JP6641750B2 - エンジン - Google Patents
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Description
(3)前記気体噴射口が、前記吸気ポートの中心線よりも下方の壁面に設けられることが好ましい。
この場合、前記気体噴射口が前記吸気ポートの屈曲箇所における外側の壁面に配置され、前記気体の噴射方向が前記吸気ポートの外側の壁面に沿った方向とされることが好ましい。一方、前記燃料噴射口は、前記吸気ポートの屈曲箇所における外側もしくは内側の壁面に配置されることが好ましい。前記燃料噴射口からの燃料噴射方向は、前記外側の壁面に沿って流れている前記気体に向かう方向とされることが好ましい。
[1−1.エンジン]
本実施形態のエンジン20を図1に示す。このエンジン20は、排気の一部をシリンダヘッド21の吸気ポート1内に循環させるEGRシステム(排気再循環システム)を備えたガソリンエンジンである。エンジン20の気筒23の頂面形状は、吸気ポート1が接続される傾斜面と排気ポート3が接続される傾斜面とを三角屋根状に付き合わせてなるペントルーフ型(切妻屋根型)である。この頂面において、吸気ポート1に繋がる開口部2には吸気弁10が設けられ、排気ポート3に繋がる開口部4には排気弁15が設けられる。これらの開口部2,4,吸気弁10,排気弁15は、各気筒23においてそれぞれが二個ずつ設けられる。図2に示すように、吸気ポート1は、一本の通路を二つの開口部2に向かって分岐させたサイアミーズ形状を有する。同様に、排気ポート3も、二つの開口部4に接続された通路を一本に合流させたサイアミーズ形状を有する。また、吸気に関しては気筒23に対して、開口部2,吸気弁10が各一個ずつであってもよく、吸気ポート1,排気ポート3がサイアミーズ形状を有していなくてもよい。
排気還流口6は、EGRガスや空気(外気)などの気体を吸気ポート1内で噴射する気体噴射口の一例であって、排気戻り通路5内を通過した排気(EGRガス)を、吸気ポート1内で開口部2に向かう排気流として噴射する機能を持つ。本実施形態の排気還流口6は、排気の一部を加圧せずに吸気ポート1内へと導入するEGR通路の端部開口である。なお、排気の一部を加圧して吸気ポート1内へと導入するEGRシステムが設けられている場合には、加圧された排気が流通するEGR通路の端部開口を排気還流口6として機能させてもよい。また、排気以外の気体を吸気ポート1内に噴射することとしてもよい。
燃料噴射口8は、エンジン20の吸気行程で燃料を吸気ポート1内に噴射する機能を持つ。燃料は、排気流が形成されている吸気ポート1内に噴射される。燃料噴射口8から噴射される燃料噴射量は、燃料噴射口8に供給される燃料の圧力(燃圧)や燃料噴射口8の開弁時間に応じて変動する。
燃料噴射口8の位置は、排気還流口6よりも上流側であって、縦断面で吸気ポート1の中心線よりも上側の内壁面に設定される。燃料は、表面が排気流によってカバーされた吸気弁10の傘部裏面13に向かって、吸気ポート1の上流側から噴射される。これにより、吸気弁10の傘部裏面13に対する燃料の付着が抑制される。
制御装置9は、少なくともエンジン20の燃料噴射系を制御する電子制御装置であり、CPU,MPUなどのプロセッサやROM,RAM,不揮発メモリなどを集積した電子デバイスである。プロセッサは、制御回路や演算回路,キャッシュメモリなどを内蔵する演算処理装置である。また、ROM,RAM及び不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。制御装置9での制御内容は、アプリケーションプログラムとしてROM,RAM,不揮発メモリ内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAM内のメモリ空間内に展開され、プロセッサによって実行される。
燃料噴射のタイミングは、少なくともエンジン20の吸気行程内であって、吸気弁10の開放中に設定される。好ましくは、吸気行程内において、吸気弁10の開放加速度に基づいて制御される。ここでは、吸気行程内(排気上死点以降)であって、少なくとも吸気弁10の開弁後に燃料噴射が実施される。つまり、排気還流口6から噴射された排気流が、開放された吸気弁10と吸気ポート1との隙間を通って気筒23内に導入されている状態で、燃料噴射が実施される。また、本実施形態では、エンジン20の吸気行程内であって、少なくとも吸気弁10が開弁してから所定時間が経過した後〔図4(A)中のθ2〜θ5区間内〕に燃料噴射が開始される。ここでいう所定時間は、吸気弁10の開放加速度に基づいて設定される。例えば、吸気行程で吸気弁10の開放加速度が正から負に変化するまでの時間が、所定時間として設定される。なお、吸気弁10が開弁してから所定時間が経過したあとであっても、ピストンが上昇中(上死点以前)であれば、燃焼室内の既燃ガス(排気ガス)が吸気ポート1に逆流してしまうため、ピストンが下降を始めた後(上死点以降)に燃料噴射を開始させることが好ましい。
