JP2001263112A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2001263112A
JP2001263112A JP2000076377A JP2000076377A JP2001263112A JP 2001263112 A JP2001263112 A JP 2001263112A JP 2000076377 A JP2000076377 A JP 2000076377A JP 2000076377 A JP2000076377 A JP 2000076377A JP 2001263112 A JP2001263112 A JP 2001263112A
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JP
Japan
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valve
dead center
top dead
exhaust
exhaust valve
Prior art date
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Application number
JP2000076377A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Mogi
和久 茂木
Toshiaki Asada
俊昭 浅田
Koichi Nakada
浩一 中田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently enhance the squish while ensuring an internal EGR to attain a higher compression ratio suppressed in knocking. SOLUTION: A valve recess 9 is eliminated in order to enhance the squish to zero the opening quantities of an intake valve 1 and an exhaust valve 3 in the top dead center, the intake valve 1 is opened after the top dead center, and the exhaust valve 3 and the intake valve 1 are opened before the top dead center. Otherwise, the valve recess 9 is eliminated in order to enhance the squish to zero the opening quantity of the intake valve 1 and exhaust valve 3 in the top dead center, the exhaust valve 3 is opened before the top dead center, and the intake valve 1 and the exhaust valve 3 are opened after the top dead center. Otherwise, the valve recess 9 is eliminated in order to enhance the squish to zero the opening quantity of the intake valve 1 and exhaust valve 3 in the top dead center, and the closing operation of the exhaust valve 3 is ended before a prescribed time from the top dead center.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に関する。[0001] The present invention relates to an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、吸気弁と排気弁とを具備する内燃
機関が知られている。この種の内燃機関の例としては、
例えば特開平１１−９３７１２号公報に記載されたもの
がある。特開平１１−９３７１２号公報に記載された内
燃機関では、内部ＥＧＲを確保するためにバルブオーバ
ラップが設けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve has been known. Examples of this type of internal combustion engine include:
For example, there is one described in JP-A-11-93712. In the internal combustion engine described in JP-A-11-93712, a valve overlap is provided to secure internal EGR.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方で、燃焼速度を高
め、燃費を向上させ、ノッキングを防ぐためには、スキ
ッシュ、つまり、ピストンが上死点に近づくときにピス
トン頂面とシリンダヘッド下面との間の混合気がその間
から押し出される作用を強めることが必要とされる。と
ころが、特開平１１−９３７１２号公報に記載された内
燃機関では、バルブリセスが設けられているためにスキ
ッシュを十分に強めることができない。他方で、スキッ
シュを強めるためにバルブリセスを排除すると、上死点
において吸気弁及び排気弁を開弁させておくことができ
ない。つまり、上死点におけるバルブオーバラップを設
けることができず、内部ＥＧＲを確保することができな
い。On the other hand, in order to increase the combustion speed, improve the fuel efficiency and prevent knocking, squish, that is, the difference between the top surface of the piston and the lower surface of the cylinder head when the piston approaches the top dead center. It is necessary to enhance the effect that the mixture in between is pushed out from between. However, in the internal combustion engine described in JP-A-11-93712, the squish cannot be sufficiently strengthened due to the provision of the valve recess. On the other hand, if the valve recess is eliminated to enhance the squish, the intake and exhaust valves cannot be left open at top dead center. That is, the valve overlap at the top dead center cannot be provided, and the internal EGR cannot be secured.

【０００４】つまり、特開平１１−９３７１２号公報に
記載された内燃機関では、内部ＥＧＲを確保しつつスキ
ッシュを十分に強めることができず、その結果、ノッキ
ングを抑制した高圧縮比化ができなくなっている。That is, in the internal combustion engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-93712, squish cannot be sufficiently strengthened while securing internal EGR, and as a result, a high compression ratio in which knocking is suppressed cannot be achieved. ing.

【０００５】前記問題点に鑑み、本発明は、内部ＥＧＲ
を確保しつつスキッシュを十分に強め、その結果、ノッ
キングを抑制した高圧縮比化を達成することができる内
燃機関を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention provides an internal EGR
It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine capable of sufficiently strengthening squish while ensuring a high compression ratio while suppressing knocking.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、吸気弁と排気弁とを具備する内燃機関におい
て、スキッシュを強めるためにバルブリセスを排除して
上死点における吸気弁及び排気弁の開弁量を零にし、上
死点よりも後に吸気弁を開弁させ、上死点よりも前に排
気弁と吸気弁とを開弁させるようにした内燃機関が提供
される。According to the first aspect of the present invention, in an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve, a valve recess is eliminated to enhance squish by removing an intake valve at a top dead center. There is provided an internal combustion engine in which an opening amount of an exhaust valve is set to zero, an intake valve is opened after a top dead center, and an exhaust valve and an intake valve are opened before a top dead center.

