JPS5840263Y2 - internal combustion engine - Google Patents

internal combustion engine

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Publication number
JPS5840263Y2
JPS5840263Y2 JP1111179U JP1111179U JPS5840263Y2 JP S5840263 Y2 JPS5840263 Y2 JP S5840263Y2 JP 1111179 U JP1111179 U JP 1111179U JP 1111179 U JP1111179 U JP 1111179U JP S5840263 Y2 JPS5840263 Y2 JP S5840263Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
nozzle
throttle valve
egr
Prior art date
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Application number
JP1111179U
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Japanese (ja)
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JPS55112027U (en
Inventor
公尊 黒沢
喜郎 中川
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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Publication date
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関に関するものであり、殊に、該機関か
ら排出されるNOxを低減するために排気環流を或して
いる場合に、燃焼室内の混合気に強烈な運動エネルギー
を付与し、火炎の伝ばん速度を高めて燃焼を改善してN
Ox及びにC02HC等の排気公害物質の生成を抑制し
且つ燃料消費率の低い高効率機関を得んとするものであ
る。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to internal combustion engines, and in particular, when exhaust recirculation is provided to reduce NOx emitted from the engine, the air-fuel mixture in the combustion chamber is It provides kinetic energy, increases the flame propagation speed, improves combustion, and
The objective is to obtain a highly efficient engine that suppresses the generation of exhaust pollutants such as Ox and CO2HC and has a low fuel consumption rate.

燃料と空気の混合比率;全燃費を低くして薄い混合気で
機関を安定的に運転出来るとすれば、十分な酸素の存任
の下で混合気が燃焼することになるので、上記CO,H
C等の未燃焼生成物の排出が少なく、また燃焼温度も低
くトさえることができNOxも少ない。
Mixing ratio of fuel and air: If the engine can be operated stably with a lean mixture by lowering the total fuel consumption, the mixture will burn in the presence of sufficient oxygen, so the above CO, H
Emissions of unburned products such as carbon are small, and the combustion temperature can be kept low, resulting in less NOx.

所が、この様な薄い混合気とすると、一般には着火が困
難であり、更に火炎の伝ばん速度が遅くなって失火し易
くなり、円滑な機関運転が期待し得なくなってしまう。
However, with such a thin air-fuel mixture, it is generally difficult to ignite, and furthermore, the flame propagation speed becomes slow and misfires are likely to occur, making it impossible to expect smooth engine operation.

加えて上記NOxを更に低減するために排気環流、E、
ORを或した様な場合には、より一層上述の着火性の悪
化、火炎伝ばん速度の遅延等がはなはだしくなることが
知られている。
In addition, in order to further reduce the above NOx, exhaust recirculation, E,
It is known that when the OR is used, the above-mentioned deterioration in ignitability, delay in flame propagation speed, etc. become even more significant.

そこで従来から、(イ)副室に点火プラグを設けてその
廻りにだけは濃い混合気が供給される様に成したもの(
トーチ燃焼方式)、(ロ)1つの燃焼室に複数間の点火
プラグを用意したもの(ダブルイグニッション方式)、
更には←→吸、排気弁の他に第3パルプを燃焼室に設け
てそこから空気・を流入させることにより点火プラグの
廻りを掃気して着火性を確保せんとするもの(空気直接
噴射方式・)などが開発されて来ている。
Therefore, conventionally, (a) a spark plug is installed in the subchamber so that a rich air-fuel mixture is supplied only around the spark plug (
(torch combustion method), (b) one combustion chamber with multiple spark plugs (double ignition method),
Furthermore, in addition to the intake and exhaust valves, a third pulp is provided in the combustion chamber and air is introduced from there to scavenge around the spark plug and ensure ignitability (air direct injection method). ) etc. have been developed.

□−′・。しかしながら、これらはいず
れも機関全体の構造を非常に複雑にしてしまい、コスト
アップを招くばかりでなく整備性なども悪化するため、
必ずしも好ましい方式とはCい難い。
□−′・. However, all of these methods make the overall structure of the engine extremely complex, which not only increases costs but also deteriorates maintainability.
This is not necessarily a preferable method.

