JP2003307129A - 弁制御式内燃機関 - Google Patents

弁制御式内燃機関

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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な方法を用いて出口ダクト内への二次空気
の供給を改良する。 【解決手段】 本発明は、燃焼室から始まり、排気ガス
の流れの方向にある出口弁の下流で二次空気ダクトと通
ずる出口ダクトを有する弁制御式内燃機関に関する。出
口ダクトは、出口弁の弁座リングの即下流に突出部を有
する。前記突出部は、排気ガスの流れの方向に向き、ダ
クト壁と併せて、出口ダクトに向かって開口して、二次
空気ダクトと通ずるポケットを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項1の前段によ
る弁制御式内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関内の汚染物質の排出を減少させ
る目的で、サーマルリアクタまたは触媒コンバータ内の
排気ガスの一酸化炭素および炭化水素成分を燃焼させる
ために排気系に二次空気を送り込む方法は公知である。
【0003】
【特許文献1】米国特許第 4 103 488号明細
【特許文献2】DE−A 2 033 794 A 独
特許出願公開公報
【特許文献3】DE 295 15 054 U1 明
細書
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特許文献1は弁制御式
内燃機関を開示しており、そこでは二次空気が、ノズル
を通して出口弁の即下流の排気ダクトに送り込まれる。
制御弁は空気ライン内に提供され、前記制御弁は、排気
ガス圧力が空気ライン内の圧力よりも高い場合に閉じ、
排気ガスダクト内の圧力が降下する場合に開く。その結
果、空気は、本質的に出口弁が閉じている場合にしか二
次空気用ノズルから流出させることができない。これ
は、二次空気の吹き込みの有効性を大幅に減少させる。
【0005】特許文献2は、機関の外側での排気ガスの
後燃焼によって点火式内燃機関内の排気ガスを無毒化す
る方法を開示している。排気ガスは、隣接ディフューザ
を備えた渦流ジェネレータ内で膨張され、燃焼空気は、
その過程で生成される部分真空を介して吸い込まれ、後
燃焼は、圧力が再上昇するそのディフューザ内で起こ
る。このような方法を実行するには、構造に関わる費用
の増大を伴う。
【0006】特許文献3は触媒後燃焼を基礎にした点火
原理により動作する内燃機関の排気ガス無毒化システム
を開示し、ここでは排気ガス流中に生成される部分真空
をベンチュリノズル内で使用して空気を排気ガス流内に
導入させるようにベンチュリノズルが配置される。加え
て、1つ以上の逆流防止弁を空気供給ライン内に統合す
ることが提案されている。これも実行するためには、構
造に関わる費用の増加が不可欠となる。
【0007】本発明の目的は、簡単な方法を用いて出口
ダクト内への二次空気の供給を改良することにある。こ
の目的は、請求項1に記載の特徴による本発明に従って
達成される。本発明の有利な実施形態や展開は従属請求
項から明らかとなる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関の出口ダクトは、出口弁の弁座リングの即下流に突出
部を有し、前記突出部は、排気ガスの流れの方向に向
き、ダクト壁と併せて、出口ダクトに向かって開き、二
次空気ダクトと通ずるポケットを形成する。排気ガス
は、高速度でポケットの開口部を通過して流れ、それ
で、排気ガスの流れに二次空気を連行させることがで
き、そこで二次空気が排気ガスと集中的に混合される。
排気ガス触媒コンバータ内で終結する後燃焼反応は、ゆ
えに、排気ガス触媒コンバータに至る過程であっても起
こる。
【0009】ポケットは、ポケットが、二次空気ダクト
の方向の面で出口ダクトに向かって鋭角αでファネル状
に拡がるということによってファネル形状であるのが好
ましい。加えて、ポケットは、二次空気ダクトに対して
横方向に、二次空気ダクトの出口からファネル状の出口
ダクトまで鋭角βで拡がると好都合である。これによっ
て、出口ダクトに向かう二次空気の圧力を増加させ、そ
の結果、二次空気が比較的容易に排気ガス内に混合され
る。
【0010】さらなる利点は、図についての以下の説明
から明らかとなる。本発明の例示的実施形態が図で示さ
れている。説明や特許請求の範囲は多数の特徴を組合せ
