(57)【要約】【課題】新規な内燃エンジンを提供する。【解決手段】複数のシリンダー(10)を備えた内燃エンジン。各シリンダー(10)は、ライナー(11)と、このライナー内で動作可能なピストン(12)とを備え、各シリンダー(10)は、燃料のための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ(15)と燃焼空気のための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ(16)か、あるいは燃料‐燃焼空気ミクスチャのための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ(23)を備え、さらに各シリンダー(10)は排出ガス用の少なくとも一つの切り替え可能なエキゾーストバルブ(17)を備え、各シリンダー(10)は、それを介してシリンダー(19)から放出される排出ガスから不完全あるいは部分燃焼燃料を分離させるための第１の手段を備え、かつ、それを経て放出される排出ガスから分離させられる燃料を各シリンダー(10)内での燃焼のために再循環させるための第２の手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダー（１０）を備えた内燃エンジンであって、各シリンダー（１０）は、シリンダーライナー（１１）と、このシリンダーライナー内で動作可能なシリンダーピストン（１２）と、を備えており、各シリンダーは、燃料のための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ（１５）と燃焼空気のための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ（１６）か、あるいは、燃料‐燃焼空気ミクスチャのための少なくとも一つの切り替え可能なインレットバルブ（２３）を備えており、かつ、さらに各シリンダー（１０）は、排出ガス用の少なくとも一つの切り替え可能なエキゾーストバルブ（１７）を備えており、各シリンダー（１０）は、第１の手段であって、それを介して前記シリンダー（１０）から放出される排出ガスから不完全あるいは部分燃焼燃料を分離させることができる第１の手段を備えており、かつ、各シリンダーは、第２の手段であって、これを経て、放出される前記排出ガスから分離させられる燃料を前記各シリンダー内での燃焼のために再循環させることができる第２の手段を備えることを特徴とする内燃エンジン。
【請求項２】
前記シリンダー（１０）の前記第１の手段によって、前記未燃焼あるいは部分燃焼燃料を前記シリンダーから放出される前記排出ガスから分離させることができ、かつ、燃焼スペース（１３）および／または前記各シリンダーのデッドスペースから出て、前記シリンダーの駆動スペース（１４）内へと移送することができることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
【請求項３】
前記シリンダー（１０）の前記第１の手段は、周方向に延びる前記各シリンダーの前記シリンダーピストン（１２）の溝（１８）として、かつ／または、軸方向に延びる前記各シリンダーの前記シリンダーライナー（１１）のスロット（１９）として形成され、これを経て、未燃焼あるいは部分燃焼燃料は、燃焼スペース（１３）から、かつ／または各シリンダー（１０）のデッドスペースから、前記各シリンダーの駆動スペース内へと移送可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】
前記溝（１８）は、前記各シリンダーピストン（１２）に関してその半径方向外側壁内に導入され、かつ／または、前記スロット（１９）は、前記各シリンダーライナー（１１）に関して、その半径方向内側壁内に導入されることを特徴とする請求項３に記載の内燃エンジン。
【請求項５】
前記シリンダー（１０）の前記第１の手段は、切り替え可能な要素（２４）として形成され、これを用いて、その切り替え状態に依存して、未燃焼あるいは部分燃焼燃料は、燃焼スペースから、かつ／または各シリンダーのデッドスペースから、前記各シリンダーの駆動スペース（１４）内へと移送可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃エンジン。
【請求項６】
前記シリンダー（１０）の前記第２の手段はフローライン（２０）として形成されており、これを経て、前記各シリンダー（１０）の前記駆動スペース（１４）内へと移送された未燃焼あるいは部分燃焼燃料を前記各シリンダー（１０）内での燃焼のために再循環させることができることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項７】
前記フローライン（２０）は、第１の端部（２１）によって前記各シリンダー（１０）の前記駆動スペース（１４）内へと、かつ、第２の端部（２２）によって前記各シリンダー（１０）の前記燃焼スペース（１３）内へと開口していることを特徴とする請求項６に記載の内燃エンジン。
