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JP2013087628A - Engine with exhaust gas recirculating device - Google Patents

Engine with exhaust gas recirculating device Download PDF

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JP2013087628A
JP2013087628A JP2011225784A JP2011225784A JP2013087628A JP 2013087628 A JP2013087628 A JP 2013087628A JP 2011225784 A JP2011225784 A JP 2011225784A JP 2011225784 A JP2011225784 A JP 2011225784A JP 2013087628 A JP2013087628 A JP 2013087628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
engine
exhaust gas
valve
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011225784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Miyamoto
勝彦 宮本
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.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors 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 Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2011225784A priority Critical patent/JP2013087628A/en
Publication of JP2013087628A publication Critical patent/JP2013087628A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

【課題】燃焼室内でのEGRガスの旋回性を向上させて耐ノッキング性能を向上させるとともに、高回転時での出力確保を可能とする。
【解決手段】1つの気筒に2つの吸気バルブ3、4、及び2つの排気バルブ5、6を備え、燃焼室8の中央部に点火プラグ9が配置されるとともに、排気の一部を吸気通路に導入するEGR装置22を備えたエンジン1であって、2つの吸気バルブ3、4及び2つの排気バルブ5、6の全てを開閉する通常開閉モードと、第1の吸気バルブ3及び第2の排気バルブ6を開閉して、燃焼室8内で吸気にスワールを発生させる部分開閉モードと、に切り換え可能であり、EGR装置22は、燃焼室8の外周部に向けてスワールの旋回方向に沿うように、EGRガスの排出方向が設定されている。そして、所定の低回転時には部分開閉モードが選択され、所定の高回転時には通常開閉モードが選択される。
【選択図】図3
[PROBLEMS] To improve the knocking performance by improving the swirlability of EGR gas in a combustion chamber, and to ensure the output at a high rotation speed.
A single cylinder is provided with two intake valves 3, 4 and two exhaust valves 5, 6 and a spark plug 9 is disposed at the center of a combustion chamber 8, and a part of the exhaust is taken in an intake passage. The engine 1 having the EGR device 22 to be introduced to the engine 1 includes a normal opening / closing mode in which all of the two intake valves 3, 4 and the two exhaust valves 5, 6 are opened and closed, and the first intake valve 3 and the second intake valve 3. The EGR device 22 can be switched to a partial open / close mode in which the exhaust valve 6 is opened and closed to generate a swirl in the intake air in the combustion chamber 8, and the EGR device 22 follows the swirl turning direction toward the outer peripheral portion of the combustion chamber 8. Thus, the discharge direction of EGR gas is set. The partial opening / closing mode is selected at a predetermined low rotation, and the normal opening / closing mode is selected at a predetermined high rotation.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、排気還流装置を備えたエンジンに関し、特に耐ノッキング性能を向上させる技術に関する。   The present invention relates to an engine equipped with an exhaust gas recirculation device, and more particularly to a technique for improving anti-knocking performance.

車両等に搭載されるエンジンには、排気還流装置(EGR装置)が広く備えられている。EGR装置は、排気の一部を吸気通路に還流させることで、燃焼温度を低下させて、エンジンからの窒素酸化物(NOx)の排出を抑制する機能を有する。
更に、EGR装置により吸気通路に還流された排気(EGRガス)を用いて、エンジンのノッキングを低減させる技術が提案されている。
An engine mounted on a vehicle or the like is widely equipped with an exhaust gas recirculation device (EGR device). The EGR device has a function of reducing the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage, thereby suppressing emission of nitrogen oxide (NOx) from the engine.
Further, a technique for reducing engine knock using exhaust gas (EGR gas) recirculated to the intake passage by the EGR device has been proposed.

かかる技術では、EGRガスの吸気通路への排出口を燃焼室の近傍に設置し、EGRガスがシリンダの内周壁を沿うように当該排出口の向きを設定する。これにより、不活性ガスであるEGRガスがシリンダの内周壁に沿って旋回し、燃焼室内に環状のEGRガスの層が形成され、シリンダヘッドの略中央部に配置された点火装置において良好な点火性能を確保しつつ、シリンダ内周壁付近でのエンドガスの自着火を抑制し、ノッキングを低減させることが可能となる(特許文献1)。   In such a technique, an exhaust port of the EGR gas to the intake passage is installed in the vicinity of the combustion chamber, and the direction of the exhaust port is set so that the EGR gas follows the inner peripheral wall of the cylinder. As a result, EGR gas, which is an inert gas, swirls along the inner peripheral wall of the cylinder, an annular EGR gas layer is formed in the combustion chamber, and good ignition is achieved in the ignition device disposed in the approximate center of the cylinder head. While ensuring the performance, it is possible to suppress self-ignition of the end gas in the vicinity of the cylinder inner peripheral wall and reduce knocking (Patent Document 1).

特開昭62−131961号公報JP 62-131961 A

ところで、近年では、高回転域での出力性能を向上させるために、1つの気筒に吸気バルブ及び排気バルブを複数備えるマルチバルブ式のエンジンが増加している。特に、車両に搭載されるエンジンでは、マルチバルブ化による出力向上と構造の複雑化とを鑑みて、1気筒に吸気バルブ及び排気バルブを夫々2つずつ備える4バルブエンジンが主流となっている。   By the way, in recent years, in order to improve the output performance in a high rotation range, multi-valve engines having a plurality of intake valves and exhaust valves in one cylinder are increasing. In particular, in an engine mounted on a vehicle, a four-valve engine having two intake valves and two exhaust valves in each cylinder has become the mainstream in view of the improvement in output due to the multi-valve and the complicated structure.

このような4バルブエンジンにおいて、上記特許文献の技術を適用すると、シリンダの内壁面に沿って旋回しようとするEGRガスは、2つの排気バルブのうち先に到達する一方の排気バルブから殆ど排出されてしまい、EGRガスがシリンダの内周壁に沿い全周に亘って旋回し難く、十分にノッキングを抑制することが困難となってしまう虞がある。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃焼室内でのEGRガスの旋回性を向上させて耐ノッキング性能を向上させるとともに、高回転時での出力確保が可能な排気還流装置付エンジンを提供することにある。
In such a four-valve engine, when the technique of the above-mentioned patent document is applied, the EGR gas that attempts to swivel along the inner wall surface of the cylinder is almost exhausted from one of the two exhaust valves that reaches first. Therefore, it is difficult for the EGR gas to turn over the entire circumference along the inner peripheral wall of the cylinder, and it may be difficult to sufficiently suppress knocking.
The present invention has been made to solve such problems. The object of the present invention is to improve the anti-knocking performance by improving the swirlability of EGR gas in the combustion chamber, and at high revolutions. Is to provide an engine with an exhaust gas recirculation device capable of ensuring the output of

