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JP2012036798A - Engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine which reduces unburned fuel by setting valve timing, and thereby can improve exhaust emission and fuel economy.SOLUTION: The engine 50A includes: four valves provided at one cylinder and composed of first and second intake valve 54A, 54B and first and second exhaust valve 55A, 55B; and VVT 56, 57 which can set independently valve timing of at least the first and second exhaust valve 55A. 55B out of four valves. The VVT 56, 57 causes phase difference to be generated in valve opening time of the first and second exhaust valve 55A, 55B. In the engine 50A, the first exhaust valve 55A is opened first as one of the exhaust valves out of the first and second exhaust valve 55A, 55B.

Description

本発明はエンジンに関し、特に吸気弁や排気弁のバルブタイミングを設定可能なエンジンに関する。   The present invention relates to an engine, and more particularly to an engine capable of setting valve timings of intake valves and exhaust valves.

エンジンでは、吸気弁や排気弁のバルブタイミングを変更することがある。例えば特許文献1では、吸気弁を遅閉じにする内燃機関が開示されている。特許文献2では、1つの燃焼室に対して設けられる同種の機関弁である第1、第2機関弁のバルブタイミングを変更する動弁装置が開示されている。   In an engine, the valve timing of an intake valve or an exhaust valve may be changed. For example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine in which an intake valve is closed slowly. Patent Document 2 discloses a valve operating device that changes valve timings of first and second engine valves that are the same type of engine valve provided for one combustion chamber.

特許文献3では、1つの燃焼室に独立して開閉作動する大径および小径の2個の吸気弁と2個の排気弁とを備え、大径の吸気弁と小径の排気弁とを互いに向き合うように配置した内燃機関が開示されている。この内燃機関では、大径の吸気弁が小径の吸気弁よりも遅く開き、大径の排気弁が小径の排気弁よりも早く閉じるようにバルブタイミングを設定している。このほか特許文献4では、第1吸気弁を第2吸気弁よりも早閉じにする内燃機関の動弁制御装置が開示されている。   In Patent Document 3, two large-diameter and small-diameter intake valves and two exhaust valves that open and close independently in one combustion chamber are provided, and the large-diameter intake valve and the small-diameter exhaust valve face each other. An internal combustion engine arranged in this manner is disclosed. In this internal combustion engine, the valve timing is set so that the large-diameter intake valve opens later than the small-diameter intake valve and the large-diameter exhaust valve closes earlier than the small-diameter exhaust valve. In addition, Patent Document 4 discloses a valve operating control apparatus for an internal combustion engine that closes a first intake valve earlier than a second intake valve.

特開平10−184370号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-184370 特開2009−144521号公報JP 2009-144521 A 特開昭61−58920号公報JP-A 61-58920 特開2007−303386号公報JP 2007-303386 A

特許文献1が開示する内燃機関では、吸気弁を遅閉じにすることで、ポンピングロスの低減を図っている。しかしながら、吸気弁を遅閉じにすると圧縮期間が短くなる。圧縮期間が短くなると、筒内の温度上昇が小さくなる結果、燃料の気化促進が不十分になり、シリンダ壁面への燃料付着が増加することがある。また、混合気の形成が不十分な状態で燃焼、排気する結果、排気エミッションの悪化や未燃損失の増大による燃費悪化を招くことがある。   In the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, the pumping loss is reduced by closing the intake valve late. However, when the intake valve is closed late, the compression period is shortened. When the compression period is shortened, the temperature rise in the cylinder is reduced, resulting in insufficient fuel vaporization promotion, and fuel adhesion to the cylinder wall surface may increase. Further, as a result of combustion and exhaust in a state where the air-fuel mixture is not sufficiently formed, deterioration in exhaust emission and fuel consumption due to increase in unburned loss may be caused.

なお、特許文献3が開示する内燃機関はバルブオーバラップ時の混合気の吹き抜けを減少させるための技術となっている。このため特許文献3が開示する内燃機関は、上記課題に鑑みたバルブタイミングの設定を特段開示するものにはなっていない。また特許文献2でも、排気弁同士のバルブタイミングの設定については特段開示されていない。   Note that the internal combustion engine disclosed in Patent Document 3 is a technique for reducing blow-through of the air-fuel mixture during valve overlap. For this reason, the internal combustion engine disclosed in Patent Document 3 does not specifically disclose the setting of the valve timing in view of the above problems. Also, Patent Document 2 does not specifically disclose the setting of the valve timing between the exhaust valves.

