(57)【要約】【課題】  燃焼室の上方に設けられた二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を抑制可能な内燃機関を提供する。【解決手段】  燃焼室３の上方に二次空気通路３０が設けられている内燃機関１であって、燃焼室３に連通する吸気通路４と、二次空気通路３０との間にはウォータージャケット３５が設けられている。また、燃焼室３に連通する排気通路７と、二次空気通路３０との間にはウォータージャケット３６が設けられている。また、ウォータージャケット３５、３６はともに二次空気通路３０を囲うように形成されている。これにより排気通路７から二次空気通路３０に流入し滞留した排気ガスを、ウォータージャケット３５、３６を流通する冷却水で冷却できる。【選択図】  図２
2007309136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であって、
前記燃焼室に連通する吸気通路と、前記二次空気通路との間にウォータージャケットが設けられていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であって、
前記燃焼室に連通する排気通路と、前記二次空気通路との間にウォータージャケットが設けられていることを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
燃焼室の上方に二次空気通路が設けられている内燃機関であって、
前記二次空気通路を囲うように形成されたウォータージャケットを有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】
本発明は内燃機関に関し、特に燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次空気通路を有する内燃機関が知られている。係る内燃機関に関し、二次空気通路が燃焼室の上方に設けられている内燃機関（例えば特許文献１、２参照）や、二次空気通路が排気通路に沿って設けられている内燃機関（例えば特許文献３参照）などが知られている。二次空気通路は二次空気を排気通路に導入するための構成であり、導入された二次空気は排気の再燃焼に利用される。排気の再燃焼は、ＨＣやＣＯといった排気中の未燃焼成分を低減する。また、特許文献３では、排気通路に沿って形成された二次空気通路とシリンダヘッドの上面との間に、ウォータージャケットが形成された内燃機関も開示されている。このウォータージャケットは、シリンダヘッドの上部を冷却水で冷却し、パッキンやガスケットなどの熱劣化を防止する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８７９４号公報
【特許文献２】特開２０００−８７７３９号公報
【特許文献３】特開２０００−７３７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関としては、より具体的には気筒の配列方向に延伸する二次空気通路が設けられている内燃機関も知られている。係る内燃機関によれば、特許文献１から３までで開示されている内燃機関よりも部品点数や加工部位の削減を図ることができるようにもなる。すなわち、係る内燃機関によれば、コスト的により有利な内燃機関を実現できるようにもなる。しかしながら、二次空気通路では排気の再燃焼が行われない間、高温の排気ガスが流入し滞留するといった現象も発生する。したがって係る内燃機関の場合、その構造上、二次空気通路からの放熱が各部に様々な悪影響を及ぼす虞がある。具体的には、例えば吸気温度の上昇により吸気の体積効率が低下して、内燃機関の出力性能が低下する虞がある。また、吸気温度が上昇するとノッキングが発生し易くなる虞もある。また例えば吸排気弁を駆動する動弁機構も従来よりも温度が上昇し信頼性が低下する虞がある。また例えば二次空気通路の上方に滞留するエンジンオイルが受熱し、エンジンオイルの熱劣化が早まる虞もある。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を抑制可能な内燃機関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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路と、前記二次空気通路との間にウォータージャケットが設けられていることを特徴とする。