JPH11294207A - 火花点火式内燃機関 - Google Patents
火花点火式内燃機関Info
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- JPH11294207A JPH11294207A JP10091892A JP9189298A JPH11294207A JP H11294207 A JPH11294207 A JP H11294207A JP 10091892 A JP10091892 A JP 10091892A JP 9189298 A JP9189298 A JP 9189298A JP H11294207 A JPH11294207 A JP H11294207A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- 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
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より積極的な内部ＥＧＲを行えてＮＯx 低減
効果を向上できる火花点火式内燃機関の提供を図る。 【解決手段】 機関の運転状態に応じて吸気行程で一方
の吸気弁２を閉弁状態に維持させて他方の吸気弁３のみ
を開弁させると共に、該他方の吸気弁３の開弁期間にお
いて一方の排気弁６を開弁させ、吸気行程で開弁する吸
気弁数と排気弁数とを１対１とすることによって、より
積極的な内部ＥＧＲを行えてＮＯx の低減を向上するこ
とができる。
効果を向上できる火花点火式内燃機関の提供を図る。 【解決手段】 機関の運転状態に応じて吸気行程で一方
の吸気弁２を閉弁状態に維持させて他方の吸気弁３のみ
を開弁させると共に、該他方の吸気弁３の開弁期間にお
いて一方の排気弁６を開弁させ、吸気行程で開弁する吸
気弁数と排気弁数とを１対１とすることによって、より
積極的な内部ＥＧＲを行えてＮＯx の低減を向上するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は火花点火式内燃機関
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】火花点火式内燃機関の中には、例えば特
開平６−２８０５８１号公報に示されているように、Ｎ
Ｏx の低減を目的として２つの吸気弁が開弁する吸気行
程で２つの排気弁のうち一方の排気弁のみを開弁して、
内部排気還流（以下、内部ＥＧＲと称する）を積極的に
行わせるようにしたものが知られている。
開平６−２８０５８１号公報に示されているように、Ｎ
Ｏx の低減を目的として２つの吸気弁が開弁する吸気行
程で２つの排気弁のうち一方の排気弁のみを開弁して、
内部排気還流（以下、内部ＥＧＲと称する）を積極的に
行わせるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように２つの吸
気弁が開弁する吸気行程で、２つの排気弁のうち一方の
排気弁のみを開弁させて内部ＥＧＲを行わせるため、燃
焼室内に占める内部ＥＧＲの量率が小さく制約されて、
ＮＯx 低減効果に影響を及ぼしてしまうことは否めな
い。
気弁が開弁する吸気行程で、２つの排気弁のうち一方の
排気弁のみを開弁させて内部ＥＧＲを行わせるため、燃
焼室内に占める内部ＥＧＲの量率が小さく制約されて、
ＮＯx 低減効果に影響を及ぼしてしまうことは否めな
い。
【０００４】そこで、本発明は燃焼性を損なうことなく
内部ＥＧＲをより積極的に行うことができて、ＮＯx 低
減効果を向上することができる火花点火式内燃機関を提
供するものである。
内部ＥＧＲをより積極的に行うことができて、ＮＯx 低
減効果を向上することができる火花点火式内燃機関を提
供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、２つの吸気弁と、少くとも１つの排気弁とを備えた
火花点火式内燃機関において、機関の運転状態に応じて
吸気行程で一方の吸気弁を閉弁状態に維持させて他方の
吸気弁のみを開弁させると共に、該他方の吸気弁の開弁
期間において前記１つの排気弁を開弁させるようにした
ことを特徴としている。
は、２つの吸気弁と、少くとも１つの排気弁とを備えた
火花点火式内燃機関において、機関の運転状態に応じて
吸気行程で一方の吸気弁を閉弁状態に維持させて他方の
吸気弁のみを開弁させると共に、該他方の吸気弁の開弁
期間において前記１つの排気弁を開弁させるようにした
ことを特徴としている。
【０００６】請求項２の発明にあっては、２つの吸気弁
と、これら吸気弁と対向的に配置した２つの排気弁とを
備えた火花点火式内燃機関において、機関の運転状態に
応じて吸気行程で一方の吸気弁を閉弁状態に維持させて
