JPH06200836A - 火花点火内燃機関 - Google Patents

火花点火内燃機関

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JPH06200836A
JPH06200836A JP5261134A JP26113493A JPH06200836A JP H06200836 A JPH06200836 A JP H06200836A JP 5261134 A JP5261134 A JP 5261134A JP 26113493 A JP26113493 A JP 26113493A JP H06200836 A JPH06200836 A JP H06200836A
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exhaust gas
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valve
inlet
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John Stokes
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Timothy H Lake
ヒュー レイク ティモシー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス中のＮＯｘや炭化水素を減少させ、且
つ燃料消費量の少ない火花点火機関を提供する。 【構成】 排気ガス再還流と再還流された排気ガスの層
状化を採用する形式の火花点火機関であり、少なくとも
１個のシリンダー（２）を有しその中にピストン（３
２）を内蔵しシリンダー内へ空気を導入する入口弁
（３）と共働する少なくとも１個の入口ポートとシリン
ダーから排気ガスを放出するために排気弁（５，６）と
共動する排気ポートとを有するものであり、再還流され
た排気ガスのみがエンジン動作時間の一部の内に入口ポ
ート（１１）を介してシリンダー（２）に導入され、且
つ、再還流排気ガスと空気とは同一のポートから違った
タイミングで導入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は火花点火型の内燃機関に関し、窒
素の酸化物（ＮＯｘ）と炭化水素のこの種の機関からの
放出を減少し、燃料消費量を低下させることに関する。
【０００２】
【背景技術】ガソリンエンジンのＮＯｘ放出と燃料消費
を減少する公知の方法は稀薄な燃料／空気混合物を採用
することである。これは燃料の空気による希釈作用をも
たらし燃焼温度を低下させる。低い燃焼温度はＮＯｘの
放射を減少させる傾向がある。スロットル損失の低下と
いわゆる稀薄燃焼は低い燃料消費をもたらす。このアプ
ローチの主要欠点は過剰酸素が排気ガス中に存在するこ
とであり、更にＮＯｘ放出の減少を要求されたときに還
元性触媒を使用することができなくなることである。
【０００３】稀薄燃焼で達成されるのと類似の作用は排
気ガス再還流（ＥＧＲ）の利用によっても達成し得るこ
とは周知である。もし、燃焼ガスを過剰空気によって希
釈化する代わりに再還流排気ガス（ＲＥＧ）で希釈した
としても、温度の低下は過剰酸素を使用しないで達成さ
れる。燃焼過程は事実上ストイキオメトリックで残留Ｎ
Ｏｘの変換の為に排気システム内に還元性触媒を使用す
ることが可能である。
【０００４】ＥＧＲを利用することのその他の利益は空
気取り入れの流れの中のスロットル損失の減少による燃
料経済の改善である。しかし、ＥＧＲの使用はまた欠点
も伴うが、これは、排気ガスが燃焼室中に分配される
と、これが炎フロントの開始と伝搬に悪影響を及ぼし、
燃焼の早期終了をもたらして未燃焼炭化水素の放出の増
加と言う結果をもたらすことになる可能性があると言う
ことである。
【０００５】ＥＧＲの使用に伴う問題はエンジンを層流
化されたチャージを燃焼室内に作るように形成するこ
と、換言すれば空気と再還流排気ガスの入口を、空気／
燃料混合物と再還流された排気ガスとが燃焼室内で別々
な場所を占拠して事実上混合しないで残っているように
