JPH11280507A - 火花点火式内燃機関 - Google Patents
火花点火式内燃機関Info
- Publication number
- JPH11280507A JPH11280507A JP10086911A JP8691198A JPH11280507A JP H11280507 A JPH11280507 A JP H11280507A JP 10086911 A JP10086911 A JP 10086911A JP 8691198 A JP8691198 A JP 8691198A JP H11280507 A JPH11280507 A JP H11280507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake
- compression ratio
- exhaust
- actual compression
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
Landscapes
- 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)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮自己着火運転と火花着火運転とを行なわ
せるガソリンエンジンにおいて、できるだけ幅広い運転
領域において圧縮自己着火燃焼を安定して行なわせ、H
C、NOx等の排出量を低減させる。 【解決手段】 燃焼室Aに連通する吸気ポート14,1
5の開口部14a,15aを開閉する吸気弁18,19
と、燃焼室Aに連通する排気ポート16,17の開口部
16a,17aを有する排気弁20,21とを備え、少
なくとも1つの排気弁を排気行程及び吸気行程において
開弁して排気ポート内にある排気を燃焼室A内へ逆流さ
せて自己着火燃焼を行なわせるようにし、エンジンの負
荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火運
転とを選択的に切り替えて運転させるガソリンエンジン
において、実圧縮比可変手段40,49により自己着火
運転を行なわせる運転領域の低負荷側で実圧縮比を増加
させ高負荷側で実圧縮比を減少させるようにする。
せるガソリンエンジンにおいて、できるだけ幅広い運転
領域において圧縮自己着火燃焼を安定して行なわせ、H
C、NOx等の排出量を低減させる。 【解決手段】 燃焼室Aに連通する吸気ポート14,1
5の開口部14a,15aを開閉する吸気弁18,19
と、燃焼室Aに連通する排気ポート16,17の開口部
16a,17aを有する排気弁20,21とを備え、少
なくとも1つの排気弁を排気行程及び吸気行程において
開弁して排気ポート内にある排気を燃焼室A内へ逆流さ
せて自己着火燃焼を行なわせるようにし、エンジンの負
荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火運
転とを選択的に切り替えて運転させるガソリンエンジン
において、実圧縮比可変手段40,49により自己着火
運転を行なわせる運転領域の低負荷側で実圧縮比を増加
させ高負荷側で実圧縮比を減少させるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼室
内に排気を導入して燃焼を行なわせる火花点火式内燃機
関に関し、特に、排気ポートから燃焼室内に導入された
逆流排気を利用した圧縮自己着火運転と点火プラグを利
用した火花点火運転とを機関負荷に応じて切り替えて行
なわせる火花点火式内燃機関に関する。
内に排気を導入して燃焼を行なわせる火花点火式内燃機
関に関し、特に、排気ポートから燃焼室内に導入された
逆流排気を利用した圧縮自己着火運転と点火プラグを利
用した火花点火運転とを機関負荷に応じて切り替えて行
なわせる火花点火式内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】排出ガス清浄化の一環として、内燃機関
例えば火花点火式内燃機関(以下、ガソリンエンジンと
称す)に点火プラグによる火花点火運転だけでなく圧縮
による自己着火運転をも行なわせる手法が開発検討され
ている。この手法のガソリンエンジンによれば、排出ガ
ス中のHC及びNOxの発生量が大幅に低減されるもの
の、自己着火の時期が混合気の空燃比、混合気の温度等
に依存するため、実際に使用される広範囲な負荷領域に
おいて、望ましい時期に自己着火を行なわせることは困
難であることが知られている。
例えば火花点火式内燃機関(以下、ガソリンエンジンと
称す)に点火プラグによる火花点火運転だけでなく圧縮
による自己着火運転をも行なわせる手法が開発検討され
ている。この手法のガソリンエンジンによれば、排出ガ
ス中のHC及びNOxの発生量が大幅に低減されるもの
の、自己着火の時期が混合気の空燃比、混合気の温度等
に依存するため、実際に使用される広範囲な負荷領域に
おいて、望ましい時期に自己着火を行なわせることは困
難であることが知られている。
【0003】従来のガソリンエンジンとして、例えば、
書籍「´94Honda R&DReport」(本田
技研工業(株)出版)に示された2サイクルガソリンエ
ンジンがある。この2サイクルガソリンエンジンでは、
エンジンの低負荷運転時に排気ポートを絞り弁により部
分的に遮断することによって、シリンダ内に留まる残留
排気の濃度を高め、圧縮行程開始時のシリンダ内混合気
の温度及び圧力を高めることで圧縮自己着火燃焼を実現
し、これにより、2サイクルガソリンエンジンに特有の
部分負荷時における不安定な燃焼を解消して、HCの排
出量を低減するものである。
書籍「´94Honda R&DReport」(本田
技研工業(株)出版)に示された2サイクルガソリンエ
ンジンがある。この2サイクルガソリンエンジンでは、
エンジンの低負荷運転時に排気ポートを絞り弁により部
分的に遮断することによって、シリンダ内に留まる残留
排気の濃度を高め、圧縮行程開始時のシリンダ内混合気
の温度及び圧力を高めることで圧縮自己着火燃焼を実現
し、これにより、2サイクルガソリンエンジンに特有の
部分負荷時における不安定な燃焼を解消して、HCの排
出量を低減するものである。
【0004】また、従来のガソリンエンジンとして、例
えば、特開平7−180515号公報に示されるものが
ある。このガソリンエンジンでは、エンジンの低負荷運
転時において吸気行程で排気弁を寸開させ、排気ポート
内の残留排気を燃焼室内に逆流させて、いわゆる内部E
GRを行なうことで燃焼温度を低下させ、NOxの排出
量を低減するものである。
えば、特開平7−180515号公報に示されるものが
ある。このガソリンエンジンでは、エンジンの低負荷運
転時において吸気行程で排気弁を寸開させ、排気ポート
内の残留排気を燃焼室内に逆流させて、いわゆる内部E
GRを行なうことで燃焼温度を低下させ、NOxの排出
量を低減するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のガソリンエンジンにおいては、以下のような問
題があった。
来技術のガソリンエンジンにおいては、以下のような問
題があった。
【0006】すなわち、上記2サイクルガソリンエンジ
ンにおいて採用された絞り弁により排気ポートを絞るこ
とでシリンダ内の残留排気の濃度を高める技術を4サイ
クルガソリンエンジンにおいてそのまま適用すると、4
サイクルガソリンエンジンでは排気行程においてピスト
ンによる強制的な排気の押し出しが行なわれるため、シ
リンダ内に十分な量の排気を留めることができない。そ
の結果、圧縮行程初期のシリンダ内の温度及び圧力を十
分に高めることができず、圧縮自己着火燃焼を実現させ
ることができないという問題があった。
ンにおいて採用された絞り弁により排気ポートを絞るこ
とでシリンダ内の残留排気の濃度を高める技術を4サイ
クルガソリンエンジンにおいてそのまま適用すると、4
サイクルガソリンエンジンでは排気行程においてピスト
ンによる強制的な排気の押し出しが行なわれるため、シ
リンダ内に十分な量の排気を留めることができない。そ
の結果、圧縮行程初期のシリンダ内の温度及び圧力を十
分に高めることができず、圧縮自己着火燃焼を実現させ
ることができないという問題があった。
【0007】また、特開平7−180515号公報に開
示のガソリンエンジンにおいては、単にエンジンの部分
負荷運転時に排気弁を寸開するのみの構成となっている
ため、十分な量の排気を燃焼室内に導入することができ
ない。その結果、所望の圧縮自己着火燃焼を実現させる
ことができず、又、導入された排気は単に火炎伝播によ
る燃焼温度を低下させるだけの効果を及ぼすにすぎない
という問題があった。
示のガソリンエンジンにおいては、単にエンジンの部分
負荷運転時に排気弁を寸開するのみの構成となっている
ため、十分な量の排気を燃焼室内に導入することができ
ない。その結果、所望の圧縮自己着火燃焼を実現させる
ことができず、又、導入された排気は単に火炎伝播によ
る燃焼温度を低下させるだけの効果を及ぼすにすぎない
という問題があった。
【0008】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
成されたものであり、その目的とするところは、できる
だけ幅広い運転領域において安定した圧縮自己着火燃焼
の実現を図り、HC,NOx等の排出量を大幅に低減す
ることができる火花点火式内燃機関を提供することにあ
る。
成されたものであり、その目的とするところは、できる
だけ幅広い運転領域において安定した圧縮自己着火燃焼
の実現を図り、HC,NOx等の排出量を大幅に低減す
ることができる火花点火式内燃機関を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る火花点火式
内燃機関は、請求項1に記載しているように、燃焼室に
連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁と、燃焼
室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排気弁とを
備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び吸気行程
において開弁して排気ポート内にある排気を燃焼室内へ
逆流させて自己着火燃焼を行なわせるようにし、機関の
負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火
運転とを選択的に切り替えて運転させる火花点火式内燃
機関であって、前記吸気弁の作動条件により決定される
実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比
可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、自己着火運
転を行なわせる領域の低負荷領域側で実圧縮比を増加さ
せるように作動する、構成となっている。
内燃機関は、請求項1に記載しているように、燃焼室に
連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁と、燃焼
室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排気弁とを
備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び吸気行程
において開弁して排気ポート内にある排気を燃焼室内へ
逆流させて自己着火燃焼を行なわせるようにし、機関の
負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによる火花点火
運転とを選択的に切り替えて運転させる火花点火式内燃
機関であって、前記吸気弁の作動条件により決定される
実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比
