JPS63239312A - Engine with supercharger - Google Patents

Engine with supercharger

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JPS63239312A
JPS63239312A JP62299324A JP29932487A JPS63239312A JP S63239312 A JPS63239312 A JP S63239312A JP 62299324 A JP62299324 A JP 62299324A JP 29932487 A JP29932487 A JP 29932487A JP S63239312 A JPS63239312 A JP S63239312A
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intake
valve
engine
compression ratio
closing timing
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Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Junzo Sasaki
潤三 佐々木
Akira Takai
高井 明
Kazuaki Umezono
和明 梅園
Fumio Hitase
日當瀬 文雄
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To keep ability of anti-knocking in a good contition and improve heat efficiency as well, by setting a geometrical compression ratio of an engine with a supercharger larger and also an intake valve closing timing to a specific angle more delayed than those of conventional ones. CONSTITUTION:The intake passage 7 of a multiple-cylinder engine is composed of an independent intake passage 8 connected to the intake port 3 of each cylinder 2, a surge tank 9 connected to the upstream of this passage 8 and a common-intake passage 10 connected to the upstream of the surge tank 9 and a mechanical supercharger 14 is provided in the common-intake passage 10. Each fuel injection valve 17 is provided in each independent intake passage 8 and a throttle control valve 18 is arranged on its upstream side. In this type of an engine, a geometrical compression ratio of the engine is set higher than 8.5 and also an intake-valve closing timing defined by the time when the intake valve 3 closes to the position where a quantity of valve lift is 1mm is set to the timing which is delayed by more than 50 degrees in a crank angle from a bottom dead point.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は過給機付エンジンであって幾何学的圧縮比を高
圧縮比としたエンジンに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a supercharged engine having a high geometric compression ratio.

(従来技術) 従来から、エンジンの吸気充填量を高めるため、過給機
によって吸気を過給するようにしたエンジンは種々知ら
れており(例えば実開昭56−171630号公報参照
)、過給機としては、排気ガスで駆動されるターボ過給
機、エンジン出力軸で駆動される機械式過給機等が知ら
れている。
(Prior art) Various engines have been known in which intake air is supercharged by a supercharger in order to increase the intake air filling amount of the engine (see, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 171630/1983). Known examples include a turbo supercharger driven by exhaust gas and a mechanical supercharger driven by an engine output shaft.

ところで、従来の過給機付エンジンでは、圧縮比を高く
すると高過給領域でノッキングが生じ易くなるため、エ
ンジンの幾何学的圧縮比は8.5以下の比較的低い値に
設定されていたが、圧縮比を低くすると、エンジンのサ
イクル効率が低下する傾向がある。また、過給機付エン
ジンにおいては高過給時に排気温度の過度の上昇を抑制
して排気系の信頼性を確保する必要があり、このため従
来は、高速高負荷時に空燃比をリッチにすることにより
排気温度を引下げるようにしていたが、このようにする
と出力上の要求量より余分に燃料が供給されることとな
る。
By the way, in conventional supercharged engines, the geometric compression ratio of the engine was set to a relatively low value of 8.5 or less, as knocking is more likely to occur in the high supercharging region when the compression ratio is increased. However, lowering the compression ratio tends to reduce engine cycle efficiency. In addition, in a supercharged engine, it is necessary to ensure the reliability of the exhaust system by suppressing the excessive rise in exhaust temperature during high supercharging, and for this reason, conventionally the air-fuel ratio was made rich at high speeds and high loads. Although this was done to lower the exhaust temperature, this would result in more fuel being supplied than the amount required for output.

これらの事情により、従来の過給機付エンジンでは燃費
が充分に改善されておらずJとくに高速高負荷域での燃
費が高くなり、このような点についての対策が要求され
ていた。
Due to these circumstances, the fuel efficiency of conventional supercharged engines has not been sufficiently improved, resulting in high fuel consumption, especially in high-speed, high-load ranges, and countermeasures have been required to address these issues.

(発明の目的) 本発明は上記の事情に鑑み、過給機付エンジンにおいて
、熱効率を向上し、燃費を大幅に改善することができる
過給機付エンジンを提供するものである。
(Object of the Invention) In view of the above circumstances, the present invention provides a supercharged engine that can improve thermal efficiency and significantly improve fuel efficiency.

(発明の構成) 第1の発明は、過給機を備えた工゛ンジンにおいて、エ
ンジンの幾何学的圧縮比を8.5以上の高圧縮比に設定
するとともに、吸気弁がバルブリフト1lau*の位置
まで閉じる時点をもって定義した吸気弁閉時期を、下死
点よりクランク角で506eQ以上遅れた時期に設定し
たものである。
(Structure of the Invention) The first invention is an engine equipped with a supercharger, in which the geometric compression ratio of the engine is set to a high compression ratio of 8.5 or more, and the intake valve has a valve lift of 1 lau*. The intake valve closing timing, which is defined as the time when the intake valve closes to the position , is set to a time delayed by 506 eQ or more in terms of crank angle from the bottom dead center.

つまりこの発明は、上記幾何学的圧縮比を従来の過給機
付エンジンより大きくする一方、上記吸気弁閉時期は従
来の過給機付エンジンよりも遅くしたものであり、この
構成によると、有効圧縮比が適度に抑えられながら膨張
比が稼がれることにより、耐ノツク性を良好に保つとと
もに排気s度を引下げ、かつ、熱効率を高める作用が得
られ、燃費改善が可能となる。
In other words, in this invention, the geometric compression ratio is made larger than that of a conventional supercharged engine, while the intake valve closing timing is made later than that of a conventional supercharged engine. By increasing the expansion ratio while suppressing the effective compression ratio appropriately, it is possible to maintain good knock resistance, lower exhaust gas temperature, and increase thermal efficiency, making it possible to improve fuel efficiency.

また、第2の発明は、過給機を備えたエンジンにおいて
、エンジンの幾何学的圧縮比を8.5以上の高圧縮比に
設定するとともに、バルブリフト量1amとなる時点を
もって定義した場合の、下死点からのクランク角で表わ
した吸気弁閉時期Y(degABDc)とクランク角で
表わした吸排気弁の開弁オーバラップ期間X (deg
)とを、Y≧−1,75X+10 という関係を満足するように設定したものである。
Further, the second invention provides an engine equipped with a supercharger, in which the geometric compression ratio of the engine is set to a high compression ratio of 8.5 or more, and when defined as the point in time when the valve lift amount is 1 am. , the intake valve closing timing Y (degABDc) expressed in crank angle from bottom dead center and the opening overlap period X (degABDc) of the intake and exhaust valves expressed in crank angle
) are set to satisfy the relationship Y≧−1, 75X+10.

