JPH11148429A - 排気ガス還流装置 - Google Patents
排気ガス還流装置Info
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- JPH11148429A JPH11148429A JP9313741A JP31374197A JPH11148429A JP H11148429 A JPH11148429 A JP H11148429A JP 9313741 A JP9313741 A JP 9313741A JP 31374197 A JP31374197 A JP 31374197A JP H11148429 A JPH11148429 A JP H11148429A
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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- 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】
【課題】 複数の吸気ポートを有する内燃機関におい
て、各吸気ポートにより燃焼室内に同心円状にスワール
流を形成し、運転条件によってＥＧＲガス量の異なる吸
気を供給して燃焼室内に形成される排気ガス還流層を制
御し、低ＮＯｘ、低ＰＭ、低燃費を図るようにした排気
ガス還流装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の燃焼室８に複数の吸気ポー
ト３、４、吸気マニホールド１１、１２を夫々独立して
設け、各吸気ポート３、４により燃焼室８内に同心円状
にスワール流を形成し、運転条件によって各排気ガス還
流制御弁２５、２６を切り換え、燃焼室８内に形成され
る排気ガス還流層（ＥＧＲ層）を制御すると共に、燃焼
室８内への排気ガスの還流量を最適な値に制御する。
て、各吸気ポートにより燃焼室内に同心円状にスワール
流を形成し、運転条件によってＥＧＲガス量の異なる吸
気を供給して燃焼室内に形成される排気ガス還流層を制
御し、低ＮＯｘ、低ＰＭ、低燃費を図るようにした排気
ガス還流装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の燃焼室８に複数の吸気ポー
ト３、４、吸気マニホールド１１、１２を夫々独立して
設け、各吸気ポート３、４により燃焼室８内に同心円状
にスワール流を形成し、運転条件によって各排気ガス還
流制御弁２５、２６を切り換え、燃焼室８内に形成され
る排気ガス還流層（ＥＧＲ層）を制御すると共に、燃焼
室８内への排気ガスの還流量を最適な値に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス還流装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関において、燃焼済みの排気ガス
の一部を吸気に混入することで、燃焼を緩慢にして燃焼
温度を下げ、窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という）を低
減させる排気ガス還流（ＥＧＲ）装置としては、直接噴
射式ディーゼルエンジンの吸気ポートに対して副ポート
を設け、この副ポートに排気ガスを導入し（以下「ＥＧ
Ｒガス」という）、ノズル近傍（中心部）にＥＧＲガス
を集め、排気ガス特性・耐久性を向上させるようにした
排気ガス還流装置（特開平１−１８０６１８号公報）、
火花点火式の成層燃焼エンジンの吸気ポートに中心付近
へのスワール流を形成する副ポートを設け、この副ポー
ト（中心付近への流れ）にはＥＧＲガスなしの吸気を供
給し、主ポート（外周部）にのみＥＧＲガスを導入した
吸気を供給するようにした排気ガス還流装置（特開平６
−８９６５９号公報）等がある。
の一部を吸気に混入することで、燃焼を緩慢にして燃焼
温度を下げ、窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という）を低
減させる排気ガス還流（ＥＧＲ）装置としては、直接噴
射式ディーゼルエンジンの吸気ポートに対して副ポート
を設け、この副ポートに排気ガスを導入し（以下「ＥＧ
