JPH0144891B2

JPH0144891B2 -

Info

Publication number: JPH0144891B2
Application number: JP57181460A
Authority: JP
Inventors: Masatami Takimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-10-18
Filing date: 1982-10-18
Publication date: 1989-10-02
Also published as: JPS5970854A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関に関する。

一対の吸気弁を具備し、機関中低負荷運転時に
一方の吸気弁を閉弁状態に保持することにより燃
焼室内に発生する旋回流を強め、同時に排気ガス
を再循環せしめるようにした内燃機関が公知であ
る（特開昭55−164758号公報参照）。また、スロ
ツトル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置す
ると共にこの吸気制御弁を迂回するバイパス通路
を設け、機関中低負荷運転時に吸気制御弁を閉弁
することにより吸入空気をバイパス通路から燃焼
室内に向けて噴出させ、この噴出空気によつて燃
焼室内に旋回流を発生せしめると共に排気ガスを
再循環せしめるようにした内燃機関が公知である
（特開昭55−60634号公報参照）。これらの内燃機
関では機関中低負荷運転時に燃焼室内に旋回流を
発生せしめて排気ガスを再循環しても良好な燃焼
が得られるようにしている。

しかしながら特開昭55−164758号公報に記載さ
れた内燃機関では一方の吸気弁を閉弁状態に保持
するために弁作動停止機構が必要であるので構造
が複雑になるという問題があるばかりでなく、特
開昭55−60634号公報に記載された内燃機関では
十分に強力な旋回流を発生せしめることができな
いという問題がある。

本発明は構造が簡単で機関中低負荷運転時に強
力な旋回流を燃焼室内に発生せしめることがで
き、従つて多量の排気ガスを再循環しても良好な
燃焼を確保することのできる内燃機関を提供する
ことにある。

以下、添附図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内で往復動
するピストン、３はシリンダブロツク１上に固締
されたシリンダヘツド、４はピストン２とシリン
ダヘツド３間に形成された燃焼室、５は吸気弁、
６はシリンダヘツド３内に形成されたヘリカル型
吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘツド３
内に形成された排気ポート、９は燃焼室４内に配
置された点火栓、１０は吸気弁５のステム５ａを
案内するステムガイドを夫々示す。第１図並びに
第２図に示されるように吸気ポート６の上壁面１
１上には下方に突出する隔壁１２が一体成形さ
れ、この隔壁１２によつて渦巻部Ｂと、この渦巻
部Ｂに接線状に接続された入口通路部Ａからなる
ヘリカル型吸気ポート６が形成される。この隔壁
１２は入口通路部Ａ内から吸気弁５のステムガイ
ド１０の周囲まで延びており、第２図からわかる
ようにこの隔壁１２の根本部の巾Ｌは入口通路部
Ａに近い側が最も狭く、この最狭部からステムガ
イド１０の近傍まではほぼ一様であり、ステムガ
イド１０の周りで最も広くなる。隔壁１２は吸気
ポート６の入口開口６ａに最も近い側に位置する
先端部１３を有し、更に隔壁１２は第２図におい
てこの先端部１３から反時計回りに延びる第１側
壁面１４ａと、先端部１３から時計回りに延びる
第２側壁面１４ｂとを有する。第１側壁面１４ａ
は先端部１３からステムガイド１０の側方を通つ
て渦巻部Ｂの側壁面１５の近傍まで延びて渦巻部
側壁面１５との間に狭窄部１６を形成する。一
方、第２側壁面１４ｂは先端部１３からステムガ
イド１０に向けて始めは第１側壁面１４ａとの間
隔が増大するように、次いで第１側壁面１４ａと
の間隔がほぼ一様となるように延びる。次いでこ
の第２側壁面１４ｂはステムガイド１０の外周に
沿つて延びて狭窄部１６に達する。

