WO2008013045A1 - Moteur à combustion interne à quatre temps - Google Patents

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WO2008013045A1
WO2008013045A1 PCT/JP2007/063638 JP2007063638W WO2008013045A1 WO 2008013045 A1 WO2008013045 A1 WO 2008013045A1 JP 2007063638 W JP2007063638 W JP 2007063638W WO 2008013045 A1 WO2008013045 A1 WO 2008013045A1
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WO
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gas
combustion chamber
gas storage
storage chamber
cylinder head
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/063638
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiyuki Higaki
Osamu Takii
Hirofumi Serikawa
Original Assignee
Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Priority to ES07768362T priority patent/ES2376126T3/es
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Priority to TW096126225A priority patent/TW200821461A/zh
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a four-cycle internal combustion engine, and in particular, a four-cycle internal combustion engine in which swirl is generated by exhaust gas (burned gas) or fresh air (air alone or a mixture of air and fuel). About.
  • exhaust gas recirculation that lowers the maximum combustion temperature and reduces nitrogen oxides (NOx) by slowing the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber by returning a part of the exhaust gas to the combustion chamber
  • EGR Exhaust Gas Re-circulation
  • an EGR having the following configuration is known (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the EGR stores a sub-exhaust valve provided in a sub-exhaust port connected to the combustion chamber, and a part of already burned gas (EGR gas) discharged through the sub-exhaust port. Gas storage room. The EGR gas stored in the gas storage chamber is returned to the combustion chamber at a predetermined timing.
  • EGR gas already burned gas
  • Patent Document 1 JP-A-5-86992 (Pages 4-5, Figure 4-5)
  • a four-cycle internal combustion engine equipped with the above-described conventional EGR requires a sub exhaust port and a sub exhaust valve in addition to a main exhaust port and a main exhaust valve that discharge exhaust gas from the combustion chamber.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and a cylinder head portion
  • the objective is to provide a 4-cycle internal combustion engine that can further improve fuel efficiency and reduce nitrogen oxides (NOx) without complicating the structure of the minute.
  • the first to third inventions of the present application have the following features.
  • the first feature of the first invention is that a combustion chamber 40, an intake passage (intake port) 21 that opens to the combustion chamber, an exhaust passage (exhaust port) 31 that opens to the combustion chamber, and the intake
  • a four-cycle internal combustion engine (engine) 10 having an intake valve 22 for opening and closing a combustion chamber side opening of an air passage and an exhaust valve 32 for opening and closing a combustion chamber side opening of the exhaust passage,
  • a gas storage chamber 100 for storing the burnt gas G discharged from the combustion chamber, and the burnt gas is transferred to the gas while the exhaust valve is open during an expansion stroke or an exhaust stroke.
  • the gist of the present invention is that it flows into the storage chamber and the exhaust valve is opened during the intake stroke, while the burned gas is stored in the gas storage chamber and discharged into the combustion chamber.
  • the amount of internal EGR can be made larger than before, so that the bombing loss is reduced.
  • a gas storage chamber that communicates with the exhaust passage and stores the combustion gas that is discharged from the combustion chamber. Therefore, a dedicated intake / exhaust communication that communicates with the gas storage chamber is provided. It is not necessary to provide a passage and a valve.
  • a second feature of the first invention of the present application relates to the first feature, wherein when the exhaust valve is opened in the expansion stroke, the burned gas flows into the gas storage chamber, and The gist is that the burned gas is discharged into the combustion chamber while the exhaust valve is opened during the intake stroke.
  • a third feature of the first invention of the present application relates to the first feature, wherein a timing force at which the already burned gas is discharged into the combustion chamber, wherein the intake valve and the exhaust valve are opened.
  • the gist is that it is within one burlap period.
  • a fourth feature of the first invention of the present application relates to the first feature, wherein the exhaust valve has the exhaust feature.
  • a valve portion 32a that opens and closes an opening of the air passage to the combustion chamber and a handle portion 32b that extends from the valve portion, the periphery of the valve portion in the exhaust passage to the gas storage chamber
  • the gist of the present invention is to further include a gas communication passage (existing combustion gas guide pipe) 110 that communicates.
  • a fifth feature of the first invention of the present application relates to the fourth feature, wherein an end portion 110e on the valve portion side of the gas communication passage is directed in a direction along the peripheral portion 40p of the combustion chamber. The gist of this is.
  • a sixth feature of the first invention of the present application relates to the first feature, and includes a fresh air storage chamber 69 that communicates with the intake passage and stores fresh air flowing through the intake passage.
  • a fresh air storage chamber 69 that communicates with the intake passage and stores fresh air flowing through the intake passage.
  • a seventh feature of the first invention of the present application relates to the first feature, wherein a fresh air storage chamber 69 for storing fresh air flowing in the intake passage, and the fresh air storage chamber and the intake passage are provided.
  • a first fresh air communication passage 70 communicating with a portion near the combustion chamber side opening, and fresh air flows into the fresh air storage chamber through the first fresh air communication passage due to pressure fluctuations in the intake passage, During the intake stroke, while the intake valve is opened, the fresh air stored in the fresh air storage chamber is sucked into the combustion chamber through the first fresh air communication passage. This is the gist.
  • An eighth feature of the first invention of the present application relates to the seventh feature, comprising a second fresh air communication passage that communicates the fresh air storage chamber and the intake passage, and pressure fluctuations in the intake passage.
  • a ninth feature of the first invention of the present application relates to the eighth feature, wherein the second fresh air communication passage communicates with a portion near the downstream side of the throttle valve of the intake passage.
  • a tenth feature of the first invention of the present application relates to the sixth feature, wherein the gas communication passage that communicates the gas storage chamber and the vicinity of the opening on the combustion chamber side of the exhaust passage is provided around the combustion chamber.
  • the gist is that they are arranged so as to face in the tangential direction.
  • An eleventh feature of the first invention of the present application is according to the tenth feature, wherein the first fresh air communication passage that communicates the fresh air storage chamber and a portion near the combustion chamber side opening of the intake passage is The gist of the present invention is that they are arranged so as to be tangent to a concentric circle formed on the center side of the combustion chamber.
  • a first feature of the second invention of the present application is a combustion chamber, an intake passage that opens to the combustion chamber, an exhaust passage that opens to the combustion chamber, and an intake air that opens and closes the combustion chamber side opening of the intake passage.
  • a four-cycle internal combustion engine comprising a valve and an exhaust valve that opens and closes an opening on the combustion chamber side of the exhaust passage, wherein the intake passage communicates with the intake passage via a first fresh air communication passage 70.
  • a fresh air storage chamber 69 for storing fresh air flowing through the combustion chamber. During the intake stroke, while the intake valve is open, the fresh air stored in the new air storage chamber 69 is The main point is inhalation.
