JP3257365B2 - Sub-chamber engine with exhaust gas recirculation system - Google Patents

Sub-chamber engine with exhaust gas recirculation system

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JP3257365B2
JP3257365B2 JP23752395A JP23752395A JP3257365B2 JP 3257365 B2 JP3257365 B2 JP 3257365B2 JP 23752395 A JP23752395 A JP 23752395A JP 23752395 A JP23752395 A JP 23752395A JP 3257365 B2 JP3257365 B2 JP 3257365B2
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combustion gas
sub
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gas storage
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徳昭 小野
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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、排気還流装置付副
室式エンジンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sub-chamber engine with an exhaust gas recirculation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】副室式エンジン、特に車両用の副室式デ
ィーゼルエンジンにおいて、排出ガス中の有害成分であ
るNOを低減するために、排気ガスの一部を吸気側に
還流するようにした排気還流装置(以下場合により、E
GR装置という)が広く採用されている。通常のEGR
装置は、エンジンの排気通路から抽出した排気ガスを、
同エンジンの吸気通路に導いて吸気に混合し、シリンダ
内に供給するように構成されている。従って、排気還流
(以下場合により、EGRという)を行なわない場合と
較べ、還流される排気ガス量分だけ吸入される新気が減
少し、相応して空気過剰率が小さくなるため、燃焼不良
に起因してスモークが発生し易い欠点がある。特に、N
の排出量が多い高負荷時に空気過剰率が小さくな
り、EGRを行なうとスモークが大幅に悪化するので、
EGRを行なうことができなくなり十分なNO低減効
果が得られない不具合があった。
BACKGROUND ART Fukushitsushiki engines, particularly in pre-combustion chamber diesel engine for a vehicle, in order to reduce the NO x is detrimental components in the exhaust gas, so as to reflux a part of exhaust gas to the intake side Exhaust recirculation device (hereinafter, sometimes E
GR device) is widely used. Normal EGR
The device extracts the exhaust gas extracted from the exhaust passage of the engine,
It is configured to be guided to an intake passage of the engine, mixed with intake air, and supplied into a cylinder. Therefore, compared with the case where exhaust gas recirculation (hereinafter, referred to as EGR in some cases) is not performed, fresh air to be sucked in is reduced by the amount of recirculated exhaust gas, and the excess air ratio is correspondingly reduced. Due to this, there is a disadvantage that smoke is easily generated. In particular, N
Emissions of O x excess air ratio is reduced during many high load, since smoke when performing EGR is greatly deteriorated,
Sufficient NO x reduction effect can not be performed EGR had is not trouble obtained.

【0003】上記通常のEGR装置を具えた副室式エン
ジンの問題点を解決するために、吸入行程でシリンダ内
に新気が吸入され吸気弁が閉じたのち、副室内に排気ガ
スを圧送するようにした構成が、特開平4−16665
6号公報に開示されている。この既提案の構成では、副
室内に排気ガスを圧送する手段として、エンジンのクラ
ンク軸に連動して往復駆動されるピストンと、同ピスト
ンが摺動自在に嵌装されるシリンダと、夫々リード弁か
らなる吸入弁及び吐出弁とを具えた副シリンダと呼称さ
れている往復式ポンプ装置が設けられているので、同ポ
ンプ装置から吐出された加圧排気ガスを複数のシリンダ
の副室に夫々供給する配管も含めて、構造的に極めて複
雑になり、製造コストが高くなる欠点があり、さらに、
往復式ポンプ装置の駆動に費されるエンジンの出力損失
及びポンプ運転により発生する騒音が大きい等の不具合
があった。
In order to solve the problem of the sub-chamber engine equipped with the above-mentioned ordinary EGR device, fresh air is sucked into a cylinder in an intake stroke and an intake valve is closed, and then exhaust gas is pumped into the sub-chamber. Such a configuration is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-16665.
No. 6 discloses this. In this proposed configuration, as means for pumping exhaust gas into the sub-chamber, a piston reciprocatingly driven in conjunction with the crankshaft of the engine, a cylinder in which the piston is slidably fitted, and a reed valve, respectively. A reciprocating pump device called a sub-cylinder having a suction valve and a discharge valve is provided, and pressurized exhaust gas discharged from the pump device is supplied to sub-chambers of a plurality of cylinders, respectively. There is a disadvantage that the structure becomes extremely complicated, including the piping to be made, and the manufacturing cost increases.
There were problems such as loss of engine power consumed for driving the reciprocating pump device and loud noise generated by pump operation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、EGRを行なうことによって新
気の吸入量が減少することがなく、従ってNOの低減
が望ましいエンジンの実質的にすべての運転領域におい
て、出力、燃費等エンジン性能、及びスモーク性能を著
しく損なうことなく効果的にEGRを行なうことがで
き、これによって排出ガス中のNOを有効に低減する
ことができる構造簡単かつ安価な副室式エンジンを提供
することを、主たる目的とするものである。本発明の他
の目的は、エンジンの各シリンダの圧縮行程において副
室内に燃焼ガスを供給するピストン、ダイヤフラム等可
動壁部材の所要駆動力が小さく、従ってエンジンの出力
損失が小さく、しかも上記可動壁部材の駆動に伴なう運
転騒音が小さいEGR装置付副室式エンジンを提供する
ことである。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances, without intake of fresh air by performing the EGR is reduced, thus substantially reducing the desired engine of the NO x manner in all operating ranges, output, fuel consumption, etc. engine performance, and smoke performance can is carried out effectively EGR without damaging significantly, whereby it is possible to effectively reduce the NO x in the exhaust gas structure It is a primary object to provide a simple and inexpensive sub-chamber engine. Another object of the present invention is to reduce the required driving force of a movable wall member such as a piston and a diaphragm for supplying combustion gas into a sub-chamber during a compression stroke of each cylinder of an engine, so that the output loss of the engine is small, and An object of the present invention is to provide an EGR device-equipped sub-chamber engine in which operation noise accompanying driving of members is small.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シリンダ内の主燃焼室に噴孔を介して連
通する副室と、同副室に連通路を介して接続されその内
部に可動壁部材を具えた可変容積の燃焼ガス貯溜室と、
上記連通路に介装されて上記副室と上記燃焼ガス貯溜室
との連通を制御する弁装置と、上記弁装置を開閉する第
1のアクチュエータと、上記燃焼ガス貯溜室の上記可動
壁部材に作動的に連結されて上記燃焼ガス貯溜室の容積
を増減させる第2のアクチュエータと、エンジンの運転
状態に応じ上記第1及び第2アクチュエータを制御し
て、膨張行程の所望期間に上記副室内の排気ガスを上記
連通路を介し上記燃焼ガス貯溜室内に流入させると共
に、圧縮行程の所望期間に上記燃焼ガス貯溜室の容積を
減少させて上記燃焼ガス貯溜室内の上記燃焼ガスを上記
連通路を介し上記副室内に供給するように作動する制御
装置とを具備したことを特徴とする排気還流装置付副室
式エンジンを提案するものである。
To achieve the above object, the present invention provides a sub-chamber communicating with a main combustion chamber in a cylinder through an injection hole, and a sub-chamber connected to the sub-chamber through a communication passage. A variable volume combustion gas storage chamber with a movable wall member inside,
A valve device for controlling the communication between the auxiliary chamber and the combustion gas storage chamber is interposed said communication passage, a first actuator for opening and closing the valve device, to the movable wall member of the combustion gas reservoir A second actuator operatively connected to increase or decrease the volume of the combustion gas storage chamber, and controlling the first and second actuators in accordance with an operating state of the engine so that the sub-chamber within the sub-chamber during a desired period of the expansion stroke is controlled. the exhaust gas causes to flow into the combustion gas reservoir chamber through the communicating passage, the desired period of the compression stroke the volume of the combustion gas reservoir
It reduces proposed pre-combustion chamber engine with exhaust gas recirculation apparatus characterized by comprising a control device operative to supply the combustion gas in the combustion gas storage chamber to said auxiliary combustion chamber via said communication passage Is what you do.