第１図から第９図を参照すると、入口通路部Ａ
の一方の側壁面１７はほぼ垂直配置され、他方の
側壁面１８はわずかばかり傾斜した下向きの傾斜
面から形成される。一方、入口通路部Ａの上壁面
１９は渦巻部Ｂに向けて下降し、渦巻部Ｂの上壁
面２０に滑らかに接続される。渦巻部Ｂの上壁面
２０は渦巻部Ｂと入口通路部Ａの接続部から狭窄
部１６に向けて下降しつつ徐々に巾を狭め、次い
で狭窄部１６を通過すると徐々に巾を広げる。一
方、入口通路部Ａの側壁面１７は渦巻部Ｂの側壁
面１５に滑らかに接続され、入口通路部Ａの底壁
面２１は渦巻部Ｂに向けて下降する。

一方、隔壁１２の第１側壁面１４ａはわずかば
かり傾斜した下向きの傾斜面からなり、第２側壁
面１４ｂはほぼ垂直をなす。隔壁１２の底壁面２
２は、隔壁１２の先端部１３からステムガイド１
０の近傍まで延びる第１底壁面部分２２ａと、ス
テムガイド１０の周りに位置する第２底壁面部分
２２ｂからなる。第１底壁面部分２２ａは上壁面
１９とほぼ平行をなして底壁面２１の近くまで延
びる。一方、上壁面１９から測つた第２底壁面部
分２２ｂの高さは第１底壁面部分２２ａの高さよ
りも低く、更に第２底壁面部分２２ｂと上壁面１
９との間隔は狭窄部１６に向かつて徐々に小さく
なる。また、第２底壁面部分２２ｂ上には第４図
のハツチングで示す領域に下方に突出するリブ２
３が形成され、このリブ２３は第１底壁面部分２
２ａから狭窄部１６まで延びる。第８図に示され
るように第２底壁面部分２２ｂはリブ２３に向け
て下降する。

一方、シリンダヘツド３内には渦巻部Ｂの渦巻
終端部Ｃと入口通路部Ａとを連通する分岐路２４
が形成され、この分岐路２４の入口部にロータリ
弁２５が配置される。この分岐路２４は隔壁１２
によつて入口通路部Ａから分離されており、分岐
路２４の下側空間全体が入口通路部Ａに連通して
いる。分岐路２４の上壁面２６はほぼ一様な巾を
有し、渦巻終端部Ｃに向けて下降して渦巻部Ｂの
上壁面２０に滑らかに接続される。なお、第７図
に示されるように底壁面２１から測つた分岐路２
４の上壁面２６の高さH₁は入口通路部Ａの上壁
面１９の高さH₂よりも高くなつている。隔壁１
２の第２側壁面１４ｂに対面する分岐路２４の側
壁面２７はほぼ垂直をなし、また分岐路２４下方
の底壁面部分２１ａは隆起せしめられて傾斜面を
形成する。この傾斜底壁面部分２１ａは第１図に
示すように吸気ポート６の入口開口６ａの近傍か
ら渦巻部Ｂまで延びる。一方、第１図、第４図お
よび第８図からわかるように分岐路２４の出口近
傍の渦巻部Ｂの側壁面部分１５ａはわずかに傾斜
した下向きの傾斜面に形成され、隔壁１２の第２
側壁面１４ｂはこの傾斜側壁面部分１５ａに向け
て張り出している。従つて第２側壁面１４ｂと傾
斜側壁面部分１５ａ間には第２の狭窄部１６ａが
形成される。

第９図に示されるようにロータリ弁２５はロー
タリ弁ホルダ２８と、ロータリ弁ホルダ２８内に
おいて回転可能に支持された弁軸２９とにより構
成され、このロータリ弁ホルダ２８はシリンダヘ
ツド３に穿設されたねじ孔３０内に螺着される。
弁軸２９の下端部には薄板状の弁体３１が一体形
成され、第１図に示されるようにこの弁体３１は
分岐路２４の上壁面２６から底壁面２１まで延び
る。一方、弁軸２９の上端部にはアーム３２が固
定される。また、弁軸２９の外周面上にはリング
溝３３が形成され、このリング溝３３内にはＥ字
型位置決めリング３４が嵌込まれる。更にロータ
リ弁ホルダ２８の上端部にはシール部材３５が嵌
着され、このシール部材３５によつて弁軸２９の
シール作用が行なわれる。

