JPH0544506A - 内燃機関における排気ガス還流装置 - Google Patents

内燃機関における排気ガス還流装置

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JPH0544506A
JPH0544506A JP3204332A JP20433291A JPH0544506A JP H0544506 A JPH0544506 A JP H0544506A JP 3204332 A JP3204332 A JP 3204332A JP 20433291 A JP20433291 A JP 20433291A JP H0544506 A JPH0544506 A JP H0544506A
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JP
Japan
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exhaust gas
intake
exhaust
chamber
ports
Prior art date
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Pending
Application number
JP3204332A
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English (en)
Inventor
Yukimare Morinaga
幸希 森永
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0544506A publication Critical patent/JPH0544506A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス中の窒素酸化物を低減するために、
排気ガスの一部を吸気系に還流する場合において、吸気
系に対する排気ガスの還流量を、吸気混合気の着火・燃
焼性を阻害することなく、増大できるようにする。 【要約】 一つの燃焼室5に対して、各々吸気弁を備えた二つの吸
気ポート6,7と、各々排気弁を備えた二つの排気ポー
ト8,9とを対向するように設けて成る四弁式内燃機関
において、前記両吸気ポート6,7のうちいずれか一方
の吸気ポートに対して排気系からの排気ガス還流通路2
1を接続するか、或いは、前記両吸気ポート6,7の各
々に対して排気系からの排気ガス還流通路21a,21
bを接続し、且つ、この両吸気ポートへの排気ガス還流
通路21a,21bのうち一方の吸気ポートへの排気ガ
ス還流通路に排気ガスの還流を少量に規制する手段を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中における窒
素酸化物を低減する目的で、排気ガスの一部を吸気系に
還流するようにした排気ガス還流装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中における窒素酸化物を低減す
るために、排気ガスの一部を吸気系に還流することは、
従来から良く知られているが、吸気系に還流する排気ガ
スの量が多くなると、吸気混合気の着火・燃焼が不安定
になるばかりか、高負荷域における出力が低下すること
になる。
【0003】そこで、従来は、例えば、特開昭57−6
5829号公報等に記載されているように、吸気系への
排気ガスの還流を、内燃機関におけるアイドリング運転
域及び高負荷運転域を除き、部分負荷運転域において行
うように構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、排気ガス中に
窒素酸化物を少なくするには、吸気系に還流する排気ガ
スの量を多くすることが必要であるが、吸気系への排気
ガスの還流量を多くすると、吸気混合気の着火・燃焼が
不安定になるから、前記従来のように、吸気系への排気
ガスの還流を、部分負荷域においてのみ行うように制御
する場合においても、排気ガスの還流量を、吸気混合気
の着火・燃焼が不安定にならないように、比較的少量に
規制するようにしなければならないから、排気ガスの還
流にて窒素酸化物を低減することには、一定の限界が存
在するのであった。
【0005】本発明は、例えば、特公昭49−2348
1号公報又は実開昭57−198325号公報等には、
点火栓等の点火手段を備えた一つの燃焼室に対して、各
々吸気弁を備えた二つの吸気ポートと、同じく各々排気
