JP2001090514A - 内燃機関 - Google Patents
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- valve
- internal combustion
- combustion engine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】吸気行程中に排気弁を一時的に開弁させて燃焼
室内の吸入空気に排気を混入させるようにした内燃機関
において、排気の不均質化に起因する燃焼状態の悪化を
抑制することにある。 【解決手段】排気弁１８を開閉するカムに、排気行程中
に排気弁１８を開弁させるメインリフト部と、吸気行程
中に同排気弁１８を一時的に開弁させるサブリフト部と
を形成する。排気弁１８の傘部１８ｂにおいて排気ポー
ト１６側に位置する裏面に、燃焼室１４内に流入する排
気の流れ方向を所定方向に変更させて同排気に旋回力を
付与するフィン１９を複数設ける。
室内の吸入空気に排気を混入させるようにした内燃機関
において、排気の不均質化に起因する燃焼状態の悪化を
抑制することにある。 【解決手段】排気弁１８を開閉するカムに、排気行程中
に排気弁１８を開弁させるメインリフト部と、吸気行程
中に同排気弁１８を一時的に開弁させるサブリフト部と
を形成する。排気弁１８の傘部１８ｂにおいて排気ポー
ト１６側に位置する裏面に、燃焼室１４内に流入する排
気の流れ方向を所定方向に変更させて同排気に旋回力を
付与するフィン１９を複数設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に関し、
詳しくは、吸気行程中に排気弁を一時的に開弁させる動
弁機構を備えた内燃機関に関する。
詳しくは、吸気行程中に排気弁を一時的に開弁させる動
弁機構を備えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気中の窒素酸化物を低減する方法とし
て、排気の一部を吸入空気に混入させる、いわゆる排気
再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が知ら
れている。また、このＥＧＲを行うために、例えば排気
通路と吸気通路とを接続する通路（ＥＧＲ通路）を設
け、このＥＧＲ通路を通じて排気通路内の排気の一部を
吸気通路に導入させて吸気通路に混入させるようにした
装置もよく知られている。
て、排気の一部を吸入空気に混入させる、いわゆる排気
再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が知ら
れている。また、このＥＧＲを行うために、例えば排気
通路と吸気通路とを接続する通路（ＥＧＲ通路）を設
け、このＥＧＲ通路を通じて排気通路内の排気の一部を
吸気通路に導入させて吸気通路に混入させるようにした
装置もよく知られている。
【０００３】更に、特開平１０−８９０３３号公報に記
載されるように、排気カムにサブリフト部を設け、同サ
ブリフト部によって排気弁を吸気行程中に一時的に開弁
することにより、排気の一部を燃焼室に戻して同燃焼室
内の吸入空気に混合させるようにした装置も知られてい
る。
載されるように、排気カムにサブリフト部を設け、同サ
ブリフト部によって排気弁を吸気行程中に一時的に開弁
することにより、排気の一部を燃焼室に戻して同燃焼室
内の吸入空気に混合させるようにした装置も知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にＥＧＲ通路を通じて排気の一部を吸気通路に導入する
ようにした場合には、排気と吸入空気とが共に吸気通路
内を移動して燃焼室内に流入するため、同燃焼室内にお
いて排気と吸入空気とは十分に混合された状態で燃焼が
行われるようになる。
にＥＧＲ通路を通じて排気の一部を吸気通路に導入する
ようにした場合には、排気と吸入空気とが共に吸気通路
内を移動して燃焼室内に流入するため、同燃焼室内にお
いて排気と吸入空気とは十分に混合された状態で燃焼が
行われるようになる。
【０００５】しかしながら、上記公報に記載される装置
では、排気は吸入空気とは別に排気通路を通じて燃焼室
内に流入するため、この排気が吸入空気と燃焼室内にお
いて混合され難くなる。その結果、同装置にあっては、
排気が吸入空気と十分に混合されないまま燃焼が行わ
れ、燃焼状態の悪化を招くおそれがあった。特に、燃焼
形態として成層燃焼が選択されている場合のように、窒
素酸化物の発生を抑えるべく多量の排気を吸入空気に混
入させる必要がある場合には、こうした排気の不均質化
に起因する燃焼状態の悪化も一層顕著なものとなる。
では、排気は吸入空気とは別に排気通路を通じて燃焼室
内に流入するため、この排気が吸入空気と燃焼室内にお
いて混合され難くなる。その結果、同装置にあっては、
排気が吸入空気と十分に混合されないまま燃焼が行わ
れ、燃焼状態の悪化を招くおそれがあった。特に、燃焼