本考案はこの点に着目して威されたものであって、前記
EGRを或しているときは、主吸気通路を介して燃焼室
に吸入される混合気に、主吸気通路をバイパスする副吸
気通路のノズルから混合気又は、空気をジェット状に噴
射し、燃焼室内の混合気に強烈な運動エネルギーを与え
ることにより混合気を活性にして、前記着火性及び火炎
の伝ばん速度を高めんとするものである。
The present invention was developed by focusing on this point, and when the above-mentioned EGR is installed, the air-fuel mixture that is taken into the combustion chamber through the main intake passage is supplied with a secondary air-fuel mixture that bypasses the main intake passage. The air-fuel mixture or air is injected in a jet form from the nozzle in the intake passage, giving intense kinetic energy to the air-fuel mixture in the combustion chamber, thereby activating the air-fuel mixture and increasing the ignitability and flame propagation speed. That is.

以下図示せる本考案の一実施例について詳説するに、図
に於て、1はエアクリーナ、2は吸気管、3は吸気ポー
ト、4は吸気弁で、エアクリーナ1から吸気弁4に至る
主吸気通路にの内に気化器5が配設されていて、吸気弁
4を開くことにより気化器5にて作られた混合気が機関
6の燃焼室γに供給される。
In the figure, 1 is an air cleaner, 2 is an intake pipe, 3 is an intake port, and 4 is an intake valve, and the main intake passage from the air cleaner 1 to the intake valve 4 is explained in detail below. A carburetor 5 is disposed inside the engine, and when the intake valve 4 is opened, the air-fuel mixture produced by the carburetor 5 is supplied to the combustion chamber γ of the engine 6.

8は排気弁、9は排気ボートで、これらは一般的な機関
と変る所がない。
8 is an exhaust valve, 9 is an exhaust boat, and these are no different from a general engine.

8は副吸気通路で、上記主吸気通路Kをバイパスする副
吸気管21の一端は、前記気化器5のスロットル弁10
の全閉時に於ける位置の直下に形成された吸気取出口2
2に連結され、また他端はシリンダーヘッド11に形成
された吸気孔23に連なっている。
Reference numeral 8 denotes a sub-intake passage, and one end of the sub-intake pipe 21 bypassing the main intake passage K is connected to the throttle valve 10 of the carburetor 5.
Air intake outlet 2 formed directly below the position when fully closed.
2, and the other end is connected to an intake hole 23 formed in the cylinder head 11.

そして該吸気孔23の先端にはノズル24が形成されて
訃り、該ノズル24は前記吸気弁4のバルブシート12
の近傍の吸気ポート3に開口している。
A nozzle 24 is formed at the tip of the intake hole 23, and the nozzle 24 is connected to the valve seat 12 of the intake valve 4.
It opens to the intake port 3 near the.

また副吸気管21はこの中を流下する空気(あるいは混
合気)の圧力降下を防止するために十分な太さを有する
一方、ノズル24は適切な口径を持って絞られている。
Further, the sub-intake pipe 21 has a sufficient thickness to prevent a pressure drop in the air (or air-fuel mixture) flowing down therein, while the nozzle 24 is narrowed to have an appropriate diameter.

また該ノズル24は、その軸心Aが上記バルブシート1
2と吸気弁4の最大リフト時の弁傘部13の略す中央を
通る方向に方向させてあジ、ノズル24から噴出された
ジェットが直接燃焼室γ内に噴入し、シリンダ内のスワ
ールを強める方向に設置されている。
Further, the axis A of the nozzle 24 is located at the valve seat 1.
2 and the direction passing through the center of the valve head part 13 at the maximum lift of the intake valve 4, the jet ejected from the nozzle 24 is directly injected into the combustion chamber γ, causing a swirl in the cylinder. It is set in the direction of strengthening.