可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、自己着火運
転を行なわせる領域の低負荷領域側で実圧縮比を増加さ
せるように作動する、構成となっている。
【0010】また、請求項2に記載しているように、燃
焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁
と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排
気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び
吸気行程において開弁して排気ポート内にある排気を燃
焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行なわせるように
し、機関の負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによ
る火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる火花
点火式内燃機関であって、前記吸気弁の作動条件により
決定される実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させ
る実圧縮比可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、
自己着火運転を行なわせる領域の高負荷領域側で実圧縮
比を減少させるように作動する、構成となっている。
焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁
と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排
気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び
吸気行程において開弁して排気ポート内にある排気を燃
焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行なわせるように
し、機関の負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによ
る火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる火花
点火式内燃機関であって、前記吸気弁の作動条件により
決定される実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させ
る実圧縮比可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、
自己着火運転を行なわせる領域の高負荷領域側で実圧縮
比を減少させるように作動する、構成となっている。
【0011】また、請求項3に記載しているように、燃
焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁
と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排
気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び
吸気行程において開弁して排気ポート内にある排気を燃
焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行なわせるように
し、機関の負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによ
る火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる火花
点火式内燃機関であって、前記吸気弁の作動条件により
決定される実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させ
る実圧縮比可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、
自己着火運転を行なわせる領域の低負荷領域側で実圧縮
比を増加させ、かつ、自己着火運転を行なわせる領域の
高負荷領域側で実圧縮比を減少させるように作動する、
構成となっている。
焼室に連通する吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁
と、燃焼室に連通する排気ポートの開口部を開閉する排
気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁を排気行程及び
吸気行程において開弁して排気ポート内にある排気を燃
焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行なわせるように
し、機関の負荷に応じて自己着火運転と点火プラグによ
る火花点火運転とを選択的に切り替えて運転させる火花
点火式内燃機関であって、前記吸気弁の作動条件により
決定される実圧縮比を機関の運転条件に応じて変化させ
る実圧縮比可変手段を有し、前記実圧縮比可変手段は、
自己着火運転を行なわせる領域の低負荷領域側で実圧縮
比を増加させ、かつ、自己着火運転を行なわせる領域の
高負荷領域側で実圧縮比を減少させるように作動する、
構成となっている。
【0012】また、請求項4に記載しているように、請
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段は、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の低負荷領域で実圧縮比を減少させる
ように作動する、構成となっている。
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段は、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の低負荷領域で実圧縮比を減少させる
ように作動する、構成となっている。
【0013】また、請求項5に記載しているように、請
求項1ないし4に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段は、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の高回転高負荷領域で実圧縮比を増加
させるように作動する、構成となっている。
求項1ないし4に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段は、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の高回転高負荷領域で実圧縮比を増加
させるように作動する、構成となっている。
【0014】また、請求項6に記載しているように、前
記実圧縮比可変手段は、請求項1ないし5に係る火花点
火式内燃機関において、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の低回転高負荷領域で実圧縮比を減少
させるように作動する、構成となっている。
記実圧縮比可変手段は、請求項1ないし5に係る火花点
火式内燃機関において、点火プラグによる火花点火運転
を行なわせる領域の低回転高負荷領域で実圧縮比を減少
させるように作動する、構成となっている。
【0015】また、請求項7に記載しているように、請
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段が、前記吸気弁の閉弁時期を変化さ
せる閉弁時期可変機構からなり、前記閉弁時期可変機構
は、前記排気弁が吸気行程において開弁される機関の運
転条件下において、機関の運転領域が低負荷側に近づく
ほど高負荷側に比べて吸気弁の閉弁時期を早くするよう
に作動する、構成となっている。
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段が、前記吸気弁の閉弁時期を変化さ
せる閉弁時期可変機構からなり、前記閉弁時期可変機構
は、前記排気弁が吸気行程において開弁される機関の運
転条件下において、機関の運転領域が低負荷側に近づく
ほど高負荷側に比べて吸気弁の閉弁時期を早くするよう
に作動する、構成となっている。
【0016】また、請求項8に記載しているように、請
求項7に係る火花点火式内燃機関において、前記閉弁時
期可変機構が、前記クランクシャフトの回転に対して、
前記吸気弁を開閉駆動する吸気弁用カムを有する吸気用
カムシャフトの回転移相を変化させるものである、構成
となっている。
求項7に係る火花点火式内燃機関において、前記閉弁時
期可変機構が、前記クランクシャフトの回転に対して、
前記吸気弁を開閉駆動する吸気弁用カムを有する吸気用
カムシャフトの回転移相を変化させるものである、構成
となっている。
【0017】また、請求項9に記載しているように、請
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段が、前記吸気弁のリフト量を変化さ
せる弁リフト可変機構からなり、前記弁リフト可変機構
は、前記排気弁が吸気行程において開弁される機関の運
転条件下において、機関の運転領域が低負荷側に近づく
ほど吸気弁のリフト量を大きくするように作動し、か
つ、機関の運転領域が高負荷側に近づくほど吸気弁のリ
フト量を小さくするように作動する、構成となってい
る。
求項1ないし3に係る火花点火式内燃機関において、前
記実圧縮比可変手段が、前記吸気弁のリフト量を変化さ
せる弁リフト可変機構からなり、前記弁リフト可変機構
は、前記排気弁が吸気行程において開弁される機関の運
転条件下において、機関の運転領域が低負荷側に近づく
ほど吸気弁のリフト量を大きくするように作動し、か
つ、機関の運転領域が高負荷側に近づくほど吸気弁のリ
フト量を小さくするように作動する、構成となってい
る。
【0018】また、請求項10に記載しているように、
請求項9に係る火花点火式内燃機関において、前記弁リ
フト可変機構が、吸気用カムシャフトに対して前記吸気
弁を開閉駆動するためのカム高さの異なる複数の吸気弁
用カムを設け、機関の運転条件に応じて前記複数の吸気
弁用カムを選択的に切り替えて作動させるものである、
構成となっている。
請求項9に係る火花点火式内燃機関において、前記弁リ
フト可変機構が、吸気用カムシャフトに対して前記吸気
弁を開閉駆動するためのカム高さの異なる複数の吸気弁
用カムを設け、機関の運転条件に応じて前記複数の吸気
弁用カムを選択的に切り替えて作動させるものである、
構成となっている。
【0019】また、請求項11に記載しているように、
請求項1ないし10に係る火花点火式内燃機関におい
て、前記吸気ポートの途中に、前記燃焼室内に導入され
た導入ガスが前記吸気ポートの上流側に向かって流出す
るのを防止する逆止弁を設けた、構成となっている。
請求項1ないし10に係る火花点火式内燃機関におい
て、前記吸気ポートの途中に、前記燃焼室内に導入され
た導入ガスが前記吸気ポートの上流側に向かって流出す
るのを防止する逆止弁を設けた、構成となっている。
【0020】また、請求項12に記載しているように、
請求項1ないし11に係る火花点火式内燃機関におい
て、前記実圧縮比可変手段が、実圧縮比を9〜12の範
囲で変化させる、構成となっている。
請求項1ないし11に係る火花点火式内燃機関におい
て、前記実圧縮比可変手段が、実圧縮比を9〜12の範
囲で変化させる、構成となっている。
【0021】さらに、請求項13に記載しているよう
に、請求項1ないし12に係る火花点火式内燃機関にお
いて、ピストンが上死点に位置するときの燃焼室容積と
ピストンが下死点から上死点まで移動する際の行程容積
とから計算により求められる理論圧縮比を12〜18の
範囲に設定する、構成となっている。
