JPH02140454A

JPH02140454A - 内燃機関の排ガス循環装置

Info

Publication number: JPH02140454A
Application number: JP63295255A
Authority: JP
Inventors: Junzo Nakano; 中野　順造
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの排気ガスの一部を燃焼室に戻すこ
とにより、不完全燃焼ガスの大気への放出を無くすよう
にした排ガス循環装置に関し、特に、暖機運転時や、低
速無負荷運転時での不完全燃焼ガスの放出を防止するよ
うにする装置に関する。

（従来技術）内燃機関の始動時や始動直後の暖機運転時には、機関温
度が低く、また、クランク軸の回転速度が低いことから
、燃料の着火が困難であるうえ、着火後の燃焼が完全で
ないため、機関の立ち上がりが悪いうえ、不完全燃焼ガ
スか大気に放出されるといつ間・題があった。そこで従
来、例えば実公昭４７−１２９７１号公報に示されてい
るように、吸気管と排気管との間をバイパス管で連通し
、バイパス管による通路を断続制御可能に構成すること
により、排気の一部を吸気管内に戻すことにより、始動
立ち上がり時間を短縮するように構成したものが知られ
ている。

（解決しようとする課題）ところが、前記従来のものでは、吸気管と排気管とをバ
イパス管で連通ずる構成をなっていることから、吸気管
に戻される排気ガスのガス温度が低くなっており、燃焼
室内で燃料を完全燃焼化することか難しいという問題が
あった。このような問題は暖気運転時のみならず、バル
ブの開閉タイミングを高速運転時に合わせていることか
ら、低速無負荷運転時にも生じていた。

本発明はこのような点に着目してなされたもので、高温
の排気ガスを燃焼室に戻すことにより、燃焼室内の温度
を迅速に昇温して、完全燃焼した排気ガスを放出できる
ようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの燃焼
室に吸気弁口及び排気弁口とともに排気ガス吸戻弁口を
開口し、この排気ガス吸戻弁口を吸気ポートあるいは排
気ポートのいずれか一方にに連通させ、排気ガス吸戻弁
口を開閉する排気吸戻弁の弁駆動装置をエンジンの暖機
運転状態検出装置または低速無負荷運転状態検出装置で
発停制御可能に構成し、暖機運転状態検出装置が暖機運
転状態を、あるいは、低速無負荷運転状態検出装置か低
速無負荷運転状態を検出することに基き弁駆動装置を発
動させて、排気吸戻弁口が吸気ポートに連通している場
合には排気吸戻弁を排気行程で、また、排気吸戻弁口が
排気ポートに連通している場合には排気吸戻弁を吸気行
程で開弁させるように構成したことを特徴としている。

（作　　用）本発明では、エンジンの燃焼室に吸気弁口及び排気弁口
とともに排気ガス吸戻弁口を開口し、この排気ガス吸戻
弁口を吸気ポートあるいは排気ポートのいずれか一方に
連通させ、排気ガス吸戻弁口を開閉する排気吸戻弁の弁
駆動装置をエンジンの暖機運転状態検出装置または低速
無負荷運転状態検出装置で発停制御可能に構成し、暖機
運転状態検出装置が暖機運転状態を、あるいは、低速無
負荷運転状態検出装置が低速無負荷運転状態を検出する
ことに基き弁駆動装置を発動させて、排気吸戻弁口が吸
気ポートに連通している場合には排気吸戻弁を排気行程
で、また、排気吸戻弁口が排気ポートに連通している場
合には排気吸戻弁を吸気行程で開弁させるように構成し
ているので、工ンジンか暖機運転状態あるいは低速無負
荷運転状態にあるときにのみ、排気ガス吸戻弁を作動さ
せて燃焼室に吸い込まれる燃焼用空気に高温の排気ガス
を混入することになる。これにより、燃焼室温度の昇ｌ
晶速度が速まるうえ、燃焼温度が低下して、適正な燃焼
をすることになって燃料は完全燃焼することになる。従
って、始動時の立ち」二がりが速くなるとともに、排気
ガスはＮ　Ｏｘ　、黒煙、青白煙等を含まない清浄なガ
スとして排出されることになる。

（実施例）図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明に係る排
気ガス循環装置を示す要部の概念図、第２図ヘッドブロ
ックの要部横断平面図である。

第１図は排気ガス循環装置を直接噴射式頭上弁ディーゼ
ルエンジンに適用した場合を示しており、ヘッドブロッ
ク（］）にエンジンの燃焼室（２）に連通ずる吸気ポー
ト（３）と排気ポート（４）を形成し、吸気ポート（３
）の燃焼室側端部に形成した吸気弁口（５）を吸気弁（
６）で、また排気ポート（４）の燃焼室側端部に形成し
た排気弁口（７）を排気弁（８）でそれぞれ開閉するよ
うに形成しである。