つまりこの発明は、吸気弁閉時期を遅らせることによっ
て上記作用が得れる一方、吸排気弁の開弁オーバラップ
期間を大きくすることによっても、過給圧が排気圧を上
回る過給領域では上記開弁オーバラップ期間中の掃気効
果で耐ノツク性が^められるとともに排気温度を引下げ
る作用が得られて、吸気弁閉時期を遅らせることによる
作用と開弁オーバラップ量を大きくすることによる作用
とは互いに補い合うことができることに着目し、両者の
関係を上記のように設定したものであり、この構成によ
っても燃費が改善さへる。
In other words, in this invention, while the above effect can be obtained by delaying the intake valve closing timing, the above-mentioned opening can also be achieved by increasing the valve opening overlap period of the intake and exhaust valves in the supercharging region where the supercharging pressure exceeds the exhaust pressure. The scavenging effect during the valve overlap period improves knock resistance and lowers the exhaust temperature, resulting in both the effect of delaying the intake valve closing timing and the effect of increasing the valve opening overlap amount. Focusing on the fact that the two can complement each other, the relationship between the two is set as described above, and this configuration also improves fuel efficiency.

なお、吸気弁および排気弁の開閉時期については一般に
その定義が統一さていないため、上記各発明の構成では
有効に吸、排気が行なわれる時期を考慮し、バルブリフ
ト11agとなる時点をもってrIa閉時期を定義して
いる。以下、明細書中で単に吸気弁閉時期、開弁オーバ
ラップlというときは、上記定義に従うものを意味する
。また、幾何学的圧縮比とは、シリンダのピストン下死
点での容積と隙間容積(上死点での容積)との比をいう
In addition, since the definition of the opening/closing timing of intake valves and exhaust valves is generally not unified, in the configurations of each of the above inventions, taking into consideration the timing when effective intake and exhaust are performed, the rIa closing timing is determined at the point when the valve lift reaches 11ag. is defined. Hereinafter, when the term "intake valve closing timing" or "valve opening overlap l" is simply used in the specification, it means that it follows the above definition. Moreover, the geometric compression ratio refers to the ratio of the volume of the cylinder at the piston bottom dead center to the gap volume (volume at the top dead center).

(実施例) 第1図は本発明の第1実施例を示し、この図において、
1はエンジンであって、その各気筒2の燃焼室には吸気
ポート3および排気ボート4が開口しており、これらの
ボート3.4には図外の動弁機構により開閉作動される
吸気弁5および排気弁6が装備されている。
(Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and in this figure,
Reference numeral 1 denotes an engine, in which an intake port 3 and an exhaust boat 4 are opened in the combustion chamber of each cylinder 2, and each boat 3.4 has an intake valve that is opened and closed by a valve mechanism (not shown). 5 and an exhaust valve 6 are equipped.

上記各気筒2の吸気ボート3には吸気通路7が接続され
ている。この吸気通路7は、下8I端が各気筒2の吸気
ポート3に連通する独立吸気通路8と、各独立吸気通路
8の上流端に接続されたサージタング9と、このサージ
タンクの上流側に接続された共通吸気通路10とで構成
され、共通吸気通路10の上流端はエアクリーナ11に
接続されている。
An intake passage 7 is connected to the intake boat 3 of each cylinder 2. This intake passage 7 is connected to an independent intake passage 8 whose lower 8I end communicates with the intake port 3 of each cylinder 2, a surge tongue 9 connected to the upstream end of each independent intake passage 8, and the upstream side of this surge tank. The upstream end of the common intake passage 10 is connected to an air cleaner 11.

上記共通吸気通路10には、吸入空気量を検出するエア
フローメータ12と、吸入空気−を調整するスロットル
弁13と、吸気を過給する過給機14とが設けられてい
る。この過給I!114は、当実施例ではエンジンで駆
動されるルーツ式等の機械式過給機で形成され、図外の
エンジン出力軸に電磁々ラッチ等を介して連結されてい
る。また、上記共通吸気通路10における過給機14の
直上流と直下流とはバイパス吸気通路15によって連通
され、このバイパス吸気通路15の途中には、このバイ
パス吸気通路15を開閉するバイパス弁16が設けられ
ている。
The common intake passage 10 is provided with an air flow meter 12 that detects the intake air amount, a throttle valve 13 that adjusts the intake air, and a supercharger 14 that supercharges the intake air. This supercharged I! In this embodiment, 114 is formed by a mechanical supercharger such as a Roots type supercharger driven by the engine, and is connected to an engine output shaft (not shown) via an electromagnetic latch or the like. Further, the areas immediately upstream and downstream of the supercharger 14 in the common intake passage 10 are communicated by a bypass intake passage 15, and a bypass valve 16 for opening and closing the bypass intake passage 15 is provided in the middle of the bypass intake passage 15. It is provided.

上記多気I!!l12の吸気ポート3に連通ずる独立吸
気通路8にはそれぞれ、燃料を噴射供給する燃料噴射弁
17が設けられるとともに、この燃料噴射弁17の上流
に、独立吸気通路8を絞り1fll閉する絞り制御弁1
8が配設されている。この各絞り制御弁18はアクチュ
エータ19に連結されて、このアクチュエータ19によ
り同時に開閉作動されるようになっている。そして、エ
ンジン回転数を検出する回転数センサ21およびエンジ
ン負荷に相当するスロットル開度等を検出するセンサ2
2からの信号を受けるコントロールユニット20により
、上記アクチュエータ19に制御信号が出力されて、後
述のように運転状態に応じて絞り制御弁18の開閉作動
が制御される。
The above Taki I! ! Each of the independent intake passages 8 communicating with the intake port 3 of the l12 is provided with a fuel injection valve 17 for injecting and supplying fuel, and upstream of the fuel injection valve 17, a throttle control is provided to throttle and close the independent intake passage 8 by 1 flll. Valve 1
8 are arranged. Each throttle control valve 18 is connected to an actuator 19, and is opened and closed simultaneously by this actuator 19. A rotation speed sensor 21 detects the engine rotation speed, and a sensor 2 detects the throttle opening corresponding to the engine load.
The control unit 20 receiving the signal from the throttle control valve 2 outputs a control signal to the actuator 19 to control the opening/closing operation of the throttle control valve 18 according to the operating state as described later.

このような過給機付エンジンに置いて、エンジンの幾何
学的圧縮比は8.5以上とされ、従来の過給機付エンジ
ン(幾何学的圧縮比が7.5〜8゜5程度)と比べて高
圧縮比に設定されている。
In such a supercharged engine, the geometric compression ratio of the engine is set to be 8.5 or higher, whereas a conventional supercharged engine (geometric compression ratio of about 7.5 to 8.5) The compression ratio is set higher than that of the

また、第2図に示すような吸気弁5と排気弁6のバルブ
リフト特性において、吸気弁5の1111rf1時期(
1,0および1.C)ならびに排気弁6の開閉時期(E
、OおよびE、C)は次のように設定されている。すな
わち、第2図中に示すように、クランク角で表わした吸
排気弁の開弁オーバラップ期間をX(deg)とし、下
死点(BDC)からのクランク角で表わした吸気弁閉時
期をY(degABDC)とすると、バルブリフトfi
1mとなる時点をもって吸排気弁の開閉時点を定義した
場合に上記両者の関係が Y≧−1,75X+10   ・・・・・・■となるよ
うに設定されている。また、後述のように吸気弁5の遅
閉じによって断熱圧縮より断熱膨張を大きくする作用を
もたせるため、下死点までのクランク角で表わした排気
弁開時期Z(degBBDC>と上記吸気弁閉時期Yと
の関係は[Y>Z]となるように設定されている。
Furthermore, in the valve lift characteristics of the intake valve 5 and exhaust valve 6 as shown in FIG. 2, the 1111rf1 timing (
1,0 and 1. C) and the opening/closing timing of the exhaust valve 6 (E
, O and E, C) are set as follows. That is, as shown in Fig. 2, let X (deg) be the opening overlap period of the intake and exhaust valves expressed in crank angle, and let the intake valve closing timing expressed in crank angle from bottom dead center (BDC) be X (deg). If Y (degABDC), the valve lift fi
When the opening/closing time of the intake and exhaust valves is defined as the time when the distance reaches 1 m, the relationship between the two is set to be Y≧−1, 75X+10 . . .■. In addition, as will be described later, in order to have the effect of increasing adiabatic expansion rather than adiabatic compression by closing the intake valve 5 late, the exhaust valve opening timing Z (degBBDC> expressed by the crank angle to bottom dead center) and the intake valve closing timing described above The relationship with Y is set so that [Y>Z].

