JPS5914602B2 - 内燃機関の残留ガス制御装置 - Google Patents

内燃機関の残留ガス制御装置

Info

Publication number
JPS5914602B2
JPS5914602B2 JP54111822A JP11182279A JPS5914602B2 JP S5914602 B2 JPS5914602 B2 JP S5914602B2 JP 54111822 A JP54111822 A JP 54111822A JP 11182279 A JP11182279 A JP 11182279A JP S5914602 B2 JPS5914602 B2 JP S5914602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
intake
valve
internal combustion
closing timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54111822A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5634914A (en
Inventor
慎一 南雲
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP54111822A priority Critical patent/JPS5914602B2/ja
Publication of JPS5634914A publication Critical patent/JPS5634914A/ja
Publication of JPS5914602B2 publication Critical patent/JPS5914602B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L13/0042Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams being profiled in axial and radial direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のシリンダ内残留ガス量(以下内部E
GR量と称す)を適切に制御するようにした残留ガス制
御装置に関する。
内燃機関から排出される有害なNOxを低減する技術と
して、現在排気還流(EGR)装置が広く用いられてい
る。
すなわち、排気通路と吸気通路とをBGR通路で結び、
吸気中に排気の一部を還流して燃焼温度を抑えることに
より、NOxの生成量を低減するものである。
しかしながらこの装置にあっては、比較的長いEGR通
路を必要とし、このため吸気通路に導入されるときには
還流排気の温度が約100℃〜200℃程度にまで低下
してしまう。
すなわち排気熱を有効に利用しているとはいえないもの
であり、この熱損失の結果、EGR量をふやすと燃焼が
不安定となり未燃物質HCなどが著しく増加するといっ
た問題が起こる。
この対策として、機関の吸排気弁のオーバラップ中に、
排気が吸入負圧によって燃焼室を経て吸気通路へ吸い戻
される現象を積極的に利用して、吸気中に排気を還流す
るようにした内部EGR装置が最近注目され始めている
(実公昭50−19041号公報参照)。
この装置では、高温の排気が燃焼室を介して直接吸気系
に吸い戻されるので、還流排気導入後の吸気温度は前述
のものに比べてはるかに高く、混合気の燃焼や吸気通路
内の燃料の気化などに対して有利である。
しかしながらこのような内部EGR装置にあっては、排
圧と吸入負圧との差圧によって還流量が決まるため、吸
入負圧の大きな低負荷領域で還流量が増加し、逆に高負
荷領域で還流量が減少するというEGR特性を示し、中
負荷領域で相対的に大きな還流量が要求される好ましい
EGR特性に合致しない。
しかもその還流量コントロールは極めてむずかしい。
本発明は上記の実状にかんがみてなされたもので、吸気
弁と排気弁のバルブタイミングを運転状態に応じて可変
的に制御し、機関中負荷領域で還流量のピークをもつE
GR特性が得られるようにした内部EGR装置を提供す
ることを目的とする。
以下図面によって説明する。
第1図は本発明の実施例を概略的に示す断面図である。
シリンダヘッド1の上部に取付けたカム軸2は、軸受3
,3間で回転かつ摺動自由に支持されており、その軸端
に形成したスプライン部4に係合するチェーンホイール
5を介して機関回転(クランク軸回転)に同期した回転
が伝達される。
カム軸2の他端には油圧シリンダ6に摺動自由なピスト
ン7が連接しており、油圧室8に供給される油圧に応じ
てピストン7が変位すると、これと一体的にカム軸2が
軸方向に移動する。
どのカム軸2に取付けた排気弁用カム10は、そのプロ
フィルが軸方向変位に伴って可変となるように形成され
たいわゆる立体カムであり、カム軸2の軸移動によって