に、請求項1ないし12に係る火花点火式内燃機関にお
いて、ピストンが上死点に位置するときの燃焼室容積と
ピストンが下死点から上死点まで移動する際の行程容積
とから計算により求められる理論圧縮比を12〜18の
範囲に設定する、構成となっている。
【0022】
【発明の効果】本発明の請求項1に係る火花点火式内燃
機関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮
比を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手
段により、機関の低負荷運転領域側では実圧縮比を増加
させるようにすることから、機関の低負荷運転領域にお
いて安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることがで
き、これにより、HC、NOx等の排出量を大幅に低減
させることができる。
機関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮
比を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手
段により、機関の低負荷運転領域側では実圧縮比を増加
させるようにすることから、機関の低負荷運転領域にお
いて安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることがで
き、これにより、HC、NOx等の排出量を大幅に低減
させることができる。
【0023】すなわち、機関の低負荷運転領域では、吸
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の低い逆流排気とが燃焼室内に導入
され、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることにな
る。この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高め
(増加させ)られるため、この比較的温度の低い逆流排
気は、断熱圧縮変化において、混合気の発火温度を超え
る十分に高い温度まで昇温させられ、この高温になった
逆流排気と混合気との界面を起点として、混合気の圧縮
自己着火燃焼が生じることになる。
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の低い逆流排気とが燃焼室内に導入
され、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることにな
る。この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高め
(増加させ)られるため、この比較的温度の低い逆流排
気は、断熱圧縮変化において、混合気の発火温度を超え
る十分に高い温度まで昇温させられ、この高温になった
逆流排気と混合気との界面を起点として、混合気の圧縮
自己着火燃焼が生じることになる。
【0024】従って、機関の低負荷運転領域で、安定し
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
【0025】本発明の請求項2に係る火花点火式内燃機
関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮比
を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段
により、機関の高負荷運転領域側では実圧縮比を減少さ
せるようにすることから、機関の高負荷運転領域におい
て安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、
これにより、HC、NOx等の排出量を大幅に低減させ
ることができる。
関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮比
を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段
により、機関の高負荷運転領域側では実圧縮比を減少さ
せるようにすることから、機関の高負荷運転領域におい
て安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、
これにより、HC、NOx等の排出量を大幅に低減させ
ることができる。
【0026】すなわち、機関の高負荷運転領域では、吸
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の高い逆流排気とが燃焼室に導入さ
れ、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。
この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低め(減少
させ)られるため、この比較的温度の高い逆流排気は、
断熱圧縮変化において、ノッキングを生じるような高
温,高圧に至ることなく、逆流排気と混合気との界面を
起点として、混合気の穏やかな圧縮自己着火燃焼が生じ
ることになる。
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の高い逆流排気とが燃焼室に導入さ
れ、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。
この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低め(減少
させ)られるため、この比較的温度の高い逆流排気は、
断熱圧縮変化において、ノッキングを生じるような高
温,高圧に至ることなく、逆流排気と混合気との界面を
起点として、混合気の穏やかな圧縮自己着火燃焼が生じ
ることになる。
【0027】従って、機関の高負荷運転領域で、安定し
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
【0028】本発明の請求項3に係る火花点火式内燃機
関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮比
を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段
により、機関の低負荷運転領域側では実圧縮比を増加さ
せかつ高負荷運転領域側では実圧縮比を減少させるよう
にすることから、機関の幅広い運転領域において安定し
た圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、これによ
り、HC、NOx等の排出量を大幅に低減させることが
できる。
関によれば、燃焼室内に導入される導入ガスの実圧縮比
を機関の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段
により、機関の低負荷運転領域側では実圧縮比を増加さ
せかつ高負荷運転領域側では実圧縮比を減少させるよう
にすることから、機関の幅広い運転領域において安定し
た圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、これによ
り、HC、NOx等の排出量を大幅に低減させることが
できる。
【0029】すなわち、機関の低負荷運転領域では、吸
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の低い逆流排気とが燃焼室に導入さ
れ、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。
この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高め(増加
させ)られるため、この比較的温度の低い逆流排気は、
断熱圧縮変化において、混合気の発火温度を超える十分
に高い温度まで昇温させられ、この高温になった逆流排
気と混合気との界面を起点として、混合気の圧縮自己着
火燃焼が生じることになる。
気行程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから
逆流する比較的温度の低い逆流排気とが燃焼室に導入さ
れ、続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。
この際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高め(増加
させ)られるため、この比較的温度の低い逆流排気は、
断熱圧縮変化において、混合気の発火温度を超える十分
に高い温度まで昇温させられ、この高温になった逆流排
気と混合気との界面を起点として、混合気の圧縮自己着
火燃焼が生じることになる。
【0030】一方、機関の高負荷運転領域では、吸気行
程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから逆流
する比較的温度の高い逆流排気とが燃焼室に導入され、
続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。この
際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低め(減少さ
せ)られるため、この比較的温度の高い逆流排気は、断
熱圧縮変化において、ノッキングを生じるような高温,
高圧に至ることなく、逆流排気と混合気との界面を起点
として、混合気の穏やかな圧縮自己着火燃焼が生じるこ
とになる。
程において新気及び燃料の混合気と排気ポートから逆流
する比較的温度の高い逆流排気とが燃焼室に導入され、
続く圧縮行程によって断熱圧縮されることになる。この
際、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低め(減少さ
せ)られるため、この比較的温度の高い逆流排気は、断
熱圧縮変化において、ノッキングを生じるような高温,
高圧に至ることなく、逆流排気と混合気との界面を起点
として、混合気の穏やかな圧縮自己着火燃焼が生じるこ
とになる。
【0031】従って、機関の高負荷運転領域で、安定し
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
た圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、HC,N
Oxの排出量を大幅に低減させることができる。
【0032】本発明の請求項4に係る火花点火式内燃機
関によれば、機関の火花点火運転を行なう低負荷運転領
域下では、実圧縮比可変手段により、実圧縮比が低め
(減少させ)られるため、圧縮抵抗に伴なうポンピング
ロスが低減され、これにより、燃費が向上することにな
る。
関によれば、機関の火花点火運転を行なう低負荷運転領
域下では、実圧縮比可変手段により、実圧縮比が低め
(減少させ)られるため、圧縮抵抗に伴なうポンピング
ロスが低減され、これにより、燃費が向上することにな
る。
【0033】本発明の請求項5に係る火花点火式内燃機
関によれば、機関の火花点火運転を行なう高回転高負荷
運転領域下では、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高
め(増加させ)られるため、充填効率が大きくなり出力
を向上させることができる。
関によれば、機関の火花点火運転を行なう高回転高負荷
運転領域下では、実圧縮比可変手段により実圧縮比が高
め(増加させ)られるため、充填効率が大きくなり出力
を向上させることができる。
【0034】本発明の請求項6に係る火花点火式内燃機
関によれば、機関の火花点火運転を行なう低回転高負荷
運転領域下では、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低
め(減少させ)られるため、ノッキングを生じることな
く安定した燃焼を行なわせることができる。