することによって大いに克服されることも知られてい
る。更に、燃焼室中のクレビス、油および被着物上での
排気ガスの層流化は空気／燃料混合物の油、クレビスお
よび被着物との接触を防止することによって炭化水素放
出を減少しよう。これを達成する公知の方法は追加的な
入口ポートまたは弁を有するが、これらは再還流排気ガ
スの導入のみに使用されまたは空気と排気ガスとを入口
弁を通過する前にまたは通過中に混合するようにする。
これらの両者の形式のエンジンは米国特許４，１９３，
３８２に開示されている。
【０００６】この種のシステムの欠点は燃焼室への付加
的開口は費用と複雑性とを加え、例えば入口および排気
弁および点火プラグのような燃焼室のその他の特徴的な
部分の為のスペースに制限を加えることとなる。入口弁
以前の排気ガスの空気流中への導入は相当な混合を生じ
その為効果的でない層流化をもたらしてそのため上述し
た欠点を生じる。
【０００７】米国特許４，３９３，８５３は４気筒エン
ジンを開示しているが、その中で各シリンダーはシリン
ダーヘッドに形成された単一の入口ポートと単一の排気
ポートと更にシリンダー壁に形成され上部死点位置を過
ぎた６０°でピストンによって露出するように位置決め
されている切線方向に向いた排気出口／ＥＧＲ入口を有
する。４気筒の排気出口／ＥＧＲ入口は２対に接続され
ている。入口ポートはヘリカル型のもので、導入ストロ
ークにおいて導入空気はシリンダー中に導入されてシリ
ンダー軸を中心として回転する空気流を形成する。
【０００８】低負荷の場合、排気出口／ＥＧＲ入口はピ
ストンによって露出されて再還流排気ガスが切線方向に
シリンダーに空気と同一方向に回転するように接続され
たシリンダーから導入される。排気ガスは事実上空気の
外側に止まり、シリンダーの内容物はそのため事実上半
径方向に層状化される。排気ストロークにおいては、排
気ガスは全て通常の要領でシリンダーヘッド内にある排
気弁を介して追出されるが、付属シリンダーで要求され
る小部分のみが例外で、これは排気出口／ＥＧＲ入口開
口を通って排出される。
【０００９】半径方向の層状化は、ガスの２回転体が相
当に混合される傾向があると言う点で不満足であると言
う事実とは極めて相違してはいる。シリンダー壁に開口
を設けることは不都合である。即ち、このような開口の
設置はピストンリングの大きな磨耗とシリンダーの歪み
とを生じ、これらは油の消費量を高くするものである。
更に、ピストンは潤滑油を開口内へこすり落し、その為
に排気ガスは比較的高い割合の未燃焼のまたは一部燃焼
した油を含有することとなる。
【００１０】シリンダー当り４弁を有する最近のエンジ
ンにおいては、空気をシリンダー内へタンブリング運動
が生じるように、即ちシリンダー軸に直角な軸を中心と
して回転する状態で導入するのが常識となっている。タ
ンブル燃焼室を有する層状化チャージを作る公知の方法
はＳＡＥ ９２０６７０に記載されている。これはタン
ブリング空気運動を作るように設計されたポートを有す
る２個の取入れ弁を有する燃焼室を開示している。燃料
噴射機は燃料と空気の混合物が一つの入り口弁を介して
導入されるが、空気のみは別の入口弁を介して導入され
るように位置されている。これは燃料の豊富な燃料／空
気混合物がシリンダーの片側に位置し、非常に薄い混合
物乃至純粋な空気が別の側に存在すると言うような水平
層状化を作り出す。火花プラグは燃料が容易に点火され
るように豊富な混合物領域に位置している。このシステ
ムの欠点は別の稀薄燃焼技術が応用できることである。
これは排気ガス中に過剰の酸素の存在をもたらし、還元
触媒の使用を防止する。
【００１１】
【発明の開示】層状化チャージを夫々の燃焼室内に作り
出すように形成され排気ガス再還流を使用はするがシリ
ンダー内へ排気ガスの導入に追加的なポートまたは弁を
使用することなく、一方排気ガスの入口空気からの分離
をシリンダーが到達してその後事実上分離する、即ち層
状化が保たれるように作られた火花点火機関を提供する
ことが本発明の目的である。
【００１２】本発明によれば、排気ガス再還流と再還流
排気ガスの層流化を採用し、ピストンを収容しシリンダ
