JPH04311621A - 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 - Google Patents
直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置Info
- Publication number
- JPH04311621A JPH04311621A JP3079305A JP7930591A JPH04311621A JP H04311621 A JPH04311621 A JP H04311621A JP 3079305 A JP3079305 A JP 3079305A JP 7930591 A JP7930591 A JP 7930591A JP H04311621 A JPH04311621 A JP H04311621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- cylinder
- swirl
- valve
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 11
- 238000010992 reflux Methods 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直噴型ディーゼルエンジ
ンの吸気装置に関する。
ンの吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストン上面に形成されたキャビティに
向けて燃料を直接噴射する直噴型ディーゼルエンジンに
おいて、気筒毎に吸気弁と排気弁をそれぞれ２個ずつ設
けたものは従来からよく知られている。
向けて燃料を直接噴射する直噴型ディーゼルエンジンに
おいて、気筒毎に吸気弁と排気弁をそれぞれ２個ずつ設
けたものは従来からよく知られている。
【０００３】ところで、上記のような直噴型ディーゼル
エンジンにおいては、エンジン回転数が低いほど、燃料
噴射ポンプの吐出圧が低くて燃料の微粒化が悪くなるた
め、スワールを強化して燃料の微粒化を促進し燃焼安定
性を改善する必要がある。また、エンジン負荷が高いと
、燃料噴射量が多くなることから、スワール等の吸気流
動を強化することによって空気利用率を改善しスモーク
を低減することが必要である。一方、エンジン回転数が
高い領域では、燃料噴射ポンプの回転数も上がって燃料
の吐出圧が高くなり微粒化が良くなることから、微粒化
のためにわざわざスワールを強化する必要はなく、むし
ろ、スワールを弱めて充填効率を向上させる方が得策で
ある。充填効率を高めることができると、スモークの低
減もできる。また、特に高回転・低負荷域では、スワー
ルを弱めて燃料の過剰拡散防止を図る必要がある。すな
わち、直噴型ディーゼルエンジンにおける要求スワール
は、一般に、低回転・高負荷ほど高く、高回転・低負荷
ほど低い。
エンジンにおいては、エンジン回転数が低いほど、燃料
噴射ポンプの吐出圧が低くて燃料の微粒化が悪くなるた
め、スワールを強化して燃料の微粒化を促進し燃焼安定
性を改善する必要がある。また、エンジン負荷が高いと
、燃料噴射量が多くなることから、スワール等の吸気流
動を強化することによって空気利用率を改善しスモーク
を低減することが必要である。一方、エンジン回転数が
高い領域では、燃料噴射ポンプの回転数も上がって燃料
の吐出圧が高くなり微粒化が良くなることから、微粒化
のためにわざわざスワールを強化する必要はなく、むし
ろ、スワールを弱めて充填効率を向上させる方が得策で
ある。充填効率を高めることができると、スモークの低
減もできる。また、特に高回転・低負荷域では、スワー
ルを弱めて燃料の過剰拡散防止を図る必要がある。すな
わち、直噴型ディーゼルエンジンにおける要求スワール
は、一般に、低回転・高負荷ほど高く、高回転・低負荷
ほど低い。
【０００４】そこで、このようなエンジン運転状態に応
じた要求スワールを達成するため、例えば特開昭６２−
１７４５３３号公報に記載されているように、直噴型デ
ィーゼルエンジンの二つの吸気ポートの一方をヘリカル
ポートとし、他方をダイレクショナルポートとし、ダイ
レクショナルポート上流に開閉弁（スワール制御弁）を
設けて、エンジン低回転時には上記開閉弁を閉じヘリカ
ルポートのみから吸気を供給することによってスワール
の強化を図り、エンジン高回転時には開閉弁を開きヘリ
カルポートとダイレクショナルポートとを併用すること
によって、ダイレクショナルポートからの吸気によりス
ワールを減衰させて充填効率の向上を図ることが従来か
ら提案されている。また、同公報記載のものは、さらに
、ヘリカルポート上流の吸気通路に始動弁を設けるとと
もに、ダイレクショナルポート上流に電気式のエアヒー
タを設け、エンジン始動時には始動弁を閉じ開閉弁を開
いてダイレクショナルポートのみで吸気を行うようにし
、また、特に冷間始動時には吸気を加熱して始動性を向
上させるようにしている。
じた要求スワールを達成するため、例えば特開昭６２−
１７４５３３号公報に記載されているように、直噴型デ
ィーゼルエンジンの二つの吸気ポートの一方をヘリカル
ポートとし、他方をダイレクショナルポートとし、ダイ
レクショナルポート上流に開閉弁（スワール制御弁）を
設けて、エンジン低回転時には上記開閉弁を閉じヘリカ