関によれば、機関の火花点火運転を行なう低回転高負荷
運転領域下では、実圧縮比可変手段により実圧縮比が低
め(減少させ)られるため、ノッキングを生じることな
く安定した燃焼を行なわせることができる。
【0035】本発明の請求項7に係る火花点火式内燃機
関によれば、実圧縮比可変手段として吸気弁の閉弁時期
を変化させる閉弁時期可変機構を採用し、排気弁が吸気
行程において開弁される運転条件下すなわち圧縮自己着
火燃焼を行なわせる運転領域において、低負荷側ほど吸
気弁の閉弁時期を早く(あるいは高負荷側ほど吸気弁の
閉弁時期を遅く)することにより、低負荷運転側で高圧
縮比化及び高負荷運転側で低圧縮比化を実現することが
でき、これにより、機関の幅広い運転領域において安定
した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、HC,
NOx等の排出量を大幅に低減させることができる。
関によれば、実圧縮比可変手段として吸気弁の閉弁時期
を変化させる閉弁時期可変機構を採用し、排気弁が吸気
行程において開弁される運転条件下すなわち圧縮自己着
火燃焼を行なわせる運転領域において、低負荷側ほど吸
気弁の閉弁時期を早く(あるいは高負荷側ほど吸気弁の
閉弁時期を遅く)することにより、低負荷運転側で高圧
縮比化及び高負荷運転側で低圧縮比化を実現することが
でき、これにより、機関の幅広い運転領域において安定
した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、HC,
NOx等の排出量を大幅に低減させることができる。
【0036】本発明の請求項8に係る火花点火式内燃機
関によれば、実圧縮比可変手段を構成する閉弁時期可変
機構として、クランクシャフトの回転に対して吸気用カ
ムシャフトの回転移相を変化させる機構を採用すること
から、新たな機構の設計等を要することなく、既存の技
術を用いて実圧縮比を変化させることができ、これによ
り、安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ
る。
関によれば、実圧縮比可変手段を構成する閉弁時期可変
機構として、クランクシャフトの回転に対して吸気用カ
ムシャフトの回転移相を変化させる機構を採用すること
から、新たな機構の設計等を要することなく、既存の技
術を用いて実圧縮比を変化させることができ、これによ
り、安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ
る。
【0037】本発明の請求項9に係る火花点火式内燃機
関によれば、実圧縮比可変手段として吸気弁のリフト量
を変化させる弁リフト可変機構を採用し、排気弁が吸気
行程において開弁される運転条件下すなわち圧縮自己着
火燃焼を行なわせる運転領域において、低負荷側ほど吸
気弁のリフト量を大きく、かつ、高負荷側ほど吸気弁の
リフト量を小さくすることにより、低負荷運転側で高圧
縮比化及び高負荷運転側で低圧縮比化を実現することが
でき、これにより、機関の幅広い運転領域において安定
した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、HC,
NOx等の排出量を大幅に低減させることができる。
関によれば、実圧縮比可変手段として吸気弁のリフト量
を変化させる弁リフト可変機構を採用し、排気弁が吸気
行程において開弁される運転条件下すなわち圧縮自己着
火燃焼を行なわせる運転領域において、低負荷側ほど吸
気弁のリフト量を大きく、かつ、高負荷側ほど吸気弁の
リフト量を小さくすることにより、低負荷運転側で高圧
縮比化及び高負荷運転側で低圧縮比化を実現することが
でき、これにより、機関の幅広い運転領域において安定
した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができ、HC,
NOx等の排出量を大幅に低減させることができる。
【0038】本発明の請求項10に係る火花点火式内燃
機関によれば、実圧縮比可変手段を構成する弁リフト可
変機構として、カム高さの異なる複数の吸気弁用カムを
選択的に切り替えて作動させる機構を採用することか
ら、新たな機構の設計等を要することなく既存の技術を
用いて実圧縮比を変化させることができ、これにより、
安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができる。
機関によれば、実圧縮比可変手段を構成する弁リフト可
変機構として、カム高さの異なる複数の吸気弁用カムを
選択的に切り替えて作動させる機構を採用することか
ら、新たな機構の設計等を要することなく既存の技術を
用いて実圧縮比を変化させることができ、これにより、
安定した圧縮自己着火燃焼を行なわせることができる。
【0039】本発明の請求項11に係る火花点火式内燃
機関によれば、吸気ポート内に逆止弁を設けたことか
ら、燃焼室内に導入された逆流排気が吸気ポート側に向
かって流出し再び燃焼室に流入して混合気と混ざり合う
のを抑制することができ、燃焼室内において、混合気と
逆流排気との成層分布状態を維持形成することができ
る。これにより、圧縮自己着火燃焼の低負荷限界を拡大
することができる。
機関によれば、吸気ポート内に逆止弁を設けたことか
ら、燃焼室内に導入された逆流排気が吸気ポート側に向
かって流出し再び燃焼室に流入して混合気と混ざり合う
のを抑制することができ、燃焼室内において、混合気と
逆流排気との成層分布状態を維持形成することができ
る。これにより、圧縮自己着火燃焼の低負荷限界を拡大
することができる。
【0040】本発明の請求項12及び13に係る火花点
火式内燃材機関によれば、機関の幅広い運転領域におい
て安定した圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、
これにより、HC,NOx等の排出量を大幅に低減させ
ることができる。
火式内燃材機関によれば、機関の幅広い運転領域におい
て安定した圧縮自己着火燃焼を実現させることができ、
これにより、HC,NOx等の排出量を大幅に低減させ
ることができる。
【0041】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0042】図1及び図2は、本発明に係る火花点火式
内燃機関(ガソリンエンジン)の概略構成を示す縦断面
図及び平面図である。このガソリンエンジン10では、
図1及び図2に示すように、シリンダブロック11の円
筒状ボア側面11aと、このボア側面11aに沿って往
復動するピストン12の冠面12aと、シリンダヘッド
13の下面13aとにより燃焼室Aが画定され、又、シ
リンダヘッド13には、この燃焼室Aに新気と燃料との
混合気等を導入するための第1吸気ポート14及び第2
吸気ポート15と、燃焼を終えた排気を燃焼室Aから排
出するための第1排気ポート16及び第2排気ポート1
7とが形成されている。また、このシリンダヘッド13
には、第1吸気ポート14の開口部14aを開閉する第
1吸気弁18と、第2吸気ポート15の開口部15aを
開閉する第2吸気弁19と、第1排気ポート16の開口
部16aを開閉する第1排気弁20と、第2排気ポート
17の開口部17aを開閉する第2排気弁21とが往復
動自在に取付けられており、さらに、燃焼室Aを画定す
る下面13aの略中央部には、火花点火を行なうための
点火プラグ22が取り付けられている。
内燃機関(ガソリンエンジン)の概略構成を示す縦断面
図及び平面図である。このガソリンエンジン10では、
図1及び図2に示すように、シリンダブロック11の円
筒状ボア側面11aと、このボア側面11aに沿って往
復動するピストン12の冠面12aと、シリンダヘッド
13の下面13aとにより燃焼室Aが画定され、又、シ
リンダヘッド13には、この燃焼室Aに新気と燃料との
混合気等を導入するための第1吸気ポート14及び第2
吸気ポート15と、燃焼を終えた排気を燃焼室Aから排
出するための第1排気ポート16及び第2排気ポート1
7とが形成されている。また、このシリンダヘッド13
には、第1吸気ポート14の開口部14aを開閉する第
1吸気弁18と、第2吸気ポート15の開口部15aを
開閉する第2吸気弁19と、第1排気ポート16の開口
部16aを開閉する第1排気弁20と、第2排気ポート
17の開口部17aを開閉する第2排気弁21とが往復
動自在に取付けられており、さらに、燃焼室Aを画定す
る下面13aの略中央部には、火花点火を行なうための
点火プラグ22が取り付けられている。
【0043】上記第1吸気ポート14と第2吸気ポート
15とは、略同一の形状でかつ同一の傾斜角をなして燃
焼室Aに連通するようにかつ上流側がお互いに合流して
1つの吸気ポートをなすように形成されており、第1吸
気ポート14及び第2吸気ポート15が合流した領域の
途中には燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁23が
取り付けられている。
15とは、略同一の形状でかつ同一の傾斜角をなして燃
焼室Aに連通するようにかつ上流側がお互いに合流して
1つの吸気ポートをなすように形成されており、第1吸
気ポート14及び第2吸気ポート15が合流した領域の
途中には燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁23が
取り付けられている。
【0044】尚、第1吸気ポート14と第2吸気ポート
15とは、上記の構成に限定されるものではなく、例え
ば、各々の吸気ポートの独立した領域において、第1吸
気ポート14側に上記電磁式燃料噴射弁23が取り付け
られ、第2吸気ポート15側にエンジンの運転条件に応
じ開閉制御されるスワール制御弁(不図示)が回動自在
に取り付けられる構成を採用することも可能である。
15とは、上記の構成に限定されるものではなく、例え
ば、各々の吸気ポートの独立した領域において、第1吸
気ポート14側に上記電磁式燃料噴射弁23が取り付け
られ、第2吸気ポート15側にエンジンの運転条件に応
じ開閉制御されるスワール制御弁(不図示)が回動自在
に取り付けられる構成を採用することも可能である。
【0045】上記第1排気ポート16と第2排気ポート
17とは、略同一の形状でかつ同一の傾斜角をなして燃
焼室Aから斜め上方に略直線状に伸長するようにそれぞ
れ独立した排気ポートとして形成されている。
17とは、略同一の形状でかつ同一の傾斜角をなして燃
焼室Aから斜め上方に略直線状に伸長するようにそれぞ
れ独立した排気ポートとして形成されている。
【0046】図1に示すように、上記第1吸気弁18及
び第2吸気弁19を開閉駆動する吸気弁駆動機構は、シ
リンダヘッド13に固定された吸気側ロッカシャフト2
5に揺動自在に取り付けられて第1吸気弁18及び第2
吸気弁19の上端部にそれぞれ当接する当接部27aを
備えた吸気側ロッカアーム27、シリンダヘッド13に
回動自在に支持されてこの吸気側ロッカアーム27に接
触し、吸気行程において第1及び第2吸気弁18,19
を開弁するように作動する吸気弁用カム29aを備えた
吸気用カムシャフト29等により構成されている。
び第2吸気弁19を開閉駆動する吸気弁駆動機構は、シ
リンダヘッド13に固定された吸気側ロッカシャフト2
5に揺動自在に取り付けられて第1吸気弁18及び第2
吸気弁19の上端部にそれぞれ当接する当接部27aを
備えた吸気側ロッカアーム27、シリンダヘッド13に
回動自在に支持されてこの吸気側ロッカアーム27に接
触し、吸気行程において第1及び第2吸気弁18,19
を開弁するように作動する吸気弁用カム29aを備えた
吸気用カムシャフト29等により構成されている。
【0047】また、第1排気弁20及び第2排気弁21
を開閉駆動する排気弁駆動機構は、シリンダヘッド13
に固定された排気側ロッカシャフト26に揺動自在に取
り付けられて第1排気弁20及び第2排気弁21の上端
部にそれぞれ当接する当接部28aを備えた排気側ロッ
カアーム28、シリンダヘッド13に回動自在に支持さ