上記の目的を達成するために、請求項1の排気還流装置付エンジンは、1つの気筒に吸気バルブ及び排気バルブを夫々複数備え、燃焼室の中央部に点火手段が配置されるとともに、排気の一部を吸気通路に導入する排気還流手段を備えた排気還流装置付エンジンであって、複数の吸気バルブ及び排気バルブの全てを開閉する通常開閉モードと、複数の吸気バルブ及び排気バルブのうち一部を開閉して、燃焼室内で吸気にスワールを発生させる部分開閉モードと、に切り換え可能な切換手段を備え、排気還流手段は、燃焼室の外周部に向けてスワールの旋回方向に沿うように、吸気通路への排気の排出方向が設定され、切換手段による部分開閉モードへの切り換え時に排気の一部を吸気通路に導入することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1 is provided with a plurality of intake valves and exhaust valves in one cylinder, an ignition means is disposed in the center of the combustion chamber, and An engine with an exhaust gas recirculation device provided with an exhaust gas recirculation means for introducing a part of the air into the intake passage, the normal open / close mode for opening and closing all of the multiple intake valves and exhaust valves, and one of the multiple intake valves and exhaust valves. And a switching means that can be switched to a partial opening and closing mode for generating a swirl in the intake air in the combustion chamber, and the exhaust gas recirculation means so as to follow the swirling direction of the swirl toward the outer periphery of the combustion chamber The exhaust gas discharge direction to the intake passage is set, and a part of the exhaust gas is introduced into the intake passage when the switching means switches to the partial opening / closing mode.

また、請求項2の排気還流装置付エンジンは、請求項1において、機関回転速度が所定の低回転時には部分開閉モードを選択し、所定の高回転時には通常開閉モードを選択することを特徴とする。
また、請求項3の排気還流装置付エンジンは、請求項2において、吸気バルブ及び排気バルブは、1つの気筒に2個ずつ備えられ、部分開閉モードにおいて、燃焼室の中央部を挟んで互いに対角に配置された一対の吸気バルブ及び排気バルブが開閉することを特徴とする。
The engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the partial opening / closing mode is selected when the engine speed is a predetermined low speed, and the normal opening / closing mode is selected when the engine speed is high. .
An engine with an exhaust gas recirculation device according to a third aspect is the engine according to the second aspect, wherein two intake valves and two exhaust valves are provided for each cylinder, and in the partial opening / closing mode, the engine is opposed to each other across the central portion of the combustion chamber. A pair of intake valves and exhaust valves arranged at the corners open and close.

また、請求項4の排気還流装置付エンジンは、請求項1〜3のいずれか1項において、吸気通路に、部分開閉モードにおいて開閉する吸気バルブ側の側壁に沿って、少なくとも排気還流手段による排気の排出位置から下流側に延びる隔壁が備えられることを特徴とする。
また、請求項5の排気還流装置付エンジンは、請求項4において、隔壁の吸気下流側の端部が、部分開閉モード時に開閉する吸気バルブのバルブガイドよりシリンダの径方向外側に位置することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an engine with an exhaust gas recirculation device according to any one of the first to third aspects, wherein at least the exhaust gas is exhausted by the exhaust gas recirculation means along the intake valve side wall that opens and closes in the intake passage. A partition wall extending downstream from the discharge position is provided.
An engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 5 is the engine according to claim 4, wherein the end of the partition downstream of the intake air is positioned radially outside the cylinder guide from the valve guide of the intake valve that opens and closes in the partial open / close mode. Features.

また、請求項6の排気還流装置付エンジンは、請求項4または5において、隔壁と吸気通路の側壁との間に吸気が流入するように、隔壁の吸気上流側の端部が吸気通路内で開口していることを特徴とする。
また、請求項7の排気還流装置付エンジンは、請求項6において、隔壁と吸気通路の側壁との間の通路の断面積が、吸気上流側よりも吸気下流側が小さくなるように設定されていることを特徴とする。
An engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 6 is the engine according to claim 4 or 5, wherein an end of the upstream side of the partition wall is located in the intake passage so that intake air flows between the partition wall and the side wall of the intake passage. It is characterized by opening.
The engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 7 is the engine according to claim 6, wherein the cross-sectional area of the passage between the partition wall and the side wall of the intake passage is set to be smaller on the intake downstream side than on the intake upstream side. It is characterized by that.

また、請求項8の排気還流装置付エンジンは、請求項1〜7のいずれか1項において、部分開閉モード時に排気還流装置により排気が吸気通路に導入されているときに、点火時期を進角させる点火時期制御手段を備えたことを特徴とする。   An engine with an exhaust gas recirculation device according to an eighth aspect of the present invention advances the ignition timing when the exhaust gas is introduced into the intake passage by the exhaust gas recirculation device in the partial opening / closing mode according to any one of the first to seventh aspects. The ignition timing control means is provided.

請求項1の発明によれば、部分開閉モードが選択された際には、吸気バルブ及び排気バルブのうち一部を開閉して、燃焼室内で吸気にスワールが発生する。そして、排気還流手段によって吸気通路に導入された排気(以下、EGRガスという)が、吸気のスワールとともに旋回し、燃焼室内の外周部で排気濃度の高い層が形成される。点火手段が配置される燃焼室の中央部では、排気濃度が比較的低く、点火性能を確保することができるとともに、燃焼室の外周部ではEGRガスによってエンドガスの燃焼性を低下させて自着火し難くすることができ、ノッキングし難いエンジンとすることができる。   According to the first aspect of the present invention, when the partial opening / closing mode is selected, a part of the intake valve and the exhaust valve is opened and closed, and swirl is generated in the intake air in the combustion chamber. Exhaust gas (hereinafter referred to as EGR gas) introduced into the intake passage by the exhaust gas recirculation means swirls together with the intake swirl, and a layer having a high exhaust concentration is formed at the outer periphery of the combustion chamber. In the central part of the combustion chamber where the ignition means is disposed, the exhaust concentration is relatively low, and ignition performance can be ensured. At the outer peripheral part of the combustion chamber, the end gas combustibility is lowered by EGR gas and self-ignition is performed. It is possible to make the engine difficult to knock and difficult to knock.

請求項2の発明によれば、所定の低回転時には部分開閉モードが選択され、吸気バルブ及び排気バルブのうち一部を開閉して、燃焼室内で吸気にスワールが発生する。また、所定の高回転時には通常開閉モードが選択され、複数の吸気バルブ及び排気バルブの全てが開閉されるので、マルチバルブにより開口面積を増加させて、出力性能を十分に確保することができる。   According to the second aspect of the present invention, the partial opening / closing mode is selected at a predetermined low speed, and a part of the intake valve and the exhaust valve is opened / closed to generate a swirl in the intake air in the combustion chamber. In addition, the normal opening / closing mode is selected at a predetermined high speed, and all of the plurality of intake valves and exhaust valves are opened / closed. Therefore, the opening area can be increased by the multi-valve, and sufficient output performance can be ensured.

