(57)【要約】【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
2013087628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１３１９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】ノッキング回避制御領域を示すグラフである。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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