れてこの排気側ロッカアーム28に接触し排気行程にお
いて第1及び第2排気弁20,21を開弁するように作
動する第1排気弁用カム30a及び吸気行程において第
1及び第2排気弁20,21を開弁するように作動する
第2排気弁用カム30bを備えた排気用カムシャフト3
0等により構成されている。尚、第2排気弁用カム30
bは、第1及び第2排気弁20,21のいずれか一方の
みを開弁するように構成してもよい。
を開閉駆動する排気弁駆動機構は、シリンダヘッド13
に固定された排気側ロッカシャフト26に揺動自在に取
り付けられて第1排気弁20及び第2排気弁21の上端
部にそれぞれ当接する当接部28aを備えた排気側ロッ
カアーム28、シリンダヘッド13に回動自在に支持さ
れてこの排気側ロッカアーム28に接触し排気行程にお
いて第1及び第2排気弁20,21を開弁するように作
動する第1排気弁用カム30a及び吸気行程において第
1及び第2排気弁20,21を開弁するように作動する
第2排気弁用カム30bを備えた排気用カムシャフト3
0等により構成されている。尚、第2排気弁用カム30
bは、第1及び第2排気弁20,21のいずれか一方の
みを開弁するように構成してもよい。
【0048】上記吸気用カムシャフト29の端部には、
実圧縮比をエンジンの運転条件に応じて変化させる実圧
縮比可変手段としての閉弁時期可変機構40が設けられ
ている。この閉弁時期可変機構40は、図3に示すよう
に、吸気用カムシャフト29の端部にボルト41により
固定されて外周部にアウタ歯42aを有するスリーブ4
2と、クランクシャフト(不図示)の回転力がタイミン
グチェーン等の伝達手段を介して伝達されて回転すると
共に内周部にインナ歯43aを有する円筒状の従動スプ
ロケット43と、内外周にそれぞれはす歯である内歯4
4a及び外歯44bを有して従動スプロケット43のイ
ンナ歯43a及びスリーブ42のアウタ歯42aとスパ
イラル噛合する筒状歯車44と、この筒状歯車44を吸
気用カムシャフト29の軸線方向に移動させる移動手段
等により構成されている。
実圧縮比をエンジンの運転条件に応じて変化させる実圧
縮比可変手段としての閉弁時期可変機構40が設けられ
ている。この閉弁時期可変機構40は、図3に示すよう
に、吸気用カムシャフト29の端部にボルト41により
固定されて外周部にアウタ歯42aを有するスリーブ4
2と、クランクシャフト(不図示)の回転力がタイミン
グチェーン等の伝達手段を介して伝達されて回転すると
共に内周部にインナ歯43aを有する円筒状の従動スプ
ロケット43と、内外周にそれぞれはす歯である内歯4
4a及び外歯44bを有して従動スプロケット43のイ
ンナ歯43a及びスリーブ42のアウタ歯42aとスパ
イラル噛合する筒状歯車44と、この筒状歯車44を吸
気用カムシャフト29の軸線方向に移動させる移動手段
等により構成されている。
【0049】すなわち、上記筒状歯車44を往復動させ
ることにより、従動スプロケット43と吸気用カムシャ
フト29とを相対的に回転移動させることができ、この
相対的な回転移動により、クランクシャフトの回転に対
して吸気用カムシャフト29の回転移相を変化させるこ
とができる。
ることにより、従動スプロケット43と吸気用カムシャ
フト29とを相対的に回転移動させることができ、この
相対的な回転移動により、クランクシャフトの回転に対
して吸気用カムシャフト29の回転移相を変化させるこ
とができる。
【0050】次に、本実施例に係るガソリンエンジン1
0の動作について説明する。
0の動作について説明する。
【0051】図4は、エンジンの回転及び負荷に対する
実圧縮比の割り付けを示すマップである。尚、ここで、
実圧縮比とは、ピストン12が圧縮上死点(TDC)に
あるときの燃焼室容積と吸気弁18,19の閉弁時期か
ら圧縮上死点までのピストンストロークから計算される
行程容積とにより求められるものである。
実圧縮比の割り付けを示すマップである。尚、ここで、
実圧縮比とは、ピストン12が圧縮上死点(TDC)に
あるときの燃焼室容積と吸気弁18,19の閉弁時期か
ら圧縮上死点までのピストンストロークから計算される
行程容積とにより求められるものである。
【0052】先ず、図4中の圧縮自己着火運転を行なわ
せる領域においては、排気行程において、図5(a)に
示すように、第1排気弁用カム30aの作動により第1
排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下げられて開
弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポート16及び
第2排気ポート17の両ポートを通って排気として外部
に向け排出される。続く吸気行程においては、図5
(b)に示すように、吸気弁用カム29aの作動により
第1吸気弁18及び第2吸気弁が共に押し下げられて開
弁し、燃料噴射弁23から噴射された燃料と吸気系の上
流から導入された新気(空気)との混合気Gmixが第
1吸気ポート14及び第2吸気ポート15から燃焼室A
内に導入される。また、この吸気行程においては、第2
排気弁用カム30bの作動により第1排気弁20及び第
2排気弁21が再び押し下げられて開弁し、第1排気ポ
ート16及び第2排気ポート17内に残留する排気Gi
nが燃焼室A内に逆流する。
せる領域においては、排気行程において、図5(a)に
示すように、第1排気弁用カム30aの作動により第1
排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下げられて開
弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポート16及び
第2排気ポート17の両ポートを通って排気として外部
に向け排出される。続く吸気行程においては、図5
(b)に示すように、吸気弁用カム29aの作動により
第1吸気弁18及び第2吸気弁が共に押し下げられて開
弁し、燃料噴射弁23から噴射された燃料と吸気系の上
流から導入された新気(空気)との混合気Gmixが第
1吸気ポート14及び第2吸気ポート15から燃焼室A
内に導入される。また、この吸気行程においては、第2
排気弁用カム30bの作動により第1排気弁20及び第
2排気弁21が再び押し下げられて開弁し、第1排気ポ
ート16及び第2排気ポート17内に残留する排気Gi
nが燃焼室A内に逆流する。
【0053】この際、混合気Gmixは燃焼室A内の吸
気弁側に、又、逆流排気Gixは燃焼室A内の排気弁側
にそれぞれ偏在して、成層分布状態を形成する。
気弁側に、又、逆流排気Gixは燃焼室A内の排気弁側
にそれぞれ偏在して、成層分布状態を形成する。
【0054】ここで、上記排気行程及び吸気行程におけ
る第1排気弁20及び第2排気弁21のリフト特性は図
6(a)に示すようになる。
る第1排気弁20及び第2排気弁21のリフト特性は図
6(a)に示すようになる。
【0055】続く圧縮行程においては、図5(c)に示
すように、吸気弁用カム29a及び第2排気用カム30
bの作動が終了して、第1及び第2吸気弁18,19と
第1及び第2吸気弁20,21とが閉弁し、上記成層分
布状態が維持されたままピストン12が上昇して、図5
(d)に示すように、混合気Gmix及び逆流排気Gi
nの圧縮が行なわれる。この圧縮行程において、燃焼室
A内に偏在する逆流排気Ginの温度は、断熱圧縮変化
によって混合気Gmixの発火温度を超える温度まで上
昇し、この昇温した逆流排気Ginと混合気Gmixと
の界面を起点として混合気Gmixは圧縮自己着火燃焼
を生じることになる。上記圧縮自己着火燃焼による爆発
力により、続く膨張行程ではピストン12が押し下げら
れて、再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返さ
れることになる。
すように、吸気弁用カム29a及び第2排気用カム30
bの作動が終了して、第1及び第2吸気弁18,19と
第1及び第2吸気弁20,21とが閉弁し、上記成層分
布状態が維持されたままピストン12が上昇して、図5
(d)に示すように、混合気Gmix及び逆流排気Gi
nの圧縮が行なわれる。この圧縮行程において、燃焼室
A内に偏在する逆流排気Ginの温度は、断熱圧縮変化
によって混合気Gmixの発火温度を超える温度まで上
昇し、この昇温した逆流排気Ginと混合気Gmixと
の界面を起点として混合気Gmixは圧縮自己着火燃焼
を生じることになる。上記圧縮自己着火燃焼による爆発
力により、続く膨張行程ではピストン12が押し下げら
れて、再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返さ
れることになる。
【0056】また、この圧縮自己着火運転領域において
は、第1吸気弁18及び第2吸気弁19の閉弁時期を変
化させる閉弁時期可変機構を作動させて、図6(b)に
示すように、エンジンの低負荷側では閉弁時期を早くす
るように、一方、エンジンの高負荷側では閉弁時期を遅
くするように制御される。これにより、エンジンの低負
荷側では実圧縮比が高くなり、一方、エンジンの高負荷
側では実圧縮比が低くなる。従って、負荷の広い範囲に
亘って穏やかで安定した圧縮自己着火燃焼が生じること
になる。
は、第1吸気弁18及び第2吸気弁19の閉弁時期を変
化させる閉弁時期可変機構を作動させて、図6(b)に
示すように、エンジンの低負荷側では閉弁時期を早くす
るように、一方、エンジンの高負荷側では閉弁時期を遅
くするように制御される。これにより、エンジンの低負
荷側では実圧縮比が高くなり、一方、エンジンの高負荷
側では実圧縮比が低くなる。従って、負荷の広い範囲に
亘って穏やかで安定した圧縮自己着火燃焼が生じること
になる。
【0057】図4中の点火プラグ22による火花点火運
転を行なわせる領域においては、排気行程において、図
7(a)に示すように、第1排気弁用カム30aの作動
により第1排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下
げられて開弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポー
ト16及び第2排気ポート17を通って排気として外部
に向けて排出される。ここで、この排気行程における第
1排気弁20及び第2排気弁21のリフト特性は図8
(a)に示すようになる。続く吸気行程においては、図
7(b)に示すように第1排気弁用カム30aの作動が
終了して第1及び第2排気弁20,21が閉弁し、吸気
弁用カム29aの作動により第1吸気弁18及び第2吸
気弁19が共に押し下げられて開弁すると共に、燃焼噴
射弁23から噴射された燃料と吸気系の上流から導入さ
れた新気(空気)との混合気Gmixが第1吸気ポート
14及び第2吸気ポート15からそれぞれ燃焼室A内に
導入される。この吸気行程においては、前述のように第
1及び第2排気弁20,21が第2排気弁用カム30b
により開弁駆動されることはなく、閉弁状態となってい
る。この第1及び第2排気弁20,21の閉弁状態は、
排気側ロッカアーム28に設けられた公知のカム選択機
構(不図示)を作動させて、第2排気弁用カム30bの
作動力を第1及び第2排気弁20,21に伝達しないよ
うにすることにより維持される。そして、上記吸気行程
により導入された混合気Gmixは、燃焼室A内におい
て均質に分布することになる。
転を行なわせる領域においては、排気行程において、図
7(a)に示すように、第1排気弁用カム30aの作動
により第1排気弁20及び第2排気弁21が共に押し下
げられて開弁し、燃焼室A内の既燃ガスが第1排気ポー
ト16及び第2排気ポート17を通って排気として外部
に向けて排出される。ここで、この排気行程における第
1排気弁20及び第2排気弁21のリフト特性は図8
(a)に示すようになる。続く吸気行程においては、図
7(b)に示すように第1排気弁用カム30aの作動が
終了して第1及び第2排気弁20,21が閉弁し、吸気
弁用カム29aの作動により第1吸気弁18及び第2吸