  • a second feature of the second invention of the present application relates to the first feature of the second invention, and comprises a second fresh air communication passage 71 that connects the fresh air storage chamber 69 and the intake passage, While the intake valve is closed, fresh air flows into the fresh air storage chamber 69 via the first and second fresh air communication passages 70 and 71, and the intake valve is opened during the intake stroke.
  • the gist is that fresh air stored in the fresh air storage chamber 69 is sucked into the combustion chamber via the first fresh air communication passage 70.
  • a third feature of the second invention of the present application relates to the second feature of the second invention, wherein the second fresh air communication passage communicates with a portion near the downstream side of the throttle valve 65 of the intake passage.
  • the gist of this is
  • the first feature of the third invention of the present application is that the combustion chamber, the intake passage opening to the combustion chamber, the exhaust passage opening to the combustion chamber, and the combustion chamber side opening of the intake passage are opened and closed.
  • a four-cycle internal combustion engine comprising: an intake valve that opens, an exhaust valve that opens and closes a combustion chamber side opening of the exhaust passage; and a throttle valve that changes a passage area of the intake passage.
  • a third fresh air communication passage is provided which communicates a portion near the downstream side of the throttle valve and a portion near the opening on the combustion chamber side, and the downstream end of the third fresh air communication passage is tangent to the inner periphery of the combustion chamber. It is arranged so that it is oriented in the direction.
  • the first feature of the fourth invention of the present application is that a combustion chamber (combustion chamber 40), a combustion chamber forming portion (cylinder block 1 lsb and cylinder head 1 lsh) forming the combustion chamber, and the combustion In the room
  • a four-cycle internal combustion engine for example, engine 11 having an exhaust valve (exhaust valve 32C) for opening and closing the combustion chamber side opening of the combustion chamber, wherein the combustion chamber forming portion communicates with the exhaust passage, and
  • a gas storage chamber (gas storage chamber 120) is provided for storing the burnt gas discharged from the chamber, and the burnt gas is V in the expansion stroke or exhaust stroke, and the exhaust valve is opened.
  • the burned gas that has flowed into the gas storage chamber in the meantime and has been stored in the gas storage chamber
  • the gas storage chamber communicating with the exhaust passage is provided in the combustion chamber forming portion, the gas storage chamber is provided within four cycles compared to the case where the gas storage chamber is provided outside the combustion chamber forming portion.
  • the compactness of the combustion engine can be achieved, and the assembly of the 4-cycle internal combustion engine becomes easy.
  • a second feature of the fourth invention of the present application relates to the first feature of the fourth invention, wherein the gas storage chamber includes a gas storage portion (gas storage portion 120a) for storing the burned gas.
  • a gas communication passage portion (gas communication passage portion 120c) communicating with the gas storage portion and the exhaust passage, and the combustion chamber forming portion is connected to the cylinder block (cylinder block l lsb) and the cylinder block.
  • a cylinder head opening (opening 120b) that opens toward the center is formed, and the cylinder head opening is blocked by connecting the cylinder block and the cylinder head.
  • a third feature of the fourth invention of the present application relates to the first feature of the fourth invention, wherein the gas storage chamber (gas storage chamber 140) is a gas storage section for storing the burned gas ( A gas storage part 140a) and a gas communication passage part (gas communication passage part 140c) communicating with the gas storage part and the exhaust passage, and the combustion chamber forming part includes a cylinder block (cylinder block 14sb) A cylinder head (cylindrical head 14sh) having a face (a face 14a) facing the cylinder block, and the gas reservoir is formed in the cylinder block, and the gas reservoir
  • the cylinder block opening that opens toward the mating surface (open A gist is that the opening of the cylinder block is closed by forming the opening 140b) and connecting the cylinder block and the cylinder head.
  • a fourth feature of the fourth invention of the present application relates to the first feature of the fourth invention, wherein the gas storage chamber (gas storage chamber 150) is a gas storage section for storing the burned gas ( A gas storage portion (150a) and a gas communication passage portion (gas communication passage portion 150d) communicating with the gas storage portion and the exhaust passage, and the combustion chamber forming portion includes a cylinder block (cylinder block 15sb) A cylinder head (cylindrical head 15sh) having a face (fitting, face 15a) facing the cylinder block, and the gas reservoir is formed in the cylinder head and the cylinder block.
  • the gas storage part formed in the cylinder head is formed with a cylinder head opening (cylinder head opening 150b) that opens toward the mating surface
  • the gas storage part formed in the cylinder block Is formed with a cylinder block opening (cylinder block opening 150c) that opens toward one head of the cylinder, and the cylinder head and the cylinder block opening communicate with each other by connecting the cylinder head and the cylinder block.
  • the gist is to do.
  • a fifth feature of the fourth invention of the present application relates to the second to fourth features of the fourth invention, wherein the exhaust passage is formed in the cylinder head, and the gas communication passage portion is The gist of the invention is that it is formed between the exhaust passage and the mating surface.
  • a sixth feature of the fourth invention of the present application relates to the second to fourth features of the fourth invention, wherein the combustion chamber is substantially circular in plan view and is located on the exhaust passage side.
  • the gist of the invention is that at least a part of the gas communication passage portion is directed in a predetermined rotation direction (counterclockwise direction) along the peripheral portion (peripheral portion 40p) of the combustion chamber.
  • a seventh feature of the fourth invention of the present application relates to the second to fourth features of the fourth invention, wherein at least a part of the gas communication passage portion located on the exhaust passage side is the exhaust gas.
  • the gist is that it is along the passage.
  • An eighth feature of the fourth invention of the present application relates to the first feature of the fourth invention, wherein the exhaust passage is curved in plan view of the combustion chamber forming portion, and the gas storage chamber At least a portion of the combustion chamber forming portion is inwardly of the curved exhaust passage in plan view. The main point is that it is provided in the region (region Al).
  • a ninth feature of the fourth invention of the present application relates to the first feature of the fourth invention, and is summarized in that the gas storage chamber is provided in an outer portion of the combustion chamber forming portion.
  • a tenth feature of the fourth invention of the present application relates to the ninth feature of the fourth invention, and is characterized in that the gas storage chamber projects the outer partial force.
  • An eleventh feature of the fourth invention of the present application relates to the tenth feature of the fourth invention, wherein the gas storage chamber includes a base portion (base portion 13a) provided in the outer portion, and the base portion. Closing lid (lid 1
  • gas storage part 130a in which the burned gas is stored is formed inside the base.
  • a twelfth feature of the fourth invention of the present application relates to the tenth feature of the fourth invention, wherein a gas reservoir (gas reservoir) in which the burned gas is stored inside the lid portion.
  • a gas reservoir gas reservoir in which the burned gas is stored inside the lid portion.
  • the summary is that 130a) is formed.
