JPH07102982A - Engine having supercharger - Google Patents

Engine having supercharger

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JPH07102982A
JPH07102982A JP24505693A JP24505693A JPH07102982A JP H07102982 A JPH07102982 A JP H07102982A JP 24505693 A JP24505693 A JP 24505693A JP 24505693 A JP24505693 A JP 24505693A JP H07102982 A JPH07102982 A JP H07102982A
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engine
supercharger
intake valve
intake
area
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Takeshi Goto
剛 後藤
Hiroyuki Sugimoto
博之 杉本
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Mazda Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve emission and fuel consumption performance, and further improve an engine torque by increasing a supercharging pressure while sufficiently delaying a closing timing of an intake valve to avoid knocking, and providing a proper skish area corresponding to the delayed closing of the intake valve. CONSTITUTION:In an engine provided with a supercharger and an intercooler, a closing timing of an intake valve is set after the bottom dead center by at least 65 degrees in a high load area. A skish area 33 is formed at a portion composing a combustion chamber 4. The area of the skish area 33 has a ratio ranging between 15% and 25% in respect to a sectional area of a cylinder bore per a cylinder. Proper skish flow is thus provided correspondingly to the delay of the closing timing of the intake valve, for improving a combustion condition in the engine of this kind.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路に過給機とそ
の下流に位置するインタークーラとを備えた過給機付エ
ンジンに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine with a supercharger having an intake passage provided with a supercharger and an intercooler located downstream thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、機械式または排気ターボ式の
過給機によって吸気を過給することにより、吸気の充填
量を増大し、エンジンのトルクを高めるようにした過給
機付エンジンは一般に知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine with a supercharger has been generally used in which the intake air is supercharged by a mechanical or exhaust turbocharger to increase the intake charge and to increase the engine torque. Are known.

【0003】また、吸気弁の閉時期を下死点から大きく
遅らせることにより有効圧縮比を膨張比よりも小さくし
て圧縮仕事を少なくする手法(所謂ミラーサイクル)が
ポンピングロス低減等のために従来から知られている
が、最近、過給機およびインタークーラを備えたエンジ
ンにおいてこのような手法を利用し、ノッキングを抑制
しつつトルクアップを図るようにしたものが提案されて
いる。例えば、特開昭63−239312号公報に示さ
れたエンジンでは、吸気通路に過給機およびインターク
ーラが設けられる一方、エンジンの幾何学的圧縮比が
8.5以上の高圧縮比とされ、かつ吸気弁閉時期が、例
えば1mmリフト時をもって定義すると下死点後50°以
上(0mmリフト時をもって定義すると下死点後70°以
上)となるような遅閉じに設定されている。このエンジ
ンによると、膨張比は稼がれつつ、これと比べて有効圧
縮比が小さくされることにより、圧縮上死点温度が引き
下げられてノッキングおよび排気温度上昇が抑制され、
この状態で過給により充填量が高められ、有効にトルク
アップが図られるものである。
Further, a method (so-called Miller cycle) in which the effective compression ratio is made smaller than the expansion ratio to reduce the compression work by delaying the closing timing of the intake valve largely from the bottom dead center (so-called Miller cycle) is a conventional method. However, recently, there has been proposed an engine equipped with a supercharger and an intercooler, which utilizes such a method to increase the torque while suppressing knocking. For example, in the engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-239312, a supercharger and an intercooler are provided in the intake passage, while the geometric compression ratio of the engine is set to a high compression ratio of 8.5 or more, Further, the intake valve closing timing is set to a late closing such that it is 50 ° or more after bottom dead center when defined with a 1 mm lift (70 ° or more after bottom dead center when defined with a 0 mm lift). According to this engine, while the expansion ratio is increased, the effective compression ratio is reduced compared to this, so that the compression top dead center temperature is lowered and knocking and exhaust temperature rise are suppressed.
In this state, the charging amount is increased by supercharging and the torque is effectively increased.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この種の過給機付エン
ジンでは、吸気弁閉時期を遅らせることが燃焼速度に影
響し、HC排出量等にも影響を及ぼすことがあるため、
燃焼性向上等の面で改善の余地がある。なお、燃焼性向
上のためには吸気ポートをシリンダ周方向に屈曲させて
スワールを生成することが考えられるが、高過給時の吸
気抵抗を小さくするためには吸気ポートを略シリンダ軸
線方向に開口するタンジェンシャルポートとする方が好
ましく、このようにするとスワールによる燃焼促進作用
は期待できない。
In this type of engine with a supercharger, delaying the intake valve closing timing affects the combustion speed and may also affect the HC emission amount.
There is room for improvement in terms of improving flammability. It is possible to bend the intake port in the cylinder circumferential direction to generate swirl in order to improve the combustibility, but in order to reduce the intake resistance during high supercharging, the intake port should be placed in the approximate cylinder axis direction. It is preferable to use a tangential port that is open, and in this case, the combustion promoting action by swirl cannot be expected.

