JP4619998B2 - Exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Description
本発明は、4サイクルエンジンの排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)装置の技術に関し、詳しくは、排気ガス(EGRガス)を効率良く燃焼室に再循環させる装置の技術に関する。 The present invention relates to the technology of an exhaust gas recirculation (EGR) device of a four-cycle engine, and more particularly to the technology of a device that efficiently recirculates exhaust gas (EGR gas) to a combustion chamber.
従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、環境汚染対策として燃焼時に発生する窒素酸化物(NOx)の低減化を図るべく、EGR装置が知られている。有害成分であるNOxは、エンジン燃焼室の燃焼温度が高くなることによって、空気中の窒素が酸化して発生する。EGR装置は、不活性な(酸素量の少ない)気体となった排気ガスの一部(EGRガス)を吸気マニホールドに再び環流して吸入空気と混合させ、燃焼室内の燃焼温度を低下させることでNOxの低減化を図るものである。このようなEGR装置において、排気マニホールドから吸気マニホールドへ排気連絡管を直接繋ぐ技術が公知となっている( 例えば、「特許文献1」、「特許文献2」参照) 。
しかし、前記の従来技術等では、燃焼室から見て反対方向に延びる排気マニホールドと吸気マニホールドを繋ぎ、冷却装置等を配置するため、取り回しが大きくなって余分なスペースを必要としていた。また、高温となるEGRガス配管が給気側に配設される場合は、新たに断熱材を巻く等の必要もあった。 However, in the above-described prior art and the like, an exhaust manifold and an intake manifold extending in opposite directions as viewed from the combustion chamber are connected and a cooling device or the like is disposed, so that the handling becomes large and an extra space is required. In addition, when the EGR gas pipe that is at a high temperature is disposed on the air supply side, it is necessary to newly wrap a heat insulating material.
本発明は上記の課題を解決するため、EGRをエンジン内部で完結し、エンジン外部に大掛かりなスペースを必要とせず、また新規追加部品等のコスト低減を図ることのできるEGR装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an EGR device that completes EGR inside the engine, does not require a large space outside the engine, and can reduce the cost of newly added parts. is there.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
請求項1においては、クランクケース内と燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とに開く位置に設けたものである。 In claim 1, a communication passage that communicates the inside of the crankcase and the combustion chamber is provided, and the opening of the combustion chamber that communicates with the communication passage is arranged in the exhaust stroke, the expansion stroke, and the later stage of the intake stroke in the combustion cycle. It is provided at the opening position.
請求項2においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を排気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を吸気側に連通するブリーザ経路を設けたものである。 According to a second aspect of the present invention, a cam chamber is provided in the middle of the communication passage, a valve body is disposed on the cam shaft that is rotationally driven by the crankshaft, and the communication passage is provided by the valve body only in the exhaust stroke. In addition to being configured to open, a breather path that communicates the inside of the crankcase to the intake side is provided.
請求項3においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を排気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, a cam chamber is provided in the middle of the communication passage, a valve body is disposed on the cam shaft that is rotationally driven by the crankshaft, and the communication passage is provided only by an intake stroke by the valve body. While being configured to open, an exhaust passage communicating with the exhaust manifold is provided in the crankcase.
請求項4においては、前記カム室とクランクケース内とを連通する油抜き穴を下方へ延びるように設けるとともに、該油抜き穴のカム室側で、弁体の回転方向の前側に溝部を形成したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, an oil drain hole communicating with the cam chamber and the inside of the crankcase is provided so as to extend downward, and a groove is formed on the cam chamber side of the oil drain hole on the front side in the rotation direction of the valve body. It is a thing.
請求項5においては、前記連通路を、ピストンと、シリンダブロックのピストンとの接触面に形成した溝部とで構成したものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the communication path is configured by a piston and a groove formed on a contact surface between the piston of the cylinder block.
請求項6においては、前記溝部のピストンと接触する部分に、筒状部材を配置したものである。 According to a sixth aspect of the present invention, a cylindrical member is disposed at a portion of the groove portion that contacts the piston.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、クランクケース内と燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とに開く位置に設けたので、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気をクランクケース内から燃焼室に供給することが可能となる。また、新規部品を追加することなく、低コストでEGR装置を構成することができ、エンジン外側のレイアウトを変更せずにEGR装置を設けることが可能となるため、エンジン設置時に不具合が生じることがない。
さらに、排気ガスとともにブリーザをクランクケース内から燃焼室に還流さることができるため、ブリーザ用部品を削減して、コストを低減することができる。再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。
In claim 1, a communication passage that communicates the inside of the crankcase and the combustion chamber is provided, and the opening of the combustion chamber that communicates with the communication passage is arranged in the exhaust stroke, the expansion stroke, and the later stage of the intake stroke in the combustion cycle. Since it is provided at the open position, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber into the crankcase during the exhaust stroke, and the exhaust gas is transferred from the crankcase into the combustion chamber during the intake stroke. It becomes possible to supply. In addition, the EGR device can be configured at low cost without adding new parts, and the EGR device can be provided without changing the layout outside the engine. Absent.
Furthermore, since the breather can be recirculated from the crankcase to the combustion chamber together with the exhaust gas, the cost for the breather can be reduced by reducing the number of breather parts. The exhaust gas to be recirculated becomes a part of the latter part of the exhaust stroke and has a lower temperature than that of the conventional one, so that it does not need to be cooled and efficiency is improved.
請求項2においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を排気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を吸気側に連通するブリーザ経路を設けたので、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路を利用して吸気側から燃焼室に供給することが可能となる。また、カムの形状で、再循環させる排気ガスの量を調節できる。 According to a second aspect of the present invention, a cam chamber is provided in the middle of the communication passage, a valve body is disposed on the cam shaft that is rotationally driven by the crankshaft, and the communication passage is provided by the valve body only in the exhaust stroke. Since it is configured to open and a breather path that communicates the inside of the crankcase to the intake side is provided, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is transferred from the combustion chamber into the crankcase during the exhaust stroke. In the intake stroke, the exhaust gas can be supplied to the combustion chamber from the intake side using the breather path. Further, the amount of exhaust gas to be recirculated can be adjusted by the shape of the cam.
