JP5277118B2 - 互いに同径で接続されたメインローブおよび追加のローブを有し吸気弁を制御するカムを備えるディーゼルエンジン - Google Patents

互いに同径で接続されたメインローブおよび追加のローブを有し吸気弁を制御するカムを備えるディーゼルエンジン Download PDF

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Description

本発明は、1つ以上のシリンダー、および、閉鎖位置に向かって押圧する弾性手段が設けられた、各シリンダーに対して少なくとも1つの吸気弁と、各タペットによって吸気弁を制御する少なくとも1つのカムシャフトとを備え、各シリンダーに対して少なくとも1つの吸気弁は、各タペットによって、前記弾性手段の作用に抗して、加圧流体チャンバを含む油圧手段を通じて制御され、加圧流体チャンバは、ソレノイド弁により制御される通路によって排気チャネルと接続され、前記ソレノイド弁が開くと、吸気弁が各タペットから外れ、前記弾性手段によって閉じた状態に維持されるように設計され、エンジンの動作条件に応じて、各吸気弁の開放の時間、および/または、ストロークを変更するように、各ソレノイド弁を制御する前記エンジン電子制御手段と関連付けられているディーゼルエンジンに関するものである。
少し前、本願出願人は、登録商標のUNIAIRおよびMULTIAIRによって特定されるエンジンの吸気弁の可変作動システム(EP−A−803642,EP−A−0961870,EP−A−0931912,EP−A−0939205,EP−A−1091097,EP−A−1245799,EP−A−1243763,EP−A−1243762,EP−A−1243764,EP−A−1243761,EP−A−1273770,EP−A−1321634,EP−A−1338764,EP−A−1344900,EP−A−1635045,EP−A−1635046,EP−A−1653057,EP−A−1674673,EP−A−1726790を参照。)を開発した。
図1は、電子的に制御された、エンジンの吸気弁の可変作動用油圧システムであり、本願出願人によって開発され、上で示した様々な先行特許の主題を形成した、いわゆるUNIAIR、または、MULTIAIRタイプである、システムの動作の原理の概略図である。前記図を参照すると、符号1は、特に、本発明の場合には、ディーゼルエンジンである内燃機関のシリンダーヘッド3の中に形成された各吸気管2と関連付けられた吸気弁の全体に対して付されている。弁1は、弁の軸の上端に作用するピストン5によって開くように強制されている間、その閉鎖位置に向かって(図で見られるように上向きに)バネ4によって付勢されている。ピストン5は、加圧チャンバ6の中に存在する、圧力下の油によって制御され、加圧チャンバ6には、ポンピングピストン7が作用している。ピストン7は、カムシャフト10のカム9と共働するタペット8と一緒に移動する。タペット8は、バネ11によって押圧されており、カム9と摺動接触している。圧力チャンバ6は、エンジンの動作条件に応じて、全体としてEが付された電子制御手段によって制御されるソレノイド弁15の開閉要素14に制御される通路を通して、加圧された油のアキュムレータ13と連通する排気管12と接続されるように設計されている。前述したシステムの望ましい実施形態では、ソレノイド弁15は、常開タイプである。前記開放状態では、チャンバ6は、タペット8およびポンピングピストン7の動きが、弁1を制御するピストン5と一致する動きを引き起こさないので、カム9を作動させないように、排出通路12と連通する。したがって、弁1は、バネ4によって支持される閉鎖位置に留まっている。ソレノイド弁15が閉じられると、チャンバ6は(エンジンの潤滑用回路と連通する)通路12、および、アキュムレータ13から、ノンリターン弁16によって制御された補助通路、および、ノンリターン弁17によって制御されたエンジン潤滑回路と連通する通路を通して入ってくる油で満たされ、再び加圧される。前記状態では、タペット8とポンピングピストン7の動きが、弁1の動きを制御するピストン5に伝わる限りにおいて、カム9は、作動させている。ソレノイド弁15が再び開いた状態にされると、チャンバ6に存在する油は、ソレノイド弁15によって制御される通路を通して、アキュムレータ13の中へ排出される。これにより、弁1は、バネ4によって急速に閉じることができ、カム9は、再び作動しない状態にされる。ソレノイド弁15は、電子手段Eによって、吸気弁の開放する瞬間および閉鎖する瞬間の両方、および、その結果として開放ストロークを望んだ通りに変更するように、例えば、様々な動作条件において、消費レベルの減少、または、有害な排気ガスの減少の観点から、エンジンの理想的な動作を得るために、プリセットされた方法に従う様々なエンジンの動作条件の中で制御されている。
