JP4954708B2 - エンジン - Google Patents

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Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に新気及びＥＧＲガスを導入するようにしたエンジンに関し、詳細には、簡単な構成により新気導入量の減少を防止しつつＥＧＲガスの導入量を増加できるようにしたＥＧＲガス導入方法の改善に関する。本発明は、予混合圧縮自己着火式エンジン（ＨＣＣＩエンジン）に好適であるので、以下、主としてこのＨＣＣＩエンジンを例にとって説明する。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮自己着火式エンジンは、通常のディーゼルエンジンが圧縮上死点付近で燃料を噴射供給するのに対し、燃焼室内に燃料を早期噴射し、あるいは吸気ポート内で燃料と空気とを混合し、圧縮温度による燃焼反応によって圧縮上死点付近で予混合気を自己着火させる方式のエンジンである。
【０００３】
この種の予混合圧縮自己着火式エンジンでは、ＮＯx 排出量が少ないという特徴を確保しつつ必要な出力を得るためには、燃料の発熱量と混合気の熱容量で決まる燃焼温度をＮＯx 発生温度以下に抑えることが必要となる。換言すると、混合気質量（新気＋ＥＧＲガス）と燃料質量の比であるＧ／Ｆを２５〜３０以上のリーンに保つ必要がある。即ち、混合気質量が増加しない場合には燃料供給量の増加に限界があり、その結果、負荷が従来エンジン（Ｇ／Ｆ＝１５）の半分程度にしか高められない。
【０００４】
また、混合気質量一定の条件下で燃料噴射量を増加すると、急激な温度上昇による圧力増加率が起因して大きな燃焼騒音が発生する。このこともＧ／Ｆの制約となって負荷が高められない原因となる。
【０００５】
その結果、混合気質量が高められない自然給気（ＮＡ）エンジンでは、高効率かつ超低ＮＯx のＨＣＣＩ運転範囲の上限が従来エンジンの半分程度の負荷に限定される。
【０００６】
ＥＧＲ率を高めるとの観点から、吸気弁の開と同時に排気弁を少し開き、該排気弁開口に他の気筒の排気ガスパルスを作用させ、もって気筒内に導入されるＥＧＲガス量を増加するようにしたものがある（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】
ＪＳＡＥ２００４５０９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、吸気弁の最大リフト時と排気弁のＥＧＲ導入用最大リフト時とが略一致するように排気弁が開閉制御される。そのため、吸気行程の最中にＥＧＲガスが気筒内に導入されることとなる。そしてこのＥＧＲガスは、新気を吸気ポート側に押し戻し、あるいは新気が導入されるのを阻害し、これにより空いた部分に導入されるため、混合気質量を増加できない。即ち、上記従来技術ではＥＧＲガスは排気ガスパルスにより一旦気筒内に押し込まれるものの、気筒内圧力は下死点では吸気管圧力に戻ってしまう。従って圧縮開始時の気筒内圧力は吸気管圧力に等しく、結局、上記従来技術では、排気ガスの圧力による過給効果は得られない。
【０００８】
本発明は、新気導入量を減少させることなくＥＧＲガスの導入量を増加できるようにしたエンジンを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、燃焼タイミングの異なる第１の気筒及び第２の気筒を備え、該第１の気筒の膨張行程の一部における燃焼室内圧力を利用して、上記第２の気筒の少なくとも圧縮行程初期においてＥＧＲガスを上記第２の気筒内に導入し、もって該第２の気筒の圧縮行程初期における燃焼室圧力を吸気ポートの圧力より高くする自然給気式予混合圧縮着火エンジンにおいて、上記第１，第２の気筒は、クランク角度で３６０度の位相差を有し、該第１，第２の気筒の排気