JPH05141302A - ４サイクルエンジン - Google Patents

４サイクルエンジン

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Publication number
JPH05141302A
JPH05141302A JP30049391A JP30049391A JPH05141302A JP H05141302 A JPH05141302 A JP H05141302A JP 30049391 A JP30049391 A JP 30049391A JP 30049391 A JP30049391 A JP 30049391A JP H05141302 A JPH05141302 A JP H05141302A
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JP
Japan
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combustion chamber
air
engine
fuel
valve
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Pending
Application number
JP30049391A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideji Oda
秀治 小田
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Priority to DE69208030T priority patent/DE69208030T2/de
Priority to US07/975,594 priority patent/US5237973A/en
Priority to EP92119366A priority patent/EP0542264B1/en
Publication of JPH05141302A publication Critical patent/JPH05141302A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/02—Arrangements having two or more sparking plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、乗車フィーリングを良好にしつ
つ、リーンバーンを可能として燃費を向上させることが
でき、併せて窒素酸化物の排出量も抑制できるようにし
ている。 【構成】この発明は、シリンダブロックに収容されたピ
ストンと、上記シリンダブロックに設置されたシリンダ
ヘッドとにより燃焼室５が形成され、この燃焼室に各２
本ずつの吸気バルブ１１Ａ，１１Ｂおよび排気バルブ１
２Ａ，１２Ｂが配置された４サイクルエンジンにおい
て、上記シリンダヘッドおよびピストンの少なくとも一
方には、上記各２本の吸気バルブおよび排気バルブが配
置されたそれぞれの中央位置にわたって隔壁１４が形成
されて上記燃焼室が２分割され、一方の分割燃焼室５Ａ
に理論空燃比の混合気が供給され、他方の分割燃焼室５
ＢにＥＧＲパイプ２０を介してエキゾーストガスを含む
混合気が供給され、このエキゾーストガスを含む混合気
の空燃比がエンジン負荷に応じて変化し得るよう構成さ
れたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、４サイクルエンジン
に係り、特に４サイクルエンジンの燃焼室の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンにおいて、燃費向上を
目的としたものとして、従来、作動気筒数可変エンジン