形態として成層燃焼が選択されている場合のように、窒
素酸化物の発生を抑えるべく多量の排気を吸入空気に混
入させる必要がある場合には、こうした排気の不均質化
に起因する燃焼状態の悪化も一層顕著なものとなる。
【０００６】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、吸気行程中に排気弁を一時的に開
弁させて燃焼室内の吸入空気に排気を混入させるように
した内燃機関において、排気の不均質化に起因する燃焼
状態の悪化を抑制することにある。
であり、その目的は、吸気行程中に排気弁を一時的に開
弁させて燃焼室内の吸入空気に排気を混入させるように
した内燃機関において、排気の不均質化に起因する燃焼
状態の悪化を抑制することにある。
【０００７】
【発明を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について説明する。請求
項１記載の発明は、燃焼室内に取り込まれる吸入空気に
排気を混入させるべく吸気行程中に排気弁を一時的に開
弁させる動弁機構を有する内燃機関において、前記排気
弁は、同弁の一時的な開弁に伴って前記燃焼室に流入す
る排気の同燃焼室内での拡散を促進させる拡散促進手段
を備えることをその要旨とする。
るための手段及びその作用効果について説明する。請求
項１記載の発明は、燃焼室内に取り込まれる吸入空気に
排気を混入させるべく吸気行程中に排気弁を一時的に開
弁させる動弁機構を有する内燃機関において、前記排気
弁は、同弁の一時的な開弁に伴って前記燃焼室に流入す
る排気の同燃焼室内での拡散を促進させる拡散促進手段
を備えることをその要旨とする。
【０００８】上記構成によれば、吸気行程中に燃焼室に
流入する排気の燃焼室内における拡散が促進され、その
拡散によって排気が燃焼室内の吸入空気と十分に混合さ
れるようになるため、排気の不均質化に起因する燃焼状
態の悪化を抑制することができるようになる。
流入する排気の燃焼室内における拡散が促進され、その
拡散によって排気が燃焼室内の吸入空気と十分に混合さ
れるようになるため、排気の不均質化に起因する燃焼状
態の悪化を抑制することができるようになる。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記拡散促進手段は、前記排気弁の傘部に
おいて排気通路に位置する部分に設けられ、排気が前記
燃焼室内で旋回するように同燃焼室内への排気の流入に
際しその流れ方向を偏向させるフィンであることをその
要旨とする。
明において、前記拡散促進手段は、前記排気弁の傘部に
おいて排気通路に位置する部分に設けられ、排気が前記
燃焼室内で旋回するように同燃焼室内への排気の流入に
際しその流れ方向を偏向させるフィンであることをその
要旨とする。
【００１０】上記構成によれば、排気弁の傘部に設けら
れたフィンにより排気の流れ方向が偏向させられ、同排
気を燃焼室内において旋回させることにより、同燃焼室
内における排気の拡散を促進させることができるように
なる。したがって、請求項１に記載した発明の効果を得
ることができる。
れたフィンにより排気の流れ方向が偏向させられ、同排
気を燃焼室内において旋回させることにより、同燃焼室
内における排気の拡散を促進させることができるように
なる。したがって、請求項１に記載した発明の効果を得
ることができる。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記動弁機構は、カムシャフトと同
カムシャフトに設けられて前記排気弁を開閉するカムと
を備え、同カムは排気行程中に前記排気弁を開弁させる
メインリフト部と吸気行程中に前記排気弁を一時的に開
弁させるサブリフト部とを有してなることをその要旨と
する。
載の発明において、前記動弁機構は、カムシャフトと同
カムシャフトに設けられて前記排気弁を開閉するカムと
を備え、同カムは排気行程中に前記排気弁を開弁させる
メインリフト部と吸気行程中に前記排気弁を一時的に開
弁させるサブリフト部とを有してなることをその要旨と
する。
【００１２】上記構成によれば、請求項１又は２に記載
した発明の作用効果に加えて、例えば吸気弁と排気弁と
が同時に開弁するバルブオーバーラップ期間を設けるこ
とでＥＧＲを行うようにした構成とは異なり、排気行程
中における排気弁の開弁特性への影響を極力抑えつつ、
ＥＧＲを行うことができるようになる。
した発明の作用効果に加えて、例えば吸気弁と排気弁と
が同時に開弁するバルブオーバーラップ期間を設けるこ
とでＥＧＲを行うようにした構成とは異なり、排気行程
中における排気弁の開弁特性への影響を極力抑えつつ、
ＥＧＲを行うことができるようになる。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記サブリフト部は前記カムシャフトの回
転軸方向に沿って連続的に変化するリフト特性を有する
ものであり、前記動弁機構は機関運転状態に基づいて前