Ｒガス」という）、ノズル近傍（中心部）にＥＧＲガス
を集め、排気ガス特性・耐久性を向上させるようにした
排気ガス還流装置（特開平１−１８０６１８号公報）、
火花点火式の成層燃焼エンジンの吸気ポートに中心付近
へのスワール流を形成する副ポートを設け、この副ポー
ト（中心付近への流れ）にはＥＧＲガスなしの吸気を供
給し、主ポート（外周部）にのみＥＧＲガスを導入した
吸気を供給するようにした排気ガス還流装置（特開平６
−８９６５９号公報）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た副ポート式では、主ポートによる流れに巻き込まれな
いようなスワール流を形成することが困難であり、ＥＧ
Ｒガスと新気との混合が避けられず、効率的に層状のＥ
ＧＲ分布を得ることができない。副ポートの大きさが限
られるためＥＧＲガスが少量に限定され、高いＥＧＲ率
を得ることができない。副ポートを大きく取るとスワー
ル流が弱くなるため、スモーク、ＨＣの増大が懸念され
る。吸気弁が２弁の多弁（３弁或いは、４弁）エンジン
では、吸気ポートやバルブの間が狭くなるため、シリン
ダヘッドの内部構造が複雑であり副ポートを設けたシリ
ンダヘッドを製造することが非常に困難である。このた
め高出力・低排気ガスといったポテンシャルの高い多弁
エンジンに適用することができない等の問題がある。
た副ポート式では、主ポートによる流れに巻き込まれな
いようなスワール流を形成することが困難であり、ＥＧ
Ｒガスと新気との混合が避けられず、効率的に層状のＥ
ＧＲ分布を得ることができない。副ポートの大きさが限
られるためＥＧＲガスが少量に限定され、高いＥＧＲ率
を得ることができない。副ポートを大きく取るとスワー
ル流が弱くなるため、スモーク、ＨＣの増大が懸念され
る。吸気弁が２弁の多弁（３弁或いは、４弁）エンジン
では、吸気ポートやバルブの間が狭くなるため、シリン
ダヘッドの内部構造が複雑であり副ポートを設けたシリ
ンダヘッドを製造することが非常に困難である。このた
め高出力・低排気ガスといったポテンシャルの高い多弁
エンジンに適用することができない等の問題がある。
【０００４】このため、本発明では、複数の吸気ポート
を有する内燃機関において、各吸気ポートにより燃焼室
内に同心円状にスワール流を形成し、運転条件によって
ＥＧＲガス量の異なる吸気を供給して燃焼室内に形成さ
れる排気ガス還流層を制御し、低ＮＯｘ、低ＰＭ（スモ
ーク、ＨＣ）、低燃費を図るようにした排気ガス還流装
置を提供することを目的としている。
を有する内燃機関において、各吸気ポートにより燃焼室
内に同心円状にスワール流を形成し、運転条件によって
ＥＧＲガス量の異なる吸気を供給して燃焼室内に形成さ
れる排気ガス還流層を制御し、低ＮＯｘ、低ＰＭ（スモ
ーク、ＨＣ）、低燃費を図るようにした排気ガス還流装
置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、内燃機関の燃焼室に複数の
吸気ポート、吸気マニホールドを夫々独立して設け、各
吸気ポートにより燃焼室内に同心円状にスワール流を形
成し、内燃機関の運転条件によって各排気ガス還流制御
弁を切り換える。これにより、燃焼室内に形成される排
気ガス還流層を制御すると共に、燃焼室内への排気ガス
の還流量を最適な値に制御する。
め、本発明の請求項１では、内燃機関の燃焼室に複数の
吸気ポート、吸気マニホールドを夫々独立して設け、各
吸気ポートにより燃焼室内に同心円状にスワール流を形
成し、内燃機関の運転条件によって各排気ガス還流制御
弁を切り換える。これにより、燃焼室内に形成される排
気ガス還流層を制御すると共に、燃焼室内への排気ガス
の還流量を最適な値に制御する。
【０００６】請求項２の発明では、スワール流の上流側
の吸気ポートにより燃焼室の中心寄りに沿ってスワール
流を形成し、スワール流の下流側の吸気ポートにより燃
焼室の壁面に向けてスワール流を形成する。これによ
り、スワールの流れが同心円状に形成されて、理想的な
層状ＥＧＲガス分布を得ることができる。
の吸気ポートにより燃焼室の中心寄りに沿ってスワール
流を形成し、スワール流の下流側の吸気ポートにより燃
焼室の壁面に向けてスワール流を形成する。これによ