が提案されている。この作動気筒数可変エンジンは、例
えば４サイクルエンジンの場合には、エンジン全負荷時
に４気筒の全てを作動させるが、エンジン部分負荷時に
は、４気筒のうちの例えば２気筒の点火をカットして、
２気筒のみを作動させるよう構成されたものである。こ
のように、作動する気筒の数を増減することによって、
エンジンへの燃料供給量を節約し、燃費を向上させるよ
うにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な作動気筒数可変エンジンでは、点火カット時あるいは
再点火時に作動する気筒が変化するので、そのときの衝
撃が大きく、スムーズな乗車フィーリングが損われるお
それがある。
【０００４】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、乗車フィーリングを良好にしつつ、リー
ンバーンを可能として燃費を向上させることができ、併
せて窒素酸化物の排出を抑制できる４サイクルエンジン
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、シリンダブ
ロックに収容されたピストンと上記シリンダブロックに
設置されたシリンダヘッドとにより燃焼室が形成され、
この燃焼室に各２本ずつの吸気バルブおよび排気バルブ
が配置された４サイクルエンジンにおいて、上記シリン
ダブロックおよびピストンの少なくとも一方には、上記
各２本の吸気バルブおよび排気バルブが配置されたそれ
ぞれの中央位置にわたって隔壁が形成されて上記燃焼室
が２分割され、一方の分割燃焼室に理論空燃比の混合気
が供給され、他方の分割燃焼室にエキゾーストガスを含
む混合気が供給され、このエキゾーストガスを含む混合
気の空燃比がエンジン負荷に応じて変化し得るよう構成
されたものである。
【０００６】
【作用】したがって、この発明に係る４サイクルエンジ
ンによれば、分割燃焼室の一方には理論空燃比の混合気
が常時供給されるが、他方の分割燃焼室へ供給される混
合気の空燃比が変化するよう構成されたので、エンジン
低・中負荷時には他方の分割燃焼室へ、燃料が薄く空燃
比の大きな稀薄混合気が供給される。このため、この他
方の分割燃焼室においてリーンバーンが可能となり、エ
ンジン全体としての燃費を向上させることができる。
【０００７】また、理論空燃比が供給される分割燃焼室
では常に通常の燃焼が実施されているので、結局全ての
気筒が常に作動していることになる。したがって、作動
気筒数可変エンジンのように気筒が休止した後再作動す
る際の衝撃がなく、スムーズな乗車フィーリングを実現
できる。
【０００８】さらに、エキゾーストガスが供給される分
割燃焼室では、このエキゾーストガス中の酸素量が少な
いので、この分割燃焼室でリーンバーンが実施された際
にも窒素酸化物は確実に還元され、リーンバーン時にお
ける窒素酸化物の排出を抑制できる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【００１０】図１はこの発明に係る４サイクルエンジン
の第１実施例を示すエンジン燃焼室周りの断面図、図３
は図１のIII −III 線に沿う断面図、図４は図１のエン
ジンの燃焼室と吸気系とを示す概略図である。
【００１１】この実施例における４サイクルエンジン
は、図３に示すように、シリンダブロック１に、ピスト
ン２を収容するシリンダ（気筒）３が直列に４つ配置さ
れた直列４気筒エンジンである。ピストン２は、コンロ
ッド４を介して図示しない１本のクランクシャフトに連
結され、このクランクシャフトは、シリンダブロック１
を設置するクランクケース（図示せず）内に回転自在に
収容される。
【００１２】上記シリンダブロック１上には、各ピスト
ン２との間で個別の燃焼室５を形成するシリンダヘッド
