JPS5821089B2 - Automotive jet-controlled combustion engine - Google Patents
Automotive jet-controlled combustion engineInfo
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- JPS5821089B2 JPS5821089B2 JP52031849A JP3184977A JPS5821089B2 JP S5821089 B2 JPS5821089 B2 JP S5821089B2 JP 52031849 A JP52031849 A JP 52031849A JP 3184977 A JP3184977 A JP 3184977A JP S5821089 B2 JPS5821089 B2 JP S5821089B2
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- intake
- jet
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関特に自動車用内燃機関の改良に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in internal combustion engines, particularly internal combustion engines for automobiles.
従来の自動車用内燃機関では、特にスロットル弁により
絞られて燃焼室内への吸気効率が悪く、しかも燃焼室内
に流入する吸気の流速も低いアイドル運転時及び軽負荷
運転時において、着火及び燃焼性が悪い。In conventional internal combustion engines for automobiles, the efficiency of intake air into the combustion chamber is poor because it is throttled by the throttle valve, and the flow rate of the intake air flowing into the combustion chamber is low. bad.
そこで、一般には燃焼室の良好な濃混合気すなわち空燃
比が小さい混合気を供給することにより上記着火及び燃
焼性の悪化を解消しているが、この場合には燃費の増大
、排ガス中の有害な未燃焼ガスHC,Coの増加等の不
具合がある。Therefore, in general, the above deterioration in ignition and combustibility is solved by supplying a rich mixture with a good combustion chamber, that is, a mixture with a low air-fuel ratio. There are problems such as an increase in unburned gas HC and Co.
また近来、特に排ガス中の有害なNOXを減少させるこ
とを目的として、理論混合比よりも充分希薄な混合気を
燃焼させることが提案され、また排ガスの一部をエンジ
ンの排気系から抽出して混合気中に混合し燃焼させるこ
とも提案されているが、何れの場合にも混合気の着火性
、燃焼室が低下するために、ドライバビリティ及び燃費
が悪化する不都合があった。In recent years, it has been proposed to burn a mixture that is sufficiently leaner than the stoichiometric mixture ratio, especially with the aim of reducing harmful NOx in exhaust gas, and it has also been proposed to extract part of the exhaust gas from the engine exhaust system. It has also been proposed to mix the mixture into an air-fuel mixture and combust it, but in either case, the ignitability of the air-fuel mixture and the combustion chamber deteriorate, resulting in a disadvantage of deterioration of drivability and fuel efficiency.
特公昭47−24041号又は特公昭47−43366
号に示される先行技術は、濃混合気と空気又は希薄混合
気とを別経路でシリンダ内に吸入し、両者は着火時点ま
で混合されないようにして、着火直前には濃混合気を点
火プラグ周辺に導ひき、空気又は希薄混合気は点火プラ
グから離れた場所に導ひき、濃混合気に点火して着火燃
焼性を良好にし、総合の空燃比が犬の希薄燃焼を達成す
るものであるが、このような技術によれば運転状態に関
係なく常に良好な層状化を達成して点火プラグ付近に濃
混合気を導ひくために装置及び制御が複雑になるという
欠点がある。Special Publication No. 47-24041 or Special Publication No. 47-43366
The prior art shown in the No. 1 sucks a rich mixture and air or a lean mixture into the cylinder through separate routes, prevents the two from mixing until the point of ignition, and immediately before ignition, the rich mixture is sucked into the cylinder around the spark plug. The air or lean mixture is guided away from the spark plug, ignites the rich mixture, improves ignition combustibility, and achieves a lean burn with an overall air-fuel ratio. However, this technique has the disadvantage that the device and control become complex in order to always achieve good stratification and lead a rich mixture to the vicinity of the spark plug, regardless of the operating state.
本発明の主たる目的は、燃費を改善し得る自動車用噴流
制御燃焼エンジンを提供することにある。A main object of the present invention is to provide a jet-controlled combustion engine for an automobile that can improve fuel efficiency.
本発明の他の目的は、通常のエンジンでは安定した運転
が困難な希薄混合気を安定的に燃焼させることができ、
この結果として排ガス中の有害成分が少ない自動車用噴
流制御燃焼エンジンを提供することにある。Another object of the present invention is to be able to stably burn a lean mixture that is difficult to operate stably in a normal engine;
As a result, it is an object of the present invention to provide a jet flow control combustion engine for automobiles in which harmful components in exhaust gas are reduced.
本発明の更に他の目的は、通常のエンジンでは安定した
運転が困難な、多量の還流排ガスを含む混合気を安定的
に燃焼させることができ、この結果として排ガス中のN
Oxを減少し得る自動車用噴流制御エンジンを提供する
ことにある。Still another object of the present invention is to be able to stably burn an air-fuel mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas, which is difficult to operate stably in a normal engine, and as a result, the amount of N in the exhaust gas is reduced.
An object of the present invention is to provide a jet flow control engine for an automobile that can reduce Ox.
本発明の他の目的は、大きな出力の低下、ドライバビリ
ティの悪化、燃費悪化等の不都合を伴うことなく希薄混
合気又は多量の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼
させ得る自動車用噴流制御燃焼エンジンを提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide jet flow control for an automobile that can stably burn a lean mixture or a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas without causing inconveniences such as a large decrease in output, deterioration of drivability, and deterioration of fuel efficiency. The purpose is to provide a combustion engine.