【0006】請求項2に係る発明は、上記可動壁部材
が、シリンダ状をなす上記燃焼ガス貯溜室内に摺動自在
に嵌装されたピストンであり、上記アクチュエータが、
上記制御装置により付勢されたとき、上記ピストンを一
方向に駆動して上記燃焼ガス貯溜室の容積を減少させる
ソレノイドと、上記制御装置により同ソレノイドが消勢
されたとき、上記可動壁部材を反対方向に駆動して上記
燃焼ガス貯溜室の容積を増大させるリターンスプリング
とを有する電磁式アクチュエータであることを特徴とす
る。また、請求項3に係る発明は、上記制御装置が、膨
張行程の中期に上記副室内の排気ガスが燃焼ガス貯溜室
に供給されるように、上記第1及び第2アクチュエータ
を制御することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the movable wall member is provided.
Is slidable into the combustion gas storage chamber, which is cylindrical.
A piston fitted to the actuator, wherein the actuator is
When energized by the control device, the piston
Drive to reduce the volume of the combustion gas storage chamber
The solenoid and the above controller deenergize the solenoid
When the movable wall member is driven in the opposite direction,
Return spring that increases the volume of the combustion gas storage chamber
Characterized by being an electromagnetic actuator having
You. The invention according to claim 3 is that the control device controls the first and second actuators such that the exhaust gas in the sub-chamber is supplied to the combustion gas storage chamber in the middle stage of the expansion stroke. Features.

【0007】請求項4に係る発明は、上記制御装置が、
エンジンの負荷及び回転数に応じて上記第1アクチュエ
ータを制御し、上記弁装置の膨張行程における開弁時期
を変化させることを特徴とする。さらに、請求項の発
明は、膨張行程中に上記副室から燃焼ガス貯溜室に流入
する燃焼ガスの流入終了時の圧力が、圧縮行程において
上記燃焼ガス貯溜室内の燃焼ガスの副室内への供給終了
時における筒内圧力より高く設定されたことを特徴とす
る。また請求項の発明は、エンジンの高速高負荷運転
時に、圧縮上死点付近で上記弁装置を開き上記副室と燃
焼ガス貯溜室とを一時的に連通させることにより燃焼室
容積を実質的に増大させるように構成したことを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, the control device comprises:
The first actuator is controlled in accordance with the load and the number of revolutions of the engine to change a valve opening timing in an expansion stroke of the valve device. Furthermore, the invention of claim 5 is characterized in that the pressure at the end of the inflow of the combustion gas flowing from the sub-chamber into the combustion gas storage chamber during the expansion stroke increases the pressure of the combustion gas in the combustion gas storage chamber into the sub-chamber during the compression stroke. The pressure is set higher than the in-cylinder pressure at the end of the supply. Further, according to the invention of claim 6 , when the engine is operated at high speed and high load, the valve device is opened near the compression top dead center to temporarily communicate the sub-chamber with the combustion gas storage chamber, thereby substantially reducing the combustion chamber volume. It is characterized in that it is configured to increase the number.

【0008】本発明の実施に際して、上記弁装置は、上
記第1アクチュエータによって、上記連通路を閉止して
上記副室と燃焼ガス貯溜室との連通を遮断する閉位置
と、上記連通路を開通して上記副室と燃焼ガス貯溜室と
を連通させる開位置の何れかに選択的に駆動されるロー
タリバルブ又はスライドバルブであることが好ましく、
また、上記第2アクチュエータは、上記制御装置により
付勢されたとき、上記可動壁部材を一方向に駆動して上
記燃焼ガス貯溜室の容積を減少させるソレノイドと、上
記制御装置により同ソレノイドが消勢されたとき、上記
可動壁部材を反対方向に駆動して上記燃焼ガス貯溜室の
容積を増大させるリターンスプリングとを有する電磁式
アクチュエータであることが望ましい。 さらに、本発明
の実施に当り、上記可動壁部材は、シリンダ状をなす燃
焼ガス貯溜室内に摺動自在に嵌装されたピストンである
ことが好ましい。しかし、上記可動壁部材は、上記燃焼
ガス貯溜室内に設けられその一方向の変位によって同貯
溜室の容積を増大し、反対方向の変位によって同貯溜室
の容積を減少するダイヤフラムでも良い。
In carrying out the present invention, the valve device is
The communication path is closed by the first actuator.
Closed position to cut off communication between the sub-chamber and combustion gas storage chamber
And opening the communication passage, the sub-chamber and the combustion gas storage chamber
That is selectively driven to any of the open positions
It is preferably a tally valve or a slide valve,
Further, the second actuator is controlled by the control device.
When energized, the movable wall member is driven in one direction to
A solenoid that reduces the volume of the combustion gas reservoir;
When the solenoid is deenergized by the controller,
The movable wall member is driven in the opposite direction to move the combustion gas storage chamber.
Electromagnetic with return spring to increase volume
An actuator is desirable. Furthermore, the present invention
In the implementation of the above, the movable wall member has a cylindrical shape.
Piston slidably fitted in the combustion gas storage chamber
Is preferred. However, the movable wall member is
The gas storage chamber is installed in the gas storage chamber.
Increase the volume of the storage chamber and displace it in the opposite direction.
A diaphragm that reduces the volume of the diaphragm may be used.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を
添付図面について具体的に説明する。先づ、図1の要部
構成図において、符号10はその一部のみを示したクラ
ンクケース、12は同クランクケース10内に形成され
又は同クランクケース10に嵌装されたシリンダライナ
によって形成されたシリンダ14に摺動自在に嵌装され
たピストンである。同ピストン12の頂面には、クラン
クケース10にヘッドガスケット16を介して装架され
たシリンダヘッド18の下面と協働して、シリンダ14
内の主燃焼室を形成する凹部20が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. First, in the main part configuration diagram of FIG. 1, reference numeral 10 denotes a crankcase showing only a part thereof, and 12 denotes a cylinder liner formed in the crankcase 10 or fitted in the crankcase 10. The piston is slidably fitted to the cylinder 14. The top surface of the piston 12 cooperates with the lower surface of a cylinder head 18 mounted on the crankcase 10 via a head gasket 16 to form a cylinder 14.
A recess 20 forming a main combustion chamber therein is provided.

