KR950000600B1 - 과급기 부착엔진 - Google Patents

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KR950000600B1
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미쯔오 히토미
준지 마스다
토시히코 핫토리
켄지 카시야마
준조 사사키
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마쯔다 가부시기가이샤
와다 요시히로
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Abstract

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Description

과급기 부착엔진
제 1 도는 실시예에 관한 엔진의 세로단면도.
제 2 도는 제 1 도에 표시한 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도.
제 3 도는 실시예에 관한 엔진의 흡기계 및 배기계를 전계해서 표시한 도면.
제 4 도는 실시예에 관한 엔진의 각종 제어의 전체계통도.
제 5 도는 흡기통로에 배치한 셔터밸브의 제어용 맵.
제 6 도는 가변밸브타이밍의 작용설명도(영역 Ⅰ).
제 7 도는 가변밸브타이밍의 작용설명도(영역 Ⅱ).
제 8 도는 가변밸브타이밍의 작용설명도(영역 Ⅲ).
제 9 도는 EGR용의 제어맵.
제 10 도는 셔터밸브제어와 EGR 제어를 복합한 제어용 맵.
제 11 도는 실시예에 관한 엔진과 종래의 엔진을 압축비의 점에서 비교한 도면.
제 12 도는 실시예에 관한 엔진과 종래의 엔진을 S/B비의 점에서 비교한 도면.
제 13 도는 실시예에 관한 엔진과 종래의 엔진을 안지름의 점에서 비교한 도면.
제 14 도는 실시예에 관한 엔진과 종래의 엔진을 총배기량에 대한 기통수의 점에서 비교한 도면.
제 15 도는 실시예에 관한 엔진과 종래의 엔진을 총배기량에 대한 차량중량의 점에서 비교한 도면.
제 16 도는 본 발명에 관한 엔진을 흡기 2밸브 배기 2밸브로 했을 때, 기통수와 총배기량과의 관계를 종래와의 비교로 표시한 도면.
제 17 도는 실시예에 관한 엔진의 변형예로서의 부속실 부착엔진을 개략해서 표시한 도면.
제 18 도는 부속실 부착엔진의 부실밸브의 개폐타이밍을 표시한 도면.
제 19 도는 정용비열과 온도와의 관계를 표시한 도면.
제 20 도는 압축비를 높인 경우의 엔진의 사이클선을 종래와 비교해서 표시한 도면.
제 21 도는 안지름과 흡기밸브유효각도면적 Fia(e)와의 관계(계산결과)를 표시한 도면.
제 22 도는 본 발명에 적합한 안지름과 단실용적과의 관계를 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 4 : 기통
5 : 실린더 6 : 피스톤
13 : 제 1 흡기밸브 14 : 제 2 흡기밸브
15 : 제 1 배기밸브 16 : 제 2 배기밸브
본 발명은 과급기(過給機) 부착엔진에 관한 것이다.
종래의 과급기부착엔진은, 자연흡기식 엔진(NA엔진)에 대해서 이 NA엔진의 압축비를 작게해서 과급기를 장착하는 것이 통례로 되어 있다.
예를들면, 1984년 1월호 무우터팬에 기재된 HONDA사제의 엔진인 시티터어보 Ⅱ엔진의 구체적 사양은 이하와 같다(동 잡지 제117페이지).
[시티터어보 Ⅱ 엔진의 사양]
1. 엔진형식 : 수냉직렬 4기통
2. 총배기량 :1231cc
3. 실린더의 안지름 : 66mm
4. 피스톤 스트로우크 : 90mm
5. 압축비(ε) :7.6
6. 과급기 : 터어보차아저(과급압 : 0.85㎏/㎠)
또, 상기 시티터어보 Ⅱ 엔진의 레이스용 사양인 시티터어보 Ⅱ·R 엔진에서는, 압축비는 정확하지 않으나 과급압을 1.63㎏/㎠까지 높인 것으로 되어 있다.
그런데, 과급기부착엔진은, 강제적으로 혼합기를 기통내에 충전하는 것이고, NA엔진에 비해서 배기가스 온도가 상승하는 경향에 있다. 물론, 과급압이 높을수록, 배기가스온도의 상승비율은 크고, 또 특히 전개(全開)부하운전시의 높은 배기가스온도에 의해서 배기계의 신뢰성이 손상될 염려가 있다. 또한, 상기 시티터어보 Ⅱ·R 엔진은, 장시간에 걸쳐서 전개로 주행하는 사용태양에 사용되는 것은 아니고, 2∼3시간 정도의 레이스에 사용하는 엔진이기 때문에, 배기가스온도가 높아도, 신뢰성면에서 이유가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 과급기부착엔진의 배기가스온도의 상승을 억제하고, 배기계의 신뢰성을 높이도록 한 과급기부착엔진을 제공하는데 있다.
그와같은 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 있어서는, 기본적으로는, 과급기부착엔진의 압축비(ε)를 ε=9이상으로 설정하므로서, 배기가스온도의 상승을 억제하도록 하고 있다.
이점에 대해서 제 20 도를 참조해서 설명한다. 이 제 20 도는 엔진의 사이클선도이고, 실선은 본 발명에 관한 과급기부착엔진을 표시하고, 파선은 종래의 과급기부착엔진을 표시한 것이다. 동 도면에서 명백한 바와같이, 압축비를 높인(본 발명에 관한 엔진) 경우, 팽창비 즉 압축비(ε'-ε)가 커지기 때문에 (ε' : 본 발명의 압축비, ε : 종래의 압축비) 배기가스온도가(T4'-T4) 저하한다. (T4' : 본 발명의 배기가스온도, T4: 종래의 배기가스온도). 또한, 동도면에 있어서, 포인트 1∼2는 압축행정, 포인트 2∼3은 폭발행정, 포인트 3∼4는 팽창행정, 4∼1은 배기행정을 표시함. 여기서, 본 발명의 압축비 ε'는 ε'=(Vd')/(Vo)로 표시되고, 종래의 압축비 ε는 ε=(Vd)(Vo)으로 표시된다.
또, 본 발명에 있어서는, 과급기부착엔진을 이하와 같이 하고 있다.
① 실린더의 안지름 : 약 43mm∼67mm
② 실린더의 단일실용적 : 약 110cc∼400cc
③ 피스톤의 스트로우크(S)와 실린더의 안지름(B)와의 비(S/B) : S/B〉1.
그런데, 과급기부착엔진은 노킹의 문제를 발생하기 쉬우나, 내노킹성을 높이기 위해서는, 실린더의 안지름을 극력 작게해서 화염전파거리를 작게하는 것이 바람직하다. 또, 과급에 의해서 될수있는한 큰 출력을 얻을 수 있도록 했을때는, 피스톤하중을 직접적으로 받는 크랭크샤프트의 베어링하중을 극력 작은 것으로 할 필요가 있으나, 이 베어링하중을 작게하기 위해서도, 안지름은 극력 작은쪽이 바람직하다.