請求項3においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を排気マニホールドに連通する排気通路を設けたので、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路を利用して吸気側から燃焼室に供給することが可能となる。
また、カムの形状で、再循環させる排気ガスの量を調節できる。さらに、ブリーザ部品を廃止できる。
According to a third aspect of the present invention, a cam chamber is provided in the middle of the communication passage, a valve body is disposed on the cam shaft that is rotationally driven by the crankshaft, and the communication passage is provided only by an intake stroke by the valve body. Since it is configured to open and an exhaust passage that communicates with the exhaust manifold is provided in the crankcase, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is transferred from the combustion chamber into the crankcase during the exhaust stroke. In the intake stroke, the exhaust gas can be supplied to the combustion chamber from the intake side using the breather path.
Further, the amount of exhaust gas to be recirculated can be adjusted by the shape of the cam. In addition, breather parts can be eliminated.
請求項4においては、前記カム室とクランクケース内とを連通する油抜き穴を下方へ延びるように設けるとともに、該油抜き穴のカム室側で、弁体の回転方向の前側に溝部を形成したので、カムから余分な潤滑油を排除して連通孔内の排気ガスの流れを円滑にすることができ、カムから潤滑油を効率よくかき取ることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, an oil drain hole communicating with the cam chamber and the inside of the crankcase is provided so as to extend downward, and a groove is formed on the cam chamber side of the oil drain hole on the front side in the rotation direction of the valve body. As a result, excess lubricating oil can be removed from the cam, the flow of exhaust gas in the communication hole can be made smooth, and the lubricating oil can be scraped efficiently from the cam.
請求項5においては、前記連通路を、ピストンと、シリンダブロックのピストンとの接触面に形成した溝部とで構成したので、シリンダブロックに溝部を予め形成しておくことで、EGR構成時の加工行程を減らして、コストを低減することができる。 In Claim 5, since the said communicating path was comprised with the groove part formed in the contact surface with the piston and the piston of a cylinder block, the process at the time of an EGR structure is formed by previously forming a groove part in a cylinder block. The cost can be reduced by reducing the stroke.
請求項6においては、前記溝部のピストンと接触する部分に、筒状部材を配置したので、ピストン表面のリングなどからのガス漏れを防止することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the cylindrical member is disposed at the portion of the groove that contacts the piston , gas leakage from the ring on the piston surface can be prevented.
次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。 Next, embodiments of the invention will be described. It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments, but extends to the entire scope of the technical idea that the present invention truly intends, as will be apparent from the matters described in the present specification and drawings. It is.
図1は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す正面断面図である。 FIG. 1 is a front sectional view showing a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
図2は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す側面断面図である。図3は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す別の側面断面図である。図4は本実施例1に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。図4Aは圧縮行程から膨張行程への転換期、図4Bは排気行程の初期、図4Cは排気行程から吸気行程への転換期、図4Dは吸気行程の後期を示す。 FIG. 2 is a side sectional view showing a diesel engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is another side cross-sectional view showing a diesel engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing an operation process of the diesel engine according to the first embodiment. 4A shows the transition period from the compression stroke to the expansion stroke, FIG. 4B shows the initial stage of the exhaust stroke, FIG. 4C shows the transition period from the exhaust stroke to the intake stroke, and FIG. 4D shows the late stage of the intake stroke.
図5は本実施例2に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 5 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the second embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図6は本実施例3に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 6 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the third embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図7は本実施例4に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 7 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the fourth embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図8は本実施例5に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 8 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the fifth embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図9は本実施例6に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 9 is a schematic view showing an operation process of the diesel engine according to the sixth embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図10は本実施例7に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 10 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the seventh embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図11は本実施例8に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。A、B、C、Dについては図4と同じ行程である。 FIG. 11 is a schematic view showing an operation stroke of the diesel engine according to the eighth embodiment. About A, B, C, and D, it is the same process as FIG.
図12は本実施例9に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。図13は本実施例10に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。図14は本実施例11に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。 FIG. 12 is a schematic view showing the structure of a diesel engine according to the ninth embodiment. FIG. 13 is a schematic view showing the structure of the diesel engine according to the tenth embodiment. FIG. 14 is a schematic view showing the structure of a diesel engine according to the eleventh embodiment.
本発明の一実施例に係るエンジンの全体構成について図1乃至図3を用いて説明する。図1に示す如く、エンジン1は本体の上部をシリンダブロック2、下部をクランクケース5としている。シリンダブロック2は内部中央に上下方向にシリンダ2aを形成し、ピストン4を収納している。該シリンダ2aとピストン4とシリンダヘッド6に囲まれた部屋を燃焼室40としている。該シリンダ2aの側部には本発明の連通路41がシリンダ2aの軸心と平行に設けられており、前記クランクケース5内とシリンダ2a内の燃焼室40とを連通している。該連通路41の上端は、ピストン4の最下点での上端より上側の側面に、燃焼室40側に向けて開口部41aを設けている。下端はクランクケース5の上部内に向けて開口している。こうして、エンジン排気時、膨張時及び吸気終わり時に開口するように設けられている。クランクケース5にはクランク軸3が軸支され、該ピストン4とクランク軸3との間はコンロッド17により連結されている。シリンダブロック2の上部はシリンダヘッド6により覆われ、該シリンダヘッド6の上部はボンネット7により覆われ弁腕室を構成している。ボンネット7の一側(図1における左側)にマフラー8が配置され、他側(図1における右側)に燃料タンク9が配置されている。 An overall configuration of an engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the engine 1 has a cylinder block 2 at the top of the main body and a crankcase 5 at the bottom. The cylinder block 2 forms a cylinder 2a in the vertical direction in the center of the inside, and houses the piston 4. A chamber surrounded by the cylinder 2 a, the piston 4 and the cylinder head 6 is a combustion chamber 40. A communication passage 41 of the present invention is provided in a side portion of the cylinder 2a in parallel with the axis of the cylinder 2a, and communicates the inside of the crankcase 5 with the combustion chamber 40 in the cylinder 2a. The upper end of the communication passage 41 is provided with an opening 41 a on the side surface above the upper end at the lowest point of the piston 4 toward the combustion chamber 40. The lower end opens toward the upper part of the crankcase 5. Thus, the opening is provided at the time of engine exhaust, expansion, and end of intake. A crankshaft 3 is supported on the crankcase 5, and the piston 4 and the crankshaft 3 are connected by a connecting rod 17. The upper part of the cylinder block 2 is covered with a cylinder head 6, and the upper part of the cylinder head 6 is covered with a bonnet 7 to constitute a valve arm chamber. A muffler 8 is disposed on one side of the bonnet 7 (left side in FIG. 1), and a fuel tank 9 is disposed on the other side (right side in FIG. 1).