【0005】ところで、このほかに燃焼の促進を図る技
術として、燃焼室を構成するシリンダヘッド内壁とピス
トン頂壁とに、上死点時に微小間隙となるスキッシュエ
リアを形成し、圧縮上死点付近でスキッシュ流を生じさ
せるようにすることは、従来において知られている(例
えば特公昭57−50924号公報)。
By the way, as another technique for promoting combustion, a squish area which becomes a minute gap at the top dead center is formed in the inner wall of the cylinder head and the top wall of the piston which constitute the combustion chamber, and near the compression top dead center. It is known in the prior art to generate a squish flow in (for example, Japanese Patent Publication No. 57-50924).

【0006】しかし、上記の過給機付エンジンにおいて
は、従来、スキッシュエリアについては格別に配慮され
ておらず、仮にスキッシュエリアを設けるとしても、上
記のように吸気弁閉時期を遅くすることに対し、スキッ
シュエリアの割合がどのように関係するかということ
は、従来において知られていなかった。
However, in the above engine with a supercharger, no particular consideration has been given to the squish area, and even if a squish area is provided, the intake valve closing timing is delayed as described above. On the other hand, it has not been known in the past how the proportion of the squish area is related.

【0007】本発明は、上記の事情に鑑み、過給機付エ
ンジンにおいて吸気弁閉時期を充分に遅くしてノッキン
グ等を回避しつつ過給圧を高めるようにするとともに、
これに対応した適度のスキッシュエリアにより、エミッ
ションおよび燃費を改善し、かつエンジントルクをより
一層高めることができる過給機付エンジンを提供するこ
とを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention is designed to increase the supercharging pressure while avoiding knocking, etc. by sufficiently delaying the intake valve closing timing in an engine with a supercharger.
It is an object of the present invention to provide an engine with a supercharger capable of improving emission and fuel consumption and further increasing engine torque by a proper squish area corresponding to this.

【0008】[0008]

【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、吸気通路に過給機とその下流に位置する
インタークーラとを備えた過給機付エンジンにおいて、
少なくとも高負荷域で吸気弁閉時期をクランク角で下死
点後65°以上に遅く設定するとともに、燃焼室を構成
するシリンダヘッド内壁とピストン頂壁とに、平行に対
峙して上死点時に微小間隙となるスキッシュエリアを形
成して、1気筒当たりのシリンダボア断面積に対するス
キッシュエリアの面積の割合を15%〜25%に設定し
たものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an engine with a supercharger having a supercharger in an intake passage and an intercooler located downstream thereof.
At least in the high load region, the intake valve closing timing is set to be late at 65 ° or more after the bottom dead center in the crank angle, and the cylinder head inner wall and the piston top wall forming the combustion chamber face each other in parallel and at the time of top dead center. By forming a squish area which is a minute gap, the ratio of the area of the squish area to the cylinder bore cross-sectional area per cylinder is set to 15% to 25%.

【0009】この発明において、吸気ポートを1気筒に
つき複数形成し、かつ各吸気ポートを、略シリンダ軸線
方向に開口するタンジェンシャルポートとすることが好
ましい。
In the present invention, it is preferable that a plurality of intake ports be formed for each cylinder, and that each intake port be a tangential port that opens substantially in the cylinder axis direction.

【0010】また、過給機として機械式過給機を設け、
エンジンの幾何学的圧縮比を8.5以上とすることが好
ましい。
A mechanical supercharger is provided as the supercharger,
The geometric compression ratio of the engine is preferably 8.5 or more.

【0011】[0011]

【作用】本発明によると、吸気弁を遅閉じとしたことに
より圧縮上死点温度が引き下げられてノッキングおよび
排気温度上昇が抑制されつつ、過給により充填量が高め
られ、しかも、上記スキッシュエリアによるスキッシュ
流で燃焼性が高められる。とくに、吸気弁閉時期が下死
点後65°以上に遅くされることに対して、スキッシュ
エリアの面積の割合が15%〜25%とされることによ
り燃焼速度が適正に調整されて、HC排出量を抑制する
とともに最大トルクを高める等の作用が得られる。
According to the present invention, by closing the intake valve late, the compression top dead center temperature is lowered and knocking and exhaust gas temperature rise are suppressed, while the charging amount is increased by supercharging and the squish area is also increased. Combustibility is enhanced by the squish flow. In particular, while the intake valve closing timing is delayed to 65 ° or more after bottom dead center, the combustion speed is properly adjusted by setting the proportion of the area of the squish area to 15% to 25%. It is possible to obtain effects such as suppressing the discharge amount and increasing the maximum torque.

