JP2006090170A - 多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１において、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮自着火時期のばらつきを低減し、サイクル効率ならびに熱効率を向上する。
【解決手段】多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１において、少なくとも比較的放熱しやすい気筒２ａ，２ｄに対応する燃焼室９Ａ，９Ｄ内に閉じ込める混合気を燃焼ガスを利用して加熱することにより、燃焼室９Ａ，９Ｄ内に閉じ込める混合気の温度を、比較的放熱しにくい気筒２ｂ，２ｃに対応する燃焼室９Ｂ，９Ｃ内に閉じ込める混合気の温度に比べて高くするよう構成している。これにより、燃焼室９Ａ，９Ｄ内の混合気の温度と、燃焼室９Ｂ，９Ｃ内の混合気の温度とに差でもって、比較的放熱しやすい気筒２ａ，２ｄと比較的放熱しにくい気筒２ｂ，２ｃとの温度差を相殺するようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多気筒型の予混合圧縮自着火式（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）エンジンに関する。

予混合圧縮自着火式エンジンは、空気と燃料とを予め混合した混合気を燃焼室内で圧縮することにより自着火させて燃焼させるものであり、従来から、１つの気筒を有する単気筒型と、複数個の気筒を有する多気筒型とがある。多気筒型の一例としては、複数個の気筒を一列に並べて配置した直列多気筒型がある。

この直列多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンには、空気と燃料とを混合してから、この混合気を気筒数に応じて分配して各燃焼室へ個別に供給させる、いわゆる同時噴射方式を採用したものがある（特許文献１参照。）。

また、Ｎｏｘ発生量を低減するために、燃焼ガスを混合気に混合させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）手段を備えたものがあるが、このＥＧＲ手段は、各燃焼室へ供給する混合気に対して混合する燃焼ガスの量を、燃焼室ごとに混合気が自着火する時期を揃えるように調節するようにはできていない。
特開２００１−２７１６７０号公報

上記直列多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンでは、シリンダブロックの各気筒の配置に起因して各気筒の放熱特性が相違することが原因で、燃焼室ごとの圧縮端温度に差が生じて、燃焼室ごとに混合気が自着火する時期がばらつきやすくなっていた。

ちなみに、直列多気筒型の場合、例えばシリンダブロックの長手方向両端に配置される気筒のほうが、長手方向中間に配置される気筒に比べて放熱しやすいので、前記両端の気筒における燃焼室内の温度が前記中間の気筒における燃焼室内の温度よりも低くなる傾向となる。そのため、前記両端の燃焼室における圧縮端温度が、前記中間の燃焼室における圧縮端温度に比べて低くなるので、前記両端の燃焼室における圧縮自着火時期が、前記中間の燃焼室における圧縮自着火時期に比べて遅くなって、サイクル効率ならびに熱効率が低下する。

本発明は、多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、燃焼室ごとの圧縮自着火時期のばらつきを低減し、サイクル効率ならびに熱効率を向上することを目的としている。

本発明は、複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の燃焼室ごとに供給して、各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気を燃焼ガスを利用して加熱することにより、前記比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気の温度を、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気の温度に比べて高くするよう構成している。

この場合、各燃焼室内に閉じ込める混合気の温度に差をつけているので、この混合気の温度差でもって気筒ごとの温度差を相殺することが可能になり、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。これにより、燃焼室ごとにおける圧縮自着火時期のばらつきが低減されるので、サイクル効率ならびに熱効率が向上するようになる。

好ましくは、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に燃焼ガスの一部を、次の吸気工程まで残留させる内部ＥＧＲ手段を有するものとすることができる。

この内部ＥＧＲ手段としては、エキゾーストバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成されたものとし、前記制御手段は、排気工程において比較的放熱しやすい気筒のエキゾーストバルブを予め決定している基本閉時期より早く閉じる早閉じ動作を行うものとすることができる。

この場合、要するに、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に圧縮自着火してなる燃焼ガスの一部を残留させることによって、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の混合気の温度を高くするようにしているから、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の混合気の温度と、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室内の混合気の温度とに差がつく。この混合気の温度差でもって、比較的放熱しやすい気筒と比較的放熱しにくい気筒との温度差を相殺することが可能になる。これにより、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。

好ましくは、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の燃焼ガスの一部を、排気工程の終了前に該燃焼室と連通する吸気管へ一旦押し出す内部ＥＧＲ手段を有するものとすることができる。

この内部ＥＧＲ手段としては、インテークバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成されたものとし、前記制御手段は、排気工程の終了前に少なくとも放熱しやすい気筒のインテークバルブを開くプレリフト動作を行うとともに、当該プレリフト動作によるプレリフト量あるいはプレリフト期間を管理するものとすることができる。

