JPH0494433A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
- Publication number
- JPH0494433A JPH0494433A JP2213377A JP21337790A JPH0494433A JP H0494433 A JPH0494433 A JP H0494433A JP 2213377 A JP2213377 A JP 2213377A JP 21337790 A JP21337790 A JP 21337790A JP H0494433 A JPH0494433 A JP H0494433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- valve
- fuel injection
- engine
- valves
- 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.)
- Granted
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
一方の吸気弁を実質的な休止状態とされる程度の微小量
だけ開くべく構成されて一対の吸気弁に連結される動弁
装置と、両吸気弁に個別に対応した一対の吸気ポートの
合流部に向けて燃料を均等に噴射可能な燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備える内燃
機関に関する。
小量だけリフトさせるようにして、機関低速運転域での
燃費の増大を防止するとともに実質閉止状態にある吸気
ポートの燃料滞留を回避して燃焼の安定性を図るように
した内燃機関が、たとえば実開昭60−195913号
公報等により關示されている。
態とすると、実質的には他方の吸気弁側のみから燃焼室
に混合気が流入することにより燃焼室内にスワールを形
成することが可能である。
せ、点火プラグ周囲に燃料濃度の比較的濃いリッチゾー
ンを形成するようにした軸方向層状給気を行なうと、燃
焼性が向上することが従来から知られており、上記スワ
ール形成と軸方向層状給気とを組合わせると、燃焼性が
より向上し、安定的な希薄燃焼が可能となるであろう。
状態では、燃料噴射噴射弁による燃料噴射時期が特定の
時期であるときのみ軸方向層状給気が可能であることが
本発明者の実験によって明らかとなった。
休止状態とした運転状態で軸方向層状給気を可能として
燃焼性を向上させた内燃機関を提供することを目的とす
る。
よれば、主として機関の低速運転域での吸入行程では一
方の吸気弁を実質的な休止状態とされる程度の微小量だ
け開くべく構成されて一対の吸気弁に連結される動弁装
置と、両吸気弁に個別に対応した一対の吸気ポートに向
けて燃料を均等に噴射可能な燃料噴射弁と、該燃料噴射
弁の作動を制御する制御手段とを備える内燃機関におい
で、制御手段は、両吸気弁の一方が実質休止状態にある
ときには吸入行程中に燃料噴射終了時期を定めて燃料噴
射弁を制御すべく構成される。
低速運転域での吸入行程では一方の吸気弁を実質的な休
止状態とされる程度の微小量だけ開くべく構成されて一
対の吸気弁に連結される動弁装置と、両吸気弁に個別に
対応した一対の吸気ポートに向けて燃料を均等に噴射可
能な燃料噴射弁と、該燃料噴射弁の作動を制御する制御
手段とを備え、少なくとも前記一方の吸気弁を実質的な
休止状態とした機関運転域での希薄燃焼が可能な内燃機
関において、ピストンの燃焼室に臨む面には該燃焼室の
一部を形成する凹部が設けられ、動弁装置は、一方の吸
気弁の実質的な休止状態での開角中心時期が吸入行程の
後半となるべく構成され、制御手段は、前記一方の吸気
弁が実質的な休止状態にあるときには吸入行程の前半に
燃料噴射終了時期を定めて燃料噴射弁を制御すべく構成
される。
右よび一対の排気弁に連結されるとともに主として機関
の低速運転域での吸入行程では一方の吸気弁を実質的な
休止状態とされる程度の微小量だけ開くべく構成される
動弁装置と、両吸気弁に個別に対応した一対の吸気ポー
トに向けて燃料を均等に噴射可能な燃料噴射弁と、該燃
料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備え、少なくと
も前記一方の吸気弁を実質的な休止状態とした機関運転
域での希薄燃焼が可能な内燃機関において、天井面略中
央邪に点火プラグが配設された燃焼室に臨むピストンの
上面には該燃焼室の一部を形成する凹部が設けられ、動
弁装置は、両吸気弁および両排気弁に共通な単一のカム
シャフトを有するとともに一方の吸気弁の実質的な休止
状態での開色中心時期が吸入行程の後半となるべく構成
され、制御手段は、前記一方の吸気弁が実質的な休止状
態にあるときには吸入行程の前半に燃料噴射終了時期を
定めて燃料噴射弁を制御すべく構成される。
の一方が実質休止状態にあるときの燃料噴射弁による燃
料噴射が吸入行程中に終了することにより、燃料噴射弁
からの噴射燃料を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順
次導入して軸方向層状給気を達成することが可能である
