JP2522648Y2 - Two-cycle internal combustion engine - Google Patents

Two-cycle internal combustion engine

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JP2522648Y2
JP2522648Y2 JP1989055766U JP5576689U JP2522648Y2 JP 2522648 Y2 JP2522648 Y2 JP 2522648Y2 JP 1989055766 U JP1989055766 U JP 1989055766U JP 5576689 U JP5576689 U JP 5576689U JP 2522648 Y2 JP2522648 Y2 JP 2522648Y2
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valve
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internal combustion
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は2サイクル内燃機関に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a two-stroke internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

内燃機関において燃焼圧が急上昇すると燃焼騒音を発
生する。そこで燃焼圧が急上昇したときには点火時期を
遅らせて燃焼圧をゆるやかに上昇させ、それによって燃
焼騒音の発生を阻止するようにした内燃機関が公知であ
る(特開昭59-37272号公報参照)。
When the combustion pressure rises sharply in an internal combustion engine, combustion noise is generated. Therefore, there is known an internal combustion engine in which when the combustion pressure rises sharply, the ignition timing is delayed to gradually increase the combustion pressure, thereby preventing the generation of combustion noise (see JP-A-59-37272).

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが2サイクル内燃機関においては2サイクル内
燃機関特有の燃焼騒音が発生する。即ち、2サイクル内
燃機関では機関低負荷運転時には残留既燃ガスの量は多
いが既燃ガスの温度が低く、機関高負荷運転時には既燃
ガスの温度は高いが残留既燃ガスの量が少ない。従って
これらの負荷状態では残留既燃ガス全体の熱エネルギは
比較的小さい。これに対して機関中負荷運転時には残留
既燃ガス量が比較的多く、残留既燃ガスの温度も比較的
高いために残留既燃ガス全体の熱エネルギは最も大きく
なる。従って機関中負荷運転時には噴射燃料が残留既燃
ガスにより加熱されて急速に気化せしめられるために点
火作用が行われると燃料が急速に燃焼せしめられ、その
結果燃焼圧が急激に上昇するために燃料騒音が発生する
ことになる。このような燃焼圧の急上昇は点火時期を遅
くしても阻止することはできない。
However, in the two-cycle internal combustion engine, combustion noise peculiar to the two-cycle internal combustion engine is generated. That is, in a two-stroke internal combustion engine, the amount of residual burned gas is large but the temperature of burned gas is low during low engine load operation, and the temperature of burned gas is high but the amount of residual burned gas is low during high engine load operation. . Therefore, under these load conditions, the heat energy of the entire remaining burned gas is relatively small. On the other hand, at the time of engine middle load operation, the amount of residual burned gas is relatively large, and the temperature of the residual burned gas is also relatively high. Therefore, during engine middle load operation, the injected fuel is heated by the residual burned gas and rapidly vaporized, so that when the ignition action is performed, the fuel is rapidly burned, and as a result, the combustion pressure is rapidly increased. Noise will be generated. Such a rapid increase in combustion pressure cannot be prevented even if the ignition timing is delayed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本考案によれば2サイクル内燃機関において機関中負
荷運転時に残留既燃ガスによる燃料の加熱作用が原因と
なって燃焼圧が急上昇したときに発生する機関本体の振
動であってノッキング発生時の周波数よりも低い周波数
の振動を検出するための振動検出センサを機関本体に取
付け、機関排気通路と機関給気通路とを排気ガス再循環
通路を介して連結すると共にこの排気ガス再循環通路内
に振動検出センサの出力信号に応動する排気ガス再循環
制御弁を配置し、振動検出センサにより検出された機関
本体の振動レベルが予め定められた設定レベルを越えた
ときに排気ガス再循環制御弁を開弁せしめるようにして
いる。
According to the present invention, in a two-stroke internal combustion engine, the vibration of the engine body which occurs when the combustion pressure suddenly rises due to the heating action of the fuel by the residual burned gas during the engine middle load operation, and the frequency at which knocking occurs A vibration detection sensor for detecting vibration at a lower frequency is mounted on the engine body, the engine exhaust passage and the engine air supply passage are connected via an exhaust gas recirculation passage, and vibration is generated in the exhaust gas recirculation passage. An exhaust gas recirculation control valve responsive to the output signal of the detection sensor is provided, and the exhaust gas recirculation control valve is opened when the vibration level of the engine body detected by the vibration detection sensor exceeds a predetermined level. I'm trying to let you know.

