JPH11107862A - 内燃機関の排気再循環装置 - Google Patents
内燃機関の排気再循環装置Info
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- JPH11107862A JPH11107862A JP9290348A JP29034897A JPH11107862A JP H11107862 A JPH11107862 A JP H11107862A JP 9290348 A JP9290348 A JP 9290348A JP 29034897 A JP29034897 A JP 29034897A JP H11107862 A JPH11107862 A JP H11107862A
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ターボ過給機付き機関のように吸気圧力
が排気側の圧力よりも高くなる期間が長い機関において
も、ＮＯｘを低減させるに充分なＥＧＲがなされるとと
もに、ＥＧＲガスを燃焼室内の高温部に供給可能として
ＥＧＲ量の過多による機関部材の損傷の発生を防止す
る。 【解決手段】 排気ガスを燃焼室あるいは吸気系に還流
させる内燃機関の排気再循環装置において、燃料油圧に
よりシート部が開放され燃料を燃料噴孔から燃焼室内に
噴射せしめる内側弁と、該内側弁の外周に相対摺動可能
に嵌合され、シート部の開放によりガス通路と前記燃焼
室とを連通して、該燃焼室内のガスを該ガス通路に導入
し、あるいは、前記ガス通路内のガスを燃焼室に噴出さ
せる外側弁と、該外側弁の一端が臨み、該外側弁を開閉
する作動油が導入される油室とを備えた二流体噴射弁を
前記機関の燃焼室に臨んで取付け、前記二流体噴射弁の
ガス通路を所定容積を有するボリューム部に接続する。
が排気側の圧力よりも高くなる期間が長い機関において
も、ＮＯｘを低減させるに充分なＥＧＲがなされるとと
もに、ＥＧＲガスを燃焼室内の高温部に供給可能として
ＥＧＲ量の過多による機関部材の損傷の発生を防止す
る。 【解決手段】 排気ガスを燃焼室あるいは吸気系に還流
させる内燃機関の排気再循環装置において、燃料油圧に
よりシート部が開放され燃料を燃料噴孔から燃焼室内に
噴射せしめる内側弁と、該内側弁の外周に相対摺動可能
に嵌合され、シート部の開放によりガス通路と前記燃焼
室とを連通して、該燃焼室内のガスを該ガス通路に導入
し、あるいは、前記ガス通路内のガスを燃焼室に噴出さ
せる外側弁と、該外側弁の一端が臨み、該外側弁を開閉
する作動油が導入される油室とを備えた二流体噴射弁を
前記機関の燃焼室に臨んで取付け、前記二流体噴射弁の
ガス通路を所定容積を有するボリューム部に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関において
排気ガスの一部を燃焼室内に帰還させるようにする排気
再循環装置に関する。
排気ガスの一部を燃焼室内に帰還させるようにする排気
再循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は典型的な排気再循環装置（以下Ｅ
ＧＲ装置という）を備えた内燃機関の系統図である。図
において、１はピストン、９はシリンダ、４０は該ピス
トン１の上面とシリンダ９の内面とにより形成される燃
焼室、３は吸気弁、６は排気弁、２は吸気管、８は排気
管、２０は前記燃焼室４０内に燃料を噴射する燃料噴射
弁である。７は前記排気管８から分岐されて吸気管２に
接続されるＥＧＲ通路（排気ガス再循環通路）、４は該
ＥＧＲ通路７を開閉するＥＧＲ弁、５は該ＥＧＲ弁４を
開閉制御するＥＧＲ弁コントローラである。
ＧＲ装置という）を備えた内燃機関の系統図である。図
において、１はピストン、９はシリンダ、４０は該ピス
トン１の上面とシリンダ９の内面とにより形成される燃
焼室、３は吸気弁、６は排気弁、２は吸気管、８は排気
管、２０は前記燃焼室４０内に燃料を噴射する燃料噴射
弁である。７は前記排気管８から分岐されて吸気管２に
接続されるＥＧＲ通路（排気ガス再循環通路）、４は該
ＥＧＲ通路７を開閉するＥＧＲ弁、５は該ＥＧＲ弁４を
開閉制御するＥＧＲ弁コントローラである。
【０００３】かかるＥＧＲ装置を備えた内燃機関運転時
において、燃焼室４０内での燃焼が終了し、ピストン１
が上昇する時期の初期に排気弁６が開き、排気管８内に
排気ガスが流入する。エンジンコントローラ（不図示）
よりＥＧＲ弁コントローラ５にＥＧＲ弁開の制御信号が
入力されるとＥＧＲ弁４が開く。かかるＥＧＲ弁４の開
放により、排気管８と吸気管２とがＥＧＲ通路７によっ
て連通され、排気管８内の排気ガスの圧力が吸気管２内
の空気（吸気）の圧力よりも高い場合には、排気管８内
の排気ガスの一部がＥＧＲ通路７を通って吸気管２に流
入する。吸気管２内には過給器（不図示）から送給され
た空気が存在しているので、吸気管２内でこの空気が排
