JPH0350265Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、吸気弁を複数個具えた、いわゆる複
吸気弁エンジンにおける吸気制御に関するもので
ある。

従来の技術 従来、２つの独立した吸気通路を有し、そのう
ちの一方の常時開放している第１の吸気通路によ
りスワールを発生させ、他方の第２の吸気通路か
らの吸気はストレートとなし、エンジンの低速低
負荷域では第１の吸気通路のみから吸気を供給し
第２の吸気通路を閉鎖し、一方、高速、高負荷域
では第２の吸気通路をも開放させるようにして、
燃費を向上し、排気ガスエミツシヨンの低減を図
ろうとする複吸気弁エンジンが知られている。
（特開昭54−84128号、特開昭58−25514号公報参
照） 上記の型式の複吸気弁エンジンにおける第２の
吸気通路の閉鎖時の燃料の供給については、常時
開放している第１の吸気通路に燃料噴射弁を設置
した場合には、噴射された燃料は新気と共に勢い
良くエンジン燃焼室内に吸入されるためピストン
頂部側に濃い混合気層が形成される。燃焼を良好
にし燃費を向上させるためには可燃空燃比の最大
値すなわち燃焼のリーンリミツトを拡大すること
が必要であり、そのためには燃焼室の点火栓周り
の燃料を濃くし、ピストン側を薄くする（以下成
層化という）とよいことが知られている。したが
つて、上記のような混合気層の形成は逆成層とな
り、リーンリミツトを拡大しないものとなる。

これに対し、第２の吸気通路中の吸気制御弁下
流側に燃料噴射弁を設置した場合には、第２吸気
通路中の吸気制御弁の下流側と燃焼室との圧力差
により燃料が燃焼室内に吸入されるため、濃い混
合気は燃焼室頭部すなわち点火栓周りに漂い成層
化は一応可能となる。

しかし成層化燃焼においては、均一混合気の燃
焼に比べて多量のNOxが発生する問題があり、
このNOx低減方法として排気ガス再循環（EGR）
を行うようにし、リーンリミツトを拡大し、燃費
の向上と排気ガスエミツシヨンの改善を図るよう
にしたものがある（特願昭58−228329号。そし
て、この装置においてEGRを行うには排気還流
ガス（EGRガス）はEGR通路、EGRバルブを経
て、吸気分配役割を果すサージタンク内に注入さ
れるようになつている。

考案が解決しようとする問題点 上記のような第２吸気通路の吸気制御弁下流側
に燃料を噴射し成層燃焼によるリーンリミツトを
拡大しようとする複吸気弁エンジンにおいては、
EGRガスは第２吸気通路の通じる第２吸気弁側
からはほとんど吸入されず、第１吸気通路の通じ
る第１吸気弁側からのみ吸入されることとなる。
したがつてこの場合EGRガスはNOxが最も多量
に発生する濃厚混合気層には少なく、稀薄混合気
層に大部分が混入されてしまい、稀薄混合気層側
では失火等の不具合を生じ、濃厚混合気層側では
十分なNOxの低減ができないという問題がある。

問題点を解決するための手段 本考案によれば、上記問題点は、燃焼室内に供
給する吸気にスワールを発生させるよう形成され
かつ常時開放している第１の吸気通路と、燃焼室
にストレートの吸気を供給するよう形成されかつ
エンジン負荷に応じて開放、閉鎖を行う吸気制御
弁が設けられている第２の吸気通路とを、それぞ
れエンジン燃焼室に接続し、前記第２の吸気通路
の前記吸気制御弁の下流側に燃料噴射弁を設けた
複吸気弁エンジンにおいて、前記第２の吸気通路
の前記吸気制御弁の下流側に排気還流ガス注入路
を開口させるとともに、該排気還流ガス注入路中
にエンジンの回転に同期して気筒の吸気行程後半
にのみ開くバルブを設けることによつて、解決さ
れるものである。