ー中へ空気を導入するために入口弁と共働する少なくと
も１個の入口ポートとシリンダーから排気ガスを排出す
るために排気弁と共働する少なくとも１個の排気ポート
とを有し、また少なくとも１本のシリンダーを有し、再
還流排気ガスがエンジンの動作時間の一部の間に入口ポ
ートを介してシリンダー中に導入されることを特徴とす
る。再還流された排気ガス（ＲＥＧ）はこのようにして
１または複数本の各シリンダー中へ１または複数本の入
口ポートを介して導入空気または空気／燃料混合物と同
時にではなく導入される。エンジン動作時間の他の部分
で空気または空気／燃料混合物は通常の要領で、即ちＲ
ＥＧと混合されないで、入口ポート中へ流入する。この
ようにして、ＲＥＧ用の別の導入ポートは必要としない
が、空気または空気／燃料混合物とＲＥＧの入口ポート
中での相違する時間での流入の為に空気とＲＥＧとの事
実上の混合は生じず、その為これらはシリンダー中でシ
ャープに層化される。
【００１３】本発明によるエンジンは、シリンダー内に
おいて満足すべき層状化を生じさせるために別々の時間
ではあるものの、導入空気、または空気／燃料混合物、
およびＲＥＧの両者が流れる唯一の入口ポートを有し得
る。本発明の１実施例では燃料を入口ポート中へ導入す
る燃料供給装置と、排気ポートを入口ポートに接続する
排気ガス再還流ダクトと、排気ガス再還流ダクトと入口
ダクトとの接続部分に位置するダイバーター弁とを有
し、これが少なくとも低エンジン負荷の場合には入口ポ
ートをピストンの各導入ストロークの初期位置中に排気
ガス再還流ダクトに接続し、ピストンの各導入ストロー
クの相当の部分で大気に接続するように制御されるよう
に準備することによって達成される。
【００１４】即ち、低負荷状態では、各導入ストローク
の初期において、純粋のＲＥＧがシリンダー内へ導入さ
れ、ダイバーター弁は次に入口ポートを大気に接続する
ように動くがその後、空気／燃料混合物がシリンダー中
へ導入される。これはシリンダー内での垂直層状化、即
ちピストンに最も近いシリンダー内部部分がＲＥＧによ
って占拠され残りの部分が空気／燃料混合物によって占
拠される状態を生じる。ダイバーター弁を動作させる詳
細な時間は、エンジン負荷が軽い時にはダイバーター弁
の動きが遅く、即ちＥＧＲの導入が増加するようにエン
ジンの負荷に応じてエンジン制御システムによって制御
される。もし、好ましいことではあるが、燃料供給装置
が燃料噴射器を有する場合、燃料の噴射は空気がシリン
ダー中に導入される導入ストロークの部分中に生じるよ
うにタイミングされる。高いエンジン負荷の場合、ダイ
バーターまたはタイミング弁は静止状態に維持されて入
口ダクトを大気に永久的に接続し、ＥＧＲはシリンダー
中へは導入されない。
【００１５】単一の入口ダクトのみを有する変形実施例
においては、ＥＧＲダクトは設けられていないが、１ま
たは両方の入口弁が可変周期位相型の可変弁タイミング
（ＶＶＴ）機構によって操作される。この種のＶＶＴ機
構は従来公知のもので、例えばＥＰ−Ａ−０４７２４３
０に開示され独立して変化させるべき２またはそれ以上
の弁の開放、閉鎖タイミングを制御可能である。ＶＶＴ
機構は少なくとも低エンジン負荷の場合、ピストンの排
気ストロークの終了の前に入口弁を開きこれによって排
気ガスを入口ポートに流入させ、次にピストンの各導入
ストロークの開始の時にシリンダー中へ再流入させるよ
うに制御される。一度ＲＥＧがシリンダー中へ流入する
と、空気／燃料混合物がその後に流入して垂直層状化が
再び生じる。
【００１６】上述した両実施例は付属入口弁と共働し高
エンジン負荷において空気をシリンダー中に導入するが
低エンジン負荷の場合には空気を導入しないように制御
される第２入口ポートの追加によって変形可能である。
第２入口ポートの制御は所望によって開放閉鎖される第
２入口ポートに弁装置を設けることによって、または付
属弁に不能化装置を設けることによって行うことができ
る。これは公知のもので低負荷では弁が動作せず閉鎖状
態に止まるが高負荷では普通の要領で開放、閉鎖を行
う。この追加入口ポートの設置は必要な時、即ち高エン
