JPS605768B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内燃機関、特に排気中の有害成分を極力低減可
能とした内燃機関に関する。 内燃機関から排出される有害成分、即ち窒素酸化物（Ｎ
○ｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を
低減するために種々の装置が研究開発されているが、い
ずれにせよこれらの基本的事項は、機関燃焼室内での有
害成分の発生を未然に防止することである。 前記ＨＣ，ＣＯに関しては機関排気系に酸化触媒やサー
マルリアクタ等の再燃競装置を設け、更に排気温度を高
温に保持することにより比較的容易にこれらを酸化処理
できる。ところが、Ｎ○ｘに関しては、排気系での後処
理が難かしく、還元触媒も研究されてはいるが、この触
媒は性能、耐久性あるいは排気を還元雰囲気に維持する
ことなどの点に問題がある。従って、特にこのＮ○ｘに
対しては機関燃焼室での生成を如何に抑えるかが極めて
重要となる。 このＮ○ｘを低減するための手段としては排気還流（Ｅ
ＧＲ）があり、これは排気の一部を吸気系に還流して燃
焼室内における燃料の燃焼最高温度をある程度抑え、こ
れによりＮ○ｘの生成を抑制するものである。このＥＧ
Ｒは燃料の燃焼に関与しない不活性な排気を吸入混合気
中に混入して燃焼最高温度を抑えてＮ○ｘの生成を抑制
するものであるからトこのＥＧＲによる還流排気を始め
として、燃焼室内に残った残留ガスに含まれる二酸化炭
素（Ｃ０２）、水蒸気（Ｂ２０）および吸気中の窒素（
Ｎ２）などの燃焼に関与しないガス（以下ＥＧＲを含め
て不活性なガスと称する）の燃料に対する割合を大きく
することによってＮ○ｘの低減を図ることができる。 しかし、これら不活性なガス量を増大すれば「 これに
ほぼ比例してＮＯｘの生成を減じられるのであるが、こ
の反面混合気の燃焼時間が長くなって、混合気の燃焼の
安定性が据われるため、出力性能「燃費性能が悪化して
しまうものであり、このため前記不活性なガスの割合を
あまり増大できず、この結果Ｎ○ｘの低減にもおのずと
限界があった。また、混合気の燃焼の安定性が損われる
ために燃焼室内で発生するＨＣ，ＣＯが増大してしまう
問題がある。従って、吸入混合気中に不活性なガスを多
量に混入しても機関の安定性、出力性を確保させるため
には、吸入混合気の燃焼時間を可及的に短縮、つまり早
い燃焼を行なわせて燃焼の安定化及び燃焼圧力の有効利
用を図ればよい。この燃焼時間の短縮化は、機関燃焼室
内における点火栓の点火点からの火災伝播距離を極力短
かくすることにより達成できる。また「吸入混合気の空
燃比を梢漉くすることによっても燃焼時間の短縮化が計
れる。一方、燃焼室内で発生するＨＣ，ＣＯに関しては
、排気温度を比較的高温に保持させること及び再燃焼装
置に流入する前の排気中のＨＣ，ＣＯの濃度を若干高く
することにより、排気系の再燃焼装置で効果的に酸化処
理することができる。 本発明はかかる技術的思想を具現化するにあたり、機関
の常用領域おいて平均として理論空燃比近傍又はより手
肖濃度混合気を使用すると共に燃焼室に臨設する点火栓
の取付位置を適切に設定することにより、燃焼時間の短
縮化を実現し、以って吸入混合気中に混入する不活性な
ガス量の増大を可能としてＮＯＸの大中な低減を図り、
更に不活性ガスの混入に際しては排気還流装置を特定の
運転領域において排気還流率が最大となるようなループ
型の特性とすることにより特に市街地走行時におけるＮ
○ｘ低減を顕著に行わせ、同時に排気中のＨＣ，ＣＯの
濃度を適正に保ち、且つ排気温度を比較的高い温度に保
持して排気系でのＨＣ，ＣＯの酸化処理を効果的に行え
るようにした機関を提供することを目的とする。 以下本発明の実施態様を図面と共に説明する。 ０ 第１図において、川ま燃料供給装置としての気化器