て包含する。当業者は、これらの特徴を個々に便宜的に
考慮し、それらをさらに適切な組合せとなすであろう。
【0011】
【発明の実施の形態】シリンダヘッド10は、上方向の
往復ピストン内燃機関(詳細に図示せず)の燃焼室11
と境界を形成する。シリンダヘッド10は、詳細には図
示されず、弁ガイド14内で誘導される4つのチャージ
サイクル弁を有する。それぞれの場合で、それらのうち
の2つの弁は、入口ダクト22および出口ダクト13を
制御する。これらの弁に割り当てられる2つの出口ダク
ト13は、合流して共通出口集合ダクト23を形成す
る。それぞれの場合で、チャージサイクル弁の弁プレー
ト(詳細に図示せず)が閉状態で圧接する弁座リング2
0は、出口ダクト13が燃焼室11に通ずる位置におい
てシリンダヘッド10内に嵌め込まれている。チャージ
サイクルダクト13、22は、クーラント用空間12で
囲まれている。
【0012】弁が開いている場合、排気ガスは燃焼室1
1から流出して、出口ダクト13に流入し、そこから出
口集合ダクト23に流入する。排気ガス流は、参照番号
15で示される。突出部19は、排気ガス集合ダクト2
3に向かう側の流れの方向で弁座リング20の即背後に
提供され、前記突出部19は、排気ガス流15の方向に
向いており、ダクト壁21と併せて、ポケット18を形
成する。
【0013】二次空気ダクト16は、ポケット18の基
部で開口している。二次空気流は、番号17を付した矢
印で示される。
【0014】ポケット18は、ファネル状の形で出口ダ
クト13に向かって、特に二次空気ダクト16の長手方
向の面において鋭角αで、二次空気ダクト16に対して
横方向の面において鋭角βで拡がる。二次空気流17
は、ポケット18と出口ダクト13との間の合流点にお
いて排気ガス流15によって連行され、排気ガスと混合
される。
【0014】
【発明の効果】本発明によって、二次空気は、出口弁の
開口時間中であっても出口ダクト13に導入される。比
較的大量の二次空気や、二次空気との排気ガスの良好な
混合が行われるおかげで、熱的後燃焼が著しく改良さ
れ、汚染物質の排出も相応して低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2のラインI−Iについての内燃機関のシ
リンダヘッドの概略部分縦断面図である。
【図2】 図1のラインII−IIに対応する出口ダク
トの部分横断面図である。
【符号の説明】
10 シリンダヘッド 11 燃焼室 12 クーラント用空間 13 出口ダクト 14 弁ガイド 15 排気ガス流 16 二次空気ダクト 17 二次空気流 18 ポケット 19 突出部 20 弁座リング 21 ダクト壁 22 入口ダクト 23 共通出口集合ダクト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月9日(2003.4.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨナス・クゥイアトゥスキ ドイツ連邦共和国 70176 シュトットガ ルト、ヨハンネスシュトラーセ42 Fターム(参考) 3G024 AA12 BA00 FA00 3G091 AA02 AB01 AB12 BA01 CA22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼室から始まり、出口弁の排気ガスの
    流れ方向下流で二次空気ダクトと通ずる出口ダクトを有
    する弁制御式内燃機関であって、 前記出口ダクトは、前記出口弁の弁座リングの即下流に
    突出部を有し、前記突出部は排気ガスの流れ方向に向
    き、ダクト壁と併せて前記出口ダクトに向かって開口し
    て、前記二次空気ダクトと通ずるポケットを形成するこ
    とを特徴とする、弁制御式内燃機関。
  2. 【請求項2】 前記ポケットは、前記二次空気ダクトに
    対して横方向の面において前記出口ダクトに向かって鋭
    角(α)で拡がることを特徴とする、請求項1に記載の
    内燃機関。
  3. 【請求項3】 前記ポケットは、前記二次空気ダクトの
    開口部から該二次空気ダクトの方向の面において前記出
    口ダクトに向かってファネル状に鋭角(β)で拡がるこ
    とを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の内燃機
    関。
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