JPH0996256A - Ｅｇｒガスアシスト噴射システム - Google Patents
Ｅｇｒガスアシスト噴射システムInfo
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- JPH0996256A JPH0996256A JP7256390A JP25639095A JPH0996256A JP H0996256 A JPH0996256 A JP H0996256A JP 7256390 A JP7256390 A JP 7256390A JP 25639095 A JP25639095 A JP 25639095A JP H0996256 A JPH0996256 A JP H0996256A
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
- F02B31/087—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having three or more inlet valves
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気再循環（ＥＧＲ）を行うことによる燃焼
の悪化を防止するだけでなく、燃料噴霧の微粒化による
燃焼の改善をも図る。 【解決手段】 排気行程にある気筒２のシリンダヘッド
に取り付けられたＥＧＲガス取り出し用の排気バルブ
（サブ排気バルブ）１０から、比較的高い圧力を有する
排気ガスが取り出され、排気ガスライン１１とそれに設
けられた開閉弁１２の開閉制御によって、そのときに吸
気行程にある他の気筒の燃料噴射弁８の燃料噴孔の近傍
へ送られる。そしてＥＧＲガスは燃料噴霧と共に燃焼室
内へ噴出することによって燃料噴霧を微粒化する。燃料
噴射弁８は吸気マニホールド５や吸気ポート等の吸気通
路に設けることもできる。また、ＥＧＲガス取り出し用
の排気バルブ１０は排気マニホールド６や排気ポート等
の排気通路に設けてもよい。
の悪化を防止するだけでなく、燃料噴霧の微粒化による
燃焼の改善をも図る。 【解決手段】 排気行程にある気筒２のシリンダヘッド
に取り付けられたＥＧＲガス取り出し用の排気バルブ
（サブ排気バルブ）１０から、比較的高い圧力を有する
排気ガスが取り出され、排気ガスライン１１とそれに設
けられた開閉弁１２の開閉制御によって、そのときに吸
気行程にある他の気筒の燃料噴射弁８の燃料噴孔の近傍
へ送られる。そしてＥＧＲガスは燃料噴霧と共に燃焼室
内へ噴出することによって燃料噴霧を微粒化する。燃料
噴射弁８は吸気マニホールド５や吸気ポート等の吸気通
路に設けることもできる。また、ＥＧＲガス取り出し用
の排気バルブ１０は排気マニホールド６や排気ポート等
の排気通路に設けてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的低圧で燃料
を噴射する主として火花点火式のような内燃機関におい
て、燃料噴射装置とＥＧＲ装置とを結合することによっ
て、燃料噴射弁から噴射される燃料粒の微粒化を促進す
るようにしたＥＧＲガスアシスト噴射システムに関す
る。
を噴射する主として火花点火式のような内燃機関におい
て、燃料噴射装置とＥＧＲ装置とを結合することによっ
て、燃料噴射弁から噴射される燃料粒の微粒化を促進す
るようにしたＥＧＲガスアシスト噴射システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気ガス中に含まれるＮＯx
の量を低減させるために、機関の排気通路から排気ガス
の一部を吸気通路へ還流させて新気と共に燃焼室へ吸入
させることにより、燃焼室内での燃焼温度を低下させる
排気再循環（ＥＧＲ）システムは良く知られている。ま
た、内燃機関の燃料噴射装置において、燃料噴射弁から
噴射される燃料噴霧を微粒化させるために、燃料を可及
的に高圧に加圧して燃料噴射弁の噴孔から噴射するだけ
でなく、加圧された空気を燃料噴孔の周囲から噴射する
ことによって燃料噴霧と混合させる、所謂エアブラスト
式（或いはエアアシスト式とも言う）の燃料噴射弁も古
くから研究されている。
の量を低減させるために、機関の排気通路から排気ガス
の一部を吸気通路へ還流させて新気と共に燃焼室へ吸入
させることにより、燃焼室内での燃焼温度を低下させる
排気再循環（ＥＧＲ）システムは良く知られている。ま
た、内燃機関の燃料噴射装置において、燃料噴射弁から
噴射される燃料噴霧を微粒化させるために、燃料を可及
的に高圧に加圧して燃料噴射弁の噴孔から噴射するだけ
でなく、加圧された空気を燃料噴孔の周囲から噴射する
ことによって燃料噴霧と混合させる、所謂エアブラスト
式（或いはエアアシスト式とも言う）の燃料噴射弁も古
くから研究されている。
【０００３】更に、特開平５−２０９５６１号公報に
は、直噴式ディーゼル機関用のＥＧＲ装置に関するもの
ではあるが、シリンダヘッド内に、機関の燃焼室から燃
焼ガスの一部を取り出して貯蔵する貯蔵室と、該貯蔵室
と燃料噴射弁とを接続して貯蔵室内に貯蔵されている燃
焼ガスをＥＧＲガスとして燃料噴射弁の噴孔の外部に導
くＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路を開閉する開閉弁とを設
けて、該開閉弁を制御回路によって燃料の噴射時期と略
