(57)【要約】  ピストンエンジンにおいて、燃料を排気ポートへ、気流が従来所期されている方向とは逆の時に、シリンダー内へ噴射するエンジン。このエンジンは燃料の一部または全てをこの従来所期されるのとは逆方向へ噴射されながら作動することができる。別の実施例では、燃料は連続流式燃料噴射装置によって、排気バルブおよび排気ポートに当たるように噴射され、通常の自然吸気式または過給気式エンジンの気流に逆らって、ピストンシリンダー内へ偏向される。本発明はガソリンあるいはディーゼルで、4ストロークおよび2ストロークのエンジンに適用することができる。
2013524061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離した吸気バルブと排気バルブおよび・あるいはパイプ構成を備える自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのための燃料は、燃焼室内および・またはシリンダー内へ、排気サイクル中排気システムが該燃焼室またはシリンダー内へと開いている間、排気の流れが逆向きの時、該排気バルブあるいは該排気パイプを介して入る。
【請求項２】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する範囲に当たり、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ偏向される。
【請求項３】
請求項目1のエンジンであって、ここで、１基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、該ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する部分に当り、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ偏向される。
【請求項４】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の間隙を通じて噴射し、該流れが該燃焼室内および・またはシリンダー内へ偏向されずに入る。
【請求項５】
請求項目1のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項６】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項７】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室内および・またはシリンダー内へ噴射する。
【請求項８】
分離した吸気バルブと排気バルブおよび・あるいはパイプ構成を備える過給式あるいは自然吸気式の内燃ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのための燃料は、燃焼室内およびシリンダー内へ、排気サイクル中に排気システムが該燃焼室および・またはシリンダー内へと開いている間に、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブあるいは該排気パイプを介して入る。
【請求項９】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する範囲に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項１０】
請求項目8のエンジンであって、１基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、該ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する範囲に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項１１】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の間隙を通じて噴射し、該流れが該燃焼室内および・またはシリンダー内へ偏向されずに入る。
【請求項１２】
請求項目8のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項１３】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項１４】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室および・またはシリンダーへ噴射する。
【請求項１５】
分離した吸気バルブと排気バルブおよび・あるいはパイプ構成を備える過給式あるいは自然吸気式の内燃ピストンエンジンであって、排気サイクル中に、排気路を通じて内燃エンジンの燃焼室に燃料を噴射することにより、排気バルブの冷却および燃料混合物の加熱を同時に行う手段を有するもの。
【請求項１６】
燃料の連続流を排気バルブのあるいは排気ポートの付近の周辺部から偏向させ、反対方向の高温気体の流れに打ち勝って、燃料を燃焼あるいは爆発させずに燃焼室内あるいはシリンダー内へと導き噴霧化する方法。
【請求項１７】
{SIC. 17}.燃焼室内あるいはシリンダー内へと気流に沿って燃料を供給すべく、排気路圧力を測定することにより気流の方向を推定し、排気路への噴射のタイミングを計る方法。
【発明の詳細な説明】
【明細書】
【０００１】
ある実施例においては、内燃機関のピストンはシリンダの底部に押し下げられて排気ポートが開くようになっている。燃焼後、排気パイプ内は正圧7 (図2)である。この圧力は一波にして排気システムから放出される。この正圧の波に続いて負圧の波８（図２）が発生するが、これは排気ガスを燃焼室及び吸気管 (IN) (図1)にまで吸い戻すことができる逆気流が発生している兆候である。4 サイクルポペットバルブ式エンジンの排気路圧力の変動の一例が図2にグラフで示されている。実際には、このグラフの形状はエンジン構成や作動条件に応じて変化し、予測が困難である場合がある。このエンジン内の気圧の波動は、パイプ末端の亜音速パイプオルガン効果から、パイプの長さによって発生点へ反動が生ずるためだと時には説明される。この反動はまた、排気バルブを開いたときのの圧力の開放から生ずる、また排気パイプ末端から排気バルブ位置にあるパイプの先端まで反射する、超音波衝撃波により説明される。