【０００７】請求項１に記載の内燃機関は、スキッシュ
を強めるためにバルブリセスを排除して、排気行程と吸
気行程との間の上死点における吸気弁及び排気弁の開弁
量を零にし、排気行程と吸気行程の双方において吸気弁
を開弁させるようにしたものであり、排気行程において
開弁させた吸気弁と排気弁を排気行程の上死点以前に閉
弁させ、吸気行程の上死点以降に再度吸気弁を開弁させ
る。すなわち、バルブリセスが排除されるためにスキッ
シュを強めることができる。一方で、バルブリセスが排
除されるのに伴って上死点における吸気弁及び排気弁の
開弁量が零になり上死点におけるバルブオーバラップを
設けることができなくなるものの、上死点よりも前、つ
まり、いわゆる排気行程中に排気弁だけでなく吸気弁も
が開弁されることにより、排気行程中に吸気弁を介して
吸気通路内に戻された排気ガスが、次の吸気行程中に吸
気弁を介してシリンダ内に内部ＥＧＲガスとして供給さ
れる。その結果、内部ＥＧＲを確保することも可能にな
る。それゆえ、内部ＥＧＲを確保しつつスキッシュを十
分に強め、ノッキングを抑制した高圧縮比化を達成する
ことができる。The internal combustion engine according to the first aspect of the present invention eliminates a valve recess in order to strengthen squish, and makes the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke zero. The intake valve is opened in both the exhaust stroke and the intake stroke.The intake valve and the exhaust valve that are opened in the exhaust stroke are closed before the top dead center of the exhaust stroke, and the intake valve is opened. Open the intake valve again after the dead center. That is, squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, with the elimination of the valve recess, the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center become zero and it becomes impossible to provide a valve overlap at the top dead center. In other words, not only the exhaust valve but also the intake valve is opened during the so-called exhaust stroke, so that the exhaust gas returned to the intake passage via the intake valve during the exhaust stroke is discharged during the next intake stroke. The internal EGR gas is supplied into the cylinder via the intake valve. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、吸気弁と
排気弁とを具備する内燃機関において、スキッシュを強
めるためにバルブリセスを排除して上死点における吸気
弁及び排気弁の開弁量を零にし、上死点よりも前に排気
弁を開弁させ、上死点よりも後に吸気弁と排気弁とを開
弁させるようにした内燃機関が提供される。According to the second aspect of the present invention, in an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve, the valve recesses are eliminated in order to strengthen the squish and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center. Is set to zero, the exhaust valve is opened before the top dead center, and the intake valve and the exhaust valve are opened after the top dead center.

【０００９】請求項２に記載の内燃機関は、スキッシュ
を強めるためにバルブリセスを排除して、排気行程と吸
気行程との間の上死点における吸気弁及び排気弁の開弁
量を零にし、排気行程と吸気行程の双方において排気弁
を開弁させるようにしたものであり、排気行程において
開弁させた排気弁を排気行程の上死点以前に閉弁させ、
吸気行程の上死点以降に吸気弁とともに再度排気弁を開
弁させる。すなわち、バルブリセスが排除されるために
スキッシュを強めることができる。一方で、バルブリセ
スが排除されるのに伴って上死点における吸気弁及び排
気弁の開弁量が零になり上死点におけるバルブオーバラ
ップを設けることができなくなるものの、上死点よりも
後、つまり、いわゆる吸気行程中に吸気弁だけでなく排
気弁もが開弁されることにより、排気行程中に排気弁を
介して排気通路内に排出された排気ガスの一部が、次の
吸気行程中に排気弁を介してシリンダ内に内部ＥＧＲガ
スとして戻される。その結果、内部ＥＧＲを確保するこ
とも可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを確保しつつス
キッシュを十分に強め、ノッキングを抑制した高圧縮比
化を達成することができる。According to a second aspect of the present invention, the valve recess is eliminated to strengthen the squish, and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke are made zero, The exhaust valve is opened in both the exhaust stroke and the intake stroke, and the exhaust valve opened in the exhaust stroke is closed before the top dead center of the exhaust stroke,
After the top dead center of the intake stroke, the exhaust valve is opened again together with the intake valve. That is, squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, with the elimination of the valve recess, the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center become zero and the valve overlap at the top dead center cannot be provided. In other words, not only the intake valve but also the exhaust valve is opened during the so-called intake stroke, so that a part of the exhaust gas discharged into the exhaust passage through the exhaust valve during the exhaust stroke is changed to the next intake stroke. During the stroke, the internal EGR gas is returned to the cylinder via the exhaust valve. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、吸気弁と
排気弁とを具備する内燃機関において、スキッシュを強
めるためにバルブリセスを排除して上死点における吸気
弁及び排気弁の開弁量を零にし、上死点よりも所定時間
だけ前に排気弁の閉弁動作が終了するようにした内燃機
関が提供される。According to the third aspect of the present invention, in the internal combustion engine having the intake valve and the exhaust valve, the valve recesses are eliminated in order to strengthen the squish and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center. Is set to zero, and the closing operation of the exhaust valve is terminated a predetermined time before the top dead center.

