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JP2010048137A - Internal combustion engine - Google Patents

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JP2010048137A
JP2010048137A JP2008212079A JP2008212079A JP2010048137A JP 2010048137 A JP2010048137 A JP 2010048137A JP 2008212079 A JP2008212079 A JP 2008212079A JP 2008212079 A JP2008212079 A JP 2008212079A JP 2010048137 A JP2010048137 A JP 2010048137A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
internal combustion
egr
combustion engine
egr gas
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
JP2008212079A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koshiro Kimura
幸四郎 木村
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

【課題】EGR装置を備えると共に複数の気筒を備える内燃機関において、燃料の燃焼速度における気筒間バラツキを低減する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関10は、内燃機関10の吸気系に臨むEGR装置40のEGRガス供給口58は、気筒14ごとに設けられ、かつ、EGRガスが気筒14ごとに定められた気筒14内の所定領域に偏って導入されるように位置付けられていることを特徴とする。好ましくは、EGRガス供給口58は、各気筒14においてEGRガスが各気筒14内の外側寄り領域AOに偏って導入されるように位置付けられている。
【選択図】図2
In an internal combustion engine including an EGR device and a plurality of cylinders, variation in the combustion speed of fuel between cylinders is reduced.
In an internal combustion engine according to the present invention, an EGR gas supply port of an EGR device facing the intake system of the internal combustion engine is provided for each cylinder, and EGR gas is determined for each cylinder. It is characterized in that it is positioned so as to be biased into a predetermined area in the cylinder 14. Preferably, the EGR gas supply port 58 is positioned so that EGR gas is introduced to each cylinder 14 in a biased manner toward the outer region AO in each cylinder 14.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、2つ以上、複数の気筒を有する内燃機関であって、該機関の吸気系にEGRガスを供給可能にする内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine having two or more cylinders and capable of supplying EGR gas to an intake system of the engine.

特許文献1は、ディーゼル機関といった予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、より広い運転領域でより好適な予混合圧縮着火燃焼を行うことを可能にする技術を提案している。この技術では、内燃機関の運転状態に応じて、気筒内中央部に吸気を導入する第1吸気ポートと同気筒内壁面付近に吸気を導入する第2吸気ポートとに導入されるEGRガスの量をそれぞれ制御する。これにより、その技術は、気筒内に導入される吸気におけるEGRガス量の割合(EGR率)の分布を制御する。具体的には、機関運転状態が低負荷運転領域にある場合、第1吸気ポートに導入されるEGRガスの量よりも第2吸気ポートに導入されるEGRガスの量を多くする。こうすることで、そのような機関運転状態のときに気筒内壁面付近の温度が比較的低温になるところ、気筒内壁面付近のEGR率を高くして、予混合気の温度を上昇させることを可能にする。他方、機関運転状態が高負荷運転領域にある場合、第1吸気ポートに導入されるEGRガスの量よりも第2吸気ポートに導入されるEGRガスの量を少なくする。こうすることで、そのような機関運転状態のときに気筒内中央部の温度が高くなり過早着火が発生し易くなるところ、気筒内中央部での予混合気の着火性を抑制することを可能にする。   Patent Document 1 proposes a technique that makes it possible to perform more suitable premixed compression ignition combustion in a wider operating range in a premixed compression ignition combustion internal combustion engine such as a diesel engine. In this technique, the amount of EGR gas introduced into the first intake port that introduces intake air into the center of the cylinder and the second intake port that introduces intake air near the inner wall surface of the cylinder according to the operating state of the internal combustion engine. To control each. Thereby, the technology controls the distribution of the ratio (EGR rate) of the EGR gas amount in the intake air introduced into the cylinder. Specifically, when the engine operation state is in the low load operation region, the amount of EGR gas introduced into the second intake port is made larger than the amount of EGR gas introduced into the first intake port. By doing this, when the temperature near the cylinder inner wall surface becomes relatively low in such an engine operating state, the EGR rate near the cylinder inner wall surface is increased to increase the temperature of the premixed gas. enable. On the other hand, when the engine operating state is in the high load operation region, the amount of EGR gas introduced into the second intake port is made smaller than the amount of EGR gas introduced into the first intake port. By doing so, the temperature in the central part of the cylinder becomes high and pre-ignition is likely to occur during such an engine operation state, so that the premixed gas ignitability in the central part of the cylinder is suppressed. enable.