またヘッドブロック（１）には排気吸戻弁口（９）が燃
焼室（２）に臨む状態で開設してあり、この排気吸戻弁
口（９）は吸気ポート（３）に連通しており、排気吸戻
弁口（９）を排気吸戻弁（１０）で開閉するように形成
しである。この排気吸戻弁（１０）は排気弁（８）の開
閉作動に連動して作動するロッカアーム（１１）で開閉
するように形成してあり、排気弁（８）が下降作動して
燃焼室（２）と排気ポート（４）とが連通ずる排気行程
で排気吸戻弁（１０）が開弁作動して、排気行程で排出
される排気ガスの一部を吸気ポート（３）に押し出せる
ようにしである。排気吸戻弁（１０）の弁軸（１２）と
排気吸戻弁駆動用ロッカアーム（１１）との間にはソレ
ノイド（１３）で出退制御される嵌挿具（１４）が配置
しである。そして、このソレノイド（１３）と嵌挿具（
１４）及び前記排気吸戻弁駆動用ロッカアーム（１１）
で排気吸戻弁駆動装置（１５）を構成している。

ソレノイド（１３）は制御装置（１６）からの制御信号
で作動するように構成してあり、制御装置（１６）はエ
ンジンの回転数検出センサー（１７）からの信号と、燃
料噴射ポンプ（図示路）のコントロールラック位置セン
サー（１８）からの信号及び機関温度の検出センサー　
（１９）からの信号とを処理して、ソレノイド作動信号
を出力するように構成しである。即ち、エンジンの始動
時には、機関温度が低温であり、回転数も十分に上昇し
ていないことから、各センサー（１７）（１９）で検出
した検出信号が制御装置（１６）に人力されると、制御
装置（１６）は始動運転状態であると判断して、ソレノ
イド（１３）を作動させて、嵌挿具（１４）を排気吸戻
弁（１０）の弁軸（１２）と排気吸戻弁駆動用ロッカア
ーム（１１）との間に進出させ、ロッカアーム（１１）
の作動で排気吸戻弁（１０）を開閉させることになる。

つまり、回転数検出センサー（１７）と機関温度検出セ
ンサー（１９）及び制御装置（１６）で暖機運転状態検
出装置（２０）を構成している。

また、低速無負荷運転時には、燃料噴射ポンプのコント
ロールラック位置は無負荷運転位置にあり、回転数も所
定の回転数であることから、これらのことを検出した回
転数検出センサー（１７）及びラック位置検出センサー
（１８）からの情報が制御装置（１６）に入力されると
、制御装置（１６）は低速無負荷運転状態であると判断
して、ソレノイド（１３）を作動させ、嵌挿具（１４）
を排気吸戻弁（１０）の弁軸（１２）と排気吸戻弁駆動
用ロッカアーム（１１）との間に進出させ、ロッカアー
ム（１１−）の作動で排気吸戻弁（１０）を開閉させる
ことになる。つまり、回転数検出センサー（１７）とラ
ック位置検出センサー（１８）及び制御装置（１６）で
低速無負荷運転状態検出装置（２１）を構成することに
なる。

上述のように形成した排気ガス循環装置では、暖機運転
状態あるいは低速無負荷運転状態にあると、排気吸戻弁
（１０）が排気弁（８）と同期して開閉作動し、エンジ
ンの排気行程で燃焼室（２）内の排気ガスは排気ポート
（４）に排出されるが、その際、燃焼室（２）内の排出
ガスの一部か吸気ポート（３）に流れ混む。そして、エ
ンジンの吸気行程で吸気ポート（３）内の排気ガスが燃
焼用空気とともに燃焼室（２）内に再吸入されることに
なる。このため、燃焼用空気の温度が高くなって、機関
温度を早期に上昇させることになり、暖機時間を短縮で
きるうえ、圧縮比を適正化して完全燃焼させことになる
。そして、機関温度の上昇、ラック位置、あるいは回転
数上昇により、暖機運転状態あるいは低速無負荷運転状
態を脱すると、ソレノイド（１３）が作動を停止して、
排気吸戻弁（１０）の作動を停止させることになる。

第３図は本発明の別実施例を示し、これは排気吸戻弁口
（９）を燃焼室（２）と排気ポート（４）とを連通させ
る状態に形成し、排気吸戻弁（１０）を吸気弁（６）と
連動して作動させるようにしたものである。このように
構成すると、排気行程で排気ポート（４）内に排出され
た排気ガスの一部を吸気行程で燃焼室に吸い戻すことに
なる。そして排気吸戻弁（ｌＯ）が開閉作動する時期は
前述のものと同様に構成しである。

尚、上記実施例ではソレノイド（１３）を使用して口、
カアーム（１１）と排気吸戻弁（１０）の弁軸（１２）
との間に嵌押具（１４）を出退させることにより、排気
吸戻弁（１０）を駆動させるようにしたが、電磁クラッ
チ等の動力伝達機構を利用して排気吸戻弁（ｌＯ）を駆
動制御するようにしてもよい。また、前記各実施例では
暖機運転状態と低速無負荷運転状態とで排気吸戻弁（１
０）を作動させるようにしたが、いずれか一方の時にの
み作動させるように構成してもよい。