ジン負荷時シリンダー内に多量の空気を導入可能にす
る。
【００１７】特に好ましい実施例においては、夫々の入
口弁と共動する２入口ポートと好ましくはまた夫々の排
気弁と共働する２排気ポートを有する形式のものであ
る。この種のエンジンは第２入口ポートを制御する弁装
置、第２入口ポートに燃料を導入する燃料供給装置、排
気ポートまたは排気ポートの一つを第１入口ポートに接
続する排気ガス再還流ダクトと、ダイバーター弁を有す
るが、この弁は排気ガス再還流ダクトと第１入口ポート
との接続点に位置し、少なくとも低エンジン負荷の場合
入口ポートを排気ガス再還流ダクトに接続し、高エンジ
ン負荷の場合、第１入口ポートを大気に接続するように
制御され、弁装置はエンジン速力が増加するのに伴って
第２入口ポートを介しての空気の量を順次増加させるよ
うに制御され、入口ポートはタンブリング型でこれを介
して流入するガスがシリンダー軸にほぼ垂直な軸を中心
としてシリンダーの夫々の部分で渦巻き流をおこす。
【００１８】この実施例においては、入口ポートを介し
てシリンダー内に導入されたガスは水平に層状化され
る。即ちこれらは垂直方向ではあるがシリンダー軸の方
向に平行ではない方向に相互に分離される。ＥＧＲダク
トの排気ポートへの接続は直接的でも間接的でもよい、
例えば、ダクトは排気マニフォールドに排気ポートより
若干下流で接続してもよいことに注意すべきである。
【００１９】動作に当たっては、ＲＥＧはシリンダー中
へ一部負荷状態で第１入口ポートを介して導入される。
これらの条件下では全ての燃焼燃料／空気混合物が第２
入口ポートを介してシリンダーに到着する。エンジン負
荷が増加すると、１入口ポートを通って提供されるもの
よりも多い空気が燃焼のために必要となる点に到達す
る。この点において、ダイバーター弁は動いて第１入口
ポートをＥＧＲダクトではなく大気に接続し、ＲＥＧの
供給は遮断されて空気が第１入口ポートを介して導入さ
れる。
【００２０】エンジン負荷がスイッチング点以下で増加
すると、ＲＥＧの質量的流量は第１入口ポートに設けら
れたスロットル弁によって制御された割合で減少され、
またスイッチング点より上の荷重では空気の質量的流量
はスロットル弁によって増加し得る。ある状況の下では
スイッチング点の領域に於いて第１入口ポートを通る空
気とＲＥＧの混合物を提供するのが望ましいことがあ
る。必要なスイッチングと制御とは勿論制御システム、
例えばエンジン管理システムで行われるが、これは通常
マイクロプロセッサーを基礎とするものである。
【００２１】エンジンが火花プラグを含み、これが燃料
／空気混合物に囲まれるように位置し、そのため、スイ
ッチング点以下の負荷で燃料／空気混合物に点火する為
には火花プラグが燃料／空気混合物を含むシリンダーの
側面に好ましくは位置することが勿論必要である。全負
荷状態においては、即ちシリンダー内にＲＥＧが存在し
ないときには、更に中心的な位置が好ましいので、２本
の火花プラグを設けてもよく、その一方をシリンダーの
中心の近くに設けてこれを高負荷状態のみに動作するよ
うにしてもよい。シリンダーの側面近くに設けられた火
花プラグは好ましくはスイッチング点以下の低負荷状態
のみで動作するようにすることが好ましい。
【００２２】このＲＥＧの導入は主としてエンジン負荷
に応じて制御されるが、これは各サイクル中のシリンダ
ー中へ噴射された燃料の量に密接に関係しているが、実
際にはエンジン速度の関数として制御パラメーターをモ
デイファイするのが好ましいが、速度への依存性は負荷
への依存性に比較して小さいものではある。上述したど
ちらの構造においても再還流排気ガスが比較的低いエン
ジン負荷においてのみ導入されるべきで、これは高エン
ジン負荷では空気と交換されるべきものと考えてきた。
しかし、知られている長所を得るために排気ガスの相当
量を全てのエンジン速度で導入することも考えられる。
これは付属電子制御システムを適当にプログラムするこ
とによって簡単に達成される。
【００２３】
【実施例】本発明のその他の詳細は添付図面を参照して
示す本発明の層状化チャージＥＧＲエンジンの特定な実
施例に関する以下の説明から明瞭になろう。夫々の場合