同期して開閉制御することにより、ＥＧＲガスを燃料噴
霧と共に噴射して、噴射された燃料噴霧の周囲にのみＥ
ＧＲガス雰囲気を形成することにより、少量のＥＧＲガ
スによって効率よく燃焼温度を低下させようとするもの
が開示されている。
は、直噴式ディーゼル機関用のＥＧＲ装置に関するもの
ではあるが、シリンダヘッド内に、機関の燃焼室から燃
焼ガスの一部を取り出して貯蔵する貯蔵室と、該貯蔵室
と燃料噴射弁とを接続して貯蔵室内に貯蔵されている燃
焼ガスをＥＧＲガスとして燃料噴射弁の噴孔の外部に導
くＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路を開閉する開閉弁とを設
けて、該開閉弁を制御回路によって燃料の噴射時期と略
同期して開閉制御することにより、ＥＧＲガスを燃料噴
霧と共に噴射して、噴射された燃料噴霧の周囲にのみＥ
ＧＲガス雰囲気を形成することにより、少量のＥＧＲガ
スによって効率よく燃焼温度を低下させようとするもの
が開示されている。
【０００４】なお、後に詳述する本発明の課題解決手段
に多少類似した手段を用いている多気筒ディーゼルエン
ジンが実公平７−７５５１号公報に記載されている。こ
のディーゼルエンジンにおいては、複数個の気筒の燃焼
室を相互に連通路によって連通可能とすると共に、その
連通路に開閉弁を設けて連通路を開閉制御することによ
り、圧縮行程にある気筒の中で加圧された空気を、連通
路を介して膨張行程にある気筒に導入して膨張行程にお
ける新気量を増大させると共に、燃焼室内における空気
流動を促進させて、結果として排気ガス中のＮＯx とス
モークの低減を図るものである。
に多少類似した手段を用いている多気筒ディーゼルエン
ジンが実公平７−７５５１号公報に記載されている。こ
のディーゼルエンジンにおいては、複数個の気筒の燃焼
室を相互に連通路によって連通可能とすると共に、その
連通路に開閉弁を設けて連通路を開閉制御することによ
り、圧縮行程にある気筒の中で加圧された空気を、連通
路を介して膨張行程にある気筒に導入して膨張行程にお
ける新気量を増大させると共に、燃焼室内における空気
流動を促進させて、結果として排気ガス中のＮＯx とス
モークの低減を図るものである。
【０００５】最後の従来技術は、多気筒内燃機関におい
て一つの気筒によって圧縮された空気を他の気筒におい
て利用するというものであるから、複数個の気筒の間で
圧縮空気のやりとりをするという技術が本発明の出願前
に公知であったことを示すものではあっても、本発明の
ように複数個の気筒の間でＥＧＲガスをやりとりするこ
とを教えるものではないし、この従来技術の構成から見
て、適用対象は実質的にディーゼルエンジンに限られる
ものと考えられるので、この従来技術は本発明を何ら示
唆するものではない。
て一つの気筒によって圧縮された空気を他の気筒におい
て利用するというものであるから、複数個の気筒の間で
圧縮空気のやりとりをするという技術が本発明の出願前
に公知であったことを示すものではあっても、本発明の
ように複数個の気筒の間でＥＧＲガスをやりとりするこ
とを教えるものではないし、この従来技術の構成から見
て、適用対象は実質的にディーゼルエンジンに限られる
ものと考えられるので、この従来技術は本発明を何ら示
唆するものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の通常のＥＧＲ装
置では、排気通路から取り出した燃焼ガスの一部をＥＧ
Ｒガスとして吸気通路側へ還流させて、それを各気筒へ
分配してそれぞれの燃焼室へ供給しているに過ぎないか
ら、気筒毎に供給されるＥＧＲガスの量が異なっていた
り、ＥＧＲガスが新気と均一に混合したのちに燃料噴霧
と混合することになるために、ＥＧＲ率を高めると燃焼
温度が低下してＮＯx の生成が抑えられる反面におい
て、燃料と空気との混合気に混入されるＥＧＲガスによ
って燃料の燃焼状態が悪化して不完全燃焼となり、排気
ガス中のスモーク濃度が高くなるという別の問題が派生
する。
置では、排気通路から取り出した燃焼ガスの一部をＥＧ
Ｒガスとして吸気通路側へ還流させて、それを各気筒へ
分配してそれぞれの燃焼室へ供給しているに過ぎないか
ら、気筒毎に供給されるＥＧＲガスの量が異なっていた
り、ＥＧＲガスが新気と均一に混合したのちに燃料噴霧
と混合することになるために、ＥＧＲ率を高めると燃焼
温度が低下してＮＯx の生成が抑えられる反面におい
て、燃料と空気との混合気に混入されるＥＧＲガスによ
って燃料の燃焼状態が悪化して不完全燃焼となり、排気
ガス中のスモーク濃度が高くなるという別の問題が派生
する。
【０００７】また、上記特開平５−２０９５６１号公報
に記載された従来技術では、燃焼ガスの一部をその気筒
の膨張行程において貯蔵室に取り込んで貯蔵し、それを
同じ気筒の圧縮行程の終期において燃焼室内へ再びＥＧ
Ｒガスとして供給することになるので、燃焼ガスの一部
を取り込んで貯蔵するために新たに貯蔵室を含む構成を
設ける必要があるばかりでなく、膨張行程の後半と、排
気行程及び吸気行程を挟んで圧縮行程の終期までの、か
なり長い時間にわたって燃焼ガスを貯蔵室内に貯蔵する
ことになるために、貯蔵された燃焼ガスがその間に冷却
されることによって、燃焼ガス中に含まれている色々な
物質が析出し、貯蔵室や通路の壁面或いは開閉弁の弁開
口、燃料噴射弁の周囲に設けられたＥＧＲガスの噴孔等
