(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する一対の気筒（Ｃ１，Ｃ２；Ｃ３，Ｃ４）よりなる少なくとも二つの気筒群（Ｇ１，Ｇ２）をエンジンブロックに配置するとともに、エンジンブロックに各気筒（Ｃ１〜Ｃ４）に対応して第１、第２排気ポート（１３Ａ，１３Ｂ）と、第１、第２排気ポート（１３Ａ，１３Ｂ）をそれぞれ開閉する第１、第２排気バルブ（１９Ａ，１９Ｂ）とを設け、所定の運転状態で第１排気バルブ（１９Ａ）が休止して第２排気バルブ（１９Ｂ）が稼動する内燃機関において、
前記隣接する一対の気筒（Ｃ１，Ｃ２；Ｃ３，Ｃ４）の一方の気筒（Ｃ１，Ｃ３）の第２排気ポート（１３Ｂ）と他方の気筒（Ｃ２，Ｃ４）の第２排気ポート（１３Ｂ）とを気筒配列方向に隣接させるとともに、動弁室のオイルをオイルパンに戻すオイル戻し通路（Ｐ１，Ｐ２）を隣接する気筒群（Ｇ１，Ｇ２）間に配置することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する一対の気筒よりなる少なくとも二つの気筒群をエンジンブロックに配置するとともに、エンジンブロックに各気筒に対応して第１、第２排気ポートと、第１、第２排気ポートをそれぞれ開閉する第１、第２排気バルブとを設け、所定の運転状態で第１排気バルブが休止して第２排気バルブが稼動する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関の各気筒に設けられた第１、第２排気ポートのうち、各第１排気ポートから延びる第１排気マニホールドの合流部の下流にＨＣを吸着する吸着トラッパを設けるとともに、各第２排気ポートから延びる第２排気マニホールドの合流部の下流に触媒コンバータを設け、吸着トラッパの下流を触媒コンバータの上流に合流させた内燃機関の排気浄化装置が、下記特許文献１により公知である。この排気浄化装置によれば、内燃機関の始動直後の触媒コンバータが活性化していないときに、第１排気ポートを開いて第２排気ポートを閉じることで、第１排気マニホールドに設けた吸着トラッパに排気ガスを導いて浄化しながら、その下流の触媒コンバータの活性化を図ることができる。
【特許文献１】特許第３３７３９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで上記従来のものにおいて、吸着トラッパに頼らずに触媒コンバータの上流のＨＣを減少させるには、排気ガスが通過する排気ポートを早期に昇温させて排気ガス中のＨＣの酸化反応を促進することが必要である。しかしながら、第１排気ポートを開いて第２排気ポートを閉じることで、吸着トラッパを設けた第１排気マニホールドに排気ガスを導びくとき、各気筒の第１、第２排気ポートが同じ配列になっているため、排気ガスが通過する第１排気ポートと排気ガスが通過しない第２排気ポートとが気筒配列方向に交互に配置されてしまい、排気ガスの熱がシリンダヘッド全体に逃げて排気ガスが通過する第１排気ポートの温度を速やかに昇温させるのが困難であった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、内燃機関の各気筒に設けた一対の排気バルブの片弁休止時に、排気ガスが流れる排気ポートを早期に昇温させてＨＣの浄化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、隣接する一対の気筒よりなる少なくとも二つの気筒群をエンジンブロックに配置するとともに、エンジンブロックに各気筒に対応して第１、第２排気ポートと、第１、第２排気ポートをそれぞれ開閉する第１、第２排気バルブとを設け、所定の運転状態で第１排気バルブが休止して第２排気バルブが稼動する内燃機関において、前記隣接する一対の気筒の一方の気筒の第２排気ポートと他方の気筒の第２排気ポートとを気筒配列方向に隣接させるとともに、前記気筒群を少なくとも二つ備え、動弁室のオイルをオイルパンに戻すオイル戻し通路を隣接する気筒群間に配置することを特徴とする内燃機関が提案される。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の構成によれば、隣接する一対の気筒よりなる少なくとも二つの気筒群をエンジンブロックに配置し、前記隣接する一対の気筒の各々の第１排気ポートおよび第２排気ポートのうち、所定の運転状態で休止しない２個の第２排気バルブに連なる２個の第２排気ポートを気筒配列方向に隣接させるので、それら２個の第２排気ポートを排気ガスで早期に昇温させて高温に維持することができる。