更に、EはEGRシステムで、排気ボート9(又は図示
していない排気管)に形成したガス抽出口31と吸気管
2(あるいは吸気ポート3)に設けたガス混入口32と
を連絡するEGR管33の途中に制御弁34があって、
前記スロットル弁10の全閉位置の直上に開口したシグ
ナルポート35に発生する圧力(負圧)をバキューム管
36により制御弁34の負圧室3γに導入してダイヤフ
ラム38を作動させ、ビントル39をもって上記EGR
管33を流れる還流ガスの流量を調節することができる
様になって(・る。
Further, E is an EGR system, and an EGR pipe that connects a gas extraction port 31 formed in the exhaust boat 9 (or an exhaust pipe not shown) and a gas mixing port 32 provided in the intake pipe 2 (or intake port 3). There is a control valve 34 in the middle of 33,
The pressure (negative pressure) generated in the signal port 35 opened directly above the fully closed position of the throttle valve 10 is introduced into the negative pressure chamber 3γ of the control valve 34 through the vacuum pipe 36 to operate the diaphragm 38, and the bottle 39 is activated. Above EGR
The flow rate of the reflux gas flowing through the pipe 33 can now be adjusted.

この様な構成を備つる本考案内燃機関にあっては、スロ
ットル−yf:10の開度に応じ、EGRが或されてい
る間は、主吸気通路Kを経て燃焼室7に吸入される混合
気の数倍から数十倍もの運動エネルギーを持ったジェッ
トが自動的にしかもEGRと完全に同期して副吸気通路
Sのノズル24から噴射されることになる。
In the internal combustion engine of the present invention having such a configuration, depending on the opening degree of the throttle -yf:10, while EGR is being performed, the mixture drawn into the combustion chamber 7 through the main intake passage K A jet having a kinetic energy several times to several tens of times that of air is automatically injected from the nozzle 24 of the sub-intake passage S in complete synchronization with EGR.

即ち、アイドリンク時や極低負荷時に於ては、もともと
NOxの排出が少なく、EGRを威す必要性がない訳で
あるが、この場合、スロットル弁10が全閉位置にある
かもしくは極低開度であるためシグナルポート35は該
−1fioの上方に位置し、該ポート35に発生する圧
力は略り大気圧と同じで、制御弁34のダイヤフラム3
8は作動せず、ビントル39はBGR管33を閉じたま
まである故、EGRは成されない。
That is, during idling or extremely low load, NOx emissions are originally low and there is no need to use EGR, but in this case, the throttle valve 10 is in the fully closed position or the Because of the opening degree, the signal port 35 is located above the -1 fio, and the pressure generated in the port 35 is approximately the same as atmospheric pressure, and the diaphragm 3 of the control valve 34
8 does not operate and the bottle 39 keeps the BGR pipe 33 closed, so EGR is not performed.

また上記運転状態にあっては、吸気取出口22はスロッ
トル弁10の下方に位置するため該取出口22とノズル
24の先端に於ける圧力とは互いに等しく(共に吸気管
負圧が作用する)、副吸気通路8内に圧力差がないため
、ノズル24からジェットは噴射されない。
In addition, in the above operating state, since the intake port 22 is located below the throttle valve 10, the pressures at the intake port 22 and the tip of the nozzle 24 are equal to each other (negative pressure in the intake pipe acts on both). Since there is no pressure difference within the sub-intake passage 8, no jet is ejected from the nozzle 24.

一方、スロットル弁10が小角度回転し小さく開かれる
とシグナルポート35は該弁10の下流に、また吸気取
出口22は該弁10の上流に夫々同時に位置することに
なり、このポート35叉び取出口22に各々適当な圧力
(負圧と大気圧)が発生することになる。
On the other hand, when the throttle valve 10 is rotated by a small angle and opened slightly, the signal port 35 is located downstream of the valve 10, and the intake outlet 22 is located upstream of the valve 10. Appropriate pressures (negative pressure and atmospheric pressure) are generated at each outlet 22.

この発生圧力(負圧)により制御弁34はビントル39
を動かしてEGR管33を開きEGRを或す。
This generated pressure (negative pressure) causes the control valve 34 to actuate the bottle 39.
Move the EGR pipe 33 to open the EGR.