第１０図を参照すると、ロータリ弁２５の上端
部に固着されたアーム３２の先端部は負圧ダイア
フラム装置４０のダイアフラム４１に固着された
制御ロツド４２に連結ロツド４３を介して連結さ
れる。負圧ダイアフラム装置４０はダイアフラム
４１によつて大気から隔離された負圧室４４を有
し、この負圧室４４内にダイアフラム押圧用圧縮
ばね４５が挿入される。シリンダヘツド３には気
化器４６を具えた吸気マニホルド４７が固定さ
れ、負圧室４４は負圧導管４８を介して吸気マニ
ホルド４７の内壁面上に形成された負圧ポート４
９に連結される。

機関負荷が小さなときは吸気マニホルド４７内
の負圧は大きく、斯くしてこのとき負圧室４４内
には大きな負圧が加わる。その結果、ダイアフラ
ム４１は圧縮ばね４５に抗して負圧室４４に向け
て移動するのでロータリ弁２５が回動せしめら
れ、その結果第２図に示すようにロータリ弁２５
が分岐路２４を閉鎖する。このように分岐路２４
が閉鎖されると入口通路部Ａ内に送り込まれた混
合気の一部は上壁面１９，２０に沿つて進み、残
りの混合気のうちの一部の混合気はロータリ弁２
５に衝突して入口通路部Ａの側壁面１７の方へ向
きを変えた後に渦巻部Ｂの側壁面１５に沿つて進
む。前述したように上壁面１９，２０の巾は狭窄
部１６に近づくに従つて次第に狭くなるために上
壁面１９，２０に沿つて流れる混合気の流路は次
第に狭ばまり、斯くして上壁面１９，２０に沿う
混合気流は次第に増速される。更に、前述したよ
うに隔壁１２の第１側壁面１４ａは渦巻部Ｂの側
壁面１５の近傍まで延びているので上壁面１９，
２０に沿つて進む混合気流は渦巻部Ｂの側壁面１
５上に押しやられ、次いで側壁面１５に沿つて進
むために渦巻部Ｂ内には強力な旋回流が発生せし
められる。次いで混合気は旋回しつつ吸気弁５と
その弁座間に形成される間隙を通つて燃焼室４内
に流入して燃焼室４内に強力な旋回流を発生せし
める。

一方、機関高負荷運転時には吸気マニホルド４
７内の負圧が小さくなるためにダイアフラム４１
が圧縮ばね４５のばね力によりロータリ弁２５に
向けて移動し、その結果ロータリ弁２５が分岐路
２４を開弁する。このとき入口通路部Ａ内に送り
込まれた混合気は大別すると３つの流れに分流さ
れる。即ち、第１の流れは隔壁１２の第１側壁面
１４ａと入口通路部Ａの側壁面１７間に流入し、
次いで渦巻部Ａの上壁面２０に沿つて旋回しつつ
流れる混合気流であり、第２の流れは分岐路２４
を介して渦巻部Ｂ内に流入する混合気流であり、
第３の流れは入口通路部Ａの底壁面２１に沿つた
渦巻部Ｂ内に流入する混合気流である。分岐路２
４の流れ抵抗は第１側壁面１４ａと側壁面１７間
の流れ抵抗に比べて小さく、従つて第２の混合気
流の方が第１の混合気流よりも多くなる。更に、
分岐路２４の出口には第２狭窄部１６ａが形成さ
れているために分岐路２４から流入した第２混合
気流は第２狭窄部１６ａを通過する際に流速を速
められ、次いでこの第２混合気流は渦巻部Ｂの側
壁面１５に沿つて旋回する第１混合気流の上側に
斜めに衝突して第１混合気流の流れ方向を下向き
に偏向せしめる。このように流れ抵抗の小さな分
岐路２４から多量の混合気が供給され、更に第１
混合気流の流れ方向が下向きに偏向されるので高
い充填効率が得られることになる。