記カムシャフトをその回転軸方向に変位させる変位手段
を備え、同変位に応じて前記サブリフト部のリフト特性
を変更するものであることをその要旨とする。
明において、前記サブリフト部は前記カムシャフトの回
転軸方向に沿って連続的に変化するリフト特性を有する
ものであり、前記動弁機構は機関運転状態に基づいて前
記カムシャフトをその回転軸方向に変位させる変位手段
を備え、同変位に応じて前記サブリフト部のリフト特性
を変更するものであることをその要旨とする。
【００１４】上記構成によれば、請求項３に記載した発
明の作用効果に加えて、機関運転状態に基づいてカムシ
ャフトをその回転軸方向に変位させてサブリフト部のリ
フト特性を変更することにより、ＥＧＲを通じて燃焼室
に戻される排気の量、即ちＥＧＲ量を機関運転状態に基
づき適切に制御することができるようになる。
明の作用効果に加えて、機関運転状態に基づいてカムシ
ャフトをその回転軸方向に変位させてサブリフト部のリ
フト特性を変更することにより、ＥＧＲを通じて燃焼室
に戻される排気の量、即ちＥＧＲ量を機関運転状態に基
づき適切に制御することができるようになる。
【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載した発明において、前記動弁機構は機関
燃焼形態として成層燃焼が選択されているときに前記排
気弁を吸気行程中に一時的に開弁させるものであること
をその要旨とする。
いずれかに記載した発明において、前記動弁機構は機関
燃焼形態として成層燃焼が選択されているときに前記排
気弁を吸気行程中に一時的に開弁させるものであること
をその要旨とする。
【００１６】上記構成によれば、請求項１乃至４のいず
れかに記載した発明の作用効果に加えて、窒素酸化物の
発生を抑えるべく多量の排気を燃焼室内に戻して吸入空
気に混入させる必要のある成層燃焼時において、排気の
不均質化に起因する燃焼状態の悪化を抑制することがで
き、安定した成層燃焼を行うことができるようになる。
れかに記載した発明の作用効果に加えて、窒素酸化物の
発生を抑えるべく多量の排気を燃焼室内に戻して吸入空
気に混入させる必要のある成層燃焼時において、排気の
不均質化に起因する燃焼状態の悪化を抑制することがで
き、安定した成層燃焼を行うことができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる内燃機関の
一実施形態について図１〜図６を参照して詳細に説明す
る。
一実施形態について図１〜図６を参照して詳細に説明す
る。
【００１８】図１は、内燃機関１０の概略構成を示して
いる。同図に示されるように、内燃機関１０のシリンダ
ヘッド１２には、燃焼室１４に通じる吸気ポート１５と
排気ポート１６とが形成されており、これらの各ポート
１５，１６は、シリンダヘッド１２に設けられた吸気弁
１７及び排気弁１８によってそれぞれ開閉される。
いる。同図に示されるように、内燃機関１０のシリンダ
ヘッド１２には、燃焼室１４に通じる吸気ポート１５と
排気ポート１６とが形成されており、これらの各ポート
１５，１６は、シリンダヘッド１２に設けられた吸気弁
１７及び排気弁１８によってそれぞれ開閉される。
【００１９】また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１
４内に燃料を直接噴射するインジェクタ２０が設けられ
ている。内燃機関１０の燃焼形態は、このインジェクタ
２０の燃料の噴射時期及び噴射量の変更に基づいて、空
燃比を理論空燃比よりもリーンに設定した成層燃焼と、
同空燃比を理論空燃比に設定した均質燃焼との間で切り
換えられる。
４内に燃料を直接噴射するインジェクタ２０が設けられ
ている。内燃機関１０の燃焼形態は、このインジェクタ
２０の燃料の噴射時期及び噴射量の変更に基づいて、空
燃比を理論空燃比よりもリーンに設定した成層燃焼と、
同空燃比を理論空燃比に設定した均質燃焼との間で切り
換えられる。
【００２０】図２は、排気弁１８を開閉駆動するための
動弁機構３０の一部を示している。同図に示されるよう
に、この動弁機構３０は、各気筒に対応して設けられ、
排気弁１８のバルブリフタ（図示略）に当接される一対
のカム３２と、シリンダヘッド１２によって回転可能
に、且つ、その軸方向（以下、「カム軸方向」という）
に変位可能に支持されたカムシャフト３４とを備えて構
成されている。
動弁機構３０の一部を示している。同図に示されるよう
に、この動弁機構３０は、各気筒に対応して設けられ、
排気弁１８のバルブリフタ（図示略）に当接される一対
のカム３２と、シリンダヘッド１２によって回転可能
に、且つ、その軸方向（以下、「カム軸方向」という）
に変位可能に支持されたカムシャフト３４とを備えて構
成されている。
【００２１】更に、動弁機構３０は、カムシャフト３４
をカム軸方向に変位させるための油圧シリンダ６０を備
えている。この油圧シリンダ６０は、カムシャフト３４
の端部に連結され、同カムシャフト３４とともにカム軸