に付着、固化して、空間の容積を狭めたり、壁面等を腐
食したり、開閉弁の作動不良、或いは燃料噴射弁の噴孔
の閉塞のような障害を起こす恐れがある。
に記載された従来技術では、燃焼ガスの一部をその気筒
の膨張行程において貯蔵室に取り込んで貯蔵し、それを
同じ気筒の圧縮行程の終期において燃焼室内へ再びＥＧ
Ｒガスとして供給することになるので、燃焼ガスの一部
を取り込んで貯蔵するために新たに貯蔵室を含む構成を
設ける必要があるばかりでなく、膨張行程の後半と、排
気行程及び吸気行程を挟んで圧縮行程の終期までの、か
なり長い時間にわたって燃焼ガスを貯蔵室内に貯蔵する
ことになるために、貯蔵された燃焼ガスがその間に冷却
されることによって、燃焼ガス中に含まれている色々な
物質が析出し、貯蔵室や通路の壁面或いは開閉弁の弁開
口、燃料噴射弁の周囲に設けられたＥＧＲガスの噴孔等
に付着、固化して、空間の容積を狭めたり、壁面等を腐
食したり、開閉弁の作動不良、或いは燃料噴射弁の噴孔
の閉塞のような障害を起こす恐れがある。
【０００８】本発明は、従来技術における前述のような
諸問題に対処して、最後に述べた従来技術とも明らかに
異なる新規な手段によって、それらの問題を解消するこ
とを目的としている。
諸問題に対処して、最後に述べた従来技術とも明らかに
異なる新規な手段によって、それらの問題を解消するこ
とを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための第１の手段として、多気筒内燃機関の各
気筒のシリンダヘッド部にＥＧＲガス取り出し用の排気
バルブを設け、前記ＥＧＲガス取り出し用の排気バルブ
を排気ガスラインによって他の気筒のための燃料噴射弁
に付設されたＥＧＲガス通路に接続し、前記排気ガスラ
インに開閉弁を設けると共に、前記開閉弁を開閉制御す
ることにより、排気行程にある気筒の前記ＥＧＲガス取
り出し用の排気バルブから、そのときに吸気行程にある
他の気筒の前記燃料噴射弁の燃料噴孔の近傍へＥＧＲガ
スを供給して噴出させて、排気再循環と同時に燃料噴霧
の微粒化を促進するようにしたことを特徴とするＥＧＲ
ガスアシスト噴射システムを提供する。
解決するための第１の手段として、多気筒内燃機関の各
気筒のシリンダヘッド部にＥＧＲガス取り出し用の排気
バルブを設け、前記ＥＧＲガス取り出し用の排気バルブ
を排気ガスラインによって他の気筒のための燃料噴射弁
に付設されたＥＧＲガス通路に接続し、前記排気ガスラ
インに開閉弁を設けると共に、前記開閉弁を開閉制御す
ることにより、排気行程にある気筒の前記ＥＧＲガス取
り出し用の排気バルブから、そのときに吸気行程にある
他の気筒の前記燃料噴射弁の燃料噴孔の近傍へＥＧＲガ
スを供給して噴出させて、排気再循環と同時に燃料噴霧
の微粒化を促進するようにしたことを特徴とするＥＧＲ
ガスアシスト噴射システムを提供する。
【００１０】第１の手段によれば、排気行程にある気筒
に設けられたＥＧＲガス取り出し用の排気バルブから、
任意の高さの圧力を有する排気ガスが取り出され、排気
ガスラインとそれに設けられた開閉弁を通って、そのと
きに吸気行程にある他の気筒の燃料噴射弁の燃料噴孔の
近傍へ送られ、燃料噴霧と共に噴射される。従って、燃
料噴霧はＥＧＲガスの噴流によって拡散され、且つ微粒
化される。
に設けられたＥＧＲガス取り出し用の排気バルブから、
任意の高さの圧力を有する排気ガスが取り出され、排気
ガスラインとそれに設けられた開閉弁を通って、そのと
きに吸気行程にある他の気筒の燃料噴射弁の燃料噴孔の
近傍へ送られ、燃料噴霧と共に噴射される。従って、燃
料噴霧はＥＧＲガスの噴流によって拡散され、且つ微粒
化される。
【００１１】第２の手段においては、ＥＧＲガス取り出
し用の排気バルブは機関の各気筒の排気通路に設けられ
る。ＥＧＲガスを気筒の燃焼室内から取り出す場合に比
べて若干圧力の低下した排気ガスがＥＧＲガスとして取
り出されるが、ＥＧＲガスが噴出する他の気筒の燃料噴
射弁の周辺は、吸気行程において負圧となるので、ＥＧ
Ｒガスは燃料噴射弁の燃料噴孔の周囲において十分な速
度で噴出し、燃料噴霧を微粒化する作用を行う。
し用の排気バルブは機関の各気筒の排気通路に設けられ
る。ＥＧＲガスを気筒の燃焼室内から取り出す場合に比
べて若干圧力の低下した排気ガスがＥＧＲガスとして取
り出されるが、ＥＧＲガスが噴出する他の気筒の燃料噴
射弁の周辺は、吸気行程において負圧となるので、ＥＧ
Ｒガスは燃料噴射弁の燃料噴孔の周囲において十分な速
度で噴出し、燃料噴霧を微粒化する作用を行う。
【００１２】なお、本発明における燃料噴射弁は、機関
のシリンダヘッドに取り付けて、燃料噴霧を燃焼室内へ
直接に噴射するようにしてもよいし、燃料噴射弁を吸気
ポートのような吸気通路の一部に取り付けて、燃料噴霧
が吸気の流れの中へ流入するように噴射し、燃料噴霧と
空気が混合気として燃焼室内へ供給されるようにしても
よい。
のシリンダヘッドに取り付けて、燃料噴霧を燃焼室内へ
直接に噴射するようにしてもよいし、燃料噴射弁を吸気
ポートのような吸気通路の一部に取り付けて、燃料噴霧
が吸気の流れの中へ流入するように噴射し、燃料噴霧と
空気が混合気として燃焼室内へ供給されるようにしても
よい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい実施形態
