JPS6020575B2 - 多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置 - Google Patents
多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置Info
- Publication number
- JPS6020575B2 JPS6020575B2 JP52144678A JP14467877A JPS6020575B2 JP S6020575 B2 JPS6020575 B2 JP S6020575B2 JP 52144678 A JP52144678 A JP 52144678A JP 14467877 A JP14467877 A JP 14467877A JP S6020575 B2 JPS6020575 B2 JP S6020575B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- exhaust gas
- valve
- intake valve
- sub
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置に関する
。
。
排気ガス中の有害成分NQを低減するための有効な方法
として排気ガスを再循環する方法が知られている。
として排気ガスを再循環する方法が知られている。
しかしながら、排気ガス再循環(以下、EGRと称す)
量を増量せしめると火炎の伝播速度が遅くなるため燃焼
速度が遅くなって安定した燃焼が得られないばかりでな
く、着火性が低下して場合によっては失火する場合もあ
る。排気ガスを再循環した場合に燃焼速度を増大させる
方法として燃焼室内に旋回流或いはスキッシュ流が発生
するように燃焼室、吸気弁、ピストン或は吸気管を配置
構成して燃焼速度を速めるようにした方法が知られてい
る。しかしながら、この種の方法を採用した内燃機関で
はEGR装置と旋回流或はスキッシュ流発生機構の双方
を具備しなければならないという欠点を有している。こ
のような欠点を除去するためにECRガスを直接燃焼室
内に噴出せしめて、この噴出EGRガスにより燃焼室内
に乱れを生ぜしめるようにした多気筒内燃機関が提案さ
れている。この多気筒内燃機関では各気筒内に夫々達通
する複数個のEGRガス供給枝通路を1個のEGRガス
供給共通通路に連結すると共に該枝通路内に夫々副吸気
弁を配設し、一対の気筒の各副吸気弁を一方の気筒が排
気行程で他方の気筒が吸気行程のとき同時に開弁して上
記他方の気筒内に排気ガスを噴出させ、それによって燃
焼室内に乱れを発生せしめるように構成されている。し
かしながら、吸気行程時に発生した乱れは排気行程末期
にはかなり減衰してしまうため燃焼過程中継続する乱れ
を発生させることが困難である。本発明は圧縮行程末期
に噴出した排気ガスにより燃焼過程時中継続する強力な
乱れを燃焼室内に発生させて燃焼速度を速め、それによ
ってトルク変動並びに失火することなく十分なN○xの
低減効果が得られるようにした多気筒内燃機関の排気ガ
ス再循環装置を提供することにある。
量を増量せしめると火炎の伝播速度が遅くなるため燃焼
速度が遅くなって安定した燃焼が得られないばかりでな
く、着火性が低下して場合によっては失火する場合もあ
る。排気ガスを再循環した場合に燃焼速度を増大させる
方法として燃焼室内に旋回流或いはスキッシュ流が発生
するように燃焼室、吸気弁、ピストン或は吸気管を配置
構成して燃焼速度を速めるようにした方法が知られてい
る。しかしながら、この種の方法を採用した内燃機関で
はEGR装置と旋回流或はスキッシュ流発生機構の双方
を具備しなければならないという欠点を有している。こ
のような欠点を除去するためにECRガスを直接燃焼室
内に噴出せしめて、この噴出EGRガスにより燃焼室内
に乱れを生ぜしめるようにした多気筒内燃機関が提案さ
れている。この多気筒内燃機関では各気筒内に夫々達通
する複数個のEGRガス供給枝通路を1個のEGRガス
供給共通通路に連結すると共に該枝通路内に夫々副吸気
弁を配設し、一対の気筒の各副吸気弁を一方の気筒が排
