JP5079619B2 - Spark ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、吸気通路に配置されたプライマリスロットル弁と、該プライマリスロットル弁より下流側に配置されたセカンダリスロットル弁と、該セカンダリスロットル弁をバイパスするように配設されたバイパス通路とを備えた火花点火式内燃機関に関する。 The present invention includes a primary throttle valve disposed in an intake passage, a secondary throttle valve disposed downstream of the primary throttle valve, and a bypass passage disposed so as to bypass the secondary throttle valve. The present invention relates to a spark ignition internal combustion engine.
例えば、単気筒又は2気筒の小型内燃機関は、高速回転高出力運転を行うよう構成されている場合がある。この種の内燃機関では、高速回転で十分な吸入空気量を確保するために、作用角の広いカムを用いる場合がある。この広角カムを用いた場合、部分負荷運転域(低・中負荷)において吸気弁,排気弁が同時に開くオーバーラップ時に多量の既燃ガスが吸気通路に流出し易い。この既燃ガスは、燃焼直後のガスであることから吸入空気の温度上昇を招き、結果として耐ノッキング性能を低下させ、高圧縮比運転を困難とする。さらに吸気通路の壁温度も上昇することから、新気が加熱され、充填効率の低下にもつながるという問題がある。 For example, a single-cylinder or two-cylinder small internal combustion engine may be configured to perform high-speed rotation and high-power operation. In this type of internal combustion engine, a cam having a wide operating angle may be used in order to ensure a sufficient intake air amount at high speed. When this wide-angle cam is used, a large amount of burned gas tends to flow out into the intake passage when the intake valve and the exhaust valve are opened simultaneously in the partial load operation region (low / medium load). Since this burned gas is a gas immediately after combustion, the temperature of the intake air is increased, resulting in a decrease in anti-knocking performance and a high compression ratio operation. Further, since the wall temperature of the intake passage rises, there is a problem that fresh air is heated and the filling efficiency is lowered.
また前記小型内燃機関においても、外部EGRを行うことにより、熱効率を改善してCO2の排出量を低減することが要請されている。例えば、特許文献1には、吸気通路のスロットル弁より下流側に外部EGRガスを導入するEGR通路を接続した構造が提案されている。
ところで、前記従来の内燃機関では、吸気通路の、スロットル弁から燃焼室の吸気開口までの通路容積が大きく、さらにサージタンクもこの通路容積に加わる。そのため、吸気行程終了時には吸気通路全域が吸気により負圧となり、次の吸気行程のオーバーラップ時に多量の既燃ガスが吸気通路内に進入し、耐ノッキング性能が低下するおそれがある。 In the conventional internal combustion engine, the passage volume of the intake passage from the throttle valve to the intake opening of the combustion chamber is large, and a surge tank is added to this passage volume. For this reason, at the end of the intake stroke, the entire intake passage becomes negative pressure due to intake air, and a large amount of burned gas enters the intake passage when the next intake stroke overlaps, and there is a risk that the anti-knocking performance will be reduced.
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、既燃ガスの吸気系への流出量を抑制して耐ノッキング性能を向上できる火花点火式内燃機関を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object of the present invention is to provide a spark ignition internal combustion engine that can suppress the amount of burned gas flowing out into the intake system and improve the knocking resistance.
請求1の発明は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気通路と、該吸気通路に配設されたプライマリスロットル弁と、該プライマリスロットル弁より下流側に配設されたセカンダリスロットル弁と、前記吸気通路の両スロットル弁の間に接続され、前記セカンダリスロットル弁をバイパスするように設けられたバイパス通路と、該バイパス通路に介設され、吸気流の気筒側への流れのみを許容する吸気逆止弁とを備えた火花点火式内燃機関であって、前記セカンダリスロットル弁を、前記吸気通路を構成する吸気管の、シリンダヘッドの側壁に形成された吸気ポートに接続される部分の近傍に設け、前記セカンダリスロットル弁より下流側にEGRガスを導入するEGR通路を設け、該EGR通路にEGRガスの気筒側への流れのみを許容するEGR逆止弁を設けたことを特徴としている。
The invention of claim 1 includes a combustion chamber, an intake passage communicating with the combustion chamber, a primary throttle valve disposed in the intake passage, a secondary throttle valve disposed downstream of the primary throttle valve, A bypass passage connected between both throttle valves of the intake passage and provided to bypass the secondary throttle valve, and an intake passage interposed in the bypass passage and allowing only an intake flow to the cylinder side A spark ignition type internal combustion engine having a check valve, wherein the secondary throttle valve is disposed in the vicinity of a portion of an intake pipe constituting the intake passage connected to an intake port formed on a side wall of a cylinder head. An EGR passage for introducing EGR gas downstream from the secondary throttle valve is provided, and only the flow of EGR gas to the cylinder side is allowed in the EGR passage. It is characterized in that a GR-return valve.