前記シリンダブロック2下部のクランクケース5側部にはガバナ11が配置されてガバナレバーと連動され、該ガバナレバーの上部に燃料噴射ポンプ12が配置されている。クランク軸3に外嵌された歯車50と、カム軸13に外嵌されたカムギヤ51とは互いに噛合している。また、カム軸13の中途部に形成されたポンプ駆動カム14は、燃料噴射ポンプ12のプランジャ84の一端に設けられた転動体であるローラ80と当接している。従って、クランク軸3が回転するとカム軸13も回転し、燃料噴射ポンプ12のプランジャ84が摺動して燃料タンク9内に貯溜された燃料を吸入するとともに、高圧管19を介して燃料噴射ノズル30に所定のタイミングで所定量の燃料を供給する。該燃料噴射ポンプ12の燃料供給量はコントロールレバー34を回動することにより調整可能に構成される。コントロールレバー34はガバナ11と連動連結されており、該ガバナ11は前記カムギヤ51に噛合したガバナギヤ53に動力が伝えられることにより作動する。なお、ガバナギヤ53の回転軸はクランクケース5内の潤滑油を循環させるためのポンプを駆動させる機能を兼ねている。 A governor 11 is disposed on the side of the crankcase 5 below the cylinder block 2 and interlocked with the governor lever, and a fuel injection pump 12 is disposed above the governor lever. The gear 50 that is externally fitted to the crankshaft 3 and the cam gear 51 that is externally fitted to the camshaft 13 mesh with each other. The pump drive cam 14 formed in the middle portion of the cam shaft 13 is in contact with a roller 80 that is a rolling element provided at one end of the plunger 84 of the fuel injection pump 12. Therefore, when the crankshaft 3 rotates, the camshaft 13 also rotates, and the plunger 84 of the fuel injection pump 12 slides to suck in fuel stored in the fuel tank 9, and at the same time, the fuel injection nozzle via the high-pressure pipe 19. A predetermined amount of fuel is supplied to 30 at a predetermined timing. The fuel supply amount of the fuel injection pump 12 is configured to be adjustable by rotating the control lever 34. The control lever 34 is interlocked and connected to the governor 11, and the governor 11 operates when power is transmitted to the governor gear 53 meshed with the cam gear 51. The rotating shaft of the governor gear 53 also has a function of driving a pump for circulating the lubricating oil in the crankcase 5.
また、前記カム軸13上には、ポンプ駆動カム14を挟んで吸気カム21と排気カム22が形成され、該吸気カム21と排気カム22とに、吸気プッシュロッド23の下端と排気プッシュロッド24の下端とがそれぞれ当接されている。該吸気プッシュロッド23と排気プッシュロッド24とを収納するプッシュロッド室60が、シリンダブロック2、シリンダヘッド6およびボンネット7にわたって形成される。 An intake cam 21 and an exhaust cam 22 are formed on the cam shaft 13 with the pump drive cam 14 interposed therebetween. The lower end of the intake push rod 23 and the exhaust push rod 24 are connected to the intake cam 21 and the exhaust cam 22. Are in contact with the lower end of each. A push rod chamber 60 for accommodating the intake push rod 23 and the exhaust push rod 24 is formed across the cylinder block 2, the cylinder head 6 and the bonnet 7.
吸気プッシュロッド23と排気プッシュロッド24の上端は吸気弁腕25・排気弁腕26の一側下端にそれぞれ当接され、吸気弁腕25・排気弁腕26の他側の下端にそれぞれ吸気弁27と排気弁28の上端が当接されている。該吸気弁腕25・排気弁腕26の中途部はシリンダヘッド6上に固設した支持部材31・31に回動可能に支持されている。該支持部材31・31は燃料噴射ノズル30を挟んで前後両側方に配置されている。 The upper ends of the intake push rod 23 and the exhaust push rod 24 are brought into contact with the lower ends on one side of the intake valve arm 25 and the exhaust valve arm 26, respectively, and the intake valves 27 are respectively connected to the lower ends on the other side of the intake valve arm 25 and the exhaust valve arm 26. And the upper end of the exhaust valve 28 are in contact with each other. Middle portions of the intake valve arm 25 and the exhaust valve arm 26 are rotatably supported by support members 31 and 31 fixed on the cylinder head 6. The support members 31 are disposed on both front and rear sides with the fuel injection nozzle 30 in between.
図2および図3に示す如く、前記吸気弁27と排気弁28は前記ピストン4の上方に配置される。吸気弁27(排気弁28)は、下端部が弁頭27a(28a)、胴体が弁棒27b(28b)からなる。弁棒27b(28b)はシリンダブロック6を上方に貫通して摺動可能にボンネット7側に突出している。弁頭27a(28a)は、吸気弁27および排気弁28の軸方向の摺動により、シリンダヘッド6下面に形成されたバルブシートに対して着座・離間可能に構成される。そして、シリンダブロック2に形成されたシリンダ2aと、シリンダヘッド6に形成した吸気ポート6a(排気ポート6b)とを連通・遮断することが可能である。ボンネット7内において、弁棒27b(28b)にはバネ32(32)が外嵌され、吸気弁27(排気弁28)を上方に摺動するように付勢し、吸気弁27(排気弁28)を閉じるようにしている。吸気ポート6aは吸気マニホールド71を介してエアクリーナー70と連通され、排気ポート6bは排気マニホールド72を介してマフラー8と連通されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the intake valve 27 and the exhaust valve 28 are disposed above the piston 4. The intake valve 27 (exhaust valve 28) includes a valve head 27a (28a) at the lower end and a valve rod 27b (28b) at the body. The valve rod 27b (28b) protrudes toward the bonnet 7 through the cylinder block 6 so as to be slidable. The valve head 27a (28a) is configured to be able to be seated and separated with respect to a valve seat formed on the lower surface of the cylinder head 6 by the sliding of the intake valve 27 and the exhaust valve 28 in the axial direction. The cylinder 2 a formed in the cylinder block 2 and the intake port 6 a (exhaust port 6 b) formed in the cylinder head 6 can be communicated and blocked. In the bonnet 7, a spring 32 (32) is fitted on the valve rod 27 b (28 b) to urge the intake valve 27 (exhaust valve 28) to slide upward, and the intake valve 27 (exhaust valve 28). ) Is closed. The intake port 6 a communicates with the air cleaner 70 via the intake manifold 71, and the exhaust port 6 b communicates with the muffler 8 via the exhaust manifold 72.