としてのＥＧＲガスアシスト噴射システムの全体構成を
例示したものである。この例における内燃機関１は筒内
噴射式の火花点火機関であって、＃１から＃４までの４
個の気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからなっており、各気
筒２のシリンダヘッド部には、図２に示すように、それ
ぞれ２個宛の吸気バルブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（代表
的に吸気バルブ３として示す）と、同じく２個宛の排気
バルブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（代表的に排気バルブ４
として示す）とを備えている。そして全ての吸気バルブ
３は吸気マニホールド５によって集合して上流側の吸気
通路に通じていると共に、全ての排気バルブ４は排気マ
ニホールド６によって集合して下流側の排気浄化装置７
に通じている。
としてのＥＧＲガスアシスト噴射システムの全体構成を
例示したものである。この例における内燃機関１は筒内
噴射式の火花点火機関であって、＃１から＃４までの４
個の気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄからなっており、各気
筒２のシリンダヘッド部には、図２に示すように、それ
ぞれ２個宛の吸気バルブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（代表
的に吸気バルブ３として示す）と、同じく２個宛の排気
バルブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（代表的に排気バルブ４
として示す）とを備えている。そして全ての吸気バルブ
３は吸気マニホールド５によって集合して上流側の吸気
通路に通じていると共に、全ての排気バルブ４は排気マ
ニホールド６によって集合して下流側の排気浄化装置７
に通じている。
【００１４】内燃機関１は火花点火式の筒内噴射機関で
あるから、各気筒２には後に説明するような構造の比較
的低圧で燃料を噴射する燃料噴射弁８が、それぞれの燃
焼室の内部に燃料噴霧を直接に供給し得るように取り付
けられていて、それらの各燃料噴射弁８に向かって、図
示しない燃料噴射ポンプから加圧された燃料を供給する
ための各気筒共通の高圧燃料配管９が、それから分岐す
る気筒数だけの分岐管の先端において接続されている。
あるから、各気筒２には後に説明するような構造の比較
的低圧で燃料を噴射する燃料噴射弁８が、それぞれの燃
焼室の内部に燃料噴霧を直接に供給し得るように取り付
けられていて、それらの各燃料噴射弁８に向かって、図
示しない燃料噴射ポンプから加圧された燃料を供給する
ための各気筒共通の高圧燃料配管９が、それから分岐す
る気筒数だけの分岐管の先端において接続されている。
【００１５】図２により良く示されているように、各気
筒２には、それぞれ２個宛の排気バルブ４の他に、各１
個のサブ排気バルブ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが
設けられる。各サブ排気バルブ１０は同じ気筒の２個の
排気バルブ４と略同時期に開くか、或いはそれらよりも
所定のクランク角度だけ早く開くように、共通のカムシ
ャフト１８によって開閉駆動される。各サブ排気バルブ
１０の弁開口は共通の排気ガスライン１１に集合するよ
うに接続され、この排気ガスライン１１はフィルタ１２
を経た後に再び各気筒に向かって分岐して、気筒毎に設
けられた開閉弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに接続
される。そしてこれらの各開閉弁１３はそれぞれ、後に
説明するようにＥＧＲガスのための受入れポートを有す
る各燃料噴射弁８（即ち８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）に接
続される。
筒２には、それぞれ２個宛の排気バルブ４の他に、各１
個のサブ排気バルブ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが
設けられる。各サブ排気バルブ１０は同じ気筒の２個の
排気バルブ４と略同時期に開くか、或いはそれらよりも
所定のクランク角度だけ早く開くように、共通のカムシ
ャフト１８によって開閉駆動される。各サブ排気バルブ
１０の弁開口は共通の排気ガスライン１１に集合するよ
うに接続され、この排気ガスライン１１はフィルタ１２
を経た後に再び各気筒に向かって分岐して、気筒毎に設
けられた開閉弁１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに接続
される。そしてこれらの各開閉弁１３はそれぞれ、後に
説明するようにＥＧＲガスのための受入れポートを有す
る各燃料噴射弁８（即ち８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）に接
続される。
【００１６】各開閉弁１３は各燃料噴射弁８と共に、コ
ンピュータを内蔵している電子式制御装置（ＥＣＵ）１
４に電気的に接続されて任意の時期に開閉制御される。
ＥＣＵ１４には機関１の回転数、スロットル開度、冷却
水温、クランク角、カムシャフトの回転角、吸入空気量
