JPS64587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関において、排気ガスの浄化
等を目的として、排気ガスの一部を吸気系に還流
する場合の制御装置に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

内燃機関において、混合気を燃焼室に導くため
の吸気ポートは、機関の高負荷、高回転域におい
て十分な出力が得られるようにその内径を設定す
るが、吸入空気量が少ない運転域では、吸気ポー
ト内での混合気の流速が遅く、従つて燃焼室内で
の混合気の流速も遅くて燃焼速度を早めることが
できないので、そのままではリーンバーンは達成
できない。

そこで最近では、多気筒機関の各気筒における
吸気ポートの相互間を噴流連通路で連通接続し、
一つの気筒への吸気に際して、当該気筒の吸気ポ
ート内に、噴流連通路を介して他の気筒の吸気ポ
ート内における混合気を導いて噴出することによ
り、燃焼室への吸気混合気の流速を加速して、燃
焼速度を促進するようにした、いわゆる吸気噴流
方式の内燃機関が開発されている。

しかし、この吸気噴流方式の内燃機関において
も排気ガス中のNOxを低減してクリーン化する
ためには、機関の加速時に排気ガスの一部を吸気
系に還流することが必要であり、この場合、従来
の技術としては、例えば特開昭55−25533号公報
に開示されているように、吸気系への還流排気ガ
スを、各吸気ポートの相互間を連通する噴流連通
路に供給することが知られている。

このように吸気系への還流排気ガスを噴流連通
路に供給することは、排気ガスの還流による
NOxの低減に加えて、噴流連通路への還流排気
ガスにより、吸気混合気の流速をより増大するこ
とができるから、排気ガスの環流による燃焼速度
の遅れを改善できるのであり、還流排気ガスにて
吸気混合気を流速することによる燃焼の改善をよ
り向上するには、機関に排気ガスを環流する運転
域を、通常の機関における排気ガスの還流運転域
よりも拡大することが必要である。

本発明者達は、吸気噴流方式内燃機関におい
て、排気ガスを環流する運転域を拡大するものと
して、先の特願昭56−2475号明細書に記載したよ
うに、スロツトル弁の近傍箇所のセンシングポー
トの負圧によつて開閉する負圧作動式排気ガス環
流制御弁への負圧伝達通路中に、センシングポー
トへの方向にのみ開くようにした逆止弁とオリフ
イスとを並設して成る負圧保持手段を設けること
により、機関の加速運転域において、前記排気ガ
ス還流制御弁を適宜時間の間だけ開に保持するこ
とにより、長い時間にわたつて排気ガスの還流を
行い、以て、吸気噴流方式内燃機関における加速
性能の向上を図ることを提案した。

しかし、ここにおける負圧保持手段は、排気ガ
ス還流制御弁からセンシングポートへの負圧の伝
達に対して、これを遅らせるように作動するもの
で、センシングポートから排気ガス還流制御弁へ
の負圧の伝達を遅らせるものではないから、機関
の加速時に際して、スロツトル弁を開くと、セン
シングポートの負圧が直ちに排気ガス還流制御弁
に伝達して、排気ガス還流制御弁が瞬時に開き、
機関の加速と同時に吸気系への排気ガスの還流量
が急激に増大することになる。

従つて、機関の加速当初において、燃料量が増
大するまでの間に吸気系に排気ガスが多量に入つ
て、燃焼が著しく不安定になるから、機関の加速
当初において、息つきやもたつきが発生する不具
合があつた。

本発明は、前記の吸気噴流方式の内燃機関にお
いて、前記の不具合を解消することを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、複数の気筒
における吸気ポートに、各々スロツトル弁を備え
た通路を介して気化器を接続する一方、前記各吸
気ポート間に、これら各吸気ポートの相互間を互
に連通する噴流連通路を設け、該噴流連通路と前
記気筒からの排気系とをつなぐ排ガス還流通路中
に、負圧によつて開閉する負圧作動式の排気ガス
還流制御弁を設けて成る内燃機関において、前記
スロツトル弁の閉位置より上流側に設けたセンシ
ングポートから前記排気ガス還流制御弁の圧力室
への負圧伝達通路中に、センシングポートへの方
向にのみ開くようにした逆止弁とオリフイスとを
並設して成る負圧保持手段を設け、更に、前記負
圧伝達通路中には、排気ガス還流制御弁への方向
にのみ開くようにした逆止弁とオリフイスとを並
設して成る負圧遅延手段を、前記負圧保持手段と
直列状に設ける構成にした。