方向に変位可能なピストン６１と、同ピストン６１の両
側に設けられた一対の油圧室６２，６３とを備えてい
る。油圧シリンダ６０は、内燃機関１０の油圧系９０か
ら各油圧室６２，６３に供給される油の圧力に基づいて
カムシャフト３４をカム軸方向に変位させる。また、こ
れら各油圧室６２、６３に対する供給油圧は、各油圧室
６２，６３と上記油圧系９０との間の油圧通路（図示
略）に設けられた電磁弁７０の切換位置に基づいて調整
される。
をカム軸方向に変位させるための油圧シリンダ６０を備
えている。この油圧シリンダ６０は、カムシャフト３４
の端部に連結され、同カムシャフト３４とともにカム軸
方向に変位可能なピストン６１と、同ピストン６１の両
側に設けられた一対の油圧室６２，６３とを備えてい
る。油圧シリンダ６０は、内燃機関１０の油圧系９０か
ら各油圧室６２，６３に供給される油の圧力に基づいて
カムシャフト３４をカム軸方向に変位させる。また、こ
れら各油圧室６２、６３に対する供給油圧は、各油圧室
６２，６３と上記油圧系９０との間の油圧通路（図示
略）に設けられた電磁弁７０の切換位置に基づいて調整
される。
【００２２】図３は、上記カム３２を拡大して示してい
る。同図に示されるように、カム３２は、排気行程中に
排気弁１８を開弁させるメインリフト部３２ａと、吸気
行程中に同排気弁１８を一時的に開弁させるサブリフト
部３２ｂとを有している。
る。同図に示されるように、カム３２は、排気行程中に
排気弁１８を開弁させるメインリフト部３２ａと、吸気
行程中に同排気弁１８を一時的に開弁させるサブリフト
部３２ｂとを有している。
【００２３】このサブリフト部３２ｂによって吸気行程
中に排気弁１８が一時的に開かれることにより、排気ポ
ート１６内の排気の一部がＥＧＲガスとして再び燃焼室
１４に戻されるようになる。そして、このように燃焼室
１４に戻された排気は、吸気弁１７の開弁に伴って吸気
ポート１５から燃焼室１４に流入した吸入空気に混入さ
れるようになる。
中に排気弁１８が一時的に開かれることにより、排気ポ
ート１６内の排気の一部がＥＧＲガスとして再び燃焼室
１４に戻されるようになる。そして、このように燃焼室
１４に戻された排気は、吸気弁１７の開弁に伴って吸気
ポート１５から燃焼室１４に流入した吸入空気に混入さ
れるようになる。
【００２４】また、メインリフト部３２ａは、そのリフ
ト特性（カムリフト量やリフト時期）がカム軸方向にお
いて一定の形状を有しているのに対し、サブリフト部３
２ｂは、同リフト特性がカム軸方向に沿って連続的に変
化する３次元形状を有している。
ト特性（カムリフト量やリフト時期）がカム軸方向にお
いて一定の形状を有しているのに対し、サブリフト部３
２ｂは、同リフト特性がカム軸方向に沿って連続的に変
化する３次元形状を有している。
【００２５】したがって、上記油圧シリンダ６０の作動
に基づいてカムシャフト３４がカム軸方向に変位するこ
とにより、カム３２においてバルブリフタに当接する部
分のカムプロフィルが変化し、吸気行程中における排気
弁１８の最大バルブリフト量は、図４の実線、一点鎖
線、及び２点鎖線により例示されているように、そのカ
ムシャフト３４の変位量に応じて連続的に変更されるよ
うになる。その結果、排気ポート１６内から燃焼室１４
に戻される排気の量（ＥＧＲ量）、ひいてはＥＧＲ率
（ＥＧＲ量／（吸入空気量＋ＥＧＲ量））が、そのカム
シャフト３４の変位量に応じて変更されることとなる。
に基づいてカムシャフト３４がカム軸方向に変位するこ
とにより、カム３２においてバルブリフタに当接する部
分のカムプロフィルが変化し、吸気行程中における排気
弁１８の最大バルブリフト量は、図４の実線、一点鎖
線、及び２点鎖線により例示されているように、そのカ
ムシャフト３４の変位量に応じて連続的に変更されるよ
うになる。その結果、排気ポート１６内から燃焼室１４
に戻される排気の量（ＥＧＲ量）、ひいてはＥＧＲ率
（ＥＧＲ量／（吸入空気量＋ＥＧＲ量））が、そのカム
シャフト３４の変位量に応じて変更されることとなる。
【００２６】本実施形態の動弁機構３０では、上記電磁
弁７０の切替位置を、内燃機関１０の制御装置８０によ
り機関運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に基
づいて切り替え、カムシャフト３４の変位量を調整する
ことにより、上記ＥＧＲ率を機関運転状態に基づいて規
制するようにしている。例えば、燃焼形態として成層燃
焼が選択されている場合には、多量の排気を排気ポート
１６から燃焼室１４に戻すことにより排気中に含まれる
窒素酸化物を減少させる必要があるため、燃焼形態とし
て均質燃焼が選択されている場合と比較してＥＧＲ率が
大きく設定される。
弁７０の切替位置を、内燃機関１０の制御装置８０によ
り機関運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に基
づいて切り替え、カムシャフト３４の変位量を調整する
