JP3357385B2 - 過給機付きエンジン - Google Patents

過給機付きエンジン

Info

Publication number
JP3357385B2
JP3357385B2 JP24060891A JP24060891A JP3357385B2 JP 3357385 B2 JP3357385 B2 JP 3357385B2 JP 24060891 A JP24060891 A JP 24060891A JP 24060891 A JP24060891 A JP 24060891A JP 3357385 B2 JP3357385 B2 JP 3357385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
intake
cylinder
speed
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP24060891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0559948A (ja
Inventor
光夫 人見
俊治 益田
敏彦 服部
謙二 樫山
潤三 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP24060891A priority Critical patent/JP3357385B2/ja
Priority to KR1019920015379A priority patent/KR950000600B1/ko
Priority to EP92114666A priority patent/EP0529639B1/en
Priority to DE69214234T priority patent/DE69214234T2/de
Priority to EP96100579A priority patent/EP0711907B1/en
Priority to DE69232330T priority patent/DE69232330T2/de
Publication of JPH0559948A publication Critical patent/JPH0559948A/ja
Priority to US08/324,489 priority patent/US5433180A/en
Priority to US08/483,175 priority patent/US5713330A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3357385B2 publication Critical patent/JP3357385B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • 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
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into 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
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0276—Actuation of an additional valve for a special application, e.g. for decompression, exhaust gas recirculation or cylinder scavenging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • 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
    • 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
    • F02F1/4221—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder particularly for three or more inlet valves
    • 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
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B2031/006—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air intake valves
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1824—Number of cylinders six
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/08—Endless member is a chain
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
    • 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
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in 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
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • 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
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418—Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D2013/0292—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
    • 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
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/03—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single mechanically or electrically driven intake charge compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は過給機付きエンジンに関
するものである。
【０００２】
【従来技術】従来の過給機付きエンジンは、自然吸気式
エンジン（ＮＡエンジン）に対しこのＮＡエンジンの圧
縮比を小さくして過給機を装着するのが通例とされてい
る。例えば、１９８４年１月号モ−タファンに記載のＨ
ＯＮＤＡ社製のエンジンであるシティタ−ボＩＩエンジ
ンの具体的仕様は以下のとおりとなっている（同雑誌第
１１７頁）。
【０００３】シティタ−ボＩＩエンジンの仕様 エンジン形式：水冷直列４気筒 総排気量：１２３１ｃｃ シリンダのボア径：６６ｍｍ ピストンストロ−ク：９０ｍｍ 圧縮比（ε）：７．６ 過給機：タ−ボチャ−ジャ（過給圧：０．８５Kg/c
m2） また、上記シティタ−ボＩＩエンジンのレ−ス用仕様で
あるシティタ−ボＩＩ・Ｒエンジンでは、圧縮比は定か
ではないが過給圧を１．６３Kg/cm2まで高めたものとな
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、過給機付き
エンジンは、強制的に混合気を気筒内に充填するもので
あり、ＮＡエンジンに比べて排気ガス温度が上昇する傾
向にある。勿論、過給圧が高い程、排気ガス温度の上昇
度合は大きく、また特に全開負荷運転時の高い排気ガス
温度によって排気系の信頼性が損なわれる恐れがある。
尚、上記シティタ−ボＩＩ・Ｒエンジンは、長時間にわ
たって全開で走行する使用態様に用いられるものではな
く、２〜３時間程度のレ−スに使用するエンジンである
ため、排気ガス温度が高くとも、信頼性面で余裕があ
る。そこで、本発明の目的は、過給機付きエンジンの排
気ガス温度の上昇を抑えて、排気系の信頼性を高めるよ
うにした過給機付きエンジンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はその第１の構成として次のようにしてあ
る。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載
のように、シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピスト
ンにより燃焼室が形成され、該燃焼室に臨ませて点火プ
ラグが配設されると共に、該燃焼室の頭部に吸気弁によ
り開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉される