【0012】さらに、吸気ポートを1気筒につき複数形
成し、かつタンジェンシャルポートとすると、高過給時
の吸気抵抗が低減される。そして、このようにすると吸
気スワールによる燃焼促進作用は期待できないが、この
場合でも燃焼速度低下傾向が上記スキッシュ流により是
正される。
Further, if a plurality of intake ports are formed for each cylinder and tangential ports are used, intake resistance during high supercharging can be reduced. In this case, the combustion promoting action by the intake swirl cannot be expected, but in this case as well, the tendency of the decrease in the combustion speed is corrected by the squish flow.

【0013】また、過給機として機械式過給機を設け、
エンジンの幾何学的圧縮比を8.5以上とすると、吸気
弁を遅閉じとしたこととの関係で、適度の有効圧縮比と
されつつ高過給が行われる。
Further, a mechanical supercharger is provided as the supercharger,
When the geometrical compression ratio of the engine is 8.5 or more, high supercharging is performed while maintaining an appropriate effective compression ratio because of the late closing of the intake valve.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1および図2は本発明の一実施例による過給機付エン
ジンを概略的に示している。これらの図において、1は
エンジン本体であって、複数の気筒2を備えている。エ
ンジンの幾何学的圧縮比は8.5以上の高圧縮比とされ
ている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 schematically show an engine with a supercharger according to an embodiment of the present invention. In these drawings, reference numeral 1 denotes an engine main body, which includes a plurality of cylinders 2. The geometric compression ratio of the engine is a high compression ratio of 8.5 or more.

【0015】上記各気筒2には、そのシリンダボアに挿
入されたピストン3の上方に燃焼室4が形成されてい
る。この燃焼室4には、複数の吸気ポートが開口し、例
えば2つの吸気ポート5が開口しており、さらに2つの
排気ポート6が開口している。上記各吸気ポート5およ
び各排気ポート6は吸気弁7および排気弁8によりそれ
ぞれ開閉され、これら吸気弁7および排気弁8は、吸気
弁用および排気弁用の一対のカムシャフト9,10に設
けられたカムにより駆動されるようになっている。ま
た、燃焼室4の中央部には点火プラグ11が配置されて
いる。
In each of the cylinders 2, a combustion chamber 4 is formed above the piston 3 inserted in the cylinder bore. A plurality of intake ports are opened in the combustion chamber 4, for example, two intake ports 5 are opened and two exhaust ports 6 are further opened. The intake port 5 and the exhaust port 6 are opened and closed by an intake valve 7 and an exhaust valve 8, respectively, and the intake valve 7 and the exhaust valve 8 are provided on a pair of camshafts 9 and 10 for the intake valve and the exhaust valve. It is driven by the cam. An ignition plug 11 is arranged in the center of the combustion chamber 4.

【0016】12は上記エンジン本体1に対して吸気を
供給する吸気通路であり、上流側の共通吸気通路13
と、下流側の吸気マニホールド14とからなっている。
上記吸気マニホールド14は、気筒別の独立吸気通路1
5を有し、各独立吸気通路15の下流側は仕切壁により
2つの通路に分割されて、上記各吸気ポート5に連通し
ている。
Reference numeral 12 is an intake passage for supplying intake air to the engine body 1, and a common intake passage 13 on the upstream side.
And the intake manifold 14 on the downstream side.
The intake manifold 14 includes the independent intake passage 1 for each cylinder.
5, the downstream side of each independent intake passage 15 is divided into two passages by a partition wall and communicates with each of the intake ports 5.

【0017】上記共通吸気通路13には、エアクリーナ
16、吸入空気量を検出するエアフローメータ17、図
外のアクセルペダルの踏み込みに応じて作動するスロッ
トル弁18が設けられるとともに、スロットル弁18の
下流に過給機20が設けられている。図示の過給機20
はリショルム型の機械式過給機であり、エンジン出力軸
によりベルト等の伝動機構21を介して駆動されるよう
になっている。さらに、この過給機20の下流にインタ
ークーラ22が設けられている。
The common intake passage 13 is provided with an air cleaner 16, an air flow meter 17 for detecting the amount of intake air, and a throttle valve 18 which operates in response to depression of an accelerator pedal (not shown), and is provided downstream of the throttle valve 18. A supercharger 20 is provided. Illustrated supercharger 20
Is a Rishorum type mechanical supercharger, and is driven by an engine output shaft via a transmission mechanism 21 such as a belt. Further, an intercooler 22 is provided downstream of the supercharger 20.

