JP5709452B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、主として自動車などに搭載される内燃機関に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine mounted mainly in an automobile or the like.
従来、自動車に搭載されるエンジンでは、排気ガスの質及び燃費を改善させるために、排気ガスの一部を吸入空気に混合する排気ガス再循環機構を備えるものが知られている。排気ガス再循環機構は例えば、基本的には、排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環通路と、その排気ガス再循環通路に設けられる流量制御弁とを備えるものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engine mounted on an automobile is known that includes an exhaust gas recirculation mechanism that mixes a part of exhaust gas with intake air in order to improve exhaust gas quality and fuel consumption. The exhaust gas recirculation mechanism basically includes, for example, an exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage, and a flow rate control valve provided in the exhaust gas recirculation passage. .
このような排気ガス再循環機構を備えるものとして例えば、特許文献1のものがある。この特許文献1のものは、排気ガス再循環機構における不具合、すなわち再循環させる排気ガス中の水分やカーボンなどン微粒子に起因して、排気ガス再循環通路の出口側にデポジットが堆積することを解消するために、ブローバイガスを利用する構成としている。具体的には、特許文献1のものは、排気ガス再循環通路の吸気通路への吹き出し口の近傍にブローバイガスの噴出口を設け、かつ還流排気流と同方向へブローバイガスが噴出するようにブローバイガスコントロールバルブを噴出口の近傍に設けるものである。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 discloses such an exhaust gas recirculation mechanism. The thing of this patent document 1 is that the deposit accumulates on the exit side of the exhaust gas recirculation passage due to a defect in the exhaust gas recirculation mechanism, that is, moisture fine particles such as moisture and carbon in the exhaust gas to be recirculated. In order to solve this problem, the blow-by gas is used. More specifically, in Patent Document 1, a blow-by gas outlet is provided in the vicinity of the outlet to the intake passage of the exhaust gas recirculation passage, and blow-by gas is jetted in the same direction as the recirculated exhaust flow. A blow-by gas control valve is provided in the vicinity of the ejection port.
ところで、例えば2気筒のエンジン、特には360°CA(クランク角度)間隔で等間隔燃焼を行うエンジンでは、排気ガス再循環機構を採用すると、排気脈動が大きいために、再循環させる排気ガスの流量が安定しないことがある。 By the way, for example, in a two-cylinder engine, particularly an engine that performs combustion at equal intervals at 360 ° CA (crank angle) intervals, if an exhaust gas recirculation mechanism is employed, exhaust pulsation is large, and therefore the flow rate of exhaust gas to be recirculated. May not be stable.
そこで本発明は以上の点に着目し、排気脈動が大きな内燃機関において、再循環する排気ガスの流量の安定化を図ることを目的としている。 Accordingly, the present invention focuses on the above points and aims to stabilize the flow rate of exhaust gas that is recirculated in an internal combustion engine having a large exhaust pulsation.
すなわち、本発明の内燃機関は、二気筒で360°CA間隔で等間隔燃焼を行うものであって、排気通路に設けられる触媒上流から吸気通路へ排気ガスの一部を再循環させる排気ガス再循環通路と、排気ガス再循環通路に設けられ再循環させる排気ガス量を制御する流量制御弁と、クランクケースから排気ガス再循環通路の流量制御弁より上流へクランクケース内のブローバイガスを送り出すブローバイガス通路と、ブローバイガス通路に設けられクランクケースから排気ガス再循環通路へのみブローバイガスを通過させる一方弁または電磁式PCV弁とを備えることを特徴とする。 That is, the internal combustion engine of the present invention performs equal-interval combustion at 360 ° CA intervals in two cylinders, and recirculates part of the exhaust gas from the upstream side of the catalyst provided in the exhaust passage to the intake passage. A circulation passage, a flow rate control valve provided in the exhaust gas recirculation passage for controlling the amount of exhaust gas to be recirculated, and a blowby for sending blowby gas in the crankcase upstream from the flow control valve in the exhaust gas recirculation passage from the crankcase It is provided with a gas passage and a one-way valve or an electromagnetic PCV valve provided in the blow-by gas passage and allowing the blow-by gas to pass only from the crankcase to the exhaust gas recirculation passage.
