專利名稱：雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有能夠調(diào)整排氣口的開度的排氣控制 閥而構(gòu)成，使該排氣控制閥動(dòng)作而能夠使燃燒室內(nèi)的供給空氣以及供給燃 料自點(diǎn)火燃燒。10背景技術(shù)雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)吸入量變少時(shí)，掃氣效率(scavenging efficiency)下 降，無(wú)法從排氣口進(jìn)行充分的排氣，在工作缸室內(nèi)殘留大量燃燒廢氣(以 下，也將這樣的氣體稱為"殘留氣體")。另外， 一般來(lái)說(shuō)，如果向殘留燃15燒廢氣的燃燒室內(nèi)送入空氣以及燃料，則在燃燒室內(nèi)該三種組成大致均勻 地混合。殘留氣體通過(guò)燃燒而溫度變高，保持高的熱能，另一方面由于是 惰性氣體，還具有抑制燃燒的效果。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷區(qū)域時(shí)，供給到燃燒室內(nèi)的空氣以及燃料 和在上一行程殘留于燃燒室內(nèi)的燃燒廢氣混合，在該狀態(tài)下如果利用點(diǎn)火20火花塞進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒，則由于具有上述效果的殘留氣體，阻礙點(diǎn)火和 點(diǎn)火后的火焰?zhèn)鞑?，產(chǎn)生不規(guī)則燃燒。當(dāng)產(chǎn)生不規(guī)則燃燒時(shí)，供給的燃料 沒(méi)有完全燃燒，另外，含有有害物質(zhì)的未燃燒氣體被排出到外部，因此， 還存在對(duì)燃料利用率方面和環(huán)境方面的問(wèn)題。相對(duì)于此，公知有設(shè)置了能夠控制排氣口的開度的排氣閥而構(gòu)成的發(fā)25動(dòng)機(jī)(例如，參考日本特開平07—071279號(hào))。在這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)中，對(duì)應(yīng) 于負(fù)載對(duì)排氣閥的動(dòng)作進(jìn)行控制來(lái)調(diào)整排氣口的開度，在壓縮行程開始 時(shí)，調(diào)整工作缸內(nèi)殘留氣體的質(zhì)量相對(duì)于全部氣體的質(zhì)量的比例(以下， 將該比例稱為"EGR率")，利用殘留氣體的熱能加熱燃燒室內(nèi)的混合氣體， 使混合氣體自點(diǎn)火燃燒。30 在該方式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，構(gòu)成為在高負(fù)荷區(qū)域進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒，在低負(fù)荷區(qū)域進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒，進(jìn)行排氣閥或點(diǎn)火火花塞的動(dòng)作控制。自點(diǎn)火 燃燒由于燃燒形態(tài)是體積(bulk)燃燒，所以在燃燒室內(nèi)的整體消除了不 規(guī)則燃燒，實(shí)現(xiàn)了燃料利用率的改善以及有害廢氣的降低。如圖8所示，由于殘留氣體保持熱能，所以伴隨著EGR率的上升， 5壓縮行程結(jié)束時(shí)的工作缸室內(nèi)的氣體溫度上升。另外，當(dāng)上升規(guī)定溫度T^時(shí)，確認(rèn)到能夠進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒。另一方面，如圖9所示，在燃燒行 程結(jié)束時(shí)，由于殘留氣體本身的燃燒抑制效果，伴隨著EGR率的上升， 工作缸室內(nèi)的氣體溫度下降。因此，即使為了使EGR率變高而控制排氣 閥的動(dòng)作，從而將壓縮行程結(jié)束時(shí)的氣體溫度保持在高溫，當(dāng)EGR率超io 過(guò)規(guī)定值EGR^時(shí)，由于燃燒行程結(jié)束時(shí)的氣體溫度的降低較大，所以在 下一壓縮行程中用于充分加熱空氣以及燃料的熱能不足，無(wú)法維持自點(diǎn)火 燃燒所需要的溫度T^。該現(xiàn)象尤其在高輸出型的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在處于低負(fù)荷低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，空氣 的供給量變少而掃氣流的控制變難的情況下等會(huì)出現(xiàn)。在這樣的無(wú)法進(jìn)行15自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，仍然產(chǎn)生不規(guī)則燃燒，低負(fù)荷區(qū)域中的不規(guī)則燃燒的 消除成為問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施例提供一種雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)現(xiàn)消20除在低負(fù)荷區(qū)域的不規(guī)則燃燒，實(shí)現(xiàn)燃料利用率的提高。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施例涉及一種雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其構(gòu) 成為具備工作缸，該工作缸形成工作缸室，并在工作缸室內(nèi)收容活塞； 點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置使點(diǎn)火部面向燃燒室內(nèi)；排氣控制閥，該排氣控制 閥調(diào)整排氣通路的開度，所述排氣通路與在工作缸室的內(nèi)周面開口的排氣25 口相連；控制裝置，該控制裝置進(jìn)行點(diǎn)火裝置以及排氣控制閥的動(dòng)作控制， 該控制裝置在高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行的控制是使點(diǎn)火裝置動(dòng)作，將供給到工作缸 室內(nèi)的供給空氣以及供給燃料構(gòu)成的混合氣在燃燒室內(nèi)進(jìn)行火花點(diǎn)火燃 燒，在低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行的控制是通過(guò)排氣口的開度的調(diào)整來(lái)調(diào)整工作缸室 內(nèi)的壓力，在燃燒室內(nèi)使混合氣自點(diǎn)火燃燒。而且，具有成層混合氣場(chǎng)形30成機(jī)構(gòu)，該成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)在低負(fù)載區(qū)域內(nèi)的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域即低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中形成成層混合氣場(chǎng)，所述成層混合氣場(chǎng)在燃燒室的中央部分 布有較多的混合氣，在燃燒室的中央部的外側(cè)分布有較多的殘留在燃燒室 內(nèi)的燃燒廢氣，控制裝置在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，進(jìn)行利用成層混合氣場(chǎng) 形成機(jī)構(gòu)形成成層混合氣場(chǎng)并使混合氣自點(diǎn)火燃燒的控制。 5 另外，也可以構(gòu)成為控制裝置在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的低負(fù)載且低旋轉(zhuǎn)區(qū)域即極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，進(jìn)行使點(diǎn)火裝置動(dòng)作并使形成有成層混 合氣場(chǎng)的混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒的控制。