６が設置され、このシリンダヘッド６上に図示しないヘ
ッドカバーが載置される。シリンダヘッド６には各燃焼
室５毎に図２に示すように、Ｌ側吸気孔７ＡおよびＲ側
吸気孔７Ｂ、並びにＬ側排気孔８ＡおよびＲ側排気孔８
Ｂが開口される。これらのＬ側吸気孔７Ａ，Ｒ側吸気孔
７Ｂから、図３にも示すように、Ｌ側吸気ポート９Ａ，
Ｒ側吸気ポート９Ｂがそれぞれ延び、またＬ側排気孔８
Ａ，Ｒ側排気孔８ＢからＬ側排気ポート１０Ａ，Ｒ側排
気ポート１０Ｂがそれぞれ延びる。これらのＬ側排気ポ
ート１０ＡおよびＲ側排気ポート１０Ｂは合流するよう
形成される。
【００１３】また、図３に示すように、Ｌ側吸気孔７
Ａ、Ｒ側吸気孔７Ｂに、Ｌ側吸気バルブ１１Ａ、Ｒ側吸
気バルブ１１Ｂがそれぞれ配置され、Ｌ側排気孔８Ａ、
Ｒ側排気孔８ＢにＬ側排気バルブ１２Ａ、Ｒ側排気バル
ブ１２Ｂがそれぞれ配置される。これらのＬ側吸気バル
ブ１１ＡおよびＲ側吸気バルブ１１Ｂ並びにＬ側排気バ
ルブ１２ＡおよびＲ側排気バルブ１２Ｂは、図示しない
動弁装置により、４サイクルエンジンの工程に応じて作
動される。つまり、Ｌ側吸気バルブ１１ＡおよびＲ側吸
気バルブ１１Ｂは、４サイクルエンジンの吸入、圧縮、
爆発および排気の各工程のうち、吸気工程において開作
動して燃焼室５内に混合気を導入し、Ｌ側排気バルブ１
２ＡおよびＲ側排気バルブ１２Ｂは排気工程において開
作動して燃焼室５から廃ガスを排出する。
【００１４】さて、各燃焼室５は、図１に示すように、
Ｌ側分割燃焼室５ＡとＲ側分割燃焼室５Ｂとに区画され
る。この区画は、ピストン２の頂面に立設されたピスト
ン側隔壁１３と、シリンダヘッド６の燃焼室５内に垂設
されたシリンダヘッド側隔壁１４とが、ピストン２の上
死点時に当接することによって構成される。
【００１５】シリンダヘッド側隔壁１４は、図２に示す
ように、Ｌ側吸気孔７ＡおよびＲ側吸気孔７Ｂの中央位
置からＬ側排気孔８ＡおよびＲ側排気孔８Ｂの中央位置
までの範囲に亙って形成され、ピストン側隔壁１３はシ
リンダヘッド側隔壁１４の位置に対応して形成される。
このため、Ｌ側分割燃焼室５ＡにＬ側吸気バルブ１１Ａ
およびＬ側排気バルブ１２Ａが配置され、Ｒ側分割燃焼
室５ＢにＲ側吸気バルブ１１ＢおよびＲ側排気バルブ１
２Ｂが配置される。さらに、シリンダヘッド６には、各
Ｌ側分割燃焼室５Ａ、Ｒ側分割燃焼室５Ｂに１本ずつＬ
側点火プラグ１５Ａ、Ｒ側点火プラグ１５Ｂがそれぞれ
設置される。
【００１６】したがって、Ｌ側分割燃焼室５ＡはＬ側吸
気ポート９Ａからの混合気をＬ側吸気バルブ１１Ａを介
して導入し、この導入混合気をＬ側点火プラグ１５Ａに
て点火して燃焼させ、生成された廃ガスをＬ側排気バル
ブ１２Ａを介してＬ側排気ポート１０Ａから排出する。
同様に、Ｒ側分割燃焼室５Ｂは、Ｒ側吸気ポート９Ｂか
らの混合気をＲ側吸気バルブ１１Ｂを介して導入し、こ
の導入混合気をＲ側点火プラグ１５Ｂにて点火して燃焼
させ、生成された廃ガスをＲ側排気バルブ１２Ｂを介し
てＲ側排気ポート１０Ｂから排出する。なお、同一気筒
のＬ側分割燃焼室５ＡおよびＲ側分割燃焼室５Ｂはピス
トン２が同一なので、同一の工程を同時に実施する。例
えば、気筒番号が＃１の気筒３では（図４参照）、Ｌ側
分割燃焼室５ＡおよびＲ側分割燃焼室５Ｂ共、同時に吸
入工程を実施し、次に同時に圧縮工程を実施する。
【００１７】混合気を導入する各気筒３のＬ側吸気ポー
ト９ＡおよびＲ側吸気ポート９Ｂは、図４に示すように
独立し、各ポートにＬ側吸気マニホールド１６Ａ、Ｒ側
吸気マニホールド１６Ｂがそれぞれ接続される。これら
のＬ側およびＲ側吸気マニホールド１６Ａおよび１６Ｂ
はサージタンク１７に接続されて、エアクリーナ（図示
せず）からの空気を導く。Ｌ側吸気マニホールド１６Ａ
にＬ側スロットルバルブ１８ＡおよびＬ側フューエルイ
ンジェクタ１９Ａが、Ｒ側吸気マニホールド１６ＢにＲ