特開2004−346796号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-346796

ところで、複数気筒を備える内燃機関、すなわち多気筒機関においては、複数の気筒の配置や配列によって燃焼室周りに固有の温度分布が生じる。この結果、複数気筒間において同じ条件で混合気の燃焼を行うと、気筒間で燃料すなわち混合気の燃焼速度が異なるようになる。したがって、各気筒で発生する出力が異なるようになり得る。   By the way, in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, that is, a multi-cylinder engine, a unique temperature distribution is generated around the combustion chamber due to the arrangement and arrangement of the plurality of cylinders. As a result, when the air-fuel mixture is combusted under the same conditions among a plurality of cylinders, the combustion speed of the fuel, that is, the air-fuel mixture, differs among the cylinders. Therefore, the output generated in each cylinder can be different.

そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、燃料の燃焼速度における気筒間バラツキを低減することにある。   Accordingly, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to reduce the variation between cylinders in the combustion speed of fuel.

本発明に係る内燃機関は、EGR装置を備えると共に複数の気筒を備える内燃機関において、該内燃機関の吸気系に臨む前記EGR装置のEGRガス供給口は、気筒ごとに設けられ、かつ、EGRガスが気筒ごとに定められた気筒内の所定領域に偏って導入されるように位置付けられていることを特徴とする。   An internal combustion engine according to the present invention is provided with an EGR device and a plurality of cylinders, wherein an EGR gas supply port of the EGR device facing an intake system of the internal combustion engine is provided for each cylinder, and EGR gas Is positioned so as to be biased and introduced into a predetermined region in each cylinder defined for each cylinder.

かかる構成によれば、内燃機関の吸気系に臨むEGR装置のEGRガス供給口は、気筒ごとに設けられ、かつ、EGRガスが気筒ごとに定められた気筒内の所定領域に偏って導入されるように位置付けられている。したがって、EGRガスは、各気筒において、EGRガス供給口を介して、気筒ごとに定められた気筒内の所定領域に偏って導入される。そして、好適には、所定領域は、気筒間での温度分布を均一化するように定められる。したがって、このように各気筒に導入されたEGRガスは、気筒間での温度分布を均一化するように作用する。それ故、燃料の燃焼速度における気筒間バラツキを低減することが可能になる。   According to such a configuration, the EGR gas supply port of the EGR device facing the intake system of the internal combustion engine is provided for each cylinder, and the EGR gas is biased and introduced into a predetermined region in the cylinder defined for each cylinder. It is positioned as follows. Therefore, the EGR gas is introduced in a biased manner to a predetermined region in each cylinder defined for each cylinder via the EGR gas supply port in each cylinder. Preferably, the predetermined region is determined so as to make the temperature distribution between the cylinders uniform. Therefore, the EGR gas introduced into each cylinder in this way acts to make the temperature distribution between the cylinders uniform. Therefore, it is possible to reduce the variation between cylinders in the combustion speed of the fuel.

具体的には、上記EGRガス供給口は、各気筒においてEGRガスが各気筒内の外側寄り領域に偏って導入されるように位置付けられているとよい。その外側寄り領域を定める気筒の部分は、気筒の内の内側寄り領域を定める気筒の部分に比べて、概して他の気筒からの熱的影響を受け難い。したがって、EGRガスをその外側寄り領域に偏って導入させることで気筒の内の外側寄り部分の温度を程よく保つことが可能になる。また、EGRガスをその外側寄り領域に偏って導入させることで気筒の内の内側寄り領域には新たに吸入された空気、すなわち新気を主とするガスを導入することができる。これにより、気筒の内の内側寄り領域を定める部分の効果的な冷却をもたらすことが可能になる。   Specifically, the EGR gas supply port may be positioned so that EGR gas is introduced to each cylinder in a biased manner toward the outside region in each cylinder. The portion of the cylinder that defines the outer region is generally less susceptible to thermal influence from other cylinders than the portion of the cylinder that defines the inner region. Therefore, it is possible to moderately maintain the temperature of the outer portion of the cylinder by introducing the EGR gas biased toward the outer region. Further, by introducing the EGR gas biased toward the outside region, newly sucked air, that is, gas mainly composed of fresh air, can be introduced into the inside region of the cylinder. Thereby, it becomes possible to bring about effective cooling of the part which defines the inner side region in the cylinder.