另外，優(yōu)選構(gòu)成為成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有排氣控制閥，控制裝置 進(jìn)行的控制是在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，使排氣控制閥動(dòng)作以使排氣口的開 10度變小，在低負(fù)載區(qū)域內(nèi)的中旋轉(zhuǎn)區(qū)域即低負(fù)載中旋轉(zhuǎn)區(qū)域，使排氣控制 閎動(dòng)作，使得相比于低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域使排氣口的開度變大，且伴隨著負(fù) 載的上升使排氣口的開度上升，在高負(fù)載區(qū)域，使排氣控制閥動(dòng)作，使得 相比于低負(fù)載中旋轉(zhuǎn)區(qū)域使排氣口的開度變大，且伴隨著負(fù)載的上升使排 氣口的開度上升。15 另外，優(yōu)選的是成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有將頂部相對(duì)于工作缸室的圓筒軸偏置設(shè)置于排氣口一側(cè)或其相反側(cè)的燃燒室。另外，優(yōu)選構(gòu)成為成 層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有直噴裝置，所述直噴裝置由控制裝置控制動(dòng)作， 將供給燃料直接噴射供給向工作缸室內(nèi)，控制裝置在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn) 行使直噴裝置動(dòng)作的控制，使得相比于低負(fù)載中旋轉(zhuǎn)區(qū)域以及高負(fù)載區(qū)域20使將供給燃料供給向工作缸室內(nèi)的時(shí)期變晚。另外，優(yōu)選構(gòu)成為成層混合 氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有副節(jié)流閥，所述副節(jié)流閥構(gòu)成為能夠?qū)?yīng)于開度來(lái)調(diào)整 向燃燒室內(nèi)供給的供給空氣的供給量，控制裝置在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行 的控制是，以伴隨著負(fù)載的下降使副節(jié)流閥的開度變大的方式使副節(jié)流閥 動(dòng)作，使供給空氣的供給量增加。25 而且，優(yōu)選構(gòu)成為還具備檢測(cè)負(fù)載的負(fù)載檢測(cè)裝置和檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度檢測(cè)裝置，控制裝置根據(jù)由負(fù)載檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)載以及由溫度 檢測(cè)裝置檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，進(jìn)行控制來(lái)調(diào)整向燃燒室內(nèi)供給供給燃料 的時(shí)期、供給燃料的供給量、以及排氣口的開度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施例的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，在低負(fù)載低30旋轉(zhuǎn)區(qū)域利用成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)形成在燃燒室的中央部分布有較多的混合氣并在其外側(cè)分布有較多的燃燒廢氣的成層混合氣場(chǎng)。因此，從燃 燒室整體來(lái)看，即，三組成均勻混合時(shí)，即使是無(wú)法進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒的高EGR率，在中央部局部做出EGR率低而能夠自點(diǎn)火燃燒的狀態(tài)。因此，在本構(gòu)成中，即使對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)那樣在三組成大致均勻混合的狀態(tài)下無(wú)法5進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，也能夠進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒，擴(kuò)大了能夠自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了燃料利用率的改善和有害廢氣的降低。另外，在極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，當(dāng)構(gòu)成為進(jìn)行使點(diǎn)火裝置動(dòng)作以使形 成有成層混合氣場(chǎng)的混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒的控制時(shí)，能夠更可靠地消 除在低溫時(shí)等低負(fù)載區(qū)域的不規(guī)則燃燒，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的燃料利用率的改善10和有害廢氣的降低。另外，作為成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有排氣控制閥，利用控制裝置在 低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行排氣控制閥的工作控制，使得相比于其他的負(fù)載區(qū) 域排氣口的開度變小。由此，排氣壓力被調(diào)整為變高，向工作缸室內(nèi)供給 的供給空氣不會(huì)流向排氣口，而形成綜渦狀的流動(dòng)被導(dǎo)向燃燒室。如此，15促進(jìn)空氣和殘留氣體的成層化，能夠進(jìn)行在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域的自點(diǎn)火燃燒。另外，作為成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)，將燃燒室的頂部相對(duì)于工作缸室 的圓筒軸偏置設(shè)置于排氣口一側(cè)或其相反側(cè)。由此，在隔著工作缸室的圓 筒軸設(shè)有排氣口的一側(cè)及其相反側(cè)形成大的壓力場(chǎng)的偏斜，促進(jìn)縱渦狀的20流動(dòng)的形成。因此，能夠更可靠地形成成層混合氣場(chǎng)。另外，作為成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)，具有向工作缸室內(nèi)直接噴射燃料 的直噴裝置，利用控制裝置在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行使直噴裝置動(dòng)作的控 制，使得相比于其他的負(fù)載區(qū)域使燃料噴射時(shí)期變晚。由此，燃料遍布工 作缸室內(nèi)、燃燒室內(nèi)的整體的時(shí)間沒(méi)有被充分確保，因此能夠更可靠地進(jìn)25 行成層混合氣場(chǎng)。另外，作為成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)，具有利用開度的調(diào)整而能夠調(diào)整 向工作缸室內(nèi)供給的空氣供給量的副節(jié)流閥，利用控制裝置在低負(fù)載低旋 轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行以伴隨著負(fù)載的下降使副節(jié)流閥的開度變大的方式進(jìn)行副節(jié) 流閥的動(dòng)作控制。由此，即使在負(fù)載下降而向工作缸室內(nèi)供給的空氣量不30 足時(shí)，也能夠補(bǔ)充不足來(lái)供給空氣，使供給向工作缸室內(nèi)的空氣量穩(wěn)定，能夠與負(fù)載的增減無(wú)關(guān)地對(duì)用于形成成層混合氣場(chǎng)的空氣流進(jìn)行穩(wěn)定控 制。其他的特征以及效果根據(jù)實(shí)施例的記載以及附加的權(quán)利要求可以明確。