本発明は、特に、可変作動する前記吸気弁を制御するカムが、エンジンシリンダーの中に燃料を吸入する吸気行程の間、弁を開放させるメインローブと、膨張行程と排気行程の間、吸気弁をさらに開放させる補助ローブとを備える、上で特定したタイプのエンジンに関する。このタイプのエンジンは、本願出願人の名前で出願されたEP0961870B1、および、EP1273770B1に記載されている。排気行程の間、排気ガスの一部がシリンダーから吸気管の中へ、開いた吸気弁を通して通過し、その後、次の燃焼に加わるために、次の吸気行程の間にシリンダーの中に戻るという事実によって、排気行程の間に吸気弁がさらに開くことにより、エンジンの内部の排気ガス再循環(EGR)を得ることができる。
排気行程の間、吸気弁の追加の開放を得るために、追加のローブを有するカムを備えることによって、上述した吸気弁の可変作動システムは、最適な方法でエンジンの動作を制御できる。実際、内部EGRが必要なエンジンの動作条件では、吸気弁と関連付けられたソレノイド弁は、前述した加圧チャンバが油で満たされるように、閉鎖状態の中で留まっており、カムの追加のローブは、作動させている。すなわち、排気行程の間、対応する吸気弁のリフトを効果的にもたらすことができる。そのかわりに、内部EGRが望まれていないか、あるいは、有害でさえあるエンジンの動作条件では、前述したソレノイド弁は、油を流体チャンバから排出できるように開いたままであり、カムの追加のローブは、タペットの動きが吸気弁に伝わらず吸気弁が閉じられたままとなるように、作動させない状態にされている。もちろん、上で特定した特許の中で広く説明されているものによれば、本願出願人によって開発された吸気弁の可変作動システムは、柔軟性を最大にし、それ故に、普通の吸入サイクルの間、および、カムの追加のローブが作動しているときの両方で、所望の通り変更することができる、開放時間、および、開放ストロークによって、弁が少し上昇できるようにする。
しかしながら、エンジンの膨張行程および排気行程の間に吸気弁の追加のリフトをもたらす追加のローブを有するカムを採用することは、エンジンの所定の動作条件において、システムの非効率の動作につながる。特に、エンジンが冷たい状態での始動において(通常、−30°〜−20°)、前記条件で、内部EGRが望まれていない限りにおいて、追加のローブが作動すると、ソレノイド弁15は、開いた状態にされている。カムのメインローブが作動すると、ソレノイド弁15は、吸気行程の間、弁の普通のリフトを提供するために閉じられる。このように、追加のローブを作動させないと、ポンピングピストン7(図1参照)は、いかなる場合においても、追加のローブに接しタペット8が係合した後に変位するが、前記変位は、吸気弁1に伝わらない。それ故に、追加のローブによってもたらされるポンピングピストン7の移動は、いかなる場合においても、チャンバ6を空にすることを決定する。タペット8が、メインローブと接すると、ソレノイド弁15は、チャンバ6が加圧された油で再び満たされるように閉じられる。しかしながら、追加のローブの終わりと、メインローブの始まりの間で、小さなクランク角があるならば、システムは、タペットがカムのメインローブと接する前に、チャンバ6の中で十分な圧力を保証するのに十分な時間がないかもしれない。
欧州特許出願公開第0803642号明細書 欧州特許出願公開第0961870号明細書 欧州特許出願公開第0931912号明細書 欧州特許出願公開第0939205号明細書 欧州特許出願公開第1091097号明細書 欧州特許出願公開第1245799号明細書 欧州特許出願公開第1243763号明細書 欧州特許出願公開第1243762号明細書 欧州特許出願公開第1243764号明細書 欧州特許出願公開第1243761号明細書 欧州特許出願公開第1273770号明細書 欧州特許出願公開第1321634号明細書 欧州特許出願公開第1338764号明細書 欧州特許出願公開第1344900号明細書 欧州特許出願公開第1635045号明細書 欧州特許出願公開第1635046号明細書 欧州特許出願公開第1653057号明細書 欧州特許出願公開第1674673号明細書 欧州特許出願公開第1726790号明細書 欧州特許第0961870号明細書 欧州特許第1273770号明細書 欧州特許第1589213号明細書
本発明の根底にある目的は、簡易かつ効果的な方法で前記問題を解決することである。
上述した目的を達成するという見方をすると、本発明の主題は、本願の説明の始めに示したタイプのディーゼルエンジンである。すなわち、電子的に制御された、吸気弁の可変作動用油圧システムを備えるディーゼルエンジンであり、そのエンジンは吸気弁の作動用のカムを備えている。そのカムは、メインローブだけでなく、様々なエンジンシリンダーの中で、膨張行程および排気行程の間、吸気弁の追加の開放をもたらす追加のローブも備えている。前記エンジンは、さらに、前述した追加のローブが、弁のゼロでないリフトに相当するストレッチを有するとともに、メインローブに同径で接続する下降ストレッチを有し、弁のリフトのプロファイルが、メインのリフトのプロファイルの上昇ストレッチに、追加のリフトのプロファイルの下降ストレッチを同径で接続するリフトのほぼゼロでない値に相当する部分を有するようにしたことを特徴としている。
