JPH11343887A - 制御された自己着火燃焼方法および燃焼方法に関連する、シリンダと専用の弁との間に移送管路を備えた４ストロ―クエンジン - Google Patents

制御された自己着火燃焼方法および燃焼方法に関連する、シリンダと専用の弁との間に移送管路を備えた４ストロ―クエンジン

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JPH11343887A
JPH11343887A JP11120181A JP12018199A JPH11343887A JP H11343887 A JPH11343887 A JP H11343887A JP 11120181 A JP11120181 A JP 11120181A JP 12018199 A JP12018199 A JP 12018199A JP H11343887 A JPH11343887 A JP H11343887A
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cylinder
internal combustion
combustion engine
gas
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Jean-Charles Dabadie
ダヴァディ ジャン−シャール
Jacques Lavy
ラヴィー ジャック
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室内での既燃ガスの成層化を容易に実行
しかつ最も容易化させる。 【解決手段】 本発明は、少なくとも第１の吸気手段２
と少なくとも第１の排気手段５とを各々が有する複数の
シリンダ１を含む４ストロークエンジンにおける、制御
された自己着火燃焼方法に関する。本発明による方法
は、部分負荷動作中に、各シリンダ１の少なくとも１つ
の特定のポート４と適切な移送手段５とを介して、排気
ガスを排気相にあるシリンダから吸気相にある他のシリ
ンダへ移送することにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御された自己着
火の４ストローク内燃エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】制御された自己着火は、２ストロークエ
ンジンにおいて良く知られている現象である。この燃焼
方式は、排出ガスに関して、炭化水素および窒素酸化物
の排出が著しく低下されるという利点を有する。さら
に、サイクルの著しい規則性が自己着火燃焼中に達成さ
れる。
【０００３】自己着火は、燃焼後に燃焼室に残っている
残留既燃ガスによって燃焼を開始させることを可能にす
る現象である。
【０００４】自己着火は、残留ガスの量を制御すること
と、残留ガスを（未燃焼の）新鮮なガスと混合すること
とにより達成される。残留ガス（高温既燃ガス）は、温
度と活性種（ラジカル）の存在との組合せによって新鮮
なガスの燃焼を開始する。
【０００５】２ストロークエンジンでは、燃焼において
残留ガスは「本質的」に存在する。実際、エンジンの負
荷が減少すると、新鮮なガスの量は減少し、これは残留
ガス（前の行程、すなわちシリンダがまだ掃気されてい
ない行程からの既燃ガス）の量が増加することにつなが
る。このように、２ストロークエンジンは、部分負荷時
の既燃ガスの内部再循環（すなわち内部排気ガス再循環
（ＥＧＲ））によって作動する。しかしながら、この内
部ＥＧＲの存在は、所望の自己着火作動を得るためには
十分でない。また、研究報告により、内部ＥＧＲと新鮮
なガスとの間の調和が制御されかつ制限されなくてはな
らないことが示されている。
【０００６】４ストロークエンジンに適用された、制御
された自己着火技術は、非常に稀薄な混合気を用いて、
非常に低い燃料／空気比でかつ極めて低い窒素酸化物の
排出でエンジンを運転させることを可能にするため、特
に興味深い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術は、制御された自己着火を４ストロークエンジンにお
いて達成するために、エンジンの圧縮比をかなり増加さ
せること（高負荷でのノッキングの問題を伴う）、収容
された新鮮なガスをかなり熱すること（数百℃）、また
はこれらの２つの現象を組み合わせることが必要である
限りにおいて、かなりの技術的な困難に直面する。
【０００８】４ストロークエンジンの圧力および温度レ
ベルの必要条件を低下させることを可能にする解決策
は、好適な添加剤を燃料に加えることによって部分的に
もたらされうる。仏国特許出願第２，７３８，５９４号
は、このタイプの解決策を例示している。
【０００９】４ストロークエンジン用に、部分負荷時の
ポンプ損失を低減するために可変分布調節装置を吸気に
おけるノンリターンシステムと組み合わせることが、例
えば国際特許出願第９３／１６，２７６号によりよく知
られている。そして、この解決策は、吸気スロットルが
可能な限り広く開く動作を可能にする。
【００１０】本出願人による仏国特許出願第９７／０