気行程で他方の気筒が吸気行程のとき同時に開弁して上
記他方の気筒内に排気ガスを噴出させ、それによって燃
焼室内に乱れを発生せしめるように構成されている。し
かしながら、吸気行程時に発生した乱れは排気行程末期
にはかなり減衰してしまうため燃焼過程中継続する乱れ
を発生させることが困難である。本発明は圧縮行程末期
に噴出した排気ガスにより燃焼過程時中継続する強力な
乱れを燃焼室内に発生させて燃焼速度を速め、それによ
ってトルク変動並びに失火することなく十分なN○xの
低減効果が得られるようにした多気筒内燃機関の排気ガ
ス再循環装置を提供することにある。
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図に本発明に係る4気筒内燃機関の平面図を示す。
第1図において1は機関本体、2は吸気マニホルド、3
は排気マニホルド、4a,4b,4c,4dは夫々、1
番気筒、2番気筒、3番気筒、4番気筒を示す。各気筒
4a,4b,4c,4dは夫々吸気弁5a,5b,5c
,5d並びに排気弁6a,6b,6c,6dを有する。
これら各気筒4a,4b,4c,4dは一方では各吸気
弁5a,5b,5c,5d並びに吸気ボート7a,7b
,7c,7dを介して吸気マニホルド2に連結され、他
方では各排気弁6a,6b,6c,6d並びに排気ボー
ト8a,8b,8c,8dを介して排気マニホルド3に
連結される。第3図は第1図の1番気筒4aの側面断面
図を示す。他の気筒4b,4c,4dについては1番気
筒4aと同様の構造を有するので特に図示しない。第3
図を参照すると、機関本体1はシリンダブロック10と
、シリンダブロック10内に形成されたシリンダボア1
1内を往復動するピストン12と、ガスケツト13を介
してシリンダブロツク10上に固緒されたシリンダヘツ
ド14とを具備し、ピストン頂面12aとシリンダヘッ
ド内壁14a間に1番気筒4aの燃焼室15が形成され
る。吸気弁5aのバルブステム上端部にはバルブリテー
ナ16が固定され、このバルブリテーナ16とシリンダ
ヘツド14間にバルブスプリング17が挿着される。吸
気弁5aはロッカーアーム18‘こより作動され、一方
この〇ッカーアーム18は機関クランクシャフト(図示
せず)に連結されかつクランクシャフトの1′2の回転
速度で回転するカムシャフト19により駆動される。シ
リンダへッド14内にはECR供給枝通路20aが形成
され、このEGR供給枝通路20aの燃焼室側開□端の
開閉制御をする副吸気弁21aがシリンダヘッド14内
に摺動可能に設けられる。
は排気マニホルド、4a,4b,4c,4dは夫々、1
番気筒、2番気筒、3番気筒、4番気筒を示す。各気筒
4a,4b,4c,4dは夫々吸気弁5a,5b,5c
,5d並びに排気弁6a,6b,6c,6dを有する。
これら各気筒4a,4b,4c,4dは一方では各吸気
弁5a,5b,5c,5d並びに吸気ボート7a,7b
,7c,7dを介して吸気マニホルド2に連結され、他
方では各排気弁6a,6b,6c,6d並びに排気ボー
ト8a,8b,8c,8dを介して排気マニホルド3に
連結される。第3図は第1図の1番気筒4aの側面断面
図を示す。他の気筒4b,4c,4dについては1番気
筒4aと同様の構造を有するので特に図示しない。第3
図を参照すると、機関本体1はシリンダブロック10と
、シリンダブロック10内に形成されたシリンダボア1
1内を往復動するピストン12と、ガスケツト13を介
してシリンダブロツク10上に固緒されたシリンダヘツ
ド14とを具備し、ピストン頂面12aとシリンダヘッ
ド内壁14a間に1番気筒4aの燃焼室15が形成され
る。吸気弁5aのバルブステム上端部にはバルブリテー
ナ16が固定され、このバルブリテーナ16とシリンダ
ヘツド14間にバルブスプリング17が挿着される。吸
気弁5aはロッカーアーム18‘こより作動され、一方
この〇ッカーアーム18は機関クランクシャフト(図示
せず)に連結されかつクランクシャフトの1′2の回転
速度で回転するカムシャフト19により駆動される。シ
リンダへッド14内にはECR供給枝通路20aが形成
