(57)【要約】【課題】ポンピングロスの増加の抑制による燃費の改善および大量の排気ガスの還流によるＮＯＸ発生量の低減を可能としたうえで、コンパクトで、かつ低コストな筒内噴射式内燃機関を提供する。【解決手段】筒内噴射式内燃機関Ｅは、排気ガスを吸気通路２５に開口する還流口６６から還流する排気ガス還流装置５０を備える。吸気通路２５には、直接作用する吸気圧に応じて開閉作動するリード弁７０が配置され、リード弁７０は、リード弁７０の下流側吸気圧に対する上流側吸気圧の差圧が所定値以下のとき吸気の流通を阻止する一方で、差圧が所定値を越えるとき吸気の流通を許容し、還流口６６は、下流側吸気圧が作用する部位に位置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路から取り出された排気ガスの一部を、吸気弁を通って燃焼室に吸入される吸気が流通する吸気通路に開口する還流口から還流する排気ガス還流装置を備える筒内噴射式内燃機関において、
前記吸気通路には、直接作用する吸気圧に応じて開閉作動する吸気流制御弁が配置され、前記吸気流制御弁は、その下流側吸気圧に対する上流側吸気圧の差圧が所定値以下のとき吸気の流通を阻止する一方で、前記差圧が前記所定値を越えるとき吸気の流通を許容し、前記還流口は、前記下流側吸気圧が作用する部位に位置することを特徴とする筒内噴射式内燃機関。
【請求項２】
前記吸気流制御弁は、前記還流口よりも上方に位置することを特徴とする請求項１記載の筒内噴射式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路から取り出された排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気ガス還流装置を備える筒内噴射式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料が燃焼室に直接噴射される筒内噴射式内燃機関では、成層燃焼による希薄燃焼が行われており、これによりポンピングロスや冷却による熱損失が低減して、燃費が改善される。そして、希薄燃焼、特に成層燃焼により発生するＮＯＸについては、燃焼温度を低下させてその発生量を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気ガス還流（ＥＧＲ）が行われている。しかしながら、希薄燃焼では多量の空気が燃焼室に吸入される必要があることから、スロットル弁の開度が大きくされているために、吸気圧が高く（すなわち、負圧が低く）なるので、吸気行程でのポンピングロスが低減する一方で、排気ガス還流については、排気圧と吸気圧との圧力差が小さくなるので、大量の排気ガスを還流することが困難になる。
【０００３】
そこで、希薄燃焼が行われる内燃機関において大量の排気ガスの還流を可能にする技術として、例えば特許文献１に開示された筒内噴射式内燃機関が提案されている。この筒内噴射式内燃機関は、吸気ポートを構成するスワールポートおよびストレートポートのうちのストレートポートに設けられた気流制御弁と、上流端が排気ポートに接続されると共に下流端が気流制御弁の下流でストレートポートに接続されるＥＧＲパイプとを備える。そして、希薄燃焼が行われる低回転・軽負荷時には、気流制御弁が閉鎖されるため、気流制御弁の下流は負圧となって、排気ポートからストレートポートへ向けて大量の排気ガスを流すことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９４２１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に開示された従来技術では、気流制御弁を開閉するためのアクチュエータが必要となって、内燃機関が大型化して、内燃機関が車体等に搭載されるときにそのレイアウトが制約されることがある。
【０００６】