【００１１】請求項３に記載の内燃機関は、スキッシュ
を強めるためにバルブリセスを排除して、排気行程と吸
気行程との間の上死点における吸気弁及び排気弁の開弁
量を零にし、排気行程において開弁させた排気弁を排気
行程の上死点より所定時間だけ前に閉弁させ、吸気行程
の上死点以降に吸気弁を開弁させる。すなわち、バルブ
リセスが排除されるためにスキッシュを強めることがで
きる。一方で、バルブリセスが排除されるのに伴って上
死点における吸気弁及び排気弁の開弁量が零になり上死
点におけるバルブオーバラップを設けることができなく
なるものの、上死点よりも所定時間だけ前に排気弁の閉
弁動作が終了されることにより、既燃ガスの全てがシリ
ンダから排出されるのではなく、その所定時間の間に排
出されるはずであった既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガ
スとしてシリンダ内に残される。その結果、内部ＥＧＲ
を確保することも可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを
確保しつつスキッシュを十分に強め、ノッキングを抑制
した高圧縮比化を達成することができる。According to a third aspect of the present invention, the valve recess is eliminated to strengthen the squish, and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke are made zero, The exhaust valve opened in the exhaust stroke is closed a predetermined time before the top dead center of the exhaust stroke, and the intake valve is opened after the top dead center of the intake stroke. That is, squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, with the elimination of the valve recess, the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center become zero and the valve overlap at the top dead center cannot be provided. By ending the closing operation of the exhaust valve just before the time, not all of the burned gas is discharged from the cylinder but one of the burned gas that should have been discharged during the predetermined time. Is left in the cylinder as internal EGR gas. As a result, the internal EGR
Can also be secured. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【００１３】図１は本発明の内燃機関の第一の実施形態
の概略構成図である。図１において、１は吸気弁、２は
吸気通路、３は排気弁、４は排気通路、５はシリンダヘ
ッド、６はシリンダブロック、７はピストン、８はシリ
ンダである。９は、開弁（リフト）している吸気弁１及
び排気弁３が上死点におけるピストン７に干渉しないよ
うに従来の内燃機関において設けられていたバルブリセ
スである。１０は可変バルブタイミング機構（ＶＶ
Ｔ）、１１はクランク角センサ、１２はＥＣＵ（電子制
御装置）である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the internal combustion engine of the present invention. In FIG. 1, 1 is an intake valve, 2 is an intake passage, 3 is an exhaust valve, 4 is an exhaust passage, 5 is a cylinder head, 6 is a cylinder block, 7 is a piston, and 8 is a cylinder. Reference numeral 9 denotes a valve recess provided in a conventional internal combustion engine so that the opened (lifted) intake valve 1 and exhaust valve 3 do not interfere with the piston 7 at the top dead center. 10 is a variable valve timing mechanism (VV
T) and 11 are crank angle sensors, and 12 is an electronic control unit (ECU).

【００１４】図１に示すように、本実施形態ではバルブ
リセス９が排除されている。そのため、スキッシュ、つ
まり、ピストン７が上死点に近づくときにピストン７の
頂面とシリンダヘッド５の下面との間の混合気がその隙
間から押し出される作用が強められる。その結果、燃焼
速度が高められ、燃費が向上され、ノッキングの発生が
阻止される。その一方で、バルブリセス９が排除されて
いるため、上死点において吸気弁１及び排気弁３をリフ
トさせることができなくなっている。そのため、上死点
におけるバルブオーバラップを設けて内部ＥＧＲを確保
することができなくなっている。As shown in FIG. 1, in this embodiment, the valve recess 9 is omitted. Therefore, the action of squish, that is, the action of the air-fuel mixture between the top surface of the piston 7 and the lower surface of the cylinder head 5 being pushed out from the gap when the piston 7 approaches the top dead center, is enhanced. As a result, the combustion speed is increased, the fuel efficiency is improved, and the occurrence of knocking is prevented. On the other hand, since the valve recess 9 is eliminated, the intake valve 1 and the exhaust valve 3 cannot be lifted at the top dead center. Therefore, it is not possible to secure the internal EGR by providing the valve overlap at the top dead center.

【００１５】図２はクランク角度と吸気弁及び排気弁の
リフト量との関係を示した図である。図２に示すよう
に、本実施形態では、上死点（ＴＤＣ）における吸気弁
１及び排気弁３のリフト量を零にせざるを得ないため、
上死点におけるバルブオーバラップを設けて内部ＥＧＲ
を確保する代わりに、上死点よりも前（排気行程中）に
排気弁３だけでなく吸気弁１も開弁させて内部ＥＧＲを
確保している。つまり、上死点よりも前（排気行程中）
に排気弁３と吸気弁１との両者が開弁されることによ
り、その際に排気ガスが吸気弁１を介して吸気通路２内
に戻され、次いで吸気行程中にその排気ガスが吸気弁１
を介してシリンダ８内に内部ＥＧＲガスとして供給され
ることになる。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the lift amounts of the intake valve and the exhaust valve. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the lift amounts of the intake valve 1 and the exhaust valve 3 at the top dead center (TDC) have to be set to zero.
Internal EGR with valve overlap at top dead center
Instead of ensuring the EGR, the internal EGR is secured by opening not only the exhaust valve 3 but also the intake valve 1 before the top dead center (during the exhaust stroke). In other words, before top dead center (during the exhaust stroke)
When the exhaust valve 3 and the intake valve 1 are both opened, exhaust gas is returned to the intake passage 2 via the intake valve 1 at that time, and then the exhaust gas is released during the intake stroke. 1
Is supplied into the cylinder 8 as internal EGR gas.