。
気弁の一方が実質休止状態にあるときに燃料噴射弁から
の噴射燃料を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順次導
入して軸方向層状給気を達成することが可能であるとと
もに、ピストン上面に凹部を設けることによるコンパク
トな燃焼室の形成に伴うスワール速度の増大による燃焼
性向上の促進を図ることができ、さらに燃料噴射終了時
期が吸入行程の前半であることによりトルク変動を抑え
ることができ、一方の吸気弁の実質的な休止状態での開
角中心時期を吸入行程の後半とすることにより一方の吸
気弁のわずかな開弁に伴うスワールの乱れ発生を抑制す
ることができる。
吸気弁の一方が実質休止状態にあるときに燃料噴射弁か
らの噴射燃料を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順次
導入して軸方向層状給気を達成することが可能であると
ともに、両吸気弁および両排気弁に対して共通な単一の
カムシャフトを配設するとともに天井面略中央部に点火
プラグが配設された燃焼室に臨むピストン上面に凹部を
設けることに伴って、よりコンパクトな燃焼室を形成可
能となり、燃焼室をコンパクトにすることに伴うスワー
ル速度の増大による燃焼性向上の促進を図ることができ
、さらに燃料噴射終了時期が吸入行程の前半であること
によりトルク変動を抑えることができ、一方の吸気弁の
実質的な休止状態での開角中心時期を吸入行程の後半と
することにより一方の吸気弁のわずかな開弁に伴うスワ
ールの乱れ発生を抑制することができる。
第1図は全体構成図、第2図は第1図の■−■線に沿う
部分切欠き拡大平面図、第3図は吸気弁作動状態と燃料
噴射時期との関係を示す図、第4図はフィードバック制
御実行のための手順を示すフローチャート、第5図は燃
料噴射時期の燃焼安定性に及ぼす影響の実験結果を示す
グラフ、第6図は燃料噴射終了時期のトルク変動率に及
ぼす影響の実験結果を示すグラフ、第7図は実質休止状
態にある吸気弁の開角中心時期による燃焼限界に及ぼす
影響の実験結果を示すグラフ、第8図は実質休止状態に
ある吸気弁の開角中心時期の相違によるトルク変動率、
燃費および排ガス性状に及ぼす影響の実験結果を示すグ
ラフである。
る機関本体の主要部を構成すべく、シリンダブロック1
の上面にシリンダヘッド2が結合され、シリンダブロッ
ク1に設けられた複数のシリンダ3には上面に凹部4a
を有するピストン4が摺動可能にそれぞれ嵌合され、そ
れらのピストン4の上面およびシリンダヘッド2間に燃
焼室5がそれぞれ形成される。
口6と一対の排気弁ロアとがシリンダヘラド2に設けら
れる。またシリンダヘッド2には、その−側面に開口す
る単一の吸気開口端9から分岐して前記一対の吸気弁口
6に個別に連なる一対の吸気ポート8と、前記一対の排
気弁ロアに個別に連なるとともにシリンダヘッド2の他
側面に開口した単一の排気開口端11に共通に連なる一
対の排気ポート10とが設けられる。両吸気弁口6を個
別に開閉可能な一対の吸気弁Vr+、V□2は、シリン
ダヘッド2に配設された一対のガイド筒12にそれぞれ
摺動可能に嵌合されており、各ガイド筒12から突出し
た各吸気弁V工I、VI2の上端部にそれぞれ固定され
たりテーナ13とシリンダヘッド2との間には各吸気弁
V X I + V 12を囲繞するコイル状の弁ば
ね14がそれぞれ介設され、それらの弁はね14により
各吸気弁V、、、Vr□は上方すなわち閉弁方向に付勢
される。さらに両排気弁ロアを個別に開閉可能な一対の
排気弁VEI、V、2は、シリンダヘッド2に配設され
た一対のガイド筒15にそれぞれ摺動可能に嵌合されて
おり、各ガイド筒15から突出した各排気弁V!l、
VERの上端部にそれぞれ固定されたりテーナ16とシ
リンダヘッド2との間には各排気弁V E l +
V H2を囲繞するコイル状の弁はね17がそれぞれ介
設され、それらの弁ばね17により各排気弁VE、、
V。は上方すなわち閉弁方向に付勢される。
よび両排気弁Vt+、 VE、には動弁装置18が連結
される。この動弁装置18は、図示しないクランクシャ
フトに1/2の減速比で連動、連結される単一のカムシ
ャフト19と、カムシャフト19の回転運動を両吸気弁
V11. vr2の開閉運動に変換するための第1およ
び第2吸気側ロツカアーム20.21と、前記カムシャ
フト19の回転運動を両排気弁Vゎl+ VE2の開閉
運動に変換するための第1および第2排気側ロッカアー
ム22.23とを備える。
クシャフト19の軸線に沿うシリンダ3の両側で該シリ
ンダヘッド2上にそれぞれ結合されるホルダ24とで、
シリンダ3の軸線と直交する水平な軸線を有しながら回
転自在に支承される。
ム25の一側に隣接配置される隆起部26とが一体に設
けられるとともに、吸気側カム25および隆起部26の
両側に排気側カム27,27が一体に設けられる。前記
隆起部26は、主として機関の低速運転域で両吸気弁V
。+、vr2の一方VI2を実質的に休止状態とすべく
基本的にはカムシャフト19の軸線を中心とする円形の
外面を有するように形成されるものであるが、吸気側カ
