(57)【要約】本発明は、燃料（４２）のための噴射装置（４０）を備え、この噴射装置が、燃料（４２）を内燃機関の作動シリンダ（１４）の燃焼室（１６）に直接噴射するように配置および形成され、作動シリンダ（１４）あたり少なくとも１個の吸気弁ユニットを備え、この吸気弁ユニットが吸気弁と吸気弁の弁座を備えている、特に自動車のための内燃機関、特にオットーサイクルエンジンに関する。この場合、少なくとも１個の吸気弁ユニットは、負荷−回転数−特性マップの少なくとも１つの所定の領域（１１２）において吸気弁（２０）の喉部（６８）の範囲に３８０°Ｃ以上の高められた表面温度を生じるように熱搬出を防止する手段を備えている。
2004521229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料（４２）のための噴射装置（４０）を備え、この噴射装置が、燃料（４２）を内燃機関の作動シリンダ（１４）の燃焼室（１６）に直接噴射するように配置および形成され、作動シリンダ（１４）あたり少なくとも１個の吸気弁ユニットを備え、この吸気弁ユニットが吸気弁（２０）と吸気弁の弁座を備えている、特に自動車のための内燃機関、特にオットーサイクルエンジンにおいて、少なくとも１個の吸気弁ユニットが、負荷−回転数−特性マップの少なくとも１つの所定の領域（１１２）において吸気弁（２０）の喉部（６８）の範囲に３８０°Ｃ以上の高められた表面温度を生じるように熱搬出を防止する手段を備えていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の弁座の範囲に配置された弁座リング（２６）が、熱伝導の悪い材料、特に鉄を多く含有しおよび／または銅を少なく含有する材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の弁座の範囲に配置された弁座リング（２６）が、シリンダヘッド寄りのその面に、この面を縮小する少なくとも１つの切欠きを備え、この切欠きの範囲内に、弁座リングとシリンダヘッドとの縮小した接触面が形成されることを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関。
【請求項４】
弁座リングの外周が歯車状に形成されていることを特徴とする、請求項３記載の内燃機関。
【請求項５】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁（２０）が、熱容量の大きな材料によって、特にニモニック弁として形成されていることを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一つに記載の内燃機関。
【請求項６】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁（２０）が、熱伝導率の小さな材料によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも一つに記載の内燃機関。
【請求項７】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁（２０）が、中空ステム弁および／または中空ヘッド弁として形成され、特に壁厚が最小限に抑えられかつ熱伝導が良好である、燃焼室の方に開放した中空ヘッドを備えていることを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも一つに記載の内燃機関。
【請求項８】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁（２０）の喉部（６８）の範囲に、断熱層（１１８）、特にセラミックス層が形成されていることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも一つに記載の内燃機関。
【請求項９】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁（２０）のバルブヘッド（２４）が偏平に形成されていることを特徴とする、請求項１〜８の少なくとも一つに記載の内燃機関。
【請求項１０】
請求項１〜９の少なくとも一つに従って形成された内燃機関を運転するための方法において、保守整備作業および／または修理作業の途中に、内燃機関が予め定めた時間だけ、３８０°Ｃ以上の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域で運転されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
予め定めた時間が５〜６０分、特に３０分であることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜９の少なくとも一つに従って形成された内燃機関を運転するための、特に請求項１０または１１記載の方法において、３８０°Ｃ以上の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域で内燃機関を運転する間、冷却水の温度が更に、負荷−回転数−特性マップのこの領域の外における運転と比べて、例えば１０°Ｃだけ高められることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した、燃料用噴射装置とを備えた内燃機関、特にオットーサイクルエンジンと、請求項１０の前提部分に記載した、この内燃機関を運転するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料を吸気系ではなく燃焼室に直接噴射するガソリンエンジンは、特に部品のカーボン付着に問題がある。カーボン付着は特に吸気弁のバルブ喉部に発生する。このカーボン付着の一層正確な分析から次の結果が判った。先ず第１に、オイル成分と燃料成分が部品上に粘着性の被覆部を形成する。これはそのほどんどが長鎖の枝分かれした炭化水素、すなわちオイルと燃料の揮発しにくい成分である。この場合、香気物質がきわめて粘着しやすい。この粘着性の基礎被覆部は煤粒子の堆積のための基礎層としての働きをする。それによって、多孔性の表面が生じる。この表面には更に、オイル成分と燃料成分が沈積する。この過程は、カーボン付着物の層厚を連続的に増大させる循環過程である。特に吸気弁の範囲において、堆積はブローバイガスと内部と外部の排気ガス再循環に起因する。この場合、ブローバイガスと再循環された排気ガスは吸気弁に直接接触する。
【０００３】