本発明の更に他の目的は、特にアイドリング及び低速低
負荷の軽負荷運転領域で排ガス中の有害ガス成分および
燃費を従来のコンベンショナルエンジンより顕著に低減
し得る自動車用噴流制御燃焼エンジンを提供することに
ある。Still another object of the present invention is to provide a jet flow control combustion engine for an automobile that can significantly reduce harmful gas components in exhaust gas and fuel consumption compared to conventional conventional engines, especially in idling and low-speed, low-load light-load operating regions. It is in.
本発明の他の目的は、排気通路に二次空気を供給するこ
となく、触媒コンバータにおいて排ガス中の未燃焼ガス
を有効に低減する自動車用噴流制御燃焼エンジンを提供
することにある。Another object of the present invention is to provide a jet-controlled combustion engine for an automobile that effectively reduces unburned gas in exhaust gas in a catalytic converter without supplying secondary air to the exhaust passage.
上記本発明の諸口的は、気化器により生成された混合気
が主吸気通路を介して供給される吸気ポート及び触媒コ
ンバータに排ガスを導ひく排気ポートを有する燃焼室内
に点火プラグのスパークギャップを臨ませるとともに、
同スパークギャップ近傍に位置して同スパークギャップ
近傍方向に指向する噴射孔を設け、同噴射孔は上記吸気
ポートを開閉する吸気弁の開閉に同期して開閉作動する
ジェットバルブを介して副吸気通路に接続し、上記噴射
孔からは吸気行程時燃焼室内に発生する負圧により燃焼
室内に空気または希薄混合気が噴射され、上記気化器に
より少なくともアイドリングを含む低速低負荷運転時に
おいて上記噴射孔から吸入された空気または希薄混合気
および吸気ポートから吸入された混合気の総合の空燃比
が理論空燃比以上17以下の範囲内に制御される自動車
用噴流制御燃焼エンジンによって効果的に達成される。The aspects of the present invention described above are such that the spark gap of the ignition plug is located inside the combustion chamber, which has an intake port through which the air-fuel mixture generated by the carburetor is supplied through the main intake passage, and an exhaust port through which exhaust gas is guided to the catalytic converter. At the same time,
An injection hole is provided near the spark gap and directed toward the vicinity of the spark gap. Air or a lean mixture is injected into the combustion chamber from the injection hole by the negative pressure generated in the combustion chamber during the intake stroke, and the carburetor injects air or a lean mixture from the injection hole during low-speed, low-load operation including at least idling. This is effectively achieved by a jet flow control combustion engine for automobiles in which the total air-fuel ratio of the intake air or lean mixture and the mixture taken in from the intake port is controlled within the range of stoichiometric air-fuel ratio or more and 17 or less.
上記本発明に係るエンジンは、シリンダ内に気体を噴射
する簡単な副吸気系を付加する構成により着火燃焼性を
改善するもので、しかも上述の層;状燃焼とは全く異な
る燃焼方式を採用したものであり、特にアイドリング時
及び軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいため、ス
ロットル弁の絞り作用が犬で主吸気通路からの吸気流入
速度は緩かで吸気量が少なく吸気行程において燃焼室内
は高負圧となり、この高負圧により空気または希薄混合
気が吸引されて噴射孔より燃焼室内に高速度のジェット
流となって強力に噴射され、このジェット流はスパーク
ギャップ周囲の既燃ガスを掃気し着火性を良好にすると
ともに、燃焼室内に強力1なスワール及びタービレンス
を生成し、このスワール及びタービレンスは圧縮行程中
にも残存して混合気を渦状に流動させ、点火後の火焔伝
播を助け、燃焼速度が上昇して希薄燃焼限界が伸長する
。The engine according to the present invention improves ignition combustibility by adding a simple sub-intake system that injects gas into the cylinder, and employs a combustion method that is completely different from the layered combustion described above. Especially during idling and light load operation, the throttle opening is small, so the throttling action of the throttle valve is slow, and the intake air velocity from the main intake passage is slow, resulting in a small amount of intake air and a high temperature inside the combustion chamber during the intake stroke. The high negative pressure causes air or lean mixture to be sucked in and powerfully injected into the combustion chamber from the injection hole as a high-velocity jet stream.This jet stream scavenges the burnt gas around the spark gap. In addition to improving ignition performance, it also generates strong swirl and turbulence within the combustion chamber, and these swirl and turbulence remain during the compression stroke, causing the mixture to flow in a vortex shape and aiding flame propagation after ignition. , the combustion rate increases and the lean burn limit is extended.