【0018】また、上記各独立吸気通路15には、燃料
を噴射供給するインジェクタ23が配設されている。な
お、必要に応じ、各独立吸気通路15の下流側において
一方の吸気ポート5に通じる通路に、低負荷域等で閉じ
る開閉弁24を設けておいてもよい。また、上記排気ポ
ート6には、排気マニホールド25の気筒別の排気通路
26が連通している。
An injector 23 for injecting and supplying fuel is arranged in each of the independent intake passages 15. If necessary, an opening / closing valve 24 that closes in a low load region or the like may be provided in a passage communicating with one of the intake ports 5 on the downstream side of each independent intake passage 15. Further, the exhaust port 6 is communicated with the exhaust passage 26 for each cylinder of the exhaust manifold 25.

【0019】図3および図4は燃焼室部分の構造を示し
ている。これらの図に示すように、燃焼室4を構成する
部分の一部(図3に斜線を付した部分)に、スキッシュ
エリア33が形成されている。すなわち、燃焼室4の天
井部分を構成するシリンダヘッド30の内壁31は、図
4に示すように、基本的にはペントルーフ形状となって
いるが、その外周側の一部にピストン3の頂壁に平行に
対峙する略水平な壁面32が設けられ、この壁面32と
これに対応するピストン3の頂壁の一部とにより、上死
点時に一定の微小間隙となるスキッシュエリア33が形
成されている。
3 and 4 show the structure of the combustion chamber portion. As shown in these figures, a squish area 33 is formed in a part of the part that constitutes the combustion chamber 4 (the part shaded in FIG. 3). That is, the inner wall 31 of the cylinder head 30 that constitutes the ceiling portion of the combustion chamber 4 is basically in a pent roof shape as shown in FIG. Is provided with a substantially horizontal wall surface 32 that faces in parallel with, and the wall surface 32 and a part of the top wall of the piston 3 corresponding to the wall surface 32 form a squish area 33 that becomes a constant minute gap at the top dead center. There is.

【0020】また、上記燃焼室天井部分を構成するシリ
ンダヘッド30の内壁31における片半部側の傾斜面部
分に両吸気ポート5が開口するとともに、他半部側の傾
斜面部分に両排気ポート6が開口し、これらポート開口
部分の外方にスキッシュエリア33が形成されている。
Further, both intake ports 5 are opened in the inclined surface portion on one half side of the inner wall 31 of the cylinder head 30 which constitutes the ceiling portion of the combustion chamber, and both exhaust ports are formed in the inclined surface portion on the other half side. 6 is open, and a squish area 33 is formed outside these port openings.

【0021】上記両吸気ポート5は、吸気抵抗の小さい
タンジェンシャルポートとされ、つまり、側方からみる
と図4に示すように斜め上方から燃焼室に向けて緩やか
に湾曲し、燃焼室4の略シリンダ軸線方向に開口するよ
うに形成されており、平面視では略ストレートに延びて
いる(図3参照)。
Both of the intake ports 5 are tangential ports having a small intake resistance, that is, when viewed from the side, as shown in FIG. It is formed so as to open in a substantially cylinder axis direction, and extends substantially straight in a plan view (see FIG. 3).

【0022】ところで、上記両吸気ポート5に設けられ
た吸気弁7の閉時期と、1気筒当りのシリンダボア断面
積に対するスキッシュエリア33の面積の割合とが、次
のように設定されている。
By the way, the closing timing of the intake valves 7 provided in both intake ports 5 and the ratio of the area of the squish area 33 to the cylinder bore cross-sectional area per cylinder are set as follows.

【0023】図5は上記吸気弁7のバルブリフト特性I
Cを概略的に示しており、この図のように、吸気弁7は
上死点TDC付近で開弁し、下死点BDCを過ぎてから
閉弁するが、この吸気弁閉時期ICは一般のエンジンと
比べて大きく遅らされ、ABDC65°CA以上で、好
ましくはABDC100°CAまでの範囲に設定されて
いる。なお、ABDCは下死点後を意味し、CAはクラ
ンク角を意味する。
FIG. 5 shows the valve lift characteristic I of the intake valve 7.
C schematically shows, and as shown in the figure, the intake valve 7 opens near the top dead center TDC and closes after the bottom dead center BDC. The engine is significantly delayed as compared with the engine of No. 1, and is set in the range of ABDC 65 ° CA or more, preferably up to ABDC 100 ° CA. Note that ABDC means after bottom dead center, and CA means crank angle.