【００１６】本実施形態では、吸気行程中に吸気弁１を
リフトさせるための第一カムノーズと排気行程中に吸気
弁１をリフトさせるための第二カムノーズとが吸気弁カ
ム（図示せず）に設けられており、第二カムノーズは、
例えば部分負荷時のような内部ＥＧＲが必要な時に突出
され、内部ＥＧＲが不要な時に格納されるように切換可
能になっている。In this embodiment, an intake valve cam (not shown) includes a first cam nose for lifting the intake valve 1 during the intake stroke and a second cam nose for lifting the intake valve 1 during the exhaust stroke. And the second cam nose,
For example, it can be protruded when the internal EGR is required, such as at the time of partial load, and can be switched so as to be stored when the internal EGR is unnecessary.

【００１７】本実施形態によれば、バルブリセス９が排
除されるためにスキッシュを強めることができる。他方
で、上死点よりも前、つまり、いわゆる排気行程中に排
気弁３だけでなく吸気弁１もが開弁されることにより、
排気行程中に吸気弁１を介して吸気通路２内に戻された
排気ガスが、次の吸気行程中に吸気弁１を介してシリン
ダ８内に内部ＥＧＲガスとして供給される。その結果、
内部ＥＧＲを確保することも可能になる。それゆえ、内
部ＥＧＲを確保しつつスキッシュを十分に強め、ノッキ
ングを抑制した高圧縮比化を達成することができる。According to the present embodiment, the squish can be strengthened because the valve recess 9 is eliminated. On the other hand, before the top dead center, that is, not only the exhaust valve 3 but also the intake valve 1 is opened during the so-called exhaust stroke,
Exhaust gas returned to the intake passage 2 via the intake valve 1 during the exhaust stroke is supplied as internal EGR gas into the cylinder 8 via the intake valve 1 during the next intake stroke. as a result,
It is also possible to secure internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００１８】以下、本発明の内燃機関の第二の実施形態
について説明する。本実施形態の内燃機関の概略構成
は、図１に示した第一の実施形態のものとほぼ同様であ
る。図３はクランク角度と吸気弁及び排気弁のリフト量
との関係を示した図である。図３に示すように、本実施
形態では、上死点（ＴＤＣ）における吸気弁１及び排気
弁３のリフト量を零にせざるを得ないため、上死点にお
けるバルブオーバラップを設けて内部ＥＧＲを確保する
代わりに、上死点よりも後（吸気行程中）に吸気弁１だ
けでなく排気弁３も開弁させて内部ＥＧＲを確保してい
る。つまり、上死点よりも後（吸気行程中）に吸気弁１
と排気弁３との両者が開弁されることにより、前の排気
行程中に排気弁３を介して排気通路４内に排出された排
気ガスの一部が、その吸気行程中に排気弁３を介してシ
リンダ８内に内部ＥＧＲガスとして戻されることにな
る。Hereinafter, a second embodiment of the internal combustion engine of the present invention will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the lift amounts of the intake valve and the exhaust valve. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, since the lift amounts of the intake valve 1 and the exhaust valve 3 at the top dead center (TDC) have to be set to zero, a valve overlap at the top dead center is provided to provide the internal EGR. , The exhaust valve 3 as well as the intake valve 1 is opened after the top dead center (during the intake stroke) to secure the internal EGR. That is, after the top dead center (during the intake stroke), the intake valve 1
When both the exhaust valve 3 and the exhaust valve 3 are opened, a part of the exhaust gas discharged into the exhaust passage 4 through the exhaust valve 3 during the previous exhaust stroke becomes part of the exhaust valve 3 during the intake stroke. Is returned as internal EGR gas into the cylinder 8 via the

【００１９】本実施形態では、排気行程中に排気弁３を
リフトさせるための第一カムノーズと吸気行程中に排気
弁３をリフトさせるための第二カムノーズとが排気弁カ
ム（図示せず）に設けられており、第二カムノーズは、
例えば部分負荷時のような内部ＥＧＲが必要な時に突出
され、内部ＥＧＲが不要な時に格納されるように切換可
能になっている。In this embodiment, a first cam nose for lifting the exhaust valve 3 during the exhaust stroke and a second cam nose for lifting the exhaust valve 3 during the intake stroke are provided on an exhaust valve cam (not shown). And the second cam nose,
For example, it can be protruded when the internal EGR is required, such as at the time of partial load, and can be switched so as to be stored when the internal EGR is unnecessary.