弁は、排気行程において開弁されるとともに、圧縮行程の初期においても所定角度だけ開弁されるよう構成されており、上記第１の気筒の排気弁を膨張行程の後半に開くことにより該第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波を発生させ、上記第２の気筒の排気弁を、吸気行程の下死点の前に開き始め、該第２の気筒の吸気弁の閉時付近で最大リフトとし、該第２の気筒の吸気弁が閉じた後でかつ圧縮行程の初期に閉じるとともに、運転状態が予混合圧縮自己着火による運転（以下、ＨＣＣＩ運転、と記す）領域における特定回転状態にあるとき、上記第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波が、上記第２の気筒の排気ポートに、該第２の気筒の圧縮行程初期でかつ該第２の気筒の吸気弁が閉じた後に到達するように上記第１の気筒から第２の気筒までの排気管長を設定したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、上記排気通路は、点火時期がクランク角度で３６０度の位相差を有する第１，第２の気筒によって構成される複数の気筒群毎に独立して設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、低負荷運転域においては、上記第２の気筒の吸気弁が吸気行程の中程で、かつ中高負荷運転域における吸気弁よりも早く閉じるとともに、該第２の気筒の排気弁が吸気行程の後半部から圧縮行程の初期にかけて、かつ中高負荷運転域における排気弁よりも早く開くことにより大量のＥＧＲガスが該第２の気筒内に再吸入されることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１又は２において、上記第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波が該第１の気筒の膨張行程の下死点より前に発生し、該圧力波が上記第２の気筒の排気ポートに、該第２の気筒の圧縮行程の下死点より後に到達することを特徴としている。
【００１５】
本発明において、各行程における初期とは、上死点又は下死点から遅角側に概ね３０°の範囲を、また前半部とは上死点又は下死点から遅角側に概ね９０°の範囲を意味する。同様に各行程における終期とは、上死点又は下死点から進角側に概ね３０°の範囲を、また後半部とは、上死点又は下死点から進角側に概ね９０°の範囲を意味する。
【００１６】
また本発明は、ガソリンＨＣＣＩエンジンに加えて、ＨＣＣＩ運転がなされるディーゼルエンジン、ターボ過給エンジン、定置式ＨＣＣＩガスエンジン、船用ＨＣＣＩエンジン等に適用可能である。
【００１７】
請求項１の発明によれば、膨張行程の一部、例えば膨張行程終期から排気行程初期、望ましくは排気弁開直前の燃焼室内圧力を利用して少なくとも圧縮行程初期にＥＧＲガスを気筒内に導入するようにしたので、ＥＧＲガスが高圧の燃焼室内圧力を利用して気筒内に導入され、従って圧縮行程開始時の燃焼室内圧力は吸気ポート圧力より高くなる。即ち、過給効果が得られる。また、同時に圧縮圧力が高くなることからHCCI燃焼に必要な圧縮温度が低下するため、過給効果がないエンジンに比べると必要となるEGR ガス量も低下する。
【００１８】
また、膨張行程の一部の焼室内圧力を利用してＥＧＲガスを気筒内に導入するようにしたので、吸気は通常通り吸気弁から導入され、吸気量を減少させることなくＥＧＲガス導入量を増加でき、燃焼室内圧力を吸気ポート圧力より高くでき、過給効果が得られる。なお、燃焼速度を緩慢にするために冷却した外部ＥＧＲガスを導入する場合があるが、このような場合には、新気と外部ＥＧＲガスが混合したものを通常通り吸気弁から導入した上で、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００１９】