次に、燃料噴射ポンプ12に燃料を供給するための構成を説明する。エンジン1の本体上部には燃料タンク9が配置され、該燃料タンク9の下部に燃料出口9aが設けられる。該燃料出口9aにはホース73の一端が接続され、他端は燃料噴射ポンプ12の吸入部89と接続される。燃料フィルター16は燃料タンク9内に設けられ、該燃料フィルター16を通過した燃料が燃料出口9aからホース73を経て燃料噴射ポンプ12に送られる。該燃料噴射ポンプ12の吐出部90は高圧管19を介して燃料噴射ノズル30と連通されている。 Next, a configuration for supplying fuel to the fuel injection pump 12 will be described. A fuel tank 9 is disposed at the upper part of the main body of the engine 1, and a fuel outlet 9 a is provided at the lower part of the fuel tank 9. One end of a hose 73 is connected to the fuel outlet 9a, and the other end is connected to a suction portion 89 of the fuel injection pump 12. The fuel filter 16 is provided in the fuel tank 9, and the fuel that has passed through the fuel filter 16 is sent from the fuel outlet 9a to the fuel injection pump 12 through the hose 73. The discharge part 90 of the fuel injection pump 12 is communicated with the fuel injection nozzle 30 via the high-pressure pipe 19.
次に、本発明の実施例1とするEGR装置に関して説明する。前述の如く、シリンダブロック2のシリンダ2a側部に上下方向に連通路41を設けて、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とでクランクケース5内と燃焼室40とを連通するように、シリンダ2aの上下中途部の側面に連通路41上端に設ける開口部41aを形成している。即ち、図4において燃焼行程を説明すると、図4Aは圧縮行程から膨張行程への転換期、図4Bは排気行程の初期、図4Cは排気行程から吸気行程への転換期、図4Dは吸気行程の後期である。圧縮行程では吸気弁27・排気弁28とも閉じたままピストン4が上昇し、シリンダ2a内の空気が圧縮され、温度が燃料発火点以上に急上昇する。図4Aの状態までピストン4が上昇したときに燃料噴射ノズル30から燃料が噴射され、該燃料が燃焼し、シリンダ2a内の圧力が急上昇する。膨張行程ではシリンダ2a内圧力の上昇によりピストン4が押し下げられる。図4Bの状態までピストン4が下降すると排気行程となって排気弁28が開かれ、大気圧より圧力が大きくなった排気ガスが排気マニホールド72(経路a)に排出される。膨張行程後期と排気行程初期では、ピストン4の下降によりクランクケース5内と燃焼室40を結ぶ連通路41上端の開口部41aが開口し、排気ガスの一部は連通路41(経路b)を通じてクランクケース内に排出される。ピストン4が上昇して開口部41aが閉じられ、図4Cの状態まで上昇すると排気ガスの排出が終わり、吸気行程となって吸気弁27が開かれる。その後、ピストンの下降によってシリンダ2a内の圧力が大気圧以下になり、空気を吸気マニホールド71(経路c)から吸入する。吸気行程後期では、ピストン4の下降により該連通路41上部の開口部41aが開口し、クランクケース5内の排気ガスを連通路41(経路d)から燃焼室に供給することができる。排気ガスは不活性な(酸素量の少ない)気体となっているので、経路cからの吸入空気と混合させることで、燃焼室内の燃焼温度を低下させることが可能となり、NOxの低減化を図ることができる。 Next, an EGR apparatus that is Embodiment 1 of the present invention will be described. As described above, the communication passage 41 is provided in the vertical direction on the side of the cylinder 2a of the cylinder block 2 so that the inside of the crankcase 5 and the combustion chamber 40 are connected in the exhaust stroke, the expansion stroke, and the late stage of the intake stroke in the combustion cycle. An opening 41a provided at the upper end of the communication path 41 is formed on the side surface of the vertically middle part of the cylinder 2a so as to communicate with each other. That is, the combustion stroke will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4A is a transition period from a compression stroke to an expansion stroke, FIG. 4B is an initial stage of an exhaust stroke, FIG. 4C is a transition period from an exhaust stroke to an intake stroke, and FIG. It is the latter period. In the compression stroke, the piston 4 rises with both the intake valve 27 and the exhaust valve 28 closed, the air in the cylinder 2a is compressed, and the temperature rises rapidly above the fuel ignition point. When the piston 4 rises to the state shown in FIG. 4A, fuel is injected from the fuel injection nozzle 30, the fuel burns, and the pressure in the cylinder 2a increases rapidly. In the expansion stroke, the piston 4 is pushed down by the increase in the internal pressure of the cylinder 2a. When the piston 4 is lowered to the state shown in FIG. 4B, the exhaust valve 28 is opened by the exhaust stroke, and the exhaust gas whose pressure is greater than the atmospheric pressure is discharged to the exhaust manifold 72 (path a). In the later stage of the expansion stroke and the early stage of the exhaust stroke, the piston 4 descends to open the opening 41a at the upper end of the communication passage 41 connecting the inside of the crankcase 5 and the combustion chamber 40, and a part of the exhaust gas passes through the communication passage 41 (path b). It is discharged into the crankcase. When the piston 4 rises and the opening 41a is closed and rises to the state shown in FIG. 4C, the exhaust gas discharge is finished, and the intake valve 27 is opened as an intake stroke. Thereafter, the pressure in the cylinder 2a becomes equal to or lower than the atmospheric pressure due to the lowering of the piston, and air is sucked from the intake manifold 71 (path c). In the latter half of the intake stroke, the opening 41a at the top of the communication passage 41 is opened by the lowering of the piston 4, and the exhaust gas in the crankcase 5 can be supplied to the combustion chamber from the communication passage 41 (path d). Since the exhaust gas is an inert gas (with a small amount of oxygen), mixing with the intake air from the path c makes it possible to lower the combustion temperature in the combustion chamber and to reduce NOx. be able to.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室40からクランクケース5内に排出し、吸気行程で該排気をクランクケース5内から燃焼室40に供給することが可能となる。また、シリンダブロック2作成時に同時に連通路41を製作することが可能となり、新規部品を追加することなく低コストでEGR装置を構成することができ、エンジン1外側のレイアウトを変更せずにEGR装置を設けることが可能となるため、エンジン1設置時に不具合が生じることがない。さらに、排気ガスとともにブリーザをクランクケース5内から燃焼室に還流させることができるため、ブリーザ用部品を削減して、コストを低減することができる。再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。 