  • a thirteenth feature of the fourth invention of the present application relates to the twelfth feature of the fourth invention, and is summarized in that the gas storage chamber has a rectangular parallelepiped shape.
  • a four-cycle internal combustion engine that can improve the fuel consumption and reduce nitrogen oxides (NOx) without complicating the structure of the cylinder head portion. be able to.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder head portion of the four-cycle internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an arrow view from the direction F3 shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the exhaust port including the end of the burnt gas guide pipe shown in FIG.
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of the four-cycle internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 includes a gas storage chamber and a burnt gas guide pipe according to the first embodiment of the present invention. It is an enlarged view of a combustion chamber.
  • Fig. 7 is a diagram showing the timing of inflow of burnt gas into the gas storage chamber and discharge of burnt gas (EGR gas) from the gas storage chamber according to the first embodiment of the present invention. .
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber according to the first embodiment of the present invention and nitrogen oxides (NOx).
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber and the fuel consumption rate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber and the opening of the throttle (throttle valve) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber according to the first embodiment of the present invention and hydrocarbon gas (HC).
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the introduction timing of exhaust gas and fresh air in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the fuel efficiency improvement effect in various embodiments according to the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing another modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view of a four-cycle internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a partial schematic perspective view of a four-cycle internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a bottom view of the cylinder head of F19 direction force shown in FIG.
  • FIG. 20 is a partially enlarged cross-sectional view of a four-cycle internal combustion engine according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a partially enlarged cross-sectional view of a four-cycle internal combustion engine according to a modification of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine 10 that is a four-cycle internal combustion engine according to the present embodiment. Specifically, FIG. 1 is a side view of the engine 10 showing a section of the cylinder head lOsh as a cross section.
  • the engine 10 includes an intake port 21 and an exhaust port 31.
  • the intake port 21 constitutes a portion of the intake passage in the cylinder head and opens to the combustion chamber 40.
  • the exhaust port 31 constitutes a portion of the exhaust passage in the cylinder head and opens to the combustion chamber.
  • the intake port 21 is provided with an intake valve 22.
  • the exhaust port 31 is provided with an exhaust valve 32.
  • the intake valve 22 is reciprocated at a predetermined timing by an intake-side camshaft 23 disposed in the upper part of the cylinder head 10sh.
  • the intake port 21 opens and closes the combustion chamber side opening (the valve seat 24 portion shown in FIG. 2).
  • the exhaust valve 32 is reciprocated at a predetermined timing by an exhaust side camshaft 33 disposed in the upper part of the cylinder head 10sh.
  • the exhaust valve 32 When the exhaust valve 32 is reciprocated by the exhaust camshaft 33, it opens and closes the combustion chamber side opening of the exhaust port 31 (the valve seat 34 portion shown in FIG. 2).
  • a cylinder 51 is formed below the cylinder head 10sh. Cylinder 51 Inside, a piston 52 for rotating a crankshaft (not shown) via a connecting rod 53 is arranged.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the cylinder head lOsh portion, specifically, a cross-sectional view of the cylinder head lOsh portion along a direction orthogonal to the intake side camshaft 23 and the exhaust side camshaft 33.
  • FIG. 3 is an arrow view from the direction F3 shown in FIG.
  • the intake valve 22 has an opening to the combustion chamber 40 (see FIG. 1) of the intake port 21, specifically, a valve portion that opens and closes a portion of the valve seat 24. 22a and a handle portion 22b that extends the force of the valve portion 22a.
  • the exhaust valve 32 includes an opening portion of the exhaust port 31 to the combustion chamber 40 (see Fig. 1), specifically, a valve portion 32a for opening and closing a portion of the valve seat 34, and a valve portion 32a. And a handle portion 32b extending from.
  • the exhaust port 31 is provided with a burnt gas induction pipe (gas communication path) 110 that communicates with the gas storage chamber 100 from the periphery of the valve portion 32a.
  • a burnt gas induction pipe gas communication path
  • the end portion 110e of the burnt gas guide pipe 110 closes the opening of the exhaust port 31 and secures a distance that does not interfere with the valve portion 32a when it is closed. In order to approach, it is provided on the exhaust side of the valve portion 32a.
  • a gas storage chamber 100 that communicates with the exhaust port 31 and stores the already burned gas G (see FIG. 5) discharged from the combustion chamber 40.
  • the burned gas G flows into the gas storage chamber 100 while the exhaust valve 32 is open during the expansion stroke or exhaust stroke of the engine 10. Further, the burnt gas G (EGR gas) stored in the gas storage chamber 100 is discharged into the combustion chamber 40 while the exhaust valve 32 is open in the intake stroke of the engine 10.
  • EGR gas burnt gas G
  • FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the exhaust port 31 including the end portion 110e of the already burned gas guide pipe 110 shown in FIG.
  • the end l lOe of the burnt gas guide pipe 110 has a slightly curved shape. Specifically, the end l lOe is directed in the direction along the peripheral portion 40p of the combustion chamber 40 (see FIG. 6).
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the engine 10.
  • the burnt combustion gas G stored in the gas storage chamber 100 is discharged into the combustion chamber 40 while the exhaust valve 32 is open during the intake stroke of the engine 10.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the combustion chamber 40 including the gas storage chamber 100 and the already burned gas guide pipe 110. Specifically, FIG. 6 is a diagram showing the combustion chamber 40 including the gas storage chamber 100 and the already burned gas guide pipe 110 from the F6 direction shown in FIG.
  • the end portion 110 e of the already burned gas guide pipe 110 provided in the exhaust port 31 has a slightly curved shape.
  • the end l lOe is the circumference of the combustion chamber 40
  • the end l lOe is oriented in a direction along the upper surface of the piston 52, that is, in a substantially horizontal direction.
  • the burnt gas G (EGR gas) stored at 0 can be swirled and discharged to the peripheral portion 40p.
  • the burnt gas G EGR gas
  • the unburned gas of Quenchia QA is evaporated by the hot burned gas G (EGR gas).
  • the Quenchia QA is filled with the burned gas G (EGR gas), which prevents the unburned gas from flowing into the Quenchia QA.
  • the inner diameter of the burnt gas guide tube 110 is set to 2.2 to 2.5 mm. It should be noted that the inner diameter and length of the burned gas guide pipe 110 and the capacity of the gas storage chamber 100 are preferably changed according to the exhaust amount of the engine 10 and the like.
  • FIG. 7 shows the timing of the inflow of the burnt gas G into the gas storage chamber 100 and the discharge of the burnt gas G (EGR gas) from the gas storage chamber 100.
  • EGR gas burnt gas
  • the opening of the exhaust valve 32 corresponding to the crankshaft angle is shown.