特に吸気弁のバルブ喉部の範囲における過剰のカーボン付着は次の理由からきわめて不利である。オットーサイクル直接噴射の場合、層状給気の効果的な点火は、シリンダ内部流れの正しい形成に大きく依存する。このシリンダ内部流れは噴射された燃料を点火プラグに確実に搬送し、それによって点火プラグでの確実な点火を保証する。しかし、バルブ喉部の範囲内の吸気弁のカーボン付着はタンブル流れを強く妨害し、その結果ミスファイアを生じることになる。このミスファイアは事情によっては、排気系内に配置された排気ガス浄化用触媒を不可逆的に損傷させることになる。更に、バルブ喉部の範囲内の吸気弁のカーボン被覆部は流れ抵抗を生じる。この流れ抵抗は特に内燃機関の上側の負荷領域と回転数領域において、不充分なシリンダ充填に基づく大きな出力低下を生じることになる。更に、バルブ喉部の範囲内の吸気弁のカーボン被覆部は場合によっては正しい弁閉鎖を妨害するので、圧縮低下、ひいては散発性のミスファイアを生じる。それによって、触媒が不可逆的に損傷し得る。吸気弁のバルブ喉部の範囲内のカーボン被覆部から、場合によっては小さな粒子が剥がれて触媒に達し得る。この高温の粒子は触媒で、場合によっては触媒の局部的な損傷を生じる二次反応の原因になる。例えば触媒構造体に穴があく。
【０００４】
特に吸気通路内の分離薄板の下流でバルブステムに、球状の堆積物が生じる。分離薄板からバルブ喉部またはバルブステムの方への高沸点の炭化水素の滴下により、時が経つにつれて、前述の経過の後で球状のカーボンが堆積する。バルブステムにおけるこの堆積は不所望な渦形成と乱流によって、球状カーボンの周りに流れの減少を生じることになる。それによって、サイクル毎の安定したタンブル流れの形成は場合によっては持続的に妨害される。
【０００５】
或る解決策では、吸気系へのブローバイガスの供給と排気ガス再循環を省略することにより、例えば堆積のこれらの源が例えば吸気弁から遠ざけられる。しかし、最新の往復ピストン式内燃機関の燃焼方法の場合、エミッションや燃料消費の理由から、少なくとも外部の排気ガス再循環と、吸気系へのブローバイガスの供給が必ず必要であるので、この方法は実施不可能である。
【０００６】
燃焼室に高い温度が生じ、燃焼室の堆積物が浄化されるように、点火時期を進角に調節することが例えば特許文献１によって知られている。
【０００７】
噴射口における堆積を防止するために、燃料噴射装置の出口のための冷却手段が例えば特許文献２に記載されている。類似の方法で、追加液体を噴射することによって噴射ノズルのノズル本体を冷却することが、例えば特許文献３によって知られている。これは、ノズル穴のカーボン付着に逆らうように作用する。
【０００８】
噴射ノズルの堆積を防止するために、ノズルホルダー表面に燃料を少し保持することが例えば特許文献４によって知られている。
【０００９】
例えば特許文献５は点火プラグのカーボン付着の防止に関する。そのために、燃料の点火の前に燃料の噴射が制御装置によって終了させられる。これは特に内燃機関のスタート時に点火プラグのカーボン付着を回避する。例えば特許文献６では、点火プラグのカーボン付着を回避するために、燃料による点火プラグの湿りを回避するように、燃料が円錐状に噴射される。例えば特許文献７には、二サイクル内燃機関の点火プラグのための清掃戦略が記載されている。そのために、点火時間が短時間延長され、それによって点火プラグ上の炭素の堆積が分解される。
【００１０】
例えば特許文献８には、炭素の堆積を防止するために、低い回転数の運転および高い回転数の運転のためのバルブオーバーラップと吸気弁のシーケンシャル開放が記載されている。
【００１１】
例えば特許文献９には燃焼機関が記載されている。この燃焼機関の場合、点火すべき燃料と空気の混合気または燃焼ガスに接触する燃焼室の壁と吸気管の壁は、次のような材料で被覆されている。すなわち、内燃機関の運転中、堆積が防止されるほど高い温度が被覆されたこの壁に生じるような材料で被覆されている。しかし同時に、被覆された壁が吸気行程や圧縮行程の間の燃料−空気−混合気の温度をほとんど高めないように、熱容量が低く抑えられている。
【特許文献１】米国特許第４８０９６６２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０７８５３５０号公報
【特許文献３】独国特許出願公開第１９７４７２６８号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第０７９８５６０号公報
【特許文献５】独国特許出願公開第１９７５６１１９号公報
【特許文献６】独国特許出願公開第１９９１１０２３号公報
【特許文献７】米国特許第５９１３３０２号明細書
【特許文献８】米国特許第４７０３７３４号明細書
【特許文献９】独国特許出願公開第３１３３２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の根底をなす課題は、例えば吸気弁のような内燃機関の部品の過剰のカーボン付着を防止するように、冒頭に述べた種類の内燃機関とこの内燃機関を運転する方法を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は本発明に従い、請求項１記載の特徴を有する上記種類の内燃機関と、請求項１０記載の特徴を有する上記種類の方法によって解決される。本発明の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
【００１４】
上記種類のの内燃機関において、本発明に従い、少なくとも１個の吸気弁ユニットが、負荷−回転数−特性マップの少なくとも１つの所定の領域において吸気弁の喉部の範囲に３８０°Ｃ以上の高められた表面温度を生じるように熱搬出を防止する手段を備えている。
【００１５】
これは、吸気温度を高めた負荷−回転数−特性マップの領域で内燃機関を運転する間、吸気弁の付着物が分解され、運転によって生じた吸気弁のカーボン付着物が内燃機関の運転信頼性と運転状態にマイナスの影響を与えないという利点がある。
【００１６】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の弁座の範囲に配置された弁座リングが、熱伝導の悪い材料、特に鉄を多く含有しおよび／または銅を少なく含有する材料によって形成されていることにより、吸気弁の温度が高められ、かつ周囲のシリンダヘッドへの熱搬出が減少する。
【００１７】
更に、少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の弁座の範囲に配置された弁座リングが、シリンダヘッド寄りのその面に、この面を縮小する少なくとも１つの切欠きを備え、この切欠きの範囲内に、弁座リングとシリンダヘッドとの縮小した接触面が形成されることにより、シリンダヘッドへの熱伝達が減少する。弁座リングは例えば外周が歯車状に形成されている。
【００１８】
更に、少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁が、熱容量の大きな材料によって、特にニモニック弁として形成されていることおよび／または少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁が、熱伝導率の小さな材料によって形成されていることにより、吸気弁温度が高められる。
【００１９】