弁を備えた二つの排気ポートとを相対向する部位に配設
する一方、前記燃焼室を、前記点火手段を境として一方
の吸気ポート及び一方の排気ポートを含む第1室と、他
方の吸気ポート及び他方の排気ポートを含む第2室とで
構成して成る四弁式の内燃機関が提案されていることに
着目して、この四弁式内燃機関における特性を利用し
て、排気ガスの還流による窒素酸化物の低減を、吸気混
合気の着火・燃焼性を損なうことなく、大幅に促進する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、点火栓等の点火手段を備えた一つの燃焼室に
対して、各々吸気弁を備えた二つの吸気ポートと、同じ
く各々排気弁を備えた二つの排気ポートとを相対向する
部位に配設する一方、前記燃焼室を、前記点火手段を境
として一方の吸気ポート及び一方の排気ポートを含む第
1室と、他方の吸気ポート及び他方の排気ポートを含む
第2室とで構成して成る四弁式の内燃機関において、前
記両吸気ポートのうちいずれか一方の吸気ポートに対し
て排気系からの排気ガス還流通路を接続するか、或い
は、前記両吸気ポートの各々に対して排気系からの排気
ガス還流通路を接続し、且つ、この両吸気ポートへの排
気ガス還流通路のうち一方の吸気ポートへの排気ガス還
流通路に排気ガスの還流を少量に規制する手段を設ける
構成にした。
【0007】
【作用】点火栓等の点火手段を備えた一つの燃焼室に対
して、各々吸気弁を備えた二つの吸気ポートと、同じく
各々排気弁を備えた二つの排気ポートとを相対向する部
位に配設する一方、前記燃焼室を、前記点火手段を境と
して一方の吸気ポート及び一方の排気ポートを含む第1
室と、他方の吸気ポート及び他方の排気ポートを含む第
2室とで構成して成る四弁式の内燃機関において、前記
ピストンの下降動による吸気行程に際して、両吸気ポー
トから燃焼室内に流入する吸気混合気の各々に、前記燃
焼室を第1室と第2室内とで構成したことによって、排
気ポートに向かって縦方向のループ状渦流を付与するこ
とができ、換言すると、燃焼室内における吸気混合気
に、互いに独立する二つのループ状渦流を形成すること
ができる。
【0008】そこで、前記両吸気ポートのうち一方の吸
気ポートに対して排気系からの排気ガス還流通路を接続
することにより、吸気系に還流する排気ガスを、主とし
て前記一方の吸気ポートから吸入される吸気混合気に対
して混合することができる一方、他方の吸気ポートから
吸入される吸気混合気に排気ガスが混合することを僅少
に留めることができる。
【0009】また、前記両吸気ポートの各々に対して排
気系からの排気ガス還流通路を接続し、且つ、この両吸
気ポートへの排気ガス還流通路のうち一方の吸気ポート
への排気ガス還流通路に排気ガスの還流を少量に規制す
る手段を設けることによっても、吸気系に還流する排気
ガスを主として一方の吸気ポートから吸入される吸気混
合気に対して混合することができる一方、他方の吸気ポ
ートから吸入される吸気混合気に排気ガスが混合するこ
とを僅少に留めることができる。
【0010】すなわち、燃焼室を構成する第1室及び第
2室のうち第1室における吸気混合気を排気ガス濃度が
高い状態に、第2室における吸気混合気を排気ガス濃度
が低い状態にすることができることにより、前記燃焼室
内における点火栓等の点火手段による着火にて、先づ、
排気ガス濃度の低い第2室内における吸気混合気が着火
・燃焼し、次いで、この第2室における吸気混合気の着
火・燃焼によって、排気ガス濃度の高い第1室における
吸気混合気を着火・燃焼することができるから、吸気系
への排気ガスの還流量が多い場合であっても、吸気混合
気を確実に着火・燃焼できると共に、前記の二段燃焼に
よって、燃焼温度のピークを大幅に下げることができる
のである。
【0011】
【発明の効果】従って、本発明によると、四弁式内燃機
関における特性を利用して、吸気混合気に対する確実な
着火・燃焼を保った状態のもとで、吸気系への排気ガス
の還流量を多くすることができるから、排気ガスの還流
による窒素酸化物の低減を大幅に向上できる効果を有す
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。図1〜図4は、第1の実施例を示すものであり、こ
の図において符号1はシリンダブロックを、符号2は、
前記シリンダブロック1の上面に締結したシリンダヘッ
ドを各々示し、前記シリンダブロック1におけるシリン
ダボア3内には、往復動するピストン4が挿入され、ま