り、スワールの流れが同心円状に形成されて、理想的な
層状ＥＧＲガス分布を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明
の実施形態として排気ガス還流装置の概略構成図を示
す。図１において、内燃機関としてのエンジン１は、多
気筒エンジンで、１気筒当たり例えば、吸気が２弁、排
気が２弁の多弁（４弁）エンジンで、シリンダヘッド２
には各気筒当たり２つの吸気ポート３、４と、２つの排
気ポート５、６が設けられている。また、図２に示すよ
うに、シリンダブロック７には燃焼室の下部を形成する
シリンダ８が形成されている。吸気ポート３は、吸気通
路１１を通して吸気マニホールド１５に、吸気ポート４
は、吸気通路１２を通して吸気マニホールド１６に接続
されている。また、排気ポート５、６は、排気マニホー
ルド１７に接続されている。尚、吸気マニホールド５、
６は、図示のように独立して設けても良く、或いは、１
つのマニホールドの内部を仕切で分割しても良い。ま
た、図１は、１つの気筒のみ図示してある。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明
の実施形態として排気ガス還流装置の概略構成図を示
す。図１において、内燃機関としてのエンジン１は、多
気筒エンジンで、１気筒当たり例えば、吸気が２弁、排
気が２弁の多弁（４弁）エンジンで、シリンダヘッド２
には各気筒当たり２つの吸気ポート３、４と、２つの排
気ポート５、６が設けられている。また、図２に示すよ
うに、シリンダブロック７には燃焼室の下部を形成する
シリンダ８が形成されている。吸気ポート３は、吸気通
路１１を通して吸気マニホールド１５に、吸気ポート４
は、吸気通路１２を通して吸気マニホールド１６に接続
されている。また、排気ポート５、６は、排気マニホー
ルド１７に接続されている。尚、吸気マニホールド５、
６は、図示のように独立して設けても良く、或いは、１
つのマニホールドの内部を仕切で分割しても良い。ま
た、図１は、１つの気筒のみ図示してある。
【０００８】吸気マニホールド１５、１６は、夫々吸気
通路２０、２１を介してエアクリーナ２２に接続される
と共に、排気ガス還流通路（以下「ＥＧＲ通路」とい
う）２３、２４を介して排気マニホールド１７に接続さ
れている。ＥＧＲ通路２３、２４には排気ガス還流制御
弁（以下「ＥＧＲ弁」という）２５、２６が設けられて
いる。また、吸気通路２０、２１には、ＥＧＲ通路２
３、２４との合流部よりも上流側（エアクリーナ２２寄
り）に吸気絞り弁２７、２８が接続されている。これら
のＥＧＲ弁２５、２６、及び吸気絞り弁２７、２８は、
電子制御装置（ＥＣＵ）３０によりエンジン１の運転条
件に応じて制御される。
通路２０、２１を介してエアクリーナ２２に接続される
と共に、排気ガス還流通路（以下「ＥＧＲ通路」とい
う）２３、２４を介して排気マニホールド１７に接続さ
れている。ＥＧＲ通路２３、２４には排気ガス還流制御
弁（以下「ＥＧＲ弁」という）２５、２６が設けられて
いる。また、吸気通路２０、２１には、ＥＧＲ通路２
３、２４との合流部よりも上流側（エアクリーナ２２寄
り）に吸気絞り弁２７、２８が接続されている。これら
のＥＧＲ弁２５、２６、及び吸気絞り弁２７、２８は、
電子制御装置（ＥＣＵ）３０によりエンジン１の運転条
件に応じて制御される。
【０００９】図２及び図３に示すように吸気ポート３、
４により形成される各スワール流の方向は、例えば、点
線の矢印Ａ、実線の矢印Ｂで示すように反時計方向とさ
れており、吸気ポート３は、スワール流の上流側に位置
し、吸気ポート４は、スワール流の下流側に位置するよ
うに配置されている。吸気ポート３は、図３の矢印Ａで
示すようにスワール流がシリンダ８の中心寄りに、且つ
下方に向かうように形成されており、吸気ポート４は、
矢印Ｂで示すようにスワール流がシリンダ８の壁面（内
周面）に沿うように形成されている。即ち、吸気ポート
３、４の流入角度と流量を調整し、夫々の流れが干渉し
合わない形状とし、スワール上流側の吸気ポート３は、
中心寄りに向け、下流側の吸気ポート４の流出方向は、
シリンダ８の壁面に沿わせることで、吸気ポート３によ
りシリンダ８の中心近傍に第１のスワール流Ａ（斜線で