圖1是本發(fā)明的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的典型實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面圖； 圖2是表示第一典型的實(shí)施例中的燃燒形態(tài)的區(qū)域的曲線圖； 圖3是表示第一典型的實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和各種裝置的控制狀態(tài)的關(guān) 10系的曲線圖；圖4是表示低負(fù)荷低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的來(lái)自掃氣出口的空氣的流動(dòng)的發(fā)動(dòng) 機(jī)的剖面圖；圖5是成層混合氣場(chǎng)的模式圖；圖6是表示第二典型的實(shí)施例中的燃燒形態(tài)的區(qū)域的曲線圖； 15 圖7是表示第二典型的實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和各種裝置的控制狀態(tài) 的關(guān)系的曲線圖；圖8是表示EGR率和壓縮行程結(jié)束時(shí)的工作缸室內(nèi)的氣體溫度之間 的關(guān)系的曲線圖；圖9是表示EGR率和燃燒行程結(jié)束時(shí)的工作缸室內(nèi)的氣體溫度之間 " 的關(guān)系的曲線圖； 圖中l(wèi)一發(fā)動(dòng)機(jī)；3 —工作缸座；4一曲軸箱； 25 8 —點(diǎn)火火花塞；9一燃燒噴射閥；IO —燃燒室；18 —副節(jié)流閥；21—排氣口； 30 24 —排氣控制閥；33 —掃氣出口；40—ECU具體實(shí)施方式
5 以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖l表示本發(fā)明的典型的實(shí)施例的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)1上下重疊工作缸頭2、工作缸 座3、曲軸箱4進(jìn)行結(jié)合而構(gòu)成。工作缸座3在內(nèi)部形成有工作缸室3a，并配置有在該工作缸室3a內(nèi) 能夠上下滑動(dòng)的活塞5。曲軸箱4結(jié)合于工作缸座3，使收容曲軸6的曲io軸室4a與工作缸室3a連通。活塞5以及曲軸6經(jīng)由連結(jié)桿7連結(jié)。另夕卜， 工作缸室3a的內(nèi)周面3b和活塞5的上表面以及工作缸頭2的內(nèi)壁面包圍 行程燃燒室10。在工作缸頭2上安裝有點(diǎn)火火花塞8以及燃料噴射闊9， 使點(diǎn)火火花塞8的點(diǎn)火部8a以及燃料噴射閥9的噴嘴部9a從工作缸頭2 的內(nèi)壁面面向燃燒室IO。15 如圖4所示，燃燒室10由于在工作缸頭2的內(nèi)壁面上行程的凹部2a而形成為近似半球形狀，在上方具有頂部10a。頂部10a相對(duì)于點(diǎn)劃線表 示的工作缸軸A向后述的排氣口側(cè)偏置。點(diǎn)火火花塞8設(shè)置成使點(diǎn)火部 8a向這樣的燃燒室10內(nèi)突出規(guī)定的突出量。燃料噴射閥9設(shè)置成使噴嘴 部9a從燃燒室的頂部10a向下方突出規(guī)定的突出量，從噴嘴部9a向工作20 缸室3a內(nèi)直接噴射燃料。在曲軸箱4上行程吸氣通路12，吸氣通路12的一端與連通于曲軸室 4a的吸氣口 ll相連，另一端與外部連通，吸氣通路12上連接有吸氣歧管 14。在吸氣通路12上設(shè)有由能夠彈性變形的引導(dǎo)片構(gòu)成的引導(dǎo)閥15，在 吸氣歧管14上安裝有開度6THm可變的吸氣節(jié)流閥16。另外，在吸氣歧25 管14連接有與吸氣節(jié)流閥16的下游側(cè)連通的未圖示的吸氣副通路，在該 吸氣副通路上安裝有開度eTHs可變的副節(jié)流閥18。而且，吸氣節(jié)流閥16 以及副節(jié)流閥18的上游側(cè)與未圖示的空氣清潔器相連，向吸氣歧管14供 給來(lái)自空氣清潔器的清潔空氣。引導(dǎo)閥15懸臂支承引導(dǎo)片而構(gòu)成，使得總是閉塞吸氣通路12，當(dāng)曲30軸室4a成為負(fù)壓時(shí)，引導(dǎo)片彎曲而打開吸氣通路12。吸氣節(jié)流閥16對(duì)應(yīng)于未圖示的節(jié)流把手的手動(dòng)操作，使開度9THm變化，對(duì)應(yīng)于該開度 0THm，使供給向曲軸室4a的空氣的量變化。另外，通過(guò)使副節(jié)流閥18 動(dòng)作來(lái)調(diào)整幵度9THs，補(bǔ)給向曲軸室4a供給的空氣，與吸氣節(jié)流閥16 的開度0THm無(wú)關(guān)地能夠調(diào)整供給向曲軸室4a的空氣的量。 5 另外，在工作缸座3上設(shè)有排氣通路22，該排氣通路22—端與連通于工作缸室3a的排氣口 21相連，另一端與連通于外部的排氣連接口 23 相連。在排氣通路22上設(shè)有排氣控制閥24。該排氣控制閥24構(gòu)成為側(cè)面 看形成為扇形，并具有擺動(dòng)自如的閥片24a。閥片24a以伺服電動(dòng)機(jī)24b 作為驅(qū)動(dòng)源而擺動(dòng)，通過(guò)該擺動(dòng)，排氣口 21從上方朝向下方被封閉。通]o 過(guò)驅(qū)動(dòng)控制伺服電動(dòng)機(jī)24b來(lái)調(diào)整閥片24a的擺動(dòng)位置，在使閥片24a從 擺動(dòng)到上方的退避位置的全開狀態(tài)開始，到使閥片24a擺動(dòng)到下動(dòng)限界位 置的全閉狀態(tài)的期間，無(wú)極地調(diào)整排氣口 21的開度0EX。另外，在工作缸室3a開口有掃氣出口 33，該掃氣出口33位于排氣口 21的下方。在曲軸室4a開口有掃氣入口 31。通過(guò)工作缸座3以及曲軸箱15 4結(jié)合，形成一端連通于該掃氣入口 31、另一端連通于該掃氣出口 33的 掃氣通路32。如此構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)l，當(dāng)活塞5從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，曲軸室4a成為 負(fù)壓，引導(dǎo)閥15開閥，與吸氣節(jié)流閥16的幵度0THm對(duì)應(yīng)的量的空氣被 供給向曲軸室4a，另一方面，工作缸室3a內(nèi)的氣體被壓縮(吸氣 壓縮 20 行程)。此時(shí)，從燃料噴射閥9在規(guī)定的噴射時(shí)刻向工作缸室3a內(nèi)噴射規(guī) 定噴射量的燃料。然后，在活塞5向上運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)附近時(shí)，使被壓縮的 空氣以及燃料的混合氣體燃燒(燃燒行程)。由此活塞5從上止點(diǎn)向下運(yùn) 動(dòng)。當(dāng)活塞5向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由活塞5的側(cè)面封閉的排氣口 21向工作缸室 25 3a開放，燃燒廢氣從排氣口 21向排氣通路22排出(排氣行程)。另外， 當(dāng)活塞5向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，位于排氣口 21的下方的掃氣出口 33向工作缸室3a 開放，另一方面，通過(guò)活塞5的向下運(yùn)動(dòng)而在曲軸室4a內(nèi)被壓縮了的空 氣從掃氣入口 31流入向掃氣通路32。流入掃氣通路32的空氣從掃氣出口 33供給向工作缸室3a內(nèi)，促進(jìn)燃燒廢氣的排出(排氣，掃氣行程)。當(dāng)活 30塞5再次從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)活塞5的側(cè)面順次封閉掃氣出口 33以及排氣口21，進(jìn)行吸氣，壓縮行程。在發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃燒行程開始時(shí)(壓縮行程結(jié)束時(shí))，在燃燒室10內(nèi)存 在從掃氣出口 33供給的空氣、從燃料噴射閥9噴射的燃料、以及在前一排氣 掃氣行程中沒(méi)有從排氣口 21排出而殘留在工作缸室3a內(nèi)的燃燒廢5氣這三種組成。燃燒廢氣保持高溫且高熱能，另一方面其是惰性氣體具有抑制燃燒的效果。