請求項2の発明は、請求項1に記載の火花点火式内燃機関において、前記EGR通路は、前記バイパス通路の前記吸気逆止弁より下流側に接続されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the spark ignition internal combustion engine according to the first aspect, the EGR passage is connected to the downstream side of the intake check valve of the bypass passage.
請求項3の発明は、請求項1に記載の火花点火式内燃機関において、前記燃焼室にガス燃料を供給するガス燃料供給系をさらに備え、該ガス燃料供給系は、ガス燃料を前記バイパス通路の吸気逆止弁より下流側に供給することを特徴としている。 A spark ignition type internal combustion engine according to claim 1, further comprising a gas fuel supply system for supplying gas fuel to the combustion chamber, wherein the gas fuel supply system supplies the gas fuel to the bypass passage. It is characterized in that it is supplied downstream from the intake check valve.
請求項4の発明は、請求項3に記載の火花点火式内燃機関において、前記ガス燃料供給系は、吸気行程中に供給燃料量の大部分を供給することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the spark ignition type internal combustion engine according to the third aspect, the gas fuel supply system supplies most of the supplied fuel amount during the intake stroke.
請求項1の発明に係る内燃機関によれば、セカンダリスロットル弁を吸気通路の下流端近傍に配置したので、吸気通路のセカンダリスロットル弁から燃焼室の吸気開口までの通路容積を小さくすることができる。これにより吸気行程終了時から次の吸気行程開始時までに新気が充填されることにより吸気負圧が低減され、オーバーラップ時の吸気通路への既燃ガスの流出量を抑制でき、耐ノッキング性能を向上できる。 According to the internal combustion engine of the first aspect, since the secondary throttle valve is disposed in the vicinity of the downstream end of the intake passage, the passage volume from the secondary throttle valve of the intake passage to the intake opening of the combustion chamber can be reduced. . This reduces the intake negative pressure by filling the fresh air from the end of the intake stroke to the start of the next intake stroke, reducing the amount of burnt gas outflow to the intake passage at the time of overlap, and anti-knocking Performance can be improved.
一方、前記セカンダリスロットル弁から吸気開口までの通路容積を小さくしたことにより吸気負圧は減少するものの、オーバーラップ時にEGR通路に高温の内部EGRが流入するおそれがある。 On the other hand, although the intake negative pressure is reduced by reducing the passage volume from the secondary throttle valve to the intake opening, high temperature internal EGR may flow into the EGR passage at the time of overlap.
本発明では、EGR通路の下流端近傍にEGR逆止弁を設けたので、前記内部EGRがEGR通路に流入するのを阻止でき、ひいては温度の低い外部EGRのみを導入することができ、この点からも耐ノッキング性能を向上できる。 In the present invention, since the EGR check valve is provided in the vicinity of the downstream end of the EGR passage, the internal EGR can be prevented from flowing into the EGR passage, and only the external EGR having a low temperature can be introduced. Can also improve the anti-knocking performance.
また本発明では、セカンダリスロットル弁の上流側にプライマリスロットル弁を配置し、前記セカンダリスロットル弁をバイパスするバイパス通路に吸気逆止弁を介設したので、燃焼により生成する微粒子がプライマリスロットル弁に付着するのを防止でき、該プライマリスロットル弁の制御性が損なわれるのを防止できる。即ち、プライマリスロットル弁の開度により低負荷時の出力調整を行う際に、燃焼による微粒子はセカンダリスロットル弁と吸気逆止弁とで大部分が遮られるので、該微粒子がプライマリスロットル弁に付着することはない。 Further, in the present invention, the primary throttle valve is disposed upstream of the secondary throttle valve, and the intake check valve is provided in the bypass passage that bypasses the secondary throttle valve, so that particulates generated by combustion adhere to the primary throttle valve. Can be prevented, and the controllability of the primary throttle valve can be prevented from being impaired. That is, when adjusting the output at low load by the opening of the primary throttle valve, most of the particulates due to combustion are blocked by the secondary throttle valve and the intake check valve, so that the particulates adhere to the primary throttle valve. There is nothing.