그러나, 안지름을 작게하면서 소정의 배기량을 확보하고저 할 때는, 피스톤스피드라고 하는 신뢰상의 한계와, 흡기밸브의 밸브사이즈의 축소에 수반되는 초우크형상에 의해서 흡기저항이 급격히 증대해 버린다고 하는 한계가 발생한다. 따라서, 이들 2개의 한계를 같이 만족시키는 범위내에서 최소 안지름을 선정할 필요가 있다. 이하에 상기 2개의 한계를 같이 만족시키는 범위내에서 최소 안지름을 선정할 필요가 있다. 이하에 상기 2개의 한계를 같이 만족시키는 안지름에 대해서 고찰한다.
[신뢰상의 한계(피스톤스피드)로부터의 고찰]
평균피스톤 스피드 Um(mm/S)는, 식 ①로 표시할 수 있다.
Um=(N/30)·S……………………………………………………①
여기서, N : 엔진회전속도(rpm), S : 피스톤 스트로우크(mm)이다.
그런데, 평균피스톤스피드 Um의 한계치는, 통상, Um=20m/S(2.0×104mm/S)로 알려져 있다.
따라서, 상기 식 ①에 Um=2.0×104mm/S를 대입하고, 또 엔진의 최고회전속도를 대입하면, 상기 식 ①로부터 피스톤 스트로우크를 구하게 된다.
[흡기저항으로부터의 한계(초우크 현상)]
일반적으로, 평균흡기마하수 Mim이 Mim=0.5가 되었을 때, 흡기저항이 급증하고, 이것에 의해 체적효율이 급감하는 것이 알려져 있다.
그런데, 평균흡기마하수 Mim은 식 ②로 표시할 수 있다.
여기서, Vh : 실용적(cc), ηV: 체적효율(%), a : 음속(Cm/S), θ : 크랭크각(deg.CA.ATDC), θIC: 흡기밸브폐쇄시기, θIO: 흡기밸브개방시기, N : 엔진회전속도(rpm), Fi : 흡기밸브개구면적, Fim(e) : 평균흡기밸브개구면적.
상기 평균흡기밸브개구면적 Fim(e)는 식 ③으로 표시할 수 있다.
Fim(e)=Fia(e)/(θIC-θIO)…………………………③
여기서, Fia(e)는 흡기밸브유효각도면적이며, 이 흡기밸브유효각도면적 Fia(e)는 식 ④로 표시할 수 있다.
여기서, Fi는 흡기밸브개구면적이다.
상기 Fia(e)에 관해서, 1기통당 흡기밸브 2밸브, 배기밸브 2밸브를 구비한 엔진에 대해서 계산한 결과를 제 21 도에 표시하고 있다. 이 21 도에 표시한 계산결과는 하기의 가정에 기초한 것이다.
① 2개의 흡기밸브는 동일한 밸브사이즈를 가지고, ② 2개의 배기밸브는 동일한 밸브사이즈를 가지고, ③ 흡기밸브와 배기밸브와의 면적비는 드로우트부에 있어서,
(흡기쪽드로트면적) /(배기쪽드로트면적) = 1.5
④ 체적효율(ηV)은 100%로 하였다.
또 상기 Fia(e)의 계산조건은 이하와 같다.
① 제 1 흡기밸브 밸브시이트와 제 2 흡기밸브 밸브시이트와의 간격 : 2.5mm이상
② 흡기밸브 밸브시이트와 배기밸브 밸브시이트의 간격 : 3.5mm이상
③ 제 1 배기밸브시이트와 제 2 배기밸브시이트의 간격 : 4.0mm이상
④ 흡기밸브 밸브시이트와 점화플러그와의 간격 : 2.5mm이상
⑤ 배기밸브시이트와 점화플러그와의 간격 : 3.5mm이상
⑥ 밸브시이트는 실린더 안지름주변부에 접하고 있어도 좋다.
⑦ 밸브사이에 낀 각은 30°
⑧ 차양형 연소실
⑨ 플럭지름 : 직경 14mm
⑩ 스템지름 : 직경 6mm
⑪ 드로트지름 : 밸브시이트지름 -5mm
⑫ 밸브리프트 : 8.5mm
⑬ 밸브개방기간 : 256deg CA.
상기 2개의 한계를 같이 만족하는 안지름과 단일실용적과의 관계를 이하의 수순으로 고찰한다.
(수순 1) : 평균피스톤속도 Um의 한계치인 Um=20m/S(2.0×105mm/S)에 달하는 엔진회전속도를 결정하면, 상기 식 1로부터 피스톤 스트로우크를 구하게 된다. 또, 이 피스톤 스트로우크에 의거해서 각 안지름에 대응하는 단일실용적을 구하게 된다. 엔진회전속도 4,000rpm에서 8,000rpm까지 1,000rpm마다 제 22 도에 1점쇄선으로 기재하였다.
(수순 2) : 상기 식 2∼수 4와 Fia(e)의 계산결과를 사용, 엔진회전속도 4,000rpm에서 8,000rpm까지 1,000rpm마다 각 안지름에 대해서 평균흡기 마하수 Mim=0.5가 되는 단일실용적을 구하고, 이 결과를 상기 제 22 도에 실선으로 기재하였다.
(수순 3) : 먼저, 평균피스톤스피드 Um이 Um=20m/S가 되는 엔진회전속도를 N20으로 표시하고 평균흡기마하수가 Mim=0.5가되는 엔진회전속도를 N0.5로 표시한다. 이들 N0.5와 N20의 있어야할 관계를 고찰한다.
① N0.5〉N20이 되는 경우를 생각하면, 이 경우는 상기 신뢰성상의 한계보다 고속까지 공기가 충분히 들어갈수록 안지름을 크게 설정한 것이 된다. 이 일은 안지름을 작게해야 된다고 하는 당초의 목적에 반대된다. 따라서, N0.5와 N20은 N0.5 N20의 관계에 있어야 한다.
② 일반적으로, 엔진의 최고마력발생회전속도는, 신뢰성의 한계보다도 1,000rpm 정도 낮은 회전속도로 설정하고 있다.
그런데, 상기 평균흡기마하수 Mim=0.5에 달하는 회전속도보다 고속으로 되면 단위시간당의 공기유량이 증대하지 않게 된다. 따라서 N0.5이상의 회전속도에서는 엔진의 축출력은 증대하지 않는다. 혹은 대폭으로 저하한다.
이상에서, 최고마력발생점의 N0.5보다 낮은 회전속도로 존재한다고 할 수 있다.
예를 들면, N0.5와 신뢰성상의 한계와의 차이가 2000rpm을 초과하고 있을때(N20-N0.5〉2,000 에는, 최고마력발생회전속도에서 2,000rpm보다 큰 회전속도영역에서 발생마력이 증대하지 않는 혹은 감소하게 되어, 바람직한 엔진이라고는 말할 수 없게 된다. 따라서, N0.5와 N20와는, N20-N0.5 2,000rpm의 관계에 있어야 한다.
③ 엔진의 특성을 종래와 마찬가지로 설정하면, 최고마력발생회전속도는 5,000rpm보다 큰 회전속도일 것이 바람직하다. 따라서〉5,000rpm으로 할 필요가 있다.