単一のシリンダーのみが図示の上説明されているが、エ
ンジンは１本のシリンダーである可能性もあるが、シリ
ンダーは普通には例えば４乃至それ以上の同様なシリン
ダーの一つであると考えるべきである。
【００２４】図１と２とは火花点火型のエンジンの単一
シリンダーを示すが、シリンダー２は往復動ピストン３
２を内蔵し、シリンダーヘッド１で閉止されているが、
これは入口ポート１１と１２とを夫々支配する２個の入
口弁３と４と、夫々排気ポート７と８とを支配している
排気弁５と６とを有する。排気ポート７と８とは排気ダ
クト９とＥＧＲダクト１０につながっている。入口ポー
ト１１と１２とは通常平行であり通常平行な入口ダクト
１３と１４とに通じている。ＥＧＲダクト１０はダイバ
ーター弁１５を介して入口ダクト１３につながってい
る。
【００２５】入口ダクト１４は空気をポート１２と弁４
に供給するがなお燃料噴射器１６を有する。入口ダクト
１３と１４とにはスロットル弁１７と１８とが夫々夫々
付属している。燃料噴射器、スロットル弁、およびダイ
バーター弁を含む各種エンジン部品は電子制御システム
（図示せず）によって制御される。入口ポートは方向性
のあるもの、即ちこれらを通る空気流は付属する弁の軸
方向に関して１半径方向に優先的に流れるものである。
入口ポートと弁との位置と方向性の為、入口ポートは、
タンブリング型、即ちこれらを通過して流れるガス流は
シリンダー中でシリンダー軸に垂直な軸を中心として回
転ないしタンブルする型のものである。
【００２６】使用に当たって、ポートを通過する流れの
タイプはエンジン負荷によって変化する。低負荷状態で
は、弁１５はＥＧＲダクトからの流れのみをダクト１３
に流す。ストットル弁１８は空気の流れをポート１２に
流すようにする。ＲＥＧと空気流とのシリンダー内への
タンブリング運動を伴った流れを矢印１９で示す。シリ
ンダー内で領域２０（クロスハッチングで示す）がほぼ
純粋なＲＥＧを含みシリンダーの残り部分、即ち領域２
１は事実上ストイキオメトリックな燃料と空気との混合
物を含んでいるようなチャージの層流化を作り出す。混
合物は所望の燃焼特性に応じて火花プラグ２２または２
３または両者によって点火される。高い負荷状態では弁
１５が入口ポート１１を通って空気のみが流れるように
動く。全ての負荷においてＲＥＧのみまたは空気のみが
入口ポート１１を介して流れ、その為低負荷状態の下で
は比較的鋭いチャージの層流化がシリンダー内に作られ
る。
【００２７】図３と４とは更に全般的には類似したエン
ジンの単一シリンダーを示すが、この場合入口ポートは
ほぼ切線方向に向いておりそのため図１および２に示す
ようなタンブリング運動ではなくシリンダー軸を中心と
する回転運動を生じる。また、燃料噴射器１６は入口ダ
クト13内に位置する、換言すれば、ダクトはこれを通っ
てＲＥＧが供給される。
【００２８】使用に当たっては、ポートを通る流れのタ
イプはエンジン負荷とピストン位置によって変化する。
低負荷の場合、弁１８は閉められまた弁１５はＲＥＧダ
クト１０からダクト１３へエンジンの各吸入ストローク
の初めの部分に流れを生じさせる。ピストンが下がると
弁１５はダクト１３を空気ダクト１３Ａに接続するよう
にタイミングされている。ＲＥＧと空気とはシリンダー
２内へ矢印１９で示す渦巻き運動で流入する。チャージ
の垂直層状化が、ピストンのすぐ上にある領域２０（点
模様で示す）が事実上純粋なＲＥＧを含み、シリンダー
の残り部分、領域２１、が事実上ストイキオメトリック
な燃料と空気との混合物を含むようにシリンダー内に作
られる。混合物は点火プラグ２２または２３または両者
で所望の燃焼特性に応じて点火される。負荷が増加する
と、シリンダー内へ導入されるＲＥＧの量は順次減少す
る。
【００２９】所定のエンジン負荷を越えた後ＲＥＧの導
入は中止され、即ち弁１５は永久的に入口ダクト１３を
空気ダクト１３Ａに接続し、弁１８は順次開いて空気を
シリンダー内にエンジン負荷が更に増加するのに伴って
増加する量を導入する。図５は図３と４のそれと大体に
おいて類似したエンジンの単一シリンダーを示すが、こ
の場合唯一つの入口ポートと唯一つの排気ポートが設け