好ましくは、各気筒に対して2つの点火プラグが設けられ、該2つの点火プラグのうちの1つは、EGRガス濃度が高い混合気へ点火するべく設けられているとよい。こうすることで、各気筒における火炎伝播速度を適切に速めることが可能になる。   Preferably, two spark plugs are provided for each cylinder, and one of the two spark plugs is provided to ignite an air-fuel mixture having a high EGR gas concentration. By doing so, it is possible to appropriately increase the flame propagation speed in each cylinder.

本発明に係る好適な実施形態について、以下に図面に従って説明する。   Preferred embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第1実施形態について説明する。図1において、内燃機関10は、例えば燃焼室12内に直接ガソリン燃料を噴射する筒内直噴式ガソリン機関である。内燃機関10は4つの気筒(シリンダ)14を有するが、2つ、6つ、8つなどの複数の気筒14を有してもよい。内燃機関10は気筒14を備えるシリンダブロック(ウォータージャケット等の図示を省略)16およびシリンダヘッド18を有し、気筒14内にはピストン20が上下動可能に配置されている。シリンダヘッド18下面とピストン20頂面との間に挟まれるように気筒14内に実質的に形成される燃焼室12には、吸気ポート22を介して吸気通路24が連通すると共に排気ポート26を介して排気通路28が連通する。吸気通路24の下流側端部は吸気弁30によって開閉され、排気通路28の上流側端部は排気弁32によって開閉される。そして、燃焼室12には、直接的に燃料を噴射可能なように燃料噴射弁33が臨んで設けられている。燃焼室12頂部に、2つの点火プラグ34、36が位置付けられている。なお、図1では、概ね気筒軸線上に設けられた1つの点火プラグ34のみが示されている。すなわち、もう1つの点火プラグ36は、気筒軸線上から明らかに所定方向にずれた位置に配置されている。   First, the first embodiment will be described. In FIG. 1, an internal combustion engine 10 is, for example, an in-cylinder direct injection gasoline engine that directly injects gasoline fuel into a combustion chamber 12. The internal combustion engine 10 has four cylinders (cylinders) 14, but may have a plurality of cylinders 14 such as two, six, and eight. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block (a water jacket or the like is not shown) 16 having a cylinder 14 and a cylinder head 18, and a piston 20 is disposed in the cylinder 14 so as to be vertically movable. The combustion chamber 12 substantially formed in the cylinder 14 so as to be sandwiched between the lower surface of the cylinder head 18 and the top surface of the piston 20 communicates with an intake passage 24 via an intake port 22 and an exhaust port 26. The exhaust passage 28 communicates with each other. The downstream end of the intake passage 24 is opened and closed by an intake valve 30, and the upstream end of the exhaust passage 28 is opened and closed by an exhaust valve 32. The combustion chamber 12 is provided with a fuel injection valve 33 so as to directly inject fuel. Two spark plugs 34 and 36 are positioned on the top of the combustion chamber 12. In FIG. 1, only one spark plug 34 provided approximately on the cylinder axis is shown. In other words, the other spark plug 36 is disposed at a position clearly deviated in a predetermined direction from the cylinder axis.

さらに、内燃機関10は、排気通路28を流れる排気ガスの一部を、吸気系に含まれる吸気通路24に導くために、排気ガス還流(EGR)装置40を備えている。EGR装置40は、図1では省略されているが、排気通路28と吸気通路24とをつなぐEGR通路42を区画形成するEGR管と、EGR通路42の連通状態調節用のEGR弁とを有している。ただし、還流される排気ガス(EGRガス)冷却用のEGRクーラがさらにEGR装置40に含まれてもよく、EGRクーラが含まれる場合にはEGR弁はEGRクーラ下流側に設けられるとよい。   Further, the internal combustion engine 10 includes an exhaust gas recirculation (EGR) device 40 for guiding a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 28 to the intake passage 24 included in the intake system. Although not shown in FIG. 1, the EGR device 40 includes an EGR pipe that defines an EGR passage 42 that connects the exhaust passage 28 and the intake passage 24, and an EGR valve that adjusts the communication state of the EGR passage 42. ing. However, an EGR cooler for cooling the exhaust gas (EGR gas) to be recirculated may be further included in the EGR device 40, and when the EGR cooler is included, the EGR valve may be provided on the downstream side of the EGR cooler.