排気弁11の閉時期が変化するように構成される。
前記ピストン7には、アクセルペダル(図示せず)の開
度に連動して増加する油圧が作用し、カム軸2を比例的
に移動させる。
これを考慮し、後述するように中負荷領域で排気還流率
を相対的に高める目的で、負荷すなわちアクセル開度の
増加にしたがい第1図に示すように吸・排気弁のリフト
特性を特性A1からA2へと移行するようにして、次第
に排気弁閉時期を早め、そして、中負荷領域で特性A2
に達するようにした後、さらに負荷が増加した場合には
逆に特性A2からA1へと戻るようにして排気弁閉時期
を遅らすようにカム10のプロフィルを形成する。
これと平行して、吸気弁についてもその開時期が排気弁
の閉時期と略同−となるように、上記カム軸2に取付け
た吸気弁用カム(図示せず)のカムプロフィルを形成す
る。
なお、排気弁の開時期は排気下死点付近に、吸気弁の閉
時期は吸気下死点付近にそれぞれ略一定に固定されるよ
うにする。
具体的には、上記油圧シリンダ6に供給する油圧は、ア
クセス開度の増加に伴って上昇するように、アクセルペ
ダルに連動したコントローラ12によって制御される。
すなわち、アクセルペダルに連動するレバー13は、ス
リーブ14、スプリング15を介してピストン16を駆
動し、ピストン16に連結した弁体17がオイルポンプ
Pからの吐出路18と油圧室8に連通ずる供給路19と
の連通口20を開閉して、アクセル開度(機関の負荷)
に比例して油圧を上昇させる。
なお、油室21には通路22を介して供給油圧が作用し
、ピストン16の動きを差圧変動に対応して補償する一
方、余剰流量をオリフィス付の還流通路23を経てオイ
ルタンクTへと戻す。
以上のように構成された本装置の作用を次に説明する。
低負荷から中負荷領域にかけては、アクセル開度(機関
の負荷)に比例して油圧コントローラ12により供給油
圧が上昇すると、前述したカム10と吸気弁用カムのプ
ロフィルに応じて第2図に示すように排気弁11の閉時
期が排気上死点前において次第に早まり、同時にこれに
対応して吸気弁の開時期も排気上死点前で次第に早い時
期となる。
逆に中負荷から高負荷領域にかけては、排気弁の閉時期
と吸気弁の開時期は元の時期に向かって次第に遅くなる
ところで、排気行程で排気通路へと押し出される燃焼ガ
ス量は排気弁の開時期が早まるほど減少するのに対して
、比較的HC濃度が高く燃焼室に残留ガスとして閉じ込
められる閉弁時のシリンダ容積分の燃焼ガス量は増大す
る。
そして、この残留ガスは吸気弁が開くと同時に吸気通路
に一旦衣き戻され、引続いて行われる吸入行程で還流排
気として混合気とともに再びシリンダ内に吸入される。
この結果、吸気弁の開時期と排気弁の閉時期とを略同−
に設定した場合には、排気還流率は排気弁の閉時期が早
まるほど増加する。
この点に着目して本実施例では、前述したように中負荷
領域で排気弁の閉時期が最も早まるようにカム10のプ
ロフィルを形成するとともに、吸気弁の開時期が排気弁
の閉時期と常に略同−となるように吸気弁用カムのプロ
フィルを形成することにより、中負荷領域で排気還流率
が最も大きくなるようにしている。
すなわち、低負荷から中負荷領域にかけては、排気弁の
閉時期が早まるので、排気還流率は増加し、中負荷領域
で最大となった後、中負荷から高負荷領域にかけては、
排気弁の閉時期が遅くなるので、逆に排気還流率は減少
する。
したがって、運転領域としての使用頻度が高く、しかも
NOxの発生が増大する中負荷領域で、NOxの発生を
効果的に抑制することが可能となり、総合的なNOx排
出量を充分に抑えることができる。
また排気還流は内部EGRで行われるので、吸気弁が開
く時に吸気通路に吹き戻される還流排気としての高温の
燃焼ガスにより、吸気通路壁面に付着した燃料の気化や
混合気の均一化が著しく促進されるのに加えて、混合気
の温度も上昇するので、燃焼特性を向上させることがで
きる。
第3図に示すように、低負荷領域での弁のリフト特性B
1や中負荷領域でのリフト特性B2と異なって、吸気弁
の開時期を排気弁の閉時期と同一にしないで、吸・排気
弁が共に開いている時期(バルブオーバラップ)をもつ
ように、高負荷領域でのリフト特性B3を設定し、吸・
排気の慣性効果を生かして、残留ガスの低減を図ると同
時に、吸気効率および排気効率の向上を図り、要求され
る高出力を機関が十分に発揮できるようにしてもよい。
なお、本実施例では、吸・排気弁のバルブタイミングを
立体カムを用いて可変制御しているが、負荷の増加に応
じて中負荷領域まではカムシャフトの回転位相をクラン
ク軸に対して相対的に遅らせる一方、中負荷から高負荷
領域にかけては相対的に進めることにより、バルブタイ
ミングを可変制御してもよい。
ところで、低負荷領域でのリフト%性C1、中負荷領域
でのリフト特性C2、高負荷領域でのリフト特性C3を
第4図に示す如く設定して、吸入下死薇近傍に固定せず
に負荷の減少に応じて吸気弁の閉時期を吸入上死点に近
づけるか、もしくは各リフト特性CI、C2,C3を第