第１１図はロータリ弁２５の開度Ｆと吸気マニ
ホルド４７内の負圧Ｐとの関係、再循環排気ガス
率（以下、EGR率と称す）Ｒと吸気マニホルド
４７内の負圧との関係、点火進角量θと吸気マニ
ホルド４７内の負圧との関係を示す。なお、第１
１図において実線Ｆはロータリ弁２５の開度を示
し、破線ＲはEGR率を示し、実線θは点火進角
量を示す。第１１図からわかるようにロータリ弁
２５はマニホルド負圧Ｐが−200mmHgよりも大き
なときには閉弁しており、マニホルド負圧Ｐが−
200mmHgよりも小さくなるとマニホルド負圧Ｐが
小さくなるにつれて徐々に開弁する。

一方、第１０図を参照すると、機関吸気系には
EGR制御弁５０とモジユレータ５１からなる
EGR制御装置が取付けられる。EGR制御弁５０
は壁５２によつて分離されたEGRガス流出室５
３と定圧室５４とを具備する。隔壁５２上には弁
ポート５５が形成され、この弁ポート５５の開口
面積を制御する弁体５６が弁ポート５５内に配置
される。EGRガス流出室５３はEGRガス供給管
５７を介して吸気マニホルド４７に連結され、定
圧室５４はシリンダヘツド３に固定された排気マ
ニホルド５８に絞り５９およびEGR供給管６０
を介して連結される。また、EGR制御弁５０は
ダイアフラム６１によつて分離された負圧室６２
と大気圧室６３とを具備し、負圧室６２内にはダ
イアフラム押圧用圧縮ばね６４が挿入される。こ
のダイアフラム６１には弁体５６が弁ロツド６５
を介して連結される。

一方、モジユレータ５１は隔壁６６と、第１の
ダイアフラム６７と、第２のダイアフラム６８と
を具備し、モジユレータ５１の内部はこれらの隔
壁６６、第１ダイアフラム６７、第２ダイアフラ
ム６８によつて第１制御圧室６９、第２制御圧室
７０、大気圧室７１、負圧室７２からなる４つの
部屋に分離される。更に、モジユレータ５１は第
２制御圧室７０内に配置されたＴ字形のエアブリ
ード管７３を具備し、このエアブリード管７３は
第１ダイアフラム６７に対面配置されたエアブリ
ード開口７４を有する。また、第１ダイアフラム
６７はエアブリード開口７４の開閉制御をする弁
体７５を有する。エアブリード開口７４は一方で
はエアブリード管７３および導管７６を介して
EGR制御弁５０の負圧室６２内に連結され、他
方ではエアブリード管７３内に挿入された絞り７
８を介して第１負圧ポート７９に連結される。気
化器４６内に形成された気化器通路８０の内壁面
上にはこの第１負圧ポート７９に加えて更に第２
負圧ポート８１およびアドバンスポート８２が設
けられ、第１負圧ポート７９はアドバンスポート
８２の上流側に、第２負圧ポート８１は第１負圧
ポート７９の上流側に位置する。なお、アドバン
スポート８２は気化器４６のスロツトル弁８３が
第１０図に示すようにアイドリング位置にあると
きにはスロツトル弁８３上流の気化器通路８０内
に開口し、スロツトル弁８３が開弁するとスロツ
トル弁８３下流の気化器通路８０内に開口する。
第２負圧ポート８１は負圧導管８４を介して第２
制御圧室７０に連結され、第１制御圧室６９は導
管８５を介して定圧室５４に連結される。第２制
御圧室７０内にはダイアフラム６７を常時下方に
向けて押圧する圧縮ばね８６が押入される。一
方、隔壁６６上には弁ポート８０が形成され、こ
の弁ポート８７内には弁ポート８７の開口面積を
制御する弁体８８が配置される。この弁体８８は
弁ロツド８９を介してダイアフラム６８に連結さ
れる。負圧室７２は負圧導管４８を介して負圧ポ
ート４９に連結され、この負圧室７２内にはダイ
アフラム６８を常時下方に向けて押圧する圧縮ば
ね９０が挿入される。