従って、特にアイドリングおよび軽負荷運転時に噴射孔
および吸気ポートから吸入された混合気の総合の空燃比
が理論空燃比以上17以下の範囲内に制御されることに
よって、エンジン振動あるいは出力低下を生ずることな
く燃費が改善され、また、燃焼室より排気ポートに排出
される排ガス中に残存する未燃焼ガスの量が低減されて
触媒コンバータ容量を少なくすることが可能となるとと
もに、排気通路に二次空気を供給することなく排ガス中
の残留酸素によって上記未燃焼ガスが効果的に低減され
る。Therefore, especially during idling and light load operation, the overall air-fuel ratio of the air-fuel mixture taken in from the injection holes and intake ports is controlled within the range of 17 or higher than the stoichiometric air-fuel ratio, which may cause engine vibration or a decrease in output. In addition, the amount of unburned gas remaining in the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust port is reduced, making it possible to reduce the capacity of the catalytic converter and reducing the amount of secondary air in the exhaust passage. The unburned gas is effectively reduced by the residual oxygen in the exhaust gas without supplying the unburned gas.
また、本発明のエンジンに排ガス還流装置を併用すれば
、排ガス還流による着火性および火焔速度の悪化も上記
ジェット流により改善されるため、空燃比を失火限界に
近い値に設定しなくても容易にNOxの発生量を低減す
ることが可能となる。Furthermore, if an exhaust gas recirculation device is used in conjunction with the engine of the present invention, deterioration of ignitability and flame speed due to exhaust gas recirculation will be improved by the jet stream, so it will be easy to avoid setting the air-fuel ratio to a value close to the misfire limit. It becomes possible to reduce the amount of NOx generated.
スロットル弁の開度が全開に近づくにつれて、通常の主
吸気弁により開閉される吸気ポートからの流入量が増大
し、噴射孔からの空気または希薄混合気の流入速度が遅
くなり、ジェット流によるスワール効果は少なくなって
、従来の燃焼形態に近づく。As the opening of the throttle valve approaches full opening, the amount of inflow from the intake port, which is normally opened and closed by the main intake valve, increases, the inflow speed of air or lean mixture from the injection hole slows, and the swirl caused by the jet flow increases. The effect becomes less and closer to the conventional combustion mode.
従って、本発明によれば、エンジンの全運転範囲内で、
出力の低下、ドライバビリティの悪化をきたさずに低燃
費で、しかも排気ガスのきれいなエンジンが提供される
。According to the invention, therefore, within the entire operating range of the engine,
This provides an engine with low fuel consumption and clean exhaust gas without reducing output or deteriorating drivability.
次に本発明を第1図〜第3図に示す一実施例により詳細
に説明する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
自動車用4サイクル多気筒ガソリンエンジンの本体1は
主としてシリンダブロック2およびシリンダヘッド3に
より外郭が構成され、シリンダヘッド3の一側には吸気
マニホルド4が固着され、他側には排気マニホルド5が
固着されている。The outer shell of a main body 1 of a four-stroke multi-cylinder gasoline engine for automobiles is mainly composed of a cylinder block 2 and a cylinder head 3. An intake manifold 4 is fixed to one side of the cylinder head 3, and an exhaust manifold 5 is fixed to the other side. has been done.
吸気マニホルド4の上部には気化器6が固着されるとと
もに、気化器6の上部にはエアクリーナ7が取り付けら
れ、同エアクリーナ7により浄化された空気は気化器6
および吸気マニホルド4内に形成された主吸気通路8を
通ってシリンダヘッド3に形成された吸気ポート9に導
びかれる。A carburetor 6 is fixed to the upper part of the intake manifold 4, and an air cleaner 7 is attached to the upper part of the carburetor 6, and the air purified by the air cleaner 7 is sent to the carburetor 6.
The air is guided through a main intake passage 8 formed in the intake manifold 4 to an intake port 9 formed in the cylinder head 3.
主吸気通路8の気化器6部には図示しないアクセルペダ
ルの操作に連動されて開閉するスロットル弁10が介装
され、主吸気通路8のスロットル弁10介装位置より上
流側から主として吸気の一部が吸入される副吸気通路1
1が上記主吸気通路8の吸気通路壁に開口されている。A throttle valve 10 that opens and closes in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown) is interposed in the carburetor 6 portion of the main intake passage 8, and the intake air is mainly supplied from the upstream side of the position where the throttle valve 10 is installed in the main intake passage 8. Sub-intake passage 1 where part is inhaled
1 is opened in the intake passage wall of the main intake passage 8.
吸気マニホルド4にはシリンダヘッド3に形成された排
気ポート12に一端が連通された排ガス還流通路13の
一部が一体的に形成され、同通路13の他端は吸気マニ
ホルド4内の主吸気通路に連通されている。A part of an exhaust gas recirculation passage 13 whose one end communicates with an exhaust port 12 formed in the cylinder head 3 is integrally formed in the intake manifold 4, and the other end of the passage 13 is connected to a main intake passage within the intake manifold 4. is communicated with.
また、吸気マニホルド4下部にはヒートライザを構成す
る冷却水通路14が設けられ、同通路14にはサーモセ
ンサ15が取付けられている。Further, a cooling water passage 14 constituting a heat riser is provided at the lower part of the intake manifold 4, and a thermosensor 15 is attached to the passage 14.
また、排ガス還流通路13の途中には還流量を制御する
制御弁16が介装され、同制御弁16はエンジンの運転
状態に応じて所望の開度を与える作動装置17により制
御される。Further, a control valve 16 for controlling the amount of recirculation is interposed in the middle of the exhaust gas recirculation passage 13, and the control valve 16 is controlled by an actuating device 17 that provides a desired opening depending on the operating state of the engine.
