JPH09144547A - Suction and exhaust device for engine - Google Patents
Suction and exhaust device for engineInfo
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- JPH09144547A JPH09144547A JP7325046A JP32504695A JPH09144547A JP H09144547 A JPH09144547 A JP H09144547A JP 7325046 A JP7325046 A JP 7325046A JP 32504695 A JP32504695 A JP 32504695A JP H09144547 A JPH09144547 A JP H09144547A
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- exhaust
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- 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
- F02B2275/10—Diamond configuration of valves in cylinder heads
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- 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
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの吸排気装
置に係り、とくに吸気行程で排気バルブを部分的に開い
て排気ガスの一部を吸気に混合するようにした内部EG
R(排気ガス再循環 Exhaust Gas Rec
irculation)を行なうようにしたエンジンの
吸排気装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake / exhaust system for an engine, and more particularly to an internal EG in which an exhaust valve is partially opened in an intake stroke so that a part of exhaust gas is mixed with intake air.
R (Exhaust gas recirculation Exhaust Gas Rec
The present invention relates to an intake / exhaust device for an engine, which is adapted to perform iculation.
【0002】[0002]
【従来の技術】排気ガス対策、とくに窒素酸化物の生成
を抑えるためにEGRをを行なうことが試みられてい
る。EGRは排気ガスの一部を吸気側に戻すようにする
ものであって、これによって吸気の比熱容量を高めると
ともに、吸気中の酸素濃度を低くし、燃焼を抑制するよ
うにしたものである。2. Description of the Related Art EGR has been attempted as a countermeasure for exhaust gas, particularly for suppressing the production of nitrogen oxides. The EGR is intended to return a part of the exhaust gas to the intake side, thereby increasing the specific heat capacity of the intake air, lowering the oxygen concentration in the intake air, and suppressing combustion.
【0003】EGRを行なうと、燃焼が抑制され、シリ
ンダ内の温度上昇が抑えられて排気ガス中の窒素酸化物
の量が低減される。When EGR is performed, combustion is suppressed, the temperature rise in the cylinder is suppressed, and the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.
【0004】上述のようなEGRは、排気ガスの一部を
外部から吸気側に戻すようにしたものであるが、吸気行
程で排気バルブを部分的に開くことによって排気ガスの
一部を吸気に戻すようにした内部EGRも試みられてい
る。内部EGRは排気バルブの形状を工夫することによ
って達成され、排気ガスを外部から吸気側に戻すための
特別な管路を必要としないばかりか、エンジンの吸気系
が排気ガスによって汚損されたり腐食されたりすること
を防止できる。The above-mentioned EGR is designed to return a part of the exhaust gas from the outside to the intake side. However, by partially opening the exhaust valve in the intake stroke, a part of the exhaust gas is converted into the intake air. Internal EGR that has been set back is also being attempted. The internal EGR is achieved by devising the shape of the exhaust valve, which does not require a special conduit for returning exhaust gas from the outside to the intake side, and the intake system of the engine is polluted or corroded by the exhaust gas. Can be prevented.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図7は従来のこのよう
な内部EGRを4バルブエンジンに利用したものであっ
て、シリンダヘッド1に形成されている一対のヘリカル
な吸気ポート2によって吸気のスワールを形成するとと
もに、このときに排気マニホールド3から排気ガスの一
部をシリンダ側に戻すようにしている。FIG. 7 shows a conventional four-valve engine using such internal EGR, and a pair of helical intake ports 2 formed in a cylinder head 1 swirl the intake air. At the same time, part of the exhaust gas is returned from the exhaust manifold 3 to the cylinder side.
