(57)【要約】本発明は、４行程内燃機関の動作方法に関し、該動作方法は、排気行程の最後に至る前に排気弁１６を閉じて、燃焼したガスを燃焼室１２内に閉じ込めるステップと、給気行程の途中で吸気弁１５を開いて、燃焼室１２内に吸気を受け入れ、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、インジェクタ６０を使用して、閉じ込められている燃焼したガスと前記給気空気の混合物内に燃料を噴射するステップと、を含む。燃焼室において、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が、自己点火によって燃焼できる状態が作られる。インジェクタ６０を更に使用して、排気行程において排気弁１６が閉じてから吸込み行程において吸入弁１５が開くまでの間に、閉じ込められている、燃焼したガス内に燃料を噴射する。
2004522050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４行程内燃機関の動作方法であって、
吸入弁手段を使用して、燃焼室内への空気の流れを調整するステップと、
排気弁手段を使用して、燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを調整するステップと、
噴射手段を使用して、燃焼室に直接燃料を噴射するステップと、
排気行程の最後に至る前に前記排気弁手段を閉じて、燃焼したガスを燃焼室内に閉じ込めるステップと、
吸気行程の途中で前記吸入弁手段を開いて、燃焼室内に給気を受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、
前記噴射手段を使用して、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸入弁手段の制御によって導入された充填空気の混合物内に、燃料を噴射するステップと、を含み、その結果、
前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、
前記噴射手段を再び使用して、排気行程において前記排気弁手段が閉じてから吸込み行程において前記吸入弁手段が開くまでの間に、閉じ込められている燃焼したガス内に燃料を噴射し、
使用される前記噴射手段は、燃料が混入されて、燃焼室内に送り込まれる圧縮空気を利用するエアアシストフューエルインジェクタを含む、ことを特徴とする４行程内燃機関の動作方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記噴射手段によって噴射される燃料と空気は、点火後、吸気行程において吸入弁手段が開くまでの間に、自己点火によって燃焼することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸入弁手段の制御によって導入された充填空気の混合物内に、噴射される燃料が、吸込み行程の初期において噴射されて、該燃料が空気および燃焼したガスと混合し、自己点火の前に、実質的に均質な混合物を形成することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の方法であって、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸入弁手段の制御によって導入された充填空気の混合物内に、噴射される燃料が、吸込み行程の最後、または圧縮行程の開始時において、前記弁手段が燃焼室内への空気の流れを止めた後においてのみ噴射されることを特徴とする方法。
【請求項５】
４行程内燃機関の動作方法であって、
吸入弁手段を使用して、燃料と空気の混合物の燃焼室内への進入を調整するステップと、
コンプレッサを使用して、燃料と空気の混合物を、該混合物が燃焼室内に進入する前に圧縮するステップと、
排気弁手段を使用して、燃焼室からの燃焼したガスの流れを調整する手段と、
排気行程の最後に至る前に前記排気弁を閉じて、燃焼したガスを燃焼室内に閉じ込めるステップと、
吸気行程の途中で前記吸入弁手段を開いて、燃料と空気の混合物の給気を燃焼室内に受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、を含み、その結果、
前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、