側スロットルバルブ１８ＢおよびＲ側フューエルインジ
ェクタ１９Ｂがそれぞれ設置される。
【００１８】さらに、各Ｒ側吸気マニホールド１６Ｂと
Ｌ側およびＲ側排気ポート１０Ａおよび１０Ｂの合流部
とがＥＧＲ（エキゾーストガスサーキュレーション）パ
イプ２０によって連結され、このＥＧＲパイプ２０にＥ
ＧＲバルブ２１が配設される。このＥＧＲバルブ２１
は、エンジン低負荷時に全開に操作され、エンジン中負
荷時に半開に操作され、エンジン高負荷時に全閉に操作
される。このようなＥＧＲバルブ２１の開度操作によっ
て、各気筒３のＲ側吸気マニホールド１６Ｂへ導かれる
エキゾーストガス供給量がエンジン負荷に応じて調整さ
れる。
【００１９】さらに、Ｌ側フューエルインジェクタ１９
Ａ、Ｒ側フューエルインジェクタ１９Ｂからの燃料の噴
射によって、Ｌ側分割燃焼室５Ａ、Ｒ側分割燃焼室５Ｂ
のそれぞれへ所定空燃比の混合気が供給される。つま
り、Ｌ側フューエルインジェクタ１９Ａからの燃料噴射
量の調整は、Ｌ側分割燃焼室５Ａへ供給される混合気が
常時理論空燃比となるよう設けられ、また、Ｒ側分割燃
焼室へ供給されるエキゾーストガスを含む混合気の空燃
比が、エンジン負荷に応じて変化するよう構成される。
なお、図４に示す気筒３の燃焼順序は、＃１→＃３→＃
４→＃２の順である。
【００２０】ここで、エンジン負荷に対応した空燃比の
エキゾーストガスを含む混合気とは、エンジン高負荷時
には理論空燃比の混合気を言い、エンジン中負荷時には
理論空燃比よりも空燃比が大きく薄い混合気を言い、エ
ンジン低負荷時には中負荷時よりもさらに空燃比が大き
な稀薄混合気を言い、エキゾーストガスのみの場合も含
む。このようにして、Ｌ側分割燃焼室５Ａでは理論空燃
比の混合気によって通常の燃焼が実施され、Ｒ側分割燃
焼室５Ｂではエンジン負荷に応じた薄い混合気によって
リーンバーン（稀薄燃焼）が実施される。但し、エンジ
ン高負荷時には、Ｒ側分割燃焼室５Ｂへも理論空燃比の
混合気が供給されるので、Ｌ側およびＲ側分割燃焼室５
Ａおよび５Ｂにおいて通常の燃焼が実施される。
【００２１】上記実施例によれば、Ｌ側分割燃焼室５Ａ
に理論空燃比の混合気が供給され、Ｒ側分割燃焼室５Ｂ
へエンジン負荷に応じた空燃比の混合気が供給されるの
で、エンジン低負荷時や中負荷時には、Ｒ側分割燃焼室
５Ｂへ空燃比が大きな薄い混合気が供給される。このた
め、エンジン低負荷・中負荷時には、分割燃焼室５Ｂに
おいてリーンバーンが実施されることになり、燃料が節
約されて燃費を向上させることができる。
【００２２】また、上記実施例では、４気筒の各分割燃
焼室５Ｂでリーンバーンが実施される場合にも、分割燃
焼室５Ａでは必ず通常の燃焼が実施されて、結局全気筒
が作動しており、しかも、動弁装置も常時通常通り、各
気筒毎４つのバルブ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを
作動させている。この結果、作動気筒数可変エンジンの
ような衝撃がなく、スムーズなエンジン稼動となって、
乗車フィーリングを良好にできる。しかも、動弁機構の
長期間の休止によるカーボンスティック等のトラブルも
防止できる。
【００２３】また、一般に、リーンバーンが実施される
と燃焼温度が高くなり、さらに混合気中に酸素が多いの
で三元触媒による窒素酸化物還元作用が阻害されて、窒
素酸化物ＮＯｘの生成量が増大してしまう。この第１実
施例では、エンジン低・中負荷運転時にＥＧＲバルブ２
１を開操作して、Ｒ側吸気マニホールド１６Ｂ内へ酸素
を殆ど含まないエキゾーストガスを導入しているので、
リーンバーンが実施されても燃焼温度が低くなり、しか
も混合気中の酸素量も少ないので、三元触媒による窒素
酸化物NOx の還元作用を阻害することがなく、この結
果、窒素酸化物ＮＯｘの排出量を抑制できる。
【００２４】さらに、Ｒ側分割燃焼室５Ｂに供給される