ム25の高位部に対応する位置にはわずかに突出した突
部が設けられている。しかもカムシャフト19の軸線に
沿う方向での該隆起部26の幅は比較的狭く設定される
。
連動、連結され、他方の吸気弁VI2には第2吸気側ロ
ツカアーム21が運動、連結され、両吸気側ロッカアー
ム20.21は、カムシャフト19の斜め上方位置で該
カムシャフト19と平行な軸線を有しながらホルダ24
に固定的に支持された吸気側ロッカシャフト28で揺動
自在に支承される。また両排気側ロッカアーム22.2
3は、両排気弁Vお++Vazに個別に連動、連結され
ており、前記カムシャフト19の斜め上方位置で前記吸
気側ロッカシャフト28と平行にしてホルダ24に固定
的に支持された排気側ロッカシャフト29に揺動自在に
支承される。
に摺接するローラ30が軸支され、第2吸気側ロツカア
ーム21の一端には隆起部26に摺接する摺接部31が
隆起部26に対応して幅を狭くしながら設けられる。ま
た両排気側ロッカT−ム22.23の一端には、排気側
カム27.27に摺接するローラ32がそれぞれ軸支さ
れる。
は、両吸気弁Vi++ VI2の上端に当接するタペッ
トねじ33がそれぞれ進退自在に螺合されており、両吸
気側ロッカアーム20.21の揺動作動に応じて各吸気
弁Vr0.V□、が開閉作動することになる。また両排
気側ロッカアーム22゜23の他端には、各排気弁Vゆ
++Vizの上端に当接するタペットねじ34がそれぞ
れ進退自在に螺合されており、両排気側ロッカアーム2
2.23の揺動作動に応じて各排気弁V、、、Vゆ、が
開閉作動することになる。
、Vxzの作動特性を、主として機関の低速回転域と、
主として機関の高速回転域とで切換えるべく、両吸気側
ロッカアーム20.21の連結状態、ならびに両吸気側
ロッカアーム20.21の連結解除状態を切換可能な弁
作動特性切換手段35が設けられる。
20.21を連結可能な連結ピストン36と、連結ピス
トン36の移動を規制する規制部材37と、連結ピスト
ン36および規制部材37を連結解除側に付勢する戻し
ばね38とを備える。
ム20との間に油圧室39を画成しながら吸気側ロッカ
シャフト28と平行な軸線方向に移動可能にして第1吸
気側ロツカアーム2oに摺動可能に嵌合される。また第
1吸気側ロツカアーム20には油圧室39に連通ずる連
通路40が穿設され、吸気側ロッカシャフト28内には
、第1吸気側ロツカアーム20の揺動状態にかかわらず
前記連通路40すなわち油圧室39に常時連通する油路
41 (第1図参照)が設けられる。而して該油路41
は、第1図で示すように、連結切換用電磁制御弁42を
介して油圧源43に接続される。
6の他端に閉塞端が当接される有底円筒状の規制部材3
7が摺動可能に嵌合される。また戻しばね38は第2吸
気側ロツカアーム21および規制部材37間に縮設され
ており、この戻しばね38のばね力により相互に当接し
た前記連結ピストン36および規制部材37が油圧室3
9側に付勢される。
の低速運転域では連結切換用電磁制御弁42により油圧
室39の油圧は解放されており、戻しばね38のばね力
により、連結ピストン36および規制部材37の当接面
は第1および第2吸気側ロッカアーム20.21間に対
応する位置にある。したがって両吸気側ロッカアーム2
0,21は相互に相対角変位可能な状態にあり、カムシ
ャフト19の回転作動により第1吸気側ロツカアーム2
0は吸気側カム25との摺接に応じて揺動し、一方の吸
気弁V。1は吸気側カム25の形状に応じたタイミング
およびリフト量で開閉作動する。
は実質的に休止状態となり、他方の吸気弁V12を実質
的に休止させる伴とができる。しかも吸気弁VI2は完
全に休止するのではなく、一方の吸気弁Vllが開弁す
るときには開弁方向にわずかに作動するので、完全な閉
弁状態を保ったときに生じる吸気弁VI2の弁座への固
着および燃料の滞留を防止することができる。さらに排
気弁VΣhVヨ、は排気側カム27.27の形状に応じ
たタイミングおよびリフト量で開閉作動する。
プロフィルが第3図(a)の曲線Aで示すものであると
きに、隆起部26によりわずかに開弁される吸気弁Vf
2のリフトプロフィルは第3図(a)の曲線Bで示すよ
うになるものであり、その開角中心時期θ。は、吸気弁
VIIが開弁じている吸入行程にあって後半側、望まし
くは吸入行程開始TDCから130〜180度の範囲に
設定されている。
2の閉弁時期θvcは、曲線Aで示される吸気側カム2
5による吸気弁V□、のリフトプロフィルにおけるクラ
ンク角に沿う終端部の緩衝曲線部ASCSすなわち吸気
弁Vllの着座時の衝撃を緩和するために吸気側カム2
5における高位部からベース内部への移行部に対応する
吸気弁V、+の作動プロフィルに対応する部分に設定さ
れるものである。
0祁程度に設定される。
弁42を開弁し、油圧室39に高油圧を作用させる。こ
れにより連結ピストン36は戻しはね38のばね力に抗
して油圧室39の容積を増大する方向に移動しようとし
、連結ピストン36および規制部材37の軸線が一致し
たとき、すなわち両吸気側ロッカアーム20.21が静
止状態に入ったときに連結ピストン36が第2吸気側ロ
ツカアーム21に嵌合し、両吸気側ロッカアーム20.