まず始めにEGR制御装置の基本的な作動につ
いて簡単に説明する。今、第１０図において第１
負圧ポート７９に大きな負圧が加わり、第２制御
圧室７０が大気圧になつているとする。このとき
排気マニホルド５８からEGR供給管６０および
絞り５９を介して定圧室５４内に送り込まれた排
気ガスの圧力が大気圧よりもわずかに高くなると
モジユレータ５１のダイアフラム６７が圧縮ばね
８６に抗して上昇する。その結果、エアブリード
開口７４が弁体７５によつて絞られるのでEGR
制御弁５０の負圧室６２内の負圧が大きくなる。
斯くして弁体５６が圧縮ばね６４に抗して上昇し
て弁ポート５５の開口面積を増大し、それによつ
て定圧室５４内の排気ガス圧が低下する。次いで
排気ガス圧が大気圧よりもわずかに低下するとダ
イアフラム６７が下降するためにエアブリード開
口７４から流入する空気量が増大し、それによつ
て負圧室６２内の負圧が小さくなる。その結果、
弁体５６が圧縮ばね６４のばね力により下降せし
められるので弁ポート５５の開口面積が減少し、
斯くして定圧室５４の排気ガス圧が再び上昇す
る。このようにして定圧室５４内の圧力はほぼ大
気圧に保持される。

排気マニホルド５８内の排気ガスのゲージ圧を
P_Eとし、定圧室５４内の排気ガスのゲージ圧を
P_Oとすると、排気マニホルド５８から定圧室５
４内に流入する排気ガス流量ＱはＱ∝√_E−_O
となる。しかしながら定圧室５４内の排気ガス圧
P_Oはほぼ大気圧に等しいためにP_O０となり、
斯くしてＱ∝√_Eとなる。ところが吸入空気量
Q_aと排気ガス圧P_E間にはP_E∝Q_a ²なる関係がある
ので結局Ｑ∝Q_aとなり、吸気マニホルド４７内
に再循環されるEGRガス量Ｑは吸入空気量Q_aに
ほぼ比例することになる。言い換えるとEGR率
がほぼ一定に保持されることになる。モジユレー
タ５１の第２制御圧室７０内に負圧Ｐが作用する
と定圧室５４は第２制御圧室７０内の負圧Ｐとほ
ぼ等しい負圧に維持され、斯くして排気マニホル
ド５８の排気ガス圧P_Eと定圧室５４内の負圧Ｐ
との圧力差が大きくなる。従つて第２制御圧室７
０内の負圧が作用すると第２制御圧室７０内に大
気圧が作用している場合に比べて吸気マニホルド
４７内に供給されるEGRガス量が増大し、斯く
してEGR率が上昇することがわかる。

第１０図に示すようにスロツトル弁８３がアイ
ドリング位置にあるときには負圧ポート４９には
大きな負圧が作用するためにモジユレータ５１の
負圧室７２内には大きな負圧が作用し、斯くして
このとき弁体８８が弁ポート８７を閉鎖してい
る。一方、このとき第１負圧ポート７９および第
２負圧ポート８１には小さな負圧が作用している
ためにEGR制御弁５０の負圧室６２内の負圧は
小さく、斯くしてこのとき弁体５６が弁ポート５
５を閉鎖するためにEGRガスの再循環作用が停
止している。