この場合、要するに、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に存在する燃焼ガスの一部を吸気工程で当該燃焼室と連通する吸気管へ押し出すことによって、この押し出された燃焼ガスを比較的放熱しやすい気筒の吸気管に供給される混合気と混合させて加熱するようにしているから、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室へ供給する混合気の温度と、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室へ供給する混合気の温度とに差がつく。この混合気の温度差でもって、比較的放熱しやすい気筒と比較的放熱しにくい気筒との温度差を相殺することが可能になる。これにより、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。

好ましくは、吸気工程において少なくとも放熱しやすい気筒の燃焼室に、排気管内に存在する排気燃焼ガスを吸入させる内部ＥＧＲ手段を有するものとすることができる。

この内部ＥＧＲ手段としては、エキゾーストバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成されたものとし、前記制御手段は、吸気工程において少なくとも放熱しやすい気筒のエキゾーストバルブを一時的に開く再啓開動作を行うとともに、当該再啓開動作によるエキゾーストバルブのリフト量あるいはリフト期間を管理するものとすることができる。

この場合、要するに、比較的放熱しやすい気筒の排気管に存在する燃焼ガスの一部を吸気工程で比較的放熱しやすい燃焼室へ吸入させることによって、この吸入された燃焼ガスを比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に供給される混合気と混合させて加熱するようにしているから、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の混合気の温度と、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室内の混合気の温度とに差がつく。この混合気の温度差でもって、比較的放熱しやすい気筒と比較的放熱しにくい気筒との温度差を相殺することが可能になる。これにより、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。

好ましくは、吸気工程において少なくとも比較的放熱しやすい気筒の吸気管に、排気管内に存在する排気燃焼ガスを送る外部ＥＧＲ手段を有するものとすることができる。

この外部ＥＧＲ手段としては、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の排気管と吸気管とを連通連結するＥＧＲ管と、このＥＧＲ管に配置されるＥＧＲバルブと、このＥＧＲバルブの開閉動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、吸気工程において前記少なくとも比較的放熱しやすい気筒のＥＧＲバルブを開く外部ＥＧＲ動作を行うものとすることができる。

この場合、要するに、比較的放熱しやすい気筒の吸気管へ、排気管に存在する排気燃焼ガスの一部を送ることによって、この吸気管内で混合気と排気燃焼ガスとを混合させて加熱するようにしているから、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に供給する混合気の温度と、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室に供給する混合気の温度とに差がつく。この混合気の温度差でもって、比較的放熱しやすい気筒と比較的放熱しにくい気筒との温度差を相殺することが可能になる。これにより、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。

また、前記外部ＥＧＲ手段としては、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の排気管と吸気管とを連通連結するＥＧＲ管と、このＥＧＲ管に配置されるＥＧＲバルブと、ＥＧＲ管においてＥＧＲバルブより吸気管側に配置されるＥＧＲ温度検出手段と、ＥＧＲ管においてＥＧＲバルブより排気管側に配置されて外部ＥＧＲの温度を調整する温度調整手段と、前記ＥＧＲバルブの開閉動作および前記温度調節手段による温度調整動作を制御する制御手段とを有するものとし、前記制御手段は、吸気工程においてＥＧＲ温度検出手段の検出出力に基づき前記ＥＧＲバルブを開くとともに、ＥＧＲ温度検出手段の検出出力に基づき前記温度調整手段により外部ＥＧＲの温度を調整する外部ＥＧＲ動作を行うものとすることができる。

この場合も、上記同様に排気燃焼ガスを吸気管内へ送る構成であるが、そのことに加えて、吸気管へ送る排気燃焼ガスの温度を調整している。これにより、燃焼室ごとに供給する混合気の温度差の調整が容易かつ高精度に行えるようになる。

好ましくは、排気工程において少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に、燃焼ガスの一部を残留させるよう、比較的放熱しやすい気筒の排気管の排気抵抗を、比較的放熱しにくい気筒の排気管の排気抵抗に比べて大きく設定するものとすることができる。

なお、前記排気管の排気抵抗は、排気管の口径または管長によって調整することができる。

この場合、要するに、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に圧縮自着火した燃焼ガスの一部を残留させるようにして、次の吸気工程で比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に供給される混合気に前記残留させた燃焼ガスを混合させて加熱するようにしているから、比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の混合気の温度と、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室内の混合気の温度とに差がつく。この混合気の温度差でもって、比較的放熱しやすい気筒と比較的放熱しにくい気筒との温度差を相殺することが可能になる。これにより、燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることが可能になる。

本発明によれば、予混合圧縮自着火運転中における燃焼室ごとの圧縮端温度を揃えることができるから、燃焼室ごとの圧縮自着火時期のばらつきを低減できて、サイクル効率ならびに熱効率の向上に貢献できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施形態１＞
図１から図４を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態１を説明する。ここでは、直列４気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンを例に挙げている。但し、気筒数は、２気筒以上であれば特に限定されるものではない。