更に、少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁が、中空ステム弁および／または中空ヘッド弁として形成され、特に壁厚が最小限に抑えられかつ熱伝導が良好である、燃焼室の方に開放した中空ヘッドを備えていることにより、吸気弁の表面の温度が高められる。というのは、弁座またはバルブステムガイドへの熱搬出が悪化し、それによって多量の熱量が吸気弁に残るからである。
【００２０】
少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の喉部の範囲に、断熱層、特にセラミックス層が形成されていることあるいは少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁のバルブヘッドが偏平に形成されていることにより、吸気行程で吸気弁の傍らを流れる内燃機関の空気による熱搬出が少なくなる。
【００２１】
上記種類の内燃機関の場合、本発明に従って、保守整備作業および／または修理作業の途中に、内燃機関が予め定めた時間だけ、３８０°Ｃ以上の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域で運転される。
【００２２】
これは、吸気弁温度を高めた負荷−回転数−特性マップの領域で内燃機関を運転する間、吸気弁の付着が減少し、運転によって生じる吸気弁のカーボン付着が増大せず、内燃機関の運転信頼性と運転状態に不利な影響を与えないという利点がある。
【００２３】
予め定めた時間は５〜６０分、特に３０分である。
【００２４】
３８０°Ｃ以上の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域で内燃機関を運転する間、冷却水の温度が更に、負荷−回転数−特性マップのこの領域の外における運転と比べて、例えば１０°Ｃだけ高められることにより、吸気弁のカーボン付着物の分解作用の更なる強化と、３８０°Ｃ以上の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域の増大が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
従属請求項と、添付の図に基づく本発明の次の例示的な説明とから、本発明の他の特徴、効果および有利な実施の形態が明らかになる。
【００２６】
図１に概略的に示した、燃料の火花点火機関（オットーサイクルエンジン）の形式の内燃機関は、クランクケース１０を備えている。このクランクケース内において、ピストン１２が作動シリンダ１４内で上下に移動する。この場合、熱力学的なサイクルによって公知のごとく仕事が行われ、ピストン１２の往復運動が図示していないクランク軸に回転運動として伝達される。ピストンは燃焼室１６を画成している。燃焼室１６には吸気通路１８から外気が供給される。吸気弁２０は燃焼室１６と吸気通路１８の間の接続部を選択的に開閉する。吸気弁２０はバルブステム２２とバルブヘッド２４を備えている。このバルブヘッドは閉鎖状態で弁座リング２６に封止的に接触する。吸気弁２０は更に、バルブステムガイド２８によって案内される。吸気弁２０と、吸気弁座２６と、バルブステムガイド２８と、場合によっては、機能的には吸気弁２０に属する、吸気弁２０の範囲内の他の部品は、本明細書では吸気弁ユニットと呼ばれる。図１に示していないカム軸はカムを介して吸気弁２０を操作する。吸気通路１８は分離薄板３０によって上側の通路３２と下側の通路３４に分割されている。更に、給気運動フラップ３６が設けられている。この給気運動フラップは軸３８の回りに閉鎖状態と開放状態へ揺動可能である。（図示のような）閉鎖状態では、給気運動フラップ３６は下側の通路３４を閉鎖する。燃料４２用の噴射装置４０は、燃料４２を燃焼室１６に直接噴射するように配置されている。従って、図示した内燃機関は直接噴射式オットーサイクルエンジンである。吸気弁２０と噴射装置４０に隣接して、熱を排出するための冷却水通路４４がシリンダヘッド内に形成されている。分離薄板３０と吸気弁２０を備えた吸気通路１８は、空気が吸気通路２０から燃焼室１６に流入する際に矢印４６で示すようにタンブル流れが生じるように形成されている。圧縮行程において、燃料４２の噴射方向（矢印４８）と共に、点火可能な燃料と空気の混合気は点火プラグ５０の方に運ばれる。この点火プラグは燃料と空気の混合気を点火し、それによってピストン１２を介して仕事が行われる。続いて、発生した排気は排気弁５２と排気通路５４と一次触媒５６を経て排出される。内燃機関の普通の運転の際、充分なタンブル流れ４６を確保するために、給気運動フラップ３６は低回転数のときに下側の通路３４を閉鎖する。
【００２７】
内燃機関の運転中、ピストン１２と作動シリンダ１４の壁部５８との間の不可避の漏れによって、ガス６０が燃焼室１６からピストン１２の傍らを通ってシリンダクランクケース１０内に流れる。このいわゆるブローバイガス６０を排出するために、クランクケース換気装置６２が設けられている。このクランクケース換気装置は吸気通路１８を経て新たに燃焼室にブローバイガス６０を供給する。ブローバイガス６０が炭化水素を含んでいるので、ブローバイガスは大気に直接放出することはできない。
【００２８】
内燃機関の排気ガスの有害物質を低減するために更に、外部の排気ガス再循環（ＥＡＧＲ）のための装置６４が設けられている。この排気ガス再循環装置は排気通路５４から排気を取り出し、吸気通路１８に供給する。更に、いわゆる内部の排気再循環は、排気行程中排気弁５２が閉じ、吸気弁２０が開放し、それによって最後の膨張行程の排気の一部が排気通路５４ではなく、吸気通路１８に押し出され（矢印６６）、次の吸気行程によって再び燃焼室１６に吸い込まれることによって行われる。
【００２９】
すなわち、吸気弁２０はろ過されたきれいな新鮮空気に接触するだけでなく、ブローバイガス６０と、内部と外部の排気ガス再循環の排気ガスと、バルブステム２２に沿って流れ落ちる油とに接触する。従って、特に吸気弁２０の喉部またはチューリップ状部の範囲においてカーボンが付着するという危険がある。直接噴射式エンジンであるので、吸気通路内に噴射を行う従来のオットーサイクルエンジンにおける、燃料による洗浄作用は行われない。この燃料は吸気弁２０を湿らす。本発明は、付着（堆積）自体を防止するかあるいは形成された付着を分解することにより、このカーボン付着に逆らうように作用する。
【００３０】
内燃機関は図２に示すようないわゆる負荷−回転数−特性マップで作動する。この場合、回転数７２（ n［1/min ］）に対する負荷７０（Pmek［kPa ］）が記入されている。負荷曲線７６と座標系の軸７８，８０とが囲む面７４は特性マップを形成し、いろいろなパラメータを含んでいる。図２には、吸気弁２０の温度８２が示してある。吸気弁温度はハッチングで示した比較的に小さな特性マップ領域８４では１８０°Ｃ以下であるがしかし他の特性マップ領域１１２ａでは３８０°Ｃ以上である。
【００３１】