排気ポートが開口され、しかも過給機によって吸気を過
給するようにしたガソリンを燃料とする４サイクル過給
機付きエンジンにおいて、圧縮比が９以上に設定され、
１つの気筒に対して、前記吸気ポートが２つ設けられる
と共に、該吸気ポートの数に対応して前記吸気弁が２つ
設けられ、平均吸気マッハ数（Ｍｉｍ）が０．５のとき
のエンジン回転数を第１回転数（Ｎ0.5）とし、平均ピ
ストンスピード（Ｕｍ）が２０ｍ／ｓのときのエンジン
回転数を第２回転数（Ｎ20）としたとき、第２回転数
（Ｎ20）を８０００ｒｐｍ以下としつつ第１回転数（Ｎ
0.5）以上とし、かつ第２回転数（Ｎ20）と第１回転数
（Ｎ0.5）との回転数差を２０００ｒｐｍ以下としつつ
該第１回転数（Ｎ0.5）を５０００ｒｐｍ以上となるよ
うに該第１回転数（Ｎ0.5）と第２回転数（Ｎ20）との
関係を満たす範囲で、シリンダボア径（Ｂ）とシリンダ
単室容積とピストンのストローク（Ｓ）とが設定される
ことより、前記シリンダのボア径（Ｂ）が５０ｍｍ乃至
６７ｍｍとされ、前記シリンダの単室容積が１５０ｃｃ
乃至４００ｃｃとされ、前記ピストンのストローク
（Ｓ）とシリンダボア径（Ｂ）との比（Ｓ／Ｂ）が１．
１以上とされている、ような構成とされている。前記目
的を達成するため、本発明はその第２の構成として次の
ようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請
求項２に記載のように、シリンダ内に往復動可能に嵌挿
されたピストンにより燃焼室が形成され、該燃焼室に臨
ませて点火プラグが配設されると共に、該燃焼室の頭部
に吸気弁により開閉される吸気ポートおよび排気弁によ
り開閉される排気ポートが開口され、しかも過給機によ
って吸気を過給するようにしたガソリンを燃料とする４
サイクル過給機付きエンジンにおいて、圧縮比が９以上
に設定され、１つの気筒に対して、前記吸気ポートが３
つ設けられると共に、該吸気ポートの数に対応して前記
吸気弁が３つ設けられ、平均吸気マッハ数（Ｍｉｍ）が
０．５のときのエンジン回転数を第１回転数（Ｎ0.5）
とし、平均ピストンスピード（Ｕｍ）が２０ｍ／ｓのと
きのエンジン回転数を第２回転数（Ｎ20）としたとき、
第２回転数（Ｎ20）を８０００ｒｐｍ以下としつつ第１
回転数（Ｎ0.5）以上とし、かつ第２回転数（Ｎ20）と
第１回転数（Ｎ0.5）との回転数差を２０００ｒｐｍ以
下としつつ該第１回転数（Ｎ0.5）を５０００ｒｐｍ以
上となるように該第１回転数（Ｎ0.5）と第２回転数
（Ｎ20）との関係を満たす範囲で、シリンダボア径
（Ｂ）とシリンダ単室容積とピストンのストローク
（Ｓ）とが設定されることより、前記シリンダのボア径
（Ｂ）が４３ｍｍ乃至４９．５ｍｍとされ、前記シリン
ダの単室容積が１１０ｃｃ乃至２９５ｃｃとされ、前記
ピストンのストローク（Ｓ）とシリンダボア径（Ｂ）と
の比（Ｓ／Ｂ）が１．１以上とされている、ような構成
としてある。上記第１の構成および第２構成場合共に、
一つの気筒に２つの排気弁を備えているような構成を採
択することができる。
【０００６】この点について図２０を参照して説明す
る。この図２０はエンジンのサイクル線図であり、実線
は本発明に係る過給機付きエンジンを示し、破線は従来
の過給機付きエンジンを示すものである。同図から明ら
かなように、圧縮比を高めた（本発明に係るエンジン）
の場合、膨張比つまり圧縮比（ε’−ε）が大きくなる
ため（ε’：本発明の圧縮比、ε：従来の圧縮比）、排
気ガス温度が（Ｔ4 ’−Ｔ4 ）低下する（Ｔ4 ’：本発
明の排気ガス温度、Ｔ4 ：従来の排気ガス温度）。な
お、同図において、ポイント１〜２は圧縮行程、ポイン
ト２〜３は爆発行程、ポイント３〜４は膨張行程、４〜
１は排気行程を示す。ここに、本発明の圧縮比ε’は
ε’＝( Ｖd ’) ／（Ｖ0 ’）で表され、従来の圧縮比
εはε＝( Ｖd) ／（Ｖ0 ）で表される。
【０００７】また、本発明にあっては、過給機付きエン
ジンを以下のようにしてある。 シリンダのボア径：約４３ｍｍ乃至６７ｍｍ。 シリンダの単室容積：約１１０ｃｃ乃至４００ｃｃ。 ピストンのストロ−ク（Ｓ）とシリンダのボア径
（Ｂ）との比（Ｓ／Ｂ）：Ｓ／Ｂ＞１。
【０００８】ところで、過給機付きエンジンはノッキン
グの問題を生じ易いが、耐ノキング性を高めるには、シ
リンダのボア径を極力小さくして火炎伝播距離を小さく
することが好ましい。また、過給によってできるだけ大
きな出力を得るとしたときには、ピストン荷重を直接的
に受るクランクシャフトの軸受荷重を極力小さなものと
する必要があるが、この軸受荷重を小さなものとするた
めにも、ボア径は極力小さい方が好ましい。しかしなが
ら、ボア径を小さくしつつ所定の排気量を確保しようと
するときには、ピストンスピ−ドという信頼性上の限界
と、吸気弁のバルブサイズの縮小に伴うチョ−ク現象に
よって吸気抵抗が急激に増大してしまうという限界とが
発生する。したがって、これら２つの限界を共に満たす
範囲内で最小ボア径を選定する必要がある。以下に、上
記２つの限界を共に満たすボア径について考察する。
【０００９】信頼性上の限界（ピストンスピ−ド）から
の考察 平均ピストンスピ−ドＵｍ（mm/s）は、数１で表わすこ
とができる。
【数１】 ここに、Ｎ：エンジン回転速度（rpm) Ｓ：ピストンストロ−ク(mm)である。 ところで、平均ピストンスピ−ドＵｍの限界値は、通
常、Ｕｍ＝２０ｍ／ｓ（２．０ｘ１０4 mm/s）といわれ
ている。したがって、上記式（１）にＵｍ＝２．０ｘ１
０4 mm/sを代入し、更にエンジンの最高回転速度を代入
すれば、上記数１からピストンストロ−クが求まること
になる。
【００１０】吸気抵抗からの限界（チョ−ク現象） 一般的に、平均吸気マッハ数ＭimがＭim＝０．５となっ
たときに、吸気抵抗が急増し、これにより体積効率が急
減することが知られている。ところで、平均吸気マッハ
数Ｍimは数２で表わすことができる。
【００１１】
【数２】
【００１２】ここに、Ｖｈ：単室容積(cc) ηv ：体積効率（％） ａ：音速(cm/s) θ：クランク角(deg.CA.ATDC) θIC：吸気弁閉時期 θIO：吸気弁開時期 Ｎ：エンジン回転速度（rpm) Ｆｉ：吸気弁開口面積（cm2 ） Ｆｉｍ（ｅ）：平均吸気開口面積
【００１３】上記平均吸気開口面積Ｆｉｍ（ｅ）は数３
で表すことができる。
【００１４】
【数３】
【００１５】ここに、Ｆｉａ（ｅ）は吸気弁有効角度面
積であり、この吸気弁有効角度面積Ｆｉａ（ｅ）は数４
で表すことができる。
【００１６】
【数４】
【００１７】ここに、Ｆｉは吸気弁開口面積（cm2 ）で
ある。
【００１８】上記Ｆｉａ（ｅ）に関し、１気筒当り吸気
弁２弁、排気弁２弁を備えたエンジンについて計算した
結果を図２１に示してある。この図２１に示す計算結果
は、下記の仮定に基づくものである。 ２つの吸気弁は同一のバルブサイズを有し、 ２つの排気弁は同一のバルブサイズを有し、 吸気弁と排気弁との面積比は、スロ−ト部において、 （吸気側スロ−ト面積）／（排気側スロ−ト面積）＝
１．５ 体積効率（ηv ）は１００％であるとした。
【００１９】また、上記Ｆｉａ（ｅ）の計算条件は以下
のとおりである。 (1) 第１吸気弁バルブシ−トと第２吸気弁バルブシ−ト
との間隔：２．５mm以上 (2) 吸気弁バルブシ−トと排気弁バルブシ−トとの間
隔：３．５mm以上 (3) 第１排気弁バルブシ−トと第２排気弁バルブシ−ト
との間隔：４．０mm以上 (4) 吸気弁バルブシ−トと点火プラグとの間隔：２．５
mm以上 (5) 排気弁バルブシ−トと点火プラグとの間隔：３．５
mm以上 (6) バルブシ−トはシリンダボア周辺部に接していても
よい。 (7) バルブ挟み角は３０度 (8) ペントル−フ型燃焼室 (9) プラグ径：直径１４mm (10)ステム径：直径６mm (11)スロ−ト径＝バルブシ−ト径−５mm (12)バルブリフト：８．５mm (13)開弁期間：２５６degCA
【００２０】上記２つの限界を共に満たすボア径と単室
容積との関係を以下の手順で考察する。 （手順１）平均ピストンスピ−ドＵｍの限界値であるＵ
ｍ＝２０ｍ／ｓ（２．０ｘ１０4 mm/s）に達するエンジ
ン回転速度を決定すれば、上記数１からピストンストロ
−クが求まる。また、このピストンストロ−クに基づい
て各ボア径に対応する単室容積が求まることになる。エ
ンジン回転速度４，０００rpm から８，０００rpm ま
で、１，０００rpm 毎に図２２に一点鎖線で記してあ
る。
【００２１】（手順２）上記数２〜数４と上記Ｆｉａ
（ｅ）の計算結果とを用いて、エンジン回転速度４，０
００rpm から８，０００rpm まで、１，０００rpm 毎
に、各ボア径に対して平均吸気マッハ数Ｍim＝０．５と
なる単室容積を求め、この結果を上記図２２に実線で記
してある。
【００２２】（手順３）まず、平均ピストンスピ−ドＵ
ｍがＵｍ＝２０ｍ／ｓとなるエンジン回転速度をＮ20と
表し、平均吸気マッハ数がＭim＝０．５となるエンジン
回転速度をＮ0.5 と表す。これらＮ0.5 とＮ20のあるべ
き関係を考察する。
【００２３】Ｎ0.5 ＞Ｎ20となる場合を考えると、こ
の場合は前記信頼性上の限界よりも高速まで空気が充分