【0024】ここでいう吸気弁閉時期ICは、実質的に
吸気弁が閉じられるとみなされる時期であり、例えばバ
ルブリフト特性ICにおけるランプ部の高さに相当する
微小リフト量まで閉じた時期とし、本実施例では0.4
mmリフト時をもって吸気弁閉時期としている(図6参
照)。
The intake valve closing timing IC referred to here is a timing at which the intake valve is considered to be substantially closed, for example, a timing at which a minute lift amount corresponding to the height of the ramp portion in the valve lift characteristic IC is closed. , 0.4 in this embodiment
The intake valve closing timing is set at the time of mm lift (see Fig. 6).

【0025】上記吸気弁閉時期ICをABDC65°C
A以上に遅く設定しているのは、後述の圧縮上死点温度
引下げによるノッキング抑制等の効果を充分に発揮させ
るためであり、ABDC100°CAまでとしているの
は、これより閉時期が遅れると圧縮上死点温度が始動限
界を下回って始動困難となる懸念があるからである。
The intake valve closing timing IC is set to ABDC 65 ° C.
The reason why it is set to be slower than A is to fully exhibit the effect of knocking suppression by lowering the compression top dead center temperature, which will be described later, and the reason why it is set to ABDC 100 ° CA is that the closing timing is delayed from this. This is because there is a concern that the compression top dead center temperature will fall below the start limit and start will be difficult.

【0026】また、1気筒当りのシリンダボア断面積
(Sb)に対するスキッシュエリアの面積(Sq)の割
合(100×Sq/Sb)は、15%〜25%に設定さ
れている。
The ratio (100 × Sq / Sb) of the area (Sq) of the squish area to the cylinder bore cross-sectional area (Sb) per cylinder is set to 15% to 25%.

【0027】このような当実施例のエンジンによると、
吸気弁閉時期をABDC65°CA以上に遅くしたこと
と過給機20およびインタークーラ22を備えているこ
ととにより、ノッキング等が抑制されつつエンジントル
クが高められる。つまり、過給機20による過給空気が
インタークーラ22で冷却されて燃焼室に供給されると
ともに、吸気弁閉時期が遅くされることで有効圧縮比が
膨張比と比べて小さくなり、圧縮上死点温度が引き下げ
られる。これによりノッキングおよび排気温度の上昇が
抑制されつつ、過給機20による過給圧が高められるこ
とでエンジントルクが高められる。
According to the engine of this embodiment as described above,
By delaying the intake valve closing timing to ABDC 65 ° CA or more and providing the supercharger 20 and the intercooler 22, knocking and the like can be suppressed and the engine torque can be increased. That is, the supercharged air from the supercharger 20 is cooled by the intercooler 22 and supplied to the combustion chamber, and the effective compression ratio becomes smaller than the expansion ratio due to the delay of the intake valve closing timing. Dead center temperature is lowered. As a result, knocking and an increase in exhaust temperature are suppressed, and the supercharging pressure by the supercharger 20 is increased, so that the engine torque is increased.

【0028】この場合、上記吸気ポート5が複数形成さ
れ、かつ、タンジェンシャルポートとされていると、高
過給時の吸気抵抗が軽減されることにより、高過給によ
るトルクアップに有利となる。
In this case, if a plurality of intake ports 5 are formed and are tangential ports, the intake resistance at the time of high supercharging is reduced, which is advantageous for increasing torque due to high supercharging. .

【0029】また、エンジンの機械的圧縮比を一般の過
給機付エンジンの幾何学的圧縮比(7.5〜8.5)よ
りも高い8.5以上とすると、熱効率が高められるとと
もに膨張費が稼がれ、このように上で、吸気弁閉時期I
CをABDC65°CA以上に遅くすることにより、適
度に有効圧縮比が引き下げられる。そして、リショルム
型等の機械式の過給機30によって高過給が行われるこ
とにより、効果的にエンジントルクが高められる。
If the mechanical compression ratio of the engine is 8.5 or higher, which is higher than the geometrical compression ratio (7.5 to 8.5) of a general supercharged engine, thermal efficiency is increased and expansion is achieved. The cost is earned, and thus the intake valve closing timing I
By delaying C to ABDC 65 ° CA or more, the effective compression ratio is appropriately lowered. Further, the engine torque is effectively increased by performing high supercharging by the mechanical supercharger 30 such as the Rishorum type.

