快。通过在该期间喷射石脑油，能够利用进气流动，使石脑油在整个燃烧室14a内扩散开，并能够使混合气均质化。

伸入燃烧室14a内安装的柴油燃料用喷油器18在压缩冲程期间向燃烧室14a内喷射柴油燃料。柴油燃料的喷射时刻设在压缩上止点附近即可，具体而言，设在压缩上止点前30～10℃A的期间内即可。这样一来，混合气能够被压缩而在压缩上止点附近自动着火，并开始燃烧。如果使该燃烧的燃烧重心位于压缩上止点后5～10℃A，柴油发动机1的热效率就会提高。需要说明的是，如前所述，因为柴油发动机1的几何压缩比较低，所以能够避免在喷射柴油燃料之前包含石脑油的混合气过早着火。通过调节柴油燃料的喷射时刻，能够调节混合气被压缩而自动着火的时刻。

＜发动机的运转区间＞

图4示出柴油发动机1的优选运转区间的一例。纵轴表示发动机负荷(IMEP)，横轴表示发动机转速。基于需输出的负荷的高低和转速的高低，柴油发动机1的运转区间大体上分为冷机区间(CS区间)、低负荷区间(P区间)、中负荷区间(S1区间)以及高负荷区间(S2区间)这四个区间。PCM10中封装有将这样的运转区间数据化而得到的映射(map)，PCM10根据该映射，执行与上述区间相应的控制。

(冷机区间：CS区间)

图5示出冷机状态时的石脑油燃料的喷射时刻和进行着火辅助的时刻之示例。冷机区间是柴油发动机1输出的负荷和转速最低的区间。例如，在强制起动时(乘坐者操作钥匙、按钮来起动柴油发动机1时)或在寒冷地区、极寒期等，柴油发动机1起动后，柴油发动机1处于未暖机的状态，也就是冷机状态时的运转区间。具体而言，相当于：利用液温传感器SW1检测出的发动机冷却液的温度在预设的基准温度(例如，80℃)以下的状态下的运转区间。当然，三效催化剂41a也未达到能恰当发挥作用的温度(相当于三效催化剂41a的活性温度的温度)。

通常情况下，使柴油发动机1运转数十秒左右后，转速就会稳定，发动机冷却液的温度也会达到基准温度。如果转速稳定，PCM10就会进行控制，以早期加热三效催化剂41a，且使空燃比接近大致理论空燃比。然而，在冷机区间，存在压燃不稳定的可能性。

于是，PCM10在这样的冷机区间，向燃烧室14a内仅供给石脑油，并辅助由石脑油形成的混合气着火。具体而言，PCM10仅使用廉价的石脑油作燃料并使混合气变为富燃料状态，用点火装置20强制该混合气着火，由此使该混合气燃烧。

即，在该柴油发动机1中，为了防止石脑油在负荷较高的区间自动着火而过早着火，将几何压缩比设得较低。因此，在冷机区间、低负荷区间等相对低负荷侧的运转区间，难以实现压燃。而且，在冷机状态时，因为燃烧室14a的温度较低，所以无论是柴油燃料还是石脑油，都无法实现稳定的压燃。因此，PCM10在冷机区间，通过用点火装置20使混合气着火，来强制混合气燃烧。

如果是点火带来的强制燃烧，则燃料特性不会产生很大影响。因此，该燃料能够采用石脑油和柴油燃料中的任一者，在该柴油发动机1中，仅使用石脑油作燃料(石脑油为100％)。

其理由在于，首先石脑油比柴油燃料容易气化。而且，因为柴油燃料是直接被向燃烧室14a喷射的燃料，所以难以在燃烧室14a形成均质混合气。相对于此，因为石脑油是被向进气道16内喷射的燃料，所以能够在燃烧室14a形成均质混合气。因此，与柴油燃料相比，石脑油因为能够进行均质的燃烧，而具有燃烧时能够抑制碳烟微粒产生的优点。碳烟微粒的产生被抑制，就相应地允许供给较多的石脑油。这样一来，因为能够用较多的石脑油在富燃料状态下燃烧，所以能够产生较高的燃烧热。通过利用该较高的燃烧热，能够迅速地使三效催化剂41a等柴油发动机1各部分的温度上升到适当温度。