④ 소정의 단일실용적을 확보함과 동시에 극력 안지름을 소경화하는데는, 피스톤스트로크의 한계를 설정할 필요가 있다. 즉 소직경안지름화하는데 있어서도, 종래의 엔진을 훨씬 초과하는 회전속도한계를 가지게 할수록 피스톤스트로크를 짧게할 필요는 없다. 따라서 N20 8.000rpm이면 된다.
상기 수순에 의해서 얻게된 조건을 모두 제 22 도에 기재하고 있고, 각 조건을 표시한 선으로 포위된 범위(사선으로 표시한 범위)가, 즉 흡기 2밸브 배기 2밸브하에서 상기 2개의 한계를 같이 충족하는 안지름과 단일실용적과의 관계가 성립된다. 동도면에서 명백한 바와같이 안지름에서 약 50mm∼67mm의 범위, 단일실용적에서 약 150cc∼400cc의 범위이다.
마찬가지 수순하에서 흡기 3밸브 배기 2밸브형식의 엔진에 대해서 검토한 결과를 상기 제 22 도에 표시하였다. 동도면에 있어서 크로스선으로 표시한 범위가, 흡기 3밸브 배기 2밸브하에서 상기 2개의 한계를 같이 충족하는 안지름과 단일실용적과의 관계이다. 동도면에서 명백한 바와같이 안지름에서 약 43mm∼49.5mm의 범위, 단일실용적으로서 약 110cc∼294cc의 범위이다.
이상의 결과에서 안지름으로서 43∼67mm, 단일실용적에서 약 110cc∼400cc가, 안지름을 극력 작게하면서 소정의 단일실용적을 확보할 수 있는 범위가 된다.
상기한 바와같이 본 발명에 있어서는, 피스톤의 스트로우크(S)와 실린더의 안지름(B)와의 비(S/B)가 1보다 크다고 되어 있다. 즉 롱스트로우크 엔진으로 되어, 동일한 단일실용적을 확보하는데 있어서 안지름을 작게하도록 되어 있다. 이에 의해 크랭크샤프트의 베어링하중을 작은 것으로 하는 것이 가능하다. 즉, 작은 단일실용적하에서, 과급에 의해서 큰 출력을 얻는다고 했을 때, 베어링부의 부담을 경감하는 것이 가능해진다.
이하에, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거해서 설명한다.
[엔진의 기계적 구성]
제 1 도, 제 2 도에 있어서는, (1)은 엔진이고, 엔진(1)은 서로 V형을 이루는 좌우의 뱅크부 2L, 2R를 가지고, 이들 좌우의 뱅크부 2L, 2R마다 각각 3개의 기통(4)이 직렬로 배치된 소위 V형 6기통엔진으로 되어 있다. 이하에, 좌우의 뱅크부 2L, 2R을 구성하는 부재 혹은 각 뱅크부 2L, 2R에 관련되는 부재에는 좌뱅크부 2L 혹은 우뱅크부 2R에 대응해서, 그 참조부호에「L」, 「R」을 부기해서 도시하는 한편, 이들 부재의 설명에 있어서 특히 필요할때를 제외하고, 부호「L」, 「R」의 부기를 생략한다.
상기 엔진(1)에 대해서 상세하게 설명하면, 엔진(1)은, 실린더블록(3)을 가지고, 각 기통(4)은, 실린더(5)에 끼워 삽입된 피스톤(6)과 실린더헤드(7)로 벤트루우프형의 연소실(8)이 형성되어 있다. 그리고, 실린더헤드(7)에는, 다같이 연소실(8)로 개구하는 제 1, 제 2 의 2개의 흡기포오트(9), (10)과, 제 1 , 제 2 의 2개의 배기포오트(11), (12)가 형성되고(제 2 도 참조), 상기 제 1, 제 2 흡기포오트(9), (10)에는, 제 2 도에 표시한 바와같이, 각각, 제 1 흡기밸브(13), 제 2 흡기밸브(14)가 배설되고, 상기 제 1, 제 2 배기포오트(11), (12)에는, 각각, 제 1 배기밸브(15), 제 2 배기밸브(16)가 배설되어 있다.
즉, 엔진(1)은, 각 기통(4)이 2개의 흡기밸브(13), (14)와 2개의 배기밸브(15), (16)을 구비한 4밸브식 엔진으로 되어, 이들 각 밸브(13)∼(16)을 개폐동작시키는 밸브작동계(17)는, 2개의 캠샤프트(18), (19)을 실린더헤드(7)에 수용한, 소위 더블오버헤드캡(DOHC)식으로 되어 있다. 즉, 제 1 의 샤프트(18)는 흡기밸브 (13), (14)용으로 되고, 제 2 의 캠샤프트(19)는 배기밸브(15), (16)용으로 되고, 이들 제 1, 제 2 의 캠샤프트(18), (19)에는, 그 축단부에, 캠풀리(20)(제 2 도 참조, 배기밸브용 캠풀리는 도시않음)가 설치되어, 이들 캠플러(20)는, 이미 아는 바와같이, 타이밍벨트(22)를 개재해서 엔진출력축(크랭크샤프트)(23)에 연계되고, 상기 흡기밸브(13), (14) 혹은 상기 배기밸브(15), (16)은, 엔진출력축(23)의 회전에 동기해서, 소정의 타이밍으로 개폐된다.
상기 제 1 캠샤프트(18)에는, 상기 흡기밸브용 캠풀리(20)에 대한 제 1 캠샤프트(18)의 위상을 변경시키는 밸브타이밍 가변기구(24)(흡기밸브용 밸브타이밍가변기구)가 형성되고, 다른 한편, 상기 제 2 캠샤프트(19)에는, 상기 배기밸브용 캠풀리에 대한 제 2 캠샤프트(19)의 위상을 변경시키는 밸브타이밍가변기구(배기밸브용 밸브타이밍가변기구, 도시생략)가 형성되어 있다. 이 배기밸브용 밸브타이밍가변기구는 상기 흡기밸브용 밸브타이밍가변기구(24)와 동일한 구성으로 되고, 이와같은 밸브타이밍가변기구(24)는 종래부터 이미 알고 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 또 상기 실린더헤드(7)에는 점화플럭(25)가 장착되고, 이 점화플럭(25)은 연소실(8)의 중앙을 향해서 배치되어 있다.
상기 피스톤(6)은 코넥팅로드(26)를 개재해서 상기 크랭크샤프트(23)에 연결되고, 크랭크샤프트(23)을 수용하는 크랭크실(27)의 아래쪽 영역에는, 엔진오일을 저류하는 오일저류실(28)이 오일펜(29)에 의해서 형성되어 있다. 또한, 제 2 도에 표시한 부호(30)은 오일스트레이너이다.