、２は吸気マニホルド、３は機関本体、４は排気系に取
付けたリアクタで該リアク外ま排気出口付近に耐熱性の
酸化触媒物質４ａを内装しており、ここでいうリアクタ
とはサーマルリアクタお夕よび排気マニホルドリアクタ
を含むものである。 ５は排気管を示し「ＩＪァクタ４は排気中の未燃有害成
分、即ち一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を二次
空気供給装置６からの二次空気のもとに酸化処理する。 排気の一部は排気還流通路９「排気還流制御弁１０から
なる排気還流装置８により後述するように機関運転条件
に合わせて適正に制御されて吸気マニホルド２内に還流
される。前記気化器１は機関の常用運転領域において空
燃比がｉ３。５〜１５の平均として理論空燃比近傍又は
梢濃い混合気を供給できるように設定されており、これ
により空燃比によって左右される機関燃焼室でのＮ○ｘ
の生成量を少く抑えると共に、着火性の向上と燃焼時間
の短縮により高い機関出力が得られるのである。 そして「第３〜６図に示すように燃焼室１川こ臨談され
る点火栓１２の敬付位置は「Ｎ○ｘの大幅な低減を目的
として後述するように燃焼に関与しない還流排気を含む
不活性なガスの燃料に対する割合を大きくしても「燃焼
時間が短かくサイクル変動の少ない安定した燃焼を確保
するために最適な位置に設定される。即ち、前記最適な
位置は火災伝播距離を短かくすべく点火栓２の点火点（
火花ギャップ亀５の中点）から次式で表わせる半径Ｒを
以つて描いた球面で包囲される燃焼室内の容積がピスト
ン１６の上死点におけるシリンダヘッドとピストン上面
で包囲される燃焼室容積の３５％以上となる範囲の位置
である。 但し、８：点火進角、Ｎ：機関回転数（１２００〜２４
０仇．ｐ．ｍ）Ｖｃ：燃焼速度ここで、８‘ま排気温度
確保と機関安定運転とで決る最も小さい進角であり、勿
論、クランク角で表わした上死点前の角度である。 前記半径Ｒは、ピストン上死点前で吸入混合気に点火し
てからピストン上死点に至る間に、燃焼室１１内で点火
点を中心として球状に拡がって燃焼した燃焼容積（燃焼
室内の吸入混合気が燃焼した容積）の半径である。 従って、この半径Ｒは混合気の燃焼速度Ｖｃと、点火し
てからピストン上死点に至るまでの時間ｔとの積で表わ
せるものであるから、この時間ｔを機関回転数Ｎと点火
進角８で表わすと、故に半径Ｒは前記

【１｝式で求めら
れるのである。 ここでＲは機関回転数Ｎが機関の常用運転領域すなわち
約１２００〜２４０仇．ｐ．ｍの範囲では機関回転数が
増大すれば点火進角８も増大するように設定されるので
機関回転数に拘らずほぼ一定となる。一般に前記燃焼速
度Ｖｃはほぼ１５ｍ／ｓであり「また機関回転数Ｎ＝２
００仇．ｐ．ｍにおける市街地走行時に最も良い燃焼特
性を得るために例えば点火進角８＝３０ｏに設定した場
合、この時の半径Ｒを前記｛１｝式により求めると、Ｒ
：協。 雛ＯＸ１５：３．７５×Ｉ。 ‐２（肌）ニ３７，５柳となる。 一方、通常の内燃機関にあっては〜ピストンが全行程長
さの１５％上死点から下がった時、つまりクランクアン
グルにして上死点後約４０ｏの時に重量割合で全吸入混
合気の８０％以上燃焼が行われていれば、安定した機関
特性が得られることが本発明者らの実験により確かめら
れた。 従って「第２図に示すように吸入混合気の燃焼割合（重
量）と燃焼容積割合の特性図（これらは実験により確か
められている）から判るように、ピストン上死点時に全
混合気の約２０％燃焼していれば良いことになり、この
時の燃焼容積割合は約３５％になる。ここで燃焼割合と
は全吸入混合気に対する燃焼した混合気の重量割合であ
り、燃焼容積割合とは全吸入混合気の容積つまりシリン
ダヘツドとピストン上面で包囲される燃焼室容積に対す
る燃焼した混合気の容積割合である。従って、前述のよ
うに前記半径Ｒで包囲される燃焼室内の容積がピストン