具体的には、上記作動装置17はスロットル弁10の開
度に機械的に連動するもの、あるいは主吸気通路8内の
特にスロットル弁10との関係で決定される特定の位置
に発生する吸気負圧の大きさに応じてニューマチックに
制御するもの等がある。Specifically, the actuating device 17 is one that mechanically interlocks with the opening degree of the throttle valve 10, or one that operates in response to an intake vacuum generated at a specific position within the main intake passage 8 that is determined particularly in relation to the throttle valve 10. There are some that perform pneumatic control depending on the magnitude of the pressure.
上記サーモセンサ15はエンジン冷却水温により機関の
冷態時あるいは過熱時を検出し、上記排ガス還流量の制
御弁16あるいは図示しない点火進角制御装置等を制御
する。The thermosensor 15 detects whether the engine is cold or overheated based on the engine cooling water temperature, and controls the exhaust gas recirculation amount control valve 16 or an ignition advance control device (not shown).
さらに、各気筒の排気ポート12に連通された排気マニ
ホルド5はボルト18により螺着される上下の2分割構
造として形成され、同排気マニホルド5の集合部には第
1図において矢印により示すごとく排ガスが流れる軸線
が縦向きのラジアルフロータイブの触媒層19が内蔵さ
れ、同排気マニホルド5の下部は排気管20に接続され
ている。Furthermore, the exhaust manifold 5 that communicates with the exhaust port 12 of each cylinder is formed into an upper and lower two-part structure that is screwed into place by bolts 18, and the exhaust manifold 5 has a gathering part where the exhaust gas is connected, as shown by the arrow in FIG. A radial flow type catalyst layer 19 whose axis of flow is vertical is built in, and the lower part of the exhaust manifold 5 is connected to an exhaust pipe 20.
次に、第2図および第3図により本体1内部の構成を説
明すると、シリンダブロック2に形成された気筒21の
内周面、ピストン22の頂面およびシリンダヘッド3の
半球形凹面23により限界されて半球形態焼室24が形
成され、上記凹面23の所定位置に上記吸気ポート9お
よび排気ポート12が開口されている。Next, referring to FIGS. 2 and 3, the internal structure of the main body 1 will be explained. A hemispherical baking chamber 24 is formed, and the intake port 9 and exhaust port 12 are opened at predetermined positions of the concave surface 23.
点火プラグ25は上記半球形凹面23に穿設された貫通
孔26に螺着され、同点火プラグ25のスパークギャッ
プ2Tは上記凹面23の延長面上又はその近傍に配置さ
れている。The ignition plug 25 is screwed into a through hole 26 formed in the hemispherical concave surface 23, and the spark gap 2T of the ignition plug 25 is located on or near the extended surface of the concave surface 23.
また、上記凹面23にはスパークギャップ27に隣接し
て開口する貫通孔28が穿設され、同貫通孔28の燃焼
室24側からは中空円筒状のジェットピース30が圧入
され、反対側からはジェットボディ32が嵌合され、ジ
ェットボディ32の端部外周面に設けられたオネジ部と
ジェットピース30の端部内周面に設けられたメネジ部
とを螺合することにより両者はシリンダヘッド3の両線
付面33,34を挾持してシリンダヘッド3に固着され
ている。Further, a through hole 28 that opens adjacent to the spark gap 27 is bored in the concave surface 23, and a hollow cylindrical jet piece 30 is press-fitted into the through hole 28 from the combustion chamber 24 side, and from the opposite side. When the jet body 32 is fitted, the male screw part provided on the outer circumferential surface of the end of the jet body 32 and the female thread part provided on the inner circumferential surface of the end of the jet piece 30 are screwed together. It is fixed to the cylinder head 3 by sandwiching both lined surfaces 33 and 34.
ジェットボディ32にはキノコ弁形状のジェットバルブ
35が摺動可能に嵌合され、ジェットボディ32のオネ
ジ部側端部にはジェットバルブ35のバルブステム外周
面とジェットボディ32の内周面とが隙間を有して断面
形状が円環状をなす副吸気通路36が形成され、同副吸
気通路36はジェットボディ32に穿設された孔37を
介して貫通孔28内周面とジェットボディ32外周面と
の隙間に形成された副吸気通路38に連通され、さらに
同通路38はシリンダヘッド2に形成された副吸気通路
39に連通され、同通路39は上記副吸気通路11に接
続されている。A mushroom-shaped jet valve 35 is slidably fitted into the jet body 32, and the outer circumferential surface of the valve stem of the jet valve 35 and the inner circumferential surface of the jet body 32 are connected to the male threaded end of the jet body 32. A sub-intake passage 36 having an annular cross-sectional shape with a gap is formed, and the sub-intake passage 36 connects the inner circumferential surface of the through hole 28 and the outer circumference of the jet body 32 through a hole 37 bored in the jet body 32. It communicates with an auxiliary intake passage 38 formed in the gap between the cylinder head 2 and the cylinder head 2, and the passage 38 further communicates with an auxiliary intake passage 39 formed in the cylinder head 2, which in turn is connected to the auxiliary intake passage 11. .