エキゾーストガスは、大気に比較して高温で密度が小さ
いので、ポンピングロス低減の効果が大きい。
【００２５】また、リーンバーンが実施されるＲ側分割
燃焼室５Ｂでは、通常の燃焼が実施されるＬ側分割燃焼
室５Ａよりも燃焼温度が低いが、このＲ側分割燃焼室５
Ｂに高温（約３００℃）のエキゾーストガスが供給され
ているので、両分割燃焼室５Ａおよび５Ｂでの燃焼温度
はほぼ同一となる。このため、各気筒内の温度が均一化
されて片側のみが高温化するのを防止でき、熱応力が減
少し熱変形が防止されて、シール性を確保でき、さらに
異常着火も防止できる。
【００２６】図５、図６、図７および図８は、この発明
に係る４サイクルエンジンの第２、第３、第４および第
５実施例の燃焼室と吸気系をそれぞれ示す概念図であ
る。
【００２７】図５に示す第２実施例では、Ｌ側吸気マニ
ホールド２２ＡおよびＲ側吸気マニホールド２２Ｂを上
流側で合流させ、この合流部にスロットルバルブ１８を
設置して、スロットルバルブ１８を各気筒毎１個ずつと
したものである。また、図６に示す第３実施例では、第
２実施例のスロットルバルブ１８をＬ側およびＲ側吸気
マニホールド２２Ａおよび２２Ｂの合流部に設置せず、
サージタンク１７の上流に設けて、スロットルバルブ１
８を各気筒に共通化したものである。これら第２および
第３実施例において、気筒３の中心からＥＧＲバルブ２
１までの距離ｍ1 と、吸気マニホールド２２Ａおよび２
２Ｂの合流部までの距離ｍ2 を選定することにより、エ
キゾーストガスが吸気マニホールド２２Ａ内へ廻り込む
のを防止できる。
【００２８】図７に示す第４実施例では、図４に示す第
１実施例のＬ側吸気マニホールド１６ＡをＬ側サージタ
ンク１７Ａに接続し、Ｒ側吸気マニホールド１６ＢをＲ
側サージタンク１７Ｂに接続し、これらの各Ｌ側サージ
タンク１７Ａ、Ｒ側サージタンク１７Ｂの上流側にＬ側
スロットルバルブ１８Ａ、Ｒ側スロットルバルブ１８Ｂ
をそれぞれ設置したものである。さらに、この第４実施
例では、エキゾーストガスを導くＬ側ＥＧＲパイプ２３
ＡとＲ側ＥＧＲパイプ２３Ｂとを設置し、Ｒ側ＥＧＲパ
イプ２３Ｂから各気筒３のＲ側吸気マニホールド１６Ｂ
へ、第１〜第３実施例と同様にエキゾーストガスを供給
すると共に、Ｌ側ＥＧＲパイプ２３Ａからも各気筒３の
Ｌ側吸気マニホールド１６Ａへエキゾーストガスを供給
する。このとき、Ｌ側ＥＧＲパイプ２３Ａ、Ｒ側ＥＧＲ
パイプ２３ＢにＬ側ＥＧＲバルブ２４Ａ、Ｒ側ＥＧＲバ
ルブ２４Ｂがそれぞれ設置される。Ｒ側ＥＧＲバルブ２
４Ｂは第１〜第３実施例のＥＧＲバルブ２１と同様に作
動し、Ｌ側ＥＧＲバルブ２４Ａは、高負荷時に全閉し、
低・中負荷時に微少開操作される。Ｌ側ＥＧＲバルブ２
４Ａを低・中負荷時に微少開操作させるのは、分割燃焼
室５Ａにおける燃焼温度を下げて窒素酸化物の排出を抑
制するためである。
【００２９】また、図８に示す第５実施例では、図７の
第４実施例におけるＬ側ＥＧＲパイプ２３ＡをＬ側サー
ジタンク１７ＡのＬ側スロットルバルブ１８Ａ下流側
に、Ｒ側ＥＧＲパイプ２３ＢをＲ側サージタンク１７Ｂ
のＲ側スロットルバルブ１８Ｂ下流側にそれぞれ連結し
たものである。上述の第２〜第５実施例では、スロット
ルバルブの数を減少でき、コストを低減できる。
【００３０】なお、上記各実施例において、エンジン負
荷に応じて空燃比の変化する混合気が供給される分割燃
焼室５Ｂでは、混合気の濃度によっては、例えばエンジ
ン低負荷時にエキゾーストガスのみが供給される場合に
はＲ側点火プラグ１５Ｂの点火をカットするようにして
もよい。また、上記各実施例では、燃料供給装置として
フューエルインジェクタの代りにキャブレタを使用して
もよい。さらに、Ｌ側分割燃焼室５ＡおよびＲ側分割燃
焼室５Ｂを構成する隔壁は、ピストン２側のみ、あるい
はシリンダヘッド６の燃焼室５側のみに形成してもよ
