JP3752495B2 - 弁制御式内燃機関 - Google Patents

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Description

【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号明細書
【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２０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１１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２３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

Claims (2)

  1. 燃焼室から出口ダクトに至る排気ガスの流れに二次空気を供給する弁制御式内燃機関において、
    前記内燃機関の出口弁の弁座リングのすぐ下流に、排気ガスの流れ方向に向く突出部を設け、
    前記突出部の下流に、二次空気ダクトから送られる二次空気を前記排気ガスに供給するための開口部を有するポケットを設け、
    前記ポケットは、底部から前記出口ダクトに向かってファネル状に広がる形状であり、前記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鋭角（α）で拡がり、前記二次空気ダクトに対し横方向の面において前記二次空気ダクトの開口部から前記出口ダクトに向かってファネル状に鋭角（β）で拡がり、
    前記ポケットの開口部を高速度で通過する排気ガスに、ポケットから二次空気を供給することによって、前記排気ガスの流れに二次空気が連行されるように構成したことを特徴とする弁制御式内燃機関。
  2. 前記内燃機関は、各燃焼室に２つの出口ダクトを有し、各出口ダクトは排気ガスの流れの下流側で共通出口集合ダクトにより合流され、
    前記ポケットはそれぞれの出口ダクトに設けられることを特徴とする請求項１の弁制御式内燃機関。
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