他方の吸気弁のみを開弁させると共に、該他方の吸気弁
の開弁期間において少くとも前記排気弁のうちの一方を
開弁させるようにしたことを特徴としている。
と、これら吸気弁と対向的に配置した２つの排気弁とを
備えた火花点火式内燃機関において、機関の運転状態に
応じて吸気行程で一方の吸気弁を閉弁状態に維持させて
他方の吸気弁のみを開弁させると共に、該他方の吸気弁
の開弁期間において少くとも前記排気弁のうちの一方を
開弁させるようにしたことを特徴としている。
【０００７】請求項３の発明にあっては、請求項２に記
載の吸気行程で開弁される他方の吸気弁と一方の排気弁
とが、燃焼室の略中心部に設けた点火プラグを中心に対
角的に配置されていることを特徴としている。
載の吸気行程で開弁される他方の吸気弁と一方の排気弁
とが、燃焼室の略中心部に設けた点火プラグを中心に対
角的に配置されていることを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明にあっては、請求項１〜３
に記載の一方の吸気弁の吸気行程での閉弁維持動作と、
排気弁の吸気行程での開弁動作とが、機関の低，中負荷
領域で行われるようにしたことを特徴としている。
に記載の一方の吸気弁の吸気行程での閉弁維持動作と、
排気弁の吸気行程での開弁動作とが、機関の低，中負荷
領域で行われるようにしたことを特徴としている。
【０００９】請求項５の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の火花点火式内燃機関において、燃焼室の吸気弁
配置側の側部には、燃料を直接燃焼室に噴射する燃料噴
射弁を備え、該燃料噴射弁により他方の吸気弁の開弁に
よって吸入される新気流に向けて燃料を噴射するように
したことを特徴としている。
に記載の火花点火式内燃機関において、燃焼室の吸気弁
配置側の側部には、燃料を直接燃焼室に噴射する燃料噴
射弁を備え、該燃料噴射弁により他方の吸気弁の開弁に
よって吸入される新気流に向けて燃料を噴射するように
したことを特徴としている。
【００１０】請求項６の発明にあっては、請求項５に記
載の火花点火式内燃機関において、機関の低，中負荷領
域では圧縮行程で燃料を噴射し、機関の中，高負荷領域
では吸気行程で燃料を噴射するようにしたことを特徴と
している。
載の火花点火式内燃機関において、機関の低，中負荷領
域では圧縮行程で燃料を噴射し、機関の中，高負荷領域
では吸気行程で燃料を噴射するようにしたことを特徴と
している。
【００１１】
【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、吸
気行程で開弁する吸気弁数と排気弁数とを１対１とする
ことによって燃焼室に占める内部ＥＧＲ量を大幅に拡大
することができ、より積極的な内部ＥＧＲによって筒内
温度が上昇して圧縮自己着火燃焼が促進され、燃焼のピ
ーク温度を下げて全体的な燃焼温度を低下させることが
できることから、燃焼の安定性を損なうことなくＮＯx
の低減効果を一段と向上することができる。
気行程で開弁する吸気弁数と排気弁数とを１対１とする
ことによって燃焼室に占める内部ＥＧＲ量を大幅に拡大
することができ、より積極的な内部ＥＧＲによって筒内
温度が上昇して圧縮自己着火燃焼が促進され、燃焼のピ
ーク温度を下げて全体的な燃焼温度を低下させることが
できることから、燃焼の安定性を損なうことなくＮＯx
の低減効果を一段と向上することができる。
【００１２】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
の発明の効果に加えて、吸気行程で開弁される吸気弁と
排気弁とが、燃焼室中心部の点火プラグを中心に対角配
置されていて、燃焼室内が吸気弁の開弁により吸入され
た新気領域と、排気弁の開弁により吸入された内部ＥＧ
Ｒ領域とに層状化され、内部ＥＧＲ領域から混合気層へ
の着火、火焔伝播が確実に行なわれ燃焼性をより一層向
上することができる。
の発明の効果に加えて、吸気行程で開弁される吸気弁と
排気弁とが、燃焼室中心部の点火プラグを中心に対角配
置されていて、燃焼室内が吸気弁の開弁により吸入され
た新気領域と、排気弁の開弁により吸入された内部ＥＧ
Ｒ領域とに層状化され、内部ＥＧＲ領域から混合気層へ
の着火、火焔伝播が確実に行なわれ燃焼性をより一層向
上することができる。
【００１３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３の発明の効果に加えて、高負荷領域では吸排気弁が
基本的なサイクルのバルブタイミングとなって内部ＥＧ
Ｒを停止するため、高負荷運転に要求される高出力を得
ることができる。
〜３の発明の効果に加えて、高負荷領域では吸排気弁が
基本的なサイクルのバルブタイミングとなって内部ＥＧ