ここで本発明では、圧縮行程初期又は前半部にＥＧＲガスを導入するのであるが、吸気行程終期においてＥＧＲガスの導入を開始しても良い。このようにすればＥＧＲガス導入用バルブが全開になるまでに時間を要する場合でもＥＧＲガス量を確保できる。なおＥＧＲガスを導入する運転域は比較的負荷が低く、従って上記吸気行程でＥＧＲ導入を開始したことにより吸気量が少し減少しても問題にならない。
【００２０】
また、第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波が、第２の気筒にかつ該第２の気筒の圧縮行程初期に導入されるように構成したので、第１の気筒のブローダウンガスの圧力波を利用して第2 の気筒に多量のＥＧＲガスを導入でき、上述の過給効果を簡単な構造によって実現できる。
【００２１】
より詳細には、第１の気筒の膨張行程終期、望ましくは排気弁が開く直前の燃焼室内圧力によるブローダウンガスの圧力波が、第２の気筒内にかつ該第２の気筒の少なくもと圧縮行程初期、望ましくは吸気弁閉直後に導入される。この場合、新気については、通常の吸気弁から導入され、従って従来エンジン並の新気質量が導入され、吸気弁が閉じた後に、高圧のブローダウンガスの圧力波によりＥＧＲガスが気筒内に導入されることとなる。従って、新気がＥＧＲガスによって押し出されることはなく、それだけ混合気質量が増大し、圧縮開始時の燃焼室内圧力が吸気ポート圧力よりも高められる。またＨＣＣＩエンジンの場合には、高温のブローダウンガスにより、ＨＣＣＩ燃焼に必要な高温の圧縮温度を容易確実に確保できる。
【００２２】
さらにまた、上記第１の気筒のブローダウンガスの圧力波が、上記第２の気筒の排気ポートにかつ該第２の気筒の圧縮行程初期又は前半部に、望ましくは吸気弁閉直後に導入されるよう該第１の気筒の排気タイミングと該第１の気筒から上記第２の気筒までの排気管長が設定されており、また上記第２の気筒の排気弁が該第２の気筒の少なくとも圧縮行程初期に開弁されるので、上記第１の気筒のブローダウンガスの圧力波を利用して第２の気筒の混合気質量を増大できる。
【００２３】
また、位相差３６０度の第１，第２の気筒を備え、一方の気筒のブローダウンガスによる圧力波が他方の気筒の排気ポートに、かつ該他方の気筒の排気弁が開かれる圧縮行程初期に到達するように構成したので、極めて簡単な構成により一方の気筒のブローダウンガスの圧力波を利用して他方の気筒のＥＧＲガス量を増大できる。またこれとともに、圧縮行程開始時の燃焼室内圧力を吸気ポート圧力より高くすることができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、排気通路を、点火時期がクランク角度で３６０°の位相差を有する２つの気筒で構成された気筒群毎に設けたので、ブローダウン圧力波過給モードでブローダウンガスの圧力波が減衰するのを防止でき、また上記火花点火モードでの排気干渉を防止できる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、吸気弁が吸気行程の中程で早閉じされ、排気弁が吸気行程の後半部から圧縮行程の初期にかけて開かれるようにしたので、大量のＥＧＲガスを気筒内に再吸入させることができる。その結果、構造の複雑化を招くことなく大量のＥＧＲを導入して容易確実に圧縮着火に必要な高い温度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態によるエンジンの模式構成図である。
【図２】上記第１実施形態エンジンのバルブタイミングを示す図である。
【図３】上記第１実施形態エンジンのバルブタイミングとブローダウン圧力との関係を示す特性図である。
【図４】上記第１実施形態エンジンのＰＶ線図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるエンジンの模式構成図である。