内燃機関の普通の運転の大部分にわたって吸気弁へのカーボン層の形成を実質的に防止するために、吸気弁、吸気弁の弁座リング２６および／またはバルブステムガイド２８は、少なくとも吸気弁２０の喉部６８の範囲において内燃機関の負荷特性マップ７４の主要な領域で１８０°Ｃ以下の低い表面温度を生じるように形成されている。これは図３に示してある。吸気弁２０またはバルブステムガイド２８の適当な手段によって、ハッチングで示した特性マップ領域８４は１８０°Ｃ以下の吸気弁温度が大幅に拡大されている。換言すると、少なくとも１個の吸気弁ユニットが次のような放熱手段を備えている。すなわち、吸気弁の喉部の範囲内に１８０°Ｃの表面温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域がこのような放熱手段を備えていない負荷−回転数−特性マップの領域に対して拡大され、それによって内燃機関の運転中吸気弁へのカーボンの付着が低減されるような放熱手段を備えている。驚くべきことに、１８０°Ｃ以下の温度の場合吸気弁２０にカーボンが付着しないことが判った。従って、特性マップ７６の重要な部分はカーボンが付着しない領域８４である。この特性マップ領域８４は例えば４，０００回転／分以下の回転数であり、そこでほぼ全負荷まで達する。自動車の普通の走行運転では、内燃機関は運転時間の大部分がこの特性マップ領域で運転される。従って、内燃機関はその運転時間の大部分が、吸気弁にカーボンが付着しないかあるいは少しだけしか付着しない運転状態にある。例えば吸気弁ユニットは、吸気弁の喉部の範囲において内燃機関の負荷特性マップの少なくとも３分の１で１８０°Ｃ以下の表面温度が生じるように形成されている。
【００３２】
このような特性マップ変化は次の複数の手段によって個別的にまたは互いに組合せて達成される。弁座リング２６を熱伝導率の大きな材料によって形成することにより、周囲のシリンダヘッドの高い放熱作用と共に吸気弁２０の温度の低下が達成される。吸気弁２０を熱容量の小さな材料および／または熱伝導率の小さなまたは大きな材料によって形成することにより、吸気弁の温度が更に低下する。更に、図５に示すように、吸気弁２０をＮａ−Ｋ−充填物８６を有する中空弁として形成することにより、吸気弁２０の表面温度が低下する。なぜなら、弁座リング２６とバルブステムガイド２８への放熱作用が改善され、それによって吸気弁２０に残る熱量が少ないからである。換言すると、改善された冷却作用が吸気弁２０全体の温度を低下させ、特にカーボン付着の危険が高い喉部６８の範囲の表面の温度を低下させる。吸気弁２０のバルブ底８８の範囲に断熱層、特にセラミックス層９０を形成することにより、高温の燃焼室から吸気弁２０への熱の伝達が減少する。少なくとも１個の吸気弁２０は温度を更に低下させるために、図６に示すようなスリーブ９２を備えている。このスリーブはバルブステム２２の一部と、喉部６８と、吸気弁２０のバルブヘッド２４の、燃焼室１６とは反対の側９４の少なくとも一部とを覆っている。その際、吸気弁２０とスリーブ９２の間には空隙９６形成されている。この空隙は弁２０とスリーブ９２の間の断熱部を形成する。これは内燃機関の負荷特性マップのほぼ全体において弁２０からスリーブ９２への熱の伝達を低減し、それに伴い吸気流にさらされるスリーブ表面９８の表面温度が最高で１６５°Ｃに低下するので、カーボン層の形成が効果的に回避される。
【００３３】
図１から明らかな外部の排気再循環装置６４は好ましくは、破線１１０で示すように、一次触媒５６の後方すなわち下流で、排気系５４に接続されている。これによって、低温の空気流が内燃機関の吸気系１８に生じる。というのは、再循環される排気ガスは低温であるからである。これによって、吸気弁２０の温度が低下し、１８０°Ｃ以下の低い吸気弁温度の負荷−回転数−特性マップの領域が更に拡大される。加えて、排気ガスが一次触媒で浄化されるので、排気ガス中の付着しやすい成分、特に炭化水素が少なくなる。更に、再循環された排気ガス空気流は異なる組成を有し、この組成はカーボン付着を驚くほど低減する。排気ガス再循環装置６４が、再循環された排気ガスを冷却するための図示していない装置を備えていることにより、吸気通路１８内の吸気流は更に冷却される。場合によってはカーボン層を形成する排気ガス中の付着しやすい成分を更に低減するために、排気ガス再循環装置６４は更に、粒子フィルタ１００を備えている。更に、カーボン付着を発生しやすい運転状況で、吸気カム軸を“遅角に”調整すると有利である。それによって、排気行程における吸気弁２０と排気弁５２のバルブオーバーラップが縮小し、それに伴い内部の排気ガス再循環が減少する。
【００３４】
吸気弁の温度を低下させることによって吸気弁のカーボン層の形成を更に回避し、かつ１８０°Ｃ以下の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域を更に拡大させるために、１８０°Ｃ以下の吸気弁温度を有する負荷−回転数−特性マップの領域内での内燃機関の運転中、冷却水の温度が、負荷−回転数−特性マップのこの領域の外側での運転と比べて、例えば１０°Ｃだけ低下させられる。
【００３５】
吸気弁２０のカーボン付着を低減するための他の方法は、吸気弁温度を少なくとも一時的に高めることにある。というのは、驚くべきことに、３８０°Ｃ以上でカーボン付着が減少することが判ったからである。そのために、特に吸気弁２０とバルブステムガイド２８を含む吸気弁ユニットは放熱を防止する手段を備え、この手段により、少なくとも吸気弁２０の喉部６８の範囲においてかつ内燃機関の負荷特性マップ７４の少なくとも予め定めた領域において、３８０°Ｃ以上の上昇した表面温度が生じる。これは図４に示してある。ハッチングで示した特性マップ領域１１２ｂにおいて、吸気弁温度は３８０°Ｃ以上である。この温度の場合、吸気弁２０のカーボン付着物は分解される。この特性マップ領域８４は例えば３，０００回転／分以上の回転数であり、そこでほぼ全負荷まで達する。それにもかかわらず、自動車の普通の走行運転中、仮に内燃機関が主として領域１１２内で運転されないで一時的に運転されても、内燃機関の運転に悪影響を与えるカーボン付着は生じない。なぜなら、ハッチングで示した特性マップ範囲１１２ｂ内での分解が非常に迅速に行われるからである。従って、厚いカーボン付着物を分解するために、例えば２０分の時間だけこの特性マップ領域１１２ｂ内で内燃機関を運転することで充分である。換言すると、例えば規則に従った高速自動車道路走行は吸気弁２０を充分に浄化する。この特性マップ領域は更に、工場での内燃機関の保守整備作業または修理作業の途中で行うことが可能である。
【００３６】
図４に示した特性マップ変化は、次の手段によって個別的にまたは互いに組み合わせて達成される。弁座リング２６を熱伝導率の小さな材料、特に鉄の含有量の多い材料によって形成することにより、吸気弁２０の温度が高くかつ周囲のシリンダヘッドの放熱が少なくなる。吸気弁２０を熱容量の大きな材料によって、特にニモニック弁としてあるいは類似の材料および／または熱伝導率の高い材料によって形成することにより、吸気弁の温度は更に高くなる。
【００３７】