本発明の特徴構成の説明に先立ち、直列４気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の概略構成を説明する。図に示す予混合圧縮自着火式エンジン１は、例えば車載用エンジンと同様に、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を、また、シリンダブロック２の下部にクランクケース４をそれぞれ取り付けた構成である。

シリンダブロック２は、直列に並ぶ４つの気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備えているとともに、各気筒２ａ〜２ｄのシリンダライナを囲むようにウォータージャケット５が設けられている。

このシリンダブロック２の各気筒２ａ〜２ｄには、それぞれピストン６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが挿入されており、このピストン６Ａ〜６Ｄは、それぞれクランクケース４に配置されるクランクシャフト７にコネクティングロッド８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを介して連結されている。シリンダブロック２の４つの気筒２ａ〜２ｄと４つのピストン６Ａ〜６Ｄとシリンダヘッド３とで、独立した４つの燃焼室９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを形成している。

シリンダヘッド３のインテークポート３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄには、個別の吸気管１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを介して吸気サージタンク１５が、また、シリンダヘッド３のエキゾーストポート３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈには、エキゾーストマニホールド１６がそれぞれ取り付けられている。インテークポート３ａ〜３ｄにはインテークバルブ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄが、また、エキゾーストポート３ｅ〜３ｈにはエキゾーストバルブ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄがそれぞれ配設されている。なお、シリンダブロック２において各インテークポート３ａ〜３ｄ近傍には、各インテークポート３ａ〜３ｄに流入する混合気の温度を検出する吸気温度センサ１９Ａ，１９Ｂ，１９ｃ，１９Ｄが設けられている。また、エキゾーストマニホールド１６には、図示していないが、排気管が取り付けられる。

吸気サージタンク１５の上流の吸気経路には、上流側から下流側へ向けて、エアフィルタ２１、スロットル２２、ミキサー２３ならびにヒータ２４がこの記載順で設けられている。ヒータ２４は、エンジン冷却水等を利用した温水式熱交換器や、排気熱を利用した排気熱式熱交換器あるいは電気式発熱体等とすることができる。ミキサー２３には、燃料供給路２５が連通連結されており、この燃料供給路２５にはガスインジェクタ２６が設けられている。要するに、スロットル２２の開度に応じて空気を吸入し、この空気をエアフィルタ２１で濾過し、この濾過した空気とガスインジェクタ２６で流量制御された燃料とをミキサー２３で予め混合して所定比率の混合気を作り、この混合気をヒータ２４で所定温度に加熱してから、吸気サージタンク１５で分配し４つの燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給するようにしている。このような混合気の供給形態を同時噴射方式と言う。

なお、各気筒２ａ〜２ｄについては、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番気筒２ａ、２番気筒２ｂ、３番気筒２ｃ、４番気筒２ｄと言うことにする。これと同様に、各ピストン６Ａ〜６Ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番ピストン６Ａ、２番ピストン６Ｂ、３番ピストン６Ｃ、４番ピストン６Ｄと言い、また、各燃焼室９Ａ〜９Ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番燃焼室９Ａ、２番燃焼室９Ｂ、３番燃焼室９Ｃ、４番燃焼室９Ｄと言い、さらに、吸気サージタンク１５に備える４つの吸気管１５ａ〜１５ｄも、吸気経路の最下流側（図１および図２の右側）から上流側（図１および図２の左側）へ向けて、順番に、１番吸気管１５ａ、２番吸気管１５ｂ、３番吸気管１５ｃ、４番吸気管１５ｄと言う。

ところで、上記予混合圧縮自着火式エンジン１は、公知のように、吸気、圧縮、膨張、排気の４行程を繰り返す４サイクルエンジンであって、予め混合した混合気を圧縮による熱で自然に着火させるようにしていること以外、一般的な４サイクルエンジンと基本的に同じである。

簡単に説明すると、吸気行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄを下降させつつ所定タイミングで所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを開放して予め混合した混合気を所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給させる。圧縮行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄを上昇させて所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄの容積を減少させることにより混合気を圧縮するが、所定のピストン６Ａ〜６Ｄが上死点（ＴＤＣ）にまで上昇したときに混合気が自然着火して燃焼される。膨張行程において、前記燃焼によって所定のピストン６Ａ〜６Ｄが下降されて下死点（ＢＤＣ）にまで移動され、排気行程において、所定のピストン６Ａ〜６Ｄの上昇に伴い所定のエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄが開放されて所定の燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の燃焼ガスが排出される。

なお、予混合圧縮自着火式エンジン１は、理論上、点火プラグは不要であるが、この実施形態１では、シリンダヘッド３においてシリンダブロック２の各気筒２ａ〜２ｄに対応する位置に点火プラグ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを設けている。この点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄは、燃焼室９Ａ〜９Ｄ周辺が十分に温まっていないときの着火を容易にするために用いる。