〔作用〕[Action]

排気ガスを再循環させることによって燃焼室から排出
される高温残留既燃ガス量が増大し、その結果燃焼室内
に残留する既燃ガス全体の熱エネルギが減少する。
Recirculating the exhaust gas increases the amount of hot residual burned gas exhausted from the combustion chamber, thereby reducing the overall thermal energy of the burned gas remaining in the combustion chamber.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に2サイクル内燃機関の全体図を示す。第1図
を参照すると、1はシリンダブロック、2はシリンダブ
ロック1内において往復動するピストン、3はシリンダ
ブロック1上に固締されたシリンダヘッド、4はピスト
ン2とシリンダヘッド3間に形成された燃焼室、5は給
気弁、6は給気ポート、7は排気弁、8は排気ポート、
9は燃焼室4内に向けて燃料を圧縮空気と共に噴射する
エアブラスト弁を夫々示す。第2図に示されるようにシ
リンダヘッド3の内壁面中央部には点火栓24が配置され
る。給気ポート6は給気枝管10を介してサージタンク11
に連結され、サージタンク11は機関駆動の機械式過給機
12、給気ダクト13およびエアフローメータ14を介してエ
アクリーナ15に連結される。給気ダクト13内にはスロッ
トル弁16が配置される。
FIG. 1 shows an overall view of a two-cycle internal combustion engine. Referring to FIG. 1, 1 is a cylinder block, 2 is a piston reciprocating in the cylinder block 1, 3 is a cylinder head fixed on the cylinder block 1, and 4 is formed between the piston 2 and the cylinder head 3. Combustion chamber, 5 is an air supply valve, 6 is an air supply port, 7 is an exhaust valve, 8 is an exhaust port,
9 denotes air blast valves for injecting fuel together with the compressed air into the combustion chamber 4. As shown in FIG. 2, an ignition plug 24 is disposed at the center of the inner wall surface of the cylinder head 3. The air supply port 6 is connected to the surge tank 11 through the air supply branch 10.
And the surge tank 11 is an engine-driven mechanical turbocharger
12, connected to an air cleaner 15 via an air supply duct 13 and an air flow meter 14. A throttle valve 16 is arranged in the air supply duct 13.

第3図にはエアブラスト弁9の拡大断面図を示す。第
3図を参照するとエアブラスト弁9のハウジング30内に
はまっすぐに延びる圧縮空気通路31が形成され、この圧
縮空気通路31の先端部には燃焼室4(第1図)内に位置
するノズル口32が形成される。圧縮空気通路31内には開
閉弁33が配置され、この開閉弁33の外端部にはノズル口
32の開閉制御をする弁体34が一体形成される。ハウジン
グ30内には開閉弁33と共軸的に配置されかつ圧縮ばね35
によって開閉弁33に向けて付勢された可動コア36と、可
動コア36を吸引するためのソレノイド37が配置される。
開閉弁33の内端部は圧縮ばね38によって可動コア36の端
面に当接せしめられており、圧縮ばね38のばね力は圧縮
ばね35のばね力よりも強いので通常ノズル口32は開閉弁
33の弁体34によって閉鎖されている。ソレノイド37が付
勢されると可動コア36が開閉弁33の方向に移動し、その
結果開閉弁33の弁体34がノズル口32を開口せしめる。一
方、圧縮空気通路31からは圧縮空気通路31から斜めに延
びる圧縮空気通路39が分岐され、この圧縮空気通路39は
圧縮空気供給口40に連結される。ハウジング30には燃料
噴射弁41が取付けられ、この燃料噴射弁41のノズル孔42
からは燃料が圧縮空気通路39内に向けて噴射される。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the air blast valve 9. Referring to FIG. 3, a compressed air passage 31 extending straight is formed in the housing 30 of the air blast valve 9, and a nozzle located in the combustion chamber 4 (FIG. 1) is formed at the tip of the compressed air passage 31. A mouth 32 is formed. An on-off valve 33 is disposed in the compressed air passage 31, and a nozzle port is provided at an outer end of the on-off valve 33.
A valve body 34 for controlling the opening and closing of 32 is integrally formed. A compression spring 35 is disposed in the housing 30 coaxially with the on-off valve 33.
The movable core 36 urged toward the on-off valve 33 by the opening and the solenoid 37 for sucking the movable core 36 are arranged.
The inner end of the on-off valve 33 is brought into contact with the end face of the movable core 36 by a compression spring 38, and the spring force of the compression spring 38 is stronger than that of the compression spring 35.
It is closed by 33 valve bodies 34. When the solenoid 37 is energized, the movable core 36 moves in the direction of the on-off valve 33, and as a result, the valve element 34 of the on-off valve 33 opens the nozzle port 32. On the other hand, a compressed air passage 39 that extends obliquely from the compressed air passage 31 is branched from the compressed air passage 31, and the compressed air passage 39 is connected to a compressed air supply port 40. A fuel injection valve 41 is attached to the housing 30, and a nozzle hole 42 of the fuel injection valve 41 is provided.
From there, fuel is injected into the compressed air passage 39.