上死点における燃焼室容積の３５％以上となる位置に点
火栓を設けることにより安定した機関特性が得られるの
である。これは例えば、第３，５，６図に示す半球型、
ウェッジ型、バスタブ型燃焼室にあっては、前記条件を
満足させる位置に点火栓１２を配設しようとすれば、各
燃焼室のシリンダ中心線に近い最大厚み（ピストン上面
からの燃焼室高一さが最大の所）近傍となる。ここで「
前記半径Ｒに含まれる範囲内でピストン１６の上面部を
図示のように凹設１６ａすることにより、更に燃焼容積
の拡大を図ることができる。つまり、点火附近に燃焼室
の容積のできるだけ多くを集めることにより燃焼容積が
拡大できる。以上のように梢濃混合気の使用と点火栓の
取付位置の適正化により燃焼時間が著しく短縮されるの
で、燃料の燃焼に関与しない不活性なガス、即ち残留ガ
ス、還流排気に含まれる二酸化炭素（Ｃ０２）、水蒸気
（日２０）並に吸入空気中の窒素（Ｎ２）などの燃料に
対する割合を大中に大きくすることができ、もって、機
関の安全性を確保しつつ燃焼最高温度を抑えてＮ０ｘを
大幅に低減できる。 そこで、燃焼室１１内において燃焼した燃料に対する、
燃料の燃焼に関与しないＮ２，Ｃ０２，粒○，余剰０２
などのガスの重量比Ｐが機関の常用運転領域においてＰ
＝１３．５〜２２．５となるように設定される。 ここで、前記重量比Ｐの範囲について、その下限値１３
．５は、それ以下に燃焼に関与しないガス量を減らすと
、Ｎ○ｘの低減効果が薄らいでしまい、また上限値２２
．５は、それ以上にこのガス量を増大すると、前述のよ
うに梢濃混合気を使用し、かつ点火栓を最適位置に設定
しても燃焼の安定性が損われるのと、その割にはＮＯｘ
の低減効果が著しくならす、燃費、出力性能が極度に悪
化することを考慮して設定したもので、この重量比Ｐの
範囲内ならば、前述の点火干全位置の設定にもとづき、
機関の膨張行程において「 ピストン１６が上死点から
クランクアングルにして約４００下がった時の吸入混合
気の燃焼割合（重量）が全体の８０％以上となり、即ち
燃焼時間が短か〈、燃焼ェネルギを機関出力として有効
に取出し得ることが、数多くの実験を重ねた結果明らか
になった。 次に具体的に重量比Ｐを得るために、前記した排気還流
と共に、或いは選択的に吸気弁２１と排気弁２２とのオ
ーバーラップを比較的大きくとることにより、気筒内残
留ガスを増すようにする。 つまり、第７図に示すように、例えば排気弁２２と吸気
弁２１のオーバーラップをクランクアングルにして約２
２０〜５００ にすることにより「吸入空気量に対する
残留ガスの占める重量割合は約１５〜２５％になる。こ
こで重量比Ｐを求める理論式について簡単に説明する。 いま、理論空燃比における燃料と空気との重量割合は１
：１４．７（ガソリンの場合）であり、空気中の０２と
Ｎ２との組成割合（容積比）は２１：７９とみなしてよ
いから、それぞれの分子量（Ｎ２；２８，０２：３２）
にもとづき、この理論空燃比のときの燃料とＮ２との重
量比を求めると１：１１．３となる。 従って理論空燃比の混合気（排気を含まれない）の不活
性ガス重量比はＰ＝１１．３となる。次に吸入混合気中
に排気を混入させた場合について説明すると、空気と排
気との比重量はほぼ同一とみなしてよいから「不活性ガ
スすなわち還流排気、残留ガス及び余剰空気が理論空燃
比より薄の場合）が燃焼した燃料量の化学量論比の吸入
空気量に対して夫々ｘ％，ｙ％，ｚ％（重量）であると
すると、燃料と不活性ガスとの重量比は１：（１１‐３
十１４‐７ＸＸと常富三）となる。 ここで燃焼した燃料量の化学量論比の吸入空気量につい
て、各空燃比に場合わけして説明する。 ｉ 吸入混合気の空燃比が理論空燃比の場合燃焼した燃
料量は機関に吸入された全燃料量であり、この全燃料量
の化学量論比の吸入空気量とは、とりもなおさず全吸入
空気量である。従って、この場合は燃焼した燃料量の化
学量論比の吸入空気量とは全吸入空気量に相当する。ｉ