As described above, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 40 into the crankcase 5 during the exhaust stroke, and the exhaust gas is discharged from the crankcase 5 into the combustion chamber during the intake stroke. 40 can be supplied. Further, the communication passage 41 can be manufactured at the same time when the cylinder block 2 is created, and an EGR device can be configured at a low cost without adding new parts, and the EGR device can be formed without changing the layout outside the engine 1. Therefore, there is no problem when the engine 1 is installed. Furthermore, since the breather can be recirculated from the crankcase 5 to the combustion chamber together with the exhaust gas, the cost for the breather can be reduced by reducing the number of breather parts. The exhaust gas to be recirculated becomes a part of the latter part of the exhaust stroke and has a temperature lower than that of the conventional one, so that it does not need to be cooled and efficiency is improved.
次に、図5を用いて本発明の実施例2とするEGR装置に関して説明する。図5におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例2のEGR装置は実施例1と同様に連通路41がシリンダ2a側部に配置されている。そして、前記と異なる点として、該連通路41の途中にカム軸13が位置するように配設されている。該連通路41途中にカム室42が形成され、該カム室42内のカム軸13上に弁体43が設けられている。カム軸13の回転により該弁体43が回転し、連通路41を開閉するように構成している。即ち、実施例1と同様に膨張行程後期と排気行程初期で連通路41に排出された排気ガスは、燃焼室40とクランクケース5の間に設けたカム室42に送られる。該カム室42にはクランク軸3により回転駆動されるカム軸13上に設けた弁体43が配置され、該弁体43には凹状の溝部44が設けられている。該溝部44は連通路41の入口側と出口側を最短距離で連通できる大きさとして三日月状に構成し、それ以外のカム軸13の回転位置では少なくとも一方の連通路41を閉じるようにしている。また、図5Dに示すように、クランクケース5内と吸気マニホールド71とを連通するブリーザ経路45を設けている。但し、ブリーザ経路45は前記プッシュロッド室60と兼用することも可能である。そして、クランク軸3が2回転する間にカム軸13は1回転するように構成しているので、該弁体43の溝部44の溝範囲を軸中心から180°未満とし、排気行程にのみ開くよう構成されている。よって、排気行程において燃焼室40から送られた排気ガスの一部は連通路41及び該溝部44(経路b)を通過し、クランクケース5内へと送られる。さらにクランクケース5から吸気側に連通するブリーザ経路45(経路d)を通り、吸気マニホールド71(経路c)からの吸気と混合され、吸気行程で再び燃焼室40へと吸入される。本実施例においては、溝部44を排気行程のみに開く構成としているので、吸気行程や圧縮行程において排気ガスが該連通路41を逆流することはないが、該溝部44の溝範囲を180°以上として、溝部44を吸気排気兼用とすることも可能である。 Next, an EGR apparatus that is Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 5 are the same steps as in FIG. In the EGR device of the second embodiment, the communication path 41 is arranged on the side of the cylinder 2a as in the first embodiment. As a difference from the above, the camshaft 13 is disposed in the middle of the communication path 41. A cam chamber 42 is formed in the middle of the communication passage 41, and a valve body 43 is provided on the cam shaft 13 in the cam chamber 42. The valve body 43 is rotated by the rotation of the camshaft 13 to open and close the communication path 41. That is, as in the first embodiment, the exhaust gas discharged to the communication passage 41 at the later stage of the expansion stroke and the early stage of the exhaust stroke is sent to the cam chamber 42 provided between the combustion chamber 40 and the crankcase 5. The cam chamber 42 is provided with a valve body 43 provided on the cam shaft 13 that is rotationally driven by the crankshaft 3, and the valve body 43 is provided with a concave groove 44. The groove 44 is formed in a crescent shape so that the inlet side and the outlet side of the communication path 41 can communicate with each other at the shortest distance, and at least one of the communication paths 41 is closed at other rotational positions of the cam shaft 13. . Further, as shown in FIG. 5D, a breather path 45 that communicates the inside of the crankcase 5 and the intake manifold 71 is provided. However, the breather path 45 can also be used as the push rod chamber 60. Since the camshaft 13 is configured to rotate once while the crankshaft 3 rotates twice, the groove range of the groove 44 of the valve body 43 is set to be less than 180 ° from the shaft center and is opened only during the exhaust stroke. It is configured as follows. Therefore, a part of the exhaust gas sent from the combustion chamber 40 in the exhaust stroke passes through the communication passage 41 and the groove 44 (path b) and is sent into the crankcase 5. Further, it passes through a breather path 45 (path d) communicating from the crankcase 5 to the intake side, is mixed with intake air from the intake manifold 71 (path c), and is sucked into the combustion chamber 40 again in the intake stroke. In the present embodiment, since the groove portion 44 is opened only in the exhaust stroke, exhaust gas does not flow back through the communication passage 41 in the intake stroke or the compression stroke, but the groove range of the groove portion 44 is 180 ° or more. As a result, the groove 44 can also be used for intake and exhaust.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室40からクランクケース5内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路45を利用して吸気側から燃焼室40に供給できる。また、弁体43の形状で、再循環させる排気ガスの量を調節することが可能となる。 As described above, the EGR device is configured with a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 40 into the crankcase 5 during the exhaust stroke, and the exhaust gas is discharged through the breather path 45 during the intake stroke. Thus, it can be supplied to the combustion chamber 40 from the intake side. Further, the amount of exhaust gas to be recirculated can be adjusted by the shape of the valve body 43.