次いでスロツトル弁８３が開弁してスロツトル
弁８３の縁部が第１負圧ポート７９と第２負圧ポ
ート８１の間に位置すると第１負圧ポート７９に
は大きな負圧が作用し、第２負圧ポート８１には
小さな負圧が作用するために第２制御圧室７０内
には小さな負圧が発生することになる。従つてこ
のときには上述したようにEGR制御弁５０の定
圧室５４内は第２制御圧室７０内の負圧とほぼ等
しい小さな負圧に維持され、斯くしてこのとき第
２制御圧室７０内の負圧によつて定まるEGR率
でもつてEGRガスが吸気マニホルド４７内に再
循環されることになる。次いでスロツトル弁８３
が更に開弁すると第２負圧ポート８１にも大きな
負圧が作用するために第２制御圧室７０内の負圧
が大きくなり、斯くしてEGR率が大きくなる。
従つて第１１図において区間T_rで示されるよう
にマニホルド負圧Ｐが大きなとき、即ちスロツト
ル弁８３の開度が小さなときにはマニホルド負圧
Ｐが小さくなるにつれてEGR率が増大すること
がわかる。

一方、第１１図においてマニホルド負圧ＰがP_r
よりも小さくなるとモジユレータ５１のダイアフ
ラム６８が圧縮ばね９０に抗して下降するために
弁体８８が弁ポート８７を開弁する。この弁ポー
ト８７の開口面積はマニホルド負圧Ｐが小さくな
るにつれて増大するのでこれに伴つて第２制御圧
室７０内の負圧も徐々に小さくなる。従つてこの
とき第１１図の区間T_sで示されるようにEGR率
Ｒが徐々に減少する。次いでマニホルド負圧Ｐが
ほぼ−200mmHgよりも小さくなると弁ポート８７
が全開するので第２制御圧室７０内は大気圧とな
る。このとき第１１図において区間T_tで示され
るようにEGR率Ｒは区間T_rにおけるEGR率Ｒよ
りも小さくなる。第１１図からわかるようにモジ
ユレータ５１の弁体８８が開弁するときのマニホ
ルド負圧Prはロータリ弁２５が開弁するときの
マニホルド負圧P₁よりも大きく、モジユレータ
５１の弁体８８が全開するときのマニホルド負圧
P_sはロータリ弁２５が開弁するときのマニホルド
負圧P₁とほぼ等しくなつている。なお、弁体８
８が全開するときのマニホルド負圧P_sをロータリ
弁２５が開弁するときのマニホルドP₁よりも大
きくするようにモジユレータ５１を調整してもよ
い。即ち、ロータリ弁２５が開弁したときに本体
８８が全開していることが必要なのであり、従つ
てマニホルド負圧Ｐが増大する場合においてロー
タリ弁２５が開弁する前に弁体８８を全開せしめ
てもよいし、ロータリ弁２５が開弁すると同時に
弁体８８を全開せしめてもよい。

第１０図を参照すると、負圧ポート４９および
アドバンスポート８２はデイストリビユータ１０
０の負圧進角装置１０１に連結される。負圧進角
装置１０１は第１ダイアフラム１０２と第２ダイ
アフラム１０３とを具備し、負圧進角装置１０１
の内部はこれらダイアフラム１０２と１０３によ
つて大気圧室１０４、第１負圧室１０５、第２負
圧室１０６からなる３つの部屋に分割される。第
１負圧室１０５内には第１ダイアフラム１０２と
第２ダイアフラム１０３間に圧縮ばね１０７が挿
入され、この第１負圧室１０５は負圧導管１０８
を介して負圧ポート４９に連結される。一方、第
２負圧室１０６内には第２ダイアフラム押圧用圧
緒ばね１０９が挿入され、この第２負圧室１０６
はアドパンスポート８２に連結される。第１ダイ
アフラム１０２の一側面はデイストリビユータ１
００の点火進角軸１１０に連結され、第１ダイア
フラム１０２の他側面上には拡大頭部１１１を具
えた係合ロツド１１２が固定される。一方、第２
ダイアフラム１０３には拡大頭部１１１を包囲す
る筒状係合部材１１３が固定され、この筒状係合
部材１１３と係合ロツド１１２は遊び連結機構を
形成する。