  • the dotted line “IN” indicates the opening of the intake valve 22 according to the crankshaft angle! /
  • the solid line “inflow” indicates the capacity of the already burned gas G flowing into the gas storage chamber 100 and the inflow timing.
  • the solid line “exhaust” is the burnt gas G discharged from the gas storage chamber G
  • the burnt gas G is discharged from the exhaust valve 32 while the piston 52 is pushed down in the direction of the crankshaft (not shown) by the expansion stroke of the engine 10, that is, the expansion of the combustion gas.
  • the gas flows into the gas storage chamber 100 at the time when is opened.
  • the burned gas G stored in the gas storage chamber 100 opens the exhaust valve 32 during the intake stroke of the engine 10, that is, while the air-fuel mixture flows from the intake port 21 into the combustion chamber 40. Then, it is discharged into the combustion chamber 40 at the same timing.
  • the timing at which the burnt gas G (EGR gas) is discharged into the combustion chamber 40 is set in the vicinity of the timing at which the exhaust nozzle 32 is closed.
  • the data shown in 11 is measured under the following conditions.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber 100 and nitrogen oxides (NOx). As shown in Fig. 8, when the capacity of the gas storage chamber 100 is extremely small (Pl l, about 0 cc in the figure) and when the capacity of the gas storage chamber 100 is about 65 cc (P12 in the figure) NOx is reduced by about 15%.
  • the gas storage chamber 100 that communicates with the exhaust port 31 and stores the burned gas G that is discharged from the combustion chamber 40 is provided, so that it communicates with the gas storage chamber 100. There is no need to provide dedicated intake / exhaust ports and valves.
  • nitrogen oxide (NOx) can be reduced without complicating the structure of the cylinder head 10sh portion.
  • An internal combustion engine can be provided.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber 100 and the fuel consumption rate. As shown in Fig. 9, when the capacity of the gas storage chamber 100 is extremely small (P21 in the figure, about Occ) and when the capacity of the gas storage chamber 100 is about 45cc (P22 in the figure), The fuel consumption rate has improved by about 10%.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber 100 and the opening of the throttle (throttle valve).
  • the already burned gas G (EGR gas) is discharged (recirculated) into the combustion chamber 40 during the intake stroke, so that The EGR amount can be made larger than before.
  • the throttle valve of the engine 10 can be set to the open side, and the fuel efficiency can be improved.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the capacity of the gas storage chamber 100 and hydrocarbon gas (HC). As shown in Fig. 11, when the capacity of the gas storage chamber 100 is extremely small (P31 in the figure, about Occ) and when the capacity of the gas storage chamber 100 is about 30cc (P32 in the figure), HC Decreased by about 7%.
  • Quencheria QA is a force that generates a lot of HC. End of combustion gas guide pipe 110 End 110e Because it is oriented in the direction along the circumferential portion 40p of the combustion chamber 40, the already burned gas G (EGR gas) stored in the gas storage chamber 100 can be discharged into the circumferential portion 40p in a swirl shape. . That is, in the engine 10, the unburned gas of Quenchia QA is reduced by the EGR gas, so that the amount of HC generated can be suppressed.
  • EGR gas already burned gas G
  • the EGR rate (a numerical value obtained by expressing the amount of EGR gas recirculated to the combustion chamber 40 by the intake air amount) can be improved, and further improvement in fuel consumption rate and purification of exhaust gas can be achieved. be able to.
  • the inner diameter, the tube length, and the capacity of the gas storage chamber 100 of the burned gas guide tube 110 can be adjusted according to the displacement of the engine 10 and the like. For this reason, the timing for discharging the burnt gas G (EGR gas) to the combustion chamber 40 according to the characteristics of the engine 10 and the like can be easily set in an appropriate rotational speed region.
  • EGR gas burnt gas G
  • the burned gas G flows into the gas storage chamber 100 at the timing when the exhaust valve 32 is opened in the expansion stroke of the engine 10, and the engine 10
  • the combustion gas G EGR gas
  • the timing of inflow and discharge of the combustion gas G is assumed. Is not necessarily limited to the timing.
  • the force burned gas guide pipe 110 configured such that the end portion 110e of the burned gas guide pipe 110 is positioned around the valve portion 32a is not necessarily provided. It doesn't matter.
  • the burnt gas guide pipe 110 may be configured to terminate at the position PV shown in FIG. 4, that is, the inner wall surface of the exhaust port 31, for example.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining the second embodiment of the present invention.
  • This second embodiment The state is an example in which a fresh air storage chamber 69 is provided in addition to the gas storage chamber 67 similar to the first embodiment.
  • the fresh air includes both the case of air alone and the case of a mixture of air and fuel.
  • the engine in the second embodiment is a four-cycle single-cylinder four-valve engine provided with two intake valves and two exhaust valves for each cylinder.
  • the engine has a general structure in which a cylinder block, a cylinder head, and a head cover are laminated and fastened on an upper wall of a crankcase.
  • the cylinder block side facing surface 61a of the cylinder head 61 is provided with a combustion recess 61b that constitutes the top wall of the combustion chamber.
  • a combustion recess 61b In the combustion recess 61b, two intake port openings 62a and 62b and two exhaust port openings 63a and 63b are formed. These intake port opening and exhaust port opening are opened and closed by an intake valve and an exhaust valve, respectively.
  • the ignition plug 73 is disposed at substantially the center of the combustion recess 61b.
  • the intake port openings 62a and 62b are connected to branch intake ports 62c and 62d that constitute a portion of the intake passage in the cylinder head. These two branch intake ports 62c and 62d also branch a common main intake port 62e force that constitutes the cylinder head inner portion of the intake passage.
  • the external connection port of the main intake port 62e is connected to an intake pipe 64 that forms the cylinder head outer portion of the intake passage.
  • the intake pipe 64 is provided with a throttle valve 65 for controlling the intake passage area.
  • Branch exhaust ports 63c and 63d constituting the inner part of the exhaust passage in the cylinder head are connected to the exhaust port openings 63a and 63b.
  • the two branch exhaust ports 63c and 63d are joined to one common main exhaust port 63e that also constitutes an inner portion of the exhaust passage in the cylinder head.
  • An exhaust pipe 66 constituting the outer part of the cylinder head of the exhaust passage is connected to the external connection port of the main exhaust port 63e.
  • a sealed box-like gas storage chamber 67 similar to the gas storage chamber 100 in the first embodiment is disposed outside the exhaust side of the cylinder head 61.
  • One end 68a of a burnt gas induction passage (gas communication passage) 68 is connected to the gas storage chamber 67 so as to communicate with the gas storage chamber.
  • the other end 68b of the gas communication path 68 is connected so as to communicate with the downstream vicinity of the exhaust port opening 63b of the one branch exhaust port 63d.
  • the other end 68b of the gas communication path 68 is formed so as to face the combustion chamber via the exhaust port opening 63b and to face the tangential direction with respect to the inner periphery of the combustion chamber.