Ｒを停止するため、高負荷運転に要求される高出力を得
ることができる。
【００１４】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、吸気弁の開弁により吸入さ
れる新気流に向けて燃料の筒内噴射を行うため、燃料と
新気との混合が良好に行われて燃焼の安定性を向上する
ことができる。
〜４の発明の効果に加えて、吸気弁の開弁により吸入さ
れる新気流に向けて燃料の筒内噴射を行うため、燃料と
新気との混合が良好に行われて燃焼の安定性を向上する
ことができる。
【００１５】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
の発明の効果に加えて、低，中負荷領域では燃料の圧縮
行程噴射により超稀薄な空燃比での成層燃焼を行えて燃
費および排気エミッションの改善を実現できる一方、
中，高負荷領域では燃料の吸気行程噴射により均質燃焼
を行えて高出力を得ることができる。
の発明の効果に加えて、低，中負荷領域では燃料の圧縮
行程噴射により超稀薄な空燃比での成層燃焼を行えて燃
費および排気エミッションの改善を実現できる一方、
中，高負荷領域では燃料の吸気行程噴射により均質燃焼
を行えて高出力を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
共に詳述する。
【００１７】図１はポート燃料噴射タイプの４サイクル
エンジンにおける燃焼室と吸排気弁および動弁系等との
配置関係を模式的に示す平面図で、燃焼室１には２つの
吸気弁２，３と、２つの排気弁６，７とを対向的に配設
してあり、一側の吸気ポート４，５から吸気して他側の
排気ポート８，９から排気するクロスフローポート構造
としてある。
エンジンにおける燃焼室と吸排気弁および動弁系等との
配置関係を模式的に示す平面図で、燃焼室１には２つの
吸気弁２，３と、２つの排気弁６，７とを対向的に配設
してあり、一側の吸気ポート４，５から吸気して他側の
排気ポート８，９から排気するクロスフローポート構造
としてある。
【００１８】吸気ポート４，５の何れか一方、もしくは
両方には図外の燃料噴射弁を配設してあり、吸気弁２，
３の開弁により吸気ポート４，５から燃焼室１に吸入さ
れた混合気を、該燃焼室１の略中心部に配設した点火プ
ラグ１０により火花点火して燃焼するようにしている。
両方には図外の燃料噴射弁を配設してあり、吸気弁２，
３の開弁により吸気ポート４，５から燃焼室１に吸入さ
れた混合気を、該燃焼室１の略中心部に配設した点火プ
ラグ１０により火花点火して燃焼するようにしている。
【００１９】前記吸気弁２，３は特定の機関運転状態、
具体的には本実施形態では機関の低，中負荷領域におい
て吸気行程でその一方、例えば吸気弁２が閉弁状態に維
持されたままとなり、他方の吸気弁３のみが開弁するよ
うになっている。
具体的には本実施形態では機関の低，中負荷領域におい
て吸気行程でその一方、例えば吸気弁２が閉弁状態に維
持されたままとなり、他方の吸気弁３のみが開弁するよ
うになっている。
【００２０】また、排気弁６，７は前記特定の機関運転
状態では、一方の排気弁、例えば前記吸気行程で開弁す
る他方の吸気弁３と燃焼室中心部の点火プラグ１０を中
心として対角配置された排気弁６のみが、該他方の吸気
弁３の開弁期間において開弁するようになっている。
状態では、一方の排気弁、例えば前記吸気行程で開弁す
る他方の吸気弁３と燃焼室中心部の点火プラグ１０を中
心として対角配置された排気弁６のみが、該他方の吸気
弁３の開弁期間において開弁するようになっている。
【００２１】これら吸気弁２および排気弁６はそれぞれ
可変動弁機構１１，１９によって作動される。
可変動弁機構１１，１９によって作動される。
【００２２】吸気側可変動弁機構１１のカムシャフト１
２には吸気弁２を開閉する２つのカム１３，１４と、吸
気弁３を開閉する１つのカム１５とを設けてある。
２には吸気弁２を開閉する２つのカム１３，１４と、吸
気弁３を開閉する１つのカム１５とを設けてある。
【００２３】カム１３，１４は図２に示すようにそれぞ
れロッカアーム１６，１７に当接し、吸気弁２はその直
上のカム１４に対応したロッカアーム１７により開閉さ
れる。
れロッカアーム１６，１７に当接し、吸気弁２はその直
上のカム１４に対応したロッカアーム１７により開閉さ
れる。
【００２４】ロッカアーム１６，１７はピストン１８
ａ，リターンスプリング１８ｂを備えたクラッチ機構１
８により接離される。
ａ，リターンスプリング１８ｂを備えたクラッチ機構１
８により接離される。
【００２５】ピストン１８ａの背部には高負荷時に図２
の（ロ）に示すように油圧が導入され、該ピストン１８
ａがリターンスプリング１８ｂのばね力に抗して進出し
てロッカアーム１６，１７を接続して、カム１５と同一