本発明によれば、二次空気通路内に流入し滞留した高温の排気ガスを、ウォータージャケットを流通する冷却水で冷却できる。したがって本発明によれば、二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を抑制可能である。また、本発明によれば、ウォータージャケットの配置上、吸気通路が受熱することを抑制できることから、特に吸気温度の上昇を好適に抑制可能である。
【０００７】
また、本発明は、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であって、前記燃焼室に連通する排気通路と、前記二次空気通路との間にウォータージャケットが設けられていることを特徴とする。本発明によれば、二次空気通路内に流入し滞留した高温の排気ガスを、ウォータージャケットを流通する冷却水で冷却できる。また、本発明によれば、ウォータージャケットの配置上、高温の排気ガスが流通する排気通路から二次空気通路が受熱することも抑制可能である。したがって、本発明によれば、二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を好適に抑制可能である。
【０００８】
また、本発明は、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であって、前記二次空気通路を囲うように形成されたウォータージャケットを有することを特徴とする。本発明によれば、ウォータージャケットの形状上、二次空気通路内に流入し滞留した高温の排気ガスを、ウォータージャケットを流通する冷却水で好適に冷却できる。したがって本発明によれば、二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を好適に抑制可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を抑制可能な内燃機関を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施例に係る内燃機関１の要部を模式的に示す図である。具体的には、図１では内燃機関１の要部として内燃機関１が有するシリンダヘッド２とともに、シリンダヘッド２に関連した各構成を示している。また、内燃機関１は直列４気筒の気筒配列構造を有しており、図１では各気筒の代表として一気筒についての要部をクランク軸線方向に沿って見た場合について示している。なお、気筒配列構造は直列４気筒の気筒配列構造に限られない。また、本実施例ではクランク軸線方向と気筒配列方向Ｌとはともに紙面に略直交する方向となっている。シリンダヘッド２は燃焼室３の上壁面を形成している。シリンダヘッド２には、燃焼室３に吸気を導くための吸気通路４のほか、燃焼したガスを燃焼室３から排気するための排気通路６が形成されている。シリンダヘッド２には、吸気通路４を開閉するための吸気弁５と、排気通路６を開閉するための排気弁７とが夫々配設されている。また、シリンダヘッド２は上方に向かって開口した空間Ｓｐを有している。空間Ｓｐには、吸気側の動弁機構１０及び排気側の動弁機構２０が配設されている。また、空間Ｓｐにはエンジンオイルが滞留している。このエンジンオイルはおもにカムシャフト１２及び２２の軸受部を潤滑する。シリンダヘッドカバー８は空間Ｓｐをカバーしている。
【００１２】
動弁機構１０はコイルスプリング１１やカムシャフト１２のほか、図示しないロッカーアームなどを有して構成されている。コイルスプリング１１は吸気通路５を閉じる方向に吸気弁５を駆動するための構成である。カム１２ａは吸気通路４を開く方向に吸気弁５を駆動するための構成であり、カムシャフト１２に形成されている。吸気バルブガイドＩＧは吸気弁５の動作を案内するための構成である。同様に、排気側の動弁機構２０はコイルスプリング２１やカムシャフト２２のほか、図示しないロッカーアームなどを有して構成されている。コイルスプリング２１は排気通路６を閉じる方向に排気弁７を駆動するための構成であり、カムシャフト２２が有するカム２２ａは排気通路６を開く方向に排気弁７を駆動するための構成となっている。排気バルブガイドＥＧは排気弁７の動作を案内するための構成である。カムシャフト１２及び２２は図示しないクランクシャフトと同期回転する。なお、動弁機構１０及び２０は可変バルブタイミング機構や可変バルブリフト機構などを有していてもよい。また、動弁機構１０及び２０の代わりにオーバーヘッドバルブ方式の動弁機構を採用してもよい。
