(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路への二次空気導入構造において、
二次空気導入通路は、排気ポートとシリンダヘッド上面の間で、前記排気ポートに沿って形成され、
前記二次空気は、前記シリンダヘッドの周壁に形成された二次空気用通路を通って前記二次空気導入通路内に流入し、
前記二次空気導入通路の吹出し口は、その吹出し方向が排気バルブ側に向くようにして形成され、
前記二次空気用通路は、前記シリンダヘッドの周壁に固着される通路形成部材により形成され、
前記シリンダヘッドの周壁と前記通路形成部材の間には、ガスケットが介装されることを特徴とする内燃機関の排気通路への二次空気導入構造。
【請求項２】
前記二次空気用通路は、断面Ｕ字状の金属製の前記通路形成部材から形成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造。
【請求項３】
前記二次空気導入通路と前記シリンダヘッドの上面との間に、ウォータージャケットが形成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造。
【請求項４】
前記ウォータージャケットが、前記二次空気導入通路の一部を回り込むようにして配設されることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、内燃機関の排気通路への二次空気導入構造に関し、特に導入される二次空気の予熱効果を高めて、排気の再燃焼性を向上させた内燃機関の排気通路への二次空気導入構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、内燃機関の排気通路に二次空気を導入して、排気を再燃焼させ、排気中の未燃焼成分であるＨＣやＣＯを低減させることが行なわれている。この場合、排気の再燃焼は、排気の温度が高いところの方が効率的に行なわれるので、二次空気は、できるだけ排気ポートの近傍に導入されている。
【０００３】
図２に図示される内燃機関の排気通路への二次空気導入構造においては、シリンダブロック02とシリンダヘッド01とからなるシリンダ部00に排気通路05が形成され、該排気通路05の周囲にウォータージャケット019 、020 、021 が形成され、該排気通路05に二次空気が導入されるようになっている。
【０００４】
そして、ウォータージャケット020 が、シリンダ部00の外面に取り付けられるウォータージャケットカバー030 により画成されており、該ウォータージャケットカバー030 の外面側にバルブカバー031 が設けられ、これらウォータージャケットカバー030 とバルブカバー031 とによりバルブ室032 が形成され、該バルブ室032 内には、バルブ033 が設けられている。
【０００５】
さらに、ウォータージャケットカバー030 に開口034 が形成され、シリンダ部00に、該開口034 に連続する連通路035 が形成され、これら開口034 と連通路035 とにより、バルブ室032 と排気通路05とが連通させられている（特開平５−７９３２５号公報参照）。
【０００６】
したがって、エアチューブ036 を通ってバルブ室032 内に導入された二次空気は、次いで、排気の脈動効果によりバルブ033 が開放されたとき、該バルブ033 を通り、開口034 、連通路035 を経て排気通路05内に導入される。そして、排気通路05内において、排気の再燃焼が行なわれる。
【０００７】
従来の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造は、前記のように構成されているので、バルブ033 と排気通路05との間には、ウォータージャケット020 、021 が存在しており、排気通路05を流れる排気の熱は、これらのウォータージャケット020 、021 により遮断されて、バルブ033 側に伝わらない。この結果、バルブ033 が熱による悪影響を受けるのを防止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造は、バルブ室032 、開口034 、連通路035 からなる二次空気導入路がシリンダ部00の横部に張り出して形成されており、その通路構造が複雑である上、二次空気の排出口（連通路035 の排気通路05側開口）が燃焼室03や排気バルブ07から離れているので、二次空気の予熱が十分に行なわれず、排気と二次空気とからなる混合気の温度上昇が不十分で、触媒の機能の低下を免れず、排気の再燃焼性が未だ十分とは言い難かった。
【０００９】