と同時に、副吸気通路Sにも吸気取出口22に於ける上
記圧力(大気圧)とノズル24の先端の吸気管負圧との
大きな圧力差が生じ、この圧力差に基づいて吸気が該取
出口22から副吸気管21を介してノズル24よシ高速
で噴射されることになる。
At the same time, a large pressure difference is created in the sub-intake passage S between the pressure (atmospheric pressure) at the intake outlet 22 and the intake pipe negative pressure at the tip of the nozzle 24, and based on this pressure difference, the intake air is The air is injected from the outlet 22 through the sub-intake pipe 21 and into the nozzle 24 at high speed.

そして、ノズル24より噴出するジェットは、バルブシ
ート12と弁傘部13の間を通り直接的に燃焼室7に噴
入する様にしであるから、その速度成分は殆んど失なわ
れず、燃焼室γ内に噴入して混合気に強烈な運動エネル
ギーを与えて混合気を大巾に活性化することができる。
Since the jet ejected from the nozzle 24 passes between the valve seat 12 and the valve head portion 13 and is directly injected into the combustion chamber 7, its velocity component is hardly lost. It can be injected into the combustion chamber γ, imparting intense kinetic energy to the air-fuel mixture, and greatly activating the air-fuel mixture.

また、スロットル弁10が大きく開かれると、吸気管負
圧は略す大気圧程度に減少し、ノズル24の先端のモカ
と吸気取出口22に於ける圧力が等しくなって前記ジェ
ットを噴出するための圧力差がなくなるとともに、シグ
ナルポート35に於けるモカもダイヤフラム38を動か
すことができずEGRが停止され且つジェットの噴出も
同時に停止する。
Furthermore, when the throttle valve 10 is opened wide, the negative pressure in the intake pipe decreases to approximately atmospheric pressure, and the pressure at the tip of the nozzle 24 and the pressure at the intake outlet 22 become equal, which causes the jet to be ejected. When the pressure difference disappears, the mocha at the signal port 35 cannot move the diaphragm 38, EGR is stopped, and jet ejection is also stopped at the same time.

この様にして、EGRを或しているときは自動的にしか
もEC)Rと完全に同時してジェットを噴くことができ
、混合気に強烈な運動エネルギーを付与してそれの活性
化を図ることができるから、EGRをすることによって
生じた着火性の悪化あるいは火炎の伝ばん速度の低下は
十分に補うことができ且つ燃焼そのものを改善してCO
,HC等の少ない、燃料消費量の小さい高性能機関を得
ることができる。
In this way, when EGR is running, jets can be injected automatically and completely simultaneously with EC)R, imparting intense kinetic energy to the air-fuel mixture and activating it. Therefore, it is possible to sufficiently compensate for the deterioration in ignitability or the decrease in flame propagation speed caused by EGR, and improve the combustion itself to reduce CO2.
, HC, etc., and a high-performance engine with low fuel consumption can be obtained.

加うるに、本考案内燃機関を構成するために従来の機関
に付加される部品は、ノズル24と副吸気管21のみで
あり、装置として前述の3つの従来例(イ)、(ロ)、
(ハ)に比して極めて簡単にして安価な機関とすること
ができ、更にそ、のコントロールのために一切の付加的
装置を必要としないのである。
In addition, the only parts added to the conventional engine to construct the internal combustion engine of the present invention are the nozzle 24 and the auxiliary intake pipe 21, and the devices are different from the three conventional examples (a), (b), and
Compared to (c), the engine can be made much simpler and cheaper, and furthermore, no additional equipment is required for its control.