また、前記従来技術では、気流制御弁は、希薄燃焼が行われる低回転・軽負荷運転域において常に閉鎖された状態にあるため、吸気行程で燃焼室の圧力が低下して還流された排気ガスのほかに吸気が燃焼室に吸入されるときにも、吸気がスワールポートのみを通って燃焼室に吸入されることになるため、ポンピングロスが増加する。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１，２記載の発明は、ポンピングロスの増加の抑制による燃費の改善および大量の排気ガスの還流によるＮＯＸ発生量の低減を可能としたうえで、コンパクトで、かつ低コストな筒内噴射式内燃機関を提供することを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、還流された排気ガス中に含まれているカーボンが吸気流制御弁に付着することを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、排気通路から取り出された排気ガスの一部を、吸気弁を通って燃焼室に吸入される吸気が流通する吸気通路に開口する還流口から還流する排気ガス還流装置を備える筒内噴射式内燃機関において、前記吸気通路には、直接作用する吸気圧に応じて開閉作動する吸気流制御弁が配置され、前記吸気流制御弁は、その下流側吸気圧に対する上流側吸気圧の差圧が所定値以下のとき吸気の流通を阻止する一方で、前記差圧が前記所定値を越えるとき吸気の流通を許容し、前記還流口は、前記下流側吸気圧が作用する部位に位置する筒内噴射式内燃機関である。
【０００９】
これによれば、吸気流制御弁は、それに直接作用する吸気圧に応じて開閉作動する自力式の制御弁であるので、吸気流制御弁を開閉作動させるためのアクチュエータが不要であり、アクチュエータが備えられるものに比べて筒内噴射式内燃機関がコンパクトになる。
【００１０】
また、下流側吸気圧に対する上流側吸気圧の差圧が所定値以下のとき、吸気流制御弁が閉弁して吸気の流通を阻止するので、吸気弁が開弁する吸気行程で燃焼室に発生する負圧に基づいて、吸気弁の閉弁しているときには、下流側吸気圧が、前記所定値を最小差圧として上流側吸気圧よりも低い圧力に維持されると共に、吸気弁の開弁しているときには、前記差圧が前記所定値を越えて吸気流制御弁が開弁した後においても、下流側吸気圧は維持されていた低圧の状態からさらに低下して、排気通路での排気圧と下流側吸気圧との圧力差が大きくなり、下流側吸気圧が作用する部位で吸気通路に開口する還流口から、大量の排気ガスの還流が可能になる。さらに、前記差圧が所定値を越えたとき、吸気流制御弁が開弁して吸気の流通を許容するので、吸気が燃焼室に吸入されるときに発生するポンピングロスの増加が抑制される。
【００１１】
そして、吸気流制御弁において、排気ガスの還流量を増加させるための閉弁制御およびポンピングロスを低減するための開弁制御は、吸気流制御弁に対する吸気圧の直接の作用により自動的に行われるので、吸気圧を検出するセンサやアクチュエータなどを使用して吸気流制御弁の開閉時期や開度などの制御を行う複雑で高価な制御装置が不要になる。
【００１２】
この結果、請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、吸気流制御弁は、吸気圧に応じて開閉作動する自力式の制御弁であるので、筒内噴射式内燃機関がコンパクトになる。また、下流側吸気圧に対する上流側吸気圧の差圧が所定値以下のとき吸気流制御弁が吸気の流通を阻止するので、排気通路での排気圧と下流側吸気圧との圧力差が大きくなって、下流側吸気圧が作用する還流口から還流する大量の排気ガスの還流により、ＮＯＸ発生量の低減が可能になる。さらに、前記差圧が前記所定値を越えたとき吸気流制御弁が吸気の流通を許容するので、吸気が燃焼室に吸入されるときに発生するポンピングロスの増加が抑制されて、燃費の改善が可能になる。そして、吸気流制御弁において、排気ガスの還流量を増加させるための閉弁制御およびポンピングロスを低減するための開弁制御は、吸気流制御弁に対する吸気圧の直接の作用により自動的に行われるので、複雑で高価な制御装置が不要になり、低価格の筒内噴射式内燃機関が得られる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の筒内噴射式内燃機関において、前記吸気流制御弁は、前記還流口よりも上方に位置するものである。
【００１４】
これによれば、吸気弁の閉弁時に還流される排気ガス中のカーボンが吸気流制御弁に付着して堆積し、固化することが抑制される。