示す領域）が、吸気ポート４により第１のスワール流の
外側に第２のスワール流Ｂ（白抜きで示す領域）が形成
される。これによりシリンダ８内に同心円状に２つのス
ワール流Ａ、Ｂが形成される。
４により形成される各スワール流の方向は、例えば、点
線の矢印Ａ、実線の矢印Ｂで示すように反時計方向とさ
れており、吸気ポート３は、スワール流の上流側に位置
し、吸気ポート４は、スワール流の下流側に位置するよ
うに配置されている。吸気ポート３は、図３の矢印Ａで
示すようにスワール流がシリンダ８の中心寄りに、且つ
下方に向かうように形成されており、吸気ポート４は、
矢印Ｂで示すようにスワール流がシリンダ８の壁面（内
周面）に沿うように形成されている。即ち、吸気ポート
３、４の流入角度と流量を調整し、夫々の流れが干渉し
合わない形状とし、スワール上流側の吸気ポート３は、
中心寄りに向け、下流側の吸気ポート４の流出方向は、
シリンダ８の壁面に沿わせることで、吸気ポート３によ
りシリンダ８の中心近傍に第１のスワール流Ａ（斜線で
示す領域）が、吸気ポート４により第１のスワール流の
外側に第２のスワール流Ｂ（白抜きで示す領域）が形成
される。これによりシリンダ８内に同心円状に２つのス
ワール流Ａ、Ｂが形成される。
【００１０】以下に動作を説明する。電子制御装置３０
は、エンジン回転センサ３１、アクセル開度センサ３２
等のエンジン１の運転状態を検出するセンサからの信号
により当該エンジン１の運転条件を判断し、図４に示す
ＥＧＲ制御マップに基づいてＥＧＲ弁２５、２６を夫々
開く（全開）、半開（1/2開度）、閉じる（全閉）制御
し、吸気絞り弁２７、２８を、夫々開く（全開）、半開
（1/2開度）、絞る（例えば、1/4開度）等の制御をし
て、吸気マニホールド１５、１６に供給される各ＥＧＲ
ガスの量、及び新気の量を夫々独立に制御する。
は、エンジン回転センサ３１、アクセル開度センサ３２
等のエンジン１の運転状態を検出するセンサからの信号
により当該エンジン１の運転条件を判断し、図４に示す
ＥＧＲ制御マップに基づいてＥＧＲ弁２５、２６を夫々
開く（全開）、半開（1/2開度）、閉じる（全閉）制御
し、吸気絞り弁２７、２８を、夫々開く（全開）、半開
（1/2開度）、絞る（例えば、1/4開度）等の制御をし
て、吸気マニホールド１５、１６に供給される各ＥＧＲ
ガスの量、及び新気の量を夫々独立に制御する。
【００１１】即ち、低〜中負荷運転領域においては、Ｅ
ＧＲ弁２５を開き、ＥＧＲ弁２６を閉じ、吸気絞り弁２
７を絞り、吸気絞り弁２８を開いて、シリンダ８の中央
付近にのみＥＧＲガスを供給する。中〜高負荷運転領域
においては、ＥＧＲ弁２５、２６を開き、吸気絞り弁２
７、２８を絞って、シリンダ８の中央付近及び周辺部の
両方にＥＧＲガスを供給する。高負荷運転領域において
は、ＥＧＲ弁２５、２６を閉じ、吸気絞り弁２７、２８
を開いて、シリンダ８に新気のみを供給する。これによ
り、シリンダ８内へのＥＧＲガス量を広範囲に亘り調節
することが可能となり、最適な値に制御することができ
る。
ＧＲ弁２５を開き、ＥＧＲ弁２６を閉じ、吸気絞り弁２
７を絞り、吸気絞り弁２８を開いて、シリンダ８の中央
付近にのみＥＧＲガスを供給する。中〜高負荷運転領域
においては、ＥＧＲ弁２５、２６を開き、吸気絞り弁２
７、２８を絞って、シリンダ８の中央付近及び周辺部の
両方にＥＧＲガスを供給する。高負荷運転領域において
は、ＥＧＲ弁２５、２６を閉じ、吸気絞り弁２７、２８
を開いて、シリンダ８に新気のみを供給する。これによ
り、シリンダ８内へのＥＧＲガス量を広範囲に亘り調節
することが可能となり、最適な値に制御することができ
る。
【００１２】例えば、直接噴射式ディーゼルエンジンの
燃焼では、予混合燃焼（燃料噴射から着火までの期間に
噴射された燃料の燃焼）は、燃焼温度が高く、ＮＯｘの
発生量が多い。そこで、本願発明の排気ガス還流装置を
適用して、シリンダ８の中央付近にＥＧＲガスの濃い領
域、周辺部にＥＧＲガスの薄い（新気の多い）領域を形
成することで、ＨＣ、スモークの発生を最小限にして効
果的にＮＯｘを低減する。
燃焼では、予混合燃焼（燃料噴射から着火までの期間に
噴射された燃料の燃焼）は、燃焼温度が高く、ＮＯｘの
発生量が多い。そこで、本願発明の排気ガス還流装置を