【0006】ところが従来の排気ポート3はシリンダヘ
ッド1内において一対のポートが単に集合した形状にな
っているだけであった。従ってこのような形状によれ
ば、吸気行程中にシリンダ内に吹返される排気ガスは方
向性をもたず、吸気のスワールを阻害して吸気のスワー
ルを弱めることになり、これによって燃料噴霧と吸気と
の良好な混合を阻害することになっていた。従ってこの
ような従来の内部EGRよれば、燃焼が悪化するととも
に、排気ガス中に煙を発生する問題があった。However, the conventional exhaust port 3 has a shape in which a pair of ports are simply assembled in the cylinder head 1. Therefore, according to such a shape, the exhaust gas blown back into the cylinder during the intake stroke does not have directionality and hinders the swirl of intake air to weaken the swirl of intake air. It was supposed to prevent good mixing with the intake air. Therefore, according to such a conventional internal EGR, there is a problem that combustion is deteriorated and smoke is generated in the exhaust gas.
【0007】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、内部EGRを行なっても、吸気のスワ
ールを減殺することがなく、これによって燃焼を悪化さ
せるのを防止するようにしたエンジンの吸排気装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and even if the internal EGR is performed, the swirl of the intake air is not reduced, so that the combustion is prevented from being deteriorated. It is an object of the present invention to provide an intake / exhaust device for an engine.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気行程で排
気バルブを部分的に開いて排気ガスの一部を吸気に混合
するようにしたエンジンの吸排気装置において、ヘリカ
ルな形状の吸気ポートによってシリンダ内に吸気のスワ
ールを形成するとともに、排気ガスを吸気に混合する際
に前記吸気のスワールと同一方向の排気のスワールを生
ずるような形状の排気ポートを設けるようにしたことを
特徴とするエンジンの吸排気装置に関するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an intake / exhaust device for an engine, in which an exhaust valve is partially opened in an intake stroke to mix a part of exhaust gas with intake air. In addition to forming an intake air swirl in the cylinder, an exhaust port having a shape that causes an exhaust gas swirl in the same direction as the intake air swirl when the exhaust gas is mixed with the intake air is provided. The present invention relates to an intake / exhaust device for an engine.
【0009】従って吸気行程で排気バルブを部分的に開
いて排気ガスの一部を吸気側に混合する内部EGRを行
なう場合に、吸気のスワールと同一方向の排気のスワー
ルがシリンダ内に形成され、これによって吸気のスワー
ルを減殺することがなくなるばかりか、吸気のスワール
を増大させるようになり、吸気と燃料との混合を促進
し、燃焼を改善することになる。従って窒素酸化物の発
生を抑制しながらしかも燃焼の改善が行なわれ、排気ガ
ス中の煙の悪化が防止される。Therefore, when performing the internal EGR in which the exhaust valve is partially opened in the intake stroke to mix a part of the exhaust gas to the intake side, an exhaust swirl in the same direction as the intake swirl is formed in the cylinder, This not only reduces the intake air swirl, but also increases the intake air swirl, which promotes mixing of the intake air and fuel and improves combustion. Therefore, the combustion is improved while suppressing the generation of nitrogen oxides, and the deterioration of smoke in the exhaust gas is prevented.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態に係
る吸排気装置を備えるエンジンを示すものであって、エ
ンジンはシリンダブロック10を備えている。シリンダ
ブロック10には上下に貫通する貫通孔から成るシリン
ダ11が設けられている。シリンダ11にはピストン1
2が摺動可能に保持されている。ピストン12は上部に
凹部から成る燃焼室13を備えるとともに、ピストンピ
ン14によってコンロッド15に連結されるようになっ
ている。なおコンロッド15の下端側はクランクシャフ
トのクランクピンに連結されている。1 shows an engine equipped with an intake / exhaust device according to an embodiment of the present invention. The engine includes a cylinder block 10. The cylinder block 10 is provided with a cylinder 11 formed of a through hole that penetrates vertically. Piston 1 in cylinder 11
2 is slidably held. The piston 12 is provided with a combustion chamber 13 having a concave portion on the upper portion thereof, and is connected to a connecting rod 15 by a piston pin 14. The lower end side of the connecting rod 15 is connected to the crank pin of the crank shaft.