ことにより、上記ＥＧＲ率を機関運転状態に基づいて規
制するようにしている。例えば、燃焼形態として成層燃
焼が選択されている場合には、多量の排気を排気ポート
１６から燃焼室１４に戻すことにより排気中に含まれる
窒素酸化物を減少させる必要があるため、燃焼形態とし
て均質燃焼が選択されている場合と比較してＥＧＲ率が
大きく設定される。
【００２７】また、本実施形態では、こうした成層燃焼
時のようにＥＧＲ率が相対的に大きく設定され、吸気行
程中に多量の排気が燃焼室１４に戻される場合であって
も、この燃焼室１４に戻される排気の拡散を促進させ、
同排気と吸気ポート１５から流入する吸入空気とを十分
に混合させる拡散促進用のフィン１９を各気筒に対応す
る一対の排気弁１８の双方にそれぞれ設けるようにして
いる。
時のようにＥＧＲ率が相対的に大きく設定され、吸気行
程中に多量の排気が燃焼室１４に戻される場合であって
も、この燃焼室１４に戻される排気の拡散を促進させ、
同排気と吸気ポート１５から流入する吸入空気とを十分
に混合させる拡散促進用のフィン１９を各気筒に対応す
る一対の排気弁１８の双方にそれぞれ設けるようにして
いる。
【００２８】図５は、この排気弁１８の先端部を拡大し
て示し、図６は図５の６−６線に沿った断面構造を示し
ている。これら各図に示されるように、フィン１９は、
排気弁１８のステム１８ａの外周を囲むようにして、同
排気弁１８の傘部１８ｂにおいて排気ポート１６側に位
置する裏面に複数設けられている。これらフィン１９
は、傘部１８ｂの裏面からステム１８ａの軸線方向に沿
って延びるとともに、ステム１８ａを中心にして放射状
をなすように配設されている。また、図６に示されるよ
うに、各フィン１９は、ステム１８ａ側の部分から傘部
１８ｂの外周側の部分にわたって徐々に曲げられ、全体
が略弓形状をなすように形成されている。
て示し、図６は図５の６−６線に沿った断面構造を示し
ている。これら各図に示されるように、フィン１９は、
排気弁１８のステム１８ａの外周を囲むようにして、同
排気弁１８の傘部１８ｂにおいて排気ポート１６側に位
置する裏面に複数設けられている。これらフィン１９
は、傘部１８ｂの裏面からステム１８ａの軸線方向に沿
って延びるとともに、ステム１８ａを中心にして放射状
をなすように配設されている。また、図６に示されるよ
うに、各フィン１９は、ステム１８ａ側の部分から傘部
１８ｂの外周側の部分にわたって徐々に曲げられ、全体
が略弓形状をなすように形成されている。
【００２９】こうしたフィン１９を排気弁１８に設ける
ことにより、吸気行程中の排気弁１８の開弁に伴って燃
焼室１４の流入する排気は、その流入の際に各フィン１
９の間を流れるようになり、図６に矢印で示されるよう
に、その流れ方向が各フィン１９により、傘部１８ｂの
径方向に対して所定角度θだけ傾斜した方向に偏向され
るようになる。その結果、排気には燃焼室１４内での旋
回力が付与され、同燃焼室１４内には排気によるスワー
ル流が形成されるようになる。
ことにより、吸気行程中の排気弁１８の開弁に伴って燃
焼室１４の流入する排気は、その流入の際に各フィン１
９の間を流れるようになり、図６に矢印で示されるよう
に、その流れ方向が各フィン１９により、傘部１８ｂの
径方向に対して所定角度θだけ傾斜した方向に偏向され
るようになる。その結果、排気には燃焼室１４内での旋
回力が付与され、同燃焼室１４内には排気によるスワー
ル流が形成されるようになる。
【００３０】更に、フィン１９を排気弁１８に設けた分
だけ、排気ポート１６から燃焼室１４に流入する排気の
流路が狭められるようになる。その結果、この流入速度
の増大に伴って排気のスワール流の強度も増大するよう
になる。
だけ、排気ポート１６から燃焼室１４に流入する排気の
流路が狭められるようになる。その結果、この流入速度
の増大に伴って排気のスワール流の強度も増大するよう
になる。
【００３１】そして、このように排気がスワール流とな
って同燃焼室１４内で旋回することにより、同排気の拡
散が促進されるようになる。その結果、この排気は、吸
気ポート１５から流入する吸入空気と十分に混合される
ようになる。
って同燃焼室１４内で旋回することにより、同排気の拡
散が促進されるようになる。その結果、この排気は、吸
気ポート１５から流入する吸入空気と十分に混合される
ようになる。
【００３２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、以下の効果を得ることができる。 （１）排気弁１８にフィン１９を設け、同フィン１９に
よって燃焼室１４内に流入する排気の流れ方向を偏向さ
せ、同燃焼室１４内に排気によるスワール流を形成する
ようにしている。したがって、排気を促進させて、同排
気を吸入空気と十分に混合させることができる。したが
って、排気の不均質化に起因する燃焼状態の悪化を抑制
することができるようになる。
ば、以下の効果を得ることができる。 （１）排気弁１８にフィン１９を設け、同フィン１９に