気弁19が共に押し下げられて開弁すると共に、燃焼噴
射弁23から噴射された燃料と吸気系の上流から導入さ
れた新気(空気)との混合気Gmixが第1吸気ポート
14及び第2吸気ポート15からそれぞれ燃焼室A内に
導入される。この吸気行程においては、前述のように第
1及び第2排気弁20,21が第2排気弁用カム30b
により開弁駆動されることはなく、閉弁状態となってい
る。この第1及び第2排気弁20,21の閉弁状態は、
排気側ロッカアーム28に設けられた公知のカム選択機
構(不図示)を作動させて、第2排気弁用カム30bの
作動力を第1及び第2排気弁20,21に伝達しないよ
うにすることにより維持される。そして、上記吸気行程
により導入された混合気Gmixは、燃焼室A内におい
て均質に分布することになる。
【0058】続く圧縮行程においては、図7(c)に示
すように、吸気弁用カム29aの作動が終了して第1及
び第2吸気弁18,19が閉弁し、上記混合気Gmix
の均質分布が維持されたままピストン12が上昇して、
図7(d)に示すようにこの混合気Gmixを圧縮し、
この圧縮行程の終端近傍において点火プラグ22により
火花点火が行なわれて、混合気Gmixは均質燃焼を生
じることになる。上記火花点火燃焼による爆発力によ
り、続く膨張行程ではピストン12が押し下げられて、
再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返されるこ
とになる。
すように、吸気弁用カム29aの作動が終了して第1及
び第2吸気弁18,19が閉弁し、上記混合気Gmix
の均質分布が維持されたままピストン12が上昇して、
図7(d)に示すようにこの混合気Gmixを圧縮し、
この圧縮行程の終端近傍において点火プラグ22により
火花点火が行なわれて、混合気Gmixは均質燃焼を生
じることになる。上記火花点火燃焼による爆発力によ
り、続く膨張行程ではピストン12が押し下げられて、
再び排気行程へと戻り、上述した動作が繰り返されるこ
とになる。
【0059】また、この火花点火運転領域においては、
第1吸気弁18及び第2吸気弁19の閉弁時期を変化さ
せる閉弁時期可変機構を作動させて、図8(b)に示す
ように、アイドリング運転等の低負荷領域及び低回転高
負荷領域では閉弁時期を遅くするように、一方、高回転
高負荷領域では閉弁時期を早くするように制御される。
これにより、アイドリング運転等の低負荷領域及び低回
転高負荷領域では実圧縮比が低くなり、一方、高回転高
負荷領域では実圧縮比が高くなる。従って、アイドリン
グ運転等の低負荷領域ではポンピングロスを低減するこ
とができ、又、低回転高負荷領域ではノッキングを回避
することができ、さらに、高回転高負荷領域では充填効
率を大きくすることができる。
第1吸気弁18及び第2吸気弁19の閉弁時期を変化さ
せる閉弁時期可変機構を作動させて、図8(b)に示す
ように、アイドリング運転等の低負荷領域及び低回転高
負荷領域では閉弁時期を遅くするように、一方、高回転
高負荷領域では閉弁時期を早くするように制御される。
これにより、アイドリング運転等の低負荷領域及び低回
転高負荷領域では実圧縮比が低くなり、一方、高回転高
負荷領域では実圧縮比が高くなる。従って、アイドリン
グ運転等の低負荷領域ではポンピングロスを低減するこ
とができ、又、低回転高負荷領域ではノッキングを回避
することができ、さらに、高回転高負荷領域では充填効
率を大きくすることができる。
【0060】図9は、実圧縮比可変手段として、吸気弁
のリフト量を変化させる弁リフト可変機構を採用した場
合の実施例を示すものである。この弁リフト可変機構4
9は、吸気弁のリフト特性を2段階に切り替えるもので
あり、吸気用カムシャフト50には、カム高さの異なる
吸気弁用カムとして、リフト量の小さな低リフト用カム
50aとリフト量の大きな高リフト用カム50bとが配
並して形成されており、吸気側ロッカシャフト51に揺
動自在に取り付けられた吸気側ロッカアームは、第1吸
気弁18及び第2吸気弁19の上端部をそれぞれ当接す
る主ロッカアーム52と、この主ロッカアーム52に対
して副ロッカシャフト53を介して揺動自在に取り付け
られた副ロッカアーム54と、この副ロッカアーム54
を常時上向きに付勢するスプリング55と、主ロッカア
ーム52に対してピン56を介して揺動自在に取り付け
られて副ロッカアーム54と係合し得る係合レバー57
と、この係合レバー57を係合解除方向に付勢するスプ
リング58と、係合レバー57を係合方向に押圧する油
圧ピストン59等を備えている。
のリフト量を変化させる弁リフト可変機構を採用した場
合の実施例を示すものである。この弁リフト可変機構4
9は、吸気弁のリフト特性を2段階に切り替えるもので
あり、吸気用カムシャフト50には、カム高さの異なる
吸気弁用カムとして、リフト量の小さな低リフト用カム
50aとリフト量の大きな高リフト用カム50bとが配
並して形成されており、吸気側ロッカシャフト51に揺
動自在に取り付けられた吸気側ロッカアームは、第1吸
気弁18及び第2吸気弁19の上端部をそれぞれ当接す
る主ロッカアーム52と、この主ロッカアーム52に対
して副ロッカシャフト53を介して揺動自在に取り付け
られた副ロッカアーム54と、この副ロッカアーム54
を常時上向きに付勢するスプリング55と、主ロッカア
ーム52に対してピン56を介して揺動自在に取り付け
られて副ロッカアーム54と係合し得る係合レバー57
と、この係合レバー57を係合解除方向に付勢するスプ
リング58と、係合レバー57を係合方向に押圧する油
圧ピストン59等を備えている。
【0061】すなわち、油圧ピストン59に高圧オイル
が供給されない状態では、係合レバー57は副ロッカア
ーム54から離脱した状態にあり、この状態で吸気用カ
ムシャフト50が回転すると、高リフト用カム50bに
押される副ロッカアーム54は主ロッカアーム52に対
して自由に揺動し、低リフト用カム50aに押された主
ロッカアーム52が第1及び第2吸気弁18,19を押
し下げることになる。一方、油圧ピストン59に高圧オ
イルが供給された状態では、係合レバー57が副ロッカ
アーム54に係合して主ロッカアーム52に対する副ロ
ッカアーム54の揺動を禁止したロック状態にあり、こ
の状態で吸気用カムシャフト50が回転すると、高リフ
ト用カム50bに押された副ロッカアーム54は主ロッ
カアーム52を介して第1及び第2吸気弁18,19を
押し下げることになる。
が供給されない状態では、係合レバー57は副ロッカア
ーム54から離脱した状態にあり、この状態で吸気用カ
ムシャフト50が回転すると、高リフト用カム50bに
押される副ロッカアーム54は主ロッカアーム52に対
して自由に揺動し、低リフト用カム50aに押された主
ロッカアーム52が第1及び第2吸気弁18,19を押
し下げることになる。一方、油圧ピストン59に高圧オ
イルが供給された状態では、係合レバー57が副ロッカ
アーム54に係合して主ロッカアーム52に対する副ロ
ッカアーム54の揺動を禁止したロック状態にあり、こ
の状態で吸気用カムシャフト50が回転すると、高リフ
ト用カム50bに押された副ロッカアーム54は主ロッ
カアーム52を介して第1及び第2吸気弁18,19を
押し下げることになる。
【0062】従って、エンジンの運転条件に応じて油圧
ピストン59の作動タイミングを制御することで、第1
及び第2吸気弁18,19のリフト量を変化させること
ができ、例えば、吸気行程において第1及び第2排気弁
20,21が開弁されるいわゆる圧縮自己着火運転を行
なわせる領域において、図10に示すように、低負荷側
で第1及び第2吸気弁18,19のリフト量を大きくす
るように油圧ピストン59を作動させ、又、高負荷側で
第1及び第2吸気弁のリフト量を小さくするように油圧
ピストン59を不作動とすることにより、実圧縮比を低
負荷側で高くし、高負荷側で低くすることができる。
ピストン59の作動タイミングを制御することで、第1
及び第2吸気弁18,19のリフト量を変化させること
ができ、例えば、吸気行程において第1及び第2排気弁
20,21が開弁されるいわゆる圧縮自己着火運転を行
なわせる領域において、図10に示すように、低負荷側
で第1及び第2吸気弁18,19のリフト量を大きくす
るように油圧ピストン59を作動させ、又、高負荷側で
第1及び第2吸気弁のリフト量を小さくするように油圧
ピストン59を不作動とすることにより、実圧縮比を低
負荷側で高くし、高負荷側で低くすることができる。
【0063】図11及び図12には、本発明に係る火花
点火式内燃機関(ガソリンエンジン)の他の実施例を示
す縦断面図及び平面図である。このガソリンエンジン6
0では、前述の実施例に係るガソリンエンジン10に対
して、第1及び第2吸気ポート14,15の合流領域
に、燃焼室A内に導入された導入ガスが第1及び第2吸
気ポート14,15の上流側に向かって流出するのを防
止する逆止弁61を設けた構成となっている。この逆止
弁61は、輪郭が略三角柱形状をなす枠体62と、この
枠体62に形成された6ケ所の開口部62aをそれぞれ
開閉する合計6個の片持ち梁状弁体63とにより形成さ
れている。
点火式内燃機関(ガソリンエンジン)の他の実施例を示
す縦断面図及び平面図である。このガソリンエンジン6
0では、前述の実施例に係るガソリンエンジン10に対
して、第1及び第2吸気ポート14,15の合流領域
に、燃焼室A内に導入された導入ガスが第1及び第2吸
気ポート14,15の上流側に向かって流出するのを防
止する逆止弁61を設けた構成となっている。この逆止
弁61は、輪郭が略三角柱形状をなす枠体62と、この
枠体62に形成された6ケ所の開口部62aをそれぞれ
開閉する合計6個の片持ち梁状弁体63とにより形成さ
れている。
【0064】そして、第1及び第2吸気ポート14,1
5から燃料及び新気が導入される場合は、弁体63は撓
んで開口部62aを開放し、一方、燃焼室A内から混合
気及び逆流排気が流出しようとする場合は弁体63はそ
のばね復帰力により復帰して開口部62aを閉塞するこ
とになる。
5から燃料及び新気が導入される場合は、弁体63は撓
んで開口部62aを開放し、一方、燃焼室A内から混合
気及び逆流排気が流出しようとする場合は弁体63はそ
のばね復帰力により復帰して開口部62aを閉塞するこ
とになる。
【0065】従って、第1及び第2吸気弁18,19と
第1及び第2排気弁20,21とが共に開弁している期
間において第1及び第2吸気ポート14,15と第1及
び第2排気ポート16,17の間に生じる圧力差によっ
て、燃焼室A内に導入された逆流排気Ginが第1及び
第2吸気ポート14,15の上流側に向かって流出し再
び燃焼室内に流入して混合気Gmixと混ざり合うのを
抑制することができ、その結果、燃焼室A内において、
混合気Gmixと逆流排気Ginとの成層分布状態を確
実に形成することができ、圧縮自己着火燃焼の低負荷限
界を拡大することができる。
第1及び第2排気弁20,21とが共に開弁している期
間において第1及び第2吸気ポート14,15と第1及
び第2排気ポート16,17の間に生じる圧力差によっ
て、燃焼室A内に導入された逆流排気Ginが第1及び
第2吸気ポート14,15の上流側に向かって流出し再
び燃焼室内に流入して混合気Gmixと混ざり合うのを
抑制することができ、その結果、燃焼室A内において、
混合気Gmixと逆流排気Ginとの成層分布状態を確
実に形成することができ、圧縮自己着火燃焼の低負荷限
界を拡大することができる。
【0066】図13は、実圧縮比が圧縮自己着火燃焼に
及ぼす影響を示す図である。本図に示すように、実圧縮
比と充填効率との関係においては、圧縮自己着火燃焼が
行なわれない領域(L)と、圧縮自己着火燃焼が行なわ
れる領域(M)と、圧縮自己着火後ノッキングを生じる
領域(N)とに区分けすることができ、実圧縮比が9よ
りも小さい場合は圧縮自己着火燃焼が行なわれない領域
(L)となり、充填効率が約50%〜約20%の部分負
