JPH06307294A - 2サイクルエンジンのegr装置 - Google Patents

2サイクルエンジンのegr装置

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JPH06307294A
JPH06307294A JP5100918A JP10091893A JPH06307294A JP H06307294 A JPH06307294 A JP H06307294A JP 5100918 A JP5100918 A JP 5100918A JP 10091893 A JP10091893 A JP 10091893A JP H06307294 A JPH06307294 A JP H06307294A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランク圧縮式の2サイクルエンジンにおい
てクランク室内の汚染を防止できるとともに、NOxの
低減を円滑にかつ適切に行えるEGR装置を提供する。 【構成】 クランク圧縮式の2サイクルエンジン1のE
GR装置20において、該エンジン1のシリンダと排気
通路16とを連通するEGR通路21を設け、EGRガ
スの上記排気通路16側への逆流を阻止するための逆止
弁22,23を上記EGR通路21内に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2サイクルエンジンの
EGR装置に関し、特にクランク圧縮式の2サイクルエ
ンジンにおいてクランク室内の汚染を防止でき、しかも
NOxを低減できるEGR装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年特にクローズアップされてきた環境
問題とのからみから、2サイクルエンジンにおいても、
排気ガスの清浄化とくにNOx(窒素酸化物)を低減さ
せることが要請されてきている。
【0003】一方、このNOxを低減させる方策とし
て、従来よりEGR装置( Exhaust Gas Recirculation
System )が有効であることが知られている。このEGR
装置は、排気ガスの一部を排気系から取り出して吸気系
に再循環させる装置であり、排気ガスが混合気中に導入
されることにより燃焼温度が低下して、NOxが低減さ
れるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、クランク圧
縮式の2サイクルエンジンに上記EGR装置をそのまま
適用すると、排気ガス中のすす等の燃焼生成物によりク
ランク室内が汚染されるおそれがある。
【0005】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たもので、クランク圧縮式の2サイクルエンジンにおい
てクランク室内の汚染を防止できるとともに、NOxの
低減を円滑にかつ適切に行えるEGR装置を提供するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、クラ
ンク圧縮式の2サイクルエンジンのEGR装置におい
て、該エンジンのシリンダ又は掃気通路と排気通路とを
連通するEGR通路を設けたことを特徴としている。
【0007】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、上記EGR通路を開閉する開閉弁を設けるととも
に、エンジン運転状態に応じて上記開閉弁の開度を制御
する開度制御手段を設けたことを特徴としている。また
請求項3の発明は、上記開閉弁の開閉時期を具体化した
ものであり、アイドル回転を含む低負荷時に閉とし、加
速時を含む高負荷時に開とする。
【0008】さらに請求項4の発明は、請求項1ないし
3において、排気ガスの上記排気通路側への逆流を阻止
するための逆止弁を上記EGR通路内に配設し、さらに
該クランク軸の回転に同期して上記EGR通路内に排気
ガスを導入するとともに該導入された排気ガスをシリン
ダ又は吸気通路に供給する排気ガス導入手段をさらに備
えたことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1の発明に係る2サイクルエンジンのE
GR装置によれば、EGR通路を設けたことにより排気
通路とシリンダとが直接又は掃気通路を介して連通して
おり、排気通路内の排気ガスは直接エンジンのシリンダ
内に導入される。このため、排気ガスによるクランクケ
ースの汚染を防止することができるとともに、NOxを
低減することができる。
【0010】また請求項2の発明に係る2サイクルエン
ジンのEGR装置によれば、請求項1のEGR装置にお
いてEGR通路の開閉弁と該開閉弁の開度制御手段とが
設けられるので、シリンダ内に排気ガスを導入すべき運
転領域又は排気ガス量を制御することができ、これによ
りエンジンの回転数又は負荷に応じた適切なEGR制御
を行うことができる。また請求項3の発明では、低負荷