前記吸入弁手段を開いて、燃料と空気の事前調節給気を燃焼室に受け入れ、該給気は、排気行程において前記排気弁手段が閉じてから吸込み行程において該吸入弁手段が開いて燃料と空気の前記給気を受け入れるまでの間に閉じ込められた、燃焼したガスと混合されて、爆発行程において燃焼されて膨張することを特徴とする方法。
【請求項６】
前記請求項のいずれか１つに記載の方法であって、
前記燃焼室は、シリンダ内で往復運動するピストンによって該シリンダ内に画定される容量が変化するチャンバであり、
前記吸気弁手段と排気弁手段の開閉は、命令プログラムに従って動作し、シリンダ内で往復運動する前記ピストンの位置を表す入力信号を受け取る電子処理装置によって制御されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記弁手段は、液圧駆動される排気弁と、液圧駆動される吸入弁とを備え、そのいずれの弁も前記電子処理装置によって制御されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、液圧駆動される前記いずれの弁も、ポペット弁であることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記請求項のいずれか１つに記載の方法に従って動作することを特徴とする４行程内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４行程内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
政府の立法措置によって、益々厳しい燃料節約と排出目標値が課されつつある。これらの規制と消費者の圧力によって、自動車産業界は、内燃機関の燃焼過程を改良する新たな方法を研究することを強いられ続けている。
【０００３】
このような取り組みの１つが、自己点火（ＡＩ）過程である。この過程では、燃焼したガス、空気、および燃料の混合物が生成され、圧縮中にスパークなしで点火される。この過程は、自己着火と呼ばれる場合もある。これは、制御された過程であり、この点で、ある種の火花点火エンジンで知られている好ましくない過早点火とは異なるものである。自己点火は、ディーゼルエンジンの圧縮点火とも異なる。ディーゼルエンジンでは、ディーゼル燃料が、空気の与圧高温給気内へ噴射されるのと同時に点火するのに対し、自己点火工程では、燃焼の前に燃料、空気、燃焼したガスが混合される。自己点火工程を２行程エンジンで利用することは周知である。本発明は、この自己点火工程を４行程の内燃機関に応用することに関する。
【０００４】
米国特許第６０８２３４２号明細書には、シリンダ内のピストン往復運動によって規定される容量可変燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを制御する、電気式油圧制御排気弁を備えた４行程内燃機関が記載されている。この排気弁は、排気行程の最後に至るまでは閉じられており、燃焼したガスを燃焼室内に保持して、後から導入される燃料／空気の給気と混合する。この排気弁を操作して、燃料／空気の給気と混合するために、燃焼したガスを閉じ込め、燃焼室内に自己点火工程の動作に適した状態を形成する。前記明細書は、また、機械式カム駆動排気弁を備えたエンジンについても記載している。この機械式カム駆動排気弁の開口期間は、従来の火花点火燃焼機関よりも延長されているため、燃焼室の空気吸入弁と排気弁の両方が同時に開いている重複期間が吸込み行程の中に存在し、燃料／空気の給気と燃焼したガスの両方が燃焼室内に引き込まれる。もう一度説明するが、これは、燃焼室の状態をより自己点火に適したものにするために行われる。前記明細書に記載されたすべての実施形態では、１つまたは複数の空気吸入弁を制御して、燃料と空気を一緒に燃焼室に送り込んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンが低負荷状態で動作しているときには、自己点火に適した状態を生成し難い場合がある。低負荷状態では、燃焼室内の温度および圧力が、自己点火を発生する十分な高さに達していない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、４行程内燃機関の動作方法を提供する。