のような機関の運転状態を示す信号が、それらを検出す
る各種のセンサ等から常時入力されている。なお、図１
において１５は高圧燃料配管９内の燃料圧力を調整する
ためのレギュレータを示しており、それから溢流した燃
料は配管１６によって図示しないリザーバへ戻る。ま
た、１７は機関１の前部に設けられた冷却ファンを示し
ている。、また、図２において１９は各気筒に設けられ
た点火プラグを、２０は各吸気バルブ３を駆動するカム
シャフトを示している。
ンピュータを内蔵している電子式制御装置（ＥＣＵ）１
４に電気的に接続されて任意の時期に開閉制御される。
ＥＣＵ１４には機関１の回転数、スロットル開度、冷却
水温、クランク角、カムシャフトの回転角、吸入空気量
のような機関の運転状態を示す信号が、それらを検出す
る各種のセンサ等から常時入力されている。なお、図１
において１５は高圧燃料配管９内の燃料圧力を調整する
ためのレギュレータを示しており、それから溢流した燃
料は配管１６によって図示しないリザーバへ戻る。ま
た、１７は機関１の前部に設けられた冷却ファンを示し
ている。、また、図２において１９は各気筒に設けられ
た点火プラグを、２０は各吸気バルブ３を駆動するカム
シャフトを示している。
【００１７】比較的低圧で燃料を噴射する燃料噴射弁８
の具体的な構造が図３に例示されている。基本的にはこ
の種の通常の燃料噴射弁と同様に、燃料噴射弁８は、概
括的に、ソレノイド２１を収容している本体２２と、そ
れと一体的に取り付けられたノズルボディ２３から構成
されている。ノズルボディ２３の内部には僅かな距離だ
け上下方向に摺動可能にニードル２４が挿入され、その
位置によって先端の円錐形部分２４ａがノズルボディ２
３に形成された燃料噴孔２５を開閉することができる。
また、ニードル２４は上部において磁性体プランジャ２
６に連結されており、それらは常にコイルスプリング２
７によって下方へ付勢されている。従って、ニードル２
４の円錐形部分２４ａは常時は燃料噴孔２５を閉じてお
り、ソレノイド２１に通電されたときに磁性体プランジ
ャ２６が吸引されることによってニードル２４がリフト
したときに燃料噴孔２５を開くようになっている。
の具体的な構造が図３に例示されている。基本的にはこ
の種の通常の燃料噴射弁と同様に、燃料噴射弁８は、概
括的に、ソレノイド２１を収容している本体２２と、そ
れと一体的に取り付けられたノズルボディ２３から構成
されている。ノズルボディ２３の内部には僅かな距離だ
け上下方向に摺動可能にニードル２４が挿入され、その
位置によって先端の円錐形部分２４ａがノズルボディ２
３に形成された燃料噴孔２５を開閉することができる。
また、ニードル２４は上部において磁性体プランジャ２
６に連結されており、それらは常にコイルスプリング２
７によって下方へ付勢されている。従って、ニードル２
４の円錐形部分２４ａは常時は燃料噴孔２５を閉じてお
り、ソレノイド２１に通電されたときに磁性体プランジ
ャ２６が吸引されることによってニードル２４がリフト
したときに燃料噴孔２５を開くようになっている。
【００１８】なお、図３において、２８は図１に示した
高圧燃料配管９の一つの分枝に接続される高圧燃料の入
口を示しており、２９は燃料を濾過するためのメッシュ
からなるストレーナを示す。３０は本体２２の内部に形
成された燃料通路を、また、３１はノズルボディ２３の
内部に形成された燃料通路を示しており、それらは磁性
体プランジャ２６やニードル２４等に形成された面とり
部分や溝或いは隙間等によって相互に連通している。３
２は本体２２と一体化された耐熱性のプラスチックから
なる配線用のコネクタであって、それに設けられた電極
３２ａはソレノイド２１に接続されている。
高圧燃料配管９の一つの分枝に接続される高圧燃料の入
口を示しており、２９は燃料を濾過するためのメッシュ
からなるストレーナを示す。３０は本体２２の内部に形
成された燃料通路を、また、３１はノズルボディ２３の
内部に形成された燃料通路を示しており、それらは磁性
体プランジャ２６やニードル２４等に形成された面とり
部分や溝或いは隙間等によって相互に連通している。３
２は本体２２と一体化された耐熱性のプラスチックから
なる配線用のコネクタであって、それに設けられた電極
３２ａはソレノイド２１に接続されている。
【００１９】この燃料噴射弁８は、更にノズルボディ２
３を先端の燃料噴孔２５までも覆うＥＧＲアシストボデ
ィ３３を備えており、ノズルボディ２３との間の隙間と
してＥＧＲガス通路３４を形成している。ＥＧＲガス通
路３４の上端には開口が設けられていて、前述のように
図１に示す各開閉弁１３に通じるＥＧＲガスの受入れポ
ート３５を形成している。そしてＥＧＲガス通路３４の
下端には、燃料噴孔２５から噴射される燃料噴霧の通過
を許す複数個の開口からなる混合部３６が形成されてい
る。
３を先端の燃料噴孔２５までも覆うＥＧＲアシストボデ
ィ３３を備えており、ノズルボディ２３との間の隙間と
してＥＧＲガス通路３４を形成している。ＥＧＲガス通
路３４の上端には開口が設けられていて、前述のように
図１に示す各開閉弁１３に通じるＥＧＲガスの受入れポ
ート３５を形成している。そしてＥＧＲガス通路３４の
下端には、燃料噴孔２５から噴射される燃料噴霧の通過
を許す複数個の開口からなる混合部３６が形成されてい
る。
【００２０】図示の実施形態はこのような構成であるか