本発明は上記課題に鑑み、バルブタイミングの設定により未燃燃料を減少させ、排気エミッションや燃費の改善を図ることが可能なエンジンを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an engine capable of reducing unburned fuel by setting valve timing and improving exhaust emission and fuel consumption.

本発明は第1および第2の吸気弁と、第1および第2の排気弁とからなる1気筒あたりに設けられた4つの弁と、前記4つの弁のうち、少なくとも前記第1および第2の排気弁のバルブタイミングを互いに独立して設定可能な動弁装置と、を備え、前記動弁装置が、前記第1および第2の排気弁の開弁時期に位相差を生じさせるエンジンである。   The present invention relates to four valves provided per cylinder consisting of first and second intake valves, first and second exhaust valves, and at least the first and second of the four valves. A valve operating device capable of setting valve timings of the exhaust valves independently of each other, wherein the valve operating device generates a phase difference between the opening timings of the first and second exhaust valves. .

また本発明は前記動弁装置が、さらに前記第1および第2の吸気弁の開弁時期に位相差を生じさせるとともに、前記4つの弁のうち、前記第1の吸気弁と前記第2の排気弁との間でバルブオーバラップを生じさせ、前記第1の吸気弁および前記第2の排気弁が対角線上に配置されている構成であることが好ましい。   Further, according to the present invention, the valve operating device further causes a phase difference between the opening timings of the first and second intake valves, and of the four valves, the first intake valve and the second intake valve Preferably, the valve overlaps with the exhaust valve, and the first intake valve and the second exhaust valve are arranged diagonally.

また本発明は前記動弁装置が、前記第1の排気弁を前記第2の排気弁よりも早く開弁し、前記第2の排気弁のバルブ径が前記第1の排気弁のバルブ径よりも大きく設定されている構成であることが好ましい。   Further, according to the present invention, the valve device opens the first exhaust valve earlier than the second exhaust valve, and a valve diameter of the second exhaust valve is larger than a valve diameter of the first exhaust valve. It is preferable that the configuration is set larger.

本発明によればバルブタイミングの設定により未燃燃料を減少させ、排気エミッションや燃費の改善を図ることができる。   According to the present invention, unburnt fuel can be reduced by setting the valve timing, and exhaust emission and fuel consumption can be improved.

実施例1のエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine according to Embodiment 1. FIG. 実施例1のエンジンのバルブ配置を示す図である。It is a figure which shows valve arrangement | positioning of the engine of Example 1. FIG. 実施例1のエンジンバルブタイミングを示す図である。It is a figure which shows the engine valve timing of Example 1. FIG. 一般的な未燃HCの排出特性を示す図である。It is a figure which shows the discharge characteristic of general unburned HC. 未燃HCが排出される様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows a mode that unburned HC is discharged | emitted. 実施例2のエンジンバルブタイミングを示す図である。It is a figure which shows the engine valve timing of Example 2. FIG. 実施例3のエンジンのバルブ配置を示す図である。It is a figure which shows valve arrangement | positioning of the engine of Example 3. FIG.

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1はエンジン50Aの概略構成図である。図2はエンジン50Aのバルブ配置を示す図である。図1、図2では、一気筒あたりのエンジン50Aの要部を示している。エンジン50Aはシリンダブロック51と、シリンダヘッド52と、ピストン53と、第1および第2の吸気弁54A、54Bと、第1および第2の排気弁55A、55Bと、吸気側VVT(InVVT)56と排気側VVT(ExVVT)57とを備えている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the engine 50A. FIG. 2 is a view showing a valve arrangement of the engine 50A. 1 and 2 show a main part of the engine 50A per cylinder. The engine 50A includes a cylinder block 51, a cylinder head 52, a piston 53, first and second intake valves 54A and 54B, first and second exhaust valves 55A and 55B, and an intake side VVT (InVVT) 56. And an exhaust side VVT (ExVVT) 57.