【図６】上記第２実施形態エンジンの低負荷運転域での「排気再吸入＋ブローダウン圧力波過給」／ＨＣＣＩモードにおけるバルブタイミングを示す図である。
【図７】上記第２実施形態エンジンの中負荷運転域での「フルブローダウン圧力波過給」／ＨＣＣＩモードにおけるバルブタイミングを示す図である。
【図８】上記第２実施形態エンジンの中高負荷運転域での「抑制ブローダウン圧力波過給」／ＨＣＣＩモードにおけるバルブタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ エンジン
２ａ，２ｄ排気通路
♯１ 第１の気筒
♯４ 第２の気筒
ＩＮ１，２ 吸気弁
ＥＸ１，２ 排気弁
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１〜図４は本発明の第１実施形態によるブローダウン圧力波過給の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はバルブタイミング図、図３はバルブタイミングとブローダウンガス圧力及びシリンダ内圧力との特性図、図４はＰＶ線図である。
【００３０】
図において、１は４気筒ＨＣＣＩエンジンであり、これは第１気筒♯１〜第４気筒♯４を備え、点火順序は第１−３−４−２気筒となっている。従って♯１気筒と♯４気筒、及び♯２気筒と♯３気筒は、点火時期において、クランク角度で３６０度の位相差を有する。
【００３１】
２は排気装置であり、これは、上記第１〜第４気筒のそれぞれに接続された第１〜第４排気枝管２ａ〜２ｄと、合流管２ｅ，２ｆと、本管２ｇとを備えている。また本管２ｇには排気通路面積を可変制御する排気絞り弁３が介在されている。
【００３２】
ここで上記エンジン１は、上記４つの気筒のうちの何れか１つの気筒（第１の気筒）のブローダウンガスによる圧力波が、何れか他の１つの気筒（第２の気筒）の排気ポートに、かつ該第２の気筒の吸気行程後期から圧縮行程初期において導入されるように、上記第１の気筒の排気タイミングと該第１の気筒から上記第２の気筒までの排気管長が設定され、該第２の気筒の排気弁が該第２の気筒の吸気行程後期から圧縮行程初期に開弁されるようになっている。
【００３３】
具体的には、例えば♯１気筒( 第２の気筒) のピストンが吸気行程下死点付近に下降してくると該♯１気筒の排気弁を少し開いてＥＧＲガスが該♯１気筒内に導入される。この場合、上記♯１気筒の排気弁が少し開いている時期に、♯４気筒（第１の気筒）のブローダウンガスによる圧力波が上記♯１気筒の排気ポートに到達するように、上記♯1 気筒及び♯４気筒の排気弁の開時期と圧力伝達経路の長さ、つまり枝管２ａ＋合流管２ｅ，２ｆ、＋枝管２ｄの長さが設定されている。なお、この具体例の場合、本願の特許請求の範囲における「第１の気筒」「第２の気筒」はそれぞれ上記♯４気筒，♯１気筒に対応している。
【００３４】
図３において、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ♯１気筒の排気弁リフトカーブ、吸気弁リフトカーブを示しており、またＣ３は上記排気弁のＥＧＲ時のリフトカーブを示している。図２，図３に示すように、排気弁は通常の排気行程においては、下死点前約４５°付近から上死点後約３０°付近まで開き、吸気弁は上死点後約５°付近から下死点後約５°付近まで開く。ここで排気弁閉及び吸気弁開を上死点後に設定しているのは、よりＥＧＲ率を高めるためである。
【００３５】
そして上記排気弁は、ＥＧＲ時においては、吸気行程後期から開き始め、吸気弁閉時付近で最大リフトとなり、圧縮行程開始後４０°付近で閉じる。
【００３６】
また図３においてＰ１は、♯１気筒の排気ポートに作用する排気ガス圧力を示しており、上記点火順序に従って、♯１，♯３，♯４，及び♯２気筒からのブローダウンガスによる圧力波（排気パルス）が♯１気筒の排気ポートに作用する。
【００３７】