상기 좌우의 뱅크부 2L와 2R로 끼워진 뱅크중앙공간(31)에는, 제 1 도에 표시한 바와같이, 크랭크샤프트(23)의 회전력에 의해서 기계적으로 구동되는 스크루오식과급기(32)가 설치되고, 또, 이 과급기(32)의 위쪽에 인터쿠울러(33)가 배치되어 있다. 다른 한편, 각 뱅크부 2L, 2R의 위쪽에는, 각각, 크랭크샤프트(23)의 긴쪽 방향으로 뻗는 서어지탱크(34)가 배설되고, 이 서어지탱크(34)와 상기 흡기포오트(9), (10)와는, 각 기통(4)마다에, 독립 흡기관(35)을 개재해서 접속되어 있다. 그리고, 좌우 각 뱅크부 2L, 2R에 있어서의 흡기포오트(9), (10)의 상류단부가, 각각, 뱅크중앙공간(31)을 향해서 개구하고 있는 관계상, 상기 독립흡기관(35)은, 상기 서어지탱크(34)로부터 일단 뱅크중앙공간(31)을 향해서 가로방향으로 뻗은 뒤에 아래쪽을 향해서 만곡하는 형상으로 되어 있다.
이하에, 상기 엔진(1)의 흡기계(40)에 대해서, 제 3 도를 참조하면서, 상세히 설명한다.
흡기계(40)는, 그 상류쪽으로부터 하류쪽을 향해서 순차 접속된 공통흡기관(41), 좌우의 상기 서어지탱크 34L, 34R 상기 독립흡기관(35)으로 구성되고, 이 공통흡기관(41)에는, 상류쪽으로부터 하류쪽을 향해서, 순서로, 에어클리이너(42), 에어플로우미터(43), 드로트밸브(44), 상기 스크루우식 과급기(32), 상기 인터쿠울러(33)가 배설되어 있다. 또, 이 공통흡기관(41)에는, 상기 드로우틀밸브(44)를 바이패스하는 제 1 바이패스통로(45)와, 상기 스크루우식과급기(32)와 인터쿠울러(33)를 바이패스하는 제 2 바이패스(46)가 설치되어 있다.
상기 제 1 바이패스 통로(45)에는, ISC 밸브(47)가 개재설치되고, 이미 알다시피, 이 ISC 밸브(47)에 의해서 아이들 회전수의 조정이 행하여지도록 되어 있다. 상기 제 2 바이패스통로(46)에는, 다이아프램식 작동기(48)에 의해서 구동되는 릴리이프밸브(49)가 개재설치되고, 과급압이 소정치 이상이 되면 릴리이프밸브(49)가 열려서(제 2 바이패스통로 46이 열린다). 릴리이프되도록 되어 있다. 다른한편, 상기 좌우의 서어지탱크 34L와 34R는 연통관(50)에 의해서 서로 연통되고, 이 연통관(50)에는 그 도중에 가변흡기제어용의 밸브(51)가 개재장착되어, 예를들면, 엔진회전수에 따라서 밸브(51)의 개폐가 행하여지고, 이미 아는 바와같이, 넓은 영역에 걸쳐서 흡기의 동적 효과를 얻도록 되어 있다.
상기 독립흡기관(35)은, 그 내부공간을 부분적으로 좌우 2개로 간막이하는 간막이벽(35a)을 가지고, 간막이벽(35a)에 의해서 제 1 독립흡기통로(52)와 제 2 독립흡기통로(53)가 형성되어, 제 1 독립흡기통로(52)가 상기 제 1 흡기포오트(9)에 접속되고, 제 2 독립흡기통로(53)가 상기 제 2 흡기포오트(10)에 접속되어 있다. 그리고, 상기 제 2 독립흡기통로(53)는, 그 상류단부에 배치된 셔터밸브(54)에 의해 개폐되도록 되어 있고, 좌뱅크부 2L에 배치된 각 셔텨밸브(54L)는 좌뱅크용의 공통축(55L)에 연결되고, 우뱅크부 2R에 배치된 각 셔터밸브(54R)는 우뱅크용의 공통축(55R)에 연결되어, 이들 공통축(5L)과 (55R)는, 각각, 그 축단부에 작동기(도시생략)가 결합되어 있다.
상기 엔진(1)의 연료공급계는, 상류쪽인젝터(56)와 하류쪽인젝터(57)로서 구성되고, 상류쪽인젝터(56)는 상기 과급기(32)의 직상류에 배설되고, 다른한편, 하류쪽인젝터(57)는, 상기 독립흡기관(35)에 배설되고, 보다 구체적으로는, 이 하류쪽인젝터(57)는 제 1 흡기포오트(9)와 제 2 흡기포오트(10)를 향해서 배설되어 있다. 또한, 제 3 도에 표시한 부호(58)는 어시스트에어통로, (59)는 체크밸브이다.
엔진(1)의 배기계(60)는, 제 3 도에 개략적으로 표시된 바와같이, 상류쪽으로부터 하류쪽을 향해서, 순서로, 좌우 각 뱅크부 2L, 2R용의 배기 매니호올드(61L), (61R)과, 공통배기관(62)으로 구성되고, 이 공통배기관(62)에는, 그 도중에, 배기가스를 정화하는 촉매콘버어터(63)가 개재설치되고, 또 공통배기관(62)의 하류단부에는 이미 알고 있는 바와같이 사일렌서(도시생략)가 배설되어 있다.
상기 엔진(1)은, 제 1, 제 2 의 2개의 외부 EGR 통로(65), (66)을 가지고, 제 1 외부 EGR 통로(65)와 제 2 외부 EGR 통로(66)를 비교했을 때, 제 1 외부 EGR 통로(65)의 통로직경이 소직경으로 되고, 제 2 외부 EGR(66)의 통로직경이 대직경으로 되어, 후술하는 바와같이, 제 1 외부 EGR 통로(65)는 저부하영역에서 사용되고, 다른한편 제 2 외부 EGR 통로(66)는 고부하영역에서 사용된다.
상기 제 1 외부 EGR 통로(65)는, 그 일단부가 배기매니호울드 61L 혹은 61R에 접속되고, 다른 단부가 상기 제 1 흡기포오트(9)에 접속되어 있다. 그리고, 이 제 1 외부 EGR 통로(65)에는, 상기 일단부쪽으로부터 타단부쪽을 향해서, 순서로, 제 1 EGR 밸브(67), 집합체임버(68)가 설치되고, 집합체임버(68)는 바이패스에어관(69)을 개재해서 상기 공통흡기관(41)에 연통되어, 이 바이패스에어관(69)에 바이패스에어제어밸브(70)가 개재설치되어 있다. 다른한편, 상기 제 2 외부 EGR 통로(66)는, 그 일단부가 상기 촉매콘버어터(63)보다도 하류쪽의 공통배기관(62)에 접속되고, 타단부가 상기 과급기(32)보다 상류쪽의 공통흡기관(41)(드로틀밸브 44보다 하류)에 접속되어 있다. 그리고 이 제 2 부 EGR 통로(66)에는, 상기 일단부쪽으로부터 타단부쪽을 향해서, 순서로, 카아본트랩(71), EGR 쿠울러(72), 제 2 EGR 밸브(73)가 설치되어 있다.
[엔진의 사양]
상기 엔진(1)의 구체적 사양은 이하와 같다.
