JPH04159444A - 直噴式ディーゼルエンジン - Google Patents

直噴式ディーゼルエンジン

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JPH04159444A
JPH04159444A JP2285642A JP28564290A JPH04159444A JP H04159444 A JPH04159444 A JP H04159444A JP 2285642 A JP2285642 A JP 2285642A JP 28564290 A JP28564290 A JP 28564290A JP H04159444 A JPH04159444 A JP H04159444A
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JP
Japan
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intake
valve
exhaust
cylinder
intake pipe
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Pending
Application number
JP2285642A
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English (en)
Inventor
Shunichi Aoyama
俊一 青山
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04159444A publication Critical patent/JPH04159444A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0696W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、直噴式ディーゼルエンジンの改良に関する。
(従来の技術) 大気汚染防止のために自動車用ディーゼルエンノンに備
えられる排気還流装置は、排気管と吸気管を結rEGR
通路を備え、運転状態に応じて不活性であるEGRjス
(排気ガスの一部)をEGR通路を通して吸気管に還流
させることにより、燃焼時の最高温度を下げてNOxの
生成を少なくする制御が行われている(例えば、突閏昭
62−29453号公報参照)。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来装置の場合、EGRガスがEG
R通路を通って吸気管に導入される過程で配管を介して
外部へ放熱して吸気温度の低下を招くため、その分エン
ノンの圧縮比を嵩めて燃焼温度を確保しなければならず
、圧縮比を高めることにより燃焼室容積が減少して全負
荷時のスモークが悪化したり、エンジン出力の低下を招
く。
また、減速時に燃料カット後の加速初期はEGR通路内
に溜められたC○2a1度の低いEGR,fスが還流さ
れるため、NOにの低減効果が得られないという問題、
慨が生じた。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明では、燃料噴射ノズルの
まわりに2本の吸気弁と同じく2本の排気弁をそれぞれ
設け、ピストン頂面に燃焼室を画成するキャビティと共
にバルブリセスを形成して吸気弁と排気弁を所定のオー
バラップを持って開弁させ、吸気管の途中に絞弁を設け
、この絞弁を開閉して吸気管負圧を運転条件に応じて調
節する制御手段を設けた。
(作用) 制御手段を介して絞弁が閉じて吸気管負圧が高められる
運転状態では、各吸気弁と各排気弁がオーバラップをも
って開弁する期間に、筒内の残留ガスが一旦吸気管に吸
引された後に再び筒内に還流される。
筒内に還流される残留ガス中に含まれるCO2等の不活
性成分により最高燃焼温度を下げて、NOxの排出量を
低減するとともに、吸気管から燃焼室に還流される残留
ガスは外部への放熱が少ないため、燃焼室に導入される
吸気温度を高めて燃焼性が改Wされ、HCの排出量を低
減することができる。
排気還流時の吸気温度を高めることにより圧縮比を小さ
くして燃焼室の空気利用率を高められ、絞弁が開かれる
全負荷時にスモークやパティキュレートの排出量を低減
するとともに、高出力化をはかることができる。
吸気弁と排気弁を2本づつ設けることにより、オーバラ
ップ時の吸気ボートの開口面積を十分に確保して、吸気
管から燃焼室に還流される残留ガスの流量が十分に確保
され、制御手段により絞弁を介して吸気管負圧が調節さ
れることにより、吸気管を介して筒内に還流される残留
ガス量をエンジン運転状態に応じて応答良く調節するこ
とができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第1図、$2図に示すように、シリングへラド10には
2つの吸気ボート21と2つの排気ボート22とが互い
に対向して形成され、各吸気弁8および各排気弁9はシ
リンダへ7ド10上に設けられる各カム11.12の回
(により各ロッカアーム13.14を介し各バルブスプ
リング15,16に抗してそれぞれ所定のタイミングで
エンジン回転に同期して開閉駆動される。
各吸気弁8および各排気弁9はそれぞれシリング2の中
心軸と平行に配置され、シリングヘッド10の燃焼室壁
25はシリング軸に直交する平面上に形成される一方、
ピストン3の頂面にはキャビティ4が開口し、これらの
間に燃焼室5が皿状に画成される。
シリングへラド10には燃料噴射/ズル6が燃焼室5の
中央部に臨んで、かつシリンダ2の中心軸と平行に取付
けられる。この噴射ノズル6は図示しない燃料噴射ポン
プから所定のタイミングで圧送される燃料を燃焼室5に
放射状に噴射する。
ピストン3の頂面にはキャビティ4のまわりに各吸気弁
8の下方で凹状に窪む2つの吸気ノイルプリセス23と
、同じく各排気弁9の下方で凹状に窪む2つの排気バル
ブリセス24とがそれぞれ形成される。各バルブリセス
23,24は各吸気弁8または排気弁9の端面に対峙し
て三日月形に窪み、ピストン3の上死点付近で各吸気弁
8または各排気弁9の97トを可能とするとともに、燃
焼室5の容積を拡大する。
第3図に示すように、各吸気弁8はピストン3の上死点
より手前で開弁するとともに、各排気弁9はピストン3
が上死点に到達した後に閉弁し、各排気弁9と各吸気弁
8はクランク角にして40゜程度のオーバラップを持っ
て開弁する。
第4図において、1はエンノン本体、32は吸気管、3
3は排気管であり、吸気管32の途中には絞弁34が介
装され、絞弁34はグイヤ7ラム装置35により駆動さ
れる。グイヤ7ラム装置35にはエンジン1により駆動
されるバキュームポンプ36の負圧が圧力l1ll整弁
37を介して送られ、圧力調整弁37は電子制御ユニッ
ト38からの信号に応じて負圧を調整し、絞弁34を開
閉作動させるようになっている。
電子制御ユニット38では、燃料噴射ポンプ39に設け
られたアクセルレバ−開度センサ40と回転数センサ4
1からの信号が入力され、圧力調整弁37の圧力調整値
をそれぞれ演算し、圧力する。これにより絞弁34の開
度が運1状態に応じて制御される。
この制御内容を第5図に示す70−チャートに基づいて
説明する。
まず、ステップ1で、回転数Ne、燃料噴射量Q、水温
T−をそれぞれ読込む。
ステップ2.3,4.5において、燃料噴射量Qが所定
値以下の低中負荷域であり、水温Twが所定値以上の暖
機後であり、燃料噴射量Qが所定値以上で筒内の燃焼温
度が低い極低負荷条件以外の運転状態であり、絞弁34
の開度が所定値以上であることをそれぞれ判定した後に
、ステップ6に進んで絞弁34を第6図に示すマツプに
基づいて燃料噴射量Qに応じて閉弁させ、それ以外の運
転状態ではステップ7に進んで絞弁34を閉弁させる。
絞弁34が閉じることにより吸気管負圧が生じ、各吸気
弁8と各排気弁9のパルプオーバラップが設けられてい
るため、吸気管負圧により燃焼室5の残留ガスが一旦吸
気管32内に吸引され、ピストン3が下降するのに伴っ
て再び新気と共に燃焼室5に導入され、内部EGRが行
われる。
第6図に示すように、燃料噴射量Qが増えるのにしたが
って絞弁34が開くことにより、内部EGR率(吸気中
に含まれる残留ガスの割合)は燃料噴射量Qが増えるの
にしたがって低下する。また、絞弁34が閉じることに
より、燃焼室5の残留ガスのCO2濃度が高まるととも
に、残留ガス温度が高まり、燃焼室5に流入する吸気温
度が大幅に高まる。
このように、残留ガスが吸気管32内に逆流することに
より、吸気温度が上昇し、圧縮比を上昇させるのと同様
の燃焼改善効果が得られ、燃焼騒音を低減するとともに
、HCの排出量を減少することができ、また燃料の噴射
タイミングを遅らせることが可能となり、内5EGRと
の相乗効果によりNoに排出量を減少することができる
排気還流時の吸気温度を高めることにより圧縮比を小さ
くして燃焼室5の空気利用率を高められ、絞弁34が間
かれる全負荷時にスモークやパティキュレートの排出量
を低減するとともに、高出力化をはかれることがでべろ
、過給機を備えるエンジンの場合、最大過給圧P wa
xを下げることにより耐久性を高められ、あるいは過給
圧を高めて出力向上がはかれる。
吸気弁8と排気弁9を2本づつ設けることにより、オー
バラップ時の吸気ボート21の開口面積を十分に確保し
て、吸気管32から燃焼室5に還流される残留ガスの流
量が十分に確保され、絞弁34を介して吸気管負圧が調
節されることにより、吸気管32を介して筒内に還流さ
れる残留ガス量をエンノン運転状態に応じて応答良く調