シリンダブロック51には、シリンダ51aが形成されている。シリンダ51a内にはピストン53が収容されている。シリンダブロック51の上面にはシリンダヘッド52が固定されている。燃焼室58はシリンダブロック51、シリンダヘッド52及びシリンダ53に囲まれた空間として形成されている。シリンダヘッド52には、燃焼室58に吸入空気を導く第1および第2の吸気ポート52aA、52aBが形成されている。また、燃焼室58からガスを排気する第1および第2の排気ポート52bA、52bBが形成されている。   A cylinder 51 a is formed in the cylinder block 51. A piston 53 is accommodated in the cylinder 51a. A cylinder head 52 is fixed to the upper surface of the cylinder block 51. The combustion chamber 58 is formed as a space surrounded by the cylinder block 51, the cylinder head 52 and the cylinder 53. The cylinder head 52 is formed with first and second intake ports 52aA and 52aB that guide intake air to the combustion chamber 58. Further, first and second exhaust ports 52bA and 52bB for exhausting gas from the combustion chamber 58 are formed.

シリンダヘッド52には、吸気ポート52aA、52aBを開閉する第1および第2の吸気弁54A、54Bと、排気ポート52bA、52bBを開閉する第1および第2の排気弁55A、55Bとが設けられている。第1の吸気弁54Aと第2の排気弁55Bとは対角線上に配置されている。同様に、第2の吸気弁54Bと第1の排気弁55Aとも対角線上に配置されている。エンジン50Aは、一気筒あたりに吸気弁54A、54Bおよび排気弁55A、55Bからなる4つの弁が設けられた4バルブエンジンとなっている。   The cylinder head 52 is provided with first and second intake valves 54A and 54B that open and close the intake ports 52aA and 52aB, and first and second exhaust valves 55A and 55B that open and close the exhaust ports 52bA and 52bB. ing. The first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B are arranged diagonally. Similarly, the second intake valve 54B and the first exhaust valve 55A are arranged diagonally. The engine 50A is a four-valve engine in which four valves including intake valves 54A and 54B and exhaust valves 55A and 55B are provided per cylinder.

シリンダヘッド52には、吸気側VVT56と排気側VVT57とが設けられている。吸気側VVT56は吸気弁54A、54Bのバルブタイミングを可変にし、排気側VVT57は排気弁55A、55Bのバルブタイミングを可変にする。吸気側VVT56には吸気弁54A、54Bのバルブタイミングを互いに独立して設定可能なものを、排気側VVT57には排気弁55A、55Bのバルブタイミングを互いに独立して設定可能なものをそれぞれ適用する。かかるVVT56、57としては、例えば前述した特許文献2が開示する動弁装置を適用できる。   The cylinder head 52 is provided with an intake side VVT 56 and an exhaust side VVT 57. The intake side VVT 56 makes the valve timings of the intake valves 54A and 54B variable, and the exhaust side VVT 57 makes the valve timings of the exhaust valves 55A and 55B variable. The intake side VVT 56 applies what can set the valve timings of the intake valves 54A and 54B independently of each other, and the exhaust side VVT 57 applies what can set the valve timings of the exhaust valves 55A and 55B independently of each other. . As the VVTs 56 and 57, for example, the valve gear disclosed in Patent Document 2 described above can be applied.

VVT56、57は一気筒あたりに設けられた4つの弁のうち、少なくとも排気弁55A、55Bのバルブタイミングを互いに独立して設定可能な動弁装置に相当する。動弁装置は、例えば吸気弁54A、54Bおよび排気弁55A、55B(或いは少なくとも排気弁55A、55B)の駆動を電磁駆動化した場合の電磁駆動装置それぞれを有した構成として実現することもできる。   VVTs 56 and 57 correspond to valve gears that can set the valve timings of at least the exhaust valves 55A and 55B independently of each other among the four valves provided per cylinder. For example, the valve operating device can be realized as a configuration having each of the electromagnetic driving devices when the driving of the intake valves 54A and 54B and the exhaust valves 55A and 55B (or at least the exhaust valves 55A and 55B) is electromagnetically driven.

VVT56、57は、制御対象としてECU1に電気的に接続されている。VVT56、57は、電子制御装置であるECU1の制御のもと駆動する。バルブタイミングは、VVT56、57を制御するECU1を介して設定することができる。本実施例では、VVT56、57が排気弁55A、55Bの開弁時期に位相差を生じさせるようにバルブタイミングを設定している。バルブタイミングは具体的には次に示すように設定されている。   The VVTs 56 and 57 are electrically connected to the ECU 1 as control targets. The VVTs 56 and 57 are driven under the control of the ECU 1 that is an electronic control unit. The valve timing can be set via the ECU 1 that controls the VVTs 56 and 57. In this embodiment, the valve timings are set so that the VVTs 56 and 57 cause a phase difference in the opening timings of the exhaust valves 55A and 55B. Specifically, the valve timing is set as follows.