に入る程ボア径を大きく設定したことになる。このこと
はボア径を小さくするという当初の目的に反する。よっ
て、Ｎ0.5 とＮ20とは、Ｎ0. 5 ≦Ｎ20の関係にあるべき
である。
【００２４】一般的に、エンジンの最高馬力発生回転
速度は、信頼性上の限界よりも１，０００rpm 程度低い
回転速度に設定している。ところで、上記平均吸気マッ
ハ数Ｍim＝０．５に達する回転速度よりも高速になると
単位時間当たりの空気流量が増えなくなる。したがっ
て、Ｎ0.5 以上の回転速度では、エンジンの軸出力は増
大しない、あるいは大幅に低下する。以上のことから、
最高馬力発生点はＮ0.5 よりも低い回転速度に存在する
と言える。
【００２５】例えば、Ｎ0.5 と信頼性上の限界との差が
２，０００rpm を越えているとき（Ｎ20−Ｎ0.5 ＞２，
０００）には、最高馬力発生回転速度から２，０００rp
m よりも大きな回転速度領域で発生馬力が増大しないあ
るいは減少することとなり、好ましいエンジンとは言え
なくなる。よって、Ｎ0.5 とＮ20とは、Ｎ20−Ｎ0.5≦
２，０００rpm の関係にあるべきである。
【００２６】エンジンの特性を従来と同じように設定
すれば、最高馬力発生回転速度は５，０００rpm よりも
大きい回転速度であることが好ましい。よって、Ｎ0.5
＞５，０００rpm とする必要がある。
【００２７】所定の単室容積を確保すると共に極力ボ
ア径を小径化するには、ピストンストロ−クの限界を設
ける必要がある。すなわち、小径ボア化するにしても、
従来のエンジンをはるかに越えるような回転速度限界を
持たせる程ピストンストロ−クを短かくする必要はな
い。したがって、Ｎ20≦８，０００rpm であればよい。
【００２８】上記手順によって得られた条件を全て図２
２に記してあり、各条件を表す線で囲まれた範囲（斜線
で表す範囲）が、つまり吸気２弁排気２弁の下で上記２
つの限界を共に満たすボア径と単室容積との関係という
ことになる。同図から明らかなようにボア径で約５０mm
乃至６７mmの範囲、単室容積で約１５０cc乃至４００cc
の範囲である。
【００２９】同様の手順の下で吸気３弁排気２弁形式の
エンジンに対して検討した結果を上記図２２に示した。
同図においてクロス線で表す範囲が、吸気３弁排気２弁
の下で上記２つの限界を共に満たすボア径と単室容積と
の関係である。同図から明らかなようにボア径で約４３
mm乃至４９．５mmの範囲、単室容積で約１１０cc乃至２
９５ccの範囲である。
【００３０】以上の結果から、ボア径で約４３mm乃至６
７mm、単室容積で約１１０cc乃至４００ccが、ボア径を
極力小さくしつつ所定の単室容積を確保できる範囲とい
うことになる。
【００３１】前述したように本発明にあっては、ピスト
ンのストロ−ク（Ｓ）とシリンダのボア径（Ｂ）との比
（Ｓ／Ｂ）が１よりも大とされている。すなわち、ロン
グストロ−クエンジンとされて、同一の単室容積を確保
するに当たってボア径を小さくするようにしてある。こ
れにより、クランクシャフトの軸受荷重を小さなものと
することが可能となる。つまり、小さな単室容積の下
で、過給で大きな出力を得るとしたときに、軸受部の負
担を軽減することが可能となる。
【００３２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
いて説明する。エンジンの機械的構成 図１、図２において、１はエンジンで、エンジン１は、
互いにＶ型をなす左右のバンク部２Ｌ、２Ｒを有し、こ
れら左右のバンク部２Ｌ、２Ｒ毎に、夫々、３つの気筒
４が直列に配置された、いわゆるＶ型６気筒エンジンと
されている。以下に、左右のバンク部２Ｌ、２Ｒを構成
する部材あるいは各バンク部２Ｌ、２Ｒに関連する部材
には、左バンク部２Ｌあるいは右バンク部２Ｒに対応し
て、その参照符号に「Ｌ」、「Ｒ」を付記して図示する
一方、これら部材の説明において、特に必要であるとき
を除いて、符号「Ｌ」、「Ｒ」の付記を省略する。
【００３３】上記エンジン１について詳しく説明する
と、エンジン１は、シリンダブロック３を有し、各気筒
４は、シリンダ５に嵌挿されたピストン６とシリンダヘ
ッド７とでペントル−フ型の燃焼室８が形成されてい
る。そして、シリンダヘッド７には、共に燃焼室８に開
口する第１、第２の２つの吸気ポ−ト９、１０と、第
１、第２の２つの排気ポ−ト１１、１２とが形成され
（図２参照）、上記第１、第２吸気ポ−ト９、１０に
は、図２に示すように、夫々、第１吸気弁１３、第２吸
気弁１４が配設され、上記第１、第２排気ポ−ト１１、
１２には、夫々、第１排気弁１５、第２排気弁１６が配
設されている。
【００３４】すなわち、エンジン１は、各気筒４が２つ
の吸気弁１３、１４と２つの排気弁１５、１６とを具備
する４バルブ式エンジンとされて、これら各弁１３〜１
６を開閉動作させる動弁系１７は、２つのカムシャフト
１８、１９をシリンダヘッド７に収容した、いわゆるダ
ブルオ−バヘッドカム（ＤＯＨＣ）式とされている。す
なわち、第１のカムシャフト１８は吸気弁１３、１４用
とされ、第２のカムシャフト１９は排気弁１５、１６用
とされ、これら第１、第２のカムシャフト１８、１９に
は、その軸端に、カムプ−リ２０（図２参照、排気弁用
カムプ−リは図示せず）が設けられて、これらカムプ−
リ２０は、既知のように、タイミングベルト２２を介し
てエンジン出力軸（クランクシャフト）２３に連係さ
れ、上記吸気弁１３、１４あるいは上記排気弁１５、１
６は、エンジン出力軸２３の回転に同期して、所定のタ
イミングで開閉される。
【００３５】上記第１カムシャフト１８には、上記吸気
弁用カムプ−リ２０に対する第１カムシャフト１８の位
相を変更させるバルブタイミング可変機構２４（吸気弁
用バルブタイミング可変機構）が設けられ、他方、上記
第２カムシャフト１９には、上記排気弁用カムプ−リに
対する第２カムシャフト１９の位相を変更させるバルブ
タイミング可変機構（排気弁用バルブタイミング可変機
構、図示せず）が設けられている。この排気弁用バルブ
タイミング可変機構は上記吸気弁用バルブタイミング可
変機構２４と同一の構成とされ、このようなバルブタイ
ミング可変機構２４は従来から既知であるのでその詳細
な説明は省略する。また上記シリンダヘッド７には点火
プラグ２５が装着され、この点火プラグ２５は燃焼室８
の中央に臨ませて配置されている。
【００３６】上記ピストン６はコンロッド２６を介して
上記クランクシャフト２３に連結され、クランクシャフ
ト２３を収容するクランク室２７の下方域には、エンジ
ンオイルを貯留するオイル貯留室２８がオイルパン２９
によって形成されている。尚、図２に示す符号３０はオ
イルストレ−ナである。
【００３７】上記左右のバンク部２Ｌと２Ｒとで挟まれ
たバンク中央空間３１には、図１に示すように、クラン
クシャフト２３の回転力によって機械的に駆動されるス
クリュ式過給機３２が設置され、また、この過給機３２
の上方にインタ−ク−ラ３３が配置されている。他方、
各バンク部２Ｌ、２Ｒの上方には、夫々、クランクシャ
フト２３の長手方向に延びるサ−ジタンク３４が配設さ
れ、このサ−ジタンク３４と前記吸気ポ−ト９、１０と
は、各気筒４毎に、独立吸気管３５を介して接続されて
いる。そして、左右各バンク部２Ｌ、２Ｒにおける吸気
ポ−ト９、１０の上流端が、夫々、バンク中央空間３１
に臨んで開口している関係上、上記独立吸気管３５は、
上記サ−ジタンク３４から一旦バンク中央空間３１に向
けて横方向に延びた後に下方に向けて湾曲する形状とさ
れている。
【００３８】以下に、上記エンジン１の吸気系４０につ
いて、図３を参照しつつ、詳しく説明する。吸気系４０
は、その上流側から下流側に向けて順次接続された共通
吸気管４１、左右の前記サ−ジタンク３４Ｌ、３４Ｒ、
前記独立吸気管３５で構成され、この共通吸気管４１に
は、上流側から下流側に向けて、順に、エアクリ−ナ４
２、エアフロメ−タ４３、スロットル弁４４、前記スク
リュ式過給機３２、前記インタ−ク−ラ３３が配設され
ている。また、この共通吸気管４１には、上記スロット
ル弁４４をバイパスする第１バイパス通路４５と、上記
スクリュ式過給機３２とインタ−ク−ラ３３とをバイパ
スする第２バイパス通路４６とが設けられている。
【００３９】上記第１バイパス通路４５には、ＩＳＣバ
ルブ４７が介設され、既知のように、該ＩＳＣバルブ４
７によってアイドル回転数の調整が行なわれるようにな
っている。上記第２バイパス通路４６には、ダイアフラ
ム式アクチュエ−タ４８によって駆動されるリリ−フ弁
４９が介設され、過給圧が所定値以上になるとリリ−フ
弁４９が開かれて（第２バイパス通路４６が開かれ
る）、リリ−フされるようになっている。他方、上記左
右のサ−ジタンク３４Ｌと３４Ｒとは連通管５０によっ
て互いに連通され、この連通管５０には、その途中に可
変吸気コントロ−ル用のバルブ５１が介装されて、例え
ば、エンジン回転数に応じてバルブ５１の開閉が行なわ
れ、既知のように、広い領域にわたって吸気の動的効果
を得るようにしてある。
【００４０】前記独立吸気管３５は、その内部空間を部
分的に左右２つに仕切る仕切壁３５ａを有し、仕切壁３
５ａによって第１独立吸気通路５２と第２独立吸気通路
５３とが形成されて、第１独立吸気通路５２が前記第１
吸気ポ−ト９に接続され、第２独立吸気通路５３が前記