【００２０】本実施形態によれば、バルブリセス９が排
除されるためにスキッシュを強めることができる。他方
で、上死点よりも後、つまり、いわゆる吸気行程中に吸
気弁１だけでなく排気弁３もが開弁されることにより、
排気行程中に排気弁３を介して排気通路４内に排出され
た排気ガスの一部が、次の吸気行程中に排気弁３を介し
てシリンダ８内に内部ＥＧＲガスとして戻される。その
結果、内部ＥＧＲを確保することも可能になる。それゆ
え、内部ＥＧＲを確保しつつスキッシュを十分に強め、
ノッキングを抑制した高圧縮比化を達成することができ
る。According to this embodiment, the squish can be strengthened because the valve recess 9 is eliminated. On the other hand, after the top dead center, that is, not only the intake valve 1 but also the exhaust valve 3 is opened during the so-called intake stroke,
Part of the exhaust gas discharged into the exhaust passage 4 via the exhaust valve 3 during the exhaust stroke is returned as internal EGR gas into the cylinder 8 via the exhaust valve 3 during the next intake stroke. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, squish is sufficiently strengthened while securing internal EGR,
It is possible to achieve a high compression ratio with suppressed knocking.

【００２１】以下、本発明の内燃機関の第三の実施形態
について説明する。本実施形態の内燃機関の概略構成
は、図１に示した第一の実施形態のものとほぼ同様であ
る。図４はクランク角度と吸気弁及び排気弁のリフト量
との関係を示した図である。図４に示すように、本実施
形態では、上死点（ＴＤＣ）における吸気弁１及び排気
弁３のリフト量を零にせざるを得ないため、上死点にお
けるバルブオーバラップを設けて内部ＥＧＲを確保する
代わりに、上死点よりも時間Ｔ１だけ前に排気弁３の閉
弁動作が終了するようにバルブタイミングを変更して内
部ＥＧＲを確保している。つまり、上死点よりも時間Ｔ
１だけ前に排気弁３の閉弁動作が終了されることによ
り、既燃ガスの全てがシリンダ８から排出されるのでは
なく、時間Ｔ１の間に排出されるはずであった既燃ガス
の一部が、内部ＥＧＲガスとしてシリンダ８内に残され
ることになる。Hereinafter, a third embodiment of the internal combustion engine of the present invention will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the lift amounts of the intake valve and the exhaust valve. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, since the lift amounts of the intake valve 1 and the exhaust valve 3 at the top dead center (TDC) have to be set to zero, a valve overlap at the top dead center is provided and the internal EGR is performed. , The valve timing is changed such that the closing operation of the exhaust valve 3 is completed before the time T1 before the top dead center to secure the internal EGR. That is, the time T is longer than the top dead center.
By ending the closing operation of the exhaust valve 3 one time earlier, not all of the burned gas is discharged from the cylinder 8 but of the burned gas that should have been discharged during the time T1. A part is left in the cylinder 8 as internal EGR gas.

【００２２】本実施形態では、排気バルブ３のバルブタ
イミングは、例えば部分負荷時のような内部ＥＧＲが必
要な時に早められ（図４の一点鎖線）、内部ＥＧＲが不
要な時に元に戻される（図４の破線）ように可変バルブ
タイミング機構１０により変更される。In the present embodiment, the valve timing of the exhaust valve 3 is advanced when the internal EGR is required, for example, at the time of partial load (the dashed line in FIG. 4), and is restored when the internal EGR is unnecessary (FIG. 4). It is changed by the variable valve timing mechanism 10 as shown by the broken line in FIG. 4).

【００２３】本実施形態によれば、バルブリセス９が排
除されるためにスキッシュを強めることができる。他方
で、排気弁３のバルブタイミングが変更されて上死点よ
りも時間Ｔ１だけ前に排気弁３の閉弁動作が終了される
ことにより、既燃ガスの全てがシリンダ８から排出され
るのではなく、その時間Ｔ１の間に排出されるはずであ
った既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガスとしてシリンダ
８内に残される。その結果、内部ＥＧＲを確保すること
も可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを確保しつつスキ
ッシュを十分に強め、ノッキングを抑制した高圧縮比化
を達成することができる。According to the present embodiment, the squish can be strengthened because the valve recess 9 is eliminated. On the other hand, when the valve timing of the exhaust valve 3 is changed and the closing operation of the exhaust valve 3 is ended before the time T1 before the top dead center, all the burned gas is discharged from the cylinder 8. Instead, part of the burned gas that should have been discharged during the time T1 is left in the cylinder 8 as internal EGR gas. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００２４】以下、本発明の内燃機関の第四の実施形態
について説明する。本実施形態の内燃機関の概略構成
は、図１に示した第一の実施形態のものとほぼ同様であ
る。図５（ａ）はクランク角度と吸気弁及び排気弁のリ
フト量との関係を示した図である。図５（ａ）に示すよ
うに、本実施形態では、上死点（ＴＤＣ）における吸気
弁１及び排気弁３のリフト量を零にせざるを得ないた
め、上死点におけるバルブオーバラップを設けて内部Ｅ
ＧＲを確保する代わりに、上死点よりも時間Ｔ２だけ前
に排気弁３の閉弁動作が終了するようにバルブリフト量
を変更して内部ＥＧＲを確保している。つまり、上死点
よりも時間Ｔ２だけ前に排気弁３の閉弁動作が終了され
ることにより、既燃ガスの全てがシリンダ８から排出さ
れるのではなく、時間Ｔ２の間に排出されるはずであっ
た既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガスとしてシリンダ８
内に残されることになる。Hereinafter, a fourth embodiment of the internal combustion engine of the present invention will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the crank angle and the lift amounts of the intake valve and the exhaust valve. As shown in FIG. 5A, in the present embodiment, the valve overlap at the top dead center is provided because the lift amounts of the intake valve 1 and the exhaust valve 3 at the top dead center (TDC) have to be zero. Inside E
Instead of securing the GR, the valve lift is changed so that the valve closing operation of the exhaust valve 3 ends before the time T2 before the top dead center to secure the internal EGR. That is, since the valve closing operation of the exhaust valve 3 is completed before the time T2 before the top dead center, not all of the burned gas is discharged from the cylinder 8 but during the time T2. A part of the burned gas that should have been
Will be left within.