節することができる。
また、他の実施例として、第7図に示すように、排気弁
をピストン上死魚で閉じて、排気弁に対峙するバルブリ
セスを廃止したり、また第8図に示すように、吸気弁を
ピストン上死点から開くようにしてして、吸気弁に対峙
するバルブリセスを廃止することも可能である。
(発明の効果) 以上の通り本発明によれば、燃料噴射ノズルのまわりに
2本の吸気弁と同じく2本の排気弁をそれぞれ設ける一
方、ピストン頂面にバルブリセスを形成して吸気弁と排
気弁を所定のオーバラップを持って閉弁させ、吸気管の
途中に絞弁を備え、この絞弁を開閉して吸気管負圧を運
転条件に応じて調節する制御手段を設けたため、吸気管
負圧により筒内の残留ガスを一旦吸気管に吸引した後に
再び筒内に還流することにより、部分負荷時のNOxと
スモークの排出量の低減を両立するとともに、燃焼騒音
の低減がはかれ、さらに圧縮比を比較的に小さく設定す
ることが可能となり、その結果全負荷時のスモーク排出
量を低減し9つ高出力化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すエンジンの横断面図、第
2図は同じく平面図、第3図はバルプリ7F特性図、第
4図は排気還流装置の構成図、第5図は制御内容を示す
70−チャート、第6図は作用を示す線図である。第7
図、HS図はそれぞれ他の実施例を示すパルプリフF特
性図である。 1・・・エンジン、2・・・シリンダ、3・・・ピスト
ン、4・・・キャビティ、5・・・燃焼室、6・・・燃
料噴射ノズル、8・・・吸気弁、9・・・排気弁、21
・・・吸気ボート、22・・・排気ボート、23.34
・・・バルブリセス、32・・・吸気管、34・・・吸
気絞弁、38・・・電子制御ユニット、40・・・アク
セルレバ−開度センサ、41・・・回転数センサ。 M2図 第3図 第4図 第5図 第6図 燃料晴射量  →人 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  燃料噴射ノズルのまわりに2本の吸気弁と同じく2本
    の排気弁をそれぞれ設け、ピストン頂面に燃焼室を画成
    するキャビティとバルブリセスを形成して吸気弁と排気
    弁を所定のオーバラップを持って開弁させ、吸気管の途
    中に絞弁を設け、この絞弁を開閉して吸気管負圧を運転
    条件に応じて調節する制御手段を設けたことを特徴とす
    る直噴式ディーゼルエンジン。
JP2285642A 1990-10-23 1990-10-23 直噴式ディーゼルエンジン Pending JPH04159444A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2285642A JPH04159444A (ja) 1990-10-23 1990-10-23 直噴式ディーゼルエンジン

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JP2285642A JPH04159444A (ja) 1990-10-23 1990-10-23 直噴式ディーゼルエンジン

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JPH04159444A true JPH04159444A (ja) 1992-06-02

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ID=17694175

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JP2285642A Pending JPH04159444A (ja) 1990-10-23 1990-10-23 直噴式ディーゼルエンジン

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JP (1) JPH04159444A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008038650A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Honda Motor Co Ltd 燃料直噴ディーゼルエンジン
JP2008101486A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008038650A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Honda Motor Co Ltd 燃料直噴ディーゼルエンジン
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