  • the axial direction and arrangement position of the gas communication passage 68 are such that the exhaust gas stored in the gas storage chamber 67 is sucked into the combustion chamber while forming a swirl flow (lateral vortex) along the inner periphery of the combustion chamber.
  • a piston 67a is disposed in the gas storage chamber 67 so as to be able to advance and retract.
  • the piston 67a is driven back and forth by an actuator 67b.
  • the volume of the gas storage chamber 67 can be freely changed.
  • a fresh air storage chamber 69 having a sealed box shape similar to that of the gas storage chamber 67 is disposed outside the intake side of the cylinder head 61.
  • One end 70a of the first fresh air communication path 70 is connected to the fresh air storage chamber 69 so as to communicate with the fresh air storage chamber 69.
  • the other end 70b of the first fresh air communication path 70 is connected so as to communicate with the vicinity of the upstream side of the intake port opening 62a of one branch intake port 62c.
  • the other end 70b of the first fresh air communication passage 70 faces the concentric circle H formed near the center of the combustion chamber so as to face the combustion chamber via the intake port opening 62a. It is formed as follows. In other words, the axial direction and the position of the first fresh air communication passage 70 are such that fresh air stored in the fresh air storage chamber 69 becomes a swirl flow (lateral vortex) near the center of the combustion chamber and sucked into the combustion chamber. It is set to be
  • the swirl flow by the exhaust gas discharged from the gas storage chamber 67 is formed near the outer periphery of the combustion chamber.
  • a swirl flow due to fresh air discharged from the fresh air storage chamber 69 is formed closer to the spark plug 73 side.
  • one end 71a of the second fresh air communication passage 71 is connected to the fresh air storage chamber 69 so as to communicate with the room.
  • the other end 71b of the second fresh air communication passage 71 is located at the idling opening degree of the intake pipe 64, and communicates with a portion closest to the downstream side of the throttle valve 65! /.
  • a piston 69a is disposed in the fresh air storage chamber 69 so as to freely advance and retract, and the piston 69a is driven forward and backward by an actuator 69b, so that the volume of the fresh air storage chamber 69 can be freely changed. It becomes. Then, the gas storage chamber volume control signal A and the fresh air storage chamber volume control signal B are input from the ECU 74 to the actuators 67b and 69b.
  • the ECU 74 receives signals indicating engine operating conditions such as the engine speed a, throttle opening b, and engine temperature c.
  • the EC U74 Based on these input signals a, b and c, the EC U74 obtains the optimal gas storage chamber volume and fresh air storage chamber volume, and sends control signals A and B for realizing these volumes to each of the actuators 67b, Output to 69b.
  • the gas storage chamber 67 communicates with the downstream side of the exhaust port opening 63b of the branch exhaust port 63d by the gas communication path 68, so that the exhaust valve is near the end of the expansion stroke.
  • a high blowdown pressure of the exhaust gas acts on the gas communication path 68, and the exhaust gas flows into the gas storage chamber 67 and is stored in the gas storage chamber 67 with a positive pressure.
  • the piston starts to descend before closing the exhaust valve force S exhaust port opening 63b in the intake stroke.
  • the pressure in the combustion chamber becomes negative, the exhaust gas stored in the gas storage chamber 67 is exhausted into the combustion chamber through the exhaust port opening 63b, as indicated by D in FIG.
  • the gas communication path 68 is arranged so as to be substantially tangent to the inner periphery of the combustion chamber through the axial force exhaust port opening 63b, the exhaust gas from the gas storage chamber 67 is It is discharged in the tangential direction near the periphery of the combustion chamber. Therefore, a swirl flow of exhaust gas is formed near the periphery of the combustion chamber.
  • the inside of the fresh air storage chamber 69 had a negative pressure during the previous intake stroke, and the first and second fresh air communication passages 70 and 71 are located near the intake port opening of the intake passage and near the downstream side of the throttle valve. Because of the communication, when the intake valve closes the intake port opening due to the end of the intake stroke, fresh air is stored in the new air storage chamber 69.
  • the first fresh air communication passage 70 is arranged so that its axis is substantially tangent to a concentric circle H formed near the ignition plug 73 side of the combustion chamber through the intake port opening 62a. Therefore, fresh air from the fresh air storage chamber 69 is sucked in a tangential direction near the center of the combustion chamber, and a fresh swirl flow is formed near the center of the combustion chamber.
  • Both the gas storage chamber 67 and the fresh air storage chamber 69 are provided. However, in this case, the fresh air storage chamber 69 and the intake passage communicate with each other only through the first fresh air communication passage 70.
  • a gas storage chamber 67 is provided on the exhaust side, while a fresh air storage chamber 69 is not provided on the intake side, and the portion near the throttle valve downstream of the intake passage and the intake port The vicinity of the opening communicates directly with the third fresh air passage 72.
  • the upstream end portion 72a of the third fresh air communication passage 72 is connected to the vicinity of the throttle valve downstream, the downstream end portion 72b is connected to the vicinity of the intake port opening, and the downstream end portion 72b is newly located near the center of the combustion chamber.
  • the axial direction and the arrangement position are set so that a swirl flow of Qi is formed. More specifically, the downstream end portion 72b is disposed so as to face the tangential direction with respect to the inner periphery of the combustion chamber.
  • FIG. 14 shows the experimental results for explaining the fuel efficiency improvement effect in cases (1) to (6).
  • the gas storage chamber and fresh air storage of the fuel consumption rate when driving at a speed of 30, 50, 70 km / h on a motorcycle with an engine displacement of 125 cc, a gas storage chamber volume of 30 cc, and a fresh air storage chamber volume of 3 Occ The improvement effect with respect to the comparative vehicle which is not equipped with any of the rooms was investigated.
  • the experimental results are shown only when traveling at 30 km / h.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a four-cycle internal combustion engine according to another modification of the second embodiment of the present invention.
  • the four-cycle internal combustion engine includes a combustion chamber 40 that is substantially circular in a plan view, an intake pipe 64 through which fresh air taken into the combustion chamber 40 flows, and a combustion chamber 40 And an exhaust pipe 66 through which gas exhausted from the inside flows.
  • the intake pipe 64 has a branch intake port 62d and a branch intake port 62d that open to the combustion chamber 40.
  • the exhaust pipe 66 has a branch exhaust port 63 c and a branch exhaust port 63 d that open to the combustion chamber 40.
  • the four-cycle internal combustion engine includes a gas storage chamber 67C and a fresh air storage chamber 69C.
  • the gas storage chamber 67C includes a gas storage portion 67d that stores the burnt gas, and a gas communication path 68c that connects the gas storage portion 67d and the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c).