〔発明の作用・効果〕

このような構成において、スロツトル弁を開い
ての加速に際して、スロツトル弁がセンシングポ
ートにかかると、当該センシングポートの箇所に
真空側に大きい負圧が発生する。この大きい負圧
により負圧遅延手段における逆止弁が閉じ、負圧
保持手段における逆止弁が開くことにより、前記
センシングポートにおける大きい負圧は、負圧遅
延手段におけるオリフイスにおける絞り作用によ
つて、時間的な遅れをもつて排気ガス還流制御弁
における圧力室に徐々に伝達され、排気ガス還流
制御弁を、機関の加速当初において急激に開くこ
となく徐々に開くことができるから、吸気系への
排気ガスの還流量が、機関の加速当初において急
激に増大することを防止できるのである。

また、スロツトル弁が、センシングポートより
外れた開度になると、センシングポートの箇所に
おける負圧が大気圧に近付くように小さくなり、
排気ガス還流制御弁における圧力室の大きい負圧
によつて、負圧保持手段における逆止弁が閉じる
一方、負圧遅延手段における逆止弁が開くことに
より、排気ガス還流制御弁における圧力室内に
は、空気が負圧保持手段におけるオリフイスの規
制によつて徐々にリークし、当該圧力室内におけ
る負圧は、時間的に遅れて徐々に小さくなるか
ら、排気ガス還流制御弁は、負圧保持手段におけ
るオリフイスによる負圧保持時間の間だけ開の状
態に保持され、加速域における排気ガス還流の時
間を増大できるのである。

従つて本発明によると、吸気噴流式内燃機関に
おける加速に際して吸気系に排気ガスの還流を行
う場合において、その排気ガスの還流量を、負圧
遅延手段によつて緩やかに増大することができる
一方、排気ガスの還流を負圧保持手段によつて長
い時間にわたつて持続することができるから、吸
気噴流式内燃機関における加速性を、加速におけ
るNOxを確実に、且つ、的確に低減できる状態
のものでありながら、加速時において息つきやも
たつきを生じることなく、確実に向上することが
できるのである。

しかも、本発明は、前記のように構成したこと
により、加速当初における前記センシングポート
から排気ガス還流制御弁への負圧の伝達に際して
は、負圧遅延手段における逆止弁が閉じて負圧保
持手段における逆止弁が開くことにより、このと
きにおける負圧伝達の遅延時間は、負圧保持手段
におけるオリフイスとは無関係に負圧遅延手段に
おけるオリフイスのみによつて設定できる一方、
排気ガス還流制御弁への大気圧の伝達に際して
は、負圧保持手段における逆止弁が閉じて負圧遅
延手段における逆止弁が開くことにより、このと
きにおける大気圧伝達の遅延時間は、負圧遅延手
段におけるオリフイスとは無関係に負圧保持手段
におけるオリフイスのみによつて設定することが
でき、換言すると、排気ガス還流制御弁への負圧
伝達の遅延時間と、排気ガス還流制御弁への大気
圧伝達の遅延時間とは、互い干渉されることなく
各々別々に設定することができるから、加速当初
において排気ガス還流制御弁を徐々に開くことの
特性と、排気ガス還流制御弁を開に保持すること
の特性とを、それぞれ別々に任意に設定すること
ができる。

その結果、加速に際して吸気系に排気ガスの還
流を行う場合における制御特性の設定が至極容易
に、且つ、的確にできると共に、前記した効果を
より確実に達成できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する
と、図において符号１は、第１気筒Ａ１および第
２気筒Ａ２を有する２気筒４サイクル機関を示
し、そのシリンダブロツク２の上面に取付くシリ
ンダヘツド３には、前記各気筒Ａ１，Ａ２におけ
る燃焼室への吸気弁５，５′付き吸気ポート４，
４′と、燃焼室からの排気弁７，７′付き排気ポー
ト６，６′を各々備え、両排気ポート６，６′に
は、排気通路８が接続されている。