られている。入口ポートを通過するガス流は全体として
図３と４に関連して述べたものと類似しているが、高い
負荷の場合、勿論第２入口ダクトを介しての追加空気流
が存在する。空気／燃料混合物は一本の点火プラグ２２
で点火される。
【００３０】図６と７とは図３のそれと全般的には類似
したエンジンの単一シリンダーを示しているがこの場
合、ＥＧＲダクトが設けられておらず、入口ダクトが設
けられて入口弁３は略示的に３０で示されているＶＶＴ
機構、即ちＥＰ−Ａ−０４９５２６０に開示されている
ものによって付勢されるが、これは軽負荷の下では排気
ストロークの終了の前例えば４５乃至９０°に弁３を開
放するようにして、排気ガス流を入口ポート１１に向か
わせるようにする。ピストンの運動が続くと、排気弁は
閉じ、吸入ストロークが開始されると入口弁３が開放の
ままとなりその為排気ガスが入口ポート１１に流入して
シリンダー内への流れが可能となる。燃料の噴射が次に
始まり燃料／空気混合物が矢印１９で示すような渦巻き
運動を事実上伴いながらシリンダー中に流入する。チャ
ージの層流化はシリンダー中で領域２０（クロスハッチ
ングで示す）が事実上純粋なＥＧＲでシリンダーの残り
部分が事実上ストイキオメトリックな燃料空気混合物を
含有するように生じる。混合物はプラグ２２または２３
または両者で所望の燃焼特性に応じて点火される。
【００３１】図８（ａ），（ｂ）は弁の開放および閉止
時刻を、ＥＧＲのある、なしの下で、即ち低および高負
荷の下で図６および７のエンジンのクランク軸の角位置
で示すもので、これから、ＥＧＲのある場合１入口弁は
通常の時間に開放されるが一方他方のそれ、即ち弁３は
通常よりも早く、即ち排気ストロークの終了前に開放さ
れることが見られる。この図において、ＴＤＣとＢＤＣ
とはピストンの頂部死点と下部死点を夫々示す。点ＩＶ
Ｏ（３）とＩＶＯ（４）とは入口弁３と４とが夫々開く
時刻である。
【００３２】多数の変形が上述の実施例になし得るであ
ろうことは言うまでもない。即ち、追加入口ポートが夫
々の場合に追加されて、全体として２または３の入口ポ
ートを設けてもよい。この追加ポートは低負荷の場合付
勢されないでいるスロットル弁または付加弁によって通
常閉鎖されており、空気は従って通常高い負荷状態のと
きにのみこれを通って流れる。代わって、２入口ポート
を有する実施例は２個の図示の入口ポートの間の第３入
口ポートを設けることで変形することができ、燃料噴射
機は第３入口ポートに設ける。この実施例の動作は前の
ものと事実上同一ではあるが、層流化は再還流排気ガス
の２領域の間の燃料空気混合物領域を作るように配置可
能である。更に、スロットル弁例えば図４の弁１８、で
低負荷状態に入口ポートを通っての空気流を防止する代
わりに、同一効果は付属入口弁の非活性化で行うことも
できよう。
【００３３】
【産業上の利用可能性】本発明により、排気ガス中のＮ
Ｏｘや炭化水素の放出を減少し、燃料消費量を減少する
火花点火型機関を提供することが可能であり、尚機関は
自動用ばかりでなく、各種用途の機関に応用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】４弁燃焼室と付属するダクト類の断面図であ
る。
【図２】同一燃焼室の側面図である。
【図３】第２実施例の機関平面図を断面で示したもので
ある。
【図４】本発明の第２実施例の側部断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図である。
【図６】第４実施例の機関の平面断面図である。
【図７】本発明の第４実施例の側断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）はＥＧＲ付きまたはなしの、即
ち夫々低および高負荷状態の下での第４実施例での弁の
開放および閉止時刻を示すダイアグラムである。
【符号の説明】
２ シリンダー ３ 入口弁 ５ 排気弁 ６ 排気弁 １１ 入口ポート