21が連結状態となり、吸気側カム25に摺接している
第1吸気側ロツカアーム20とともに第2吸気側ロッカ
了−ム21が揺動し、両吸気弁V Il+ vr2は吸
気側カム25の形状に応じたタイミングおよびリフト量
(第3図(a)の曲線Aで示すプロフィル)で開閉作動
せしめられる。また両排気側ロッカアーム22.23は
、低速運転域と同様に排気側カム27.27の形状に応
じたタイミングおよびリフト量で両排気弁V□、■、2
を開閉作動せしめる。
3間で上方に向かうにつれて側方に傾斜するようにして
プラグ筒部44が設けられており、このプラグ筒部44
から挿入される点火プラグ45が燃焼室5の天井面略中
央部でシリンダヘッド2に取付けられる。
には、吸気マニホールド46と、スロットル弁47を有
するスロットルボディ48とを介してエアクリーナ49
が接続される。而してエアクリーナ49から吸気開口端
9までの間で、スロットルボディ48および吸気マニホ
ールド46内には吸気路50が形成され、該吸気路50
には、バイパス通路51と、ファーストアイドル通路5
2とがスロットル弁47を迂回して並行に接続されてお
り、バイパス通路51にはバイパス用電磁制御弁53が
介設され、ファーストアイドル通路52には機関本体の
冷却水温に応じて作動するワックス弁54が介設される
。
部には、吸気開口端9から両吸気ポート8に向けて均等
に燃料を噴射すべく燃料噴射弁55が取付けられ、該燃
料噴射弁55には燃料供給源56が接続される。
燃料を制御可能にして噴射することが可能であるととも
に噴射した燃料を微粒化するためのアシストエアを噴射
可能に構成されるものであリ、アシストエアを供給する
ための通路57が燃料噴射弁55に接続される。而して
該通路57は、各気筒に共通な空気ヘッダ58に接続さ
れており、この空気ヘッダ58は、電磁式空気量制御弁
59およびアイドル調整ねじ60を介して、スロットル
弁47よりも上流側の吸気路50に接続される。
ド61を介して触媒コンバータ62が接続されており、
排気マニホールド61には、排ガス中の02濃度をリニ
アに検出可能な排ガスセンサ63が取付けられる。
53、燃料噴射弁55、電磁式空気量制御弁59の作動
は、コンピュータから成る制御手段67により制御され
るものであり、該制御手段67には、吸気圧力センサ6
4で検出される吸気圧力P B %観閲冷却水温センサ
65で検圧される冷却水温Tw、ならびに回転数センサ
66で検出される機関回転数N6が入力されるとともに
、機関の希薄燃焼時のフィードバック制御を行なうため
に排ガスセンサ63の検出値が入力される。
あるときには両吸気弁V !l+ V 12の一方VX
2を実質的に休止させるべく両吸気側ロッカアーム20
.21を連結解除状態とするとともに機関が主として高
速回転域にあるときには両吸気弁VIl+ VI2を吸
気側カム25により開閉作動せしめるべく両吸気側ロッ
カアーム20.21を連結状態とするように弁作動特性
切換手段35の作動を制御するとともに、機関が主とし
て低速回転域にある状態すなわち両吸気弁V、I、V工
、の一方V、2が実質的に休止状態にあるときには燃料
噴射弁55の燃料噴射時期を、第3図ら)で示すように
、燃料噴射終了時期θFEが吸入行程中とし、望ましく
は該吸入行程の前半たとえば吸入行程開始TDCから5
0〜90度の範囲となるように制御するものである。
ときに希薄燃焼させるべく燃料噴射弁55からの燃料噴
射量を制御するものであり、その希薄燃焼時には第4図
で示す手順に従って、排ガスセンサ63の検出値に基づ
いて燃料噴射量のフィードバック制御を行なうものであ
る。
3の検出値が読込まれ、第2ステツプS2では機関が始
動状態にあるかどうかが判定される。而して機関始動状
態では第2ステツプS2から第3ステツプS3に進み、
この第3ステツプS3では、後述の燃料噴射量演算の際
に用いる補正係数K LAPがr 1. OJに設定さ
れ、次の第4ステツプS4で目標空燃比を機関始動用空
燃比に設定した後、第5ステツプS5で燃料噴射量の演
算が行なわれる。
実際には燃料噴射弁55の噴射時間T1が次の第(1)
式に基づいて行なわれる。
1)この第(1)式において、TIMは機関回転数NI
lおよび吸気圧力P、に基づいて予め設定される基本噴
射時間であり、Kcxnxは機関回転数N6および吸気
圧力Piに基づいて予め設定される目標空燃比を吸入空
気量により補正するための補正係数で、基本的には(T
+i+X K CIIDK)により目標空燃比に対す
る噴射時間が求まるものである。またK LAFは排ガ
スセンサ63の検出値に応じたフィードバック制御にあ
たっての補正係数であり、r 1. OJのときはフィ
ードバック制御を実行しない状態である。さらにに1は
水温および大気圧等に基づく補正係数であり、Cは燃料
噴射弁55の燃料噴射作動に影響するバッテリ電圧およ
び車両加速度等に基づく補正係数である。
料噴射終了時期θ、わが吸気行程内、望ましくは吸気行
程の前半となるように燃料噴射時間時期が算出され、次
の第7ステツプS7では第6ステツプS6で算出された
タイミングで燃料噴射時間T、すなわち燃料噴射量が出
力される。
に移行していると判断されたときには第2ステツプS2
から第8ステツプS8に進み、この第8ステツプS8で
は、機関回転数Nゆおよび吸気圧力PIlに基づいて予
め設定されているマツプにより目標空燃比が算出される
。而して次の第9ステツプS9では、排ガスセンサ63
が活性状態にあるかどうかが判断される。これは排ガス
センサ63が正常な検出機能を発揮し得る状態にあるか
どうかを、たとえば排ガスセンサ63の温度により判断
するものであり、活性状態ではないと判断されたときに
は第10ステツプS10で補正係数K LAFがr 1
. OJに設定された後、第5ステツプS5に進み、活
性状態にあると判断されたときには第11ステツプSl
lに進む。
に基づいて実空燃比が算出される。すなわち排ガスセン
サ63は排ガス中のo、m度に応じた電圧をリニアに出
力するものであり、その電圧に対応して予め設定しであ
るテーブルに基づいて実空燃比が算出されることになる
。
な状態にあるかどうかが判定される。すなわち機関の回
転数制御、車両速度制御およびトラクション制御等によ
り燃料カットが実行されているとき、ならびに該燃料カ