【0030】ところで、このように吸気弁閉時期を遅く
すると、それに伴って燃焼速度が低下する傾向が生じ、
さらに吸気ポート5がタンジェンシャルポートとされて
いると、スワール等の吸気の乱れによる燃焼促進作用が
充分に得られないため上記傾向が顕著となるが、この傾
向は上記スキッシュエリアを適度に大きく設定すること
で補われる。つまり、スキッシュエリアを適度に大きく
すると、圧縮上死点付近で生じるスキッシュ流により燃
焼が促進されて燃焼速度が高められ、吸気弁閉時期を遅
くしたことによる燃焼速度の低下が補われる。これによ
り、排気中のHC等の有害成分が低減されるとともに、
燃焼が効率良く行われて未燃焼成分が減少することか
ら、燃費も改善されることとなる。
By the way, when the intake valve closing timing is delayed in this way, the combustion speed tends to decrease accordingly,
Further, if the intake port 5 is a tangential port, the above tendency becomes remarkable because the combustion promoting action due to the turbulence of the intake air such as swirl cannot be sufficiently obtained. However, this tendency is set so that the squish area is appropriately large. It is compensated by doing. That is, when the squish area is appropriately increased, the combustion is accelerated by the squish flow generated near the compression top dead center to increase the combustion speed, and the decrease in the combustion speed due to the delay of the intake valve closing timing is compensated. This reduces harmful components such as HC in the exhaust gas, and
Combustion is efficiently performed and unburned components are reduced, so that fuel efficiency is also improved.

【0031】しかも、上記のように吸気弁閉時期を遅く
して高過給を行わせることと、スキッシュ流による燃焼
を促進することとの相乗作用により、エンジントルクを
より一層高めることができる。
Moreover, the engine torque can be further increased by the synergistic effect of delaying the intake valve closing timing to perform high supercharging as described above and promoting combustion by the squish flow.

【0032】次に、吸気弁閉時期をABDC65°CA
以上に遅く設定した場合において効果的なスキッシュエ
リアの範囲につき、図7および図8を参照しつつ説明す
る。
Next, the intake valve closing timing is set to ABDC 65 ° CA.
The range of the squish area which is effective in the case of setting the delay later will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

【0033】図7は、常用運転域(エンジン回転数15
000rpm程度)でのHC排出量とスキッシュエリア
割合(1気筒当たりのシリンダボア断面積に対するスキ
ッシュエリアの面積の割合)との関係を示している。こ
のHC排出量は燃焼状態を示すバロメータとなるもので
あって、これが少ない方が燃焼効率が高いためエミッシ
ョンだけでなく燃費も良くなるものである。また、図8
は、全開負荷の高回転時に得られる最大トルクとスキッ
シュエリア割合との関係を示している。なお、これらの
図はそれぞれ、吸気弁閉時期を種々変えた場合のデータ
を示し、吸気弁閉時期をABDC65°CAおよびこれ
よりも遅くした場合の他に、比較例としてABDC50
°CAとした場合についても示している。
FIG. 7 shows the normal operating range (engine speed 15
000 rpm) and the squish area ratio (ratio of the area of the squish area to the cylinder bore cross-sectional area per cylinder). This HC emission amount serves as a barometer showing the combustion state, and the smaller the amount, the higher the combustion efficiency and the better the fuel consumption as well as the emission. Also, FIG.
Shows the relationship between the maximum torque and the squish area ratio, which are obtained at high rotation with a full open load. It should be noted that each of these figures shows data when the intake valve closing timing is variously changed, and in addition to the case where the intake valve closing timing is set to ABDC 65 ° CA and later than this, as a comparative example, an ABDC50.
The case of ° CA is also shown.

【0034】図7によると、吸気弁閉時期を変えた場合
に、吸気弁の遅閉じが小さい方が燃焼温度の上昇により
HC排出量が少なくなり、吸気弁閉時期が遅くなるにつ
れてHC排出量が多くなる。一方、スキッシュエリア割
合を変えた場合に、ある程度まではスキッシュエリア割
合が大きくなるにつれ、スキッシュ流で燃焼性が高めら
れることによりHC排出量が減少し、スキッシュエリア
割合が18%程度でHC排出量が最小となる。この程度
にスキッシュエリア割合を大きくすることで、吸気弁閉
時期を遅くした場合でもHC排出量が充分に少なくな
る。
According to FIG. 7, when the intake valve closing timing is changed, the smaller the intake valve late closing, the smaller the HC discharge amount due to the rise in the combustion temperature, and the HC exhaust amount as the intake valve closing timing becomes late. Will increase. On the other hand, when the squish area ratio is changed, as the squish area ratio increases to a certain extent, the HC emission amount decreases as the combustibility is increased by the squish flow, and the HC emission amount increases when the squish area ratio is about 18%. Is the smallest. By increasing the squish area ratio to this extent, the HC emission amount is sufficiently reduced even when the intake valve closing timing is delayed.