（効　果）本発明では、エンジンの燃焼室に吸気弁口及び排気弁口
とともに排気ガス吸戻弁口を開口し、この排気ガス吸戻
弁口を吸気ポートあるいは排気ポートのいずれか一方に
連通させ、排気ガス吸戻弁口を開閉する排気吸戻弁の弁
駆動装置をエンジンの暖機運転状態検出装置または低速
無負荷運転状態検出装置で発停制御可能に構成し、暖機
運転状態検出装置が暖機運転状態を、あるいは、低速無
負荷運転状態検出装置が低速無負荷運転状態を検出する
ことに基き弁駆動装置を発動させて、排気吸戻弁口が吸
気ポートに連通している場合には排気吸戻弁を排気行程
で、また、排気吸戻弁口が排気ポートに連通している場
合には排気吸戻弁を吸気行程で開弁させるように構成し
ているので、エンジンが暖機運転状態あるいは低速無負
荷運転状態にあるときにのみ、排気ガス吸戻弁を作動さ
せて燃焼室に吸い込まれる燃焼用空気に高温の排気ガス
を混入することになる。これにより、燃焼室温度の昇温
速度が速まるうえ、燃焼温度が低下して、適正な燃焼を
することになって燃料は完全燃焼することになる。従っ
て、始動時の立ち上がりを速くすることができるととも
に、排出される排気ガスをＮｏＸ、黒煙、青白煙等を含
まない清浄なガスとして排出することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明に係る排
気ガス循環装置を示す要部の概念図、第２図ヘッドブロ
ックの要部横断平面図、第３図は別実施例の第１図相当
図である。２・・・燃焼室、３・・・吸気ポート、４・・・排気ポ
ート、５・・・吸気弁口、７・・排気弁口、９・・・排
気ガス吸戻弁口、１０・・・排気吸戻弁、１３・・・（
１０）の弁駆動装置、２０・・・暖機運転状態検出装置
、２】・・低速無負荷運転状７ｇ検出装置。

Claims

【特許請求の範囲】１、エンジンの燃焼室（２）に吸気弁口（５）と排気弁
口（７）を開口するとともに、排気ガス吸戻弁口（９）
を開口し、この排気ガス吸戻弁口（９）を吸気ポート（
３）に連通させ、排気ガス吸戻弁口（９）を開閉する排
気吸戻弁（１０）の弁駆動装置（１３）をエンジンの暖
機運転状態検出装置（２０）で発停制御可能に構成し、
エンジンが暖機運転している状態では、暖機運転状態検
出装置（２０）が弁駆動装置（１３）を発動させて、弁
駆動装置（１３）が排気吸戻弁（１０）を排気行程で開
弁させるように構成したことを特徴とする内燃機関の排
ガス循環装置２、エンジンの燃焼室（２）に吸気弁口（５）と排気弁
口（７）を開口するとともに、排気ガス吸戻弁口（９）
を開口し、この排気ガス吸戻弁口（９）を吸気ポート（
３）に連通させ、排気ガス吸戻弁口（９）を開閉する排
気吸戻弁（１０）の弁駆動装置（１３）をエンジンの低
速無負荷運転状態検出装置（２１）で発停制御可能に構
成し、エンジンが低速無負荷運転している状態では、低
速無負荷運転状態検出装置（２１）が弁駆動装置（１３
）を発動させて、弁駆動装置（１３）が排気吸戻弁（１
０）を排気行程で開弁させるように構成したことを特徴
とする内燃機関の排ガス循環装置３、エンジンの燃焼室（２）に吸気弁口（５）と排気弁
口（７）を開口するとともに、排気ガス吸戻弁口（９）
を開口し、この排気ガス吸戻弁口（９）を排気ポート（
４）に連通させ、排気ガス吸戻弁口（９）を開閉する排
気吸戻弁（１０）の弁駆動装置（１３）をエンジンの暖
機運転状態検出装置（２０）で発停制御可能に構成し、
エンジンが暖機運転している状態では、暖機運転状態検
出装置（２０）が弁駆動装置（１３）を発動させて、弁
駆動装置（１３）が排気吸戻弁（１０）を吸気行程で開
弁させるように構成したことを特徴とする内燃機関の排
ガス循環装置４、エンジンの燃焼室（２）に吸気弁口（５）と排気弁
口（７）を開口するとともに、排気ガス吸戻弁口（９）
を開口し、この排気ガス吸戻弁口（９）を排気ポート（
４）に連通させ、排気ガス吸戻弁口（９）を開閉する排
気吸戻弁（１０）の弁駆動装置（１３）をエンジンの低
速無負荷運転状態検出装置（２１）で発停制御可能に構
成し、エンジンが低速無負荷運転している状態では、低
速無負荷運転状態検出装置（２１）が弁駆動装置（１３
）を発動させて、弁駆動装置（１３）が排気吸戻弁（１
０）を吸気行程で開弁させるように構成したことを特徴
とする内燃機関の排ガス循環装置