第1図に示されるようにエアフローメータ14とスロッ
トル弁16間の給気ダクト13からはエアブラスト用空気通
路17が分岐され、このエアブラスト用空気通路17は機関
駆動のベーンポンプ18および圧縮空気通路19を介して圧
縮空気分配室20に連結される。この圧縮空気分配室20は
各気筒に対して夫々設けられたエアブラスト弁9の圧縮
空気供給口40に連結される。圧縮空気通路19内には圧縮
空気分配室20内の圧縮空気圧を予め定められた一定圧に
維持するための調圧弁21が配置され、余分な圧縮空気は
圧縮空気返戻通路22を介して給気ダクト13内に返戻され
る。従ってエアブラスト弁9の圧縮空気通路31,39は一
定圧の圧縮空気によって満たされている。
As shown in FIG. 1, an air blast air passage 17 is branched from an air supply duct 13 between an air flow meter 14 and a throttle valve 16, and the air blast air passage 17 is an engine-driven vane pump 18 and a compressed air passage. It is connected to the compressed air distribution chamber 20 via 19. The compressed air distribution chamber 20 is connected to a compressed air supply port 40 of an air blast valve 9 provided for each cylinder. In the compressed air passage 19, a pressure regulating valve 21 for maintaining the compressed air pressure in the compressed air distribution chamber 20 at a predetermined constant pressure is arranged, and excess compressed air is supplied through a compressed air return passage 22. It is returned into the duct 13. Therefore, the compressed air passages 31, 39 of the air blast valve 9 are filled with compressed air of a constant pressure.

第4図に給気弁5および排気弁7の開弁期間、燃料噴
射弁41からの燃料噴射期間および開閉弁33の弁体34の開
弁期間、即ちエアブラスト弁9の開弁期間を示す。第4
図に示されるように第1図に示す実施例では排気弁7が
給気弁5よりも先に開弁し、先に閉弁する。また、第4
図に示されるように開閉弁33の弁体34が開弁する前に、
即ちエアブラスト弁9が開弁する前に燃料噴射弁41から
圧縮空気通路39内の圧縮空気内に向けて燃料が噴射され
る。次いでエアブラスト弁9が開弁するとノズル口32か
ら噴射燃料が圧縮空気と共に燃焼室4内に噴射される。
一方、第1図に示されるように排気弁7側の給気弁5の
開口を給気弁5の全開弁期間に亘って覆うマスク壁23が
シリンダヘッド3の内壁面上に形成される。従って給気
弁5が開弁すると新気は給気ポート6から排気弁7と反
対側の給気弁5の開口を通って燃焼室4内に供給され
る。その結果新気は矢印Sで示すように燃焼室4の周壁
面に沿って流れ、斯くして良好なループ掃気が行なわれ
ることになる。
FIG. 4 shows the opening period of the supply valve 5 and the exhaust valve 7, the period of fuel injection from the fuel injection valve 41, and the opening period of the valve body 34 of the on-off valve 33, that is, the opening period of the air blast valve 9. . 4th
As shown in the drawing, in the embodiment shown in FIG. 1, the exhaust valve 7 opens before the air supply valve 5 and closes first. Also, the fourth
Before the valve element 34 of the on-off valve 33 opens as shown in the figure,
That is, the fuel is injected from the fuel injection valve 41 into the compressed air in the compressed air passage 39 before the air blast valve 9 opens. Next, when the air blast valve 9 is opened, the injected fuel is injected into the combustion chamber 4 from the nozzle port 32 together with the compressed air.
On the other hand, as shown in FIG. 1, a mask wall 23 is formed on the inner wall surface of the cylinder head 3 so as to cover the opening of the air supply valve 5 on the exhaust valve 7 side during the full opening period of the air supply valve 5. Therefore, when the air supply valve 5 is opened, fresh air is supplied from the air supply port 6 into the combustion chamber 4 through the opening of the air supply valve 5 opposite to the exhaust valve 7. As a result, fresh air flows along the peripheral wall surface of the combustion chamber 4 as shown by the arrow S, and thus good loop scavenging is performed.