域では排気ガスの導入が停止されるので燃焼安定性を確
保し、かつ高負荷域では排気ガスが導入されるのでNO
xを低減できる。
【0011】さらに請求項4の発明に係る2サイクルエ
ンジンのEGR装置によれば、請求項1ないし3のEG
R装置において、逆止弁を設けるとともに排気ガス導入
手段をさらに設けたので、シリンダ内への排気ガスの導
入を円滑に行うことができ、これによりNOxの低減を
円滑に行える。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1ないし図3は本発明の一実施例による2
サイクルエンジンのEGR装置を説明するための図であ
り、図1は本EGR装置の概略構成図、図2は本EGR
装置のEGRポートの配置を示す図、図3は該EGRポ
ートの開閉タイミングを示す図である。
【0013】図1において、1はクランク圧縮式の2サ
イクルエンジンであり、該エンジン1のシリンダブロッ
ク2に形成されたシリンダボア2a内にはピストン3が
摺動自在に挿入されている。該ピストン3はピストンピ
ン4,コンロッド5,クランクピン7aを介してクラン
クケース6内のクランク軸7に連結されている。クラン
ク室6には吸気ポート8が開口しており、該吸気ポート
8にはリードバルブ9を備えた吸気管10が接続されて
いる。該リードバルブ9により、ピストン下降時にクラ
ンク室6内の新気が吸気管10側に逆流するのが防止さ
れる。またシリンダヘッド11内部には燃焼室12が形
成されており、該燃焼室12内には点火プラグ13の電
極部が挿入されている。さらにシリンダヘッド11に
は、気筒内に燃料を噴射することにより燃焼室12内に
おいて成層燃焼を行わせるための燃料噴射弁14が装着
されている。
【0014】上記シリンダブロック2には、シリンダボ
ア2aを挟んで対向配置されるとともにそれぞれ上下方
向に延びる二つの掃気通路15,15が形成されてい
る。該各掃気通路15の下端はクランク室6内に開口
し、上端はシリンダボア2a内に開口し、それぞれ掃気
ポート15a,15aを形成している(図2参照)。ま
た排気通路16の排気ポート16aが上記各掃気ポート
15a,15a間のシリンダボア2a内に開口してい
る。該排気通路16の他端には排気ガスを浄化するため
の触媒17が設けられている。
【0015】そして上記エンジン1には、EGR装置2
0が設けられている。このEGR装置20は、排気通路
16及びシリンダボア2a間を連通するEGR通路21
を備えている。該EGR通路21はシリンダボア2a内
に開口して、EGRポート21aを形成している(図2
参照)。このようにEGRポート21aを排気ポート1
6aに対向配置することにより、多気筒エンジンの場合
の気筒の配列が容易になる。また該EGR通路21の上
流側(排気通路16側)及び下流側(シリンダボア2a
側)には、排気ガス(EGRガス)の逆流を防止するた
めの逆止弁22,23がそれぞれ設けられている。各逆
止弁22,23の開閉動作は互いに逆になっており、す
なわち逆止弁22が開のとき逆止弁23が閉となり、逆
止弁22が閉のとき逆止弁23が開となるように配設さ
れている。
【0016】上記EGR通路21の上記各逆止弁22,
23の間には、EGR通路21内のEGRガスを冷却す
るためのチャンバ24が配設されている。該チャンバ2
4の内部には排気ガス中のすすを吸着するフィルタ25
が装着され、外周には冷却水が循環するパイプ26が巻
き付けられている。またチャンバ24の下部には、凝結
した水を排出するためのドレン27が取り付けられてい
る。
【0017】上記EGR通路21の逆止弁23上流近傍
には、ダイヤフラム28を収容するダイヤフラム室29
が接続されており、該ダイヤフラム室29はバイパス通
路30を介してクランクケース6に接続されている。こ
の構成により、ピストンが上昇してクランクケース6内
が減圧されると、ダイヤフラム28が下方に変形して、
逆止弁22が開くとともに逆止弁23が閉じ、この結果
EGR通路21内に排気通路16内のEGRガスが導入
される。またピストンが下降してクランクケース6内が
加圧されると、ダイヤフラム28が上方に変形して、逆
止弁23が開くとともに逆止弁22が閉じ、この結果E
GR通路21内のEGRガスがシリンダボア2a内に導
入される。このように上記ダイヤフラム28はEGRガ
スの導入手段としての機能を果たしている。
【0018】上記EGRポート21aの近傍には該ポー
ト21aを開閉可能な開閉弁32が配設されており、該
開閉弁32はECU35からの制御信号cにより制御さ
れる。また該ECU35にはエンジン回転数センサ3
6,スロットル開度センサ37からの各検出信号a,b
が入力されており、該ECU35はこれらの検出信号に
基づいて上記開閉弁32の開閉時期及び開度を制御す
る。例えばECU35は、上記エンジン回転数センサ3
6及びスロットル開度センサ37によりエンジン運転状
態がアイドリングを含む低負荷成層燃焼域である場合は