上記副吸気通路36はジェットピース30内面と副吸気
弁35の傘部端面とにより限界された小容積の噴射室4
0に開口され、同開口はジェットボディ32先端に形成
されたバルブシート41に副吸気弁35のバルブフェー
スが当接することにより閉じられる。The auxiliary intake passage 36 has a small volume injection chamber 4 that is limited by the inner surface of the jet piece 30 and the end face of the umbrella portion of the auxiliary intake valve 35.
0, and the opening is closed when the valve face of the sub-intake valve 35 comes into contact with the valve seat 41 formed at the tip of the jet body 32.
上記ジェットピース30の燃焼室24に露出する部分は
中空殻形状に構成され、この殻部には燃焼室24と噴射
室40とを連通ずる噴射孔42が穿設され、同噴射孔4
2は点火プラグ25のスパークギャップ27に近接した
位置でしかも上記凹面の略延長面上に設けられるととも
に、同ギャップ11近傍方向で、しかも上記吸気ポート
9より燃焼室24内に吸入される混合気の第3図におい
て矢印aにより示すスワール方向に対し順方向に指向さ
れている。The part of the jet piece 30 exposed to the combustion chamber 24 is formed into a hollow shell shape, and an injection hole 42 that communicates the combustion chamber 24 and the injection chamber 40 is bored in this shell.
Reference numeral 2 is provided at a position close to the spark gap 27 of the ignition plug 25 and on a substantially extended surface of the concave surface, and is an air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 24 from the intake port 9 in a direction near the gap 11. It is directed in the forward direction with respect to the swirl direction shown by arrow a in FIG.
なお、第2図および第3図において、噴射孔42からの
噴射方向は矢印×により示した。In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, the direction of injection from the injection hole 42 is indicated by an arrow x.
吸気ポート9を開閉する吸気弁43及び上記副吸気弁3
5はともに同一のロッカアーム44により駆動されるキ
ノコ弁で、同ロッカアーム44はロッカシャフト45に
嵌合され、機関により回動されるカムシャフト46に設
けられたカム47に当接して揺動し、カム47への当接
面とは反対側のアーム部は2又に分岐し、各分岐部には
それぞれアジャストスクリュウ48.49が螺着されて
いる。Intake valve 43 that opens and closes intake port 9 and the above-mentioned sub-intake valve 3
Reference numeral 5 designates mushroom valves both driven by the same rocker arm 44, which is fitted onto a rocker shaft 45 and swings in contact with a cam 47 provided on a camshaft 46 rotated by the engine. The arm portion on the side opposite to the abutting surface to the cam 47 is bifurcated into two parts, and adjustment screws 48 and 49 are screwed into each of the bifurcated parts.
アジャストスクリュウ48の端面は主吸気弁43の弁棒
上端面に尚接し、アジャストスクリュウ49の端面は副
吸気弁35の弁棒端面に当接している。The end surface of the adjusting screw 48 is still in contact with the upper end surface of the valve stem of the main intake valve 43, and the end surface of the adjusting screw 49 is in contact with the end surface of the valve stem of the sub-intake valve 35.
なお、50,51はバルブスプリング、52゜53はリ
テーナである。Note that 50 and 51 are valve springs, and 52 and 53 are retainers.
また、排気ポート12を開閉する排気弁54はロッカシ
ャフト55に嵌合されたロッカアーム56の揺動により
開閉され、同ロッカアーム56はカムシャフト46に設
けられたカム57に当接して揺動される。Further, the exhaust valve 54 that opens and closes the exhaust port 12 is opened and closed by the swinging of a rocker arm 56 fitted to a rocker shaft 55, and the rocker arm 56 swings as it comes into contact with a cam 57 provided on the camshaft 46. .
なお、58はアジャストスクリュ、59はバルブスプリ
ング、60はリテーナである。In addition, 58 is an adjustment screw, 59 is a valve spring, and 60 is a retainer.
上記構成によれば、吸気行程時吸気弁43及びジェット
バルブ35が開くと、燃焼室24内に発生する負圧によ
り気化器6で生成された混合気が吸気マニホルド4内で
還流排ガスを混入した後、吸気ポート9より第3図にお
いて矢印aにより示すごとく気筒21の内周面に沿うス
ワールを生じながら燃焼室24内に吸入される一方、エ
アクリ−す7により浄化された吸入空気の一部が主吸気
通路8の主としてスロットル弁10上流側よす副吸気通
路36を介して噴射室40内に吸入される。According to the above configuration, when the intake valve 43 and the jet valve 35 open during the intake stroke, the air-fuel mixture generated in the carburetor 6 is mixed with the recirculated exhaust gas in the intake manifold 4 due to the negative pressure generated in the combustion chamber 24. After that, part of the intake air is drawn into the combustion chamber 24 from the intake port 9 while creating a swirl along the inner peripheral surface of the cylinder 21 as shown by the arrow a in FIG. is inhaled into the injection chamber 40 mainly through the main intake passage 8 upstream of the throttle valve 10 and the auxiliary intake passage 36 .