図3はエンジン50Aのバルブタイミングを示す図である。縦軸はバルブリフト量、横軸はクランク角度を示す。エンジン50Aは4サイクルエンジンであり、図3に示すクランク角度において、0°から180°までが燃焼行程に対応してピストン53が下降する過程、180°から360°までが排気行程に対応してピストン53が上昇する過程、360°から540°までが吸気行程に対応してピストン53が下降する過程、540°から720°までが圧縮行程に対応してピストン53が上昇する過程となっている。   FIG. 3 is a diagram showing valve timing of the engine 50A. The vertical axis represents the valve lift, and the horizontal axis represents the crank angle. The engine 50A is a four-cycle engine, and in the crank angle shown in FIG. 3, the process in which the piston 53 descends from 0 ° to 180 ° corresponding to the combustion stroke, and the angle from 180 ° to 360 ° corresponds to the exhaust stroke. The process in which the piston 53 rises is the process from 360 ° to 540 ° corresponding to the intake stroke, the process in which the piston 53 descends, and the process from 540 ° to 720 ° is the process in which the piston 53 rises corresponding to the compression stroke. .

吸気弁54A、54Bのバルブタイミングはともに、上死点よりも前のタイミングで開弁するとともに、下死点よりも後のタイミングで閉弁するように設定されている。第1の排気弁55Aのバルブタイミングは、下死点よりも前のタイミングで開弁するとともに上死点よりも前のタイミングで閉弁するように設定されている。第1の排気弁55Aのバルブタイミングは、吸気弁54A、54Bとの間でバルブオーバラップが生じないように設定されている。   The valve timings of the intake valves 54A and 54B are both set to open at a timing before the top dead center and to be closed at a timing after the bottom dead center. The valve timing of the first exhaust valve 55A is set so that it opens at a timing before the bottom dead center and closes at a timing before the top dead center. The valve timing of the first exhaust valve 55A is set so that no valve overlap occurs between the intake valves 54A and 54B.

第2の排気弁55Bは下死点で開弁するとともに、上死点よりも後のタイミングで閉弁するように設定されている。第2の排気弁55Bのバルブタイミングは、吸気弁54A、54Bとの間でバルブオーバラップが生じるように設定されている。第1の排気弁55Aのバルブタイミングは、第2の排気弁55Bのバルブタイミングよりも開弁時期および閉弁時期を一体的に進角させるようにして設定されている。そして排気弁55A、55Bの開弁時期および閉弁時期に一体的な位相差を設けることで、排気弁55A、55Bの開弁時期に位相差を設けている。位相差は例えば40°である。   The second exhaust valve 55B is set to open at the bottom dead center and to close at a timing later than the top dead center. The valve timing of the second exhaust valve 55B is set so that valve overlap occurs between the intake valves 54A and 54B. The valve timing of the first exhaust valve 55A is set so that the valve opening timing and the valve closing timing are integrally advanced with respect to the valve timing of the second exhaust valve 55B. Then, by providing an integral phase difference between the opening timing and closing timing of the exhaust valves 55A and 55B, a phase difference is provided in the opening timing of the exhaust valves 55A and 55B. The phase difference is 40 °, for example.

次にエンジン50Aの作用効果について説明する。図4は一般的な未燃HCの排出特性を示す図である。縦軸はHCエミッション排出量、横軸はクランク角度を示す。図5は未燃HCが排出される様子を模式的に示す図である。このうち、図5(a)はブローダウン時の未燃HC排出の様子を示し、図5(b)はピストン53上昇時の未燃HC排出の様子を示す。図5では一般的なエンジンとして、排気弁55A、55Bのバルブタイミングを合わせている点以外、エンジン50Aと実質的に同一なエンジン50Xを示している。   Next, the function and effect of the engine 50A will be described. FIG. 4 is a diagram showing a general unburned HC emission characteristic. The vertical axis represents HC emissions, and the horizontal axis represents the crank angle. FIG. 5 is a diagram schematically showing how unburned HC is discharged. Among these, FIG. 5A shows the state of unburned HC discharge at the time of blowdown, and FIG. 5B shows the state of unburned HC discharge when the piston 53 is raised. FIG. 5 shows an engine 50X that is substantially the same as the engine 50A except that the valve timings of the exhaust valves 55A and 55B are matched as a general engine.