(1) 엔진형식 : V형 6기통, DOHC 4밸브,
(2) 좌뱅크부와 우뱅크부와의 사이의 뱅크각 : 90°
(3) 총배기량 : 1496CC
(4) 실린더의 안지름 : 직경 63mm
(5) 피스톤 스트로우크 : 80mm
(6) 압축비(ε) : 10
(7) 흡기밸브와 배기밸브와의 사이에 낀 각 : 30°
(8) 과급기 : 스크루우식(압력비=2.5)
(9) 인터쿠울러출구온도 : 60℃
(10) 사용연료 : 레귤러가솔린(옥탄가=91)
즉, 엔진(1)은, 실린더보아(5)의 안지름이 소직경으로 되고, 피스톤스트로우크가 보아에 비해서 큰 롱스트로우크로 되어 있다. 또 압축비가 고압축비로 되고, 또 과급압에 대해서도 고과급압으로 설정되어 있다.
상기 엔진(1)은 제 4 도에 표시한 제어유닛 μ를 구비하고, 제어유닛 μ는, 예를 들면 마이크로컴퓨터로 구성되어, 이미 알고있는 바와 같이, CPU, ROM, RAM등을 구비하고 있다. 제어유닛 μ에는, 센서(43), (80)∼(82)등으로부터의 신호가 입력된다. 상기 에어플로우미터(43)는 흡입공기량을 검출하는 것이다. 상기 센서(80)는 드로우틀밸브(44)의 개방도(엔진부하)를 검출하는 것이다. 상기 센서(81)는 엔진 회전수를 검출하는 것이다. 상기 센서(82)는 과급기(32)의 회전수를 검출하는 것이다. 다른 한편, 제어유닛 μ로부터는, 상기 인젝터(56), (57)등에 제어신호가 출력된다.
이하에 제어유닛 μ에 의해서 행하여지는 각종 제어의 내용을 설명한다.
[셔터밸브(54)의 제어]
셔터밸브(54)는, 예를 들면 엔진회전수로 3,000rpm을 사이에 두고 저회전영역에서는 닫히고, 고회전영역에서는 열린다. 즉, 흡입공기량이 적은 저회전영역에서는 제 2 독립흡기통로(53)가 닫혀서 제 1 독립흡기통로(52)만을 사용해서 흡기가 행하여진다. 다른 한편, 흡입공기량이 많아지는 고회전영역에서는 제 1 , 제 2 독립흡기통로(52), (53)을 같이 사용해서 흡기가 행하여진다.
[밸브타이밍제어]
제 5 도에 표시한 맵에 기초해서, 3개로 구분된 영역 Ⅰ∼Ⅲ에 대해서 이하의 밸브타이밍으로 된다.
① 영역 Ⅰ(저부하, 저회전영역)
배기밸브(15), (16)의 열림타이밍이 하사점(下死點) 전(BBDC) 70°(크랭크각, 이하 동일)로 되고, 닫힘타이밍이 상사점(上死點) 후(ATDC) 10°로 되어 있다. 다른 한편, 흡기밸브(13), (14)의 열림타이밍이 상사점 전(BTDC) 10°로 되고, 닫힘타이밍이 하사점 후(ABDC) 100°로 되어 있다.
② 영역 Ⅱ(엔진회전수가 3,000rpm 이하)
배기밸브(15), (16)의 열림타이밍이 하사점 전(BBDC) 70°(크랭크각, 이하 동일)로 되고, 닫힘 타이밍이 상사점 후(ATDC) 10°로 되어 있다. 다른 한편 흡기밸브(13), (14)의 열림타이밍이 상사점 전(BTDC) 40°로 되고, 닫힘타이밍이 하사점 후(ABDC) 70°로 되어 있다.
③영역 Ⅲ(엔진회전수가 3,000rpm보다도 고회전)
배기밸브(15), (16)의 열림타이밍이 하사점 전(BBDC) 40°(크랭크각, 이하 동일)로 되고, 닫힘 타이밍이 상사점 후(ATDC) 40°로 되어 있다. 다른 한편 흡기밸브(13), (14)의 열림타이밍이 상사점 전(BTDC) 40°로 되고, 닫힘타이밍이 하사점 후(ABDC) 70°로 되어 있다.
즉, 흡기밸브(13), (14)는, 전체영역에 있어서, 늦게 닫히도록 설정되어 있고, 특히 상기영역 Ⅰ에서는 극단적인 지연닫힘으로 되어 있다. 배기밸브(15), (16)과 흡기밸브(13), (14)가 같이 열린 상태로되는, 소위 오우버랩은 영역 Ⅰ에서는 오우버랩량이 소(小)로 되고, 영역 Ⅱ에서는 오우버랩량이 대(大)로 되고, 영역 Ⅲ에서는 오우버랩량이 극대로 되어 있다. 이상의 것을 종합하면 이하와 같다.
① 영역 Ⅰ(저부하, 저회전영역)
오우버랩량이『소』, 극단적인 흡기지연닫힘.
② 영역 Ⅱ(엔진회전수가 3,000rpm 이하)
오우버랩량이 『대』, 흡기지연닫힘.
③ 영역 Ⅲ(엔진회전수가 3,000rpm보다도 고회전)
오우버랩량이 『극대』, 흡기지연닫힘.
[EGR 제어]
제 9 도에 표시한 맵에 기초해서, 3개로 구분된 영역 Ⅰ, Ⅳ, Ⅴ에 대해서는 이하의 EGR 제어가 행하여진다.(제 1, 제 2 EGR 밸브 67, 73의 제어).
① 영역 Ⅰ(저부하, 저회전영역)
제 1, 제 2 EGR 밸브 (67), (73)이 같이 전폐(全閉)로 된다.
② 영역 Ⅳ(드로틀밸브 44가 1/2개방도 이하)
제 2 EGR 밸브(73)가 닫힘상태가 되고, 제 1 EGR 밸브(67)에 의해서 EGR율이 조정된다. 즉, 제 1 외부 EGR통로(65)를 사용해서 배기가스의 환류(EGR)가 행하여진다.
③ 영역 Ⅴ(드로우틀밸브 44가 1/2개방도보다도 대, 전체부하를 포함한 과급영역)
제 1 EGR 밸브(67)가 닫힘상태가 되고, 제 2 EGR 밸브(73)에 의해서 EGR율이 조정된다. 즉, EGR 쿠울러(72)를 구비한 제 2 외부 EGR 통로(66)를 사용해서 배기가스의 환류(EGR)가 행하여진다. 그리고, 이 영역 Ⅲ에 있어서의 EGR율은 일정 혹은 부하가 크게됨에 따라서 EGR율을 증대시키도록 되어 있다.
이상의 EGR 제어와 상기 밸브타이밍제어를 복합하면, 상기 제 5 도와 제 9 도를 복합한 제 10 도에 표시한 바와 같이, 영역 Ⅰ, Ⅳ∼Ⅸ의 5개의 영역으로 구분되게 되나, 연소안정성, 연비 혹은 노킹의 발생이 문제가 되는 영역 Ⅰ, Ⅵ 및 영역 Ⅶ에 대해서 이하에 상세히 설명하기로 하고, 이들 영역에서는 엔진(1)이 하기의 제어상태에 놓이게 된다.
