JP3257374B2

JP3257374B2 - 排気還流装置付副室式エンジン

Info

Publication number: JP3257374B2
Application number: JP25917195A
Authority: JP
Inventors: 徳昭小野
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: JPH0968109A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気還流装置付副
室式エンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】副室式エンジン、特に車両用の副室式デ
ィーゼルエンジンにおいて、排出ガス中の有害成分であ
るＮＯ_ｘを低減するために、排気ガスの一部を吸気側に
還流するようにした排気還流装置（以下場合により、Ｅ
ＧＲ装置という）が広く採用されている。通常のＥＧＲ
装置は、エンジンの排気通路から抽出した排気ガスを、
同エンジンの吸気道路に導いて吸気に混合し、シリンダ
内に供給するように構成されている。従って、排気還流
（以下場合により、ＥＧＲという）を行なわない場合と
較べ、還流される排気ガス量分だけ吸入される新気が減
少し、相応して空気過剰率が小さくなるため、燃焼不良
に起因してスモークが発生し易い欠点がある。特に、Ｎ
Ｏ_ｘの排出量が多い高負荷時に空気過剰率が小さくな
り、ＥＧＲを行なうとスモークが大幅に悪化するので、
ＥＧＲを行なうことができなくなり十分なＮＯ_ｘ低減効
果が得られない不具合があった。

【０００３】上記通常のＥＧＲ装置を具えた副室式エン
ジンの問題点を解決するために、吸入行程でシリンダ内
に新気が吸入され吸気弁が閉じたのち、副室内に排気ガ
スを圧送するようにした構成が、特開平４−１６６６５
６号公報に開示されている。この既提案の装置（以下場
合により、第１の既提案装置という）では、副室内に排
気ガスを圧送する手段として、エンジンのクランク軸に
連動して往復駆動されるピストンと、同ピストンが摺動
自在に嵌装されるシリンダと、夫々リード弁からなる吸
入弁及び吐出弁とを具えた副シリンダと呼称されている
往復式ポンプ装置が設けられているので、同ポンプ装置
から吐出された加圧排気ガスを複数のシリンダの副室に
夫々供給する配管も含めて、構造的に極めて複雑にな
り、製造コストが高くなる欠点があり、さらに、往復式
ポンプ装置の駆動に費されるエンジンの出力損失、及び
ポンプ運転により発生する騒音が大きい等の不具合があ
った。

【０００４】また、通常の火花点火式ガソリンエンジン
において、複数の気筒内部と排気貯溜手段との間を結ぶ
排気還流ポートに、各気筒の膨張行程後半及び圧縮行程
前半に開弁期間を有する排気還流弁を開閉可能に設けた
排気還流装置が、特開平５−１８７３２６号公開公報に
開示されている。この既提案の装置（以下場合により、
第２の既提案装置という）は、膨張行程後半にある気筒
内の燃焼室から有圧の燃焼ガスを取出して排気貯溜室又
は通路に貯溜し、圧縮行程にある他の気筒の燃焼室に排
気還流弁を介して供給するように構成されているので、
排気を圧縮行程にある気筒に圧送するための排気加圧ポ
ンプ装置等特別の加圧手段を必要とせず、かつ還流され
る排気のために新気の吸入量が減少する不具合がなく、
エンジンの出力を確保しながら排出ガス中のＮＯ_ｘの低
減を図り得る利点はあるが、副室を有しないので、燃焼
ガス又は排気を副室に供給して予混合燃焼を抑制するこ
とによって、ＮＯ_ｘを低減すると共に騒音を低減するこ
とができない不具合があり、また各気筒毎に排気貯溜室
を設けると共に、排気還流弁を設け、さらに各排気還流
弁を開閉する各弁毎のアクチュエータを必要とするの
で、構造複雑でかつ高価となる欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、ＥＧＲを行なうことによって新
気の吸入量が減少することがなく、従ってＮＯ_ｘの低減
が望ましいエンジンは実質的にすべての運転領域におい
て、出力、燃費等のエンジン性能、及びスモーク性能を
損なうことなく効果的にＥＧＲを行なうことができ、こ
れによって排出ガス中のＮＯ_ｘを有効に低減することが
できる構造簡単かつ安価な副室式エンジンを提供するこ
とを、主たる目的とするものである。本発明の他の目的
は、膨張行程にあるシリンダの副室から圧縮行程にある
他のシリンダの副室に燃焼ガスを供給することによっ
て、予混合燃焼を抑制し、燃焼爆発に起因する騒音を効
果的に低減することができる構造簡単かつ安価な構成を
提案することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、多気筒エンジンの各気筒に設けられ噴孔
を介して気筒内の主燃焼室に連通する副室と、複数の気
筒のうち、一方が圧縮行程にあるとき他方が膨張行程に
ある二つの気筒の副室を連通させる燃焼ガス通路を具え
たバルブと、上記副室とバルブとの間に配設され、同バ
ルブの設定回転角位置において上記燃焼ガス通路と副室
とを連通させる接続通路と、上記バルブを回転させるこ
とにより、上記接続通路と燃焼ガス通路とを連通させ又
は両通路の連通を遮断する弁駆動装置とを具備してなる
ことを特徴とする排気還流装置付副室式エンジンを提案
するものである。