次に、図6を用いて本発明の実施例3とするEGR装置を説明する。図6におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例3のEGR装置は、連通路41及びカム室42は第2実施例と略同様に構成されるが、弁体43の溝部44の切欠位置が異なり、前記弁体43は吸気行程にのみ開くよう構成されている。さらに、排気マニホールド72とクランクケース5との間に排気通路46を設けて連通して、排気マニホールド72から排気通路46を介してクランクケース5に排気ガスを引き込むことを可能としている。つまり、排気行程で燃焼室40から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド72から排気通路46(経路a)を通り、クランクケース5内へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路41及び溝部44(経路b)から燃焼室40へと再び吸入される。 Next, an EGR apparatus that is Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 6 are the same steps as in FIG. In the EGR device of the third embodiment, the communication passage 41 and the cam chamber 42 are configured in substantially the same manner as in the second embodiment, but the notch position of the groove portion 44 of the valve body 43 is different, and the valve body 43 is only in the intake stroke. Configured to open. Further, an exhaust passage 46 is provided between the exhaust manifold 72 and the crankcase 5 so as to communicate therewith, and exhaust gas can be drawn into the crankcase 5 from the exhaust manifold 72 via the exhaust passage 46. That is, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 40 in the exhaust stroke is sent from the exhaust manifold 72 into the crankcase 5 through the exhaust passage 46 (path a). Then, the air is again sucked into the combustion chamber 40 from the communication passage 41 and the groove 44 (path b) opened in the intake stroke.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室40から排気通路46を利用してクランクケース5内に排出し、吸気行程で該排気を、連通路41を利用して燃焼室40に供給できる。また、弁体43の形状で、再循環させる排気ガスの量を調節することが可能となる。さらに、ブリーザ部品を廃止できる。 As described above, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 40 into the crankcase 5 using the exhaust passage 46 in the exhaust stroke, and the exhaust is discharged in the intake stroke. The communication passage 41 can be used to supply the combustion chamber 40. Further, the amount of exhaust gas to be recirculated can be adjusted by the shape of the valve body 43. In addition, breather parts can be eliminated.
次に、図7を用いて本発明の実施例4のEGR装置を説明する。図7におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例4のEGR装置は、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラ47と、該クーラ47と燃焼室40とを連通する連通路48が設けられている。該連通路48の一端における燃焼室40側の開口は、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置され、該連通路48の途中にカム室42を形成し、該カム室42内に排気行程にのみ開く弁体43が前記同様に溝部44を構成されて収納されている。前記クーラ47の一端はカム室42と連通され、他端は吸気マニホールド71に連通する排気通路49が連通されている。該クーラ47はラジエータからの冷却水、または空冷で冷却され、シリンダブロック2に一体的に構成してもよく、別体としてシリンダブロック2外側に配設する構成としてもよい。排気ガスは排気行程で燃焼室40から連通路48及び溝部44(経路b)を通ってクーラ47に送られ、冷却された後、排気通路49及び吸気マニホールド71(経路c)を経由し、吸気行程で燃焼室40へと再び吸入される。 Next, an EGR device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 7 are the same steps as in FIG. The EGR device of the fourth embodiment is provided with a cooler 47 for cooling the exhaust gas to be recirculated, and a communication passage 48 that communicates the cooler 47 and the combustion chamber 40. The opening on the combustion chamber 40 side at one end of the communication passage 48 is disposed at a position that opens at the later stage of the exhaust stroke, the expansion stroke, and the intake end stroke in the combustion cycle, and the cam chamber 42 is placed in the middle of the communication passage 48. A valve body 43 that is formed and opened only in the exhaust stroke is housed in the cam chamber 42 with a groove 44 formed in the same manner as described above. One end of the cooler 47 communicates with the cam chamber 42, and the other end communicates with an exhaust passage 49 communicating with the intake manifold 71. The cooler 47 is cooled by cooling water from a radiator or air cooling, and may be configured integrally with the cylinder block 2 or may be disposed separately from the cylinder block 2. In the exhaust stroke, the exhaust gas is sent from the combustion chamber 40 to the cooler 47 through the communication passage 48 and the groove 44 (path b), and after being cooled, the exhaust gas passes through the exhaust passage 49 and the intake manifold 71 (path c) and is taken into the intake air. In the stroke, it is sucked again into the combustion chamber 40.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクーラ47内に排出しその排気ガスを冷却する。そして、吸気行程で排気をクーラ47内から吸気マニホールド71に供給することが可能となる。よって、EGR装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラ47で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。 As described above, the EGR device is configured with a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber into the cooler 47 in the exhaust stroke to cool the exhaust gas. In the intake stroke, exhaust can be supplied from the cooler 47 to the intake manifold 71. Therefore, the EGR device can be configured by adding a small number of members, and the cost can be reduced. Further, the exhaust gas to be recirculated becomes a part of the latter part of the exhaust stroke and has a lower temperature than that of the conventional one, so that it does not need to be cooled and efficiency is improved. Furthermore, since the exhaust gas is cooled by the cooler 47, the intake side does not become hot, and safety can be further improved.