このような設定を従来の過給機付エンジンと比べると、
従来の一般的な過給磯付エンジンでは吸気弁閉時期が2
0〜40deQABDC程度、開弁オーバラップ期間が
−30〜−20del:l程度となっており、これでは
上記0式を満足しないのに対し、本発明では、吸気弁閉
時期Yおよび開弁オーバラップ期間Xの双方を従来より
も大きくするか、少なくともいずれか一方を従来より大
きくすることにより、上記0式の条件を満足するように
設定される。
Comparing this setting with a conventional supercharged engine,
In a conventional general supercharged engine, the intake valve close timing is 2.
0 to 40 deQABDC, and the valve opening overlap period is approximately -30 to -20 del:l, which does not satisfy the above equation 0. However, in the present invention, the intake valve closing timing Y and the valve opening overlap period are approximately -30 to -20 del:l. By making both of the periods X larger than before, or by making at least one of them larger than before, the condition of the above equation 0 is set so as to be satisfied.

また、上記開弁オーバラップ期間を格別に大きくせずに
、専ら後述の吸気弁遅閉じによる作用で燃費改善を図ろ
うとする場合には、上記吸気弁閉時期を約50deaA
BDC以上としておく。
In addition, when attempting to improve fuel efficiency solely through the effect of late closing of the intake valve, which will be described later, without making the valve opening overlap period particularly large, the intake valve closing timing may be set to approximately 50 deaA.
Set it to BDC or higher.

以上のような過給機付エンジンによると、幾何学的圧縮
比の高圧縮比化によってサイクル効率の向上が図られつ
つ、高過給域でもノッキングを防止する作用および排気
温度を引下げる作用が得られる。
According to the above-mentioned supercharged engine, the cycle efficiency is improved by increasing the geometric compression ratio, while the effect of preventing knocking and lowering the exhaust temperature even in the high supercharging range is achieved. can get.

すなわち、吸気弁5の閉時W4Yを遅らせると、吸気弁
5が閉じられてから排気弁6が開かれるまでの間で、圧
縮行程と比べて膨張行程が大きくなり、有効圧縮比が引
下げられつつ膨張比が稼がれることとなる。従って、幾
何学的圧縮比に対応する膨張行程での仕事によりす・イ
クル効率が高められるとともに、有効圧縮比が引下げら
れることにより、過給伍が多い高負荷高回転域での耐ノ
ツク性が高められ、かつ、断熱圧縮による温度上昇に比
べて断熱膨張による温度低下が小さくなることにより排
気温度が引下げられる。
In other words, if the closing time W4Y of the intake valve 5 is delayed, the expansion stroke becomes larger than the compression stroke between the time when the intake valve 5 is closed and the time when the exhaust valve 6 is opened, and the effective compression ratio is lowered. The expansion ratio will be increased. Therefore, the cycle efficiency is increased by the work done in the expansion stroke corresponding to the geometric compression ratio, and by lowering the effective compression ratio, the knock resistance is improved in the high-load, high-speed range where supercharging is common. In addition, the temperature drop due to adiabatic expansion is smaller than the temperature increase due to adiabatic compression, thereby lowering the exhaust temperature.

また、開弁オーバラップ期間Xを大きくすると、過給圧
が排気圧を上回る過給領域において、上記開弁オーバラ
ップ期間に燃焼室内の残留排気ガスを掃気する作用が高
められ、この掃気作用によって燃焼室内の温度が引下げ
られるため、耐ノツク性が高められるとともに排気温度
が引下げられる。
Furthermore, when the valve opening overlap period Since the temperature inside the combustion chamber is lowered, the knock resistance is improved and the exhaust temperature is lowered.

そして、耐ノツク性が高められることによりエンジンの
高圧縮比化が可能となってサイクル効率が高められる。
In addition, by increasing the knock resistance, it becomes possible to increase the compression ratio of the engine, thereby increasing cycle efficiency.

このように、吸気弁閉時期を遅らせることと、開弁オー
バラップ期間を大きくすることは、共に高圧縮比の下で
耐ノツク性を高めるとともに排気温度を引下げる作用を
なし、両者は互いにその作用を補い合うような関係を有
する。
In this way, delaying the intake valve closing timing and increasing the valve opening overlap period both have the effect of increasing knock resistance and lowering the exhaust temperature under high compression ratios, and both have the effect of reducing the exhaust temperature. They have a relationship that complements each other.

この関係を耐ノツク性について調べると第3図のように
なる。すなわち、第3図は、幾何学的圧縮比を9.4と
し、吸気弁m時期Yおよび開弁オーバラップ期間Xを種
々変えた場合の、エンジン回転数150Orpmでのノ
ック限界時の平均有効圧力Pe(39/CIりを示した
ものであり、図中の線P1〜P4は平均有効圧力が等圧
のラインである。なお、このデータにおいてエンジン回
転数をisoorpmとしたのは、使用頻度が高くて代
表例としてふされしいためである。また、幾何学的圧縮
比は9.4以外の高圧縮比に設定しても、傾向としては
第3図に示すものと同様となる。
When this relationship is examined in terms of knock resistance, it is shown in Figure 3. In other words, Figure 3 shows the average effective pressure at the knock limit at an engine speed of 150 rpm when the geometric compression ratio is 9.4 and the intake valve m timing Y and valve opening overlap period X are varied. Pe (39/CI), and lines P1 to P4 in the figure are lines where the average effective pressure is equal pressure.In addition, in this data, the engine speed is set to isoorpm because the frequency of use is This is because it is high and suitable as a representative example.Furthermore, even if the geometric compression ratio is set to a high compression ratio other than 9.4, the tendency is the same as that shown in FIG.