第１０図に示すようにスロツトル弁８３がアイ
ドリング位置にあるときには第２負圧室１０６内
に小さな負圧が作用している。従つてこのとき第
２ダイアフラム１０３はストツパ１１４と係合し
て静止している。一方、このとき第１負圧室１０
５内には大きな負圧が作用するために第１ダイア
フラム１０２は圧縮ばね１０７に抗して左方に移
動し、その結果点火進角軸１１０が左方に移動す
るために点火時期が進角される。

次いでスロツトル弁８３が開弁するとアドバン
スポート８２には大きな負圧が作用するために第
１負圧室１０５および第２負圧室１０６の双方に
大きな負圧が加わる。その結果、第１ダイアフラ
ム１０２および第２ダイアフラム１０３が共に左
方に移動するために点火時期が大巾に進角され
る。このときが第１１図において区間T〓で示さ
れる。次いでスロツトル弁８３が更に開弁し、マ
ニホルド負圧Ｐが第１１図においてP〓よりも小さ
くなると第１負圧室１０５および第２負圧室１０
６内に加わる負圧が小さくなるために点火時期θ
は徐々に遅角せしめられる。第１１図に示される
ように点火時期θが遅角されるときのマニホルド
負圧P〓はロータリ弁２５が開弁するときのマニホ
ルド負圧P₁よりも大きいが点火時期θが遅角さ
れるときのマニホルド負圧P〓をロータリ弁２５が
開弁するときのマニホルド負圧P₁とほぼ等しく
することもできる。即ち、ロータリ弁２５が開弁
したときに点火時期が遅角されていることが必要
であり、従つてマニホルド負圧Ｐが増大する場合
においてロータリ弁２５が開弁する前に点火時期
を遅角せしめてもよいし、ロータリ弁２５が開弁
すると同時に点火時期を遅角せしめてもよい。

前述したようにロータリ弁２５が閉弁している
ときには強力な旋回流が燃焼室４内に発生せしめ
られるために燃焼速度が速められ、斯くして多量
のEGRガスを吸気マニホルド４７内に再循環し
ても安定した燃焼を得ることができる。従つて第
１１図に示されるようにロータリ弁２５が閉弁し
ている機関低負荷運転時にはEGR率が高く、従
つて多量のEGRガスが吸気マニホルド４７内に
供給される。一方、機関低負荷運転時には燃焼室
４内に多量の排気ガスが残留し、更に上述したよ
うに吸気マニホルド４７内には多量のEGRガス
が供給される。従つてこのときには旋回流の発生
による燃焼速度の増大作用よりも残留排気ガスと
EGRガスによる燃焼速度の低下作用の方が燃焼
速度に大きく影響を与えるために燃焼速度は全体
として遅くなり、斯くして第１１図に示すように
点火時期が大巾に進角せしめられる。

一方、ロータリ弁２５が開弁すると燃焼室４内
における強力な旋回流の発生が停止せしめられる
ために燃焼速度が遅くなり、斯くしてこのとき安
定した燃焼を得るためには吸気マニホルド４７内
に供給されるEGRガス量を低減させる必要があ
る。従つて第１１図に示すようにロータリ弁２５
が開弁している機関高負荷運転時にはEGR率Ｒ
が低減せしめられる。一方、機関高負荷運転時に
は燃焼室４内に残留する排気ガス量は低減し、更
に上述したようにEGRガス量が低減せしめられ
るために旋回流が発生していないにも拘わらず燃
焼速度は速くなり、斯くして第１１図に示すよう
に点火時期θが遅角せしめられる。