具体而言，PCM10在冷机区间仅供给石脑油时，使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比在大致理论空燃比以下(详细而言在15.0以下)。这样一来，能够实现富燃料状态，充分利用第一燃料能够抑制碳烟微粒等产生这一特性来产生较高的燃烧热。由此能够实现柴油发动机1的早期暖机。

而且，石脑油比柴油燃料廉价。因此，如果使石脑油的使用量比柴油燃料多，就能够削减运转成本，经济上也是有利的。不过，并不排除使用柴油燃料。如果要强制点火，则也能够使用柴油燃料，因此燃料也可以包含柴油燃料作为该燃料的一部分。

像这样，在该柴油发动机1中，在冷机状态时，向燃烧室14a供给较多的石脑油，并变为富燃料状态(空燃比在15以下)，由此能够促进碳烟微粒等排放物的减少，同时能够产生较高的燃烧热。这样一来，使三效催化剂41a早期上升到适当温度。需要说明的是，因为在冷机状态时EGR气体的温度较低，所以即使使EGR气体回流也无法在热量方面得到较大的效果，但从空燃比的调节等观点出发，在冷机状态时也可以按照需要使EGR气体回流。并且，在冷机状态时进气门21的气门正时为基准设定即进气冲程中进气门21开启较大，以使燃烧能够高效地进行。

在使混合气着火之际，按照柴油发动机1的温度，适当地调节点火装置20的点火时刻(也就是进行着火辅助的时刻)。具体而言，PCM10根据发动机冷却液的温度等与柴油发动机1的温度相关的参数，判断柴油发动机1的温度，并当该温度较低时，使点火装置20的点火时刻与温度较高时相比延迟。

即，当该柴油发动机1暖机不充分时，使点火装置20的点火时刻延迟。具体而言，使点火时刻例如相对于MBT(Minimum advance for the Best Torque：最大扭矩时的最小点火提前角)迟后。这样一来，能够使混合气的燃烧重心向迟后角侧偏移，从而能够抑制热效率。抑制了热效率，尾气的热能量就相应地提高，有利于实现三效催化剂41a的早期暖机。

PCM10至少在三效催化剂41a被暖机而达到规定的半暖机状态(被暖机到三效催化剂41a的活性温度附近的规定温度的状态)之前，仅供给石脑油，且辅助由该石脑油形成的混合气着火。

即，例如在三效催化剂41a达到半暖机状态之前，继续执行：强制石脑油着火，且使点火时刻延迟。这样一来，有利于通过延迟燃烧来实现催化剂活化。

这样，如果三效催化剂41a达到能够恰当工作的温度，则PCM10随后就会进行调节，以使空燃比为大致理论空燃比。这样一来，就能净化尾气，有效地减少排放物。扭矩也会提高，发动机性能也得到提高。

即，PCM10在柴油发动机1暖机结束后，按照其运转状态，供给石脑油或供给石脑油和柴油燃料，以使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比为理论空燃比。

正如前述，通过形成包含石脑油的混合气，能够抑制在燃烧时碳烟微粒和CO的产生。另一方面，如果将尾气的空燃比设为理论空燃比，则正如前述，设置在排气通路40上的三效催化剂41a能够更可靠地净化尾气即CO、HC以及NOx。因此，形成包含石脑油的混合气和使尾气的空燃比在所述范围内这两方面相互结合，柴油发动机1的排放性能进一步得到提高。

(低负荷区间：P区间)

低负荷区间是负荷或转速比冷机区间高的区间。在低负荷区间，发动机冷却液的温度达到基准温度，三效催化剂41a也达到能够恰当发挥作用的温度(所谓的热机时)。不过，低负荷区间的发动机输出的负荷和转速在柴油发动机1能运转的整个运转区间中依然较低。

例如，低负荷区间是将柴油发动机1能输出的最高负荷二等分时的低负荷侧的区间，或将柴油发动机1能输出的最高转速二等分时的低转速侧的区间。有时，低负荷区间还会是将柴油发动机1能输出的最高负荷三等分时的最低负荷侧的区间，或将柴油发动机1能输出的最高转速三等分时的最低转速侧的区间。