具体的に、この実施形態１で示した予混合圧縮自着火式エンジン１は、［始動運転（暖機運転）］→［予混合圧縮自着火による運転］→［停止時の運転］を行うようになっている。つまり、始動運転時及び停止時の運転時に点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄを使用して着火を行い、始動運転によって燃焼室９Ａ〜９Ｄ周辺が所定温度以上になると、予混合圧縮自着火による運転を行うようにしている。

これらの動作を簡単に説明する。この動作は、詳細に説明しないが、コントローラ１０で制御している。

まず、予混合圧縮自着火式エンジン１をセルモータ（図示せず）にて始動するとともに、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄに通電を行って火花点火で予混合圧縮自着火式エンジン１を始動運転させて暖機運転を行う。この暖機運転においてエンジン冷却水の温度が上昇し、これに伴って各燃焼室９Ａ〜９Ｄへの混合気の温度が上昇する。

これにより、混合気の吸気温度が予混合圧縮自着火の成立温度に達していることが所定の吸気温度センサ１９Ａ〜１９Ｄにて検出されると、所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの閉時期を例えば前進（進角）させて圧縮比を高くするとともに、ガスインジェクタ２６を調整して空気過剰率を高くする。この圧縮比及び空気過剰率の切換により自然着火（圧縮自着火）が発生し、その予混合圧縮自着火による燃焼状態が正常であることがノッキングセンサ（図示省略）などで検出された時点で所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄへの通電を停止し、火花点火による着火をＯＦＦにし、予混合圧縮自着火の運転に移行する。

予混合圧縮自着火の運転を停止するときには、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄに通電を行って火花点火をＯＮにするとともに、ヒータ２４による混合気の加熱を停止する。これにより混合気の吸気温度が下がり始める。次に、例えば進角状態にある所定のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの閉時期を後退させて遅角状態にするとともに、ガスインジェクタ２６を調整して空気過剰率を低くする。このようにすると、燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給された混合気は、所定の点火プラグ２７Ａ〜２７Ｄによる火花点火で着火されるようになり、その火花点火による着火が正常な状態となった後に、エンジン回転数を下げて運転を停止する。

次に、実施形態１の特徴構成を詳細に説明する。

そもそも、燃焼室９Ａ〜９Ｄにおける圧縮自着火時期は、燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の温度変化に起因して所定の適正時期からずれる。多気筒の場合には、気筒２ａ〜２ｄごとの放熱特性が各気筒２ａ〜２ｄの配置や構造等に起因して相違する関係より、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮端温度が不揃いになりやすく、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期がばらつきやすい。

ちなみに、通常、シリンダブロック２の長手方向両端に配置される１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄが、長手方向中間に配置される２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃに比べて放熱性に優れている。そのため、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮端温度が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮端温度よりも低くなりやすく、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄにおける圧縮自着火時期が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃにおける圧縮自着火時期よりも遅くなる傾向となる。このことを圧縮自着火時期のばらつきと言っている。

このような知見に基づき、この実施形態１では、燃焼室９Ａ〜９Ｄ内に所定量の燃焼ガスを残留させて吸気した混合気と混合させて当該混合気を加熱する内部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）手段を備えて、この内部ＥＧＲ手段でもって燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの燃焼ガス残留量に差をつけることによって、燃焼室９Ａ〜９Ｄ内における混合気の温度を個別に調整し、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えるようにしている。

内部ＥＧＲ手段は、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄおよびエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構３０Ａ〜３０Ｄと、バルブタイミング調整機構３０Ａ〜３０Ｄの動作を制御するコントローラ１０とから構成されている。

コントローラ１０は、図４に示すように、排気工程において、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄを予め決定している基本閉時期（ピストン６Ａ〜６Ｄが排気上死点に到達する時期）よりも早く閉じる早閉じ動作を行うことによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に所定量の燃焼ガスを残留させるようにする。

なお、図４においては、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、また、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、さらに、１番、４番エキゾーストバルブ１８Ａ，１８Ｄの早閉じタイミングを二点鎖線で、それぞれ示している。

この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に残留させた高温の燃焼ガスが、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に供給される混合気と混合されることになるので、当該混合気の温度が高くなる。つまり、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。

したがって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気との温度差でもって、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの間の温度差を相殺することが可能になる。つまり、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせることが可能になる。

このようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。

ところで、混合気の温度は、燃焼ガスの残留量で調整することができる。この燃焼ガスの残留量は、早閉じ対象となるエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの開度、あるいは早閉じ時期で任意に調整することができる。

以下、上記実施形態１の応用例を説明する。

（１）上記構成において、バルブタイミング調整機構３０Ａ〜３０Ｄはインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを動作させない構成であってもよい。また、上記構成において、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃに関係するバルブタイミング調整機構３０Ｂ，３０Ｃはなくてもよい。