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/02 Ｓ ３６１ Ｊ 13/02 Ｊ 7049−3Ｇ 21/08 Ｌ 7049−3Ｇ 43/00 ３０１ Ｎ 7536−3Ｇ Ｚ 7536−3Ｇ (72)発明者 ティモシー ヒュー レイク イギリス、ビー エヌ44 ３ジェイ エヌ ウエスト サセックス、スティーニン グ、アパー ビーディング、トワース ロ ード、アダー ヴァリー コート 35

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガス再還流と再還流排気ガスの層流
    化とを採用し、ピストンを内蔵しシリンダー内に空気を
    導入するために入口弁と共働する少なくとも１つの入口
    ポートとシリンダーからの排気ガスを排出するために排
    気弁と共働する排気ガス放出の為の少なくとも１つの排
    気ポートを有する火花点火機関において、再還流排気ガ
    スはエンジン動作時間内の一部において入口ポート（１
    １）を介し、それのみでシリンダー（２）内へ導入され
    ることを特徴とする火花点火内燃機関。
  2. 【請求項２】 入口ポート（１１）中に燃料を導入する
    ように配列された燃料供給装置（１６）と、排気ポート
    （９）を入口ポート（１１）に接続する排気ガス再還流
    ダクト（１０）と、排気ガス再還流ダクト（１０）と入
    口ポート（１１）との接続点に位置するダイバーター弁
    （１５）とを有し、これが少なくとも低エンジン負荷の
    場合、ピストン（３２）の各導入ストロークの最初の位
    置の間入口ポート（１１）を排気ガス再還流ダクト（１
    ０）に接続しまたピストンの各導入ストロークの次の位
    置の間に大気に接続するように制御されることを特徴と
    する請求項１記載の火花点火内燃機関。
  3. 【請求項３】 燃料を入口ポート（１１）に導入するよ
    うに配列された燃料供給装置（１６）と入口弁（３）を
    操作するように接続された可変弁タイミング機構（３
    ０）とを特徴とし、入口弁（３）が少なくとも低エンジ
    ン負荷の場合、入口弁（３）をピストン（３２）の各排
    気ストロークの終点の前に開くように制御され、これに
    よって排気ガスが入口ポート（１１）内に流れ、次にピ
    ストン（３２）の各導入ストロークの開始の時にシリン
    ダー内に再流入することを特徴とする請求項１記載の火
    花点火内燃機関。
  4. 【請求項４】 入口弁（４）と共動して高いエンジン負
    荷の場合シリンダー中に空気を導入するが低エンジン負
    荷の場合空気を導入しないように制御されている第２入
    口ポート（１２）を有することを特徴とする請求項２ま
    たは請求項３記載の火花点火内燃機関。
  5. 【請求項５】 入口弁（４）と共働する第２入口ポート
    （１２）と、燃料を第２入口ポート（１２）に導入する
    ように設けられた燃料供給装置（１６）と、排気ポート
    （９）を入口ポート（１１）に接続する排気ガス再還流
    ダクト（１０）と、排気ガス再還流ダクト（１０）と入
    口ポート（１１）との接続部に位置するダイバーター弁
    （１５）を有し、前記ダイバーター弁（１５）が少なく
    とも低エンジン負荷の場合、入口ポート（１１）を排気
    ガス再還流ダクト（１０）に接続し、また、高エンジン
    負荷の場合入口ポート（１１）を大気に接続するように
    制御され、入口ポート（１１，１２）はタンブリング型
    でこれらの中を流れるガスがシリンダー軸にほぼ垂直な
    軸を中心としてシリンダーの夫々の位置内で渦巻き運動
    を行うことを特徴とする請求項１記載の火花点火内燃機
    関。
  6. 【請求項６】 第２入口ポート（１２）を制御する弁装
    置（１８）を有し、これがエンジン負荷が増加するのに
    ともなって入口ポート（１２）を流れる空気の量を順次
    増加するように制御されることを特徴とする請求項５記
    載の火花点火内燃機関。
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