ットが行なわれた直後には排ガスセンサ63の検出値に
基づくフィードバック制御を実行するのは無意味であり
、また機関冷却水温T、が極めて低いときには噴射燃料
の霧化が不十分であって吸気ポート8の内面への燃料付
着が生じ易いので排ガスセンサ63の検出値に基づいて
得られる実空燃比は薄い燃料濃度であることを示すこと
になり、そのような状態でフィードバック制御を実行す
ると燃料濃度が不必要に濃くなる。したがって燃料カッ
トが実行されているとき、燃料カットが行なわれた直後
、ならびに機関冷却水温T、が極めて低いときにはフィ
ードバック制御を禁止することにして第12ステツプS
12から第10ステツプSIOに進み、それ以外のとき
にはフィードバック制御を実行するものとして第12ス
テツプSL2から第13ステツプS13に進む。
差に基づいて補正係数K LAPが算出され、次の第1
4ステツプS14では算出された補正係数K LAFが
一定範囲内のものであるかどうかを判断するとともにそ
の範囲を越えているときには予め定めた最大値あるいは
最小値を補正係数KLAFとして出力し、第5ステツプ
S5に進んで燃料噴射量が演算されることになる。
して高速回転域にあるときには、制御手段67は弁作動
特性切換手段35により両吸気側ロッカアーム20.2
1を連結状態とし、動弁装置18は両吸気弁V工I+V
I2を吸気側カム25で定まるタイミングおよびリフト
量で開閉作動させる。
段67により弁作動特性切換手段35は両吸気側ロッカ
アーム20.21の連結を解除する状態に切換作動せし
められる。これにより、両吸気弁V、+、V□2のうち
の一方v0.は実質的に休止状態となり、他方の吸気弁
Vllのみが吸気側カム25で定まるタイミングおよび
リフト量で開閉作動せしめられる。
一方のみから混合気が流入することになり、燃焼室5内
にスワールが形成されることになる。しかも該スワール
生成時の燃料噴射弁55による燃料噴射は吸入行程中に
終了するように制御されるものであり、噴射燃料を開閉
作動している吸気弁vr+に対応する吸気弁口6から燃
焼室5内に順次導入して軸方向層状給気を達成すること
が可能となり、本発明者の実験結果を示す第5図のよう
に、燃焼性を向上することが可能となる。
図ら)で示すように、吸入行程の前半望ましくは吸入行
程開始TDCから50〜90度の範囲に設定されるもの
であり、そのように設定すると、本発明者の実験結果を
示す第6図のように、トルク変動率を小さく抑えること
ができる。
2の開角中心時期θ。は、第3図(a)の曲線Bで示す
ように、吸入行程にあって後半側望ましくは吸入行程開
始TDCから130〜180度の範囲に設定されており
、そのように設定すると、吸気弁V12のわずかな開弁
に伴うスワールの乱れ発生を抑制することが可能となる
。而して開角中心時期θ。に対する燃焼限界の実験結果
を示すと第7図のようになり、開角中心時期θ。を吸入
行程にあって後半側望ましくは吸入行程開始TDCから
130〜180度の範囲に設定すると、希薄燃焼限界が
向上することが明らかである。また開角中心時期θ。の
相違によるトルク変動および燃費に及ぼす影響について
本発明者が実験した結果を示すと第8図のようになり、
前記開角中心時期θ。を吸入行程の中央部に設定したと
きを破線で示す曲線としたときに、開角中心時期θ。を
吸入行程の後半に設定したときには実線で示す曲線のよ
うになり、トルク変動率および燃費を低く抑え、排ガス
性状を良好にすることができる。
面には凹部4aが設けられており、その凹部4aにより
燃焼室5のコンパクト化が可能となる。また動弁装置1
8は両吸気弁V flu VI2および両排気弁VE1
.V□2に対して共通な単一のカムシャフト19を備え
るものであり、燃焼室5の天井面略中央部には点火プラ
グ45が配設されるので、シリンダ3の軸線を含む平面
への投影図上で両吸気弁VTII V+2および両排
気弁Via、 VB2の軸線がなす角度を狭くすること
が可能であり、これによっても燃焼室5のコンパクト化
が可能である。このような燃焼室5のコンパクト化によ
り、燃焼室5内で生じるスワール速度を増大し、燃焼性
をより向上させることができる。
的に休止させた状態では希薄燃焼が実行されるものであ
り、この希薄燃焼時に排ガスセンサ63の検出値に基づ
く燃料噴射弁55の燃料噴射量がフィードバック制御さ
れることにより、燃焼室5内での良好な燃焼性を保ちつ
つ希薄燃焼を行なうことができ、希薄燃焼性を向上させ
て燃費の低減を図ることができる。さらに燃料噴射弁5
5におけるアシストニアにより噴射燃料の微粒化を図る
と、希薄燃焼性がより一層向上する。
ことにより、吸気弁VI2に対応する吸気ボ−ト8内に
燃料噴射弁55から噴射される燃料が滞留することを防
止し、空燃比の変動が生じることを回避することが可能
となる。
高速回転域にある状態へと機関の運転領域が変化する際
に、弁作動特性切換手段35により両吸気側ロッカアー
ム20.21を連結解除状態から連結状態へと切換える
ときに、弁作動特性切換手段35の連結ピストン36が
わずかに第2吸気側ロツカアーム21内に嵌合した状態
で、吸気側カム25による第1吸気側ロツカアーム20
の叩かれにより、前記嵌合状態が外れて切換が失敗する
ことがある。而して、その切換失敗が吸気弁vr+の開
弁方向作動途中に生じたときには、第2吸気側ロツカア
ーム21は第1吸気側ロツカアーム20とともに開弁方
向に揺動作動している途中に第1吸気側ロツカアーム2
0との連結が解除されることになり、吸気弁VX2は開
弁作動途中から弁ばね14により閉弁方向に反転作動す
ることになり、その閉弁方向への反転作動が比較的高い
リフト位置で生じたときには吸気弁V1□が弁座に衝撃
的に着座するおそれがある。しかるに、第2吸気側ロッ
カT−ム21に対応してカムシャフト19には隆起部2
6が設けられており、その隆起部26によりわずかに開
弁される吸気弁VI2の凹角中心時期θ。が吸入行程の
後半側であってしかも閉弁時期θvcが吸気側カム25
による吸気弁V目のリフトプロフィルの緩衝曲線部As
cに対応する時期に設定されている。すなわち吸気弁V
l+が比較的高い位置までリフトした後の吸入行程では
、第1および第2吸気側ロッカアーム20.21の連結
が解除されると、第2吸気側ロツカアーム21および吸