一方、第1図に示されるように各気筒の排気ポート8
は排気マニホルド50を介して三元触媒コンバータ51に連
結され、この三元触媒コンバータ51は排気管52、サブマ
フラ53、排気管54、メインマフラ55を介して排気管56に
連結される。この排気管56の出口部は大気に開放されて
いる。また、三元触媒コンバータ51下流の排気管52内に
は酸素濃度検出器57が取付けられ、この酸素濃度検出器
57の出力信号に基いて燃料噴射弁41からの燃料噴射が制
御される。排気管56からは排気ガス再循環(以下EGRと
称す)通路58が分岐され、このEGR通路58はスロットル
弁16と機械式過給機12間の給気ダクト13内に連結され
る。このEGR通路58内には電子制御ユニット60の出力信
号によりデューティー制御されるEGR制御弁59が配置さ
れる。このEGR制御弁59はデューティー化が大きくなる
につれて、即ちEGR制御弁59に供給されるパルスの発生
時間割合が増大するにつれて開口面積が増大する。
On the other hand, as shown in FIG.
Is connected to a three-way catalytic converter 51 via an exhaust manifold 50, and the three-way catalytic converter 51 is connected to an exhaust pipe 56 via an exhaust pipe 52, a sub-muffler 53, an exhaust pipe 54, and a main muffler 55. The outlet of the exhaust pipe 56 is open to the atmosphere. An oxygen concentration detector 57 is installed in the exhaust pipe 52 downstream of the three-way catalytic converter 51.
The fuel injection from the fuel injection valve 41 is controlled based on the output signal of 57. An exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage 58 is branched from the exhaust pipe 56, and the EGR passage 58 is connected to the inside of the air supply duct 13 between the throttle valve 16 and the mechanical supercharger 12. In the EGR passage 58, an EGR control valve 59 whose duty is controlled by an output signal of the electronic control unit 60 is arranged. The opening area of the EGR control valve 59 increases as the duty ratio increases, that is, as the generation time ratio of the pulse supplied to the EGR control valve 59 increases.

電子制御ユニット60はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス61によって相互に接続されたROM(リ
ードオンリメモリ)62、RAM(ランダムアクセスメモ
リ)63、CPU(マイクロプロセッサ)64、入力ポート65
および出力ポート66を具備する。シリンダヘッド3には
機関本体の振動を検出する振動検出センサ67が取付けら
れ、この振動検出センサ67は機関本体の振動レベルに比
例した出力電圧を発生する。振動検出センサ67は増巾器
68の入力端子に接続され、増巾器68の出力端子は夫々別
個の周波数の電圧変動のみを通過させる第1の帯域フィ
ルタ69と第2の帯域フィルタ70を介して夫々対応する第
1ピークホールド回路71および第2ピークホールド回路
72に接続される。これらのピークホールド回路71,72は
各ピークホールド回路71,72に入力される電圧の最大電
圧をホールドする。各ピークホールド回路71,72の出力
端子は対応するAD変換器73,74を介して入力ポート65に
接続される。更に入力ポート65にはピストン2が上死点
にあることを示す出力パルスを発生する上死点検出セン
サ75、および例えばクランクシャフトが15度回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ76が接続され
る。従ってこれら上死点検出センサ75の出力信号および
クランク角センサ76の出力パルスから現在のクランク角
を計算することができる。出力ポート66は一方では駆動
回路77を介してEGR制御弁59に接続され、他方では駆動
回路78およびイグナイタ79を介して点火栓24に接続され
る。また、出力ポート66はピークホールド回路71,72を
リセットするために各ピークホールド回路71,72に接続
される。
The electronic control unit 60 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 62, a RAM (random access memory) 63, a CPU (microprocessor) 64, and an input port 65 interconnected by a bidirectional bus 61.
And an output port 66. A vibration detection sensor 67 for detecting vibration of the engine body is attached to the cylinder head 3, and this vibration detection sensor 67 generates an output voltage proportional to the vibration level of the engine body. Vibration detection sensor 67 is an amplifier
The output terminal of the amplifier 68 is connected to the input terminal of the amplifier 68, and the output terminal of the amplifier 68 is passed through a first band-pass filter 69 and a second band-pass filter 70 that pass only voltage fluctuations of different frequencies. Circuit 71 and second peak hold circuit
Connected to 72. These peak hold circuits 71 and 72 hold the maximum voltage of the voltage input to each of the peak hold circuits 71 and 72. The output terminal of each peak hold circuit 71, 72 is connected to the input port 65 via the corresponding AD converter 73, 74. Further, the input port 65 includes a top dead center detection sensor 75 that generates an output pulse indicating that the piston 2 is at the top dead center, and a crank angle sensor 76 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates 15 degrees, for example. Connected. Therefore, the current crank angle can be calculated from the output signal of the top dead center detection sensor 75 and the output pulse of the crank angle sensor 76. The output port 66 is connected on the one hand to the EGR control valve 59 via a drive circuit 77 and on the other hand to the spark plug 24 via a drive circuit 78 and an igniter 79. The output port 66 is connected to each of the peak hold circuits 71 and 72 to reset the peak hold circuits 71 and 72.

