JP2007138905A

JP2007138905A - 内部ｅｇｒシステム付き４サイクルエンジン及びその製造方法

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Publication number: JP2007138905A
Application number: JP2005337561A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Endo; 浩之遠藤; Takeshi Fujisawa; 健士藤澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: JP4444200B2

Abstract

【課題】シリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを抑制して、前記排気温度のばらつきによる熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止するとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避可能とする内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供する。
【解決手段】内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの４サイクルエンジンの製造方法において、予め推定したサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する吸気カムを供試エンジンに組み込み、該供試エンジンでの各シリンダの排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該算出値が許容ばらつき量以内になる目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、該目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された吸気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として４サイクルディーゼルエンジン及び４サイクガスエンジンに適用され、排気行程時に吸気弁を吸気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせ、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流し、あるいは吸気行程時に排気弁を排気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせて排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させる内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンの製造方法に関する。

４サイクルディーゼルエンジン、４サイクガスエンジン等においては、排気行程時に吸気弁を吸気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせ、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流する吸気弁サブリフト方式、あるいは吸気行程時に排気弁を排気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させる排気弁サブリフト方式、からなる内部ＥＧＲシステムを備えたエンジンが提供されている。

かかる内部ＥＧＲシステムを備えたエンジンに関する技術の１つに、特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）にて提供された技術がある。
前記特許文献１の技術においては、吸気通路に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、排気行程の終了直前に吸気制御弁よりも先に吸気弁を開き、負圧になっている吸気通路内にピストンの上昇によって燃焼ガス（ＥＧＲガス）を押し込み、吸気行程時にＥＧＲガス混入の吸気を燃焼室内に還流し、前記吸気制御弁を吸気弁の開閉時期と関連させるとともにエンジン負荷、エンジン回転数等のエンジン運転条件によって開閉制御して、吸気制御弁と吸気弁との間の圧力（負圧）を制御して内部ＥＧＲ量を所望の値に制御している。
また、かかる技術においては、吸気弁のサブリフト量あるいはサブリフト期間あるいはサブリフトの主リフトとの位相（主リフトからの進角量）、並びに、各シリンダ毎の排気弁のサブリフト量あるいはサブリフト期間は、エンジン出力、エンジン回転数等のエンジン性能から一義的に設定されている。

特開平７−１３３７２６号公報

内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンは、前記のように、吸気弁サブリフト方式と排気弁サブリフト方式との２つの内部ＥＧＲシステムが用いられている。
前記吸気弁サブリフト方式では吸気弁を１サイクルにつき主リフトとサブリフトの２回、排気弁サブリフト方式では排気弁を１サイクルにつき主リフトとサブリフトの２回それぞれ開弁するため、次のような解決すべき課題を抱えている。

吸気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンにおいては、吸気弁サブリフトのサブリフト量を大きくしあるいはサブリフト期間を長くすると、内部ＥＧＲ量が増加して圧縮始めの吸気温度が上昇するため排気温度が上昇する。
また、吸気弁サブリフトの主リフトからの進角量を大きくすると（早期にサブリフトすると）、高温の燃焼ガスが内部ＥＧＲに供されるため圧縮始めの吸気温度が上昇して排気温度が上昇する。

然るに、前記内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダのエンジンにおいては、内部ＥＧＲ量あるいは内部ＥＧＲガス温度を各シリンダ毎に正確に制御するのは実質的に困難であるため、各シリンダ間に内部ＥＧＲ量あるいは内部ＥＧＲガス温度のばらつきが発生し易い傾向にある。
各シリンダ間における内部ＥＧＲ量あるいは内部ＥＧＲガス温度のばらつきが発生すると、前記のように、圧縮始めの吸気温度およびこれに従う排気温度のばらつきが発生する。そして排気温度のばらつきに伴って排気温度が高くなるシリンダでは、熱負荷の増大によってシリンダヘッド等の燃焼室構成部材の割れが発生するおそれがあり、あるいは熱負荷の増大に対処して排気温度を下げるため当該シリンダの燃料噴射量を減ずる等の出力制限を取らざるを得ない事態となる。