【０００７】本発明において、上記弁駆動装置は、エン
ジンの運転状態に応じて、上記バルブ内の燃焼ガス通路
と接続通路との連通時期及び連通時間を制御する制御装
置によって作動されることが好ましく、また上記副室と
バルブ内の燃焼ガス通路とを連通させる接続通路が、エ
ンジンの高回転時に作動する第１接続通路と、エンジン
の低速回転時に作動する第２接続通路から構成されるこ
とが好ましい。さらに、上記第１接続通路が、圧縮行程
において上記副室内に生起される渦流に逆らう方向を指
向し、かつ第２接続通路が、圧縮行程において上記副室
内に生起される渦流に対し順方向を指向して、夫々副室
に接続されることが好ましい。

【０００８】なおまた、請求項１に係る発明において、
上記バルブが、エンジンの中心面に対し略平行に配設さ
れた円筒状部材からなり、その内部に、略軸線方向に延
在する主通路と、同主通路の両端から略半径方向に延び
て上記接続通路に対向する外周面に開口する端部通路と
からなる燃焼ガス通路が設けられた構成とすることが望
ましい。さらに、請求項１に係る発明において、上記制
御装置が、エンジンの回転数情報に基づき、上記バルブ
内の燃焼ガス通路を上記第１及び第２接続通路の何れか
一方に選択的に連通させるように、上記弁駆動装置を制
御することが望ましい。また、請求項１の発明におい
て、上記多気筒エンジンが４気筒エンジンであり、上記
バルブ内に、４個の燃焼ガス通路が設けられている構成
とすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態を
添付図面について具体的に説明する。先づ、図１の要部
構成図において、符号１０はその一部のみを示したエン
ジンＥのクランクケース、１２は同クランクケース１０
内に形成され又は同クランクケース１０に嵌装されたシ
リンダライナによって形成されたシリンダ１４に摺動自
在に嵌装されたピストンである。同ピストン１２の頂面
には、クランクケース１０にヘッドガスケット１６を介
して装架されたシリンダヘッド１８の下面と協働して、
シリンダ１４内の主燃焼室を形成する凹部２０が設けら
れている。

【００１０】上記シリンダヘッド１８には、この実施例
では釣鐘型をなす副室又は渦流室２２が設けられ、同副
室２２は口金２４内に斜設された噴孔２６を介して上記
主燃焼室に連通する。また、上記副室２２のドーム状を
なす上方部分に、シリンダ１４の軸線に対し略平行な副
室軸線に対し傾斜して燃料噴射弁２８が配設され、また
同燃料噴射弁２８に隣接してグロープラグ３０が配置さ
れている。