この図のように、吸気弁m時期Yを一定値に固定して開
弁オーバラップ期1Ilxを変化させた場合、図中の線
Aよりも左側まで開弁オーバラップ期間Xが小さくなる
とノック限界時の平均有効圧力が極端に下がる傾向が生
じ、つまりこのような領域ではノッキングが生じ易くな
る。従って、吸気弁閉時期Yに対して開弁オーバラップ
期間Xは、線Aより右側の斜線を付した領域内とするこ
とが、耐ノツク性にとって望ましいものとなる。また、
図中のJIBよりも右側の領域では吸気の吹抜けにより
平均有効圧力が低下するので、IiAと18との間が望
ましい領域である。
As shown in this figure, when the intake valve m timing Y is fixed to a constant value and the valve opening overlap period 1Ilx is varied, when the valve opening overlap period X becomes smaller to the left of line A in the figure, the knock limit is reached. There is a tendency for the average effective pressure at the time to drop to an extremely low level, which means that knocking is more likely to occur in such a region. Therefore, it is desirable for the knock resistance that the valve opening overlap period X with respect to the intake valve closing timing Y be within the shaded area on the right side of line A. Also,
In the region to the right of JIB in the figure, the average effective pressure decreases due to intake air blow-through, so the region between IiA and 18 is desirable.

この図から、上記線Aを吸気弁閉時WAYと開弁オーバ
ラップ期間Xとの関係式で求めると、Y−−1,75X
+100 (バルブリフト量OImでX、Yを定義)もしくは Y−−1,75X+10 (バルブリフト!!11a*でX、Yを定義)となる。
From this figure, if the above line A is determined by the relational expression between the intake valve closing WAY and the valve opening overlap period X, then Y--1,75X
+100 (X, Y defined by valve lift amount OIm) or Y--1,75X+10 (X, Y defined by valve lift!!11a*).

よって、前記の0式を満足するように吸気弁閉時期Yと
開弁オーバラップ期間Xとを設定しておけば、幾何学的
圧縮比を高くしても耐ノツク性を高めることが可能とな
る。
Therefore, if the intake valve closing timing Y and valve opening overlap period Become.

本発明において上記開弁オーバラップ期IIXを約−2
3′?jeaに設定した場合の、幾何学的圧縮比および
吸気弁閉時期Yの望ましい領域は第4図および第5図の
ようになる。
In the present invention, the valve opening overlap period IIX is set to about -2
3'? jea, the desired range of the geometric compression ratio and intake valve closing timing Y is shown in FIGS. 4 and 5.

すなわち、第4図は、幾何学的圧縮比を横軸、有効圧縮
比を縦軸にとり、吸気ボート閉時期をパラメータとして
、これらの関係を示している。この図において、破線の
斜線を付した範囲は従来の過給機付エンジンによる場合
の設定範囲を示し、このように従来の過給機付エンジン
では、幾何学的圧縮比が7.5〜8.5、吸気ボート閉
時期が20〜40deaABDC程度に設定されており
、この範囲で高過給時のノッキング防止および燃焼安定
性の確保のための適度の有効圧縮比が得られるようにし
ている。これに対し、本発明において開弁オーバラップ
期間を上記設定とした場合、幾何学的圧縮比および吸気
弁閉時期Yの望ましい範囲とそれに対応する有効圧縮比
の範囲は、実線の斜線を付した領域となる。つまり、幾
何学的圧縮比を8.5より高い高圧縮比とする一方、吸
気弁m時期を50degABDC以上に設定することに
より、有効圧縮比を従来と同程度とすることができる。
That is, FIG. 4 shows the relationship between the geometric compression ratio on the horizontal axis, the effective compression ratio on the vertical axis, and the intake boat closing timing as a parameter. In this figure, the dashed diagonal range indicates the setting range for a conventional supercharged engine. 5. The intake boat closing timing is set to about 20 to 40 dea ABDC, and within this range an appropriate effective compression ratio can be obtained to prevent knocking and ensure combustion stability during high supercharging. On the other hand, in the present invention, when the valve opening overlap period is set as above, the desirable range of the geometric compression ratio and the intake valve closing timing Y and the corresponding range of the effective compression ratio are indicated by solid diagonal lines. It becomes an area. That is, by setting the geometric compression ratio to a high compression ratio higher than 8.5 and setting the intake valve m timing to 50 deg ABDC or more, the effective compression ratio can be made comparable to the conventional one.

あるいは、幾何学的圧縮比を高くすると隙間容積が小さ
くなって残留ガスの減少により燃焼安定性が高められる
ため、有効圧縮比を従来よりも低くするように設定する
こともできる。
Alternatively, since increasing the geometric compression ratio reduces the gap volume and improves combustion stability by reducing residual gas, the effective compression ratio can also be set lower than before.

有効圧縮比を上記のような所定範囲内とするには、幾何
学的圧縮比と吸気弁閉時期Yとの関係が第5図に斜線を
付して示した範囲となるように、幾何学的圧縮比を高く
するほど吸気弁閉時期の遅れを大きくすればよい。
In order to keep the effective compression ratio within the predetermined range as mentioned above, the geometric compression ratio must be adjusted so that the relationship between the geometric compression ratio and the intake valve closing timing Y falls within the shaded range in FIG. The higher the target compression ratio, the greater the delay in the intake valve closing timing.

このような設定による場合の作用効果を確認した実験デ
ータを第6図(a)〜(C)に示す。
Experimental data confirming the effects of such settings are shown in FIGS. 6(a) to 6(C).

第6図(a)〜(C)は種々の平均有効圧力下での燃費
率、吸気負圧、排気温度を、本発明による場合と従来の
過給機付エンジンによる場合および無過給エンジンによ
る場合について調べたデータを示したものである。これ
ら各図においてそれぞれ、実線は本発明のエンジンで幾
何学的圧縮比を9.4、吸気弁閉時期を約60deaA
BDC。
Figures 6(a) to (C) show the fuel efficiency, intake negative pressure, and exhaust temperature under various average effective pressures for the present invention, a conventional supercharged engine, and a non-supercharged engine. This shows the data investigated in this case. In each of these figures, the solid line indicates the engine of the present invention with a geometric compression ratio of 9.4 and an intake valve closing timing of approximately 60 deA.
B.D.C.

開弁オーバラップ期間を一23deaに設定した場合の
ものであり、また、破線は従来の過給礪付エンジンで幾
何学的圧縮比を7.9、吸気弁閉時期を約306eQA
BDCとした場合、二点鎖線は無過給エンジンで幾何学
的圧縮比を9.4、吸気弁閉時期を約30degABD
Cとしたものである。エンジン回転数は1500rpm
、空燃比はλ−1としている。
This is when the valve opening overlap period is set to -23 dea, and the broken line is a conventional supercharged engine with a geometric compression ratio of 7.9 and an intake valve closing timing of approximately 306 eQA.
In the case of BDC, the two-dot chain line indicates a non-supercharged engine with a geometric compression ratio of 9.4 and an intake valve closing timing of approximately 30degABD.
C. Engine speed is 1500rpm
, the air-fuel ratio is set to λ-1.

これらの実験データから明らかなように、本発明におい
て上記設定とした過給機付エンジンによると、従来の過
給機付エンジンおよび無過給の高圧縮比エンジンのいず
れと比べても、燃費率が低くなる。さらに、吸気負圧が
小さくなることから、低、中負荷域でボンピングロスを
低減する効果も得られる。このような傾向は他のエンジ
ン回転数域でもみられる。また、排気2!!度は従来の
過給機付エンジンと比べて低くなり、従って、高速高負
荷時に排気温度の過度の上昇を抑11Jするためにも従
来の過給機付エンジンはど空燃比のリッチ化が必要でな
いことがわかる。
As is clear from these experimental data, the supercharged engine configured as described above in the present invention has a lower fuel efficiency than both conventional supercharged engines and non-supercharged high compression ratio engines. becomes lower. Furthermore, since the intake negative pressure is reduced, it is also possible to reduce the pumping loss in the low to medium load range. This trend is also seen in other engine speed ranges. Also, exhaust 2! ! Therefore, in order to suppress the excessive rise in exhaust temperature at high speeds and high loads, it is necessary to enrich the air-fuel ratio in conventional supercharged engines. It turns out that it is not.