前記解決策により、タペット、および、対応するポンピングピストンは、カムの追加のローブでの係合の後、メインローブと係合する前に、行程の最終位置に戻らない。このことは、追加のローブが作動されない状態にされる、前述した位相(通常、−30°〜−15°での温度における冷たい始動下)において、チャンバ6により少ない油(図1)がなくなるように行われる。このように、追加のローブからのタペットの下降と、メインローブでのタペットの上昇の間で経過する短い時間にもかかわらず、普通の吸気行程の間、ソレノイド弁が、吸気弁を開放させるために閉じられると、その瞬間に、加圧チャンバ6は、油を充満させる。
本発明のさらなる特徴と有利な点は、限定されない例を単に示す添付図面を参照して明らかにされた説明によって浮かび上がるだろう。
本願出願人によって開発され本発明にかかるエンジンに使用されるシステムであって、いわゆるUNIAIRタイプ(それ自体は公知である)の、電子的に制御された、吸気弁の可変作動用油圧システムを例示する概略図。 それ自体は公知の技術によるものであり、図1のUNIAIRシステムに追加するものであって、エンジンの中で再循環される排気ガスが、触媒コンバータおよびパティキュレートトラップの下流に配設された排気管の位置において取り出される、いわゆる“ロングルート”タイプの外部EGRシステムも含む本発明にかかるディーゼルエンジンを例示する概略図。 本発明の主題を形成しない実施形態にかかる各エンジンシリンダーと関連付けられた吸気弁の作動用カムの概略図である。 図3のカムによって得られ、クランク角に応じた吸気弁のリフトのプロファイルを示す図。 本発明の教示に対応する図3および図4の解決策の変形例を示す図。 本発明の教示に対応する図3および図4の解決策の変形例を示す図。 図4及び図6のダイアグラムの比較ができるようにしたプロファイルを示す図。
本説明は、特に、ディーゼルエンジン、望ましくは、いわゆる“ロングルート”タイプの外部の排気ガス再循環(外部EGR)を有する過給機付きのディーゼルエンジンについて上で説明したタイプのUNIAIRまたはMULTIAIRの応用に関する。添付図面の図2は、本発明にかかるディーゼルエンジンの望ましい実施形態の概略図である。既に上で示したように、図2の配置は、それ自体公知のタイプである。特に、本願出願人によって、図2に説明した配置を有するエンジンに対して上で説明したUNIAIRまたはMULTIAIRシステムを応用することが既に提案されている(EP−A−1589213)。前記図において、参照符号18は、4つのシリンダー19を有するディーゼルエンジン全体に対して付されている。各シリンダー19は、各吸気弁(図示せず)によって制御され、メイン吸気管23を通して空気を受け入れる吸気マニホールド22の一部分を形成する、2つの吸気管20,21を備えている。エアフィルタ24、デビメータ25、コンプレッサ26、および、冷却装置すなわちインタークーラ27が、メイン吸気管23の中に連続して配設されている。既に上に示したように、本発明にかかるエンジンの場合には、EP−A−1589213に含まれる提案の1つに従って、エンジンに吸気弁は、上で示したUNIAIRまたはMULTIAIRタイプの可変作動システムによって制御されている。
もう一度、図2を参照すると、各排気弁(図示せず)によって制御され、メイン排気管30と接続された排気マニホールド29の一部分を形成している排気管28が、エンジンの各シリンダー19と関連付けられている。ドライブシャフト32を介してコンプレッサ26を作動するタービン31と、互いに閉じられた状態で配設された触媒コンバータ33aおよびパティキュレートフィルタ(トラップ)33bを備える排気ガス処理装置33とが、メイン排気管30の中に連続して配設されている。もう一度、EP−A−1589213の中で想定されるものによれば、いわゆる“ロングルートEGR”または“低圧EGR”タイプの排気ガス再循環(EGR)用の管34が、装置33の下流に配設された点Aにおいて、メイン排気管30から分岐し、管34を通して再循環された排気ガスの流速を制御する弁36が位置しているコンプレッサ26の上流に配設された点において合流している。弁36は、電気モータ36aによって制御されている。電気モータ36aは、電子制御手段Eによって制御されている。電子制御手段Eは、例えば(しかし、いかなる代替解決策もあり得る)、UNIAIRシステムのソレノイド弁も制御する電子制御ユニットそのものによって構成されている。電子手段Eは、エンジンの様々な動作条件の中で再循環された排気ガスの量を前記ロジックにしたがって変更するように、予め決められたロジックにしたがって弁36を作動させるようにプログラムされている。
クーラ35が排気ガス再循環管34の中に配設されている。クーラ35と平行なバイパス管、および、クーラ35と前記バイパス管を通して、再循環されたガスの分配を制御する弁を設けることも可能である。
もう一度、図2を参照すると、再循環した多量の排気ガスを通過させるために、対応するアクチュエータ装置38を有するスロットル弁37が、望ましくは、設けられている。スロットル弁37は、再循環管34を通して圧力ジャンプを増加させることができる。前記装置は、図2に示すように、再循環管34の合流点の上流の吸気管、または、再循環されるガスが取り出される領域Aの下流の位置の排気管30に差別することなく装着することができる。本発明にかかるエンジンの望ましい実施形態は、図1で示したタイプのシステムと組み合わせた、図2で示したタイプの配置を想定している。さらに、エンジンの吸気弁を制御するカムは、図3で示したような形状のプロファイルを示している。
