(57)【要約】      （修正有）【課題】排気行程の終了時に燃焼室の残留ガスを掃気する残留ガス掃気手段を備える内燃機関において、残留ガスを簡単な構造で掃気可能とする。【解決手段】残留ガス掃気手段２０Ａが、排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブ１８とは別に設けられるサブバルブ２２と、サブバルブの開弁時に一端が前記燃焼室１４に通じる通路２３と、燃焼室に頂部を臨ませるピストン１３を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア１２に通じて機関本体１１内に設けられるようにしてピストン１３とともにポンプ２１Ａを構成する密閉ケース２４と、密閉ケース内が負圧になるのに応じて開弁するようにして通路２３の他端および密閉ケース内間に介設される第１リード弁２５と、密閉ケース内が正圧になるのに応じて開弁するようにして前記機関本体内で前記密閉ケースに設けられる第２リード弁２６とを備える。【選択図】図１
2012215116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気行程の終了時に燃焼室（１４）の残留ガスを掃気する残留ガス掃気手段（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ）を備える内燃機関において、前記残留ガス掃気手段（２０Ａ〜２０Ｅ）が、ポンプ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）の作動によって前記燃焼室（１４）から残留ガスを掃気するように構成されることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記残留ガス掃気手段（２０Ａ）が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブ（１８）とは別に設けられるサブバルブ（２２）と、該サブバルブ（２２）の開弁時に一端が前記燃焼室（１４）に通じる通路（２３）と、前記燃焼室（１４）に頂部を臨ませるピストン（１３）を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア（１２）に通じて機関本体（１１）内に設けられるようにして前記ピストン（１３）とともに前記ポンプ（２１Ａ）を構成する密閉ケース（２４）と、前記密閉ケース（２４）内が負圧になるのに応じて開弁するようにして前記通路（２３）の他端および前記密閉ケース（２４）内間に介設される第１リード弁（２５）と、前記密閉ケース（２４）内が正圧になるのに応じて開弁するようにして前記機関本体（１１）内で前記密閉ケース（２４）に設けられる第２リード弁（２６）とを備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記残留ガス掃気手段（２０Ｂ）が、非作動中でも排ガスの流通を許容しつつ排気行程の終了時には前記燃焼室（１４）から残留ガスを吸引するポンプ（２１Ｂ）が、前記燃焼室（１４）に排気バルブ（１８）を介して接続される排気通路（１７）に設けられて成ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項４】
前記残留ガス掃気手段（２０Ｃ）が、前記燃焼室（１４）に排気バルブ（１８）を介して接続される排気通路（１７）の一部区間をバイパスするようにして設けられるバイパス通路（２９）と、排気行程の終了時には前記燃焼室（１４）から残留ガスを吸引するようにして前記バイパス通路（２９）に設けられるポンプ（２１Ｃ）から成ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項５】
前記残留ガス掃気手段（２０Ｄ）が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブ（１８）とは別に設けられるサブバルブ（３０）と、該サブバルブ（３０）の開弁時に一端が前記燃焼室（１４）に通じるとともに他端が排気通路（１７）に接続される副排気通路（３１）と、前記排気行程の終了時に作動して前記燃焼室（１４）の残留ガスを吸引するように前記副排気通路（３１）に設けられるポンプ（２１Ｄ）とで構成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項６】
前記副排気通路（３１）が、前記排気通路（１７）の途中に設けられる触媒（３２）よりも上流側で前記排気通路（１７）に接続されることを特徴とする請求項５記載の内燃機関。
【請求項７】