【0011】シリンダ11の上部はシリンダヘッド20
によって閉塞されている。シリンダヘッド20には吸気
ポート21と排気ポート22とがそれぞれ形成されてい
る。これらのポート21、22はそれぞれ吸気バルブ2
3および排気バルブ24によって開閉が行なわれるよう
になっている。また吸気ポート21および排気ポート2
2と連通するように、シリンダヘッド20の両側面には
吸気マニホールド25と排気マニホールド26とが取付
けられている。The upper part of the cylinder 11 is a cylinder head 20.
Is blocked by An intake port 21 and an exhaust port 22 are formed in the cylinder head 20, respectively. These ports 21 and 22 are the intake valves 2 respectively.
3 and the exhaust valve 24 are adapted to open and close. Intake port 21 and exhaust port 2
An intake manifold 25 and an exhaust manifold 26 are attached to both side surfaces of the cylinder head 20 so as to communicate with the cylinder 2.
【0012】図2はシリンダヘッド20に設けられてい
る吸気ポート21と排気ポート22とをそれぞれ横断面
によって示している。ここで吸気ポート21および排気
ポート22は何れも一対ずつ設けられるとともに、これ
らのポート21、22がともに吸気のスワールと排気の
スワールとを生ずるようにヘリカルな形状に構成されて
いる。しかも吸気のスワールと排気のスワールとが同一
方向のスワールとなるように吸気ポート21および排気
ポート22の形状が設定されている。FIG. 2 shows the intake port 21 and the exhaust port 22 provided in the cylinder head 20 in cross section. Here, each of the intake port 21 and the exhaust port 22 is provided as a pair, and the ports 21 and 22 are both formed in a helical shape so as to generate an intake swirl and an exhaust swirl. Moreover, the shapes of the intake port 21 and the exhaust port 22 are set so that the intake swirl and the exhaust swirl are in the same direction.
【0013】図3はとくに排気バルブ24を開閉するた
めの排気バルブ開閉用カム30を示している。このカム
30は燃焼ガスを排出するための第1のカム31ととも
に、吸気行程で内部EGRを行なうための第2のカム3
2を備えている。このようなカム30によって、排気バ
ルブ23は図4に示すような開閉動作を行なうようにな
っている。すなわち排気バルブ23は排気行程において
開かれるとともに、吸気行程においても部分的に開放さ
れるようになっており、吸気行程における部分的な開放
によって内部EGRが行なわれるようにしている。FIG. 3 particularly shows an exhaust valve opening / closing cam 30 for opening / closing the exhaust valve 24. This cam 30 is provided with a first cam 31 for discharging combustion gas and a second cam 3 for performing internal EGR in the intake stroke.
2 is provided. With such a cam 30, the exhaust valve 23 can be opened and closed as shown in FIG. That is, the exhaust valve 23 is opened in the exhaust stroke and is also partially opened in the intake stroke, so that the internal EGR is performed by the partial opening in the intake stroke.