図3および図4は、ディーゼルエンジンの吸気弁を制御するカムの、本発明の主題を形成しない実施形態の例、および、クランク角によって変化する吸気弁のリフトの対応するプロファイルを示す。
添付図面の図3に見られるように、エンジンの吸気弁を制御する各カム9は、シリンダーの中へ燃料を取り入れる通常の吸気行程の間、吸気弁の上昇を決定するメインローブ40、および、吸気行程の前のシリンダーの膨張行程および排気行程の間、吸気弁の追加の上昇を決定する補助ローブの両方を有している。図示した例の場合には、各シリンダーに対して2つの吸気弁を想定しており、前記弁のそれぞれは、このタイプのそれぞれのカムによって制御されるが、本発明の教示が各シリンダーの吸気弁を制御する2つのカムの1つにのみ適用されるということを想定することも考えられる。
もちろん、エンジンの吸気弁と関連付けられたソレノイド弁15(図1)が開いた状態であるとき、メインローブ40、および、追加ローブ41の両方を、作動しない状態にすることもできる。そのかわり、ソレノイド弁が閉じられた状態にあるという仮説では、各吸気弁は、図4の実線で示したタイプの弁リフトのダイアグラムを表す。もちろん、本願出願人のUNIAIRまたはMULTIAIRシステムは、エンジンの吸気弁と関連付けられたソレノイド弁15が中間状態を提供するいかなる瞬間においても、開いたり閉じたりできるように、完全に柔軟性がある。例えば、ソレノイド弁は、各吸気弁を制御するカム9が前記ステップにおいて完全に作動した状態となり、吸気弁が図4でAが付されたメインプロファイルの完全なリフトに続くように、エンジンの通常の吸気行程の間、閉じられた状態を維持することができる。一方、各カム9の追加のローブ41が、ダイアグラムの中でBが付された追加のリフトのプロファイルが得られず、前記位相の間、弁のリフトがゼロのまま残ることができるように、タペットと接触しているとき、ソレノイド弁15は開いた状態を維持できる。もう1つの方法としては、メインプロファイルAの間、および、追加のプロファイルBの間、ソレノイド弁は、最初、閉じ、その後、図4のダイアグラムのA1およびB1が付された例示した線にしたがって、吸気弁の閉鎖を早めるために開くことができる。すなわち、もう一度、他には、例えば、各吸気弁が、図4のダイアグラムの中でA2およびB2が付された線に相当するリフトプロファイルを有することができるように、ソレノイド弁の閉鎖を遅延させ、ソレノイド弁の開放を、理論的な弁のリフトプロファイルに対して早めることができる。
吸気弁を制御するカム9で追加ローブ41を備えることは、エンジンの内側に直接排気ガス再循環をできるようにする目的を有している。実際、次の吸気行程において、以前に吸気管に合流した排気ガスの一部が、次の燃焼に再び加わるために燃焼室の中に戻れるように、エンジンでの排気行程の間、吸気弁の開放により、排気ガスの一部が吸気管に合流できるようにする。述べたタイプの弁の可変作動システムと組み合わせた前記解決策の採用は、もちろん、エンジンの動作条件がエンジンの内部のEGRを必要としていないか、または、逆効果であるとき、吸気弁が前述した追加の開放を受けることから回避できるようにする。
他方では、前述の解決策は、排気行程の間、吸気弁の追加の開放をもたらす追加のローブを有するカムと吸気弁の可変作動システムとの組み合わせからなり、本願出願人の名前で出願された以前の提案(EP−A−0961870、および、EP−A−1273770)の主題を既に形成したということが指摘されるべきである。加えて、ロングルートタイプの外部EGRをさらに備えたディーゼルエンジンにおけるUNIAIRまたはMULTIAIRシステムによる内部EGRの創作は、上で既に示したように、本願出願人の名前で出願された以前の提案(EP−A−1589213)の主題を同様に形成している。
しかしながら、以前に提案されたどの解決策も、図4または図6で示したタイプの追加のリフトのダイアグラムBを生じさせる、図3または図4に示したタイプの吸気を制御するカム9の追加のローブ41の配置は想定していない。前記図に見られるように、前記ダイアグラムは、ブーツ構造によって、特徴付けられている。そのブーツ構造は、なだらかな斜面を有する初期部分Biを有し、その斜面は釣鐘状のベル形状を有する第2部分へ延び、そのベル形状は急に立ち上がり、最も上昇したM点において終了し、それから、下がる。吸気弁の追加のリフトのプロファイルの初期部分Biは、シリンダーの膨張行程で形成されているクランク角に相当するゼロリフトの最初の点Xから延びている。
図5および図6は、本発明の主題を形成する、図3および図4の変形であり、この場合において、追加のローブ41は、ストレッチCが追加のプロファイルBの終わりとメインプロファイルAの始まりの間で、ゼロでなく、ほぼ一定のリフトが想定されている、図6で示したタイプのリフトプロファイルを有するように、メインローブと同径で接続する終端部を有するという点で、以前に述べた解決策と異なる。図4および図6の弁リフトのダイアグラムは、図7のダイアグラムにおいて、互いに直接比較される。