のプロフィルおよび作動角のカム１３により吸気弁２を
他方の吸気弁３と同期して開閉させ、低，中負荷時には
ピストン１８ａへの油圧が解除されて図２の（イ）に示
すようにピストン１８ａがリターンスプリング１８ｂの
ばね力で後退し、ロッカアーム１６，１７を切り離して
カム１３によるロッカアーム１６の動きを空振りさせ、
カム１４によって吸気行程で吸気弁２を閉弁状態に維持
させる。
の（ロ）に示すように油圧が導入され、該ピストン１８
ａがリターンスプリング１８ｂのばね力に抗して進出し
てロッカアーム１６，１７を接続して、カム１５と同一
のプロフィルおよび作動角のカム１３により吸気弁２を
他方の吸気弁３と同期して開閉させ、低，中負荷時には
ピストン１８ａへの油圧が解除されて図２の（イ）に示
すようにピストン１８ａがリターンスプリング１８ｂの
ばね力で後退し、ロッカアーム１６，１７を切り離して
カム１３によるロッカアーム１６の動きを空振りさせ、
カム１４によって吸気行程で吸気弁２を閉弁状態に維持
させる。
【００２６】即ち、一方の吸気弁２は図４に示すように
吸気行程で開弁する他方の吸気弁３に対して、低，中負
荷時には吸気行程で閉弁状態を維持し、高負荷時には吸
気行程で他方の吸気弁３と同期的に開弁するバルブタイ
ミングに切り換え制御される。
吸気行程で開弁する他方の吸気弁３に対して、低，中負
荷時には吸気行程で閉弁状態を維持し、高負荷時には吸
気行程で他方の吸気弁３と同期的に開弁するバルブタイ
ミングに切り換え制御される。
【００２７】排気側可変動弁機構１９のカムシャフト２
０には排気弁６を開閉する２つのカム２１，２２と、排
気弁７を開閉する１つのカム２３とを設けてある。
０には排気弁６を開閉する２つのカム２１，２２と、排
気弁７を開閉する１つのカム２３とを設けてある。
【００２８】カム２１，２２は図３に示すようにそれぞ
れロッカアーム２４，２５に当接し、排気弁６はその直
上のカム２２に対応したロッカアーム２５により開閉さ
れる。
れロッカアーム２４，２５に当接し、排気弁６はその直
上のカム２２に対応したロッカアーム２５により開閉さ
れる。
【００２９】ロッカアーム２４，２５はピストン２６
ａ，リターンスプリング２６ｂを備えたクラッチ機構２
６により接離される。
ａ，リターンスプリング２６ｂを備えたクラッチ機構２
６により接離される。
【００３０】ピストン２６ａの背部には低，中負荷時に
図３の（イ）に示すように油圧が導入され、該ピストン
２６ａがリターンスプリング２６ｂのばね力に抗して進
出してロッカアーム２４，２５を接続し、前記他方の吸
気弁３の開弁期間においてカム２１により排気弁６を開
弁させ、高負荷時にはピストン２６ａへの油圧が解除さ
れて図３の（ロ）に示すようにピストン２６ａがリター
ンスプリング２６ｂのばね力で後退し、ロッカアーム２
４，２５を切り離してカム２１によるロッカアーム２４
の動きを空振りさせ、カム２３と同一のプロフィルおよ
び作動角のカム２２により該排気弁６を他方の排気弁７
と同期して開閉させる。
図３の（イ）に示すように油圧が導入され、該ピストン
２６ａがリターンスプリング２６ｂのばね力に抗して進
出してロッカアーム２４，２５を接続し、前記他方の吸
気弁３の開弁期間においてカム２１により排気弁６を開
弁させ、高負荷時にはピストン２６ａへの油圧が解除さ
れて図３の（ロ）に示すようにピストン２６ａがリター
ンスプリング２６ｂのばね力で後退し、ロッカアーム２
４，２５を切り離してカム２１によるロッカアーム２４
の動きを空振りさせ、カム２３と同一のプロフィルおよ
び作動角のカム２２により該排気弁６を他方の排気弁７
と同期して開閉させる。
【００３１】即ち、一方の排気弁６は図４に示すように
排気行程で他方の排気弁７と同期的に開弁する他、低，
中負荷運転時にのみ、吸気行程で開弁する前記他方の吸
気弁３の開弁期間においても開弁するバルブタイミング
に切り換え制御される。
排気行程で他方の排気弁７と同期的に開弁する他、低，
中負荷運転時にのみ、吸気行程で開弁する前記他方の吸
気弁３の開弁期間においても開弁するバルブタイミング
に切り換え制御される。
【００３２】図５は前記他方の吸気弁３の開弁期間と筒
内圧力との関係を示しており、吸気弁３の開弁期間の前
半、中でも吸気行程の前半で燃焼室１内の負圧値が急激
に大きくなり、吸気行程の後半では該負圧値が徐々に小
さくなる。
内圧力との関係を示しており、吸気弁３の開弁期間の前
半、中でも吸気行程の前半で燃焼室１内の負圧値が急激
に大きくなり、吸気行程の後半では該負圧値が徐々に小
さくなる。
【００３３】従って、前記一方の排気弁６の開弁期間に
関しては、吸気弁３の吸気行程全域に亘って開弁させて
もよいが、燃料の混合，気化の促進および筒内温度上昇
の観点から、大きな筒内ガス流動が得られ、かつ、排気
行程直後の高温排気の吸入が可能な吸気行程の略前半部