これにより、第２排気ポート中で排気ガスに含まれるＨＣを効果的に酸化反応させて浄化処理することができ、ＨＣの吸着トラッパや触媒コンバータの負荷を低減することができる。また動弁室のオイルをオイルパンに戻すオイル戻し通路を隣接する気筒群間に配置するので、オイル戻し通路が所定の運転状態において休止する２個の第１排気バルブに連なる２個の第１排気ポートに挟まれた比較的に低温の部分に位置することになり、オイルの温度上昇を最小限に抑えることができる。しかも隣接する２個の第２排気ポート間にオイル戻し通路を配置する必要がなくなるため、それら２個の第２排気ポートを接近させて排気ガスの昇温を更に効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１〜図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は直列４気筒内燃機関の横断面図（図２の１−１線断面図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図、図７は図１の７−７線断面図である。
【０００９】
図１および図７に示すように、直列４気筒内燃機関のシリンダヘッド１０の下方に、♯１気筒Ｃ１、♯２気筒Ｃ２、♯３気筒Ｃ３および♯４気筒Ｃ４が直列に配置される。シリンダヘッド１０には各気筒Ｃ１〜Ｃ４の燃焼室１１に連なる吸気ポート１２および第１、第２排気ポート１３Ａ，１３Ｂが形成されており、２個の吸気バルブ孔１４，１４が、それぞれバルブガイド１５，１５にステム１６ａ，１６ａを摺動自在に案内された第１、第２吸気バルブ１６Ａ，１６Ｂの傘部１６ｂ，１６ｂで開閉され、２個の排気バルブ孔１７，１７が、それぞれバルブガイド１８，１８にステム１９ａ，１９ａを摺動自在に案内された第１、第２排気バルブ１９Ａ，１９Ｂの傘部１９ｂ，１９ｂで開閉される。第１、第２吸気バルブ１６Ａ，１６Ｂおよび第１、第２排気バルブ１９Ａ，１９Ｂはそれぞれ弁ばね６１，６２で閉弁方向に付勢されており、シリンダヘッド１０に回転自在に支持されたカムシャフト２０により駆動される動弁機構２１で開閉制御される。
【００１０】
図２〜図６に示すように、シリンダヘッド１０にロッカーシャフトホルダ２２が締結されており、このロッカーシャフトホルダ２２に吸気側ロッカーシャフト２４および排気側ロッカーシャフト２５が気筒配列方向に沿うように支持される。吸気側ロッカーシャフト２４に吸気側ロッカーアーム２６が揺動可能に支持されており、吸気側ロッカーアーム２６は、その二股になった先端部に設けたアジャストねじ２８，２８を第１、第２吸気バルブ１６Ａ，１６Ｂのステム１６ａ，１６ａ上端に当接させることにより第１、第２吸気バルブ１６Ａ，１６Ｂに常時連動、連結される。
【００１１】
また排気側ロッカーシャフト２５に排気側駆動ロッカーアーム２９および排気側自由ロッカーアーム３０が揺動可能に支持されており、排気側駆動ロッカーアーム２９はアジャストねじ３１を第１排気バルブ１９Ａのステム１９ａ上端に当接させることにより第１排気バルブ１９Ａに常時連動、連結される。更に、排気側ロッカーシャフト２５に排気側ロッカーアーム２７が揺動可能に支持されており、排気側ロッカーアーム２７はアジャストねじ３１を第２排気バルブ１９Ｂのステム１９ａ上端に当接させることにより第２排気バルブ１９Ｂに常時連動、連結される
カムシャフト２０には、吸気側ロッカーアーム２７に軸支されたローラ３２にころがり接触する吸気側動弁カム３３（図３参照）と、排気側自由ロッカーアーム３０に軸支されたローラ３４にころがり接触する排気側第１動弁カム３５（図５参照）と、排気側駆動ロッカーアーム２９に軸支されたローラ３８にころがり接触する隆起部３９（図４参照）と、排気側ロッカーアーム２７に軸支されたローラ３６にころがり接触する排気側第２動弁カム３７とが設けられる。
【００１２】
吸気側動弁カム３３は、第１、第２吸気バルブ１６Ａ，１６Ｂを開閉するカムプロフィルを有するように形成され、排気側第１、第２動弁カム３５，３７は、第１、第２排気バルブ１９Ａ，１９Ｂを開閉するカムプロフィルを有するように形成されているが、隆起部３９は第１排気バルブ１９Ａを実質的に閉弁休止せしめるように形成される。したがって第１排気バルブ１９Ａは、排気側自由ロッカーアーム３０に排気側駆動ロッカーアーム２９が連結された状態では開閉作動するが、排気側自由ロッカーアーム３０への排気側駆動ロッカーアーム２９の連結が解除されたときには実質的に閉弁休止状態となる。
【００１３】