（２）例えば排気工程において、すべてのエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄを基本閉時期よりも早く閉じるようにしたうえで、図５に示すように、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄの早閉じ量を、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃの早閉じ量に比べて多めに設定することにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内における燃焼ガスの残留量を、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内における燃焼ガスの残留量に比べて多くさせるようにしてもよい。

この場合、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄ内の混合気を燃焼ガスで加熱しているものの、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気の温度が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。したがって、上記同様の作用、効果を得ることができる。

図５において、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、また、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、さらに、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄの早閉じタイミングを二点鎖線で、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃの早閉じタイミングを破線で示している。

＜実施形態２＞
図６を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態２を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。

この実施形態２では、上記実施形態１で説明した内部ＥＧＲ手段を用いるとともに、コントローラ１０でもって、排気工程の終了前（ピストン６Ａ〜６Ｄが排気上死点に到達する前）に適宜のインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを開くことにより、燃焼ガスを適宜の吸気管１５ａ〜１５ｄへ一旦押し出し、燃焼ガスを次の吸気工程において対応する吸気管１５ａ〜１５ｄに供給される混合気に混合させて、混合気の温度を高めるように制御していることに特徴がある。

このように、排気工程でインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを開くことをプレリフトと言う。燃焼ガスの押し出し量は、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄのプレリフト量、あるいはプレリフト期間つまりプレリフト状態の継続時間で任意に調整することができる。

具体的に、図６に示すように、排気工程の終了前において、１番インテークバルブ１７Ａおよび４番インテークバルブ１７Ｄのみを開くようにすることにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の高温の燃焼ガスを１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄへ一旦押し出すようにする。

図６においては、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、１番インテークバルブ１７Ａおよび４番インテークバルブ１７Ｄのプレリフトタイミングを二点鎖線でそれぞれ示している。

この場合、次の吸気工程において１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに供給される混合気が、前記押し出された高温の燃焼ガスと混合することになるので、混合気の温度が高められる。つまり、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに供給される混合気の温度が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃに供給される混合気の温度に比べて高くなる。

したがって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄへ供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃへ供給する混合気との温度差でもって、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの温度差を相殺することが可能になる。つまり、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせることが可能になる。

このようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。

以下、上記実施形態２の応用例を説明する。

（１）上記構成において、バルブタイミング調整機構３０Ａ〜３０Ｄはエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄを動作させない構成であってもよい。また、上記構成において、２番インテークバルブ１７Ｂおよび３番インテークバルブ１７Ｃに関係するバルブタイミング調整機構３０Ｂ，３０Ｃをなくしてもよい。

（２）例えば、排気工程の終了前において、すべてのインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを開けるようにしたうえで、図７に示すように、１番インテークバルブ１７Ａおよび４番インテークバルブ１７Ｄのプレリフト量を、２番インテークバルブ１７Ｂおよび３番インテークバルブ１７Ｃのプレリフト量よりも多めにしてもよい。

図７において、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、１番インテークバルブ１７Ａおよび４番インテークバルブ１７Ｄのプレリフトタイミングを二点鎖線で、２番インテークバルブ１７Ｂおよび３番インテークバルブ１７Ｃのプレリフトタイミングを破線でそれぞれ示している。

この場合、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄへ燃焼ガスを押し出しているものの、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄへの燃焼ガスの押し出し量が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃへの燃焼ガスの押し出し量よりも多くなる。これにより、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄ内の混合気の温度が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。したがって、上記同様の作用、効果を得ることができる。

なお、ここでは、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄのプレリフト量に差をつけた例を挙げているが、図８に示すように、プレリフト期間に差をつけるようにしてもよい。

＜実施形態３＞
図９を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態３を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。

この実施形態３では、上記実施形態１で説明した内部ＥＧＲ手段を用いるとともに、コントローラ１０でもって、吸気工程（ピストン６Ａ〜６Ｄが下降している過程）において適宜のエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄを開くことにより、エキゾーストマニホールド１６内に存在する排気燃焼ガスを燃焼室９Ａ〜９Ｄ内に吸入させ、当該吸気工程において各燃焼室９Ａ〜９Ｄに供給される混合気に排気燃焼ガスを混合させて、混合気の温度を高めるように制御していることに特徴がある。

なお、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄを排気工程以外に一時的に開けることを再啓開と言う。燃焼ガスの吸入量は、エキゾーストバルブの再啓開リフト量、あるいは再啓開リフト期間つまり再啓開状態の継続時間で調整することができる。

具体的に、図９に示すように、吸気工程中に１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄのみを一時的に開くようにすることにより、エキゾーストマニホールド１６内に存在する排気燃焼ガスを１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に吸入させる。

なお、図９においては、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、また、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、さらに、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄの再啓開リフトタイミングを二点鎖線で、それぞれ示している。

この場合、高温の排気燃焼ガスを、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に供給される混合気と混合させるので、当該混合気の温度が高くなる。つまり、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気の温度が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。