作 用 上記の構成より本考案において、エンジンの高
出力が要求されない低負荷回転域では第２吸気通
路中の吸気制御弁は閉じられているので、噴射さ
れた燃料は吸気制御弁下流側と燃焼室との間の圧
力差により燃焼室内に吸入され、点火栓の周りに
濃い混合気層がピストン側に稀薄の混合気層がそ
れぞれ形成される。そして吸気行程後半のみに
EGRガスが第２吸気通路に注入されるので、こ
のEGRガスは燃焼室側との差圧により燃焼室内
に供給され、第１吸気通路により発生したスワー
ルを破壊することなく点火栓周りに多くのEGR
ガスを含んだ濃い混合気層が形成され、ピストン
側は新気の多いかつEGRガスの少ない稀薄混合
気層となり成層化が達成され、燃焼のリーンリミ
ツトを拡大するとともに、NOxを低減する。

実施例 本考案の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図において、１は主吸気通路であつて主吸
気制御弁２を有し、その下流において第１の吸気
通路３と第２の吸気通路４とに分岐し、これら第
１および第２の吸気通路３，４は、それぞれ第１
の吸気弁５、第２吸気弁６を介してエンジン燃焼
室７に接続している。第１吸気通路３は常時開放
されて燃焼室７に連通しヘリカル状をなし、燃焼
室７内にスワールを発生させるようになつてい
る。一方、第２吸気通路４は、燃焼室７内の、前
記スワールを助長するような位置に開口しストレ
ート状を呈している。

第２吸気通路４には吸気制御弁８が設けられ、
さらにその下流側に燃料噴射弁９が設けられてい
る。この吸気制御弁８は適宜のアクチエータ（図
示しない）により開閉駆動され、エンジンを低
速、低負荷で運転する時、この第２吸気通路４を
閉じ、エンジンを高速、高負荷で運転する時、第
２吸気通路４を開くよう作動する。前記アクチエ
ータとしては例えばダイヤフラムにより大気圧と
変圧室とに仕切られたダイヤフラム室を有し、こ
の変圧室にエンジンの上記運転状態に応じて負圧
（例えば主吸気通路１中の負圧）又は大気圧を導
入して吸気制御弁８の開閉を制御する負圧制御式
アクチエータを用いる。

１０は点火栓、１１は第１の排気弁、１２は第
２の排気弁、１３は排気通路である。

排気通路１３からはEGR通路１４を分岐させ、
このEGR通路１４の先端１９はEGRバルブ１５
を介して第２の吸気通路４に開口している。

EGR通路１４中にはエンジンの回転と同期し、
EGR通路１４を開閉するロータリバルブ１６を
設ける。このロータリバルブ１６はインテークカ
ムシヤフト１７とベルト１８で連動している（第
２図）。EGR通路１４はEGRバルブ１５の下流側
で各気筒に通じるよう分岐され、前記ロータリバ
ルブ１６はこの分岐されたEGR通路１４中に、
各気筒毎に独立して設けられるものである。そし
て各ロータリバルブ１６は各気筒の吸気行程後半
にのみ開き、この時EGRガスが第２吸気通路４
中に注入されるようになつている。

上記のような構成の本実施例において、エンジ
ンの高出力が要求される高負荷高回転域以外で
は、第２吸気通路４中の吸気制御弁８は閉じられ
ており、吸気行程において、第１吸気通路３から
は新気のみが燃焼室７内に吸入される。

第１吸気通路３はスワールを発生させるように
なつているので燃焼室７内にスワール状の新気が
導入され燃焼室上部すなわち点火栓周りから順次
ピストン側へ送られる。この時燃料噴射弁９が開
き燃料噴射を開始するが、第２吸気通路４は吸気
制御弁８が閉じられているので噴射された燃料は
この第２吸気通路４内に一時滞留し燃焼室７側と
の差圧により徐々に燃焼室７内に吸入される。し
たがつて燃焼室７内は点火栓１０の周りに濃い混
合気層がピストン側に稀薄の混合気層がそれぞれ
形成されることとなる。気筒の吸気行程後半にの
みロータリバルブ１６が開くので、この時注入さ
れるEGRガスは、噴射された燃料と同様、吸気
制御弁下流側と燃焼室との間の差圧によつて燃焼
室内に吸入され燃焼室上部の点火栓１０周りの濃
い混合気層に漂うことになる。このようにして
EGRガスが混入された濃い混合気が燃焼室７の
点火栓１０の周りに集まり、ピストン側の混合気
が薄くなり、しかもEGRガスも少なく、燃焼上
理想的な成層化が達成される。またEGRガスの
混入によりNOxが減少される。