【0014】従って図3に示すような排気バルブ開閉用
カム30の第2のカム32によって図4に示すような内
部EGRを行なうと、図2に示すように、吸気のスワー
ルと同一方向の排気のスワールを、他のシリンダの排気
ガスの吹返しによってこのシリンダ内に生ずるようにな
る。すなわち排気のスワールが吸気のスワールを減殺す
ることがなく、むしろ吸気のスワールの強度を増大する
方向に排気ガスが流動する。従って内部EGRが行なわ
れた場合における吸気と燃料噴霧との混合がより促進さ
れることになり、これによって燃焼が改善される。従っ
て燃費が改善されるとともに、排気ガス中の煙の悪化が
防止される。しかも内部EGRを行なうことによってシ
リンダ内の吸気の熱容量が増大するとともに、酸素濃度
が相対的に低下するために、燃焼温度が抑えられ、これ
によって窒素酸化物の低減が図られることになる。すな
わちこのような内部EGRを行なうことによって、窒素
酸化物の発生を抑制しながらしかも燃費や煙の悪化を防
止することが可能になる。Therefore, when the internal EGR as shown in FIG. 4 is performed by the second cam 32 of the exhaust valve opening / closing cam 30 as shown in FIG. 3, as shown in FIG. 2, exhaust gas in the same direction as the intake swirl is exhausted. Swirl is generated in this cylinder by blowing back exhaust gas from the other cylinder. That is, the exhaust swirl does not reduce the intake swirl, but rather the exhaust gas flows in a direction of increasing the strength of the intake swirl. Therefore, the mixing of intake air and fuel spray in the case of internal EGR is promoted more, which improves combustion. Therefore, the fuel efficiency is improved and the deterioration of smoke in the exhaust gas is prevented. Moreover, by performing the internal EGR, the heat capacity of the intake air in the cylinder is increased and the oxygen concentration is relatively decreased, so that the combustion temperature is suppressed, and thereby the nitrogen oxides are reduced. That is, by performing such internal EGR, it is possible to suppress the generation of nitrogen oxides and prevent deterioration of fuel consumption and smoke.
【0015】なお上記の実施の形態は4バルブエンジン
の吸排気装置に関するものであるが、図5に示すように
3バルブエンジンにも適用可能である。すなわち一対の
ヘリカルな吸気ポート21と単一のヘリカルな排気ポー
ト22から成るエンジンの吸排気装置においても、排気
ポート22の形状を、内部EGRを行なう際に排気のス
ワールが吸気のスワールと同一方向の流動を生ずるよう
な形状とすればよい。Although the above embodiment relates to the intake / exhaust device for a four-valve engine, it can be applied to a three-valve engine as shown in FIG. That is, even in an engine intake / exhaust device including a pair of helical intake ports 21 and a single helical exhaust port 22, the exhaust port 22 has a shape in which the exhaust swirl is in the same direction as the intake swirl when performing internal EGR. The shape may be such that the flow of
【0016】さらにはまた図6に示すように、単一の吸
気ポート21と単一の排気ポート22とを有する2バル
ブエンジンにも適用可能である。この場合においても、
吸気ポート21と排気ポート22とをともにヘリカルな
形状とするとともに、このような形状によって生ずる吸
気のスワールと排気のスワールとが同一方向の流動を生
ずるようにすることによって、内部EGRを行なったと
きにおける吸気と燃料噴霧との混合をより促進し、これ
によって燃費を改善し、煙の悪化を防止するとともに、
窒素酸化物の低減を図ることが可能になる。Furthermore, as shown in FIG. 6, it is also applicable to a two-valve engine having a single intake port 21 and a single exhaust port 22. Even in this case,
When the internal EGR is performed by making both the intake port 21 and the exhaust port 22 into a helical shape and causing the intake swirl and the exhaust swirl generated in such a shape to flow in the same direction. In addition to promoting the mixing of intake air and fuel spray in, thereby improving fuel efficiency and preventing smoke deterioration,
It becomes possible to reduce nitrogen oxides.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上のように本発明は、ヘリカルな形状
の吸気ポートによってシリンダ内に吸気のスワールを形
成するとともに、排気ガスを吸気に混合する際に吸気の
スワールと同一方向の排気のスワールを生ずるような形
状の排気ポートを設けるようにしたものである。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention forms an intake swirl in a cylinder by means of a helical intake port, and, when mixing exhaust gas with intake air, an exhaust swirl in the same direction as the intake swirl. An exhaust port having a shape that causes the above is provided.