ところで前述したように2サイクル内燃機関では機関
中負荷運転時に残留既燃ガス全体の熱エネルギが最も大
きくなり、従ってこのときに燃焼圧の急上昇を生ずる場
合がある。即ち、噴射燃料の気化がさほど急速でないと
きには燃焼室4内の燃焼圧Pは第5図において破線Lで
示されるように比較的ゆるやかに上昇するが噴射燃料が
急速に気化せしめられると第5図において実線Mで示さ
れるように燃焼室4内の燃焼圧Pが急激に上昇する。こ
のような燃焼圧の急上昇が生じた場合においてクランク
角θに対する燃焼圧Pの上昇率dP/dθがほぼ0.2MPA/deg
(2kg/deg)よりも大きくなると激しい燃焼騒音が発生
することが判明している。
By the way, as described above, in the two-stroke internal combustion engine, the heat energy of the entire remaining burned gas becomes the largest during the middle load operation of the engine, so that the combustion pressure may suddenly increase at this time. That is, when the vaporization of the injected fuel is not so rapid, the combustion pressure P in the combustion chamber 4 rises relatively slowly as shown by the broken line L in FIG. 5, but when the injected fuel is rapidly vaporized, FIG. As shown by the solid line M, the combustion pressure P in the combustion chamber 4 sharply increases. When such a rapid increase in the combustion pressure occurs, the rate of increase dP / dθ of the combustion pressure P with respect to the crank angle θ is approximately 0.2 MPa / deg.
(2 kg / deg), it has been found that intense combustion noise occurs.

また、2サイクル内燃機関において点火栓24により混
合気が着火されると点火栓24周りがまず初めに圧力上昇
する。その結果、燃焼室4の周辺部の未然混合気が圧縮
されて自己着火し、ノッキングを生ずる。このようなノ
ッキングを生ずると同様に第5図のMで示されるように
燃焼圧Pが上激に上昇し、燃焼騒音が発生する。
Further, when the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 24 in the two-cycle internal combustion engine, the pressure around the spark plug 24 first increases. As a result, the air-fuel mixture at the periphery of the combustion chamber 4 is compressed and self-ignites, causing knocking. When such knocking occurs, the combustion pressure P sharply increases as indicated by M in FIG. 5, and combustion noise is generated.

ところで機関中負荷運転時に残留既燃ガスの加熱によ
り燃焼圧が急上昇すると機関本体はほぼ1KHz程度の周波
数で振動し、一方ノッキングが発生すると機関本体はほ
ぼ7KHz程度の周波数で振動することが判明した。これを
第6図に示す。なお、第6図において横軸は振動の周波
数(KHz)を示し、縦軸は噴射燃料の急速な気化による
急速な圧力上昇又はノッキングが生じた場合の振動レベ
ルとこれらが発生しない場合の振動レベルとの比(dB)
を示している。第6図から機関中負荷運転時に噴射燃料
の急速な気化による急速な圧力上昇が生ずるとほぼ1KHz
付近で振動レベルが大きくなり、ノッキングが生ずると
ほぼ7KHz付近で振動レベルが大きくなることがわかる。
By the way, when the combustion pressure suddenly rises due to the heating of the residual burned gas during the medium load operation of the engine, the engine body oscillates at a frequency of about 1 KHz, whereas when knocking occurs, the engine body oscillates at a frequency of about 7 KHz. . This is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the frequency of vibration (KHz), and the vertical axis represents the vibration level when a rapid pressure rise or knocking occurs due to rapid vaporization of the injected fuel and the vibration level when these do not occur. Ratio to (dB)
Is shown. From Fig. 6, when the pressure rises rapidly due to the rapid vaporization of the injected fuel during the engine medium load operation, it is almost 1 kHz.
It can be seen that the vibration level increases in the vicinity, and when knocking occurs, the vibration level increases in the vicinity of approximately 7 KHz.

そこで一つの振動検出センサ67を用いてこれらの燃焼
噴射の急速な気化による急速な圧力上昇およびノッキン
グを検出するために第1図に示されるように一対の帯域
フィルタ69,70が設けられている。即ち、第1帯域フィ
ルタ69はほぼ1KHz付近の周波数の電圧変動のみを通過さ
せるフィルタであり、従って噴射燃料の急速な気化によ
る急速な圧力上昇が生ずるとそれに伴なう振動検出セン
サ67の出力電圧変動が1ピークホールド回路71に入力さ
れる。この第1ピークホールド回路71は入力電圧の最大
値を出力し、従ってこの第1ピークホールド回路71の出
力電圧から噴射燃料の急速な気化による急速な圧力上昇
を検出することができる。一方、第2帯域フィルタ70は
ほぼ7KHz付近の周波数の電圧変動のみを通過させるフィ
ルタであり、従ってノッキングが生ずるとそれに伴なう
振動検出センサ67の出力電圧変動が第2ピークホールド
回路72に入力される。この第2ピークホールド回路72は
入力電圧の最大値を出力し、従ってこの第2ピークホー
ルド回路72の出力電圧からノッキングの発生を検出する
ことができる。
Therefore, a pair of bandpass filters 69 and 70 are provided as shown in FIG. 1 to detect a rapid pressure rise and knocking due to rapid vaporization of these combustion injections using one vibration detection sensor 67. . That is, the first bandpass filter 69 is a filter that passes only voltage fluctuations having a frequency of about 1 KHz. Therefore, when a rapid pressure rise occurs due to rapid vaporization of the injected fuel, the output voltage of the vibration detection sensor 67 accompanying the rapid pressure increase is generated. The fluctuation is input to the one peak hold circuit 71. The first peak hold circuit 71 outputs the maximum value of the input voltage. Therefore, a rapid pressure rise due to rapid vaporization of the injected fuel can be detected from the output voltage of the first peak hold circuit 71. On the other hand, the second bandpass filter 70 is a filter that passes only voltage fluctuations having a frequency of about 7 KHz. Therefore, when knocking occurs, the output voltage fluctuations of the vibration detection sensor 67 are input to the second peak hold circuit 72. Is done. The second peak hold circuit 72 outputs the maximum value of the input voltage, and therefore, the occurrence of knocking can be detected from the output voltage of the second peak hold circuit 72.