気弁V工、の作動は隆起部26で規制されることになる
。このため、弁作動特性切換手段35による低速回転域
から高速回転域への切換失敗により吸気弁V□、が比較
的高いリフト位置から閉弁方向に反転作動しても、第2
吸気側ロツカアーム21の閉弁方向作動が隆起部26で
規制されることにより、吸気弁V□、が衡撃的に着座す
ることが回避され、衝撃音の発生を防止することができ
る。
段67により弁作動特性切換手段35は両吸気側ロッカ
アーム20.21の連結を解除する状態に切換作動せし
められる。これにより、両吸気弁V、、、V工、のうち
の一方V12は実質的に休止状態となり、他方の吸気弁
Vl+のみが吸気側カム25で定まるタイミングおよび
リフト量で開閉作動せしめられる。
あり、上述の実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。
ャフト19′の回転運動を両吸気弁V□1゜VI2の開
閉運動に変換するための第1、第2および第3吸気側ロ
ッカアーム71.72.73と、前記カムシャフト19
″の回転運動を両排気弁V11+ V12の開閉運動に
変換するための第1および第2排気側ロッカアーム22
.23とを備える。
状の第1吸気側カム74と、機関の高速運転に対応した
形状に形成されながら第1吸気側カム74の一側に隣接
配置される第2吸気側カム75と、第2吸気側カム75
の一側に隣接する隆起部76とが一体に設けられるとと
もに、第1吸気側カム74および隆起部76の両側に排
気側カム27.27が一体に設けられる。
連動、連結され、他方の吸気弁VZ2には第3吸気側ロ
ツカアーム73が連動、連結され、両吸気弁Vll、
Vf2に対して自由となり得る第2吸気側ロツカアーム
72が第1および第3吸気側ロッカアーム71.73間
に配置される。而して各吸気側ロッカアーム71〜73
は吸気側ロッカシャフト28で揺動自在に支承される。
た第1および第2排気側ロッカアーム22.23は排気
側ロッカシャフト29に揺動自在に支承される。
4に摺接され、第3吸気側ロツカアーム73の一端は隆
起部76に摺接され、第2吸気側ロツカアーム72は第
2@、気側カム75に摺接される。また両排気側ロッカ
アーム22.23の一端は排気側カム27.27にそれ
ぞれ摺接される。
ており、この支持板78には、第2吸気側ロツカアーム
72をカムシャフト19′の第2吸気側カム75に摺接
させる方向に弾発付勢するロストモーション機構79が
配設される。
段35′が設けられており、この弁作動特性切換手段3
5′は、第1吸気側ロツカアーム71および第2吸気側
ロツカアーム72を連結可能な連結ピストン82と、第
2吸気側ロツカT−ム72および第3rgL気側ロッカ
T−ム73を連結可能な連結ピン83と、連結ピストン
82および連結ピン83の移動を規制する規制部材84
と、連結ピストン82、連結ピン83および規制部材8
4を連結解除側に付勢する戻しばね85とを備える。
な軸線方向に移動可能として第1吸気側ロツカアーム7
1に摺動可能に嵌合され、該連結ピストン82の一端と
第1吸気側ロツカアーム71との間には、吸気側ロッカ
シャフト28内の油路41に通じる油圧室86が画成さ
れる。第2吸気側ロツカアーム72には、前記連結ピス
トン82の他端に一端が当接される連結ピン83が吸気
側ロッカシャフト28と平行な軸線方向に摺動可能に嵌
合される。さらに第3!気側ロツカアーム73には、連
結ピン83の他端に当接する有底円筒状の規制部材84
が吸気側ロッカシャフト28と平行な軸線方向に摺動可
能に嵌合されており、戻しばね85は、規制部材84お
よび第3吸気側ロッカアーム73間に縮設される。
低速回転域で油圧室86の油圧を解放すると、戻しばね
85のばね力により、連結ピストン82および連結ピン
83の当接面は第1@、気側ロッカアーム71および第
2吸気側ロッカアーム72間に対応する位置にあり、連
結ピン83および規制部材84の当接面は第2吸気側ロ
ツカアーム72および第3r!IiL気側ロツカアーム
73間に対応する位置にある。したがって各ロッカアー
ム71〜73は相互に相対角変位可能な状態にあり、カ
ムシャフト19″の回転作動により第1吸気側ロツカア
ーム71は第1吸気側カム74との摺接に応じて揺動し
、一方の吸気弁V++は第1吸気側カム74の形状に応
じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する。また隆
起部76に摺接した第3吸気側ロツカアーム73は実質
的に休止状態となり、他方の吸気弁V12を害質的に休
止させることができる。さらに第2吸気側ロツカアーム
72は第2吸気側カム75との摺接に応じて揺動するが
、その揺動動作は第1および第3吸気側ロッカアーム7
1.73に何らの影響も及ぼさない。また排気弁V *
r + V * 2は排気側カム27.27の形状に
応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動する。
11のリフトプロフィルが第3図(a)の破線で示す曲
線Cであるときに、隆起部76による吸気弁V12のリ
フトプロフィルは第3図(a)の曲線Bで示されるもの
であり、吸気弁VZ2の開角中心時期θCは、吸入行程
にあって後半側、望ましくは吸入行程開始TDCから1
30〜180度の範囲に設定されている。しかも隆起部
76によりわずかに開弁される吸気弁V工、の閉弁時期
θvcは、曲線Cで示される第1吸気側カム74による
吸気弁vr+のリフトプロフィルにおけるクランク角に
沿う終端部の緩衝曲線部CSeに対応する部分に設定さ
れるものである。
させると、連結ピストン82は連結ピン83を押圧しな
がら戻しばね85のばね力に抗して油圧室86の容積を
増大する方向に移動しようとし、連結ピストン82、連
結ピン83および規制部材84の軸線が一致したとき、
すなわち各吸気側ロッカアーム71〜73が静止状態に
入ったときに連結ピストン82が第2吸気側ロツカアー
ム72に嵌合し、それに応じて連結ピン33が第吸気側
ロッカアーム73に嵌合することにより、各吸気側ロッ
カアーム71〜73が連結状態となる。したがって第2
吸気側カム75に摺接している第2吸気側ロツカアーム
72とともに第1および第3吸気側口フカアーム71.