され、このEGR供給枝通路20aの燃焼室側開□端の
開閉制御をする副吸気弁21aがシリンダヘッド14内
に摺動可能に設けられる。
副吸気弁21aのバルブステム上端部にはバルブリテー
ナ22が固定され、このバルブリテーナ22とシリンダ
ヘツド14間にバルブスプリング23が挿着される。こ
の副吸気弁21aはロッカーアーム24を介してカムシ
ヤフト19により駆動される。また第4図に示すように
燃焼室15内には点火中全電極25が配置される。第1
図並びに第3図に示されるようにシリンダヘッド14の
外壁上に中空容器27が固着され、この中空容器27は
その内部に貯留室28を有する。第3図に示されるよう
にECRガス供給枝通路20aはこの貯留室28に連結
され、また第1図に示すように他の気筒のECRガス供
給枝通路20b,20c,20dも貯留室28内に連結
される。なお、第1図において2番気筒4b、3香気筒
4c、4番気筒4dの副吸気弁を夫々21b,21c,
21dで示す。第5図に各気筒の吸気弁「排気弁並びに
副吸気弁の開弁時期を示す。
ナ22が固定され、このバルブリテーナ22とシリンダ
ヘツド14間にバルブスプリング23が挿着される。こ
の副吸気弁21aはロッカーアーム24を介してカムシ
ヤフト19により駆動される。また第4図に示すように
燃焼室15内には点火中全電極25が配置される。第1
図並びに第3図に示されるようにシリンダヘッド14の
外壁上に中空容器27が固着され、この中空容器27は
その内部に貯留室28を有する。第3図に示されるよう
にECRガス供給枝通路20aはこの貯留室28に連結
され、また第1図に示すように他の気筒のECRガス供
給枝通路20b,20c,20dも貯留室28内に連結
される。なお、第1図において2番気筒4b、3香気筒
4c、4番気筒4dの副吸気弁を夫々21b,21c,
21dで示す。第5図に各気筒の吸気弁「排気弁並びに
副吸気弁の開弁時期を示す。
第5図において縦軸は弁錫程を示し、機軸はクランク角
度を示す。また第5図において曲線A,B,C, Dは
各気筒4a,4b,4c,4dの排気弁6a,6b,6
c,6dの閥弁時期を示し、曲線B,F,G,H‘ま各
気筒の吸気弁5a,5b,5c,5dの開弁時期を示す
。更に曲線1,Jは1番気筒亀aの副吸気弁21aの開
弁時期を示し、曲線K,Lは2番気筒4bの副吸気弁2
1bの関弁時期を示し、曲線M,Nは3番気筒4cの副
吸気弁21cの関弁時期を示し、曲線○,Pは4番気筒
4dの副吸気弁21dの関弁時期を示す。なお、第5図
は点火順序が1−2−3−4の場合について示す。また
第5図において各気筒の圧縮行程を矢印で示す。第5図
から明らかなように各気筒の副吸気弁は1サイクルの間
に2回開弁することがわかる。
度を示す。また第5図において曲線A,B,C, Dは
各気筒4a,4b,4c,4dの排気弁6a,6b,6
c,6dの閥弁時期を示し、曲線B,F,G,H‘ま各
気筒の吸気弁5a,5b,5c,5dの開弁時期を示す
。更に曲線1,Jは1番気筒亀aの副吸気弁21aの開
弁時期を示し、曲線K,Lは2番気筒4bの副吸気弁2
1bの関弁時期を示し、曲線M,Nは3番気筒4cの副
吸気弁21cの関弁時期を示し、曲線○,Pは4番気筒
4dの副吸気弁21dの関弁時期を示す。なお、第5図
は点火順序が1−2−3−4の場合について示す。また
第5図において各気筒の圧縮行程を矢印で示す。第5図
から明らかなように各気筒の副吸気弁は1サイクルの間
に2回開弁することがわかる。
例えば1番気筒に注目すると曲線A,1で示されるよう
に排気行程のほぼ真中あたりで副吸気弁は開弁し、次い
で曲線Jに示されるように圧縮行程の末期に再び副吸気
弁が開弁することがわかる。このような副吸気弁の関弁
時期は他の気筒においても同様である。或る気筒が排気
行程にあるとその気筒の副吸気弁が開弁する。
に排気行程のほぼ真中あたりで副吸気弁は開弁し、次い
で曲線Jに示されるように圧縮行程の末期に再び副吸気
弁が開弁することがわかる。このような副吸気弁の関弁
時期は他の気筒においても同様である。或る気筒が排気
行程にあるとその気筒の副吸気弁が開弁する。
上述したように副吸気弁は排気行程のほぼ真中で開弁す