本発明に係る４行程内燃機関の動作方法は、吸入弁手段を使用して、燃焼室内への空気の流れを調整するステップと、排気弁手段を使用して、燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを調整するステップと、噴射手段を使用して、燃焼室に直接燃料を噴射するステップと、排気行程の最後に至る前に前記排気弁手段を閉じて、燃焼したガスを前記燃焼室内に閉じ込めるステップと、吸気行程の途中で吸入弁を開いて、燃焼室内に給気を受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、前記噴射手段を使用して、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸入弁手段の制御によって導入された充填空気の混合物内に、燃料を噴射するステップと、を含み、その結果、前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、前記噴射手段を再び使用して、排気行程において排気弁手段が閉じてから吸込み行程において吸気弁手段が開くまでの間に、閉じ込められている燃焼したガス内に燃料を噴射し、使用される噴射手段は、燃料が混入されて燃料室内に送り込まれる圧縮空気を利用するエアアシストフューエルインジェクタを含む、ことを特徴とする。
【０００７】
第２の態様において、本発明が提供する４行程内燃機関の動作方法は、吸入弁手段を使用して、燃料と空気の混合物の燃焼室内への進入を制御するステップと、コンプレッサを使用して、燃料と空気の混合物を、該混合物が燃焼室内に進入する前に圧縮するステップと、排気弁手段を使用して、燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを調整する手段と、排気行程の最後に至る前に前記排気弁を閉じて、燃焼したガスを燃焼室内に閉じ込めるステップと、吸気行程の途中で前記吸入弁手段を開いて、燃料と空気の混合物の給気を燃焼室内に受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該混合物が混合されるステップと、を含み、その結果、前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、前記吸入弁手段を開いて、燃料と空気の事前調節給気を燃焼室に受け入れ、該給気は、排気行程において前記排気弁手段が閉じてから吸込み行程において該吸入弁手段が開いて燃料と空気の前記給気を受け入れるまでの間に閉じ込められた、燃焼したガスと混合され、爆発行程において燃焼されて膨張することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の方法に従って動作するエンジンの複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
説明を単純にするため、下記の詳細な説明では、本発明の方法を単気筒４行程内燃機関に応用したものについて言及するが、本発明を同様に多気筒４行程内燃機関にも応用できることは理解されるであろう。
【００１０】
図１に、単気筒４行程内燃機関の第１実施形態の概略図を示す。図において、ピストン１０は、シリンダ１１内で動作でき、このシリンダ１１と共に可変容量燃焼室１２を画定する。
【００１１】
吸気路１３は、燃焼室１２内に空気を供給する。燃焼室１２内への空気の流れは、吸気弁１５によって制御される。
【００１２】
電子制御装置２４によって制御される筒内ガソリンインジェクタ６０を使用して、燃焼室１２内に燃料を直接噴射する。筒内ガソリンインジェクタ６０は、エアアシスト気筒内ガソリンシリンダ６０であって、圧縮空気（たとえば、図示しないポンプによって圧縮された空気）を利用して、燃料を混入して、燃焼室１２内に送る。
【００１３】
燃焼したガスは、燃焼室１２から排気路１４を通って流れることができ、燃焼したガスの排気路１４からの流れは、排気弁１６によって制御される。
【００１４】
吸入弁１５および排気弁１６は、液圧駆動される。図に示すように、吸入弁１５のステム１７は、このステムに配設されたピストン１８を有し、このピストン１８はシリンダ１９内で動作可能である。同様に、排気弁１６のステム２０も、このステムに配設されたピストン２１を有し、このピストン２１はシリンダ２２内で動作可能である。
【００１５】