を排気弁６の開弁期間とすることが望ましい。
関しては、吸気弁３の吸気行程全域に亘って開弁させて
もよいが、燃料の混合，気化の促進および筒内温度上昇
の観点から、大きな筒内ガス流動が得られ、かつ、排気
行程直後の高温排気の吸入が可能な吸気行程の略前半部
を排気弁６の開弁期間とすることが望ましい。
【００３４】以上の実施形態の構造によれば、機関の
低，中負荷領域では、吸気行程で２つの吸気弁２，３の
うち一方の吸気弁２を閉弁状態に維持させて他方の吸気
弁３のみを開弁させると共に、２つの排気弁６，７のう
ち一方の排気弁６を前記他方の吸気弁３の開弁期間にお
いて開弁させて内部ＥＧＲを行わせるようにしてあっ
て、吸気行程で開弁する吸気弁数と排気弁数とを１対１
とすることにより燃焼室１内に占める内部ＥＧＲ量を大
幅に拡大することができる。
低，中負荷領域では、吸気行程で２つの吸気弁２，３の
うち一方の吸気弁２を閉弁状態に維持させて他方の吸気
弁３のみを開弁させると共に、２つの排気弁６，７のう
ち一方の排気弁６を前記他方の吸気弁３の開弁期間にお
いて開弁させて内部ＥＧＲを行わせるようにしてあっ
て、吸気行程で開弁する吸気弁数と排気弁数とを１対１
とすることにより燃焼室１内に占める内部ＥＧＲ量を大
幅に拡大することができる。
【００３５】このように、より積極的な内部ＥＧＲを行
えることによって筒内温度が上昇して、図６に示すよう
に低負荷から中負荷に至る運転域（２０％負荷〜５０％
負荷域）では圧縮自己着火燃焼が促進され、燃焼のピー
ク温度を下げて全体的な燃焼温度を低下させることがで
き、この結果、燃焼の安定性を損なうことなくＮＯxの
低減効果を一段と向上することができる。
えることによって筒内温度が上昇して、図６に示すよう
に低負荷から中負荷に至る運転域（２０％負荷〜５０％
負荷域）では圧縮自己着火燃焼が促進され、燃焼のピー
ク温度を下げて全体的な燃焼温度を低下させることがで
き、この結果、燃焼の安定性を損なうことなくＮＯxの
低減効果を一段と向上することができる。
【００３６】特に、前述のように吸気行程で開弁される
吸気弁３と排気弁６とは、燃焼室１の中心部の点火プラ
グ１０を中心として対角配置してあるため、図１に示す
ように燃焼室１内が吸気弁３の開弁により吸入された新
気領域と、排気弁６の開弁により吸入された内部ＥＧＲ
領域とに層状化され、内部ＥＧＲ領域から混合気層への
着火、火焔伝播が確実に行なわれ燃焼性をより一層向上
することができる。
吸気弁３と排気弁６とは、燃焼室１の中心部の点火プラ
グ１０を中心として対角配置してあるため、図１に示す
ように燃焼室１内が吸気弁３の開弁により吸入された新
気領域と、排気弁６の開弁により吸入された内部ＥＧＲ
領域とに層状化され、内部ＥＧＲ領域から混合気層への
着火、火焔伝播が確実に行なわれ燃焼性をより一層向上
することができる。
【００３７】一方、高負荷領域では吸気弁２，３および
排気弁６，７は基本的な４サイクルに応じたバルブタイ
ミングに戻されて内部ＥＧＲが停止されると共に、図６
に示すように点火プラグ１０による火花着火燃焼が行わ
れるようになるから、高負荷運転に要求される高出力を
得ることができる。
排気弁６，７は基本的な４サイクルに応じたバルブタイ
ミングに戻されて内部ＥＧＲが停止されると共に、図６
に示すように点火プラグ１０による火花着火燃焼が行わ
れるようになるから、高負荷運転に要求される高出力を
得ることができる。
【００３８】図７，８は本発明を筒内噴射式火花点火機
関に適用したもので、燃焼室１の吸気弁２，３を配置し
た側の側部には、これら吸気弁２，３の中間部近傍位置
に燃料噴射弁２７を配設して、該燃料噴射弁２７により
燃料を直接燃焼室１内に噴射させるようにしてあり、他
の構成については前記第１実施形態とほぼ同様である。
関に適用したもので、燃焼室１の吸気弁２，３を配置し
た側の側部には、これら吸気弁２，３の中間部近傍位置
に燃料噴射弁２７を配設して、該燃料噴射弁２７により
燃料を直接燃焼室１内に噴射させるようにしてあり、他
の構成については前記第１実施形態とほぼ同様である。
【００３９】この燃料噴射弁２７は、前記吸気弁２，３
のうち吸気行程で常に開弁する他方の吸気弁３の開弁に
よって吸入される新気流に向けて燃料を噴射し得る角度
で装着してある。
のうち吸気行程で常に開弁する他方の吸気弁３の開弁に
よって吸入される新気流に向けて燃料を噴射し得る角度
で装着してある。
【００４０】また、この実施形態では図８に示すように
ピストン２８の冠面には、吸気弁３の配設位置に対応し
て偏寄った部分にキャビティ燃焼室２９を設けて、成層
燃焼を良好に行わせるようにしてある。
ピストン２８の冠面には、吸気弁３の配設位置に対応し
て偏寄った部分にキャビティ燃焼室２９を設けて、成層
燃焼を良好に行わせるようにしてある。
