JPH07103078A - 筒内直接噴射式エンジンのegr装置 - Google Patents

筒内直接噴射式エンジンのegr装置

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JPH07103078A
JPH07103078A JP5248299A JP24829993A JPH07103078A JP H07103078 A JPH07103078 A JP H07103078A JP 5248299 A JP5248299 A JP 5248299A JP 24829993 A JP24829993 A JP 24829993A JP H07103078 A JPH07103078 A JP H07103078A
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JP
Japan
Prior art keywords
egr
cylinder
combustion chamber
intake
egr gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP5248299A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Matsuki
光夫 松木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07103078A publication Critical patent/JPH07103078A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 EGRガスの還流時にNOxの低減効果が大
きく期待できるEGR装置を提供する。 【構成】 各気筒の燃焼室13中央部に臨んで燃料噴射
用のインジェクタ14と点火栓15とを配設している筒
内直接噴射式エンジンにおいて、上記点火栓15を挾む
両側位置のシリンダヘッド2内に吸気弁で開閉する一対
の吸気ポート18a,18bを備え、それぞれの吸気ポ
ート18a,18bの通路内に、先端出口が点火栓15
回りに指向する独立したEGR挿入通路21a,21b
を各別に形成する。このEGR挿入通路21a,21b
を、独立配管したEGR管路22と各別に連通して、各
気筒の燃焼室内13内においてその中央部に臨む点火栓
15回りに還流されるEGRガスが集中して供給される
ようにし、EGR管路22にEGRガスの還流量を制御
するEGR制御弁23を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンにお
いて、特に吸気弁が2弁式で燃焼室内に燃料噴射を直接
に行う筒内直接噴射式エンジンに対して最適なEGR装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジンの排気ガス中のNOxを
低減する1つの手段として、排気ガスの一部を吸気系に
還流させ、吸入混合気に混入させることにより燃焼時の
最高温度を下げてNOxの発生を少なくする装置(EG
R装置)は、従来よりよく知られている。
【0003】このEGRガスを吸気系に還流する方法と
して、従来、還流するEGRガスを気筒の燃焼室内に導
入させるようにしたものが、例えば、1例を挙げると特
開昭62−131961号公報によって提案されてい
る。この従来例を、図5の(A)(B)に基づいて説明
すると、シリンダヘッド60に開口されている吸気ポー
ト61とこれに連なる吸気通路62とに跨ってそれぞれ
の通路内部に、新気吸入用の通路aとEGRガス吸入用
の通路bとが独立した通路に構成されていて、新気は通
路aを通って吸気弁口から燃焼室63内に吸入され、一
方、EGRガスは、EGR制御バルブ64を経て通路b
の端部より燃焼室63内に導かれるようになっている。
【0004】この場合、上述の従来例では、燃焼室63
内に導入される新気ガス及びEGRガスが、図5の
(B)に示されているように燃焼室壁面63aに沿って
スワールを生成する際、新気は内周側に、EGRガスは
外周側に導入されるようにして、燃焼室63内の中心部
分において新気を利用した充分な燃焼を行って出力の確
保を図ると同時に、燃焼室壁面に沿う外周側ではEGR
ガスに生起するスワールによってノッキングを抑制する
構成としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
例によると、燃焼室壁面近くではEGRガスに生起する
スワールにより異常燃焼が防止されて高負荷時のノッキ
ング抑制には期待する効果が得られるとしも、その反
面、燃焼室中心部分の点火栓近傍では新気のみの燃焼と
なり、EGRガスは供給されないので燃焼温度の降下は
期待し得ず、このためNOx発生に対して支配的である
燃焼初期段階でのNOxの発生を充分に抑制できないと
いう問題点があった。
【0006】本発明は、EGRガスの還流時に、燃焼室
内においてEGRガスの成層燃焼化が実現され、燃焼初
期段階での燃焼温度を降下させてNOxの発生を効果的
に低減できるEGR装置を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【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、各気筒の燃焼室中央部に臨んで燃料噴射
用のインジェクタと点火栓とが配設されている筒内直接
噴射式エンジンを対象とし、このエンジンに対し、上記
点火栓を挾む両側位置のシリンダヘッド内に吸気弁で開