【0010】上記シリンダヘッド18には、この実施例
では釣鐘型をなす副室又は渦流室22が設けられ、同副
室22は口金24内に斜設された噴孔26を介して上記
主燃焼室に連通する。また、上記副室22のドーム状を
なす上方部分に、シリンダ14の軸線に対し略平行な副
室軸線に対し傾斜して燃料噴射弁28が配設され、また
同燃料噴射弁28に隣接してグロープラグ30が配置さ
れている。
The cylinder head 18 is provided with a bell-shaped sub-chamber or swirl chamber 22 in this embodiment. The sub-chamber 22 is provided with a main combustion through an injection hole 26 obliquely provided in a base 24. Communicate with the room. A fuel injection valve 28 is disposed in the upper part of the dome shape of the sub chamber 22 at an angle to the axis of the sub chamber substantially parallel to the axis of the cylinder 14, and is adjacent to the fuel injection valve 28. The glow plug 30 is disposed.

【0011】さらに、上記副室22のドーム状をなす頂
部側方におけるシリンダヘッド18内に、シリンダ状を
なす燃焼ガス貯溜室32が設けられ、同燃焼ガス貯溜室
32と、上記副室頂部とが連通路34によって連結され
ている。上記連通路34内に、上記燃焼ガス貯溜室32
と副室22との連通を制御する弁装置36が介装されて
いる。この実施例では、上記弁装置36は、全体として
円筒状をなす弁本体38と、同弁本体38内に直径方向
に突設された弁孔40とを具えたロータリバルブとして
示されており、同ロータリバルブ36は適宜の回転型又
は揺動型アクチュエータからなる第1アクチュエータ4
2によって、図1の紙面に直角方向に延在する弁軸線の
周りに廻動される。
A cylinder-shaped combustion gas storage chamber 32 is provided in the cylinder head 18 on the side of the dome-shaped top of the sub-chamber 22. The combustion gas storage chamber 32, the sub-chamber top, Are connected by a communication path 34. In the communication passage 34, the combustion gas storage chamber 32
A valve device 36 for controlling the communication between the fuel cell and the sub-chamber 22 is provided. In this embodiment, the valve device 36 is shown as a rotary valve including a valve body 38 having a cylindrical shape as a whole, and a valve hole 40 projecting diametrically in the valve body 38, The rotary valve 36 is a first actuator 4 composed of an appropriate rotary or swing actuator.
By means of 2, it is swiveled around a valve axis extending in a direction perpendicular to the plane of the drawing of FIG.

【0012】上記燃焼ガス貯溜室32内に可動壁部材4
4が設けられ、図示の実施例では、同可動壁部材が燃焼
ガス貯溜室内に摺動自在に嵌装されたピストンとして示
されている。同ピストン44にはアーマチヤ46が固着
され、同アーマチヤ46はソレノイド48及びリターン
スプリング50と協働する。同ソレノイド48が消勢さ
れてると、アーマチヤ46に連結されたピストン44が
リターンスプリング50によって、図1に示されている
右方位置に変位し、燃焼ガス貯溜室32は最大の内容積
となる。また、ソレノイド48が付勢されると、アーマ
チヤ46がリターンスプリング50を圧縮して左動し、
ピストン44が図中に一点鎖線で示した左方位置に変位
して、燃焼ガス貯溜室32は最小内容積の状態となる。
上記ソレノイド48、アーマチヤ46及びリターンスプ
リング50によって、可動壁部材又はピストン44を駆
動する電磁式の第2アクチュエータ52が構成され、ま
た燃焼ガス貯溜室32は上記可動壁部材44によって、
その内容積を制御される可変容積室を形成している。
A movable wall member 4 is provided in the combustion gas storage chamber 32.
The movable wall member is shown as a piston slidably fitted in the combustion gas storage chamber in the illustrated embodiment. An armature 46 is fixed to the piston 44, and the armature 46 cooperates with a solenoid 48 and a return spring 50. When the solenoid 48 is deenergized, the piston 44 connected to the armature 46 is displaced to the right position shown in FIG. 1 by the return spring 50, and the combustion gas storage chamber 32 has the maximum internal volume. . When the solenoid 48 is energized, the armature 46 compresses the return spring 50 and moves to the left,
The piston 44 is displaced to the left position indicated by the one-dot chain line in the figure, and the combustion gas storage chamber 32 is in the state of the minimum internal volume.
The solenoid 48, the armature 46 and the return spring 50 constitute a second electromagnetic actuator 52 for driving a movable wall member or a piston 44. The combustion gas storage chamber 32 is formed by the movable wall member 44.
A variable volume chamber whose inner volume is controlled is formed.

【0013】上記第1アクチュエータ42及び第2アク
チュエータ52は、マイクロコンピュータを含むコント
ロールユニット又は制御装置54によって制御され、同
コントロールユニット又は制御装置54は、エンジンの
冷却水温度を検知する温度センサ56の冷却水温情報T
wと、エンジンの回転数を検知する回転数センサ58の
回転数情報Neと、エンジンの各シリンダの燃料噴射弁
28に燃料を供給する燃料噴射ポンプ(図示せず)の燃
料供給量を制御するコントロールレバーの位置を検知す
るレバーポジションセンサ60の燃料供給量情報Lp
と、エンジンのクランク軸の回転角即ちクランク角を検
知するクランク角センサ62のクランク角情報θc等を
受容して、各シリンダの第1アクチュエータ42及び第
2アクチュエータ52に駆動出力を供給する。
The first actuator 42 and the second actuator 52 are controlled by a control unit or control device 54 including a microcomputer. The control unit or control device 54 includes a temperature sensor 56 for detecting the temperature of the cooling water of the engine. Cooling water temperature information T
w, rotational speed information Ne of a rotational speed sensor 58 for detecting the rotational speed of the engine, and a fuel supply amount of a fuel injection pump (not shown) for supplying fuel to the fuel injection valve 28 of each cylinder of the engine. Fuel supply amount information Lp of a lever position sensor 60 for detecting the position of the control lever
And the crank angle information θc of the crank angle sensor 62 for detecting the rotation angle of the crank shaft of the engine, that is, the crank angle, and the like, and supplies a drive output to the first actuator 42 and the second actuator 52 of each cylinder.

【0014】上記EGR装置付副室式エンジンの作動
を、図1の概略構成図及び図2の筒内圧力線図を参照し
て簡単に説明する。図2に実線で示した曲線Pは、上
記燃焼ガス貯溜室32を具備していない通常の副室式エ
ンジンのシリンダ内の圧力(筒内圧力)を示す。上記通
常のエンジンでは、実線Pで示されているようにピス
トン12がシリンダ14内を下降する吸気行程におい
て、開いている吸気弁Viから吸気が吸入され、続く圧
縮行程において、同吸気弁Viがクランク角θで閉じ
たのち上動するピストン12によって吸気が圧縮され
る。圧縮された吸気は噴孔26から副室22内に流入し
て縦方向の旋回流を形成する。圧縮行程の終期に、燃料
噴射弁28から図1に点線で示されているように燃料が
噴射され、燃料噴霧は圧縮されて高温になった吸気と混
合して着火し、副室22内で予混合燃焼が行なわれる。
The operation of the sub-chamber engine with the EGR device will be briefly described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. 1 and the in-cylinder pressure diagram of FIG. Curve P shown by the solid line in FIG. 2 0 indicates the pressure in the cylinder of the not provided with a combustion gas reservoir 32 normal pre-combustion chamber engine (cylinder pressure). In the above conventional engine, in the intake stroke of the piston 12 as indicated by the solid line P 0 is lowered in the cylinder 14, the intake from the intake valve Vi open is sucked in the subsequent compression stroke, the intake valve Vi There intake air is compressed by the piston 12 moves upward after closing crank angle theta 1. The compressed intake air flows into the sub-chamber 22 from the injection hole 26 to form a vertical swirling flow. At the end of the compression stroke, fuel is injected from the fuel injection valve 28 as shown by the dotted line in FIG. 1, and the fuel spray mixes with the compressed and high-temperature intake air and ignites. Premix combustion is performed.