【請求項８】
前記フローライン（２０）は、第１の端部（２１）によって前記各シリンダー（１０）の前記駆動スペース（１４）内へと、かつ、第２の端部（２２）によって前記燃焼空気のためのあるいは前記燃料‐燃焼空気ミクスチャのための前記各シリンダー（１０）の供給ラインへと開口していることを特徴とする請求項６に記載の内燃エンジン。
【請求項９】
前記第１の手段によって、その不活性化のために、排出ガスを、前記各シリンダー（１０）の前記駆動スペース（１４）内へと移送することがさらに可能であることを特徴とする請求項２ないし請求項８のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【請求項１０】
前記内燃エンジンは火花点火式内燃エンジンであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の内燃エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンは複数のシリンダーを備えており、各シリンダーは、シリンダーライナー内で動作可能なシリンダーピストンを備える。各シリンダーには、別個のインレットバルブを経て別個に、あるいは少なくとも一つの共通のインレットバルブを経て燃料‐燃焼空気ミクスチャの形態で、燃料および燃焼空気を供給できる。排出ガス（これは各シリンダー内での燃料の燃焼によって生じる）は、各シリンダーの少なくとも一つのエキゾーストバルブを経てシリンダーから放出できる。
【０００３】
火花点火式内燃エンジンは、ディーゼル内燃エンジンに比べて、さらに多くの炭化水素を環境中に放出する。そうした炭化水素エミッションは、主として、不完全燃焼燃料あるいは未燃焼燃料からなり、この不完全あるいは未燃焼燃料は内燃エンジンの各シリンダーのギャップボリュームあるいはデッドボリューム内に集まることがある。実際から公知の内燃エンジンにおいては、不完全あるいは未燃焼燃料は、各シリンダーの上記あるいは各エキゾーストバルブを経て排出ガスと共にシリンダーから放出される。
【０００４】
この問題を考慮するために、従来公知の内燃エンジンは、接触酸化によって炭化水素を変換しかつ環境へのその放出を抑止あるいは低減するために、酸化触媒コンバーターを備える。だが、内燃エンジンの設計費用は、そうした酸化触媒コンバーターによって増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の実情に鑑みて、本発明は新規なタイプの内燃エンジンを提供することを目的とする。この目的は、請求項１に記載の内燃エンジンによって解決される。本発明によれば、各シリンダーは、第１の手段であって、それを介してシリンダーから放出される排出ガスから不完全あるいは部分燃焼燃料を分離させることができる第１の手段を備え、かつ、各シリンダーは第２の手段を備え、これを経て、放出される排出ガスから分離させられた燃料は、各シリンダー内での燃焼のために再循環させることができる。本発明は、炭化水素エミッションを低減するための内部モトリック（motoric）手段を備えた内燃エンジンを提供する。第１の手段によって、未燃焼あるいは不完全燃焼燃料は、放出される排出ガスから分離させることができ、第２の手段を介して、放出される排出ガスから分離させられたこの燃料を各シリンダー内での燃焼のために再循環させることができる。これによって、環境への炭化水素の放出もまた、酸化触媒コンバーターを用いることなく低減させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の有利なさらなる展開によれば、シリンダーの第１の手段は、周方向に延びる各シリンダーのシリンダーピストンの溝として、かつ／または、軸方向に延びる各シリンダーのシリンダーライナーのスロットとして形成されるが、これを経て、未燃焼あるいは部分燃焼燃料は、燃焼スペースから、かつ／または各シリンダーのデッドスペースから、各シリンダーの駆動スペース内へと移送可能である。本発明のこの形態は、設計に関して特に簡素である。
【０００７】
第２の、代替的な有利な、さらなる展開によれば、シリンダーの第１の手段は切り替え可能な要素として形成されるが、これを経て、その切り替え状態に依存して、未燃焼あるいは部分燃焼燃料は、燃焼スペースから、かつ／または各シリンダーのデッドスペースから、各シリンダーの駆動スペース内へと移送可能である。切り替え可能な要素（これは好ましくは切り替え可能なバルブとして形成される）は、シリンダーライナー内でのシリンダーピストンのポジションに依存して作動可能であり、排出ガスからの未燃焼あるいは部分燃焼燃料の効果的な分離を可能とする。
【０００８】