適用して、シリンダ８の中央付近にＥＧＲガスの濃い領
域、周辺部にＥＧＲガスの薄い（新気の多い）領域を形
成することで、ＨＣ、スモークの発生を最小限にして効
果的にＮＯｘを低減する。
【００１３】即ち、噴射初期にＥＧＲ率が高い領域に噴
霧が分布するため、着火までの期間（着火遅れ）が長く
なり、予混合燃焼の割合が大きくなる（ＥＧＲ率が高い
ためにＮＯｘの発生が抑えられる）。また、拡散燃焼領
域では、ＥＧＲガスの薄い（低ＥＧＲ）領域で燃焼する
ため、燃え残りのＨＣ、スモークが低減する。ピストン
リング、オイルの耐久性等の点からみても、シリンダ壁
面付近のＥＧＲ率は低い方が好ましい。中負荷以上の領
域においては、拡散燃焼のＮＯｘ発生寄与率が高くなる
ために、運転条件によってはより性能を良くするために
周辺部にもＥＧＲが必要となる場合がある。このような
場合、図４に示すようなＥＧＲ制御マップを使用するこ
とでＮＯｘを低減することが可能となる。
霧が分布するため、着火までの期間（着火遅れ）が長く
なり、予混合燃焼の割合が大きくなる（ＥＧＲ率が高い
ためにＮＯｘの発生が抑えられる）。また、拡散燃焼領
域では、ＥＧＲガスの薄い（低ＥＧＲ）領域で燃焼する
ため、燃え残りのＨＣ、スモークが低減する。ピストン
リング、オイルの耐久性等の点からみても、シリンダ壁
面付近のＥＧＲ率は低い方が好ましい。中負荷以上の領
域においては、拡散燃焼のＮＯｘ発生寄与率が高くなる
ために、運転条件によってはより性能を良くするために
周辺部にもＥＧＲが必要となる場合がある。このような
場合、図４に示すようなＥＧＲ制御マップを使用するこ
とでＮＯｘを低減することが可能となる。
【００１４】このように、シリンダ８の中心付近と外周
部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給することで、シリンダ
８内へのＥＧＲガス量を最適な値に制御することが可能
となり、低ＮＯｘ、低ＰＭ（スモーク、ＨＣ）、或い
は、低燃費という両立の難しい特性を同時に改善するこ
とが可能となる。図５は、図４のＥＧＲ制御マップにお
いて、特定の運転条件例えば、エンジン回転数を一定に
維持する際に負荷率（出力比）が変化する場合における
各弁の制御マップの一例を示す。
部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給することで、シリンダ
８内へのＥＧＲガス量を最適な値に制御することが可能
となり、低ＮＯｘ、低ＰＭ（スモーク、ＨＣ）、或い
は、低燃費という両立の難しい特性を同時に改善するこ
とが可能となる。図５は、図４のＥＧＲ制御マップにお
いて、特定の運転条件例えば、エンジン回転数を一定に
維持する際に負荷率（出力比）が変化する場合における
各弁の制御マップの一例を示す。
【００１５】例えば、負荷率が２０％以下の運転条件の
ときには、ＥＧＲ弁２５、２６を開き（全開）、吸気絞
り弁２７、２８を絞り（1/4開度）、吸気マニホールド
１５、１６へのＥＧＲガス量を多く、新気の供給量を少
なくしてシリンダ８内の全領域を高ＥＧＲ率とする。負
荷率が２０％〜４０％の運転条件のときには、ＥＧＲ弁
２５を開き（全開）、ＥＧＲ弁２６を半開し（1/2開
度）、吸気絞り弁２７を絞り（1/4開度）、吸気絞り弁
２８を半開し（1/2開度）、シリンダ８内の吸気分布を
中央に高ＥＧＲ、周辺は低ＥＧＲとする。負荷率が４０
％〜６０％の運転条件のときには、ＥＧＲ弁２５を開き
（全開）、ＥＧＲ弁２６を閉じ（全閉）、吸気絞り弁２
７を絞り（1/4開度）、吸気絞り弁２８を開き（全
開）、シリンダ８内の吸気分布を中央のみ高ＥＧＲ、周
辺は新気のみとする。
ときには、ＥＧＲ弁２５、２６を開き（全開）、吸気絞
り弁２７、２８を絞り（1/4開度）、吸気マニホールド
１５、１６へのＥＧＲガス量を多く、新気の供給量を少
なくしてシリンダ８内の全領域を高ＥＧＲ率とする。負
荷率が２０％〜４０％の運転条件のときには、ＥＧＲ弁
２５を開き（全開）、ＥＧＲ弁２６を半開し（1/2開
度）、吸気絞り弁２７を絞り（1/4開度）、吸気絞り弁
２８を半開し（1/2開度）、シリンダ８内の吸気分布を
中央に高ＥＧＲ、周辺は低ＥＧＲとする。負荷率が４０
％〜６０％の運転条件のときには、ＥＧＲ弁２５を開き