尚、前記特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）にて提供された技術は、排気行程時に、吸気弁を吸気行程時の主リフトとは離れて微小量サブリフトさせ、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流するようにした内部ＥＧＲシステムをそなえた４サイクルエンジンが開示されているにとどまり、前記のような内部ＥＧＲと排気温度のばらつきとの関係に伴う問題を解決する手段は示されていない。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、シリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを抑制して、前記排気温度のばらつきによる熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止するとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避可能とする内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供することを目的とする。

前述のように、吸気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンにおいては、吸気弁サブリフトのサブリフト量を大きくしあるいはサブリフト期間を長くすると、内部ＥＧＲ量が増加して圧縮始めの吸気温度が上昇するため排気温度が上昇する。
また、吸気弁サブリフトの主リフトからの進角量を大きくすると（早期にサブリフトすると）、高温の燃焼ガスが内部ＥＧＲに供されるため圧縮始めの吸気温度が上昇して排気温度が上昇する。
また、排気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンにおいては、排気弁サブリフトのサブリフト量を大きくしあるいはサブリフト期間を長くすると、内部ＥＧＲ量が増加して圧縮始めの吸気温度が上昇するため排気温度が上昇する。

本発明はかかる知見に基づくもので、排気行程時に吸気行程時の吸気弁の主リフトとは離れて該吸気弁を微小量サブリフトさせて、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込んで吸気に混入させ、該燃焼ガスを前記吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流する内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する吸気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、該目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された吸気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする（請求項１）。
かかる発明において、好ましくは、前記目標サブリフト量あるいはサブリフト期間の抽出にあたり、前記吸気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返す（請求項２）。

かかる発明によれば、予め推定したサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する吸気カムを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、吸気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返して、目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、この目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された吸気カムを製作して、内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。

これにより、内部ＥＧＲ付きエンジンのシリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを許容ばらつき量以内に抑制することが可能となり、かかる排気温度のばらつきのピーク排気温度による熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止できるとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避することができる。

また本発明は、前記内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトの前記主リフトからのサブリフト進角量を有する吸気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト進角量を抽出し、該目標サブリフト進角量に設定された吸気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする（請求項３）。

かかる発明において、好ましくは、前記目標サブリフト進角量の抽出にあたり、前記吸気カムの進角量を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返す（請求項４）。

かかる発明によれば、予め推定したサブリフト進角量を有する吸気カムを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、吸気カムのサブリフト進角量を変化させて、排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返して、目標サブリフト進角量を抽出し、この目標サブリフト進角量に設定された吸気カムを製作して、内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。

また本発明は、吸気行程時に排気行程時の排気弁の主リフトとは離れて該排気弁を微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させる複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する排気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、該目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された排気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする（請求項５）。

かかる発明において、好ましくは、前記目標サブリフト量あるいはサブリフト期間の抽出にあたり、前記排気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返す（請求項６）。

かかる発明によれば、予め推定したサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する排気カムを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、排気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返して、目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、この目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された排気カムを製作して、内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。

また、以上の製造方法によって製造されたエンジンの発明は、吸気弁あるいは排気弁の主リフトとは離れて該吸気弁あるいは排気弁を所定の時期に微小量サブリフトさせて、燃焼ガスの一部を燃焼室に還流するように構成された内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの４サイクルエンジンにおいて、前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間あるいは主リフトからのサブリフト進角量のいずれかひとつまたは全部を、各シリンダ間の排気温度のばらつき量が許容ばらつき量以内になるように設定したことを特徴とする（請求項７）。

本発明によれば、予め推定したサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する吸気カムを組み込んだ供試エンジンの運転による排気温度の計測値から算出した排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、吸気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、この目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された吸気カムを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込み、
あるいは、予め推定したサブリフト進角量を有する吸気カムを組み込んだ供試エンジンの運転による排気温度の計測値から算出した排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、吸気カムのサブリフト進角量を変化させて目標サブリフト進角量を抽出し、この目標サブリフト進角量に設定された吸気カムを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込み、
あるいは、予め推定したサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する排気カムを組み込んだ供試エンジンの運転による排気温度の計測値から算出した排気温度のばらつき量の算出値と許容ばらつき量とを対比する動作を、排気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、この目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された排気カムを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図７は本発明が適用される４サイクルディーゼルエンジンにおける吸、排気弁周りのシリンダ中心線に沿う断面図、図８は吸，排気気装置のエンジン周りの配置を示す平面構成図である。
図７〜８において、１００はエンジン（４サイクルディーゼルエンジン）で、この実施例では４シリンダの４サイクルディーゼルエンジンを示し、１は該エンジン１００のシリンダ、１ａは該シリンダ１内に形成された燃焼室、５０はピストンである。
２０はシリンダヘッド、５は各シリンダヘッド２０に形成された吸気ポート、２は各吸気ポート５を開閉する吸気弁、７は前記各吸気ポート５に接続される吸気枝管、４は４シリンダ分の前記吸気枝管７が接続される吸気マニホールドである。
６は各シリンダヘッド２０に形成された排気ポート、３は前記各排気ポート６を開閉する排気弁、９は前記各排気ポート６に接続される排気枝管である。８は４シリンダ分の前記排気枝管９が接続される排気マニホールドである。