この結果、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、吸気流制御弁が還流口よりも上方に位置するので、還流排気ガス中のカーボンの吸気流制御弁への付着が抑制されて、吸気流制御弁の耐久性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図４を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された筒内噴射式内燃機関Ｅは、車両である自動二輪車に搭載される単気筒の水冷式４ストローク内燃機関であり、シリンダ１と、シリンダ軸線Ｌの方向Ａの一方向でのシリンダ１の端部に結合されたシリンダヘッド２と、前記一方向でのシリンダヘッド２の端部に結合されたヘッドカバー３と、シリンダ軸線方向Ａの他方向でのシリンダ１の端部に結合されて、クランク軸が収容されるクランク室を形成するクランクケース４とから構成される機関本体を備える。
【００１６】
内燃機関Ｅは、前記クランク軸が左右方向（車幅方向）に延びるように横置き配置されると共に、前記クランク軸に対して前方に位置するシリンダ１が僅かに上方に傾斜する状態、すなわちシリンダ軸線Ｌが前方に向かって僅かに上方に傾斜する状態（図１参照）で、車体に懸架される。図１において、Ｈは水平面に平行な平面を示す。
【００１７】
なお、この実施例において、上下、前後、左右は、自動二輪車を基準としたもので、それぞれ、自動二輪車の上下、前後、左右に対応する。
【００１８】
シリンダ１のシリンダ孔１ａ内に往復動可能に嵌合されたピストン５は、コンロッド６を介して、クランクケース４に回転可能に支持される前記クランク軸に連結される。そして、ピストン５とシリンダヘッド２との間には、シリンダヘッド２に形成された凹部２ａおよびピストン５の頂面に形成されたキャビティ５ａからなる燃焼室７が形成される。
【００１９】
シリンダヘッド２には、燃焼室７に開口する１対の吸気口８ａを有する吸気ポート８と、燃焼室７に開口する１つの排気口９ａを有する排気ポート９とが形成され、また１対の吸気口８ａをそれぞれ開閉する１対の吸気弁１０と排気口９ａを開閉する１つの排気弁１１とが設けられ、さらに燃料噴射装置としての混合気噴射弁４０と挿入孔１２に挿入された点火栓１３とが燃焼室７に臨んで装着される。なお、図１には一方の吸気口８ａおよび一方の吸気弁１０のみが示されている。
【００２０】
混合気噴射弁４０は、シリンダ軸線Ｌとほぼ同軸の軸線を有するように、シリンダ軸線方向Ａから見て燃焼室７の中心部に配置されて、燃料と圧縮空気との混合気を燃焼室７に直接噴射する。また、両吸気弁１０、排気弁１１および点火栓１３は、混合気噴射弁４０を中心としてその周囲に、周方向に間隔をおいて配置される。
【００２１】
吸気ポート８の入口８ｂが開口するシリンダヘッド２の上面には吸気装置が接続され、排気ポート９の出口９ｂが開口するシリンダヘッド２の下面には排気装置が接続される。
【００２２】
前記吸気装置は、エアクリーナ（図示されず）を経た空気が流通する空気通路２０ａが形成されたスロットルボディ２０と、上流端でスロットルボディ２０にインシュレータ２１および上流側の吸気管２２を介して接続され下流端でシリンダヘッド２の上面に接続される下流側の吸気管２３と、スロットルボディ２０に装着されたスロットル弁２４と、吸気管２３に装着された吸気流制御弁としてのリード弁７０とを備える。
【００２３】
吸気管２３により形成される空気通路２３ａは、その上流端で吸気管２２により形成される空気通路２２ａを介して空気通路２０ａに接続され、その下流端で吸気ポート８の入口８ｂに接続される。そして、これら空気通路２０ａ，２２ａ，２３ａと吸気ポート８とは、１対の吸気弁１０を通って燃焼室７に吸入される空気が流通する吸気通路２５を構成する。それゆえ、吸気通路２５を流れる吸気は、空気、または空気および後述する還流排気ガスから構成される。
【００２４】