前記残留ガス掃気手段（２０Ｅ）が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして吸気バルブ（１６）とは別に設けられるサブバルブ（３４）と、該サブバルブ（３４）の開弁時に一端が前記燃焼室（１４）に通じる副吸気通路（３５）と、該副吸気通路（３５）の他端が接続されるエアクリーナ（３６）と、前記サブバルブ（３４）の開弁時に作動して前記燃焼室（１４）に前記エアクリーナ（３６）を通過した外気を送り込むようにして前記副吸気通路（３５）に設けられるポンプ（２１Ｅ）とで構成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気行程の終了時に燃焼室の残留ガスを掃気する残留ガス掃気手段を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室の残留ガスを掃気することで内燃機関として、特許文献１で知られたものがあり、このものでは、（１）排気行程の終了時に吸気バルブを開いて過給機によって空気を燃焼室に取り入れつつサブバルブを開くことで残留ガスを大気に開放したり、（２）吸気ポートに戻すようにすることや、（３）燃焼室に通じる副室の残留ガスをサブバルブの開弁によって掃気したり、（４）排気行程の終了直前にエアインジェクタによる掃気を行うようにしたり、（５）エアインジェクタによってサブバルブを介して掃気を行うようにすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示される技術によっても排気行程終了時に燃焼室から残留ガスを掃気することは可能であるが、より簡略化した構造で残留ガスの掃気を可能とすることが望まれる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、残留ガスを簡単な構造で掃気し得るようにした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】
上記目的を達成するために、本発明は、排気行程の終了時に燃焼室の残留ガスを掃気する残留ガス掃気手段を備える内燃機関において、前記残留ガス掃気手段が、ポンプの作動によって前記燃焼室から残留ガスを掃気するように構成されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記残留ガス掃気手段が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブとは別に設けられるサブバルブと、該サブバルブの開弁時に一端が前記燃焼室に通じる通路と、前記燃焼室に頂部を臨ませるピストンを摺動自在に嵌合せしめるシリンダボアに通じて機関本体内に設けられるようにして前記ピストンとともに前記ポンプを構成する密閉ケースと、前記密閉ケース内が負圧になるのに応じて開弁するようにして前記通路の他端および前記密閉ケース内間に介設される第１リード弁と、前記密閉ケース内が正圧になるのに応じて開弁するようにして前記機関本体内で前記密閉ケースに設けられる第２リード弁とを備えることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記残留ガス掃気手段が、非作動中でも排ガスの流通を許容しつつ排気行程の終了時には前記燃焼室から残留ガスを吸引するポンプが、前記燃焼室に排気バルブを介して接続される排気通路に設けられて成ることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記残留ガス掃気手段が、前記燃焼室に排気バルブを介して接続される排気通路の一部区間をバイパスするようにして設けられるバイパス通路と、排気行程の終了時には前記燃焼室から残留ガスを吸引するようにして前記バイパス通路に設けられるポンプから成ることを第４の特徴とする。
【００１０】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記残留ガス掃気手段が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブとは別に設けられるサブバルブと、該サブバルブの開弁時に一端が前記燃焼室に通じるとともに他端が排気通路に接続される副排気通路と、前記排気行程の終了時に作動して前記燃焼室の残留ガスを吸引するように前記副排気通路に設けられるポンプとで構成されることを第５の特徴とする。
【００１１】
本発明は、第５の特徴の構成に加えて、前記副排気通路が、前記排気通路の途中に設けられる触媒よりも上流側で前記排気通路に接続されることを第６の特徴とする。
【００１２】
さらに本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記残留ガス掃気手段が、前記排気行程の終了時に開弁するようにして吸気バルブとは別に設けられるサブバルブと、該サブバルブの開弁時に一端が前記燃焼室に通じる副吸気通路と、該副吸気通路の他端が接続されるエアクリーナと、前記サブバルブの開弁時に作動して前記燃焼室に前記エアクリーナを通過した外気を送り込むようにして前記副吸気通路に設けられるポンプとで構成されることを第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の特徴によれば、ポンプの作動によって燃焼室から残留ガスを掃気するようにした簡単な構成で、残留ガスの掃気が可能となり、ノッキングタフネスの向上を図ることができる。
【００１４】