本願の発明は、前記従来の内燃機関の排気通路への二次空気導入構造が有する前記のような問題点を解決して、導入される二次空気の予熱、昇温を十分に行なうことができ、触媒の機能低下を阻止できて、排気の再燃焼性を向上させることができる内燃機関の排気通路への二次空気導入構造を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した内燃機関の排気通路への二次空気導入構造に係り、その請求項１に記載された発明は、内燃機関の排気通路への二次空気導入構造において、二次空気導入通路は、排気ポートとシリンダヘッド上面の間で、前記排気ポートに沿って形成され、前記二次空気は、前記シリンダヘッドの周壁に形成された二次空気用通路を通って前記二次空気導入通路内に流入し、前記二次空気導入通路の吹出し口は、その吹出し方向が排気バルブ側に向くようにして形成され、前記二次空気用通路は、前記シリンダヘッドの周壁に固着される通路形成部材により形成され、前記シリンダヘッドの周壁と前記通路形成部材の間には、ガスケットが介装されることを特徴とする内燃機関の排気通路への二次空気導入構造である。
【００１１】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、導入される二次空気は、排気ポート内を流れる排気の保有する熱により効果的に加熱され、その予熱、昇温が十分に行なわれて、排気と二次空気との混合気の温度を上昇させることができる。これにより、触媒の機能の低下を阻止して、排気の再燃焼性を向上させることができる。
【００１２】
また、二次空気導入通路の吹出し口は、その吹出し方向が排気バルブ側に向くようにして形成されるので、二次空気の供給が十分に行われるとともに、その導入個所が排気バルブの近傍領域とされる。この結果、高温の排気と十分に予熱された十分な量の二次空気とが混合して、これらの混合気の温度をさらに上昇させることができ、排気の再燃焼性をさらに向上させることができる。
【００１３】
さらに、二次空気導入通路は、排気ポートとシリンダヘッドの上面との間に形成されるので、排気マニホルドの影響を受けることなしに、二次空気導入通路を設定することが可能になり、そのメンテナンスや取り外しが容易になる。通常、排気マニホルドは、排気ポートに垂れ下がるように組み付けられるが、排気マニホルドとエンジン本体との間に二次空気導入通路や二次空気用通路が設けられると、そのメンテナンスや取り外しが困難になる。
【００１４】
また、請求項２に記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、二次空気通路は、断面Ｕ字状の金属製の通路形成部材がシリンダヘッドの周壁にガスケットを介装して固着されることで形成されるから、該通路内を流れる二次空気はシリンダヘッドの該周壁により加熱される。
【００１５】
さらに、請求項３記載の発明のように請求項１の発明を構成し、また、請求項４記載のように請求項３記載の発明を構成することにより、二次空気導入通路とシリンダヘッドの上面との間に、ウォータージャケットが形成されるので、排気ポートに連通する二次空気導入通路に高温の排気が逆流したとしても、シリンダヘッドの上部は、ウォータージャケット内の冷却水により冷却される。
【００１６】
この結果、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に介装されるパッキや、シリンダヘッドの周壁に固着される二次空気用通路形成部材とシリンダヘッドとの間に介装されるガスケット等の熱劣化を防止することができ、これらの部品に高価な耐熱性材料を使用する必要がなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１に図示される本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における排気通路への二次空気導入構造が適用された内燃機関のシリンダヘッドより上方部分の縦断面図である。
【００１８】
図１において、本実施形態における排気通路への二次空気導入構造が適用された内燃機関のシリンダヘッド１は、下方中央部に断面湾曲形状の燃焼室頂部空間３が形成され、該燃焼室頂部空間３に接続する吸気ポート４、排気ポート５が、右方および左方に指向して、それぞれ形成されている。なお、27は、排気ポート５に接続される排気マニホルドである。
【００１９】
吸気バルブ６および排気バルブ７の各ステム６a 、７a は、シリンダヘッド１の天井壁を貫通して上方に延び、それらの頂部は、吸気側および排気側の各油圧タペット10、11に当接して、これら油圧タペット10、11、およびロッカーアーム12、13、カムシャフト14、15、コイルスプリング16、17からなる吸気側および排気側の各動弁機構８、９により押圧駆動されて、吸気バルブ６および排気バルブ７が所定の開閉タイミングに従って開閉作動し、吸気ポート４、排気ポート５を介して吸気と排気とを交互に行なわせる。
【００２０】
吸気側および排気側の各動弁機構８、９は、シリンダヘッドカバー２により覆われ、該シリンダヘッドカバー２は、シリンダヘッド１に固着されている。シリンダヘッドカバー２とシリンダヘッド１との間には、パッキン18が介装されている。シリンダヘッド１には、適所にウォータージャケット19、20、21、22が形成されている。