スロットル弁２４は、運転者のアクセル操作に応動して開閉作動され、内燃機関Ｅの運転領域に応じて、圧縮行程で混合気噴射弁４０から燃焼室７に噴射された混合気が成層燃焼をするように、また吸気行程で混合気噴射弁４０から燃焼室７に噴射された混合気が均質燃焼をするように、吸気通路２５を通って燃焼室７に吸入される空気の流量を制御する。また、リード弁７０は、後述するように、リード弁７０の下流側吸気圧Ｐ２に対する上流側吸気圧Ｐ１の差圧ΔＰが所定値以下のとき吸気の流通を阻止し、差圧ΔＰが前記所定値を越えるとき吸気の流通を許容する。
【００２５】
両吸気弁１０および排気弁１１を開閉する動弁装置３０は、シリンダ１の側部に回転可能に支持されて吸気カム３１ａおよび排気カム３１ｂを有するカム軸３１と、シリンダ１に保持された１対の支持軸３２にそれぞれ揺動可能に支持されて吸気カム３１ａおよび排気カム３１ｂに接触する吸気カムフォロア（図示されず）および排気カムフォロア３３と、シリンダヘッド２に保持された１対のロッカ軸３４にそれぞれ揺動可能に支持されて、１対の吸気弁１０の弁ステムの先端に当接する吸気ロッカアーム３５および排気弁１１の弁ステムの先端に当接する排気ロッカアーム３６と、前記吸気カムフォロアおよび排気カムフォロア３３と吸気ロッカアーム３５および排気ロッカアーム３６とにそれぞれ両端部で当接して、前記吸気カムフォロアおよび排気カムフォロア３３の揺動運動を吸気ロッカアーム３５および排気ロッカアーム３６にそれぞれ伝達する１対のロッド３７とを備える。なお、図２には一方の支持軸３２のみ、一方のロッド３７のみが示されている。
【００２６】
カム軸３１は、被動スプロケット３８に巻き掛けられたタイミングチェーン３９を有する伝動機構を介して連結された前記クランク軸により、その１／２の回転速度で回転駆動される。そして、１対の吸気弁１０および排気弁１１が、前記クランク軸の回転に同期して所定の開時期に開閉する。
【００２７】
シリンダヘッド２およびヘッドカバー３に跨って取り付けられた混合気噴射弁４０は、燃料と噴射用空気とにより形成された混合気を燃焼室７のキャビティ５ａに向けて直接噴射する。
【００２８】
混合気噴射弁４０は、ヘッドカバー３に形成された挿入筒３ｂに挿入された燃料噴射弁４１と、シリンダヘッド２に形成された挿入筒２ｂに挿入された空気噴射弁４２とから構成される。挿入筒３ｂと燃料噴射弁４１との間には、燃料噴射弁４１の外周に装着された１対の環状のシール部材４３，４４により密封される環状の燃料室４６が形成される。そして、燃料ポンプを含む燃料供給系から燃料室４６に供給された燃料が、燃料噴射弁４１に設けられた孔からなる燃料導入部４１ａを通って燃料噴射弁４１に供給される。燃料噴射弁４１は、燃料を空気噴射弁４２の筒状の空気導入部４２ａに向けて噴射する。
【００２９】
また、挿入筒３ｂと燃料噴射弁４１および空気噴射弁４２との間には、シール部材４４および空気噴射弁４２の外周に装着された環状のシール部材４５により密封される環状の空気室４７が形成される。空気噴射弁４２は、カム軸３１により駆動されて往復動するピストンを備える容積型の空気ポンプを含む空気供給系から空気室４７に供給された圧縮空気である噴射用空気と、燃料噴射弁４１から噴射された燃料とから形成された混合気を、噴口（図示されず）を開閉する弁体４２ｃを有するノズル部４２ｂから燃焼室７に噴射する。
【００３０】
そして、前記吸気装置内で吸気通路２５を流通する空気は、ピストン５が下降する吸気行程で、吸気ポート８および開弁した１対の吸気弁１０を通って燃焼室７に吸入され、混合気噴射弁４０から燃焼室７に噴射された混合気と共に、圧縮行程で上昇するピストン５により圧縮され、高圧状態にある燃焼室７内で混合気が点火栓１３により点火されて燃焼し、膨張行程で燃焼ガスの圧力により下降するピストン５が、コンロッド６を介して前記クランク軸を回転駆動する。
【００３１】
燃焼ガスは、排気行程で、開弁した排気弁１１を通って排気ガスとして燃焼室７から排気ポート９に排出され、さらに前記排気装置を経て大気中に排出される。
ここで、排気ポート９と、排気管を含む前記排気装置に形成されて排気ガスを外部に導く通路とにより排気通路２６が構成される。
【００３２】
そして、内燃機関Ｅは、排気通路２６から取り出された排気ガスの一部を還流排気ガスとして吸気通路２５に開口する還流口６６から吸気通路２５に還流する排気ガス還流装置５０を備える。排気ガス還流装置５０は、排気通路２６と吸気通路２５とを連通させる還流通路５１と、還流通路５１に設けられて還流排気ガスの吸気通路２５への還流量を制御する還流制御弁５２とを有する。