【００４１】この筒内噴射式内燃機関では、基本的には
例えば図１０に示すように、アイドル運転から３０〜３
５％負荷の低，中負荷運転域では、圧縮行程の途中で燃
料噴射弁２７より燃焼室１内に燃料を噴射させて成層燃
焼運転を行わせ、３０〜３５％負荷以上の中，高負荷運
転域では、吸気行程中に前記燃料噴射を行わせて均質燃
焼運転するようにしてあるが、機関冷間時やノック発生
時にも均質燃焼運転を行わせて燃焼の安定性が図られ
る。
例えば図１０に示すように、アイドル運転から３０〜３
５％負荷の低，中負荷運転域では、圧縮行程の途中で燃
料噴射弁２７より燃焼室１内に燃料を噴射させて成層燃
焼運転を行わせ、３０〜３５％負荷以上の中，高負荷運
転域では、吸気行程中に前記燃料噴射を行わせて均質燃
焼運転するようにしてあるが、機関冷間時やノック発生
時にも均質燃焼運転を行わせて燃焼の安定性が図られ
る。
【００４２】図９は前記各運転域における噴霧燃料と内
部ＥＧＲの挙動を模式的に示したもので、同図の（イ）
はアイドル運転から３０〜３５％負荷の低，中負荷運転
域で成層燃焼運転を行った状態を示し、圧縮行程で噴射
された燃料はキャビティ燃焼室２９に受け止められ、点
火プラグ１０周りにのみ濃い空燃比の混合気を形成でき
て、全体的な空燃比が超稀薄な混合気での成層燃焼を安
定して行わせることができる。
部ＥＧＲの挙動を模式的に示したもので、同図の（イ）
はアイドル運転から３０〜３５％負荷の低，中負荷運転
域で成層燃焼運転を行った状態を示し、圧縮行程で噴射
された燃料はキャビティ燃焼室２９に受け止められ、点
火プラグ１０周りにのみ濃い空燃比の混合気を形成でき
て、全体的な空燃比が超稀薄な混合気での成層燃焼を安
定して行わせることができる。
【００４３】この運転域では吸気弁２が閉弁状態にあっ
て吸気弁３のみが開弁すると共に、該吸気弁３の開弁期
間において一方の排気弁６が開弁して内部ＥＧＲが積極
的に行われて燃焼室１内には新気領域と内部ＥＧＲ領域
とが層状化され、自己着火燃焼が促進される。
て吸気弁３のみが開弁すると共に、該吸気弁３の開弁期
間において一方の排気弁６が開弁して内部ＥＧＲが積極
的に行われて燃焼室１内には新気領域と内部ＥＧＲ領域
とが層状化され、自己着火燃焼が促進される。
【００４４】同図の（ロ）は３０〜３５％負荷以上の
中，高負荷運転域で均質燃焼運転を行った状態を示し、
吸気行程で噴射された燃料は燃焼室１内で混合と気化が
促進されて均質化され、比較的濃い空燃比での均質燃焼
を行って高出力化が図られる。
中，高負荷運転域で均質燃焼運転を行った状態を示し、
吸気行程で噴射された燃料は燃焼室１内で混合と気化が
促進されて均質化され、比較的濃い空燃比での均質燃焼
を行って高出力化が図られる。
【００４５】この運転域でも例えば５０％未満の負荷域
では前述と同様に吸気弁２が閉弁状態にあって吸気弁３
のみが開弁すると共に、該吸気弁３の開弁期間において
一方の排気弁６が開弁して内部ＥＧＲが積極的に行われ
て燃焼室１内には新気領域と内部ＥＧＲ領域とが層状化
され、自己着火燃焼が促進される。
では前述と同様に吸気弁２が閉弁状態にあって吸気弁３
のみが開弁すると共に、該吸気弁３の開弁期間において
一方の排気弁６が開弁して内部ＥＧＲが積極的に行われ
て燃焼室１内には新気領域と内部ＥＧＲ領域とが層状化
され、自己着火燃焼が促進される。
【００４６】同図の（ハ）は５０％負荷以上の高負荷運
転域で均質燃焼運転を行った状態を示し、この運転域で
は吸気弁２，３および排気弁６，７は基本的な４サイク
ルに対応したバルブタイミングに戻されて内部ＥＧＲが
停止されると共に、点火プラグ１０による火花着火燃焼
が行われて、高負荷運転に要求される高出力化が図られ
る。
転域で均質燃焼運転を行った状態を示し、この運転域で
は吸気弁２，３および排気弁６，７は基本的な４サイク
ルに対応したバルブタイミングに戻されて内部ＥＧＲが
停止されると共に、点火プラグ１０による火花着火燃焼
が行われて、高負荷運転に要求される高出力化が図られ
る。
【００４７】従って、この第２実施形態の構造によれば
前記第１実施形態の効果に加えて、機関の低，中負荷領
域では燃料の圧縮行程噴射により超稀薄な空燃比での成
層燃焼を行えて燃費および排気エミッションを改善でき
る一方、中，高負荷領域では燃料の吸気行程噴射により
均質燃焼を行えて高出力を得ることができることは勿
論、この吸気行程噴射による均質燃焼運転域の中でも、
前述のように吸気行程で一方の吸気弁２を閉弁状態に維
持して他方の吸気弁３のみを開弁させると共に、一方の
排気弁６を開弁させて内部ＥＧＲを積極的に行う運転域
では、前記他方の吸気弁３の開弁により吸入される新気
流に向けて燃料の筒内噴射を行うため、燃料と新気との
混合が良好に行われて燃焼の安定性を向上することがで
きる。
前記第１実施形態の効果に加えて、機関の低，中負荷領