【０００２】
排気路内の圧力は排気路内の空流の方向を間接的に示す、正圧はシリンダーから外向きへの流れ、負圧はシリンダー内への流れであり、これらは吸気圧やクランクシャフトまたはカムシャフトの位置、シリンダー圧力により交差確認することができる。ひとつの実施例においては、排気路内5 (図1)、燃焼室3 (図1)、そして吸気路内6 (図1)にそれぞれ取り付けられた圧力センサーがエンジン制御コンピュータ(ECU)  4 (図1) に状態情報を送る。ECU は排気ポートに設置された燃料噴射装置1（図１）を作動させる。ECU はまた、エンジン冷始動時など条件が適している、あるいは必要な場合に、従来の吸気側にある燃料噴射装置2 (図1)を作動させることができる。なお図面を簡潔化するため、酸素センサー、ノックセンサー、エアー流量センサー、また吸気温度、シリンダーヘッド温度、排気温度センサーなど、燃料噴射供給に伴い使用できる、またはされるセンサー類は図示されていない。
【０００３】
本発明の別の実施例においては、吸気ポートと排気ポートから入る燃料の変化を活用することで空燃比の調節を達成し、点火かつ酸化窒素が形成されにくい低燃焼温度と完全燃焼の両立を可能にする。
【０００４】
本発明のまた別の実施例においては、上述した結果をより達成させやすくするべく、吸気側と排気側とで異なる燃料を活用する。
【０００５】
図3では、燃料を噴霧化させるため排気バルブへ燃料
(F) (または水) の連続流を噴射し、偏向させて拡散・霧化させ、バルブ本体を冷却しながら気流に逆らって、あるいは沿って燃焼室へ入る実施例が示される。
【０００６】
液体噴射において、液滴が形成され液滴直径が小さくなるに従い距離に伴って流速が減速しやすくなり、従って連続流は乱気流や逆気流に影響されにくく最大速度を維持するので、排気の流れに逆らって、また横切って送流することが可能である。ポペットバルブに当る連続流は、バルブの形状や接触角度、接触部位、流速によって液体層拡散角度と液体層分散距が変化する。
【０００７】
言い換えれば、連続流のノズルが単位面積あたり最大の衝撃を与える。典型的に丸型の連続流ノズルの開口部における大な自由流路の設計は詰まりを減少させる。ひとつの実施例では、排気バルブへ向けて霧化されていない連続流が噴射され、バルブと連続流の接触の衝撃偏向によって燃料加熱と霧化、また排気の流れに逆らった燃料供給が達成される。
【０００８】
熱による膨張と収縮との差に起因する金属の内部ストレスを減少させるために、1基以上の燃料噴射装置を使用することによってバルブ金属の温度分布をより均等にすることができる。図4は排気ポペットバルブの上面図であり、バルブ上に均等に配列された3点に、3本の燃料連続流(F)が噴射される実施例を示したもの。
【０００９】
バルブ内の最大熱部分の位置は特許第4,073,474 に開示されている。
【００１０】
バルブシートと接触するポペットバルブの部分の表面熱は、ポペットバルブから伝導されて散逸する。バルブディスクまたはバルブヘッドの中心部は高温であり、比較的低温であるバルブシートと接触するバルブヘッド周辺部分に対して熱膨張し、吸気路内でバルブシートと接触するバルブヘッド部分周辺でフープ応力やひび割れを発生する結果となる。この発明のある実施例においては、燃料や水の噴射による冷却はこの高温となるバルブヘッド中心部に集中さるのが最も望ましい。すなわち、ポペットバルブの軸のはじめの部分および、シリンダーヘッド内のバルブシートに接触するバルブ周辺部分の末端の部分との間に連続流が当るようになっている。
【００１１】
幸いにも、典型的に排気バルブはシリンダーヘッドに配置され短い排気経路により排気ヘッドへとつながれているので、排気ヘッドに燃料噴射装置を組み込むことにより、従来型エンジンを改造変換することが可能だと考えられる。ピコインジェクターの名称で知られている小型燃料噴射装置は入手可能である。小型の単シリンダー・エンジン、あるいはシリンダーが分離したエンジンは、いろいろな方向から排気バルブに到達することが可能であり、廉価なエンジン改造変換のための好候補となる。
【００１２】
小型2ストロークエンジンの改造変換はさらに容易である。図5で示される実施例は、1基またはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式燃料噴射装置からの1本の噴射流が、ピストン作動用シリンダーのバルブポートの排気路末端部分に当たり偏向され、該流れ
(F) が2ストロークエンジンの燃焼室および・またはシリンダー内へ入る。
【図１】
2013524061.tif 000003
【図２】
2013524061.tif 000004
【図３】
2013524061.tif 000005
【図４】
2013524061.tif 000006
【図５】
2013524061.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月23日(2010.9.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離した吸気バルブと排気バルブを備える自然吸気式内燃ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのための燃料は、燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを通じて噴射され、排気バルブが開いている間に排気の流れが逆向きになる瞬間に、該燃焼室内およびシリンダー内へ入る。
【請求項２】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する範囲に当たり偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へと入る。
【請求項３】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式のしない燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの排気ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する範囲に当たり偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へと入る。