【００３３】
図１〜図３を参照すると、還流制御弁５２は、シリンダ１の取付面にフランジ５３ｃにおいてボルトにより結合される弁ボディ５３と、弁ボディ５３に形成された上流側弁室５３ａと下流側弁室５３ｂとを区画する弁座５４と、弁座５４に着座可能なポペット弁からなる弁体５５と、バネ力により弁体５５を閉弁方向に付勢して弁座５４に着座させる弁バネ５６と、弁体５５が弁バネ５６のバネ力に抗して弁座５４から離隔して開弁するように弁体５５を駆動するステップモータから構成される電気式のアクチュエータ５７とを備える。
【００３４】
弁ボディ５３は、シリンダ１の前記取付面に形成されて冷却水ジャケット１４に連通する凹部１５の冷却水により冷却される（図２参照）。アクチュエータ５７は、弁ボディ５３に摺動可能に支持された弁体５５の軸部５５ａの端部５５ａ１に当接する駆動軸５７ａを有し、制御装置（図示されず）からの信号で、内燃機関Ｅの運転状態に応じて、駆動軸５７ａを介して弁体５５を軸方向に移動させることにより、弁体５５が、上流側弁室５３ａから下流側弁室５３ｂに流入する還流排気ガスを計量して、還流口６６から吸気通路２５へ還流される還流排気ガスの還流量を制御する。
【００３５】
還流通路５１は、還流制御弁５２を挟んで、上流端部５８ａにてシリンダヘッド２に接続されると共に下流端部５８ｂにて還流制御弁５２の弁ボディ５３に接続された上流側の導管５８により形成される上流側還流通路５１ａと、上流端部５９ａにて弁ボディ５３に接続されると共に下流端部５９ｂにて吸気管２３に接続された下流側の導管５９により形成される下流側還流通路５１ｂとから構成される。
【００３６】
導管５８の上流端部５８ａは、熱膨張による導管５８とシリンダヘッド２との間の相対移動が許容されるように、シリンダヘッド２に対して導管５８の長手方向に相対移動可能に接続される。そのために、シリンダヘッド２に挿入される上流端部５８ａには、導管５８を摺動可能に支持する筒状の支持部材６０が嵌合され、支持部材６０が、その先端部６０ａで上流端部５８ａの外周とシリンダヘッド２との間に配置されたシール部材６１を押圧して変形させ、シール部材６１により上流端部５８ａとシリンダヘッド２との間の気密が保たれるように、シリンダヘッド２にねじ込まれる。
そして、上流側還流通路５１ａの上流端が、シリンダヘッド２に形成された導出通路６２を介して、排気通路２６から還流排気ガスを取り出すために排気ポート９に開口する取出口６３に連通する。
【００３７】
また、導管５８の下流端部５８ｂは、下流端部５８ｂの外周と弁ボディ５３との間に配置されたシール部材６４により気密が保たれるように、弁ボディ５３にねじ込まれる。そして、上流側還流通路５１ａの下流端が、弁ボディ５３の上流側弁室５３ａに連通する。
【００３８】
導管５９の上流端部５９ａは、上流端部５９ａに設けられたフランジ５９ａ１において弁ボディ５３にボルトにより結合され、下流側還流通路５１ｂの上流端が、弁体５５により計量された還流排気ガスが流入する下流側弁室５３ｂに連通する。また、導管５９の下流端部５９ｂは、下流端部５９ｂに設けられたフランジ５９ｂ１において吸気管２３にボルトにより結合され、下流側還流通路５１ｂの下流端が、吸気管２３に形成された導入通路６５を介して、還流排気ガスを吸気通路２５に還流するために空気通路２３ａに開口する還流口６６に連通する。そして、図１に示されるように、還流口６６は、吸気通路２５においてリード弁７０の下流であって、しかも空気通路２３ａにおいてリード弁７０よりも下方に位置する。
【００３９】
図１を参照すると、還流口６６が形成された吸気管２３に装着されて、吸気通路２５を構成する空気通路２３ａ内に配置されたリード弁７０は、吸気管２３に固定される弁ボディ７１と、弁ボディ７１に形成された弁口７１ａを開閉する弁体としての金属製または繊維強化樹脂製等の薄板で形成された板バネからなる複数のリード７２と、各リード７２の最大開弁位置を規定するストッパ７３とを有する。
【００４０】