２，８２２号は、４ストロークエンジンにおいて自己着
火を制御する方法を記載している。より詳細には、この
文献は、部分負荷時に、燃焼室内に閉じこめられる新鮮
なガスと既燃ガスとの混合を、排気の終了を可能な限り
遅らせることにより最小化することを推奨している。こ
れは、燃焼室内においてガスを成層化させることを可能
にする「内部」再循環である。
【００１１】本出願人による仏国特許出願第９７／１
１，２７９号もまた、自己着火燃焼を制御しかつ容易に
するために、部分負荷時に、燃焼室内に含まれる新鮮な
ガスと既燃ガスとの混合を最小化することを目的として
いる。しかしながら、この先行技術は、既燃ガスを、排
気管から吸気管へ、燃焼室のちょうど上流にある空気供
給管路に開口している特定の管路の開口部を介して移送
することを提案している。新鮮な空気と燃料との各供給
物が、別々にかつ遅れて第２の管路を介して導入され
る。これらの供給物の連続する供給は、このようにして
なされる。
【００１２】しかしながら、この解決策は、燃焼室に入
る前に、問題を生じうる既燃ガスの実質的な稀釈を空気
によって引き起こす。
【００１３】本発明は、多気筒４ストロークエンジンで
の極めて簡素でかつ確実な制御された自己着火におい
て、燃焼室内での既燃ガスの成層化を容易に実行しかつ
最も容易化させることを目的とする。さらに、本発明に
よれば、既燃ガスは自発燃焼に有利な温度に保たれる。
【００１４】したがって、本発明の目的は、少なくとも
第１の吸気手段と少なくとも第１の排気手段とを各々が
有する複数のシリンダを含む４ストローク内燃エンジン
における、制御された自己着火燃焼方法にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記の
方法は、部分負荷動作中に、各シリンダの少なくとも１
つの特定のポートと適切な移送手段とを介して、排気ガ
スを排気相にあるシリンダから吸気相にある他のシリン
ダへ移送することにある。
【００１６】本発明による方法は、さらに、第１の排気
手段と特定の手段との間の排気ガスの流量の分配を制御
することにある。
【００１７】さらに、該方法は、自己着火をさらに向上
させるために、前記の適切な移送手段に移送された排気
ガスを断熱および／または加熱することにあってもよ
い。
【００１８】さらに、部分負荷時に、特定のポートが、
第１の排気手段の開放時の近くで開き、第１の吸気手段
の閉鎖時の近くで閉じる。
【００１９】本発明の一実施態様によれば、共通の管路
が排気ガスの移送に使用される。
【００２０】より詳細には、全負荷時および高負荷時
に、共通の管路と少なくともいくつかの特定のポートと
が、供給物を導入するためにまたは排気ガスを放出する
ために用いられる。
【００２１】本発明の他の実施態様によれば、シリンダ
を２つずつ接続する１組の管路が、シリンダ間の排気ガ
スの移送に用いられる。
【００２２】本発明は、また、制御された自己着火原理
で作動し、かつ、少なくとも第１の吸気手段と少なくと
も第１の排気手段とを各々が有する複数のシリンダを含
む４ストローク内燃エンジンに関する。
【００２３】本発明によれば、各々のシリンダは、関連
づけられた移送手段と同じように、部分負荷動作時に、
排気相にあるシリンダから吸気相にある他のシリンダへ
の排気ガスの通行を可能にする少なくとも１つの特定の
手段をさらに有する。
【００２４】本発明の範囲から逸脱せずに、移送手段の
断熱および／または加熱のための手段を備えることも可
能である。
【００２５】該エンジンは、また、部分負荷時に第１の
排気手段と特定の手段との間の排気ガスを分配する手段
を有するのが有利である。
【００２６】排気ガス分配手段は、第１の排気手段の近
傍に配置された第１のスロットル手段および特定のガス
移送手段の近くに配置された第２のスロットル手段のい
ずれか一方、または、これらのスロットル手段の両方を
有することが可能である。
【００２７】一実施態様によれば、前記の移送手段は、
各々の特定のポート内に開口する共通の管路を有する。
【００２８】前記の共通の管路は、また、ガス流量制御
手段を備えた管路が開口するポートを有するのが有利で
ある。
【００２９】本発明の他の実施態様によれば、移送手段
は、シリンダを２つずつ接続する１組の管路を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【００３１】図１は、４つのシリンダ１を有する場合の
エンジンを示す。実際には、本発明は、少なくとも２つ
のシリンダを有する全てのエンジンに適用される。
【００３２】各シリンダ１は、少なくとも第１の供給物
吸気手段２を有している。用語「供給物吸気手段２」
は、関連づけられた弁を備えた吸気ポートを指す。
【００３３】また、各シリンダは、従来と同様に排気ポ
ートと関連づけられた弁とから成る第１の排気手段３を
有している。
【００３４】加えて、各シリンダ１は、排気ガス移送管
路が内部に開口している特定のポート４を有している。
弁は特定のポート４と協働する。
【００３５】各シリンダにおいて、第１のスロットル手
段６が第１の排気手段３の近傍に配置され、一方、第２