ｉ 吸入混合気の空燃比が理論空燃比より薄の場合燃焼
した燃料量は機関に吸入された全燃料量であり、この全
燃料量の化学量論比の吸入空気量とは全吸入空気量から
余剰空気量を引いた残りである。 従って、この場合は燃焼した燃料量の化学量論比の吸入
空気量とは全吸入空気量から余剰空気量を引いた残りで
ある。具体的に例示すれば、空燃比が１６の場合、燃焼
した燃料量（ｌｋｇとする）の化学量論比の吸入空気量
は１４．７ｋ９、余剰空気量は１．３ｋ９である。尚、
余剰空気は燃焼に関与しない不活性なガスであり、その
燃焼した燃料量の化学量論比の吸入観劇対す劉合‘ま希
ｘｌ。〇：８・８％でぁる。五ｉ 吸入混合気の空燃比
が理論空燃比より濃の場合燃焼した燃料量は、機関に吸
入された全吸入空気量の化学量論比の燃料量であるから
、燃焼した燃料量の化学量論比の吸入空気量とは全吸入
空気量である。 具体的に例示すれば、空燃比力ミ１３吻合・燃焼した測
量（帯＝〇．８胸とする）の化学量論比の吸入空気量は
１３ｋ９である。尚、この場合余剰燃料（未燃燃料）が
０．１２ｋ９生ずるが極く僅かであるので無視できる。
したがって、燃焼した燃料量の化学量論比の吸入空気量
に対して還流排気量ｘ％、残留ガス量ｙ％、余剰空気ｚ
％として各空燃比の場合の重量比Ｐは「空燃比が理論空
燃比若しくは理論空燃比より渡の場合、ｚ：０であるか
らＰ：１１４３十１４。 ７ＸＸ塙 となり〜空燃比が理論空燃比より薄の場合空気過剰率を
入（理論空燃比では＾＝１）としてｚ＝（入−１）ＸＩ
ＯＯ であるから となる。 従って「例えば理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）の混合
気を供給するとして吸入空気量に対する重量割合が残留
ガス１５％、還流排気３０％としたとき、燃焼した燃料
に対する燃料の燃焼に関与しないガスの重量比Ｐは、４
５％の排気ガス＋窒素＝６．６十１１．３＝１７．９で
あるから、１：１７．９となるここで、第８図に例示す
るように、例えば前記不活性ガスの重量比Ｐを１７．２
と設定して、吸排気弁のオーバーラップをクランクアン
グルで４００に設定すると、残留ガス割合は約２１％と
なり、他方排気還流率（全吸入空気量に対する排気還流
量）は約１９％でよいことになる。 つまり、排気還流率を高くして前記不活性ガスの重量比
の設定条件を確保させようとすると、排気還流制御弁１
川こはカーボン等のデボジツトが付着し易く、これによ
り排気還流制御が不正確になる傾向性があるが、このよ
うに吸排気弁のオーバーラップを比較的大きくして気筒
内残留ガスを多くし、これに伴って排気還流率を小さく
すれば、それだけ不活性ガス重量比の変動を極力少〈抑
えることができるのである。このことから、所定の重量
比Ｐを得るのに、排気還流と同時に吸排気弁のオーバー
ラップを比較的大とし、あるいはこれに加えて排気通路
に排圧調整弁（図示せず）を設けて残留ガスの制御を行
つ。 このようにして、燃焼室１１内に燃焼に関与しない不活
性なガス成分を比較的多量に存在させても、梢濃混合気
の使用と適切な位置に取付けた点火栓１２による点火に
より燃焼が極めて短時間のうちに行われ、サイクル変動
の少ない安定した燃焼を確保しつつ、Ｎ○ｘの大幅な低
減を達成できるのである。 また、前記排気還流装置としては、例えば第９図に示す
ようにループ型排気還流率パターン特性が用いられる。 即ち、この排気還流装置によれば、平坦路走行荷重曲線
Ｒ／Ｌより上方で、機関常用運転領域、つまり機関回転
数１４００〜２００仇．ｐ．ｍになる市街地走行運転領
域で、かつ加速頻度の高い位置、即ち前記常用運転城で
最も多く加速が行われる領域で吸入負圧にして−１５０
〜一２０Ｑ吻Ｈｇの領域に還流率の最大値の中心を持ち
、該中心から徐々に還流率が減少する還流率特性を有す
るから、機関常用運転領域で吸入混合気中に混入する不