第１排気バルブ１９Ａ側で対をなして隣接配置される排気側駆動ロッカーアーム２９および排気側自由ロッカーアーム３０には、排気側自由ロッカーアーム３０への排気側駆動ロッカーアーム２９の連結および連結解除を油圧で切換えるための切換機構４８が設けられる。
【００１４】
切換機構４８は、排気側駆動ロッカーアーム２９内に形成される第１油圧室４９に一端を臨ませるとともに、排気側自由ロッカーアーム３０内に形成される第２油圧室５０に他端を臨ませ、排気側駆動ロッカーアーム２９および排気側自由ロッカーアーム３０に摺動可能に嵌合される連結ピン５１と、第１油圧室４９に収容されて排気側駆動ロッカーアーム２９および連結ピン５１間に設けられる戻しばね５２とを備える。
【００１５】
この切換機構４８では、第２油圧室５０に作用する油圧を抜くと、連結ピン５１が戻しばね５２の弾発力で第２油圧室５０側に移動し、排気側自由ロッカーアーム３０および排気側駆動ロッカーアーム２９が連結される。逆に第２油圧室５０に油圧を作用させると、戻しばね５２の弾発力に抗して連結ピン５１が第１油圧室４９側に移動し、排気側自由ロッカーアーム３０および排気側駆動ロッカーアーム２９の連結が解除される。このようにして切換機構４８は、第２油圧室５０への油圧の供給によって排気側駆動ロッカーアーム２９への排気側自由ロッカーアーム３０の連結および連結解除を切り換えて第１排気バルブ１９Ａの作動特性を変更することができる。
【００１６】
排気側ロッカーシャフト２５内には、該排気側ロッカーシャフト２５内を２つに分割する分割部材５３が嵌合しており、この分割部材５３により排気側ロッカーシャフト２５内には、第１油圧室４９に通じる第１作動油通路５４と、第２油圧室５０に通じる第２作動油通路５５とが相互に独立して形成される。
【００１７】
切換機構４８が排気側自由ロッカーアーム３０の排気側駆動ロッカーアーム２９への連結を解除した状態で排気側自由ロッカーアーム３０をカムシャフト２０の排気側第１動弁カム３５に付勢する排気側ロストモーションばね５７が、ロッカーシャフトホルダ２２および排気側自由ロッカーアーム３０間に設けられる。
【００１８】
図７において、♯１気筒Ｃ１および♯２気筒Ｃ２は第１気筒群Ｇ１を構成するもので、♯１気筒Ｃ１の吸気ポート１２および第１、第２排気ポート１３Ａ，１３Ｂと、♯２気筒Ｃ２の吸気ポート１２および第１、第２排気ポート１３Ａ，１３Ｂとは、ラインＬ１に関して対称に配置される。同様に、♯３気筒Ｃ３および♯４気筒Ｃ４は第２気筒群Ｇ２を構成するもので、♯３気筒Ｃ３の吸気ポート１２および第１、第２排気ポート１３Ａ，１３Ｂと、♯４気筒Ｃ４の吸気ポート１２および第１、第２排気ポート１３Ａ，１３Ｂとは、ラインＬ２に関して対称に配置される。
【００１９】
従って、♯１気筒Ｃ１および♯３気筒Ｃ３の動弁機構２１，２１と、♯２気筒Ｃ２および♯４気筒Ｃ４の動弁機構２１，２１とは、鏡面対称な構造を有することになる。そして第１気筒群Ｇ１の♯１気筒Ｃ１の第２排気ポート１３Ｂと♯２気筒Ｃ２の第２排気ポート１３ＢとはラインＬ１を挟んで隣接しており、かつ第２気筒群Ｇ２の♯３気筒Ｃ３の第２排気ポート１３Ｂと♯４気筒Ｃ４の第２排気ポート１３ＢとはラインＬ２を挟んで隣接している。
【００２０】
シリンダヘッド１０内の動弁機構２１…を潤滑したオイルは、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック６３に形成した２本のオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２（図１および図７参照）を介してオイルパンに戻される。これらのオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２は、♯２気筒Ｃ２の第１排気ポート１３Ａおよび♯３気筒Ｃ３の第１排気ポート１３Ａ間に、つまり第１、第２気筒群Ｇ１，Ｇ２間に配置される。
【００２１】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００２２】
内燃機関の始動直後のような低温時であって排気通路の下流に設けた触媒コンバータが活性化していないとき、前記切換機構４８…によって♯１気筒Ｃ１〜♯４気筒Ｃ４の第１、第２排気バルブ１９Ａ…，１９Ｂ…のうち、第１排気バルブ１９Ａ…を休止させて第２排気バルブ１９Ｂ…だけを稼動させる。その結果、燃焼室１１…から排出される排気ガスは、第１、第２排気ポート１３Ａ…，１３Ｂ…に分散されることなく、全てが第２排気ポート１３Ｂ…に供給されるため、第２排気ポート１３Ｂ…の昇温が促進される。