１４は図示しないクランク軸に連動される吸気カム軸、１４ａは該吸気カム軸１４に形成された吸気カム、１５は図示しないクランク軸に連動される排気カム軸、１５ａは該排気カム軸１５に形成された排気カムである。９は吸気弁タペット、１０は吸気弁ばね、１１は吸気弁ばね受、１２は排気弁タペット、１３は排気弁ばねであり（排気弁ばね受は図示省略）、これらにより動弁装置を構成する。
かかる動弁装置において、図示しないクランク軸により、前記吸気カム軸１４及び吸気カム１４ａが回転駆動されて吸気弁タペット９を介して、前記吸気弁５が各吸気ポート５を開閉し、前記クランク軸により排気カム軸１５及び排気カム１５ａが回転駆動されて排気弁タペット１２を介して、前記排気弁６が各排気ポート６を開閉する。

かかる４サイクルディーゼルエンジンにおいて、図示しない過給機のコンプレッサから圧送された吸気（空気）は、前記吸気マニホールド４に入り、該吸気マニホールド４から各シリンダの吸気枝管７及び吸気ポート５に分配され、吸気弁２の開弁により燃焼室１ａ
内に導入される。
また、前記各燃焼室１ａでの着火燃焼後の排気ガスは、前記排気弁３の開弁により排気ポート６及び排気枝管９を通って排気マニホールド８に溜められてから、過給機に送り込まれて該過給機のタービンを駆動する。
本発明は、以上のような４サイクルエンジンにおける内部ＥＧＲシステムの改良に係るものである。

図４は本発明の第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムの吸、排気弁タイミング線図である。
４サイクルエンジンにおける吸気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムにおいては、図４に示されるように、排気行程時に、吸気弁２を、吸気行程時の主リフトＩｎとは離れて微小量サブリフトＩｓさせて燃焼室１ａ内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを前記吸気弁２の主リフトＩｎによる開弁時に燃焼室１ａに還流する。
図４は、たとえば４シリンダエンジンにおける♯１シリンダ及び♯２シリンダの吸、排気弁タイミング線図を示し、図において、♯１シリンダのサブリフト量をＨ１、サブリフト期間をΔθ１、♯２シリンダのサブリフト量をＨ２、サブリフト期間をΔθ２で示している。

図１は本発明の第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダ４サイクルエンジンであって、図４に示される吸、排気弁タイミング線図をそなえた４サイクルエンジンの、サブリフト量及びサブリフト期間と排気温度のばらつきとを用いた製造手順を示すフロー図である。

図１において、
先ず、製作予定エンジンに近いエンジン諸元を有する内部ＥＧＲシステム付きエンジンについて、図３に示されるような、吸気弁２のサブリフト量Ｈ及びサブリフト期間Δθと排気温度Ｔとの関係の目標線図（Ａ）に基づきサブリフト（以下、この第１実施例においては、サブリフト量Ｈ及びサブリフト期間Δθをサブリフトと総称する）の第１次設定値をそなえた吸気カム１４ａ（具体的にはこの吸気カム１４ａをそなえた吸気カム軸１４）を製作する（ステップ（１））。
次いで、前記吸気カム１４ａをそなえた吸気カム軸１４を供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測する（ステップ（２））。

次いで、前記排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算する（ステップ（３））。
次いで、前記排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と、予め設定した許容ばらつき量つまり複数のシリンダ間における排気温度のばらつき量の許容値ΔＴ０とを比較して、該ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内にあるか否か（図３参照）を判断する（ステップ（４））。
そして、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０よりも大きく該許容値ΔＴ０の範囲内にない（ΔＴ１＞ΔＴ０）場合は、図３に示される目標線図（Ａ）から、サブリフトの次の設定値（第２次設定値）を抽出する（ステップ（５））。
一方、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内にある（ΔＴ１≦ΔＴ０）場合は、前記サブリフトの第１次設定値を採用した吸気カム１４ａを設計，製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込む（ステップ（７））。