① 영역 Ⅰ(극경부하영역 즉 저부하저회전영역)
연소가 불안정하게 되기 쉬운 이 영역 Ⅰ에 있어서는, 외부 EGR이 금지되고, 또한 상기 오우버랩량이 상기한 바와 같이 『소』가 되기 때문에, 연소실(8)에 잔류하는 잔류가스가 소가 되어, 연소안정성을 확보하는 것이 가능하게 된다. 또, 드로우틀밸브(44)의 개방도가 작은 이 영역 Ⅰ에 있어서, 상기한 바와 같이 흡기밸브(13), (14)가 극단적인 지연닫힘이 되기 때문에, 이 영역 Ⅰ에서의 펌핑로스를 저감하는 것이 가능해진다.
② 영역 Ⅳ(경부하영역 즉 저회전, 저부하영역)
엔진회전수가 3,000rpm 이하이고 또한 1/2부하이하의 이 영역 Ⅵ은 비교적 연소가 안정적이기 때문에, 오우버랩량이 『대』로 되어, 상기 제 1 외부 EGR 통로(65)로부터의 EGR에 부가해서, 내부 EGR가 행하여지게 된다. 즉, 상기 오우버랩량을 『대』로 하므로서, 연소실(8)내에 많은 잔류가스를 잔류시키는 내부 EGR이 행하여지게 된다. 이 내부 EGR은 고온이고, 또 상기 제 1 외부 EGR 통로(65)는 그 상류단부가 배기매니호울드(61)에 접속되어, 엔진(1)로부터 토출된 배기가스가 배기계(60)에서 냉각되기 전에 상기 제 1 외부 EGR 통로(65)를 통해서 엔진(1)에 환류되기 때문에, 이 제 1 외부 EGR 통로(65)에 의한 EGR 가스도 비교적 고온이다. 부가해서 흡기밸브(13), (14)가 지연닫힘으로 되기 때문에, 이 흡기 지연닫힘 및 고온의 EGR 가스에 의해서 당해 영역 Ⅵ에서의 펌핑로스를 저감하는 것이 가능하게 된다.
③ 영역 Ⅶ(저회전, 고부하(전체부하를 포함)영역)
엔진회전수가 3,000rpm 이하이고 또한 드로우틀밸브(44)가 1/2부하보다도 큰 이영역 Ⅶ에서는, 과급영역이기도 하다. 따라서, 이 영역 Ⅶ에서는, 오우버랩량을 『대』로 하므로서, 연소실(8)내의 배기가 촉진되어서, 내부 EGR에 의한 통내온도(기통 4내의 온도)의 상승을 억제하게 된다. 또, 흡기밸브(13), (14)가 지연 닫힘으로 되어서, 압축행정에서의 피스톤(6)의 유효스트로우크가 단축되기 때문에, 흡기의 압축에 수반되는 통내온도의 상승이 저하하게 된다. 또, 이 영역 Ⅶ에서는 EGR 쿠울러(72)를 구비한 제 2 외부 EGR 통로(66)를 사용해서 냉각한 EGR 가스의 환류(코올드 EGR)가 행하여지기 때문에, 이 코올드 EGR에 의해서도 통내온도의 상승이 억제되게 된다.
또한, 제 2 외부 EGR 통로(66)는, 그 상류당부가배기계(60)의 하류에 접속되어 있기 때문에, 배기계(60)에서 냉각된 배기가스가 상기 제 2 외부 EGR 통로(66)에 도입되게 된다. 또, 이 제 2 외부 EGR 통로(66)는, 그 하류단부가 인터쿠울러(33)의 상류쪽에 접속되어 있기 때문에, 이 제 2 외부 EGR 통로(66)를 통해서 흡기계(40)에 환류된 후의 EGR 가스는 인터쿠울러(33)에 의해서 재차 냉각되게 된다. 이상의 일에서, 이 제 2 외부 EGR 통로(66)를 사용한 외부 EGR는, 그 온도의 저하의 철저를 도모하게 된다.
상기한 바와 같이 이 영역 Ⅶ에서는, 배기, 흡기밸브(13), (14)의 지연닫힘, 및 코올드 EGR에 의해서 통내온도를 저하시켜서, 당해 영역 Ⅶ에서의 노킹발생의 억제 및 배기가스속의 NOX 저감을 도모하도록 하고 있다.
[공연비(A/F) 제어]
이 엔진(1)은, 상기 과급영역 Ⅶ을 포함한 넓은 영역에서, 공연비가 이론공연비(λ=1)가 되도록 피이드백 제어된다. 이 공연비의 피이드백 제어에 대해서는 종래부터 알고 있으므로 그 설명은 생략한다. 또한, 과급능력의 비교적 낮은 저속 또한 고부하역에서는, 종래와 마찬가지로 A/F=12∼13이란 것도 있을 수 있다.
상기 엔진(1)의 특성과 종래의 엔진과의 비교를 제 11 도∼제 14 도에 표시하고 있다. 이들 도면에서 명백한 바와 같이, 상기 엔진(1)은, 종래에 비해서 고압축비로 되고(제 11 도), 롱스트로우크로 되고 (제 2 도), 총배기량에 대해서 안지름이 소경으로 되고(제 13 도), 또 총배기량에 대해서 기통수가 많은 것으로 되어 있다.(제 14 도). 또, 이 엔진(1)이 탑재되는 차량의 중량은 약 1,500Kg이고, 제 15 도에 표시한 바와 같이, 차량중량과 총배기량과의 관계에 있어서도, 종래이면 총배기량 3,000CC의 엔진이 탑재되는 차량중량이다. 환언하면, 상기 엔진(1)은 고과급에 의해서, 종래의 엔진보다 2배의 출력을 발생하는 것으로 되어 있다. 즉 1.5ι 엔진에서 3ι엔진과 동등한 출력을 발생하는 것으로 되어 있다.
또한, 제 15 도에 기재한 라인 L 1은 식⑤로 표시할 수 있고, 동도면에 기재한 라인 L2는 식 ⑥으로 표시할 수 있다.
…………………⑤
…………⑥
이들 식 ⑤, 식 ⑥에 있어서, W는 차량중량을 의미하고, V는 총배기량을 의미한다.
상기 엔진(1)의 특성에 의하면, 소배기량화에 의해서 연비의 향상을 도모할 수 있다. 또 고압축비화에 의해서 열효율의 향상(연비의 향상)을 도모할 수 있다. 또 롱스트로우크에 의해서 베어링부의 부담을 경감할 수 있다.(기계적 손실의 저감), 또 다기통화에 의해서 진동이 적은 엔진을 하는 것이 가능하게 된다.
상기 엔진(1)에 관해서, 1기통의 제원(諸元)을 변경하는 일없이 기통수를 바꾸므로서 여러 가지의 엔진을 제작할 수 있다. 제 16 도는 본 발명에 관한 엔진의 기통수를 4기통, 6기통, 8기통으로 한 경우에, 종래 엔진과의 비교를 표시하였다.