い。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る４サイク
ルエンジンによれば、燃焼室を構成するシリンダブロッ
クおよびピストンの少なくとも一方において、２本の吸
気バルブおよび排気バルブが配置されたそれぞれの中央
位置にわたって隔壁が形成されて上記燃焼室が２分割さ
れ、一方の分割燃焼室に理論空燃比の混合気が供給さ
れ、他方の分割燃焼室にエキゾーストガスを含む混合気
が供給され、このエキゾーストガスを含む混合気の空燃
比がエンジン負荷に応じて変化し得るよう構成されたの
で、全ての気筒を作動させて乗車フィーリングを良好に
しつつ、リーンバーンを可能として燃費を低減させるこ
とができ、併せてエキゾーストガスの供給により窒素酸
化物の排出量も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４に示す４サイクルエンジンの燃焼室周りの
断面図。
【図２】図１の燃焼室をピストン側から見た図。
【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図。
【図４】この発明に係る４サイクルエンジンの第１実施
例におけるエンジンの燃焼室と吸気系とを示す概略図。
【図５】この発明に係る４サイクルエンジンの第２実施
例におけるエンジンの燃焼室と吸気系との関係を示す概
略図。
【図６】この発明に係る４サイクルエンジンの第３実施
例におけるエンジンの燃焼室と吸気系との関係を示す概
略図。
【図７】この発明に係る４サイクルエンジンの第４実施
例におけるエンジンの燃焼室と吸気系との関係を示す概
略図。
【図８】この発明に係る４サイクルエンジンの第５実施
例におけるエンジンの燃焼室と吸気系との関係を示す概
略図。
【符号の説明】
１ シリンダブロック ２ ピストン ５ 燃焼室 ５Ａ Ｌ側分割燃焼室 ５Ｂ Ｒ側分割燃焼室 ６ シリンダヘッド ９Ａ Ｌ側吸気ポート ９Ｂ Ｒ側吸気ポート １１Ａ Ｌ側吸気バルブ １１Ｂ Ｒ側吸気バルブ １２Ａ Ｌ側排気バルブ １２Ｂ Ｒ側排気バルブ １３ ピストン側隔壁 １４ シリンダヘッド側隔壁 １６Ａ Ｌ側吸気マニホールド １６Ｂ Ｒ側吸気マニホールド １８Ａ Ｌ側スロットルバルブ １８Ｂ Ｒ側スロットルバルブ １９Ａ Ｌ側フューエルインジェクタ １９Ｂ Ｒ側フューエルインジェクタ ２０ ＥＧＲパイプ ２１ ＥＧＲバルブ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年７月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンにおいて、燃費向上を
目的としたものとして、従来、作動気筒数可変エンジン
が提案されている。この作動気筒数可変エンジンは、例
えば４サイクルエンジンの場合には、エンジン全負荷時
に４気筒の全てを作動させるが、エンジン部分負荷時に
は、４気筒のうちの例えば２気筒の動弁装置のバルブ作
動を停止または燃料供給を停止して、２気筒のみを作動
させるよう構成されたものである。このように、作動す
る気筒の数を増減することによって、エンジンへの燃料
供給量を節約し、燃費を向上させるようにしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な作動気筒数可変エンジンでは、動弁装置のバルブ作動
停止時または燃料供給停止時、あるいは再作動時または
再供給時に作動する気筒が変化するので、そのときの衝
撃が大きく、スムーズな乗車フィーリングが損われるお
それがある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、シリンダブ
ロックに収容されたピストンと上記シリンダブロックに
設置されたシリンダヘッドとにより燃焼室が形成され、