【００１１】さらに、上記副室２２のドーム状をなす頂
部側方におけるシリンダヘッド１８内に、図１の紙面に
対し直角方向に延在する円筒状のロータリバルブ３２
が、その軸線の周りに自在に回転し得るように収容され
ている。図３に良く示されているように、同ロータリバ
ルブ３２は、例えばステッピングモータからなる回転式
のアクチュエータ又は弁駆動装置３４によって駆動され
る。この実施例の場合、エンジンＥは、第１シリンダ＃
１、第２シリンダ＃２、第３シリンダ＃３、及び第４シ
リンダ＃４を有する直列４気筒エンジンであり、図３に
示されているように、各シリンダ１４には、排気弁Ｖ_ｅ
及び吸気弁Ｖ_ｉ、並びに上記副室２２を具えている。

【００１２】図２は、上記４気筒エンジンＥの第１ない
し第４シリンダ＃１〜＃４の吸気圧縮、膨張（又は燃
焼）、及び排気行程とクランクθ_ｃとの関係を示した図
表であり、同図中白抜きの矢印は、後に詳述するよう
に、膨張行程にあるシリンダの副室２２から圧縮行程に
あるシリンダの副室２２に燃焼ガスを供給することを示
し、クランク角θ_ｃが０ないし１８０°のＡステージで
は第４シリンダ＃４から第２シリンダ＃２に、クランク
角θ_ｃが１８０°ないし３６０°のＢステージでは、第
２シリンダ＃２から第１シリンダ＃１に、クランク角θ
_ｃが３６０°ないし５４０°のＣステージでは、第１シ
リンダ＃１から第３シリンダ＃３に、さらにクランク角
θ_ｃが５４０°から７２０°のＤステージでは、第３シ
リンダ＃３から第４シリンダ＃４に燃焼ガスが供給され
る。

【００１３】図７の側面図に良く示されているように、
上記ロータリバルブ３２の内部には、その軸線に平行な
４個の燃焼ガス通路３６，３８，４０及び４２が設けら
れている。図３及び図５の断面図に示されているよう
に、上記燃焼ガス通路３６及び４０は、夫々の中心線が
第１の直径面に含まれるように配置された長い主通路３
６ａ及び４０ａと、同主通路３６ａ及び４０ａの両端か
ら半径方向外方に延びて円筒状外周面に開口する端部通
路３６ｂ及び４０ｂとから構成されている。また図４及
び図６の断面図に良く示されているように、上記燃焼ガ
ス通路３８及び４２は、夫々の中心線が、上記第１直径
面と直交する第２の直径面に含まれるように配置された
相対的に短い主通路３８ａ及び４２ａと、同主通路３８
ａ及び４２ａの両端から半径方向外方に延びて円筒状外
周面に開口する端部通路３８ｂ及び４２ｂとから構成さ
れている。上記各図から明らかなように、端部通路３６
ｂと４０ｂとは１８０°の角度間隔を存して互いに反対
方向に延び、また端部通路３８ｂと４２ｂとは、同様に
１８０°の角度間隔を存し反対方向に延びている。

【００１４】上記副室２２のドーム状をなす上方部分の
側部に、Ｖ字状をなして配設された第１接続通路４４及
び第２接続通路４６の一端が連通され、同接続通路４４
及び４６の他端開口端は、上記燃焼ガス通路３６，３
８，４０及び４２の端部通路３６ｂ，３８ｂ，４０ｂ及
び４２ｂに連通可能な位置において上記ロータリバルブ
３２の外周面に対向して開口する。また、上記第１接続
通路４４は、図１０の部分的拡大断面図に良く示されて
いるように、圧縮行程において副室２２の内部に生起さ
れる渦流Ｓに対して逆らう方向、即ち渦流Ｓを弱める方
向を指向して配置され、一方、第２接続通路４６は、図
９の部分的拡大断面図に良く示されているように、圧縮
行程において副室２２内に生起される渦流Ｓに対して順
方向、即ち渦流Ｓを付勢する方向を指向して配置されて
いる。