一般に排気時に排出される未燃HCとしては、ブローダウン時に主にシリンダヘッド52周りから排出される未燃HC(図4のA部および図5(a)参照)と、ピストン53上昇時に掻き上げられるシリンダ51a壁面周りの未燃HC(図4のB部および図5(b)参照)が全体のうち、大きな割合を占める。理由は次の通りである。   In general, the unburned HC discharged at the time of exhaust includes unburned HC mainly discharged from around the cylinder head 52 at the time of blowdown (see A part of FIG. 4 and FIG. 5A), and scraped when the piston 53 is raised. The unburned HC around the wall surface of the cylinder 51a (refer to the portion B in FIG. 4 and FIG. 5B) accounts for a large proportion of the whole. The reason is as follows.

すなわち、排気開始時には筒内圧が高まっている。このため、排気初期には筒内外の大きな圧力差によってブローダウンが発生し、排気の流速が高まる。このため、ブローダウン時には未燃HCが排気に多量に取り込まれて排出される。一方、排気の流速はその後、急速に低下するが、さらにその後、ピストン53の上昇とともに再び高まる。このため、ピストン53上昇時にも未燃HCが排気に多量に取り込まれて排出される。したがって、これらの未燃HCを減少させることが、排気エミッションや燃費の改善にとって重要となる。   That is, the cylinder pressure increases at the start of exhaust. For this reason, blowdown occurs due to a large pressure difference between the inside and outside of the cylinder at the initial stage of exhaust, and the flow rate of exhaust increases. For this reason, at the time of blowdown, a large amount of unburned HC is taken into the exhaust and discharged. On the other hand, the flow rate of the exhaust gas decreases rapidly thereafter, but then increases again as the piston 53 rises. For this reason, even when the piston 53 is raised, a large amount of unburned HC is taken into the exhaust and discharged. Therefore, reducing these unburned HC is important for improving exhaust emission and fuel consumption.

これに対し、エンジン50Aは排気弁55A、55Bの開弁時期に位相差を設けている。このためエンジン50Aでは、排気弁55A、55Bのうち、いずれか一方の排気弁(ここでは第1の排気弁55A)が先に開弁する。そしてこれにより、高い流速で排気が行われ始めると、排気に引っ張られるようにして筒内にガス流動が生じる。結果、筒内に排気旋回気流が生成される。その後、他方の排気弁(ここでは第2の排気弁55B)が開弁するが、その際には筒内外の圧力差は小さくなっている。このため、他方の排気弁が開弁しても、筒内ガス流動に及ぶ影響は小さくなる。結果、排気旋回気流は排気行程中、維持される。   On the other hand, the engine 50A has a phase difference between the opening timings of the exhaust valves 55A and 55B. For this reason, in the engine 50A, one of the exhaust valves 55A and 55B (here, the first exhaust valve 55A) is opened first. As a result, when exhaust starts to be performed at a high flow rate, a gas flow is generated in the cylinder so as to be pulled by the exhaust. As a result, an exhaust swirl airflow is generated in the cylinder. Thereafter, the other exhaust valve (here, the second exhaust valve 55B) is opened. At this time, the pressure difference between the inside and outside of the cylinder is small. For this reason, even if the other exhaust valve is opened, the influence on the in-cylinder gas flow is reduced. As a result, the exhaust swirl airflow is maintained during the exhaust stroke.

このように形成される排気旋回気流は、シリンダ51a壁面に付着した未燃HCを取り込み、シリンダ51aの中央部に向かって運ぶ。そしてこれにより、未燃HCを反応させることで、特にピストン53上昇時に排出される未燃HCを減少させることができる。また、未燃HCの減少によって未燃損失を減少させることができ、結果、燃費も改善できる。このようにエンジン50Aは、バルブタイミングの設定により未燃燃料を減少させ、排気エミッションや燃費の改善を図ることができる。   The exhaust swirling airflow thus formed takes in unburned HC adhering to the wall surface of the cylinder 51a and carries it toward the center of the cylinder 51a. And by this, by making unburned HC react, unburned HC discharged especially when piston 53 raises can be reduced. Further, the loss of unburned HC can be reduced by reducing the unburned HC, and as a result, fuel consumption can be improved. Thus, the engine 50A can reduce the unburned fuel by setting the valve timing, and can improve the exhaust emission and the fuel consumption.