第２吸気ポ−ト１０に接続されている。そして、上記第
２独立吸気通路５３は、その上流端部に配置されたシャ
ッタ弁５４により開閉されるようなっており、左バンク
部２Ｌに配置された各シャッタ弁５４Ｌは左バンク用の
共通軸５５Ｌに連結され、右バンク部２Ｒに配置された
各シャッタ弁５４Ｒは右バンク用の共通軸５５Ｒに連結
されて、これら共通軸５５Ｌと５５Ｒとは、夫々、その
軸端にアクチュエ−タ（図示省略）が結合されている。
【００４１】上記エンジン１の燃料供給系は、上流側イ
ンジェクタ５６と下流側インジェクタ５７とで構成さ
れ、上流側インジェクタ５６は前記過給機３２の直上流
に配設され、他方、下流側インジェクタ５７は、上記独
立吸気管３５に配設され、より具体的には、この下流側
インジェクタ５７は第１吸気ポ−ト９と第２吸気ポ−ト
１０とに臨ませて配設されている。尚、図３に示す符号
５８はアシストエア通路、５９は逆止弁である。
【００４２】エンジン１の排気系６０は、図３に概略的
に示すように、上流側から下流側に向けて、順に、左右
各バンク部２Ｌ、２Ｒ用の排気マニホルド６１Ｌ、６１
Ｒと、共通排気管６２とで構成され、該共通排気管６２
には、その途中に、排気ガスを浄化する触媒コンバ−タ
６３が介設され、また共通排気管６２の下流端には、既
知のようにサイレンサ（図示せず）が配設されている。
【００４３】上記エンジン１は、第１、第２の２つの外
部ＥＧＲ通路６５、６６を有し、第１外部ＥＧＲ通路６
５と第２外部ＥＧＲ通路６６とを比較したときに、第１
外部ＥＧＲ通路６５の通路径が小径とされ、第２外部Ｅ
ＧＲ通路６６の通路径が大径とされて、後述するよう
に、第１外部ＥＧＲ通路６５は低負荷領域で使用され、
他方第２外部ＥＧＲ通路６６は高負荷領域で使用され
る。
【００４４】上記第１外部ＥＧＲ通路６５は、その一端
が排気マニホルド６１Ｌあるいは６１Ｒに接続され、他
端が上記第１吸気ポ−ト９に接続されている。そして、
この第１外部ＥＧＲ通路６５には、上記一端側から他端
側に向けて、順に、第１ＥＧＲバルブ６７、集合チャン
バ６８が設けられ、集合チャンバ６８はバイパスエア管
６９を介して前記共通吸気管４１に連通されて、このバ
イパスエア管６９にバイパスエアコントロ−ルバルブ７
０が介設されている。他方、上記第２外部ＥＧＲ通路６
６は、その一端が上記触媒コンバ−タ６３よりも下流側
の共通排気管６２に接続され、他端が前記過給機３２よ
りも上流側の共通吸気管４１（スロットル弁４４よりも
下流）に接続されている。そして、この第２外部ＥＧＲ
通路６６には、上記一端側から他端側に向けて、順に、
カ−ボントラップ７１、ＥＧＲク−ラ７２、第２ＥＧＲ
バルブ７３が設けられている。
【００４５】エンジンの仕様 上記エンジン１の具体的仕様は以下のとおりである。 (1) エンジン形式：Ｖ型６気筒、ＤＯＨＣ４バルブ (2) 左バンク部と右バンク部との間のバンク角：９０度 (3) 総排気量：１４９６cc (4) シリンダのボア径：直径６３mm (5) ピストンストロ−ク：８０mm (6) 圧縮比（ε）：１０ (7) 吸気弁と排気弁との間のバルブ挟み角：３０度 (8) 過給機：スクリュ−式（圧力比＝２．５） (9) インタ−ク−ラ出口温度：６０℃ (10)使用燃料：レギュラ−ガソリン（オクタン価＝９
１）
【００４６】すなわち、エンジン１は、シリンダボア５
のボア径が小径とされ、ピストンストロ−クがボアに比
べて大きいロングストロ−クとされている。また圧縮比
が高圧縮比とされ、更に過給圧についても高過給圧に設
定されている。
【００４７】上記エンジン１は図４に示すコントロ−ル
ユニットＵを備え、コントロ−ルユニットＵは、例えば
マイクロコンピュ−タで構成されて、既知のように、Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を具備している。コントロ−ル
ユニットＵには、センサ４３、８０〜８２等からの信号
が入力される。上記エアフロメ−タ４３は吸入空気量を
検出するものである。上記センサ８０はスロットル弁４
４の開度（エンジン負荷）を検出するものである。上記
センサ８１はエンジン回転数を検出するものである。上
記センサ８２は過給機３２の回転数を検出するものであ
る。他方、コントロ−ルユニットＵからは、上記インジ
ェクタ５６、５７等に制御信号が出力される。
【００４８】以下にコントロ−ルユニットＵによって行
なわれる各種制御の内容を説明する。シャッタ弁５４の制御 シャッタ弁５４は、例えばエンジン回転数で３．０００
rpm を挟んで低回転領域では閉じられ、高回転域では開
かれる。すなわち、吸入空気量が少ない低回転領域では
第２独立吸気通路５３が閉じられて第１独立吸気通路５
２だけを使用して吸気が行なわれる。他方、吸入空気量
が多くなる高回転領域では第１、第２独立吸気通路５
２、５３を共に使用して吸気が行なわれる。
【００４９】バルブタイミング制御 図５に示すマップに基づいて、３つに区分された領域Ｉ
〜ＩＩＩに対して以下のバルブタイミングとされる。 領域Ｉ（低負荷、低回転領域） 排気弁１５、１６の開きタイミングが下死点前（ＢＢＤ
Ｃ）７０度（クランク角、以下同じ）とされ、閉じタイ
ミングが上死点後（ＡＴＤＣ）１０度とされている。他
方、吸気弁１３、１４の開きタイミングが上死点前（Ｂ
ＴＤＣ）１０度とされ、閉じタイミングが下死点後（Ａ
ＢＤＣ）１００度とされている。 領域ＩＩ（エンジン回転数が３，０００ｒｐｍ以下） 排気弁１５、１６の開きタイミングが下死点前（ＢＢＤ
Ｃ）７０度（クランク角、以下同じ）とされ、閉じタイ
ミングが上死点後（ＡＴＤＣ）１０度とされている。他
方、吸気弁１３、１４の開きタイミングが上死点前（Ｂ
ＴＤＣ）４０度とされ、閉じタイミングが下死点後（Ａ
ＢＤＣ）７０度とされている。 領域ＩＩＩ（エンジン回転数が３，０００ｒｐｍより
も高回転） 排気弁１５、１６の開きタイミングが下死点前（ＢＢＤ
Ｃ）４０度（クランク角、以下同じ）とされ、閉じタイ
ミングが上死点後（ＡＴＤＣ）４０度とされている。他
方、吸気弁１３、１４の開きタイミングが上死点前（Ｂ
ＴＤＣ）４０度とされ、閉じタイミングが下死点後（Ａ
ＢＤＣ）７０度とされている。
【００５０】すなわち、吸気弁１３、１４は、全領域に
おいて、遅く閉じるように設定されており、特に上記領
域Ｉでは極端な遅閉じとされている。また、排気弁１
５、１６と吸気弁１３、１４とが共に開いた状態とされ
る、いわゆるオ−バラップは、領域Ｉではオ−バラップ
量が小とされ、領域ＩＩではオ−バラップ量が大とさ
れ、領域ＩＩＩではオ−バラップ量が極大とされてい
る。以上のことをまとめれば以下のとおりである。 領域Ｉ（低負荷、低回転領域） オ−バラップ量が『小』、極端な吸気遅閉じ。 領域ＩＩ（エンジン回転数が３，０００ｒｐｍ以下） オ−バラップ量が『大』、吸気遅閉じ。 領域ＩＩＩ（エンジン回転数が３，０００ｒｐｍより
も高回転） オ−バラップ量が『極大』、吸気遅閉じ。
【００５１】ＥＧＲ制御 図９に示すマップに基づいて、３つに区分された領域
Ｉ、ＩＶ、Ｖに対して以下のＥＧＲ制御が行なわれる
（第１、第２ＥＧＲバルブ６７、７３の制御）。 領域Ｉ（低負荷、低回転領域） 第１、第２ＥＧＲバルブ６７、７３が共に全閉とされ
る。 領域ＩＶ（スロットル弁４４が１／２開度以下） 第２ＥＧＲバルブ７３が閉じ状態とされ、第１ＥＧＲバ
ルブ６７によってＥＧＲ率が調整される。つまり、第１
外部ＥＧＲ通路６５を使用して排気ガスの還流（ＥＧ
Ｒ）が行なわれる。 領域Ｖ（スロットル弁４４が１／２開度よりも大、全
負荷を含む過給領域） 第１ＥＧＲバルブ６７が閉じ状態とされ、第２ＥＧＲバ
ルブ７３によってＥＧＲ率が調整される。つまり、ＥＧ
Ｒク−ラ７２を備えた第２外部ＥＧＲ通路６６を使用し
て排気ガスの還流（ＥＧＲ）が行なわれる。そして、こ
の領域ＩＩＩにおけるＥＧＲ率は一定あるいは負荷が大
きくなるに従ってＥＧＲ率を増大させるようにしてあ
る。
【００５２】以上のＥＧＲ制御と前記バルブタイミング
制御とを複合すれば、前記図５と図９とを複合した図１
０に示すように、領域Ｉ、ＶＩ〜ＩＸの５つの領域に区
分されることになるが、燃焼安定性、燃費あるいはノッ
キングの発生が問題となる領域Ｉ、ＶＩ並びに領域ＶＩ
Ｉについて以下に詳述することとし、これら領域ではエ
ンジン１が下記の制御状態におかれることになる。
【００５３】領域Ｉ（極軽負荷領域つまり低負荷低回
転領域） 燃焼が不安定となり易いこの領域Ｉにおいては、外部Ｅ
ＧＲが禁止され、且つ上記オ−バラップ量が上述したよ
うに『小』とされるため、燃焼室８に残留する残留ガス
が小さなものとなり、燃焼安定性を確保することが可能
となる。更に、スロットル弁４４の開度が小さいこの領
域Ｉにおいて、上述したように吸気弁１３、１４が極端
な遅閉じとされるため、この領域Ｉでのポンピングロス
を低減することが可能となる。
【００５４】領域ＶＩ（軽負荷領域つまり低回転、低
負荷領域） エンジン回転数が３，０００ｒｐｍ以下且つ１／２負荷
以下のこの領域ＶＩは比較的燃焼が安定であるため、オ
−バラップ量が『大』とされて、上記第１外部ＥＧＲ通
路６５からのＥＧＲに加えて、内部ＥＧＲが行なわれる
ことになる。つまり、上記オ−バラップ量を『大』とす
ることで、燃焼室８内に多くの残留ガスを残留させる内