したがって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気との温度差でもって、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの間の温度差を相殺することが可能になる。つまり、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせることが可能になる。

このようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。

以下、上記実施形態３の応用例を説明する。

（１）上記構成において、バルブタイミング調整機構３０Ａ〜３０Ｄはインテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄを動作させない構成であってもよい。また、上記構成において、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃに関係するバルブタイミング調整機構３０Ｂ，３０Ｃをなくしてもよい。

（２）例えば、吸気工程において、すべてのエキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄを開くようにしたうえで、図１０に示すように、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄの再啓開リフト量を、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃの再啓開リフト量に比べて多めにしてもよい。

図１０において、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの基本開閉タイミングを実線で、インテークバルブ１７Ａ〜１７Ｄの基本開閉タイミングを一点鎖線で、１番エキゾーストバルブ１８Ａおよび４番エキゾーストバルブ１８Ｄの再啓開リフトタイミングを二点鎖線で、２番エキゾーストバルブ１８Ｂおよび３番エキゾーストバルブ１８Ｃの再啓開リフトタイミングを破線でそれぞれ示している。

この場合、すべての燃焼室９Ａ〜９Ｄに排気燃焼ガスを吸入させているものの、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄへの排気燃焼ガスの吸入量が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃへの排気燃焼ガスの吸入量よりも多くなる。これにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９内の混合気の温度が２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。したがって、上記同様の作用、効果を得ることができる。

なお、ここでは、エキゾーストバルブ１８Ａ〜１８Ｄの再啓開リフト量に差をつけた例を挙げているが、図１１に示すように、あるいは再啓開リフト期間に差をつけるようにしてもよい。

＜実施形態４＞
図１２および図１３を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態４を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。

この実施形態４では、上記実施形態１の内部ＥＧＲ手段の替わりに、外部ＥＧＲ手段を備えている。

外部ＥＧＲ手段は、各吸気管１５ａ〜１５ｄとエキゾーストマニホールド１６に連結される排気管に個別に連通連結されるＥＧＲ管４１Ａ〜４１Ｄと、ＥＧＲ管４１Ａ〜４１Ｄそれぞれに設置されるＥＧＲバルブ４２Ａ〜４２Ｄ、クーラ４３Ａ〜４３ＤならびにＥＧＲ温度センサ４４Ａ〜４４Ｄとを有する構成になっている。

そして、コントローラ１０でもって、吸気工程において、エキゾーストマニホールド１６へ排出された排気燃焼ガス（外部ＥＧＲ）を適宜の吸気管１５ａ〜１５ｄに送ることにより、吸気管１５ａ〜１５ｄ内に供給される混合気に排気燃焼ガスを混合させて、適宜の燃焼室９Ａ〜９Ｄへ供給する混合気の温度を高めるようにする。

具体的に、吸気工程において、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄに対応するＥＧＲバルブ４２Ａ，４２Ｄのみを開くことにより、エキゾーストマニホールド１６の１番排気管１６ａおよび４番排気管１６ｄ内の排気燃焼ガスを、１番ＥＧＲ管４１Ａおよび４番ＥＧＲ管４１Ｄを介して１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄへ送るようにする。

この場合、吸気工程において１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄに供給される混合気が、前記高温の排気燃焼ガスと混合することになるので、混合気の温度が高められる。これにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄへ供給する混合気の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃへ供給する混合気の温度よりも高くなる。

なお、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃのＥＧＲバルブ４２Ｂ，４２Ｃは閉じて、排気燃焼ガスを２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃへ送らないようにしている。

したがって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄへ供給する混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃへ供給する混合気との温度差でもって、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの間の温度差を相殺することが可能になる。つまり、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせることが可能になる。

このようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。

以下、上記実施形態４の応用例を説明する。

（１）上記構成において、２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃに関係するＥＧＲ管４１Ｂ，４１Ｃと、ＥＧＲバルブ４２Ｂ，４２Ｃと、クーラ４３Ｂ，４３Ｃと、ＥＧＲ温度センサ４４Ｂ，４４Ｃをなくしてもよい。

（２）例えば、吸気工程において、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄへ排気燃焼ガスを送るようにしたうえで、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄへの排気燃焼ガスの送り量を、２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃへの排気燃焼ガスの送り量に比べて多めにしてもよい。

具体的に、コントローラ１０で、すべてのＥＧＲバルブ４２Ａ〜４２Ｄを開くようにしたうえで、１番ＥＧＲバルブ４２Ａおよび４番ＥＧＲバルブ４２Ｄの開度を、２番ＥＧＲバルブ４２Ｂおよび３番ＥＧＲバルブ４２Ｃの開度に比べて大きくするように制御する。ただし、吸気管１５Ａ〜１５Ｄに送る外部ＥＧＲの温度は一定とする。