また前記セカンダリスロットル弁を閉じる低負荷運転域では、新気の大部分はバイパス通路から燃焼室に強い横渦,縦渦の吸気流となって導入されることとなり、高EGR率での安定燃焼が可能となり、高効率燃焼を行うことができる。これにより、可変動弁機構を用いることなく、作用角の広いカムの利用が可能となり、高速高出力性能と出力性能の制御応答性とを維持しつつ、CO2の排出量を低減できる。 In the low-load operation region where the secondary throttle valve is closed, most of the fresh air is introduced from the bypass passage into the combustion chamber as a strong lateral vortex and vertical vortex intake flow, and stable combustion at a high EGR rate is achieved. And high efficiency combustion can be performed. Accordingly, it is possible to use a cam having a wide operating angle without using a variable valve mechanism, and it is possible to reduce CO2 emission while maintaining high speed and high output performance and control response of output performance.
請求項2の発明では、EGRガスをバイパス通路に導入したので、セカンダリスロットル弁を全閉とする低負荷運転域では、バイパス通路を通る流速の早い新気とEGRガスとのミキシングが促進され、燃焼室に強い横渦,縦渦の吸気流が流入することとなる。これにより三元触媒を用いて理論空燃比(λ=1)で運転を行う場合の、余剰酸素がない条件下でも、未燃焼ガスの排出を抑制でき、燃焼効率を向上できる。
In the invention of
一方、セカンダリスロットル弁を全開とする高負荷運転域では、高速で流れる空気の吸気負圧より、高圧なEGRガスがバイパス通路に導入されることとなり、該EGRガスの噴出効果により燃焼効率を高めることができる。 On the other hand, in a high load operation region where the secondary throttle valve is fully opened, EGR gas having a pressure higher than the intake negative pressure of air flowing at high speed is introduced into the bypass passage, and the combustion efficiency is increased by the effect of the EGR gas ejection. be able to.
請求項3,4の発明では、ガス燃料を、吸気行程中に全量,もしくはその大部分をバイパス通路に供給するようにしたので、バイパス通路を流れる新気割合の高い吸気流にガス燃料を供給することにより、横渦,縦渦を生成する吸気流の強度を増幅でき、高いEGR率で安定した燃焼を行うことができる。即ち、外部EGRを行う部分負荷運転域では、吸気通路のセカンダリスロットル弁の下流側部分に高濃度のEGRガスが滞留し易い。これは、EGRガスをセカンダリスロットル弁の下流側から導入することと、新気の大部分はバイパス通路から気筒内に指向して流出するからである。このため、セカンダリスロットル弁の下流側にガス燃料を供給すると、酸素不足の状態で気筒内に流入することとなるが、新気の大部分はバイパス通路から横渦,縦渦の吸気流となって気筒内に流入するので、ミキシングの弱い成層状態で吸気が行われることとなり、高EGR率でかつ高効率燃焼を行うことができる。 According to the third and fourth aspects of the present invention, the gas fuel is supplied in its entirety or most of the gas fuel to the bypass passage during the intake stroke, so that the gas fuel is supplied to the intake air flow having a high fresh air ratio flowing through the bypass passage. By doing so, the strength of the intake air flow that generates the horizontal vortex and the vertical vortex can be amplified, and stable combustion can be performed at a high EGR rate. That is, in the partial load operation region where external EGR is performed, high-concentration EGR gas tends to stay in the downstream portion of the secondary throttle valve in the intake passage. This is because EGR gas is introduced from the downstream side of the secondary throttle valve and most of the fresh air flows out of the bypass passage toward the cylinder. For this reason, if gas fuel is supplied to the downstream side of the secondary throttle valve, it will flow into the cylinder in an oxygen-deficient state, but most of the fresh air will be in the form of a horizontal vortex and vertical vortex intake flow from the bypass passage. Therefore, intake is performed in a stratified state where mixing is weak, and high-efficiency combustion can be performed at a high EGR rate.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は、本発明の第1実施形態による火花点火式内燃機関を説明するための図であり、図1は火花点火式内燃機関の概略構成図、図2は内燃機関の断面側面図である。 1 and 2 are diagrams for explaining a spark ignition internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the spark ignition internal combustion engine, and FIG. 2 is a sectional side view of the internal combustion engine. FIG.