73が揺動し、両吸気弁V、、、V□、は第2吸気側カ
ム75の形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉
作動せしtられる。また両排気側ロッカアーム22,2
3は、低速運転域と同様に排気側カム27.27の形状
に応じたタイミングおよびリフト量で両排気弁V、、、
V□2を開閉作動せしめる。
、第1図ないし第8図で示した実施例と同様の制御を行
なうことにより、上記実施例と同様の効果を奏すること
ができる。
気弁の一方を実質休止状態としたときの燃料噴射弁によ
る燃料噴射を吸入行程中に終了させることにより、噴射
燃料を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順次導入して
軸方向層状給気を達成して、燃焼性の向上を図ることが
できる。
を実質休止状態としたときの燃料噴射弁からの噴射燃料
を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順次導入して軸方
向層状給気を達成すること、ピストン上面に凹部を設け
ることによるコンパクトな燃焼室の形成に伴うスワール
速度の増大、ならびに一方の吸気弁の実質的な休止状態
での開角中心時期を吸入行程の後半としてスワールの乱
れ発生を抑制することにより燃焼性をより一層向上させ
ることができ、さらに燃料噴射終了時期を吸入行程の前
半に設定することによりトルク変動を抑えることができ
る。
方を実質休止状態としたときの燃料噴射弁からの噴射燃
料を他方の吸気弁開弁状態で燃焼室内に順次導入して軸
方向層状給気を達成すること、両吸気弁および両排気弁
に対して共通な単一のカムシャフトを配設するとともに
天井面略中央部に点火プラグが配設された燃焼室に臨む
ピストン上面に凹部を設けることに伴うコンパクトな燃
焼室の形成に伴うスワール速度の増大、ならびに一方の
吸気弁の実質的な休止状態での開角中心時期を吸入行程
の後半としてスワールの乱れ発生を抑制することにより
燃焼性向上をより一層図ることができ、さらに燃料噴射
終了時期が吸入行程の前半であることによりトルク変動
を抑えることができる。
り、第1図は全体構成図、第2図は第1図の■−■線に
沿う部分切欠き拡大平面図、第3図は吸気弁作動状態と
燃料噴射時期との関係を示す図、第4図はフィードバッ
ク制御実行のための手順を示すフローチャート、第5図
は燃料噴射時期の燃焼安定性に及ぼす影響の実験結果を
示すグラフ、第6図は燃料噴射終了時期のトルク変動率
に及ぼす影響の実験結果を示すグラフ、第7図は実質休
止状態にある吸気弁の開角中心時期による燃焼限界に及
ぼす影響の実験結果を示すグラフ、第8図は実質休止状
態にある吸気弁の開角中心時期の相違によるトルク変動
率、燃費および排ガス性状に及ぼす影響の実験結果を示
すグラフ、第9図および第10図は動弁装置の変形例を
示すもので、第9図は第10図のIX−IX線に沿う縦
断側面図、第」0図は第9図のX−XM断面図である。 4・・・ピストン、4a・・・凹部、5・・・燃焼室、
8・・・吸気ポート、18.18″・・・動弁装置、1
9.19′・・・カムシャフト、45・・・点火プラグ
、55・・・燃料噴射弁、61・・・排気管、63・・
・排ガスセンサ、67・・・制御手段、
Claims (7)
- (1)主として機関の低速運転域での吸入行程では一方
の吸気弁(V_I_2)を実質的な体止状態とされる程
度の微小量だけ開くべく構成されて一対の吸気弁(V_
I_1,V_I_2)に連結される動弁装置(18,1
8′)と、両吸気弁(V_I_1,V_I_2)に個別
に対応した一対の吸気ポート(8)に向けて燃料を均等
に噴射可能な燃料噴射弁(55)と、該燃料噴射弁(5
5)の作動を制御する制御手段(67)とを備える内燃
機関において、制御手段(67)は、両吸気弁(V_I
_2,V_I_2)の一方(V_I_2)が実質休止状
態にあるときには吸入行程中に燃料噴射終了時期を定め
て燃料噴射弁(55)を制御すべく構成されることを特
徴とする内燃機関。 - (2)両吸気弁(V_I_1,V_I_2)の一方(V
_I_2)の微小量だけの開角中心時期が吸入行程の後
半に設定されることを特徴とする請求項第(1)項記載
の内燃機関。 - (3)燃料噴射終了時期が吸入行程前半に設定されるこ
とを特徴とする請求項第1項記載の内燃機開。 - (4)主として機関の低速運転域での吸入行程では一方
の吸気弁(V_I_2)を実質的な体止状態とされる程
度の微小量だけ開くべく構成されて一対の吸気弁(V_
I_2,V_I_2)に連結される動弁装置(18,1
8′)と、両吸気弁(V_I_1,V_I_2)に個別
に対応した一対の吸気ポート(8)に向けて燃料を均等
に噴射可能な燃料噴射弁(55)と、該燃料噴射弁(5
5)の作動を制御する制御手段(67)とを備え、少な
くとも前記一方の吸気弁(V_I_2)を実質的な体止
状態とした機関運転域での希薄燃焼が可能な内燃機関に
おいて、ピストン(4)の燃焼室(5)に臨む面には該
燃焼室(5)の一部を形成する凹部(4a)が設けられ
、動弁装置(18,18′)は、一方の吸気弁(V_I
_2)の実質的な体止状態での開角中心時期が吸入行程
の後半となるべく構成され、制御手段(67)は、前記
一方の吸気弁(V_I_2)が実質的な体止状態にある
ときには吸入行程の前半に燃料噴射終了時期を定めて燃
料噴射弁(55)を制御すべく構成されることを特徴と
する内燃機関。 - (5)前記動弁装置(18′)は、一方の吸気弁(V_
I_2)を実質的に休止状態とするとともに他方の吸気
弁(V_I_1)を主として機関の低速運転域に対応し
た開閉作動態様で開閉作動せしめる状態と、両吸気弁(
V_I_1,V_I_2)を主として機関の高速運転域
に対応した開閉作動態様でともに開閉作動せしめる状態
とを切換可能に構成されることを特徴とする請求項第(
4)項記載の内燃機開。 - (6)排気管(61)には排ガス組成をリニアに検出可
能な排ガスセンサ(63)が取付けられ、該排ガスセン
サ(63)は、機関の希薄燃焼時のフィードバック制御
を行なうべく制御手段(67)に接続されることを特徴
とする請求項第4項記載の内燃機開。 - (7)一対の吸気弁(V_I_1,V_I_2)および