  • the fresh air storage chamber 69C has a fresh air storage portion 69d that stores fresh air, and a fresh air communication passage 70c that communicates the fresh air storage portion 69d and the intake pipe 64 (branch intake port 62d).
  • the burnt gas in the combustion chamber 40 flows into the gas storage section 67d of the gas storage chamber 67C during the expansion stroke or exhaust process while the exhaust valve is open.
  • the already burned gas stored in the gas storage portion 67d of the gas storage chamber 67C is discharged into the combustion chamber 40 while the exhaust valve is opened during the intake process.
  • the fresh air stored in the fresh air storage portion 69d of the fresh air storage chamber 69C is sucked into the combustion chamber 40 while the intake valve is open in the intake process.
  • At least a part of the gas communication path 68c located on the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c) side faces a predetermined rotation direction (counterclockwise direction) along the peripheral portion 40p of the combustion chamber 40. Further, at least a part of the gas communication path 68c located on the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c) side is along the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c).
  • At least part of the fresh air communication passage 70c located on the intake pipe 64 (branch intake port 62d) side is a predetermined rotational direction (counterclockwise direction) along a concentric circle H formed near the center of the combustion chamber 40. ) Further, at least a part of the fresh air communication passage 70c located on the intake pipe 64 (branch intake port 62d) side is along the intake pipe 64 (branch intake port 62d).
  • a part of the fresh air communication passage 70c located on the intake pipe 64 (branch intake port 62d) side is directed to a part of the gas communication passage 68c located on the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c) side.
  • both directions may be clockwise.
  • the exhaust pipe 66 is curved in plan view of the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head), and at least a part of the gas storage chamber 67C is curved in plan view of the combustion chamber forming portion. It is provided in a region (region A1) inside the exhaust pipe 66.
  • the intake pipe 64 is curved in plan view of the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head). At least a part of the fresh air storage chamber 69C is provided in a region (region B1) inside the curved intake pipe 64 in a plan view of the combustion chamber forming portion.
  • At least a part of the gas communication path 68c located on the exhaust pipe 66 (branch exhaust port 63c) side has a predetermined rotational direction along the peripheral portion 40p of the combustion chamber 40. Since the gas storage chamber 67C force is also directed to the (counterclockwise direction), swirl flow along the peripheral portion 40p of the combustion chamber 40 can be generated by the already burned gas discharged into the combustion chamber 40.
  • the direction of a part of the fresh air communication passage 70c located on the branch intake port 62d side is the same as the direction of a part of the gas communication passage 68c located on the branch exhaust port 63c side.
  • a swirl flow along the concentric circle H and the circumference 40p can be generated efficiently.
  • the gas storage chamber that stores the already burned gas is provided outside the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head) that forms the combustion chamber.
  • the gas storage chamber that stores the already burned gas is provided in the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head) that forms the combustion chamber.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a four-cycle internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention.
  • the four-cycle internal combustion engine (engine 11) has a combustion chamber 40, a cylinder block l lsb that houses the piston 52 C, and a mating surface 1 la that faces the cylinder block l lsb.
  • An air valve 22C and an exhaust valve 32C that opens and closes the combustion chamber side opening of the exhaust port 31C are provided.
  • the intake port 21C and the exhaust port 31C are formed in the cylinder head l lsh.
  • Combustion chamber 40 is formed by connecting cylinder block l lsb and cylinder head l lsh with gasket 12 interposed therebetween. That is, the cylinder head l lsh and the cylinder block 1 lsb are combustion chamber forming portions that form the combustion chamber 40.
  • the engine 11 includes a gas storage chamber 120.
  • the gas storage chamber 120 includes a gas storage part 120a that stores the burned gas, and a gas communication path part 120c that communicates the gas storage part 120a and the exhaust port 31C.
  • the gas storage part 120a and the gas communication path part 120c are formed in the cylinder head llsh, and the gas communication path part 120c is formed between the exhaust port 31C and the mating surface 11a.
  • the gas reservoir 120a has an opening 120b (cylinder head opening) that opens toward the mating surface 11a.
  • the opening 120b is closed by connecting the cylinder block l lsb and the cylinder head l lsh with the gasket 12 interposed therebetween.
  • the already burned gas flows into the gas storage chamber 120 (gas storage section 120a) during the expansion stroke or exhaust stroke, while the exhaust valve 32C is opened.
  • the already burned gas stored in the gas storage chamber 120 (gas storage section 120a) is discharged into the combustion chamber 40 while the exhaust valve 32C is open in the intake stroke.
  • fresh air storage chamber 69C fresh air storage chamber
  • combustion chamber forming portion cylinder block 1 lsb and cylinder head 1 lsh
  • the gas storage chamber 120 is provided in the combustion chamber forming portion (cylinder block l lsb and cylinder head l lsh). Compared to the case where the gas storage chamber 100 is provided outside the combustion chamber forming portion, the engine 11 can be made more compact and the engine 11 can be easily laid up.
  • the gas The reservoir 120a is formed in the cylinder head l lsh and has an opening 120b that opens toward the mating surface 11a.
  • the opening 120b is closed by connecting the cylinder block l lsb and the cylinder head l lsh with the gasket 12 interposed therebetween. Therefore, even if the gas reservoir 120a is not formed by cutting, the gas reservoir 120a can be formed by forging, and the cylinder head llsh can be easily processed.
  • the gas communication passage 120c is formed between the exhaust port 31C and the mating surface 11a.
  • the gas storage section 120a and the gas communication path section 120c can be formed by effectively utilizing the limited space of the cylinder head 11 sh.
  • the gas storage chamber for storing the already burned gas is provided in the outer portion of the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head) forming the combustion chamber.
  • FIG. 18 is a partial schematic perspective view of a four-cycle internal combustion engine (engine 13) according to a fourth embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 18 is a schematic perspective view of a cylinder head 13 sh constituting the engine 13. FIG. 19 is a bottom view of the cylinder head 13sh from the F19 direction shown in FIG.
  • the engine 13 is formed with an intake port 21D and an exhaust port 31D.
  • intake port openings 21a and 21b that are opened and closed by an intake valve (not shown) are formed.
  • the exhaust port 31D is formed with exhaust port openings 31a and 31b that are opened and closed by an exhaust valve (not shown).
  • the cylinder head 13sh is formed with an attachment portion 13b used for attaching the cylinder head 13sh to the cylinder block of the engine 13.
  • a gas storage chamber 130 is provided in an outer portion of the cylinder head 13sh (combustion chamber forming portion), specifically, in the exhaust port 31D.
  • the outer partial force of the cylinder head 13sh also protrudes.
  • the gas storage chamber 130 is a cylinder 13c (see Fig. 19). It projects toward the tangential direction.
  • reference numeral 13c actually indicates the combustion chamber portion of the cylinder head 13sh that is overlapped with the cylinder (not shown).