この噴射室40内に吸入された空気は噴射孔42を介し
て燃焼室24内に噴射され、スパークギャップ27周辺
の既燃焼ガスを掃気するとともに、シリンタヘッド3の
半球形凹面23および気筒21の内周面に沿って流下し
ながら上記混合気のスワール発生を強化する。The air sucked into the injection chamber 40 is injected into the combustion chamber 24 through the injection hole 42 and scavenges the burned gas around the spark gap 27, as well as inside the hemispherical concave surface 23 of the cylinder head 3 and the cylinder 21. The swirl of the air-fuel mixture is strengthened while flowing down along the circumferential surface.
フ 従って、上記噴流は燃焼室24内に吸入された混合
気に強力なスワールを与えるとともに、混合気と適度に
混合されて同混合気を希薄化し、また、スパークギャッ
プ27周辺を掃気して着火性及び燃焼性を向上する。Therefore, the jet stream gives a strong swirl to the air-fuel mixture taken into the combustion chamber 24, mixes appropriately with the air-fuel mixture and dilutes the air-fuel mixture, and also scavenges the area around the spark gap 27 to ignite the air-fuel mixture. Improves flammability and flammability.
i 更に、圧縮行程後半においてスパークギャップ27
で着火されると、一部の火焔は噴射孔42より噴射室4
0内に進入し、噴射室40は小室であるとともに圧縮行
程中燃焼室24内の混合気が噴射室40内に流入される
時に強力な乱流が生ずるンことにより、噴射室40に流
入された混合気は急激に燃焼されて高温高圧となり、火
焔が勢いよく噴射孔42から燃焼室24内に噴射され、
この噴流も燃焼室40内で進行中の燃焼を促進する。i Furthermore, in the latter half of the compression stroke, the spark gap 27
When ignited by
The injection chamber 40 is a small chamber, and strong turbulence is generated when the air-fuel mixture in the combustion chamber 24 flows into the injection chamber 40 during the compression stroke. The air-fuel mixture is rapidly combusted and becomes high temperature and pressure, and flame is vigorously injected into the combustion chamber 24 from the injection hole 42.
This jet also promotes the ongoing combustion within the combustion chamber 40.
ところで、気化器6は噴射孔42および吸気ポ1−ト9
の両方から吸入されて生成される燃焼室24内での総合
の空燃比が通常の定速走行状態で第4図に示すごとき特
性を得るように設定されており、同図からも明らかなご
とく特にアイドリングを含む低速低負荷運転時には総合
の空燃比が理シ論空燃比以上17以下の範囲内で制御さ
れ、また、上記運転時以外の運転状態においても出力全
開あるいはその付近での運転状態以外では総合の空燃比
が理論空燃比以上に制御されている。By the way, the carburetor 6 has an injection hole 42 and an intake port 9.
The overall air-fuel ratio in the combustion chamber 24, which is generated by intake from both of In particular, during low-speed, low-load operation, including idling, the overall air-fuel ratio is controlled within the range of 17 or higher than the theoretical air-fuel ratio, and even in operating conditions other than the above, the operating condition is other than the operating condition at or near full output. In this case, the overall air-fuel ratio is controlled to be higher than the stoichiometric air-fuel ratio.
なお、第4図において、実線Aは全開出力線、・点Bは
アイドル位置を示し、一点鎖線は総合の空燃比が13,
15.17における各々の等空燃比線である。In Fig. 4, the solid line A indicates the full-open output line, the point B indicates the idle position, and the dashed line indicates the overall air-fuel ratio of 13,
15.17 is each constant air-fuel ratio line.
また、排気マニホルド5の集合部に内蔵された触媒層1
9はペレット状活性アルミナAl2O3担;体の表面に
Pd等の貴金属酸化触媒を含浸させたものを二重の多孔
を有する耐熱性円筒状コア内に充填して形成したもので
、同触媒層19の触媒容量は総排気量の70%以下に設
定されている。Further, the catalyst layer 1 built in the collecting part of the exhaust manifold 5
9 is a pellet-shaped activated alumina Al2O3 carrier; the surface of the carrier is impregnated with a noble metal oxidation catalyst such as Pd, which is formed by filling a heat-resistant cylindrical core with double pores; The catalyst capacity of the engine is set to 70% or less of the total displacement.
すなわち、総合の空燃比を大部分の運転領域において理
論空燃比以上に設定し、燃焼室24内での混合気の燃焼
は噴射孔42からのジェット流により改善しているため
、排気ポート12より排気マニホルド5内に排出される
排ガス中の未燃焼ガスHC、Coは従来一般のエンジン
の場合に比して極端に低減され、触媒層19でのHC、
COの浄化は少量でよく、従って触媒層19の触媒容量
はエンジンの総排気量の70%以下と小さくすることが
可能となっている。In other words, the overall air-fuel ratio is set to be higher than the stoichiometric air-fuel ratio in most of the operating range, and the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 24 is improved by the jet flow from the injection holes 42. The unburned gases HC and Co in the exhaust gas discharged into the exhaust manifold 5 are extremely reduced compared to those of conventional general engines, and the HC and Co in the catalyst layer 19 are
Only a small amount of CO is required to be purified, and therefore the catalyst capacity of the catalyst layer 19 can be reduced to 70% or less of the total displacement of the engine.