ルポートのみから吸気を供給することによってスワール
の強化を図り、エンジン高回転時には開閉弁を開きヘリ
カルポートとダイレクショナルポートとを併用すること
によって、ダイレクショナルポートからの吸気によりス
ワールを減衰させて充填効率の向上を図ることが従来か
ら提案されている。また、同公報記載のものは、さらに
、ヘリカルポート上流の吸気通路に始動弁を設けるとと
もに、ダイレクショナルポート上流に電気式のエアヒー
タを設け、エンジン始動時には始動弁を閉じ開閉弁を開
いてダイレクショナルポートのみで吸気を行うようにし
、また、特に冷間始動時には吸気を加熱して始動性を向
上させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンに
おいて、不活性ガスであるエンジンの排気ガスを吸気系
を介しシリンダ内に還流させると、シリンダ内の新気が
排気ガスに置換されて燃焼温度が下がり、ＮＯｘが低減
されるが、シリンダ内の新気が少なくなるために特にシ
リンダ壁面側の燃焼が悪化してスモークが発生しやすく
なるという問題が生ずる。そして、このような排気還流
（ＥＧＲ）によるスモークの発生は、エンジンの高負荷
域で特に厳しくなる。そこで、ディーゼルエンジンにお
いては排気還流は低負荷域に制限することが必要で、し
かも、直噴型だと、排気ガスが燃料噴霧に近いキャビテ
ィ部分に集まり、燃焼性の悪いシリンダ壁面近傍は新気
濃度が高くなるようシリンダ内を成層化することが好ま
しい。
おいて、不活性ガスであるエンジンの排気ガスを吸気系
を介しシリンダ内に還流させると、シリンダ内の新気が
排気ガスに置換されて燃焼温度が下がり、ＮＯｘが低減
されるが、シリンダ内の新気が少なくなるために特にシ
リンダ壁面側の燃焼が悪化してスモークが発生しやすく
なるという問題が生ずる。そして、このような排気還流
（ＥＧＲ）によるスモークの発生は、エンジンの高負荷
域で特に厳しくなる。そこで、ディーゼルエンジンにお
いては排気還流は低負荷域に制限することが必要で、し
かも、直噴型だと、排気ガスが燃料噴霧に近いキャビテ
ィ部分に集まり、燃焼性の悪いシリンダ壁面近傍は新気
濃度が高くなるようシリンダ内を成層化することが好ま
しい。
【０００６】ところが、上記公報に記載のように、吸気
２弁の直噴型ディーゼルエンジンにおいて、一方の吸気
ポートをヘリカルポート、他方をダイレクショナルポー
トとして、エンジン低回転時にはヘリカルポートのみで
吸気を行い、エンジン高回転時には両方の吸気ポートか
ら吸気を行うようにした場合、排気還流を低負荷域に制
限し、しかも上記のよう成層化を達成するようなことは
できない。
２弁の直噴型ディーゼルエンジンにおいて、一方の吸気
ポートをヘリカルポート、他方をダイレクショナルポー
トとして、エンジン低回転時にはヘリカルポートのみで
吸気を行い、エンジン高回転時には両方の吸気ポートか
ら吸気を行うようにした場合、排気還流を低負荷域に制
限し、しかも上記のよう成層化を達成するようなことは
できない。
【０００７】また、吸気加熱によって始動性の改善を図
るにも、やはり燃料噴霧に近い部分に供給される吸気を
重点的に加熱する方が効果が大きいが、上記公報記載の
吸気装置の場合は、そのような重点的な加熱を達成する
こともできない。
るにも、やはり燃料噴霧に近い部分に供給される吸気を
重点的に加熱する方が効果が大きいが、上記公報記載の
吸気装置の場合は、そのような重点的な加熱を達成する
こともできない。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、直噴型ディーゼルエンジンにおいて、シリン
ダ内の燃料噴霧に近い部分に還流排気ガスを滞留させ、
また、シリンダ壁面側の新気の濃度を高くするような成
層化を実現して、ＮＯｘ低減と燃焼性向上を共に達成す
ることを目的とする。
であって、直噴型ディーゼルエンジンにおいて、シリン
ダ内の燃料噴霧に近い部分に還流排気ガスを滞留させ、
また、シリンダ壁面側の新気の濃度を高くするような成
層化を実現して、ＮＯｘ低減と燃焼性向上を共に達成す
ることを目的とする。
【０００９】また、本発明は、直噴型ディーゼルエンジ
ンの始動性を改善することを目的とする。
ンの始動性を改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】ＮＯｘ低減と燃焼性向上
のための成層化を実現するため、本発明では、隣合って
シリンダ内に開口する二つの吸気ポートを有するととも
にシリンダ内の上部中央に燃料噴射弁が配置された直噴
型ディーゼルエンジンにおいて、両吸気ポートを共にシ
リンダ内に同一方向のスワールを生成するスワール生成
用ポートとし、かつ、一方の吸気ポートはシリンダ内に
半径の小さいスワールを生成し、他方の吸気ポートは同
シリンダ内に半径の大きいスワールを生成するよう、両
吸気ポートの形状を異ならしめ、また、半径の小さいス
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に還流排気ガスの導入部を設けるようにした。
のための成層化を実現するため、本発明では、隣合って
シリンダ内に開口する二つの吸気ポートを有するととも
にシリンダ内の上部中央に燃料噴射弁が配置された直噴
型ディーゼルエンジンにおいて、両吸気ポートを共にシ