【0035】スキッシュエリア割合をこの程度よりもさ
らに大きくすると、スキッシュエリア内で混合気の燃え
残りが増大すること等により、HC排出量が増加する傾
向が生じる。もっとも、スキッシュエリア割合が大きく
なると、スキッシュ流が燃焼に大きく影響することで相
対的に上記燃焼温度の影響が小さくなるため、吸気弁閉
時期を遅らせることによるHC排出量の増加の度合いは
小さくなる。そして、スキッシュエリア割合が25%程
度までは、HC排出量が許容される程度に抑えられる。
If the squish area ratio is made larger than this level, the amount of HC emission tends to increase due to an increase in the unburned air of the air-fuel mixture in the squish area. However, when the squish area ratio becomes large, the influence of the combustion temperature becomes relatively small because the squish flow greatly affects the combustion, and therefore the degree of increase in the HC emission amount by delaying the intake valve closing timing becomes small. . Then, up to a squish area ratio of about 25%, the amount of HC emission can be suppressed to an allowable level.

【0036】また、図8によると、吸気弁閉時期を変え
た場合に、吸気弁閉時期が遅くなるにつれて、前述のよ
うな作用で最大トルクが高くなる。また、スキッシュエ
リア割合を変えた場合に、ある程度までは、スキッシュ
流による燃焼促進作用で最大トルクが高くなる。つま
り、吸気弁閉時期を遅くするとともにスキッシュエリア
割合をある程度大きくすることにより、最大トルクが大
幅に高められる。そして、吸気弁閉時期をABDC65
°CA以上とした場合に、スキッシュエリア割合が15
%程度以上であれば充分に最大トルクが高められる。
Further, according to FIG. 8, when the intake valve closing timing is changed, as the intake valve closing timing becomes late, the maximum torque becomes high due to the above-mentioned action. Further, when the proportion of the squish area is changed, the maximum torque is increased to some extent by the combustion promoting action of the squish flow. That is, the maximum torque is significantly increased by delaying the intake valve closing timing and increasing the squish area ratio to some extent. Then, the intake valve closing timing is set to ABDC65.
When the temperature is above CA, the squish area ratio is 15
If it is at least about%, the maximum torque can be sufficiently increased.

【0037】これら図7および図8に示すデータから、
吸気弁閉時期がABDC65°CA以上とした場合に、
スキッシュエリア割合が15%〜25%の範囲とされる
ことにより、最大トルクを充分に高める効果とHC排出
量を比較的低く抑える効果とが、ともに達成されること
となる。
From the data shown in FIGS. 7 and 8,
When the intake valve closing timing is ABDC 65 ° CA or more,
By setting the squish area ratio within the range of 15% to 25%, both the effect of sufficiently increasing the maximum torque and the effect of suppressing the HC emission amount to a relatively low level are achieved.

【0038】また、吸気弁閉時期がABDC65°CA
以上に遅らされている状態で、スキッシュエリア割合が
15%〜25%の範囲であれば、燃焼速度が必要以上に
上昇することはなく、NOxの増大を防止することがで
きる。
Further, the intake valve closing timing is ABDC 65 ° CA.
When the squish area ratio is in the range of 15% to 25% in the state of being retarded as described above, the combustion speed does not increase more than necessary, and the increase of NOx can be prevented.

【0039】なお、上記実施例では吸気弁の開閉タイミ
ングを固定としているが、バルブタイミング可変機構
(図示せず)により吸気弁の開閉タイミングを運転状態
に応じて変更するようにしてもよく、吸気弁閉時期は少
なくとも高負荷域でABDC65°CA以上の遅閉じと
すればよい。
Although the opening / closing timing of the intake valve is fixed in the above embodiment, the opening / closing timing of the intake valve may be changed according to the operating condition by a variable valve timing mechanism (not shown). The valve closing timing may be delayed closing at least ABDC 65 ° CA at least in the high load range.

【0040】また、過給機は上記実施例のような機械式
過給機に限らず、ターボ過給機であってもよい。
The supercharger is not limited to the mechanical supercharger as in the above embodiment, but may be a turbocharger.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明は、過給機およびイ
ンタークーラを備えたエンジンにおいて、少なくとも高
負荷域で吸気弁閉時期を下死点後65°以上に遅く設定
するとともに、スキッシュエリアを形成して、1気筒当
たりのシリンダボア断面積に対するスキッシュエリアの
面積の割合を15%〜25%に設定している(請求項
1)ため、吸気弁の遅閉じによりノッキング等を回避し
つつ高過給を行うことでエンジントルクを高めることが
でき、かつ上記スキッシュエリアによるスキッシュ流で
燃焼性を向上することができる。とくに、上記のような
吸気弁の遅閉じに対応した適度のスキッシュエリア割合
とされることにより、これらの相乗作用でエンジントル
クをより一層高めるとともに、これらの補完作用でエミ
ッションおよび燃費を改善することができる。
As described above, according to the present invention, in the engine equipped with the supercharger and the intercooler, the intake valve closing timing is set to be 65 ° or more after the bottom dead center at least in the high load range, and the squish area is set. Is formed and the ratio of the area of the squish area to the cylinder bore cross-sectional area per cylinder is set to 15% to 25% (Claim 1). By supercharging, the engine torque can be increased, and the squish flow due to the squish area can improve the combustibility. In particular, by setting an appropriate squish area ratio corresponding to the slow closing of the intake valve as described above, the synergistic effect of these increases the engine torque further, and the complementary effect of these improves the emission and fuel consumption. You can