なお、排気ポート12内へのHC、COの排出量が低減
されると、排ガス温度が低下し、触媒層19が稼動温度
以上の高温に保たれにくくなるが本実施例においては、
燃焼室24に近い排気マニホルド5内に触媒層19を配
置するとともに、反応下限温度が250°Cと低い上記
触媒を使用したことにより、触媒層19は充分な浄化作
用を行う3また、上記実施例においては総合の空燃比を
大部分の運転領域において理論空燃比以上に設定してい
るため、触媒層19より上流側の排気通路内に二次空気
を供給することなく、排ガス中の残留酸素によって未燃
焼ガスが充分に低減され、特別な二次空気供給装置を設
ける必要がない。Note that when the amount of HC and CO discharged into the exhaust port 12 is reduced, the exhaust gas temperature decreases, making it difficult to maintain the catalyst layer 19 at a high temperature higher than the operating temperature.
By arranging the catalyst layer 19 in the exhaust manifold 5 near the combustion chamber 24 and using the above-mentioned catalyst with a low minimum reaction temperature of 250°C, the catalyst layer 19 has a sufficient purifying effect. In the example, since the overall air-fuel ratio is set to be higher than the stoichiometric air-fuel ratio in most of the operating range, residual air in the exhaust gas is As a result, unburned gas is sufficiently reduced, and there is no need to provide a special secondary air supply device.
さらに、本実施例においては、特に混合気の分配性、吸
気効率が悪く、しかも燃焼室壁温か低い等の理由で燃焼
性が悪いアイドリングおよび軽負荷運転領域において、
総合の空燃比が理論空燃比以上17以下の範囲内に制御
されるとともに、噴射孔42からの噴射量が全吸気量の
30%〜50チの範囲内で強力なジェット流が生成され
て燃焼性が向上するため、燃費が極度に改善される。Furthermore, in this embodiment, especially in the idling and light load operating regions where air-fuel mixture distribution performance and intake efficiency are poor, and combustibility is poor due to reasons such as low combustion chamber wall temperature,
The overall air-fuel ratio is controlled within the range of 17 or higher than the stoichiometric air-fuel ratio, and a powerful jet stream is generated within the range of 30% to 50% of the total intake air amount injected from the injection hole 42, resulting in combustion. Due to the improved performance, fuel efficiency is greatly improved.
また、アイドリングにおいて、従来一般のエンジンでは
、排ガス浄化上有利な薄い混合気を使うと燃焼の安定性
が悪くなり、エンジン回転数を低く設定することが困難
であったが、本実施例ではジェット流による燃焼改善に
より700rpm以下の500rpm程度にまで低下さ
せて設定することが可能となり、その結果さらに燃費が
改善される。Furthermore, during idling, in conventional engines, using a lean mixture, which is advantageous for exhaust gas purification, deteriorates combustion stability and makes it difficult to set the engine speed low, but in this example, the jet By improving combustion due to the flow, it becomes possible to set the engine speed to about 500 rpm, which is below 700 rpm, and as a result, fuel efficiency is further improved.
ところで、本実施例においては、作動装置17により排
ガス還流量が第5図に示すごとく制御され、この排ガス
還流によってNOxの発生量を所定値内に抑えている。Incidentally, in this embodiment, the amount of exhaust gas recirculation is controlled by the actuating device 17 as shown in FIG. 5, and the amount of NOx generated is suppressed within a predetermined value by this exhaust gas recirculation.
なお、第5図において、実線Aは全開出力線、排ガス還
流量
二点鎖線は排ガス還流率(重量係)=□
吸入新気量
×100としたときの排ガス還流率が0,5゜15.2
0および25係における等排ガス還流率線を示す。In Fig. 5, the solid line A is the full-open output line, and the two-dot chain line for the exhaust gas recirculation amount is the exhaust gas recirculation rate (weight ratio) = □ When the intake fresh air amount x 100, the exhaust gas recirculation rate is 0.5°15. 2
The equal exhaust gas reflux rate lines at the 0 and 25 stages are shown.
従って、本実施例においては、第4図および第5図から
明らかなごとく、都市走行の使用頻度が高い低・中負荷
運転領域で薄い混合気を導入しているにもかかわらず多
量の排ガス還流が可能となっている。Therefore, as is clear from FIGS. 4 and 5, in this example, a large amount of exhaust gas recirculation occurs despite the introduction of a lean air-fuel mixture in the low- and medium-load driving ranges that are frequently used in city driving. is possible.