気ガス即ちＥＧＲガスと混合する。そして、ピストン１
が上死点近くまで上昇すると、排気弁６が閉じ、次いで
吸気弁３が開く。
において、燃焼室４０内での燃焼が終了し、ピストン１
が上昇する時期の初期に排気弁６が開き、排気管８内に
排気ガスが流入する。エンジンコントローラ（不図示）
よりＥＧＲ弁コントローラ５にＥＧＲ弁開の制御信号が
入力されるとＥＧＲ弁４が開く。かかるＥＧＲ弁４の開
放により、排気管８と吸気管２とがＥＧＲ通路７によっ
て連通され、排気管８内の排気ガスの圧力が吸気管２内
の空気（吸気）の圧力よりも高い場合には、排気管８内
の排気ガスの一部がＥＧＲ通路７を通って吸気管２に流
入する。吸気管２内には過給器（不図示）から送給され
た空気が存在しているので、吸気管２内でこの空気が排
気ガス即ちＥＧＲガスと混合する。そして、ピストン１
が上死点近くまで上昇すると、排気弁６が閉じ、次いで
吸気弁３が開く。
【０００４】吸気弁３の開弁により、吸気管２内の空気
と排気ガス（ＥＧＲガス）との混合ガスが燃焼室４０内
に流入する。これにより燃焼室４０内のガスは空気と排
気ガス（ＥＧＲガス）とが混合した酸素濃度の低いガス
となり、かかる低酸素濃度のガスの燃焼により燃焼温度
が低下し、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が抑制され
る。
と排気ガス（ＥＧＲガス）との混合ガスが燃焼室４０内
に流入する。これにより燃焼室４０内のガスは空気と排
気ガス（ＥＧＲガス）とが混合した酸素濃度の低いガス
となり、かかる低酸素濃度のガスの燃焼により燃焼温度
が低下し、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が抑制され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな従来技術に係る内燃機関のＥＧＲ装置には次のよう
な課題がある。
うな従来技術に係る内燃機関のＥＧＲ装置には次のよう
な課題がある。
【０００６】（１）排気管８内の排気ガスをＥＧＲ通路
７を介して吸気管２内に還流するためには、排気管８内
の圧力が吸気管２内の吸気圧力よりも高く保持されるこ
とを要する。しかしながら、通常のディーゼル機関ある
いはガソリン機関の一部においては排気ターボ過給器に
よって過給しているため、吸気管２内の吸気圧力が排気
管８内の圧力よりも高くなってＥＧＲがなされない時期
が多くなり、充分なＥＧＲがなされず、ＮＯｘ発生量の
低減ができない。
７を介して吸気管２内に還流するためには、排気管８内
の圧力が吸気管２内の吸気圧力よりも高く保持されるこ
とを要する。しかしながら、通常のディーゼル機関ある
いはガソリン機関の一部においては排気ターボ過給器に
よって過給しているため、吸気管２内の吸気圧力が排気
管８内の圧力よりも高くなってＥＧＲがなされない時期
が多くなり、充分なＥＧＲがなされず、ＮＯｘ発生量の
低減ができない。
【０００７】（２）燃焼室４０内における燃焼時におい
て、ＮＯｘが生成される領域は火炎の周りの高温の領域
である。然るに前記従来技術では、吸気管２内で予め吸
気（空気）と排気ガス（ＥＧＲガス）とを均一に混合さ
せるため、燃焼室４０内の酸素濃度は均一に低減され、
このため実際の燃焼に必要な量を超える排気ガスを再循
環させることを要する。これによって、再循環された排
気ガス中の微粒子によって燃焼ガスや排気ガスに触れる
機関部品の損傷を招く恐れがある。
て、ＮＯｘが生成される領域は火炎の周りの高温の領域
である。然るに前記従来技術では、吸気管２内で予め吸
気（空気）と排気ガス（ＥＧＲガス）とを均一に混合さ
せるため、燃焼室４０内の酸素濃度は均一に低減され、
このため実際の燃焼に必要な量を超える排気ガスを再循
環させることを要する。これによって、再循環された排
気ガス中の微粒子によって燃焼ガスや排気ガスに触れる
機関部品の損傷を招く恐れがある。
【０００８】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、排
気ターボ過給機付き機関のように吸気圧力が排気側の圧
力よりも高くなる期間が長い機関においても、ＮＯｘを
低減させるに充分なＥＧＲがなされるとともに、ＥＧＲ
ガスを燃焼室内の高温部に供給可能としてＥＧＲ量の過
多による機関部材の損傷の発生を防止することを目的と
する。
気ターボ過給機付き機関のように吸気圧力が排気側の圧
力よりも高くなる期間が長い機関においても、ＮＯｘを
低減させるに充分なＥＧＲがなされるとともに、ＥＧＲ
ガスを燃焼室内の高温部に供給可能としてＥＧＲ量の過
多による機関部材の損傷の発生を防止することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、内燃機関において排気ガスの一部を燃焼室
内に帰還させるようにする排気再循環装置であって、燃
料油圧によりシート部が開放され燃料を燃料噴孔から燃