各リード７２は、それに直接作用する吸気圧に応じて開閉作動する。そして、各リード７２の下流側吸気圧Ｐ２に対するリード７２の上流側吸気圧Ｐ１の差圧ΔＰ（下記の式（１）参照。）が、リード７２自体の弾性力に基づく閉弁力と釣り合う開弁力をリード７２に作用させる所定値の大きさになるときを境に、各リード７２は、前記差圧ΔＰが所定値以下のとき燃焼室７に向かう吸気の流通を阻止する一方で、差圧ΔＰが所定値を越えるとき吸気の流通を許容する。
差圧ΔＰ＝上流側吸気圧Ｐ１−下流側吸気圧Ｐ２  …（１）
【００４１】
吸気に排気還流ガスが含まれていないとき、内燃機関Ｅの低負荷運転領域であって、かつ比較的高い使用頻度の回転速度領域での１サイクルにおける下流側吸気圧Ｐ２の変化を示す図４を併せて参照すると、下流側吸気圧Ｐ２を示す線ａで示されるように、吸気弁１０が開弁する吸気行程時には、ピストン５が下降することで燃焼室７に発生する負圧により、リード弁７０の下流の空気通路２３ａおよび吸気ポート８での吸気圧である下流側吸気圧Ｐ２が低下し、下流側吸気圧Ｐ２がスロットル弁２４の下流の吸気圧である上流側吸気圧Ｐ１よりも所定値を越えて低下すると、リード弁７０が開弁してスロットル弁２４を通った吸気が、開弁している吸気弁１０を通って燃焼室７に吸入される。その後、吸気下死点を過ぎて吸気弁１０が閉弁した後、次第に小さくなる差圧ΔＰが所定値に達したとき、リード弁７０が閉弁し、吸気弁１０が次のサイクルで開弁するまで、下流側吸気圧Ｐ２は上流側吸気圧Ｐ１（図４において大気圧付近の吸気圧である。）よりも、前記所定値を最小値とした値以上だけ低い圧力に維持される。
【００４２】
そして、この下流側吸気圧Ｐ２が作用する部位に位置する還流口６６には、図４に示されるように、吸気弁１０の閉弁時には、リード弁７０が設けられていない場合のスロットル弁の下流の吸気圧（図４に線ａ０で示されている。）に比べて、前記所定値または前記所定値より大きい値だけ小さい下流側吸気圧Ｐ２が作用し、また吸気弁１０の開弁時にも、リード弁７０が設けられていない場合の吸気圧に比べて、低い下流側吸気圧Ｐ２が作用する。このため、還流口６６の上流にリード弁７０が設けられたことにより、排気通路２６の排気ガスの圧力である排気圧と吸気通路の吸気の圧力である吸気圧との圧力差を大きくすることができるので、大量の還流排気ガスを吸気通路２５に還流することができる。
【００４３】
また、吸気流制御弁を構成する部材であって、その弁体の閉弁力を規定する部材を変更することにより、下流側吸気圧Ｐ２の値を容易に変更できる。具体的には、リード弁７０の閉弁力となる弾性力が異なるリード７２を使用して、リード７２の閉弁力の設定を変更することにより、吸気弁１０の閉弁時および開弁時の下流側吸気圧Ｐ２の値を容易に変更できる。そして、このリード弁７０の開弁特性の変更により、下流側吸気圧Ｐ２を内燃機関Ｅの種類や用途に対応して、次の式（２）で定義されるＥＧＲ率を容易に変更することができる。
ＥＧＲ率＝還流排気ガス流量／（吸気の空気流量＋還流排気ガス流量）…（２）
【００４４】
なお、リード弁７０の弁口７１ａの開口面積が、全開時のスロットル弁２４を流通する空気流量がリード弁７０により制限されない大きさに設定されることにより、リード弁７０が設けられたことによるポンピングロスが回避される。
【００４５】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
リード弁７０は、それに直接作用する吸気圧に応じて開閉作動する自力式の制御弁であるので、リード弁７０を開閉作動させるためのアクチュエータが不要であり、アクチュエータが備えられるものに比べて内燃機関Ｅがコンパクトになる。
【００４６】
また、下流側吸気圧Ｐ２に対する上流側吸気圧Ｐ１の差圧ΔＰが前記所定値以下のとき、リード弁７０が閉弁して吸気の流通を阻止するので、吸気弁１０が開弁する吸気行程で燃焼室７に発生する負圧に基づいて、吸気弁１０の閉弁しているときには、下流側吸気圧Ｐ２が、前記所定値を最小の差圧ΔＰとして上流側吸気圧Ｐ１よりも低い圧力に維持されると共に、吸気弁１０の開弁しているときには、下流側吸気圧Ｐ２は維持されていた低圧の状態からさらに低下して、排気圧と下流側吸気圧Ｐ２との圧力差が大きくなり、下流側吸気圧Ｐ２が作用する部位で吸気通路２５である空気通路２３ａに開口する還流口６６から、大量の還流排気ガスの還流が可能になることにより、ＮＯＸ発生量の低減が可能になる。さらに、差圧ΔＰが前記所定値を越えたとき、リード弁７０が開弁して空気の流通を許容するので、吸気通路２５の空気が燃焼室７に吸入されるときに発生するポンピングロスの増加が抑制されて、燃費の改善が可能になる。