第1図は本発明の一実施例を示す概略図、第2図は第1
図の要部拡大断面図、第3図は第2図におけるZ−Z矢
視図、第4図は上記実施例における空燃比特性の説明図
、第5図は上記一実施例における排ガス還流量特性の説
明図である。
1:内燃焼機開本体、2ニジリンダブロツク、3ニジリ
ンダヘツド、4:吸気マニホルド、5:排気マニホルド
、6:気化器、8:主吸気通路、9:吸気ポート、10
:スロットル弁、11゜36 、38 、39 :副吸
気通路、12:排気ポート、21:気筒、23:半球形
凹面、24:燃焼室、25:点火プラグ、27:スパー
クギャップ、30ニジエツトピース、32ニジエツトボ
デイ、35ニジエツトバルブ、37:孔、40:噴射室
、42:噴射孔、43:吸気弁、54:排気弁。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
3 is a Z-Z arrow view in FIG. 2, FIG. 4 is an explanatory diagram of the air-fuel ratio characteristics in the above embodiment, and FIG. 5 is an exhaust gas recirculation amount in the above embodiment. It is an explanatory diagram of characteristics. 1: Internal combustion engine open body, 2 cylinder block, 3 cylinder head, 4: intake manifold, 5: exhaust manifold, 6: carburetor, 8: main intake passage, 9: intake port, 10
: Throttle valve, 11° 36, 38, 39: Sub-intake passage, 12: Exhaust port, 21: Cylinder, 23: Hemispherical concave surface, 24: Combustion chamber, 25: Spark plug, 27: Spark gap, 30 Nijet piece, 32 Nijet body, 35 Nijet valve, 37: Hole, 40: Injection chamber, 42: Injection hole, 43: Intake valve, 54: Exhaust valve.
Claims (1)
て供給される吸気ポート及び触媒コンバータに排ガスを
導ひく排気ポートを有する燃焼室内に点火プラグのスパ
ークギャップを臨ませるとともに、同スパークギャップ
近傍に位置して同スパークギャップ近傍方向に指向する
噴射孔を設け、同噴射孔は上記吸気ポートを開閉する吸
気弁の開閉に同期して開閉作動するジェットバルブを介
して副吸気通路に接続し、上記噴射孔からは吸気行程時
燃焼室内に発生する負圧により燃焼室内に空気または希
薄混合気が噴射され、上記気化器により少なくともアイ
ドリングを含む低速低負荷運転時において上記噴射孔か
ら吸入された空気または希薄混合気および吸気ポートか
ら吸入された混合気の総合の空燃比が理論空燃比以上1
7以下の範囲内に制御される自動車用噴流制御燃焼エン
ジン32、特許請求の範囲第1項記載のエンジンにおい
て、噴射孔からの噴射量がアイドリング時および極軽負
荷運転時全吸気量の30%〜50%である自動車用噴流
制御燃焼エンジン。 3 特許請求の範囲第1項記載のエンジンにおいて、触
媒コンバータの触媒容量をエンジン総排気量の70%以
下とした自動車用噴流制御燃焼エンジン。 4 特許請求の範囲第1項記載のエンジンにおいて、ア
イドル回転数が70Orpm 以下に調整された自動車
用噴流制御燃焼エンジン。[Claims] 1. The spark gap of the ignition plug faces into a combustion chamber that has an intake port through which the air-fuel mixture generated by the carburetor is supplied through the main intake passage and an exhaust port that guides exhaust gas to the catalytic converter. At the same time, an injection hole is provided near the spark gap and directed toward the vicinity of the spark gap. Connected to the intake passage, air or a lean mixture is injected from the injection hole into the combustion chamber by negative pressure generated in the combustion chamber during the intake stroke, and the carburetor injects the injection at least during low-speed, low-load operation including idling. The total air-fuel ratio of the air or lean mixture taken in from the hole and the mixture taken in from the intake port is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio 1
A jet flow control combustion engine 32 for an automobile controlled within a range of 7 or less, the engine according to claim 1, wherein the injection amount from the injection hole is 30% of the total intake air amount during idling and very light load operation. ~50% automotive jet-controlled combustion engine. 3. A jet flow control combustion engine for an automobile according to claim 1, in which the catalyst capacity of the catalytic converter is 70% or less of the total engine displacement. 4. A jet flow control combustion engine for an automobile, in which the engine according to claim 1 has an idle rotation speed adjusted to 70 Orpm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52031849A JPS5821089B2 (en) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | Automotive jet-controlled combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52031849A JPS5821089B2 (en) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | Automotive jet-controlled combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS53117106A JPS53117106A (en) | 1978-10-13 |
JPS5821089B2 true JPS5821089B2 (en) | 1983-04-27 |
Family
ID=12342489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52031849A Expired JPS5821089B2 (en) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | Automotive jet-controlled combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5821089B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59183982U (en) * | 1983-05-21 | 1984-12-07 | 時田 静雄 | Sewage basin |
JPS6014186U (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-30 | 有限会社 タイヨ−設計 | mass structure |
JPS6070686U (en) * | 1983-10-17 | 1985-05-18 | 有限会社タイヨー設計 | square structure |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51121604A (en) * | 1975-04-17 | 1976-10-25 | Nippon Soken Inc | Multicylinder four cycle reciprocating engine |
-
1977
- 1977-03-22 JP JP52031849A patent/JPS5821089B2/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59183982U (en) * | 1983-05-21 | 1984-12-07 | 時田 静雄 | Sewage basin |
JPS6014186U (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-30 | 有限会社 タイヨ−設計 | mass structure |
JPS6070686U (en) * | 1983-10-17 | 1985-05-18 | 有限会社タイヨー設計 | square structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS53117106A (en) | 1978-10-13 |
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