(57)【要約】【課題】  燃焼室に直接燃料を噴射するエンジンにおいて、吸気バルブの洗浄を可能とする。【解決手段】  エンジン１は、燃焼室１９を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０のブローバイガスを外部へ取出すための第１経路２１と燃焼室１９内に空気を送り込む吸気ポート３０と吸気ポート３０と燃焼室１９との境界部分に設けられる吸気バルブ４１と、燃焼室１９に燃料を直接噴射するインジェクタ５０とを備える。第１経路２１内のブローバイガスは冷却されて液化した液化燃料６２となり吸気ポート３０に供給される。吸気ポート３０内の液化燃料６２が吸気バルブ４１を洗浄する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を有するエンジン本体と、
前記エンジン本体内のブローバイガスを外部へ取出すための経路と、
前記燃焼室に空気を送り込む吸気ポートと、
前記吸気ポートと前記燃焼室との境界部分に設けられる吸気バルブと、
前記燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置とを備え、
前記経路内のブローバイガスは冷却されて液化した後前記吸気ポートに供給される、内燃機関。
【請求項２】
前記経路を車速風で冷却することで、ブローバイガスを液化する、請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関に関し、特に燃焼室に直接燃料を噴射する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の構造は、たとえば特表平１１−５０７７０９号公報（特許文献１）、実開昭５７−１９１８３２号公報（特許文献２）、特開２００１−２９５６６２号公報（特許文献３）および特開２００３−７４３７１号公報（特許文献４）に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、エンジンからブローバイガスを搬出し熱交換器内で冷却した後、大気中へ排出されるかまたはエンジン吸気系へ送られる構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、潤滑油などを含んだブローバイガスを吸気ポート内に吸入し、ブローバイガス中の油煙によって吸気ポート内の洗浄化を図る技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３および特許文献４では、筒内噴射エンジンのポート洗浄化のために、ポートに洗浄剤を供給する手段を備えた技術が開示されている。
【特許文献１】特表平１１−５０７７０９号公報
【特許文献２】実開昭５７−１９１８３２号公報
【特許文献３】特開２００１−２９５６６２号公報
【特許文献４】特開２００３−７４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
吸気ポート内にインジェクタが存在するエンジンでは、吸気ポートにインジェクタから燃料が噴射されると、この燃料が吸気バルブの表面に接触する。これにより吸気バルブに堆積した堆積物を燃料が溶解するため、バルブが洗浄されるという効果があった。
【０００７】
しかしながら、筒内に直接燃料を噴射するエンジン（筒内直接噴射式ガソリンエンジン）では、インジェクタが吸気ポート内にないために、吹き返した燃焼ガスなどで吸気バルブに生成される堆積物に対して、噴射した燃料による洗浄効果がないという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、燃焼室に燃料を直接噴射する内燃機関において、吸気バルブを十分に洗浄することができる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った内燃機関は、燃焼室を有するエンジン本体と、エンジン本体内のブローバイガスを外部へ取出すための経路と、燃焼室内に空気を送り込む吸気ポートと、吸気ポートと燃焼室との境界部分に設けられる吸気バルブと、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置とを備える。経路内のブローバイガスは冷却されて液化した後、吸気ポートに供給される。
【００１０】
このように構成された内燃機関では、経路内のブローバイガスは冷却されて液化した後吸気ポートに供給される。その結果、液化した燃料が吸気ポートから吸気バルブへ到達する。液化した燃料は吸気バルブに付着した堆積物を溶融することが可能であるため、吸気バルブを洗浄することができる。
【００１１】