因此，在來(lái)自掃氣出口33的空氣的供給量少且EGR率 上升的狀態(tài)下，即使利用點(diǎn)火火花塞8進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒，也會(huì)由于燃燒 廢氣的抑制燃燒效果而阻礙來(lái)自點(diǎn)火部8a的火焰?zhèn)鞑ィa(chǎn)生不規(guī)則燃燒。 為了避免這樣的不規(guī)則燃燒，如后述那樣，進(jìn)行利用控制單元(以下稱為io "ECU") 40調(diào)整排氣口 21的開度犯X并調(diào)整EGR率，且利用燃燒廢氣 的熱能在最佳時(shí)刻使空氣以及燃料自點(diǎn)火燃燒的控制。另外，在排氣"掃氣行程中從掃氣出口33供給的空氣的量多時(shí)，艮P， 在吸氣節(jié)流闊16的開度eTHm大且負(fù)載高的情況下，在供給的空氣流中 產(chǎn)生紊亂，三種組成被充分混合，在燃燒行程開始時(shí)三組成在燃燒室內(nèi)成is為被大致均勻混合的狀態(tài)。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低、從掃氣出口 33 供給的空氣的量少時(shí)，供給的空氣流的紊亂變小。發(fā)動(dòng)機(jī)1具備ECU40，其構(gòu)成為進(jìn)行排氣控制閥24、點(diǎn)火火花塞8、 燃料噴射閥9以及副節(jié)流閥18等各種裝置的動(dòng)作控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)1上配 置有各種傳感器，來(lái)自這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)被輸入到ECU40。作為傳感20 器，例如設(shè)有檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器51、檢 測(cè)吸氣節(jié)流閥16的開度6THm的節(jié)流閥開度傳感器52、檢測(cè)冷卻水溫度 Tw的冷卻水溫度傳感器53、檢測(cè)工作缸內(nèi)周面溫度Tc的工作缸溫度傳感 器54、檢測(cè)吸氣溫度Ti的吸氣溫度傳感器55、以及檢測(cè)大氣壓P的壓力 傳感器56等。25 ECU40根據(jù)這些各輸入值，將燃料噴射時(shí)刻tf、燃料噴射量F、排氣口 21的開度犯X、副節(jié)流閥18的開度9THs、以及火花點(diǎn)火時(shí)刻ts分別 作為輸出值求出。ECU40中存儲(chǔ)有將發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne以及吸氣節(jié)流閥 16的開度0THm作為輸入?yún)?shù)的規(guī)定的計(jì)算式，從該計(jì)算式求出各輸出值 tf、 F、犯X、 0THs、 ts。30 ECU40根據(jù)從計(jì)算式求出的各輸出值，向燃料噴射閥9輸出動(dòng)作控制信號(hào)，控制燃料噴射閥9的動(dòng)作，使得在規(guī)定的燃料噴射時(shí)刻tf噴射規(guī)定 的燃料噴射量F的燃料。另外，向伺服電動(dòng)機(jī)24b輸出動(dòng)作控制信號(hào)，控制伺服電動(dòng)機(jī)24b的動(dòng)作，以使排氣控制閥24的閥片24a擺動(dòng)到規(guī)定的 擺動(dòng)位置，將排氣口21調(diào)整為規(guī)定的開度0EX。另外，向副節(jié)流閥18輸 5出動(dòng)作控制信號(hào)，控制副節(jié)流閥18的動(dòng)作，使其成為規(guī)定的開度eTHs， 調(diào)整向曲軸室4a供給空氣的供給量。然后，向點(diǎn)火火花塞8輸出動(dòng)作控 制信號(hào)，控制點(diǎn)火火花塞8的動(dòng)作，使得在規(guī)定的火花點(diǎn)火時(shí)刻ts進(jìn)行火 花點(diǎn)火。圖2將發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃燒形態(tài)的區(qū)域?qū)?yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne以及發(fā) io 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te進(jìn)行表示。ECU40利用上述計(jì)算式對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne 以及吸氣節(jié)流閥16的開度9THm控制各裝置的動(dòng)作，進(jìn)行控制使得在高 負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒，在低負(fù)載中高旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合壓 縮自點(diǎn)火燃燒，在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒。而且， 如圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te對(duì)應(yīng)于吸氣節(jié)流閥16的開度0THm增減。 15 在此，所謂預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒，是指使點(diǎn)火火花塞8動(dòng)作使空氣以及燃料電火花點(diǎn)火燃燒，從火花點(diǎn)火后的點(diǎn)火部8a的附近向燃燒室10整 體傳播火焰，使燃燒室10內(nèi)的空氣以及燃料燃燒，是目前進(jìn)行的火花點(diǎn) 火燃燒的形態(tài)。此時(shí)，燃燒室10內(nèi)的三組成成為被大致均勻混合的狀態(tài)。 所謂預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒，是指同樣在燃燒室10內(nèi)三組成大致均勻混 20合的狀態(tài)，在壓縮時(shí)使空氣以及燃料自點(diǎn)火燃燒，是目前進(jìn)行的壓縮自點(diǎn) 火燃燒的形態(tài)。所謂成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒，是指通過(guò)在燃燒室10內(nèi)三組成大致 被成層化后的成層混合氣場(chǎng)，使空氣以及燃料在壓縮時(shí)自點(diǎn)火燃燒，是本 發(fā)明的特征所在的燃燒形態(tài)。目前在進(jìn)行該成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)25域，由于為了使EGR率較高地進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒而無(wú)法維持需要的熱能， 所以難以進(jìn)行預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒，產(chǎn)生不規(guī)則燃燒。成層混合氣場(chǎng)在 燃燒室10的中央部空氣以及燃料分布多，燃燒廢氣在其外側(cè)分布較多， 成為大致成層化的狀態(tài)。該成層混合氣場(chǎng)是由調(diào)整排氣口的開度0EX的排 氣控制閥24的適當(dāng)?shù)膭?dòng)作控制、能夠控制燃料噴射時(shí)刻tf以及燃料噴射30量F的燃料噴射閥9的適當(dāng)?shù)膭?dòng)作控制、能夠調(diào)整向曲軸室4a供給的空氣供給量的副節(jié)流閥18的適當(dāng)?shù)膭?dòng)作控制、以及頂部10a被偏置的燃燒 室10形成，這些是本發(fā)明的典型的實(shí)施例的成層混合氣場(chǎng)行程機(jī)構(gòu)的構(gòu)成要素。圖3表示發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne成為圖2中虛線表示的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度 5 Ne,時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te和各輸出值的關(guān)系。在該旋轉(zhuǎn)速度Ne,下，對(duì)應(yīng)于 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的變化取得上述三個(gè)燃燒形態(tài)。