図において、1は4サイクル2気筒の火花点火式内燃機関を示している。該内燃機関1は、2つのシリンダボア(気筒)2a,2aが形成されたシリンダブロック2に、各シリンダボア2aに対向するよう燃焼凹部3aが形成されたシリンダヘッド3を接続し、前記各シリンダボア2a内にピストン4を摺動自在に挿入し、該各ピストン4を図示しないコンロッドでクランク軸に連結した概略構造を有する。前記シリンダボア2a,燃焼凹部3a及びピストン4の頂面で囲まれた空間により燃焼室5が形成されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a 4-cycle 2-cylinder spark ignition internal combustion engine. The internal combustion engine 1 is connected to a
前記シリンダヘッド3の各燃焼凹部3aには、燃焼室5に連通する1つの吸気開口3b及び排気開口3cが形成されている。この吸気開口3b,排気開口3cは、気筒軸方向に見たときそれぞれクランク軸の軸線cを挟んだ一側,他側に、互いに対向するように配置されている。
Each combustion recess 3 a of the cylinder head 3 is formed with one intake opening 3 b and
前記吸気開口3b,排気開口3cには、それぞれ吸気弁6,排気弁7が配設され、該吸気弁6,排気弁7はそれぞれ吸気カム軸8,排気カム軸9により開閉駆動される。
An
前記シリンダヘッド3には、シリンダボア2a毎に2本の点火プラグ10,10が燃焼凹部3a内に臨むように螺着されている。この各点火プラグ10は、気筒軸方向に見たときクランク軸の軸線c上で、かつ吸気開口b3及び排気開口3cのカム軸方向両側に位置するよう配置されている。
Two
前記各吸気開口3bは、吸気ポート3dによりシリンダヘッド3の一側壁に導出され、排気開口3cは、排気ポート3eによりシリンダヘッド3の他側壁に導出されている。
Each intake opening 3b is led out to one side wall of the cylinder head 3 by an
前記各排気ポートに3eには、排気管12,12が接続され、該各排気管12は1本の排気合流管13に接続されている。該排気合流管13には排ガスの浄化を行う触媒14が介設され、下流端にはマフラ(不図示)が接続されている。
前記各吸気ポート3dには、吸気管(吸気通路)15,15が接続され、該各吸気管15の上流端には共通のサージタンク16が接続されている。該サージタンク16には、吸気合流管17を介在させてエアクリーナ18が接続されている。該吸気合流管17のエアクリーナ18の近傍にはエアフローセンサ19が配置されている。
Intake pipes (intake passages) 15 and 15 are connected to each
前記各吸気管15の吸気ポート3dの上流側近傍には、ガソリン等の液体燃料噴射弁20が装着されている。該液体燃料噴射弁20は、これの燃料噴射口20aを前記吸気弁6の弁裏中心部に向けて配置されている。
A liquid
前記内燃機関1は、前記各吸気管15に配設されたプライマリスロットル弁24と、該プライマリスロットル弁23より下流側に配設されたセカンダリスロットル弁23と、前記各吸気管15の両スロットル弁23,24の間に接続され、該セカンダリスロットル弁23をバイパスするバイパス通路25と、該バイパス通路25の上流部25bに設けられた吸気逆止弁26とを備えている。
The internal combustion engine 1 includes a
前記バイパス通路25は、前記上流部25bと、ここから左,右に分岐された分岐部25a,25aとを有し、該各分岐部25aは吸気管5の下側にこれにそうように配置されている。この分岐部25a,25aはシリンダボア2a内でスワール(横渦)又はタンブル(縦渦)が生成するよう空気流を方向付けして燃焼室内に噴出させるように構成されている。
The
前記各バイパス通路25の下流端口25a′は、前記吸気ポート3dの吸気開口3bの近傍に開口している。また上流端口25b′は、前記吸気管15のセカンダリスロットル弁23とプライマリスロットル弁24との間に開口している。
The
前記吸気逆止弁26は、吸気管15から流入した吸気流の気筒側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止するためのものであり、前記上流端口25b′の下流側近傍に配置されている。
The
前記セカンダリスロットル弁23は、該スロットル弁23から吸気開口3bまでの通路容積を可能な限り小さくするためにできるだけ吸気開口3bに近い部位に配置される。具体的には、前記吸気管15の吸気ポート3dとの接続近傍で、かつ前記燃料噴射弁20の噴射口20aより上流側に配置されている。該セカンダリスロットル弁23は、低中負荷運転域で閉じ、高負荷運転域で開けるよう制御される。
The
前記内燃機関1は、排気ガスの一部を燃焼室5に還流させるEGR装置27を備えている。該EGR装置27は、前記排気合流管13の触媒14の下流側に接続された1本のEGR導入管(EGR通路)28と、該EGR導入管28の上流側に介設されたEGR冷却器29と、前記EGR導入管28の下流側端部に介設されたEGR制御弁30,30とを備えている。
The internal combustion engine 1 includes an