ところで機関中負荷運転時に高温残留既燃ガスによる
加熱作用によって生ずる燃焼圧の急上昇と、燃焼室4の
周辺部の未燃ガスの自己着火によるノッキングはその現
象が全く異なり、従ってそれらを防止するための対処の
しかたも異なる。
By the way, the sudden rise of the combustion pressure caused by the heating action of the high-temperature residual burned gas during the middle load operation of the engine and the knocking due to the self-ignition of the unburned gas around the combustion chamber 4 are completely different phenomena. Is different.

そこで本考案による実施例では高温残留既燃ガスの加
熱作用によって燃焼圧の急上昇が生じたときにはEGR制
御弁59を開弁して燃焼圧の急上昇を抑制するようにして
いる。即ち、第1図において排気管56内の圧力はほぼ大
気圧であり、スロットル弁16下流の給気ダクト13内は負
圧となっている。従ってEGR制御弁59が開弁するとEGRガ
スがEGR通路58を介して給気ダクト13内に供給され、斯
くして燃焼室4内には新気に加えてEGRガスが給気ポー
ト6から供給される。従って給気ポート6から供給され
たEGRガス分だけ排気ポート8内に排出される高温の既
燃ガス量が増大する。その結果、燃焼室4内に残留する
高温の既燃ガス量が減少し、斯くして残留既燃ガスの全
熱エネルギが小さくなるために噴射燃料が急速に気化せ
しめられず、その結果燃焼圧の急上昇が阻止される。ま
た、排気管56内の排気ガス温はかなり低く、従ってこの
ような低温のEGRガスを燃焼室4内に新気と共に供給す
ることによって更に燃焼圧の急上昇を阻止することがで
きる。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the combustion pressure suddenly rises due to the heating action of the high-temperature residual burned gas, the EGR control valve 59 is opened to suppress the rapid rise of the combustion pressure. That is, in FIG. 1, the pressure in the exhaust pipe 56 is substantially atmospheric pressure, and the pressure in the air supply duct 13 downstream of the throttle valve 16 is negative. Therefore, when the EGR control valve 59 is opened, the EGR gas is supplied into the air supply duct 13 through the EGR passage 58, and thus the EGR gas is supplied from the air supply port 6 into the combustion chamber 4 in addition to the fresh air. Is done. Therefore, the amount of the high-temperature burned gas discharged into the exhaust port 8 increases by the amount of the EGR gas supplied from the air supply port 6. As a result, the amount of high-temperature burned gas remaining in the combustion chamber 4 decreases, and the total heat energy of the remaining burned gas decreases, so that the injected fuel is not rapidly vaporized. Is prevented from rising rapidly. Further, the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe 56 is considerably low. Therefore, by supplying such low-temperature EGR gas into the combustion chamber 4 together with fresh air, it is possible to further prevent a rapid rise in the combustion pressure.

一方、本考案による実施例ではノッキングが生じたと
きには点火時期が遅らされる。点火時期が遅らされると
燃焼圧力が低くなるためにノッキングの発生が抑制され
る。
On the other hand, in the embodiment according to the present invention, when knocking occurs, the ignition timing is delayed. If the ignition timing is delayed, the occurrence of knocking is suppressed because the combustion pressure decreases.