【００２５】本実施形態では、排気バルブ３のバルブリ
フト量は、例えば部分負荷時のような内部ＥＧＲが必要
な時に小さくされ（図５（ａ）の一点鎖線）、内部ＥＧ
Ｒが不要な時に元に戻される（図５（ａ）の破線）よう
に可変バルブタイミング機構１０により変更される。In the present embodiment, the valve lift of the exhaust valve 3 is reduced when the internal EGR is required, for example, at the time of partial load (dotted line in FIG. 5A).
R is changed back by the variable valve timing mechanism 10 when it is unnecessary (as indicated by the broken line in FIG. 5A).

【００２６】本実施形態によれば、バルブリセス９が排
除されるためにスキッシュを強めることができる。他方
で、排気弁３のバルブリフト量が変更されて上死点より
も時間Ｔ２だけ前に排気弁３の閉弁動作が終了されるこ
とにより、既燃ガスの全てがシリンダ８から排出される
のではなく、その時間Ｔ２の間に排出されるはずであっ
た既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガスとしてシリンダ８
内に残される。その結果、内部ＥＧＲを確保することも
可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを確保しつつスキッ
シュを十分に強め、ノッキングを抑制した高圧縮比化を
達成することができる。According to this embodiment, the squish can be strengthened because the valve recess 9 is eliminated. On the other hand, when the valve lift amount of the exhaust valve 3 is changed and the closing operation of the exhaust valve 3 is ended before the time T2 before the top dead center, all the burned gas is discharged from the cylinder 8. Instead, a part of the burned gas that should have been discharged during the time T2 is converted into an internal EGR gas by the cylinder 8.
Will be left in. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００２７】以下、本発明の内燃機関の第五の実施形態
について説明する。本実施形態の内燃機関の概略構成
は、図１に示した第一の実施形態のものとほぼ同様であ
る。図５（ｂ）はクランク角度と吸気弁及び排気弁のリ
フト量との関係を示した図である。図５（ｂ）に示すよ
うに、本実施形態では、上死点（ＴＤＣ）における吸気
弁１及び排気弁３のリフト量を零にせざるを得ないた
め、上死点におけるバルブオーバラップを設けて内部Ｅ
ＧＲを確保する代わりに、上死点よりも時間Ｔ３だけ前
に排気弁３の閉弁動作が終了するようにバルブタイミン
グ及びバルブリフト量を変更して内部ＥＧＲを確保して
いる。つまり、上死点よりも時間Ｔ３だけ前に排気弁３
の閉弁動作が終了されることにより、既燃ガスの全てが
シリンダ８から排出されるのではなく、時間Ｔ３の間に
排出されるはずであった既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲ
ガスとしてシリンダ８内に残されることになる。Hereinafter, a fifth embodiment of the internal combustion engine of the present invention will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. FIG. 5B is a diagram showing a relationship between the crank angle and the lift amounts of the intake valve and the exhaust valve. As shown in FIG. 5 (b), in the present embodiment, since the lift amounts of the intake valve 1 and the exhaust valve 3 at the top dead center (TDC) have to be zero, a valve overlap at the top dead center is provided. Inside E
Instead of securing the GR, the internal EGR is secured by changing the valve timing and the valve lift amount so that the closing operation of the exhaust valve 3 ends before the time T3 before the top dead center. In other words, the exhaust valve 3 is provided before the time T3 before the top dead center.
Is not exhausted from the cylinder 8 but a part of the burned gas that should have been exhausted during the time T3 is replaced by the internal EGR.
The gas will be left in the cylinder 8.

【００２８】本実施形態では、可変バルブタイミング機
構１０により、例えば部分負荷時のような内部ＥＧＲが
必要な時に、排気バルブ３のバルブタイミングが早めら
れると共に排気バルブ３のバルブリフト量が小さくされ
（図５（ｂ）の一点鎖線）、内部ＥＧＲが不要な時に、
排気バルブ３のバルブタイミング及びバルブリフト量が
元に戻される（図５（ｂ）の破線）。In this embodiment, when the internal EGR is required, for example, at the time of partial load, the valve timing of the exhaust valve 3 is advanced and the valve lift of the exhaust valve 3 is reduced by the variable valve timing mechanism 10 ( 5 (b), when the internal EGR is unnecessary,
The valve timing and the valve lift of the exhaust valve 3 are returned to the original values (broken line in FIG. 5B).