【0015】副室22内の燃焼ガスは噴孔26からシリ
ンダ14内の主燃焼室に流入して拡散燃焼が行なわれ
る。ピストン12が圧縮上死点を超えた膨張行程又は燃
焼行程において筒内圧力が図示のように下降し、膨張行
程の終期に、排気弁Veがクランク角θで開いて排気
が行なわれ、排気行程の終期に吸気弁Viが開かれ、以
下上記サイクルが繰り返される。
The combustion gas in the sub-chamber 22 flows from the injection hole 26 into the main combustion chamber in the cylinder 14 to perform diffusion combustion. Piston 12-cylinder pressure during the expansion stroke or combustion stroke exceeds the compression top dead center is lowered as shown, at the end of the expansion stroke, the exhaust is made the exhaust valve Ve is opened in the crank angle theta 4, exhaust At the end of the stroke, the intake valve Vi is opened, and the above cycle is repeated thereafter.

【0016】本発明に係る副室式エンジンでは、上記膨
張行程の中期、例えば図2のクランク角θaにおいて、
圧縮行程中閉止されていた弁装置36が、コントロール
ユニット又は制御装置54により第1アクチュエータ4
2が駆動されることによって、図1に示されているよう
に開放される。このとき前行程で付勢されていた第2ア
クチュエータ52のソレノイド48が消勢されるので、
左方位置にあったピストン44がリターンスプリング5
0の弾性的付勢力によって右方位置即ち燃焼ガス貯溜室
32の容積が増大する方向に押され、これと同時に上記
弁装置36の開放により、副室22内の燃焼ガスが連通
路34を通って燃焼ガス貯溜室32内に流入し、ピスト
ン44を図中実線で示した右方位置に向い移動させる。
次に、エンジンの運転状態に応じコントロールユニット
又は制御装置54により設定された時間後、即ち図2に
クランク角θbで示されている時点で、第1アクチュエ
ータ42が駆動されて弁装置36は、図1の連通位置か
ら略90゜廻動されて連通路34が閉止される。上記副
室22から燃焼ガス貯溜室32への燃焼ガスの流入によ
って、筒内圧Pcは、図3に点線で示したように、僅か
に低くなる。
In the sub-chamber engine according to the present invention, in the middle stage of the expansion stroke, for example, at the crank angle θa in FIG.
The valve device 36 that has been closed during the compression stroke is released by the control unit or the control device 54 to the first actuator 4.
By being driven, 2 is released as shown in FIG. At this time, since the solenoid 48 of the second actuator 52 that has been energized in the previous stroke is deenergized,
The piston 44 located at the left position is the return spring 5
The elastic gas is pushed in the right position, that is, the direction in which the volume of the combustion gas storage chamber 32 increases, and at the same time, by opening the valve device 36, the combustion gas in the sub chamber 22 passes through the communication passage 34. The piston 44 flows into the combustion gas storage chamber 32 to move the piston 44 to the right position shown by the solid line in the figure.
Next, after a time set by the control unit or the control device 54 according to the operating state of the engine, that is, at a time point indicated by the crank angle θb in FIG. 2, the first actuator 42 is driven, and the valve device 36 The communication path 34 is closed by being rotated approximately 90 ° from the communication position in FIG. Due to the inflow of the combustion gas from the sub-chamber 22 into the combustion gas storage chamber 32, the in-cylinder pressure Pc slightly decreases as shown by a dotted line in FIG.

【0017】続く排気行程及び吸気行程は、実質的に従
前のエンジンと同様である。次に、圧縮行程に入りクラ
ンク角θで吸気弁Viが閉じると同時に、又は閉じた
後(図3では前者が例示されている)、コントロールユ
ニット又は制御装置54により、第1アクチュエータ4
2が駆動されて弁装置36が開かれ、略同時に第2アク
チュエータ52のソレノイド48が付勢される。ソレノ
イド48の付勢により、アーマチヤ46がリターンスプ
リング50を圧縮して図1において左方に変位し、ピス
トン44が燃焼ガス貯溜室32内に充填されていた燃焼
ガスを、連通路34を経て副室22内に圧送し図中に一
点鎖線で示した左方位置に変位する。ピストン44が上
記左方位置に達したクランク角θにおいて、コントロ
ールユニット又は制御装置54により、再び第1アクチ
ュエータ42が駆動されて弁装置36が閉止される。上
記燃焼ガス貯溜室30内の燃焼ガスが圧縮行程において
副室22内に供給されることにより、筒内圧力Pcは、
図3に点線で示したように僅かに上昇する。
The subsequent exhaust and intake strokes are substantially similar to previous engines. Next, on the crank angle theta 1 enters the compression stroke the intake valve Vi is closed, or after closing (FIG. 3 former is illustrated), by a control unit or controller 54, the first actuator 4
2 is driven to open the valve device 36, and the solenoid 48 of the second actuator 52 is energized substantially simultaneously. By the urging of the solenoid 48, the armature 46 compresses the return spring 50 and is displaced leftward in FIG. 1, and the piston 44 transfers the combustion gas filled in the combustion gas storage chamber 32 to the auxiliary gas through the communication passage 34. It is fed into the chamber 22 and is displaced to the left position indicated by the dashed line in the figure. At a crank angle theta 2 which the piston 44 reaches the left position, by a control unit or controller 54, is closed first actuator 42 is driven valve 36 again. As the combustion gas in the combustion gas storage chamber 30 is supplied into the sub chamber 22 in the compression stroke, the in-cylinder pressure Pc becomes
It rises slightly as shown by the dotted line in FIG.

【0018】上記コントロールユニット又は制御装置5
4の作動態様を纏めたものが、図4のフローチャートで
示されている。プログラムがスタートすると、ステップ
で初期設定が行なわれ、弁装置36は閉、可動壁部
材を形成するピストン44は第2アクチュエータ52の
ソレノイド48の消勢により右方位置Bに設定される。
次に、ステップSにおいて、クランク角θcが読み込
まれ、ステップSにおいて、クランク角θcが、圧縮
行程における上記クランク角θとθとの間にあるか
どうかが調べられる。
The above control unit or control device 5
The operation modes of FIG. 4 are summarized in the flowchart of FIG. When the program starts, initialization at step S 1 is performed, the valve device 36 is closed, the piston 44 forming the movable wall member is set to the right position B by deenergizing the solenoid 48 of the second actuator 52.
Next, in step S 2, the crank angle θc is read, in step S 3, the crank angle θc is, whether between the crank angle theta 1 and theta 2 are examined in the compression stroke.