【0042】また、この発明において、吸気ポートを1
気筒につき複数形成し、かつ各吸気ポートを、略シリン
ダ軸線方向に開口するタンジェンシャルポートとすると
(請求項2)、高過給時の吸気抵抗を軽減し、トルク向
上の効果を高めることができる。また、過給機として機
械式過給機を設け、エンジンの幾何学的圧縮比を8.5
以上とすると(請求項3)、吸気弁を遅閉じとしつつ過
給圧を充分に高めてトルクアップを効果的に行うことが
できる。
In the present invention, the intake port is set to 1
If a plurality of cylinders are formed and each intake port is a tangential port that opens substantially in the cylinder axis direction (claim 2), intake resistance at the time of high supercharging can be reduced and the effect of improving torque can be enhanced. . Further, a mechanical supercharger is provided as a supercharger, and the geometric compression ratio of the engine is set to 8.5.
With the above configuration (claim 3), it is possible to effectively increase the torque by sufficiently increasing the supercharging pressure while closing the intake valve late.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による過給機付エンジンの全
体概略平面図である。
FIG. 1 is an overall schematic plan view of an engine with a supercharger according to an embodiment of the present invention.

【図2】同エンジンの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the engine.

【図3】同エンジンにおける燃焼室構成部分の概略平面
図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of a combustion chamber constituent portion of the engine.

【図4】燃焼室構成部分の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a constituent part of a combustion chamber.

【図5】吸気弁の開閉タイミングを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing opening / closing timing of an intake valve.

【図6】吸気弁閉時期の定義に関しての説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram regarding definition of intake valve closing timing.

【図7】スキッシュエリア割合とHC排出量との関係
を、種々の吸気弁閉時期について示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the squish area ratio and the amount of discharged HC for various intake valve closing timings.

【図8】スキッシュエリア割合と最大トルクとの関係
を、種々の吸気弁閉時期について示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the squish area ratio and the maximum torque for various intake valve closing timings.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン本体 2 気筒 3 ピストン 4 燃焼室 5 吸気ポート 7 吸気弁 12 吸気通路 20 過給機 22 インタークーラ 33 スキッシュエリア 1 Engine Main Body 2 Cylinder 3 Piston 4 Combustion Chamber 5 Intake Port 7 Intake Valve 12 Intake Passage 20 Supercharger 22 Intercooler 33 Squish Area

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸気通路に過給機とその下流に位置する
インタークーラとを備えた過給機付エンジンにおいて、
少なくとも高負荷域で吸気弁閉時期をクランク角で下死
点後65°以上に遅く設定するとともに、燃焼室を構成
するシリンダヘッド内壁とピストン頂壁とに、平行に対
峙して上死点時に微小間隙となるスキッシュエリアを形
成して、1気筒当たりのシリンダボア断面積に対するス
キッシュエリアの面積の割合を15%〜25%に設定し
たことを特徴とする過給機付エンジン。
1. A supercharged engine having a supercharger and an intercooler located downstream thereof in an intake passage,
At least in the high load region, the intake valve closing timing is set to be late at 65 ° or more after the bottom dead center in the crank angle, and the cylinder head inner wall and the piston top wall forming the combustion chamber face each other in parallel and at the time of top dead center. An engine with a supercharger, characterized in that a squish area having a minute gap is formed, and a ratio of an area of the squish area to a cylinder bore cross-sectional area per cylinder is set to 15% to 25%.
【請求項2】 吸気ポートを1気筒につき複数形成し、
かつ各吸気ポートを、略シリンダ軸線方向に開口するタ
ンジェンシャルポートとしたことを特徴とする請求項1
記載の過給機付エンジン。
2. A plurality of intake ports are formed per cylinder,
Moreover, each intake port is a tangential port that opens substantially in the cylinder axis direction.
Engine with supercharger as described.
【請求項3】 過給機として機械式過給機を設け、エン
ジンの幾何学的圧縮比を8.5以上としたことを特徴と
する請求項2記載の過給機付エンジン。
3. The supercharged engine according to claim 2, wherein a mechanical supercharger is provided as the supercharger, and the geometric compression ratio of the engine is set to 8.5 or more.
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