よって燃焼室１４内に流入する排気の流れ方向を偏向さ
せ、同燃焼室１４内に排気によるスワール流を形成する
ようにしている。したがって、排気を促進させて、同排
気を吸入空気と十分に混合させることができる。したが
って、排気の不均質化に起因する燃焼状態の悪化を抑制
することができるようになる。
【００３３】（２）また、吸気行程中に排気弁１８を一
時的に開弁させるサブリフト部３２ｂをカム３２に設け
ることにより、排気の一部を燃焼室１４に戻すようにし
ているため、例えば吸気弁１７と排気弁１８とが同時に
開弁するバルブオーバーラップ期間を適宜設定すること
により、こうしたＥＧＲを行うようにした構成とは異な
り、メインリフト部３２ａのリフト特性については、こ
れを比較的自由に設定することができるようになる。し
たがって、排気行程中における排気弁１８の開弁特性へ
の影響を極力抑えつつ、ＥＧＲを行うことができるよう
になる。
時的に開弁させるサブリフト部３２ｂをカム３２に設け
ることにより、排気の一部を燃焼室１４に戻すようにし
ているため、例えば吸気弁１７と排気弁１８とが同時に
開弁するバルブオーバーラップ期間を適宜設定すること
により、こうしたＥＧＲを行うようにした構成とは異な
り、メインリフト部３２ａのリフト特性については、こ
れを比較的自由に設定することができるようになる。し
たがって、排気行程中における排気弁１８の開弁特性へ
の影響を極力抑えつつ、ＥＧＲを行うことができるよう
になる。
【００３４】（３）更に、このサブリフト部３２ｂをカ
ム軸方向に沿ってリフト特性が連続的に変化する３次元
形状を有するものとして構成されるとともに、油圧シリ
ンダ６０によりカムシャフト３４をカム軸方向に変位さ
せることで、サブリフト部３２ｂのリフト特性を機関運
転状態に基づいて変更するようにしている。したがっ
て、サブリフト部３２ｂによる排気弁１８の開弁に伴っ
て燃焼室１４に戻される排気の量を機関運転状態に基づ
いて適切に制御することができるようになる。
ム軸方向に沿ってリフト特性が連続的に変化する３次元
形状を有するものとして構成されるとともに、油圧シリ
ンダ６０によりカムシャフト３４をカム軸方向に変位さ
せることで、サブリフト部３２ｂのリフト特性を機関運
転状態に基づいて変更するようにしている。したがっ
て、サブリフト部３２ｂによる排気弁１８の開弁に伴っ
て燃焼室１４に戻される排気の量を機関運転状態に基づ
いて適切に制御することができるようになる。
【００３５】（４）また、このように上記フィン１９に
よる排気の拡散促進によって、排気を吸入空気と十分に
混合させることができるため、多量の排気を燃焼室１４
に戻す必要のある成層燃焼においても、排気の不均質化
に起因する燃焼状態の悪化を抑制することができ、安定
した成層燃焼を行うことができるようになる。
よる排気の拡散促進によって、排気を吸入空気と十分に
混合させることができるため、多量の排気を燃焼室１４
に戻す必要のある成層燃焼においても、排気の不均質化
に起因する燃焼状態の悪化を抑制することができ、安定
した成層燃焼を行うことができるようになる。
【００３６】なお、本実施形態は、以下のようにその構
成を変更して実施してもよい。 ・上記実施形態では、排気弁１８の傘部１８ｂの裏面に
フィン１９を設けるようにしたが、代わりに例えば同傘
部１８ｂの裏面に、半径方向に伸びる溝を設けるなどし
てもよい。こうした構成によっても、排気の拡散を促進
させることができ、同排気を吸入空気と十分に混合させ
ることができる。
成を変更して実施してもよい。 ・上記実施形態では、排気弁１８の傘部１８ｂの裏面に
フィン１９を設けるようにしたが、代わりに例えば同傘
部１８ｂの裏面に、半径方向に伸びる溝を設けるなどし
てもよい。こうした構成によっても、排気の拡散を促進
させることができ、同排気を吸入空気と十分に混合させ
ることができる。
【００３７】・上記実施形態では、吸気行程における排
気弁１８の開弁を吸気行程の中心付近、即ち、吸気弁１
７の開弁のピーク時付近で行ったが、吸気行程とのオー
バーラップを有すればいかなる時期に行ってもよい。こ
れにより、吸気行程中の、例えば排気圧の高い排気行程
に近い時期に開弁させることで、排気ガスの燃焼室１４
への流出速度を高め、排気の拡散を更に促進することが
できる。
気弁１８の開弁を吸気行程の中心付近、即ち、吸気弁１
７の開弁のピーク時付近で行ったが、吸気行程とのオー
バーラップを有すればいかなる時期に行ってもよい。こ
れにより、吸気行程中の、例えば排気圧の高い排気行程
に近い時期に開弁させることで、排気ガスの燃焼室１４
への流出速度を高め、排気の拡散を更に促進することが
できる。
【００３８】・上記実施形態では、吸気行程中における
排気弁１８の最大バルブリフト量を変更することによ
り、ＥＧＲ量を変更することができるようにしたが、例
えば、図７に実線、一点鎖線、及び２点鎖線で示される
ように、最大バルブリフト量を変更することなく、排気
弁１８の開弁時期のみを変更することで、ＥＧＲ量を変