域では燃料の圧縮行程噴射により超稀薄な空燃比での成
層燃焼を行えて燃費および排気エミッションを改善でき
る一方、中，高負荷領域では燃料の吸気行程噴射により
均質燃焼を行えて高出力を得ることができることは勿
論、この吸気行程噴射による均質燃焼運転域の中でも、
前述のように吸気行程で一方の吸気弁２を閉弁状態に維
持して他方の吸気弁３のみを開弁させると共に、一方の
排気弁６を開弁させて内部ＥＧＲを積極的に行う運転域
では、前記他方の吸気弁３の開弁により吸入される新気
流に向けて燃料の筒内噴射を行うため、燃料と新気との
混合が良好に行われて燃焼の安定性を向上することがで
きる。
【００４８】なお、前記各実施形態では吸気行程で一方
の排気弁６のみを開弁させるようにしているが、場合に
よって２つの排気弁６，７を吸気弁３の開弁期間におい
て所要の期間同時もしくは多段階的に開弁させて積極的
な内部ＥＧＲを行わせることもできる。
の排気弁６のみを開弁させるようにしているが、場合に
よって２つの排気弁６，７を吸気弁３の開弁期間におい
て所要の期間同時もしくは多段階的に開弁させて積極的
な内部ＥＧＲを行わせることもできる。
【００４９】更に、排気弁数は２つに限ることはなく、
１つ又は３つ以上備えたものであってもよい。
１つ又は３つ以上備えたものであってもよい。
【図１】本発明の第１実施形態を模式的に示す平面図。
【図２】本発明の第１実施形態における吸気側可変動弁
機構を示し、（イ）は低，中負荷時を、（ロ）は高負荷
時を示す。
機構を示し、（イ）は低，中負荷時を、（ロ）は高負荷
時を示す。
【図３】本発明の第１実施形態における排気側可変動弁
機構を示し、（イ）は低，中負荷時を、（ロ）は高負荷
時を示す。
機構を示し、（イ）は低，中負荷時を、（ロ）は高負荷
時を示す。
【図４】本発明の第１実施形態における吸排気弁のバル
ブタイミングを示す説明図。
ブタイミングを示す説明図。
【図５】本発明の第１実施形態における吸気弁の開弁期
間と筒内圧力との関係を示す説明図。
間と筒内圧力との関係を示す説明図。
【図６】本発明の第１実施形態における機関運転状態と
燃焼状態との関係を示す説明図。
燃焼状態との関係を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施形態を模式的に示す平面図。
【図８】本発明の第２実施形態におけるピストン冠面と
燃料噴射弁の配置関係を示す平面図。
燃料噴射弁の配置関係を示す平面図。
【図９】本発明の第２実施形態における機関運転状態の
変化と噴霧燃料および内部ＥＧＲの挙動とを示す説明
図。
変化と噴霧燃料および内部ＥＧＲの挙動とを示す説明
図。
【図１０】本発明の第２実施形態における機関運転状態
と燃焼状態との関係を示す説明図。
と燃焼状態との関係を示す説明図。
１ 燃焼室 ２，３ 吸気弁 ６，７ 排気弁 １０ 点火プラグ ２７ 燃料噴射弁
Claims (6)
- 【請求項１】 ２つの吸気弁と、少くとも１つの排気弁
とを備えた火花点火式内燃機関において、機関の運転状
態に応じて吸気行程で一方の吸気弁を閉弁状態に維持さ
せて他方の吸気弁のみを開弁させると共に、該他方の吸
気弁の開弁期間において前記１つの排気弁を開弁させる
ようにしたことを特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項２】 ２つの吸気弁と、これら吸気弁と対向的
に配置した２つの排気弁とを備えた火花点火式内燃機関
において、機関の運転状態に応じて吸気行程で一方の吸
気弁を閉弁状態に維持させて他方の吸気弁のみを開弁さ
せると共に、該他方の吸気弁の開弁期間において少くと
も前記排気弁のうちの一方を開弁させるようにしたこと
を特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項３】 吸気行程で開弁される他方の吸気弁と一
方の排気弁とが、燃焼室の略中心部に設けた点火プラグ
を中心に対角的に配置されていることを特徴とする請求
項２に記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項４】 一方の吸気弁の吸気行程での閉弁維持動
作と、排気弁の吸気行程での開弁動作とが、機関の低，
中負荷領域で行われるようにしたことを特徴とする請求
項１〜３の何れかに記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項５】 燃焼室の吸気弁配置側の側部に燃料を直
接燃焼室に噴射する燃料噴射弁を備え、該燃料噴射弁に
より他方の吸気弁の開弁によって吸入される新気流に向
けて燃料を噴射するようにしたことを特徴とする請求項
１〜４の何れかに記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項６】 機関の低，中負荷領域では圧縮行程で燃