【００２９】本実施形態によれば、バルブリセス９が排
除されるためにスキッシュを強めることができる。他方
で、排気弁３のバルブリフト量が変更されて上死点より
も時間Ｔ３だけ前に排気弁３の閉弁動作が終了されるこ
とにより、既燃ガスの全てがシリンダ８から排出される
のではなく、その時間Ｔ３の間に排出されるはずであっ
た既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガスとしてシリンダ８
内に残される。その結果、内部ＥＧＲを確保することも
可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを確保しつつスキッ
シュを十分に強め、ノッキングを抑制した高圧縮比化を
達成することができる。According to this embodiment, the squish can be strengthened because the valve recess 9 is eliminated. On the other hand, when the valve lift amount of the exhaust valve 3 is changed and the closing operation of the exhaust valve 3 is ended before the time T3 before the top dead center, all the burned gas is discharged from the cylinder 8. Instead, a part of the burned gas that should have been discharged during the time T3 is converted into the internal EGR gas by the cylinder 8.
Will be left in. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００３０】図６は本発明の内燃機関の第一から第五の
実施形態の変形例の概略構成図である。図６において、
図１に示した参照番号と同一の参照番号を付した部品又
は部分は、図１に示した部品又は部分と同様の機能を有
する。従って、本変形例によっても、上述した第一から
第五の実施形態と同様の効果を奏することができる。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a modified example of the first to fifth embodiments of the internal combustion engine of the present invention. In FIG.
Parts or portions having the same reference numbers as those shown in FIG. 1 have the same functions as the components or portions shown in FIG. Therefore, according to the present modification, the same effects as those of the above-described first to fifth embodiments can be obtained.

【００３１】[0031]

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、バルブ
リセスが排除されるためにスキッシュを強めることがで
きる。一方で、上死点よりも前、つまり、いわゆる排気
行程中に排気弁だけでなく吸気弁もが開弁されることに
より、排気行程中に吸気弁を介して吸気通路内に戻され
た排気ガスが、次の吸気行程中に吸気弁を介してシリン
ダ内に内部ＥＧＲガスとして供給される。その結果、内
部ＥＧＲを確保することも可能になる。それゆえ、内部
ＥＧＲを確保しつつスキッシュを十分に強め、ノッキン
グを抑制した高圧縮比化を達成することができる。According to the first aspect of the present invention, squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, before the top dead center, that is, not only the exhaust valve but also the intake valve is opened during the so-called exhaust stroke, the exhaust gas returned to the intake passage via the intake valve during the exhaust stroke. Gas is supplied as internal EGR gas into the cylinder via the intake valve during the next intake stroke. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【００３２】請求項２に記載の発明によれば、バルブリ
セスが排除されるためにスキッシュを強めることができ
る。一方で、上死点よりも後、つまり、いわゆる吸気行
程中に吸気弁だけでなく排気弁もが開弁されることによ
り、排気行程中に排気弁を介して排気通路内に排出され
た排気ガスの一部が、次の吸気行程中に排気弁を介して
シリンダ内に内部ＥＧＲガスとして戻される。その結
果、内部ＥＧＲを確保することも可能になる。それゆ
え、内部ＥＧＲを確保しつつスキッシュを十分に強め、
ノッキングを抑制した高圧縮比化を達成することができ
る。According to the second aspect of the present invention, the squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, after the top dead center, that is, when not only the intake valve but also the exhaust valve is opened during the so-called intake stroke, the exhaust gas discharged into the exhaust passage through the exhaust valve during the exhaust stroke Part of the gas is returned as internal EGR gas into the cylinder via the exhaust valve during the next intake stroke. As a result, it is possible to secure the internal EGR. Therefore, squish is sufficiently strengthened while securing internal EGR,
It is possible to achieve a high compression ratio with suppressed knocking.

【００３３】請求項３に記載の発明によれば、バルブリ
セスが排除されるためにスキッシュを強めることができ
る。一方で、上死点よりも所定時間だけ前に排気弁の閉
弁動作が終了されることにより、既燃ガスの全てがシリ
ンダから排出されるのではなく、その所定時間の間に排
出されるはずであった既燃ガスの一部が、内部ＥＧＲガ
スとしてシリンダ内に残される。その結果、内部ＥＧＲ
を確保することも可能になる。それゆえ、内部ＥＧＲを
確保しつつスキッシュを十分に強め、ノッキングを抑制
した高圧縮比化を達成することができる。According to the third aspect of the invention, the squish can be strengthened because the valve recess is eliminated. On the other hand, when the valve closing operation of the exhaust valve is terminated a predetermined time before the top dead center, all the burned gas is not discharged from the cylinder but discharged during the predetermined time. A part of the burned gas that should have been left in the cylinder as internal EGR gas. As a result, the internal EGR
Can also be secured. Therefore, it is possible to sufficiently increase the squish while securing the internal EGR, and to achieve a high compression ratio in which knocking is suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の内燃機関の第一の実施形態の概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an internal combustion engine of the present invention.