【００２１】
シリンダヘッド１には、また、排気ポート５を含む排気通路内を流れる排気を再燃焼させるための二次空気を取り入れる二次空気導入通路23が、排気ポート５とシリンダヘッド１の上面との間に、排気ポート５に沿うようにして、形成されている。二次空気導入通路23の吹出し口23a は、その吹出し方向が排気バルブ７の弁体部７b の方向を向くようにして形成されている。
【００２２】
二次空気導入通路23とシリンダヘッド１の上面との間には、前記したウォータージャケット22の一部が回り込むようにして配設されている。ウォータージャケット22の本体部は、図１において鎖線で示され、紙面の奥方向に配設されている。なお、このウォータージャケット22の一部は、独立したものとして形成されてもよい。
【００２３】
二次空気は、図示されないエアクリーナからエアポンプにより圧送されて供給され、シリンダヘッド１の周壁に形成された二次空気用通路24を通って二次空気導入通路23内に流入する。二次空気用通路24は、断面Ｕ字状の金属製の通路形成部材25がシリンダヘッド１の周壁に固着されて形成されており、それらの間には、ガスケット26が介装されている。
【００２４】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
二次空気導入通路23を介して導入される二次空気は、排気ポート５内を流れる排気の保有する熱により効果的に加熱され、その予熱、昇温が十分に行なわれて、排気と二次空気との混合気の温度を十分に上昇させることができる。これにより、触媒の機能の低下を阻止して、排気の再燃焼性を向上させることができ、排気中のＨＣやＣＯを顕著に低減することができる。
【００２５】
また、二次空気は、エアポンプにより圧送され、二次空気導入通路23の吹出し口23a は、その吹出し方向が排気バルブ７の弁体部７b の方向を向くようにして形成されているので、二次空気の供給が十分に行なわれるともに、その導入個所が排気バルブ７の近傍領域とされる。
【００２６】
この結果、高温の排気と十分に予熱された十分な量の二次空気とが混合して、これらの混合気の温度をさらに上昇させることができ、排気の再燃焼性をさらに向上させることができる。
【００２７】
また、二次空気導入通路23は、排気ポート５とシリンダヘッド１の上面との間に形成されるので、排気マニホルド27の影響を受けることなしに、二次空気導入通路23を設定することが可能になり、そのメンテナンスや取り外しが容易になる。通常、排気マニホルド27は、排気ポート５に垂れ下がるように組み付けられる（図１参照）が、排気マニホルド27とエンジン本体との間に二次空気導入通路23や二次空気用通路24が設けられると、そのメンテナンスや取り外しが困難になる。
【００２８】
さらに、二次空気導入通路23とシリンダヘッド１の上面との間には、ウォータージャケット22の一部が回り込んで配設されているので、排気ポート５に連通する二次空気導入通路23に高温の排気が逆流したとしても、シリンダヘッド１の上部は、ウォータージャケット22内の冷却水により冷却される。
【００２９】
この結果、シリンダヘッド１とシリンダヘッドカバー２との間に介装されるパッキン18や、二次空気用通路形成部材25とシリンダヘッド１との間に介装されるガスケット26等の熱劣化を防止することができ、これらの部品に高価な耐熱性材料を使用する必要がなくなる。
【００３０】
本実施形態においては、二次空気導入通路23が、排気ポート５とシリンダヘッド１の上面との間に、排気ポート５に沿って形成されたが、これに限定されず、排気ポート５とシリンダヘッド１の下部との間に、排気ポート５に沿って形成されてもよい。この場合には、排気ポート５とシリンダヘッド１の上部との間に、比較的大きな容量のウォータージャケットが通常通りに形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項４に記載された発明の一実施形態における排気通路への二次空気導入構造が適用された内燃機関のシリンダヘッドより上方部分の縦断面図である。
【図２】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…シリンダヘッドカバー、３…燃焼室頂部空間、４…吸気ポート、５…排気ポート、６…吸気バルブ、６a …ステム、７…排気バルブ、７a …ステム、７b …弁体部、８…吸気側動弁機構、９…排気側動弁機構、10、11…油圧タペット、12、13…ロッカーアーム、14、15…カムシャフト、16、17…コイルスプリング、18…パッキン、19〜22…ウォータージャケット、23…二次空気導入通路、23a …吹出し口、24…二次空気用通路、25…通路形成部材、26…ガスケット、27…排気マニホルド。
【図１】
0003659389.tif 000002
【図２】
0003659389.tif 000003