このように、一般的にノッキングのし易い低回転時に、複数の吸気バルブ及び排気バルブの一部を開閉するようにして燃焼室内でスワールを発生させ、このスワールによって燃焼室内でのEGRガスの旋回性を向上させ、ノッキングを抑制することができるとともに、ノッキングのし難い高回転時には、複数の吸気バルブ及び排気バルブの全てを開閉するようにして、出力性能を確保することができ、耐ノッキング性能と出力確保とを両立させることができる。   In this way, swirl is generated in the combustion chamber by opening and closing some of the plurality of intake valves and exhaust valves during low rotation, which is generally easy to knock, and swirling of EGR gas in the combustion chamber by this swirl. It is possible to improve the performance and suppress knocking, and at the time of high rotation that is difficult to knock, all the intake valves and exhaust valves can be opened and closed to ensure output performance and anti-knock performance And ensuring output can be achieved at the same time.

請求項3の発明によれば、1つの気筒に吸気バルブ及び排気バルブが2個ずつ備えられ、部分開閉モードにおいて、燃焼室の中央部を挟んで互いに対角に配置された一対の吸気バルブ及び排気バルブが開閉するので、吸気バルブから対角の排気バルブに向かって燃焼室内において周方向に大きな範囲でスワールを発生させることができる。これにより、燃焼室の外周部で排気濃度の高い層を大きな周範囲で形成させることが可能となり、低回転時の部分開閉モードにおいて、通常開閉モードよりも耐ノッキング性能を向上させることができる。   According to the invention of claim 3, a pair of intake valves and exhaust valves are provided in each cylinder, and in the partial opening / closing mode, a pair of intake valves disposed diagonally with respect to the center of the combustion chamber, and Since the exhaust valve opens and closes, swirl can be generated in a large range in the circumferential direction in the combustion chamber from the intake valve toward the diagonal exhaust valve. As a result, it is possible to form a layer having a high exhaust concentration in the outer peripheral portion of the combustion chamber in a large peripheral range, and in the partial opening / closing mode at low rotation, the anti-knocking performance can be improved as compared with the normal opening / closing mode.

請求項4の発明によれば、吸気通路に、部分開閉モードにおいて開閉する吸気バルブ側の側壁に沿って、排気還流手段によるEGRガスの排出位置から吸気下流側に延びる隔壁を備えたので、隔壁と吸気通路の側壁との間に、EGRガスの拡散を防止しつつ燃焼室の外周部に向かってEGRガスを効率的に導入させる導入路を形成することができる。
請求項5の発明によれば、隔壁の吸気下流側の端部が、部分開閉モード時に開閉する吸気バルブのバルブガイドよりシリンダの径方向外側に位置するので、隔壁と吸気通路の側壁との間を通過するEGRガスが吸気バルブのバルブガイドの外側を通過し、燃焼室の外周部に向かってEGRガスを確実に導入させることができる。
According to the invention of claim 4, since the intake passage is provided with the partition wall extending from the EGR gas discharge position by the exhaust gas recirculation means to the intake downstream side along the side wall on the intake valve side that opens and closes in the partial open / close mode. An inlet path for efficiently introducing EGR gas toward the outer peripheral portion of the combustion chamber while preventing diffusion of EGR gas can be formed between the side wall of the intake passage and the side wall of the intake passage.
According to the fifth aspect of the present invention, the end portion of the partition wall on the intake downstream side is located on the radially outer side of the cylinder from the valve guide of the intake valve that opens and closes in the partial opening / closing mode. The EGR gas passing through the gas passes outside the valve guide of the intake valve, and the EGR gas can be reliably introduced toward the outer peripheral portion of the combustion chamber.

請求項6の発明によれば、隔壁と吸気通路の側壁との間に吸気が流入するように、隔壁の吸気上流側の端部が吸気通路内で開口しているので、吸気通路に隔壁を設けることで吸気通路の断面積を減少させることがなく、高回転時において吸気流量を十分に確保することができる。また、隔壁と吸気通路の側壁との間の通路を通過するEGRガスの流速を吸気によって上昇させることができ、燃焼室内でEGRガスを周方向により大きく旋回させることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the intake upstream end of the partition wall is opened in the intake passage so that the intake air flows between the partition wall and the side wall of the intake passage. The provision of the intake passage does not reduce the cross-sectional area of the intake passage, and the intake flow rate can be sufficiently ensured at high revolutions. Further, the flow rate of the EGR gas passing through the passage between the partition wall and the side wall of the intake passage can be increased by intake air, and the EGR gas can be swirled greatly in the circumferential direction in the combustion chamber.

請求項7の発明によれば、隔壁と吸気通路の側壁との間の通路の断面積が、吸気上流側よりも吸気下流側が小さくなっているので、この通路を通過する吸気が下流側に向かって流速を上昇させることができる。よって、燃焼室の外周部で吸気の流速を上昇させ、EGRガスを燃焼室内で更に大きく旋回させることが可能となる。
請求項8の発明によれば、部分開閉モード時における燃焼室の外周部でのEGRガスの旋回による耐ノッキング性能の向上によって、低回転時に点火時期を進角させることが可能となり、燃焼性を向上させ、燃費の低減を図ることができる。
According to the invention of claim 7, since the cross-sectional area of the passage between the partition wall and the side wall of the intake passage is smaller on the intake downstream side than on the intake upstream side, the intake air passing through this passage is directed toward the downstream side. To increase the flow velocity. Therefore, the flow rate of the intake air is increased at the outer peripheral portion of the combustion chamber, and the EGR gas can be further swirled in the combustion chamber.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to advance the ignition timing at low revolutions by improving the anti-knocking performance by turning the EGR gas at the outer periphery of the combustion chamber in the partial open / close mode, thereby improving the combustibility. It is possible to improve and reduce fuel consumption.

本発明の第1の実施形態の排気還流装置付エンジンの概略構造図である。1 is a schematic structural diagram of an engine with an exhaust gas recirculation device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態のエンジンの吸排気系の概略構成を示す横断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an engine according to a first embodiment of the present invention. 2弁開閉モード時での燃焼室内での吸気の流動方向を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing the flow direction of intake air in the combustion chamber in the two-valve open / close mode. ECUにおけるノッキング回避制御の制御要領を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control point of knocking avoidance control in ECU. ノッキング回避制御領域を示すグラフである。It is a graph which shows a knocking avoidance control area. 本発明の第2の実施形態のエンジンの吸排気系の概略構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows schematic structure of the intake / exhaust system of the engine of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の排気還流装置付エンジン(以下、エンジン1という)の概略構造図である。図2は、本発明の第1の実施形態のエンジン1の吸排気系の概略構成を示す横断面図である。なお、図2では、後述する4弁開閉モード時における燃焼室8内での吸気の流動方向を白抜き矢印で示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an engine with an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as engine 1) according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the intake and exhaust system of the engine 1 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the flow direction of the intake air in the combustion chamber 8 in a four-valve open / close mode described later is indicated by a white arrow.