リンダ内に同一方向のスワールを生成するスワール生成
用ポートとし、かつ、一方の吸気ポートはシリンダ内に
半径の小さいスワールを生成し、他方の吸気ポートは同
シリンダ内に半径の大きいスワールを生成するよう、両
吸気ポートの形状を異ならしめ、また、半径の小さいス
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に還流排気ガスの導入部を設けるようにした。
【００１１】上記吸気装置においては、半径の大きいス
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に開閉弁を設け、この開閉弁を開閉弁制御手段に
よってエンジンの所定の低回転・高負荷領域で閉弁させ
他の領域で開弁させるようにすることができる。
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に開閉弁を設け、この開閉弁を開閉弁制御手段に
よってエンジンの所定の低回転・高負荷領域で閉弁させ
他の領域で開弁させるようにすることができる。
【００１２】また、制御マップを共用化するため排気還
流のオン・オフを開閉弁の開閉に一致させることができ
る。その場合、排気還流制御手段は、開閉弁の開閉に同
期して作動し該開閉弁の開弁時に前記導入部から排気ガ
スを還流させるよう構成する。
流のオン・オフを開閉弁の開閉に一致させることができ
る。その場合、排気還流制御手段は、開閉弁の開閉に同
期して作動し該開閉弁の開弁時に前記導入部から排気ガ
スを還流させるよう構成する。
【００１３】また、半径の小さいスワールを生成する方
の吸気ポートは螺旋形状を有するヘリカルポートとし、
半径の大きいスワールを生成する方の吸気ポートはシリ
ンダボア対し略接線方向に開口するタンジェンシャルポ
ートとするのが好適である。
の吸気ポートは螺旋形状を有するヘリカルポートとし、
半径の大きいスワールを生成する方の吸気ポートはシリ
ンダボア対し略接線方向に開口するタンジェンシャルポ
ートとするのが好適である。
【００１４】また、始動性改善のため、半径の小さいス
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に吸気加熱手段を設け、この吸気加熱手段を加熱
制御手段によりエンジン始動時にオン作動させるように
することができる。
ワールを生成する方の吸気ポート上流の独立した吸気通
路部分に吸気加熱手段を設け、この吸気加熱手段を加熱
制御手段によりエンジン始動時にオン作動させるように
することができる。
【００１５】
【作用】還流排気ガスは、ヘリカルポート等で構成され
た半径の小さいスワールを生成する吸気ポート上流の吸
気通路部分からシリンダ内に導入され、半径の小さいス
ワールに乗ってシリンダの比較的中央側に流れ、ピスト
ン上面のキャビティ内に滞留する。その結果、シリンダ
の上部中央に配置された燃料噴射弁から噴射された燃料
の噴霧に近い部分に排気ガスが偏在し、一方、シリンダ
壁面に近い部分は、新気の割合が高くなる。したがって
、排気ガス還流によるＮＯｘ低減の効果が増大し、また
、シリンダ壁面近傍での燃焼性が改善される。
た半径の小さいスワールを生成する吸気ポート上流の吸
気通路部分からシリンダ内に導入され、半径の小さいス
ワールに乗ってシリンダの比較的中央側に流れ、ピスト
ン上面のキャビティ内に滞留する。その結果、シリンダ
の上部中央に配置された燃料噴射弁から噴射された燃料
の噴霧に近い部分に排気ガスが偏在し、一方、シリンダ
壁面に近い部分は、新気の割合が高くなる。したがって
、排気ガス還流によるＮＯｘ低減の効果が増大し、また
、シリンダ壁面近傍での燃焼性が改善される。
【００１６】また、エンジンの所定の低回転・高負荷領
域で開閉弁が閉じられることにより、同領域では一方の
吸気ポートのみから吸気が流入してシリンダ内に強いス
ワールが生成され、その結果、特に高負荷・高回転域で
ミキシングが向上し空気利用率が向上して、スモークが
低減される。一方、その他の領域では、開閉弁が開くこ
とによって両吸気ポートから吸気が流入する。その際、
半径の異なる二つのスワール成分は、旋回速度に差があ
るため互いに干渉し、その結果、スワールは弱まり、充
填効率が向上する。
域で開閉弁が閉じられることにより、同領域では一方の
吸気ポートのみから吸気が流入してシリンダ内に強いス
ワールが生成され、その結果、特に高負荷・高回転域で
ミキシングが向上し空気利用率が向上して、スモークが
低減される。一方、その他の領域では、開閉弁が開くこ
とによって両吸気ポートから吸気が流入する。その際、
半径の異なる二つのスワール成分は、旋回速度に差があ
るため互いに干渉し、その結果、スワールは弱まり、充
填効率が向上する。
【００１７】また、排気還流のオン・オフを開閉弁の開
閉に一致させることによって、制御におけるマップの共
用化が可能となる。
閉に一致させることによって、制御におけるマップの共
用化が可能となる。
【００１８】また、始動時には、加熱された吸気が半径
の小さいスワールに乗って噴霧近傍に流れ、それにより
、噴霧近傍が重点的に加熱され、半失火が防がれて始動
性が向上する。
の小さいスワールに乗って噴霧近傍に流れ、それにより
、噴霧近傍が重点的に加熱され、半失火が防がれて始動