또, 상기 엔진(1)은 과급압을 변경하므로서, 예를 들면 종래의 엔진출력에서 1.5ι 엔진∼3ι 엔진과 동등한 축력을 발생시키는 것이 가능하다. 환언하면, 상기 엔진(1)에 대해서, 다른과급압을 설정하므로서, 예를 들면 종래의 1.5ι엔진, 2ι엔진, 2.5ι엔진, 3ι엔진이라고 하는 4종류의 엔진을 제작할 수 있다.
또, 상기 엔진(1)의 각 기통의 배기량을 약 250CC로 하므로서, 1.5ι엔진, 2ι엔진, 2.5ι엔진,3ι엔진, 3.5ι엔진, 4ι엔진등의 엔진설계, 엔진개발 공정수의 대폭적인 저감 및 엔진제조설비의 대폭적인 공통화를 실현할 수 있다.
즉, 안지름, 피스톤스트로우크, 보아피치, 실린더헤드높이, 실린더헤드볼트의 패턴등을 동일한 것으로 하면, 뱅크각이 다른 V형 엔진을 만든다. 혹은 기통수가 다른 엔진을 만든다고 해도, 엔진제조설비의 공통화는 극히 용이하다. 또 안지름, 피스톤 스트로우크가 동일하면, 엔진의 성질로 동일하고, 따라서 기본단위인 단일기통(배기량 약 250CC)에 대해서 집중해서 개발활동을 증가, 그 기술의 집적을 축적하므로서 총배기량이 다른 엔진, 혹은 기통수가 다른 엔진, 혹은 직렬 혹은 V형 이라고하는 기통배치형식이 다른 엔진, 또는 V뱅크각이 다른 엔진 개발의 공정수를 현저하게 저감할 수 있다.
또, 상기 엔진(1)에 있어서는, 셔터밸브(54)가 제 2 흡기포오트(10)로부터 먼곳에 배치되어 있기 때문에, 배기에 있어서는 이하의 효과가 있다. 즉, 제 10 도에 표시한 영역 Ⅶ(저회전, 고부하영역)에서는, 셔터밸브(54)가 닫힘상태로 되어 있다. 그러나, 이 셔터밸브(54)는, 완전 제 2 독립흡기통로(53)를 닫는 것은 아니고, 다소의 누설을 허용하는 것으로 되어 있다.
이 때문에, 상기 영역 Ⅶ에서는, 제 2 독립흡기통로(54) 및 제 2 흡기포오트(10)내에 과급된 새로운 공기가 축적되고, 제 2 흡기밸브(10)가 열리면, 이 제 2 독립흡기통로(54) 및 제 2 흡기포오트(10)내의 축압된 새로운 공기가 연소실(8)에 침입하게 되어, 이 새로운 공기에 의해서 제 2 흡기포오트(10) 주위의 기존 연소가스를 적극적으로 소제할 수 있다.
상기 엔진(1)에 있어서, 고부하영역에서의 노킹방지를 철저하게 하는 수단으로서, 이 고부하영역에서 연소실(8)내에 물분사 하므로서 통내 온도를 저하시키도록 해℃ 좋다. 통내온도가 낮아질수록 노킹방지에 유리(노킹이 발생하기 어렵게 된다)하고, 더 한층의 고과급화 혹은 고압축비화가 가능해진다.
노킹방지수단으로서, 제 17 도에 표시한 바와 같이, 엔진(1)에 부속실(90)을 설치해도 좋다. 이 제 17 도의 설명에 있어서, 상기한 엔진(1)(제 1 도등)과 동일한 요소에는 동일한 참조부호를 부쳐서 그 설명을 생략한다.
[부속실부착엔진(제 17 도)]
엔진(1)에 설치된 부속실(90)은, 그 부속실포오트(90a)가 연소실(8)에 개구되고, 부속실포오트(90a)에는 부속실밸브(91)가 배설되어, 상기 고부하역(제 9 도에 표시한 영역 V)에서는 이 부속실밸브(91)에 의해서 부속실포오트(90a)가 개폐되고, 저부하역(제 9 도에 표시한 영역 Ⅰ 및 영역 Ⅳ)에서는 부속실밸브(91)에 의해서 부속실포오트(90a)가 닫히도록 되어 있다.
상기 고부하역에서의 부속실밸브(91)의 개폐시기의 일례를 제 18 도에 표시한다.
이 제 18 도에서 명백한 바와 같이, 부속실밸브(91)는, 닫힘타이밍이 점화타이밍과 같은 ABDC 160deg로 되고, 이 닫힘타이밍보다 약 70deg전에 부속실밸브(91)가 열려서, 부속실(90)내의 혼합기와연소실(8)내의 혼합기가 치환되도록 되어 있다.
이상의 구성에 의해, 압축행정에서 개폐되는 부속실밸브(91)에 의해서 연소실(8)내의 혼합기는, 그 일부가 부속실(90)에 감금되고, 이 부속실(90)에서 냉각되어, 다음 압축행정에서는 부속실(90)에서 냉각된 혼합기가 연소실(8)내의 혼합기의 일부와 치환되므로서, 당해 고부하영역에서 있어서, 통내온도는, 부속실(90)을 가지지 않는 통상의 엔진에 비해서 저하되게 되어, 노킹의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
그런데, 엔진, 즉 내연기관에 있어서는, 연소실(8)에 공급된 연료의 연소에 수반되는 압력상승(통내압력의 상승 △P)을 이용해서 기계적일을 꺼내도록 되어 있다. 따라서, 연소에 의한 통내압력의 상승 △P가 클수록 좋게 일을 하게 된다. 여기, 상기 통내압력의 상승 △P는 동등용적 연소를 가정하면 하기의 식으로 표시된다.
△P=(εR/V)×(Q/CV)…………………………⑦
여기서, ε : 압축비
R : 가스정수
Q : 연료의 발열량
V : 연소실용적
: 정용비열
다음에, 통내압력의 상승 △P의 온도변화를 검토한다. 상기 식 ⑦을 미분하면 하기의 식 ⑧이 된다.
d(△P)dT=(εR/V)S(Q/CV 2)S(dCV/dT)…………………⑧
그런데 정용비열는 온도가 높아질수록 크게되는 것이 알려져 있다(제 19 도 참조). 따라서〉0이 되어, 상기 식 ⑧의 우변은 부의 값을 가지게 된다.
즉, d(△P)dT〈0이 되어, 통내온도 T가 높을수록, 통내압력의 상승 △P가 작아진다. 환언하면, 통내온도 T가 낮을수록 통내압력의 상승 △P가 크게 되어, 일을 잘하게 된다. 통내온도가 낮을수록 일을 잘한다 고하는 것을 다른 관점에서 재차설명하면, 이하와 같이 된다. 지금, 연료의 발열량 Q는 하기의 식으로 표시된다.
Q=CV·G·△T……………………………………⑨
여기서,: 정용비열
G : 연소실에 투입된 혼합기의 질량
△T : 연소에 수반되는 온도상승(통내온도의 상승)
상기 ⑨식을 변형하면 하기의 ⑩식이 된다.
△T=Q/CV·G…………………………………………………………⑩
이 ⑩식에서 이해되는 바와 같이, Q, G가 일정하다면,가 작을수록, △T는 크게된다.