前記変形によれば、タペット、および、対応するポンピングピストンは、カムの追加のローブでの係合の後、メインローブと係合する前に、行程の最終位置に戻らない。このことは、追加のローブが作動されない状態にされる、前述した位相(通常、−30°〜−15°での温度における冷たい始動下)において、チャンバ6により少ない油(図1)がなくなるように行われる。このように、追加のローブからのタペットの下降と、メインローブでのタペットの上昇の間で経過する短い時間にもかかわらず、普通の吸気行程の間、ソレノイド弁が、吸気弁を開放させるために閉じられると、その瞬間に、加圧チャンバ6は、油を充満させる。
図4または図6で見ることができるリフトプロファイルを作り出すように設計されたカムの採用は、図2に示されタイプの、図1で概略的に示したタイプのUNIAIRまたはMULTIAIRシステムが設けられたディーゼルエンジンと組み合わせて、様々な回転数のエンジンの様々な運転条件において、有害な排出物、特にNOx窒素酸化物の減少に関して、考えられる有利な点をさらに達成することができる。
本発明にかかるエンジンの制御の方法は、ここより後に、様々な動作条件に対して、説明する。
エンジンが暖かい(エンジンの冷却水の温度が90°以上の)定常状態
理論上、エンジンが暖かい定常状態において、排気ガス再循環をロングルート管34による外部再循環システムに専ら委ねることが望ましいだろう。しかしながら、前記管を通るガスの質量流量は、利用可能な減少した圧力ジャンプによって幾分か、制限される。しかしながら、その場の圧力を減少させるように設計されているスロットル37(図2)の存在は、これらの状態において、必要とされる完全な量の再循環ができるようにはなっていない。その結果、エンジンが暖かい定常状態において、排気ガス再循環は、弁36を適切な方法で起動する管34を通したロングルートEGRと、(ソレノイド弁15を閉鎖することによって)各カム9の追加のローブ41を作動させることが得られる内部EGRとの両方によって作動する。しかしながら、内部EGRには、再循環する排気ガスがとても熱く、したがって、燃焼室でのチャージ密度を減少させロングルートEGR管34から入ってくる、 流速が速い冷たい排気ガスの流入を回避するという欠点がある。それ故に、内部EGR使用は、制限されなければならず、もし、燃焼室における有効な平均圧力が閾値よりも高いならば、例えば、3気圧の領域では、採用されない。前記欠点を克服するために、ソレノイド弁15は、追加のリフトのプロファイルB(図4)が、一定の遅延を有して作動させるように制御されている。その遅延は、内部EGRの量を減少させるように、B2が付された弁リフトを引き起こす。
発明によれば、追加のローブ41は、遅延して作動させるにもかかわらず、図4のダイアグラムでB2が付され、燃焼室と吸気管の間の圧力ジャンプの減少による影響を相殺し、必要とされる再循環を保証するために十分な量の、弁リフトを決定するプロファイルを有している。
エンジンが暖かい過渡状態
エンジンが暖かく、過渡状態においては、例えば、加速装置が、完全に解放された後、押し込まれると(すなわち、いわゆるカットオフの後)、システムは、排気ガス再循環の機能を完全に、(それ故に、前記状態において、ソレノイド弁15の閉鎖によって作動状態とされる)カムの追加のローブ41によって提供される内部EGRに割り当てるように制御される。前述した過渡状態では、ロングルート再循環管34には、窒素酸化物の減少に関して、素早く応答できないように、ほぼ燃焼ガスがない。したがって、前記状態において、追加のリフトのプロファイルBは、前記位相において、ソレノイド弁15を閉鎖することによって、十分に生かされている。
エンジンが冷たい(冷却水の温度が30°以下の)定常状態
エンジンが冷たい、すなわち、エンジンの冷却水が30°以下の)定常動作条件では、起こり得ない、とても高い燃焼温度とリンクした窒素酸化物の生成よりも、むしろ、一酸化炭素、未燃焼炭化水素、および、微粒子の排出、および、エンジンの燃焼の安定性を制御することがより重要となる。いかなる場合においても、再循環ガスが冷たく、出来るだけ早く定常状態に到達するエンジンの素早いウォームアップを回避する限りにおいて、ロングルート外部EGRに頼るのは得ではない。(図2で述べたように;しかしながら、他方では、バイパス弁を有する再循環回路は、10ページの3〜8行目で述べた。:これらの状態において、ロングルートEGRも共に動作することができる。)前記状態では、その結果、内部EGRを介して再循環させることができるより熱いガスを使用して、ソレノイド弁15を閉鎖することにより、追加のリフトのプロファイルBを、作動させることがより有利になる。前記状態では、ブーツプロファイルBのなだらかな斜面の初期部分Biを生かすことが特に有利である。実際、(膨張行程の間)取り出されるガスの温度を上昇させるために吸気弁の開放を大幅に早めることが必要である。