性が向上する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００２０】図１は本発明の一実施例に係るエンジンの
一部分の平面図、図２は同エンジン上部の断面図である
。
一部分の平面図、図２は同エンジン上部の断面図である
。
【００２１】この実施例において、エンジン１は直列４
気筒で４弁式の直噴型ディーゼルエンジンであって、直
列配列の四つの気筒のシリンダ２ａを構成するシリンダ
ブロック２と、各シリンダボア３に圧入嵌合されたシリ
ンダライナ４と、シリンダブロック２の上部を覆うシリ
ンダヘッド５と、上記シリンダライナ４に摺接してシリ
ンダ２ａ内を往復動するピストン６とで本体部分が構成
されている。そして、上記ピストン６の上面には渦流形
燃焼室を構成するキャビティ７が形成され、シリンダヘ
ッド５の中央には、上記ピストン６のキャビティ７内に
向けピストン軸線に沿って燃料噴射弁８が配設されてい
る。
気筒で４弁式の直噴型ディーゼルエンジンであって、直
列配列の四つの気筒のシリンダ２ａを構成するシリンダ
ブロック２と、各シリンダボア３に圧入嵌合されたシリ
ンダライナ４と、シリンダブロック２の上部を覆うシリ
ンダヘッド５と、上記シリンダライナ４に摺接してシリ
ンダ２ａ内を往復動するピストン６とで本体部分が構成
されている。そして、上記ピストン６の上面には渦流形
燃焼室を構成するキャビティ７が形成され、シリンダヘ
ッド５の中央には、上記ピストン６のキャビティ７内に
向けピストン軸線に沿って燃料噴射弁８が配設されてい
る。
【００２２】上記シリンダヘッド５には、気筒毎に二つ
の吸気ポート９ａ，９ｂと二つの排気ポート１０ａ，１
０ｂが形成されている。これら吸気ポート９ａ，９ｂお
よび排気ポート１０ａ，１０ｂは、気筒毎に、吸気ポー
ト９ａ，９ｂと排気ポート１０ａ，１０ｂとが、シリン
ダ２ａの中心を挟んで気筒列方向（図１で上下方向）の
一方側と他方側に振り分けた形に配置され、また、二つ
の吸気ポート９ａ，９ｂは、一方（第１の吸気ポート９
ａ）がシリンダヘッド５の一方の側面（図１および図２
で右側の側面）に近い側においてシリンダ２ａ内に開口
し、他方（第２の吸気ポート９ｂ）がシリンダヘッド５
の他方の側面（図１および図２で左側の側面）に近い側
においてシリンダ２ａ内に開口するよう隣合って配置さ
れている。また、二つの排気ポート１０ａ，１０ｂは、
一方（第１の排気ポート１０ａ）が上記第２の吸気ポー
ト９ｂと同じ側のシリンダヘッド５側面に近い側におい
てシリンダ２ａ内に開口し、他方（第２の排気ポート１
０ｂ）が上記第１の吸気ポート９ａと同じ側のシリンダ
ヘッド５側面に近い側においてシリンダ２ａ内に開口す
るよう、やはり隣合って配置されている。
の吸気ポート９ａ，９ｂと二つの排気ポート１０ａ，１
０ｂが形成されている。これら吸気ポート９ａ，９ｂお
よび排気ポート１０ａ，１０ｂは、気筒毎に、吸気ポー
ト９ａ，９ｂと排気ポート１０ａ，１０ｂとが、シリン
ダ２ａの中心を挟んで気筒列方向（図１で上下方向）の
一方側と他方側に振り分けた形に配置され、また、二つ
の吸気ポート９ａ，９ｂは、一方（第１の吸気ポート９
ａ）がシリンダヘッド５の一方の側面（図１および図２
で右側の側面）に近い側においてシリンダ２ａ内に開口
し、他方（第２の吸気ポート９ｂ）がシリンダヘッド５
の他方の側面（図１および図２で左側の側面）に近い側
においてシリンダ２ａ内に開口するよう隣合って配置さ
れている。また、二つの排気ポート１０ａ，１０ｂは、
一方（第１の排気ポート１０ａ）が上記第２の吸気ポー
ト９ｂと同じ側のシリンダヘッド５側面に近い側におい
てシリンダ２ａ内に開口し、他方（第２の排気ポート１
０ｂ）が上記第１の吸気ポート９ａと同じ側のシリンダ
ヘッド５側面に近い側においてシリンダ２ａ内に開口す
るよう、やはり隣合って配置されている。
【００２３】そして、シリンダヘッド５には、これら吸
気ポート９ａ，９ｂおよび排気ポート１０ａ，１０ｂを
開閉する吸気弁１１ａ，１１ｂと排気弁１２ａ，１２ｂ
が配設されている。また、シリンダヘッド５の上方には
前記他方の側面側に片寄った位置に１本のロッカーアー
ム軸１３が配設され、このロッカーアーム軸１３に吸気
用と排気用の各１個のロッカーアーム１４ａ，１４ｂが
揺動自在に支承されている。そして、これら吸気用と排
気用の各ロッカーアーム１４ａ，１４ｂの一端には、エ
ンジン１の下部に配置されたカム軸（図示せず）によっ
て上下に駆動されるプッシュロッド１５の頂部が押接さ
れ、他端は、吸気側および排気側の各１個のＴ形押棒１
６ａ，１６ｂを介して二つの吸気弁１１ａ，１１ｂおよ
び排気弁１２ａ，１２ｂの弁棒頭部を押圧している。
気ポート９ａ，９ｂおよび排気ポート１０ａ，１０ｂを
開閉する吸気弁１１ａ，１１ｂと排気弁１２ａ，１２ｂ
が配設されている。また、シリンダヘッド５の上方には
前記他方の側面側に片寄った位置に１本のロッカーアー
ム軸１３が配設され、このロッカーアーム軸１３に吸気
用と排気用の各１個のロッカーアーム１４ａ，１４ｂが
揺動自在に支承されている。そして、これら吸気用と排
気用の各ロッカーアーム１４ａ，１４ｂの一端には、エ
ンジン１の下部に配置されたカム軸（図示せず）によっ
て上下に駆動されるプッシュロッド１５の頂部が押接さ
れ、他端は、吸気側および排気側の各１個のＴ形押棒１
６ａ，１６ｂを介して二つの吸気弁１１ａ，１１ｂおよ
び排気弁１２ａ，１２ｂの弁棒頭部を押圧している。