以下，參考圖3，說(shuō)明對(duì)應(yīng) 于負(fù)載進(jìn)行的各種裝置的動(dòng)作控制以及各燃燒形態(tài)下的各種裝置的動(dòng)作。 燃料噴射時(shí)刻tf，在處于高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒的區(qū)域， 被設(shè)定為在壓縮行程中活塞5位于下止點(diǎn)位置而不會(huì)從排氣口 21吹出燃io 料的范圍。另外，在低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，同樣 也被設(shè)定為不會(huì)從排氣口 21吹出燃料的范圍。而且，在這兩個(gè)區(qū)域中， 充分確保從噴射后到壓縮行程結(jié)束時(shí)使燃料混合于燃燒室10整體的時(shí)間。 另一方面，在處于低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，被設(shè) 定成伴隨著負(fù)載的下降而會(huì)慢。另外，燃料噴射量F設(shè)定為伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)矩Te的上升而上升，在各燃燒形態(tài)下設(shè)定成為最佳的空燃比。排氣口 21的開度犯X，在處于低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行成層給氣壓縮自點(diǎn)火 燃燒的區(qū)域，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te無(wú)關(guān)地大致一定地推移，取規(guī)定的低值。 而且，在處于低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，以伴隨著發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的上升開度0EX變大的方式進(jìn)行推移，比進(jìn)行成層給氣壓縮20自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域開度0EX變大。而且，在處于高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合火 花點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，以伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的上升開度0EX緩慢變大的 方式進(jìn)行推移，比進(jìn)行預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域開度6EX變大。如此，越是低負(fù)載，越設(shè)定為使排氣口21的開度0EX變小，越進(jìn)行 調(diào)整使得EGR率增大，但如果EGR率過(guò)度增大，則燃燒廢氣的抑制燃燒25效果喪失，存在無(wú)法進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒的顧慮，因此在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi) 為了在低負(fù)載側(cè)再次使EGR率下降，以排氣口 21的開度0EX變大的方式 推移。而且，排氣控制閥24通過(guò)使閥片24a退讓到上方，使排氣口21的 開度eEX變大，另一方面，排氣行程通過(guò)伴隨著活塞5的向下運(yùn)動(dòng)而由活 塞5的側(cè)面閉塞的排氣口21開放向工作缸室3a來(lái)進(jìn)行的。即，能夠?qū)?yīng)30于排氣口 21的開度0EX來(lái)調(diào)整排氣開始時(shí)刻。在進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，為了實(shí)現(xiàn)高輸出化，設(shè)定開度0EX使得成為最佳的排氣開始時(shí)亥IJ,設(shè)定排氣開始時(shí)刻使得開度0EX伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的上升而緩慢 變大。另外，副節(jié)流閥18的開度9THs，在處于低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行成層給氣壓 5縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，被設(shè)定為伴隨著負(fù)載的下降開度eTHs變大。因此， 越是低負(fù)載，來(lái)自吸氣副通路的空氣的補(bǔ)給量變得越多。另外，在進(jìn)行預(yù) 混合壓縮自點(diǎn)火燃燒以及預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒的區(qū)域，副節(jié)流閥18的開 度0THs被設(shè)定為零，不補(bǔ)給來(lái)自吸氣副通路的空氣。通過(guò)這樣的動(dòng)作控制，在高負(fù)載區(qū)域，由于排氣口 21的開度eEX被io設(shè)定得大，所以工作缸室3a內(nèi)是壓力場(chǎng)的偏斜小的狀態(tài)，并且由于從掃 氣出口 33供給的空氣量多，所以掃氣效率高，充分排出燃燒廢氣。同時(shí)， 由于燃料噴射時(shí)刻tf設(shè)定得早，所以成為殘留的燃燒廢氣的量少的狀態(tài)， 即三組成在燃燒室10內(nèi)被充分混合的狀態(tài)。因此，當(dāng)利用為了在規(guī)定的 火花點(diǎn)火時(shí)刻ts進(jìn)行動(dòng)作而受到控制的點(diǎn)火火花塞8進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒15時(shí)，從點(diǎn)火部8a向燃燒室10的整體進(jìn)行火焰?zhèn)鞑?，能夠以高輸出使曲軸 6旋轉(zhuǎn)。如此在高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒。在低負(fù)載中高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，調(diào)整排氣口21的開度9EX并調(diào)整EGR率， 進(jìn)行控制使得壓縮行程結(jié)束時(shí)的工作缸室3a內(nèi)的氣體溫度超過(guò)圖8所示 的規(guī)定溫度T^。由此，在壓縮行程結(jié)束時(shí)，從掃氣出口33供給的空氣以20及從燃料噴射閥9供給的燃料被自點(diǎn)火燃燒。此時(shí)，由于負(fù)載的下降，與 進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒的區(qū)域相比，從掃氣出口 33供給到工作缸室3a 內(nèi)的空氣的量變少，但燃燒室內(nèi)的三組成，通過(guò)排氣口 21的開度0EX和 燃料噴射閥9的燃料噴射時(shí)刻tf等的控制，與進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒時(shí) 同樣，行程大致均勻混合的狀態(tài)。如此在低負(fù)載中高旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)混合25壓縮自點(diǎn)火燃燒。在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，如上所述，從掃氣出口 33向工作缸室3a內(nèi)供 給的空氣的量變得更少，EGR率變高。此時(shí)，通過(guò)ECU40的控制，排氣 口 21的開度eEX被設(shè)定成與處于低負(fù)載中高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)相比進(jìn)一步變小， 因此排氣壓力提高，在排氣口21的附近和掃氣出口33的附近，壓力場(chǎng)產(chǎn)30生偏斜。因此，從掃氣出口 33供給的空氣，由于供給量少，所以不僅原來(lái)紊亂小，而且受到該壓力場(chǎng)的偏斜的影響，不產(chǎn)生向橫向的流動(dòng)，朝向上方形成縱渦狀的流動(dòng)。由此，從掃氣出口 33向工作缸室3a內(nèi)供給的空 氣集中流向在工作缸頭2的內(nèi)壁面上形成的凹部2a的中央部。