料を噴射し、機関の中，高負荷領域では吸気行程で燃料
を噴射するようにしたことを特徴とする請求項５に記載
の火花点火式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09189298A JP4164894B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 火花点火式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09189298A JP4164894B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 火花点火式内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294207A true JPH11294207A (ja) | 1999-10-26 |
| JP4164894B2 JP4164894B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=14039222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09189298A Expired - Fee Related JP4164894B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 火花点火式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4164894B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502541B2 (en) | 2001-02-21 | 2003-01-07 | Hitachi, Ltd. | Control system for direct fuel injection engine |
| JP2007056701A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Mazda Motor Corp | 火花点火式４サイクルエンジン |
| JP2008008242A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Honda Motor Co Ltd | 圧縮自己着火内燃機関の制御方法 |
| CN102322360A (zh) * | 2011-05-24 | 2012-01-18 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种缸内直喷汽油机及其控制方法 |
| JP2016180328A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | マツダ株式会社 | 直噴エンジンの燃料噴射制御装置 |
| JP2017180361A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09189298A patent/JP4164894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502541B2 (en) | 2001-02-21 | 2003-01-07 | Hitachi, Ltd. | Control system for direct fuel injection engine |
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| CN107429619A (zh) * | 2015-03-23 | 2017-12-01 | 马自达汽车株式会社 | 直喷发动机的燃料喷射控制装置 |
| US10480438B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-11-19 | Mazda Motor Corporation | Fuel injection control device for direct injection engine |
| CN107429619B (zh) * | 2015-03-23 | 2020-08-18 | 马自达汽车株式会社 | 直喷发动机的燃料喷射控制装置 |
| JP2017180361A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4164894B2 (ja) | 2008-10-15 |
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