図1、2に示すように、本発明の第1の実施形態のエンジン1は、円筒状の1つのシリンダ2に2つの吸気バルブ(第1の吸気バルブ3、第2の吸気バルブ4)と2つの排気バルブ(第1の排気バルブ5、第2の排気バルブ6)を備えた4バルブ式のエンジンである。
エンジン1のシリンダヘッド7には、燃焼室8に臨んで略中央部に点火プラグ9(点火手段)が設けられている。シリンダヘッド7の下面は略中央部の稜線から両側方に向けて夫々下方に緩やかに傾斜しており、ペントルーフ型燃焼室が形成されている。シリンダヘッド7の下面の一方の斜面には吸気ポート10が2つ並び、他方の斜面には排気ポート11が2つ並んで形成されている。吸気ポート10には吸気バルブ3、4が、排気ポート10には排気バルブ5、6が設けられ、これらの吸気バルブ3、4及び排気バルブ5、6は、シリンダヘッド7上の図示しない動弁機構によりクランク軸の回転に同期して開閉駆動される。
As shown in FIGS. 1 and 2, an engine 1 according to the first embodiment of the present invention includes a cylindrical cylinder 2 with two intake valves (a first intake valve 3 and a second intake valve 4). This is a four-valve engine provided with two exhaust valves (first exhaust valve 5 and second exhaust valve 6).
The cylinder head 7 of the engine 1 is provided with a spark plug 9 (ignition means) at a substantially central portion facing the combustion chamber 8. The lower surface of the cylinder head 7 is gently inclined downward from the ridgeline at the substantially central portion toward both sides to form a pent roof type combustion chamber. Two intake ports 10 are arranged on one slope of the lower surface of the cylinder head 7, and two exhaust ports 11 are arranged on the other slope. The intake port 10 is provided with intake valves 3, 4, and the exhaust port 10 is provided with exhaust valves 5, 6. These intake valves 3, 4 and exhaust valves 5, 6 are not shown on the cylinder head 7. The mechanism is driven to open and close in synchronization with the rotation of the crankshaft.

2つの吸気ポート10に接続される吸気マニホールド15(吸気通路)、及び2つの排気ポート11に接続される排気マニホールド16は、夫々各ポート10、11の近傍で接続してY字状に形成されている。
吸気マニホールド15には、吸気マニホールド15を通過する吸気に対して燃料を噴射する燃料噴射弁17が備えられている。燃料噴射弁17は、燃料タンク18からフィードポンプ19によって燃料が供給される。燃料噴射弁17は、2つの吸気ポート10に向けて燃料を噴射させることが可能であるとともに、第1の吸気バルブ3を備えた吸気ポート10のみに向けて燃料を噴射することが可能なように、燃料噴射方向を切換え可能な構造となっている。
An intake manifold 15 (intake passage) connected to the two intake ports 10 and an exhaust manifold 16 connected to the two exhaust ports 11 are connected in the vicinity of the ports 10 and 11 and formed in a Y shape. ing.
The intake manifold 15 is provided with a fuel injection valve 17 that injects fuel to intake air that passes through the intake manifold 15. The fuel injection valve 17 is supplied with fuel from a fuel tank 18 by a feed pump 19. The fuel injection valve 17 can inject fuel toward the two intake ports 10 and can inject fuel only toward the intake port 10 including the first intake valve 3. In addition, the fuel injection direction can be switched.

更に、エンジン1には、EGR装置21(排気還流手段)が備えられている。
EGR装置21は、EGR通路22と、該EGR通路22を開閉するEGRバルブ23とを備えて構成されている。EGR通路22は、一端部22aが吸気マニホールド15に接続され、他端部22bがエンジン1の排気マニホールド16あるいはその更に下流の排気通路に接続されている。EGR装置21は、EGRバルブ23を開作動させることで、排気の一部をEGRガスとして吸気マニホールド15内に還流させ、エンジン1の燃焼温度を低下させてNOxの排出を抑制する機能を有する。
Further, the engine 1 is provided with an EGR device 21 (exhaust gas recirculation means).
The EGR device 21 includes an EGR passage 22 and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 22. The EGR passage 22 has one end 22a connected to the intake manifold 15 and the other end 22b connected to the exhaust manifold 16 of the engine 1 or an exhaust passage downstream thereof. The EGR device 21 has a function of opening part of the EGR valve 23 to recirculate a part of the exhaust gas into the intake manifold 15 as EGR gas and lowering the combustion temperature of the engine 1 to suppress NOx emission.

特に、本実施形態では、EGR通路21は、2つの吸気バルブ3、4のうちの一方の第1の吸気バルブ3の近傍で吸気マニホールド15に接続され、吸気マニホールド15の第1の吸気バルブ3側の側壁15aに沿い燃焼室8内に向かってEGRガスが排出されるように、EGR通路22の一端部22aが配置されている。
また、本実施形態では、吸気バルブ3、4及び排気バルブ5、6を開閉する動弁機構に、1つの気筒で2つの吸気バルブ3、4及び2つの排気バルブ5、6を開閉する4弁開閉モード(通常開閉モード)と、吸気バルブ3、4及び排気バルブ5、6のうち1つずつ閉止させ、1つずつ開閉する2弁開閉モード(部分開閉モード)とを、図示しないアクチュエータにより切り換え可能な機能が備えられている。
In particular, in the present embodiment, the EGR passage 21 is connected to the intake manifold 15 in the vicinity of one of the two intake valves 3, 4 and the first intake valve 3 of the intake manifold 15. One end portion 22a of the EGR passage 22 is arranged so that EGR gas is discharged along the side wall 15a on the side toward the combustion chamber 8.
In the present embodiment, the valve mechanism for opening and closing the intake valves 3 and 4 and the exhaust valves 5 and 6 is a four valve that opens and closes the two intake valves 3 and 4 and the two exhaust valves 5 and 6 in one cylinder. Switching between the open / close mode (normal open / close mode) and the two-valve open / close mode (partial open / close mode) in which the intake valves 3 and 4 and the exhaust valves 5 and 6 are closed one by one and opened and closed one by one is switched by an actuator not shown. Possible functions are provided.