【0019】ステップS。においてYESの場合、ス
テップはSに進み、上述したように第1アクチュエー
タ42が駆動されて弁装置36が開かれ、同時に第2ア
クチュエータ52が付勢されてピストン44が左方位置
Aに駆動され、燃焼ガス貯溜室32内の燃焼ガスが副室
22に供給される。クランク角θcがクランク角θ
通過してNOになると、ステップSにおいて、クラン
ク角θcが膨張行程におけるクランク角θとθとの
間に入ったかどうかが、判断される。クランク角θc
が、θを越えθに達するまでは、当然NOと判断さ
れるので、ステップはSに進み、第1アクチュエータ
42が駆動されて、弁装置36が閉じられる。
Step S 3 . If YES in step proceeds to S 4, the first actuator 42 is driven valve 36 is opened as described above, at the same time the second actuator 52 is energized piston 44 driving the left position A Then, the combustion gas in the combustion gas storage chamber 32 is supplied to the sub chamber 22. When the crank angle θc is NO through the crank angle theta 2, in step S 5, whether the crank angle θc enters between the crank angle theta 3 and theta 4 in the expansion stroke, it is determined. Crank angle θc
However, since it is naturally determined to be NO until θ 3 exceeds θ 2 , the step proceeds to S 6 , the first actuator 42 is driven, and the valve device 36 is closed.

【0020】ステップSSにおいてYESと判断され
ると、ステップSに進み、エンジン負荷を表わす燃料
噴射ポンプのコントロールレバー位置Lp及びエンジン
回転数Neが読み込まれ、続いて、ステップSにおい
て、エンジンの運転状態に応じた燃焼ガス貯溜室32へ
の排気ガス流入量を設定する流入開始クランク角θa
(弁装置36の開放時期)及び流入終了クランク角θb
(弁装置36の閉止時期)が設定される。即ち、上記燃
焼ガス貯溜室32は、図1に示されている可動壁部材又
はピストン44が右方行程端まで変位したとき、そのエ
ンジンが必要とする最大のEGR量が得られるような容
積を有するが、エンジンの負荷Lp及び回転数Neに応
じ、適切なEGR量が、弁装置36の開閉クランク角θ
a及びθbにより設定されるのである。
[0020] If it is determined as YES in step SS 5, the process proceeds to step S 7, the control lever position Lp and the engine speed Ne of the fuel injection pump which represents the engine load is read, followed by, in step S 8, the engine Starting crank angle θa for setting the amount of exhaust gas flowing into the combustion gas storage chamber 32 according to the operating state of the engine
(Opening timing of valve device 36) and inflow end crank angle θb
(Close timing of the valve device 36) is set. That is, when the movable wall member or the piston 44 shown in FIG. 1 is displaced to the right stroke end, the combustion gas storage chamber 32 has such a volume that the maximum EGR amount required by the engine is obtained. However, an appropriate EGR amount is determined by the opening / closing crank angle θ of the valve device 36 in accordance with the engine load Lp and the rotation speed Ne.
a and θb.

【0021】次に、ステップSにおいて、クランク角
θcが上記θa以上になったかどうかが調べられる。ま
だθaに達しないNOの時は、勿論弁装置36は閉状態
に維持され、θa以上になったYESのときは、ステッ
プS10に進み、弁装置36が開かれると共に、第2ア
クチュエータ52が消勢される。従って、ピストン44
が副室22から流入する燃焼ガス圧力とリターンスプリ
ング50のばね力とによって右動する。ステップS11
において、クランク角θcが、エンジンの運転状態に応
じ設定されたθbに達したと判定されると、ステップS
12において第1アクチュエータ42により弁装置36
が閉止され、燃焼ガス貯溜室32には設定量の排気ガス
が貯溜され、プログラムはリターンする。
Next, in step S 9, the crank angle θc is checked whether equal to or greater than the θa is. When the NO is not reached yet .theta.a, it is maintained in the course valve 36 closed, when the YES became more .theta.a, the process proceeds to step S 10, with the valve device 36 is opened, the second actuator 52 Deactivated. Therefore, the piston 44
Moves rightward due to the pressure of the combustion gas flowing from the sub chamber 22 and the spring force of the return spring 50. Step S 11
In step S, if it is determined that the crank angle θc has reached θb set according to the operating state of the engine,
At 12 , the valve device 36 is operated by the first actuator 42.
Is closed, and a set amount of exhaust gas is stored in the combustion gas storage chamber 32, and the program returns.

【0022】なお、燃焼ガス貯溜室32内に貯溜される
燃焼ガスの圧力は、多少の流入慣性を考慮しても、流入
終了時期θbにおける副室22内の燃焼ガス圧力で略定
まるので、圧縮行程における燃焼ガス還流の終了時期
は、図2の筒内圧力線図において、圧縮行程中の筒内圧
力が、クランク角θbにおける筒内圧力より低い時点で
燃焼ガスの供給が終了するように、クランク角θを設
定することが好ましく、これによって、第2アクチュエ
ータ52に要求される圧送能力を小さくすることがで
き、小型のアクチュエータで燃焼ガスを還流させること
が可能となる。
The pressure of the combustion gas stored in the combustion gas storage chamber 32 is substantially determined by the pressure of the combustion gas in the sub-chamber 22 at the inflow end timing θb, even if some inflow inertia is considered. In the in-cylinder pressure diagram of FIG. 2, the end timing of the combustion gas recirculation in the stroke is such that the supply of the combustion gas is terminated at a time when the in-cylinder pressure during the compression stroke is lower than the in-cylinder pressure at the crank angle θb. it is preferable to set the crank angle theta 2, which makes it possible to reduce the required pumping capacity to the second actuator 52, it becomes possible to recirculate the combustion gases with a small actuator.

【0023】上記本発明の構成によれば、膨張行程の中
期に副室22から燃焼ガス貯溜室32に貯溜された燃焼
ガスが、圧縮行程において吸気弁Viが閉じたのち副室
22に還流されるので、エンジンの新気吸入量が減少す
ることがなく、空気過剰率の低減によるスモーク発生の
不具合を有効に解消することができ、また副室22にの
みEGRが行なわれるので、予混合燃焼が抑制されるこ
とによってNOが低減され、主燃焼室での拡散燃焼は
促進されるため、この点からもスモークの発生が抑止さ
れる。上記の結果、EGRが可能なエンジンの運転領域
を拡大し、実質的にエンジンの如何なる運転状態でも、
スモークの発生を有効に抑止しながら、適切なタイミン
グで適切な量のEGRを行なうことができることとな
り、NOの低減が極めて効果的に達成される利点があ
る。
According to the configuration of the present invention, the combustion gas stored in the combustion gas storage chamber 32 from the sub chamber 22 in the middle stage of the expansion stroke is returned to the sub chamber 22 after the intake valve Vi is closed in the compression stroke. Therefore, the intake of fresh air from the engine does not decrease, and the problem of smoke generation due to the reduction of the excess air ratio can be effectively eliminated. In addition, since EGR is performed only in the sub-chamber 22, premix combustion is performed. Is suppressed, NO x is reduced, and diffusion combustion in the main combustion chamber is promoted, so that generation of smoke is also suppressed from this point. As a result of the above, the operating range of the engine capable of performing the EGR is expanded, and in substantially any operating state of the engine,
While effectively suppressing the generation of smoke, will be able to carry out the appropriate amount of EGR at the right time, there is an advantage that reduction of the NO x is extremely effectively achieved.