即ち、第7図(A)に示すように噴射燃料が急速に気
化せしめられて燃焼圧Pが急激に上昇し、その結果機関
本体の振動レベルが大きくなって第1ピークホールド回
路71の出力電圧V1が設定値V10を越えるとデューティー
比DTが増大せしめられる。その結果、EGRガスの供給量
が増大するために燃焼圧の急上昇が抑制される。一方、
第7図(B)に示すようにノッキングが生じて燃焼圧P
が急激に上昇し、その結果機関本体の振動レベルが大き
くなって第2ピークホールド回路72の出力電圧V2が設定
値V20を越えると点火時期θが遅角される。その結果ノ
ッキングの発生が抑制される。
That is, as shown in FIG. 7 (A), the injected fuel is rapidly vaporized and the combustion pressure P sharply rises. As a result, the vibration level of the engine body increases, and the output voltage of the first peak hold circuit 71 increases. V 1 is the duty ratio DT is made to increase exceeds the set value V 10. As a result, a sharp increase in the combustion pressure due to an increase in the supply amount of the EGR gas is suppressed. on the other hand,
As shown in FIG. 7 (B), knocking occurs and the combustion pressure P
Rapidly it rises, so that output voltage V 2 is the ignition timing exceeds the set value V 20 of the second peak hold circuit 72 engine body vibration level increases θ is retarded. As a result, occurrence of knocking is suppressed.

次に第7図に示すタイムチャートを参照しつつ第8図
および第9図を参照してEGR制御弁および点火時期の制
御ルーチンについて説明する。このルーチンは第7図に
示すように上死点を越えて暫らくしたときのクランク角
において実行される。
Next, a control routine of the EGR control valve and the ignition timing will be described with reference to FIGS. 8 and 9 while referring to a time chart shown in FIG. This routine is executed at a crank angle at a time after the top dead center as shown in FIG.

第8図および第9図を参照するとまず初めにステップ
80において第1ピークホールド回路71の出力電圧V1が設
定値V10よりも大きいか否かが判別される。V1>V10であ
ればステップ81に進んでデューティー比DTに予め定めら
れた一定値αが加算される。次いでステップ82ではデュ
ーティー比DTが1.0(100%)を越えたか否かが判別さ
れ、DT>1.0であればステップ83に進んでデューティー
比DTが1.0とされる。次いでステップ84ではEGR制御弁59
がデューティー比DTに従って開弁制御される。即ち、デ
ューティー比DTが大きくなればEGR制御弁59の開口面積
が増大せしめられる。
Referring to FIGS. 8 and 9, the first step is
In 80 the output voltage V 1 of the first peak hold circuit 71 is greater or not than the set value V 10 is determined. V 1> if V 10 constant value which is predetermined on the duty ratio DT proceeds to step 81 alpha is added. Next, at step 82, it is determined whether or not the duty ratio DT has exceeded 1.0 (100%). If DT> 1.0, the routine proceeds to step 83, where the duty ratio DT is set to 1.0. Next, at step 84, the EGR control valve 59
Is controlled in accordance with the duty ratio DT. That is, as the duty ratio DT increases, the opening area of the EGR control valve 59 increases.

一方、ステップ80においてV1V10であると判別され
るとステップ85においてデューティー比DTから一定値α
が減算される。次いでステップ86ではデューティー比が
負になったか否かが判別され、DT<0であればステップ
87に進んでDTが零とされる。次いでステップ84に進む。
On the other hand, if it is determined in step 80 that it is V 1 V 10 , then in step 85, the duty ratio DT
Is subtracted. Next, at step 86, it is determined whether or not the duty ratio has become negative.
Proceeding to 87, DT is made zero. Next, the routine proceeds to step 84.

ステップ84においてEGR制御弁59の駆動処理が完了す
るとステップ88に進んで吸入空気量、機関回転数等に基
いて最適な点火時期θが計算される。次いでステップ89
では第2ピークホールド回路72の出力電圧V2が設定値V
20よりも大きいか否かが判別される。V2>V20であれば
ステップ90に進んで点火時期の遅角量Δθに予め定めら
れた一定値βが加算される。次いでステップ91では遅角
量Δθが最大許容遅角量MAXを越えたか否かが判別さ
れ、Δθ>MAXであればステップ92に進んで遅角量Δθ
がMAXとされる。次いでステップ93に進む。
When the driving process of the EGR control valve 59 is completed in step 84, the process proceeds to step 88, where the optimum ignition timing θ is calculated based on the intake air amount, the engine speed, and the like. Then step 89
Then, the output voltage V 2 of the second peak hold circuit 72 becomes the set value V
It is determined whether it is greater than 20 . If V 2 > V 20 , the routine proceeds to step 90, where a predetermined constant value β is added to the retard amount Δθ of the ignition timing. Next, at step 91, it is determined whether or not the retard amount Δθ has exceeded the maximum allowable retard amount MAX. If Δθ> MAX, the routine proceeds to step 92, where the retard amount Δθ
Is set to MAX. Next, the routine proceeds to step 93.