【００１３】
二次空気通路３０は燃焼室上方に設けられている。二次空気通路３０はシリンダヘッド２に形成されている。二次空気通路３０は二次空気を排気通路６に導くための構成であり、排気通路６に二次エアポートＨを介して連通している。また、二次空気通路３０には図示しないエアポンプから二次空気が圧送される。エアポンプは図示しないエアクリーナのフィルタを流通した空気を吸引し、吸引した空気を二次空気として二次空気通路３０に圧送する。なお、二次空気通路３０とエアポンプとの接続は特に限定されず、二次空気通路３０とエアポンプとは適宜の方法で接続されてよい。二次空気が圧送されない間、二次空気通路３０には排気通路６から排気ガスが流入し滞留する。
【００１４】
ウォータージャケット（以下、単にＷ／Ｊとも称す）３５は二次空気通路３０と吸気通路４との間に設けられている。Ｗ／Ｊ３５はシリンダヘッド２に形成されている。図２は図１に示すＡ部の詳細を模式的に示す図である。また、図３は図２に示すＷ／Ｊ３５を含むシリンダヘッド２のＣ−Ｃ断面を模式的に示す図である。図３に示すようにＷ／Ｊ３５は気筒配列方向Ｌに延伸している。Ｗ／Ｊ３５は、燃焼室３の上壁面略中央に電極を突出させた状態で配設された点火プラグ９との間に隔壁Ｗ１を有するように形成されている。但し、図３に示す断面において、Ｗ／Ｊ３５の形状はこれに限られず、他の適宜の形状であってもよい。また図２に示すように、Ｗ／Ｊ３５は二次空気通路３０を囲うように形成されている。またＷ／Ｊ３５には図示しないウォーターポンプから冷却水が圧送される。なお、ウォーターポンプや冷却水の循環経路などは特に限定されず、適宜のものであってよい。これにより、二次空気通路３０に流入し滞留した排気ガスを、Ｗ／Ｊ３５を流通する冷却水で冷却できる。また、Ｗ／Ｊ３５の配置上、二次空気通路３０からの放熱を吸気通路６が受熱することを好適に抑制でき、その結果、特に吸気温度が上昇することを抑制できる。
【００１５】
ところで、Ｗ／Ｊ３５のみでは、シリンダヘッド２上方に滞留するエンジンオイルや動弁機構１０及び２０に対する二次空気通路３０からの放熱を十分に抑制できない場合もある。特に本実施例に係る内燃機関１では、二次空気通路３０と空間Ｓｐとが比較的薄い隔壁で隔てられているため、二次空気通路３０からの放熱を十分に抑制できないと、エンジンオイルが早く熱劣化したり、動弁機構１０及び２０の信頼性が低下したりする虞がある。これに対して本実施例では、二次空気通路３０と排気通路６との間にもＷ／Ｊ３６を設けている。図４は図２に示すＷ／Ｊ３６を含むシリンダヘッド２のＢ−Ｂ断面を模式的に示す図である。Ｗ／Ｊ３６も、Ｗ／Ｊ３５と同様に気筒配列方向Ｌに延伸している。Ｗ／Ｊ３６も、Ｗ／Ｊ３５と同様に点火プラグ９との間に隔壁Ｗ１を有するように形成されている。Ｗ／Ｊ３６はＷ／Ｊ３５と二次空気通路３０の下方で連通し、その結果、Ｗ／Ｊ３５とＷ／Ｊ３６とで一つのＷ／Ｊを形成している。
但し、図４に示す断面において、Ｗ／Ｊ３６の形状はこれに限られず、他の適宜の形状であってもよい。図２に示すように、Ｗ／Ｊ３６もＷ／Ｊ３５と同様に二次空気通路３０を囲うように形成されている。これによりＷ／Ｊ３５だけでなくＷ／Ｊ３６を流通する冷却水でも、二次空気通路３０に流入し滞留した排気ガスを冷却できる。したがって、二次空気通路３０からの放熱を十分に抑制できるようになり、その結果、二次空気通路３０からの放熱がシリンダヘッド２上方に滞留するエンジンオイルや動弁機構１０及び２０に及ぼす悪影響も抑制される。
【００１６】