【0024】さらに、上記本発明の構成によれば、前記
既提案の装置のように、排気ガス圧送用の副シリンダ即
ち構造極めて複雑かつ高価な往復式ポンプ装置及び付帯
する配管や接手等を必要とせず、通常シリンダ14の排
気容積に対して0.5〜1.0%程度の小さい容積の燃
焼ガス貯溜室32と、同貯溜室に収容される小型の可動
壁部材又はピストン44と、同可動壁部材を駆動する小
容量の第2アクチュエータ52と、小型のロータリバル
ブ等の弁装置36など、すべての構成部材が構造簡単か
つ小型軽量な部材で構成されるので、製造コストが安
く、運転騒音が小さく、また可動壁部材の駆動に費やさ
れるエンジンの出力損失が小さい利点があり、また本質
的に構造複雑なシリンダヘッド18の内部又はこれに隣
接して配置し得るスペース的利点もある。
Further, according to the structure of the present invention, a sub-cylinder for pumping exhaust gas, that is, an extremely complicated and expensive reciprocating pump device and accompanying piping and joints are required as in the above-mentioned proposed device. However, the combustion gas storage chamber 32 having a small volume of about 0.5 to 1.0% with respect to the exhaust capacity of the cylinder 14 and a small movable wall member or a piston 44 housed in the storage chamber. Since all the components, such as the small-capacity second actuator 52 for driving the movable wall member and the valve device 36 such as a small rotary valve, are composed of a simple, compact and lightweight member, the manufacturing cost is low and the operation is low. It has the advantages of low noise and low power loss of the engine consumed for driving the movable wall member, and can be disposed inside or adjacent to the cylinder head 18 having a complicated structure. There is also over the scan advantage.

【0025】なおまた、上記膨張行程中期に燃焼ガスを
燃焼ガス貯溜室32内に貯溜して圧縮行程中に副室22
に還流することに加え、NOの発生量が多い高速高負
荷運転時に、図2の筒内圧線図において、圧縮上死点付
近のクランク角θで、一時的に弁装置36を開くと共
に、第2アクチュエータ52を消勢して副室22から燃
焼ガス貯溜室32への燃焼ガスの流入を許容すると、一
時的に副室22の燃焼室容積が増大したこととなって燃
焼温度が低下し、この結果、NOの発生をさらに低減
し得る追加の利点がある。なお、図2の筒内圧線図にお
いて圧縮上死点付近に点線で示されているように、上記
一時的な弁装置36の開放及び第2アクチュエータ52
の消勢によって、筒内圧線図のピーク部分に、若干の圧
力低下が生じる。
Further, the combustion gas is stored in the combustion gas storage chamber 32 in the middle stage of the expansion stroke, and the auxiliary chamber 22 is stored in the compression stroke.
In addition to reflux, in the event a large amount high speed and high load operation of NO x, in-cylinder pressure diagram of Figure 2, the crank angle theta 3 near the compression top dead center, the temporarily open the valve device 36 When the second actuator 52 is deenergized to allow the combustion gas to flow from the sub-chamber 22 into the combustion gas storage chamber 32, the combustion chamber volume of the sub-chamber 22 temporarily increases, and the combustion temperature decreases. However, this has the added advantage of further reducing NOx emissions . As indicated by a dotted line near the compression top dead center in the in-cylinder pressure diagram of FIG. 2, the temporary opening of the valve device 36 and the second actuator 52
, A slight pressure drop occurs at the peak portion of the in-cylinder pressure diagram.

【0026】上記実施例においては、弁装置36が狭い
スペースでの設置に適したロータリバルブとして例示さ
れているが、図3に示されているように、連通路34を
横切って丸棒又は板状の弁体36′を設け、同弁体3
6′をカムその他の駆動手段からなる第1アクチュエー
タ42によって矢印方向(図1の紙面に直角方向)に駆
動することによって、連通路34を開閉するスライドバ
ルブでも良く、さらに配置スペース上許容されれば、ポ
エット弁等でも良い。また、可動壁部材44としてピス
トンが例示されているが、ピストンに代えダイヤフラム
又はベローズ等を代替採用することができる。なおま
た、第2アクチュエータ52として、構造簡単で配置が
容易な電磁式アクチュエータが例示されているが、エア
シリンダ、油圧シリンダその他適宜のアクチュエータを
代替採用することができる。なおまた、上述した図4の
フローチャートも適宜修正を加えることができ、例えば
ステップS及びSにおけるクランク角θ,θ
θ及び〜θを、夫々エンジンの運転状態に応じ変更
することができ、この場合ステップSのエンジン負荷
Lp及びエンジン回転数Neの読み込みは、ステップS
のクランク角θcの読み込みと同時に行なわれること
が好ましい。
In the above embodiment, the valve device 36 is exemplified as a rotary valve suitable for installation in a narrow space. However, as shown in FIG. The valve body 36 'is provided, and the valve body 3' is provided.
A slide valve that opens and closes the communication passage 34 by driving the 6 'in the direction of the arrow (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1) by the first actuator 42 including a cam or other driving means may be used, and furthermore, it is allowed in the arrangement space. For example, a poet valve or the like may be used. Although a piston is illustrated as the movable wall member 44, a diaphragm, a bellows, or the like may be used instead of the piston. In addition, as the second actuator 52, an electromagnetic actuator having a simple structure and easy arrangement is exemplified, but an air cylinder, a hydraulic cylinder, or another appropriate actuator can be used instead. Note also, the flow chart of FIG. 4 described above can also be added appropriately modified, for example, the crank angle theta 1 at step S 3 and S 5, theta 2,
The theta 3 and through? 4, it can be changed according to the operating state of the respective engines, loading this case the engine load in step S 7 Lp and the engine speed Ne, the step S
It is preferably performed simultaneously with reading of the crank angle θc of 2 .

【0027】[0027]