【0018】従って本発明によれば、吸気行程で排気バ
ルブを部分的に開いて排気ガスの一部を吸気に混合する
内部EGRを行なった場合に、排気のスワールが吸気の
スワールの効果を阻害することなく、むしろ吸気と燃料
噴霧との混合を促進し、燃費を改善するとともに煙の悪
化を防止することになる。従って窒素酸化物の生成を抑
制しながらしかも燃焼の改善を図ることが可能なエンジ
ンの吸排気装置を提供することが可能になる。Therefore, according to the present invention, when the internal EGR is performed in which the exhaust valve is partially opened in the intake stroke to mix a part of the exhaust gas with the intake air, the swirl of the exhaust gas hinders the effect of the swirl of the intake air. Rather, it promotes mixing of intake air and fuel spray to improve fuel efficiency and prevent smoke from worsening. Therefore, it becomes possible to provide an intake / exhaust device for an engine capable of improving combustion while suppressing generation of nitrogen oxides.
【図1】エンジンの要部の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a main part of an engine.
【図2】シリンダヘッドの横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder head.
【図3】排気バルブ開閉用カムの正面図である。FIG. 3 is a front view of an exhaust valve opening / closing cam.
【図4】排気バルブの開閉を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing opening / closing of an exhaust valve.
【図5】別の実施の形態のシリンダヘッドの横断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view of a cylinder head of another embodiment.
【図6】さらに別の実施の形態のシリンダヘッドの横断
面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a cylinder head of yet another embodiment.
【図7】従来のエンジンのシリンダヘッドの横断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view of a cylinder head of a conventional engine.
10 シリンダブロック 11 シリンダ(貫通孔) 12 ピストン 13 燃焼室(凹部) 14 ピストンピン 15 コンロッド 20 シリンダヘッド 21 吸気ポート 22 排気ポート 23 吸気バルブ 24 排気バルブ 25 吸気マニホールド 26 排気マニホールド 30 排気バルブ開閉用カム 31 第1のカム 32 第2のカム 10 Cylinder Block 11 Cylinder (Through Hole) 12 Piston 13 Combustion Chamber (Recess) 14 Piston Pin 15 Connecting Rod 20 Cylinder Head 21 Intake Port 22 Exhaust Port 23 Intake Valve 24 Exhaust Valve 25 Intake Manifold 26 Exhaust Manifold 30 Exhaust Valve Open / Close Cam 31 First cam 32 Second cam
Claims (1)
気ガスの一部を吸気に混合するようにしたエンジンの吸
排気装置において、 ヘリカルな形状の吸気ポートによってシリンダ内に吸気
のスワールを形成するとともに、 排気ガスを吸気に混合する際に前記吸気のスワールと同
一方向の排気のスワールを生ずるような形状の排気ポー
トを設けるようにしたことを特徴とするエンジンの吸排
気装置。1. An intake / exhaust device for an engine, wherein an exhaust valve is partially opened during an intake stroke to mix a part of exhaust gas with intake air, and a swirl of intake air is introduced into a cylinder by a helical intake port. An intake / exhaust device for an engine, which is formed and is provided with an exhaust port shaped so as to generate an exhaust swirl in the same direction as the intake swirl when the exhaust gas is mixed with the intake air.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7325046A JPH09144547A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Suction and exhaust device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7325046A JPH09144547A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Suction and exhaust device for engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09144547A true JPH09144547A (en) | 1997-06-03 |
Family
ID=18172555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7325046A Pending JPH09144547A (en) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | Suction and exhaust device for engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09144547A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010090827A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Honda Motor Co Ltd | Cylinder head for engine equipped with internal egr mechanism |
JP2012012939A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Mazda Motor Corp | Cylinder head structure of engine |
KR101299688B1 (en) * | 2011-05-06 | 2013-08-26 | 한국기계연구원 | Temperature Stratification Method for Anti-knocking in a Direct Injection Gasoline Engine |
JP2017180127A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | Internal combustion engine |
-
1995
- 1995-11-20 JP JP7325046A patent/JPH09144547A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2012012939A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Mazda Motor Corp | Cylinder head structure of engine |
KR101299688B1 (en) * | 2011-05-06 | 2013-08-26 | 한국기계연구원 | Temperature Stratification Method for Anti-knocking in a Direct Injection Gasoline Engine |
JP2017180127A (en) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | Internal combustion engine |
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