JPH0447153A - 内部排気還流式エンジン - Google Patents

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、排気還流（ＥＧＲ）により熱効率を向上させ
ると共にＮＯｘの排出量を低下させるようにした車両用
又は汎用のエンジンに関する。

（従来の技術） 従来の排気還流式エンジンは、特開昭６３−１０９２７
６に示されるように、−旦排気管に流出した排気の一部
を、排気還流弁を介して、吸気管内の新気中に流入させ
、新気と共に燃焼室内に吸入させるようにし、排気還流
弁の開閉を車両の運転状態に応して制御するのを一般と
する。

（発明が解決しようとする課題） 前記の従来技術においては、還流ガスの混合により新気
が稀釈されて失火し易く、吸入量の少い部分負荷時には
特にこの傾向か著しい。このため還流ガス量を多くして
圧力を高めて実圧縮を増大させることにより熱効率を向
上させることは困難である。本発明は、従来技術のもつ
これらの問題を解決することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 本発明における前記課題を解決するための第１の手段は
、排気の一部を燃焼室に還流するエンジンにおいて、燃
焼室に連通した蓄圧室と、該燃焼室と蓄圧室の間を開閉
する蓄圧弁と、膨張行程で排気弁が有効に開（前及び圧
縮行程σ前半に該蓄圧弁を一時的に開閉する蓄圧弁制置
装置とを備えることを特徴とするものであり、また第２
の手段は、該第１の手段において前８１蓄圧室と排気を
外部に放出する排気通路との用に介設されて蓄圧室の圧
力を制御する減圧弁苓有することを特徴とするものであ
る。

（作　用） 前記第１の手段によれば、エンジンの爆発、膨張行程の
後期で排気弁開放前に、蓄圧弁のｙ閉によって、燃焼室
内の燃焼ガスの一部は蓄ａ室内に流入して閉じ込められ
る。そして、次に圧縮行程の前半で圧力が低い時期に、
蓄圧弁モ開いて閉じ込めた燃焼ガスを燃焼室内に放出し
て蓄圧弁を閉じていわゆるＥＧＲを行い、次に燃焼室内
で還流ガスを新気と共に圧縮し爆発行程を行なわせる。

この新気中に流入する還流ガスは、新気と接触する時間
と距離が短いので混合し難く層状給気が行われ、点火及
び燃焼が良好に行われる。しかも該還流ガスの流入分だ
け吸気量が増加するので実圧縮は増加して熱効率が向上
し、かつ燃焼温度の低下によりＮＯｘの発生が抑制され
る。

また、第２の手段によれば、蓄圧室内に閉じ込められる
ガス量の調節が可能になるため、運転状態に適した燃焼
ガスの還流が可能になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図から第４図において１は４サイクルエンジンで通常の
ようにシリンダ２、ピストン３、燃焼室４を有し、これ
らを覆うシリンダヘッド５には吸気口６、排気ロア、吸
気弁８、排気弁９及び点火栓１０が設けられる。

本発明は、これに加えて燃焼室４に連通する蓄圧室１１
が設けられ、入口に蓄圧弁１２が開閉自在に設けられる
。Ｉ３は該蓄圧弁１２の開閉を行なう制御装置で、吸気
弁８、排気弁９と同様にカム機構によるものであっても
よいし、電気的に制御されるものであってもよい。また
蓄圧室１１と排気口の間にはバイパス１４が設けられ、
これに減圧弁１５がスプリング１６によって閉弁方向に
加圧されている。

第５図、第６図は答弁の平面図上の配置例を示し、第５
図は吸気弁８と排気弁９が各１個の場合、第６図は各２
個の場合であるが、答弁の配置は適宜に変更することが
できる。また、第１図に示したバイパス１４と減圧弁１
５による圧力調節機構は省略することができる。