のスロットル手段７が特定のポート４の近傍に配置され
ている。各スロットル手段６，７の開放を適切にかつ調
和させて制御することによって、従来の排気弁３と特定
のポート４との間のガス流量を調節し分配することが可
能になる。
【００３６】本発明の範囲から逸脱せずに、単一のスロ
ットル手段を備えることも可能である。
【００３７】各シリンダは、このように、弁と協働する
少なくとも１つの特定のポート４を有している。各シリ
ンダは複数の特定のポート４を有することも可能であ
る。これは、吸気手段および排気手段についても同じで
ある。
【００３８】ポート４は移送手段に接続され、排気ガス
または他の流体は、あるシリンダから他のシリンダに移
送されるときにポート４を通過することができる。
【００３９】より詳細には、部分負荷時に、排気ガス
は、排気相にあるシリンダから吸気相にある他のシリン
ダに移送される。
【００４０】次表は、４ストロークエンジンの１サイク
ル中に達成される移送を示す。
【００４１】
【表１】 言い換えると、２つに分かれる移送パイプは所与のシリ
ンダの特定のポート４を始端とし、第１のパイプは、相
が遅れているシリンダのポート４で終端して所与のシリ
ンダから相が遅れているシリンダへの移送を可能にし、
第２のパイプは、相が進んでいるシリンダで終端して相
が進んでいるシリンダから所与のシリンダへの排気ガス
の移送を可能にする。
【００４２】シリンダがそれぞれ複数の特定のポート４
を有しているとすると、相が遅れているシリンダと接続
されるパイプは少なくとも１つの特定のポートで終端
し、相が進んでいるシリンダと接続されるパイプは少な
くとも１つの他の特定のポートで終端する。
【００４３】所与のシリンダにおける弁の持ち上がりの
規則は、図２の規則であってもよい。排気弁３は曲線Ｅ
を辿り、吸気弁２は曲線Ａを辿り、特定の弁は曲線Ｅ’
を辿り、すなわち、特定の弁は、排気弁と同時に開き、
吸気弁が閉じるときにのみ閉じる。これにより、本発明
によるシリンダ間の移送が達成される。
【００４４】図１または図３に示された本発明の一実施
形態によれば、移送手段は各特定のポート４に開口する
共通の管路５を有している。
【００４５】シリンダを２つずつ接続する１組の管路の
ような移送手段は、例えば４ストロークエンジンが、本
発明の範囲から逸脱せずにもたらされることもできる、
上記の表に示された移送を達成することを可能にする。
【００４６】移送パイプ５は、例えばセラミック８によ
って有利なことに断熱できる。移送パイプ５は、また、
特定の手段８’によって加熱することも可能である。し
たがって、移送パイプ５を流れるガスは、シリンダに到
達するときに熱量を失わず、熱量をさらに増しうる。再
循環されたガスの温度が自己着火を容易にする重要なパ
ラメータであることは周知であるので、自己着火はこの
ように改善される。
【００４７】図３は、共通のパイプ５内に開口している
パイプ９が追加されている点において図１の実施形態と
異なる、本発明の他の実施形態を図式化したものであ
る。スロットル手段１０は、パイプ９の、共通のパイプ
５内に開口している領域の近傍に備えられることが好ま
しい。
【００４８】部分負荷時において、本システムは上述の
ように作動する。全負荷時において、弁４の持ち上がり
の推移は、手段１０が開放状態のときの吸気弁の持ち上
がりの推移（図２の曲線Ａ）となることが可能であり、
これによりシリンダの最適な充填が確実にされる。
【００４９】全負荷時において、弁４の持ち上がりの推
移は、エンジンを最適に空にすることを確実にするため
に、手段１０が開放位置の状態のときの排気弁の持ち上
がりの推移（図２の曲線Ｅ）と同じであることも可能で
ある。言い換えると、本発明の本実施形態によれば、各
弁４は、全負荷時において、吸気弁または排気弁のいず
れか一方として用いられる。したがって、この特徴によ
り、この動作相中の燃焼が向上する。当然のことなが
ら、部分負荷時には、図１に関連して説明されたものと
同じ動作モードになるように手段１０は閉じている。
【００５０】手段１０は全負荷運転を改善することを主
に可能とするので、手段１０を図１の実施形態に追加す
ることは全く任意であることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略断面図である。
【図２】１サイクルの弁の持ち上がりの規則を示すグラ
フである。
【図３】本発明の他の実施形態の概略断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダ ２ 吸気手段 ３ 排気手段 ４ 特定のポート（弁） ５ 共通のパイプ（管路） ６ 第１のスロットル手段 ７ 第２のスロットル手段 ８ セラミック ８’ 特定の手段 ９ パイプ １０ スロットル手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０Ｃ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１の吸気手段（２）と少な
    くとも第１の排気手段（５）とを各々が有する複数のシ