内燃機関が保守整備作業または修理作業の途中で一時的にＴ＞３８０°Ｃの特性マップ領域１１２（図４）で運転される場合、予め定めた時間は好ましくは５〜６０分、特に３０分である。吸気弁温度が３８０°Ｃ以上である負荷−回転数−特性マップの領域内で内燃機関を運転している間、更に冷却水の温度を、負荷−回転数−特性マップのこの領域の外で運転する場合と比べて例えば１０°Ｃだけ高めることにより、吸気弁のカーボン被膜の分解が更に強化され、かつ吸気弁温度が３８０°Ｃ以上である負荷−回転数−特性マップの領域が拡大される。カーボン付着物の分解を強めるために、特性マップ領域１１２内での内燃機関の運転中、カーボン付着物を溶かす媒体が吸気通路１８内に噴射される。
【００３８】
更に、図７に示すように、吸気弁２０が燃焼室の方に開放する、壁厚を最小限に抑えた中空ヘッドを備え、それによって大きな熱量を吸気弁喉部６９に案内することにより、吸気弁２０の表面の温度が更に高められる。吸気弁２０の喉部６８の範囲に断熱層１１８、特にセラミックス層を設けるかあるいは吸気弁２０のバルブヘッド２４を偏平に形成することにより、吸気行程において吸気弁２０の傍らを流れる内燃機関の空気による熱の搬出を少なくすることができる。
【００３９】
図５Ａは、弁座リング２６の実施の形態を示している。この弁座リングは少なくとも１個の吸気弁ユニットの吸気弁の弁座の範囲に配置されている。この弁座リング２６はシリンダヘッド寄りのその側に、面１９０を備えている。この面は、弁座リング２６からシリンダヘッドに熱を伝達する接触面である。弁座リング２６の外周には、切欠き１９２が形成されている。この切欠きはこの接触面を部分的に縮小する。従って、切欠き１９２を持たない弁座リング２６の接触面１９０の周方向区間よりも小さな接触面１９０が切欠き１０２の範囲において存在する。これにより、弁座リング２６からシリンダヘッドへの熱伝達が減少するので、この弁座リング２６に付設された吸気弁は一層多くの熱量を含み、それに伴い切欠き１９２を持たない慣用の弁座リング２６を有する吸気弁２０よりも温度が高くなる。
【００４０】
吸気弁に既に存在するカーボン付着物の分解を補助するために、エンジンオイルは少なくともカーボンを溶かす添加剤を含んでいる。この場合、エンジンオイルはカーボン溶剤の担体としての働きをする。これは、従来は潤滑剤としての働きだけしかせず、せいぜい摩耗防止剤としての添加剤しか含んでいないエンジンオイルの追加利用である。カーボンを溶かす添加剤を含む充分な量のエンジンオイルを、カーボン付着の場所にもたらすため、すなわち吸気弁２０の喉部６８とバルブヘッド２４の表面９４にもたらすために、バルブステムシールが吸気弁２０のバルブステムガイド２８の範囲においてエイジンオイルを通過させるように形成されている。これは、シリンダヘッドからバルブステム２２に沿って喉部６８およびバルブヘッド２４までのエンジンオイルを下降作用を強めるので、エンジンオイルに添加されるカーボン溶剤は相応して作用することができる。この添加されたエンジンオイルで運転される内燃機関は次の有利な特徴を有する。吸気弁２０のバルブステムシールは、０．００２ｇ／ｈよりも大きな通過率を有するように形成されている。燃焼室に戻るオイルの量が定格エンジン回転数でシリンダあたり１．５ｇ／ｈであるように、内燃機関のピストンのピストンリングセットが形成され、および／またはクランクケース換気装置のオイルセパレータが１ｇ／ｈよりも大きなオイル通過率を有するように形成されていると特に有利である。これらのすべての手段は、カーボン溶剤を含むエンジンオイルを吸気弁に多く搬送することになる。
【００４１】
運転に悪影響を与える吸気弁２０のカーボン付着に逆らう他の方法は、少なくとも吸気弁２０の喉部の範囲または吸気弁２０の表面全体に、特別な表面性質またはコーティングを施すことにある。この場合、表面またはコーティングは、断熱的に、非粘着性に、化学的に不活性にあるいは触媒作用的に形成されている。その際、断熱的に、非接着性にそして化学的に不活性の表面またはコーティングは、カーボン付着を防止するかあるいは少なくとも抑え、触媒作用的な表面またはコーティングはカーボン付着物を再び分解する。この場合、内燃機関と触媒作用的な表面またはコーティングが次のように互いに調和していると有利である。すなわち、触媒作用的な表面または層によって分解されるカーボン付着物よりも迅速にカーボン付着物が形成されるような運転条件がまさっていないように、互いに調和していると有利である。換言すると、内燃機関はその主要な運転時間において、触媒作用的な表面がカーボン付着物をその形成よりも迅速に分解するような条件下で回転するようにすべきである。更に、特にカーボンが付着しやすい、少なくとも吸気弁２０の表面の範囲、特に喉部６８の範囲内に形成された特別な表面形状は、吸気弁の特別な表面またはコーティングの作用メカニズムを補助する効果を有する。その際、研磨された表面は特に、カーボン付着の防止を補助する。これに対して、微小粗さを有する表面は大きな面積を有し、それに伴い触媒作用的な表面またはコーティングの作用を補助する。更に、吸気弁のコーティングまたは表面の特別な酸化状態も場合によって有利である。図８は、いろいろなコーティングをその作用効果と共に概略的に示している。
【００４２】
表面は特に８０μｍの層厚を有する、例えば断熱性のコーティング、特にセラミックス、例えばZrO2として形成されている。断熱性のコーティングが吸気弁の喉部の範囲に形成されていることにより、内燃機関の吸気行程において吸気弁の傍らを流れる空気による熱の搬出が少なくなる。これによって生じる吸気弁の高い表面温度は、場合によって発生するカーボン付着物を、内燃機関の運転中に分解する。断熱性のコーティングが吸気弁のバルブ底の範囲に形成されていると、高温の燃焼室から吸気弁に伝達される熱が少なくなる。これによって生じる、吸気弁の低い表面温度は、カーボンを付着させないように作用する。表面が微孔性または非粘着性に形成され、特に５μｍの層厚のＣｒ−Ｃ−Ｎを含んでいることにより、カーボン付着に対する予防が達成される。その際、作用メカニズムはカーボンを付着させないようにする表面張力を含んでいる。カーボン付着物の堆積を防止するために、表面は予め定めた元素、特にＣ，Ｈ，Ｏおよび／またはＮに関して化学的に不活性に形成され、例えば５μｍの層厚のＴｉＺｒ−Ｃ−Ｈ−Ｎ−ＯまたはＴｉＡｌ−Ｃ−Ｈ−Ｎ−Ｏを含んでいる。作用メカニズムは、付着しない所定の元素のための表面の飽和を含んでいる。カーボン付着物を分解するために、表面は触媒作用的にまたは自触媒作用的に形成され、例えばＰｔまたは窒化バナジウム（ＶＮ）を含んでいる。例えば五酸化バナジウムのような酸化層を設けると特に有利である。表面が微小粗さを有するように形成されていることにより、大きな表面積によるきわめて良好な触媒作用が達成される。
【００４３】