エンジン50Bは、VVT56、57が、さらに吸気弁54A、54Bの開弁時期に位相差を生じさせるとともに、4つの弁のうち、第1の吸気弁54Aと第2の排気弁55Bとの間でバルブオーバラップを生じさせるようにバルブタイミングが設定される点以外、エンジン50Aと実質的に同一である。このためエンジン50Bについては図示省略する。   In the engine 50B, the VVTs 56 and 57 further cause a phase difference between the opening timings of the intake valves 54A and 54B, and among the four valves, between the first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B. It is substantially the same as the engine 50A except that the valve timing is set so as to cause valve overlap. For this reason, the illustration of the engine 50B is omitted.

図6はエンジン50Bのバルブタイミングを示す図である。エンジン50Aの場合と比較し、エンジン50Bでは、第2の吸気弁54Bのバルブタイミングを一体的に遅角させることで、吸気弁54A、54Bの開弁時期に位相差を生じさせる。第2の吸気弁54Bのバルブタイミングは、上死点よりも後のタイミングで開弁するとともに、下死点よりも後のタイミング(圧縮行程中央)で閉弁するように設定されている。この点、第2の吸気弁54Bの開弁時期は、排気弁55A、55Bの閉弁時期それぞれよりも後のタイミングに設定されている。このため、第2の吸気弁54Bと排気弁55A、55Bとの間では、バルブオーバラップは生じない。   FIG. 6 is a diagram showing valve timing of the engine 50B. Compared to the case of the engine 50A, the engine 50B causes a phase difference in the valve opening timing of the intake valves 54A and 54B by integrally delaying the valve timing of the second intake valve 54B. The valve timing of the second intake valve 54B is set so that it opens at a timing after the top dead center and closes at a timing after the bottom dead center (center of the compression stroke). In this regard, the opening timing of the second intake valve 54B is set to a timing later than the closing timings of the exhaust valves 55A and 55B. For this reason, valve overlap does not occur between the second intake valve 54B and the exhaust valves 55A and 55B.

第1の吸気弁54Aの開弁時期は、第1の排気弁55Aの閉弁時期に合わせて設定されている。このため、第1の吸気弁54Aと第1の排気弁55Aとの間では、バルブオーバラップは生じない。また、第1の吸気弁54Aの開弁時期は、第2の排気弁55Bの閉弁時期よりも前のタイミングに設定されている。このため、第1の吸気弁54Aと第2の排気弁55Bとの間では、バルブオーバラップが生じる。   The opening timing of the first intake valve 54A is set in accordance with the closing timing of the first exhaust valve 55A. For this reason, valve overlap does not occur between the first intake valve 54A and the first exhaust valve 55A. The opening timing of the first intake valve 54A is set to a timing before the closing timing of the second exhaust valve 55B. For this reason, valve overlap occurs between the first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B.

エンジン50Bでは、かかる設定に基づき、VVT56、57が、4つの弁のうち、第1の吸気弁54Aと、対角線上に配置された第2の排気弁55Bとの間で、バルブオーバラップを生じさせる。第1の吸気弁54Aおよび第2の排気弁55Bとの関係において、第1の排気弁55Aの閉弁時期は、第1の吸気弁54Aの開弁時期以前のタイミングに設定することができる。また、第2の吸気弁54Bの開弁時期は第2の排気弁55Bの閉弁時期以降のタイミングに設定することができる。   In the engine 50B, based on such settings, the VVTs 56 and 57 cause a valve overlap between the first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B arranged diagonally among the four valves. Let In the relationship between the first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B, the closing timing of the first exhaust valve 55A can be set to a timing before the opening timing of the first intake valve 54A. The opening timing of the second intake valve 54B can be set to a timing after the closing timing of the second exhaust valve 55B.

次にエンジン50Bの作用効果について説明する。エンジン50Bは、4つの弁のうち、第1の吸気弁54Aと第2の排気弁55Bとの間でバルブオーバラップを生じさせる。このときエンジン50Bは、吸気弁54A、54Bのうち、第1の吸気弁54Aを開弁した状態で吸気を吸入する。これによりエンジン50Bは、吸気が吹き抜けるようにして直接排気されることを抑制しつつ、筒内に吸気旋回気流を生成することができる。   Next, the function and effect of the engine 50B will be described. The engine 50B generates a valve overlap between the first intake valve 54A and the second exhaust valve 55B among the four valves. At this time, the engine 50B inhales intake air with the first intake valve 54A opened among the intake valves 54A and 54B. As a result, the engine 50B can generate an intake swirl airflow in the cylinder while suppressing direct exhaust of the intake air.