（全開）、ＥＧＲ弁２６を閉じ（全閉）、吸気絞り弁２
７を絞り（1/4開度）、吸気絞り弁２８を開き（全
開）、シリンダ８内の吸気分布を中央のみ高ＥＧＲ、周
辺は新気のみとする。
【００１６】負荷率が６０％〜８０％の運転条件のとき
には、ＥＧＲ弁２５、２６を半開し（1/2開度）、吸気
絞り弁２７、２８を開き（全開）、シリンダ８内の吸気
分布を全領域に低ＥＧＲとする。そして、負荷率が８０
％以上の運転条件のときには、ＥＧＲ弁２７、２８を閉
じ（全閉）、吸気絞り弁２７、２８を開き（全開）、シ
リンダ８内の吸気分布を全領域新気のみとする。このよ
うにして、エンジン１の運転条件に応じてシリンダ８の
中心付近と外周部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給する。
には、ＥＧＲ弁２５、２６を半開し（1/2開度）、吸気
絞り弁２７、２８を開き（全開）、シリンダ８内の吸気
分布を全領域に低ＥＧＲとする。そして、負荷率が８０
％以上の運転条件のときには、ＥＧＲ弁２７、２８を閉
じ（全閉）、吸気絞り弁２７、２８を開き（全開）、シ
リンダ８内の吸気分布を全領域新気のみとする。このよ
うにして、エンジン１の運転条件に応じてシリンダ８の
中心付近と外周部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給する。
【００１７】上記排気ガス還流装置において、現状のエ
ンジンに対する構造の変更は、吸気ポート３、４の若干
のレイアウト変更を除けば、吸気マニホールド１５、１
６を分割型とし、ＥＧＲ通路２３、２４と、ＥＧＲ弁２
５、２６、吸気絞り弁２７、２８を追加するだけで実現
することが可能であり、シリンダヘッドの内部構造を大
きく変更する必要のある副ポート式に比べて、低コスト
で生産することが可能となる。
ンジンに対する構造の変更は、吸気ポート３、４の若干
のレイアウト変更を除けば、吸気マニホールド１５、１
６を分割型とし、ＥＧＲ通路２３、２４と、ＥＧＲ弁２
５、２６、吸気絞り弁２７、２８を追加するだけで実現
することが可能であり、シリンダヘッドの内部構造を大
きく変更する必要のある副ポート式に比べて、低コスト
で生産することが可能となる。
【００１８】また、上記実施例ではシリンダ８の中心付
近と外周部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給する場合のＥ
ＧＲガス分布として、シリンダ８の中心付近にＥＧＲガ
スの多い（高ＥＧＲ率）領域を形成し、外周部に新気の
多い（低ＥＧＲ率）領域を形成する場合について記述し
たが、これとは反対に、シリンダ８の外周部にＥＧＲガ
スの多い（高ＥＧＲ率）領域を形成し、中心付近に新気
の多い（低ＥＧＲ率）領域を形成することも可能であ
る。
近と外周部にＥＧＲ率の異なる吸気を供給する場合のＥ
ＧＲガス分布として、シリンダ８の中心付近にＥＧＲガ
スの多い（高ＥＧＲ率）領域を形成し、外周部に新気の
多い（低ＥＧＲ率）領域を形成する場合について記述し
たが、これとは反対に、シリンダ８の外周部にＥＧＲガ
スの多い（高ＥＧＲ率）領域を形成し、中心付近に新気
の多い（低ＥＧＲ率）領域を形成することも可能であ
る。
【００１９】また、本発明の排気ガス還流装置は、直接
噴射式ディーゼルエンジンに限るのではなく、層状燃焼
を行う内燃機関例えば、直接噴射式火花点火式のガソリ
ンエンジンにも適用し得ることは勿論である。
噴射式ディーゼルエンジンに限るのではなく、層状燃焼
を行う内燃機関例えば、直接噴射式火花点火式のガソリ
ンエンジンにも適用し得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、燃焼室内に同心円状に
スワール流を形成することができるためにＥＧＲガスの
濃い領域と薄い領域がはっきりと分離され、ＮＯｘ、ス
モーク、ＨＣ等の低減が図られる。また、燃焼室内に同
心円状に的にＥＧＲガス量の異なる吸気を供給すること
で、燃焼室内への排気ガスの還流量を最適な分布に制御
することが可能となり、ＮＯｘ、ＰＭ（スモーク、Ｈ
Ｃ）、燃費等の両立し難い特性を改善することが可能と
なる。また、シリンダヘッド内部構造を大きく変更する
ことなく排気ガス還流装置を構成することが可能とな