【請求項４】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の間隙を通じて噴射し、該流れが該燃焼室内および・またはシリンダー内へ偏向されずに入る。
【請求項５】
請求項目1のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項６】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の噴射装置からの噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たり偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へと入る。
【請求項７】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1もしくはそれ基以上の連続流式あるいは非噴霧化式の噴射装置が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室内および・またはシリンダー内に噴射する。
【請求項８】
分離した吸気バルブと排気バルブを備える過給式あるいは自然吸気式の内燃ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのために燃料は、燃焼室またはシリンダーの排気バルブを介して、該排気バルブが開いている間の瞬間中に、該燃焼室内およびシリンダー内へと噴射される。
【請求項９】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する範囲に当たり偏向され、該流れは該燃焼室および・またはシリンダーへと供給される。
【請求項１０】
請求項目8のエンジンであって、ここで、１基もしくはそれ以上の連続流あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、排気ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する範囲に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項１１】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の隙間を通じて、該燃焼室内および・またはシリンダー内に偏向されずに入る。
【請求項１２】
請求項目8のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項１３】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たって偏向され、該流れは該燃焼室内および・またはシリンダー内へ入る。
【請求項１４】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、ピストンに作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて、該燃焼室内および・またはシリンダー内へ噴射する。
【請求項１５】
分離した吸気バルブと排気バルブを備える過給式あるいは自然吸気式の内燃ピストンエンジンであって、排気バルブを通じて排気サイクル中に内燃エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射することにより、排気バルブの冷却および燃料混合物の加熱を同時に行う手段を有する。
【請求項１６】
燃料の連続流を排気バルブの排気側部分あるいは周辺範囲部分から偏向させ、高温気体の逆流に打ち勝って、燃料を燃焼あるいは爆発させずに燃焼室内またはシリンダー内へと導き噴霧化する方法。
【請求項１７】
燃焼室内あるいはシリンダー内へと燃料を噴射供給すべく、排気路圧力を測定することにより気流の方向を推定し、排気バルブの排気側あるいは周辺範囲への噴射のタイミングを計る方法。
【請求項１８】
高い燃焼温度を伴わず完全燃焼させる方法(ページ2、第2段落の2〜4行)であって、吸気噴射および排気噴射 (ページ2、第2段落の1〜2行)との間で共有される空燃比(ページ2、第2段落の1〜2行)、そして燃料の総量または種類の最適化(ページ2、第3段落) ；吸気噴射源および排気噴射源との間の燃料加熱の差を考慮した最適化 (ページ3、第3段落；ページ3、第1段落；ページ4、第7段落) 、さらにより長い全般的混合
時間および滞在時間、そして排気バルブのみが開いている間、、吸気側と比較して。排気側噴射された燃料に対して高温かつ異なる燃焼気体が利用可能なことを考慮した最適化 (図2)；そしてノック感知、排気温度、シリンダーヘッド温度、酸素センサー、エアー流量センサー、排気路バルブ範囲、そして排気路、燃焼室、吸気路に、それぞれ設置された吸気温度および圧力センサー (ページ2、第1段落)を使用することでECUによる噴射装置の制御を行う。
【請求項１９】
吸気バルブおよび排気バルブの外側から燃焼シリンダーへと燃料噴射し、ECUおよびノックセンサー、排気ガス温度、シリンダーヘッド温度、酸素センサー、空量、そして排気路バルブ付近、燃焼室、吸気路それぞれの吸気温度および圧力をもって、下記の手段として制御される燃料噴射装置を備えるエンジン (ページ2、第1段落) である；第一の手段として、吸気側噴射と排気側噴射との間で共有される(ページ2、第2段落の1〜2行)、空燃比と燃料の総量または種類の最適化(ページ2、第3段落)；含まれる第二の手段として吸気側噴射現と排気側噴射源との間の燃料の加熱の差異を考慮した最適化 (ページ3、第3段落；ページ3、第1段落；ページ4 、第7段落)；含まれる第三の手段として全般的なシリンダー滞在混合時間、および排気バルブのみが開いている間、吸気噴射と比較して、排気噴射された燃料にとって高温かつ異なる燃焼気体が利用可能なことを考慮した最適化(図2)；は結果的に高い燃焼温度が伴わない完全燃焼を達成させる (ページ2、第2段落の2〜4行)。
【請求項２０】
吸気圧、クランクシャフトまたはカムシャフトの位置、そしてシリンダー圧力を交差確認することによって、3つの圧力とバルブ位置を比べ、エンジンの排気バルブの排気側あるいは周辺範囲からシリンダー室へ噴射するタイミングを計る方法で（請求項目17）、高い相対圧力から低い相対圧力への逆流を可能にさせる（ページ2、第1段落の3〜4行）。