るが、このときの気筒内の排気ガス圧はかなり高圧とな
っている。従がつて、高圧の排気ガスはEGR供給枝通
路を介して貯留室28内に送り込まれ、その結果高圧の
排気ガスが貯留室28内に貯留される。次いで或る気筒
が圧縮行程末期に達すると前述したように副吸気弁が開
弁する。圧縮行程末期には気筒内の圧力はかなり高圧と
なっているが貯留室28内に貯留された排気ガス圧の方
がはるかに高く、従がつて副吸気弁が開弁すると排気ガ
スが貯留室28からEOR供給枝通路20a並びに副吸
気弁21aを介して高速度で燃焼室ーl5内に噴出し、
燃焼室15内の可燃混合気に強力な乱れを与える。この
ように圧縮行程末期に燃焼室15内に強力な乱れが発生
せしめられるのでこの乱れは燃焼過程中継競され、斯く
してEGRガスによるN○x低減効果を確保しつつ燃焼
速度が大中に速められる。また貯留室28内の排気ガス
EEはほぼ一定に保たれるため、各気筒に噴出する排気
ガスの流量並びに流速は互いに等しくなる。従がつて、
各気筒における燃焼速度がばらつくことがないのでトル
ク変動の発生が防止される。第6図から第8図に第3図
の別の実施例を示す。
るが、このときの気筒内の排気ガス圧はかなり高圧とな
っている。従がつて、高圧の排気ガスはEGR供給枝通
路を介して貯留室28内に送り込まれ、その結果高圧の
排気ガスが貯留室28内に貯留される。次いで或る気筒
が圧縮行程末期に達すると前述したように副吸気弁が開
弁する。圧縮行程末期には気筒内の圧力はかなり高圧と
なっているが貯留室28内に貯留された排気ガス圧の方
がはるかに高く、従がつて副吸気弁が開弁すると排気ガ
スが貯留室28からEOR供給枝通路20a並びに副吸
気弁21aを介して高速度で燃焼室ーl5内に噴出し、
燃焼室15内の可燃混合気に強力な乱れを与える。この
ように圧縮行程末期に燃焼室15内に強力な乱れが発生
せしめられるのでこの乱れは燃焼過程中継競され、斯く
してEGRガスによるN○x低減効果を確保しつつ燃焼
速度が大中に速められる。また貯留室28内の排気ガス
EEはほぼ一定に保たれるため、各気筒に噴出する排気
ガスの流量並びに流速は互いに等しくなる。従がつて、
各気筒における燃焼速度がばらつくことがないのでトル
ク変動の発生が防止される。第6図から第8図に第3図
の別の実施例を示す。
なお、第6図から第8図において第3図と同様の構成要
素は同一の符号で示す。第6図を参照すると、シリンダ
ヘッド内壁14a上には水平壁30、一対の垂直壁31
,32並びに半円筒壁33によって郭成される淳章34
が形成され、副吸気弁21aの弁部がこの淳春34内に
露呈する。半円筒壁33は副吸気弁21aの弁部の周緑
に近接して配置され、従がつて副吸気弁21aが開弁し
たとき排気ガスは第7図において左側に形成される弁部
と弁座35間の開□を介して燃焼室15内に噴出する。
また第7図に示されるように溝34は燃焼室15の周辺
方向に延びるように形成されており、従がつてEGR供
給枝通路20aから副吸気弁21aを介して燃焼室15
内に噴出した排気ガスは、燃焼室15内に第7図におい
て矢印Zで示すような強力な旋回流を発生せしめる。こ
の旋回流は燃焼過程中継続せしめられるので燃焼速度は
大中に速められ、それによってEGRガスによるN○x
の抵減効果を確保しつつ安定した燃焼を得ることができ
る。なお、第6図に示す実施例では点火栓26の電極2
5を燃焼室15の頂点に配置することが好ましい。第9
図は第3図の更に別の実施例を示す。
素は同一の符号で示す。第6図を参照すると、シリンダ
ヘッド内壁14a上には水平壁30、一対の垂直壁31
,32並びに半円筒壁33によって郭成される淳章34
が形成され、副吸気弁21aの弁部がこの淳春34内に
露呈する。半円筒壁33は副吸気弁21aの弁部の周緑
に近接して配置され、従がつて副吸気弁21aが開弁し
たとき排気ガスは第7図において左側に形成される弁部
と弁座35間の開□を介して燃焼室15内に噴出する。
また第7図に示されるように溝34は燃焼室15の周辺
方向に延びるように形成されており、従がつてEGR供
給枝通路20aから副吸気弁21aを介して燃焼室15