なお、上述の燃料噴射弁33、点火プラグ34、36、EGR弁駆動用のアクチュエータ(不図示)等は、内燃機関10の制御装置として機能するECU(不図示)に電気的に接続されている。ECUは、CPU、ROM、RAM、入出力ポート、A/DおよびD/A変換器、ならびに記憶装置等を含むものである。ECUには、何れも図示されないクランク角センサ、エアフローメータ、アクセル開度センサ等の各種センサが電気的に接続されている。ECUは、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサを用いて得られた検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、燃料噴射弁33、点火プラグ34、36、EGR弁駆動用のアクチュエータ等を制御する。   The fuel injection valve 33, the spark plugs 34 and 36, the actuator for driving the EGR valve (not shown), and the like are electrically connected to an ECU (not shown) that functions as a control device for the internal combustion engine 10. . The ECU includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, an A / D and D / A converter, a storage device, and the like. Various sensors, such as a crank angle sensor, an air flow meter, and an accelerator opening sensor, which are not shown, are electrically connected to the ECU. The ECU uses the various maps and the like stored in the storage device and, based on the detection values obtained using the various sensors, etc., the fuel injection valve 33, the spark plugs 34, 36 so as to obtain a desired output. The actuator for driving the EGR valve is controlled.

図2に模式的に示されるように、内燃機関10のシリンダヘッド18には、吸気通路24の一部を区画形成する吸気マニホールド46が接続されると共に、排気通路28の一部を区画形成する排気マニホールドが接続される。吸気マニホールド46の各吸気枝管48は、それぞれ隔壁50によって分割されていて、シリンダヘッド18に形成された1つの気筒の吸気ポート22(22a、22b)につながる、2つの独立した吸気ポート52、54を有する。なお、本第1実施形態の内燃機関10は、車載されるときにいわゆる縦置きされる内燃機関である。そして、車載状態でその車両のフロント側に位置する気筒14から順に、#1、#2、#3、#4の符号を付している。   As schematically shown in FIG. 2, the cylinder head 18 of the internal combustion engine 10 is connected to an intake manifold 46 that defines a part of the intake passage 24 and a part of the exhaust passage 28. The exhaust manifold is connected. Each intake branch pipe 48 of the intake manifold 46 is divided by a partition wall 50 and connected to two independent intake ports 52 (22a, 22b) of one cylinder formed in the cylinder head 18; 54. The internal combustion engine 10 of the first embodiment is a so-called vertical internal combustion engine when mounted on a vehicle. The reference numerals # 1, # 2, # 3, and # 4 are assigned in order from the cylinder 14 located on the front side of the vehicle in the vehicle-mounted state.

第1の吸気ポート52にはEGR通路42の下流側端部であるEGRガス供給口(以下、EGR口)58が連通されているが、第2吸気ポート54にはEGRガスが供給可能にされていない。なお、ここでは、気筒14ごとに設けられたEGR口58は、EGR枝管部60を介して、共通のEGR分配管部62に連通している。そして、EGR分配管部62上流側に図示しないEGR弁が設けられている。しかし、EGR分配管部62、EGR枝管部60、EGR口58に共通にまたは個別にEGR弁が設けられてもよい。   An EGR gas supply port (hereinafter referred to as an EGR port) 58, which is a downstream end portion of the EGR passage 42, communicates with the first intake port 52, but EGR gas can be supplied to the second intake port 54. Not. Here, the EGR port 58 provided for each cylinder 14 communicates with the common EGR distribution pipe portion 62 via the EGR branch pipe portion 60. An EGR valve (not shown) is provided upstream of the EGR distribution pipe 62. However, an EGR valve may be provided in common or individually in the EGR distribution pipe part 62, the EGR branch pipe part 60, and the EGR port 58.

フロント側の2つの気筒、すなわち#1、#2の気筒14に関しては、第1の吸気ポート52が対になる第2吸気ポート54よりもフロント側に位置付けられている。それ故、#1、#2の気筒14の各々の燃焼室12には、フロント側領域に偏って、EGRガスが導入される。   With respect to the two cylinders 14 on the front side, that is, the cylinders # 1 and # 2, the first intake port 52 is positioned on the front side with respect to the second intake port 54 that forms a pair. Therefore, EGR gas is introduced into the combustion chambers 12 of the cylinders # 1 and # 2 in a biased manner toward the front region.