【請求項２１】
高い相対圧力から低い相対圧力への逆流を可能にさせる状況で、排気バルブの排気側付近から燃料をシリンダー室に噴射供給する信号を送るために、相対圧力およびバルブ開閉位置を交差確認するため、排気バルブ範囲の排気側とシリンダー、そして吸気バルブ範囲の吸気側に圧力センサー、そしてクランクシャフトまたはカムシャフトの位置測定を備えたエンジン。
【請求項２２】
3基の連続流式燃料噴射装置の噴射によって衝撃を受けるエンジンの排気ポペットバルブおよび軸の範囲であって、ここでこの燃料噴射装置の噴射は、排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触するバルブの一部との間に存在する範囲に当たって偏向され、また、燃料噴射は図4の要素Fで示されるように円周囲に均等に配置され、かつ図3の要素F’で示される鉛直方向と接線方向の間にある噴射角度をなしてバルブの表面に当たり、噴射された流れが燃焼室内および・またはシリンダー内へと偏向される。 (ページ3、第4段落) 請求項目2と9、図 3〜4
【請求項２３】
3基の連続流式燃料噴射装置によりエンジン排気ポペットバルブを冷却させて、金属の熱膨張・収縮との差異に起因する内部応力を減少させるべくバルブ金属内の熱分布を均等にさせる方法であって、ここで燃焼噴射装置の燃料噴射は、図4の要素Fで示されるように円形周囲に均等間隔に配置され、かつ図3の要素Fで示される鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、排気ポペットバルブの、バルブの軸およびバルブが閉じたときにバルブシートに接触するバルブの部分との間に存在する範囲に当たり、噴射された流れが燃焼室内および・またはシリンダー内へと偏向される (ページ3、第4段落)請求項目2と9、図3〜4
【請求項２４】
排気ポペットバルブの熱分布を均等にさせ金属の熱膨張・収縮との差異に起因する内部応力を減少させるために、第一の手段として図3の要素Fで示されるように鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、図4の要素Fで示されるように円形周囲に均等間隔に燃料を噴射し、第二の手段として排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触する部分との間に存在する範囲に燃料の流れを当てて燃焼室内およびシリンダー内へと偏向するべく、3基の連続流式燃料噴射装置によって囲まれた排気ポペットバルブおよび該バルブ軸領域を備えるエンジン。(ページ 3、第4段落) 請求項目2と9図 3〜4
【請求項２５】
分離した排気バルブと吸気バルブを備える自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのために燃焼室内およびシリンダー内に入る燃料は、燃焼室またはシリンダーの排気バルブを通じて、排気バルブが開いている間に排気の流れが逆向きになる瞬間に噴射され（請求項目1）、排気ポペットバルブおよび軸領域には、3基の連続流燃料噴射装置による燃料噴射が、図4の要素Fで示されるように円形周囲に均等間隔に配置され、かつ図3の要素Fで示される鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、排気ポペットバルブの、バルブの軸およびバルブが閉じたときにバルブシートに接触するバルブの部分との間に存在する範囲に当たり偏向され、その流れは燃焼室内および・またはシリンダー内へと偏向される。
(ページ 3、第4段落) 請求項目 2と9、図3〜4
【請求項２６】
分離した排気バルブと吸気バルブを備える過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、次の燃焼サイクルのための燃料は、燃焼室またはシリンダーの排気バルブを通じて、排気サイクル中排気バルブが開いている間に、燃焼室内およびシリンダー内に噴射され(請求項目8)、排気ポペットバルブおよび軸領域には、3基の連続流式燃料噴射装置による燃料噴射が当たり、この燃料噴射は、図4の要素Fで示されるように円形周囲に均等間隔に配置され、かつ図3の要素Fで示される鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触するバルブの部分との間に存在する範囲に当たって偏向され、その流れは燃焼室内および・またはシリンダー内へと偏向される。
(ページ 3、第4段落) 請求項目 2と9、図3〜4
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として該排気路を実質的に逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に排気流が逆方向である瞬間に強制噴射される。
【請求項２】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する領域に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項３】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式のあるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、排気ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する領域に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項４】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の間隙を通じて噴射し、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向されずに入る。
【請求項５】
請求項目1のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項６】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置から噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項７】