焼室内に噴射せしめる内側弁と、該内側弁の外周に相対
摺動可能に嵌合され、シート部の開放によりガス通路と
前記燃焼室とを連通して該燃焼室内のガスを該ガス通路
に導入し、あるいは前記ガス通路内のガスを燃焼室に噴
出させる外側弁と、該外側弁の一端が臨み、該外側弁を
開閉する作動油が導入される油室とを備えた二流体噴射
弁を前記機関の燃焼室に臨んで取付け、前記二流体噴射
弁のガス通路を所定容積を有するボリューム部に接続し
たことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置を提案す
る。
決するため、内燃機関において排気ガスの一部を燃焼室
内に帰還させるようにする排気再循環装置であって、燃
料油圧によりシート部が開放され燃料を燃料噴孔から燃
焼室内に噴射せしめる内側弁と、該内側弁の外周に相対
摺動可能に嵌合され、シート部の開放によりガス通路と
前記燃焼室とを連通して該燃焼室内のガスを該ガス通路
に導入し、あるいは前記ガス通路内のガスを燃焼室に噴
出させる外側弁と、該外側弁の一端が臨み、該外側弁を
開閉する作動油が導入される油室とを備えた二流体噴射
弁を前記機関の燃焼室に臨んで取付け、前記二流体噴射
弁のガス通路を所定容積を有するボリューム部に接続し
たことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置を提案す
る。
【００１０】かかる発明によれば、予め設定された排気
行程の中の抽出時期に作動油制御装置によって油室内に
圧油を供給して外側弁を開くと、燃焼室内の排気ガスが
外側弁を経てボリューム部に導入される。次いで吸気行
程において燃焼室内に燃焼用空気（吸気）が導入され
る。吸気弁が閉弁し、ピストンが圧縮行程に入った後の
設定された排気ガス噴射時期に前記作動油制御装置によ
って外側弁を開弁させると、ボリューム部に貯められて
いた排気ガスが燃焼室内に噴射される。
行程の中の抽出時期に作動油制御装置によって油室内に
圧油を供給して外側弁を開くと、燃焼室内の排気ガスが
外側弁を経てボリューム部に導入される。次いで吸気行
程において燃焼室内に燃焼用空気（吸気）が導入され
る。吸気弁が閉弁し、ピストンが圧縮行程に入った後の
設定された排気ガス噴射時期に前記作動油制御装置によ
って外側弁を開弁させると、ボリューム部に貯められて
いた排気ガスが燃焼室内に噴射される。
【００１１】次いで設定された燃料噴射時期に内側弁を
開くと内側弁から燃料が噴射され着火して火炎を形成す
る。この火炎と前記外側弁から噴射された排気ガスと
は、燃焼室内において比較的近い位置にあるため、双方
が直接接触することにより、最も高温の火炎近傍の温度
が低下せしめられ、これによってＮＯｘの発生量が抑制
される。
開くと内側弁から燃料が噴射され着火して火炎を形成す
る。この火炎と前記外側弁から噴射された排気ガスと
は、燃焼室内において比較的近い位置にあるため、双方
が直接接触することにより、最も高温の火炎近傍の温度
が低下せしめられ、これによってＮＯｘの発生量が抑制
される。
【００１２】従って、燃焼室内の燃焼火炎が生成される
燃焼室内の最高温度部に排気ガスを集中的に噴射するこ
とにより、該高温部の燃焼温度を局所的に低下させるこ
とができ、従来技術のような吸気系に排気ガスを還流す
るものに較べて少ない排気ガス量で以って燃焼温度を下
げＮＯｘの発生を抑制することができる。これによって
排気ガスによる燃焼室周りや吸気系の構成部材の損傷の
発生を防止することができる。
燃焼室内の最高温度部に排気ガスを集中的に噴射するこ
とにより、該高温部の燃焼温度を局所的に低下させるこ
とができ、従来技術のような吸気系に排気ガスを還流す
るものに較べて少ない排気ガス量で以って燃焼温度を下
げＮＯｘの発生を抑制することができる。これによって
排気ガスによる燃焼室周りや吸気系の構成部材の損傷の
発生を防止することができる。
【００１３】また外側弁からボリューム部への排気ガス
の抽出期間における燃焼室内圧力を該外側弁による排気
ガス噴射期間の圧力よりも高く設定することが容易にで
き、これによって排気ターボ過給機関のように吸気圧力
が高くなる機関においても排気ガスの再循環が容易にで
き、ＮＯｘの低減が支障なく実現できる。
の抽出期間における燃焼室内圧力を該外側弁による排気
ガス噴射期間の圧力よりも高く設定することが容易にで
き、これによって排気ターボ過給機関のように吸気圧力
が高くなる機関においても排気ガスの再循環が容易にで
き、ＮＯｘの低減が支障なく実現できる。
【００１４】さらに、好ましくは前記発明において、前
記ボリューム部には、該ボリューム部内に導入されるガ
スを加圧する加圧手段が設けられてなる。
記ボリューム部には、該ボリューム部内に導入されるガ
スを加圧する加圧手段が設けられてなる。
【００１５】かかる発明においては、加圧手段によって
設定された圧力に加圧されたボリューム部内の排気ガス
を外側弁から所定のタイミングで燃焼室内の火炎生成部