上記4弁開閉モードでは、図2に示すように、1つの気筒で2つの吸気バルブ3、4及び2つの排気バルブ5、6を開閉するので、吸気バルブ3、4及び排気バルブ5、6を共に開弁するバルブオーバーラップ時に、2つの吸気バルブ3、4から流入した吸気が夫々向かい合う排気バルブ5、6に向かって略直線的に移動し、燃焼室8内に残留する排気が迅速に排気バルブ5、6から排出される。   In the above four-valve open / close mode, as shown in FIG. 2, since the two intake valves 3, 4 and the two exhaust valves 5, 6 are opened and closed in one cylinder, the intake valves 3, 4 and the exhaust valves 5, 6 are opened. During the valve overlap when both valves open, the intake air flowing in from the two intake valves 3 and 4 moves substantially linearly toward the exhaust valves 5 and 6 facing each other, and the exhaust gas remaining in the combustion chamber 8 is quickly exhausted. It is discharged from the valves 5 and 6.

図3は、2弁開閉モード時での燃焼室8内での吸気の流動方向を示す上面図である。図3では、吸気の流動方向を白抜き矢印で、EGRガスの流動方向を黒実線矢印で示している。
上記2弁開閉モードでは、図3に示すように、EGR通路22の一端部22aに近い第1の吸気バルブ3を開閉するとともに、当該第1の吸気バルブ3と対角にある第2の排気バルブ6を開閉し、第2の吸気バルブ4及び第1の排気バルブ5を閉止する。なお、2弁開閉モードでは、閉止する第2の吸気バルブ4に向かっては燃料を噴射しないように、燃料噴射弁17の噴射方向を制御するとよい。
FIG. 3 is a top view showing the flow direction of the intake air in the combustion chamber 8 in the two-valve open / close mode. In FIG. 3, the flow direction of the intake air is indicated by a white arrow, and the flow direction of the EGR gas is indicated by a solid black arrow.
In the two-valve open / close mode, as shown in FIG. 3, the first intake valve 3 close to the one end portion 22 a of the EGR passage 22 is opened and closed, and the second exhaust gas that is diagonally opposite the first intake valve 3. The valve 6 is opened and closed, and the second intake valve 4 and the first exhaust valve 5 are closed. In the two-valve open / close mode, the injection direction of the fuel injection valve 17 may be controlled so that fuel is not injected toward the second intake valve 4 to be closed.

ECU30(切換手段)は、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ31や吸気流量を検出するエアフローセンサ32、その他スロットル開度を検出するスロットルセンサ、アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ等のセンサ類と電気的に接続されており、これらのセンサ類からの情報に基づき、燃料噴射弁17による燃料噴射量や燃料噴射時期及び点火プラグ9による点火時期、及びEGRバルブ23の開閉等を制御する。   The ECU 30 (switching means) includes a crank angle sensor 31 that detects the crank angle of the engine 1, an airflow sensor 32 that detects the intake air flow rate, a throttle sensor that detects the throttle opening, an accelerator position sensor that detects the accelerator operation amount, and the like. Based on information from these sensors, the fuel injection amount by the fuel injection valve 17, the fuel injection timing, the ignition timing by the spark plug 9, and the opening / closing of the EGR valve 23 are controlled based on information from these sensors. To do.

更に、本実施形態では、ECU30は、エンジン1の回転速度と体積効率とに基づいて、吸気バルブ3、4及び排気バルブ5、6を開閉する上記動弁機構のアクチュエータの作動を制御するとともに、点火時期を制御して、EGRガスによってノッキングを抑制するノッキング回避制御を可能としている。
図4は、ECU30におけるノッキング回避制御の制御要領を示すフローチャートである。図5は、ノッキング回避制御領域を示すグラフである。図5には、エンジン回転速度及び体積効率に基づくEGR導入切換ライン、バルブ開閉数切換ライン、ノッキング発生ラインの一例が記載されている。
Further, in the present embodiment, the ECU 30 controls the operation of the actuator of the valve mechanism that opens and closes the intake valves 3 and 4 and the exhaust valves 5 and 6 based on the rotational speed and volumetric efficiency of the engine 1. Knocking avoidance control that controls ignition timing and suppresses knocking by EGR gas is enabled.
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure for knocking avoidance control in the ECU 30. FIG. 5 is a graph showing a knocking avoidance control region. FIG. 5 shows an example of an EGR introduction switching line, a valve opening / closing number switching line, and a knocking generation line based on the engine rotational speed and volumetric efficiency.

図4に示す本ルーチンは、エンジン作動時に繰り返し行なわれる。
始めに、ステップS10では、体積効率を算出する。体積効率は、クランク角センサ31から入力したクランク角の推移に基づくエンジン1の回転速度と、エアフローセンサ32により検出された吸気流量から算出する。そして、ステップS20に進む。
ステップS20では、EGR導入域を決定する。詳しくは、図5に示すようなEGR導入切換ラインを設定する。EGR導入切換ラインは、エンジン回転速度と体積効率とに応じてEGR導入及び非導入を切換えるための閾値となるラインである。当該EGR導入切換ラインより高回転高負荷側がEGRガスを導入しないEGRカット域、低回転低負荷側がEGR導入域となる。なお、アイドル状態に近い極低負荷低回転時には、エンジンの安定した運転を確保するために、EGRカット域が設けられる。そして、ステップS30に進む。
The routine shown in FIG. 4 is repeatedly performed when the engine is operating.
First, in step S10, volume efficiency is calculated. The volumetric efficiency is calculated from the rotational speed of the engine 1 based on the crank angle transition input from the crank angle sensor 31 and the intake air flow rate detected by the airflow sensor 32. Then, the process proceeds to step S20.
In step S20, an EGR introduction area is determined. Specifically, an EGR introduction switching line as shown in FIG. 5 is set. The EGR introduction switching line is a line serving as a threshold value for switching between EGR introduction and non-introduction according to the engine rotation speed and volumetric efficiency. From the EGR introduction switching line, an EGR cut area where EGR gas is not introduced on the high rotation and high load side, and an EGR introduction area on the low rotation and low load side. Note that an EGR cut region is provided at the time of extremely low load and low rotation close to the idling state in order to ensure stable operation of the engine. Then, the process proceeds to step S30.

ステップS30では、2弁領域を決定する。詳しくは、図5に示すようなバルブ開閉数切換ラインを設定する。バルブ開閉数切換ラインは、吸入空気量が同一となるラインであって、エンジン回転速度と体積効率とに応じて、上記2弁開閉モードと4弁開閉モードとを切換えるための閾値となるラインである。当該バルブ開閉数切換ラインより高回転側が4弁領域(4弁開閉モード)、低回転側が2弁領域(2弁開閉モード)となる。そして、ステップS40に進む。   In step S30, a two-valve region is determined. Specifically, a valve opening / closing number switching line as shown in FIG. 5 is set. The valve opening / closing number switching line is a line where the intake air amount is the same, and is a line serving as a threshold for switching between the two-valve opening / closing mode and the four-valve opening / closing mode according to the engine speed and volumetric efficiency. is there. From the valve opening / closing number switching line, the high rotation side is a four-valve region (four-valve opening / closing mode), and the low rotation side is a two-valve region (two-valve opening / closing mode). Then, the process proceeds to step S40.