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る排気還流装
置付副室式エンジンは、シリンダ内の主燃焼室に噴孔を
介して連通する副室と、同副室に連通路を介して接続さ
れその内部に可動壁部材を具えた可変容積の燃焼ガス貯
溜室と、上記連通路に介装されて上記副室と上記燃焼ガ
ス貯溜室との連通を制御する弁装置と、上記弁装置を開
閉する第1のアクチュエータと、上記燃焼ガス貯溜室の
上記可動壁部材に作動的に連結されて上記燃焼ガス貯溜
室の容積を増減させる第2のアクチュエータと、エンジ
ンの運転状態に応じ上記第1及び第2アクチュエータを
制御して、膨張行程の所望期間に上記副室内の排気ガス
を上記連通路を介し上記燃焼ガス貯溜室内に流入させる
と共に、圧縮行程の所望期間に上記燃焼ガス貯溜室の容
積を減少させて上記燃焼ガス貯溜室内の上記燃焼ガスを
上記連通路を介し副室内に供給するように作動する制御
装置とを具備してなることを特徴とし、排出ガス中のN
Oxを低減することが必要なエンジンの実質的にすべて
の運転領域において、出力燃費等のエンジン性能、及び
スモーク性能を著しく損なうことなく、EGRを行なう
ことができ、これによってNOxを効果的に低減するこ
とができる構造簡単かつ安価な副室式エンジンを提供す
ることができ、更にEGR装置の作動のために費やすエ
ンジンの出力の消費が小さく、また運転騒音が小さいこ
の種エンジンを提供し得る利点がある。
As described above, the sub-chamber engine with the exhaust gas recirculation device according to the present invention has a sub-chamber communicating with the main combustion chamber in the cylinder through the injection hole, and a communication passage in the sub-chamber. a combustion gas storage chamber of variable volume equipped with connected movable wall member therein via a valve device for controlling the communication between is interposed aforementioned connecting channel the auxiliary chamber and the combustion gas reservoir, the A first actuator for opening and closing the valve device, and a combustion gas storage chamber.
A second actuator operatively connected to the movable wall member to increase or decrease the volume of the combustion gas storage chamber; and controlling the first and second actuators in accordance with an operation state of the engine to thereby provide a desired period of an expansion stroke. the sub chamber of the exhaust gas together to flow into the said combustion gas reservoir chamber through the communicating passage, the desired period of the compression stroke of the combustion gas reservoir volume to
Reduce the product characterized by comprising the combustion gas reservoir chamber of said combustion gas and a control device operable to supply to the secondary chamber through the communication passage, N in the exhaust gas
EGR can be performed in substantially all operating regions of the engine in which Ox needs to be reduced without significantly impairing engine performance such as output fuel efficiency and smoke performance, thereby effectively reducing NOx. It is possible to provide an inexpensive sub-chamber type engine with a simple structure, and furthermore, it is possible to provide an engine of this kind which consumes less power of the engine for operating the EGR device and has low operation noise. There is.

【0028】また、本発明において、上記制御装置は、
エンジンの負荷及び回転数に応じて上記第1アクチュエ
ータを制御し、上記弁装置の膨張行程における開弁時期
を変化させることにより、エンジンの運転状態に応じ適
切な量のEGRを行なうことができ、排気ガス中のNO
を効果的に低減し得ると共に、スモークの発生を有効
に抑制し得る利点がある。さらに、上記制御装置は、膨
張行程の中期に上記副室内の排気ガスが燃焼ガス貯溜室
に供給されるように、上記第1及び第2アクチュエータ
を制御することにより、エンジンの出力を殆んど犠牲に
することなく、EGR用の排気ガスを貯溜室に取り入れ
ることができる利点がある。なおまた、膨張行程中に上
記副室から燃焼ガス貯溜室に流入する燃焼ガスの流入終
了時の圧力が、圧縮行程において上記燃焼ガス貯溜室内
の燃焼ガスの副室内への供給終了時における筒内圧力よ
り高く設定されることにより、NO の低減が必要な実
質的にすべてのエンジンの運転状態において、スモーク
性能の著しい悪化を伴なうことなく、効果的なEGRを
行ない、排出ガス性能の向上を達成し得る利点がある。
さらにまた、エンジンの高速高負荷運転時に、圧縮上死
点付近で上記弁装置を開き上記副室と燃焼ガス貯溜室と
を一時的に連通させることにより燃焼室容積を実質的に
増大させるように構成したことにより、NO の発生が
特に多いエンジンの運転領域において、EGRの効果と
相俟ってNO の発生を一層抑制し得る効果がある。
Further , in the present invention, the control device includes:
The first actuator according to the engine load and the number of revolutions
The valve opening timing during the expansion stroke of the valve device.
By adjusting the engine operating conditions.
A small amount of EGR can be performed, and NO in exhaust gas
x can be effectively reduced and smoke is effectively generated
There is an advantage that can be suppressed. Further, the control device may be
In the middle stage of the stretching process, the exhaust gas in the sub-chamber
The first and second actuators
The engine output, almost sacrifice engine power.
Exhaust gas into the storage chamber
There are advantages that can be. Also, during the expansion stroke,
End of combustion gas flowing into the combustion gas storage chamber from the sub chamber
At the end of the combustion gas storage chamber during the compression stroke.
Pressure at the end of the supply of combustion gas into the subchamber
High by being set Ri, the actual required reduction of the NO x
Smoke in qualitatively all engine operating conditions
Effective EGR without significant performance degradation
There is an advantage that the exhaust gas performance can be improved.
Furthermore, during high-speed and high-load operation of the engine, compression
Open the valve device near the point and open the sub chamber and combustion gas storage chamber.
To temporarily increase the volume of the combustion chamber.
With the arrangements to increase, the occurrence of the NO x
The effect of EGR and the
An effect that can further suppress the generation of the NO x I cooperation with.

【0029】[0029] また本発明の実施に際して、上記弁装置In carrying out the present invention, the valve device
が、上記第1アクチュエータによって、上記連通路を閉However, the communication path is closed by the first actuator.
止して上記副室と燃焼ガス貯溜室との連通を遮断する閉Shut off to shut off the communication between the sub chamber and the combustion gas storage chamber.
位置と、上記連通路を開通して上記副室と燃焼ガス貯溜Position and open the communication passage to open the sub-chamber and combustion gas storage
室とを連通させる開位置の何れかに選択的に駆動されるSelectively driven to any of the open positions to communicate with the chamber
ロータリバルブ又はスライドバルブとすることによっBy using a rotary valve or a slide valve,
て、シリンダヘッドの狭いスペース内における弁配置がThe valve arrangement in the narrow space of the cylinder head
容易になる追加の利点があり、さらに上記第2アクチュHas the additional advantage of being easier,
エータを、上記制御装置により付勢されたとき、上記可When the eta is energized by the control device,
動壁部材を一方向に駆動して上記燃焼ガス貯溜室の容積The moving wall member is driven in one direction to increase the volume of the combustion gas storage chamber.
を減少させるソレノイドと、上記制御装置により同ソレAnd a solenoid that reduces the
ノイドが消勢されたとき、上記可動壁部材を反対方向にWhen the solenoid is deenergized, move the movable wall member in the opposite direction.
駆動して上記燃焼ガス貯溜室の容積を増大させるリターLitter for driving to increase the volume of the combustion gas storage chamber
ンスプリングとを有する電磁式アクチュエータにより構With an electromagnetic actuator having a spring
成することによって、小型軽量かつ安価で運転騒音が小By doing so, it is compact, lightweight, inexpensive and has low operating noise.
さいEGR装置を提供し得る追加の利点がある。There are additional advantages that can provide a smaller EGR device. さらにfurther
また、上記可動壁部材が、シリンダ状をなす燃焼ガス貯Further, the movable wall member has a cylindrical combustion gas storage.
溜室内に摺動自在に嵌装されたピストンによって構成さIt consists of a piston slidably fitted in the reservoir.
れ、もしくは、上記可動壁部材が、上記燃焼ガス貯溜室Alternatively, the movable wall member is provided in the combustion gas storage chamber.
内に設けられ、その一方向の変位によって同貯溜室の容And the capacity of the storage chamber is
積を増大し、反対方向の変位によって同貯溜室の容積をAnd increase the volume of the reservoir by displacement in the opposite direction.
減少するダイヤフラムによって構成されることにより、By being constituted by a decreasing diaphragm,
上記第2アクチュエータを小型軽量でシリンダヘッド内The above-mentioned second actuator is small and lightweight, inside the cylinder head.
部又はその周辺の狭いスペースに配設し得る付加的の利Additional space that can be placed in or around
点がある。There is a point.