メインプロファイルAと追加のプロファイルBの間前述した同径で接続するプロファイルCを採用する解決策は、図4で示したプロファイルとは異なるタイプのプロファイルBと組み合わせて採用することもできる。しかしながら、図4のプロファイルBは、顕著な有利な点を表しており、本願出願人の名前で出願され、共に係属中の欧州特許出願の主題を形成し、そのもの自身も取り入れた。

もちろん、本発明の本質を損ねることなく、構造および実施形態の細部を、ここで説明し、図示したものに関して、本発明の範囲から逸脱することなく広く変更してもよい。
1 吸気弁
2 吸気管
3 シリンダーヘッド
4 バネ
5 ピストン
6 チャンバ
7 ピストン
8 タペット
9 カム
10 カムシャフト
11 バネ
12 排気管
13 アキュムレータ
14 開閉要素
15 ソレノイド弁
16,17 ノンリターン弁
18 ディーゼルエンジン
19 シリンダー
20,21 吸気管
22 吸気マニホールド
23 メイン吸気管
24 エアフィルタ
25 デビメータ
26 コンプレッサ
27 インタークーラ
28 排気管
29 排気マニホールド
30 メイン排気管
31 タービン
32 ドライブシャフト
33 排気ガス処理装置
33a 触媒コンバータ
33b パティキュレートフィルタ(トラップ)
34 管
35 クーラ
36 弁
36a 電気モータ
37 スロットル弁
38 アクチュエータ装置
40 メインローブ
41 追加のローブ
E 電子制御手段

Claims (3)

  1. 閉鎖位置に向かって押圧する弾性戻し手段(4)が設けられた、各シリンダーに対して少なくとも1つの吸気弁(1)と、
    各タペット(8)によって前記吸気弁(1)および排気弁を制御する少なくとも1つのカムシャフトと
    を備え、
    前記各シリンダーに対して少なくとも1つの吸気弁(1)は、前記各タペット(8)によって、前記弾性手段(4)の作用に抗して、加圧流体チャンバ(6)を含む油圧手段の介在によって制御され、
    前記加圧流体チャンバ(6)は、ソレノイド弁(15)により制御される通路によって排気チャネル(12)と接続され、前記ソレノイド弁(15)が開くと、前記吸気弁(1)が前記各タペット(8)から外れ、前記弾性手段(4)によって閉じた状態に維持されるように設計され、
    エンジンの動作条件に応じて、前記各吸気弁(1)の開放の時間、および/または、ストロークを変更するように、前記各ソレノイド弁(15)を制御するエンジン電子制御手段(E)と関連付けられ、
    前記吸気弁(1)を制御するカム(9)は、エンジンシリンダーの中へ燃料を吸入する吸気行程の間、前記吸気弁(1)を開放させるメインローブ(40)と、排気行程の間、前記吸気弁(1)の追加の開放を行う追加のローブ(41)とを有する、
    ディーゼルエンジンであって、
    前記追加のローブ(41)は、前記弁のゼロでないリフトに相当するストレッチを有するとともに、前記メインローブ(40)に同径で接続する(radiused)下降ストレッチを有し、前記弁のリフトのプロファイルが、メインのリフトのプロファイル(A)の上昇ストレッチに、追加のリフトのプロファイル(B)の下降ストレッチを同径で接続する(radiuses)リフトのほぼゼロでない値に相当する部分(C)を有し、
    前記部分(C)は、前記追加のリフトのプロファイル(B)の終わりと前記メインのリフトのプロファイル(A)の始まりとの間、クランク回転中に、ほぼ一定のリフトに相当する延びたストレッチであることを特徴とするエンジン。
  2. 前記追加のローブ(41)はクランク角が変わるにつれて、前記吸気弁(1)の追加のリフトのプロファイル(B)を提供するように成形され、前記プロファイルは、なだらかな斜面の初期部分(Bi)を有したブーツのように成形され、それから、釣鐘状のベル形状を有する第2部分の中へ延び、より急な斜面を上昇し、最も上昇した位置(M)で終点となり、それから、降下し、前記吸気弁(1)の追加のリフトのプロファイルの前記初期部分(Bi)は、前記シリンダーの膨張行程にあるクランク角に相当するゼロリフトの最初の点(X)から延びることを特徴とする請求項1に記載のエンジン。
  3. 過給機が装備されたコンプレッサ(26)、および、排気ガス処理装置(33)の下流の点(A)から始まって延び、前記コンプレッサ(26)の上流の吸気管に合流する、排気ガス再循環用管(34)を備え、
    前記エンジンの吸気弁と関連付けられた前記ソレノイド弁(15)を制御する前記電子制御手段(E)は、前記再循環管(34)を介して再循環されたガスの流れを制御する弁(36)を制御するためにも予め配置されていることを特徴とする請求項2に記載のエンジン。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602008005159D1 (de) * 2008-11-07 2011-04-07 Fiat Ricerche Dieselmotor mit variabler Einlassventilbetätigung und einer internen Abgasrückführung
CN101858261A (zh) * 2010-06-12 2010-10-13 常柴股份有限公司 柴油机缸内废气再循环方法及其实施该方法的凸轮轴