ステップS40では、エンジン1の回転速度及びステップS10で算出された体積効率が、ステップS30で決定された2弁領域にあるか否かを判別する。2弁領域にある場合には、ステップS50に進む。2弁領域にない場合には、ステップS80に進む。
ステップS50では、第2の吸気バルブ4と第1の排気バルブ5を閉止し、第1の吸気バルブ3と第2の排気バルブ6を開閉する2弁開閉モードを実行する。そして、ステップS60に進む。
In step S40, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 1 and the volume efficiency calculated in step S10 are in the two-valve region determined in step S30. If it is in the two-valve region, the process proceeds to step S50. If not in the two-valve region, the process proceeds to step S80.
In step S50, the second intake valve 4 and the first exhaust valve 5 are closed, and the two-valve open / close mode for opening and closing the first intake valve 3 and the second exhaust valve 6 is executed. Then, the process proceeds to step S60.

ステップS60では、EGRが導入されているか否かを判別する。詳しくは、エンジン1の回転速度及びステップS10で算出された体積効率が、ステップS20で決定されたEGR導入域にあるか否かを判別する。EGR導入域である場合には、ステップS70に進む。EGR導入域でない場合には、本ルーチンをリターンする。
ステップS70では、点火時期を通常時より進角させるように制御する(点火時期制御手段)。そして、本ルーチンをリターンする。
In step S60, it is determined whether or not EGR is introduced. Specifically, it is determined whether or not the rotational speed of the engine 1 and the volumetric efficiency calculated in step S10 are within the EGR introduction region determined in step S20. If it is in the EGR introduction area, the process proceeds to step S70. If it is not the EGR introduction area, this routine is returned.
In step S70, the ignition timing is controlled to advance from the normal time (ignition timing control means). Then, this routine is returned.

ステップS80では、2つの吸気バルブ3、4及び2つの排気バルブ5、6を全て開閉する4弁運転を実行する。そして、本ルーチンをリターンする。
以上のように制御することで、本実施形態では、体積効率とエンジン回転速度に基づき、EGR導入時に前述の2弁開閉モード、4弁開閉モードの切換制御が行われる。
2弁開閉モードにすることによって、第1の吸気バルブ3から吸気が燃焼室8内に流入し、第1の吸気バルブ3の対角にある第2の排気バルブ6から排出する。したがって、燃焼室8内で吸気に大きなスワールが発生する。
In step S80, a four-valve operation for opening and closing all the two intake valves 3, 4 and the two exhaust valves 5, 6 is executed. Then, this routine is returned.
By controlling as described above, in the present embodiment, switching control between the above-described two-valve open / close mode and four-valve open / close mode is performed when EGR is introduced based on the volumetric efficiency and the engine rotation speed.
By setting the two-valve open / close mode, the intake air flows from the first intake valve 3 into the combustion chamber 8 and is discharged from the second exhaust valve 6 diagonally opposite the first intake valve 3. Therefore, a large swirl is generated in the intake air in the combustion chamber 8.

このとき、EGRバルブ23が開放して、EGRガスが吸気マニホールド15に流入すると、EGRガスは、シリンダ2の内周壁に沿って旋回し、燃焼室8内で外周部に環状のEGRガスの層が形成される。
ところで、エンジン1のノッキングは、燃焼室8の略中央部に配置された点火プラグ9により混合気を点火した際に、火炎が点火プラグ9から熱発生を伴いながら周囲へ広がっていき、シリンダ2の内周壁付近のエンドガスが圧縮されて自着火することにより発生する。なお、ノッキングは、例えば図5中のノッキング発生ラインより高負荷側で発生する。
At this time, when the EGR valve 23 is opened and the EGR gas flows into the intake manifold 15, the EGR gas swirls along the inner peripheral wall of the cylinder 2, and an annular EGR gas layer is formed on the outer peripheral portion in the combustion chamber 8. Is formed.
By the way, when the engine 1 is knocked, when the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 9 disposed at the substantially central portion of the combustion chamber 8, the flame spreads to the surroundings while generating heat from the spark plug 9. It is generated when the end gas in the vicinity of the inner peripheral wall is compressed and self-ignited. Note that knocking occurs, for example, on the higher load side than the knocking generation line in FIG.

これに対し、本実施形態では、上記のようにシリンダ2の内周壁に沿って燃焼性の低いEGRガスの層が形成されるので、エンドガス部での混合気が自着火し難くなり、ノッキングが抑制される。
また、EGRガスの層は環状に形成されるので、燃焼室8の略中央部にある点火プラグ付近ではEGRガスの濃度は低く押さえられ点火性を確保することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the layer of EGR gas with low combustibility is formed along the inner peripheral wall of the cylinder 2 as described above, the air-fuel mixture in the end gas portion is difficult to self-ignite, and knocking is prevented. It is suppressed.
Further, since the EGR gas layer is formed in an annular shape, the concentration of the EGR gas is kept low in the vicinity of the spark plug in the substantially central portion of the combustion chamber 8 to ensure ignitability.

また、このように2弁開閉モードとEGRガスの排出方向の設定とによりノッキングが抑制されるので、点火時期を進角させることができる。本実施形態では、2弁開閉モード時にEGRガスが導入されているときに、点火時期を進角制御している(図5中にハッチングで示すノッキング回避制御領域)。低回転高負荷時において通常ノッキングが発生する領域でも、上記のように2弁開閉モードとEGRガスの利用により耐ノッキング性能を向上させるので、点火時期を進角制御することができ、エンジン1の燃焼性を向上させて燃費を向上させることができる。   In addition, since the knocking is suppressed by the two-valve open / close mode and the setting of the discharge direction of the EGR gas as described above, the ignition timing can be advanced. In this embodiment, when EGR gas is introduced in the two-valve open / close mode, the ignition timing is advanced (the knocking avoidance control region indicated by hatching in FIG. 5). Even in a region where normal knocking occurs at low rotation and high load, the anti-knocking performance is improved by using the two-valve open / close mode and EGR gas as described above, so that the ignition timing can be advanced and the advance of the engine 1 can be controlled. Combustibility can be improved and fuel consumption can be improved.

そして、本実施形態では、エンジン回転速度と体積効率とに基づいて2弁開閉モード、4弁開閉モードの切換えを行っており、低回転時に2弁開閉モードが選択され、EGRの導入と相俟って、ノッキングが発生し易い低回転高負荷時にノッキングの抑制が行われる。これに対し、ノッキングの発生し難い高回転時では4弁開閉モードが選択されることで、マルチバルブの効果を発揮させ出力性能を確保することができる。   In this embodiment, switching between the two-valve open / close mode and the four-valve open / close mode is performed based on the engine speed and the volumetric efficiency, and the two-valve open / close mode is selected at the time of low rotation. Therefore, knocking is suppressed at the time of low rotation and high load where knocking is likely to occur. On the other hand, the four-valve opening / closing mode is selected at the time of high rotation at which knocking is unlikely to occur, and the output performance can be ensured by exhibiting the effect of the multi-valve.