に噴射するので、外側弁による排気ガスの抽出時期と、
排気ガスの噴射時期との設定がより自由にできる。これ
により、排気ガスと燃焼火炎との最適な位置関係が実現
し易くなり、より効果的にＮＯｘの低減ができる。
設定された圧力に加圧されたボリューム部内の排気ガス
を外側弁から所定のタイミングで燃焼室内の火炎生成部
に噴射するので、外側弁による排気ガスの抽出時期と、
排気ガスの噴射時期との設定がより自由にできる。これ
により、排気ガスと燃焼火炎との最適な位置関係が実現
し易くなり、より効果的にＮＯｘの低減ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【００１７】図１は本発明の第１実施形態に係る内燃機
関の排気再循環装置の要部を示す一部断面図、図２は二
流体制御弁の作動線図、図３は作用説明図である。図１
において、１はピストン、９はシリンダ、４１はシリン
ダヘッド、４０は該ピストン１の上面とシリンダ９の内
面と、シリンダヘッド４１の下面とにより区画形成され
た燃焼室、３は吸気弁、２は吸気管、６は排気弁、８は
排気管である。
関の排気再循環装置の要部を示す一部断面図、図２は二
流体制御弁の作動線図、図３は作用説明図である。図１
において、１はピストン、９はシリンダ、４１はシリン
ダヘッド、４０は該ピストン１の上面とシリンダ９の内
面と、シリンダヘッド４１の下面とにより区画形成され
た燃焼室、３は吸気弁、２は吸気管、６は排気弁、８は
排気管である。
【００１８】１００は噴射弁であり、前記シリンダヘッ
ド４１の燃焼室４０中心近傍に取りつけられ、先端部が
前記燃焼室４０に臨んでいる。前記噴射弁１００は本件
出願人の出願に係る特願平８−２７４１１７号における
二流体噴射弁と同様に内側弁と外側弁とを組合せて夫々
の弁から異なる流体を噴射するように構成されたもので
ある。
ド４１の燃焼室４０中心近傍に取りつけられ、先端部が
前記燃焼室４０に臨んでいる。前記噴射弁１００は本件
出願人の出願に係る特願平８−２７４１１７号における
二流体噴射弁と同様に内側弁と外側弁とを組合せて夫々
の弁から異なる流体を噴射するように構成されたもので
ある。
【００１９】１１は噴射弁本体、２９は該噴射弁本体１
１の中心部に往復摺動可能に嵌合された外側弁、２４は
該外側弁２９の嵌合穴２９ａ内に往復摺動可能に嵌合さ
れた内側弁、２５は外側弁バネ、２５ａは該外側弁バネ
２５用のバネ受、２６は前記噴射弁本体１１内に該外側
弁２９の上端面２９ｂが臨んで形成された油室である。
前記外側弁２９の下端部にはコーン状の外側弁シート部
１２が設けられ、該シート部１２は、前記外側弁バネ２
５の弾力により噴射弁本体１１の弁座部に押し付けられ
て開弁し、前記油室２６内に作動油が導入され、作動油
圧力が外側弁バネ２５の弾力に打ち勝つとシート部１２
が弁座部から離れて開弁するようになっている。
１の中心部に往復摺動可能に嵌合された外側弁、２４は
該外側弁２９の嵌合穴２９ａ内に往復摺動可能に嵌合さ
れた内側弁、２５は外側弁バネ、２５ａは該外側弁バネ
２５用のバネ受、２６は前記噴射弁本体１１内に該外側
弁２９の上端面２９ｂが臨んで形成された油室である。
前記外側弁２９の下端部にはコーン状の外側弁シート部
１２が設けられ、該シート部１２は、前記外側弁バネ２
５の弾力により噴射弁本体１１の弁座部に押し付けられ
て開弁し、前記油室２６内に作動油が導入され、作動油
圧力が外側弁バネ２５の弾力に打ち勝つとシート部１２
が弁座部から離れて開弁するようになっている。
【００２０】１３は前記外側弁２９の先端部に形成され
た油溜り、１４は複数個の燃料噴孔である。そして、前
記内側弁２４は、その先端にコーン状の内側弁シート部
２１が形成され、該シート部２１が前記外側弁２９の弁
座部に内側弁バネ（不図示）の弾力によって押し付けら
れ前記油溜り１３と燃料噴孔１４とを遮断している。
た油溜り、１４は複数個の燃料噴孔である。そして、前
記内側弁２４は、その先端にコーン状の内側弁シート部
２１が形成され、該シート部２１が前記外側弁２９の弁
座部に内側弁バネ（不図示）の弾力によって押し付けら
れ前記油溜り１３と燃料噴孔１４とを遮断している。
【００２１】２３は噴射弁本体１１に設けられた燃料通
路、２２は前記外側弁２９に設けられた燃料通路、４３
は内側弁２４の外周と外側弁２９の内周との間に形成さ
れ、前記油溜り１３に連通される燃料通路であり、燃料
噴射ポンプ（不図示）から圧送された燃料が前記燃料通
路２３、２２、４３を経て油溜り１３に供給されるよう
になっている。
路、２２は前記外側弁２９に設けられた燃料通路、４３
は内側弁２４の外周と外側弁２９の内周との間に形成さ
れ、前記油溜り１３に連通される燃料通路であり、燃料
噴射ポンプ（不図示）から圧送された燃料が前記燃料通
路２３、２２、４３を経て油溜り１３に供給されるよう
になっている。
【００２２】１０は噴射弁本体１１内に形成されたガス