前記ステップ（５）において抽出されたサブリフトの次の設定値（第２次設定値）をそなえた吸気カム１４ａを有する吸気カム軸１４を製作し、供試エンジンに組み込んで該供試エンジンを運転し、各シリンダの排気温度Ｔを計測する（ステップ（６））。
以下、前述のような排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と許容ばらつき量ΔＴ０とを対比する動作を、吸気カム１４ａのサブリフトを変化させ、排気温度Ｔのばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返し、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内になった（ΔＴ１≦ΔＴ０）とき、当該サブリフトを採用した吸気カム１４ａを設計，製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込む（ステップ（７））。

以上の第１実施例によれば、予め推定したサブリフト（サブリフト量あるいはサブリフト期間）を有する吸気カム１４ａを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と許容ばらつき量ΔＴ０とを対比する動作を、吸気カム１４ａのサブリフトを変化させて、前記排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返して、目標サブリフトを抽出し、この目標サブリフトに設定された吸気カム１４ａを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。
これにより、内部ＥＧＲ付きエンジンのシリンダ１間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを許容ばらつき量ΔＴ０以内に抑制することが可能となり、かかる排気温度のばらつきのピーク排気温度による熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止できるとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避することができる。

図５は本発明の第２実施例における吸、排気弁タイミング線図である。
４サイクルエンジンにおける吸気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムにおいては、吸気行程時の吸気弁２の主リフトＩｎとは離れて排気行程時に吸気弁２を微小量サブリフトＩｓさせて燃焼室１ａ内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み吸気に混入させ、該燃焼ガスを前記吸気弁２の主リフトＩｎによる開弁時に燃焼室１ａに還流する。
図５は、たとえば４シリンダエンジンにおける♯１シリンダ及び♯２シリンダの吸、排気弁タイミング線図を示し、図において、♯１シリンダのサブリフト量をＨ、サブリフトＩｓ始めの主リフトＩｎ始めに対する進角量つまりサブリフト進角量をθ１、♯２シリンダのサブリフト量をＨ、サブリフトＩｓ始めの主リフトＩｎ始めに対する進角量つまりサブリフト進角量をθ２で示している。

図２は本発明の第２実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダ４サイクルエンジンであって、図５に示される吸、排気弁タイミング線図をそなえた４サイクルエンジンの、サブリフト進角量と排気温度のばらつきとを用いた製造手順を示すフロー図である。
図２において、
先ず、製作予定エンジンに近いエンジン諸元を有する内部ＥＧＲシステム付きエンジンについて、図３に示されるような、吸気弁２のサブリフト進角量θと排気温度Ｔとの関係の目標線図（Ａ）に基づきサブリフト進角量θの第１次設定値をそなえた吸気カム１４ａ（具体的にはこの吸気カム１４ａをそなえた吸気カム軸１４）を製作する（ステップ（１））。
次いで、前記吸気カム１４ａをそなえた吸気カム軸１４を供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測する（ステップ（２））。

次いで、前記排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算する（ステップ（３））。
次いで、前記排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と、予め設定した許容ばらつき量つまり複数のシリンダ間における排気温度のばらつき量の許容値ΔＴ０とを比較して、該ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内にあるか否かを判断する（ステップ（４））。
そして、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０よりも大きく該許容値ΔＴ０の範囲内にない（ΔＴ１＞ΔＴ０）場合は、図３に示される目標線図（Ａ）から、サブリフト進角量θの次の設定値（第２次設定値）を抽出する（ステップ（５））。
一方、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内にある（ΔＴ１≦ΔＴ０）場合は、前記サブリフト進角量θの第１次設定値を採用した吸気カム１４ａを設計，製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込む（ステップ（７））。