ら、内燃機関１の４個の気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
が、例えば＃１−＃３−＃４−＃２の順に点火プラグ１
９が付勢されることによって点火されて膨張行程を行う
ものとすれば、図４に示すように、＃１気筒の排気行程
が＃３気筒の吸気行程と略同時期になり、＃３気筒の排
気行程が＃４気筒の吸気行程と略同時期になり、＃４気
筒の排気行程が＃２気筒の吸気行程と略同時期になり、
また＃２気筒の排気行程が＃１気筒の吸気行程と略同時
期になる。
ら、内燃機関１の４個の気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
が、例えば＃１−＃３−＃４−＃２の順に点火プラグ１
９が付勢されることによって点火されて膨張行程を行う
ものとすれば、図４に示すように、＃１気筒の排気行程
が＃３気筒の吸気行程と略同時期になり、＃３気筒の排
気行程が＃４気筒の吸気行程と略同時期になり、＃４気
筒の排気行程が＃２気筒の吸気行程と略同時期になり、
また＃２気筒の排気行程が＃１気筒の吸気行程と略同時
期になる。
【００２１】そこで、各気筒２において排気行程と同時
期か、或いはそれよりもやや早めにその気筒のサブ排気
バルブ１０が開弁するようにバルブタイミングを設定し
ておくものとする。そして＃１気筒２ａのサブ排気バル
ブ１０ａの開弁時期と同期して、通常は閉じている＃３
気筒２ｃの開閉弁１３ｃをＥＣＵ１４の指令によって開
弁させる。それによって排気行程にある＃１気筒２ａの
燃焼室内において排気圧を帯びている燃焼ガスの一部が
ＥＧＲガスとして、共通の排気ガスライン１１及びフィ
ルタ１２を通過して、そのときに吸気行程にあると共に
開閉弁１３ｃが開弁している＃３気筒２ｃに設けられた
燃料噴射弁８のＥＧＲガス通路３４内に押し込まれるこ
とになる。
期か、或いはそれよりもやや早めにその気筒のサブ排気
バルブ１０が開弁するようにバルブタイミングを設定し
ておくものとする。そして＃１気筒２ａのサブ排気バル
ブ１０ａの開弁時期と同期して、通常は閉じている＃３
気筒２ｃの開閉弁１３ｃをＥＣＵ１４の指令によって開
弁させる。それによって排気行程にある＃１気筒２ａの
燃焼室内において排気圧を帯びている燃焼ガスの一部が
ＥＧＲガスとして、共通の排気ガスライン１１及びフィ
ルタ１２を通過して、そのときに吸気行程にあると共に
開閉弁１３ｃが開弁している＃３気筒２ｃに設けられた
燃料噴射弁８のＥＧＲガス通路３４内に押し込まれるこ
とになる。
【００２２】このようにしてＥＧＲガスが、図３に示し
たような燃料噴射弁８ｃのＥＧＲガスの受入れポート３
５からＥＧＲガス通路３４を通って、混合部３６の開口
から噴出するので、ＥＧＲガスが混合部３６の開口から
噴出して燃焼室内へ流れている間にＥＣＵ１４によって
燃料噴射弁８ｃのソレノイド２１を付勢し、ニードル２
４をリフトさせることによって燃料噴孔２５を開き、高
圧燃料の入口２８へ供給される例えば３０気圧前後に加
圧された高圧燃料を燃料噴孔２５から噴射させれば、そ
の燃料噴霧は混合部３６においてＥＧＲガスの流れに乗
ってそれに混合しながら燃焼室内へ拡散し、燃料噴霧の
微粒化が一層促進されることになる。
たような燃料噴射弁８ｃのＥＧＲガスの受入れポート３
５からＥＧＲガス通路３４を通って、混合部３６の開口
から噴出するので、ＥＧＲガスが混合部３６の開口から
噴出して燃焼室内へ流れている間にＥＣＵ１４によって
燃料噴射弁８ｃのソレノイド２１を付勢し、ニードル２
４をリフトさせることによって燃料噴孔２５を開き、高
圧燃料の入口２８へ供給される例えば３０気圧前後に加
圧された高圧燃料を燃料噴孔２５から噴射させれば、そ
の燃料噴霧は混合部３６においてＥＧＲガスの流れに乗
ってそれに混合しながら燃焼室内へ拡散し、燃料噴霧の
微粒化が一層促進されることになる。
【００２３】言うまでもなく、ＥＧＲ量はＥＣＵ１４の
指令による各開閉弁１３の開弁時間によって決まるか
ら、その時の機関の運転状態、即ち、機関回転数、スロ
ットル開度、冷却水温度、クランク角度、カムシャフト
の回転角度、吸入空気量等に応じて最適のＥＧＲ量が得
られるように、それらの検出信号を受け入れているＥＣ
Ｕ１４は開閉弁１３の開弁時間を自由に制御することが
できる。また、各燃料噴射弁８の開閉制御も機関の運転
状態に応じて、同じＥＣＵ１４によってＥＧＲ制御と同
時に最適制御を行うことができる。
指令による各開閉弁１３の開弁時間によって決まるか
ら、その時の機関の運転状態、即ち、機関回転数、スロ
ットル開度、冷却水温度、クランク角度、カムシャフト
の回転角度、吸入空気量等に応じて最適のＥＧＲ量が得
られるように、それらの検出信号を受け入れているＥＣ
Ｕ１４は開閉弁１３の開弁時間を自由に制御することが
できる。また、各燃料噴射弁８の開閉制御も機関の運転
状態に応じて、同じＥＣＵ１４によってＥＧＲ制御と同
時に最適制御を行うことができる。
【００２４】以上の実施形態は筒内噴射式の火花点火機
関についてのものであるから、ＥＧＲガスとの混合部３
６を有する燃料噴射弁８を各気筒の燃焼室に設けている
が、本発明の第２の実施形態として、筒内噴射式ではな
い通常の火花点火機関においては、図５に示すように、
燃料噴射弁８を吸気通路の一部、即ち吸気マニホールド
５が各気筒に向かって分岐した後の分枝吸気通路５ａの