通路、４４は該ガス通路１０に連通されるガス溜りであ
り、該ガス溜り４４は前記外側弁シート部１２に臨んで
いる。３０は所定の容積を有するボリューム部である。
該ボリューム部３０は排気ガス管３２を介して噴射弁１
００のガス通路１０に接続され外側弁２９の開閉により
燃焼室４０内に連通あるいは遮断されるようになってい
る。
通路、４４は該ガス通路１０に連通されるガス溜りであ
り、該ガス溜り４４は前記外側弁シート部１２に臨んで
いる。３０は所定の容積を有するボリューム部である。
該ボリューム部３０は排気ガス管３２を介して噴射弁１
００のガス通路１０に接続され外側弁２９の開閉により
燃焼室４０内に連通あるいは遮断されるようになってい
る。
【００２３】４５は前記油室２６に接続される作動油路
である。２８は該作動油路４５に設けられた作動油制御
装置で、前記油室２６への作動油の給排及び作動油圧力
を制御するものである。
である。２８は該作動油路４５に設けられた作動油制御
装置で、前記油室２６への作動油の給排及び作動油圧力
を制御するものである。
【００２４】かかる構成からなる内燃機関の排気再循環
装置の動作について説明する。図２は図１に示す第１実
施形態におけるシリンダ内圧力線図（指圧線図）であ
る。図２のｂは排気行程中に外側弁２９が開弁し、燃焼
室４０内の排気ガスをボリューム部３０内に抽出してい
る期間、ｃは内側弁２１が開いて燃料が燃焼室内に噴射
されている期間、ａは外側弁２９が開いてボリューム部
３０内の排気ガスを燃焼室４０内に噴出している期間で
ある。
装置の動作について説明する。図２は図１に示す第１実
施形態におけるシリンダ内圧力線図（指圧線図）であ
る。図２のｂは排気行程中に外側弁２９が開弁し、燃焼
室４０内の排気ガスをボリューム部３０内に抽出してい
る期間、ｃは内側弁２１が開いて燃料が燃焼室内に噴射
されている期間、ａは外側弁２９が開いてボリューム部
３０内の排気ガスを燃焼室４０内に噴出している期間で
ある。
【００２５】先ず、図２に示すように、排気行程中の排
気ガス抽出期間ｂに外側弁２９を開くと、燃焼室４０内
の排気ガスが外側弁シート部１２、ガス通路１０、排気
ガス管３２を通ってボリューム部３０に流入する。そし
て、ピストン１が排気行程を終えて上死点に達する前の
適当な時期に外側弁２９を閉じる。この時点では外側弁
シート部１２のガス溜り４４からガス通路１０及び排気
ガス管３２を経てボリューム部３０に至る系内には排気
ガスが充満されている。
気ガス抽出期間ｂに外側弁２９を開くと、燃焼室４０内
の排気ガスが外側弁シート部１２、ガス通路１０、排気
ガス管３２を通ってボリューム部３０に流入する。そし
て、ピストン１が排気行程を終えて上死点に達する前の
適当な時期に外側弁２９を閉じる。この時点では外側弁
シート部１２のガス溜り４４からガス通路１０及び排気
ガス管３２を経てボリューム部３０に至る系内には排気
ガスが充満されている。
【００２６】また、前記外側弁２９を開弁する際には、
作動油制御装置２８によって噴射弁１００の油室２６内
における作動油圧力を上昇せしめ、該作動油圧力が外側
弁バネ２５の弾力に打ち勝つようにする。ピストン１が
上死点に達した後、上死点から下降する時期になると、
吸気弁３が開き、燃焼室４０内に吸気管２を経て空気が
導入される。そして、ピストン１が上死点に到達する時
期に吸気弁３は閉じる。
作動油制御装置２８によって噴射弁１００の油室２６内
における作動油圧力を上昇せしめ、該作動油圧力が外側
弁バネ２５の弾力に打ち勝つようにする。ピストン１が
上死点に達した後、上死点から下降する時期になると、
吸気弁３が開き、燃焼室４０内に吸気管２を経て空気が
導入される。そして、ピストン１が上死点に到達する時
期に吸気弁３は閉じる。
【００２７】次いで、ピストン１が上死点から上昇し始
めて圧縮行程に入った後の任意の時期に作動油制御装置
２８によって噴射弁１００の油室２６内における作動油
圧力が上昇せしめられると、この油圧が外側弁２９の上
面２９ａに作用し、外側弁２９を外側弁バネ２５の弾力
に打ち勝って開弁させる。該外側弁２９の開弁により、
前記のようにボリューム部３０から外側弁シート部１２
に達していた排気ガスが燃焼室４０内に噴射される。こ
の期間が図２のａに示される排気ガス噴射期間である。
めて圧縮行程に入った後の任意の時期に作動油制御装置
２８によって噴射弁１００の油室２６内における作動油
圧力が上昇せしめられると、この油圧が外側弁２９の上
面２９ａに作用し、外側弁２９を外側弁バネ２５の弾力
に打ち勝って開弁させる。該外側弁２９の開弁により、
前記のようにボリューム部３０から外側弁シート部１２
に達していた排気ガスが燃焼室４０内に噴射される。こ
の期間が図２のａに示される排気ガス噴射期間である。
【００２８】次にピストン１が上死点近くに達し、図２
の燃料噴射時期ｃになると、燃料噴射ポンプ（不図示）
から燃料通路２３、２２、４３を経て油溜り１３に導入