【００１５】ロータリバルブ３２を、その軸線の周りに
廻動させる弁駆動装置３４は、マイクロコンピュータを
含むコントロールユニット又は制御装置４８によって作
動される。同コントロールユニット又は制御装置４８
は、エンジンＥの冷却水温を検知する温度センサ５０の
水温情報Ｔ_ｗ、エンジンＥの回転数を検知する回転数セ
ンサ５２の回転数情報Ｎ_ｅ、エンジンＥの負荷を表わす
情報、例えばエンジンＥが副室式ディーゼルエンジンの
場合、その燃料供給量を制御する燃料噴射ポンプのコン
トロールレバー５４の位置を示す情報Ｌ_ｐ、及びエンジ
ンＥのクランク角を示すクランク角センサ５６の情報θ
_ｃを受容して弁駆動装置、この実施例の場合、ステッピ
ングモータ３４に駆動出力を提供する。

【００１６】上記構成において、図２のＡステージにお
けるロータリバルブ３２とエンジンＥの各シリンダ＃１
ないし＃４との関係は図３に示すとおりである。このス
テージＡでは、コントロールユニット又は制御装置４８
によりステッピングモータ３４の間欠回転によってロー
タリバルブ３２が図示位置に駆動されている。ロータリ
バルブ３２内の燃焼ガス通路４０が、第２シリンダ＃２
と第４シリンダ＃４の各副室２２の接続通路４４又は４
６に連通している。従って膨張行程にある第４シリンダ
＃４の副室２２内の燃焼ガスの一部が、ＥＧＲガスとし
て上記燃焼ガス通路４０及び接続通路４４又は４６を介
し第２シリンダ＃２の副室２２に供給される。

【００１７】次に、図４に示されているステージＢで
は、コントロールユニット又は制御装置４８によりステ
ッピングモータ３４が間欠回転されてロータリバルブ３
２内の燃焼ガス通路３８が、第１シリンダ＃１及び第２
シリンダ＃２の各副室２２の接続通路４４又は４６に連
通している。従って膨張行程にある第２シリンダ＃２の
副室２２内の燃焼ガスの一部が、上記燃焼ガス通路３８
及び接続通路４４又は４６を通り、圧縮行程にある第１
シリンダ＃１の副室２２内にＥＧＲガスとして給送され
る。

【００１８】また、図５に示されているステージＣで
は、コントロールユニット又は制御装置４８により、ス
テッピングモータ３４がさらに間欠回転されてロータリ
バルブ３２内の燃焼ガス通路３６が、第１シリンダ＃１
及び第３シリンダ＃３の各副室２２に接続通路４４又は
４６を介して連通する。従って、膨張行程にある第１シ
リンダ＃１の副室２２内の燃焼ガスの一部が、圧縮行程
にある第３シリンダ＃３の副室２２内に、上記燃焼ガス
通路３６及び接続通路４４又は４６を介しＥＧＲガスと
して給送される。

【００１９】最後に、図６に示されているステージＤで
は、コントロールユニット又は制御装置４８により、ス
テッピングモータ３４がさらに間欠回転されてロータリ
バルブ３２内の燃焼ガス通路４２が第３シリンダ＃３及
び第４シリンダ＃４の各副室２２に接続通路４４又は４
６を介して連通する。従って、膨張行程にある第３シリ
ンダ＃３の副室２２内の燃焼ガスの一部が、圧縮行程に
ある第４シリンダ＃４の副室２２内に、上記燃焼ガス通
路４２及び接続通路４４又は４６を介してＥＧＲガスと
して給送される。