なお、上記データは、吸気弁閉時期を遅らせた場合のも
のであるが、ノッキングを抑制しつつ高圧縮比を達成す
ることによる燃費改善および排気温度低下の効果は前述
のように開弁オーバラップ期間Xを大きくすることによ
っても可能となる。
Note that the above data is based on the case where the intake valve closing timing is delayed, but as mentioned above, the effect of improving fuel efficiency and lowering the exhaust temperature by achieving a high compression ratio while suppressing knocking is due to the valve opening overlap. This is also possible by increasing the period X.

また、このように吸気弁閉時期や開弁オーバラップ期間
を大きくした場合、アイドル等の軽負荷低回転域では排
気ガスの逆流等により燃焼安定性が多少悪化する傾向が
あるが、第1図に示す実施例ではこのような傾向を是正
するため、独立吸気通路8に絞り制御弁18が設けられ
ている。そして、第7図に示すように、軽負荷低回転域
では、上記絞り1lla弁18が小開度に閏じられる。
Furthermore, when the intake valve closing timing and valve opening overlap period are increased in this way, combustion stability tends to deteriorate somewhat in the light load and low speed range such as idling due to backflow of exhaust gas, but as shown in Figure 1. In the embodiment shown in FIG. 1, a throttle control valve 18 is provided in the independent intake passage 8 in order to correct this tendency. As shown in FIG. 7, in the light load and low rotation range, the throttle valve 18 is opened to a small degree.

これにより、例えば開弁オーバラップ期間Xが大きく設
定されている場合に、第8図に示すように、開弁オーバ
ラン“プ期間中の排気ガスの逆流を抑制する作用が得ら
れる。
As a result, when the valve opening overlap period X is set to be large, for example, an effect of suppressing the backflow of exhaust gas during the valve opening overlap period can be obtained, as shown in FIG.

すなわち、第8図は吸排気弁のバルブリフト特性に対応
させて、軽負荷低回転域での平均排気圧Pe、平均吸気
圧pb、絞りIIJtllllmUた場合の独立吸気通
路8での吸気圧Pb1と気筒内圧力Pc、絞り制御弁1
8を設けない場合の気筒内圧力Pc−を示している。こ
のように軽負荷低回転域では、平均吸気圧pbが平均排
気圧Peよりも低くなることにより、排気ガスが各独立
吸気通路8に逆流するが、絞り制御弁18を閉じると、
ここで排気ガスの逆流が止められるので、これより下流
側の独立吸気通路18内および気筒2内の圧力が上昇し
、この圧力上昇により排気圧との圧力差が小さくなるた
め、排気系から気筒および独立吸気通路8への排気ガス
の逆流が抑えられる。
That is, FIG. 8 shows the average exhaust pressure Pe, average intake pressure pb, and intake pressure Pb1 in the independent intake passage 8 when the throttle IIJtllllmU is set in the light load and low rotation range, corresponding to the valve lift characteristics of the intake and exhaust valves. Cylinder pressure Pc, throttle control valve 1
8 is not provided. In this way, in the light load and low speed range, the average intake pressure pb becomes lower than the average exhaust pressure Pe, causing exhaust gas to flow back into each independent intake passage 8, but when the throttle control valve 18 is closed,
Since the backflow of exhaust gas is stopped here, the pressure in the independent intake passage 18 and the cylinder 2 on the downstream side increases, and this pressure increase reduces the pressure difference with the exhaust pressure, so the exhaust gas is transferred from the exhaust system to the cylinder. Also, backflow of exhaust gas to the independent intake passage 8 is suppressed.

こうして燃焼安定性が高められることとなる。In this way, combustion stability is improved.

第9図は本発明の第2実施例を示し、この実施例では、
吸気弁閉時期Yおよび開弁オーバラップ期間Xを運転状
態に応じて変更可能としている、すなわち、この図にお
いて、エンジン1の各気筒2の燃焼室には主吸気ボート
31、副吸気ボート32および排気ボート33が開口し
、これらのボートが主吸気弁34、副吸気弁35および
排気弁36によってそれぞれ開閉される。そして、後述
のように主吸気弁34と副吸気弁35の開弁期間が異な
っている。
FIG. 9 shows a second embodiment of the invention, in which:
The intake valve closing timing Y and the valve opening overlap period The exhaust boat 33 is opened, and these boats are opened and closed by the main intake valve 34, the sub-intake valve 35, and the exhaust valve 36, respectively. As will be described later, the opening periods of the main intake valve 34 and the sub-intake valve 35 are different.

上記各吸気ボート31.32とサージタンク37との間
には、主吸気ボート31に連通ずる主吸気通路38とn
1吸気ボート32に連通する副吸気通路39とが、互い
に独立して形成され、上記副吸気通路39にはこの通路
を開閉するシャッター弁40が設けられており、これら
によって吸気弁開閉時期可変装置41が構成されている
。上記シャッター弁40は、コントロールユニット42
によりアクチュエータ43を介してエンジン回転数を検
出する回転数センサ44と、スロットル弁47下流の吸
気通路内圧力を検出する圧力センサ45と、スロットル
弁47の開度を検出するスロットル開度センサ46とか
らの各検出信号が入力されている。
A main intake passage 38 communicating with the main intake boat 31 and a n
A sub-intake passage 39 communicating with the first intake boat 32 is formed independently from each other, and the sub-intake passage 39 is provided with a shutter valve 40 for opening and closing this passage. 41 are configured. The shutter valve 40 has a control unit 42
a rotation speed sensor 44 that detects the engine rotation speed via the actuator 43; a pressure sensor 45 that detects the pressure in the intake passage downstream of the throttle valve 47; and a throttle opening sensor 46 that detects the opening of the throttle valve 47. Detection signals from each are input.

また、過給機50は、当実施例ではターボ過給機が用い
られ、排気通路53に設けられたタービン51と、吸気
通路54に設けられたコンプレッサ52とを備え、排気
ガスにより駆動されて吸気を過給するようになっている
。55は上記主、副吸気通路38.39に燃料を噴射す
る燃料噴射弁、56は過給気を冷却するインタクーラ、
57は過給機50のタービン51をバイパスするウェス
トゲート通路、58は上記ウェストゲート通路57に設
けられたウェストゲートパルプである。
Further, the supercharger 50 is a turbo supercharger in this embodiment, and includes a turbine 51 provided in an exhaust passage 53 and a compressor 52 provided in an intake passage 54, and is driven by exhaust gas. It is designed to supercharge the intake air. 55 is a fuel injection valve that injects fuel into the main and auxiliary intake passages 38 and 39; 56 is an intercooler that cools the supercharged air;
57 is a waste gate passage that bypasses the turbine 51 of the supercharger 50, and 58 is a waste gate pulp provided in the waste gate passage 57.