この燃焼室に各２本ずつの吸気バルブおよび排気バルブ
が配置された４サイクルエンジンにおいて、上記シリン
ダヘッドおよびピストンの少なくとも一方には、上記各
２本の吸気バルブおよび排気バルブが配置されたそれぞ
れの中央位置にわたって隔壁が形成されて上記燃焼室が
２分割され、一方の分割燃焼室に理論空燃比の混合気が
供給され、他方の分割燃焼室にエキゾーストガスを含む
混合気が供給され、このエキゾーストガスを含む混合気
の空燃比がエンジン負荷に応じて変化し得るよう構成さ
れたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【作用】したがって、この発明に係る４サイクルエンジ
ンによれば、分割燃焼室の一方には理論空燃比の混合気
が常時供給されるが、他方の分割燃焼室へ供給される混
合気の空燃比が変化するよう構成されたので、エンジン
低・中負荷時には他方の分割燃焼室へ、燃料が薄く空燃
比の大きな稀薄混合気が供給される。このため、この他
方の分割燃焼室においてエキゾーストガスを含んだ状態
でのリーンバーンが可能となり、エンジン全体としての
燃費を向上させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】さらに、エキゾーストガスが供給される分
割燃焼室では、このエキゾーストガス中の酸素量が少な
いので、この分割燃焼室でリーンバーンが実施された際
にも窒素酸化物は三元触媒により確実に還元され、リー
ンバーン時における窒素酸化物の排出を抑制できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】また、図３に示すように、Ｌ側吸気孔７
Ａ、Ｒ側吸気孔７Ｂに、Ｌ側吸気バルブ１１Ａ、Ｒ側吸
気バルブ１１Ｂがそれぞれ配置され、Ｌ側排気孔８Ａ、
Ｒ側排気孔８ＢにＬ側排気バルブ１２Ａ、Ｒ側排気バル
ブ１２Ｂがそれぞれ配置される。これらのＬ側吸気バル
ブ１１ＡおよびＲ側吸気バルブ１１Ｂ並びにＬ側排気バ
ルブ１２ＡおよびＲ側排気バルブ１２Ｂは、図示しない
動弁装置により、４サイクルエンジンの行程に応じて作
動される。つまり、Ｌ側吸気バルブ１１ＡおよびＲ側吸
気バルブ１１Ｂは、４サイクルエンジンの吸入、圧縮、
爆発および排気の各行程のうち、吸気行程において開作
動して燃焼室５内に混合気を導入し、Ｌ側排気バルブ１
２ＡおよびＲ側排気バルブ１２Ｂは排気行程において開
作動して燃焼室５から廃ガスを排出する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】したがって、Ｌ側分割燃焼室５ＡはＬ側吸
気ポート９Ａからの混合気をＬ側吸気バルブ１１Ａを介
して導入し、この導入混合気をＬ側点火プラグ１５Ａに
て点火して燃焼させ、生成された廃ガスをＬ側排気バル
ブ１２Ａを介してＬ側排気ポート１０Ａから排出する。
同様に、Ｒ側分割燃焼室５Ｂは、Ｒ側吸気ポート９Ｂか
らの混合気をＲ側吸気バルブ１１Ｂを介して導入し、こ
の導入混合気をＲ側点火プラグ１５Ｂにて点火して燃焼
させ、生成された廃ガスをＲ側排気バルブ１２Ｂを介し
てＲ側排気ポート１０Ｂから排出する。なお、同一気筒
のＬ側分割燃焼室５ＡおよびＲ側分割燃焼室５Ｂはピス
トン２が同一なので、同一の行程を同時に実施する。例
えば、気筒番号が＃１の気筒３では（図４参照）、Ｌ側
分割燃焼室５ＡおよびＲ側分割燃焼室５Ｂ共、同時に吸
入行程を実施し、次に同時に圧縮行程を実施する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また、一般に、リーンバーンが実施される
と燃焼温度が低くなりＮＯｘの生成量は減少するが、排
出ガス中に酸素が多いので三元触媒による窒素酸化物還
元作用が阻害されて、窒素酸化物ＮＯｘはそのまま排出
されてしまう。この第１実施例では、エンジン低・中負