り、低コストで生産することが可能となる。
スワール流を形成することができるためにＥＧＲガスの
濃い領域と薄い領域がはっきりと分離され、ＮＯｘ、ス
モーク、ＨＣ等の低減が図られる。また、燃焼室内に同
心円状に的にＥＧＲガス量の異なる吸気を供給すること
で、燃焼室内への排気ガスの還流量を最適な分布に制御
することが可能となり、ＮＯｘ、ＰＭ（スモーク、Ｈ
Ｃ）、燃費等の両立し難い特性を改善することが可能と
なる。また、シリンダヘッド内部構造を大きく変更する
ことなく排気ガス還流装置を構成することが可能とな
り、低コストで生産することが可能となる。
【００２１】請求項２の発明では、スワール流の上流側
の吸気ポートは、燃焼室の中心寄りに向けてスワール流
を形成するように、スワール流の下流側の吸気ポート
は、燃焼室の壁面に沿ってスワール流を形成するように
設けられたことで、同心円状にスワール流を形成するこ
とができ、理想的な層状ＥＧＲ制御を行うことが可能と
なる。
の吸気ポートは、燃焼室の中心寄りに向けてスワール流
を形成するように、スワール流の下流側の吸気ポート
は、燃焼室の壁面に沿ってスワール流を形成するように
設けられたことで、同心円状にスワール流を形成するこ
とができ、理想的な層状ＥＧＲ制御を行うことが可能と
なる。
【図１】本発明に係る排気ガス還流装置の構成図であ
る。
る。
【図２】図１の吸気ポートによりシリンダ内に形成され
るスワール流の説明図である。
るスワール流の説明図である。
【図３】図２のシリンダ内に形成されるスワール流の側
面図である。
面図である。
【図４】図１の排気ガス還流装置のＥＧＲ制御マップの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図５】図４のＥＧＲ制御マップの特定の運転状態にお
けるＥＧＲ弁、吸気絞り弁の制御マップの一例を示す図
である。
けるＥＧＲ弁、吸気絞り弁の制御マップの一例を示す図
である。
１ エンジン（内燃機関） ２ シリンダヘッド ３、４ 吸気ポート ５、６ 排気ポート ７ シリンダブロック ８ シリンダ（燃焼室） １５、１６ 吸気マニホールド ２０、２１ 吸気通路 ２３、２４ ＥＧＲ通路（排気ガス還流通路） ２５、２６ ＥＧＲ弁（排気ガス還流制御弁） ２７、２８ 吸気絞り弁 ３０ 電子制御装置（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ａ 41/02 ３６０ 41/02 ３６０
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気ガスの一部を還流ガスと
して当該内燃機関の燃焼室に還流させる排気ガス還流装
置において、 前記内燃機関のシリンダヘッドに夫々独立するように設
けられると共に前記燃焼室内に同心円状にスワール流を
形成するように設けられた複数の吸気ポートと、 前記各吸気ポートに接続するように独立に設けられた複
数の吸気マニホールドと、 前記各吸気マニホールドに夫々接続された排気ガス還流
通路と、 前記各排気ガス還流通路に設けられた排気ガス還流制御
弁とを備え、 前記内燃機関の運転条件によって前記各排気ガス還流制
御弁を切り換えて前記燃焼室内に形成される排気ガス還
流層を制御するようにしたことを特徴とする排気ガス還
流装置。 - 【請求項２】 前記複数の吸気ポートのうち、スワール
流の上流側の吸気ポートは、燃焼室の中心寄りに向けて
スワール流を形成するように設けられ、スワール流の下
流側の吸気ポートは、燃焼室の壁面に沿ってスワール流
を形成するように設けられたことを特徴とする請求項１
項記載の排気ガス還流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9313741A JPH11148429A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 排気ガス還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9313741A JPH11148429A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 