前記ステップ（５）において抽出されたサブリフト進角量θの次の設定値（第２次設定値）をそなえた吸気カム１４ａを有する吸気カム軸１４を製作し、供試エンジンに組み込んで該供試エンジンを運転し、各シリンダの排気温度Ｔを計測する（ステップ（６））。
以下、前述のような排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と許容ばらつき量ΔＴ０とを対比する動作を、吸気カム１４ａのサブリフト進角量θを変化させ、排気温度Ｔのばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返し、前記ばらつき量の算出値ΔＴ１がばらつき量の許容値ΔＴ０の範囲内になった（ΔＴ１≦ΔＴ０）とき、当該サブリフト進角量θを採用した吸気カム１４ａを設計，製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込む（ステップ（７））。

以上の第２実施例によれば、予め推定したサブリフト進角量θを有する吸気カム１４ａを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度Ｔを計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と許容ばらつき量ΔＴ０とを対比する動作を、吸気カム１４ａのサブリフト進角量θを変化させて、排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返して、目標サブリフト進角量θ０を抽出し、この目標サブリフト進角量θ０に設定された吸気カム１４ａを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度を内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量ΔＴ０以内に保持することができる。

これにより、内部ＥＧＲ付きエンジンのシリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度ＴのばらつきΔＴ１を許容ばらつき量ΔＴ０以内に抑制することが可能となり、かかる排気温度Ｔのばらつきのピーク排気温度による熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止できるとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避することができる。

図６は本発明の第３実施例に係る内部ＥＧＲシステムの吸、排気弁タイミング線図である。
この第３実施例は、吸気行程時に排気行程時の排気弁３の主リフトＥｘとは離れて該排気弁３を微小量サブリフトＥｓさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室１ａ内に還流して吸気に混入させる排気弁サブリフト方式の内部ＥＧＲシステムに適用されるもので、図６は、たとえば４シリンダエンジンにおける♯１シリンダ及び♯２シリンダの吸、排気弁タイミング線図を示し、図において、♯１シリンダの排気弁サブリフト量をＨ３、サブリフト期間をΔθ３、♯２シリンダのサブリフト量をＨ４、サブリフト期間をΔθ４で示している。

かかる第３実施例における、排気弁サブリフト量及びサブリフト期間と排気温度のばらつきとを用いた製造手順は、図１に示される吸気弁の製造手順フロー図において吸気弁を排気弁に置き換えるのみで、製造手順は吸気弁の場合と同様である。
従って、かかる第３実施例においては、予め推定した排気弁３のサブリフト量Ｈ３あるいはサブリフト期間Δθ３を有する排気カム１５ａを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１が予め設定した許容ばらつき量ΔＴ０以内になる目標サブリフト量Ｈ０あるいはサブリフト期間Δθ０を抽出し、該目標サブリフト量Ｈ０あるいはサブリフト期間Δθ０に設定された排気カム１５ａを製作してエンジンに組み込む。

そして、前記目標サブリフト量Ｈ０あるいはサブリフト期間Δθ０の抽出にあたっては、前記排気カム１５ａのサブリフト量Ｈあるいはサブリフト期間Δθを変化させて前記排気温度を計測し、前記排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と前記許容ばらつき量ΔＴ０との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返す。

かかる第３実施例によれば、予め推定したサブリフト量Ｈあるいはサブリフト期間Δθを有する排気カム１５ａを組み込んだ供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量ΔＴ１を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１と許容ばらつき量ΔＴ０とを対比する動作を、排気カム１５ａのサブリフト量Ｈあるいはサブリフト期間Δθを変化させて、排気温度のばらつき量の算出値ΔＴ１が前記許容ばらつき量ΔＴ０以内になるまで繰り返して、目標サブリフト量Ｈ０あるいはサブリフト期間Δθ０を抽出し、この目標サブリフト量Ｈ０あるいはサブリフト期間Δθ０に設定された排気カム１５ａを製作して内部ＥＧＲシステム付きエンジンに組み込むので、該エンジンの各シリンダの排気温度Ｔを内部ＥＧＲ量に影響されることなく、常時許容ばらつき量以内に保持することができる。

これにより、内部ＥＧＲ付きエンジンのシリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを許容ばらつき量ΔＴ０以内に抑制することが可能となり、かかる排気温度のばらつきのピーク排気温度による熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止できるとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避することができる。

本発明によれば、シリンダ間における内部ＥＧＲに起因する排気温度のばらつきを抑制して、前記排気温度のばらつきによる熱負荷の増大及びこれに伴う燃焼室構成部材の割れの発生を防止するとともに、熱負荷の増大に対処するためのエンジン出力制限を回避可能とする内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供できる。