された高圧燃料の圧力により内側弁２４が開き（シート
部２１が開放され）燃料が燃料噴孔１４から燃焼室４０
内に噴射され燃焼室４０内に火炎が生成される。
の燃料噴射時期ｃになると、燃料噴射ポンプ（不図示）
から燃料通路２３、２２、４３を経て油溜り１３に導入
された高圧燃料の圧力により内側弁２４が開き（シート
部２１が開放され）燃料が燃料噴孔１４から燃焼室４０
内に噴射され燃焼室４０内に火炎が生成される。
【００２９】ここで、図３に示すように、外側弁２９か
ら噴射された排気ガス１８と燃料噴射による火炎１７
の、燃焼室４０内でのこれらが存在する領域の位置関係
は比較的誓い位置にあるため、該火炎１７に前記排気ガ
ス１８が直接接触することにより火炎近傍の温度が低下
せしめられ、これによって効率的にＮＯｘ発生量が抑制
される。
ら噴射された排気ガス１８と燃料噴射による火炎１７
の、燃焼室４０内でのこれらが存在する領域の位置関係
は比較的誓い位置にあるため、該火炎１７に前記排気ガ
ス１８が直接接触することにより火炎近傍の温度が低下
せしめられ、これによって効率的にＮＯｘ発生量が抑制
される。
【００３０】従って、燃焼室４０内における火炎１７が
生成される高温部に集中的に排気ガスを噴出せしめるこ
とにより、従来技術のように吸気系に排気ガスを還流さ
せる手段に較べて排気ガス量が少なくて済み、排気ガス
による燃焼室周りの吸気系の構成部材の損傷の発生が防
止できる。
生成される高温部に集中的に排気ガスを噴出せしめるこ
とにより、従来技術のように吸気系に排気ガスを還流さ
せる手段に較べて排気ガス量が少なくて済み、排気ガス
による燃焼室周りの吸気系の構成部材の損傷の発生が防
止できる。
【００３１】また前記排気ガス抽出期間ｂにおける燃焼
室４０内圧力（シリンダ内圧力）を排気ガス噴射期間ａ
における燃焼室４０内圧力よりも高く設定すれば、排気
ターボ過給機を備えて吸気圧力が高くなる機関において
もきわめて容易にＥＧＲが可能となりＮＯｘの低減がよ
り効果的になされる。
室４０内圧力（シリンダ内圧力）を排気ガス噴射期間ａ
における燃焼室４０内圧力よりも高く設定すれば、排気
ターボ過給機を備えて吸気圧力が高くなる機関において
もきわめて容易にＥＧＲが可能となりＮＯｘの低減がよ
り効果的になされる。
【００３２】図４は本発明の第２実施形態に係る内燃機
関の排気再循環装置の構成図、図５はシリンダ内圧力線
図である。この実施形態においては、ボリューム部３０
にピストン等による圧縮装置２７を設けている。即ち図
４において、３０はボリューム部で、排気ガス管３２を
介して噴射弁１００のガス通路１０に接続されている。
２７は該ボリューム部３０内の排気ガスを圧縮するため
の圧縮装置であり、ピストン等により構成される。
関の排気再循環装置の構成図、図５はシリンダ内圧力線
図である。この実施形態においては、ボリューム部３０
にピストン等による圧縮装置２７を設けている。即ち図
４において、３０はボリューム部で、排気ガス管３２を
介して噴射弁１００のガス通路１０に接続されている。
２７は該ボリューム部３０内の排気ガスを圧縮するため
の圧縮装置であり、ピストン等により構成される。
【００３３】かかる第２実施形態においては、図５に示
すように、外側弁２９が開いて排気ガスを燃焼室４０内
に噴出される期間ａの手前の圧縮期間ｄに、圧縮装置２
７を駆動してボリューム３０内の排気ガスを圧縮して圧
力を上昇せしめ、外側弁２９の開弁とともにこの圧縮さ
れた排気ガスを燃焼室４０内に噴出せしめる。
すように、外側弁２９が開いて排気ガスを燃焼室４０内
に噴出される期間ａの手前の圧縮期間ｄに、圧縮装置２
７を駆動してボリューム３０内の排気ガスを圧縮して圧
力を上昇せしめ、外側弁２９の開弁とともにこの圧縮さ
れた排気ガスを燃焼室４０内に噴出せしめる。
【００３４】従ってこの実施形態の場合は、所定の圧力
に上昇せしめられた排気ガス１８を所定のタイミングで
燃焼噴射による火炎１７形成部に噴出させるので（図３
参照）、外側弁２９による排気ガスの抽出期間ｂと排気
ガス噴射期間ａの設定が前記第１実施形態よりも自由に
できるため、図３に示すような排気ガス１８と火炎１７
との近接した位置関係が実現し易くなり、より効率的に
ＮＯｘの低減ができる。
に上昇せしめられた排気ガス１８を所定のタイミングで
燃焼噴射による火炎１７形成部に噴出させるので（図３
参照）、外側弁２９による排気ガスの抽出期間ｂと排気
ガス噴射期間ａの設定が前記第１実施形態よりも自由に
できるため、図３に示すような排気ガス１８と火炎１７
との近接した位置関係が実現し易くなり、より効率的に
ＮＯｘの低減ができる。
【００３５】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、燃焼
室内の燃焼火炎が生成される最高温度部に排気ガスを集
中的に噴射することにより、該高温部の燃焼温度を局所
的に低下させることができ、従来技術のような吸気系に
排気ガスを還流するのものに較べて少ない排気ガス量で