荷運転時にＥＧＲバルブ２１を開操作して、Ｒ側吸気マ
ニホールド１６Ｂ内へ酸素を殆ど含まないエキゾースト
ガスを導入しているので、リーンバーンが実施されても
燃焼温度が低くなり、しかも混合気中の酸素量も少ない
ので、三元触媒による窒素酸化物NOx の還元作用を阻害
することがなく、この結果、窒素酸化物ＮＯｘの排出量
を抑制できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】また、リーンバーンが実施されるＲ側分割
燃焼室５Ｂでは、通常の燃焼が実施されるＬ側分割燃焼
室５Ａよりも燃焼温度が低いが、このＲ側分割燃焼室５
Ｂに高温のエキゾーストガスが供給されているので、両
分割燃焼室５Ａおよび５Ｂでの燃焼室壁温度はほぼ同一
となる。このため、各気筒内の温度が均一化されて片側
のみが高温化するのを防止でき、熱応力が減少し熱変形
が防止されて、シール性を確保でき、さらに異常着火も
防止できる。特に、Ｒ側分割燃焼室５Ｂにエキゾースト
ガスのみが供給された場合には、熱容量の大きなエキゾ
ーストガスが隔壁１３および１４によりＬ側分割燃焼室
５Ａ内の混合気と分離されているので、Ｌ側分割燃焼室
５Ａ内での燃焼時にＲ側分割燃焼室５Ｂ内のエキゾース
トガスへの熱伝達量が少ない。この結果、燃料消費量低
減効果は、空気過剰式リーンバーン方式に比べて著しく
低下することがない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る４サイク
ルエンジンによれば、燃焼室を構成するシリンダヘッド
およびピストンの少なくとも一方において、２本の吸気
バルブおよび排気バルブが配置されたそれぞれの中央位
置にわたって隔壁が形成されて上記燃焼室が２分割さ
れ、一方の分割燃焼室に理論空燃比の混合気が供給さ
れ、他方の分割燃焼室にエキゾーストガスを含む混合気
が供給され、このエキゾーストガスを含む混合気の空燃
比がエンジン負荷に応じて変化し得るよう構成されたの
で、全ての気筒を作動させて乗車フィーリングを良好に
しつつ、リーンバーンを可能として燃費を低減させるこ
とができ、併せてエキゾーストガスの供給により三元触
媒の還元作用が阻害されることがないので、窒素酸化物
の排出量も抑制できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｅ 9039−3Ｇ 45/00 ３０１ Ｇ 8109−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｇ 8923−3Ｇ ５７０ Ｒ 8923−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 15/08 ３０２ Ａ 8923−3Ｇ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダブロックに収容されたピストン
    と上記シリンダブロックに設置されたシリンダヘッドと
    により燃焼室が形成され、この燃焼室に各２本ずつの吸
    気バルブおよび排気バルブが配置された４サイクルエン
    ジンにおいて、上記シリンダブロックおよびピストンの
    少なくとも一方には、上記各２本の吸気バルブおよび排
    気バルブが配置されたそれぞれの中央位置にわたって隔
    壁が形成されて上記燃焼室が２分割され、一方の分割燃
    焼室に理論空燃比の混合気が供給され、他方の分割燃焼
    室にエキゾーストガスを含む混合気が供給され、このエ
    キゾーストガスを含む混合気の空燃比がエンジン負荷に
    応じて変化し得るよう構成されたことを特徴とする４サ
    イクルエンジン。
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