另外，在本典型的實(shí)施例中，燃燒室10的頂部10a不在工作缸軸A 5 上，而從工作缸軸A偏置向排氣口 21—側(cè)。因此，在工作缸室3a內(nèi)，在 隔著工作缸軸A設(shè)有排氣口 21的一側(cè)和其相反側(cè)壓力場(chǎng)的偏斜進(jìn)一步變 大。因此，如圖4箭頭所示，從掃氣出口 33供給的空氣進(jìn)一步促進(jìn)縱渦 狀的流動(dòng)的形成，從排氣控制閥24以螺旋方式流動(dòng)，集中流向在工作缸 頭2的內(nèi)壁面上形成的凹部2a。io 如此在來(lái)自掃氣出口 33的空氣集中流入在工作缸頭2的內(nèi)壁面上形成的凹部2a的中央部的狀態(tài)下，根據(jù)從ECU40輸出的動(dòng)作控制信號(hào)，在 活塞5位于上止點(diǎn)附近時(shí)，從燃料噴射閥9的噴嘴部9a噴射燃料。燃料 噴射閥9的噴嘴部9a從燃燒室10的頂部10a向下方突出規(guī)定量。因此， 如上述那樣朝向在燃燒室10內(nèi)收集的來(lái)自掃氣出口 33的空氣噴射燃料。15而且，由于設(shè)定為這樣的燃料噴射時(shí)刻tf，所以噴射到燃燒室10內(nèi)的燃 料沒(méi)有充分遍布燃燒室10的整體，壓縮形成就結(jié)束。由此，如圖5所示，燃燒室IO內(nèi)的三組成，在中央部10c分布較多空 氣以及燃料，在其外側(cè)10b分布較多沒(méi)有被掃氣而殘留的燃燒廢氣，形成 大致成層化了的成層混合氣場(chǎng)。此時(shí)，由于處于低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，所以20在燃燒室10整體上看，即，當(dāng)假定在燃燒室10內(nèi)三組成被均勻混合時(shí)， EGR率超過(guò)圖9所示的規(guī)定值EGR^，成為無(wú)法進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒的狀態(tài)。 但是，通過(guò)被大致成層化，EGR率在中央部變低。因此，燃燒廢氣的抑制 燃燒效果不會(huì)起多大作用，進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒。如此，在局部成為低的EGR率并進(jìn)行了自點(diǎn)火燃燒的部位，即使在25燃燒后，燃燒抑制效果也不會(huì)起多大作用，燃燒行程結(jié)束后的氣體溫度被 保持在高溫。因此，在下一壓縮行程中，作為燃燒廢氣保持高的熱能，向 工作缸室3a內(nèi)供給的空氣以及燃料的溫度上升到可以自點(diǎn)火燃燒的溫度 TAR。如此，在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒繼續(xù)進(jìn)行。 如此，在本典型實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)l中，以現(xiàn)有的燃燒形態(tài)無(wú)法自點(diǎn)火30燃燒，另外，在從掃氣出口 33供給的空氣流中紊亂少的低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，調(diào)整排氣口21的開度9EX，進(jìn)行排氣壓力的調(diào)整，供給的空氣形成縱渦狀的流動(dòng)。由此，供給的空氣在工作缸室3a內(nèi)沒(méi)有很好混合，被 導(dǎo)向燃燒室10的中央部促進(jìn)成層化。因此，在燃燒室內(nèi)局部形成EGR率 低的狀態(tài)，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)那樣在大致均勻混合的狀態(tài)下無(wú)法使其燃燒的負(fù) 5載區(qū)域，也能夠繼續(xù)進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒。因此，消除不規(guī)則燃燒，能夠提供 實(shí)現(xiàn)了燃料利用率的提高等的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)而，燃燒室10的頂部10a相對(duì)于工作缸軸A偏置向排氣口 21側(cè)。 由此，在相對(duì)于工作缸軸A設(shè)置排氣口 21的一側(cè)和其相反側(cè)，能夠在壓 力場(chǎng)中形成大的偏斜，能夠促進(jìn)縱渦狀的流動(dòng)的形成。因此，能夠使從掃 io氣出口 33供給的空氣更集中地流向燃燒室10，能夠更可靠地進(jìn)行成層混 合氣場(chǎng)的形成。另外，利用燃料噴射閥9，向工作缸室3a內(nèi)直接噴射燃料。因此，能 夠在最佳的燃料噴射時(shí)刻tf以最佳的燃料噴射量F噴射燃料，能夠在最佳 的狀態(tài)下進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒。在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，燃料噴射時(shí)刻為壓縮行15程結(jié)束之前，比其他的區(qū)域晚。由此，噴射的燃料不會(huì)遍布燃燒室10的 整體，能夠更可靠地形成成層混合氣場(chǎng)。而且，在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域當(dāng)負(fù)載下降時(shí)，對(duì)應(yīng)于此，增大副節(jié)流閥 18的開度eTHs，從吸氣副通路補(bǔ)給空氣。由此，從掃氣出口33供給到工 作缸室3a內(nèi)的空氣的量穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定控制從掃氣出口 33供給的空氣流。20由此，能夠繼續(xù)穩(wěn)定形成成層混合氣場(chǎng)，并且能夠穩(wěn)定進(jìn)行成層壓縮自點(diǎn) 火燃燒。但是，即使如此進(jìn)行成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒，在發(fā)動(dòng)機(jī)E的起動(dòng)時(shí) 和空轉(zhuǎn)時(shí)等，在發(fā)動(dòng)機(jī)E的溫度和燃燒室10內(nèi)的殘留氣體的溫度低時(shí)， 存在無(wú)法從殘留氣體充分得到供給空氣以及供給燃料自點(diǎn)火燃燒所需要25的熱能的顧慮。作為即使在這樣的情況下也能夠更可靠地消除不規(guī)則燃燒 的發(fā)動(dòng)機(jī)，參考圖6、圖7對(duì)本發(fā)明的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的第二典型的實(shí)施例 進(jìn)行說(shuō)明。本典型的實(shí)施例相對(duì)于第一典型的實(shí)施例改變了 ECU40的控 制內(nèi)容，發(fā)動(dòng)機(jī)E的結(jié)構(gòu)以及ECU40的電連接關(guān)系與圖l所示的第一典 型的實(shí)施例相同。而且，對(duì)于點(diǎn)火火花塞8，優(yōu)選使點(diǎn)火部8a位于燃燒室3010的中央部10c并安裝到工作缸頭2上。在本典型的實(shí)施例中，如圖6所示，在迸行成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒 的低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的低負(fù)載且低旋轉(zhuǎn)區(qū)域(稱為極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū) 域)中，取代成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒而進(jìn)行成層給氣火花點(diǎn)火燃燒。該 成層給氣火花點(diǎn)火燃燒，在燃燒室10內(nèi)形成了成層混合氣場(chǎng)的狀態(tài)下， 5利用點(diǎn)火火花塞8使空氣以及燃料構(gòu)成的混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒。而且， 在其他的區(qū)域中，與第一典型的實(shí)施例同樣，進(jìn)行預(yù)混合火花點(diǎn)火燃燒、 預(yù)混合壓縮自點(diǎn)火燃燒、以及成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒。圖7表示圖6中虛線VII所示的規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne,下的發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩Te和各輸出值的關(guān)系。在極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，與其他的區(qū)域相io比，將燃料噴射時(shí)刻tf設(shè)定得較晚，使得供給燃料不會(huì)充分?jǐn)U散到燃燒室 IO的整體，為了設(shè)定為最佳的空燃比，燃料噴射量F設(shè)定得較少，吸氣節(jié) 流閥16的開度0THm大致為零，因此為了補(bǔ)給調(diào)整空氣量，設(shè)定成隨著 負(fù)載變低副節(jié)流閥18的開度eTHs變大，另外，當(dāng)使EGR率過(guò)度增大時(shí)， 燃燒廢氣的抑制燃燒效果其較大作用，因此隨著負(fù)載變低，設(shè)定成排氣口15 0EX的開度變大。通過(guò)這樣的動(dòng)作控制，在極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，由于如此設(shè)定各輸出 值，所以在燃燒室10的內(nèi)部與第一典型的實(shí)施例同樣形成成層混合氣場(chǎng)， 而且，利用被控制成在規(guī)定的火花點(diǎn)火時(shí)刻ts進(jìn)行動(dòng)作的點(diǎn)火火花塞8， 使集中于中央部10c的混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒。而且，由于使點(diǎn)火火花20 塞8的點(diǎn)火部8a位于中央部10c，所以集中于中央部10c的混合氣容易點(diǎn) 火。在本典型的實(shí)施例中，在殘留氣體的溫度低而無(wú)法得到自點(diǎn)火燃燒所 需的熱能的極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，不僅形成成層混合氣場(chǎng)，而且進(jìn)行火 花點(diǎn)火燃燒。因此，能夠更可靠地消除在進(jìn)行成層給氣壓縮自點(diǎn)火燃燒的 25區(qū)域產(chǎn)生的存在顧慮的不規(guī)則燃燒。另外，對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行四個(gè)燃燒形態(tài)，在從 極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域到高負(fù)載區(qū)域位置的期間，細(xì)分選擇設(shè)定最佳的燃燒 形態(tài)，實(shí)現(xiàn)燃料利用率的提高和行駛性的提高。此時(shí)，適當(dāng)?shù)墓┙o空氣量 和EGR率在燃燒形態(tài)之間不同，但由于細(xì)分設(shè)定該燃燒形態(tài)，所以在使 30燃燒形態(tài)遷移時(shí)，沒(méi)有必要使供給空氣量和EGR率極端變化，能夠使配合于燃燒形態(tài)的各種裝置的動(dòng)作控制順利地轉(zhuǎn)換，能夠提高行駛性等。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的典型的實(shí)施例，但并不一定限 于上述構(gòu)成，可以進(jìn)行適當(dāng)變更。例如，在上述實(shí)施方式中，將頂部10a
偏置向排氣口 21側(cè)來(lái)形成燃燒室IO，但也可以偏置向排氣口 21的相反側(cè) 5來(lái)形成燃燒室10，同樣進(jìn)行作用可以得到同樣的效果。另外，ECU40也 可以構(gòu)成為相對(duì)于根據(jù)以發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件作為輸入?yún)?shù)的計(jì)算式求出的 各輸出值，對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度條件和吸氣的環(huán)境條件進(jìn)行施加修正的控 制。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)，存在燃燒廢氣的熱能的損失變大，難以保 持高的燃燒廢氣的溫度的問(wèn)題。
io 對(duì)于這樣的問(wèn)題，也可以如下這樣構(gòu)成ECU40，即，根據(jù)冷卻水溫度
Tw或工作缸內(nèi)周面溫度Tc等輸入值，對(duì)從計(jì)算式求出的排氣口 21的開 度0EX施加修正，根據(jù)修正值控制伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫 度變得更高，進(jìn)行調(diào)整排氣口21的開度0EX的控制。通過(guò)如此進(jìn)行考慮 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度條件的修正控制，能夠在更適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒。尤
15其，在第二典型的實(shí)施例中，如此對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度條件設(shè)定燃燒形態(tài)的 結(jié)構(gòu)是有效的。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低的狀態(tài)時(shí)，由于難以迸行自點(diǎn)火燃燒， 所以優(yōu)選設(shè)定成進(jìn)行各輸出值的修正，使得將進(jìn)行成層給氣火花點(diǎn)火燃燒 的區(qū)域擴(kuò)大向高負(fù)載側(cè)，進(jìn)而將進(jìn)行成層壓縮自點(diǎn)火燃燒的區(qū)域擴(kuò)大向高 負(fù)載側(cè)。由此，能夠更可靠地消除低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域下的不規(guī)則燃燒。
20 而且，圖3所示的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te和各輸出值的關(guān)系，圖中曲線表示
與規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，如果輸入到ECU40中存 儲(chǔ)的計(jì)算式中的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne的值變化，則從計(jì)算式求出的各輸出 值變化，線圖的傾向變更，各種裝置的控制狀態(tài)也變化。另外，求出各輸 出值的計(jì)算式可以對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性進(jìn)行適當(dāng)變更，即使表示與相
25同的規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne,對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te和各輸出值之間的 關(guān)系，求出的各輸出值也變化，線圖的傾向也被適當(dāng)變更。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)對(duì) 本發(fā)明的上述實(shí)施例進(jìn)行各種變更和施加修改是明了的。因此，與權(quán)利要 求及其等同物一致的本發(fā)明的全部變更和修改都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
30 本申請(qǐng)基于2005年9月9日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2005—261769 )以及2006年6月16日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2006—167360)，其內(nèi)