活性なガスの重量比の変動を抑え、早い燃焼の下に機関
安定性を維持して大幅なＮ０ｘの低減を実現できるので
ある。また、この早い燃焼を行わせるためには、点火栓
１２を熱負荷に耐える範囲でなるべく取付壁面から突出
させることにより効果的である。 つまり、火災伝播は点火点を中心として球面体に拡がる
ので、燃焼室空間の中心に点火栓の点火点が位置すれば
燃焼が最も早く行われる。しかし、実際には点火栓の耐
久性からこの実現は無理であるが、かかる思想にもとづ
いて実験を重ねた結果、点火槍１２をその取付壁面から
点火点までの距離が２〜７柳となる範囲で突出させるこ
とで、耐久性を損うことなく燃焼効率を改善できるよう
になつた。また、この場合、点火栓１‐２の火花ギャッ
プ】５を１．１〜２．０伽、点火ェネルギを１０仇ｈｊ
（ミリジュール）程度にすると一層効果的であることが
確認された。 更に、点火栓１２の中心電極１３および側方電極１４の
中心電極１３に対嶋する面を現用の１／４程度（現用の
中心電極栓は２〜２．５０）に設定することにより、電
極が溶損することなく電界を高めて着火性を一段と向上
させることができることも確認された。 次に前述した燃焼時間の短縮化を更に助長するため、ス
キッシュ城Ｓを形成する。 スキツシュ城Ｓは燃焼室下面とシリンダボアとの面積差
により形成するが、スキッシュ面積Ａ、シリンダボア面
積へとすると、Ａ／Ａｏ＝０．１〜０．４５、スキッシ
ュ厚さＳｔ＝１．０５〜２．５柳となるようにする。ス
キッシュ域Ｓを設けると、ピストン１６の上昇にもとづ
く圧縮行程時に混合気に激しい乱れを生起して蝿拝が促
進され、燃料分布がより均一化することと「燃料時に火
炎伝播に乱れが起き燃焼時間が更に短かくなる。スキッ
シュ面積はこれより小さいと効果的なスキッシュが期待
できず、またこの範囲以上だと火炎の冷却によるＨＣの
増大がみられるため、最適な範囲として上述の値を設定
した。 なお、このスキツシュ作用と共に吸入混合気にスワール
を生じさせるようにすると、燃料と空気との混合促進に
より更に燃焼が安定する。このようにして、機関運転性
を阻害せずにＮ○ｘの大幅な低減を可能としたのである
が、更にその他の有害排気成分であるＨＣ，ＣＯの低減
を目的として、排気温度降下防止装置を設けてある。 これは具体的には第３，５，６図に示すように排気ポー
ト１９に耐熱性ボートライナ２０を装着することにより
、排気の高温保持を行わせると共に、第１図に例示する
ように、排気ボート１９をシリダヘッド１８内で互いに
隣り合う気筒のものを集合させた所謂サィアミーズドポ
ート構造として通路表面積を縮小することにより〜シリ
ンダヘッド１８への排気熱の逃げを抑え「排気温度を高
温状態に維持できるようにする。つまり、この内燃機関
では不活性なガスを比較的多量にするので、燃焼がある
程度抑制され、これに伴ってＨＣ，ＣＯの発生を少く抑
えるのは難かしくなるが、このように排気ボートにボー
トラィナを付設し、かつサイアミーズドポート化して排
気温の高温確保を行わせれば、点火時期を最適点火時期
（ＭＢ．Ｔ）より相当遅らせて排気温の高温確保を行う
のに較べて出刀性、燃費性を損なうことなくリアクタ４
でのＨＣ，ＣＯの酸化効率を上昇できるのである。 このリアクタ４は前述のようにその出口部に耐熱性の酸
化触媒物質４ａを内装してあるので、機関の暖磯前の排
気温度が低い場合でも、該酸化触媒物質４ａによってＨ
Ｃ，ＣＯを酸化処理でき、また排気温度が上昇してリア
クタ４の反応温度が確保されるようになれば、該リアク
タ４と触媒物質４ａ双方の酸化反応により、Ｃ○，ＨＣ
の酸化処理を効率よく行うことができるのである。尚、
本実施例ではリアクタ内に酸化触媒をくみ込んだが、別
容器としてリアクタの若干後流に酸化触媒を設けてもよ
い。本発明者等の実験によれば、このように排気ボート
１９にポ−トラィナ２０を設け、かつサイアミーズドポ
ート化することと伴せて排気弁２２の弁怪ｄＥをシリン