部ＥＧＲが行なわれることになる。この内部ＥＧＲは高
温であり、また上記第１外部ＥＧＲ通路６５はその上流
端が排気マニホルド６１に接続されて、エンジン１から
吐出された排気ガスが排気系６０で冷える前に上記第１
外部ＥＧＲ通路６５を通ってエンジン１へ還流されるた
め、この第１外部ＥＧＲ通路６５によるＥＧＲガスも比
較的高温である。加えて吸気弁１３、１４が遅閉じとさ
れるため、この吸気遅閉じおよび高温のＥＧＲガスによ
って当該領域ＶＩでのポンピングロスを低減することが
可能となる。
【００５５】領域ＶＩＩ（低回転、高負荷（全負荷を
含む）領域） エンジン回転数が３，０００ｒｐｍ以下且つスロットル
弁４４が１／２負荷よりも大きいこの領域ＶＩＩでは、
過給領域でもある。したがって、この領域ＶＩＩでは、
オ−バラップ量を『大』とすることで、燃焼室８内の掃
気が促進されて、内部ＥＧＲによる筒内温度（気筒４内
の温度）の上昇が抑えられることになる。また、吸気弁
１３、１４が遅閉じとされて、圧縮行程でのピストン６
の有効ストロ−クが短縮されるため、吸気の圧縮に伴な
う筒内温度の上昇が低下することになる。更に、この領
域ＶＩＩでは、ＥＧＲク−ラ７２を備えた第２外部ＥＧ
Ｒ通路６６を使用して冷えたＥＧＲガスの還流（コ−ル
ドＥＧＲ）が行なわれるため、このコ−ルドＥＧＲによ
っても筒内温度の上昇が抑えられることになる。
【００５６】尚、第２外部ＥＧＲ通路６６は、その上流
端が排気系６０の下流に接続されているため、排気系６
０で冷やされた排気ガスが上記第２外部ＥＧＲ通路６６
に導入されることになる。また、この第２外部ＥＧＲ通
路６６は、その下流端がインタ−ク−ラ３３の上流側に
接続されているため、この第２外部ＥＧＲ通路６６を通
って吸気系４０に還流された後のＥＧＲガスはインタ−
ク−ラ３３によって再度冷やされることになる。以上の
ことから、この第２外部ＥＧＲ通路６６を使用した外部
ＥＧＲは、その温度の低下の徹底が図られることにな
る。上述したように、この領域ＶＩＩでは、掃気、吸気
弁１３、１４の遅閉じ、並びにコ−ルドＥＧＲによって
筒内温度を低下させて、当該領域ＶＩＩでのノッキング
発生の抑制および排気ガス中のＮＯX 低減を図るように
してある。
【００５７】空燃比（Ａ／Ｆ）制御 このエンジン１は、上記過給領域ＶＩＩを含む広い領域
で、空燃比が理論空燃比（λ＝１）となるようにフィ−
ドバック制御される。この空燃比のフィ−ドバック制御
については従来から既知であるのでその説明は省略す
る。尚、過給能力の比較的低い低速且つ高負荷域では、
従来と同様にＡ／Ｆ＝１２〜１３ということも有り得
る。
【００５８】上記エンジン１の特性と従来のエンジンと
の比較を図１１乃至図１４に示してある。これらの図か
ら明らかなように、上記エンジン１は、従来に比べて高
圧縮比とされ（図１１）、ロングストロ−クとされ（図
１２）、総排気量に対して小径ボアとされ（図１３）、
また総排気量に対して気筒数の多いものとなっている
（図１４）。また、このエンジン１が搭載される車両の
重量は約１，５００kgであり、図１５に示すように、車
両重量と総排気量との関係においても、従来ならば総排
気量３，０００ccのエンジンが搭載される車両重量であ
る。換言すれば、上記エンジン１は高過給によって、従
来のエンジンよりも２倍の出力を発生するものとなって
いる。つまり１．５リッタ−エンジンで３リッタ−エン
ジンと同等の出力を発生するものとなっている。
【００５９】尚、図１５に記したラインＬ１は数５で表
すことができ、同図に記したラインＬ２は数６で表すこ
とができる。
【数５】
【数６】 これら数５、数６において、Ｗは車両重量を意味し、Ｖ
は総排気量を意味する。
【００６０】上記エンジン１の特性によれば、小排気量
化によって燃費の向上を図ることができる。また高圧縮
比化によって熱効率の向上（燃費の向上）を図ることが
できる。またロングストロ−クによって軸受部の負担を
軽減することができる（機械的損失の低減）。また多気
筒化によって振動の少ないエンジンとすることが可能に
なる。
【００６１】上記エンジン１に関し、一気筒の諸元を変
更することなく気筒数を変えることによって種々のエン
ジンを作ることができる。図１６は本発明にかかるエン
ジンの気筒数を４気筒、６気筒、８気筒とした場合に、
従来のエンジンとの比較を示してある。
【００６２】また、上記エンジン１は過給圧を変更する
ことによって、例えば従来のエンジン出力で１．５リッ
タ−エンジン乃至３リッタ−エンジンと同等の出力を発
生させることが可能である。換言すれば、上記エンジン
１に対して、異なる過給圧を設定することで、例えば従
来の１．５リッタ−エンジン、２リッタ−エンジン、
２．５リッタ−エンジン、３リッタ−エンジンという４
種類のエンジンを作ることができる。
【００６３】更に、上記エンジン１の各気筒の排気量を
約２５０ccとしたことから、１．５リッタ−エンジン、
２リッタ−エンジン、２．５リッタ−エンジン、３リッ
タ−エンジン、３．５リッタ−エンジン、４リッタ−エ
ンジン等のエンジン設計、エンジン開発工数の大幅な低
減及びエンジン製造設備の大幅な共通化を実現すること
ができる。
【００６４】すなわち、ボア径、ピストンストロ−ク、
ボアピッチ、シリンダヘッド高さ、シリンダヘッドボル
トのパタ−ン等を同一なものとすれば、バンク角の異な
るＶ型エンジンを作る、あるいは気筒数の異なるエンジ
ンを作るにしても、エンジン製造設備の共通化は極めて
容易である。またボア径、ピストンストロ−クが同一で
あれば、エンジンの性質も同一であり、従って基本単位
である単一気筒（排気量約２５０ｃｃ）に対して、集中
して開発活動を加え、その技術の集積を積み重ねること
で総排気量の異なるエンジン、あるいは気筒数の異なる
エンジン、若しくは直列あるいはＶ型という気筒配置の
形式の異なるエンジン、さらにはＶバンク角の異なるエ
ンジン開発の工数を著しく低減することができる。
【００６５】また、上記エンジン１においては、シャッ
タ弁５４が第２吸気ポ−ト１０から遠いところに配置さ
れているため、掃気において以下の効果がある。すなわ
ち、図１０に示す領域ＶＩＩ（低回転、高負荷領域）で
は、シャッタ弁５４が閉じ状態とされている。しかしな
がら、このシャッタ弁５４は、完全に第２独立吸気通路
５３を閉じるものではなく、多少の漏れを許容するもの
となっている。
【００６６】このため、上記領域ＶＩＩでは、第２独立
吸気通路５４及び第２吸気ポ−ト１０内に過給された新
気が畜積され、第２吸気弁１０が開かれると、この第２
独立吸気通路５４及び第２吸気ポ−ト１０内の畜圧され
た新気が燃焼室８に侵入することになり、この新気によ
って第２吸気ポ−ト１０回りの既燃ガスを積極的に掃気
することができる。
【００６７】上記エンジン１において、高負荷領域での
ノッキング防止を徹底する手段として、この高負荷領域
で燃焼室８内に水噴射することで筒内温度を低下させる
ようにしてもよい。筒内温度が低くなる程ノッキング防
止に有利（ノッキングが発生し難くなる）であり、より
一層の高過給化あるいは高圧縮比化が可能となる。
【００６８】ノッキング防止手段として、図１７に示す
ように、エンジン１に副室９０を設けてもよい。この図
１７の説明において、前述したエンジン１（図１等）と
同一の要素には同一の参照符号を付してその説明を省略
する。
【００６９】副室付きエンジン（図１７） エンジン１に設けられた副室９０は、その副室ポ−ト９
０ａが燃焼室８に開口され、副室ポ−ト９０ａには副室
バルブ９１が配設されて、前記高負荷域（図９に示す領
域Ｖ）ではこの副室バルブ９１によって副室ポ−ト９０
ａが開閉され、低負荷域（図９に示す領域Ｉ及び領域Ｉ
Ｖ）では副室バルブ９１によって副室ポ−ト９０ａが閉
じられるようになっている。
【００７０】前記高負荷域での副室バルブ９１の開閉時
期の一例を図１８に示す。この図１８から明らかなよう
に、副室バルブ９１は、閉じタイミングが点火タイミン
グと同じＡＢＤＣ１６０ｄｅｇとされ、この閉じタイミ
ングよりも約７０ｄｅｇ前に副室バルブ９１が開かれ
て、副室９０内の混合気と燃焼室８内の混合気とが置換
されるようになっている。
【００７１】以上の構成により、圧縮行程で開閉される
副室バルブ９１によって燃焼室８内の混合気は、その一
部が副室９０に閉じ込められ、この副室９０で冷やされ
て、次の圧縮行程では副室９０で冷やされた混合気が燃
焼室８内の混合気の一部と置換されることになり、当該
高負荷領域において、筒内温度は、副室９０を有しない
通常のエンジンに比べて低下することとなり、ノッキン
グの発生を抑えることが可能となる。
【００７２】ところで、エンジン、つまり内燃機関にお
いては、燃焼室８に供給された燃料の燃焼に伴う圧力上
昇（筒内圧力の上昇ΔＰ）を利用して機械的仕事を取り
出すようになっている。したがって、燃焼による筒内圧
力の上昇ΔＰが大きいほど良く仕事をする、ということ
になる。ここに、上記筒内圧力の上昇ΔＰは、等容燃焼
を仮定すると下記の式で表される。
【００７３】 ΔＰ＝（εＲ／Ｖ）ｘ（Ｑ／Ｃv ）・・・（１）
【００７４】ここに、ε：圧縮比 Ｒ：ガス定数 Ｑ：燃料の発熱量 Ｖ：燃焼室容積 Ｃv ：定容比熱
【００７５】次に、筒内圧力の上昇ΔＰの温度変化を検
討する。上記式（１）を微分すると下記の式（２）とな
る。