  • the gas storage chamber 130 includes a base portion 13a provided in an outer portion of the cylinder head 13sh and a lid portion 131 that closes the base portion 13a.
  • the lid 131 is attached to the base 13a with a bolt (not shown).
  • the gas storage chamber 130 has a rectangular parallelepiped shape. Specifically, in the gas storage chamber 130, the side 131a along the axis L1 of the cylinder (not shown) is longer than the side 131b orthogonal to the axis L1.
  • the base 13a protrudes from the cylinder head 13sh and is formed integrally with the cylinder head 13sh. Inside the base portion 13a and the lid portion 131, a gas storage portion 130a in which the burned gas is stored is formed.
  • the gas communication path 132 is joined to the base 13a.
  • the already burned gas stored in the gas storage chamber 130 is exhausted to the exhaust port 31D through the gas communication path 132 (see the arrow shown in the portion of the gas communication path 132).
  • the gas storage chamber 130 is provided in the outer portion of the cylinder head 13sh, and the gas storage chamber 130 is connected to the cylinder head 13sh. Outer part force also protrudes.
  • the gas storage chamber has a rectangular parallelepiped shape, and the side 131a along the axis L1 of the cylinder (not shown) is longer than the side 133b perpendicular to the axis L1.
  • a gas storage part 130a for storing the already burned gas is formed inside the base part 13a, and the base part 13a is closed by the lid part 131. For this reason, maintenance inside the gas storage part 130a is easy.
  • the gas reservoir 130a is also formed inside the lid 131. This Therefore, the capacity of the gas reservoir 130a can be easily increased by using the lid 131. Further, by changing the size of the lid 131, the capacity of the gas reservoir 130a can be easily changed.
  • a four-cycle internal combustion engine may be realized by appropriately combining the characteristic portions of the above-described embodiments and modification examples.
  • the exhaust passage (exhaust pipe 66) force is bent in a plan view of the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head). At least part of the force of the gas storage chamber (gas storage chamber 67C) is provided in a region (region A1) inside the curved exhaust passage (exhaust pipe 66) in a plan view of the combustion chamber forming portion.
  • the gas storage chamber (gas storage chamber 120) may be provided in the combustion chamber forming portion (particularly, the cylinder head l lsh).
  • the gas storage chamber is provided in the region A1 inside the curved exhaust passage, and the gas storage chamber is provided in the cylinder head.
  • the gas storage chamber can be formed by effectively utilizing the limited space.
  • the intake passage (intake pipe 64) is curved in a plan view of the combustion chamber forming portion (cylinder block and cylinder head).
  • at least a part of the fresh air storage chamber (fresh air storage chamber 69C) is a region (region B1) inside the curved intake passage (intake pipe 64) in plan view of the combustion chamber forming portion.
  • the fresh air storage chamber may be provided in the combustion chamber forming part (cylinder block l lsb and cylinder head l lsh).
  • the gas reservoir 120a is formed in the cylinder head llsh and has a force having an opening 120b that opens toward the mating surface 11a. It is not necessary to have the opening 120b that opens toward the mating surface 11a.
  • the shape of the gas reservoir can be changed as follows. 20 and 21 show a modification of the gas reservoir.
  • FIG. 20 is a partially enlarged cross-sectional view of a cylinder head 14sh and a cylinder block 14sb according to a modification of the third embodiment.
  • the gas storage chamber 140 is formed by a gas storage section 140a and a gas communication path section 140c.
  • the gas reservoir 140a is formed in the cylinder block 14sb that is not connected to the cylinder head 14sh.
  • the gas reservoir 140a is formed with an opening 140b (cylinder block opening) that opens toward the mating surface 14a.
  • the opening 140b is blocked by connecting the cylinder block 14sb and the cylinder head 14sh.
  • FIG. 21 is a partially enlarged cross-sectional view of a cylinder head 15sh and a cylinder block 15sb according to another modification of the third embodiment.
  • the gas storage chamber 150 is formed by a gas storage portion 150a and a gas communication passage portion 150d.