た、前記シリンダヘッド2の下面には、燃焼室5が凹み
形成されている。
【0013】符号6,7は、前記一つの燃焼室5に開口
する二つの吸気ポートを、符号8,9は、同じく前記一
つの燃焼室5に開口する二つの排気ポートを各々示し、
これら両吸気ポート6,7と、両排気ポート8,9と
は、平面視(図2)おいて前記燃焼室5の略中心を通っ
てクランク軸(図示せず)と略平行に延びる長手中心線
10をその左右両側の領域に振り分けて配設されてお
り、且つ、これら両吸気ポート6,7の燃焼室5内への
開口部には吸気弁11,12が、両排気ポート8,9の
燃焼室5内への開口部には排気弁13,14が各々設け
られている。また、前記両吸気ポート6,7におけるシ
リンダヘッド2の側面2aへの開口部には、混合気を各
吸気ポート6,7に導くための吸気管15,16が接続
されている。
【0014】また、前記燃焼室5内には、当該燃焼室5
内を一方の吸気ポート6及び一方の排気ポート8が開口
する第1室5aと他方の吸気ポート7及び他方の排気ポ
ート9が開口する第2室5bとに区画する隆起部17
を、この隆起部17が前記長手中心線10と略直角方向
に延びるように一体的に造形し、該隆起部17の下面を
前記シリンダヘッド2における下面と略同一平面状にし
て、この下面を、前記ピストン4の頂面4aに対するス
キッシュエリア18に形成する。更に、前記シリンダヘ
ッド2には、点火栓19を、当該点火栓19における電
極部19aが前記スキッシュエリア18に位置するよう
に螺着する。
【0015】そして、前記両吸気ポート6,7のうち一
方の吸気ポート6への吸気管15には、排気系からの排
気ガス還流通路21を接続して、この排気ガス還流通路
21中に、吸気系への排気ガスの還流量を、内燃機関の
負荷に関連して、例えば、アイドル運転域において排気
ガスの還流を停止する一方、排気ガスの還流量を負荷に
比例して増大したのち高負荷域において排気ガスの還流
を停止ないしは少なくするように制御する還流制御弁2
2を設ける。
【0016】この構成において、ピストン4の下降動に
よる吸気行程に際して、両吸気ポート6,7から燃焼室
5内に流入する吸気混合気の各々は、前記燃焼室5内を
第1室5aと第2室5bとに区画する隆起部17の左右
両側面17a,17bによって、図1及び図4に矢印
A,A′で示すように、縦方向のループ状渦流を描くよ
うにガイドされるから、前記両吸気混合気が相互に混合
することを低減できると共に、両吸気混合気における縦
方向のループ状渦流を助長することができる。
【0017】そして、前記排気ガス還流通路21から一
方の吸気ポート6に対する吸気管15内に導入された排
気ガスは、主として前記一方の吸気ポート6から吸入さ
れる吸気混合気に対して混合することができる一方、他
方の吸気ポート7から吸入される吸気混合気に排気ガス
が混合することを僅少に留めることができる。すなわ
ち、燃焼室5を構成する第1室5a及び第2室5bのう
ち第1室5aにおける吸気混合気を排気ガス濃度が高い
状態に、第2室5bにおける吸気混合気を排気ガス濃度
が低い状態にすることができることにより、前記燃焼室
5内における点火栓19の電極部19aによる着火に
て、先づ、排気ガス濃度の低い第2室5b内における吸
気混合気が着火・燃焼し、次いで、この第2室5bにお
ける吸気混合気の着火・燃焼によって、排気ガス濃度の
高い第1室5aにおける吸気混合気を着火・燃焼するこ
とができるのである。
【0018】この場合、他の実施例においては、排気系
からの還流制御弁22付き排気ガス還流通路21を、図
2に示すように、二本の通路21a,21bに分岐し、
その一方の通路21aを、一方の吸気ポート6に対する
吸気管15に、他方の通路21bを、他方の吸気ポート
7に対する吸気管16に各々接続すると共に、前記他方
の通路21b中に、絞りオリフィス23を設けるとか、
或いは、前記他方の通路21bを小径にする等して、こ
の他方の通路21bからの排気ガスの還流量を少量に規
制するように構成しても良いのである。
【0019】なお、前記実施例は、着火手段として点火
栓19を使用した場合であったが、本発明は、これに限
らず、図5及び図6に示すように、点火栓19における
電極部19aの部分に、副室カップ20を被嵌し、この
副室カップ20の頭部に、燃焼室5における第1室5a
及び第2室5bの両方に対する噴出孔20a,20bを
穿設した形態の着火手段を適用しても良いのである。
【0020】また、本発明は、前記各実施例のように、
燃焼室5における第1室5aと、第2室5bとを同じ大