次に、図8を用いて本発明の実施例5のEGR装置に関して説明する。図8におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例5のEGR装置は、前記実施例4と略同じ構成として、弁体43の溝部44の切欠位置が異なり、前記弁体43は吸気行程にのみ開くよう構成されており、さらに、排気マニホールド72から前記クーラ47の他端に排気ガスを引き込む排気通路54が連通されている。こうして、排気行程で燃焼室40から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド72から排気通路54(経路b)を通り、クーラ47へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路48及び溝部44(経路d)から燃焼室40へと再び吸入される。 Next, an EGR device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 8 are the same steps as in FIG. The EGR device according to the fifth embodiment has substantially the same configuration as that of the fourth embodiment except that the notch position of the groove portion 44 of the valve body 43 is different, the valve body 43 is configured to open only during the intake stroke, and further, the exhaust manifold An exhaust passage 54 for drawing exhaust gas from 72 to the other end of the cooler 47 is communicated. Thus, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 40 in the exhaust stroke is sent from the exhaust manifold 72 to the cooler 47 through the exhaust passage 54 (path b). Then, the air is again sucked into the combustion chamber 40 from the communication passage 48 and the groove 44 (path d) opened in the intake stroke.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールド72からクーラ47内に排出し、吸気行程で排気をクーラ47内から燃焼室40に供給することが可能となる。よって、EGR装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラ47で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。 As described above, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the exhaust manifold 72 into the cooler 47 in the exhaust stroke, and the exhaust gas is supplied from the cooler 47 to the combustion chamber 40 in the intake stroke. It becomes possible to do. Therefore, the EGR device can be configured by adding a small number of members, and the cost can be reduced. Further, the exhaust gas to be recirculated becomes a part of the latter part of the exhaust stroke and has a lower temperature than that of the conventional one, so that it does not need to be cooled and efficiency is improved. Furthermore, since the exhaust gas is cooled by the cooler 47, the intake side does not become hot, and safety can be further improved.
次に、図9を用いて本発明の実施例6のEGR装置に関して説明する。図9におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例6のEGR装置は、前記連通路48がカム軸13を通過せず、その上方を通過してクーラ47と連通されている。そして、該連通路48の途中にクランク軸3により回転駆動されるカム軸13により駆動される弁体55が配置され、該弁体55が昇降駆動されることにより連通路48を開閉するように構成している。該弁体55は上部に介装されたバネにより閉方向に付勢されており、排気行程にのみカム軸13により押し上げられて開くように構成されている。さらに前記クーラ47の他端は吸気マニホールド71に連通する排気通路49が設けられている。排気ガスは排気行程で燃焼室40から連通路48及び弁体55(経路b)を通ってクーラ47に送られ、その後排気通路49から吸気マニホールド71を経由し、吸気行程で排気通路49(経路c)から燃焼室40へと再び吸入される。 Next, an EGR apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 9 are the same steps as in FIG. In the EGR device according to the sixth embodiment, the communication path 48 does not pass through the cam shaft 13 but passes through the upper part thereof and is in communication with the cooler 47. A valve body 55 driven by the camshaft 13 that is rotationally driven by the crankshaft 3 is disposed in the middle of the communication path 48, and the communication path 48 is opened and closed by being driven up and down. It is composed. The valve body 55 is urged in the closing direction by a spring interposed in the upper portion, and is configured to be pushed up and opened by the camshaft 13 only in the exhaust stroke. Further, an exhaust passage 49 communicating with the intake manifold 71 is provided at the other end of the cooler 47. The exhaust gas is sent from the combustion chamber 40 to the cooler 47 through the communication passage 48 and the valve body 55 (path b) in the exhaust stroke, and then from the exhaust passage 49 through the intake manifold 71 to the exhaust passage 49 (path) in the intake stroke. from c) to the combustion chamber 40 again.
上記のように、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室40からクーラ47内に排出し、吸気行程で排気をクーラ47内から吸気マニホールド71に供給することが可能となる。よって、EGR装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスをクーラ47で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。 As described above, the EGR device has a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 40 into the cooler 47 in the exhaust stroke, and the exhaust gas is supplied from the cooler 47 to the intake manifold 71 in the intake stroke. It becomes possible to do. Therefore, the EGR device can be configured by adding a small number of members, and the cost can be reduced. Further, since the exhaust gas is cooled by the cooler 47, the intake side does not become hot, and safety can be further improved.
次に、図10を用いて本発明の実施例7のEGR装置に関して説明する。図10におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例7のEGR装置は、実施例6のEGR装置と略同じ構成としており、排気通路49の代わりに排気通路54が排気マニホールド72と連通されている。そして、前記弁体55は吸気行程にのみ開くよう構成されており、さらに、排気マニホールド72から排気通路54を介して前記クーラ47に排気ガスを引き込む構成としている。排気行程で燃焼室40から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド72から排気通路54(経路b)を通り、クーラ47へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路48及び弁体55(経路d)から燃焼室40へと再び吸入される。 Next, an EGR apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 10 are the same steps as in FIG. The EGR device of the seventh embodiment has substantially the same configuration as the EGR device of the sixth embodiment, and an exhaust passage 54 communicates with an exhaust manifold 72 instead of the exhaust passage 49. The valve body 55 is configured to open only during the intake stroke, and exhaust gas is drawn into the cooler 47 from the exhaust manifold 72 through the exhaust passage 54. A part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 40 in the exhaust stroke is sent from the exhaust manifold 72 to the cooler 47 through the exhaust passage 54 (path b). Then, the air is again drawn into the combustion chamber 40 from the communication passage 48 and the valve body 55 (path d) opened in the intake stroke.
上記により、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールド72からクーラ47内に排出し、吸気行程で排気をクーラ47内から燃焼室40に供給することが可能となる。よって、EGR装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。 As described above, the EGR device is configured with a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the exhaust manifold 72 into the cooler 47 in the exhaust stroke, and the exhaust is supplied from the cooler 47 to the combustion chamber 40 in the intake stroke. Is possible. Therefore, the EGR device can be configured by adding a small number of members, and the cost can be reduced. Further, since the exhaust gas is not recirculated to the intake side, the intake side does not become hot, and safety can be further improved.
次に、図11を用いて本発明の実施例8のEGR装置に関して説明する。図11におけるA乃至Dは図4と同じ行程である。実施例8のEGR装置は前記実施例4・5の変形であり、カム軸13に設けた弁体43の構成が異なり、クーラ47が吸気マニホールド71及び排気マニホールド72にも接続されない構成としている。つまり、シリンダ2aとクーラ47を連通する連通路48の途中がカム室42を通過させ、該カム室42にカム軸13上に設けた弁体43を配置し、該弁体43に直径方向に連通孔56が設けられている。こうして、再循環される排気ガスがクーラ47に一時的に溜められて冷却する。前記連通路48に通じる燃焼室40の開口は、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置される。前記連通孔56は排気及び吸気行程にのみ開くように設けられている。排気ガスは排気行程で燃焼室40から該連通路48及び連通孔56(経路b)を経由し、クーラ47に送られる。その後、吸気行程で再び該連通孔56及び連通路48(経路d)を経由して燃焼室40へと吸入される。 Next, an EGR device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A to D in FIG. 11 are the same steps as in FIG. The EGR device of the eighth embodiment is a modification of the fourth and fifth embodiments, and the configuration of the valve body 43 provided on the camshaft 13 is different, and the cooler 47 is not connected to the intake manifold 71 and the exhaust manifold 72. That is, the middle of the communication passage 48 that communicates between the cylinder 2a and the cooler 47 passes through the cam chamber 42, and the valve body 43 provided on the cam shaft 13 is disposed in the cam chamber 42. A communication hole 56 is provided. Thus, the recirculated exhaust gas is temporarily stored in the cooler 47 and cooled. The opening of the combustion chamber 40 that communicates with the communication passage 48 is disposed at a position that is opened at the later stage of the exhaust stroke, the expansion stroke, and the intake stroke in the combustion cycle. The communication hole 56 is provided so as to open only during the exhaust and intake strokes. The exhaust gas is sent from the combustion chamber 40 to the cooler 47 through the communication passage 48 and the communication hole 56 (path b) in the exhaust stroke. Thereafter, the air is sucked into the combustion chamber 40 again through the communication hole 56 and the communication path 48 (path d) in the intake stroke.
上記により、EGR装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室40からクーラ47内に排出し、吸気行程で排気をクーラ47内から燃焼室40に供給することが可能となる。よって、排気側と吸気側を連通する必要がないので、部品点数を削減して、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。 As described above, the EGR device is configured with a simple structure, and a part of the exhaust gas is discharged from the combustion chamber 40 into the cooler 47 in the exhaust stroke, and the exhaust is supplied from the cooler 47 to the combustion chamber 40 in the intake stroke. Is possible. Therefore, there is no need to communicate the exhaust side and the intake side, so the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Further, since the exhaust gas is not recirculated to the intake side, the intake side does not become hot, and safety can be further improved.
次に、図12を用いて本発明の実施例9のEGR装置に関して説明する。実施例9のEGR装置は、実施例2・3・4・5・8において、弁体を収納するカム室42内に潤滑油が溜まる可能性があるので、前記カム室42とクランクケース5内とを連通する油抜き穴57がカム室42下端から下方に延設して設けられている。該油抜き穴57の上端は、弁体43の回転方向の前側に溝部57aが設けられている。これにより、弁体43から余分な潤滑油を効率良くかき取ることができ、溝部44内の排気ガスの流れを円滑にすることができる。 Next, an EGR apparatus according to Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to FIG. In the EGR device according to the ninth embodiment, in the second, third, fourth, fifth, and eighth embodiments, there is a possibility that lubricating oil may accumulate in the cam chamber 42 that accommodates the valve body. An oil drain hole 57 is provided extending downward from the lower end of the cam chamber 42. A groove 57 a is provided at the upper end of the oil drain hole 57 on the front side in the rotation direction of the valve body 43. Thereby, excess lubricating oil can be efficiently scraped off from the valve body 43, and the flow of the exhaust gas in the groove part 44 can be made smooth.
次に、図13を用いて本発明の実施例10におけるEGR装置の構造に関して説明する。実施例10のEGR装置は、実施例2・3・4・5・8における前記連通路41または48に通じる燃焼室40側の開口を、シリンダブロック2のピストン4との接触面に上下方向に形成した溝部58としている。これにより、シリンダブロック2に溝部58を予め形成しておくことで、孔加工をなくして加工工程を減らして、コストを低減することができる。 Next, the structure of the EGR device in Embodiment 10 of the present invention will be described with reference to FIG. In the EGR device of the tenth embodiment, the opening on the combustion chamber 40 side communicating with the communication passage 41 or 48 in the second, third, fourth, fifth, and eighth embodiments is vertically arranged on the contact surface with the piston 4 of the cylinder block 2. The groove 58 is formed. Thereby, by forming the groove portion 58 in the cylinder block 2 in advance, it is possible to eliminate the hole processing, reduce the processing steps, and reduce the cost.
次に、図14を用いて本発明の実施例11のEGR装置に関して説明する。実施例11のEGR装置は、前記溝部58のピストン4と接触する部分に、該溝部58の部分に連通孔61を開口させた筒状部材59が配置されている。即ち、シリンダ2a内に筒状部材59としてスリーブを嵌め込み、該スリーブに、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に連通孔61を開口し、溝部58とスリーブにより連通路を形成するのである。これにより、ピストン4表面のリングなどからのガス漏れを防止することができる。 Next, an EGR apparatus according to Embodiment 11 of the present invention will be described with reference to FIG. In the EGR device according to the eleventh embodiment, a cylindrical member 59 in which a communication hole 61 is opened in a portion of the groove portion 58 is disposed in a portion of the groove portion 58 that contacts the piston 4. That is, a sleeve is fitted as a cylindrical member 59 in the cylinder 2a, and the communication hole 61 is opened at a position that opens in the later stage of the exhaust stroke, the expansion stroke, and the intake stroke in the combustion cycle. The communication path is formed by the sleeve. Thereby, the gas leak from the ring of the piston 4 surface etc. can be prevented.
1 エンジン
2a シリンダ
3 クランク軸
4 ピストン
5 クランクケース
13 カム軸
27 吸気弁
28 排気弁
40 燃焼室
41 連通路
42 カム室
43 弁体
44 連通孔
47 クーラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2a Cylinder 3 Crankshaft 4 Piston 5 Crankcase 13 Camshaft 27 Intake valve 28 Exhaust valve 40 Combustion chamber 41 Communication path 42 Cam chamber 43 Valve body 44 Communication hole 47 Cooler
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