閉する一対の吸気ポートを備え、それぞれの吸気ポート
の通路内に、先端出口が点火栓回りに指向する独立した
EGR挿入通路を各別に形成すると共に、各吸気ポート
内のEGR挿入通路を、独立配管したEGR管路と各別
に連通させて、各気筒の燃焼室内においてその中央部に
臨む点火栓回りに還流されるEGRガスが集中して供給
されるようにし、上記EGR管路に、エンジン運転状態
に応じてEGRガスの還流量を制御するEGR制御弁を
設けてなることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】上記の構成よりなる本発明のEGR装置では、
インジェクタと点火栓とが燃焼室内の中央部に臨んで配
設されているので、燃焼室の中央部分に濃混合気層が形
成される。一方、還流されるEGRガスは、吸気ポート
の通路内に形成したEGR挿入通路の先端出口が点火栓
回りに指向しているので、燃焼室内に導入されるEGR
ガス流は、点火栓が臨む燃焼室中央部の濃混合気層に対
して集中的に供給されるようになる。この結果、燃焼室
内において、中央部分の濃混合気が成層燃焼される際、
点火栓回りに供給されるEGRガスにより燃焼の初期段
階(初期燃焼期間)での燃焼温度が降下し、NOxの排
出量が低減される。
【0009】よって本発明によるEGR装置を、筒内直
接噴射式のエンジンに適用した場合、燃焼室中央部の濃
混合気層をベースとした成層燃焼が行われ、燃焼が安定
しているため、大量のEGRガスの還流が可能となり、
NOx低減の効果がより一層向上される。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明に係るEGR装置を水平対向型4気
筒エンジンに適用した例を示すもので、図1は一部を断
面で示したエンジン全体の概略正面図、図2は同じくエ
ンジン全体の概略平面図、図3は燃焼室のレイアウトを
示す側面図、図4はシリンダヘッド内の通路構成を示す
図である。
【0011】図1,図2において、符号1はシリンダブ
ロックであり、符号2はシリンダブロック1の左右に連
接するシリンダヘッド2で、シリンダブロック1には通
常のエンジンにみられるようにそれぞれ気筒3,4と、
気筒5,6とが設けられている。そしてシリンダブロッ
ク1には、左右に配置された各気筒の吸気ポートにそれ
ぞれ連通するように、中央に配置された吸気集合部7よ
り、一方側には気筒3,4に通じる吸気マニホールド
8,9と、他方側には気筒5,6に対して通じる吸気マ
ニホールド10,11とが並列に配置されてあり、中央
の吸気集合部7にはスロットルバルブ(図示省略)を有
する吸気通路12が連設されている。
【0012】上記各気筒3〜6には、図3に示されてい
るように、それぞれの気筒の燃焼室13を形成するシリ
ンダヘッド2内に燃料噴射用のインジェクタ14と、点
火栓15とが設けられてあり、これらのインジェクタ1
4および点火栓15は、その噴射ノズルおよび火花発生
部が燃焼室13の中央部に臨んでいる。
【0013】また各気筒3〜6には、図4に示されてい
るように、それぞれの単一の気筒に対して、それぞれ一
対の吸気弁16a,16bと、一対の排気弁17a,1
7bとが設けられており、その一対の吸気弁16a,1
6bに対応してシリンダヘッド2内に形成された一対の
吸気ポート18a,18bが、前記吸気マニホールド8
〜11の各先端に形成されている二又の分岐通路に対し
て互いに連通するように各別に接続されている。また排
気弁17a,17bに対応してもシリンダヘッド2内に
はそれぞれ一対の排気ポート19a,19bが設けら
れ、これらの排気ポート19a,19bは下流において
集合されて単一の排気通路20に連通されている。
【0014】本発明においては、上記気筒毎のシリンダ
ヘッド2内に設けられている一対の吸気ポート18a,
18bが、燃焼室13内の中央部に臨む点火栓15を挾
んでその左右位置に形成してあり、それぞれの吸気ポー
ト18a,18bの通路内に対して、先端出口が点火栓
15回りに指向するように各通路の対向内側(点火栓1
5に寄った側)に位置して独立するEGR挿入通路21
a,21bが各別に形成されている。
【0015】これらのEGR挿入通路21a,21b
は、それぞれ各別に、図1,図2に示されているEGR
管路22と接続されてあり、ここにEGR管路22は、
排気系より取り出した排気ガスを吸気系へ還流できるよ
うに、その上流端22aは図示していないが排気通路に
接続され、管路途中にはEGR制御弁23を設け、制御
弁23より下流の管路を中央部から左右に分岐し、左右
の分岐管路22c,22dを各先端部において二又に分
岐し、さらにその先端部を二又に分岐して端部に形成さ
れた枝管22e,22fの先端を、各吸気マニホールド
8〜11の先端に形成されている二又の分岐通路に挿入
して前記EGR挿入通路21a,21bと接続してなる
ものである。
【0016】なお前記EGR制御弁23は、エンジンに
具備している電子制御ユニットにより制御されるもの
で、本実施例では、低中負荷,中速回転までのエンジン
実用負荷領域においてはEGRガスの還流量を制御し、
上記実用負荷領域以外ではEGRガスの還流をカットす
るように制御されている。
【0017】上記のように構成された本実施例では、E
GRガスの還流時に、インジェクタ14と点火栓15と
が燃焼室13内の中央部に臨んで配設されているので、
燃焼室13の中央部分に濃混合気層が形成される。一
方、還流されるEGRガスは、EGR管路22を介して
その先端の枝管22e,22fより、それぞれの気筒の