また本発明の第２の特徴によれば、シリンダボアに通じて機関本体内に設けられる密閉ケースがピストンとともにポンプを構成し、排気行程では密閉ケース内を負圧にしてサブバルブから通路および第１リード弁を介して密閉ケース内に残留ガスを吸引し、吸気行程では密閉ケース内を正圧にすることで密閉ケース内の残留ガスを第２リード弁から機関本体内に導出するので、機関本体内のブローバイガスとともにブリーザガスとして吸気系に戻すことができ、エンジンの一部をポンプとして用いるので部品点数の増大を抑えてコスト低減を図ることができる。
【００１５】
本発明の第３の特徴によれば、燃焼室に排気バルブを介して接続される排気通路に、非作動中でも排ガスの流通を許容しつつ排気行程の終了時には燃焼室から残留ガスを吸引するポンプが設けられるので、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。
【００１６】
本発明の第４の特徴によれば、燃焼室に排気バルブを介して接続される排気通路の一部区間をバイパスするバイパス通路にポンプが設けられ、排気行程の終了時に燃焼室から残留ガスがポンプで吸引されるので、排気通路での排ガスの流れを阻害することなく、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。
【００１７】
本発明の第５の特徴によれば、排気バルブとは別に設けられるサブバルブの開弁時に一端が燃焼室に通じるとともに他端が排気通路に接続される副排気通路にポンプが設けられ、排気行程の終了時に燃焼室から残留ガスがポンプで吸引されるので、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。
【００１８】
本発明の第６の特徴によれば、副排気通路の排気通路への接続点が触媒よりも上流側に設定されるので、掃気される残留ガスも触媒で浄化することができる。
【００１９】
さらに本発明の第７の特徴によれば、吸気バルブとは別に設けられるサブバルブの開弁時に一端が燃焼室に通じる副吸気通路の他端がエアクリーナに接続され、サブバルブの開弁時には、エアクリーナを通過した外気がポンプによって燃焼室に送り込まれるので、排気行程の終了時に燃焼室に外気を強制的に送り込むことで、ピストンの押出し力と合わせて残留ガスを効率的に掃気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態の内燃機関をその排気行程終了時の状態で簡略化して示す図である。
【図２】吸気、排気およびサブバルブの開弁タイミングを示す図である。
【図３】内燃機関をその吸気行程の状態で示す図１に対応した図である。
【図４】第２の実施の形態の残留ガス掃気手段の構成を示す図である。
【図５】第３の実施の形態の残留ガス掃気手段の構成を示す図である。
【図６】第４の実施の形態の残留ガス掃気手段の構成を示す図である。
【図７】第５の実施の形態の残留ガス掃気手段の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、この内燃機関Ｅの機関本体１１に設けられるシリンダボア１２にはピストン１３が摺動自在に嵌合されており、そのピストン１３の頂部を臨ませる燃焼室１４が前記機関本体１１内に形成され、吸気通路１５が吸気バルブ１６を介して前記燃焼室１４に接続され、排気通路１７が排気バルブ１８を介して前記燃焼室１４に接続される。
【００２３】
図２において、前記排気バルブ１８は排気行程で開弁し、前記吸気バルブ１６は吸気行程で開弁するものであり、排気バルブ１８の閉弁終期に一部が重なるようにしてにして前記吸気バルブ１６が開弁する。
【００２４】
前記内燃機関Ｅは、排気行程の終了時に燃焼室１４の残留ガスを掃気する残留ガス掃気手段２０Ａを備えるものであり、該残留ガス掃気手段２０Ａは、ポンプ２１Ａの作動によって前記燃焼室１４から残留ガスを掃気するように構成される。
【００２５】
而してこの第１の実施の形態で前記残留ガス掃気手段２０Ａは、図２で示すように、前記排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブ１８とは別に設けられるサブバルブ２２と、該サブバルブ２２の開弁時に一端が前記燃焼室１４に通じる通路２３と、前記燃焼室１４に頂部を臨ませるピストン１３を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア１２に通じて機関本体１１内に設けられるようにして前記ピストン１３とともに前記ポンプ２１Ａを構成する密閉ケース２４と、前記密閉ケース２４内が負圧になるのに応じて開弁するようにして前記通路２３の他端および前記密閉ケース２４内間に介設される第１リード弁２５と、前記密閉ケース２４内が正圧になるのに応じて開弁するようにして前記機関本体１１内で前記密閉ケース２４に設けられる第２リード弁２６とを備える。
【００２６】
前記密閉ケース２４の外部で前記機関本体１１にはブローバイガス導出管２７が設けられ、このブローバイガス導出管２７は前記吸気通路１５の上流端に接続されるエアクリーナ２８に接続される。
【００２７】
この第１の実施の形態によれば、ポンプ２１Ａの作動によって燃焼室１４から残留ガスを掃気するようにしており、簡単な構成で、残留ガスの掃気が可能となり、ノッキングタフネスの向上を図ることができる。
【００２８】