分離薄板３０の下流の吸気弁２０のバルブステム２２における特に塊茎状のカーボン付着物の形成を防止するための他の手段は、分離薄板３０からバルブステム２２に当たる、吸気通路１８内の流体流れの方向を変えることである。そのために、吸気通路１８内の流体流れが吸気弁２０のバルブステム２２の傍らを案内されるように、吸気弁２０寄りの分離薄板３０の端部が形成されている。流体流れ内にある粒子または液体の、バルブステム２２への滴下または堆積が効果的に防止されるので、カーボンがバルブステム２２に付着しない。分離薄板３０のいろいろな実施の形態が図９〜１２に示してある。吸気弁２０寄りの分離薄板３０の端部には、例えば三角形の切欠き１２２（図９）または半円形の切欠き（図１０）が形成されている。場合によっては薄板上に存在する液滴は、吸気通路１８内の流れの影響を受けて、分離薄板３０から離れる前に、先ず最初に切欠き１２２のエッジに沿って移動する。それによって、流れによって一緒に運ばれる液滴はバルブステム２２に接触しないで、バルブステムの傍らを通過する。その代わりに、分離薄板３０のこの端部１２０に、くさび状のプレス加工部１２４を設けることができる。このプレス加工部は図１１，１２に示すように、吸気通路１８内の流れの方向を変える隆起部を形成する。図１３は分離薄板３０の形状による流れ１２６の方向の変更を示している。分離薄板３０の上記の形状は、分離薄板３０の下流の吸気通路１８内の流れの不所望な乱流を回避し、かつ直接噴射式オットーサイクルエンジンの燃焼の安定性を改善する積極的な空気案内を生じる。吸気弁２０周りの吸気の方向変更により、同じ流量で大きなタンブル流れの強さを生じる。
【００４４】
従って、分離薄板３０は、吸気弁２０寄りの端部１２０に、切欠き１２４またはプレス加工部１２４を備えている。この切欠きまたはプレス加工部はバルブステム２２の上流で流れ方向に向かって流体流れ１２６と平行に延びる線１２８に沿って配置されている。この線はバルブステム２２の中心軸線１３０と交差している。これによって、分離薄板で分離された液体（オイル凝縮液）がこの切欠き１２２またはプレス加工部１２４のエッジに沿って案内され、分離薄板３０から剥離した後でバルブステム２２の傍らを通過する。図１１〜１３の分離薄板３０は吸気弁２０寄りの端部に、隆起部１２４を備えている。この隆起部はバルブステム２２の上流で流れ方向に向かって流体流れ１２６と平行に延びる線１２８に沿って配置されている。この線はバルブステム２２の中心軸線１３０と交差している。これによって、流体流れ１２６がバルブステムの周りを案内されるので、分離薄板３０から剥離された液体も流体流れ１２６によって一緒に運ばれる粒子もバルブステム２２に衝突しない。これは、バルブステム２２におけるカーボン付着を効果的に防止する。隆起部１２４は例えば三角形またはくさび形に形成されている。それにもかかわらず、カーボンがバルブステム２２に付着する場合には、吸気弁２０寄りの分離薄板３０の端部１２０がバルブステム２２に形成された付着物と機械的に接触するような間隔をおいて、分離薄板がバルブステム２２の上流に配置されていることにより、付着物が有利に剪断される（図１４Ｂ，１４Ｃ参照）。
【００４５】
図１４Ａは吸気弁２０からカーボン付着物を除去するための他の手段を示している。図示のように、吸気カム軸のカム１３２は弁回転装置１３４を介して吸気弁２０に作用する。弁回転装置は単なる例であり、この弁回転装置１３４を備えていない構造でもよい。例えば弁回転装置１３４の代わりに、ローラフィンガーフォロワ／バケットタイプタペットがバルブステム２２に対して偏心して配置されている。このローラフィンガーフォロワ／バケットタイプタペットは同様に、縦軸線１３０回りに吸気弁２０を回転させる。吸気通路１８内には、吸気弁２０に隣接して、掻取り装置１３６が設けられている。この掻取り装置は、吸気弁２０の付着物に機械的に接触するように形成され、かつ吸気弁２０に対して、付着物に機械的に接触するような間隔をおいて配置されている。吸気弁２０を回転１３８させることにより、喉部６８とバルブステム２２の表面の付着物が掻取り装置１３６によって剪断されるので、内燃機関の運転に悪影響を与えるカーボン付着物は吸気弁２０に形成されない。掻取り装置１３６は吸気弁２０に一致する輪郭を有し、例えばシリンダヘッドに鋳込まれた薄板として形成されている。この薄板は吸気通路１８内の流体ダイナミクスに少しだけしか影響を与えない。掻取り装置１３６は喉部６８とバルブステム２２の範囲内でバルブの輪郭にできるだけ密接している。
【００４６】
本発明の代替的な実施の形態が図１４Ｂ，１４Ｃに示してある。この場合、分離薄板３０はバルブステム２２に対して次のように接近させて配置されている。すなわち、掻取り装置１３６がバルブステムと一体的に形成されるかあるいは分離薄板自体が掻取り装置１３６を形成するように、配置されている。これは、吸気弁２０寄りの分離薄板３０の端部１２０が吸気弁２０の付着物に機械的に接触するような間隔をおいて、分離薄板３０が吸気弁２０の上流に配置されていることによって行われる。吸気弁２０の運動（昇降運動または回転運動）によって、バルブステム２２の表面の付着物が、分離薄板３０の弁側の端部１２０によって剪断されるので、内燃機関の運転に悪影響を与えるカーボン付着物が吸気弁２０に形成されない。図１４Ｃから判るように、分離薄板３０の切欠き１２２がバルブステム２２の近くに配置されているので、切欠き１２２はバルブステム２２を部分的に取り囲んでいる。これはバルブステム２２の大きな周方向区間からのカーボン付着物の掻取りを可能にする。更に、掻取りエッジ１５２はバルブステム側の分離薄板３０の端部１２０に形成されている。例えば分離薄板３０の端部１２０と吸気弁の間隔は０．１〜０．５ｍｍ、特に０．２ｍｍまたは０．１５ｍｍである。吸気弁２０のカーボン付着物を効果的に除去するために、バルブステム側の分離薄板３０の端部１２０に、掻取りエッジ１５２が形成されている。
【００４７】
分離薄板３０の他の形状、例えば掻取り装置を一体化した分離薄板またはバルブステム２２の傍らに流体流れを案内する装置を備えた分離薄板の形状は、図１４Ｆ〜１４Ｈに示してある。図１４Ｆと１４Ｇから判るように、分離薄板３０はその縦軸線に対して垂直に、例えば２〜３ｍｍの幅のスロット１８６を備えている。このスロットは分離薄板３０の幅全体を占めている。これにより、分離薄板３０上にある、オイル、燃料等の残渣が、吸気通路１８の底に排出され、それによって吸気弁２０の開放時に燃焼室内への流出が改善される。図１４Ｇに示すように、例えば流出スロット１８６は流出折り曲げ部１８８を備えている。しかし、図１４Ｈから明らかなように、この流出折り曲げ部を省略することができる。
【００４８】
最近の膨大な試験の結果、驚くべきことに、吸気弁２０の弁座リング２６の範囲内の付着物も、冒頭に述べた現象の原因であることが判った。図１４Ｅに示すように、弁座リング２６の範囲に、“唇状カーボン”１８０が形成されることになる。最新の内燃機関の弁駆動装置の機構は、所定のエンジン回転数で吸気弁２０の多少迅速な固有回転（図１４Ａと図１４Ｅの矢印１３８参照）を生じるように、すなわち吸気弁２０が開閉中に弁縦軸線１３０に沿った並進運動と弁縦軸線１３０回りの回転運動を行うように設計されている。吸気弁２０のチューリップ状部６８には、本発明に従って装置が固定されている。この装置は、弁２０の固有回転によって弁チューリップ状部６８と弁座リング２６の間に掻取り機構を生じ、それによって燃焼残渣が弁座リング２６の危険な範囲に集積することを防止する。第１の変形が図１４Ｄと図１４Ｅに示され、スタッドまたはピン１８２を備えている。このスタッドまたはピンは弁座リング６８に隣接して弁チューリップ状部６８に固定れている。このスタッドまたはピン１８２が付着物の所定の範囲を擦過し、それによって付着物を剪断する状態が図１４Ｅから明らかである。図１４Ｄに示す代替的な実施の形態では、薄板１８４が弁チューリップ状部６８に固定されている。弁座リング２６の範囲において掻取り装置１８２または１８４は例えば溶接、レーザ溶接または焼きばめによって吸気弁２０のチューリップ状部６８に固定されている。