前記EGR導入管28のEGR冷却器29の上流側には、EGRガスに混入したカーボン等の微粒子を除去する微粒子トラップ31が介設されている。
A
前記EGR導入管28は、下流端部にて2つのEGR導入枝管28a,28aに分岐され、各EGR導入枝管28aは、それぞれ前記吸気管15の、セカンダリスロットル弁23より下流側で、かつ前記燃料噴射弁20の噴射口20aより上流側に接続されている。
The
前記各EGR導入枝管28aには前記EGR制御弁30が介設されており、該各EGR導入枝管28aの、EGR制御弁30より下流側で、かつ吸気ポート3dの近傍には、EGRガスの気筒側への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止するEGR逆止弁32が介設されている。
Each EGR
本実施形態の内燃機関1では、主としてプライマリスロットル弁24により吸気量の制御が行われ、セカンダリスロットル弁23により実質的な吸気通路容積の制御が行われる。そして低負荷運転域では、セカンダリスロットル弁23は全閉となり、吸気はバイパス通路25を通って燃焼室5内に導入される。高負荷運転域では、セカンダリスロットル弁23は全開となり、吸気は吸気管15から吸気ポート3dを通って燃焼室5内に導入され、前記バイパス通路25はほとんど通らない。また中負荷運転域では、セカンダリスロットル弁23は負荷が大きくなるほど開かれる。
In the internal combustion engine 1 of the present embodiment, the intake air amount is controlled mainly by the
本実施形態では、セカンダリスロットル弁23を吸気管15の下流端近傍に配置したので、セカンダリスロットル弁23から燃焼室5の吸気開口3bまでの通路容積を小さくすることができる。これにより吸気行程終了時から次の吸気行程開始時までに新気が吸気管15のセカンダリスロットル弁23より上流側部分に充填され、吸気負圧が低減される。そのため、オーバーラップ時の吸気管15への既燃ガスの流出量を抑制でき、ひいては耐ノッキング性能を向上できる。
In the present embodiment, since the
一方、本実施形態では、前記セカンダリスロットル弁23から吸気開口3bまでの通路容積を小さくしたことにより吸気負圧が減少するものの、オーバーラップ時にEGR導入管28に高温の内部EGRが流入するおそれがある。
On the other hand, in the present embodiment, although the intake negative pressure is reduced by reducing the passage volume from the
本実施形態では、前記各EGR導入枝管28aの下流端近傍にEGR逆止弁32を設けたので、前記内部EGRがEGR導入管28に流入するのを防止できる。そのため、温度の低い外部EGRの導入量を増大することができ、耐ノッキング性能を向上できる。
In the present embodiment, since the
本実施形態では、各吸気管15のセカンダリスロットル弁23より上流側にプライマリスロットル弁24を配置し、前記セカンダリスロットル弁23をバイパスするバイパス通路25に吸気逆止弁26を介設したので、燃焼により生成するカーボン等の微粒子がプライマリスロットル弁24に付着するのを防止でき、該プライマリスロットル弁24の制御性が損なわれるのを防止できる。即ち、プライマリスロットル弁24により低負荷時の出力調整を行う際に、燃焼により生成する微粒子の大部分は、全閉のセカンダリスロットル弁23と吸気逆止弁26とで遮断されるので、該微粒子がプライマリスロットル弁24に付着することはほとんどない。
In this embodiment, the
また前記セカンダリスロットル弁23が全閉となる低負荷運転域では、新気の大部分はバイパス通路25から燃焼室5に強い横渦,縦渦の吸気流となって導入されることとなり、高EGR率での安定燃焼が可能となり、高効率燃焼を行うことができる。これにより、可変動弁機構を用いることなく、作用角の広いカムの利用が可能となり、高速高出力性能を維持しつつ、CO2の排出量を低減できる。
Further, in the low load operation region where the
さらに前記セカンダリスロットル弁23を吸気ポート3dの近傍に配置するとともに、該セカンダリスロットル弁23の上流側近くにプライマリスロットル弁24を配置したので、出力性能の制御応答性を向上できる。
Further, since the
本実施形態では、EGRガスを各吸気管15のセカンダリスロットル弁23より下流側に導入したので、EGRガスと新気とが成層状態をなして燃焼室5に流入することとなり、EGR率及び燃焼効率を高めることができる。
In the present embodiment, since the EGR gas is introduced downstream of the
図3ないし図7は、それぞれ本発明の第2〜第4実施形態による内燃機関を説明するための図である。 3 to 7 are views for explaining internal combustion engines according to second to fourth embodiments of the present invention, respectively.