しかもシリンダボア１２に通じて機関本体１１内に設けられる密閉ケース２４がピストン１３とともにポンプ２１Ａを構成しており、排気行程では、図１で示すように、密閉ケース２４内を負圧にしてサブバルブ２２から通路２３および第１リード弁２５を介して密閉ケース２４内に残留ガスを吸引し、吸気行程では、図３で示すように、密閉ケース２４内を正圧にすることで密閉ケース２４内の残留ガスを第２リード弁２６から機関本体１１内に導出するので、機関本体１１内のブローバイガスとともにブリーザガスとして吸気系に戻すことができ、内燃機関Ｅの一部をポンプ２１Ａとして用いるので部品点数の増大を抑えてコスト低減を図ることができる。
【００２９】
図４は本発明の第２の実施の形態を示すものであり、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３０】
この第２の実施の形態では、残留ガス掃気手段２０Ｂが、非作動中でも排ガスの流通を許容しつつ排気行程の終了時には燃焼室１４から残留ガスを吸引するポンプ２１Ｂが、前記燃焼室２４に排気バルブ１８を介して接続される排気通路１７に設けられて成る。
【００３１】
この第２の実施の形態によれば、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。
【００３２】
図５は本発明の第３の実施の形態を示すものであり、上記第１および第２の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３３】
この第３の実施の形態では、残留ガス掃気手段２０Ｃが、燃焼室１４に排気バルブ１８を介して接続される排気通路１７の一部区間をバイパスするようにして設けられるバイパス通路２９と、排気行程の終了時には前記燃焼室１４から残留ガスを吸引するようにして前記バイパス通路２９に設けられるポンプ２１Ｃとから成る。
【００３４】
この第３の実施の形態によれば、排気通路１７での排ガスの流れを阻害することなく、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。
【００３５】
図６は本発明の第４の実施の形態を示すものであり、上記第１〜第３の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３６】
この第４の実施の形態では、残留ガス掃気手段２０Ｄが、排気行程の終了時に開弁するようにして排気バルブ１８とは別に設けられるサブバルブ３０と、該サブバルブ３０の開弁時に一端が燃焼室１４に通じるとともに他端が排気通路１７に接続される副排気通路３１と、前記排気行程の終了時に作動して前記燃焼室１４の残留ガスを吸引するように前記副排気通路３１に設けられるポンプ２１Ｄとで構成され、副排気通路３１は、前記排気通路１７の途中に設けられる触媒３２よりも上流側で前記排気通路１７に接続される。
【００３７】
この第４の実施の形態によれば、排気行程の終了時に燃焼室１４から残留ガスがポンプ２１Ｄで吸引されるので、排気行程の終了時に残留ガスを効率よく掃気することができる。しかも副排気通路３１の排気通路１７への接続点が触媒３２よりも上流側に設定されるので、掃気される残留ガスも触媒３２で浄化することができる。
【００３８】
図７は本発明の第５の実施の形態を示すものであり、上記第１〜第４の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３９】
この第５の実施の形態で、残留ガス掃気手段２１Ｅは、排気行程の終了時に開弁するようにして吸気バルブ１６とは別に設けられるサブバルブ３４と、該サブバルブ３４の開弁時に一端が燃焼室１４に通じる副吸気通路３５と、該副吸気通路３５の他端が接続されるエアクリーナ３６と、前記サブバルブ３４の開弁時に作動して前記燃焼室１４に前記エアクリーナ３６を通過した外気を送り込むようにして副吸気通路３５に設けられるポンプ２１Ｅとで構成される。
【００４０】
この第５の実施の形態によれば、排気行程の終了時に燃焼室１４に外気を強制的に送り込むことで、ピストン１３の押出し力と合わせて残留ガスを効率的に掃気することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１１・・・機関本体
１２・・・シリンダボア
１３・・・ピストン
１４・・・燃焼室
１７・・・排気通路
１８・・・排気バルブ
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ・・・残留ガス掃気手段
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ・・・ポンプ
２２，３４・・・サブバルブ
２３・・・通路
２４・・・密閉ケース
２５・・・第１リード弁
２６・・・第２リード弁
２９・・・バイパス通路
３１・・・副排気通路
３２・・・触媒
３５・・・副吸気通路
３６・・・エアクリーナ
【図１】
2012215116.tif 000003
【図２】
2012215116.tif 000004
【図３】
2012215116.tif 000005
【図４】
2012215116.tif 000006
【図５】
2012215116.tif 000007
【図６】
2012215116.tif 000008
【図７】
2012215116.tif 000009