更することもできる。
排気弁１８の最大バルブリフト量を変更することによ
り、ＥＧＲ量を変更することができるようにしたが、例
えば、図７に実線、一点鎖線、及び２点鎖線で示される
ように、最大バルブリフト量を変更することなく、排気
弁１８の開弁時期のみを変更することで、ＥＧＲ量を変
更することもできる。
【００３９】・上記実施形態では、各気筒に対応する一
対のカム３２の双方にサブリフト部３２ｂを設けるとと
もに、これらカム３２により開閉される排気弁１８の双
方にフィン１９を設けるようにしたが、一方のカム３２
にのみサブリフト部３２ｂを設けるとともに、このカム
３２により開閉される一方の排気弁１８にのみフィン１
９を設けるようにしてもよい。
対のカム３２の双方にサブリフト部３２ｂを設けるとと
もに、これらカム３２により開閉される排気弁１８の双
方にフィン１９を設けるようにしたが、一方のカム３２
にのみサブリフト部３２ｂを設けるとともに、このカム
３２により開閉される一方の排気弁１８にのみフィン１
９を設けるようにしてもよい。
【００４０】・本実施形態では、本発明をいわゆる筒内
噴射式の内燃機関に適用することにしたが、これを吸気
ポート噴射の内燃機関に適用することもできる。
噴射式の内燃機関に適用することにしたが、これを吸気
ポート噴射の内燃機関に適用することもできる。
【図１】本実施形態にかかる内燃機関の主要部の概略構
成図。
成図。
【図２】同内燃機関の動弁機構の概略構成図。
【図３】同動弁機構に適用されるカムの斜視図。
【図４】吸気弁及び排気弁のバルブリフト特性を示すタ
イミングチャート。
イミングチャート。
【図５】本実施形態における排気弁１８の先端部の拡大
正面図。
正面図。
【図６】同排気弁１８の断面構成図。
【図７】本実施形態の変更例における吸気弁及び排気弁
のバルブリフト特性を示すタイミングチャート。
のバルブリフト特性を示すタイミングチャート。
１０…内燃機関、１２…シリンダヘッド、１４…燃焼
室、１５…吸気ポート、１６…排気ポート、１７…吸気
弁、１８…排気弁、１８ａ…ステム、１８ｂ…傘部、１
９…フィン、２０…インジェクタ、３０…動弁機構、３
２…カム、３２ａ…メインリフト部、３２ｂ…サブリフ
ト部、３４…カムシャフト、６０…油圧シリンダ、６１
…ピストン、６２…油圧室、６３…油圧室、７０…電磁
弁、８０…制御装置、９０…油圧系。
室、１５…吸気ポート、１６…排気ポート、１７…吸気
弁、１８…排気弁、１８ａ…ステム、１８ｂ…傘部、１
９…フィン、２０…インジェクタ、３０…動弁機構、３
２…カム、３２ａ…メインリフト部、３２ｂ…サブリフ
ト部、３４…カムシャフト、６０…油圧シリンダ、６１
…ピストン、６２…油圧室、６３…油圧室、７０…電磁
弁、８０…制御装置、９０…油圧系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｇ Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０Ｂ ５５０ ５５０Ｇ ５７０ ５７０Ａ Ｆターム(参考） 3G016 AA06 AA12 BA03 BA06 BA25 BA36 BA41 CA33 CA36 CA37 CA40 CA41 DA06 GA00 3G023 AA03 AA18 AB01 AC02 AC04 AD04 AD07 AF01 AG01 AG03 3G062 AA07 AA10 BA09 CA00 GA04 GA05 GA06 GA15 3G092 AA06 AA09 AA10 AA11 DA02 DA04 DA12 DC09 DG05 DG09 FA21 HD07X
Claims (5)
- 【請求項１】燃焼室内に取り込まれる吸入空気に排気を
混入させるべく吸気行程中に排気弁を一時的に開弁させ
る動弁機構を有する内燃機関において、 前記排気弁は、同弁の一時的な開弁に伴って前記燃焼室
に流入する排気の同燃焼室内での拡散を促進させる拡散
促進手段を備えることを特徴とする内燃機関。 - 【請求項２】請求項１に記載の内燃機関において、 前記拡散促進手段は、前記排気弁の傘部において排気通
路に位置する部分に設けられ、排気が前記燃焼室内で旋
回するように同燃焼室内への排気の流入に際しその流れ
方向を偏向させるフィンであることを特徴とする内燃機
関。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の内燃機関におい
て、 前記動弁機構は、カムシャフトと同カムシャフトに設け
られて前記排気弁を開閉するカムとを備え、同カムは排
気行程中に前記排気弁を開弁させるメインリフト部と吸
気行程中に前記排気弁を一時的に開弁させるサブリフト
部とを有してなることを特徴とする内燃機関。 - 【請求項４】請求項３に記載の内燃機関において、 前記サブリフト部は前記カムシャフトの回転軸方向に沿
って連続的に変化するリフト特性を有するものであり、
前記動弁機構は機関運転状態に基づいて前記カムシャフ
トをその回転軸方向に変位させる変位手段を備え、同変