そしてＰ２は、♯１気筒内の燃焼室圧力を示している。該♯１気筒内の燃焼室圧力は、排気弁の開に伴って急激に低下し、排気行程の終わり付近で♯３気筒からのブローダウン圧力により一旦上昇する。そして吸気行程の終わり付近で、上記排気弁が少し開くとともに♯４気筒からのブローダウンガスによる圧力波が作用することにより、ＥＧＲガスが♯１気筒内に押し込まれ、その結果、♯１気筒内の圧力は圧縮行程の開始時には吸気ポート圧力より高くなっている。即ち、図4 に示すように、過給効果が得られていることが判る。
【００３８】
このように本実施形態では、♯４気筒のブローダウンガスによる圧力波が、♯１気筒内にかつ該第１気筒の吸気弁閉後に導入される。この場合、新気については、通常通り吸気弁から導入され、従って従来エンジン並の新気質量が導入され、吸気弁が閉じた後に、高圧のブローダウンガスの圧力によりＥＧＲガスが気筒内に導入されることとなる。従ってそれだけ混合気質量が増大し、圧縮開始時の気筒内圧力は図３，図４の過給効果の分だけ高められる。また高温のブローダウンガスにより、ＨＣＣＩ燃焼に必要な高温の圧縮温度を容易確実に確保できる。
【００３９】
なお、上記♯３気筒へのＥＧＲガスの過給については、♯２気筒のブローダウンガスによる圧力波が利用され、同様に、♯４気筒，♯２気筒へのＥＧＲガスの過給については♯１気筒，♯３気筒のブローダウンガスによる圧力波が利用される。即ち、本発明では、１つの気筒のブローダウンガスによる圧力波が他の気筒のＥＧＲガスの過給に利用される。
【００４０】
図５〜図８は、本発明の第２実施形態に係るブローダウン圧力波過給エンジンを説明するための図であり、図中、図１〜図４と同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４１】
図５は４気筒ブローダウン圧力波過給システムを示す。このエンジン１は、♯１〜♯４気筒を備え、かつ各気筒毎に２つの吸気弁ＩＮ１，ＩＮ２及び２つの排気弁ＥＸ１，ＥＸ２を備えた並列４気筒４バルブＨＣＣＩエンジンである。またこのエンジン１の点火タイミングは、♯１，♯３，♯４，♯２気筒の順序になっている。各気筒間の点火間隔はクランク角度で１８０度となっており、従って♯１，♯４気筒間、♯３，♯２気筒間の点火間隔は３６０度となっている。
【００４２】
上記２つの吸気弁ＩＮ１，ＩＮ２、及び２つの排気弁ＥＸ１，ＥＸ２は、共に位相，開度を自由に変化できる機械式又は油圧式，あるいは電磁式の可変動弁系となっている。なお、上記２つの排気弁のうち第１の排気弁ＥＸ１については位相，開度を一定（固定）とし、残りの第２の排気弁ＥＸ２のみ、油圧式又は電磁式でサイクル毎に位相，開度が制御可能の可変動弁系としても良い。この場合はＥＧＲガスの導入は第２の排気弁ＥＸ２のみで行なわれる。
【００４３】
また上記エンジン１の排気装置は、点火間隔３６０度の♯１，♯４気筒を連結して排気する第１の排気系２０と、同じく点火間隔３６０度の♯３，♯２気筒を連結して排気する第２の排気系５０とを備えた、いわゆる４−２−１排気系となっており、高負荷ＳＩモードにおいて排気干渉を避けられるので出力向上に適している。
【００４４】
上記第１の排気系２０は、♯１気筒，♯４気筒の排気ポートに接続された第１，第４枝管２ａ，２ｄと、該両枝管２ａ，２ｄを合流させる第１合流管２ｅとを有する。上記第２の排気系５０は、♯２気筒，♯３気筒の排気ポートに接続された第２，第３枝管２ｂ，２ｃと、該両枝管２ｂ，２ｃを合流させる第２合流管２ｆとを有する。該第２，第１合流管２ｆ，２ｅはメイン管２ｇにより１本に合流されている。また上記第１，第２合流管２ｅ，２ｆには第１触媒２０ａ，２０ａが介設され、上記メイン管２ｇには第２触媒２０ｂが介設されている。
【００４５】