このような構成によれば、ブローバイガス通路から流量制御弁の上流へ、排気行程以外の行程においてブローバイガスが導入されるので、一燃焼毎の再循環される排気ガスの脈動が低減する。これにより、再循環される排気ガスがブローバイガスを含んで安定的に供給され、燃焼が安定し、排気ガス再循環制御を適用する運転領域を拡大することが可能で、燃費の向上を図ることが可能になる。 According to such a configuration, the blow-by gas is introduced from the blow-by gas passage to the upstream of the flow rate control valve in a stroke other than the exhaust stroke, so that the pulsation of the exhaust gas recirculated for each combustion is reduced. As a result, the recirculated exhaust gas is stably supplied including the blow-by gas, the combustion is stable, the operating range to which the exhaust gas recirculation control is applied can be expanded, and the fuel efficiency is improved. Is possible.
本発明は、以上説明したような構成であり、再循環される排気ガスの脈動がブローバイガスの導入により緩和されて安定的に排気ガスを再循環させることができ、排気ガス再循環制御を適用する運転領域を拡大することができることで、燃費を向上させることができる。 The present invention is configured as described above, and the pulsation of the recirculated exhaust gas is mitigated by the introduction of blow-by gas so that the exhaust gas can be stably recirculated, and the exhaust gas recirculation control is applied. Fuel consumption can be improved by expanding the driving range to be performed.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
この実施形態のエンジン1は、二気筒で、360°CA間隔で等間隔燃焼を行う。エンジン1は、この分野でよく知られている本体2と、排気ガス再循環機構(以下、EGR機構と称する)3と、ブローバイガス通路4とを備えている。本体2は、各シリンダ5と、それぞれのシリンダ5の下側に配置されるクランクケース6とを備えている。360°CA間隔での等間隔燃焼であるので、第一の気筒が膨張行程である場合に、第二の気筒は吸気行程であり、両方の気筒のピストンが同時に降下するものであり、第一の気筒が排気行程である場合に、第二の気筒は圧縮行程であり、この場合には両方の気筒のピストンが同時に上昇するものである。
The engine 1 of this embodiment is a two-cylinder engine that performs equal-interval combustion at 360 ° CA intervals. The engine 1 includes a
それぞれの気筒は、二本の吸気弁7と二本の排気弁8を備えている。それぞれの吸気弁7により開閉される吸気ポートには、吸気通路を構成するインテークマニホルド9が接続される。インテークマニホルド9は、一つの気筒におけるそれぞれの吸気ポートに接続される管路が吸気ポート集合部10に集合された後にサージタンク11に接続されて、スロットル弁12を介してサージタンク11に流入する新気を各気筒に分配する。なお、この実施形態のインテークマニホルド9は、それぞれの吸気ポート集合部10が、サージタンク11により結合される構造であるが、サージタンク11に結合される前に吸気ポート集合部10同士が結合(集合)される構造、つまりそれぞれの吸気ポートに接続される管路が一旦一カ所で結合された後にサージタンク11に接続される構造であってもよい。
Each cylinder is provided with two
同様に、それぞれの排気弁8により開閉される排気ポートには、排気通路を構成するエキゾーストマニホルド13が接続される。エキゾーストマニホルド13は、各気筒から排出される排気ガスを、集合部14に導いて、集合部に接続される三元触媒15に導入する。集合部14つまり三元触媒15の上流には、EGR機構3を構成する排気ガス再循環通路(以下、EGR通路と称する)16の排気側端部16aが接続される。
Similarly, an
EGR機構3は、三元触媒15の上流からインテークマニホルド9へ排気ガスの一部を再循環させるEGR通路16と、EGR通路16に設けられ再循環させる排気ガス量を制御する流量制御弁(以下、EGR弁と称する)17とを備えている。EGR通路16は、排気側端部16aとは反対側の吸気側端部16bが、インテークマニホルド9の各吸気ポート集合部10に、したがってスロットル弁12の下流において接続される。EGR弁17は、エンジンの運転状態に対応して、エンジンの運転を制御する電子制御装置(図示しない)により開閉を制御される。
The EGR mechanism 3 includes an
ブローバイガス通路4は、クランクケース6からEGR通路16のEGR弁17より上流へクランクケース6内に存在する、潤滑油の蒸気や未燃焼の混合気などからなるブローバイガスを送り出すもので、その一方の端部がクランクケース6に接続されるとともに、他方の端部がEGR通路16のEGR弁17より上流に接続される。このブローバイガス通路4には、クランクケース6内のブローバイガスを、EGR通路16の方向にのみ通過させる一方弁18が設けられている。したがって、EGR通路16からブローバイガス通路4を介して、排気ガスがクランクケース6に流入することはない。
The blow-by
このような構成において、EGR弁17を開いて、排気ガスの一部(以下、EGRガスと称する)を吸入空気に混合する排気ガス再循環制御(以下、EGR制御と称する)を実施している場合、二つの気筒の一方の気筒例えば第一の気筒が排気行程にあると、図2に細実線で示すように、ピストンが上昇して気筒内の排気ガスがエキゾーストマニホルド13に排出されてEGR通路16のEGR弁17上流部分におけるEGRガス量が増加する。なお、この細実線で示すEGRガス量の継続的な変化は、EGRガス単独での変化、つまりブローバイガス通路4を機能させない場合における変化を示すものである。
In such a configuration, the exhaust gas recirculation control (hereinafter referred to as EGR control) is performed by opening the
この時、ピストンは上昇中であるので、ピストンより下側、言い換えればピストンを挟んで燃焼室とは反対側の空間を含むクランクケース6内に存在するブローバイガスは、ブローバイガス通路4には積極的には押し出されず、EGR通路16の圧力とクランクケース6内の圧力との差により流出する。また、ブローバイガス通路4には一方弁18が設けてあるので、EGR通路16からクランクケース6の方向にEGRガスが移動することはない。したがって、EGR弁17を通過してインテークマニホルド9に流入するEGRガス量は、排気行程の進行とともに増加する。
At this time, since the piston is rising, blow-by gas existing in the crankcase 6 including the space below the piston, in other words, the space on the opposite side of the combustion chamber across the piston is positively applied to the blow-by
この後、第一の気筒が吸気行程になると、第一の気筒の排気弁8が閉じられ、かつ吸気弁7が開けられるので、上記した部位のEGRガス量が徐々に減少する。この時、両方の気筒のピストンが同時に降下するので、ピストンより下側、言い換えればピストンを挟んで燃焼室とは反対側に存在するブローバイガスが、図2に点線で示すように、吸気行程の進行とともにクランクケースからブローバイガス通路4に押し出されてその量が増加する。なお、この点線で示すブローバイガス量の継続的な変化は、ブローバイガス単独での変化、つまりEGRガス量を加味しない変化を示すものである。
Thereafter, when the first cylinder is in the intake stroke, the
この結果、ブローバイガス通路4及びEGR通路16のEGR弁17上流部分において、減少傾向にあるEGRガスにブローバイガスが混合し、全体としてEGRガス量の減少が緩和される。このため、EGR弁17より下流部分におけるEGR通路にあってインテークマニホルド9に流入するEGRガス量は、図2に太実線で示すように、EGRガス単独での変化に比べて、変化幅の少ない、つまり脈動が平坦化されて変動の少ないものになる。
As a result, the blow-by gas is mixed with the decreasing EGR gas in the upstream portion of the
このように、EGRガスのみの量が減少する行程にあっては、EGRガスにブローバイガスが混合されるので、吸入空気に混合される実際のEGRガス量の減少を抑制することができる。またこれと同時に、ブローバイガスを効率よく消費して、クランクケース6内の換気を促進させることができる。このため、EGRガス量の変動(脈動)が少ないため、安定してEGRガスを供給することができ、サイクル間で燃焼を安定させることができる。このようにして燃焼を安定させることにより、燃費の向上を促進させることができる。 Thus, in the process of reducing the amount of only EGR gas, since the blow-by gas is mixed with the EGR gas, it is possible to suppress a decrease in the actual amount of EGR gas mixed with the intake air. At the same time, blow-by gas can be consumed efficiently, and ventilation in the crankcase 6 can be promoted. For this reason, since there is little fluctuation | variation (pulsation) of EGR gas amount, EGR gas can be supplied stably and combustion can be stabilized between cycles. By stabilizing the combustion in this way, it is possible to promote improvement in fuel consumption.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、ブローバイガス通路4に設けられる一方弁18に代えて、電磁式制御弁(PCV弁)を用いるものであってもよい。電磁式制御弁を用いる場合、吸気行程や膨張行程において電磁式制御弁の開度を小さくし、クランクケース6からEGR通路16に流出するブローバイガス量を制限し、圧縮行程ではその開度を大きくすることにより、圧縮行程時にクランクケース6からEGR通路16に流出するブローバイガス量を増やすように、電磁式制御弁の開度を制御する。このように、電磁式制御弁の開度を行程に応じて制御することで、吸入空気に混合するブローバイガスをも含んだEGRガス量の脈動を、上記実施形態同様に平坦化するものである。
For example, instead of the one-
過給機を備えるものエンジンの場合、EGR通路の排気系側の端部は、タービンの上流以外に、その下流にある三元触媒の下流に接続し、その吸気系の端部は、コンプレッサの上流に接続するものであってよい。 In the case of an engine equipped with a supercharger, the end of the EGR passage on the exhaust system side is connected to the downstream of the three-way catalyst downstream of the turbine, and the end of the intake system is connected to the compressor. It may be connected upstream.
エンジンの本体は、単気筒であってもよい。 The main body of the engine may be a single cylinder.
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明の活用例として、EGR制御を実施する気筒数の少ない内燃機関であって、EGRガス量に脈動が生じるものが挙げられる。 As an application example of the present invention, there is an internal combustion engine with a small number of cylinders that performs EGR control, in which pulsation occurs in the amount of EGR gas.
1…エンジン
2…本体
3…排気ガス再循環通路
4…ブローバイガス通路
6…クランクケース
17…流量制御弁
18…一方弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (1)
排気ガス再循環通路に設けられ再循環させる排気ガス量を制御する流量制御弁と、
クランクケースから排気ガス再循環通路の流量制御弁より上流へクランクケース内のブローバイガスを送り出すブローバイガス通路と、
ブローバイガス通路に設けられクランクケースから排気ガス再循環通路へのみブローバイガスを通過させる一方弁または電磁式PCV弁とを備える、二気筒で360°CA間隔で等間隔燃焼を行う内燃機関。 An exhaust gas recirculation passage that recirculates a portion of the exhaust gas from the catalyst upstream provided in the exhaust passage to the intake passage;
A flow rate control valve for controlling the amount of exhaust gas to be recirculated provided in the exhaust gas recirculation passage;
A blowby gas passage for sending blowby gas in the crankcase upstream from the flow control valve of the exhaust gas recirculation passage from the crankcase;
An internal combustion engine that is provided in a blow-by gas passage and has a one-way valve or an electromagnetic PCV valve that allows blow-by gas to pass only from a crankcase to an exhaust gas recirculation passage, and performs equal combustion at 360 ° CA intervals in two cylinders .
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