5図に示す如く設定して吸気弁の閉時期を圧縮上死点に
近づけることによって、同時にポンピングロスを低減す
るようにしてもよい。
本発明者らの実験によれば、通常このようにしてポンピ
ングロスを低減すると、圧縮時のシリンダ内混合気温度
が低下し燃焼の悪化を招くことが確かめられているが、
本発明では前述したように高温の残留ガスを封じ込め、
これを還流排気として混合気に混入するので、混合気温
度は予め相対的に上昇しており、この結果上記の圧縮時
の温度低下をその分抑えることができる。
したがって、燃焼の悪化を招くことなくポンピング爾ス
の低減を図ることが可能となる。
以上説明したように、本発明は、中負荷領域で排気還流
率が最大となるように、排気弁の閉時期を負荷に応じて
可変制御するとともに、吸気弁の開時期を排気弁の閉時
期と略同−となるように可変制御するので、特に、運転
領域としての使用頻度が高くしかもNOxの発生が比較
的多い中負荷領域で排気還流率を相対的に高めることが
でき、効果的にNOx排出量を低減できる。
この結果総合的なNOx排出量も十分に低減できる。
また、排気還流は内部EGRで行われるので、燃料の気
化や混合気の均一化を促進でき、しかも燃焼室に吸入さ
れる混合気の温度も高めることができ、この結果燃焼特
性を向上できる。
したがって、高排気還流率のもとでも安定した燃焼を確
保でき、NOxの生成を十分に抑えながら、未燃物質H
Cなどの排出量の増加をも抑えることが可能となる。
なお、同一の吸入負圧ならびに排気還流率ならば、排気
還流ガス温度が相対的に上昇すると、排気還流ガスの占
める容積が増加し、吸入空気量がその分減少する。
したがって、還流ガス温度の高い本装置では従来装置と
同一の吸入空気量を確保して同一の機関出力を発揮させ
るにはスロットル開度を大きくする必要があり、この結
果吸入負圧が相対的に低下するので、その公機関のポン
ピングロスを従来に比べてさらに低減することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を概略的に示す断面図、第2図
から第5図まではその吸・排気弁のリフト特性を示す特
性図である。 1・・・・・・シリンダヘッド、2・・・・・・カム軸
、3・・・・・・軸受、4・・・・・・スプライン部、
5・・・・・・チェーンホイール、6・・・・・・油圧
シリンダ、7・・・・・・ピストン、8・・・・・・油
圧室、10・・・・・・排気弁用カム、11・・・・・
・排気弁、12・・・・・・コントローラ、13・・・
・・・レバー、14・・・・・・スリーブ、15・・・
・・・スプリング、16・・・・・・ピストン、17・
・・・・・弁体、18・・曲吐出路、19・・・・・・
供給路、20・・・・・・連通口、21・・曲油室、2
2・・・・・・通路、23・・・・・・還流通路、P・
・・・・・ポンプ、T・・・・・・オイルタンク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機関の回転に同期して開閉する吸気弁および排気弁
    と、該両弁の開閉時期を可変する手段とを有する内燃機
    関において、機関の負荷状態を検出する手段を設け、中
    負荷領域で排気弁の閉時期が相対的に早くなるようにす
    る一方、吸気弁の開時期が排気弁の閉時期と常にほぼ同
    一となるように構成した内燃機関の残留ガス制御装置。 2 排気弁の開時期は、排気下死点付近に略一定に固定
    される一方、吸気弁の閉時期は、吸気下死点付近に略一
    定に固定される特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の
    残留ガス制御装置。 3 排気弁の開時期は、排気下死点付近に略一定に固定
    される一方、吸気弁の閉時期は負荷の減少に応じて吸入
    上死点に近づくよう可変される特許請求の範囲第1項記
    載の内燃機関の残留ガス制御装置。 4 排気弁の開時期は、排気下死点付近に略一定に固定
    される一方、吸気弁の閉時期は負荷の減少に応じて圧縮
    上死点に近づくよう可変される特許請求の範囲第1項記
    載の内燃機関の残留ガス制御装置。
JP54111822A 1979-08-30 1979-08-30 内燃機関の残留ガス制御装置 Expired JPS5914602B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP54111822A JPS5914602B2 (ja) 1979-08-30 1979-08-30 内燃機関の残留ガス制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP54111822A JPS5914602B2 (ja) 1979-08-30 1979-08-30 内燃機関の残留ガス制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5634914A JPS5634914A (en) 1981-04-07
