JP4783827B2 - 4サイクルエンジン - Google Patents
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Description
請求項1の発明では、オーバーラップ期間における排気圧力を低くしたので、又はオーバーラップ期間における重なり開弁時間面積を小さくしたので、シリンダ内に吸入された新気をEGRガスが吸気ポート側に押し戻すのを抑制できる。
1n ガイド部
2a+2d 第1,第2気筒間の排気通路長さ
5 吸気カム軸
5a′EGRカム
6 排気カム軸
9 排気弁駆動機構
15,16 吸気カム,排気カム位相可変機構
20ロータリエンジン
27a,27b ターボチャージャ
B 新気タンブル流
C 排気タンブル流
T1 EGR開弁状態にある期間
T2 吸気弁が開弁状態にある期間
T12 オーバーラップ期間
T12′オーバーラップ期間経過後の期間
♯1 第1気筒
♯4 第2気筒
図1〜図10は本発明の第1実施形態による4サイクルエンジンを説明するための図であり、図1は全体構成図、図2〜図5はエンジンの構造を示す図、図6〜図10は動作説明図である。
接続されている。該第2,第3吸気通路21d′,21e′にはシャッタバルブ28a,28bが介設されている。また上記排気ポート21g,21hには排気通路21g′,21h′が接続されており、これらの排気通路21g′,21h′は排気合流通路29に合流している。
Claims (13)
- 第1気筒の排気弁を該第1気筒の吸気行程から圧縮行程の下死点付近において再度開くEGR開弁によって、第2気筒側からの高圧の排気ガスを第1気筒のシリンダ内に逆流させ、該第1気筒の圧縮行程開始時のシリンダ内圧力を吸気ポート内圧力より高くするように構成された4サイクルエンジンであって、
上記第1気筒の排気弁がEGR開弁状態にある期間と該第1気筒の吸気弁が開弁状態にある期間とが重なるオーバーラップ期間における排気ポート内の平均圧力をEGR開弁期間内でかつ上記オーバーラップ期間経過後における排気ポート内の平均圧力より低くするか、又は上記オーバーラップ期間における重なり開弁時間面積を上記EGR開弁期間における開弁時間面積の1/4以下としたこと特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1において、
上記第1,第2気筒は、位相が1/2サイクル異なるよう構成され、かつ共通の排気系に接続されており、
少なくとも中負荷運転領域では、上記第1気筒の排気弁のEGR開弁期間内でかつ上記オーバーラップ期間の経過後に、上記第2気筒からの排気ブローダウンの一次圧力波の大部分が上記第1気筒の排気弁開口に到達するように、上記第1気筒における排気弁のEGR開弁時期と期間、第2気筒の膨張行程における排気弁開時期、及び第1,第2気筒間の排気通路長さが設定されていることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1又は2において、
上記第1,第2気筒に接続された排気系には、排気絞り機構が備えられており、該排気絞り機構で排気系の背圧を高めることにより、高圧の排気ガスをシリンダ内に逆流させるよう構成され、
上記第1気筒の排気弁は、上記EGR開弁動作において、上記オーバーラップ期間の中央(リフトカーブが交差する点)におけるリフト量が最大リフト量の1/2以下となるように設定されていることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1又は2において、
上記第1,第2気筒に接続された排気系には、排気絞り機構が備えられており、該排気絞り機構で排気系の背圧を高めることにより、高圧の排気ガスをシリンダ内に逆流させるよう構成され、
上記第1気筒の吸気弁は、下死点後に閉弁し、
上記第1気筒の排気弁は、上記EGR開弁動作において、上記第1気筒の吸気弁の閉前に開弁して該吸気弁の閉後に最大リフトとなることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項3又は4において、
上記排気絞り機構は、ウェストゲート付き又は可変ノズル式ターボチャージャであり、該ターボチャージャは、加速過渡運転領域では、吸気圧の上昇が排気圧の上昇に比べて遅れるターボラグ特性を有し、上記ウェストゲート又はノズルを排気抵抗が大きくなる方向に制御されることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項2ないし4の何れかにおいて、
上記第1気筒における排気弁のEGR開弁時期と期間,吸気弁の閉時期及び第2気筒の排気弁の膨張行程における開時期の少なくとも1つを変化させることにより、該第1気筒に流入する新気量、EGRガス量及び該第1気筒の圧縮開始時のシリンダ内圧力が制御されることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項6において、
排気カム軸及び吸気カム軸と、
該吸気カム軸に形成され、上記第1気筒の排気弁を吸気行程下死点付近で再度開弁するEGRカムと、
該EGRカムの動作を上記排気弁に伝達する排気弁駆動機構と、
上記吸気カム軸及び排気カム軸の一方又は両方の位相を変化させるカム位相可変機構とを備え、
上記吸気カム軸,排気カム軸の位相を変化させることにより、上記第1気筒の排気弁のEGR開弁時期、吸気弁の閉時期、及び第2気筒の排気弁の膨張行程における開時期を変化させ、もって第1気筒の新気量、EGRガス量及び圧縮行程開始時のシリンダ内圧力を制御することを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項7において、
高負荷運転領域では、上記第2気筒の排気ブローダウンの一次圧力波の大部分が、上記第1気筒のEGR開弁期間が略経過後に該第1気筒の排気弁開口に到達するように上記吸気カム軸及び排気カム軸の一方又は両方の位相が制御されることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項7において、
低負荷運転領域では、上記第1気筒の吸気弁が下死点前に閉じるとともに、上記第2気筒の排気ブローダウンの一次圧力波の大部分が上記第1気筒のEGR開弁期間中に該第1気筒の排気弁開口に到達するように、上記吸気カム軸及び排気カム軸の一方又は両方の位相が制御されることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項7において、
上記排気弁駆動機構は、EGRカムから排気弁への駆動力の伝達をオンオフ可能に構成されていることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1〜4の何れかにおいて、
排気弁開口のカム軸方向左右縁部に、EGRガスの流入を抑制するガイド部が形成され、EGRガスはシリンダ内流入時にカム軸方向中央に集まるよう上記ガイド部により方向付けされることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1〜4及び11の何れかにおいて、
EGRガスのシリンダ内流入時にタンブル流が生成され、該タンブル流の旋回方向が吸気弁からの新気流によって生成されるタンブル流の旋回方向と同じであることを特徴とする4サイクルエンジン。 - 請求項1〜4の何れかにおいて、
上記排気ポートは、EGRガスのシリンダ内流入時に気筒軸回りに流れるスワール流を生成するタンジェンシャルポートとなっており、かつ該EGRガスによるスワール流の旋回方向が、吸気弁からの新気流によって生成されるスワール流の旋回方向と同じであることを特徴とする4サイクルエンジン。
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