請求項目1のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室内および／またはシリンダー内へ噴射するエンジン。
【請求項８】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に強制噴射される。
【請求項９】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、バルブ軸およびバルブが閉じたときにバルブシートと接触する部分との間に存在する領域に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項１０】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式のあるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、排気ポペットバルブの、排気ポペットバルブが閉じたときにポペットバルブシートと接触する領域に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項１１】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、排気ポペットバルブとバルブシートとの間の間隙を通じて噴射し、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向されずに入る。
【請求項１２】
請求項目8のエンジンであって、ここで、噴霧化式燃料噴射装置が該排気バルブに向かって燃料を噴射する。
【請求項１３】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置からの噴射が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの排気路末端に当たり、該流れが該燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向される。
【請求項１４】
請求項目8のエンジンであって、ここで、1基もしくはそれ以上の連続流式あるいは非噴霧化式の燃料噴射装置が、ピストン作動用シリンダーの排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室内および／またはシリンダー内へ噴射するエンジン。
【請求項１５】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に強制噴射され、さらに排気サイクル中該排気バルブを介して内燃焼エンジンの該燃焼室へ燃料を噴射するこによって排気バルブの冷却および燃料混合物の加熱を同時に行う手段を有するエンジン。
【請求項１６】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピスン式であって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料が、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブポートおよび開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、燃料の連続流を該排気バルブの排気側部分あるいは周辺領域部分から偏向させ、高温気体の逆流に打ち勝って、燃料を燃焼あるいは爆発させずに該燃焼室内あるいは該シリンダー内へと導き噴霧化する方法。
【請求項１７】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストン式であって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、気流の流れに沿って燃焼室あるいはシリンダーへと燃料を噴射供給すべく該排気バルブの排気側周辺の圧力を測定することにより気流の方向を推定し、該排気バルブの排気側あるいは周辺領域への噴射のタイミングを計る方法。
【請求項１８】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストン式であって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料が、該排気路から、該バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、高燃焼温度を伴わず完全燃焼させる手段であって、吸気噴射および排気噴射との間で共有される空燃比、そして燃料の総量または種類の最適化；吸気噴射源および排気噴射源との間の燃料加熱の差を考慮した最適化、さらにより長い全般的混合時間および滞在時間、また排気バルブのみが開いている間、排気側噴射された燃料に対して、吸気側と比較して高温かつ異なる燃焼気体が利用可能なことを考慮した最適化；そしてノック感知、排気温度、シリンダーヘッド温度、酸素センサー、エアー流量センサー、排気路バルブ領域、そして該排気路、該燃焼室、該吸気路にそれぞれ設置された吸気温度および圧力センサーを使用することでECUによる噴射装置の制御を行う方法。
【請求項１９】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室には入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に強制噴射され、吸気バルブおよび排気バルブの外側から燃焼シリンダーへと燃料噴射し、ECUおよびノックセンサー、排気ガス温度、シリンダーヘッド温度、酸素センサー、エアー流量、そして該排気路バルブ付近、該燃焼室、該吸気路の吸気温度および圧力の測定をもって、下記の手段として制御される燃料噴射装置を備える；第一の手段として、吸気側噴射と排気側噴射との間で共有される、空燃比と燃料の総量または種類の最適化；含まれる第二の手段として吸気側噴射現と排気側噴射源との間の燃料の加熱の差異を考慮した最適化；含まれる第三の手段として全般的なシリンダー滞在混合時間、および該排気バルブがのみ開いている間、排気側噴射された燃料に対して、吸気側と比較して高温かつ異なる燃焼気体が利用可能なことを考慮した最適化；結果的に高い燃焼温度を伴わない完全燃焼を達成させる。