ような部分に設けることもできる。また、従来からよく
行われているように、幾つかの気筒へ分岐する前の上流
側の吸気通路に共通の燃料噴射弁８を設けるようにして
もよい。
関についてのものであるから、ＥＧＲガスとの混合部３
６を有する燃料噴射弁８を各気筒の燃焼室に設けている
が、本発明の第２の実施形態として、筒内噴射式ではな
い通常の火花点火機関においては、図５に示すように、
燃料噴射弁８を吸気通路の一部、即ち吸気マニホールド
５が各気筒に向かって分岐した後の分枝吸気通路５ａの
ような部分に設けることもできる。また、従来からよく
行われているように、幾つかの気筒へ分岐する前の上流
側の吸気通路に共通の燃料噴射弁８を設けるようにして
もよい。
【００２５】また、図示の実施形態では、ＥＧＲガス取
り出し用の排気バルブとして、排気バルブ４と同様に、
シリンダヘッド上において燃焼室に開口するサブ排気バ
ルブ１０を設けているが、このような特別のサブ排気バ
ルブを設けなくても、ＥＧＲガス取り出し用の排気バル
ブを排気バルブ４に接続する排気ポートや、場合によっ
てはそれよりも下流側の排気マニホールド６の分岐管に
設けることもできる。この場合は、ＥＧＲガス取り出し
用の排気バルブを通過して流れるＥＧＲガスの圧力は排
気圧となり、前述の実施形態のように筒内から直接にＥ
ＧＲガスを取り出す場合に比べて一般に低圧となるが、
ターボチャージャを使用しない機関の吸気行程において
は、燃料噴射弁８が設けられる吸気マニホールド５又は
筒内の燃焼室はいずれも負圧となるので、排気圧が正圧
である限り、燃料噴射弁８のＥＧＲガス通路３４に形成
された混合部３６を通してＥＧＲガスを噴出させる差圧
は十分に得られる。
り出し用の排気バルブとして、排気バルブ４と同様に、
シリンダヘッド上において燃焼室に開口するサブ排気バ
ルブ１０を設けているが、このような特別のサブ排気バ
ルブを設けなくても、ＥＧＲガス取り出し用の排気バル
ブを排気バルブ４に接続する排気ポートや、場合によっ
てはそれよりも下流側の排気マニホールド６の分岐管に
設けることもできる。この場合は、ＥＧＲガス取り出し
用の排気バルブを通過して流れるＥＧＲガスの圧力は排
気圧となり、前述の実施形態のように筒内から直接にＥ
ＧＲガスを取り出す場合に比べて一般に低圧となるが、
ターボチャージャを使用しない機関の吸気行程において
は、燃料噴射弁８が設けられる吸気マニホールド５又は
筒内の燃焼室はいずれも負圧となるので、排気圧が正圧
である限り、燃料噴射弁８のＥＧＲガス通路３４に形成
された混合部３６を通してＥＧＲガスを噴出させる差圧
は十分に得られる。
【図１】本発明の第１の実施形態を概括的に示す平面図
である。
である。
【図２】第１の実施形態の各気筒のシリンダヘッド部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】燃料噴射弁の構造を例示する縦断正面図であ
る。
る。
【図４】第１の実施形態の作用を説明するためのバルブ
タイミング図である。
タイミング図である。
【図５】第２の実施形態の各気筒のシリンダヘッド部分
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
１…内燃機関 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…気筒 ３…吸気バルブ ４…排気バルブ ５…吸気マニホールド ５ａ…分岐した後の吸気通路 ６…排気マニホールド ８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…燃料噴射弁 ９…高圧燃料配管 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…サブ排気バル
ブ １１…排気ガスライン １２…フィルタ １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…開閉弁 １４…電子式制御装置（ＥＣＵ） １９…点火プラグ ２１…ソレノイド ２２…燃料噴射弁の本体 ２３…ノズルボディ ２４…ニードル ２５…燃料噴孔 ２６…磁性体プランジャ ２８…高圧燃料の入口 ３０，３１…燃料通路 ３３…ＥＧＲアシストボディ ３４…ＥＧＲガス通路 ３５…ＥＧＲガスの受入れポート ３６…混合部
ブ １１…排気ガスライン １２…フィルタ １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…開閉弁 １４…電子式制御装置（ＥＣＵ） １９…点火プラグ ２１…ソレノイド ２２…燃料噴射弁の本体 ２３…ノズルボディ ２４…ニードル ２５…燃料噴孔 ２６…磁性体プランジャ ２８…高圧燃料の入口 ３０，３１…燃料通路 ３３…ＥＧＲアシストボディ ３４…ＥＧＲガス通路 ３５…ＥＧＲガスの受入れポート ３６…混合部
Claims (4)
- 【請求項１】 多気筒内燃機関の各気筒のシリンダヘッ
ド部にＥＧＲガス取り出し用の排気バルブを設け、前記
ＥＧＲガス取り出し用の排気バルブを排気ガスラインに
よって他の気筒のための燃料噴射弁に付設されたＥＧＲ
ガス通路に接続し、前記排気ガスラインに開閉弁を設け
ると共に、前記開閉弁を開閉制御することにより、排気
行程にある気筒の前記ＥＧＲガス取り出し用の排気バル
ブから、そのときに吸気行程にある他の気筒の前記燃料