【００４９】
運転に悪影響を与える吸気弁２０のカーボン付着に対する他の方法は、図１５，１６に示すような噴射装置４０の形成に関する。噴射装置４０は燃料噴流１４０を燃焼室１６に噴射する。噴射装置４０は更に、吸気弁２０の開放時に（図１６）、噴射された燃料の一部が吸気弁２０のバルブヘッド２４に当たるように形成および配置されている。そのために、噴射装置４０は少なくとも付加的な開口、特に付加的な２つの開口を備えている。この開口から、少なくとも１つの付加的な燃料噴流１４２が燃焼室に噴射される。その際、この燃料噴流１４２は、図１６から明らかなように、開放した吸気弁２０に当たるように配向されている。図１６には、開放した吸気弁２０のバルブヘッド２４だけが１４４で示してある。ベルブヘッド２４への燃料によって、バルブヘッドが洗浄される。この洗浄は、内燃機関の運転信頼性や運転状態が損なわれない程度に、吸気弁のカーボン付着を防止する。換言すると、バルブヘッド２４と喉部６８の洗浄が達成される。場合によっては、付加的な燃料噴流１４２の噴射は、作動シリンダの周期的な連続行程のすべてのサイクルではなく、一時的にのみ行われる。
【００５０】
カーボン付着を減らすための他の方法は、給気運動フラップ３６に関する。図１８は、層状運転領域１６０と均質運転領域１６２を有する負荷−回転数−特性マップを示している。線１６４は均質運転領域１６２から層状運転領域１６０を分離する。更に、線１６６は負荷−回転数−特性マップを第１の領域１６８と第２の領域１７０に分離する。第１の領域１６８では、充分なタンブル流れを保証するために給気運動フラップ３６が閉鎖され、第２の領域では、充分なシリンダ充填を保証するために給気運動フラップ３６が開放される。本発明では、内燃機関が第２の領域１７０内の動作点にあるときに、負荷−回転数−特性マップの設定とは逆に、給気運動フラップ３６が短時間閉鎖される。この閉鎖時間の間、驚くべきことに、場合によって存在する吸気弁２０のカーボン付着物が充分に分解されるので、吸気弁２０のカーボンは内燃機関の運転信頼性と運転状態に悪影響を与えない。
【００５１】
これは例えば内燃機関の普通の運転中、特に内燃機関を装備した自動車の走行運転中繰り返して短時間行われる。この場合、繰り返される１〜１０秒の閉鎖時間で充分であることが判った。この短い閉鎖時間により、車両の乗員は、特性マップに対応しない内燃機関のこの運転の結果に気づかない。この結果は例えば内燃機関の出力低下ややかましい回転である。
【００５２】
上記の代わりにまたは上記に付加して、第２の領域１７０内での給気運動フラップ３６の閉鎖が、修理作業または保守作業の途中で行われる。この場合、閉鎖時間は例えば１５〜６０分、特に３０分である。吸気弁のカーボン付着物の分解を更に補助するために、同時に点火時期を遅角または進角に調節し、吸気カム軸を進角に調節し、多量の排気を再循環し、噴射時期を遅角にシフトし、および／または空気過剰率を１よりも大きくすると有利であることが判った。給気運動フラップに関する上記の手段と他の運転パラメータは例えばエンジン制御装置に組み込まれ、例えば点検時のサービスにおける修理としてあるいは普通の走行運転中の定期的な手段として実行される。
【００５３】
吸気弁２０のカーボン付着物を清掃除去するためのこの方法の作用を具体的に説明するために、次の試験を行った。４個のシリンダと、シリンダあたり各々２個の吸気弁２０を備えたオットーサイクルエンジンにおいて、第１から第３のシリンダには、各々１個の新しい吸気弁２０と、多量のカーボンが付着した吸気弁２０を組み込んだ。第４のシリンダには、カーボンがやや付着した、白金でコーティングした２個の吸気弁２０を組み込んだ。すべての吸気弁２０は組込み状態で秤量された。検出された重量は図１７の表において行１４６にグラム（ｇ）で記入されている。オットーサイクルエンジンは給気運動フラップの閉鎖時状態で負荷−回転数−特性マップの第２の領域１７０で３０分間運転された。続いて、吸気弁２０が再び秤量された。この場合検出された重量は図１７の表において行１４８にグラム（ｇ）で記入されている。この結果が示すように、カーボン付着物を有する吸気弁２０は重量が明らかに低下している。これは、上記のエンジン運転によって、この吸気弁２０に付着した残渣がほとんど完全に灰化されたことを意味する。この灰化は恐らく、少なくとも一部は３８０°Ｃ以上まで吸気弁の温度を高めたことに起因すると考えられる。これに対して、新しい状態で組み込まれた吸気弁の場合、少しだけの重量増大が観察される。これは、上記の運転条件でのエンジンの運転時にカーボンがほとんど付着しなかっことを意味する。図１７の表の行１５０には更に、カーボン付着物を有する吸気弁２０を更に機械的に清掃した後の重量がグラム（ｇ）で記載されている。明らかなように、機械的な清掃はあまり重量の低下を生じない。これは、上記の高温手段の後でわずかなカーボン付着物しか吸気弁２０に残っていなかったことを意味する。清掃作用の更なる強化は、上記の調整で運転中、冷却水温度を高めることによって達成可能である。
【００５４】
運転に悪影響を及ぼす吸気弁２０のカーボン付着物に対する他の手段は、直接噴射式オットーサイクルエンジンを備えた自動車のエンジンブレーキ時に、吸気通路内に配置されたスロットル弁を開放することにある。これは、燃焼室と吸気系の間の圧力低下を回避する。
【００５５】
クランクケース換気装置６２（図１）内で、ブローバイガス６０に含まれるオイルが分離されると合目的である。付加的なまたは強化されたオイル分離は、吸気弁のカーボンに対する上記手段に更にプラスの影響を与える。なぜなら、吸気通路１８を通って吸気弁２０の傍らを流れる付着しやすい成分が少ないからである。
【００５６】
カーボン付着物を分解するための他の手段は、内燃機関の回転中カーボン付着物を溶かす媒体を吸気通路内に調量供給または噴射し、それによってこの媒体が吸気弁を濡らし、カーボンを溶かすことにある。この噴射は付加的な噴射装置によって内燃機関の普通の運転中例えば一時的に行われる。それによって、運転によって生じた吸気弁のカーボンが内燃機関の運転信頼性や運転状態に悪影響を与えないように、吸気弁のカーボン付着物は内燃機関の運転中減少する。その代わりにあるいはそれに加えて、修理作業または保守整備作業の範囲内で、内燃機関が例えば測定または検査のために定置されて運転され、同時に工場内でこの運転中にカーボン溶剤が吸気通路１８に噴射または調量供給される。これにより、場合によって存在していたカーボン付着物が定期的に除去されるので、カーボン付着物は、内燃機関の運転に悪影響を与えるように増大することがない。カーボン付着物を溶かす溶剤は例えば分離薄板のためのフランジから吸気通路内に調量供給または噴射される。