内に噴出した排気ガスは、燃焼室15内に第7図におい
て矢印Zで示すような強力な旋回流を発生せしめる。こ
の旋回流は燃焼過程中継続せしめられるので燃焼速度は
大中に速められ、それによってEGRガスによるN○x
の抵減効果を確保しつつ安定した燃焼を得ることができ
る。なお、第6図に示す実施例では点火栓26の電極2
5を燃焼室15の頂点に配置することが好ましい。第9
図は第3図の更に別の実施例を示す。
第9図において第3図と同様の構成要素は同一の符号で
示す。第9図を参照すると、シリンダヘッド14内に凹
所36が形成され、この凹所36内に畠8室要素37が
圧入される。この副室要素37内には副燃焼室38と蔓
通路39が形成され、この蓮通路39内に点火栓26の
電極25が配置される。この授施例では吸入行程時に吸
気弁5aを介して稀薄混合気が主燃焼室40内に導入さ
れる。次いで圧縮行程時、この稀薄混合気は蓮通路39
を介して副燃焼室38内に押込まれる。圧縮行程末期に
なると排気ガスが副吸気弁21aを介して主燃焼室40
内に噴出し、この頃出排気ガスによって主燃焼室40内
に強力な乱れが発生する。前述したようにこの乱れは燃
焼過程中継続する。次いで副燃焼室38内の可燃混合気
が点火栓26により着火されると火炎噴流が蓮通路39
から主燃焼室40内に噴出する。主燃焼室40内の可燃
混合気はこの火炎噴流により更に乱れを与えられかつ着
火される。このように第9図に示す実施例では副吸気弁
21aを介して噴出する排気ガスと蓮通路39から噴出
する火炎噴流の双方より燃焼過程時に主燃焼室40内の
可燃混合気には強力な乱れが与えられ、従がつて燃焼速
度は極めて速くなる。以上に述べたように、本発明によ
れば圧縮行程末期に排気ガスを気筒内に噴出することに
よって燃焼過程中継続する強力な乱れを発生せしめるこ
とができ、しかも各気筒に一様に排気ガスを供給するこ
とができるのでEORガスによるN○xの低減効果を確
保しつつ燃焼速度を速めてトルク変動並びに失火の生ず
ることのない安定した燃焼を得ることができる。
示す。第9図を参照すると、シリンダヘッド14内に凹
所36が形成され、この凹所36内に畠8室要素37が
圧入される。この副室要素37内には副燃焼室38と蔓
通路39が形成され、この蓮通路39内に点火栓26の
電極25が配置される。この授施例では吸入行程時に吸
気弁5aを介して稀薄混合気が主燃焼室40内に導入さ
れる。次いで圧縮行程時、この稀薄混合気は蓮通路39
を介して副燃焼室38内に押込まれる。圧縮行程末期に
なると排気ガスが副吸気弁21aを介して主燃焼室40
内に噴出し、この頃出排気ガスによって主燃焼室40内
に強力な乱れが発生する。前述したようにこの乱れは燃
焼過程中継続する。次いで副燃焼室38内の可燃混合気
が点火栓26により着火されると火炎噴流が蓮通路39
から主燃焼室40内に噴出する。主燃焼室40内の可燃
混合気はこの火炎噴流により更に乱れを与えられかつ着
火される。このように第9図に示す実施例では副吸気弁
21aを介して噴出する排気ガスと蓮通路39から噴出
する火炎噴流の双方より燃焼過程時に主燃焼室40内の
可燃混合気には強力な乱れが与えられ、従がつて燃焼速
度は極めて速くなる。以上に述べたように、本発明によ
れば圧縮行程末期に排気ガスを気筒内に噴出することに
よって燃焼過程中継続する強力な乱れを発生せしめるこ
とができ、しかも各気筒に一様に排気ガスを供給するこ
とができるのでEORガスによるN○xの低減効果を確
保しつつ燃焼速度を速めてトルク変動並びに失火の生ず
ることのない安定した燃焼を得ることができる。
第1図は本発明に係る内燃機関の平面図、第2図は第1
図の側面図、第3図は第1図の側面断面図、第4図は第
3図のシリンダヘッドの底面図、第5図は吸気弁、排気
弁並びに副吸気弁の開弁時期を示す線図、第6図は第3
図の別の実施例の側面断面図、第7図は第6図のシリン
グヘッドの底面図、第8図は第6図の断面図、第9図は
第3図の更に別の実施例の側面断面図である。 4a,4b,4c,4d・・・気筒、5a,5b,5c
,5d・・・吸気弁、6a,6b,6c,6d・・・排