EP2397674B1 (en) 2010-06-18 2012-10-24 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine with cylinders that can be de-activated, with exhaust gas recirculation by variable control of the intake valves, and method for controlling an internal combustion engine
DE102010038153B3 (de) * 2010-10-13 2012-03-08 Ford Global Technologies, Llc. Partikelsensor, Abgassystem und Verfahren zum Schutz von Komponenten eines turbogeladenen Motors mit Abgasrückführung
EP2653703B1 (en) 2012-04-19 2014-04-30 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine with cylinders which can be deactivated, in which the deactivated cylinders are used as pumps for recirculating exhaust gases into the active cylinders, and method for controlling this engine
DE102012212989A1 (de) * 2012-07-24 2014-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung
US10156162B2 (en) 2016-05-03 2018-12-18 Cummins Inc. Camshaft with low lift dwell profile and methods for operating the same
US10106146B2 (en) 2016-06-29 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for torque control
JP6254245B2 (ja) * 2016-12-05 2017-12-27 三菱重工業株式会社 排気弁駆動装置およびこれを備えた内燃機関
SE541922C2 (en) 2017-03-31 2020-01-07 Scania Cv Ab Four-stroke Internal Combustion Engine and thereto related Vehicle and Method
DE102018117360A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors eines Hybridantriebsstrangs
US10954869B1 (en) * 2020-02-18 2021-03-23 Ford Global Technologies, Llc System and method to reduce engine hydrocarbon emissions

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0586989A (ja) * 1991-09-26 1993-04-06 Mazda Motor Corp 機械式過給機付エンジンの排気ガス還流装置
FI101998B (fi) * 1996-01-26 1998-09-30 Waertsilae Tech Oy Ab Laite polttomoottorin venttiilien toiminnan ohjaamiseksi
IT1285853B1 (it) 1996-04-24 1998-06-24 Fiat Ricerche Motore a combustione interna con valvole ad azionamento variabile.
IT1291490B1 (it) * 1997-02-04 1999-01-11 C R F Societa Consotile Per Az Motore pluricilindrico a ciclo diesel con valvole ad azionamento variabile
ITTO980060A1 (it) 1998-01-23 1999-07-23 Fiat Ricerche Perfezionamenti ai motori a combustione intenra con valvole ad azionam ento variabile.
IT1302071B1 (it) 1998-02-26 2000-07-20 Fiat Ricerche Motore a combustione interna con valvole ad azionamento variabile.