これらの第2〜第4実施形態の内燃機関1は、各吸気管15の下流端近傍にセカンダリスロットル弁23を配置し、EGR導入管28の各EGR導入枝管28aを吸気管15のセカンダリスロットル弁23より下流側に接続するとともに、EGR逆止弁32を各EGR導入枝管28aの下流側近傍に配置している。これらの基本的な構成は、第1実施形態と同様であることから、以下、異なる部分についてのみ説明する。
In the internal combustion engine 1 of the second to fourth embodiments, the
図3は、本発明の第2実施形態による内燃機関を示している。図中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。 FIG. 3 shows an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
本実施形態のシリンダヘッド3には、2つの吸気開口3b,3bと1つの排気開口3cが形成され、かつシリンダボア2aごとに3本の第1〜第3点火プラグ10a〜10cが配置されている。
In the cylinder head 3 of the present embodiment, two
前記第1点火プラグ10aは、気筒軸方向に見たとき、シリンダボア2aの略中心に位置し、クランク軸の軸線cより吸気側で、かつ各吸気開口3bの間に配置されている。また前記第2,第3点火プラグ10b,10cは、クランク軸線cより排気側で、かつ排気開口3cの両外側に近接させて配置されている。
The
本第2実施形態では、第1点火プラグ10aをクランク軸の軸線cより吸気側で、かつ各吸気開口3bの間に配置したので、火炎伝播距離を短くでき、耐ノッキング性能を向上できる。
In the second embodiment, since the
また第2,第3点火プラグ10b,10cを排気開口3cの両外側に配置したので、温度の高い排気系の影響を回避しつつ、点火を速くすることができ、この点からも耐ノッキング性能を向上できる。
In addition, since the second and
図4及び図5は、本発明の第3実施形態による内燃機関を示している。図中、図1及び図2と同一符号は同一又は相当部分を示す。 4 and 5 show an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same or corresponding parts.
本実施形態の内燃機関1は、EGR導入管28の各EGR導入枝管28aをバイパス通路25に接続した例である。詳細には、前記バイパス通路25の吸気逆止弁26の下流側には、前記EGR導入枝管28aがEGR逆止弁32を介在させて接続されている。
The internal combustion engine 1 of the present embodiment is an example in which each EGR
本第3実施形態では、EGR導入管28の各EGR導入枝管28aを、バイパス通路25の吸気逆止弁26の下流側に接続したので、セカンダリスロットル弁23が全閉となる低負荷運転域では、バイパス通路25を通る流速の早い新気とEGRガスとのミキシングが促進され、燃焼室5にて強い横渦,縦渦が生成されることとなる。これにより三元触媒を用いて理論空燃比(λ=1)で運転を行うような、余剰酸素がないような条件下でも、未燃焼ガスの排出を抑制でき、燃焼効率を向上できる。
In the third embodiment, since each EGR
一方、セカンダリスロットル弁23が全開となる高負荷運転域では、高速で流れる空気の吸気負圧より、高圧なEGRガスがバイパス通路25に導入されることとなり、該EGRガスの噴出効果により燃焼効率を高めることができる。
On the other hand, in a high load operation region where the
図6及び図7は、本発明の第4実施形態による内燃機関を示している。図中、図3と同一符号は同一又は相当部分を示す。 6 and 7 show an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts.