【００２４】第１の吸気ポート９ａと第２の吸気ポート
９ｂは、上流端が、シリンダヘッド５の上記一方の側面
において、第１の吸気ポート９ａが下で第２の吸気ポー
ト９ｂが上になるよう上下に並んで開口し、これら二つ
の吸気ポート９ａ，９ｂのそれぞれの上流部は上下に重
なって配置されている。そして、第１の吸気ポート９ａ
は、シリンダ２ａ内への開口部近傍にシリンダ２ａ上方
から見て右回りのスワールを形成するヘリカル部１７を
備えたヘリカルポートとされ、一方、第２の吸気ポート
９ｂは、シリンダボア３（ないしはシリンダライナ４）
に対し略接線方向に開口するタンジェンシャルポートと
されている。また、これら二つの吸気ポート９ａ，９ｂ
のシリンダ２ａ内への開口位置はシリンダ軸芯に対し対
称かつ同一面に設定されている。
９ｂは、上流端が、シリンダヘッド５の上記一方の側面
において、第１の吸気ポート９ａが下で第２の吸気ポー
ト９ｂが上になるよう上下に並んで開口し、これら二つ
の吸気ポート９ａ，９ｂのそれぞれの上流部は上下に重
なって配置されている。そして、第１の吸気ポート９ａ
は、シリンダ２ａ内への開口部近傍にシリンダ２ａ上方
から見て右回りのスワールを形成するヘリカル部１７を
備えたヘリカルポートとされ、一方、第２の吸気ポート
９ｂは、シリンダボア３（ないしはシリンダライナ４）
に対し略接線方向に開口するタンジェンシャルポートと
されている。また、これら二つの吸気ポート９ａ，９ｂ
のシリンダ２ａ内への開口位置はシリンダ軸芯に対し対
称かつ同一面に設定されている。
【００２５】シリンダヘッド５の上記一方の側面には吸
気マニホールド１８が接続されている。この吸気マニホ
ールド１８は、サージタンク部１８ａと該サージタンク
部１８ａから各気筒に延びる枝管部１８ｂとを有し、各
枝管部１８ｂには二つの吸気ポート９ａ，９ｂに連通す
る相互に独立した第１と第２の吸気通路１９ａ，１９ｂ
が形成されている。また、第２の吸気通路１９ｂには、
吸気ポート９ｂとの接続部直上流に開閉弁２０が設けら
れている。そして、上記開閉弁２０には負圧作動式のア
クチュエータ２１が連結され、該アクチュエータ２１の
作動室は、第１の２方向バルブ２２を介し真空ポンプ２
３の吐出部に接続されている。
気マニホールド１８が接続されている。この吸気マニホ
ールド１８は、サージタンク部１８ａと該サージタンク
部１８ａから各気筒に延びる枝管部１８ｂとを有し、各
枝管部１８ｂには二つの吸気ポート９ａ，９ｂに連通す
る相互に独立した第１と第２の吸気通路１９ａ，１９ｂ
が形成されている。また、第２の吸気通路１９ｂには、
吸気ポート９ｂとの接続部直上流に開閉弁２０が設けら
れている。そして、上記開閉弁２０には負圧作動式のア
クチュエータ２１が連結され、該アクチュエータ２１の
作動室は、第１の２方向バルブ２２を介し真空ポンプ２
３の吐出部に接続されている。
【００２６】また、第１の吸気通路１９ａには、吸気ポ
ート９ａとの接続部直上流に排気導入部２４が設けられ
、さらにその上流に、電熱式のエアヒータ２５が設けら
れている。そして、エンジン１の排気マニホールド２６
と上記排気導入部２４とを連通する排気還流通路２７の
途中には、負圧作動式の排気還流制御弁２８が設けられ
、該排気還流制御弁２８のアクチュエータ２９の作動室
は、第２の２方向バルブ３０を介しやはり上記真空ポン
プ２３の吐出部に接続されている。なお、図１で３１は
ヘッドボルト穴を示す。
ート９ａとの接続部直上流に排気導入部２４が設けられ
、さらにその上流に、電熱式のエアヒータ２５が設けら
れている。そして、エンジン１の排気マニホールド２６
と上記排気導入部２４とを連通する排気還流通路２７の
途中には、負圧作動式の排気還流制御弁２８が設けられ
、該排気還流制御弁２８のアクチュエータ２９の作動室
は、第２の２方向バルブ３０を介しやはり上記真空ポン
プ２３の吐出部に接続されている。なお、図１で３１は
ヘッドボルト穴を示す。
【００２７】第１と第２の上記２方向バルブ２２，３０
は、それぞれのアクチュエータ２１，２９の作動室を真
空側あるいは大気側に選択的に導通させるものであり、
共にコントロールユニット３２によって制御される。
は、それぞれのアクチュエータ２１，２９の作動室を真
空側あるいは大気側に選択的に導通させるものであり、
共にコントロールユニット３２によって制御される。
【００２８】コントロールユニット３２は、燃料噴射ポ
ンプ３３からの回転数信号および負荷信号に基づき、図
３に示す回転数と負荷のマップを共用して各２方向バル
ブ２２，３０を制御し、それにより、開閉弁２０および
排気還流制御弁２８を制御する。
ンプ３３からの回転数信号および負荷信号に基づき、図
３に示す回転数と負荷のマップを共用して各２方向バル
ブ２２，３０を制御し、それにより、開閉弁２０および
排気還流制御弁２８を制御する。
【００２９】図３のマップに設定された高負荷・低回転
側の要求スワールの高い領域Ａでは、開閉弁２０が閉じ
られ、ヘリカルポートとされた第１の吸気ポート９ａか
らのみ吸気が行われる。また、この時、排気還流制御弁
２８は閉じられる。そして、その他の領域Ｂでは、開閉
弁２０が開かれて、二つの吸気ポート９ａ，９ｂにより
吸気が行われ、また、排気還流制御弁２８が開かれ、第
１の吸気ポート９ａを介して排気ガスが還流される。
側の要求スワールの高い領域Ａでは、開閉弁２０が閉じ