なおEGR通路１４を開閉するには、ポペツト
弁、あるいは回転数、負圧、クランク角等を入力
しコンピユータで制御する電磁弁を用いてもよ
い。またEGRバルブ１５は図示しないが回転数、
負圧等によりEGR量は精密に制御されるものと
する。

なおエンジンの高出力が要求される高負荷高回
転域においては第２吸気通路４中の吸気制御弁８
は開放され第１及び第２の吸気通路３，４の双方
から多量の吸気が導入されることはいうまでもな
い。

第３図及び第４図は本実施例の作動状態を示
す。

第３図に示す吸気行程前半においては、第１吸
気通路３から吸入された新気が燃焼室７内に強力
なスワール２０を生じ順次ピストン側へと下向し
て行く。第２吸気通路４内に噴射された燃料は燃
焼室７側との差圧により徐々に燃焼室７内に送ら
れ点火栓１０周りに濃混合気層が形成される。吸
気行程後半にロータリバルブ１６が開き第２吸気
通路４の吸気制御弁８の下流側にEGRガスが注
入されると、第４図に示すように、前記の噴射さ
れ混合気となつている燃料と共に、燃焼室７側と
の差圧により燃焼室７内に供給される。このため
EGRガスの注入によつても前記のスワールを破
壊することなく、ピストン側は新気を多く含む混
合気層が形成され、また点火栓１０の周りは多く
のEGRガスを含んだ濃い混合気層が形成される。

考案の効果 本考案は、複吸気弁エンジンにおいて、第２の
吸気通路の吸気制御弁の下流側に燃料噴射弁を設
け、またEGRガスを気筒の吸気行程の後半にお
いてのみ第２の吸気通路の吸気制御弁下流側に注
入するようにしているから、噴射された燃料は燃
焼室の点火栓周りに濃くピストン側に薄く形成さ
れ、いわゆる混合気の成層化が達成されるととも
に、EGRガスは第１の吸気通路で発生したスワ
ールを破壊することなく点火栓周りに多く、ピス
トン側に少なく供給されることとなる。したがつ
て燃費の向上とリーンリミツトの拡大を図ること
ができ、NOxの減少を行うことができる。特に
このEGRガスはNOxの最も多量に発生する濃厚
混合気層に集中して供給されるのでNOxの低減
効果が効率的となり、また稀薄混合気層側で失火
を生じることがなく、そのため多量のEGRを要
しないのでトルク変動を悪化することがなく安定
した運転が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の全体平面図、第２図
は同上実施例のEGR通路を中心とした正面図、
第３図、第４図は同上実施例の作動状態を示す説
明図であり、第３図は吸気行程の前半を示し、第
４図は吸気行程後半を示すものである。 ３……第１吸気通路、４……第２吸気通路、７
……燃焼室、８……吸気制御弁、９……燃料噴射
弁、１０……点火栓、１３……排気通路、１４…
…EGR通路、１５……EGRバルブ、１６……ロ
ータリバルブ、１９……EGR通路先端。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室内に供給する吸気にスワールを発生させ
   るよう形成されかつ常時開放している第１の吸気
   通路と、燃焼室にストレートの吸気を供給するよ
   う形成されかつエンジン負荷に応じて開放、閉鎖
   を行う吸気制御弁が設けられている第２の吸気通
   路とを、それぞれエンジン燃焼室に接続し、前記
   第２の吸気通路の前記吸気制御弁の下流側に燃料
   噴射弁を設けた複吸気弁エンジンにおいて、前記
   第２の吸気通路の前記吸気制御弁の下流側に排気
   還流ガス注入路を開口させるとともに、該排気還
   流ガス注入路中にエンジンの回転に同期して気筒
   の吸気行程後半にのみ開くバルブを設けたことを
   特徴とする複吸気弁エンジン。