シリンダ１９への作動液の流れは、サーボ弁２３によって制御される。サーボ弁２３は、電気的に制御される。このサーボ弁２３は、電子制御装置２４によって生成された制御信号で制御される。サーボ弁２３は、ピストン１８とシリンダ１９の機構の上部チャンバ２５に作動液が流入するように、一方で下部チャンバ２６から外部へ液流出するように制御できる。また、サーボ弁２３は、シリンダ１９に対する作動液の流出入も制御でき、作動液が下部チャンバ２６に送り込まれ、一方で上部チャンバ２５から排出される。シリンダ１９に流出入する作動液は、吸入弁１５の位置と速度の少なくとも一方を正確に制御するために計測される。
【００１６】
同様に、シリンダ２２に対する作動液の流出入を制御するため、サーボ弁２７が配設される。サーボ弁２７は、電子制御装置２４によって電気的に制御される。このサーボ弁２７が動作して、シリンダ２２の上部チャンバ２８に作動液を加圧状態で供給すると共に、一方でシリンダ２２の下部チャンバ２９から作動液が排出されるようにできる。これを入れ替えて、サーボ弁２７は、加圧された作動液が下部チャンバ２９に供給されると同時に、作動液が上部チャンバ２８から排出されることを可能にする。サーボ弁２７はシリンダ２２に流出入する作動液を計測して、排気弁１６の位置と速度の少なくとも一方を制御する。
【００１７】
サーボ弁２３と２７は、双方ともポンプ３０および液受け３１に接続される。加圧作動液は、ポンプ３０によって供給され、作動液がシリンダ１９と２２の一方または両方から送り出されたときには、該作動液が油受け３１に排出される。ポンプ３０は、実際には、油受け３１から油を引き出して加圧し、その後で加圧液をサーボ弁２３および２７に供給する。
【００１８】
電子制御装置２４は、吸入弁１５と排気弁１６について、２つの位置検出器３２，３３によって測定される吸入弁１５と排気弁１６の位置を考慮しながらその動作を制御する。電子制御装置２４は、また、エンジンの回転角度位置も考慮に入れるが、この位置は、内燃機関のクランクシャフト３５に接続された回転検出器３４によって測定される。クランクシャフト３５は、コネクティングロッド３６によって、シリンダ１１内で往復運動するピストン１０に接続されている。
【００１９】
本発明のエンジンは、吸入弁１５と排気弁１６両方の開閉を油圧制御するプログラム可能な電子制御機器２４と共に、油圧制御された弁機構を備える。これにより、吸入弁１５と排気弁１６の動作、特に、吸入弁１５と排気弁１６が開く時点（エンジンサイクルにおける時点）と、これらの弁が開いている時間長さを制御することが可能になる。
【００２０】
従来の４行程内燃機関は、吸入弁および排気弁を駆動するカムシャフトを有する。カムシャフトは、エンジンを通過する気体の流量を最大にするように設計されたカムプロフィールを有する。このようなエンジンは、混合気への点火を点火プラグに依存する。また、気体の流量を減らすことによって実現するエンジン出力の制御は、吸気の絞り（スロットル）に依存している。
【００２１】
本発明の第１実施形態に係るエンジンでは、吸入弁１５と排気弁１６の動作を利用して、全気体の流量の管理と、エンジンの各行程において燃焼室１２に流出入する空気の量の制御と、燃焼室１２内、およびある程度ではあるが、吸入路１３内と排気路１４内における異なるガス種の内部混合過程の制御と、が行われる。本発明に係る内燃機関の弁動作は、従来の機械式カムシャフトによって制御される吸入弁および排気弁の動作とは非常に異なるものになる。この弁動作は、各行程において、異なる弁開期間と、異なる高さのリフトと、異なるリフト回数で構成される。これにより、このエンジンの弁１５および１６が、気体の流れ、エンジン負荷／出力、およびエンジン内の燃焼タイミングを制御できるようになる。したがって、スロットル系に対する必要性が減ると共に、点火プラグについての必要性も減少する。点火プラグ５０が図１に示されているが、この点火プラグ５０は、エンジンの始動時または全負荷状態においてのみ使用されるものである。
【００２２】
自己点火工程は、２行程エンジンにおいて既に周知である。自己点火工程は、燃料消費量の改良と、エンジン排出物の削減（主に、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素の削減）と、燃焼安定度の改善とをもたらす。２行程エンジンは、自己点火にとって理想的なエンジンであるが、これは、自己点火が、燃焼室内にいくらか残留する排気ガスに依存するもので、２行程エンジンでは排気ガスの残留を簡単に促進できるためである。２行程エンジンでこの残留を簡単に実現できるのは、排気ガスを掃気する過程を制御して、燃焼前の燃料と空気の混合気内に排気ガスを必要量を残せるためである。自己点火は、何度も再現可能な燃焼を提供できる。