【００７６】 ｄ（ΔＰ）／ｄＴ＝−（εＲ／Ｖ）Ｘ（Ｑ／Ｃv 2）Ｘ（ｄＣv ／ｄＴ） ・・・（２）
【００７７】ところで定容比熱Ｃv は温度が高くなる程
大きくなることが知られている（図１９参照）。したが
って（ｄＣv ／ｄＴ）＞０ということになり、上記式
（２）の右辺は負の値を持つことになる。
【００７８】つまり、ｄ（ΔＰ）／ｄＴ＜０となり、筒
内温度Ｔが高い程、筒内圧力の上昇ΔＰが小さくなる。
換言すれば、筒内温度Ｔが低い程、筒内圧力の上昇ΔＰ
が大きくなって、良く仕事をすることになる。筒内温度
が低い程よく仕事をする、というを別の観点から再度説
明すると、以下のとおりである。
【００７９】いま、燃料の発熱量Ｑは下記の式で表され
る。 Ｑ＝Ｃv ・Ｇ・△Ｔ ・・・（３）
【００８０】ここに、Ｃv ：定容比熱 Ｇ：燃焼室に投入された混合気の質量 △Ｔ：燃焼に伴う温度上昇（筒内温度の上昇）
【００８１】上記（３）式を変形すると下記の（４）式
となる。 △Ｔ＝Ｑ／Ｃv ・Ｇ ・・・（４） この（４）式から理解されるように、Ｑ、Ｇが一定とす
ると、Ｃv が小さい程、△Ｔは大となる。
【００８２】ところで、前述したように、定容比熱Ｃv
は温度Ｔが高くなるに従って大きくなる（図１９参
照）。換言すれば、筒内温度Ｔが小さい程、定容比熱Ｃ
v は小さい。したがって、筒内温度Ｔが小さい程、燃焼
に伴う筒内温度の上昇△Ｔは大きいということになる。
【００８３】ここに、筒内温度の上昇△Ｔが大きい程、
筒内圧力は大きく上昇（△Ｐが大きい）することから、
筒内温度Ｔが小さい程、筒内圧力はその上昇△Ｐが大き
いということになる。つまり、同一量の燃料を投入し、
得られた発熱量が同一としたときに、筒内温度Ｔが小さ
い程、筒内圧力の上昇△Ｐは大きく、したがって良く仕
事をする（熱効率が良い）、ということになる。
【００８４】以上の説明から明らかなように、エンジン
１に上記副室９０を設けることによって、高負荷領域で
のノッキング発生を抑えることが可能となるだけでな
く、当該領域での熱効率を向上することが可能となる。
【００８５】上記副室バルブ９１に関し、この副室バル
ブ９１の閉じ時期を考察したときに、燃焼室内の混合気
を圧縮することによる温度上昇を最大限に利用するので
あれば、副室バルブ９１の閉じ時期を圧縮上死点とすれ
ばよい。あるいは、燃焼による圧力上昇をも最大限に利
用するのであれば、副室バルブ９１はできるだけ遅く閉
じる方がよい（燃焼最高圧力に達するクランク角は、一
般的に、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）約３０ｄｅｇ）。
【００８６】ここに、現実の燃焼状態は各サイクル毎に
大きく変動しているのが現状である。したがって、筒内
圧力の偏差（バラツキ）が大きいときまで副室バルブ９
１を開いていたのでは、副室９０内に閉じ込められる混
合気は、その圧力、密度、温度が各サイクル毎に変動す
ることとなって好ましくない。したがって、燃焼に伴う
圧力上昇の偏差（バラツキ）が発生する直前に副室バル
ブ９１を閉じれば、燃焼変動の影響を抑えつつ混合気の
冷却効果を高めることが可能となる。他方、燃焼に伴う
圧力変動の影響を受けないようにするのであれば、上記
実施例のように、点火時期近傍で副室バルブ９１を閉じ
ればよいということになる。
【００８７】副室付きエンジンの変形例 負荷が小さくなるほど（軽負荷領域）、ノッキングが生
じ難くなる。しかし、筒内温度を低下させてこの軽負荷
領域での熱効率を高めるというのであれば、負荷に応じ
て、負荷が小さくなるほど、副室バルブ９１の開弁タイ
ミング及び閉弁タイミングが吸気弁１３、１４の閉じタ
イミングに近づくように、この副室バルブ９１のバルブ
タイミングを変更すればよい（可変バルブタイミング機
構の付設によるバルブタイミングの可変化）。これによ
れば、副室９０内へ混合気を導入することに伴う圧力損
失を最小減に抑えつつ、筒内温度の低下による熱効率の
向上を図ることができる。
【００８８】また、副室９０内での混合気の温度を積極
的に下げる手段として、副室９０内に可動ピストンを設
け、この可動ピストンをクランクシャフト２３の回転に
同期して変位動させて、副室９０内で混合気を流動させ
るようにしてもよい。あるいは、上記可動ピストンをバ
ネ付勢して、副室バルブ９１が開くときに、副室９０の
実質的な容積が上記可動ピストンによって積極的に減小
させ、副室ポ−ト９０ａを通過する混合気に流動（波
動）を生じさせるようにしてもよい。
【００８９】他のノッキング防止手段（リ−ンバ−ン） 空燃比を理論空燃比よりもリ−ンすれば（リ−ンバ−ン
エンジンにあっては）、燃焼による発生熱量の一部が余
剰空気に吸収されるため、筒内温度Ｔは低くなる。勿
論、空燃比のリ−ン度合いが大きく程、余剰空気の量が
多くなるため、筒内温度Ｔは低くなり、ノッキングが生
じ難くなると共に熱効率が向上する。更に、現実的に
は、筒内温度が低下すれば、燃焼室の壁面への熱伝達も
減少し、冷却損失を低減することができる。したがっ
て、この冷却損失の面からも空燃比をリ−ンにすればす
る程、熱効率が向上することになる。
【００９０】尚、例えばＡ／Ｆ＝３０というように空燃
比を極端にリ−ンに設定したとしても、吸気ポ−ト９の
形状をスワ−ルポ−ト、タンブルポ−トとする、あるい
は空燃比のリ−ン度合に応じて圧縮比を大きくする、若
しくは多点点火とすることで、着火性及び燃焼性を確保
することが可能である。以上本発明の実施例を説明した
が、図１等に示す機械式過給機３２に代えて、排気エネ
ルギを使用したタ−ボチャ−ジャであってもよい。
【００９１】
【発明の効果】本発明によれば、排気ガス温度の上昇を
抑えて排気系の信頼性を高めることができる。また、単
室容積の割にシリンダのボア経が小径化されているため
に、このボア径の小径化によってノッキングの発生を押
さえつつ従来よりも大きな圧縮比として熱効率を向上さ
せることができる。また、ロングストローク化されるこ
ととなって、クランクシャフトの軸受部の荷重負担を軽
減することができる。とりわけ、ピストンスピードと吸
気マッハ数とのそれぞれの限界ぎりぎりにエンジンスペ
ックが決定されることになり、上記効果を極めて高い次
元で得ることができる。特に、平均ピストンスピードが
限界値２０ｍ／ｓとなるときのエンジン回転数（第２回
転数）と吸気マッハ数が限界値０．５となるときのエン
ジン回転数（第１回転数）を、一般市販車となる過給機
付きの自動車用のエンジンの要求性能を勘案して設定し
てあるので、一般市販車となる過給機付きの自動車用の
エンジンとして極めて好ましいものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例にかかるエンジンの縦断面図。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】実施例にかかるエンジンの吸気系及び排気系を
展開して示す図。
【図４】実施例にかかるエンジンの各種制御の全体系統
図。
【図５】吸気通路に配したシャッタ弁の制御用マップ。
【図６】可変バルブタイミングの作用説明図（領域
Ｉ）。
【図７】可変バルブタイミングの作用説明図（領域Ｉ
Ｉ）。
【図８】可変バルブタイミングの作用説明図（領域ＩＩ
Ｉ）。
【図９】ＥＧＲ用の制御マップ。
【図１０】シャッタ弁制御とＥＧＲ制御とを複合した制
御用マップ。
【図１１】実施例にかかるエンジンと従来のエンジンと
を圧縮比の点で比較した図。
【図１２】実施例にかかるエンジンと従来のエンジンと
をＳ／Ｂ比の点で比較した図。
【図１３】実施例にかかるエンジンと従来のエンジンと
をボア径の点で比較した図。
【図１４】実施例にかかるエンジンと従来のエンジンと
を総排気量に対する気筒数の点で比較した図。
【図１５】実施例にかかるエンジンと従来のエンジンと
を総排気量に対する車両重量の点で比較した図。
【図１６】本発明にかかるエンジンを吸気２弁排気２弁
としたときに、気筒数と総排気量との関係を従来との比
較で示す図。
【図１７】実施例にかかるエンジンの変形例としての副
室付きエンジンを概略して示す図。
【図１８】副室付きエンジンの副室バルブの開閉タイミ
ングを示す図。
【図１９】定容比熱と温度との関係を示す図。
【図２０】圧縮比を高めた場合のエンジンのサイクル線
を従来との比較で示す図。
【図２１】ボア径と吸気弁有効角度面積Ｆｉａ（ｅ）と
の関係（計算結果）を示す図。
【図２２】本発明に適するボア径と単室容積との関係を
示す図。
【符号の説明】
１ エンジン ４ 気筒 ５ シリンダ ６ ピストン １３ 第１吸気弁 １４ 第２吸気弁 １５ 第１排気弁 １６ 第２排気弁
フロントページの続き (72)発明者 樫山 謙二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 佐々木 潤三 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 日本自動車輸入組合，輸入車ガイドブ ック1991，日本，日刊自動車新聞社 自動車ガイドブック1990−91，日本, 自動車工業振興会，1990年 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 1/00 - 39/16 F01L 1/00 - 1/46