荷領域においては、高負荷側から低負荷側に向かうにつ
れて実圧縮比を大きくすると、圧縮自己着火燃焼が行な
われる領域(M)においてエンジンを運転させることが
でき、実圧縮比が12の場合アイドリング運転を除く低
負荷領域において安定した圧縮自己着火燃焼を実現させ
ることができる。
及ぼす影響を示す図である。本図に示すように、実圧縮
比と充填効率との関係においては、圧縮自己着火燃焼が
行なわれない領域(L)と、圧縮自己着火燃焼が行なわ
れる領域(M)と、圧縮自己着火後ノッキングを生じる
領域(N)とに区分けすることができ、実圧縮比が9よ
りも小さい場合は圧縮自己着火燃焼が行なわれない領域
(L)となり、充填効率が約50%〜約20%の部分負
荷領域においては、高負荷側から低負荷側に向かうにつ
れて実圧縮比を大きくすると、圧縮自己着火燃焼が行な
われる領域(M)においてエンジンを運転させることが
でき、実圧縮比が12の場合アイドリング運転を除く低
負荷領域において安定した圧縮自己着火燃焼を実現させ
ることができる。
【0067】また、ピストン12が上死点(TDC)に
位置するときの燃焼室Aの容積とピストン12が下死点
(BDC)から上死点(TDC)まで移動する際の行程
容積とから計算により求められる理論圧縮比(メカニカ
ル圧縮比)が12〜18の範囲になるように設定すれ
ば、上記実圧縮比を9〜12の範囲で容易に変化させる
ことができ、その結果、安定した圧縮自己着火燃焼を実
現させることができる。
位置するときの燃焼室Aの容積とピストン12が下死点
(BDC)から上死点(TDC)まで移動する際の行程
容積とから計算により求められる理論圧縮比(メカニカ
ル圧縮比)が12〜18の範囲になるように設定すれ
ば、上記実圧縮比を9〜12の範囲で容易に変化させる
ことができ、その結果、安定した圧縮自己着火燃焼を実
現させることができる。
【図1】 本発明に係る火花点火式内燃機関の一実施例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図2】 本発明に係る火花点火式内燃機関の一実施例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図3】 本発明に係る火花点火式内燃機関の一部を構
成する実圧縮比可変手段の一例としての閉弁時期可変機
構を示す縦断面図である。
成する実圧縮比可変手段の一例としての閉弁時期可変機
構を示す縦断面図である。
【図4】 機関回転と機関負荷との関係における実圧縮
比の設定マップである。
比の設定マップである。
【図5】 圧縮自己着火運転領域における機関の状態を
示すものであり、(a)は排気行程、(b)は吸気行
程、(c)は圧縮行程、(d)は圧縮上死点付近でのそ
れぞれの状態を示す縦断面図である。
示すものであり、(a)は排気行程、(b)は吸気行
程、(c)は圧縮行程、(d)は圧縮上死点付近でのそ
れぞれの状態を示す縦断面図である。
【図6】 圧縮自己着火運転領域でのクランク角に対す
る弁リフト特性を示すものであり、(a)は第1及び第
2排気弁の弁リフト特性、(b)は第1及び第2吸気弁
の弁リフト特性を示す図である。
る弁リフト特性を示すものであり、(a)は第1及び第
2排気弁の弁リフト特性、(b)は第1及び第2吸気弁
の弁リフト特性を示す図である。
【図7】 火花点火運転領域における機関の状態を示す
ものであり、(a)は排気行程、(b)は吸気行程、
(c)は圧縮行程、(d)は圧縮上死点付近でのそれぞ
れの状態を示す縦断面図である。
ものであり、(a)は排気行程、(b)は吸気行程、
(c)は圧縮行程、(d)は圧縮上死点付近でのそれぞ
れの状態を示す縦断面図である。
【図8】 火花点火運転領域でのクランク角に対する弁
リフト特性を示すものであり、(a)は第1及び第2排
気弁の弁リフト特性、(b)は第1及び第2吸気弁の弁
リフト特性を示す図である。
リフト特性を示すものであり、(a)は第1及び第2排
気弁の弁リフト特性、(b)は第1及び第2吸気弁の弁
リフト特性を示す図である。
【図9】 本発明に係る火花点火式内燃機関の一部を構
成する実圧縮比可変手段の他の例としての弁リフト可変
機構を示す分解斜視図である。
成する実圧縮比可変手段の他の例としての弁リフト可変
機構を示す分解斜視図である。
【図10】 弁リフト可変機構でのクランク角に対する
第1及び第2吸気弁の弁リフト特性を示す図である。
第1及び第2吸気弁の弁リフト特性を示す図である。
【図11】 本発明に係る火花点火式内燃機関の他の実
施例を示す縦断面図である。
施例を示す縦断面図である。
【図12】 本発明に係る火花点火式内燃機関の他の実
施例を示す平面図である。
施例を示す平面図である。
【図13】 実圧縮比と充填効率との関係が圧縮自己着
火に及ぼす影響を示す図である。
火に及ぼす影響を示す図である。
10 ガソリンエンジン 11 シリンダブロック 11a ボア側面 12 ピストン 12a 冠面 13 シリンダヘッド 13a 下面 14 第1吸気ポート 14a 開口部 15 第2吸気ポート 15a 開口部 16 第1排気ポート 16a 開口部 17 第2排気ポート 17a 開口部 18 第1吸気弁 19 第2吸気弁 20 第1排気弁 21 第2排気弁 22 点火プラグ 23 燃料噴射弁 25 吸気側ロッカシャフト 26 排気側ロッカシャフト 27 吸気側ロッカアーム 28 排気側ロッカアーム 29 吸気用カムシャフト 29a 吸気弁用カム 30 排気用カムシャフト 30a 第1排気弁用カム 30b 第2排気弁用カム 40 閉弁時期可変機構(実圧縮比可変手段) 41 ボルト 42 スリーブ 42a アウタ歯 43 従動スプロケット 43a インナ歯 44 筒状歯車 44a 内歯 44b 外歯 49 弁リフト可変機構(実圧縮比可変手段) 50 吸気用カムシャフト 50a 低リフト用カム 50b 高リフト用カム 51 吸気側ロッカシャフト 52 主ロッカアーム 53 副ロッカシャフト 54 副ロッカアーム 55 スプリング 56 ピン 57 係合レバー 58 スプリング 59 油圧ピストン 60 ガソリンエンジン 61 逆止弁 62 枠体 62a 開口部 63 弁体
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 25/07 F02M 25/07 B 510 510B
Claims (13)
- 【請求項1】 燃焼室に連通する吸気ポートの開口部を
開閉する吸気弁と、燃焼室に連通する排気ポートの開口
部を開閉する排気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁
を排気行程及び吸気行程において開弁して排気ポート内
にある排気を燃焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行な
わせるようにし、機関の負荷に応じて自己着火運転と点
火プラグによる火花点火運転とを選択的に切り替えて運
転させる火花点火式内燃機関であって、 前記吸気弁の作動条件により決定される実圧縮比を機関
の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段を有
し、 前記実圧縮比可変手段は、自己着火運転を行なわせる領
域の低負荷領域側で実圧縮比を増加させるように作動す
る、 ことを特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項2】 燃焼室に連通する吸気ポートの開口部を
開閉する吸気弁と、燃焼室に連通する排気ポートの開口
部を開閉する排気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁
を排気行程及び吸気行程において開弁して排気ポート内
にある排気を燃焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行な
わせるようにし、機関の負荷に応じて自己着火運転と点
火プラグによる火花点火運転とを選択的に切り替えて運
転させる火花点火式内燃機関であって、 前記吸気弁の作動条件により決定される実圧縮比を機関
の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段を有
し、 前記実圧縮比可変手段は、自己着火運転を行なわせる領
域の高負荷領域側で実圧縮比を減少させるように作動す
る、 ことを特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項3】 燃焼室に連通する吸気ポートの開口部を
開閉する吸気弁と、燃焼室に連通する排気ポートの開口
部を開閉する排気弁とを備え、少なくとも1つの排気弁
を排気行程及び吸気行程において開弁して排気ポート内
にある排気を燃焼室内へ逆流させて自己着火燃焼を行な
わせるようにし、機関の負荷に応じて自己着火運転と点
火プラグによる火花点火運転とを選択的に切り替えて運
転させる火花点火式内燃機関であって、 前記吸気弁の作動条件により決定される実圧縮比を機関
の運転条件に応じて変化させる実圧縮比可変手段を有
し、 前記実圧縮比可変手段は、自己着火運転を行なわせる領
域の低負荷領域側で実圧縮比を増加させ、かつ、自己着
火運転を行なわせる領域の高負荷領域側で実圧縮比を減
少させるように作動する、 ことを特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項4】 前記実圧縮比可変手段は、点火プラグに
よる火花点火運転を行なわせる領域の低負荷領域で実圧
縮比を減少させるように作動する、ことを特徴とする請
求項1ないし3いずれか1つに記載の火花点火式内燃機
関。 - 【請求項5】 前記実圧縮比可変手段は、点火プラグに
よる火花点火運転を行なわせる領域の高回転高負荷領域
で実圧縮比を増加させるように作動する、ことを特徴と
する請求項1ないし4いずれか1つに記載の火花点火式
内燃機関。 - 【請求項6】 前記実圧縮比可変手段は、点火プラグに
よる火花点火運転を行なわせる領域の低回転高負荷領域
で実圧縮比を減少させるように作動する、ことを特徴と
する請求項1ないし5いずれか1つに記載の火花点火式
内燃機関。 - 【請求項7】 前記実圧縮比可変手段は、前記吸気弁の
閉弁時期を変化させる閉弁時期可変機構からなり、前記
閉弁時期可変機構は、前記排気弁が吸気行程において開
弁される機関の運転条件下において、機関の運転領域が
低負荷側に近づくほど高負荷側に比べて吸気弁の閉弁時
期を早くするように作動する、ことを特徴とする請求項
1ないし3いずれか1つに記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項8】 前記閉弁時期可変機構は、前記クランク
シャフトの回転に対して、前記吸気弁を開閉駆動する吸
気弁用カムを有する吸気用カムシャフトの回転移相を変
化させるものである、 ことを特徴とする請求項7記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項9】 前記実圧縮比可変手段は、前記吸気弁の
リフト量を変化させる弁リフト可変機構からなり、前記
弁リフト可変機構は、前記排気弁が吸気行程において開
弁される機関の運転条件下において、機関の運転領域が
低負荷側に近づくほど吸気弁のリフト量を大きくするよ
うに作動し、かつ、機関の運転領域が高負荷側に近づく
ほど吸気弁のリフト量を小さくするように作動する、こ
とを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つに記載の
火花点火式内燃機関。 - 【請求項10】 前記弁リフト可変機構は、吸気用カム
シャフトに対して前記吸気弁を開閉駆動するためのカム
高さの異なる複数の吸気弁用カムを設け、機関の運転条
件に応じて前記複数の吸気弁用カムを選択的に切り替え
て作動させるものである、ことを特徴とする請求項9記
載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項11】 前記吸気ポートの途中に、前記燃焼室