符号９は、従来から良く知られている可変ベン
チユリー型の気化器を、符号１０は、該気化器９
と前記各吸気ポート４，４′が開口するシリンダ
ヘツド側面３′との間に挟設したスロツトルボデ
ーを各々示し、該スロツトルボデー１０内には、
前記気化器９からの混合気を両吸気ポート４，
４′の各々に導くためのスロツトル通路１２，１
２′を備え、該各スロツトル通路１２，１２′に
は、各々スロツトル弁１１，１１′を備えている。
この両スロツトル弁１１，１１′は、一本の軸１
３に取付いて同時に開閉するようになつており、
また、シリンダヘツド３において両吸気ポート
４，４′が開口する側面３′には、前記スロツトル
ボデー１０で密封される噴流連通路１４を備え、
更にまた、前記シリンダヘツド３内には、該噴流
連通路１４から吸気ポート４，４′に向つて噴流
孔１５，１５′が穿設され、該両噴流孔１５，１
５′の吸気ポート４，４′内への開口部は、吸気弁
の略背面箇所において吸気ポートに対して略接線
方向に、換言すれば、噴流孔１５，１５′から吸
気ポート内への噴流によつて、吸気ポート内の混
合気に対して旋回流を与え得る方向に方向づけら
れている。

符号１６は、負圧作動式の排気ガス還流制御弁
を示し、該排気ガス還流制御弁１６の入口は、排
気ガス還流通路１７を介して前記排気通路８に、
出口は排気ガス還流通路１８を介して前記噴流連
通路１４に各々接続され、前記排気ガス還流制御
弁１６における弁体１９は、圧力室２０内のばね
２１にて常閉方向に付勢され、且つ、圧力室２０
を、前記スロツトルボデ１０においていずれが一
方のスロツトル弁１１の閉位置（アイドル開度）
より適宜上流側の部位に設けたセンシングポート
２２に負圧伝達通路２３を介して接続して、セン
シングポート２２の負圧が大きいとき、排気ガス
還流制御弁１６の弁体がばね２１に抗して開くよ
うに構成する。

そして、前記負圧伝達通路２３中には、排気ガ
ス還流制御弁１６からセンシングポート２２への
方向のみ開くようにした逆止弁２４とオリフイス
２５とを並設してなる負圧保持手段２６を設け
る。更に、負圧伝達通路２３中には、センシング
ポート２２から排気ガス還流制御弁１６への方向
にのみ開くようにした逆止弁２７とオリフイス２
８とを並設してなる負圧遅延手段２９を、前記負
圧保持手段２６と直列状に設けて成るものであ
る。

この構成において、機関の運転に際して、例え
ば第１気筒Ａ１が吸気行程のとき、当該第１気筒
Ａ１における吸気弁５は開いて、その吸気ポート
４内における吸気負圧は真空側に大きい一方、第
２気筒Ａ２における吸気弁５′は、閉じていて、
その吸気ポート４′内における吸気負圧は、前記
第１気筒の吸気ポート４における吸気負圧よりも
大気圧に近付くように小さくて、第１気筒におけ
る吸気ポート４と、第２気筒における吸気ポート
４′との間に圧力差が生じるから、第２気筒にお
ける吸気ポート４′に入つている混合気は、前記
圧力差によつて噴流孔１５′及び噴流連通路１４
を通り噴流孔１５より第１気筒Ａ１における吸気
ポート４内に噴出することになり、この噴出流に
より吸気ポート４から燃焼室の吸気混合気の流速
が加速されるから、燃焼が促進されるのである。

また、第２気筒の吸気行程に際しては、当該第
２気筒における吸気ポート４′内に、第１気筒に
おける吸気ポート４内の混合気が噴流孔１５′か
ら噴出することにより、第２気筒Ａ２における燃
焼を同様に促進できるのである。

そして、スロツトル弁１１，１１′がセンシン
グポート２２にかかるまでの開度におけるアイド
リング乃至低負荷域、及びスロツトル弁が全開又
は全開に近い全負荷域では、センシングポート２
２の箇所は略大気圧であつて、排気ガス還流制御
弁１６の圧力室２０には負圧が作用しないので、
その弁体１９は開き作動せず吸気系への排気ガス
の還流は行なわれない。

スロツトル弁１１，１１′を閉の状態から開い
ての加速に際して、スロツトル弁１１，１１′が
センシングポート２２にかかると、当該センシン
グポート２２の箇所に真空側に大きい負圧が発生
し、この大きい負圧が負圧伝達通路２３を介して
排気ガス還流制御弁１６の圧力室２０に伝達し
て、その弁体１９が開くから、排気通路８におけ
る一部の排気ガスが還流通路１７，１８を介して
噴流連通路１４に入り、吸気行程中の吸気ポート
４又は４′内に、噴出孔１５又は１５′からの噴出
流と共に噴出し、排気ガスの還流が行なわれ、燃
焼温度が下げられると共に、吸気ポート４，４′
から燃焼室への吸気混合気の流速を加速するので
ある。