在低负荷区间，三效催化剂41a处于能够恰当发挥作用的状态，因此，PCM10为了抑制排放物的排放，而进行控制，以使燃烧室14a内的混合气的空燃比为大致理论空燃比(A/F为14.5～15.0)。这样一来，引入三效催化剂41a的尾气的空燃比也为大致理论空燃比，因此能够有效地净化尾气。

在低负荷区间，因为发动机输出较小，所以控制供往燃烧室14a的燃料的供给量而使其较少。因此，低负荷区间的燃烧室14a的内部难以变得高温，难以稳定地进行压燃。因此，与冷机区间一样，PCM10在低负荷区间，使所使用的燃料的比率(重量比)满足石脑油比柴油燃料高的条件(在本实施方式中，与冷机区间同为石脑油100％)，并用点火装置20使该燃料的混合气着火，来强制混合气燃烧。

如果燃料的供给量较少，则将空燃比保持在大致理论空燃比所需要的空气量也较少。于是，PCM10进行控制，以使较多的EGR气体引入燃烧室14a。具体而言，进行调节，以使EGR率(燃烧室14a中存在的EGR气体的质量与混合气的全部气体的质量的比率：％)为比高负荷区间高的值(例如，40％)。

通过使节气门36变窄，也能够调节空气量而使其减少，但存在进气流动性恶化和泵气损失等缺点。利用EGR率调节时，不存在这样的缺点，能够在燃烧室14a中形成石脑油的均质混合气。而且，因为利用EGR气体所具有的热量能够提高燃烧室14a的温度，所以燃烧室14a内的混合气容易着火。因此，能够稳定地进行燃烧。

石脑油供往进气道16，并在与进气混合的状态下被引入燃烧室14a。EGR气体向进气通路30上的位于该进气道16的上游侧的部位(回流部位)回流。因此，在温度较高的EGR气体回流到的进气中混合有容易气化的石脑油的状态下被引入燃烧室14a，其结果是，能够在燃烧室14a中形成更均质的石脑油的混合气。

像这样，调节EGR气体的引入量，来将EGR率设得较高，由此能够高精度地将空燃比调节到大致理论空燃比，也就是调节到14.5～15.0的范围内。其结果是，能够利用三效催化剂41a有效地减少排放物。如果负荷增加，燃料的供给量也随之增加。为了将空燃比保持在大致理论空燃比，就需要增加空气量。因此，随着负荷增大，PCM10优选进行下述控制，即：不仅与空气量的增加量相应地也使EGR气体增加，而且使EGR气体的量相对地减少(EGR率降低)。

而且，在低负荷区间，为了调节空气量而使其减少，并减少泵气损失，PCM10进行推迟进气门21的气门正时的控制(进气迟闭控制)。

在低负荷区间，用点火装置20进行强制燃烧，不进行压燃，因此即使燃烧室14a的压力较低，也能够进行稳定的燃烧。另一方面，在低负荷区间，柴油发动机1的输出较小，因此泵气损失相对较大，对省油性的影响较大。于是，PCM10对进气S－VT71进行控制，推迟进气门21的关闭时刻，延长压缩冲程中的进气门21的开启期间。

详细而言，如图6的实线所示，对进气S－VT71进行控制，推迟进气门21的气门正时，以使进气门21的开启期间(进气门21开启的期间、进气能引入燃烧室14a的期间)中位于压缩冲程的期间即从进气下止点到关闭时刻为止的关闭侧的期间(关闭侧期间)变长。需要说明的是，图6的假想轮廓线示出基准气门正时，在本实施方式中，其关闭时刻是进气下止点后30℃A。相对于此，通过迟闭控制变更后的气门正时的关闭时刻是进气下止点后90℃A。需要说明的是，将进气门21的关闭时刻定义为进气门21的升程量降低到0.4mm的时刻。

通过像这样进行进气迟闭控制，有效压缩比减小，泵气损失减少。因此，能够实现省油性的提高。并且，因为能够调节引入燃烧室14a的进气量而使其较少，所以在空气量往往过多的低负荷区间有利。

(中负荷区间：S1区间)