噴射弁の燃料噴孔の近傍へＥＧＲガスを供給して噴出さ
せて、排気再循環と同時に燃料噴霧の微粒化を促進する
ようにしたことを特徴とするＥＧＲガスアシスト噴射シ
ステム。 - 【請求項２】 多気筒内燃機関の各気筒の排気通路にＥ
ＧＲガス取り出し用の排気バルブを設け、前記ＥＧＲガ
ス取り出し用の排気バルブを排気ガスラインによって他
の気筒のための燃料噴射弁に付設されたＥＧＲガス通路
に接続し、前記排気ガスラインに開閉弁を設けると共
に、前記開閉弁を開閉制御することにより、排気行程に
ある気筒の前記ＥＧＲガス取り出し用の排気バルブか
ら、そのときに吸気行程にある他の気筒の前記燃料噴射
弁の燃料噴孔の近傍へＥＧＲガスを供給して噴出させ
て、排気再循環と同時に燃料噴霧の微粒化を促進するよ
うにしたことを特徴とするＥＧＲガスアシスト噴射シス
テム。 - 【請求項３】 前記燃料噴射弁が機関の気筒の内部へ燃
料を噴射するように構成された請求項１又は２に記載さ
れたＥＧＲガスアシスト噴射システム。 - 【請求項４】 前記燃料噴射弁が機関の吸気通路内へ燃
料を噴射するように構成された請求項１又は２に記載さ
れたＥＧＲガスアシスト噴射システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7256390A JPH0996256A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Ｅｇｒガスアシスト噴射システム |
| US08/725,549 US5746189A (en) | 1995-10-03 | 1996-10-03 | EGR gas assist injection system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7256390A JPH0996256A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Ｅｇｒガスアシスト噴射システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996256A true JPH0996256A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17292018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7256390A Withdrawn JPH0996256A (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | Ｅｇｒガスアシスト噴射システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5746189A (ja) |
| JP (1) | JPH0996256A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010062836A1 (de) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Denso Corporation, Kariya-City | Kraftstoffeinspritzsystem |
| WO2018221511A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジン |
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| JPH11351066A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 排気ガス還流装置 |
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-
1995
- 1995-10-03 JP JP7256390A patent/JPH0996256A/ja not_active Withdrawn
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1996
- 1996-10-03 US US08/725,549 patent/US5746189A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010062836A1 (de) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Denso Corporation, Kariya-City | Kraftstoffeinspritzsystem |
| WO2018221511A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジン |
| JP2018204476A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジン |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5746189A (en) | 1998-05-05 |
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