    リンダ（１）を含む４ストロークエンジンにおける、制
    御された自己着火燃焼方法において、 部分負荷動作中に、前記各シリンダ（１）の少なくとも
    １つの特定のポート（４）と適切な移送手段（５）とを
    介して、排気ガスを排気相にあるシリンダから吸気相に
    ある他のシリンダへ移送することを特徴とする、制御さ
    れた自己着火燃焼方法。
  2. 【請求項２】 さらに、前記第１の排気手段（３）と前
    記特定の手段（４）との間の排気ガスの流量の分配を制
    御する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記適切な移送手段において前記移送さ
    れた排気ガスを断熱および／または加熱する請求項１ま
    たは２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 部分負荷時に、前記特定のポート（４）
    が、前記第１の排気手段（３）の開放時の近くで開き、
    前記第１の吸気手段（２）の閉鎖時の近くで閉じる請求
    項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 共通のパイプ（５）が前記排気ガスの移
    送に使用される請求項１から４のいずれか１項に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 全負荷時および高負荷時に、前記共通の
    パイプ（５）と少なくともいくつかの前記特定のポート
    （４）とが、供給物を導入するためにまたは排気ガスを
    放出するために用いられる請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記シリンダを２つずつ接続する１組の
    管路が、前記シリンダ間の前記排気ガスの移送に用いら
    れる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 制御された自己着火で作動し、かつ、少
    なくとも第１の吸気手段（２）と少なくとも第１の排気
    手段（３）とを各々が有する複数のシリンダ（１）を含
    む４ストローク内燃エンジンにおいて、 各々の前記シリンダ（１）が、関連づけられた移送手段
    （５）と同じように、部分負荷動作時に、排気相にある
    シリンダから吸気相にある他のシリンダへの排気ガスの
    移送を可能にする少なくとも１つの特定の手段（４）を
    さらに有することを特徴とする４ストローク内燃エンジ
    ン。
  9. 【請求項９】 前記移送手段の断熱（８）および／また
    は加熱（８’）のための手段をさらに有する請求項８に
    記載の内燃エンジン。
  10. 【請求項１０】 部分負荷時に前記第１の排気手段
    （３）と前記特定の手段（４）との間の前記排気ガスの
    分配を可能にする手段をさらに有する請求項８または９
    に記載の内燃エンジン。
  11. 【請求項１１】 前記ガス分配手段が、前記第１の排気
    手段（３）の近傍に配置された第１のスロットル手段
    （６）を有する請求項１０に記載の内燃エンジン。
  12. 【請求項１２】 前記ガス分配手段が、特定のガス通行
    手段（４）の近傍に配置された第２のスロットル手段
    （７）を有する請求項１０または１１に記載の内燃エン
    ジン。
  13. 【請求項１３】 前記移送手段が、各々の前記特定のポ
    ート（４）内に開口する共通のパイプ（５）を有する請
    求項８から１２のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
  14. 【請求項１４】 前記共通のパイプ（５）がポートをさ
    らに有し、その上にガス流量制御手段（１０）を備えた
    パイプ（９）が開口している請求項１３に記載の内燃エ
    ンジン。
  15. 【請求項１５】 前記移送手段が、前記シリンダを２つ
    ずつ接続する１組の管路を有する請求項８から１２のい
    ずれか１項に記載の内燃エンジン。
JP11120181A 1998-04-27 1999-04-27 制御された自己着火燃焼方法および燃焼方法に関連する、シリンダと専用の弁との間に移送管路を備えた４ストロ―クエンジン Pending JPH11343887A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9805925 1998-04-27
FR9805925A FR2777947B1 (fr) 1998-04-27 1998-04-27 Procede de combustion par auto-allumage controle et moteur 4 temps associe avec conduit de transfert entre cylindres et soupape dediee

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