このエンジン1でも、その幾何学的圧縮比は8゜5以上
の高圧縮比に予め設定されている。
The geometric compression ratio of this engine 1 is also preset to a high compression ratio of 8.5 or more.

また、上記主吸気弁34、副吸気弁35および排気弁3
6のバルブリフト特性は第10図のように設定され、副
吸気弁35は主吸気弁34よりも開弁期間が長くなって
いる。そして、上記シャッター弁40が開かれた状態で
は、ra1吸気弁35の開弁IIrfaが各気筒の実質
上の吸気弁開弁期間となり、このときの吸気弁閉時期Y
SJ5よび開弁オーバラップ期間XSは前述の0式を満
足するように大きく設定されている。一方、上記シャッ
ター弁40が閉じられた状態では、主吸気弁34の開弁
期間が各気筒の実質上の吸気弁開弁期間となり、このと
きの吸気弁閉時期Ypおよび開弁オーバラップ期間xp
は比較的小さく、従来と同程度となるように設定されて
いる。
In addition, the main intake valve 34, the sub-intake valve 35 and the exhaust valve 3
The valve lift characteristics of No. 6 are set as shown in FIG. 10, and the auxiliary intake valve 35 has a longer open period than the main intake valve 34. When the shutter valve 40 is opened, the opening IIrfa of the ra1 intake valve 35 becomes the actual intake valve opening period of each cylinder, and the intake valve closing timing Y at this time
SJ5 and the valve opening overlap period XS are set large so as to satisfy the above-mentioned formula 0. On the other hand, when the shutter valve 40 is closed, the opening period of the main intake valve 34 becomes the actual intake valve opening period of each cylinder, and the intake valve closing timing Yp and the valve opening overlap period xp at this time
is relatively small and is set to be on the same level as before.

上記シャッター弁40は、コントロールユニット42に
より、少なくとも高回転高負荷域では開かれる一方、低
回転で過給量が少ない所定高負荷時には閉じられるよう
に制御される。例えば第11図に示すように、所定回転
数Ns(1700rpm程度)以上の高回転でシャッタ
ー弁40を全開とし、所定回転数NS未満の低回転域で
は加速初期に閉じられるように制御される。
The shutter valve 40 is controlled by the control unit 42 so that it is opened at least in a high-speed, high-load range, and closed at a predetermined high-load time when the engine speed is low and the amount of supercharging is small. For example, as shown in FIG. 11, the shutter valve 40 is controlled to be fully open at high rotations above a predetermined rotation speed Ns (approximately 1700 rpm), and closed at the beginning of acceleration in a low rotation range below the predetermined rotation speed NS.

この制御を第12図のフローチャートにより説明すると
、このフローチャートにおいては、ステップS1でエン
ジン回転速度Eを読込み、次にステップS2での判定に
基づき、エンジン回転速度Eが所定回転数NS以上と判
定したときはシャッター弁40を開り(ステップ84)
。また、所定回転数NS未満のときは、ステップS3で
の判定に基づき、加速開始後所定時@(たとえば2秒)
以内の加速初期と判定したときはシャッター弁40を閉
じ(ステップS5)、それ以外はシャッター弁40を開
く。
This control will be explained using the flowchart in FIG. 12. In this flowchart, the engine rotational speed E is read in step S1, and then, based on the determination in step S2, the engine rotational speed E is determined to be equal to or higher than the predetermined rotational speed NS. If so, open the shutter valve 40 (step 84).
. In addition, when the rotation speed is less than the predetermined rotation speed NS, based on the determination in step S3, at a predetermined time @ (for example, 2 seconds) after the start of acceleration.
The shutter valve 40 is closed when it is determined that the acceleration is at the beginning of the acceleration within the range of 1 to 2 (step S5), and the shutter valve 40 is opened otherwise.

上記制御をざらに第131!lのタイムチャートによっ
て具体的に説明すると、低回転域でもスロットル開底が
小さい低負荷時にはシャッター弁40を間くが、スロッ
トル開度が大きくなる加速初期にはシャッター弁40を
閉じ、その後は吸気通路内圧力の上昇に応じてシャッタ
ー弁40を次第に関く(第13図の実a参照)。この場
合、低速段での加速により過給圧が充分に上昇する前に
エンジン回転数が所定回転数NSに達したときは、その
時点でシャッター弁40を全開する(第13図の破線参
照)。
The 131st detailed explanation of the above controls! To explain this in detail using the time chart 1, the shutter valve 40 is closed during low load when the throttle bottom opening is small even in the low rotation range, but the shutter valve 40 is closed at the beginning of acceleration when the throttle opening is large, and after that, the intake air is closed. The shutter valve 40 is gradually closed as the pressure inside the passage increases (see Actual a in FIG. 13). In this case, if the engine speed reaches the predetermined speed NS before the supercharging pressure increases sufficiently due to acceleration in the low gear, the shutter valve 40 is fully opened at that point (see the broken line in Fig. 13). .

このような当実施例の構造によると、上記シャッター弁
40が閤かれたときは、両吸気ボート31.32から吸
気が燃焼室に供給されて、−1吸気弁35の開閉時期が
各気筒の実質上の吸気弁開閉時期となる。これにより、
幾何学的圧縮比は従来の過給機、付エンジンと比べて高
く設定されていながら、吸気弁w1時期YS、 fff
l弁オーバラップartsXSが大きくされることによ
り、第1実施例と同様に高負荷高回転域でもノッキング
を抑制するとともに排気温度を引下げる作用が得られる
。また、中、低負荷域では、吸気弁閉時期が遅らされる
ことによるポンピングロス低減作用が得られる。
According to the structure of this embodiment, when the shutter valve 40 is opened, intake air is supplied from both intake boats 31 and 32 to the combustion chamber, and the opening/closing timing of the -1 intake valve 35 is adjusted for each cylinder. This is the actual intake valve opening/closing timing. This results in
Although the geometric compression ratio is set higher than that of conventional engines with superchargers, the intake valve w1 timing YS, fff
By increasing the l-valve overlap artsXS, it is possible to suppress knocking and lower the exhaust temperature even in the high-load, high-speed range, as in the first embodiment. Furthermore, in medium and low load ranges, the closing timing of the intake valve is delayed, thereby reducing pumping loss.