気弁、20a,20b,20c,20d…ECR供給枝
通路、21a,21b,21c,21d・・・劉吸気弁
、28…貯留室。 第−「図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図
図の側面図、第3図は第1図の側面断面図、第4図は第
3図のシリンダヘッドの底面図、第5図は吸気弁、排気
弁並びに副吸気弁の開弁時期を示す線図、第6図は第3
図の別の実施例の側面断面図、第7図は第6図のシリン
グヘッドの底面図、第8図は第6図の断面図、第9図は
第3図の更に別の実施例の側面断面図である。 4a,4b,4c,4d・・・気筒、5a,5b,5c
,5d・・・吸気弁、6a,6b,6c,6d・・・排
気弁、20a,20b,20c,20d…ECR供給枝
通路、21a,21b,21c,21d・・・劉吸気弁
、28…貯留室。 第−「図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図
Claims (1)
- 1 多気筒内燃機関の各気筒内に各々連通する再循環排
気ガス供給枝通路を共通の貯留室に連結すると共に該枝
通路内に夫々副吸気弁を設け、該副吸気弁を排気行程時
に開弁して高圧の排気ガスを1時的に貯留室内に貯留す
ると共に副吸気弁を圧縮行程後期に開弁して貯留排気ガ
スを気筒内に噴出するようにした多気筒内燃機関の排気
ガス再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52144678A JPS6020575B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52144678A JPS6020575B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5477828A JPS5477828A (en) | 1979-06-21 |
| JPS6020575B2 true JPS6020575B2 (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=15367696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52144678A Expired JPS6020575B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020575B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7472696B2 (en) * | 2006-03-31 | 2009-01-06 | Caterpillar Inc. | Exhaust gas recirculation system with in-cylinder valve actuation |
| US8943822B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-02-03 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Engine system having dedicated auxiliary connection to cylinder |
| US8875672B2 (en) | 2012-02-28 | 2014-11-04 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Engine system having dedicated cylinder-to-cylinder connection |
-
1977
- 1977-12-02 JP JP52144678A patent/JPS6020575B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5477828A (en) | 1979-06-21 |
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