一対の排気弁(V_E_1,V_E_2)に連結される
とともに主として機関の低速運転域での吸入行程では一
方の吸気弁(V_I_2)を実質的な休止状態とされる
程度の微小量だけ開くべく構成される動弁装置(18,
18′)と、両吸気弁(V_I_1,V_I_2)に個
別に対応した一対の吸気ポート(8)に向けて燃料を均
等に噴射可能な燃料噴射弁(55)と、該燃料噴射弁(
55)の作動を制御する制御手段(67)とを備え、少
なくとも前記一方の吸気弁(V_I_2)を実質的な休
止状態とした機関運転域での希薄燃焼が可能な内燃機開
において、天井面略中央部に点火プラグ(45)が配設
された燃焼室(5)に臨むピストン(4)の上面には該
燃焼室(5)の一部を形成する凹部(4a)が設けられ
、動弁装置(18,18′)は、両吸気弁(V_I_1
,V_I_2)および両排気弁(V_E_1,V_E_
2)に共通な単一のカムシャフト(19,19′)を有
するとともに一方の吸気弁(V_I_2)の実質的な休
止状態での開角中心時期が吸入行程の後半となるべく構
成され、制御手段(67)は、前記一方の吸気弁(V_
I_2)が実質的な休止状態にあるときには吸入行程の
前半に燃料噴射終了時期を定めて燃料噴射弁(55)を
制御すべく構成されることを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213377A JPH0830433B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 内燃機関 |
| US07/742,831 US5209201A (en) | 1990-08-10 | 1991-08-08 | Internal combustion engine |
| CA002048913A CA2048913C (en) | 1990-08-10 | 1991-08-09 | Internal combustion engine |
| AT91307403T ATE124108T1 (de) | 1990-08-10 | 1991-08-12 | Brennkraftmaschine. |
| ES91307403T ES2076476T3 (es) | 1990-08-10 | 1991-08-12 | Motor de combustion interna. |
| EP91307403A EP0470869B1 (en) | 1990-08-10 | 1991-08-12 | Internal combustion engine |
| DE69110573T DE69110573T2 (de) | 1990-08-10 | 1991-08-12 | Brennkraftmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213377A JPH0830433B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494433A true JPH0494433A (ja) | 1992-03-26 |
| JPH0830433B2 JPH0830433B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16638187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213377A Expired - Lifetime JPH0830433B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830433B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425369B2 (en) | 1999-12-06 | 2002-07-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control apparatus for internal combustion engines |
| US6647962B2 (en) | 2001-07-12 | 2003-11-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Outboard motor with internal combustion engine |
| JP2011202625A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Honda Motor Co Ltd | エンジンにおけるデコンプ装置の配置構造 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2213377A patent/JPH0830433B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425369B2 (en) | 1999-12-06 | 2002-07-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control apparatus for internal combustion engines |
| US6647962B2 (en) | 2001-07-12 | 2003-11-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Outboard motor with internal combustion engine |
| JP2011202625A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Honda Motor Co Ltd | エンジンにおけるデコンプ装置の配置構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0830433B2 (ja) | 1996-03-27 |
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