ダヘッド１７のボア径○に対し、肥＝（０．４０〜０．
５０）Ｄに設定することにより、排気温度の高温保持を
より一層効果的に行え、また吸気弁２１の弁律封１を同
じくｄｌ＝（０．４５〜０．５５）Ｄに設定することに
よりボンピングロスを少なくして燃費性を更に向上し得
ることが確認された。 リアク夕４でのＨＣ，ＣＯの酸化にあたり、二次空気供
孫舎装置６を必要とするのは、吸入混合気の空燃比が梢
濃く「リアクタ４での酸化反応が十分に行われなくなっ
てしまうからである。 前記二次空気供聯合装置６としては、図示するようにヱ
アポンプ７を備えるものの他、排気脈動にもとづいて発
生する断続的な負圧により、チェック弁を介して排気中
に二次空気を吸引させる手段を利用することができる。
以上のように本発明によれば、燃焼室に還流排気、残留
ガス等の不活性なガスをある特定の条件の下に比較的多
量に存在させると共に、吸入混合気の空燃此、点火栓の
取付位置を適切に設定することにより、特に機関常用運
転領域において燃焼時間を短縮化して機関運転性能を阻
害することなくＮ○ｘの大幅な低減を図り、更に不活性
ガスの混入に際しては排気還流装置の特性を特定の運転
領域にその最大値を有するループ型の特性とすることに
より特に市街地走行時におけるＮ０ｘ低減を徹底し、同
時に燃費性を悪化させずに排気の高温保持を図ってＨＣ
，ＣＯの除去を効果的に行えるという実用上の利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明内燃機関の略示的平面図、第２図は通常
の内燃機関における燃焼容積と燃焼割合との関係を示す
説明図「第３図は燃焼室の断面説明図、第４図は同平面
図「第５，６図は燃焼室形状の各異なる例の断面説明図
、第７図は吸排気弁のオーバーラップを示す説明図、第
８図は残留ガスと還流排気との割合を示す説明図、第９
図は排気還流装置の還流率特性を示す説明図である。 １…・・・気化器、２……吸気マニホルド、３……機関
本体、４・・…・リアクタ、４ａ・…・・酸化触媒物質
、６…・・・こ次空気供給装置、８・・・・・・排気還
流装置、１ １・・…・燃焼室、１２…・・・点火栓、
１６……ピストン、１７……シリンダへ １８……シリ
ンダヘッド、２１…・・・吸気弁、２２・・…・努Ｅ気
弁。 第１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)

【特許請求の範囲】
1. １ 半球型、ウエツジ型、バスタブ型等の単純形状の燃
   焼室に、単一の点火栓をその点火点から３７．５ｍｍの
   半径を以って描いた球面で包囲される燃焼室内の容積が
   ピストン上死点における燃焼室容積の３５％以上となる
   ように燃焼室の最大厚み付近で燃焼室中心に近い位置に
   取付け、かつシリンダボア面積に対して適宜面積比のス
   キツシユ域を設けてなる燃焼室を構成すると共に、吸排
   気弁のオーバーラツプをクランクアングルにして約２２
   °〜５０°に設定し、かつ排気の一部を吸気中に還流す
   る排気還流装置を設けてこの排気還流装置を機関回転数
   が１４００〜２０００ｒ．ｐ．ｍで吸入負圧が−１５０
   〜−２００ｍｍＨｇの領域で排気還流率が最大となるル
   ープ型の特性とし、該燃焼室内で燃焼した燃料に対する
   燃料の燃焼に関与しない窒素、二酸化炭素、水蒸気など
   のガスの重量比が１３．５〜２２．５となるように設定
   し、一方機関吸気系の燃料供給装置で生成される吸入混
   合気の空燃比を理論空燃比近傍又は稍濃混合気に設定す
   ると共に、吸入混合気にスワールを生成させ、排気系に
   排気温度の降下を抑制する排気温度降下防止装置と、排
   気ポートに連なって酸化触媒物質を内装したリアクタを
   付設し、更に該リアクタの上流に二次空気供給装置を設
   けたことを特徴とする内燃機関。