【００４７】
そして、リード弁７０において、還流排気ガスの還流量を増加させるための閉弁制御およびポンピングロスを低減するための開弁制御は、リード弁７０に対する吸気圧の直接の作用により自動的に行われるので、吸気圧を検出するセンサやアクチュエータなどを使用して吸気流制御弁の開閉時期や開度などの制御を行う複雑で高価な制御装置が不要になって、内燃機関Ｅのコストが削減され、低価格の内燃機関Ｅが得られる。
【００４８】
リード弁７０のリード７２の閉弁力の設定を変更することにより、吸気弁１０の閉弁時および開弁時の下流側吸気圧Ｐ２の値を容易に変更できるので、内燃機関Ｅの種類や用途に対応して、ポンピングロスの低減を考慮しつつ、ＥＧＲ率を容易に変更することができる。
【００４９】
リード弁７０が還流口６６よりも上方に位置するので、還流排気ガス中のカーボンがリード弁７０に付着して堆積し、固化することが抑制されて、リード弁７０の耐久性が向上する。
【００５０】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
燃料噴射装置は、燃料噴射弁のみから構成されてもよい。また、内燃機関Ｅは多気筒であってもよく、その場合は、吸気マニホルドの各分岐管により形成される空気通路に吸気流制御弁が配置される。吸気流制御弁は、リード弁７０以外の一方向弁であってもよい。
【００５１】
還流口６６は、吸気通路２５を構成する吸気ポート８に開口していてもよい。さらに、内燃機関Ｅが、１つの気筒に対して分岐した複数の吸気ポートを有する場合、または複数の独立吸気通路を有する場合には、複数の吸気ポートまたは複数の独立吸気通路の少なくとも１つの吸気ポートまたは１つの独立吸気通路について、吸気流制御弁を設けることができる。
内燃機関Ｅは、自動二輪車以外の車両、さらには車両以外の機械に使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示し、筒内噴射式内燃機関の要部右側面図であり、一部を断面で示す図である。
【図２】概ね図１のＩＩ−ＩＩ矢視での断面図である。
【図３】図１の筒内噴射式内燃機関に備えられる排気ガス還流装置を中心とした部分断面図である。
【図４】吸気に排気還流ガスが含まれていないとき、図１の筒内噴射式内燃機関の１サイクルにおけるリード弁の下流側吸気圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４…クランクケース、５…ピストン、６…コンロッド、７…燃焼室、８…吸気ポート、９…排気ポート、１０…吸気弁、１１…排気弁、１２…挿入孔、１３…点火栓、１４…冷却水ジャケット、１５…凹部、
２０…スロットルボディ、２１…インシュレータ、２２，２３…吸気管、２４…スロットル弁、２５…吸気通路、２６…排気通路、３０…動弁装置、３１…カム軸、３２…支持軸、３３…カムフォロア、３４…ロッカ軸、３５，３６…ロッカアーム、３７…ロッド、３８…被動スプロケット、３９…タイミングチェーン、４０…混合気噴射弁、４１…燃料噴射弁、４２…空気噴射弁、４３〜４５…シール部材、４６…燃料室、４７…空気室、５０…排気ガス還流装置、５１…還流通路、５２…還流制御弁、５３…弁ボディ、５４…弁座、５５…弁体、５６…弁バネ、５７…アクチュエータ、５８，５９…導管、６０…支持部材、６１…シール部材、６２…導出通路、６３…取出口、６４…シール部材、６５…導入通路、６６…還流口、７０…リード弁、７１…弁ボディ、７２…リード、７３…ストッパ、
Ｅ…内燃機関、Ｌ…シリンダ軸線、Ａ…シリンダ軸線方向、Ｈ…平面、Ｐ１…上流側吸気圧、Ｐ２…下流側吸気圧、ΔＰ…差圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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