【００２０】図１１は上記ステージＡないしＤの代表と
して、ステージＢにおける第１及び第２シリンダ＃１及
び＃２の筒内圧線図を示したものである。図示のように
第２シリンダ＃２の実線Ｐ_ｃで示されている筒内圧曲線
が膨張行程の略中期にあるとき、上述したように燃焼ガ
ス通路３８を介して第２シリンダ＃２の副室２２と第１
シリンダ＃１の副室２２とが連通され、第２シリンダ＃
２の副室２２から高圧の燃焼ガスの一部が、圧縮行程の
初期、吸気弁Ｖ_ｉが閉じた後に第１シリンダ＃１の副室
２２内にＥＧＲガスとして供給される。第２シリンダ＃
２から第１シリンダ＃１に燃焼ガスが供給されることに
よって、図中に点線Ｐ_ｃ２′に示されているように部分
的に筒内圧が低下し、一方、燃焼ガスを受容した第１シ
リンダ＃１の筒内圧が、図中に点線Ｐ_ｃ１′に示されて
いるように部分的に上昇する。図示のように、第２シリ
ンダ＃２からの燃焼ガスの流出終期は、そのピストン１
２の下降ストロークの略中央、即ちクランク角にして、
９０°程度であることが好ましい。なお、他のステージ
Ａ，Ｃ，Ｄにおいても、２つのシリンダ間の筒内圧の相
互関係は、実質的に同一である。

【００２１】上記のように、膨張行程にあるシリンダの
副室２２から、ロータリバルブ内の燃焼ガス通路３６，
３８，４０及び４２の何れかを経て、圧縮行程にあるシ
リンダの副室２２に、ＥＧＲガスとしての燃焼ガスを給
送することによって、ＥＧＲガスを圧縮行程にある副室
２２内に圧入するための特別のポンプ装置を必要とせ
ず、また各個のシリンダにＥＧＲ弁を必要とせず、複数
シリンダに対し一個の共通のロータリバルブ３２を設け
れば良く、また同ロータリバルブ３２がＥＧＲガス用の
通路装置と弁装置とを兼ねているので、構造極めて簡単
であり、しかもロータリバルブ３２を駆動するためのア
クチュエータ又は弁駆動装置としてのステッピングモー
タ３４も複数シリンダに対し共通の１個（図示の実施例
においては、４シリンダにつき１個）で良いので、さら
に構造の簡素化が達成され、全体として極めて安価に製
造することができる。

【００２２】また、圧縮行程において吸気弁が閉じたの
ち、ＥＧＲ用の燃焼ガスが供給されるので、ＥＧＲによ
って新気の吸入量が減少することがなく、ＥＧＲを行な
うことが必要なエンジンのすべての運転領域において、
スモーク等の排出ガス性能の悪化を招くことなく、エン
ジンの出力、燃費等の性能を確保しながら、ＮＯ_ｘの低
減を達成することができる。さらに、副室２２内にＥＧ
Ｒガスとしての燃焼ガスを供給することによって、副室
内の予混合燃焼が抑制されるので、上記ＮＯ_ｘの低減に
有利なだけでなく、燃焼をおだやかなものとして運転騒
音を効果的に低減し得る利点がある。

【００２３】次に、図８ないし図１０の部分的拡大断面
図に良く示されているように、ロータリバルブ３２内の
４個の燃焼ガス通路３６，３８，４０及び４２と副室２
２とを連通させる第１接続通路４４は、圧縮行程中ピス
トン１２の上昇によってシリンダ１４から噴孔２６を経
て副室２２内に流入する吸気の渦流Ｓに逆らう方向を指
向して設けられている。従って、渦流Ｓの速度が大きい
エンジン高速回転時に、図１０に示されているように、
第１接続通路４４からＥＧＲ用の燃焼ガスを副室２２内
に流入させることによって、強すぎる渦流Ｓを弱くし
て、適当な予混合燃焼を緩和し、ＮＯ_ｘの発生を効果的
に抑止することができる。