この場合、すべての吸気管１５ａ〜１５ｄへ排気燃焼ガスを送るようにしているものの、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄへの排気燃焼ガスの送り量が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃへの燃焼ガスの送り量よりも多くなる。これにより、１番吸気管１５ａおよび４番吸気管１５ｄ内の混合気の温度が２番吸気管１５ｂおよび３番吸気管１５ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。したがって、上記同様の作用、効果を得ることができる。

（３）上記（２）では、排気燃焼ガスの送り量に差をつけたが、吸気管１５ａ〜１５ｄへ送る排気燃焼ガスの温度に差をつけるようにしてもよい。この場合、各クーラ４３Ａ〜４３Ｄをコントローラ１０で制御する。コントローラ１０は、ＥＧＲ温度センサ４４Ａ〜４４Ｄからの検出出力に基づき、このＥＧＲ温度センサ４４Ａ〜４４Ｄからの検出出力を目標値に一致あるいは略一致させるように各クーラ４３Ａ〜４３Ｄを個別にフィードバック制御するものとすることができる。もちろん、コントローラ１０は、諸々の条件を加味して各クーラ４３Ａ〜４３Ｄを個別にフィードフォワード制御するものとしてもよいし、両制御を組み合わせた制御を行うものとしてもよい。

＜実施形態５＞
図１４を参照して、本発明に係る多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン１の実施形態５を説明する。なお、予混合圧縮自着火式エンジン１の基本構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は割愛する。

この実施形態５では、上記実施形態１での内部ＥＧＲ手段をなくし、燃焼室９Ａ〜９Ｄからの燃焼ガスの排出量を個別に調整することによって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内における燃焼ガスの残留量と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内における燃焼ガスの残留量とに差をつけるようにしていることに特徴がある。

具体的に、エキゾーストマニホールド１６の１番排気管１６ａおよび４番排気管１６ｄの排気抵抗を、２番排気管１６ｂおよび３番排気管１６ｃの排気抵抗に比べて大きくする。

なお、エキゾーストマニホールド１６の各排気管１６ａ〜１６ｄの排気抵抗は、その口径Ｒ１〜Ｒ４を個別に特定することによって個別に調整する。なお、図示していないが、各排気管１６ａ〜１６ｄの管長を個別に特定することによっても、排気抵抗を個別に調整することができる。

この場合、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄからの燃焼ガスの排出量が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃからの燃焼ガスの排出量よりも少なくなるので、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内における燃焼ガスの残留量が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内における燃焼ガスの残留量よりも多くなる。

これにより、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に残留させた高温の燃焼ガスが、次の吸気工程で１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内に供給される混合気と混合されることになるので、当該混合気の温度が高くなる。つまり、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気の温度が、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気の温度に比べて高くなる。

したがって、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄ内の混合気と、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃ内の混合気との温度差でもって、比較的放熱しやすい１番気筒２ａおよび４番気筒２ｄと、比較的放熱しにくい２番気筒２ｂおよび３番気筒２ｃとの間の温度差を相殺することが可能になる。つまり、前記混合気の温度差を調整することにより、２番燃焼室９Ｂおよび３番燃焼室９Ｃの圧縮端温度を基準として、１番燃焼室９Ａおよび４番燃焼室９Ｄの圧縮端温度を合わせることが可能になる。

このようにすれば、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとの圧縮端温度を揃えることができるので、燃焼室９Ａ〜９Ｄごとにおける圧縮自着火時期のばらつきを低減できるようになる。そのため、サイクル効率ならびに熱効率を向上できて、ノッキングおよび失火の回避ならびにＮＯｘ発生量の低減に貢献できる。

ところで、上述した１番排気管１６ａおよび４番排気管１６ｄの排気抵抗と２番排気管１６ｂおよび３番排気管１６ｃの排気抵抗との大小関係は、相対的なものであるから、従来一般的な排気管による排気抵抗を基準として考えた場合、この基準に対し、１番排気管１６ａおよび４番排気管１６ｄの排気抵抗を小さくするか、あるいは２番排気管１６ｂおよび３番排気管１６ｃの排気抵抗を大きくするかは任意である。

本発明に係る実施形態１を示す概略構成図である。 図１のエンジンを模式的に示す平面図である。 図２の（３）−（３）線断面の矢視図である。 実施形態１において、インテークバルブおよびエキゾーストバルブの開閉タイミングの関係を示すグラフである。 実施形態１の応用例で、図４に対応するグラフである。 本発明に係る実施形態２で、図４に対応するグラフである。 実施形態２の応用例１で、図６に対応するグラフである。 実施形態２の応用例２で、図６に対応するグラフである。 本発明に係る実施形態３で、図４に対応するグラフである。 実施形態３の応用例１で、図９に対応するグラフである。 実施形態３の応用例２で、図９に対応するグラフである。 本発明に係る実施形態４で、図１に対応する図である。 実施形態４で、図３に対応する図である。 本発明に係る実施形態５で、図２に対応する図である。