吸気旋回気流は、排気が終わる前の段階から生成される。このため、吸気旋回気流は筒内に残留する未燃HCを取り込みつつ、次の燃焼に向けた混合気の形成を促進する。このためエンジン50Bは、エンジン50Aと比較しさらに燃焼促進を図ることができ、結果、排気エミッションや燃費の更なる改善を図ることができる。また、混合気を吸入する場合、エンジン50Bは混合気としての吸気が吹き抜けるようにして直接排気されることも抑制できる。この場合にも、吹き抜けの抑制効果によるものだけでなく、燃焼促進による排気エミッションや燃費の更なる改善を図ることができる。   The intake swirl airflow is generated from the stage before exhaust ends. For this reason, the intake swirling air flow promotes the formation of the air-fuel mixture for the next combustion while taking in the unburned HC remaining in the cylinder. Therefore, the engine 50B can further promote combustion compared with the engine 50A, and as a result, exhaust emission and fuel consumption can be further improved. In addition, when inhaling the air-fuel mixture, the engine 50B can also be prevented from being directly exhausted so that the intake air as the air-fuel mixture blows through. Even in this case, not only the effect of suppressing the blow-through but also the exhaust emission and the fuel consumption can be further improved by promoting the combustion.

なお、第1の吸気弁54Aの開弁時期は、第1の排気弁55Aの閉弁時期よりも後、且つ第2の排気弁55Bの閉弁時期よりも前のタイミングの範囲内でも設定できる。これに対し、第1の吸気弁54Aの開弁時期を第1の排気弁55Aの閉弁時期に合わせて設定することで、バルブオーバラップ期間を排気行程側に向かって長く確保できる。そしてこれにより、上述の効果を好適に奏することができる。   The opening timing of the first intake valve 54A can be set within a timing range after the closing timing of the first exhaust valve 55A and before the closing timing of the second exhaust valve 55B. . On the other hand, by setting the opening timing of the first intake valve 54A in accordance with the closing timing of the first exhaust valve 55A, the valve overlap period can be secured longer toward the exhaust stroke side. And thereby, the above-mentioned effect can be produced suitably.

図7はエンジン50Cのバルブ配置を示す図である。エンジン50Cは、排気弁55A、55Bの代わりに排気弁55A´、55B´を備えている点と、これに伴いシリンダヘッド52の代わりに排気ポート52bA´、52bB´が形成されたシリンダヘッド52´を備えている点以外、エンジン50Aと実質的に同一である。同様の変更は例えばエンジン50Bにも適用できる。   FIG. 7 is a view showing a valve arrangement of the engine 50C. The engine 50C includes exhaust valves 55A ′ and 55B ′ instead of the exhaust valves 55A and 55B, and accordingly, a cylinder head 52 ′ in which exhaust ports 52bA ′ and 52bB ′ are formed instead of the cylinder head 52. The engine 50A is substantially the same as the engine 50A. Similar changes can be applied to the engine 50B, for example.

図7に示すように、第2の排気弁55B´のバルブ径は、第1の排気弁55A´のバルブ径よりも大きく設定されている。排気ポート52bA´、52bB´は排気弁55A´、55B´のバルブ径に応じて形成されている。エンジン50Cでは、VVT56、57が第1の排気弁55A´を第2の排気弁55B´よりも早く開弁することで、排気弁55A´、55B´のうち、バルブ径が小さい方の排気弁をバルブ径が大きい方の排気弁よりも早く開弁する。   As shown in FIG. 7, the valve diameter of the second exhaust valve 55B ′ is set larger than the valve diameter of the first exhaust valve 55A ′. The exhaust ports 52bA ′ and 52bB ′ are formed according to the valve diameters of the exhaust valves 55A ′ and 55B ′. In the engine 50C, the VVTs 56 and 57 open the first exhaust valve 55A ′ earlier than the second exhaust valve 55B ′, so that the exhaust valve having the smaller valve diameter among the exhaust valves 55A ′ and 55B ′. Is opened earlier than the exhaust valve with the larger valve diameter.