られ、ヘリカルポートとされた第１の吸気ポート９ａか
らのみ吸気が行われる。また、この時、排気還流制御弁
２８は閉じられる。そして、その他の領域Ｂでは、開閉
弁２０が開かれて、二つの吸気ポート９ａ，９ｂにより
吸気が行われ、また、排気還流制御弁２８が開かれ、第
１の吸気ポート９ａを介して排気ガスが還流される。
【００３０】このように開閉弁２０が開閉制御されるこ
とにより、高負荷・低回転の領域Ａでは第１の吸気ポー
ト９ａからの吸気流によりシリンダ２ａ内に強いスワー
ルが生成される。
とにより、高負荷・低回転の領域Ａでは第１の吸気ポー
ト９ａからの吸気流によりシリンダ２ａ内に強いスワー
ルが生成される。
【００３１】一方、その他の領域Ｂでは、二つの吸気ポ
ート９ａ，９ｂから共に吸気が流入するが、このうち、
第２の吸気ポート９ｂからの吸気流は上述のようにシリ
ンダ２ａ中央寄りに半径の小さいスワールを生成するも
のであり、第１の吸気ポート９ａはシリンダボア３に対
し略接線方向に開口してシリンダ２ａ壁面に沿った半径
の大きいスワールを生成するものであるから、旋回速度
の違いによってそれらが干渉し合し、その結果、スワー
ルが弱まる。また、排気ガスが第１の吸気ポート９ａか
らの吸気流に乗ってピストン６上面のキャビティ７内に
導かれ、燃料噴射弁８から噴射された燃料噴霧に近い部
分に排気ガスの濃い層を形成する。したがって、ＮＯｘ
低減の効果が高まり、また、シリンダ壁面に近い部分で
は排気ガスの濃度が低いため、燃焼悪化が防がれる。
ート９ａ，９ｂから共に吸気が流入するが、このうち、
第２の吸気ポート９ｂからの吸気流は上述のようにシリ
ンダ２ａ中央寄りに半径の小さいスワールを生成するも
のであり、第１の吸気ポート９ａはシリンダボア３に対
し略接線方向に開口してシリンダ２ａ壁面に沿った半径
の大きいスワールを生成するものであるから、旋回速度
の違いによってそれらが干渉し合し、その結果、スワー
ルが弱まる。また、排気ガスが第１の吸気ポート９ａか
らの吸気流に乗ってピストン６上面のキャビティ７内に
導かれ、燃料噴射弁８から噴射された燃料噴霧に近い部
分に排気ガスの濃い層を形成する。したがって、ＮＯｘ
低減の効果が高まり、また、シリンダ壁面に近い部分で
は排気ガスの濃度が低いため、燃焼悪化が防がれる。
【００３２】また、上記エアヒータ２５は、始動時に通
電されるよう、やはりコントロールユニット３２によっ
て制御される。また、始動時には図３のマップは使用さ
れず、エンジン回転数に無関係に上記開閉弁２０が閉じ
られ、排気還流制御弁２８も閉じられる。
電されるよう、やはりコントロールユニット３２によっ
て制御される。また、始動時には図３のマップは使用さ
れず、エンジン回転数に無関係に上記開閉弁２０が閉じ
られ、排気還流制御弁２８も閉じられる。
【００３３】なお、上記実施例においては、開閉弁およ
び排気還流制御弁の制御を一つのマップを共用化して行
うものを説明したが、これら二つの制御を別々のマップ
を用いて行うようにすることも可能である。図４は、そ
のように開閉弁と排気還流制御弁の制御を別々に行う場
合の二つのマップを重ねて記載したものである。この場
合、開閉弁の制御は図３と同様の条件で行うが、排気還
流制御弁のオン・オフは図に破線で示すように低回転側
にずらした切換ラインによって行うようにしている。
び排気還流制御弁の制御を一つのマップを共用化して行
うものを説明したが、これら二つの制御を別々のマップ
を用いて行うようにすることも可能である。図４は、そ
のように開閉弁と排気還流制御弁の制御を別々に行う場
合の二つのマップを重ねて記載したものである。この場
合、開閉弁の制御は図３と同様の条件で行うが、排気還
流制御弁のオン・オフは図に破線で示すように低回転側
にずらした切換ラインによって行うようにしている。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、シリンダ内に生成させる半径の小さいスワールに乗
せてシリンダ内中央部に還流排気ガスを導くことにより
、燃料噴霧の近くに排気ガスを、また、シリンダ壁面側
に新気を偏在させるような成層化を実現し、直噴型ディ
ーゼルエンジンにおけるＮＯｘ低減と燃焼性向上を共に
達成することが可能となる。
で、シリンダ内に生成させる半径の小さいスワールに乗
せてシリンダ内中央部に還流排気ガスを導くことにより
、燃料噴霧の近くに排気ガスを、また、シリンダ壁面側
に新気を偏在させるような成層化を実現し、直噴型ディ
ーゼルエンジンにおけるＮＯｘ低減と燃焼性向上を共に
達成することが可能となる。
【００３５】また、半径の大きいスワールを生成する方
の吸気ポート上流に設けた開閉弁をエンジン運転状態に
応じて制御することにより、燃料噴射圧の低いエンジン
低回転域におけるスモーク低減と、特に高負荷・高回転
域における充填効率向上を共に実現することができる。 また、その場合、開閉弁の開閉に同期して排気還流の制
御を行うことで、制御マップ等の共用化が可能となり、
シンプルな制御系が実現できる。
の吸気ポート上流に設けた開閉弁をエンジン運転状態に
応じて制御することにより、燃料噴射圧の低いエンジン
低回転域におけるスモーク低減と、特に高負荷・高回転
域における充填効率向上を共に実現することができる。 また、その場合、開閉弁の開閉に同期して排気還流の制