中负荷区间是从柴油发动机1输出的负荷或转速比低负荷区间高的区间。中负荷区间是柴油发动机1的整个运转区间中位于中间的运转区间，条件较适合燃烧。

例如，中负荷区间是将柴油发动机1能输出的最高负荷二等分时的高负荷侧的区间，或将柴油发动机1能输出的最高转速二等分时的高转速侧的区间。有时，中负荷区间还会是将柴油发动机1能输出的最高负荷三等分时的中间的区间，或将柴油发动机1能输出的最高转速三等分时的中间的区间。

在中负荷区间，因为发动机输出比低负荷区间高，所以相应地，较多的燃料也供往燃烧室14a，燃烧能量也增加。因此，燃烧室14a的内部处于能够利用基于该发动机系统的设计的压燃而燃烧的状态。

即，该发动机系统被设计为：使用石脑油作主燃料，按照发动机的运转状态，辅助性地使用柴油燃料促进着火，由此能够稳定地进行压燃。例如，在该实施方式的柴油发动机1的中负荷区间，重量比率为95％的石脑油和5％的柴油燃料供往燃烧室14a，利用压燃进行燃烧。

在发动机输出比低负荷区间大的中负荷区间，因为对基于泵气损失的省油性影响较小，所以对进气门21的气门正时进行提前控制，以使其向进气下止点侧转变，恢复到基准设定。不进行进气迟闭控制。这样一来，与低负荷区间相比，引入燃烧室14a的进气量增加，能够进行高效的燃烧。因为有效压缩比变大而接近几何压缩比，所以也容易实现压燃。

与低负荷区间一样，中负荷区间的燃烧室14a内的混合气的空燃比通过调节EGR率而保持在大致理论空燃比。这样一来，因为能够进行高效的燃烧，所以发动机输出也提高，能够实现省油性的提高。利用三效催化剂41a，也能够有效地净化尾气。需要说明的是，中负荷区间的进气可以是自然进气，也可以用涡轮增压器61增压。

需要说明的是，如果负荷增加则燃料的供给量增加，为了将空燃比保持在大致理论空燃比，就需要增加空气量。因此，与低负荷区间一样，在中负荷区间，也使EGR气体的量随着负荷增大而相对地减少即可。

(高负荷区间：S2区间)

高负荷区间是发动机输出比中负荷区间更高的区间。高负荷区间在柴油发动机1的整个运转区间中位于最高负荷侧。即，高负荷区间是位于比中负荷区间更高负荷侧或更高转速侧的区间。

在高负荷区间，与中负荷区间连续地搭配使用用于产生扭矩的石脑油和用于着火的柴油燃料来进行压燃。不进行使用点火装置20的点火。为了得到较高的输出，在高负荷区间，较多的燃料供往燃烧室14a。为了将空燃比保持在大致理论空燃比，空气也随着燃料的供给量增多而增加。随之，EGR率比中负荷区间降低(例如30％)。还按照需要进行增压。进气门21的气门正时是基准设定，不进行进气迟闭控制。

在高负荷区间，因为燃烧室14a内的混合气的空燃比保持在大致理论空燃比，所以能够得到高扭矩，实现省油性的提高，并能够有效地净化尾气。

＜发动机的具体控制＞

图7示出柴油发动机1的具体控制的一例。PCM10根据各传感器SW1～SW12的检测信号，判断柴油发动机1的运转状态(步骤S1)。根据其判断结果和与运转状态相关的映射，PCM10对柴油发动机1的运转状态在冷机区间(CS区间)、低负荷区间(P区间)、中负荷区间(S1区间)以及高负荷区间(S2区间)中的哪个运转区间进行识别，并根据该识别结果执行与各运转区间相应的燃烧控制。

当PCM10判断出该运转区间在冷机区间时(步骤S2中为是)，PCM10使尾气旁通阀65a开启(步骤S3)。这样一来，从燃烧室14a排放的高温尾气就绕过涡轮61b，直接被送往三效催化剂41a。因此，能够使在燃烧室14a产生的燃烧热高效地作用于三效催化剂41a。其结果是，能够早期加热三效催化剂41a。

像这样，PCM10将燃烧条件调节到与冷机区间相应的燃烧条件(步骤S4)。具体而言，进行控制，以使空燃比在理论空燃比以下(A/F在15以下)，也就是富燃料状态，且燃料的总量仅为石脑油。