この場合、前記負圧伝達通路２３中には、負圧
保持手段２６と負圧遅延手段２９とが直列に設け
られていて、センシングポート２２の箇所に発生
する大きい負圧より負圧遅延手段２９における逆
止弁２７が閉じ、負圧保持手段２６における逆止
弁２４が開くことにより、前記センシングポート
２２の箇所における大きい負圧は、負圧遅延手段
２９におけるオリフイス２８における絞り作用に
よつて、時間的な遅れをもつて排気ガス還流制御
弁１６における圧力室２０に徐々に伝達されるか
ら、排気ガス還流制御弁１６は、機関の加速当初
において急激に開くことなく徐々に開くことにな
る。従つて、吸気系への排気ガスの還流は、機関
の加速当初に急激に増大することなく、徐々に増
大するのである。

また、スロツトル弁１１，１１′が、センシン
グポート２２より外れるように開くことにより、
センシングポート２２の箇所における負圧が大気
圧に近付くように小さくなつた場合、負圧保持手
段２６における逆止弁２４が圧力室２０における
大きい負圧によつて閉じる一方、負圧遅延手段２
９における逆止弁２７が開くことにより、圧力室
２０内には、負圧保持手段２６におけるオリフイ
ス２５によつてのみ規制された空気を徐々に吸入
し、当該圧力室２０内における負圧が、スロツト
ル弁１１，１１′がセンシングポート２２より外
れた時点から時間的に遅れて徐々に小さくなり、
排気ガス還流制御弁１６は、負圧保持手段２６に
おけるオリフイス２５による負圧保持時間の間だ
け開の状態に保持されるから、加速域における排
気ガス還流の時間を増大できる。

なお、機関に対して前記実施例のように、可変
ベンチユリー型の気化器９を用いた場合には、機
関の充填効率及び燃料供給の応答性が向上する
が、その反面、スロツトル弁１１，１１′を開い
たときの吸気負圧が、通常のコンパウンド型気化
器を用いた場合よりも小さくなるので、この吸気
負圧にて排気ガス還流制御弁１６を開閉作動する
ように構成すると、排気ガスの還流量が著しく不
足することになるが、前記のように負圧伝達通路
２３中に負圧保持手段２６と負圧遅延手段２９と
を直列に設けることにより、加速当初における還
流排気ガスの急上昇を防止できる一方、排気ガス
の還流時間を増大できるのでより効果的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は機関要
部の縦断正面図、第２図は第１図の−視断面
図である。 １……機関、Ａ１……第１気筒、Ａ２……第２
気筒、４，４′……吸気ポート、９……気化器、
１０……スロツトルボデー、１１，１１′……ス
ロツトル弁、１４……噴流連通路、１５，１５′
……噴流孔、１６……排気ガス還流制御弁、２０
……圧力室、１７，１８……排気ガス還流通路、
２２……センシングポート、２３……負圧伝達通
路、２６……負圧保持手段、２９……負圧遅延手
段、２４，２７……逆止弁、２５，２８……オリ
フイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の気筒における吸気ポートに、各々スロ
   ツトル弁を備えた通路を介して気化器を接続する
   一方、前記各吸気ポート間に、これら各吸気ポー
   トの相互間を互に連通する噴流連通路を設け、該
   噴流連通路と前記気筒からの排気系とをつなぐ排
   ガス還流通路中に、負圧によつて開閉する負圧作
   動式の排気ガス還流制御弁を設けて成る内燃機関
   において、前記スロツトル弁の閉位置より上流側
   に設けたセンシングポートから前記排気ガス還流
   制御弁の圧力室への負圧伝達通路中に、センシン
   グポートへの方向にのみ開くようにした逆止弁と
   オリフイスとを並設して成る負圧保持手段を設
   け、更に、前記負圧伝達通路中には、排気ガス還
   流制御弁への方向にのみ開くようにした逆止弁と
   オリフイスとを並設して成る負圧遅延手段を、前
   記負圧保持手段と直列状に設けたことを特徴とす
   る内燃機関における排気ガス還流制御装置。