【００５７】
更に、カーボンを溶かす添加剤を含んでいないオイルと吸気弁との接触をできるだけ低減するときわめて有利であることが判った。なぜなら、驚くべきことに、それによって吸気弁のカーボン付着が内燃機関の普通の運転領域の大部分にわたって防止されるかまたは少なくとも大幅に低減されることが判ったからである。そのために、バルブステムシールは０．００３ｇ／ｈよりも小さなオイル通過率を有するように形成されている。吸気弁に接触するオイル量の更なる低減は、燃焼室に戻されるオイルが定格回転数で作動シリンダあたり３ｇ／ｈよりも小さな値を有するように、内燃機関の作動ピストンのそれぞれのピストンリングセットが形成されていることおよび／またはクランクケース換気装置のオイルセパレータが５ｇ／ｈよりも小さなオイル通過率を有するように形成されていることによって達成される。
【００５８】
図１９は、吸気弁のバルブステム２２のための本発明によるバルブステムシール１７２の有利な実施の形態を示している。このバルブステムシール１７２はバルブステム２２に接触する、半径Ｒのシール個所１７４を有し、シール個所１７４の側でバルブステム２２に対して角度αをなしている。バルブステムシール１７２は更に、ばね１７６と付加的な支持部１７８と協働する。バルブステムシール１７２のオイル通過率はパラメータα、Ｒとばね１７６のばね力を最適化することによって調節される。誤差を生じるオイル通過率のばらつきの低減は、各バルブステムシール１７２に対をなして付設された付加的な支持部１７８によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】内燃機関の好ましい実施の形態の概略的な断面図である。
【図２】吸気弁の従来の温度特性マップを示すグラフである。
【図３】Ｔ＜１８０°Ｃの特性マップ領域を増大した、吸気弁の温度特性マップを示すグラフである。
【図４】Ｔ＞３８０°Ｃの特性マップ領域を有する、吸気弁の温度特性マップを示すグラフである。
【図５】弁温度をできるだけ低くするための吸気弁の有利な実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図５Ａ】本発明による内燃機関のための弁座リングの有利な実施の形態を示す図である。
【図６】弁温度をできるだけ低くするための吸気弁の有利な実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図７】弁温度をできるだけ高くするための吸気弁の有利な他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図８】いろいろな例示的な弁コーティングを概略的に示す図である。
【図９】吸気通路のための分離薄板の第１の有利な実施の形態を示す図である。
【図１０】吸気通路のための分離薄板の第２の有利な実施の形態を示す図である。
【図１１】吸気通路のための分離薄板の第３の有利な実施の形態を示す図である。
【図１２】図１１の分離薄板の側面図である。
【図１３】図１１，１２の分離薄板による流れの方向変更を概略的に示す斜視図である。
【図１４Ａ】弁回転装置を備えた掻取り装置の有利な実施の形態の概略的な断面図である。
【図１４Ｂ】掻取り具として形成された分離薄板の有利な実施の形態の概略的な断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂの範囲Ａを示す概略的な横断面図である。
【図１４Ｄ】掻取り装置の代替的な実施の形態を示す概略的な断面図である。
【図１４Ｅ】弁座リングの範囲のカーボン付着物と共に弁回転装置を示す図である。
【図１４Ｆ】掻取り装置の他の有利な実施の形態を示す図である。
【図１４Ｇ】図１４Ｆの掻取り装置の概略的な断面図である。
【図１４Ｈ】図１４Ｆと図１４Ｇの掻取り装置の代替的な実施の形態の概略的な断面図である。
【図１５】弁を洗浄する噴射装置の有利な実施の形態の概略的な断面図である。
【図１６】吸気弁が開放した位置と閉じた位置にある、図１５の弁洗浄装置の詳細図である。
【図１７】試験結果の一覧表である。
【図１８】直接噴射式オットーサイクルエンジンのための負荷−回転数−特性マップの概略図である。
【図１９】本発明によるバルブステムシールの有利な実施の形態の概略的な断面図である。
【図８】
2004521229.tif 000003
【図１７】
2004521229.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004521229.tif 000005
2004521229.tif 000006
2004521229.tif 000007
2004521229.tif 000008
2004521229.tif 000009
2004521229.tif 000010
2004521229.tif 000011
2004521229.tif 000012
2004521229.tif 000013
2004521229.tif 000014
2004521229.tif 000015
2004521229.tif 000016
2004521229.tif 000017
2004521229.tif 000018
2004521229.tif 000019
2004521229.tif 000020
2004521229.tif 000021
2004521229.tif 000022
2004521229.tif 000023
2004521229.tif 000024
2004521229.tif 000025
2004521229.tif 000026
2004521229.tif 000027
2004521229.tif 000028
2004521229.tif 000029
2004521229.tif 000030
2004521229.tif 000031
2004521229.tif 000032
2004521229.tif 000033
2004521229.tif 000034
2004521229.tif 000035
2004521229.tif 000036
2004521229.tif 000037
2004521229.tif 000038
2004521229.tif 000039
2004521229.tif 000040
2004521229.tif 000041
2004521229.tif 000042
2004521229.tif 000043
2004521229.tif 000044
2004521229.tif 000045
【国際調査報告】
2004521229.tif 000046
2004521229.tif 000047
2004521229.tif 000048
2004521229.tif 000049
2004521229.tif 000050
2004521229.tif 000051