进气门21的气门正时设为基准设定即进气冲程中进气门21开启较大，在进气的流动较强的时刻，驱动石脑油用喷油器19，而向进气道16中喷射石脑油。这样一来，就能够在燃烧室14a中形成石脑油的均质且较浓的混合气。

PCM10使点火装置20工作，而在压缩上止点附近的规定时刻点火。这样一来，强制混合气燃烧(步骤S5)。利用这样的燃烧，在冷机区间，能够使空燃比接近大致理论空燃比，同时能够早期加热三效催化剂41a。

此处，PCM10根据液温传感器SW1的检测结果，调节点火装置20的点火时刻。具体而言，PCM10根据液温传感器SW1的检测结果判断燃烧室14a内的温度，并随着该温度降低，使点火装置20的工作时刻延迟。

PCM10还根据排气温度传感器SW12的检测结果，判断三效催化剂41a的温度。在该构成例中，PCM10在三效催化剂41a暖机结束之前，进行所述步骤S3～S5所示的处理。但也可以是：PCM10根据三效催化剂41a的温度，判别该三效催化剂41a是否处于半暖机状态，由此即使该暖机尚未结束，也在判断出至少达到半暖机状态时，立即向例如后述步骤S7～S10所示的处理转变。

需要说明的是，在柴油发动机1暖机结束后，不会执行上述冷机区间所涉及的处理。即，即使在低负荷且低转速的运转状态下，像所谓怠速停机那样使柴油发动机1暂时停止工作时，也不会执行冷机区间所涉及的处理，而是执行其他运转区间所涉及的处理。在此情况下，PCM10按照柴油发动机1的运转状态，向燃烧室14a内供给石脑油或向燃烧室14a内供给石脑油和柴油燃料，由此使从该燃烧室14a排放的尾气的空燃比为理论空燃比。

当判断出柴油发动机1的运转区间在低负荷区间时(步骤S6中为是)，PCM10将燃烧条件调节为与该低负荷区间相应的燃烧条件。

PCM10控制EGR阀的开度，将EGR率调节到40％(步骤S7)。PCM10对进气S－VT71进行控制，来调节气门正时，以使进气门21的关闭时刻为规定的迟闭时刻(步骤S8)。PCM10将空燃比保持在大致理论空燃比(A/F为14.5～15.0)，同时驱动石脑油用喷油器19。PCM10还进行控制，以使燃料的总量仅为石脑油，在进气冲程的流动较强的时刻，向进气道16中喷射石脑油(步骤S9)。

PCM10驱动点火装置20，而在压缩上止点附近的规定时刻点火。这样一来，强制混合气燃烧(步骤S10)。

当判断出柴油发动机1的运转区间在中负荷区间时(步骤S11中为是)，PCM10将燃烧条件调节为与该中负荷区间相应的燃烧条件。

PCM10控制EGR阀51a的开度，将EGR率调节到40％(步骤S12)。然后，PCM10将空燃比保持在大致理论空燃比，同时驱动石脑油用喷油器19。此时，PCM10进行控制，以使石脑油占燃料的总量的95％，在进气冲程的流动较强的时刻，向进气道16中喷射石脑油(步骤S13)。

PCM10还同样将空燃比保持在大致理论空燃比，同时驱动柴油燃料用喷油器18，并进行控制，以使柴油燃料占燃料的总量的5％，在压缩冲程后半段的规定时刻，向燃烧室14a中直接喷射柴油燃料(步骤S14)。

这样一来，混合气在压缩上止点后的压缩上止点附近自动着火并燃烧。因此，不进行使用点火装置20的点火。

当判断出柴油发动机1的运转区间在高负荷区间时(步骤S11中为否)，PCM10将燃烧条件调节为与高负荷区间相应的燃烧条件。

PCM10控制EGR阀的开度，将EGR率调节到30％～0％之间(步骤S15)。因为负荷越高则越需要空气量，所以将EGR率调节得较低。然后，PCM10将空燃比保持在大致理论空燃比，同时驱动石脑油用喷油器19。此时，PCM10进行控制，以使石脑油占燃料的总量的95％，在进气冲程的流动较强的时刻，向进气道16中喷射石脑油(步骤S16)。