吸気ポート18a,18b内に形成しているEGR挿入
通路21a,21bを通り、その先端出口より各燃焼室
13の内部にもたらされる。この際、EGR挿入通路2
1a,21bは、燃焼室13の中央部に臨む点火栓15
を挾んで左右に位置する吸気ポート18a,18b内に
形成され、且つ先端出口が各燃焼室13の点火栓15回
りに指向しているので、燃焼室13内に導入されるEG
Rガス流は、その点火栓15が臨む燃焼室中央部の濃混
合気層に対して集中的に供給されるようになる。この結
果、燃焼室13内の中央部分に形成される濃混合気が成
層燃焼される際、中央部分の濃混合気層に対して集中的
に供給されるEGRガスにより燃焼温度が下がり、燃焼
の初期段階(初期燃焼期間)での燃焼温度が降下してN
Oxの排出量が低減される。
【0018】よって本実施例によるEGR装置を、筒内
直接噴射式のエンジンに適用した場合、燃焼室13中央
部の濃混合気層をベースとした成層燃焼が行われ、燃焼
が安定しているため、大量のEGRガスの還流が可能と
なり、NOx低減の効果がより一層向上できる結果が得
られる。
【0019】
【発明の効果】以上本発明によれば、EGRガスの還流
時に、燃焼室内においてEGRガスの成層化が実現で
き、本発明によるEGR装置を筒内直接噴射式のエンジ
ンに適用することで、燃焼室中央部の濃混合気層をベー
スとした成層燃焼が行われ、燃焼が安定しているため、
大量のEGRガスの還流が可能となりNOx低減の効果
が大きく期待できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るEGR装置を水平対向型4気筒エ
ンジンに適用した例を示すエンジン全体の概略正面図、
【図2】図1に示すエンジン全体の概略平面図、
【図3】同上エンジンの燃焼室レイアウトを示す側断面
面図、
【図4】同上エンジンのシリンダヘッド内の通路構成を
示す図、
【図5】従来例の説明図
【符号の説明】
1…シリンダブロック 2…シリンダヘッド 3〜6…気筒 7…吸気集合部 8〜11…吸気マニホールド 13…燃焼室 14…インジェクタ 15…点火栓 16a,16b…吸気弁 17a,17b…排気弁 18a,18b…吸気ポート 19a,19b…排気ポート 20…排気通路 21a,21b…EGR挿入通路 22…EGR管路 22a…EGR管路の上流端 22c,22d…EGR管路の左右の分岐管路 22e,22f…EGR管路の末端の枝管 23…EGR制御弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各気筒の燃焼室中央部に臨んで燃料噴射
    用のインジェクタと点火栓とが配設されている筒内直接
    噴射式エンジンにおいて、 上記点火栓を挾む両側位置のシリンダヘッド内に吸気弁
    で開閉する一対の吸気ポートを備え、それぞれの吸気ポ
    ートの通路内に、先端出口が点火栓回りに指向する独立
    したEGR挿入通路を各別に形成すると共に、各吸気ポ
    ート内のEGR挿入通路を、独立配管したEGR管路と
    各別に連通させて、各気筒の燃焼室内においてその中央
    部に臨む点火栓回りに還流されるEGRガスが集中して
    供給されるようにし、 上記EGR管路に、エンジン運転状態に応じてEGRガ
    スの還流量を制御するEGR制御弁を設けてなることを
    特徴とする筒内直接噴射式エンジンのEGR装置。
  2. 【請求項2】 上記EGR制御弁を、低中負荷,中速回
    転までのエンジン実用負荷領域ではEGRガスの還流量
    を制御し、上記実用負荷領域以外ではEGRガスの還流
    をカットするように制御してなることを特徴とする請求
    項1記載の筒内直接噴射式エンジンのEGR装置。
JP5248299A 1993-10-04 1993-10-04 筒内直接噴射式エンジンのegr装置 Pending JPH07103078A (ja)

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JP5248299A JPH07103078A (ja) 1993-10-04 1993-10-04 筒内直接噴射式エンジンのegr装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644529A1 (de) * 1996-10-26 1998-05-07 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine
US6543410B2 (en) 2000-07-25 2003-04-08 Hitachi, Ltd. Direct injection engine
FR2852059A1 (fr) * 2003-03-06 2004-09-10 Renault Sa Moteur thermique a recirculation de gaz brules
CN1309942C (zh) * 2003-11-07 2007-04-11 株式会社丰田自动织机 压燃式内燃机

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FR2852059A1 (fr) * 2003-03-06 2004-09-10 Renault Sa Moteur thermique a recirculation de gaz brules
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