【００２４】逆に、エンジンの低速回転時には、図９に
示されているように、ロータリバルブ３２内の燃焼ガス
通路３６，３８，４０及び４２を、副室２２内の渦流Ｓ
に対して順方向又は接線方向に指向した第２接続通路４
６に連通させることによって、低速回転のため弱い渦流
ＳがＥＧＲ用燃焼ガスの流入によって付勢されて強化さ
れることとなり、燃料と吸気との混合を良くしてスモー
クの発生を効果的に抑止することができる利点がある。
上記燃焼ガス通路３６，３８，４０及び４２が第１又は
第２接続通路４４又は４６の何れに連通するかは、ロー
タリバルブ３２の回転角によって定まり、ステッピング
モータ等弁駆動装置３４によって、エンジン回転数に応
じて制御される。なお、図８は、燃焼ガス通路３６，３
８，４０及び４２が、第１及び第２接続通路４４及び４
６の何れにも連通していない状態を示し、以下の説明
で、この状態をバルブ位置α（同図に実線で示す第１位
置）又はα′（同図中に点線で示す第２位置）と謂い、
図９に示した第２接続通路４６の作動状態をバルブ位置
β、図１０に示した第１接続通路４４の作動状態をバル
ブ位置γという。

【００２５】次に、上記コントロールユニット又は制御
装置４８の作動態様を図１２のフローチャートについて
簡単に説明する。プログラムがスタートすると、ステッ
プＳ_１においてクランク角θ_ｃが読み込まれる。ステッ
プＳ_２において、クランク角θ＝０即ちサイクルの開始
点かどうかが判断され、サイクル開始点のＹＥＳでステ
ップＳ_３に進み、弁駆動装置によってロータリバルブ３
２がバルブ位置α即ち第１の休止位置に設定される。

【００２６】ステップＳ_２において、クランク角θ_ｃが
０を超えて進む（ＮＯ）と、ステップＳ_４でクランク角
θ_ｃがＥＧＲ開始点θ_１に達したかどうか調べられ、θ
_ｃ＝θ_１になると、ステップＳ_５においてエンジン回転
数Ｎ_ｅが読み込まれる。続いて、ステップＳ_６において
エンジン回転数Ｎ_ｅが、最高エンジン回転数Ｎ
_{ｅｍａｘ}の１／２以下であるかどうかが調べられる。
エンジン回転数Ｎ_ｅが低いＹＥＳの場合、ステップＳ_７
で弁駆動装置３４によりロータリバルブ３２はβ位置に
設定され、第２接続通路４６から燃焼ガスが副室２２内
に供給され、渦流Ｓが強化される。（なお、ステップＳ
_６においては、一例としてＮ_{ｅｍａｘ}／２を、切換え
基準回転数としたが、勿論他の適宜の基準回転数を選択
することができる。）

【００２７】ステップＳ_６において、エンジン回転数Ｎ
_ｅが最高回転数Ｎ_{ｅｍａｘ}の１／２より高い高速回転
時には、ステップＳ_８に進み、弁駆動装置３４によりロ
ータリバルブ３２はγ位置に設定され、第１接続通路４
４から燃焼ガスが副室２２内に供給され、高速回転のた
め強すぎる渦流Ｓが弱められる。ステップＳ_４におい
て、クランク角θ_ｃがθ_１を越えてＮＯになると、ステ
ップＳ_９に進み、クランク角θ_ｃがＥＧＲ終了点θ_２に
達したかどうかが調べられる。クランク角θ_ｃがθ_２に
達すると、ステップＳ_１０において弁駆動装置３４によ
りロータリバルブ３２が、図１０の弁位置を矢印で方向
に回転して越え、何れの燃焼ガス通路３６，３８，４
０，４２も第１及び第２接続通路４４及び４６に連通し
ない第２の休止位置α′に設定され、以下同様のサイク
ルが繰り返えされる。