位に応じて前記サブリフト部のリフト特性を変更するも
のであることを特徴とする内燃機関。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機
関において、 前記動弁機構は機関燃焼形態として成層燃焼が選択され
ているときに前記排気弁を吸気行程中に一時的に開弁さ
せるものであることを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27055899A JP2001090514A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27055899A JP2001090514A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001090514A true JP2001090514A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17487853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27055899A Pending JP2001090514A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001090514A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003058048A1 (de) * | 2002-01-14 | 2003-07-17 | Audi Ag | Verfahren zum leeren des brennraums einer brennkraftmaschine |
| WO2005003536A1 (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Tokudaiji Institute Of Automotive Culture Inc. | ディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段 |
| JP2008506878A (ja) * | 2004-07-17 | 2008-03-06 | マーレ ヴェンティルトリープ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 弁、特に内燃機関のガス交換弁に用いられる制御装置 |
| US10746140B2 (en) | 2018-11-06 | 2020-08-18 | Hyundai Motor Company | Fuel injection control system and method |
| CN114810270A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-29 | 重庆乐瑞斯科技有限公司 | 升程可自适应调节型配气机构 |
-
1999
- 1999-09-24 JP JP27055899A patent/JP2001090514A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003058048A1 (de) * | 2002-01-14 | 2003-07-17 | Audi Ag | Verfahren zum leeren des brennraums einer brennkraftmaschine |
| WO2005003536A1 (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Tokudaiji Institute Of Automotive Culture Inc. | ディーゼルエンジンの排気浄化装置並びに制御手段 |
| JP2008506878A (ja) * | 2004-07-17 | 2008-03-06 | マーレ ヴェンティルトリープ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 弁、特に内燃機関のガス交換弁に用いられる制御装置 |
| US10746140B2 (en) | 2018-11-06 | 2020-08-18 | Hyundai Motor Company | Fuel injection control system and method |
| CN114810270A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-29 | 重庆乐瑞斯科技有限公司 | 升程可自适应调节型配气机构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050715 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051122 |