図５は図２に示す二次空気通路３０、Ｗ／Ｊ３５及びＷ／Ｊ３６を含むシリンダヘッド２のＤ−Ｄ断面を模式的に示す図である。二次空気通路３０は吸気弁５及び排気弁７の間で気筒配列方向Ｌに延伸している。また、二次空気通路３０は点火プラグ９との間には隔壁Ｗ１を有するように形成されている。二次エアポートＨ夫々は分岐した排気通路６に連通している。Ｗ／Ｊ３５、３６夫々は二次空気通路３０との間に隔壁Ｗ２を挟んで、二次空気通路３０に沿って形成されている。また、これら二次空気通路３０、Ｗ／Ｊ３５及びＷ／Ｊ３６は、点火プラグ９や吸気弁５や排気弁７と所定の間隔を保つように形成されている。これによりＷ／Ｊ３５、３６や二次空気通路３０の流路断面積が適切に確保される。但し、図５に示す断面において、二次空気通路３０、Ｗ／Ｊ３５及びＷ／Ｊ３６の形状はこれに限られず、他の適宜の形状であってもよい。
【００１７】
なお、Ｗ／Ｊ３５とＷ／Ｊ３６とは二次空気通路３０の下方で連通しなくてもよい。また、Ｗ／Ｊ３６は二次空気通路３０からの放熱を抑制するにあたって、その必要の度合いに応じて部分的に形成されてもよい。これにより、二次空気通路３０からの放熱を必要十分な度合いで抑制するとともに、二次空気の予熱効果の低下も必要最小限に抑制できる。また、Ｗ／Ｊ３５のみで二次空気通路３０からの放熱を抑制する効果が十分に得られる場合には、必ずしもＷ／Ｊ３６を設けなくてもよい。また、二次空気通路３０からの放熱の抑制するにあたっては例えばＷ／Ｊ３５を設けることなくＷ／Ｊ３６のみを設けてもよい。
【００１８】
また、Ｗ／Ｊ３５、３６を形成するにあたっては、Ｗ／Ｊ３５、３６の二次空気通路３０側の壁面を二次空気通路３０の壁面形状に沿った形状に形成することで、二次空気通路３０を囲うようにＷ／Ｊ３５、３６を形成できる。したがって、Ｗ／Ｊ３５、３６の吸気通路４側の壁面及び排気通路６側の壁面は必ずしも二次空気通路３０の壁面形状に沿った形状でなくてもよい。また、Ｗ／Ｊ３５、３６夫々は、その延伸方向において二次空気通路３０を囲うように形成されていない部分を部分的に有していてもよい。また、必要な空間を確保可能であれば、二次空気通路３０と空間Ｓｐとの間に二次空気通路３０を囲うように形成した例えば第３のＷ／Ｊを設けてもよい。またこのような第３のＷ／ＪをＷ／Ｊ３５やＷ／Ｊ３６と連通してもよい。また、Ｗ／Ｊ３５、３６を設けることなく第３のＷ／Ｊのみを設けて、二次空気通路３０からの放熱を抑制するようにしてもよい。
【００１９】
また、本実施例では気筒配列方向Ｌに延伸する二次空気通路３０が燃焼室３上方に設けられている内燃機関１を示したが、これに限られず、燃焼室の上方に設けられた二次空気通路を有する内燃機関であれば本発明を適用できる。具体的には例えば空間Ｓｐから燃焼室３に向かって延伸するように、二次空気通路が気筒毎に複数設けられている内燃機関であっても本発明を適用可能である。また、内燃機関１は車両などの乗り物用であっても産業機械用であってもよい。以上により、燃焼室３の上方に設けられた二次空気通路３０からの放熱が各部に及ぼす様々な悪影響を抑制可能な内燃機関１を実現可能である。
【００２０】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】内燃機関１の要部を模式的に示す図である。
【図２】図１に示すＡ部の詳細を模式的に示す図である。
【図３】図２に示すＷ／Ｊ３５を含むシリンダヘッド２のＣ−Ｃ断面を模式的に示す図である。
【図４】図２に示すＷ／Ｊ３６を含むシリンダヘッド２のＢ−Ｂ断面を模式的に示す図である。
【図５】図２に示す二次空気通路３０、Ｗ／Ｊ３５及びＷ／Ｊ３６を含むシリンダヘッド２のＤ−Ｄ断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  内燃機関
２  シリンダヘッド
３  燃焼室
４  吸気通路
５  吸気弁
６  排気通路
７  排気弁
８  シリンダヘッドカバー
９  点火プラグ
１０、２０  動弁機構
３０  二次空気通路
３５、３６  ウォータージャケット
【図１】
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【図２】
2007309136.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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