上記開閉弁32を閉じ、この成層燃焼域以外の場合には
該開閉弁32を開くというような制御を行う。
【0019】また上記掃気ポート15a,排気ポート1
6a,及びEGRポート21aの各ポート上縁位置は図
1に示すように、排気ポート16a,EGRポート21
a,掃気ポート16aの順に低くなっており、従って各
ポートの開閉タイミングは図3に示すようになってい
る。図3は各ポートの開閉タイミングをクランク角で示
したものである。なお、EGRポート21aの開タイミ
ングは掃気ポート16aの開タイミングと同時期であっ
てもよい。
【0020】このようにEGRポート21aの開タイミ
ングを掃気ポート16aの開タイミングと同じか若しく
はやや早くしたのは、逆に掃気ポート16aの開タイミ
ングの方が早いとEGRポート21aの開時にEGRポ
ート21a内に新気が逆流して気筒内へのEGRガスの
導入がうまくいかない場合があり得るからである。
【0021】次に上記実施例の作用効果について説明す
る。アイドリングを含む低負荷成層域においては、EC
U35からの制御信号cにより開閉弁32が閉じ、これ
により排気ガスがシリンダ内に導入されることはなく、
この結果燃焼室12内において成層燃焼が確実に行われ
る。ちなみに、成層燃焼は、大量の新気を導入すること
によってシリンダ内の燃焼ガスを確実に掃気することを
前提としているので、成層域ではEGRガスを導入しな
いのが望ましい。また、成層域では燃焼温度は低いので
NOxの問題はあまり生じない。
【0022】次にエンジンが上記低負荷成層域から加速
域、あるいは負荷の増大により燃料がシリンダ内に略均
一に分布したいわゆる均一燃焼域に移行すると、該運転
状態が回転数センサ36,スロットル開度センサ37に
より検出され、各センサからの検出信号a,bに基づい
てECU35が制御信号cを出力し、これにより開閉弁
32が各検出信号に応じた開度に開く。
【0023】この状態からピストンが上昇すると、クラ
ンクケース6内が減圧されてダイヤフラム28が下方に
変形し、これにより逆止弁22が開くとともに逆止弁2
3が閉じる。この結果、排気通路16内からEGR通路
21内にEGRガスが導入される。導入されたEGRガ
スは、チャンバ24内で冷却水により冷却される。次に
ピストンが下降すると、クランクケース6内が加圧され
てダイヤフラム28が上方に変形し、これにより逆止弁
23が開くとともに逆止弁22が閉じる。この結果、E
GR通路21内のEGRガスがEGRポート21aから
気筒内に導入される。これにより、燃焼室内の燃焼温度
が低下してNOxを低減できる。
【0024】このように本実施例では、EGRガスがク
ランク室6を経由せずに直接気筒内に導入されるので、
クランク室6をすす等の燃焼生成物で汚染することな
く、NOxの低減が可能になる。しかも、EGR通路2
1内には逆止弁22,23が設けられているので、EG
Rガスの気筒内への導入を円滑に行え、これによりNO
xの低減を円滑に行える。
【0025】またEGR通路21内に開閉弁32を設け
たので、エンジンの回転数又は負荷に応じて気筒内に導
入すべきEGRガス量を制御することができ、これによ
り適切なEGR制御を行うことができる。
【0026】さらにEGRガス導入手段としてのダイヤ
フラム28を設けたので、気筒内へのEGRガスの導入
をさらに円滑確実に行うことができ、これによりNOx
の低減を円滑に行える。
【0027】なお上記実施例では、EGRポート21a
の配置を図2に示すように排気ポート16aとの対向位
置にしたが、これは多気筒エンジンの場合に各気筒のレ
イアウト上好都合である。しかしながら本発明のEGR
ポートの配置位置はこれに限定されない。例えば図4の
(a),(b),(c)の各斜線部分の位置にEGRポ
ート21aを配置してもよい。なお、各図(a),
(b),(c)において15bは補助掃気ポートであ
る。また上記実施例では、EGRポートをシリンダに直
接連通させたが、これは掃気通路に連通させても良い。
【0028】また本発明におけるEGRガス導入手段
は、上記実施例のダイヤフラムに限定されず、種々の変
形が可能である。例えば図5に示すような機構を採用す
ることもできる。 図5において、EGR通路21の下
流側には該通路21に交差する方向にサブシリンダ40
が配設されている。該シリンダ40内にはサブピストン
41が摺動自在に挿入されており、またシリンダ40内
のEGRポート21a側には逆止弁23が設けられてい
る。シリンダ40の外方にはサブクランク軸42が回転
自在に設けられ、該クランク軸42はチェーンまたはベ
ルト43を介してエンジンのクランク軸に連結されてお
り、クランク軸の回転に同期して回転されるようになっ
ている。また上記クランク軸42はサブコンロッド44
を介してサブピストン41に連結されている。
【0029】この場合、ピストン3の上昇時には、クラ
ンク軸の回転がチェーン(またはベルト)43,サブコ
ンロッド44を介してサブピストン41に伝達され、こ