本実施形態の内燃機関1は、前述の液体燃料供給系とは別に、LPG,CNG等のガス燃料を噴射供給するガス燃料供給系35を備えている。
The internal combustion engine 1 of the present embodiment includes a gas
該ガス燃料供給弁35の燃料供給弁35aは、ガス燃料をバイパス通路25の吸気逆止弁26より下流側に供給するよう配置され、吸気行程中にガス燃料の全量,もしくはその大部分を供給するよう制御される。
The
本第4実施形態によれば、ガス燃料を、吸気行程中に全量,もしくはその大部分をバイパス通路25に供給するようにしたので、該バイパス通路25を流れる新気割合の高い吸気流にガス燃料を供給することにより、横渦,縦渦を生成する吸気流の強度を増幅でき、高いEGR率で安定した燃焼を行うことができる。即ち、外部EGRを行う部分負荷運転域では、吸気管15のセカンダリスロットル弁23の下流側部分に高濃度のEGRガスが滞留し易い。これは、EGRガスをセカンダリスロットル弁23の下流側から導入することと、新気の大部分はバイパス通路25からシリンダボア2aに向かって流出するからである。このため、セカンダリスロットル弁23の下流側にガス燃料を供給すると、酸素不足の状態でシリンダボア2a内に流入することとなるが、新気の大部分はバイパス通路25から横渦,縦渦が生成するように流入するので、ミキシングのない成層状態で吸気が行われることとなり、高EGR率でかつ高効率燃焼を行うことができる。
According to the fourth embodiment, all or most of the gas fuel is supplied to the
1 火花点火式内燃機関
3d 吸気ポート
5 燃焼室
10 点火プラグ
15 吸気管(吸気通路)
23 セカンダリスロットル弁
24 プライマリスロットル弁
25 バイパス通路
26 吸気逆止弁
28 EGR導入管(EGR通路)
30 EGR制御弁
32 EGR逆止弁
35 ガス燃料供給系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spark ignition
23
30
Claims (4)
該燃焼室に連通する吸気通路と、
該吸気通路に配設されたプライマリスロットル弁と、
該プライマリスロットル弁より下流側に配設されたセカンダリスロットル弁と、
前記吸気通路の両スロットル弁の間に接続され、前記セカンダリスロットル弁をバイパスするように設けられたバイパス通路と、
該バイパス通路に介設され、吸気流の気筒側への流れのみを許容する吸気逆止弁とを備えた火花点火式内燃機関であって、
前記セカンダリスロットル弁を、前記吸気通路を構成する吸気管の、シリンダヘッドの側壁に形成された吸気ポートに接続される部分の近傍に設け、
前記セカンダリスロットル弁より下流側にEGRガスを導入するEGR通路を設け、
該EGR通路にEGRガスの気筒側への流れのみを許容するEGR逆止弁を設けたことを特徴とする火花点火式内燃機関。 A combustion chamber;
An intake passage communicating with the combustion chamber;
A primary throttle valve disposed in the intake passage;
A secondary throttle valve disposed downstream of the primary throttle valve;
A bypass passage connected between both throttle valves of the intake passage and provided to bypass the secondary throttle valve;
A spark ignition type internal combustion engine provided with an intake check valve interposed in the bypass passage and allowing only an intake air flow to the cylinder side;
The secondary throttle valve is provided in the vicinity of a portion connected to an intake port formed on a side wall of a cylinder head of an intake pipe constituting the intake passage ,
An EGR passage for introducing EGR gas downstream from the secondary throttle valve is provided,
A spark ignition internal combustion engine characterized in that an EGR check valve that allows only the flow of EGR gas to the cylinder side is provided in the EGR passage.
前記EGR通路は、前記バイパス通路の前記吸気逆止弁より下流側に接続されていることを特徴とする火花点火式内燃機関。 The spark ignition internal combustion engine according to claim 1,
The spark ignition internal combustion engine, wherein the EGR passage is connected to the downstream side of the intake check valve of the bypass passage.
前記燃焼室にガス燃料を供給するガス燃料供給系をさらに備え、
該ガス燃料供給系は、ガス燃料を前記バイパス通路の吸気逆止弁より下流側に供給することを特徴とする火花点火式内燃機関。 The spark ignition internal combustion engine according to claim 1,
A gas fuel supply system for supplying gas fuel to the combustion chamber;
The spark-ignition internal combustion engine, wherein the gas fuel supply system supplies gas fuel downstream of the intake check valve in the bypass passage.
前記ガス燃料供給系は、吸気行程中に供給燃料量の大部分を供給することを特徴とする火花点火式内燃機関。 The spark ignition internal combustion engine according to claim 1,
The spark-ignition internal combustion engine, wherein the gas fuel supply system supplies most of the supplied fuel amount during an intake stroke.
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