【００２３】
本発明に係る吸入弁１５と排気弁１６の動作制御について、図３ａ，３ｂ，３ｃを参照しながら説明するが、比較のために通常のカムシャフト駆動弁の動作体系を示した図２ａ，２ｂについても参照する。
【００２４】
図２ａおよび図２ｂは、標準の４行程内燃機関の一般的な弁動作を示した図である。ゼロ度の位置は、エンジンの膨張行程の開始点である。図２ａは、排気弁が膨張行程の中で下死点の手前約３０度のところで開くことを示し、図２ｂは、排気行程全体を通じて排気弁が開いたままの状態にあり、吸込み行程の最初において上死点を超えて約１０度のところで閉じることを示している。図２ａは、また、吸入弁が、排気行程の最後において上死点の手前約１０度のところで開き始め、吸込み行程全体を通じて開いたままであることも示し、図２ｂは、吸入弁が、圧縮行程の最後において下死点を越えて約４５度のところで閉じることを示す。
【００２５】
図３ａおよび図３ｂは、本発明の第１動作体系に係る排気弁と吸入弁の動作を第１形式の図表で表す。図３ｃは、その同じ弁の動作を第２形式の図表で表す。油圧駆動の排気弁１６は、膨張行程の中で、下死点の手前約１０度から１５度のところで開き始め、その後まもなく、排気行程において上死点の手前約９０度から４５度の範囲内で閉じられる。吸入弁は、エンジンサイクルの中で通常のエンジンよりも遅い時点で開き、吸込み行程において上死点を越えて４５度から９０度の範囲内で開かれる。その後、吸入弁１５は、圧縮行程において下死点を越えて約３０度のところで閉じる。
【００２６】
図３ａ，３ｂ，３ｃに示されているサイクルに従って稼動されるエンジンは、ガスの流れを細かく制御するように操作され、４行程エンジンの燃料／空気の給気の自己点火を実現する。排気弁は、排気行程の早い時期に閉じて、大量の排気ガスを燃焼室１２内部に閉じ込めるように制御されるが、これは、次の圧縮行程の最後または次の膨張行程の最初において自己点火を発生させるためである。吸入弁１５が、図３に示すように吸込み行程において開けられると、これによって、給気が燃焼室１２に入って、直前の排気行程で閉じ込められた、燃焼したガスと混合することを可能にする。燃焼したガスと空気の混合物は、続いて圧縮行程で圧縮される。気筒内ガソリンインジェクタ６０は、吸込み行程またはこれに続く圧縮行程のいずれかにおいて、燃焼室１２内、すなわち、燃焼したガスと空気の混合物内に直接燃料を噴射する。この噴射期間は、図３ｃおよび図３ｂにＩＮＪ２として示されている。
【００２７】
排気弁１６が閉じる上死点前のクランクシャフト回転角度の値は、吸入弁１５が開く上死点後の角度の値と等しいことが好ましい。この理由は次のとおりである。閉じ込められている燃焼したガスは、排気弁１６が閉じた後で圧縮されるが、閉じ込められ、圧縮された排気ガスが（吸入弁１６が開けられるときには）、吸入弁１６が開く前と同程度に膨張し、燃焼室１２内の圧力が上昇していないことが好ましいためである。
【００２８】
上述の動作方法は、本出願人の国際出願ＰＣＴ／ＧＢ００／０４９７５号明細書に既に記載されている。この方法は、エンジンが、たとえば、車両を駆動する作業を実行しているときの部分負荷状態において適切に機能するが、全負荷または軽負荷（たとえば、アイドリング）状態においては適切に機能しない。この動作方法は、軽負荷時または高負荷時においては完全に信頼できるものではなく、自己点火に必要な状態を引き起こすには、燃焼室１２の温度、圧力、保持されている燃焼済ガスの量のいずれか、またはそのいくつかが不十分であることが判明している。したがって、（センサによって受信された信号から、電子制御装置２４によって判定されるように）エンジンが軽負荷状態または高負荷状態で動作しているとき、本発明の方法に従って動作しているエンジンは、第２噴射期間ＩＮＪ１を有する（図３ｃと図３ａの両方を再度参照のこと）。この噴射期間には、排気行程において排気弁１６が閉じてから吸気行程において吸気弁１５が開くまでの間に（吸気弁１５が開くことによるのではなく）、気筒内インジェクタ６０によって少量の燃料と空気が注入される。注入された燃料／空気の混合物は、小規模燃焼または部分燃焼現象を引き起こす。この燃焼現象は、出力を生成するためのものではないが、温度を上昇させるか、あるいは、排気行程において排気弁が早期に閉じたために閉じ込められている燃焼したガスの化学的性質を変化させて、次（噴射期間ＩＮＪ２における燃料／空気混合物の噴射後）の自己点火のために燃焼室１２内のガスを事前に調節するという目的を持つ。