より好ましくは、経路を車速風で冷却することでブローバイガスを液化する。この場合、特別な新たな構成を付加することなく吸気バルブを十分に洗浄することが可能な内燃機関を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明では、吸気バルブを十分に洗浄することが可能な内燃機関を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明については繰返さない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った内燃機関の模式的な断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った内燃機関としてのエンジン１は、燃焼室１９を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０のブローバイガスを外部へ取出すための経路としての第１経路２１と、燃焼室１９に空気を送り込む吸気ポート３０と、吸気ポート３０と燃焼室１９との境界部分に設けられる吸気バルブ４１と、燃焼室１９に燃料を直接噴射する燃料噴射装置としてのインジェクタ５０とを備える。
【００１５】
エンジンブロックとしてのエンジン本体１０はクランクケース室１１を有し、クランクケース室１１から燃焼室１９に向かってコネクティングロッド１２が延びている。コネクティングロッド１２はピストン１３に接続されており、ピストン１３の往復運動をコネクティングロッド１２が回転運動に変換する。
【００１６】
燃焼室１９はピストン１３のヘッド、吸気バルブ４１および排気バルブ４２で取囲まれた空間であり、この燃焼室１９内で燃料の燃焼（爆発）が行なわれる。燃焼室１９に燃料を噴射するためのインジェクタ５０が吸気ポート３０側に設けられている。吸気バルブ４１と排気バルブ４２との間には点火プラグ１４が配置される。吸気バルブ４１は図１で示すように開いた状態において空気を燃焼室１９に導入する。燃焼室１９に導入された空気は、ピストン１３で圧縮され、さらにインジェクタ５０から燃料（ガソリン）が噴射され、点火プラグ１４により着火する。これにより燃焼かつ爆発が生じる。
【００１７】
圧縮工程において、シリンダ壁１８とピストン１３との間から未燃焼のガスがクランクケース室１１へ漏れる。このガスがブローバイガスである。ブローバイガスは矢印６１で示すようにクランクケース室１１から上部室１５へ連なる縦穴１６を介して上部室１５へ到達する。ブローバイガスはＰＣＶ（ポジティブクランクケースベンチレーション）バルブ５５を経由し、第１経路２１を通過して吸気ポート３０へ戻される。
【００１８】
また上部室１５のブローバイガスは第２経路２２を通過してスロットル５８の上流へ戻される。なお、吸気ポート３０へはエアクリーナ５７およびスロットル５８を通過した空気が導入される。
【００１９】
一般に、エンジンから発生するブローバイガスの量は、エンジンの負荷が大きいとき、すなわち吸気ポート３０の負圧が低いときは多量に排出され、エンジンの負荷が少ないとき、すなわち吸気ポート３０の負圧が高いときには排出は少量となる。このため、エンジンの負荷に応じてブローバイガスの流量を調整するベンチレーションバルブとしてのＰＣＶバルブ５５が設けられている。
【００２０】
ＰＣＶバルブ５５の動作について説明する。まず、アイドル回転時には、ブローバイガスの発生は少量である。このブローバイガスは吸気ポート３０の負圧に引かれることにより、主としてＰＣＶバルブ５５を経由して吸気ポート３０へ導入される。また負荷が軽いときも同様である。
【００２１】
これに対して、加速時および高負荷時には、ブローバイガスは増大する。ＰＣＶバルブ５５を通過することが可能な量のブローバイガスを越える量のブローバイガスが発生すると、そのブローバイガスは第２経路２２を通過してスロットル５８の上流側へ導入される。
【００２２】
この発明では、第１経路２１を矢印１０１で示す走行風により冷却する。これにより、ブローバイガスが冷却されて液化燃料６２が生じる。液化燃料６２はブローバイガスの流れにより吸気ポート３０内を通過し吸気バルブ４１へ到達する。液化燃料６２は有機物（ＨＣ）であるため、吸気バルブ４１に付着した堆積物を溶解することが可能である。これにより吸気バルブ４１を十分に洗浄することが可能となる。
【００２３】
すなわち、この発明では、室内に直接燃料を噴射するガソリンエンジンにおいて、ＰＣＶホースとしての第１経路２１を冷却し、ブローバイガス中の燃料を液化させることで、吸気バルブ４１に堆積するポートディポジットを洗い流すことが可能である。
【００２４】
図２は、第１経路の配置を示す模式図である。図２を参照して、ＰＣＶホースにより構成される第１経路２１はエンジンコンパートメント１００の外に出される。この第１経路２１に矢印１０１で示す走行風が当たる。これにより第１経路２１内のブローバイガスを冷却し、燃料成分を液化する。液化した燃料はインテークマニホールドを構成する吸気ポート３０へ導かれる。図２では、エンジン本体１０に吸気ポート３０とエキゾーストマニホールドとしての排気ポート２００が設けられる。エンジンコンパートメント１００の前部（車両前部）にはラジエタ８０が設けられる。第１経路２１はラジエタ８０と反対側に設けられる。
【００２５】