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピス
    トンにより燃焼室が形成され、該燃焼室に臨ませて点火
    プラグが配設されると共に、該燃焼室の頭部に吸気弁に
    より開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉され
    る排気ポートが開口され、しかも過給機によって吸気を
    過給するようにしたガソリンを燃料とする４サイクル過
    給機付きエンジンにおいて、 圧縮比が９以上に設定され、 １つの気筒に対して、前記吸気ポートが２つ設けられる
    と共に、該吸気ポートの数に対応して前記吸気弁が２つ
    設けられ、 平均吸気マッハ数（Ｍｉｍ）が０．５のときのエンジン
    回転数を第１回転数（Ｎ0.5）とし、平均ピストンスピ
    ード（Ｕｍ）が２０ｍ／ｓのときのエンジン回転数を第
    ２回転数（Ｎ20）としたとき、第２回転数（Ｎ20）を８
    ０００ｒｐｍ以下としつつ第１回転数（Ｎ0.5）以上と
    し、かつ第２回転数（Ｎ20）と第１回転数（Ｎ0.5）と
    の回転数差を２０００ｒｐｍ以下としつつ該第１回転数
    （Ｎ0.5）を５０００ｒｐｍ以上となるように該第１回
    転数（Ｎ0.5）と第２回転数（Ｎ20）との関係を満たす
    範囲で、シリンダボア径（Ｂ）とシリンダ単室容積とピ
    ストンのストローク（Ｓ）とが設定されることより、 前記シリンダのボア径（Ｂ）が５０ｍｍ乃至６７ｍｍと
    され、 前記シリンダの単室容積が１５０ｃｃ乃至４００ｃｃと
    され、 前記ピストンのストローク（Ｓ）とシリンダボア径
    （Ｂ）との比（Ｓ／Ｂ）が１．１以上とされている、こ
    とを特徴とする過給機付きエンジン。
  2. 【請求項２】シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピス
    トンにより燃焼室が形成され、該燃焼室に臨ませて点火
    プラグが配設されると共に、該燃焼室の頭部に吸気弁に
    より開閉される吸気ポートおよび排気弁により開閉され
    る排気ポートが開口され、しかも過給機によって吸気を
    過給するようにしたガソリンを燃料とする４サイクル過
    給機付きエンジンにおいて、 圧縮比が９以上に設定され、 １つの気筒に対して、前記吸気ポートが３つ設けられる
    と共に、該吸気ポートの数に対応して前記吸気弁が３つ
    設けられ、 平均吸気マッハ数（Ｍｉｍ）が０．５のときのエンジン
    回転数を第１回転数（Ｎ 0.5 ）とし、平均ピストンスピ
    ード（Ｕｍ）が２０ｍ／ｓのときのエンジン回転数を第
    ２回転数（Ｎ 20 ）としたとき、第２回転数（Ｎ 20 ）を８
    ０００ｒｐｍ以下としつつ第１回転数（Ｎ 0.5 ）以上と
    し、かつ第２回転数（Ｎ 20 ）と第１回転数（Ｎ 0.5 ）と
    の回転数差を２０００ｒｐｍ以下としつつ該第１回転数
    （Ｎ 0.5 ）を５０００ｒｐｍ以上となるように該第１回
    転数（Ｎ 0.5 ）と第２回転数（Ｎ 20 ）との関係を満たす
    範囲で、シリンダボア径（Ｂ）とシリンダ単室容積とピ
    ストンのストローク（Ｓ）とが設定されることより、 前記シリンダのボア径（Ｂ）が４３ｍｍ乃至４９．５ｍ
    ｍとされ、 前記シリンダの単室容積が１１０ｃｃ乃至２９５ｃｃと
    され、 前記ピストンのストローク（Ｓ）とシリンダボア径
    （Ｂ）との比（Ｓ／Ｂ）が１．１以上とされている、 こ
    とを特徴とする過給機付きエンジン。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、 前記エンジンが一つの気筒に２つの排気弁を備えてい
    る、ことを特徴とする過給機付きエンジン。
JP24060891A 1991-08-27 1991-08-27 過給機付きエンジン Expired - Lifetime JP3357385B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24060891A JP3357385B2 (ja) 1991-08-27 1991-08-27 過給機付きエンジン
KR1019920015379A KR950000600B1 (ko) 1991-08-27 1992-08-26 과급기 부착엔진
DE69214234T DE69214234T2 (de) 1991-08-27 1992-08-27 Brennkraftmaschine mit Kompressor
EP96100579A EP0711907B1 (en) 1991-08-27 1992-08-27 Internal combustion engine with supercharger
EP92114666A EP0529639B1 (en) 1991-08-27 1992-08-27 Internal combustion engine with supercharger
DE69232330T DE69232330T2 (de) 1991-08-27 1992-08-27 Brennkraftmaschine mit Lader
US08/324,489 US5433180A (en) 1991-08-27 1994-10-18 Internal combustion engine with supercharger
US08/483,175 US5713330A (en) 1991-08-27 1995-06-07 Internal combustion engine with supercharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24060891A JP3357385B2 (ja) 1991-08-27 1991-08-27 過給機付きエンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0559948A JPH0559948A (ja) 1993-03-09
JP3357385B2 true JP3357385B2 (ja) 2002-12-16