【００２３】
このとき、第１気筒群Ｇ１の♯１気筒Ｃ１の第２排気ポート１３Ｂと♯２気筒Ｃ２の第２排気ポート１３Ｂとが隣接して配置されるため、二つの第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂを流れる排気ガスの熱がシリンダヘッド１０全体に分散するのを抑制し、第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂの昇温を一層効果的に促進することができる。これにより、二つの第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂ内の排気ガスを高温に維持し、ＨＣを効果的に酸化させて排気ガスを浄化することができる。第１気筒群Ｇ１と第２気筒群Ｇ２とは同じ構造であるため、第２気筒群Ｇ２の♯３気筒Ｃ３および♯４気筒Ｃ４においても、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
仮に♯１気筒Ｃ１〜♯４気筒Ｃ４の第１、第２排気ポート１３Ａ…，１３Ｂ…を気筒配列方向に交互に配置したとすると、４個の第１排気バルブ１９Ａ…の休止時に４個の第２排気ポート１３Ｂを流れる排気ガスの熱がシリンダヘッド１０全体に分散してしまい、排気ガスの温度を高温に維持することが困難になるため、上述したＨＣの酸化を促進することができなくなる。
【００２５】
またシリンダヘッド１０内の動弁機構２１…を潤滑したオイルがオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２を介してオイルパンに戻される間に、そのオイルが排気ガスの熱で昇温すると潤滑性能や冷却性能が低下するため、オイルの温度上昇を最小限に抑えることが望ましい。本実施例では第１排気バルブ１９Ａ…の休止時に、排気ガスが流れない第１排気ポート１３Ａ，１３Ａに隣接するようにオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２を配置したので、そこを流れるオイルが排気ガスの熱で昇温するのを最小限に抑えることができる。
【００２６】
特に、オイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２は♯２気筒Ｃ２と第１排気ポート１３Ａおよび♯３気筒Ｃ３の第１排気ポート１３Ａ間に挟まれる位置に配置されるので、オイルの昇温が一層効果的に抑制される。しかも排気ガスが流れない第１排気ポート１３Ａ，１３Ａに隣接するようにオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２を配置したので、排気ガスが流れる♯１気筒Ｃ１および♯２気筒Ｃ２の一対の第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂ間および♯３気筒Ｃ３および♯４気筒Ｃ４の一対の第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂ間にオイル戻し通路Ｐ１，Ｐ２を配置する必要がなくなり、前記一対の第２排気ポート１３Ｂ，１３Ｂ間の距離を小さくして排気ガスの昇温効果を更に高めることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】直列４気筒内燃機関の横断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図２の５−５線断面図
【図６】図２の６−６線断面図
【図７】図１の７−７線断面図
【符号の説明】
【００２９】
１３Ａ      第１排気ポート
１３Ｂ      第２排気ポート
１９Ａ      第１排気バルブ
１９Ｂ      第２排気バルブ
Ｃ１        ♯１気筒（気筒）
Ｃ２        ♯２気筒（気筒）
Ｃ３        ♯３気筒（気筒）
Ｃ４        ♯４気筒（気筒）
Ｇ１        第１気筒群（気筒群）
Ｇ２        第２気筒群（気筒群）
Ｐ１        オイル戻し通路
Ｐ２        オイル戻し通路
【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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【図７】
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