符号の説明

１ エンジン
２ シリンダブロック
２ａ １番気筒
２ｂ ２番気筒
２ｃ ３番気筒
２ｄ ４番気筒
６Ａ １番ピストン
６Ｂ ２番ピストン
６Ｃ ３番ピストン
６Ｄ ４番ピストン
９Ａ １番燃焼室
９Ｂ ２番燃焼室
９Ｃ ３番燃焼室
９Ｄ ４番燃焼室
１０ コントローラ
１５ 吸気サージタンク
１５ａ １番吸気管
１５ｂ ２番吸気管
１５ｃ ３番吸気管
１５ｄ ４番吸気管
１９Ａ〜１９Ｄ 吸気温度センサ
２１ エアフィルタ
２２ スロットル
２３ ミキサー
２４ ヒータ
２５ 燃料供給路
２６ ガスインジェクタ

Claims (12)

1. 複数の気筒を有し、燃料と空気とを予め混合した混合気を前記複数の気筒の燃焼室ごとに供給して、各燃焼室内で混合気を圧縮自着火させて燃焼する方式のエンジンにおいて、
   少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気を燃焼ガスを利用して加熱することにより、前記比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気の温度を、比較的放熱しにくい気筒の燃焼室内に閉じ込める混合気の温度に比べて高くするよう構成していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
2. 請求項１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内に燃焼ガスの一部を、次の吸気工程まで残留させる内部ＥＧＲ手段を有していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
3. 請求項２に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   前記内部ＥＧＲ手段は、エキゾーストバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成され、
   前記制御手段は、排気工程において比較的放熱しやすい気筒のエキゾーストバルブを予め決定している基本閉時期より早く閉じる早閉じ動作を行うことを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
4. 請求項１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室内の燃焼ガスの一部を、排気工程の終了前に該燃焼室と連通する吸気管へ一旦押し出す内部ＥＧＲ手段を有していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
5. 請求項４に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   前記内部ＥＧＲ手段は、インテークバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成され、
   前記制御手段は、排気工程の終了前に少なくとも放熱しやすい気筒のインテークバルブを開くプレリフト動作を行うとともに、当該プレリフト動作によるプレリフト量あるいはプレリフト期間を管理するものであることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
6. 請求項１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   吸気工程において少なくとも放熱しやすい気筒の燃焼室に、排気管内に存在する排気燃焼ガスを吸入させる内部ＥＧＲ手段を有していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
7. 請求項６に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   前記内部ＥＧＲ手段は、エキゾーストバルブの開閉時期を個別に調整するバルブタイミング調整機構と、このバルブタイミング調整機構を制御する制御手段とから構成され、
   前記制御手段は、吸気工程において少なくとも放熱しやすい気筒のエキゾーストバルブを一時的に開く再啓開動作を行うとともに、当該再啓開動作によるエキゾーストバルブのリフト量あるいはリフト期間を管理するものであることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
8. 請求項１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   吸気工程において少なくとも比較的放熱しやすい気筒の吸気管に、排気管内に存在する排気燃焼ガスを送る外部ＥＧＲ手段を有していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
9. 請求項８に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
   前記外部ＥＧＲ手段は、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の排気管と吸気管とを連通連結するＥＧＲ管と、このＥＧＲ管に配置されるＥＧＲバルブと、このＥＧＲバルブの開閉動作を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、吸気工程において前記少なくとも比較的放熱しやすい気筒のＥＧＲバルブを開く外部ＥＧＲ動作を行うものであることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
10. 請求項８に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
    前記外部ＥＧＲ手段は、少なくとも比較的放熱しやすい気筒の排気管と吸気管とを連通連結するＥＧＲ管と、このＥＧＲ管に配置されるＥＧＲバルブと、ＥＧＲ管においてＥＧＲバルブより吸気管側に配置されるＥＧＲ温度検出手段と、ＥＧＲ管においてＥＧＲバルブより排気管側に配置されて外部ＥＧＲの温度を調整する温度調整手段と、前記ＥＧＲバルブの開閉動作および前記温度調節手段による温度調整動作を制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、吸気工程においてＥＧＲ温度検出手段の検出出力に基づき前記ＥＧＲバルブを開くとともに、ＥＧＲ温度検出手段の検出出力に基づき前記温度調整手段により外部ＥＧＲの温度を調整する外部ＥＧＲ動作を行うものであることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
11. 請求項１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
    排気工程において少なくとも比較的放熱しやすい気筒の燃焼室に、燃焼ガスの一部を残留させるよう、比較的放熱しやすい気筒の排気管の排気抵抗を、比較的放熱しにくい気筒の排気管の排気抵抗に比べて大きく設定していることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。
12. 請求項１１に記載の多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジンにおいて、
    前記排気管の排気抵抗は、排気管の口径または管長によって調整されていることを特徴とする多気筒型の予混合圧縮自着火式エンジン。

Images