内に導入された導入ガスが前記吸気ポートの上流側に向
かって流出するのを防止する逆止弁を設けた、ことを特
徴とする請求項1ないし10いずれか1つに記載の火花
点火式内燃機関。 - 【請求項12】 前記実圧縮比可変手段は、実圧縮比を
9〜12の範囲で変化させる、ことを特徴とする請求項
1ないし11いずれか1つに記載の火花点火式内燃機
関。 - 【請求項13】 ピストンが上死点に位置するときの燃
焼室容積とピストンが下死点から上死点まで移動する際
の行程容積とから計算により求められる理論圧縮比を1
2〜18の範囲に設定する、ことを特徴とする請求項1
ないし12いずれか1つに記載の火花点火式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086911A JPH11280507A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 火花点火式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10086911A JPH11280507A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 火花点火式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11280507A true JPH11280507A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13900039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10086911A Pending JPH11280507A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 火花点火式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11280507A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6739295B1 (en) | 2000-08-17 | 2004-05-25 | Hitachi, Ltd. | Compression ignition internal combustion engine |
| JP2007032402A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Yanmar Co Ltd | 内燃機関の排気ガス環流装置 |
| JP2007085241A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジン |
| JP2007205181A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Honda Motor Co Ltd | 4サイクル内燃機関 |
| JP2009008016A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 火花点火式内燃機関 |
| JP2011153562A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの制御装置 |
| JP2011153553A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Mazda Motor Corp | 過給機付エンジンの制御方法および制御装置 |
| JP2012188949A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Mazda Motor Corp | ガソリンエンジン |
| CN107010803A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-04 | 海若斯(北京)能源环保科技有限公司 | 一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的方法及装置 |
| CN113202628A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | 一种两级式低压缩循环的实现方法、装置及检测方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10086911A patent/JPH11280507A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6739295B1 (en) | 2000-08-17 | 2004-05-25 | Hitachi, Ltd. | Compression ignition internal combustion engine |
| US7089913B2 (en) | 2000-08-17 | 2006-08-15 | Hitachi, Ltd. | Compression ignition internal combustion engine |
| JP2007032402A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Yanmar Co Ltd | 内燃機関の排気ガス環流装置 |
| JP2007085241A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジン |
| JP2007205181A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Honda Motor Co Ltd | 4サイクル内燃機関 |
| JP2009008016A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 火花点火式内燃機関 |
| JP2011153562A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの制御装置 |
| JP2011153553A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Mazda Motor Corp | 過給機付エンジンの制御方法および制御装置 |
| JP2012188949A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Mazda Motor Corp | ガソリンエンジン |
| CN107010803A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-04 | 海若斯(北京)能源环保科技有限公司 | 一种活性污泥真空脱气强化沉降性能的方法及装置 |
| CN113202628A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-03 | 北京理工大学 | 一种两级式低压缩循环的实现方法、装置及检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5224460A (en) | Method of operating an automotive type internal combustion engine | |
| JP4255035B2 (ja) | バルブ開口機会を増やした6サイクル機関 | |
| US7624709B2 (en) | Cao cycles of internal combustion engine with increased expansion ratio, constant-volume combustion, variable compression ratio, and cold start mechanism | |
| JP3936901B2 (ja) | 内燃機関と内燃機関制御方法 | |
| US7819100B2 (en) | Internal combustion engine with intake valves having a variable actuation and a lift profile including a constant lift boot portion | |
| US6557520B2 (en) | Multi-zone combustion chamber and method for combustion control in compression-ignited reciprocating engines | |
| JP4122504B2 (ja) | 内燃機関の排気制御装置 | |
| JP2013510261A (ja) | 可変圧縮比および排気ポートシャッターを有する2ストローク内燃機関およびそのようなエンジンを動作させる方法 | |
| US4532899A (en) | Internal combustion engine fuel-injection system | |
| JP3629879B2 (ja) | 圧縮点火式内燃機関 | |
| JPH03264747A (ja) | 2行程サイクルエンジン | |
| CA2110803A1 (en) | Induction method for a compression-ignition internal combustion engine | |
| WO1985000410A1 (en) | Internal combustion engine | |
| WO1999042713A1 (en) | Method of operating an engine with a mixture of gaseous fuel and emulsified pilot fuel to reduce nitrogen oxide emissions | |
| US20140182544A1 (en) | System and method of improving efficiency of an internal combustion engine | |
| SK182299A3 (en) | Engine | |
| JPH0531659B2 (ja) | ||
| US4320728A (en) | Engine precombustion chamber with provisions for venting thereof and fuel stratification therein | |
| JP4019492B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| JPH11117776A (ja) | 直接噴射式ディーゼルエンジンの吸気装置 | |
| JP2002147241A (ja) | 筒内噴射エンジン | |
| JP3948081B2 (ja) | 火花点火式内燃機関 | |
| EP2683920B1 (en) | Internal combustion engine | |
| JP4591300B2 (ja) | 4サイクル火花点火式エンジン | |
| WO1991010046A1 (en) | Cylindre head for reciprocating endothermic engines provided with at least one valve actuated either for suction or for exhaust |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060928 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070202 |