好ましくは、シリンダーの第２の手段はフローラインとして形成されるが、これを経て、各シリンダーの駆動スペース内に移送される未燃焼あるいは部分燃焼燃料は各シリンダー内での燃焼のために再循環させることができ、フローラインは第１の端部によって各シリンダーの駆動スペース内に、そして第２の端部によって各シリンダーの燃焼スペース内に開口し、あるいは代替的に、第１の端部によって各シリンダーの駆動スペース内に、そして第２の端部によって燃焼空気のために各シリンダーの供給ライにあるいは燃料‐燃焼空気ミクスチャのための各シリンダーの供給ラインに開口する。本発明のこの形態は、各シリンダー内でのその燃焼のために各シリンダー内への未燃焼あるいは部分燃焼燃料の容易な再循環を可能とする。
【０００９】
有利なさらなる展開によれば、排出ガスはまた、その不活性化のために各シリンダーの駆動スペース内に第１の手段を介して移送できる。これによって、駆動スペース爆発の危険性を最小限に抑えかつ運転の安全性を高めることができる。
【００１０】
本発明の好ましい更なる展開は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例証的実施形態について、それに限定されることなく、図面を用いてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の例証的実施形態に基づく本発明に基づく内燃エンジンのシリンダーの概略図である。
【図２】本発明の第２の例証的実施形態に基づく本発明に基づく内燃エンジンのシリンダーの概略図である。
【図３】本発明の第３の例証的実施形態に基づく本発明に基づく内燃エンジンのシリンダーの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、内燃エンジンに、特に複数のシリンダーを備えた火花点火式内燃エンジンに関する。
【００１３】
図１は、本発明に基づく内燃エンジンのシリンダー１０の概略図であり、ここで、内燃エンジンは複数のそうしたシリンダー１０を備える。図１に示すシリンダー１０はシリンダーライナー１１を備えるが、この中にはシリンダーピストン１２が動作可能に収容されている。シリンダー１０内で燃料の燃焼の間、シリンダーピストン１２はシリンダーライナー１１内で上下動するが、ここで、シリンダーピストン１２は、シリンダー１０のいわゆる燃焼スペース１３を、シリンダー１０のいわゆる駆動スペース１４から分離している。
【００１４】
図１の例証的実施形態においては、燃料は、少なくとも一つの燃料バルブ１５を経て、シリンダー１０へと、すなわちその燃焼スペース１３へと、そして燃焼空気は少なくとも一つの別個の燃焼空気バルブ１６を経て、別個に供給可能であり、ここで、燃焼スペース１０内での燃料の燃焼中に生じる排出ガスは、少なくとも一つのエキゾーストバルブ１７を経て、シリンダー１０から放出できる。バルブ１５，１６および１７は切り替え可能なバルブであり、これらは、制御あるいは調整された様式で、シリンダーの作動サイクルの間、開閉させられる。
【００１５】
シリンダー１０のギャップあるいはデッドスペース内に、未燃焼あるいは部分燃焼燃料が、燃料の燃焼中に集まることがあるが、これは、実際から公知の内燃エンジンのシリンダーにおいては排気ガスによってシリンダー１０から同時放出される。
【００１６】
本発明に基づく内燃エンジンは、ここでは、シリンダー１０を備え、各シリンダー１０は第１の手段（それを介して、各シリンダー１０からの排出ガスの放出の間あるいは各シリンダー１０からの排出ガスの放出に先立って、未燃焼あるいは部分燃焼燃料を、放出される排出ガスから分離させることができる）を備え、そして各シリンダー１０はさらに、第２の手段（それを介して、放出される排出ガスから分離させられた未燃焼あるいは部分燃焼燃料を各シリンダー１０内での燃焼のために再循環させることができる）を備える。
【００１７】
図１に示す例証的実施形態において、シリンダー１０の第１の手段（それを経て、シリンダー１０からの排出ガスの放出の間にあるいはそれに先立って未燃焼あるいは部分燃焼燃料を放出される排出ガスから分離させることができる）は、周方向に延びるシリンダーピストンの溝１８および／または軸方向に延びるシリンダーライニング１１のスロット１９である。これら溝およびスロット１９によって、未燃焼あるいは部分燃焼燃料を、放出される排出ガスから分離させ、そして燃焼スペース１８からあるいは各シリンダー１０のデッドスペースから各シリンダー１０の駆動スペース１４内へと移送することができる。
【００１８】
図１のシリンダー１０における第２の手段はフローライン２０であり、これは、第１の端部２１によって駆動スペース１４内に、そして第２の端部２２によって燃焼空気のための供給ラインの領域内に開口している。このようにして、駆動スペース１４内に集められかつ放出される排出ガスから分離させられた未燃焼あるいは部分燃焼燃料は、それがインレットバルブ１６を経て各シリンダー１０の燃焼スペース１３に達する前に、燃焼空気と混合させることができる。