PCM10还同样将空燃比保持在大致理论空燃比，同时驱动柴油燃料用喷油器18，并进行控制，以使柴油燃料占燃料的总量的5％，在压缩冲程后半段的规定时刻，向燃烧室14a中直接喷射柴油燃料(步骤S17)。

这样一来，与中负荷区间一样，在高负荷区间，混合气也在压缩上止点后的压缩上止点附近自动着火并燃烧。

正如以上说明的那样，该发动机系统向柴油发动机1供给用于生成扭矩的石脑油和用于着火的柴油燃料。利用气化性能优异的石脑油，在整个燃烧室14a内形成均质且接近理论空燃比的混合气，由此能够抑制碳烟微粒和CO的产生。并且，关于燃烧室14a内的混合气，使包括石脑油和柴油燃料这二者的燃料与空气的重量比(A/F)为大致理论空燃比，并使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比为理论空燃比，由此能够利用设置在排气通路40上的三效催化剂41a来净化尾气。能够省略现有的柴油发动机所需要的用于净化NOx的后处理系统，从而实现发动机系统的简化和低成本化。相对于用稀混合气运转的现有柴油发动机，所述发动机系统使混合气的空燃比为大致理论空燃比，因此能够提高发动机扭矩。

如图5所示，该发动机系统在柴油发动机1处于冷机状态时，向燃烧室14a内仅供给石脑油，并辅助由石脑油形成的混合气着火。石脑油相对容易气化，在燃烧室14a形成均质混合气，因此能够抑制碳烟微粒等产生。碳烟微粒的产生被抑制，就相应地允许供给较多的石脑油。因此，能够实现富燃料状态，进而能够实现柴油发动机1的早期暖机。

＜要素例、验证结果＞

图8示出低负荷区间(P区间)、中负荷区间(S1区间)以及高负荷区间(S2)的与燃烧控制相关的主要要素的一例。需要说明的是，此处所示的数值仅为示例，可按照规格做出变更。各数值示出的是基准值，实用中可以包含若干偏差。

在该低负荷区间，EGR率为40％，较多的EGR气体被引入燃烧室14a。就进气门21的关闭时刻(IVC)而言，进行进气迟闭控制，设为进气下止点后的90℃A。再加上通过进气迟闭控制有效压缩比降低，难以实现稳定的压燃，因此利用点火装置20进行强制性的点火，燃料仅采用石脑油，其不仅廉价，而且能够形成均质混合气，且有利于减少排放物。

在该中负荷区间，EGR率与低负荷区间同为40％，较多的EGR气体被引入燃烧室14a。进气门21的关闭时刻(IVC)恢复到基准设定，设为进气下止点后的30℃A。因为能够实现稳定的压燃，所以不使用点火装置20，利用压燃使混合气燃烧。通过向主燃料即石脑油中添加5％的柴油燃料，能够实现稳定的压燃。并且，因为被EGR冷却器52冷却后的温度较低的惰性气体(EGR气体)被引入燃烧室14a，所以能抑制混合气着火后急剧燃烧，从而抑制燃烧噪声的增大、热负荷的增大。

在该高负荷区间，EGR率为30％，为了实现高效的燃烧，而使空气量相对地增加。与中负荷区间一样，进气门21的关闭时刻(IVC)设为进气下止点后的30℃A，能够实现稳定的压燃，因此利用压燃使混合气燃烧。与中负荷区间一样，燃料采用5％的柴油燃料和95％的石脑油。并且，因为被EGR冷却器52冷却后的温度较低的惰性气体(EGR气体)被引入燃烧室14a，所以能抑制混合气(石脑油)过早着火，从而能够使着火时刻为能够生成较高的发动机扭矩的着火时刻。