【図２】第一の実施形態のクランク角度と吸気弁及び排
気弁のリフト量との関係を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a crank angle and lift amounts of an intake valve and an exhaust valve according to the first embodiment.

【図３】第二の実施形態のクランク角度と吸気弁及び排
気弁のリフト量との関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a crank angle and lift amounts of an intake valve and an exhaust valve according to a second embodiment.

【図４】第三の実施形態のクランク角度と吸気弁及び排
気弁のリフト量との関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a crank angle and lift amounts of an intake valve and an exhaust valve according to a third embodiment.

【図５】第四及び第五の実施形態のクランク角度と吸気
弁及び排気弁のリフト量との関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between crank angles and lift amounts of intake valves and exhaust valves according to fourth and fifth embodiments.

【図６】本発明の内燃機関の第一から第五の実施形態の
変形例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a modified example of the first to fifth embodiments of the internal combustion engine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…吸気弁 ３…排気弁 ９…バルブリセス １０…可変バルブタイミング機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intake valve 3 ... Exhaust valve 9 ... Valve recess 10 ... Variable valve timing mechanism

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０Ｂ (72)発明者 中田 浩一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA06 AB01 AD03 AD08 AD29 3G062 BA09 GA06 3G084 BA20 BA23 CA00 DA38 EC02 FA18 FA38 3G092 AA01 AA11 DA01 DA02 DA03 DA12 DD03 EA03 EA11 EA12 EA17 EA25 FA16 FA21 GA05 HA11Z HA13X HD07X HE03Z HE04Z 3G301 HA19 JA22 KA00 LA07 NE11 PA17Z PE03Z PE04Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 25/07 510 F02M 25/07 510B (72) Inventor Koichi Nakata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto 3G023 AA06 AB01 AD03 AD08 AD29 3G062 BA09 GA06 3G084 BA20 BA23 CA00 DA38 EC02 FA18 FA38 3G092 AA01 AA11 DA01 DA02 DA03 DA12 DD03 EA03 EA11 EA12 EA17 EA25 FA16 FA21 GA05 HA11ZHAX3 KA00 LA07 NE11 PA17Z PE03Z PE04Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 吸気弁と排気弁とを具備する内燃機関に
おいて、スキッシュを強めるためにバルブリセスを排除
して上死点における吸気弁及び排気弁の開弁量を零に
し、上死点よりも後に吸気弁を開弁させ、上死点よりも
前に排気弁と吸気弁とを開弁させるようにした内燃機
関。In an internal combustion engine provided with an intake valve and an exhaust valve, a valve recess is eliminated to strengthen squish, and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center are reduced to zero. An internal combustion engine in which an intake valve is opened later and an exhaust valve and an intake valve are opened before a top dead center. 【請求項２】 吸気弁と排気弁とを具備する内燃機関に
おいて、スキッシュを強めるためにバルブリセスを排除
して上死点における吸気弁及び排気弁の開弁量を零に
し、上死点よりも前に排気弁を開弁させ、上死点よりも
後に吸気弁と排気弁とを開弁させるようにした内燃機
関。2. In an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve, a valve recess is eliminated to enhance squish, and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center are reduced to zero. An internal combustion engine in which an exhaust valve is opened before an intake valve and an exhaust valve are opened after a top dead center. 【請求項３】 吸気弁と排気弁とを具備する内燃機関に
おいて、スキッシュを強めるためにバルブリセスを排除
して上死点における吸気弁及び排気弁の開弁量を零に
し、上死点よりも所定時間だけ前に排気弁の閉弁動作が
終了するようにした内燃機関。3. In an internal combustion engine provided with an intake valve and an exhaust valve, a valve recess is eliminated to enhance squish and the opening amounts of the intake valve and the exhaust valve at the top dead center are reduced to zero. An internal combustion engine in which the closing operation of the exhaust valve is completed before a predetermined time.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007032402A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Yanmar Co Ltd Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
FR2910054A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-20 Renault Sas Spark ignition internal combustion engine, has spark plugs projecting into combustion chamber, where shape of chamber, position of plug and compression ratio are determined such that combustion is raced after triggering of engine
JP2009216084A (en) * 2008-01-28 2009-09-24 Ifp Residual burnt gas scavenging method with double intake valve lift in direct-injection supercharged internal-combusion engine, notably of diesel type
JP2010090827A (en) * 2008-10-09 2010-04-22 Honda Motor Co Ltd Cylinder head for engine equipped with internal egr mechanism

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FR2910054A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-20 Renault Sas Spark ignition internal combustion engine, has spark plugs projecting into combustion chamber, where shape of chamber, position of plug and compression ratio are determined such that combustion is raced after triggering of engine
JP2009216084A (en) * 2008-01-28 2009-09-24 Ifp Residual burnt gas scavenging method with double intake valve lift in direct-injection supercharged internal-combusion engine, notably of diesel type
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