本発明の第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダ４サイクルエンジンの、サブリフト量及びサブリフト期間と排気温度のばらつきとを用いた製造手順を示すフロー図である。本発明の第２実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダ４サイクルエンジンの、サブリフト進角量と排気温度のばらつきとを用いた製造手順を示すフロー図である。前記第１，第２実施例における係る内部ＥＧＲシステムのサブリフト諸元と排気温度との関係線図である。前記第１実施例に係る内部ＥＧＲシステムの吸、排気弁タイミング線図である。前記第２実施例における吸、排気弁タイミング線図である。本発明の第３実施例に係る内部ＥＧＲシステムを備えた多シリンダ４サイクルエンジンの吸、排気弁タイミング線図である。本発明が適用される４サイクルディーゼルエンジンにおける吸、排気弁周りのシリンダ中心線に沿う断面図である。本発明が適用される多シリンダ（４シリンダ）４サイクルエンジン吸，排気気装置のエンジン周りの配置を示す平面構成図である。

符号の説明

１シリンダ
１ａ燃焼室
２吸気弁
３排気弁
４吸気マニホールド
５吸気ポート
６排気ポート
７吸気枝管
８排気マニホールド
９排気枝管
１４吸気カム軸
１４ａ吸気カム
１５排気カム軸
１５ａ排気カム
２０シリンダヘッド
１００エンジン（４サイクルディーゼルエンジン）
Ｊｎ吸気弁主リフト
Ｉｓ吸気弁サブリフト
Ｅｘ排気弁主リフト
Ｅｓ排気弁サブリフト

Claims

排気行程時に吸気行程時の吸気弁の主リフトとは離れて該吸気弁を微小量サブリフトさせて、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込んで吸気に混入させ、該燃焼ガスを前記吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流する内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する吸気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、該目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された吸気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
前記目標サブリフト量あるいはサブリフト期間の抽出にあたり、前記吸気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返すことを特徴とする請求項１記載の内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
排気行程時に吸気行程時の吸気弁の主リフトとは離れて該吸気弁を微小量サブリフトさせて、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込んで吸気に混入させ、該燃焼ガスを前記吸気弁の主リフトによる開弁時に燃焼室に還流する内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトの前記主リフトからのサブリフト進角量を有する吸気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト進角量を抽出し、該目標サブリフト進角量に設定された吸気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
前記目標サブリフト進角量の抽出にあたり、前記吸気カムの進角量を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返すことを特徴とする請求項３記載の内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
吸気行程時に排気行程時の排気弁の主リフトとは離れて該排気弁を微小量サブリフトさせて、排気通路内の排気ガスの一部を燃焼室内に還流して吸気に混入させる複数シリンダの内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法であって、予め推定した前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間を有する排気カムを用いて供試エンジンに組み込み、該供試エンジンを運転して各シリンダの排気温度を計測し、該排気温度の計測値により各シリンダ間の排気温度のばらつき量を算出し、該排気温度のばらつき量の算出値が予め設定した許容ばらつき量以内になる目標サブリフト量あるいはサブリフト期間を抽出し、該目標サブリフト量あるいはサブリフト期間に設定された排気カムを製作してエンジンに組み込むことを特徴とする内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
前記目標サブリフト量あるいはサブリフト期間の抽出にあたり、前記排気カムのサブリフト量あるいはサブリフト期間を変化させて、前記排気温度の計測及び排気温度のばらつき量の算出及び排気温度のばらつき量の算出値と前記許容ばらつき量との対比を、該排気温度のばらつき量の算出値が前記許容ばらつき量以内になるまで繰り返すことを特徴とする請求項５記載の内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジンの製造方法。
吸気弁あるいは排気弁の主リフトとは離れて該吸気弁あるいは排気弁を所定の時期に微小量サブリフトさせて、燃焼ガスの一部を燃焼室に還流するように構成された内部ＥＧＲシステムを備えた複数シリンダの４サイクルエンジンにおいて、前記サブリフトのサブリフト量あるいはサブリフト期間あるいは主リフトからのサブリフト進角量のいずれかひとつまたは全部を、各シリンダ間の排気温度のばらつき量が許容ばらつき量以内になるように設定したことを特徴とする内部ＥＧＲシステム付き４サイクルエンジン。