このエンジン１において、第１図は膨張行程後期の状態
で吸気弁８と排気弁９は閉じているが、蓄圧弁１２は開
放され、燃焼ガスが蓄圧室１１に流入し、以下第４図ま
でに示すように作動する。答弁のリフトは第７図に示す
とおりで、吸気行程Ｉ、圧縮行程■、膨張行程■、排気
行程■において吸気弁８は曲線Ａ、排気弁９は曲線Ｂに
示すように普通に作動し、蓄圧弁Ｉ２は曲線Ｃ，，Ｃ２
に示すように作動する。

まず、第１図の膨張行程において、同行程の後期に蓄圧
弁１２が第７図の曲線ｃ２で示すように開き、燃焼ガス
を矢印の如く蓄圧室１１に流入させて閉鎖する。同室内
の圧力が過大のときは、スプリング１６に抗して減圧弁
を開放して排気ロアに逃がし圧力を一定に調節する。

次に第２図の排気行程及び第３図の吸気行程即ち第７図
の■及び１においては蓄圧弁１２は閉じたままであり、
圧縮行程■の前期に蓄圧弁１２か曲線Ｃ４で示すように
再び開いて第４図のように蓄圧室１１内の燃焼ガスをシ
リンダ２内に吸入された新気中に流入させてから閉じる
。

該燃焼ガスは矢印Ｅのようにシリンダ２内に流入するが
、シリンダ壁に沿うような方向性をもたせることにより
点火栓１ｏから遠い位置で流動させ、該点火栓１ｏに近
い位置には新気を集中させた層状給気が行なわれる。

第８図は指圧線図で、曲線Ｐ、は本発明、Ｐ、は普通型
、Ｐ３はモータリングの指圧で、本発明の曲線Ｐ、は、
吸気行程りにおいて点ａで燃焼ガスの流入により普通型
の曲線Ｐ、と圧力差が生じ、膨張行程■においては実圧
縮の増大により吸気行程の該圧力差以上の圧力差が生じ
て出力を増大させる。ただ点ａ２における蓄圧弁１２の
開放後は圧力差か逆転するが、該圧力差は比較的小さく
、これによる出力低下は前記増大分に比して小さい。

以上４サイクル点火エンジンについて説明したが、２サ
イクルエンジン、ディーゼルエンジン等にも適用するこ
とができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、前記第１の手段により、排気管
及び吸気管を経由することなくエンジン内部で排気を還
流させるので、還流ガスは吸気管中で新気と混合するこ
となくシリンダ中で注入されるので、周面及び底面に還
流ガス層を形成し点火栓近傍に新気を集中させる層状給
気を行わせ易い。これにより、ガス還流量を増大して実
圧縮を高めると共に稀薄燃焼を行わせることができるの
で、出力を増大することが容易になる効果を奏する。し
かもエンジン本体内部で排気を還流させているため還流
機構がコンパクトでエンジン全体を小型にできる効果を
有する。

また、前記第２の手段により、還流ガス量の上限を規制
でき、過度の還流による着火ミスを避けることができる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例の縦断面図を示し
、第１図は膨張及び蓄圧行程、第２図は排気行程、第３
図は吸気行程、第４図は圧縮及び排気還流行程、第５図
、第６図は弁配置図、第７図は弁リフト線図、第８図は
指圧線図である。 ４・・・燃　　焼　　室　　　　　６・・・吸　　気　
　ロア・・・排　　気　　口　　　　　８・・・吸　　
気　　弁９・・　排　　気　　弁　　　　　１１・・・
蓄　　圧　　室１２・・・蓄　　圧　　弁　　　　　１
５・・・減　　圧　　弁第 １図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気の一部を燃焼室に還流するエンジンにおいて
   、燃焼室に連通した蓄圧室と、該燃焼室と蓄圧室の間を
   開閉する蓄圧弁と、膨張行程で排気弁が有効に開く前及
   び圧縮行程の前半に該蓄圧弁を一時的に開閉する蓄圧弁
   制御装置とを備えることを特徴とする内部排気還流式エ
   ンジン。
2. （２）前記蓄圧室と排気を外部に放出する排気通路との
   間に介設された、蓄圧室の圧力を制御する減圧弁を有す
   ることを特徴とする請求項（１）記載の内部排気還流式
   エンジン。