尚、一般にスロットル弁10が犬きく開かれている状態
では主吸気通路Kを介して燃焼室7に流入する吸気自体
が比較的大きな運動エネルギーを持っているが、量弁1
0が殆んど閉じられている状態(アイドリンク)では、
この運動エネルギーが非常に小さく・から、EGRを或
していないにもかかわらずこの状態でジェットを噴く必
要があれば、副吸気管21を点線の如く分岐して絞り2
5を介して常時大気正が作用している主吸気通路K・・
・エアクリーナ1に設けた補助吸気取出口26に連通す
ることによりこれを達成することができる。
Generally, when the throttle valve 10 is fully opened, the intake air itself flowing into the combustion chamber 7 via the main intake passage K has relatively large kinetic energy.
In the state where 0 is almost closed (id link),
Since this kinetic energy is very small, if it is necessary to blow a jet in this state even though EGR is not installed, the auxiliary intake pipe 21 is branched as shown by the dotted line and the throttle 2 is
The main intake passage K... where atmospheric pressure is constantly acting through 5.
- This can be achieved by communicating with the auxiliary air intake outlet 26 provided in the air cleaner 1.

また本考案は、図示の如き気化器付の機関ばかりでなく
、気化器に代って燃料噴射装置を@死生吸気通路Kに備
えたものに於ても、副吸気通路Sを備えることにより、
同様の作用効果を得ることができる。
Furthermore, the present invention is applicable not only to engines equipped with a carburetor as shown in the figure, but also to those equipped with a fuel injection device in @death intake passage K instead of a carburetor, by providing a sub-intake passage S.
Similar effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本考案による内燃機関の一実施例を示す一部縦断面
概略説明図である。 E・・・EGRシステム、K主吸気通路、1・・・エア
クリーナ、5・・・気化器、2・・・吸気管、3・・・
吸気ボート、4・・・吸気弁、7・・・燃焼室、10・
・・スロットル弁、12・・・バルブシート、S・・・
副吸気通路、21・・・副吸気管、22・・・吸気取出
口、24・・・ノズル、33・・・EGR管、35・・
・シグナルホード、34・・・制御弁。
The figure is a partially vertical cross-sectional schematic diagram showing an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention. E... EGR system, K main intake passage, 1... Air cleaner, 5... Carburetor, 2... Intake pipe, 3...
Intake boat, 4... Intake valve, 7... Combustion chamber, 10.
...Throttle valve, 12...Valve seat, S...
Sub-intake passage, 21... Sub-intake pipe, 22... Intake outlet, 24... Nozzle, 33... EGR pipe, 35...
・Signal hoard, 34...control valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] エアクリーナから吸気管及び吸気ボートを介して吸気弁
に至る主吸気通路にスロットル弁を備えた内燃機関に訃
いて、一端は上記吸気弁の近房の吸気ポートに開口した
ノズルを有していて、他端には上記スロットル弁の全閉
位置の直下に開口した吸気取出口を備えていて、該吸気
取出口と、上記ノズルとを副吸気管にて連絡してなる副
吸気通路を前記主吸気通路をバイパスさせて設けるとと
もに、排気系から抽出した排気ガスを吸気系に環流する
EGRシステム中に配設された制御弁の負圧室に前記ス
ロットル弁の全閉位置の直上に設けたングナルポートを
連絡し、スロットル弁の開度に応じて、上記EGR,に
よる排気環流と、上記副吸気通路のノズルからのジェッ
トの噴出を完全に同期して作動させるようにしたことを
特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine is provided with a throttle valve in a main intake passage leading from an air cleaner to an intake valve via an intake pipe and an intake boat, and one end has a nozzle opening to an intake port in a chamber near the intake valve, The other end is provided with an intake port opening directly below the fully closed position of the throttle valve, and the main intake passage is connected to the main intake passage by connecting the intake port and the nozzle through a sub-intake pipe. In addition to bypassing the passage, a gunar port is provided directly above the fully closed position of the throttle valve in a negative pressure chamber of a control valve disposed in the EGR system that recirculates exhaust gas extracted from the exhaust system to the intake system. The internal combustion engine is characterized in that the exhaust gas recirculation by the EGR and the jet ejection from the nozzle of the auxiliary intake passage are operated in complete synchronization according to the opening degree of the throttle valve.
JP1111179U 1979-01-31 1979-01-31 internal combustion engine Expired JPS5840263Y2 (en)

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