一方、ステップ89においてV2V20であると判別され
るとステップ94において遅角量Δθから一定値βが減算
される。次いでステップ95ではΔθが負になったか否か
が判別され、Δθ<0であればステップ96に進んでΔθ
が零とされる。次いでステップ93に進む。
On the other hand, if it is determined in step 89 that it is V 2 V 20 , then in step 94, a constant value β is subtracted from the retard amount Δθ. Next, at step 95, it is determined whether or not Δθ has become negative. If Δθ <0, the routine proceeds to step 96, where Δθ
Is set to zero. Next, the routine proceeds to step 93.

ステップ93では例えば下死点を基準とした最適点火時
期に遅角量Δθが加算され、その加算結果が点火すべき
クランク角θsとされる。次いでステップ97ではこのク
ランク角θsを示すデータが出力ポート66に出力され、
このデータに基いて点火が行われる。次いでステップ98
では各ピークホールド回路71,72がリセットされる。
In step 93, for example, the retard amount Δθ is added to the optimum ignition timing based on the bottom dead center, and the addition result is set as the crank angle θs to be ignited. Next, at step 97, data indicating the crank angle θs is output to the output port 66,
The ignition is performed based on this data. Then step 98
Then, the peak hold circuits 71 and 72 are reset.

〔考案の効果〕[Effect of the invention]

機関中負荷運転時に残留既燃ガスによる燃料の加熱作
用が原因となって燃焼圧が急上昇したときにEGRガスを
供給することによって燃焼圧の急上昇が抑制され、斯し
くして燃焼騒音の発生を抑制することができる。
By supplying EGR gas when the combustion pressure rises rapidly due to the heating action of the fuel by the residual burned gas during the engine medium load operation, the combustion pressure is prevented from rising sharply, thus reducing the generation of combustion noise. Can be suppressed.

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

第1図は2サイクル内燃機関の全体図、第2図は第1図
のシリンダヘッド内壁面の底面図、第3図はエアブラス
ト弁の側面断面図、第4図は給排気弁の開弁期間等を示
す線図、第5図は燃料圧の変化を示す線図、第6図は振
動レベルの変化を示す線図、第7図はEGR制御弁および
点火時期制御のタイムチャート、第8図および第9図は
EGR制御弁および点火時期を制御するためのフローチャ
ートである。 5……給気弁、7……排気弁、12……機械式過給機、13
……給気ダクト、16……スロットル弁、56……排気管、
58……EGR通路、59……EGR制御弁。
1 is an overall view of a two-cycle internal combustion engine, FIG. 2 is a bottom view of the inner wall surface of the cylinder head in FIG. 1, FIG. 3 is a side sectional view of an air blast valve, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing changes in fuel pressure, FIG. 6 is a diagram showing changes in vibration level, FIG. 7 is a time chart of EGR control valve and ignition timing control, FIG. Figure 9 and Figure 9
4 is a flowchart for controlling an EGR control valve and an ignition timing. 5 ... air supply valve, 7 ... exhaust valve, 12 ... mechanical supercharger, 13
…… air supply duct, 16 …… throttle valve, 56 …… exhaust pipe,
58: EGR passage, 59: EGR control valve.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−16252(JP,A) 特開 昭59−37254(JP,A) 実開 昭63−170533(JP,U) 実開 昭57−123946(JP,U)Continued on the front page (56) References JP-A-57-16252 (JP, A) JP-A-59-37254 (JP, A) JP-A-63-170533 (JP, U) JP-A-57-123946 (JP) , U)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】2サイクル内燃機関において、機関中負荷
運転時に残留既燃ガスによる燃料の加熱作用が原因とな
って燃焼圧が急上昇したときに発生する機関本体の振動
であってノッキング発生時の周波数よりも低い周波数の
振動を検出するための振動検出センサを機関本体に取付
け、機関排気通路と機関給気通路とを排気ガス再循環通
路を介して連結すると共に該排気ガス再循環通路内に該
振動検出センサの出力信号に応動する排気ガス再循環制
御弁を配置し、該振動検出センサにより検出された機関
本体の振動レベルが予め定められた設定レベルを越えた
ときに上記排気ガス再循環制御弁を開弁せしめるように
した2サイクル内燃機関。
In a two-stroke internal combustion engine, vibrations of an engine body that occur when the combustion pressure suddenly rises due to a heating action of fuel by residual burned gas during engine middle load operation. A vibration detection sensor for detecting vibration at a frequency lower than the frequency is mounted on the engine body, and the engine exhaust passage and the engine supply passage are connected via the exhaust gas recirculation passage, and the vibration detection sensor is provided in the exhaust gas recirculation passage. An exhaust gas recirculation control valve responsive to an output signal of the vibration detection sensor is disposed, and the exhaust gas recirculation is performed when the vibration level of the engine body detected by the vibration detection sensor exceeds a predetermined level. A two-stroke internal combustion engine in which a control valve is opened.
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