このように構成された、実施の形態１に従った内燃機関としてのエンジン１では、第１経路２１を冷却し、ブローバイガスの一部を液化し、液化した燃料により吸気バルブ４１を洗浄することができる。その結果特別な構成を付加することなく吸気バルブ４１を十分に冷却することが可能である。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に従った第１経路の模式図である。図３を参照して、この発明の実施の形態２では、第１経路２１をエンジンコンパートメント１００内で車速風が当たりやすい位置に配置する。具体的には、ラジエタ８０の後ろ側に第１経路２１を配置している。ラジエタ８０を通過した、矢印１０１で示す車速風は第１経路２１を十分に冷却することが可能である。なお、コンデンサの後ろ側に第１経路２１を設けてもよい。
【００２７】
このように構成された、この発明の実施の形態２に従ったエンジン１では、実施の形態１に従ったエンジンと同様の効果がある。
【００２８】
（実施の形態３）
図４は、この発明の実施の形態３に従った第１経路の模式図である。図４を参照して、この発明の実施の形態３では、バルブ２６を設けている。すなわち、低温時は、凍結性を考慮し、矢印Ａで示すように、第３経路２３をブローバイガスが通過し、第１経路２１をブローバイガスが通過しないように切換バルブとしてのバルブ２６を制御する。第３経路２３は車速風で冷却されない。低温時に第１経路２１をブローバイガスを通過させると、燃料が凍結する恐れがあるため、これを防止するためにバイパス路としての第３経路２３を設けている。
【００２９】
これに対し、高温時はブローバイガスが矢印Ｂで示すように第１経路２１を通過し、第２経路２３を通過しないようにバルブ２６を制御する。これにより、第２経路２１を通過したブローバイガスを冷却して液化することが可能となる。
【００３０】
このように構成された、実施の形態３に従ったエンジンでも実施の形態１に従ったエンジンと同様の効果がある。
【００３１】
（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４に従った第１経路の模式図である。図５を参照して、この発明の実施の形態４に従った第１経路２１は二重管２５により冷却される。すなわち、二重管２５は外気エア導入ホース７０と接続されており矢印１０１で示す車速風は外気エア導入ホース７０を介して二重管２５へ導入される。二重管２５を貫通するように第１経路２１が設けられており、第１経路２１の外周面に車速風が当たる構造となっている。すなわち二重管２５内に外気を導き第１経路２１を冷却する。
【００３２】
このように構成された、実施の形態４に従ったエンジン１でも、実施の形態１に従ったエンジンと同様の効果がある。
【００３３】
（実施の形態５）
図６は、この発明の実施の形態５に従った第１経路の模式図である。図６を参照して、この発明の実施の形態５に従った第１経路においては、外気エア導入ホース７０にエア遮断弁としてのバルブ２６を設ける。すなわち低温時にはバルブ２６を用いて、矢印１０１０で示す車速風を遮断する。これにより低温時に外気の導入を妨げることで第１経路２１内の燃料が凍結することを防止することができる。
【００３４】
このように構成された実施の形態５に従ったエンジン１でも実施の形態１に従ったエンジンと同様の効果がある。
【００３５】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、この発明はガソリンエンジンのみに適用されるものではなく、ディーゼルエンジンに適用してもよい。すなわち、ディーゼルエンジンにおいて燃焼室からクランクケース室へ漏れ出した未燃焼のガスを冷却して燃料成分（軽油）を液化し、これを吸気ポートに戻してもよい。
【００３６】
また、ディーゼルエンジンとして、直接噴射式、副室式などのさまざまなディーゼルエンジンに本発明を適用することが可能である。
【００３７】
また、第１経路２１を冷却する手段としては車速風（外気）を用いる方法を示したが、これに限られるものではなく、液体で第１経路２１を冷却してもよい。
【００３８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は燃焼室に燃料を直接噴射する内燃機関の分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に従った内燃機関の模式的な断面図である。
【図２】第１経路の配置を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態２に従った第１経路の模式図である。
【図４】この発明の実施の形態３に従った第１経路の模式図である。
【図５】この発明の実施の形態４に従った第１経路の模式図である。
【図６】この発明の実施の形態５に従った第１経路の模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン、１０  エンジン本体、１１  クランクケース室、１２  コネクティングロッド、１３  ピストン、１４  点火プラグ、１６  縦穴、２１  第１経路、２２  第２経路、３０  吸気ポート、４１  吸気バルブ、４２  排気バルブ、５０  インジェクタ、５５  ＰＣＶバルブ、５７  エアクリーナ、５８  スロットル、６２  液化燃料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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