このように本発明のようなヘリカル型吸気ポー
ト６を具えた内燃機関では機関高負荷運転時に安
定した燃焼と最適な点火時期を確保するためには
機関高負荷運転時に機関低負荷運転時に比べて
EGR率を低下させ、しかも点火時期を遅らせる
必要がある。ところが本発明によればロータリ弁
２５が開弁したときにはEGR率が減少せしめら
れ、点火時期が遅角せしめられているので安定し
た燃焼を確保しつつ機関高出力を得ることができ
る。

なお、機関の型式によつては低中負荷運転時に
多量のEGRガスを吸気マニホルド４７内に供給
せず、少量のEGRガスを吸気マニホルド４７内
に供給する場合がある。このような場合にはロー
タリ弁２５が閉弁している低中負荷運転時に旋回
流の発生による燃焼速度の増大作用が燃焼速度に
大きく影響を与えるために低中負荷運転時におけ
る燃焼速度が高負荷運転時に比べて速くなり、従
つてロータリ弁２５が閉弁しているときの点火時
期をロータリ弁２５が開弁しているときの点火時
期に比べて遅角せしめる必要がある。

以上述べたように本発明によれば強力な旋回流
を発生せしめうるヘリカル型吸気ポートを採用し
ているので機関中低負荷運転時に多量の排気ガス
を再循環せしめても良好な燃焼を得ることができ
る。また、吸気ポート内に隔壁を形成し、ロータ
リ弁を閉弁するだけで強力な旋回流を発生せしめ
ることができるので旋回流を発生するための構造
が簡単であり、しかもロータリ弁が開弁する高負
荷運転時には流路断面積が増大するばかりでなく
隔壁の下方空間がストレートポートのような形と
なるので高い充填効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の―線に沿つてみた本発明
に係る内燃機関の側面断面図、第２図は第１図の
−線に沿つてみた平面断面図、第３図は本発
明によるヘリカル型吸気ポートの形状を図解的に
示す側面図、第４図はヘリカル型吸気ポートの形
状を図解的に示す平面図、第５図は第３図の―
線に沿つてみた断面図、第６図は第３図の−
線に沿つてみた断面図、第７図は第３図の―
線に沿つてみた断面図、第８図は第３図の―
線に沿つてみた断面図、第９図はロータリ弁の
側面断面図、第１０図は内燃機関の吸排気系の全
体図、第１１図はロータリ弁の開度．EGR率お
よび点火時期θを示す線図である。４……燃焼室、６……ヘリカル型吸気ポート、
１２……隔壁、２４……分岐路、２５……ロータ
リ弁、４０……負圧ダイアフラム装置、５０……
EGR制御弁、５１……モジユレータ、１００…
…デイストリビユータ、１０１……負圧進角装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

１吸気弁周りに形成された渦巻部と、該渦巻部
に接線状に接続されかつほぼまつすぐに延びる入
口通路部とにより構成されるヘリカル型吸気ポー
トを具備した内燃機関において、吸気ポート上壁
面から下方に突出しかつ吸気弁ステム周りから吸
気ポート上流に向けて延びる隔壁を吸気ポート内
に形成して該隔壁の両側に入口通路部と該入口通
路部から分岐した分岐路とを形成すると共に該隔
壁により吸気弁ステム周りに渦巻部を形成し、該
隔壁の下方に入口通路部と分岐路とを連通する下
側空間を形成すると共に分岐路を渦巻部の渦巻終
端部に連通して該分岐路内に開閉弁を設け、吸気
マニホルド内の負圧に応動して該負圧が予め定め
られた第１の設定負圧よりも小さくなつたときに
上記開閉弁を開弁せしめるアクチユエータと、吸
気マニホルド内の負圧に応動して該負圧が上記第
１設定負圧より大なる第２設定負圧又は第１設定
負圧よりも小さくなつたときに吸気マニホルド内
に供給される再循環排気ガス量を減少せしめる排
気ガス再循環装置とを具備した内燃機関。