一方、低回転域での加速初期には、吸気弁開閉時期可変
装置41のシャッター弁40がmじられ、醇1吸気ボー
ト32からの吸気供給が停止されて、主吸気弁34の開
閉時期が実質的な吸気弁r11時期となり、これによっ
て有効にエンジン出力が高められ、加速性能の低下が防
止される。つまり、高負荷でもエンジン回転数が低けれ
ば過給量が比較的少なく、とくにターボ過給1150は
エンジン負荷の変動に対する応答遅れ(いわゆるターボ
ラグ)によって加速初期の過給量が少ないので、このと
きに吸気弁閉時期および開弁オーバラップ期間が大きく
されれば、吸気の吹返しゃ排気ガスの逆流等によって出
力が低下する可能性がある。そこでこのような加速初期
の低過給状態にあるときは吸気弁閉時期が早められると
ともに開弁オーバラップ期間が大きくされ、これによっ
て吸気の吹返しおよび排気ガスの逆流が防止されるとと
もに有効圧縮比が高められるため、加速性能が高められ
ることとなる。
On the other hand, at the beginning of acceleration in the low rotation range, the shutter valve 40 of the variable intake valve opening/closing timing device 41 is closed, the intake air supply from the first intake boat 32 is stopped, and the opening/closing timing of the main intake valve 34 is changed. This becomes the actual intake valve r11 timing, which effectively increases the engine output and prevents deterioration in acceleration performance. In other words, even if the load is high, if the engine speed is low, the amount of supercharging is relatively small.Especially, with the turbocharger 1150, the amount of supercharging at the beginning of acceleration is small due to a delay in response to changes in engine load (so-called turbo lag). If the intake valve closing timing and the valve opening overlap period are increased, the output may decrease due to intake air blowback, exhaust gas backflow, and the like. Therefore, when there is a low supercharging state at the beginning of acceleration, the intake valve closing timing is advanced and the valve opening overlap period is increased, which prevents intake air blowback and exhaust gas backflow and reduces effective compression. Since the ratio is increased, acceleration performance is improved.

なお、この実施例においても、過給機50には上記ター
ボ過給機の代りにエンジンで駆動される機械式過給機を
用いてもよい。また、この実施例の構造において、副吸
気弁35の閉時期YSを50deQABDC以上とした
場合に、実質上の吸気弁閉時期を副吸気弁35の閉時期
YSとする(シャッター弁40を開く)領域と主吸気弁
34の開時期Yl)とする(シャッター弁40を閉じる
)領域とを第14図に示すように設定しておいてもよく
、とくに上記機械式過給機が用いられる場合はこのよう
な領域設定に基づいて111mすればよい。
In this embodiment as well, a mechanical supercharger driven by the engine may be used as the supercharger 50 instead of the turbocharger described above. In addition, in the structure of this embodiment, when the closing timing YS of the auxiliary intake valve 35 is set to 50 deQABDC or more, the actual intake valve closing timing is set to the closing timing YS of the auxiliary intake valve 35 (the shutter valve 40 is opened). The area and the area where the main intake valve 34 is opened (Yl) (shutter valve 40 is closed) may be set as shown in FIG. 14, especially when the above-mentioned mechanical supercharger is used. Based on such area settings, it is sufficient to set the distance to 111 m.

すなわち、上記機械式過給機が用いられる場合も、第1
4図に斜線を付して示した高回転高負荷域および中、低
負荷域(アイドル域を除く)ではシャッター弁40を開
いて実質上の吸気弁閉時期を副吸気弁35の閉時J11
1Ysとすることにより、高回転高負荷域でのノッキン
グ防止および排気温鴫引下げ等の作用と中、低負荷域で
のポンピングロス低減作用が得られる。一方、^負荷で
もエンジン回転数が低くて過給量が少ない領域では、シ
ャッター弁40を閉じて実質上の吸気弁閉時期を主吸気
弁34の開時期Ypとすることにより、有効圧縮比が高
められてエンジン出力向上に有利となる。
That is, even when the above mechanical supercharger is used, the first
In the high speed, high load range, medium and low load range (excluding idle range) shown with diagonal lines in Figure 4, the shutter valve 40 is opened to change the actual intake valve closing timing to the closing time of the sub-intake valve 35 J11.
By setting it to 1Ys, it is possible to obtain functions such as preventing knocking and lowering exhaust temperature in the high rotation and high load range, and reducing pumping loss in the medium and low load ranges. On the other hand, in a region where the engine speed is low even under load and the amount of supercharging is small, the effective compression ratio can be increased by closing the shutter valve 40 and setting the actual intake valve closing timing to the opening timing Yp of the main intake valve 34. This is advantageous for improving engine output.

さらに、アイドル域でも、燃焼性を高めるため、実質上
の吸気弁閉時期を1吸気弁34の閉時期Ypとすること
が望ましい。
Furthermore, in order to improve combustibility even in the idle region, it is desirable to set the actual intake valve closing timing to the closing timing Yp of one intake valve 34.

また、吸気ポート閉時期可変装置としては、上記実施例
に示したもののほかにも、例えば副吸気弁35に対して
その作動を停止可能とする弁停止機構を設け、あるいは
、吸気弁の駆動タイミングを可変とするタイミング可変
機構を設けてもよい。
In addition to the intake port closing timing variable device shown in the above embodiments, for example, a valve stop mechanism that can stop the operation of the auxiliary intake valve 35 may be provided, or the intake valve drive timing may be A variable timing mechanism may be provided to vary the timing.

(発明の効果) 以上のように本発明によると、ノッキングを防止しつつ
エンジンの幾何学的圧縮比を高圧縮比化してサイクル効
率を高めることができるとともに、空燃比のリッチ化に
頼らずに排気温度の過度上昇を防止することができ、こ
れらの作用で燃費を改善することがでる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to increase the geometric compression ratio of the engine to a high compression ratio while preventing knocking, thereby increasing the cycle efficiency, and without relying on enriching the air-fuel ratio. Excessive rise in exhaust gas temperature can be prevented, and these effects can improve fuel efficiency.

つまり、第1の発明によると、有効圧縮比を50dea
ABDC以上遅らせているため、幾何学的圧縮比を高く
しつつ有効圧縮比が適度に引下げられることにより、ノ
ッキングが防止されるとともに排気温度が引下げられ、
さらに低、中負荷域でのボンピングロス低減効果も得ら
れ、燃費の改善をもたらす。
That is, according to the first invention, the effective compression ratio is 50 dea.
Since it is delayed by more than ABDC, the effective compression ratio is moderately lowered while increasing the geometric compression ratio, thereby preventing knocking and lowering the exhaust temperature.
Furthermore, it also has the effect of reducing pumping loss in the low and medium load range, resulting in improved fuel efficiency.

また、第2の発明によると、吸気弁閉時期Y(degΔ
TDC)と吸排気弁の開弁オーバラップ期間X(dea
)とを、 Y≧−1,75X+10 という関係を満足するように設定しているため、開弁オ
ーバラップ期間を大きくすることによる高過給域での掃
気作用によってもノッキング防止および排気温度の引下
げが可能となり、開弁オーバラップ期間を大きくするこ
とと吸気弁閉時期を遅らせることの相互作用で燃費の改
善をもたらすこととなる。
Further, according to the second invention, the intake valve closing timing Y (degΔ
TDC) and intake/exhaust valve opening overlap period X(dea
) is set to satisfy the relationship Y≧-1,75 This makes it possible to improve fuel efficiency through the interaction of increasing the valve opening overlap period and delaying the intake valve closing timing.