【００２８】なお、上記フローチャートにおいて、ステ
ップＳ_４におけるＥＧＲ開始点のクランク角θ_１、即ち
燃焼ガス通路と接続通路との連通開始時期及びＥＧＲ終
了点のクランク角θ_２即ち燃焼ガス通路と接続通路との
連通時間を規定するクランク角は、勿論エンジンＥの運
転状態に応じ適宜に設定される。また、フローチャート
には記載されていないが、エンジンの冷態始動時、例え
ば冷却水温Ｔ_ｗが６０℃以下では、ＥＧＲは行なわれ
ず、同フローチャートは、暖機終了状態即ち冷却水温Ｔ
_ｗが６０℃を越えた条件下で行なわれる。

【００２９】なお、本発明は、４気筒の副室式ディーゼ
ルエンジンに採用されて最も好適であるが、副室式のＶ
型８気筒エンジンの左右のバンクに、殆んど同一の実施
態様で適用することができる。また、ロータリバルブ３
２を回転させる弁駆動装置３４には、ステッピングモー
タを用いることが最も便利ではあるが、その他任意の間
欠駆動装置を採用し得ることは明らかである。

【００３０】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る排気還流装
置付副室式エンジンは、多気筒エンジンの各気筒に設け
られ噴孔を介して気筒内の主燃焼室に連通する副室と、
複数の気筒のうち、一方が圧縮行程にあるとき他方が膨
張行程にある二つの気筒の副室を連通させる燃焼ガス通
路を具えたバルブと、上記副室とバルブとの間に配設さ
れ、同バルブの設定回転角位置において上記燃焼ガス通
路と副室とを連通させる接続通路と、上記バルブを回転
させることにより、上記接続通路と燃焼ガス通路とを連
通させ又は両通路の連通を遮断する弁駆動装置とを具備
してなることを特徴とし、エンジンの出力、燃費等の性
能を損なうことなく、かつスモーク悪化等の不具合を生
起することなく、ＮＯ_ｘの低減が望ましい広範なエンジ
ンの運転領域においてＥＧＲを行ない、ＮＯ_ｘの効果的
低減を達成することができ、また副室内にＥＧＲ用燃焼
ガスを供給することによって、エンジンの運転騒音を低
減することができる構造簡単かつ安価な副室式エンジン
を提供し得る利点がある。

【００３１】また、本発明において、上記弁駆動装置
が、エンジンの運転状態に応じて、上記バルブ内の燃焼
ガス通路と接続通路との連通時期及び連通時間を制御す
る制御装置によって作動される構成とすることにより、
エンジンの運転状態に応じた適切なＥＧＲを行なうこと
が可能となる利点があり、また上記副室とバルブの燃焼
ガス通路とを連通させる接続通路が、エンジンの高回転
時に作動する第１接続通路と、エンジンの低速回転時に
作動する第２接続通路から構成され、さらに、上記第１
接続通路が、圧縮行程において上記副室内に生起される
渦流に逆らう方向を指向し、かつ第２接続通路が、圧縮
行程において上記副室内に生起される渦流に対し順方向
を指向して、夫々副室に接続されることにより、ＥＧＲ
用燃焼ガスの副室内への流入方向を制御してエンジンの
回転数に応じ副室内の渦流の強さを制御することによっ
て、適切な燃焼を行なわせ、効果的なＮＯ_ｘの低減及び
運転騒音の低減を達成し得る利点がある。