吸気弁10が開放されると、吸気ポート1の内部圧力が低下して負圧となり、排気戻り通路5を介して排気が排気還流口6から噴射される。このとき、燃料噴射は停止しているため、おもに排気流が吸気ポート1から気筒23へと流入する。排気流は、図5中に黒矢印で示すように、吸気弁10の傘部裏面13と開口部2との隙間を通って気筒23へと導入される。気筒23内では、排気流が排気弁15の傘部表面19を通過して、シリンダブロック22のシリンダライナ24近傍まで流通し、シリンダライナ24の表面に沿った旋回流を形成する。
(1)上記のエンジン20では、排気流を吸気弁10の傘部裏面13及び排気弁15の傘部表面19に沿った方向に向かって噴射することで、燃料を吸気弁10の傘部裏面13に付着しにくくすることができる。これにより、燃料を気筒23の内部で気化させやすくすることができ、気化潜熱を気筒23の内部で奪うことができる。したがって、充填効率や体積効率を増大させることができ、エンジン20のノッキング耐性を向上させることができる。
また、燃料を排気流に乗せた状態で気筒23の内部へと導入することができ、燃料を排気弁15の傘部表面19やシリンダライナ24に付着しにくくすることができる。これにより、燃料と排気流との混合を抑制(又は回避)することができ、気筒23内における燃焼状態を改善することができる。
さらに、所定時間が経過した吸気行程内に燃料を噴射することで、燃料を新気と混合させつつ、排気流の表層に乗せて気筒23内へと導入することができる。これにより、気筒23内における燃焼状態をさらに改善することができる。
(5)上記のエンジン20では、図3に示すように、排気流が吸気弁10のステム11の基端部に向かって噴射される。これにより、吸気弁10の傘部裏面13の全体を排気流で被覆することができ、吸気弁10への燃料付着を抑制することができる。
上述の実施形態では、EGRガスを吸気ポート1内で噴射する排気還流口6を備えたエンジン20を例示したが、これに加えて(あるいは代えて)空気(外気)を吸気ポート1内で噴射する気体噴射口を用いることも可能である。この場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏するものとなる。
2 開口部
3 排気ポート
4 開口部
5 排気戻り通路
6 排気還流口
7 インジェクタ
8 燃料噴射口
9 制御装置
10 吸気弁
15 排気弁
23 気筒
31 カム角センサ
32 クランク角センサ
Claims (6)
- 吸気ポートの気筒側の開口部を開閉する吸気弁と、
排気ポートの気筒側の開口部を開閉する排気弁と、
前記吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射口と、
前記吸気弁の開放に際し、前記吸気弁の傘部裏面及び前記排気弁の傘部表面に沿った方
向に向かって前記吸気ポート内で気体を噴射する気体噴射口とを備え、
前記気体噴射口が、前記吸気弁の閉弁時に前記吸気弁のステム基端部が位置する前記吸気ポートの気筒側の開口部中心に向かって前記気体を噴射し、
前記燃料噴射口が、前記吸気弁の閉弁時に前記吸気弁のステム基端部が位置する前記吸気ポートの気筒側の開口部中心に向かって前記燃料を噴射する
ことを特徴とするエンジン。 - 前記気体噴射口が、前記気筒内に向かって下向きに前記気体を噴射する
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジン。 - 前記気体噴射口が、前記吸気ポートの中心線よりも下方の壁面に設けられる
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のエンジン。 - 前記気体噴射口が、前記吸気弁の閉鎖状態における前記傘部裏面に隣接して配置される
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジン。 - 前記気体噴射口が、前記燃料噴射口よりも下流側に配置される
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジン。 - 前記気体噴射口が、前記吸気ポートの中心線を挟んで前記燃料噴射口に対向する壁面に
設けられる
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のエンジン。
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JP2015140983A JP6641750B2 (ja) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6641750B2 true JP6641750B2 (ja) | 2020-02-05 |
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
- 2015-07-15 JP JP2015140983A patent/JP6641750B2/ja active Active
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JP2017020473A (ja) | 2017-01-26 |
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