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

第1図は本発明の第1実施例を示す過給機付エンジン全
体の概略図、第2図はこの実施例における吸気弁と排気
弁のバルブリフト特性を示す図、第3図はこの実施例に
おける吸気弁閉時期および開弁オーバラップ期間とノッ
キング限界時の平均材効圧力との関係を示す図、第4図
は開弁オーバラップr#問を一定値に設定した場合の幾
何学的圧縮比と吸気弁閉時期と有効圧縮比との関係を示
す図、第5図は第4図に示した関係に基づく上記幾何学
的圧縮比および吸気弁閉時期の好ましい範囲を示す図、
第6図(a)〜(C)は燃費率と吸気圧力と排気温度と
について本発明の一実施例による場合と従来のエンジン
による場合とを比較した実験データ、第7図は絞り制御
弁の開閉制御の領域設定を示す図、第8図はエンジンの
軽負荷域での吸気圧と排気圧の関係を示す特性図、第9
図は第2実施例を示す過給機付エンジン全体の概略図、
第10図は第2実施例による場合の吸気弁および排気弁
のバルブリフト特性を示す図、第11図は第2実施例に
おけるシャッター弁の制御の領域設定を示す図、第12
図は上記シャッター弁の制御のフローチャート、第13
図は同制御のタイムチャート、第14図は第2実施例に
おける−り御の領域設定の別の例を示す図である。 1・・・エンジン、2・・・気113.3.34.35
−・・吸気弁、6.36・・・排気弁、14.50・・
・過給機特許出願人      マ ツ ダ 株式会社
代 理 人      弁理士  小谷 悦司同   
     弁理士  長1) 1同        弁
理士  板書 康夫第  4  図 BDC 1灸べ弓1?的IE廓ン上と。 第  5  図 攻何学的圧轄比 第  7  図 第  8  図 クランク角         0 鮮ボ鴻更 。Q 第  9  図 第10図 第11図 エンジン1tL(rP’> 第12図
Fig. 1 is a schematic diagram of the entire supercharged engine showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the valve lift characteristics of the intake valve and exhaust valve in this embodiment, and Fig. 3 is a diagram showing the valve lift characteristics of the intake valve and exhaust valve in this embodiment. Figure 4 shows the relationship between the intake valve closing timing and valve opening overlap period and the average material effective pressure at the knocking limit in an example. A diagram showing the relationship between compression ratio, intake valve closing timing, and effective compression ratio; FIG. 5 is a diagram showing the preferable range of the geometric compression ratio and intake valve closing timing based on the relationship shown in FIG. 4;
Figures 6(a) to (C) show experimental data comparing fuel efficiency, intake pressure, and exhaust temperature between an embodiment of the present invention and a conventional engine. Figure 8 is a diagram showing the area setting of opening/closing control, Figure 8 is a characteristic diagram showing the relationship between intake pressure and exhaust pressure in the light load range of the engine, Figure 9 is a characteristic diagram showing the relationship between intake pressure and exhaust pressure in the light load range of the engine.
The figure is a schematic diagram of the entire supercharged engine showing the second embodiment,
FIG. 10 is a diagram showing the valve lift characteristics of the intake valve and exhaust valve in the case of the second embodiment, FIG. 11 is a diagram showing the control area setting of the shutter valve in the second embodiment, and FIG.
The figure is a flowchart of the control of the shutter valve, No. 13.
The figure is a time chart of the same control, and FIG. 14 is a diagram showing another example of the area setting of the control in the second embodiment. 1...Engine, 2...Ki 113.3.34.35
-...Intake valve, 6.36...Exhaust valve, 14.50...
・Turbocharger patent applicant Mazda Co., Ltd. agent Patent attorney Etsushi Kotani
Patent Attorney Chief 1) 1 Patent Attorney Board Writer Yasuo No. 4 Figure BDC 1 Moxibustion Bow 1? On the IE circuit. Figure 5 Attack and scientific pressure ratio Figure 7 Figure 8 Crank angle 0 Senbo Kosara. Q Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Engine 1tL (rP'> Fig. 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、過給機を備えたエンジンにおいて、エンジンの幾何
学的圧縮比を8.5以上の高圧縮比に設定するとともに
、吸気弁がバルブリフト量1mmの位置まで閉じる時点
をもつて定義した吸気弁閉時期を、下死点よりクランク
角で50deg以上遅れた時期に設定したことを特徴と
する過給機付エンジン。 2、過給機を備えたエンジンにおいて、エンジンの幾何
学的圧縮比を8.5以上の高圧縮比に設定するとともに
、バルブリフト量1mmとなる時点をもつて吸排気弁の
開閉時点を定義した場合の、下死点からのクランク角で
表わした吸気弁閉時期Y(degABDC)とクランク
角で表わした吸排気弁の開弁オーバラップ期間X(de
g)とを、Y≧−1.75X+10 という関係を満足するように設定したことを特徴とする
過給機付エンジン。
[Claims] 1. In an engine equipped with a supercharger, the geometric compression ratio of the engine is set to a high compression ratio of 8.5 or more, and the point in time when the intake valve closes to a position with a valve lift of 1 mm. A supercharged engine characterized in that the intake valve closing timing defined by the above is set to a time delayed by 50 degrees or more in terms of crank angle from bottom dead center. 2. For engines equipped with a supercharger, set the geometric compression ratio of the engine to a high compression ratio of 8.5 or higher, and define the opening/closing point of the intake and exhaust valves as the point in time when the valve lift amount is 1 mm. In this case, the intake valve closing timing Y (degABDC) expressed in crank angle from bottom dead center and the opening overlap period
g) is set to satisfy the relationship Y≧−1.75X+10.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309627A1 (en) * 1992-03-31 1994-02-03 Mazda Motor Supercharged IC engine with charge air cooler - has geometrical compression engine ratio controlled to be at least 8.5
DE4332616A1 (en) * 1992-09-28 1994-03-31 Mazda Motor Charging device for IC engine - comprises inlet air channel connected to engine via inlet valve and mechanical charger in it, with variable valve timing mechanism varying closure time point of inlet valve
US5396874A (en) * 1992-04-14 1995-03-14 Mazda Motor Corporation Controller for supercharged engine
US5477839A (en) * 1992-06-19 1995-12-26 Mazda Motor Corporation Air intake control system for supercharged engines
CN115045763A (en) * 2021-03-08 2022-09-13 马自达汽车株式会社 Engine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4309627A1 (en) * 1992-03-31 1994-02-03 Mazda Motor Supercharged IC engine with charge air cooler - has geometrical compression engine ratio controlled to be at least 8.5
US5429100A (en) * 1992-03-31 1995-07-04 Mazda Motor Corporation Supercharged engine
US5396874A (en) * 1992-04-14 1995-03-14 Mazda Motor Corporation Controller for supercharged engine
US5477839A (en) * 1992-06-19 1995-12-26 Mazda Motor Corporation Air intake control system for supercharged engines
DE4332616A1 (en) * 1992-09-28 1994-03-31 Mazda Motor Charging device for IC engine - comprises inlet air channel connected to engine via inlet valve and mechanical charger in it, with variable valve timing mechanism varying closure time point of inlet valve
US5427078A (en) * 1992-09-28 1995-06-27 Mazda Motor Corporation Supercharging apparatus for use in an internal combustion engine
CN115045763A (en) * 2021-03-08 2022-09-13 马自达汽车株式会社 Engine
CN115045763B (en) * 2021-03-08 2023-05-16 马自达汽车株式会社 Engine with a motor

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