【００２９】
燃料／空気混合物をＩＮＪ１において注入して、小規模燃焼現象を発生させる代わりに、導入された燃料／空気混合物の自己点火が行われないとき（たとえば、ＴＤＣの後）に、混合物を導入することができる。噴射期間ＩＮＪ１が燃料を注入する期間として機能する代わりに、噴射期間ＩＮＪ２の前に霧化のための十分な時間が持てるため、燃焼室は、噴射期間ＩＮＪ２に続く自己点火のために事前に調節されることになる。このような場合は、燃料と空気の混合物ではなく燃料のみを単独で注入してもよい（可能な場合）が、これは、小規模燃焼現象において空気は必要とされないためである。
【００３０】
気筒内インジェクタ６０が動作する噴射期間ＩＮＪ２のタイミングは少なくとも２つある。第１の「均質」モードでは、吸込み行程初期の期間ＩＮＪ２において燃料が燃焼室１２に噴射され、吸気路から燃料／空気の給気を送り込んだ結果生じるものとほぼ同等に均質な燃料／空気の給気が生成される。好ましい第２の「層状」モードでは、吸込み行程のかなり後期に噴射期間ＩＮＪ２が生じて、燃料の濃い領域（以下ボーラスと記す）を作成する。このボーラスは、燃焼室１２内の正確な位置に供給されるが、この位置は、自己点火の促進にとって理想的であるように燃焼したガスと空気の混合物によって囲まれるように選択される。
【００３１】
図４には、本発明に従って稼動されるエンジンの第２の態様が示されている。このエンジンは、図１のエンジンと実質的に同一であり、同じ構成要素には同一の参照番号が付されている。ただし、このエンジンは、気筒内噴射装置を備えていない。代わりに、燃料／空気混合物は、吸入路１３から送り込まれる。燃料／空気混合物は、過給機１５１によって燃焼室１２内に押し込まれるが、この過給機１５１は、クランクシャフト３５に搭載されたフライホイール１５３の廻りに巻かれたベルト１５２によって駆動される。
【００３２】
エンジンの弁動作は、図５に示されているようなものになる。排気弁の開は、ＥＶＯとして示されている。前述の場合と同様に、排気弁１６は、排気行程が終了する前に閉じて、燃焼したガスを閉じ込める。排気弁１６が閉じると、吸入弁１５が、ＩＶＯ１において若干程度、短期間開かれ、燃料／空気の少量給気が過給機によって燃焼室内に押し込まれる。吸入弁１５は、吸気行程において、第２吸入期間ＩＶＯ２に応じて再度開かれる前に一度閉じられる。期間ＩＶＯ１に導入されたこの少量給気は、小規模燃焼現象で点火してガスの温度を上げ、ＩＶＯ２（たとえば、吸気行程）において主要な給気が導入された後で、自己点火のために燃焼室を事前調節することができる。あるいは、少量給気の一部として導入された燃料は、ＩＶＯ１の最後に吸気弁が閉じてからＩＶＯ２の開始時に吸気弁が開くまでの間に燃焼室内で蒸発し、また細かい粒子となって断片化し、期間ＩＶＯ２に導入された給気の自己点火のために燃焼室を事前調節する。
【００３３】
図１の実施形態と同様に、燃焼室内に存在する燃焼したガス、空気、燃料の混合物は、吸入期間ＩＶＯ２の終了後、爆発行程において、自己点火によって燃焼して膨張する。
【００３４】
前述の実施形態における吸入弁１５と排気弁１６は、いずれも液圧駆動されるが、これらの弁は、純粋に電気的に駆動されるものであっても、あるいは、電磁気力または機械的手段によって駆動されるものであってもよい。
【００３５】
前述した動作体系に従って動作するエンジンでは、燃焼室１２の給気の送出前に、外気の給気を加熱する必要がないことが判明している。他のエンジンについては、自己点火を促進するためには給気を事前加熱する必要があることが判明している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】単気筒４行程エンジンの第１実施形態の概略図である。