れによりサブピストン41が図5左方に移動する。この
結果、逆止弁22が開くとともに逆止弁23が閉じる。
またピストン3の下降時には、逆にサブピストン41が
同図右方に移動するため、逆止弁23が開くとともに逆
止弁22が閉じる。これにより上記実施例と同様に気筒
内へのEGRガスの導入を円滑に行うことができ、NO
xの低減を円滑に行える。
【0030】なお、多気筒エンジンにおいて爆発タイミ
ングが異なる場合に、チャンバ24を各気筒が共用する
場合は、図1に一点鎖線で示すように、該チャンバ24
の下流にてEGR通路を分岐し、該分岐通路21´に逆
止弁22´を配設すれば良い。
【0031】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明に係る2
サイクルエンジンのEGR装置によれば、排気通路とシ
リンダ又は掃気通路とを連通するEGR通路を設けたの
で、排気通路内の排気ガスを直接シリンダ内に導入で
き、これにより排気ガスによるクランクケース内の汚染
を防止できるとともにNOxを低減できる効果がある。
【0032】また請求項2の発明に係る2サイクルエン
ジンのEGR装置によれば、EGR通路の開閉弁と開度
制御手段とを設けたので、シリンダ内に排気ガスを導入
すべき時期、又は排気ガス量をエンジンの回転数又は負
荷に応じて、例えば請求項3の発明の如く低負荷時には
排気ガスの導入を停止し、高負荷時のみ導入することが
でき、これにより適切なEGR制御を行うことができる
効果がある。
【0033】さらに請求項4の発明に係る2サイクルエ
ンジンのEGR装置によれば、排気ガス導入手段をさら
に設け、しかもEGR通路内に逆止弁を設けたので、シ
リンダ内への排気ガスの導入をさらに円滑確実に行うこ
とができ、これによりNOxの低減を円滑に行える効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるEGR装置が適用され
たクランク圧縮式2サイクルエンジンの断面側面概略図
である。
【図2】上記EGR装置のEGRポートの配置を示す図
である。
【図3】上記EGRポートの開閉タイミングをクランク
角で示す図である。
【図4】上記EGR装置のEGRポートの配置の変形例
を示す図である。
【図5】上記EGR装置のEGRガス導入手段の変形例
を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 シリンダブロック 16 排気通路 20 EGR装置 21 EGR通路 22,23 逆止弁 28 ダイヤフラム 32 開閉弁 35 ECU 40 サブシリンダ 41 サブピストン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランク圧縮式の2サイクルエンジンの
    EGR装置において、該エンジンのシリンダ又は掃気通
    路と排気通路とを連通するEGR通路を設けたことを特
    徴とする2サイクルエンジンのEGR装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記EGR通路を開
    閉する開閉弁を設けるとともに、エンジン運転状態に応
    じて上記開閉弁の開度を制御する開度制御手段を設けた
    ことを特徴とする2サイクルエンジンのEGR装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、上記開度制御手段
    が、上記開閉弁をアイドル回転時を含む低負荷時に閉
    じ、加速時を含む高負荷時に開くことを特徴とする2サ
    イクルエンジンのEGR装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
    排気ガスの上記排気通路側への逆流を阻止するための逆
    止弁を上記EGR通路内に配設し、クランク軸の回転に
    同期して上記EGR通路内に排気ガスを導入するととも
    に、該導入された排気ガスをシリンダ又は掃気通路内に
    供給する排気ガス導入手段をさらに備えたことを特徴と
    する2サイクルエンジンのEGR装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087810A (ja) * 1998-09-08 2000-03-28 Hino Motors Ltd 排気ガス再循環装置
US6880500B2 (en) * 2002-10-04 2005-04-19 Honeywell International, Inc. Internal combustion engine system
JP2010121628A (ja) * 2008-11-22 2010-06-03 Man Diesel Filial Af Man Diesel Se Tyskland 内燃機関

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