上記第１の排気系２０の第１，第４枝管２ａ，２ｄの合計長さ、及び第２の排気系５０の第２，第３枝管２ｂ，２ｃの合計長さは、それぞれ一方の気筒のブローダウンガスによる圧力波が他方の気筒の排気ポートにかつ該気筒の圧縮行程の初期又は前半部に到達するように設定されている。なお、上記ブローダウンガスによる圧力波の到達をより確実にする観点に立てば、無駄な容積として作用する上記第１触媒２０ａ，２０ａを設けない方が望ましい。その理由は、上記排気系に触媒２０ａが接続されていると、ブローダウンガスによる圧力波がこの接続部に到達した際に該触媒の容積が圧力波を吸収して圧力波を弱めるおそれがあるからである。
【００４６】
本実施形態のエンジン１は、低負荷運転域では、「排気再吸入（ExhaustRebreathing)＋ブローダウン過給）」／ＨＣＣＩモード( 図６参照) で運転され、中負荷運転域では、ブローダウン過給効果の大きい「フルブローダウン圧力波過給」／ＨＣＣＩモード（図７参照）で運転され、中高負荷運転域では、「ブローダウン過給効果を抑制したブローダウン過給」／ＨＣＣＩモード( 図８参照) で運転される。なお、それ以上の高負荷領域では通常エンジンと同じSIモードで運転される。
【００４７】
ここで本実施形態におけるブローダウン圧力波過給では、例えば♯１気筒では排気弁ＥＸ１，２が膨張行程の終期から排気行程にかけて開弁され（図６〜図７の（ａ）参照）、♯４気筒では排気弁ＥＸ１，２が吸気行程の終期から圧縮行程の初期にかけて所定開度だけ開弁される（図６〜図８の（ｂ）参照）。これにより♯１気筒のブローダウンガスの圧力波が♯４気筒の排気ポートにかつ該気筒の排気弁開時に到達し、該♯４気筒の圧縮行程開始時における燃焼室圧力が吸気ポート圧力より高くなる。即ち、ＥＧＲガスの過給が行なわれる。なお、♯２，♯３気筒についても同様の動作が行なわれる。以下、♯４気筒のブローダウンガスの圧力波により♯１気筒にＥＧＲガスが過給される場合の動作を各運転域毎に詳細に説明する。
【００４８】
上記中負荷運転域での「フルブローダウン圧力波過給」／ＨＣＣＩモード（図７）では、♯１気筒では、排気弁ＥＸ１，２が膨張行程の終期から排気行程にかけて開弁され（同図（ａ）参照）、また♯４気筒では吸気弁ＩＮ１，２が吸気行程の下死点を少し越えた時点で閉じられるとともに、排気弁ＥＸ１，２が吸気行程の下死点の少し前から圧縮行程の初期にかけて開弁される（同図（ｂ）参照）。この場合、♯１気筒の排気弁ＥＸ１，２が開弁された時に発生したブローダウンガスの圧力波が♯４気筒の排気ポートに到達した時点で該♯４気筒の排気弁ＥＸ１，２が開弁されることとなる。その結果、大量のＥＧＲガスが♯４気筒の排気ポートから当該気筒内に押し込まれ、該♯４気筒内の混合気圧力と温度が高められ、ブローダウン圧力波過給が実現される。
【００４９】
また上記中高負荷運転域での「ブローダウン過給効果を抑制したブローダウン過給」／ＨＣＣＩモード（図８）では、♯１気筒では、排気弁ＥＸ１，２が膨張行程の終期から排気行程にかけて開弁され（同図（ａ）参照）、また♯４気筒では、中負荷運転域と同様に、吸気弁ＩＮ１，２が吸気行程の下死点を少し越えた時点で閉じられる。また排気弁ＥＸ１，２は吸気行程の終期から圧縮行程の初期にかけて、中負荷運転域より狭い角度範囲で開弁される（同図（ｂ）参照）。そして上記中負荷運転域の場合と略同様に、♯１気筒の排気弁が開弁されたときに発生したブローダウンガスの圧力波が♯４気筒の排気ポートに到達した時点で該♯４気筒の排気弁が開弁されることとなる。その結果、大量のＥＧＲガスが♯４気筒の排気ポートから当該気筒内に押し込まれ、該気筒内の混合気圧力と温度が高められ、ブローダウン圧力波過給が実現される。ただし、♯４気筒における排気弁の開度範囲が中負荷運転域での開度範囲より狭い分だけ過給効果は抑制されている。
【００５０】