【図２ａ】従来の動作方法に従って動作する単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図２ｂ】従来の動作方法に従って動作する単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図３ａ】本発明の方法に従って動作する単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図３ｂ】本発明の方法に従って動作する単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図３ｃ】本発明の方法に従って動作する単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図４】本発明に係る単気筒４行程エンジンの第２実施形態の概略図である。
【図５】本発明の方法に従って動作する図４の単気筒４行程内燃機関の排気弁と吸入弁の弁開閉タイミング図である。
【図３ｃ】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004522050.tif 000027
2004522050.tif 000028
2004522050.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月8日(2003.12.8)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
４行程内燃機関の動作方法であって、
吸入弁手段を使用して、燃焼室内への空気の流れを調整するステップと、
排気弁手段を使用して、燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを調整するステップと、
噴射手段を使用して、燃焼室に直接燃料を噴射するステップと、
排気行程の最後に至る前に前記排気弁手段を閉じて、燃焼したガスを燃焼室内に閉じ込めるステップと、
吸気行程の途中で前記吸入弁手段を開いて、燃焼室内に給気を受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、
前記噴射手段を使用して、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸気行程で前記吸入弁手段の制御下によって導入された充填空気の混合物内に、燃料を噴射するステップと、を含み、その結果、
前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、
前記噴射手段を再び使用して、排気行程において前記排気弁手段が閉じてから次回の吸気行程において前記吸入弁手段が開くまでの間に燃焼室内に閉じ込められた、燃焼したガス内に燃料を噴射し、
使用される前記噴射手段は、燃料が混入されて燃焼室内に送り込まれる圧縮空気を利用するエアアシストフューエルインジェクタを含む、ことを特徴とする４行程内燃機関の動作方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、４行程内燃機関の動作方法を提供する。本発明に係る４行程内燃機関の動作方法は、吸入弁手段を使用して、燃焼室内への空気の流れを調整するステップと、排気弁手段を使用して、燃焼室から流れる燃焼したガスの流れを調整するステップと、噴射手段を使用して、燃焼室に直接燃料を噴射するステップと、排気行程の最後に至る前に前記排気弁手段を閉じて、燃焼したガスを前記燃焼室内に閉じ込めるステップと、吸気行程の途中で吸入弁を開いて、燃焼室内に給気を受け入れることによって、既に閉じ込められている燃焼したガスと該給気が混合されるステップと、前記噴射手段を使用して、閉じ込められている燃焼したガスおよび前記吸気行程で前記吸入弁手段の制御によって導入された充填空気の混合物内に、燃料を噴射するステップと、を含み、その結果、前記燃焼室には、燃料、空気、燃焼したガスの混合物が自己点火によって燃焼し、燃焼したガスが爆発行程で膨張できる状態が作られ、前記噴射手段を再び使用して、排気行程において排気弁手段が閉じてから次回の吸気行程において吸気弁手段が開くまでの間に燃焼内に閉じ込められた、燃焼したガス内に燃料を噴射し、使用される噴射手段は、燃料が混入されて燃料室内に送り込まれる圧縮空気を利用するエアアシストフューエルインジェクタを含む、ことを特徴とする。




【国際調査報告】
2004522050.tif 000030
2004522050.tif 000031
2004522050.tif 000032