次にエンジン50Cの作用効果について説明する。エンジン50Cでは、バルブ径が小さい第1の排気弁55A´を第2の排気弁55B´よりも早く開弁する。このため、エンジン50Cはブローダウン時の排気の流速を高めることができる。これにより、エンジン50Cはエンジン50Aと比較して排気旋回気流を強化でき、結果、排気エミッションや燃費の改善をさらに好適に図ることができる。   Next, the function and effect of the engine 50C will be described. In the engine 50C, the first exhaust valve 55A ′ having a small valve diameter is opened earlier than the second exhaust valve 55B ′. For this reason, the engine 50C can increase the flow velocity of the exhaust at the time of blowdown. As a result, the engine 50C can enhance the exhaust swirl airflow as compared with the engine 50A, and as a result, the exhaust emission and the fuel consumption can be further improved.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば上述した実施例では、バルブタイミングの設定として弁の開弁時期と閉弁時期とを一体的に設定する場合について説明した。しかしながら、本発明においてはこれに限られず、バルブタイミングの設定において弁の開弁時期と閉弁時期とは個別に設定されてもよい。
エンジンは本発明を実施可能なエンジンであれば特に限定されない。例えばガソリンエンジンのほかディゼールエンジンであってもよい。また筒外で燃料を噴射し、混合気を吸入するタイプのエンジンのほか、筒内燃料直接噴射式のエンジンであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
For example, in the above-described embodiment, the case where the valve opening timing and the valve closing timing are set integrally as the valve timing has been described. However, the present invention is not limited to this, and the valve opening timing and the valve closing timing may be set individually in setting the valve timing.
An engine will not be specifically limited if it is an engine which can implement this invention. For example, a diesel engine other than a gasoline engine may be used. In addition to an engine of a type that injects fuel outside the cylinder and sucks an air-fuel mixture, an in-cylinder fuel direct injection engine may be used.

ECU 1
エンジン 50A、50B、50C、50X
シリンダブロック 51
シリンダヘッド 52、52´
ピストン 53
第1の吸気弁 54A
第2の吸気弁 54B
第1の排気弁 55A、55A´
第2の排気弁 55B、55B´
吸気側VVT 56
排気側VVT 57
燃焼室 58
ECU 1
Engine 50A, 50B, 50C, 50X
Cylinder block 51
Cylinder head 52, 52 '
Piston 53
First intake valve 54A
Second intake valve 54B
First exhaust valve 55A, 55A '
Second exhaust valve 55B, 55B ′
Intake side VVT 56
Exhaust side VVT 57
Combustion chamber 58

Claims (3)

第1および第2の吸気弁と、第1および第2の排気弁とからなる1気筒あたりに設けられた4つの弁と、
前記4つの弁のうち、少なくとも前記第1および第2の排気弁のバルブタイミングを互いに独立して設定可能な動弁装置と、を備え、
前記動弁装置が、前記第1および第2の排気弁の開弁時期に位相差を生じさせるエンジン。
Four valves provided per cylinder consisting of first and second intake valves and first and second exhaust valves;
A valve operating device capable of setting valve timings of at least the first and second exhaust valves independently of each other among the four valves;
An engine in which the valve gear causes a phase difference between the opening timings of the first and second exhaust valves.
請求項1記載のエンジンであって、
前記動弁装置が、さらに前記第1および第2の吸気弁の開弁時期に位相差を生じさせるとともに、前記4つの弁のうち、前記第1の吸気弁と前記第2の排気弁との間でバルブオーバラップを生じさせ、
前記第1の吸気弁および前記第2の排気弁が対角線上に配置されているエンジン。
The engine according to claim 1,
The valve operating device further causes a phase difference between the opening timings of the first and second intake valves, and of the four valves, the first intake valve and the second exhaust valve Causing valve overlap between
An engine in which the first intake valve and the second exhaust valve are arranged diagonally.
請求項1または2記載のエンジンであって、
前記動弁装置が、前記第1の排気弁を前記第2の排気弁よりも早く開弁し、
前記第2の排気弁のバルブ径が、前記第1の排気弁のバルブ径よりも大きく設定されているエンジン。
The engine according to claim 1 or 2,
The valve gear opens the first exhaust valve earlier than the second exhaust valve;
An engine in which a valve diameter of the second exhaust valve is set larger than a valve diameter of the first exhaust valve.
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