【請求項２０】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室には入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストン式であって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを通じて、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、吸気圧、クランクシャフトまたはカムシャフトの位置、そしてシリンダー圧力を交差確認することによって、3つの圧力とバルブ位置を比べ、エンジン排気バルブの排気側あるいは周辺領域からシリンダー室へ噴射するタイミングを計り、高い相対圧力から低い相対圧力への逆流を可能にさせる方法。
【請求項２１】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射され、高い相対圧力から低い相対圧力への逆流を可能にさせる状況で、排気バルブの排気側付近から燃料をシリンダー室に噴射する信号を送るために、相対圧力およびバルブ開閉位置を交差確認するため、該排気バルブ領域の排気側と該シリンダー、そして吸気バルブ領域の吸気側にそれぞれ圧力センサー、そしてクランクシャフトまたはカムシャフトの位置測定を備えたエンジン。
【請求項２２】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを通じて、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、排気ポペットバルブおよび軸には、3基の連続流式燃料噴射装置による燃料噴射が、円形周囲に均等間隔に配置され、衝突する表面に対して鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、該排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触する部分との間に存在する領域に当たり、その流れは該燃焼室内および・または該シリンダー内へと偏向される。
【請求項２３】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストン式であって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料が、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、3基の連続流燃料噴射装置によりバルブを冷却させて、材質の熱膨張・収縮との差異に起因する内部応力を減少させるべくバルブ材質内の熱分布を均等にさせる方法であって、ここで燃焼噴射装置の燃料噴射は、円形周囲に均等間隔に配置され、かつ衝突する表面に対して鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして、該排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触する部分との間に存在する領域に当たり、噴射された流れが燃焼室内およびまたは該シリンダー内へと偏向される。
【請求項２４】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から、該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、排気ポペットバルブ材質の熱分布を均等にさせ熱膨張・収縮との差異に起因する内部応力を減少させるために、第一の手段として円形周囲に均等間隔に、衝突する表面に対して鉛直方向と接線方向の間にある燃料角度をなして燃料を噴射し、第二の手段として該排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触する部分との間に存在する領域に燃料の流れを当てて燃焼室内および／またはシリンダー内へと偏向するべく、3基の連続流式燃料噴射装置によって囲まれた該排気ポペットバルブおよび該バルブ軸領域を備えるもの。
【請求項２５】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路に関しては、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料は、該排気路から該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に排気流が逆方向である瞬間に、強制噴射されるエンジンにおいて、3基の連続流式燃料噴射装置の噴射によって衝撃を受けるエンジンの排気ポペットバルブおよび軸の領域で、この燃料噴射装置の噴射は、該排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触するバルブの部分との間に存在する領域に当たり、また、この燃料噴射は円形周囲に均等間隔に配置され、かつ衝突する表面に対して鉛直方向と接線方向の間にある噴射角度をなしてバルブの表面に当たり、噴射された流れが該燃焼室内および／または該シリンダー内へと偏向される。
【請求項２６】
分離した吸気バルブと排気バルブ、そして連続的かつ実質的に分離した個別に大気へと通ずる吸気路と排気路を備えており、該排気路は、新鮮な空気が通常の圧力波の結果として実質的に該排気路を逆流し燃焼室に入らないような長さと連続性を有する過給式または自然吸気式内燃焼ピストンエンジンであって、ここで次の燃焼サイクルのための燃料が、該排気路から該排気バルブポートの開口部を通じて該燃焼室へ、該燃焼室またはシリンダーの該排気バルブを介して、該排気バルブ路および開面接続部の2次元断面積に等価な円の直径の10倍以下に等しい該排気バルブからの距離から、該排気バルブが開いている間に、強制噴射されるエンジンにおいて、3基の連続流式燃料噴射装置の噴射によって衝撃を受けるエンジンの排気ポペットバルブおよび軸の領域で、この燃料噴射装置の噴射は、排気ポペットバルブの、バルブの軸および閉じたときにバルブシートに接触する部分との間に存在する領域に当たって偏向され、また、燃料噴射は円形周囲に均等間隔に配置され、かつ衝突する表面に対して鉛直方向と接線方向の間にある噴射角度をなしてバルブの表面に当たり、該流れが該燃焼室内および／または該シリンダー内へと偏向されるもの。
【国際調査報告】
2013524061.tif 000008