그런데, 상기한 바와 같이, 정용비열는 온도가 높아짐에 따라 크게된다(제 19 도 참조). 환언하면, 통내온도 T가 작을수록, 정용비열는 작다. 따라서, 통내온도 T가 작을수록, 연소에 수반되는 통내온도의 상승△T는 크다는 것이 된다.
여기서, 통내온도의 상승 △T가 클수록, 통내압력은 크게 상승(△T가 크다)하므로서, 통내온도 T가 작을수록, 통내압력은 그 상승 △T가 크다는 것이 된다. 즉, 동일량의 연료를 투입하여, 얻게된 발열량이 동일하다고 했을 때, 통내온도 T가 작을수록, 통내압력의 상승 △P는 크고, 따라서 일을 잘하게(열효율이 좋다)된다는 것이다.
이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 엔진(1)에 상기 부속실 (90)을 설치하므로서, 고부하영역에서의 노킹발생을 억제하는 것이 가능해질 뿐 아니라, 당해 영역에서의 열효율을 향상하는 것이 가능해진다.
상기 부속실밸브(91)에 관해서, 이 부속실밸브(91)이 닫힘시기를 고찰했을 때, 연소실내의 혼합기를 압축함으로 인한 온도상승을 최대한으로 이용하는 것이면, 부속실밸브(91)의 닫힘시기를 압축상사점으로 하면된다. 혹은, 연소에 의한 압력상승도 최대한으로 이용하는 것이면, 부속실밸브(91)는 될수 있는한 늦게 닫는쪽이 좋다(연소 최고압력에 달하는 크랭크각은, 일반적으로, 압축상사점후(ATDC) 약 30deg).
여기서, 현실적인 연소상태는 각 사이클마다 크게 변동하고 있는 것이 사실이다. 따라서, 통내압력의 편차(불균일)가 클때까지 부속실밸브(91)를 열고 있어서는, 부속실(90)내에 감금되는 혼합기는, 그 압력, 밀도, 온도가 각 사이클마다 변동하게되어 바람직하지 않다. 따라서, 연소에 수반되는 압력상승의 편차(불균일)가 발생하기 직전에 부속실밸브(91)를 닫으면, 연소변동의 영향을 억제하면서 혼합기의 냉각효과를 높이는 것이 가능해진다. 다른 한편, 연소에 수반되는 압력변동의 영향을 받지 않게하는 것이라면, 상기 실시예와 같이, 점화시기 근처에서 부속실밸브(91)를 닫으면 되게 된다.
[부속실부착엔진의 변형예]
부하가 작아질수록(경부하영역), 노킹이 발생하기 어렵게 된다. 그러나, 통내온도를 저하시켜서 이 경부하 영역에서의 열효율을 높이는 것이라면, 부하에 따라서, 부하가 작아질수록, 부속실밸브(91)의 밸브개방타이밍 및 밸브폐쇄타이밍이 흡기밸브(13), (14)의 닫힘타이밍에 가까워지도록, 이 부속실밸브(91)의 밸브타이밍을 변경하면 된다(가변밸브타이밍기구의 부설에 의한 밸브타이밍이 가변화). 이에 의하면, 부속실(90)내로 혼합기를 도입하는데 수반되는 압력손실을 최소한으로 억제하면서, 통내온도의 저하에 의한 열효율의 향상을 도모할 수 있다.
또, 부속실(90)내에서의 혼합기의 온도를 적극적으로 내리는 수단으로서, 부속실(90)내에 가동피스톤을 설치, 이 가동피스톤을 크랭크샤프트(23)의 회전에 동기해서 변위동시켜서, 부속실(90)내에서 혼합기를 위동시키도록 해도된다. 혹은, 상기 가동피스톤을 스프링부세해서, 부속실밸브(91)가 열릴 때, 부속실(90)의 실질적인 용적이 상기 가동피스톤에 의해서 적극적으로 감소시켜, 부식실포오트(90a)를 통과하는 혼합기에 유동(파동)을 발생시키도록 해도 좋다.
[다른 노킹방지수단(리인 버언 : lean burn)]
공연비를 이론공연비보다 리인하면(리인버언 엔진에 있어서는), 연소에 의한 발생열량의 일부가 잉여공기에 흡수되기 때문에, 통내온도 T는 낮게된다. 물론, 공연비의 리인비율이 클수록, 잉여공기의 양이 많아지기 때문에, 통내온도 T는 낮아지고, 노킹의 발생이 어렵게됨과 동시에 열효율이 향상한다. 또, 현실적으로는, 통내온도가 저하되면, 연소실의 벽면으로의 열전달도 감소하고, 냉각손실을 저감할 수 있다. 따라서, 이 냉각손실면에서도 공연비를 리인으로 하면 할수록, 향상하게 된다.
또한, 예를 들면 A/F=30과 같이 공연비를 극단적으로 리인으로 설정했다고해도, 흡기포오트(9)의 형상을 스윌(Swirl)포오트, 텀블포오트로하는, 혹은 공연비의 리인비율에 따라서 압축비를 크게하는 혹은 다점점화로 하므로서, 착화성 및 연소성을 확보하는 것이 가능하다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 제 1 도등에 표시한 기계식과 급기(32) 대신, 배기에너지를 사용한 터어보차아저(turbo charger)라도 된다.
이상의 설명에서 명백한 바와 같이. 본 발명에 의하면, 배기가스온도의 상승을 억제하여 배기계의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (3)

  1. 실린더내에 왕복동 가능하게 끼워 삽입된 피스톤을 구비한 과급기 부착엔진에 있어서, 실린더의 안지름이 약 43mm∼67mm로 되고, 실린더의 단실용적이 약 110CC∼400CC로 되고, 피스톤의 스트로우크(S)와 실린더의 안지름(B)와의 비(S/B)가 1보다 크고, 엔진의 압축비가 9이상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기 부착엔진.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진이 1개의 기통에 2개의 흡기밸브와 2개의 배기밸브를 구비한 4밸브식 엔진으로 되고, 상기 실린더의 안지름이 약 50mm∼67mm로 되고, 상기 실린더의 단실용적이 약 150CC∼400CC로 되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기 부착엔진.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진이 1개의 기통에 3개의 흡기밸브와 2개의 배기밸브를 구비한 5밸브식 엔진으로 되고, 상기 실린더의 안지름이 약 43mm∼49.5mm로 되고, 상기 실린더의 단실용적이 약 110CC∼295CC로 되어 있는 것을 특징으로 하는 과급기부착엔진.
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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
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US7252054B2 (en) * 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
US20050235951A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating in HCCI mode
US7191743B2 (en) * 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
AU2003297437A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-22 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
EP1496221B1 (de) * 2003-07-07 2011-05-18 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Zuführung eines Gasgemisches zu Saugstutzen von Zylindern 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
DE102006057489B4 (de) * 2006-12-06 2014-07-10 Audi Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102006057488B4 (de) * 2006-12-06 2018-02-08 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
FR2282043A1 (fr) * 1974-08-12 1976-03-12 Yamaha Motor Co Ltd Moteur a combustion interne
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

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