御を行うことで、制御マップ等の共用化が可能となり、
シンプルな制御系が実現できる。
【００３６】また、始動時には、加熱した吸気を半径の
小さいスワールに乗せて燃料噴霧の近傍に集めるように
して、始動時の半失火を防止し、始動性を向上させるこ
とができる。
小さいスワールに乗せて燃料噴霧の近傍に集めるように
して、始動時の半失火を防止し、始動性を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例に係るエンジンの一部分の平
面図
面図
【図２】同エンジン上部の断面図
【図３】同実施例における制御マップ
【図４】本発明の他の実施例における制御マップ
１ エンジン
２ａ シリンダ
７ キャビティ
８ 燃料噴射弁
９ａ 吸気ポート（ヘリカルポート）９ｂ 吸気ポ
ート（タンジェンシャルポート）１９ａ，１９ｂ 吸
気通路 ２０ 開閉弁 ２１ アクチュエータ ２４ 排気導入部 ２５ エアヒータ（吸気加熱手段） ２８ 排気還流制御弁 ２９ アクチュエータ ３２ コントロールユニット
ート（タンジェンシャルポート）１９ａ，１９ｂ 吸
気通路 ２０ 開閉弁 ２１ アクチュエータ ２４ 排気導入部 ２５ エアヒータ（吸気加熱手段） ２８ 排気還流制御弁 ２９ アクチュエータ ３２ コントロールユニット
Claims (5)
- 【請求項１】 隣合ってシリンダ内に開口する二つの
吸気ポートを有するとともに前記シリンダ内の上部中央
に燃料噴射弁が配置された直噴型ディーゼルエンジンに
おいて、両吸気ポートを共に前記シリンダ内に同一方向
のスワールを生成するスワール生成用ポートとし、かつ
、一方の吸気ポートが前記シリンダ内に半径の小さいス
ワールを生成し、他方の吸気ポートが同シリンダ内に半
径の大きいスワールを生成するよう、両吸気ポートの形
状を異ならしめ、また、半径の小さいスワールを生成す
る方の吸気ポート上流の独立した吸気通路部分に還流排
気ガスの導入部を設けたことを特徴とする直噴型ディー
ゼルエンジンの吸気装置。 - 【請求項２】 半径の大きいスワールを生成する方の
吸気ポート上流の独立した吸気通路部分に開閉弁を設け
るとともに、該開閉弁をエンジンの所定の低回転・高負
荷領域で閉弁させ他の領域で開弁させる開閉弁制御手段
を設けた請求項１記載の直噴型ディーゼルエンジンの吸
気装置。 - 【請求項３】 開閉弁の開閉に同期して作動し、該開
閉弁の開弁時に前記導入部から排気ガスを還流させる排
気還流制御手段を設けた請求項２記載の直噴型ディーゼ
ルエンジンの吸気装置。 - 【請求項４】 半径の小さいスワールを生成する方の
吸気ポートを螺旋形状を有するヘリカルポートとし、半
径の大きいスワールを生成する方の吸気ポートをシリン
ダボアに対し略接線方向に開口するタンジェンシャルポ
ートとした請求項１，２または３記載の直噴型ディーゼ
ルエンジンの吸気装置。 - 【請求項５】 半径の小さいスワールを生成する方の
吸気ポート上流の独立した吸気通路部分に吸気加熱手段
を設けるとともに、該吸気加熱手段をエンジン始動時に
オン作動させる加熱制御手段を設けた請求項１，２，３
または４記載の直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930591A JP3278722B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07930591A JP3278722B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311621A true JPH04311621A (ja) | 1992-11-04 |
| JP3278722B2 JP3278722B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=13686135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07930591A Expired - Fee Related JP3278722B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278722B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05163949A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | スワールコントロールバルブの開度制御装置 |
| DE19712357A1 (de) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Gemischbildung bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101324457B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2013-10-31 | 현대자동차주식회사 | 에어히터 장착 차량의 ＮＯｘ 저감 제어 방법 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP07930591A patent/JP3278722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05163949A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | スワールコントロールバルブの開度制御装置 |