同样，在发动机高速区间，EGR率为30％，为了实现高效的燃烧，而使空气量相对地增加。进气门21的关闭时刻(IVC)设为在高速区间能够使进气填充量较多的时刻，是进气下止点后的45℃A左右。在高速区间，从进气冲程到压缩冲程为止的经过时间比低速区间短，因此从曲轴转角方面来看，经由进气道16供给石脑油的石脑油供给期间较长，另一方面，从石脑油供给结束时刻到压缩上止点附近为止的时间间隔特别短，所形成的石脑油的混合气变得不均质，但EGR气体的回流促进石脑油的气化，由此均质化的恶化被抑制，不再产生碳烟微粒，能够提高发动机扭矩。需要说明的是，在高速区间也采用5％的柴油燃料和95％的石脑油，但由于发动机速度与从石脑油开始供给到压缩上止点附近为止的时间间隔的关系，无法得到最佳着火时刻的情况下，也可以供给100％的石脑油，并利用点火装置20强制混合气着火。

如上所述，在高速区间使EGR气体回流的情况下，当主体燃料为柴油燃料时，碳烟微粒增多，所以不可使EGR气体回流，但在供给以石脑油为主体的燃料时，EGR气体的回流是有效的。

图9和图10示出验证结果。上述验证结果对此处公开的发动机系统所涉及的实施例与现有的柴油发动机系统所涉及的现有例进行了比较。图9示出规定的发动机转速下，指示平均有效压力(IMEP)与指示燃油消耗率(总(gross)ISFC)的关系之例。如图9所示，因为实施例中使混合气的空燃比为大致理论空燃比，所以在低负荷、中负荷以及高负荷的各负荷下，与用稀混合气运转的现有例相比，指示燃油消耗率降低。与现有的柴油发动机系统相比，此处公开的发动机系统能够实现发动机扭矩的提高和省油性能的提高。

图10示出规定的发动机转速下，指示平均有效压力(IMEP)与NOx排放量的关系之例。在现有例中，如果发动机负荷变高，来自燃烧室的NOx排放量就会增加。相对于此，在实施例中，示出三效催化剂41a的下游的排气尾管的排放量，因为使从燃烧室14a排放的尾气的空燃比为理论空燃比且利用三效催化剂41a净化NOx，所以NOx的排放量实质上为零。因此，与现有的柴油发动机系统相比，此处公开的发动机系统的排放性能得到提高。

因为与柴油燃料和汽油相比，石脑油的制造成本较低而廉价，所以采用石脑油的本发动机系统经济性优异。

需要说明的是，此处公开的技术不限于上述的构成。在上述的构成中，在柴油发动机1的整个运转区间内都使混合气的空燃比为大致理论空燃比，但例如在燃料的总喷射量较少的低负荷区间和轻负荷区间，也可以使混合气的空燃比比理论空燃比大很多(贫燃料)(例如A/F＝30～45)。如果使空燃比在30～45左右，就能够抑制在燃烧室14a内生成NOx。

当柴油发动机1处于特定的运转状态时，也可以向柴油发动机1仅供给石脑油。在此情况下，混合气的着火性降低，因此也可以利用点火装置20强制混合气着火。

在上述的构成中，示出将发动机冷却液的温度用作与柴油发动机1的温度相关的参数之例，但不限于该构成。例如，还可以使用柴油发动机1的油温。

而且，在上述的构成中，安装有涡轮增压器61，但并不一定需要安装涡轮增压器。即，在现有的柴油发动机中，需要安装增压器来使燃烧时的空燃比较大而减少碳烟微粒和CO，并使用高成本的选择性还原催化剂来实现NOx的减少，或者，需要安装多个增压器来显著提高增压压力而使燃烧时的空燃比大幅度地变大，并降低发动机机体的压缩比来降低燃烧温度而实现碳烟微粒、CO、NOx的减少，但在本发明中，通过供给第一燃料，能够使尾气的空燃比为理论空燃比，因此通过搭配使用三效催化剂41a，不用依赖增压，就能够实现碳烟微粒、CO的减少，并能够绰绰有余地净化NOx，其结果是还能够提供一种无需安装增压器的廉价发动机。

－符号说明－

1 柴油发动机(发动机机体)

10 PCM(控制部)

14a 燃烧室

18 柴油燃料用喷油器(第二燃料供给部)

19 石脑油用喷油器(第一燃料供给部)

20 点火装置(着火辅助装置)

40 排气通路

41a 三效催化剂(催化装置)

SW1 液温传感器(传感器)