さらにまた上記低負荷運転域での「排気再吸入+ ブローダウン過給」／ＨＣＣＩモード（図６）においては、♯１気筒では排気弁ＥＸ１，２が膨張行程の終期から排気行程にかけて開弁され（同図（ａ）参照）、♯４気筒では吸気弁ＩＮ１，２が吸気行程の後半部で閉じられるとともに排気弁ＥＸ１，２が吸気行程の後半部から圧縮行程の初期にかけて開弁される（同図（ｂ）参照）。これにより大量のＥＧＲガスが♯１気筒内に逆流し、再吸入され、混合気温度が高められる。また、♯１気筒の排気弁が開弁されたときに発生したブローダウンガスの圧力波が♯４気筒の排気ポートに到達した時点で該♯４気筒の排気弁が開弁されていることとなる。そのためさらに大量のＥＧＲガスが♯４気筒の排気ポートから当該気筒内に押し込まれ、該気筒内の混合気圧力と温度が高められ、ブローダウン圧力波過給も同時に実現される。
【００５１】
このように本実施形態では、点火タイミングにおいてクランク角度で３６０度の位相差を有する一方の気筒の排気行程における排気弁開タイミングと他方の気筒の吸入・圧縮行程における排気弁開タイミングとを、一方の気筒のブローダウンガスの圧力波が他方の気筒の排気ポートにかつ排気弁開時に到達するように構成したので、ブローダウンガスによる圧力波によりＥＧＲガス量を増加できる。
【００５２】
また中負荷，高負荷運転域では、吸気弁を下死点まで開弁するとともに、ＥＧＲガスを圧縮行程の初期においても導入するようにしたので、新気の吸入量の減少を回避でき、また圧縮行程初期における燃焼室内圧力を吸気ポート内圧力より高くでき、高い過給効果を得ることができる。

Claims (4)

  1. 燃焼タイミングの異なる第１の気筒及び第２の気筒を備え、該第１の気筒の膨張行程の一部における燃焼室内圧力を利用して、上記第２の気筒の少なくとも圧縮行程初期においてＥＧＲガスを上記第２の気筒内に導入し、もって該第２の気筒の圧縮行程初期における燃焼室圧力を吸気ポートの圧力より高くする自然給気式予混合圧縮着火エンジンにおいて、
    上記第１，第２の気筒は、クランク角度で３６０度の位相差を有し、該第１，第２の気筒の排気弁は、排気行程において開弁されるとともに、圧縮行程の初期においても所定角度だけ開弁されるよう構成されており、
    上記第１の気筒の排気弁を膨張行程の後半に開くことにより該第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波を発生させ、
    上記第２の気筒の排気弁を、吸気行程の下死点の前に開き始め、該第２の気筒の吸気弁の閉時付近で最大リフトとし、該第２の気筒の吸気弁が閉じた後でかつ圧縮行程の初期に閉じるとともに、
    運転状態が予混合圧縮自己着火による運転領域における特定回転状態にあるとき、上記第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波が、上記第２の気筒の排気ポートに、該第２の気筒の圧縮行程初期でかつ該第２の気筒の吸気弁が閉じた後に到達するように上記第１の気筒から第２の気筒までの排気管長を設定した
    ことを特徴とする自然給気式予混合圧縮着火エンジン。
  2. 請求項１において、排気通路は、点火時期がクランク角度で３６０度の位相差を有する第１，第２の気筒によって構成される複数の気筒群毎に独立して設けられていることを特徴とする自然給気式予混合圧縮着火エンジン。
  3. 請求項１又は２において、低負荷運転域においては、上記第２の気筒の吸気弁が吸気行程の中程で、かつ中高負荷運転域における吸気弁よりも早く閉じるとともに、該第２の気筒の排気弁が吸気行程の後半部から圧縮行程の初期にかけて、かつ中高負荷運転域における排気弁よりも早く開くことにより大量のＥＧＲガスが該第２の気筒内に再吸入されることを特徴とする自然給気式予混合圧縮着火エンジン。
  4. 請求項１又は２において、上記第１の気筒のブローダウンガスによる圧力波が該第１の気筒の膨張行程の下死点より前に発生し、該圧力波が上記第２の気筒の排気ポートに、該第２の気筒の圧縮行程の下死点より後に到達することを特徴とする自然給気式予混合圧縮着火エンジン。
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