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

【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】通常の副室式エンジンの筒内圧と本発明に係る
副室式エンジンの筒内圧とを対比して示した線図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a comparison between the in-cylinder pressure of a normal sub-chamber engine and the in-cylinder pressure of a sub-chamber engine according to the present invention.

【図3】図1に示したエンジンにおける弁装置36の変
形例を示した部分的断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a modification of the valve device 36 in the engine shown in FIG.

【図4】図1におけるコントロールユニット又は制御装
置の作動態様を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation mode of a control unit or a control device in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…クランクケース、12…ピストン、14…シリン
ダ、18…シリンダヘッド、22…副室、24…口金、
26…噴孔、28…燃料噴射弁、32…燃焼ガス貯溜
室、34…連通路、36…弁装置、42…第1アクチュ
エータ、44…可動壁部材(ピストン)、46…アーマ
チヤ、48…ソレノイド、50…リターンスプリング、
52…第2アクチュエータ、54…コントロールユニッ
ト又は制御装置。
10 ... Crankcase, 12 ... Piston, 14 ... Cylinder, 18 ... Cylinder head, 22 ... Sub chamber, 24 ... Base,
26 injection hole, 28 fuel injection valve, 32 combustion gas storage chamber, 34 communication path, 36 valve device, 42 first actuator, 44 movable wall member (piston), 46 armature, 48 solenoid , 50 ... return spring,
52: second actuator, 54: control unit or control device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02B 19/08 F02B 19/08 Z (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 580 F02M 25/07 570 F02B 17/00 F02B 19/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02B 19/08 F02B 19/08 Z (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 25/07 580 F02M 25 / 07 570 F02B 17/00 F02B 19/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリンダ内の主燃焼室に噴孔を介して連
通する副室と、同副室に連通路を介して接続されその内
部に可動壁部材を具えた可変容積の燃焼ガス貯溜室と、
上記連通路に介装されて上記副室と上記燃焼ガス貯溜室
との連通を制御する弁装置と、上記弁装置を開閉する第
1のアクチュエータと、上記燃焼ガス貯溜室の上記可動
壁部材に作動的に連結されて上記燃焼ガス貯溜室の容積
を増減させる第2のアクチュエータと、エンジンの運転
状態に応じ上記第1及び第2アクチュエータを制御し
て、膨張行程の所望期間に上記副室内の排気ガスを上記
連通路を介し上記燃焼ガス貯溜室内に流入させると共
に、圧縮行程の所望期間に上記燃焼ガス貯溜室の容積を
減少させて上記燃焼ガス貯溜室内の上記燃焼ガスを上記
連通路を介し上記副室内に供給するように作動する制御
装置とを具備したことを特徴とする排気還流装置付副室
式エンジン。
1. A variable-volume combustion gas storage chamber connected to a main combustion chamber in a cylinder via an injection hole and connected to the sub-chamber through a communication passage and having a movable wall member therein. When,
A valve device for controlling the communication between the auxiliary chamber and the combustion gas storage chamber is interposed said communication passage, a first actuator for opening and closing the valve device, to the movable wall member of the combustion gas reservoir A second actuator operatively connected to increase or decrease the volume of the combustion gas storage chamber, and controlling the first and second actuators in accordance with an operating state of the engine so that the sub-chamber within the sub-chamber during a desired period of the expansion stroke is controlled. the exhaust gas causes to flow into the combustion gas reservoir chamber through the communicating passage, the desired period of the compression stroke the volume of the combustion gas reservoir
Reduced so by the combustion gas reservoir chamber of pre-combustion chamber engine with exhaust gas recirculation system of the combustion gases, characterized by comprising a control device operable to supply to the secondary chamber through the communication passage.
【請求項2】 上記可動壁部材が、シリンダ状をなす上
記燃焼ガス貯溜室内に摺動自在に嵌装されたピストンで
あり、上記アクチュエータが、上記制御装置により付勢
されたとき、上記ピストンを一方向に駆動して上記燃焼
ガス貯溜室の容積を減少させるソレノイドと、上記制御
装置により同ソレノイドが消勢されたとき、上記可動壁
部材を反対方向に駆動して上記燃焼ガス貯溜室の容積を
増大させるリターンスプリングとを有する電磁式アクチ
ュエータであることを特徴とする請求項1記載の排気還
流装置付副室式エンジン。
2. The movable wall member has a cylindrical shape.
A piston slidably fitted in the combustion gas storage chamber
Yes, the actuator is energized by the controller
When the piston is driven in one direction, the combustion
Solenoid for reducing the volume of a gas storage chamber and the above control
When the solenoid is deenergized by the device, the movable wall
Drive the members in the opposite direction to increase the volume of the combustion gas storage chamber.
Electromagnetic actuator with increased return spring
The sub-chamber engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein the engine is a heater.
【請求項3】 上記制御装置は、膨張行程の中期に上記
副室内の排気ガスが燃焼ガス貯溜室に供給されるよう
に、上記第1及び第2アクチュエータを制御することを
特徴とする請求項1記載の排気還流装置付副室式エンジ
ン。
3. The control device controls the first and second actuators such that exhaust gas in the sub-chamber is supplied to a combustion gas storage chamber in a middle stage of an expansion stroke. A sub-chamber engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1.
【請求項4】 上記制御装置は、エンジンの負荷及び回
転数に応じて上記第1アクチュエータを制御し、上記弁
装置の膨張行程における開弁時期を変化させることを特
徴とする請求項1記載の排気還流装置付副室式エンジ
ン。
4. The control device according to claim 1 , wherein the load and the rotation of the engine are controlled.
Controlling the first actuator according to the number of turns,
Specially, it changes the valve opening timing in the expansion stroke of the device.
A sub-chamber engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1.
N.
【請求項5】 膨張行程中に上記副室から燃焼ガス貯溜
室に流入する燃焼ガスの流入終了時の圧力が、圧縮行程
において上記燃焼ガス貯溜室内の燃焼ガスの副室内への
供給終了時における筒内圧力より高く設定されたことを
特徴とする請求項1記載の排気還流装置付副室式エンジ
ン。
5. A combustion gas storage from said sub-chamber during an expansion stroke.
The pressure at the end of the inflow of the combustion gas flowing into the chamber is the compression stroke.
At the time, the combustion gas in the combustion gas storage chamber is
That the pressure was set higher than the in-cylinder pressure at the end of supply.
The sub-chamber engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1.
N.
【請求項6】 エンジンの高速高負荷運転時に、圧縮上
死点付近で上記弁装置を開き上記副室と燃焼ガス貯溜室
とを一時的に連通させることにより燃焼室容積を実質的
に増大させるように構成したことを特徴とする請求項1
記載の排気還流装置付副室式エンジン。
6. When the engine is operated at high speed under high load, the compression
Open the valve device near the dead center and open the sub chamber and combustion gas storage chamber.
To temporarily reduce the volume of the combustion chamber
2. The method according to claim 1, wherein the number of the occupants is increased.
The sub-chamber engine with the exhaust gas recirculation device according to the above.
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