容作為參考引用于此。 工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明可以利用于具有能夠調(diào)整排氣口的開度的排氣控制閥，使該排 氣控制閥動(dòng)作而能夠使燃燒室內(nèi)的供給空氣以及供給燃料自點(diǎn)火燃燒的 雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其具備工作缸，該工作缸形成工作缸室，并在所述工作缸室內(nèi)收容活塞；點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置使點(diǎn)火部面向由所述活塞以及所述工作缸室的內(nèi)周面形成的燃燒室內(nèi)；排氣控制閥，該排氣控制閥調(diào)整排氣通路的開度，所述排氣通路與在所述工作缸室的內(nèi)周面開口的排氣口相連；控制裝置，該控制裝置是進(jìn)行所述點(diǎn)火裝置以及所述排氣控制閥的動(dòng)作控制的控制裝置，其在高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行的控制是使所述點(diǎn)火裝置動(dòng)作，將供給到所述工作缸室內(nèi)的供給空氣以及供給燃料構(gòu)成的混合氣在所述燃燒室內(nèi)進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒，在低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行的控制是通過(guò)所述排氣口的開度的調(diào)整來(lái)調(diào)整所述工作缸室內(nèi)的壓力，在所述燃燒室內(nèi)使所述混合氣自點(diǎn)火燃燒；以及成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)，該成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)在所述低負(fù)載區(qū)域內(nèi)的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域即低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中形成成層混合氣場(chǎng)，所述成層混合氣場(chǎng)在所述燃燒室的中央部分布有較多的所述混合氣，在所述燃燒室的所述中央部的外側(cè)分布有較多的殘留在所述燃燒室內(nèi)的燃燒廢氣，所述控制裝置在所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，進(jìn)行利用所述成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)形成所述成層混合氣場(chǎng)并使所述混合氣自點(diǎn)火燃燒的控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制裝置在所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的低負(fù)載且低旋轉(zhuǎn)區(qū)域即 極低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，進(jìn)行使所述點(diǎn)火裝置動(dòng)作并使形成有所述成層混25合氣場(chǎng)的所述混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒的控制。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有所述排氣控制闊，所述控制裝置進(jìn)行的控制是在所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域，使所述排氣控制閥動(dòng)作以使所述排氣口的 30 開度變小，在所述低負(fù)載區(qū)域內(nèi)的中旋轉(zhuǎn)區(qū)域即低負(fù)載中旋轉(zhuǎn)區(qū)域，使所述排氣 控制閥動(dòng)作，使得相比于所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域使所述排氣口的開度變 大，且伴隨著負(fù)載的上升使所述排氣口的開度上升，在所述高負(fù)載區(qū)域，使所述排氣控制閥動(dòng)作，使得相比于所述低負(fù)載 5中旋轉(zhuǎn)區(qū)域使所述排氣口的開度變大，且伴隨著負(fù)載的上升使所述排氣口 的開度上升。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中， 所述成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有將頂部相對(duì)于所述工作缸室的圓筒 軸偏置設(shè)置于所述排氣口一側(cè)或其相反側(cè)的所述燃燒室。 10 5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有直噴裝置，所述直噴裝置由所述控制 裝置控制動(dòng)作，將所述供給燃料直接噴射供給向所述工作缸室內(nèi)，所述控制裝置在所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行使所述直噴裝置動(dòng)作的 控制，使得相比于低負(fù)載中旋轉(zhuǎn)區(qū)域以及高負(fù)載區(qū)域使將所述供給燃料供 15 給向所述工作缸室內(nèi)的時(shí)期變晚。
5. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述成層混合氣場(chǎng)形成機(jī)構(gòu)具有副節(jié)流閥，所述副節(jié)流閥構(gòu)成為能夠 對(duì)應(yīng)于開度來(lái)調(diào)整向所述燃燒室內(nèi)供給的所述供給空氣的供給量， 所述控制裝置在所述低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)行的控制是，以伴隨著負(fù)載的下降使所述副節(jié)流閥的開度變大的方式使所述副節(jié)流閥動(dòng)作，使所述供 給空氣的供給量增加。
6. 如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，還具備檢測(cè)負(fù)載的負(fù)載檢測(cè)裝置和檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度檢測(cè)裝置， 所述控制裝置根據(jù)由所述負(fù)載檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)載以及由所述溫25度檢測(cè)裝置檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，進(jìn)行控制來(lái)調(diào)整向所述燃燒室內(nèi)供給所述供給燃料的時(shí)期、所述供給燃料的供給量、以及所述排氣口的開度。
全文摘要
提供一種雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，具備點(diǎn)火裝置(8)、排氣控制閥(24)、控制點(diǎn)火裝置(8)以及排氣控制閥(24)的控制裝置(40)?？刂蒲b置(40)在高負(fù)載區(qū)域進(jìn)行使點(diǎn)火裝置(8)動(dòng)作而進(jìn)行火花點(diǎn)火燃燒的控制，在低負(fù)載區(qū)域進(jìn)行通過(guò)排氣口(21)的開度調(diào)整來(lái)調(diào)整工作缸室(3a)內(nèi)的壓力從而在燃燒室(10)內(nèi)使混合氣進(jìn)行自點(diǎn)火燃燒的控制。進(jìn)而，在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域形成成層混合氣場(chǎng)，成層混合氣場(chǎng)在燃燒室(10)的中央部(10c)分布有較多的空氣及燃料，在燃燒室(10)的中央部外側(cè)(10b)分布有較多的殘留在燃燒室(10)內(nèi)的燃燒廢氣，在低負(fù)載低旋轉(zhuǎn)區(qū)域形成該成層混合氣場(chǎng)使混合氣自點(diǎn)火燃燒。
文檔編號(hào)F02D9/02GK101258307SQ20068003250
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者作山尚史, 君島隆浩, 西田憲二 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社