図3に示すように、#1、#2の気筒14における吸気行程では、EGRガスを含む吸気EIは、第1の吸気ポート52を経て、気筒14内のフロント側の領域AFに偏って導入される。これに対して、同吸気行程では、EGRガスを含まない吸気CIは、第2の吸気ポート54を経て、気筒14内のリア側の領域ARに偏って導入される。気筒配列を考慮すると、フロント側の領域AFは、#1、#2の気筒14内の内燃機関10の気筒配列方向外側寄りに位置する領域(外側寄り領域)AOであり、リア側の領域ARは、#1、#2の気筒14内の内燃機関10の気筒配列方向内側寄りに位置する領域(内側寄り領域)AIである。   As shown in FIG. 3, in the intake strokes in the cylinders 14 of # 1 and # 2, the intake EI containing EGR gas is biased and introduced into the front side area AF in the cylinder 14 via the first intake port 52. Is done. On the other hand, in the same intake stroke, the intake CI not including the EGR gas is introduced to the rear region AR in the cylinder 14 via the second intake port 54. Considering the cylinder arrangement, the front side area AF is an area AO (outside area) AO located on the outer side in the cylinder arrangement direction of the internal combustion engine 10 in the cylinders # 1 and # 2, and the rear side area AR. Is a region (inner region) AI located on the inner side in the cylinder arrangement direction of the internal combustion engine 10 in the cylinders # 1 and # 2.

これに対して、リア側の2つの気筒、すなわち#3、#4の気筒14に関しては、第1の吸気ポート52が第2の吸気ポート54に対してリア側に位置付けられている。それ故、#3、#4の気筒14の各々の燃焼室12には、リア側の領域に偏って、EGRガスが導入される。その結果、ここでは、#1、#2の気筒14とは逆に、#3、#4の気筒14の各々では、リア側にEGRガス濃度の高い吸気EIが吸入される。そして、#3、#4の気筒14に関しては、気筒配列を考慮すると、フロント側の領域AFは、気筒14内の内側寄り領域AIであり、リア側の領域ARは、気筒14内の外側寄り領域AOである。   On the other hand, with respect to the two rear cylinders, that is, the cylinders # 3 and # 4, the first intake port 52 is positioned on the rear side with respect to the second intake port. Therefore, EGR gas is introduced into the combustion chambers 12 of the cylinders # 3 and # 4 in a biased manner toward the rear region. As a result, here, in contrast to the cylinders 14 of # 1 and # 2, each of the cylinders 14 of # 3 and # 4 sucks intake air EI having a high EGR gas concentration on the rear side. For the cylinders # 3 and # 4, considering the cylinder arrangement, the front region AF is the inner region AI in the cylinder 14, and the rear region AR is the outer region in the cylinder 14. This is the area AO.

これをまとめて4気筒全てに関して模式的に表すと、図4のようになる。ハッチングの施された領域は外側寄り領域AOの一例であり、ここにはEGRガス濃度の高い吸気EIが吸気行程で吸入され得る。そして、ハッチングのないただ単に円で囲まれた領域は内側寄り領域AIの一例であり、ここには概ね新気からなる吸気CIが吸気行程で吸入され得る。   FIG. 4 schematically shows all the four cylinders together. The hatched region is an example of the outside region AO, and an intake air EI having a high EGR gas concentration can be sucked in the intake stroke. An area simply surrounded by a circle without hatching is an example of the inner side area AI, and an intake CI consisting of almost fresh air can be inhaled in the intake stroke.

一般に、排気ガスであるEGRガスはある程度以上の温度を有していて、機関外から吸入される空気よりはるかに高い温度を有する。したがって、このようなEGRガス濃度分布の存在は、気筒14内に吸入された吸気において明瞭な温度分布が存在することを意味する。   In general, EGR gas, which is exhaust gas, has a temperature higher than a certain level, and has a temperature much higher than that of air taken from outside the engine. Therefore, the existence of such an EGR gas concentration distribution means that there is a clear temperature distribution in the intake air sucked into the cylinder 14.