以って燃焼温度を下げＮＯｘの発生を抑制することがで
きる。これによって排気ガスによる燃焼室周りや吸気系
の構成部材の損傷の発生を防止することができる。
室内の燃焼火炎が生成される最高温度部に排気ガスを集
中的に噴射することにより、該高温部の燃焼温度を局所
的に低下させることができ、従来技術のような吸気系に
排気ガスを還流するのものに較べて少ない排気ガス量で
以って燃焼温度を下げＮＯｘの発生を抑制することがで
きる。これによって排気ガスによる燃焼室周りや吸気系
の構成部材の損傷の発生を防止することができる。
【００３６】さらに、外側弁からボリューム部への排気
ガスの抽出期間における燃焼室内圧力を該外側弁による
排気ガス噴射期間の圧力よりも高く設定することが容易
にできる。これによって排気ターボ過給機関のように吸
気圧力が高くなる機関においても排気ガスの再循環が容
易にでき、ＮＯｘの低減が支障なく実現できる。
ガスの抽出期間における燃焼室内圧力を該外側弁による
排気ガス噴射期間の圧力よりも高く設定することが容易
にできる。これによって排気ターボ過給機関のように吸
気圧力が高くなる機関においても排気ガスの再循環が容
易にでき、ＮＯｘの低減が支障なく実現できる。
【００３７】また、請求項２のように構成すれば、所定
の圧力に加圧された排気ガスを外側弁から所定のタイミ
ングで燃焼室内の火炎生成部に噴射することができるの
で、外側弁による排気ガスの抽出時期と、排気ガスの噴
射時期との設定がより自由にできる。これにより、排気
ガスと燃焼火炎との最適な位置関係が実現し易くなり、
より効果的にＮＯｘの低減をなすことができる。
の圧力に加圧された排気ガスを外側弁から所定のタイミ
ングで燃焼室内の火炎生成部に噴射することができるの
で、外側弁による排気ガスの抽出時期と、排気ガスの噴
射時期との設定がより自由にできる。これにより、排気
ガスと燃焼火炎との最適な位置関係が実現し易くなり、
より効果的にＮＯｘの低減をなすことができる。
【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の排気
再循環装置の構成図（要部断面図）である。
再循環装置の構成図（要部断面図）である。
【図２】上記第１実施形態におけるシリンダ内圧力線図
である。
である。
【図３】上記第１実施形態における排気ガス再循環の作
用説明図である。
用説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する図
である。
である。
【図５】上記第２実施形態におけるシリンダ内圧力線図
である。
である。
【図６】従来技術に係る内燃機関の排気再循環装置を示
す構成図である。
す構成図である。
１０ ガス通路 １１ 噴射弁本体 １２ 外側弁シート部 １３ 油溜り １４ 燃料噴孔 ２１ 内側弁シート部 ２２、２３、４３ 燃料通路 ２４ 内側弁 ２５ 外側弁バネ ２６ 油室 ２７ 圧縮装置 ２８ 作動油制御装置 ２９ 外側弁 ３０ ボリューム部 ４０ 燃焼室 ４１ シリンダヘッド ４４ ガス溜り ４５ 作動油路 １００ 噴射弁
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関において排気ガスの一部を燃焼
室内に帰還させるようにする排気再循環装置であって、 燃料油圧によりシート部が開放され燃料を燃料噴孔から
燃焼室内に噴射せしめる内側弁と、 該内側弁の外周に相対摺動可能に嵌合され、シート部の
開放によりガス通路と前記燃焼室とを連通して該燃焼室
内のガスを該ガス通路に導入し、あるいは前記ガス通路
内のガスを燃焼室に噴出させる外側弁と、 該外側弁の一端が臨み、該外側弁を開閉する作動油が導
入される油室とを備えた二流体噴射弁を前記機関の燃焼
室に臨んで取付け、 前記二流体噴射弁のガス通路を所定容積を有するボリュ
ーム部に接続したことを特徴とする内燃機関の排気再循
環装置。 - 【請求項２】 前記ボリューム部には、該ボリューム部
内に導入されるガスを加圧する加圧手段が設けられてな
る請求項１記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29034897A JP3392733B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 内燃機関の排気再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29034897A JP3392733B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 内燃機関の排気再循環装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107862A true JPH11107862A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3392733B2 