排気ガス還流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148429A true JPH11148429A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18044977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9313741A Pending JPH11148429A (ja) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | 排気ガス還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11148429A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001055567A1 (en) * | 2000-01-25 | 2001-08-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Direct injection type internal combustion engine |
| JP2002021572A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-23 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの吸気装置 |
| EP1081351A3 (en) * | 1999-08-31 | 2002-03-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Air intake system for internal combustion engine |
| FR2852059A1 (fr) * | 2003-03-06 | 2004-09-10 | Renault Sa | Moteur thermique a recirculation de gaz brules |
| WO2005049988A1 (fr) * | 2003-11-17 | 2005-06-02 | Melchior Jean F | Procede de combustion pour moteurs alternatifs |
| KR100655935B1 (ko) | 2006-01-17 | 2006-12-11 | 삼성전자주식회사 | 화상형성장치 및 화상형성장치 구동제어 방법 |
| JP2012172663A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Mazda Motor Corp | 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置 |
| CN104791149A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-07-22 | 吉林大学 | 汽油机空气与废气分层调节装置及其方法 |
| CN108625977A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-10-09 | 长春工程学院 | 一种柴油机废气重整分层燃烧系统及控制方法 |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP9313741A patent/JPH11148429A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6799551B2 (en) | 2000-01-25 | 2004-10-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Direct injection type internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060111 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060809 |