通常よく知られているEGR装置を備えた直列4気筒機関では、EGRガスは吸気通路で新気である吸気と混ざり燃焼室に吸入される。そして、内燃機関の運転を続ける間に複数気筒は熱影響を相互に受ける。したがって、両側の気筒ほど相対的に低温を有し、これに対して中央寄りの気筒ほど相対的に高温を有するようになる。このような温度分布傾向は、各気筒内でも生じる。   In an in-line four-cylinder engine equipped with an EGR device that is usually well known, EGR gas is mixed with fresh intake air in an intake passage and sucked into a combustion chamber. The plurality of cylinders are mutually affected by heat while the operation of the internal combustion engine is continued. Therefore, the cylinders on both sides have a relatively low temperature, while the cylinders closer to the center have a relatively high temperature. Such a temperature distribution tendency also occurs in each cylinder.

これに対して、ここでは、上記のようにEGRガスを気筒ごとに定められた気筒内の所定領域に偏らせて導入し、EGRガスを気筒14内で偏在させる。これにより、気筒14内で従来は相対的に低温であった側に吸入される吸気中のEGRガス濃度を高くすることができる。したがって、それらガス濃度の偏在に起因する温度分布により、気筒14間の温度分布をより均一化することが可能になる。また、これにより単一気筒14内での温度分布もより均一化することが可能になる。したがって、気筒14間での燃料の燃焼速度の差を低減することが可能になる。   In contrast, here, as described above, the EGR gas is introduced while being biased into a predetermined region within the cylinder determined for each cylinder, and the EGR gas is unevenly distributed within the cylinder 14. This makes it possible to increase the EGR gas concentration in the intake air that is sucked into the cylinder 14 where the temperature is conventionally relatively low. Therefore, the temperature distribution between the cylinders 14 can be made more uniform by the temperature distribution resulting from the uneven distribution of the gas concentrations. This also makes it possible to make the temperature distribution in the single cylinder 14 more uniform. Therefore, it is possible to reduce the difference in fuel combustion speed between the cylinders 14.

そして、気筒14内での燃料つまり混合気の燃焼を改善するために、上記の如く2つの点火プラグ34、36が設けられている。図4の模式図における#4の気筒に関する部分を切り出してそこにそれら2つの点火プラグ34、36を模式的に表した図を図5(a)に、4つの気筒14における全点火プラグの位置を図5(b)にそれぞれ模式的に示す。図5から理解できるように、点火プラグ36は、EGRガス濃度の高い吸気EIが吸入され得る外側寄り領域AOに適合するように配置されている。これは、EGRガス濃度が高い混合気では、燃料が燃焼し難いからである。つまり、燃焼室12での燃料の燃焼速度、すなわち火炎伝播速度を改善するために、点火プラグ36が特別に設けられる。点火プラグ34、36は、EGRガスが導入されるとき、両方共に用いられる。EGRガスが導入されるとき、略中央部に位置する点火プラグ34による点火により、内側寄り領域AIおよび外側寄り領域AOの燃料の燃焼が促され、偏って位置する点火プラグ36による点火により、外側寄り領域AOの燃料の燃焼が促される。なお、EGRガスが導入されないとき、点火プラグ34のみが用いられるが、2つの点火プラグ34、36が共に用いられてもよい。   In order to improve the combustion of the fuel, that is, the air-fuel mixture in the cylinder 14, the two spark plugs 34 and 36 are provided as described above. FIG. 5 (a) is a diagram schematically showing the two spark plugs 34 and 36 in a portion related to the # 4 cylinder in the schematic diagram of FIG. 4, and the positions of all the spark plugs in the four cylinders 14 are shown in FIG. Is schematically shown in FIG. As can be understood from FIG. 5, the spark plug 36 is disposed so as to be adapted to the outside region AO where the intake air EI having a high EGR gas concentration can be sucked. This is because fuel is difficult to burn in an air-fuel mixture with a high EGR gas concentration. That is, in order to improve the combustion speed of the fuel in the combustion chamber 12, that is, the flame propagation speed, the spark plug 36 is specially provided. Both spark plugs 34, 36 are used when EGR gas is introduced. When the EGR gas is introduced, the combustion of the fuel in the inner side region AI and the outer side region AO is promoted by the ignition by the spark plug 34 positioned substantially in the center, and the outer side by the ignition by the spark plug 36 positioned in a biased manner. Combustion of fuel in the offset region AO is promoted. Note that when the EGR gas is not introduced, only the spark plug 34 is used, but two spark plugs 34 and 36 may be used together.