図6は、本発明の第2の実施形態のエンジンの吸排気系の概略構成を示す横断面図である。
本発明の第2の実施形態のエンジン1は、上記第1の実施形態に対し、吸気マニホールド15内に隔壁40を備える点が異なっている。
隔壁40は、吸気マニホールド15の側壁15aに沿って、少なくともEGR通路22の一端部22aに面した位置から吸気下流側に延び、隔壁40と吸気マニホールド15の側壁15aとの間にEGRガスの流通する通路41を形成する。隔壁40の吸気下流側の先端40aは、第1の吸気バルブ3の近傍まで延び、第1の吸気バルブ3のバルブガイド3aよりシリンダ2の径方向外側に位置するように配置されている。EGR通路22から流入したEGRガスは、隔壁40と吸気マニホールド15の側壁15aとの間の通路41、第1の吸気バルブ3の開口部を通過して、シリンダ2の内周壁近傍に向かって燃焼室8内に流入する。更に、隔壁40と吸気マニホールド15の側壁15aとの間の通路41は、上流側で吸気マニホールド15を通過する吸気の一部が流入するように開口している。また、隔壁40は、吸気マニホールド15の側壁15aとの間の通路41の断面積が吸気上流側から下流側に向かって減少するように傾斜して配置されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an engine according to a second embodiment of the present invention.
The engine 1 according to the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that a partition wall 40 is provided in the intake manifold 15.
The partition wall 40 extends along the side wall 15 a of the intake manifold 15 from the position facing at least one end portion 22 a of the EGR passage 22 to the intake downstream side, and the EGR gas flows between the partition wall 40 and the side wall 15 a of the intake manifold 15. A passage 41 is formed. A tip 40 a on the intake downstream side of the partition wall 40 extends to the vicinity of the first intake valve 3 and is disposed so as to be positioned on the radially outer side of the cylinder 2 from the valve guide 3 a of the first intake valve 3. The EGR gas flowing in from the EGR passage 22 passes through the passage 41 between the partition wall 40 and the side wall 15a of the intake manifold 15 and the opening of the first intake valve 3, and burns toward the vicinity of the inner peripheral wall of the cylinder 2. It flows into the chamber 8. Furthermore, the passage 41 between the partition wall 40 and the side wall 15a of the intake manifold 15 is opened so that a part of the intake air that passes through the intake manifold 15 flows on the upstream side. The partition wall 40 is disposed so as to be inclined so that the cross-sectional area of the passage 41 between the partition wall 40 and the side wall 15a of the intake manifold 15 decreases from the intake upstream side toward the downstream side.

以上のような構成により、第2の実施形態では、EGR通路22から吸気マニホールド15内に流入したEGRガスは、隔壁40によって拡散が抑えられる。これにより、燃焼室8内の外周部にEGRガスの環状の層をより高い濃度で形成させることができる。
更に、隔壁40の吸気下流側の先端40aは、第1の吸気バルブ3の近傍まで延び、第1の吸気バルブ3のバルブガイド3aより外側に位置するので、隔壁40と吸気マニホールド15の側壁15aとの間の通路41を通過したEGRガスを、第1の吸気バルブ3のバルブガイド3aより外側を通過して、シリンダ2の内周壁に沿うように導入させ、燃焼室8内の外周部にEGRガスの環状の層を更に高い濃度で形成させることができる。
With the above configuration, in the second embodiment, diffusion of the EGR gas that has flowed into the intake manifold 15 from the EGR passage 22 is suppressed by the partition wall 40. Thereby, an annular layer of EGR gas can be formed at a higher concentration on the outer peripheral portion in the combustion chamber 8.
Further, the tip 40a on the intake downstream side of the partition 40 extends to the vicinity of the first intake valve 3 and is located outside the valve guide 3a of the first intake valve 3, so that the partition 40 and the side wall 15a of the intake manifold 15 are provided. The EGR gas that has passed through the passage 41 between the first intake valve 3 and the first intake valve 3 passes outside the valve guide 3 a of the first intake valve 3 and is introduced along the inner peripheral wall of the cylinder 2. An annular layer of EGR gas can be formed at a higher concentration.

また、吸気マニホールド15の側壁15aとの間の通路41は、吸気上流側が吸気通路内で開口し、当該通路41に吸気が流入するようにしているので、隔壁40を設けることによって吸気通路の断面積が減少することなく、高回転時に十分に吸気流量を確保することができる。また、通路41を通過する吸気に伴って燃焼室8内に流入するEGRガスの流速を高め、EGRガスを燃焼室8の外周部で大きく旋回させることができる。   Further, the passage 41 between the intake manifold 15 and the side wall 15a is opened on the intake upstream side in the intake passage so that the intake air flows into the passage 41. A sufficient intake flow rate can be ensured during high rotation without reducing the area. Further, the flow rate of the EGR gas flowing into the combustion chamber 8 along with the intake air passing through the passage 41 can be increased, and the EGR gas can be swirled greatly on the outer peripheral portion of the combustion chamber 8.

また、隔壁40と側壁15aとの間の通路41の断面積が吸気上流側から下流側に向かって減少するので、この通路41を通過する吸気が下流側に向かって流速を上昇させることができる。よって、燃焼室8の外周部で吸気の流速を上昇させ、シリンダ2の内周壁に沿うように流入するEGRガスを燃焼室8内で更に大きく旋回させることが可能となる。以上により、本実施形態では、燃焼室8内にEGRガスの環状の層をより強く形成させて、よりノッキングの発生し難いエンジンとすることができる。   Further, since the cross-sectional area of the passage 41 between the partition wall 40 and the side wall 15a decreases from the intake upstream side toward the downstream side, the intake air passing through the passage 41 can increase the flow velocity toward the downstream side. . Therefore, the flow rate of the intake air is increased at the outer peripheral portion of the combustion chamber 8, and the EGR gas that flows in along the inner peripheral wall of the cylinder 2 can be further swirled in the combustion chamber 8. As described above, in the present embodiment, an annular layer of EGR gas is formed more strongly in the combustion chamber 8, and an engine that is less likely to cause knocking can be obtained.

なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態において更にEGR通路22にEGRクーラを備えるとよい。このように、EGRクーラを備えることで、EGRガスの温度を低下させることが可能となるので、燃焼室8の外周部で混合気が更に自着火し難くなり、耐ノッキング性能を更に向上させることができる。
In addition, this invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the EGR passage 22 may further include an EGR cooler. Thus, by providing the EGR cooler, it becomes possible to lower the temperature of the EGR gas, so that the air-fuel mixture is less likely to self-ignite at the outer peripheral portion of the combustion chamber 8, and the anti-knocking performance is further improved. Can do.

また、EGR通路22に、EGRガスを吐出するポンプを更に設けるとよい。このようにEGR通路22にポンプを設けることで、EGRガスを吸気マニホールド15内に燃焼室8の外周部に向かって強く押し出して、燃焼室8内でEGRガスを大きく旋回させることができ、燃焼室8内にEGRガスの環状の層を更に強く形成させることが可能となる。
また、吸気バルブ及び排気バルブが複数あり、吸気バルブ及び排気バルブの一部を閉止して燃焼室内でスワールを発生させることが可能であって、かつEGR装置を備えたエンジンであれば、本発明を広く適用することができる。
In addition, a pump for discharging EGR gas may be further provided in the EGR passage 22. By providing the pump in the EGR passage 22 in this manner, the EGR gas can be strongly pushed out into the intake manifold 15 toward the outer peripheral portion of the combustion chamber 8 to greatly swirl the EGR gas in the combustion chamber 8, and the combustion An annular layer of EGR gas can be formed more strongly in the chamber 8.
Further, the present invention is applicable to any engine that has a plurality of intake valves and exhaust valves, can close a part of the intake valves and exhaust valves to generate swirl in the combustion chamber, and has an EGR device. Can be widely applied.

1 エンジン
3 第1の吸気バルブ
3a バルブガイド
4 第2の吸気バルブ
5 第1の排気バルブ
6 第2の排気バルブ
8 燃焼室
9 点火プラグ
15 吸気マニホールド
21 EGR装置
30 ECU
40 隔壁
Reference Signs List 1 engine 3 first intake valve 3a valve guide 4 second intake valve 5 first exhaust valve 6 second exhaust valve 8 combustion chamber 9 spark plug 15 intake manifold 21 EGR device 30 ECU
40 Bulkhead

Claims (8)

1つの気筒に吸気バルブ及び排気バルブを夫々複数備え、燃焼室の中央部に点火手段が配置されるとともに、排気の一部を吸気通路に導入する排気還流手段を備えた排気還流装置付エンジンであって、
前記複数の吸気バルブ及び排気バルブの全てを開閉する通常開閉モードと、前記複数の吸気バルブ及び排気バルブのうち一部を開閉して、前記燃焼室内で吸気にスワールを発生させる部分開閉モードと、に切り換え可能な切換手段を備え、
前記排気還流手段は、前記燃焼室の外周部に向けて前記スワールの旋回方向に沿うように、前記吸気通路への前記排気の排出方向が設定され、前記切換手段による前記部分開閉モードへの切り換え時に排気の一部を吸気通路に導入することを特徴とする排気還流装置付エンジン。
An engine equipped with an exhaust gas recirculation device comprising a plurality of intake valves and exhaust valves in a single cylinder, an ignition device disposed in the center of the combustion chamber, and an exhaust gas recirculation device for introducing part of the exhaust gas into the intake passage There,
A normal opening / closing mode for opening / closing all of the plurality of intake valves and exhaust valves, and a partial opening / closing mode for opening / closing some of the plurality of intake valves and exhaust valves to generate a swirl in the intake air in the combustion chamber; Switching means that can be switched to,
In the exhaust gas recirculation means, the exhaust gas discharge direction to the intake passage is set so as to follow the swirling direction of the swirl toward the outer peripheral portion of the combustion chamber, and the switching means switches to the partial opening / closing mode. An engine with an exhaust gas recirculation device characterized in that a part of exhaust gas is sometimes introduced into an intake passage.
前記切換手段は、機関回転速度が所定の低回転時には前記部分開閉モードを選択し、所定の高回転時には前記通常開閉モードを選択することを特徴とする請求項1に記載の排気還流装置付エンジン。   The engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein the switching means selects the partial opening / closing mode when the engine speed is a predetermined low speed and selects the normal opening / closing mode when the engine speed is a predetermined high speed. . 前記吸気バルブ及び前記排気バルブは、1つの気筒に2個ずつ備えられ、
前記部分開閉モードにおいて、前記燃焼室の中央部を挟んで互いに対角に配置された一対の前記吸気バルブ及び前記排気バルブが開閉することを特徴とする請求項2に記載の排気還流装置付エンジン。
Two intake valves and two exhaust valves are provided in one cylinder,
3. The engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 2, wherein in the partial opening / closing mode, a pair of the intake valve and the exhaust valve that are arranged diagonally with respect to each other with a central portion of the combustion chamber open and close. .
前記吸気通路に、前記部分開閉モードにおいて開閉する前記吸気バルブ側の側壁に沿って、少なくとも前記排気還流手段からの排気の排出位置から吸気下流側に延びる隔壁が備えられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気還流装置付エンジン。   The partition that extends at least from the exhaust discharge position from the exhaust gas recirculation means to the downstream side of the intake gas is provided in the intake passage along a side wall on the intake valve side that opens and closes in the partial open / close mode. The engine with an exhaust gas recirculation device according to any one of 1 to 3. 前記隔壁の吸気下流側の端部が、前記部分開閉モード時に開閉する前記吸気バルブのバルブガイドよりシリンダの径方向外側に位置する請求項4に記載の排気還流装置付エンジン。   The engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 4, wherein an end portion of the partition wall on the intake downstream side is located on a radially outer side of the cylinder with respect to a valve guide of the intake valve that opens and closes in the partial opening / closing mode. 前記隔壁と前記吸気通路の前記側壁との間に吸気が流入するように、前記隔壁の吸気上流側の端部が前記吸気通路内で開口していることを特徴とする請求項4または5に記載の排気還流装置付エンジン。   The end portion on the intake upstream side of the partition wall is opened in the intake passage so that intake air flows between the partition wall and the side wall of the intake passage. The engine with the exhaust gas recirculation device described. 前記隔壁と前記吸気通路の前記側壁との間の通路の断面積が、吸気上流側よりも吸気下流側が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項6に記載の排気還流装置付エンジン。   7. The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 6, wherein a cross-sectional area of a passage between the partition wall and the side wall of the intake passage is set to be smaller on the intake downstream side than on the intake upstream side. engine. 前記部分開閉モード時に前記排気還流装置により排気が前記吸気通路に導入されているときに、点火時期を進角させる点火時期制御出段を更に備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気還流装置付エンジン。   The ignition timing control stage for advancing the ignition timing when exhaust gas is introduced into the intake passage by the exhaust gas recirculation device in the partial opening / closing mode. An engine with an exhaust gas recirculation device according to claim 1.
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