JP3700485B2 (ja) 1999-08-23 2005-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP4020543B2 (ja) * 1999-09-16 2007-12-12 トヨタ自動車株式会社 筒内噴射式内燃機関のバルブ特性制御装置
JP3692849B2 (ja) * 1999-08-23 2005-09-07 トヨタ自動車株式会社 カムおよび内燃機関の可変バルブ特性装置
IT1307361B1 (it) 1999-10-06 2001-11-06 Fiat Ricerche Perfezionamenti ai motori a combustione interna con valvole adazionamento variabile.
JP3714056B2 (ja) * 1999-10-08 2005-11-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブ特性制御方法及び制御装置
ITTO20010270A1 (it) 2001-03-23 2002-09-23 Fiat Ricerche Motore a combustione interna con sistema idraulico di azionamento variabile delle valvole e punteria a doppio stantuffo.
ITTO20010272A1 (it) 2001-03-23 2002-09-23 Fiat Ricerche Motore a combustione interna con valvole ad azionamento variabile e punteria idraulica ausiliaria.
ITTO20010269A1 (it) 2001-03-23 2002-09-23 Fiat Ricerche Motore a combustione interna, con sistema idraulico di azionamento variabile delle valvole, e mezzi di compensazione delle variazioni di vol
ITTO20010271A1 (it) 2001-03-23 2002-09-23 Fiat Ricerche Perfezionamenti ai motori a combustione interna con sistema idraulicoper l'azionamento variabile delle valvole del motore.
ITTO20010273A1 (it) 2001-03-23 2002-09-23 Fiat Ricerche Motore a combustione interna con sistema idraulico per l'azionamento variabile delle valvole e con mezzi di spurgo dell'aria dal sistema idr
JP2002349322A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料供給装置
ITTO20010660A1 (it) 2001-07-06 2003-01-06 Fiat Ricerche Motore diesel pluricilindrico con azionamento variabile delle valvole.
ITTO20011187A1 (it) * 2001-12-18 2003-06-18 C R F Societa Con Sortile Per ,,motore pluricilindrico a benzina con azionamento variabile delle valvole,,
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
ITTO20020149A1 (it) 2002-02-21 2003-08-21 C R F Societa Con Sortile Per Motore pluricilindrico a combustione interna con dispositivo idraulico a controllo elettronico per l'azionamento variabile delle valvole, in
US6772742B2 (en) * 2002-03-01 2004-08-10 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method and apparatus for flexibly regulating internal combustion engine valve flow
ITTO20020234A1 (it) 2002-03-15 2003-09-15 Fiat Ricerche Motore pluricilindrico a combustione interna con dispositivo idraulico a controllo elettronico per l'azionamento variabile delle valvole e d
US6883477B2 (en) * 2002-10-07 2005-04-26 Ricardo, Inc. Apparatus for deactivating an engine valve
US6901897B2 (en) * 2003-09-05 2005-06-07 General Motors Corporation Method and intake cam for retaining exhaust residuals for emissions reduction in a diesel engine
JP2005299473A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内部egrシステムを備えた4サイクルエンジン
ES2268611T3 (es) 2004-04-21 2007-03-16 C.R.F. Societa Consortile Per Azioni Motor diesel turboalimentado con sistema de recirculacion de gases de escape de "largo recorrido".
EP1635045B1 (en) 2004-09-14 2006-12-27 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine having valves with variable actuation each provided with a hydraulic tappet at the outside of the associated actuating unit
EP1635046B1 (en) 2004-09-14 2007-04-25 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine having valves with variable actuation and hydraulic actuating units which control the valves by means of rocker arms
EP1653057B1 (en) 2004-10-28 2007-03-28 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine having an electronically controlled hydraulic device for variably actuating intake valves
PL1674673T3 (pl) 2004-12-23 2007-08-31 Fiat Ricerche Silnik spalinowy z hydraulicznie zmiennymi zaworami
ES2296095T3 (es) 2005-05-24 2008-04-16 C.R.F. Societa' Consortile Per Azioni Sistema y procedimiento para controlar la carga y la combustion en un motor de combustion interna mediante accionamiento de valvula segun un ciclo de elevacion multiple (multielevacion).
JP4225322B2 (ja) * 2006-01-27 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気還流装置
US7284533B1 (en) * 2006-05-08 2007-10-23 Jacobs Vehicle Systems, Inc Method of operating an engine brake
DE102006041231A1 (de) * 2006-09-02 2008-03-06 Deutz Ag Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine
ATE417997T1 (de) 2006-12-20 2009-01-15 Fiat Ricerche Verbrennungsmotor mit einlassventilen mit variabler betätigung und einem stiefelartigen hubprofil mit einem profilteil mit konstantem hub

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