| DE19712357A1 (de) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Gemischbildung bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine |
| US5906183A (en) * | 1997-03-25 | 1999-05-25 | Daimler-Benz A.G. | Method of forming an fuel/air mixture in a direct injection internal combustion engine |
| DE19712357B4 (de) * | 1997-03-25 | 2004-05-06 | Harald Echtle | Verfahren zur Gemischbildung bei einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3278722B2 (ja) | 2002-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5852994A (en) | Induction control system for multi-valve engine | |
| US4702207A (en) | Intake arrangement for internal combustion engine | |
| US6131554A (en) | Engine having combustion control system | |
| US7273032B2 (en) | Engine induction system | |
| JPH0821342A (ja) | 燃料噴射式エンジン | |
| US5826560A (en) | Engine combustion chamber and method of operation | |
| EP0769610B1 (en) | A fuel injection system for a lean burn engine | |
| US6253729B1 (en) | Induction control for direct injected engine | |
| US6155229A (en) | Charge motion control valve in upper intake manifold | |
| JP2004293483A (ja) | 火花点火式レシプロエンジンの吸気装置 | |
| US6708667B2 (en) | Combustion chamber structure of in-cylinder fuel injection type engine | |
| JPH10252477A (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH0745817B2 (ja) | 直噴式多気筒ディーゼル機関 | |
| JP3278722B2 (ja) | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 | |
| GB2317644A (en) | Backflow of exhaust gas through exhaust valve into cylinder of i.c. engine | |
| JPH11148429A (ja) | 排気ガス還流装置 | |
| JP3591141B2 (ja) | 筒内直接噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2001059431A (ja) | 筒内噴射式内燃機関 | |
| JP3893750B2 (ja) | 直接筒内噴射式火花点火機関 | |
| JPH09317476A (ja) | 筒内燃料噴射式エンジン | |
| KR100482548B1 (ko) | 가솔린 직접 분사 엔진 | |
| JP2900805B2 (ja) | ディーゼルエンジンの吸気装置 | |
| JPH04311624A (ja) | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 | |
| JP3903200B2 (ja) | 筒内噴射式火花点火内燃機関 | |
| JP2962852B2 (ja) | 直噴型ディーゼルエンジンの吸気装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080222 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090222 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100222 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |