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JPS6116257A - Engine exhaust recirulation control system - Google Patents

Engine exhaust recirulation control system

Info

Publication number
JPS6116257A
JPS6116257A JP59136207A JP13620784A JPS6116257A JP S6116257 A JPS6116257 A JP S6116257A JP 59136207 A JP59136207 A JP 59136207A JP 13620784 A JP13620784 A JP 13620784A JP S6116257 A JPS6116257 A JP S6116257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
valve
passage
cylinder
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59136207A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Hashimoto
昇 橋本
Akio Nagao
長尾 彰士
Toshimasu Tanaka
田中 稔益
Masanori Misumi
三角 正法
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP59136207A priority Critical patent/JPS6116257A/en
Publication of JPS6116257A publication Critical patent/JPS6116257A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/20Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/40Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with timing means in the recirculation passage, e.g. cyclically operating valves or regenerators; with arrangements involving pressure pulsations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To enhance the flammability of mixture by providing a means to complete the supply of exhaust gas to the suction system before a prescribed period of time precedent to the completion time of suction stroke and a means to cause swirl to exhaust gas supplied into the cylinder, at least at the low load operation of engine. CONSTITUTION:The downstream part of a suction passage 7 is divided into a primary suction passage 7b and a secondary suction passage 7c by a division wall 16, and the downstream end of the primary suction passage 7b having a smaller corss-sectional area is opened to the suction passage at a slightly upstream point from a suction valve 9 in the circumferential direction to a cylinder 4 to become a means 17 to cause swirl. Further, the downstream end of an EGR passage 21 branched from an exhaust passage 8 is opened to the primary suction passage 7b, and the quantity of recirculating exhaust gas is controlled by an EGR valve 22. In addition, a rotary valve 30 in which the opening time of valve is regulated by a valve timing variable mechanism 31 is interposed in the EGR passage on the downstream side of the EGR valve 22, and this rotary valve controls the supply of exhaust gas to complete before a prescribed period of time precedent to the completion time of suction stroke at a low load operation.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの吸気行程でシリンダ内に排気の一
部を還流させる排気還流システムにおいて、排気還流の
タイミングを制御するようにした排気還流制御8置に関
するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to an exhaust recirculation system that recirculates part of exhaust gas into a cylinder during the intake stroke of an engine, in which the timing of exhaust recirculation is controlled. This relates to eight control positions.

(従来技術) 従来より、例えば特開昭56−148636号公報等に
より開示されているように、燃料噴1>1ti置を備え
たエンジンにおいて、吸気弁を介して燃焼室に連通ずる
吸気通路に燃料噴射弁を配設し、エンジンの低負荷域で
は吸気行程の後半に上記燃料Ill射弁1.s tら燃
料を噴射させることにより、点火栓が位置する燃焼室内
上部に混合気を偏在させて成層化するとともに、燃焼室
内に吸入される吸気にスワールを付与し、このスワール
にJ:つて、ト記成層化された混合気の圧縮行程におけ
る拡散を抑制して爆発膨張行程で成層燃焼を行わせるJ
:うにした技術が知られている。
(Prior Art) Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 56-148636, in an engine equipped with a fuel injection position of 1>1ti, an intake passage communicating with a combustion chamber via an intake valve is used. A fuel injection valve is provided, and in the low load range of the engine, the fuel injection valve 1. By injecting fuel from s t, the air-fuel mixture is unevenly distributed and stratified in the upper part of the combustion chamber where the spark plug is located, and a swirl is given to the intake air drawn into the combustion chamber, and this swirl is J to suppress the diffusion of stratified air-fuel mixture in the compression stroke and to cause stratified combustion in the explosion expansion stroke.
: Sea urchin technology is known.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、このよ−うな成層燃焼を行う燃料噴射式エン
ジンに限らず、シリンダの行程に関係なく吸気通路に燃
料を噴射する燃料噴射式エンジンや気化器式エンジンに
おいて、その低角何時に吸気行程で排気ガスの一部をシ
リンダ内に供給して排気ガス中のNOxを低減させるい
わゆる排気還流を行う場合に、通常行われているように
、吸気行、程の全期間に回ってシリンダ内に排気ガスを
供給したときには、シリンダ上部に位置する点火栓近傍
に混合気と共に還流排気ガスが分布するようになり、そ
の不活性な還流排気ガスにより点火栓からの火種が不安
定となって着火性が低下するという問題が生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, it is not limited to fuel injection engines that perform stratified combustion as described above, but also fuel injection engines and carburetor engines that inject fuel into the intake passage regardless of the stroke of the cylinder. When a part of the exhaust gas is supplied into the cylinder during the intake stroke to perform so-called exhaust recirculation to reduce NOx in the exhaust gas, as is normally done, the intake stroke, When exhaust gas is supplied into the cylinder for the entire period of A problem arises in that the spark source becomes unstable and ignitability deteriorates.

本発明は斯かる点に鑑みてなされ′たもので、°その目
的は、上記の如く、エンジンの吸気行程で排気ガスをシ
リンダ内に供給する排気還流を行う場合に、排気ガスの
供給終了タイミングを適切に設定することにより、シリ
ンダ上部に位置する点火栓近傍には混合気のみを分布さ
せて、点火栓からの安定した火種を確保できるようにし
、よって排気還流に伴うエンジンの着火性の低下を防止
することにある。
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to improve the timing at which exhaust gas supply ends when exhaust gas is recirculated to supply exhaust gas into the cylinder during the intake stroke of the engine, as described above. By appropriately setting , it is possible to distribute only the air-fuel mixture near the ignition plug located at the top of the cylinder, ensuring a stable source of spark from the ignition plug, thereby reducing the reduction in engine ignitability due to exhaust gas recirculation. The goal is to prevent

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の解決手段は、シリ
ンダの上部に点火栓と吸気通路の開口部とを配設し、シ
リンダ内に排気の一部を供給する排気供給手段を設けた
エンジンの排気還流制a装置において、エンジンの少な
くとも低負荷時に、吸気行程において実質的にシリンダ
内への混合気の流入が終了りる時点よりも所定期間門前
に上記排気供給手段による排気の供給を終了させる排気
供給制御手段と、少なくともシリンダ内に供給される排
気にスワールを生成させるスワール生成手段とを設けた
ものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the solving means of the present invention is such that an ignition plug and an opening of an intake passage are disposed in the upper part of the cylinder, and a part of the exhaust gas is disposed inside the cylinder. In an exhaust gas recirculation control device for an engine, which is equipped with an exhaust supply means for supplying a The present invention is provided with an exhaust supply control means for terminating the supply of exhaust gas by the exhaust supply means, and a swirl generation means for generating a swirl in at least the exhaust gas supplied into the cylinder.

(作用) 上記構成により、本発明では、エンジンの少なくとも低
負荷時に吸気行程で排気供給手段による排気の供給が終
了した時点からシリンダ内への混合気の流入が終了する
時点までの間はシリンダ内に混合気のみを供給して、該
混合気をシリンダ上部の点火栓近傍に偏在させ、かつこ
の点火栓近傍への混合気の偏在をスワール生成手段によ
り生成されたスワールによって圧縮行程の終期まで維持
して、点火栓による混合気への着火性を向上させるよう
にしたものである。
(Function) With the above configuration, in the present invention, at least when the load of the engine is low, the air inside the cylinder is maintained between the time when the exhaust supply means finishes supplying exhaust gas during the intake stroke and the time when the air-fuel mixture ends flowing into the cylinder. Supplying only the air-fuel mixture to the cylinder, the air-fuel mixture is unevenly distributed near the spark plug at the top of the cylinder, and the uneven distribution of the air-fuel mixture near the spark plug is maintained until the end of the compression stroke by the swirl generated by the swirl generating means. This improves the ability of the spark plug to ignite the air-fuel mixture.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図ないし第3図は本発明の第1実施例に係る装置構
成を示し、1はシリンダブロック2およびシリンダヘッ
ド3によって形成されたシリンダ4を有するエンジン、
5はシリンダ4内を往復動するピストン、6は該ピスト
ン5によってシリンダ4内に区画形成された燃焼室、7
は燃焼室6内に吸気を供給する吸気通路、8は燃焼室6
内の排気を排出する排気通路であって、上記吸気通路7
および排気通路8の燃焼室6への開口部7a、8aはシ
リンダヘッド3に形成され、吸気通路7の開口部7aに
は該開口部7aを開閉する吸気弁9が、排気通路8の開
口部8aには該開口部8aを開閉する排気弁1oがそれ
ぞれ配設されている。
1 to 3 show a device configuration according to a first embodiment of the present invention, in which 1 is an engine having a cylinder 4 formed by a cylinder block 2 and a cylinder head 3;
5 is a piston that reciprocates within the cylinder 4; 6 is a combustion chamber defined within the cylinder 4 by the piston 5; 7 is a combustion chamber defined within the cylinder 4 by the piston 5;
8 is an intake passage that supplies intake air into the combustion chamber 6, and 8 is the combustion chamber 6.
An exhaust passage for discharging exhaust gas from inside the intake passage 7.
Openings 7a and 8a of the exhaust passage 8 to the combustion chamber 6 are formed in the cylinder head 3, and an intake valve 9 for opening and closing the opening 7a of the intake passage 7 is provided at the opening 7a of the intake passage 7. Exhaust valves 1o for opening and closing the openings 8a are respectively disposed in the exhaust valves 8a.

また、上記シリンダヘッド3には上記吸気通路7の開口
部7aおよび排気通路8の開口部8aの側方部位に燃焼
室6内の混合気に点火する点火栓11が取り付けられて
おり、よって点火栓11および吸気通路7の開口部7a
はシリンダ4内の燃焼室6上部に配設されている。
Furthermore, an ignition plug 11 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is attached to the cylinder head 3 at a side portion of the opening 7a of the intake passage 7 and the opening 8a of the exhaust passage 8. Plug 11 and opening 7a of intake passage 7
is arranged above the combustion chamber 6 within the cylinder 4.

上記吸気通路7には、上流側から順に、燃焼室6に吸入
される吸入空気量を検出するエアフローメータ12と、
同吸入空気量をコントロールするスロワ1−ルバルブ1
3と、吸気の脈動を吸収するリージタンク14とが配設
され、吸気通路7の上流端はエアクリーナ15に接続さ
れている。
In the intake passage 7, in order from the upstream side, there is an air flow meter 12 that detects the amount of intake air sucked into the combustion chamber 6;
Thrower valve 1 that controls the amount of intake air
3 and a leege tank 14 that absorbs the pulsation of intake air are provided, and the upstream end of the intake passage 7 is connected to an air cleaner 15.

また、第2図および第3図に拡大詳示するように、上記
サージタンク14下流の吸気通路7は隔壁16にJ:っ
て1次側吸気通路7bと2次側吸気通路7Gとに分けら
れ、上記1次側吸気通路711は通路面積が2次側吸気
通路7cよりも小さく設定され、かつ1次側吸気通路7
bの上流端は吸気弁9よりも僅かに上流側の吸気通路7
にシリンダ4の円周方向に向かうように開口されてあり
、1次側吸気通路7bを流れる吸気をその流速を速めな
がらシリンダ4内に円周方向に導入することにより、シ
リンダ4内に吸気のスワールKを生成するようにしたス
ワール生成手段17が構成されている。
Further, as shown in enlarged detail in FIGS. 2 and 3, the intake passage 7 downstream of the surge tank 14 is divided into a primary intake passage 7b and a secondary intake passage 7G by a partition wall 16. The passage area of the primary side intake passage 711 is set smaller than that of the secondary side intake passage 7c, and
The upstream end of b is the intake passage 7 slightly upstream of the intake valve 9.
The cylinder 4 is opened in the circumferential direction of the cylinder 4, and the intake air flowing through the primary side intake passage 7b is introduced into the cylinder 4 in the circumferential direction while increasing its flow velocity. Swirl generating means 17 configured to generate swirl K is configured.

また、上記2次側吸気通路7Cの下流端はシリンダ4の
中心線と略平行な方向つまりピストン5上面に向かって
開口しており、この2次側吸気通路7Cを通ってシリン
ダ4に流入する吸気にスワールKを付与しないようにし
ている。また、上記2次側吸気通路7Cの途中には2次
側吸気通路7Cを開閉してスワールにの強度を制御する
スワール制御弁18が配設され、該スワール制御弁〜1
8は図示しないアクチユエータに駆動連結されていて該
アクチュエータによってエンジン1の回転数と負荷状態
に応じて作動制御され、エンジン1が低速低負荷領域に
あるときには、スワール制御弁18が閉じることにより
、吸気を1次側吸気通路7bからシリンダ4内に流入さ
せてスワールにの強度を強め、エンジン1が高速高負荷
領域に移行するのに伴い、スワール制御弁18の開度が
増大することにより、2次側吸気通路7Cからの吸気の
流入比率を高めて、シリンダ4内のスワールにの強度を
弱めるように構成されている。
Further, the downstream end of the secondary intake passage 7C opens in a direction substantially parallel to the center line of the cylinder 4, that is, toward the upper surface of the piston 5, and the air flows into the cylinder 4 through this secondary intake passage 7C. Swirl K is not applied to the intake air. Further, a swirl control valve 18 is disposed in the middle of the secondary intake passage 7C to control the intensity of the swirl by opening and closing the secondary intake passage 7C.
Reference numeral 8 is drivingly connected to an actuator (not shown), and the operation is controlled by the actuator according to the rotational speed and load condition of the engine 1. When the engine 1 is in a low speed and low load region, the swirl control valve 18 closes to control the intake air. flows into the cylinder 4 from the primary side intake passage 7b to strengthen the swirl, and as the engine 1 shifts to a high-speed, high-load region, the opening degree of the swirl control valve 18 increases. It is configured to increase the inflow ratio of intake air from the next intake passage 7C and weaken the swirl strength within the cylinder 4.

また、上記スワール制御弁18下流の2次側吸気通路7
Cには燃料噴射弁1つが燃料を燃焼室6に向けてIII
 DAl−るように配設され、該燃1’!1.1@躬弁
19には一定の燃料圧力が印加されており、燃料噴射弁
1つは入力されるパルス信号のパルス幅に応じて開弁時
間を変えて燃料噴射量を変化させるものである。
Further, the secondary intake passage 7 downstream of the swirl control valve 18
In C, one fuel injector directs fuel to combustion chamber 6.
DAl- is arranged so that the flame 1'! 1.1 @ A constant fuel pressure is applied to the valve 19, and one fuel injection valve changes the fuel injection amount by changing the valve opening time according to the pulse width of the input pulse signal. be.

一方、上記排気通路8の途中には排気を浄化するための
触媒20が配設ぎれ、該触媒20上流の排気通路8には
排気還流通路21の上流端が間口され、該排気還流通路
21の下流端は上記吸気通路7の1次側吸気通路7bに
開口されている。また、上記排気還流通路21の途中に
は排気還流弁22が配設され、該排気還流弁22は排気
還流通路21を絞り開閉する弁体23と、該弁体23に
駆動連結されたダイヤフラム24と、該ダイヤフラム2
4によって区画形成された負圧室25と、該負圧空25
に縮装され、ダイヤフラム24を弁体23の閉弁方向に
付勢するスプリング26とを備え、上記負圧室25はデ
ユーティバルブ27を介nQ t−’た負圧通路28を
介して負圧源(図示せず)に連通されている。而して、
排気通路8を流れる排気の一部を排気還流弁22によっ
て流量制御しながら吸気通路7の1次側吸気通路7bに
流入さセテシリンダ4の燃焼室6に供給するようにした
排気供給手段29が構成されている。よって、上記スワ
ール生成手段17は、上記排気供給手段29によって燃
焼室6に吸入空気と共に供給される排気にスワール1く
を生成する。
On the other hand, a catalyst 20 for purifying exhaust gas is disposed in the middle of the exhaust passage 8, and the upstream end of the exhaust gas recirculation passage 21 is opened in the exhaust passage 8 upstream of the catalyst 20. The downstream end is opened to the primary intake passage 7b of the intake passage 7. Further, an exhaust gas recirculation valve 22 is disposed in the middle of the exhaust gas recirculation passage 21, and the exhaust gas recirculation valve 22 includes a valve body 23 that throttles and opens and closes the exhaust gas recirculation passage 21, and a diaphragm 24 that is drivingly connected to the valve body 23. and the diaphragm 2
A negative pressure chamber 25 partitioned by 4 and the negative pressure space 25
and a spring 26 that urges the diaphragm 24 in the valve closing direction of the valve body 23. It is in communication with a pressure source (not shown). Then,
An exhaust gas supply means 29 is configured such that a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 8 flows into the primary side intake passage 7b of the intake passage 7 and is supplied to the combustion chamber 6 of the set cylinder 4 while controlling the flow rate by an exhaust gas recirculation valve 22. has been done. Therefore, the swirl generating means 17 generates a swirl in the exhaust gas that is supplied to the combustion chamber 6 together with the intake air by the exhaust gas supply means 29.

さらに、上記排気還流弁22下流の排気還流通路2つに
は該排気還流通路21を開閉するロークリバルブ30が
配設され、該ロークリバルブ30はその量弁時期を調整
するバルブタイミング可変機構31を介してエンジン1
に駆動連結されている。
Further, two exhaust recirculation passages downstream of the exhaust recirculation valve 22 are provided with a low recirculation valve 30 that opens and closes the exhaust recirculation passage 21. engine 1
The drive is connected to the

そして、上記燃料噴射弁19、排気還流弁22制御用の
デユーティバルブ27およびロータリバルブ30制御用
の可変11構31を作動制御するための制御システムを
説明すると、32は上記スロットルバルブ13のバルブ
開度を検出づるスロットルセンサ、33はディストリビ
コータ34の回転角からエンジン1のクランク角を検出
するクランク角センサであって、これらスロットルセン
サ32、クランク角センサ33および上記エアフローメ
ータ12の出力はその出力信号を受りて燃料噴射弁19
、デユーティバルブ27および可変機構31を制an 
するCPUを内蔵したコントローラ35に入力されてお
り、該コントローラ35により、上記クランク角セン1
ノ33からのクランク角信号およびエアフローメータ1
2からのエアフロー信号に基づいてエンジン1の回転数
c15よび′負荷状態を検出し、それを予め設定記憶さ
れている燃1131マツプと照合して椙本燃籾噴射吊を
決定するとともに、該基本燃料噴t)Jaをスロットル
センサ32からのスロットル信号に応じて補正して実行
燃料噴射司を決定し、該実行燃料噴射量に対応したパル
ス幅の信号をエンジン1の吸気行程の所定時期に燃料噴
射弁19に出力して燃焼に必要な燃料を噴射させるよう
に構成されている。
A control system for controlling the operation of the fuel injection valve 19, the duty valve 27 for controlling the exhaust recirculation valve 22, and the variable 11 mechanism 31 for controlling the rotary valve 30 will be described. 32 is the valve of the throttle valve 13. A throttle sensor 33 detects the opening degree, and a crank angle sensor 33 detects the crank angle of the engine 1 from the rotation angle of the distributor 34.The outputs of the throttle sensor 32, crank angle sensor 33, and air flow meter 12 are Upon receiving the output signal, the fuel injection valve 19
, the duty valve 27 and the variable mechanism 31 are controlled.
The crank angle sensor 1 is inputted to a controller 35 having a built-in CPU for
Crank angle signal from No. 33 and air flow meter 1
Based on the airflow signal from the engine 1, the rotational speed c15 and the load condition of the engine 1 are detected, and compared with the fuel 1131 map that has been set and stored in advance, the amount of fuel injection is determined. Injection t) Ja is corrected in accordance with the throttle signal from the throttle sensor 32 to determine the execution fuel injection amount, and a signal with a pulse width corresponding to the execution fuel injection amount is used to inject fuel at a predetermined time of the intake stroke of the engine 1. It is configured to output the fuel to the valve 19 to inject the fuel necessary for combustion.

すなわち、上記燃料噴射弁19による燃料噴射時期の設
定は、第6図に示す吸気弁9の開弁曲線において上死点
TDC前の吸気弁9が開く時点IOから下死点後BDC
後の吸気弁9が閉じる時点ICまでの吸気行程に対して
、その略中間部でピストン速度が最大となる時期の近傍
を中心として噴射終了時期θE、INJを設定し、該噴
射終了時期θE、INJよりも燃料噴射パルス幅に対応
した噴射角θINJだけ進んだ時期を噴射開始時期θ[
3,INJとすることにより行われるものであり、エン
ジン1の負荷が増大して燃料噴射パルス幅が大きくなる
のに従い該パルス幅に対応する噴射角θINJが増大し
て、吸気行程の略中間部を中心として噴射開始時期θB
、INJおよび噴射終了時期θE、INJが変更される
That is, the fuel injection timing by the fuel injection valve 19 is set from the time IO when the intake valve 9 opens before the top dead center TDC to the BDC after the bottom dead center in the valve opening curve of the intake valve 9 shown in FIG.
For the intake stroke up to the point IC when the subsequent intake valve 9 closes, the injection end times θE and INJ are set around the time when the piston speed reaches its maximum approximately in the middle of the intake stroke, and the injection end times θE, The injection start time θ [
3, INJ, and as the load on the engine 1 increases and the fuel injection pulse width increases, the injection angle θINJ corresponding to the pulse width increases, and the injection angle θINJ increases at approximately the middle of the intake stroke. Injection start time θB centered on
, INJ and injection end timing θE, INJ are changed.

また、上記コントローラ35により、エンジン1の負荷
状態に応じて排気還流弁22の弁開度およびロークリバ
ルブ300開弁時期を制御し、エンジン1が低負荷域に
あるときには、吸気行程において、上記燃料噴射弁1つ
から燃料が噴射されるのと同期してロークリバルブ30
を開弁させて、還流排気を燃焼室6内の可燃湿合気が分
布した空間内に分布させるとともに、混合気のシリンダ
4への流入が実質的に終了づる時点、Jなわち混合気を
構成する燃料の燃料噴射弁1つからの噴射が終了する時
点よりも所定期間前に上記ロータリバルブ30を閉弁さ
せて排気供給手段29による排気の供給を終了させるよ
うにした排気供給制御手段36が構成されている。
Further, the controller 35 controls the opening degree of the exhaust recirculation valve 22 and the opening timing of the low recirculation valve 300 according to the load state of the engine 1, and when the engine 1 is in a low load region, the fuel injection is performed during the intake stroke. At the same time that fuel is injected from one valve, the low-return valve 30
The valve is opened to distribute the recirculated exhaust gas in the space where the combustible moisture mixture is distributed in the combustion chamber 6, and at the point when the flow of the mixture into the cylinder 4 is substantially completed, J, that is, the mixture is Exhaust supply control means 36 that closes the rotary valve 30 for a predetermined period of time before the end of injection of fuel from one of the constituent fuel injection valves to end the supply of exhaust gas by the exhaust supply means 29. is configured.

次に、上記実施例においてエンジン1が低中負荷域にあ
る場合の排気還流についての作動を第4図に示すフロー
チャートによって説明づるに、スタート後のステップS
1でエアフローメータ12からのエアフロー信号および
クランク角センサ33からのクランク角信号がコントロ
ーラ35に入力され、次のステップS2で上記入力され
た両信号に基づいてエンジン1の回転数および負荷状態
が検出され、該エンジン回転数および負荷状態と予め記
憶されているマツプとの照合により排気還流量が決定さ
れる。その後、ステップS3において、コントローラ3
5のCPUにより決定された。
Next, the operation of exhaust gas recirculation when the engine 1 is in the low-medium load range in the above embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
In Step 1, the airflow signal from the airflow meter 12 and the crank angle signal from the crank angle sensor 33 are input to the controller 35, and in the next step S2, the rotation speed and load condition of the engine 1 are detected based on both of the input signals. The exhaust recirculation amount is determined by comparing the engine speed and load condition with a map stored in advance. After that, in step S3, the controller 3
5 CPU.

燃料噴射弁19からの燃料の噴射開始時期θB。Fuel injection start timing θB from the fuel injection valve 19.

INJおよび噴射終了時期θE、INJが読み取られ、
ステップS4で上記読み取った噴射終了時期θF 、 
’l N Jから所定期間に対応するクランク角θを減
算することにより、噴射終了時期θE。
INJ and injection end timing θE, INJ are read,
The injection end timing θF read above in step S4,
By subtracting the crank angle θ corresponding to the predetermined period from 'l N J, the injection end timing θE is determined.

INJよりも所定期間だけ早い排気還流終了時期θε、
ε(1,Rが決定される。そして、次のステップS6で
、ロータリバルブ、30が開弁する期間内に上記ステッ
プS2で決定した排気還流量が燃焼室6に供給されるよ
うに排気還流弁22の作動が行われ、ステップS、でロ
ークリバルブ30の閉弁時期が上記ステップS4で決定
した排気還流終了時期θE、EGRにセットされ、シリ
ンダ4が吸気行程に移ると上記セットされた閉弁時期で
もってロータリバルブ30が開閉して、排気が燃焼室6
に供給きれる。以上により作動の1勺イクルが終了し、
その後最初のステップS1に戻って上記と同様の作動が
繰り返される。
Exhaust recirculation end time θε earlier than INJ by a predetermined period,
ε(1, R is determined. Then, in the next step S6, exhaust gas recirculation is performed so that the amount of exhaust gas recirculated determined in step S2 is supplied to the combustion chamber 6 within the period in which the rotary valve 30 is opened. The valve 22 is operated, and in step S, the closing timing of the low-return valve 30 is set to the exhaust gas recirculation end timing θE, EGR determined in step S4, and when the cylinder 4 moves to the intake stroke, the closing timing is set as described above. The rotary valve 30 opens and closes at the appropriate timing, and the exhaust gas flows into the combustion chamber 6.
can be supplied to. With the above, one cycle of operation is completed,
Thereafter, the process returns to the first step S1 and the same operation as above is repeated.

したがって、上記の如き制御により、エンジン1が低中
負荷域にあるときには、吸気行程の中間時期に燃料噴射
弁19から燃料が噴射されるのに同期してロータリバル
ブ30が開弁じて、排気が混合気と共に燃焼室6内に吸
入され、上記燃料噴射弁19からの燃料噴射の終了によ
り燃焼室6内への混合気の吸入が終了づる曲に上記ロー
クリバルブ30が閉弁して燃焼室6への排気の流入が停
止されるので、吸気弁9の閉じる吸気行程の終期では、
第5図に模式的に示すように、ビス1−ン5の上面近傍
の燃焼室6上部に吸入空気のみからなる吸入空気層Z1
が、該吸入空気層Z1よりも上側の燃焼室6中間部に燃
料と吸入空気との混合気に還流排気が混入された還流排
気層Z2が、点火栓11近傍の燃焼室6上部に混合気の
みからなる混合気層Z3がそれぞれ形成されて燃焼室6
内が成層化され、この成層化はスワール生成手段17に
よって燃焼室G内に生成されたスワールにのもとて強力
に維持される。
Therefore, with the above control, when the engine 1 is in the low-medium load range, the rotary valve 30 is opened in synchronization with the fuel injected from the fuel injection valve 19 in the middle of the intake stroke, and the exhaust gas is The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 6 together with the air-fuel mixture, and when the intake of the air-fuel mixture into the combustion chamber 6 ends with the end of fuel injection from the fuel injection valve 19, the low-return valve 30 closes and the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 6. Since the inflow of exhaust gas is stopped, at the end of the intake stroke when the intake valve 9 closes,
As schematically shown in FIG. 5, an intake air layer Z1 consisting only of intake air is formed above the combustion chamber 6 near the top surface of the screw 1-5.
However, in the middle part of the combustion chamber 6 above the intake air layer Z1, there is a recirculation exhaust layer Z2 in which the recirculated exhaust gas is mixed into the mixture of fuel and intake air, and in the upper part of the combustion chamber 6 near the ignition plug 11, the mixture is mixed. The combustion chamber 6 is formed with an air-fuel mixture layer Z3 consisting of only
The inside of the combustion chamber G is stratified, and this stratification is strongly maintained due to the swirl generated within the combustion chamber G by the swirl generating means 17.

そのため、吸気行程後の圧縮行程終期に点火栓11が給
電されると、該点火栓11から発生した着火火炎は点火
栓11近傍に偏在する上記混合気層Z3によって安定し
た火種となり、よって混合気への着火性を確実に向上さ
せることができる。
Therefore, when the ignition plug 11 is supplied with electricity at the end of the compression stroke after the intake stroke, the ignition flame generated from the ignition plug 11 becomes a stable spark due to the mixture layer Z3 unevenly distributed near the ignition plug 11. It is possible to reliably improve the ignitability of.

第7図は本発明の第2実施例を示しく尚、第1図と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略
する)、上記第1実施例では吸気行程の所定時期に1回
の燃焼に必要な燃料を噴躬供給するようにした燃料噴射
式エンジンに適用したのに対し、気化器式エンジンに適
用したものである。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted. This method was applied to a fuel injection type engine, which supplies the fuel necessary for one combustion cycle, whereas it was applied to a carburetor type engine.

すなわち、本実施例では、上記第1実施例の構成におい
て、エアフローメータ12とスロワ1−ルバルブ13と
の間の吸気通路7に気化器37が配設され、燃料噴射弁
19およびスロットルセンサ32は省略されている。
That is, in this embodiment, in the configuration of the first embodiment, a carburetor 37 is disposed in the intake passage 7 between the air flow meter 12 and the throttle valve 13, and the fuel injection valve 19 and the throttle sensor 32 are Omitted.

また、コントローラ35′は、エアフローメータ12か
らのエアフロー信号とクランク角センサ33からのクラ
ンク角信号とに基づいてエンジン1の回転数と負荷状態
とを検出し、該エンジン回転数および負荷状態に応じて
排気還流弁22による排気還流量およびロータリパルプ
3oによる排気連流時期を制御する機能のみを備えてい
る。
Further, the controller 35' detects the rotation speed and load condition of the engine 1 based on the air flow signal from the air flow meter 12 and the crank angle signal from the crank angle sensor 33, and responds to the engine rotation speed and load condition. It only has the function of controlling the amount of exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation valve 22 and the timing of continuous exhaust gas flow by the rotary pulp 3o.

そして、この第2実施例におりる作動を第8図に示すフ
ローチャートによって説明すれば、スタート後のステッ
プS’ +およびその後のステップS’2では上記第1
実施例におけるステップS1およびS2と同様に、エア
フローメータ12からのエアフロー信号およびクランク
角センサ33からのクランク角信号が入力されるととも
に、これら両信号に基づいて排気還流量が決定され、そ
の後ステップS′3において排気還流終了時期θ′  
・E 、 E G’Rが決定される。すなわち、この排
気還流終了時期θ’ E、EGRの決定は、気化器37
により生成された吸入空気と燃料との混合気の燃焼室6
への流入が終了する混合気流人終了時期θE、INT、
つまり吸気の吹返しが始まる時点をエンジン回転数に基
づいて求め、この混合気流人終了時期θE、INTから
所定期間に対応づるクランク角θ′を減算することによ
り行われる。しかる後、ステップS’4おJ:びS’ 
sで、上記第1実施例におけるステップS5およびS6
と同様に、排気還流弁22の作動およびロータリバルブ
30の閉弁時期のセットが行われたのち、ステップS’
 +に戻ってその後の制御が繰り返される。
The operation of this second embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. 8. In step S'+ after the start and subsequent step S'2,
Similar to steps S1 and S2 in the embodiment, the air flow signal from the air flow meter 12 and the crank angle signal from the crank angle sensor 33 are input, and the exhaust gas recirculation amount is determined based on these both signals, and then step S At '3, exhaust gas recirculation end timing θ'
・E and EG'R are determined. That is, the determination of the exhaust gas recirculation end timing θ'E, EGR is determined by the carburetor 37.
Combustion chamber 6 of the mixture of intake air and fuel generated by
The end time of the mixed air flow person θE, INT,
That is, the time point at which intake air blowback begins is determined based on the engine speed, and the crank angle θ' corresponding to a predetermined period is subtracted from the mixture flow end time θE, INT. After that, step S'4 OJ: and S'
Steps S5 and S6 in the first embodiment
Similarly, after the exhaust recirculation valve 22 is activated and the rotary valve 30 closing timing is set, step S'
The control returns to + and the subsequent control is repeated.

したがって、本実施例でも、燃焼室6への混合気の流入
が実質的に終了する前に排気還流が終了するので、燃焼
室6上部の点火栓11近傍には排気カスの混入していな
い空気と燃料との混合気のみが分布して層状化が行われ
、よって上記実施例と同様の作用効果を奏することがで
きる。
Therefore, in this embodiment as well, since the exhaust gas recirculation ends before the inflow of the air-fuel mixture into the combustion chamber 6 substantially ends, there is air in the vicinity of the spark plug 11 in the upper part of the combustion chamber 6 that is free of exhaust residue. Only the mixture of fuel and fuel is distributed and stratified, so that the same effects as in the above embodiment can be achieved.

尚、上記実施例では、吸気行程の所定時期に燃料を噴射
供給する燃料噴射式エンジンおよび気化器式エンジンに
適用したが、本発明は、シリンダの行程に関係なくその
吸気通路に燃料を同時噴射する燃料噴射式エンジンに対
しても適用することができるのは勿論のことである。
Although the above embodiments are applied to a fuel injection engine and a carburetor engine that inject fuel at a predetermined time in the intake stroke, the present invention is applicable to a fuel injection engine and a carburetor engine that inject fuel into the intake passage simultaneously regardless of the stroke of the cylinder. Of course, the present invention can also be applied to fuel injection type engines.

(発明の効果) 以上の如く、本発明によれば、排気還流を行うエンジン
において、吸気行程で実質的にシリンダ内への混合気の
流入が終了する時点よりも所定期間前に排気の還流を終
了させて、シリンダ上部の点火社近傍に混合気のみを偏
在させ、かつその状態をスワールによって圧縮行程終期
まで維持するようにしたものであるので、点火栓からの
安定した火種を確保でき、・よって排気還流に伴うエン
ジンの着火性の低下を確実に防止することができるもの
である。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in an engine that performs exhaust gas recirculation, the exhaust gas recirculation is performed for a predetermined period before the time when the air-fuel mixture substantially ends flowing into the cylinder during the intake stroke. The air-fuel mixture is unevenly distributed near the ignition point at the top of the cylinder, and this state is maintained by swirl until the end of the compression stroke, so a stable source of spark from the ignition plug can be ensured. Therefore, it is possible to reliably prevent a decrease in the ignitability of the engine due to exhaust gas recirculation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第6図は本発明の第1実施例を示すもので
、第1図は全体概略構成図、第2図はエンジンの要部縦
断面図、第3図はシリンダヘッドの底面図、第4図は制
御のフローチャート図、第5図は吸気行程終期のシリン
ダ内のガス組成を示す説明図、第6図は吸気行程におけ
る排気還流タイミングを示す説明図、第7図および第8
図は第2実施例を示し、第7図は第′1図相当図、第8
図は第3図相当図である。 1・・・エンジン、4・・・シリンダ、6・・・燃焼室
、7・・・吸気通路、7a・・・開口部、11・・・点
火栓、12・・・エアフローメータ、17・・・スワー
ル生成手段、19・・・燃料噴射弁、21・・・排気還
流通路、22・・・排気還流弁、29・・・排気供給手
段、3o・・・ロータリバルブ、32・・・スロットル
センザ、33・・・クランク角センザ、35.35’ 
・・・コントローラ、36・・・排気供給制御手段、3
7・・・気化器。 給5図 第4図 第8図 第7図 1弓
1 to 6 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a general schematic diagram, FIG. 2 is a vertical sectional view of the main parts of the engine, and FIG. 3 is a bottom view of the cylinder head. , FIG. 4 is a control flowchart, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the gas composition in the cylinder at the end of the intake stroke, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the exhaust gas recirculation timing in the intake stroke, and FIGS.
The figure shows the second embodiment, and FIG. 7 is a view corresponding to FIG.'1, and FIG.
The figure is a diagram equivalent to Figure 3. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 4... Cylinder, 6... Combustion chamber, 7... Intake passage, 7a... Opening, 11... Spark plug, 12... Air flow meter, 17...・Swirl generating means, 19...Fuel injection valve, 21...Exhaust recirculation passage, 22...Exhaust recirculation valve, 29...Exhaust gas supply means, 3o...Rotary valve, 32...Throttle sensor The, 33...Crank angle sensor, 35.35'
...Controller, 36...Exhaust supply control means, 3
7... Vaporizer. Figure 5 Figure 4 Figure 8 Figure 7 Figure 1 Bow

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリンダの上部に点火栓と吸気通路の開口部とを
配設する一方、シリンダ内に排気の一部を供給する排気
供給手段を設けたエンジンの排気還流制御装置において
、エンジンの少なくとも低負荷時に、吸気行程において
実質的にシリンダ内への混合気の流入が終了する時点よ
りも所定期間前に上記排気供給手段による排気の供給を
終了させる排気供給制御手段と、少なくともシリンダ内
に供給される排気にスワールを生成させるスワール生成
手段とを設けたことを特徴とするエンジンの排気還流制
御装置。
(1) In an exhaust gas recirculation control device for an engine, in which an ignition plug and an intake passage opening are disposed in the upper part of the cylinder, and an exhaust supply means for supplying part of the exhaust gas into the cylinder is provided, Exhaust supply control means for terminating the supply of exhaust gas by the exhaust supply means at least a predetermined period before the point at which the air-fuel mixture substantially ends flowing into the cylinder during the intake stroke; 1. An exhaust gas recirculation control device for an engine, comprising: a swirl generating means for generating a swirl in the exhaust gas.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261373A (en) * 1990-11-05 1993-11-16 Hitachi, Ltd. Engine exhaust gas recirculation system
US9644109B2 (en) 2012-03-21 2017-05-09 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Sealant composition, method for preventing liquid crystal contamination, liquid crystal panel and display device

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