このように、内燃機関10では、気筒ごとに、その気筒に適したEGRガス濃度分布をもたせ、かつ、EGRガス濃度の高い混合気専用の点火プラグ36を設ける。したがって、燃料の燃焼速度における気筒間バラツキを低減することが可能になるとともに、そのようなEGRガス濃度分布があっても燃料の燃焼を適切に行うことが可能になる。   Thus, in the internal combustion engine 10, each cylinder has an EGR gas concentration distribution suitable for the cylinder, and a spark plug 36 dedicated to the air-fuel mixture having a high EGR gas concentration is provided. Therefore, it is possible to reduce the variation between the cylinders in the combustion speed of the fuel, and it is possible to appropriately burn the fuel even if there is such an EGR gas concentration distribution.

次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。本第2実施形態に係る内燃機関10bでは、吸気マニホールド46の吸気枝管48に、隔壁50が設けられていない。この点に関連してEGR装置40のEGR口58の設置箇所等が上記第1実施形態のそれと異なる。しかしながら、これら以外の点では、上記第1実施形態の内燃機関10と本第2実施形態の内燃機関10bとは概ね同じであるので、それら相違点のみをここで説明する。なお、以下の説明では、上記構成要素と同じあるいは同様の構成要素に上で用いたのと同じ符号を付して、それらの重複する説明を省略する。   Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the internal combustion engine 10 b according to the second embodiment, the partition wall 50 is not provided in the intake branch pipe 48 of the intake manifold 46. In relation to this point, the installation location of the EGR port 58 of the EGR device 40 is different from that of the first embodiment. However, since the internal combustion engine 10 of the first embodiment and the internal combustion engine 10b of the second embodiment are substantially the same except for these points, only the differences will be described here. In the following description, the same or similar components as those described above are assigned the same reference numerals as those used above, and duplicate descriptions thereof are omitted.

上記第1実施形態におけるEGR口58は、吸気枝管48の内、隔壁50によって分離形成された第1の吸気ポート52に位置付けられている。しかし、内燃機関10bの吸気マニホールド46はその隔壁50を有さないので、同じ箇所にEGR口58を位置付けてEGRガスを内燃機関10bの吸気系に導入すると、気筒14内に導入される前に、新たに吸入された空気である吸気にEGRガスが混ざってしまう。これでは、上記のように、燃焼室12においてEGRガス濃度分布を持たせることが困難になり得る。   The EGR port 58 in the first embodiment is positioned in a first intake port 52 that is separated and formed by the partition wall 50 in the intake branch pipe 48. However, since the intake manifold 46 of the internal combustion engine 10b does not have the partition wall 50, when the EGR port 58 is positioned at the same location and EGR gas is introduced into the intake system of the internal combustion engine 10b, the intake manifold 46 is not introduced into the cylinder 14. The EGR gas is mixed with the intake air that is newly sucked air. This can make it difficult to have an EGR gas concentration distribution in the combustion chamber 12 as described above.

そこで、ここでは、EGR口58を各気筒の吸気弁30近傍に位置付ける。そして、EGR枝管部60にEGR弁を設け、EGRガスを導入するときのみEGR弁を開くようにする。なお、EGR口58を、各気筒14においてEGRガスが各気筒14内の外側寄り領域AOに偏って導入されるように位置付ける点では、上記第1実施形態の内燃機関10と内燃機関10bとは同じである。それ故、ここでは、EGR口58は、シリンダヘッド18に形成された2つの吸気ポートの内、外側寄り領域AOに対応する一方に位置付けられる。   Therefore, here, the EGR port 58 is positioned in the vicinity of the intake valve 30 of each cylinder. Then, an EGR valve is provided in the EGR branch pipe portion 60, and the EGR valve is opened only when EGR gas is introduced. Note that the internal combustion engine 10 and the internal combustion engine 10b of the first embodiment are different in that the EGR port 58 is positioned so that EGR gas is introduced in each cylinder 14 so as to be biased toward the outside region AO in each cylinder 14. The same. Therefore, here, the EGR port 58 is positioned in one of the two intake ports formed in the cylinder head 18 corresponding to the outer side region AO.