きさにし、一方の吸気ポート6と他方の吸気ポート7と
を同じ内径にし、且つ、一方の排気ポート8と他方の排
気ポート9とを同じ内径にすることに限らず、図7に示
すように、燃焼室5内における隆起部17を燃焼室5の
中心からずらせた部位に設けることによって、排気ガス
を主に導入する側の第1室5aを、排気ガスの導入を行
なわないか又は排気ガスの導入を少量に規制する側の第
2室5bよりも大きくし、一方の吸気ポート6の内径を
他方の吸気ポート7の内径よりも大きくし、且つ、一方
の排気ポート8の内径を他方の排気ポート9の内径より
も大きくするように構成しても良いのである。
【0021】更にまた、前記ピストン4における頂面4
aのうち、前記点火栓19における電極部19aの部
分、又は前記副室カップ20の頭部の部分に、図1、図
3及び図6に点線で示すように、凹所21を設けること
によって、この凹所21内に、前記点火栓19における
電極部19aの部分、又は前記副室カップ20の頭部の
部分を突出するように構成しても良いのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断正面図で、図2のI
−I視断面図である。
【図2】図1のII−II視底面図である。
【図3】図2のIII −III 視断面図である。
【図4】図2のIV−IV視断面図である。
【図5】本発明の別の実施例を示す縦断正面図である。
【図6】図5のVI−VI視断面図である。
【図7】本発明の更に別の実施例を示す底面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック 2 シリンダヘッド 3 シリンダボア 4 ピストン 4a ピストンの頂面 5 燃焼室 5a 第1室 5b 第2室 6,7 吸気ポート 8,9 排気ポート 10 長手中心線 11,12 吸気弁 13,14 排気弁 15,16 吸気管 18 スキッシュエリア 19 点火栓 20 副室カップ 21,21a,21b 排気ガス還流通路 22 還流制御弁 23 絞りオリフィス 17 隆起部
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 35/10 311 E 9247−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】点火栓等の点火手段を備えた一つの燃焼室
    に対して、各々吸気弁を備えた二つの吸気ポートと、同
    じく各々排気弁を備えた二つの排気ポートとを相対向す
    る部位に配設する一方、前記燃焼室を、前記点火手段を
    境として一方の吸気ポート及び一方の排気ポートを含む
    第1室と、他方の吸気ポート及び他方の排気ポートを含
    む第2室とで構成して成る四弁式の内燃機関において、
    前記両吸気ポートのうちいずれか一方の吸気ポートに対
    して排気系からの排気ガス還流通路を接続するか、或い
    は、前記両吸気ポートの各々に対して排気系からの排気
    ガス還流通路を接続し、且つ、この両吸気ポートへの排
    気ガス還流通路のうち一方の吸気ポートへの排気ガス還
    流通路に排気ガスの還流を少量に規制する手段を設けた
    ことを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
JP3204332A 1991-08-14 1991-08-14 内燃機関における排気ガス還流装置 Pending JPH0544506A (ja)

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JP3204332A Pending JPH0544506A (ja) 1991-08-14 1991-08-14 内燃機関における排気ガス還流装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127218A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの燃焼室構造及びシリンダヘッド構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127218A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの燃焼室構造及びシリンダヘッド構造

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