JP3392733B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=17754892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29034897A Expired - Lifetime JP3392733B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 内燃機関の排気再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392733B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134403A3 (de) * | 2000-03-15 | 2002-03-20 | Filterwerk Mann + Hummel Gmbh | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
| GB2374634A (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Korea Mach & Materials Inst | Exhaust-gas-assisted fuel injection system for i.c. engine |
| FR2864166A1 (fr) * | 2003-12-22 | 2005-06-24 | Renault Sas | Moteur a combustion interne avec stratification de gaz d'echappement recycles et procede de stratification |
| JP2006505741A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | ホーリー パフォーマンス プロダクツ | 燃料噴射器ノズル |
| CN112431701A (zh) * | 2020-11-15 | 2021-03-02 | 西北工业大学 | 一种应用于中小型无人机发动机的重油雾化器 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP29034897A patent/JP3392733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1134403A3 (de) * | 2000-03-15 | 2002-03-20 | Filterwerk Mann + Hummel Gmbh | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
| GB2374634A (en) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Korea Mach & Materials Inst | Exhaust-gas-assisted fuel injection system for i.c. engine |
| GB2374634B (en) * | 2001-04-18 | 2005-10-26 | Korea Mach & Materials Inst | Exhaust gas assisted fuel injection system for internal combustion engine |
| JP2006505741A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | ホーリー パフォーマンス プロダクツ | 燃料噴射器ノズル |
| FR2864166A1 (fr) * | 2003-12-22 | 2005-06-24 | Renault Sas | Moteur a combustion interne avec stratification de gaz d'echappement recycles et procede de stratification |
| CN112431701A (zh) * | 2020-11-15 | 2021-03-02 | 西北工业大学 | 一种应用于中小型无人机发动机的重油雾化器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3392733B2 (ja) | 2003-03-31 |
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| Date | Code | Title | Description |
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