以上、本発明を2つの実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、これら以外の実施形態を許容する。例えば、上記内燃機関10、10bは共に直列4気筒機関であったが、本発明が適用される内燃機関は水平対向機関やV型機関であってもよい。これらの形式の内燃機関に本発明を適用する場合、例えばバンク毎に気筒内の内側寄り領域や外側寄り領域が定められるとよい。バンク毎では、複数気筒14が直列に配列されているに等しいので、本発明を上記のように適用できる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on two embodiment, this invention is not limited to these embodiment, Embodiment other than these is accept | permitted. For example, although the internal combustion engines 10 and 10b are both in-line four-cylinder engines, the internal combustion engine to which the present invention is applied may be a horizontally opposed engine or a V-type engine. When the present invention is applied to these types of internal combustion engines, for example, an inner side region and an outer side region in a cylinder may be determined for each bank. Since each bank is equivalent to a plurality of cylinders 14 arranged in series, the present invention can be applied as described above.

また、上記実施形態および各変形例では、本発明を筒内直噴式のガソリン機関に適用した例について説明したが、本発明は吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射式機関や、ディーゼル機関、キャブレタ式機関、気体燃料を用いる内燃機関など、各種の内燃機関に広く適用することが可能である。なお、内燃機関の車両への設置方式、方向等も、上記実施形態における内燃機関10、10bのそれらと異なってもよい。   Further, in the above-described embodiment and each modification, an example in which the present invention is applied to an in-cylinder direct injection gasoline engine has been described, but the present invention is a port injection engine that injects fuel into an intake port, a diesel engine, The present invention can be widely applied to various internal combustion engines such as a carburetor engine and an internal combustion engine using gaseous fuel. In addition, the installation method, direction, and the like of the internal combustion engine in the vehicle may be different from those of the internal combustion engines 10 and 10b in the above embodiment.

なお、上記実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されず、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。   In addition, although the present invention has been described with a certain degree of specificity in the above-described embodiments and modifications thereof, the present invention is not limited to these, and the spirit and scope of the invention described in the scope of the claims. It should be understood that various modifications and changes can be made without leaving. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents.

本発明の第1実施形態に係る内燃機関の一部の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a part of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る内燃機関の吸気系の一部の模式図である。It is a schematic diagram of a part of the intake system of the internal combustion engine according to the first embodiment. 第1実施形態に係る内燃機関の1つの気筒での吸気の流れを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the flow of the intake air in one cylinder of the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の内燃機関における、気筒内での外側寄り領域と内側寄り領域とを概念的に表した図である。FIG. 2 is a diagram conceptually showing an outer side region and an inner side region in a cylinder in the internal combustion engine of the first embodiment. 第1実施形態の内燃機関における、2つの点火プラグの位置を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the position of two spark plugs in the internal combustion engine of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 燃焼室
14 気筒
24 吸気通路
28 排気通路
33 燃料噴射弁
34、46 点火プラグ
42 EGR通路
46 吸気マニホールド
50 隔壁
58 EGRガス供給口(EGR口)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Combustion chamber 14 Cylinder 24 Intake passage 28 Exhaust passage 33 Fuel injection valve 34, 46 Spark plug 42 EGR passage 46 Intake manifold 50 Partition 58 EGR gas supply port (EGR port)

Claims (3)

EGR装置を備えると共に複数の気筒を備える内燃機関において、
該内燃機関の吸気系に臨む前記EGR装置のEGRガス供給口は、気筒ごとに設けられ、かつ、EGRガスが気筒ごとに定められた気筒内の所定領域に偏って導入されるように位置付けられていることを特徴とする内燃機関。
In an internal combustion engine including an EGR device and a plurality of cylinders,
The EGR gas supply port of the EGR device facing the intake system of the internal combustion engine is provided for each cylinder, and is positioned so that the EGR gas is biased and introduced into a predetermined region in the cylinder defined for each cylinder. An internal combustion engine characterized by that.
前記EGRガス供給口は、各気筒においてEGRガスが各気筒内の外側寄り領域に偏って導入されるように位置付けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR gas supply port is positioned so that EGR gas is introduced in a biased manner toward an outside region in each cylinder in each cylinder. 各気筒に対して2つの点火プラグが設けられ、
該2つの点火プラグのうちの1つは、EGRガス濃度が高い混合気へ点火するべく設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関。
There are two spark plugs for each cylinder,
The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein one of the two spark plugs is provided to ignite an air-fuel mixture having a high EGR gas concentration.
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