【００３２】なお、本発明の実施に際して、上記バルブ
が、エンジンの中心面に対し略平行に配設された円筒状
部材からなり、その内部に、略軸線方向に延在する主通
路と、同主通路の両端から略半径方向に延びて上記接続
通路に対向する外周面に開口する端部通路とからなる燃
焼ガス通路が設けられている構成とすることにより、バ
ルブにＥＧＲ用燃焼ガスの通路装置と弁装置とを兼用さ
せて一層の構造簡素化を図ることができるという追加の
利点があり、また、上記制御装置が、エンジンの回転数
情報に基づき、上記バルブ内の燃焼ガス通路を上記第１
及び第２接続通路の何れか一方に選択的に連通させるよ
うに、上記弁駆動装置を制御することにより、上記副室
内のスワールをエンジンの回転数に応じ適切に制御する
ことができ、この結果、エンジンの出力、燃費等の性
能、及び排気ガス性能を効果的に向上し得るという効果
があり、さらに、上記多気筒エンジンが４気筒エンジン
であり、上記バルブ内に、４個の燃焼ガス通路が設けら
れることにより、４気筒エンジンに最も好適な排気還流
装置が提供され、エンジン性能、及び排気ガス性能を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部概略構成図であ
る。

【図２】本発明を４気筒エンジンに適用した場合の各シ
リンダの作動サイクルを示した線図である。

【図３】図２のＡステージにおけるロータリバルブ３２
の作動態様を示す概略図である。

【図４】図２のＢステージにおけるロータリバルブ３２
の作動態様を示す概略図である。

【図５】図２のＣステージにおけるロータリバルブ３２
の作動態様を示す概略図である。

【図６】図２のＤステージにおけるロータリバルブ３２
の作動態様を示す概略図である。

【図７】図３の矢印ＶＩＩ方向から視たロータリバルブ
３２の側面図である。

【図８】図１の部分的要部拡大断面図である。

【図９】図１において第２接続通路４６が作動している
状態を示した要部拡大断面図である。

【図１０】図１において第１接続通路４４が作動してい
る状態を示した要部拡大断面図である。

【図１１】図４に示したステージＢにおける筒内圧力線
図である。

【図１２】図１におけるコントロールユニット又は制御
装置４６の作動態様を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｅ…エンジン、１０…クランクケース、１２…ピスト
ン、１４…シリンダ、１８…シリンダヘッド、２２…副
室、２４…口金、２６…噴孔、２８…燃料噴射弁、３０
…グロープラグ、３２…ロータリバルブ、３４…弁駆動
装置、３６，３８，４０及び４２…燃焼ガス通路、３６
ａ，３８ａ，４０ａ及び４２ａ…主通路、３６ｂ，３８
ｂ，４０ｂ及び４２ｂ…端部通路、４４…第１接続通
路、４６…第２接続通路、４８…コントロールユニット
又は制御装置、Ｖ_ｉ…吸気弁、Ｖ_ｅ…排気弁。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/07 570 F02M 25/07 510 F02M 25/07 580 F02M 25/07 550 F02B 19/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒エンジンの各気筒に設けられ噴孔
を介して気筒内の主燃焼室に連通する副室と、複数の気
筒のうち、一方が圧縮行程にあるとき他方が膨張行程に
ある二つの気筒の副室を連通させる燃焼ガス通路を具え
たバルブと、上記副室とバルブとの間に配設され、同バ
ルブの設定回転角位置において上記燃焼ガス通路と副室
とを連通させる接続通路と、上記バルブを回転させるこ
とにより、上記接続回路と燃焼ガス通路とを連通させ又
は両通路の連通を遮断する弁駆動装置とを具備してな
り、上記副室とバルブ内の燃焼ガス通路とを連通させる
接続通路が、エンジンの高速回転時に作動する第１接続
通路と、エンジンの低速回転時に作動する第２接続通路
から構成されたことを特徴とする排気還流装置付副室式
エンジン。
【請求項２】上記第１接続通路が、圧縮行程において
上記副室内に生起される渦流に逆らう方向を指向し、か
つ第２接続通路が、圧縮行程において上記副室内に生起
される渦流に対し順方向を指向して、夫々副室に接続さ
れていることを特徴とする請求項１記載の排気還流装置
付副室式エンジン。