JPS5914602B2 true JPS5914602B2 (ja) 1984-04-05

Family

ID=14571021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54111822A Expired JPS5914602B2 (ja) 1979-08-30 1979-08-30 内燃機関の残留ガス制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5914602B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59103910A (ja) * 1982-12-06 1984-06-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気ガス浄化装置
USRE33499E (en) * 1983-06-29 1990-12-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for the control of valve operations in internal combustion engine
JPS608407A (ja) * 1983-06-29 1985-01-17 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の弁作動制御装置
EP1331382B1 (de) * 2002-01-24 2008-09-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm und Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5634914A (en) 1981-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4510354B2 (ja) 内燃機関で燃料噴射制御するための方法
JP4171000B2 (ja) 可変駆動バルブを備えたマルチシリンダディーゼルエンジン
JP5562386B2 (ja) 多気筒ディーゼル機関
US5161497A (en) Variable valve timing operated engine
US7520260B2 (en) Multistage fuel-injection internal combustion engine
JP3588999B2 (ja) ディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置
US6394051B1 (en) Spark ignition engine with negative valve-overlap
US7117830B1 (en) System and method for direct injection of gaseous fuel into internal combustion engine
JP4166067B2 (ja) 変動バルブを有する多気筒ガソリンエンジン
US20100204907A1 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
JP2009097368A (ja) 予混合圧縮着火機関
CN101287897A (zh) 用于具有受控自动点火燃烧的直接喷射发动机的负荷瞬态控制方法
JP2005325818A (ja) エンジンの運転制御装置
JPH045457A (ja) オットーサイクルエンジン
JP2017150420A (ja) 内燃機関制御装置
US20180283296A1 (en) Control device of compression self-ignition engine
US20030140877A1 (en) Four-stroke gasoline engine with direct injection and method for valve control
JP6346118B2 (ja) 多気筒内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置のコントローラ
JPS5914602B2 (ja) 内燃機関の残留ガス制御装置
JPS5810573B2 (ja) 火花点火式内燃機関
US20150000642A1 (en) Internal combustion engine and working cycle
JPS6147295B2 (ja)
JP6265082B2 (ja) 圧縮着火式エンジンの制御装置
US20190120126A1 (en) Method for Using Combustion Engine and Combustion Engine Assembly
JP2007092690A (ja) 4サイクル火花点火式エンジン