【００１９】
図２は、本発明に基づく内燃エンジンの第２の代表的実施形態のシリンダー１０を示しており、以下では、不要な繰り返しを避けるために、図２のシリンダー１０が図１のシリンダー１０とは相違する部分についてのみ説明する。
【００２０】
図２のシリンダー１０の場合、シリンダー１０の燃焼スペース１３は、別個のバルブを経て燃焼空気および燃料の供給を受けることはできないが、シリンダー１０の燃焼スペース１０は、共通のインレットバルブ２３を経て燃料‐燃焼空気ミクスチャの供給を受けることができる。
【００２１】
図２のシリンダー１０と図１のシリンダー１０とのさらなる違いは、フローライン２０として形成された第２の手段が、その第２の端部２２によって燃焼スペース１３内に開口していることである。残る全ての細部に関しては、図２の代表的実施形態は図１の代表的実施形態に対応する。
【００２２】
その第２の端部２２を備えたフローライン２０は、図１の代表的実施形態の場合にもまた、燃焼スペース１３の領域内に開口可能であることに留意されたい。
【００２３】
同様に、その第２の端部を備えたフローライン２２は、図２の代表的実施形態において燃料‐燃焼空気ミクスチャのための供給ラインの領域内に開口することができる。
【００２４】
図１および図２の代表的実施形態（ここで第１の手段はシリンダーピストン１２の溝１８によってあるいはシリンダーライナー１１のスロット１９によって形成される）においては、上記あるいは各溝１８が各シリンダーピストン１２の半径方向外側壁内に導入される。シリンダーライナー１１において、上記あるいは各スロット１９は上記シリンダーライナー１１の半径方向内側壁内に導入される。
【００２５】
図３は本発明の代表的実施形態を示しており、ここでシリンダー１０は、同様に、図２の代表的実施形態に対応して、燃料‐燃焼空気ミクスチャのための少なくとも一つのインレットバルブ２３と、排出ガスのための少なくとも一つのエキゾーストバルブ１７とを備える。
【００２６】
図３の代表的実施形態においては、第１の手段（これは、放出される排出ガスから未燃焼あるいは部分燃焼燃料を分離させるために、そして燃焼スペース１３からのおよび／または各シリンダー１０のデッドスペースからの排出ガスの、その駆動スペース１４内への移送のために機能する）は切り替え可能な要素２４として形成されるが、これは、好ましくは、各シリンダー１０のシリンダーライナー１１に一体化される。これら切り替え可能な要素２４（これは例えば好ましくは切り替え可能なバルブである）の切り替え状態あるいは開放状態に依存して、未燃焼あるいは部分燃焼燃料を放出される排出ガスから分離させ、そして駆動スペース１４内に移送することができる。
【００２７】
図３の代表的実施形態では、フローライン２０として形成された第２の手段（これは、各シリンダー１０内での燃焼の方向への未燃焼あるいは部分燃焼燃料の再循環のために機能する）は、第２の端部２２によって、燃料‐燃焼空気ミクスチャのための供給ライン内に（すなわちインレットバルブ２３の上流で流動方向に見たとき）開口している。しかしながら、これとは対照的に、このフローライン２０が第２の端部２２によって燃焼スペース１３内に開口することも可能である。
【００２８】
本発明に基づく内燃エンジンによって、各シリンダー１０の領域において、放出される排気ガスから、各シリンダー１０の燃焼スペース１３の排出ガスの放出の前あるいはその間に、未燃焼あるいは部分燃焼燃料を分離させ、そしてそれを各シリンダー１０の駆動スペース１４内に移送することが可能となるが、ここで、未燃焼あるいは部分燃焼燃料は各シリンダー１０の燃焼スペース１３内へと再循環させられるので、この未燃焼あるいは部分燃焼燃料（それは、これによって駆動スペース１４内で収集される）はシリンダー１０内での燃焼のために再循環させることができる。
【００２９】
さらに、駆動スペース１４の不活性化のために、第１の手段によって、排出ガスを各シリンダー１０の駆動スペース１４内に移送することも可能である。これによって、駆動スペース爆発の危険性を最小限に抑え、そして運転の安全性を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  シリンダー
１１  シリンダーライナー
１２  シリンダーピストン
１３  燃焼スペース
１４  駆動スペース
１５  インレットバルブ
１６  インレットバルブ
１７  エキゾーストバルブ
１８  溝
１９  スロット
２０  フローライン
２１  第１の端部
２２  第２の端部
２３  インレットバルブ
２４  切り替え可能な要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014114812.tif 000005
【外国語明細書】
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