Family

ID=17062026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24060891A Expired - Lifetime JP3357385B2 (ja) 1991-08-27 1991-08-27 過給機付きエンジン

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5433180A (ja)
EP (2) EP0711907B1 (ja)
JP (1) JP3357385B2 (ja)
KR (1) KR950000600B1 (ja)
DE (2) DE69232330T2 (ja)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3357385B2 (ja) * 1991-08-27 2002-12-16 マツダ株式会社 過給機付きエンジン
US5819702A (en) * 1995-05-17 1998-10-13 Ngv Technologies, Inc. High efficiency vehicle and engine
EP0744532B1 (de) * 1995-05-22 1999-03-03 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Mehrzylindrige Brennkraftmaschine
JP3362162B2 (ja) * 1995-12-28 2003-01-07 ヤマハ発動機株式会社 スーパーチャージャー付ｖ型エンジン
US5666931A (en) * 1996-04-18 1997-09-16 General Motors Corporation Integrated engine dilution control
US8215292B2 (en) * 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7222614B2 (en) * 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US5882181A (en) * 1996-10-01 1999-03-16 Cummins Engine Company, Inc. Barring adaptor for an engine air compressor
DE19840616C1 (de) * 1998-09-05 1999-12-02 Daimler Chrysler Ag Brennkraftmaschine in V-Bauweise mit einem mechanisch angetriebenen Lader
JP2001082160A (ja) * 1999-09-09 2001-03-27 Yamaha Motor Co Ltd スーパーチャージャを備えたエンジン
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US7252054B2 (en) * 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US7191743B2 (en) * 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US20050235951A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating in HCCI mode
WO2004059149A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-15 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Method of modifying exhaust valve timing to improve engine performance
US20040177837A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Bryant Clyde C. Cold air super-charged internal combustion engine, working cycle & method
SE525219C2 (sv) * 2003-05-15 2004-12-28 Volvo Lastvagnar Ab Turboladdarsystem för en förbränningsmotor där båda kompressorstegen är av radialtyp med kompressorhjul försedda med bakåtsvepta blad
EP2336526A1 (de) * 2003-07-07 2011-06-22 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Zuführung eines Gemisches zu Saugstutzen von Zylinern eines Verbrennungsmotors
WO2005019619A1 (en) * 2003-08-18 2005-03-03 Bryant, Clyde, C. Improved internal combustion engine and working cycle
US7082751B2 (en) * 2004-04-19 2006-08-01 Mcculloch Allen W Gas compressor pollution control system and method
DE102004049027B4 (de) * 2004-10-08 2010-05-27 Audi Ag Verbrennungskraftmaschine und Ladermodul für eine Verbrennungskraftmaschine
JP4645456B2 (ja) * 2006-01-23 2011-03-09 株式会社豊田自動織機 予混合圧縮自着火燃焼機関の制御装置
DE102006057488B4 (de) * 2006-12-06 2018-02-08 Audi Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102006057489B4 (de) * 2006-12-06 2014-07-10 Audi Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP5045897B2 (ja) * 2007-04-13 2012-10-10 スズキ株式会社 車両用ｖ型エンジンの排気装置
ES2528199T3 (es) 2009-03-18 2015-02-05 Electrolux Home Products Corporation N.V. Quemador de gas mejorado
US8464696B2 (en) * 2010-05-17 2013-06-18 Ford Global Technologies, Llc Supercharged engine system
US8978603B2 (en) * 2012-12-12 2015-03-17 Caterpillar Inc. Six-stroke internal combustion engine valve activation system and method for operating such engine
DE102013216229A1 (de) 2013-08-15 2015-02-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
US9644590B2 (en) 2014-01-31 2017-05-09 Cummins Inc. Fuel injection pressure pulsation dampening system
JP6435944B2 (ja) * 2015-03-23 2018-12-12 トヨタ自動車株式会社 エンジンの設計方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3608530A (en) * 1970-03-03 1971-09-28 Edward C Wenzel Lever-type two-cycle internal combustion engine
US3980063A (en) * 1970-06-12 1976-09-14 Regie Nationale Des Usines Renault Devices for recirculating exhaust gases in internal combustion engines
US3953969A (en) * 1971-06-05 1976-05-04 Fuji Heavy Industries Ltd. System for purifying exhaust gas of a spark ignition type four stroke internal combustion engine
IT1041819B (it) * 1974-08-12 1980-01-10 Yamaha Motor Co Ltd Metodo per la messa a punto di un motore a combustione interna a quattro tempi motore cosi realizzato
JPS59687B2 (ja) * 1977-09-27 1984-01-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室
FR2512884B1 (fr) * 1981-09-16 1986-08-22 Renault Dispositif d'alimentation pour un moteur a combustion interne
JPS58175122A (ja) * 1982-04-07 1983-10-14 Hitachi Ltd 磁気ヘッドおよびその製造方法
DE3437330A1 (de) * 1984-10-11 1986-04-24 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg Luftverdichtende, selbstzuendende oder fremdgezuendete viertakt-brennkraftmaschine mit direkter kraftstoff-einspritzung, turboaufladung und lastabhaengiger innerer abgasrueckfuehrung
US4703734A (en) * 1985-03-06 1987-11-03 Nissan Motor Co., Ltd. Multi-valve internal combustion engine
GB8605619D0 (en) * 1986-03-07 1986-04-16 Valentine B C Poppet valve assemblies
KR910002898B1 (ko) * 1986-11-27 1991-05-09 마쯔다 가부시기가이샤 과급기부착엔진
US4924840A (en) * 1988-10-05 1990-05-15 Ford Motor Company Fast response exhaust gas recirculation (EGR) system
US5031582A (en) * 1989-04-26 1991-07-16 Volkswagen Ag Internal combustion engine providing scavenging with combustion chamber volume control
JP2814613B2 (ja) * 1989-10-12 1998-10-27 日産自動車株式会社 エンジンの弁作動装置
JP2741266B2 (ja) * 1989-12-18 1998-04-15 マツダ株式会社 エンジンの吸排気制御装置
US4974560A (en) * 1990-03-21 1990-12-04 King Brian T Mechanism for varying valve duration in an internal combustion engine
US5025759A (en) * 1990-04-18 1991-06-25 Wenzel Edward C Lever-type two-cycle internal combustion engine
JP3357385B2 (ja) * 1991-08-27 2002-12-16 マツダ株式会社 過給機付きエンジン

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
日本自動車輸入組合，輸入車ガイドブック１９９１，日本，日刊自動車新聞社
自動車ガイドブック１９９０−９１，日本，自動車工業振興会，１９９０年

Also Published As

Publication number Publication date
DE69214234D1 (de) 1996-11-07
EP0711907A2 (en) 1996-05-15
KR930004626A (ko) 1993-03-22
US5713330A (en) 1998-02-03
EP0711907B1 (en) 2002-01-02
KR950000600B1 (ko) 1995-01-26
JPH0559948A (ja) 1993-03-09
DE69214234T2 (de) 1997-02-06
US5433180A (en) 1995-07-18
EP0529639B1 (en) 1996-10-02
EP0529639A1 (en) 1993-03-03
DE69232330T2 (de) 2003-03-27
DE69232330D1 (de) 2002-02-07
EP0711907A3 (en) 1996-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3357385B2 (ja) 過給機付きエンジン
JP3357384B2 (ja) 火花点火式往復動型エンジン
US5357936A (en) Engine of a spark ignition type
US6125801A (en) Lean-burn variable compression ratio engine
US6626164B2 (en) Automotive four-cycle engine
US4958606A (en) Supercharged engine
US5201907A (en) Internal combustion engine
JP3153283B2 (ja) 機械式過給機付きエンジン
JP3436313B2 (ja) 火花点火式エンジン
JP3280758B2 (ja) 機械式過給機付エンジンの吸気装置
Mikulic et al. Development of low emission high performance four valve engines
JP3119925B2 (ja) エンジンの制御装置
JP3384579B2 (ja) 過給機付エンジン
JP2992968B2 (ja) エンジン
JP3325595B2 (ja) エンジンの燃焼制御装置
JP7380150B2 (ja) エンジンの制御装置
JP3285908B2 (ja) 過給機付きエンジン
JP2004176620A (ja) ２サイクル運転可能な頭上弁式多気筒エンジン
WO2000070213A1 (en) Operation of forced induction internal combustion engines
JPH03185214A (ja) 可変サイクルエンジン
Fleck SOME EFFECTS OF STROKE AND BORE ON DIESEL-ENGINE PERFORMANCE
Brady A High Efficiency SI Engine Concept

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081004

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091004

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091004

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101004

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111004

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term