  • the gas reservoir 150a is formed in the cylinder head 15sh and the cylinder block 15sb.
  • a cylinder head opening 150b that opens toward the mating surface 15a is formed in the gas reservoir 150a formed on the cylinder block 15sb side.
  • a cylinder block opening 150c that opens toward the cylinder head 15sh is formed in the gas reservoir 150a formed on the cylinder block 15sb side.
  • the cylinder head opening 150b and the cylinder block opening 150c are connected by connecting the cylinder block 15sb and the cylinder head 15sh.
  • the structure of the cylinder head portion is complicated. It is also useful for internal combustion engines such as engines because it can further improve fuel efficiency and reduce nitrogen oxides (NOx).
  • NOx nitrogen oxides

Landscapes

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Description

明 細 書
4サイクル内燃機関
技術分野
[0001] 本発明は、 4サイクル内燃機関に関し、特に、排気ガス (既燃焼ガス)又は新気 (空 気のみ又は空気と燃料の混合気）によりスワールを発生させるようにした 4サイクル内 燃機関に関する。
背景技術
[0002] 従来、排気ガスの一部を燃焼室に戻すことによって、燃焼室における混合気の燃 焼を緩慢にして最高燃焼温度を下げ、窒素酸化物 (NOx)を低減する排気ガス再循 環装置（EGR: Exhaust Gas Re- circulation)を備えた 4サイクル内燃機関が広く用い られている。
[0003] 例えば、次のような構成の EGRが知られて 、る（例えば、特許文献 1参照)。具体的 には、当該 EGRは、燃焼室に連結された副排気ポートに設けられる副排気弁と、当 該副排気ポートを介して排出された既燃焼ガスの一部 (EGRガス)を貯留するガス貯 留室とを備える。当該ガス貯留室に貯留された EGRガスは、所定のタイミングで燃焼 室に戻される。
特許文献 1 :特開平 5— 86992号公報 (第 4— 5頁、第 4— 5図）
発明の開示
[0004] 上述した従来の排気ガス再循環装置 (EGR)を備える 4サイクル内燃機関では、ポ ンビングロスの低減に伴う燃費の改善が図れるが、近年では、さらなる燃費の改善が 望まれていた。
[0005] また、上述した従来の EGRを備える 4サイクル内燃機関は、排気ガスを燃焼室から 排出する主排気ポート及び主排気バルブに加え、副排気ポート及び副排気バルブ が必要となる。
[0006] このため、シリンダーヘッド部分の構造が複雑となり、製造コストの上昇などを招くと いった問題があった。
[0007] そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、シリンダーヘッド部 分の構造を複雑にすることなぐさらに燃費を改善するとともに窒素酸ィ匕物 (NOx)を 低減することができる 4サイクル内燃機関を提供することを目的とする。
[0008] 上述した問題を解決するため、本願第 1発明〜第 3発明は、次のような特徴を有し ている。まず、第 1発明の第 1の特徴は、燃焼室 40と、前記燃焼室に開口する吸気通 路 (吸気ポート) 21と、前記燃焼室に開口する排気通路 (排気ポート) 31と、前記吸 気通路の燃焼室側開口を開閉する吸気バルブ 22と、前記排気通路の燃焼室側開 口を開閉する排気バルブ 32とを備えた 4サイクル内燃機関（エンジン） 10であって、 前記排気通路に連通し、前記燃焼室カゝら排出される既燃焼ガス Gを貯留するガス貯 留室 100を備え、膨張行程又は排気行程において前記排気バルブが開いている間 に、前記既燃焼ガスが前記ガス貯留室に流入し、吸気行程において前記排気バル ブが開!、て 、る間に、前記ガス貯留室に貯留されて 、る前記既燃焼ガスが前記燃焼 室に排出されることを要旨とする。
[0009] 力かる特徴によれば、内部 EGR量を従来より大きくできるため、ボンビングロスが低 減する。
[0010] また、力かる特徴によれば、排気通路に連通し、燃焼室力 排出される既燃焼ガス を貯留するガス貯留室が設けられるため、ガス貯留室と連通される専用の吸排気通 路及びバルブを設ける必要がな 、。
[0011] すなわち、力かる特徴によれば、シリンダーヘッド部分の構造を複雑にすることなく
、さらに燃費を改善するとともに窒素酸ィ匕物 (NOx)を低減することができる 4サイクル 内燃機関を提供することができる。
[0012] 本願第 1発明の第 2の特徴は、前記第 1の特徴に係り、前記膨張行程において前 記排気バルブが開いたときに、前記既燃焼ガスが前記ガス貯留室に流入し、前記吸 気行程にお 、て前記排気バルブが開 、て 、る間に、前記既燃焼ガスが前記燃焼室 に排出されることを要旨とする。
[0013] 本願第 1発明の第 3の特徴は、前記第 1の特徴に係り、前記既燃焼ガスが前記燃焼 室に排出されるタイミング力 前記吸気バルブ及び前記排気バルブが開 、て 、るォ 一バーラップ期間内であることを要旨とする。
[0014] 本願第 1発明の第 4の特徴は、前記第 1の特徴に係り、前記排気バルブが、前記排 気通路の前記燃焼室への開口部を開閉する弁部 32aと、該弁部から延びる柄部 32 bとによって構成されており、前記排気通路内における前記弁部の周辺から前記ガス 貯留室に連通するガス連通路 (既燃焼ガス誘導管） 110をさらに備えることを要旨と する。
[0015] 本願第 1発明の第 5の特徴は、前記第 4の特徴に係り、前記ガス連通路の前記弁部 側の端部 110eが、前記燃焼室の周部 40pに沿った方向に向 、て 、ることを要旨と する。
[0016] 本願第 1発明の第 6の特徴は、前記第 1の特徴に係り、前記吸気通路に連通し、該 吸気通路を流動する新気を貯留する新気貯留室 69を備え、吸気行程にお!ヽて前記 吸気バルブが開 ヽて ヽる間に、前記新気貯留室に貯留されて ヽる新気が前記燃焼 室に吸入されることを要旨とする。
[0017] 本願第 1発明の第 7の特徴は、前記第 1の特徴に係り、前記吸気通路を流動する新 気を貯留する新気貯留室 69と、該新気貯留室と前記吸気通路の燃焼室側開口近傍 部分に連通する第 1新気連通路 70とを備え、吸気通路の圧力変動により、新気が前 記第 1新気連通路を介して前記新気貯留室に流入し、吸気行程にお!ヽて前記吸気 バルブが開 ヽて ヽる間に、前記新気貯留室に貯留されて ヽる新気が前記第 1新気 連通路を介して前記燃焼室に吸入されることを要旨とする。
[0018] 本願第 1発明の第 8の特徴は、前記第 7の特徴に係り、前記新気貯留室と前記吸 気通路とを連通する第 2新気連通路を備え、吸気通路の圧力変動により新気が前記 第 1,第 2新気連通路を介して前記新気貯留室に流入し、吸気行程において前記吸 気バルブが開 、て 、る間に、前記新気貯留室に貯留されて 、る新気が前記第 1新 気連通路を介して前記燃焼室に吸入されることを要旨とする。
[0019] 本願第 1発明の第 9の特徴は、前記第 8の特徴に係り、前記第 2新気連通路は、前 記吸気通路のスロットルバルブより下流側近傍部分に連通していることを要旨とする
[0020] 本願第 1の発明の第 10の特徴は、前記第 6の特徴に係り、前記ガス貯留室と排気 通路の燃焼室側開口近傍部分とを連通するガス連通路は、燃焼室内周に対して接 線方向に向くように配置されて 、ることを要旨とする。 [0021] 本願第 1の発明の第 11の特徴は、前記第 10の特徴に係り、前記新気貯留室と吸 気通路の燃焼室側開口近傍部分とを連通する第 1新気連通路は、燃焼室の中心側 に形成された同心円に対して接線をなすように配置されて 、ることを要旨として 、る。
[0022] 本願第 2発明の第 1の特徴は、燃焼室と、前記燃焼室に開口する吸気通路と、前記 燃焼室に開口する排気通路と、前記吸気通路の燃焼室側開口を開閉する吸気バル ブと、前記排気通路の燃焼室側開口を開閉する排気バルブとを備えた 4サイクル内 燃機関であって、前記吸気通路に第 1新気連通路 70を介して連通し、該吸気通路を 流動する新気を貯留する新気貯留室 69を備え、吸気行程にお!ヽて前記吸気バルブ が開いている間に、前記新気貯留室 69に貯留されている新気が前記燃焼室に吸入 されることを要旨とする。
[0023] 本願第 2発明の第 2の特徴は、前記第 2発明の第 1の特徴に係り、前記新気貯留室 69と前記吸気通路とを連通する第 2新気連通路 71を備え、前記吸気バルブが閉じ ている間に、新気が前記第 1,第 2新気連通路 70, 71を介して前記新気貯留室 69 に流入し、吸気行程において前記吸気バルブが開いている間に、前記新気貯留室 6 9に貯留されている新気が前記第 1新気連通路 70を介して前記燃焼室に吸入される ことを要旨とする。
[0024] 本願第 2発明の第 3の特徴は、前記第 2発明の第 2の特徴に係り、前記第 2新気連 通路が、前記吸気通路の前記スロットルバルブ 65より下流側近傍部分に連通して ヽ ることを要旨とする。
[0025] 本願第 3の発明の第 1の特徴は、燃焼室と、前記燃焼室に開口する吸気通路と、前 記燃焼室に開口する排気通路と、前記吸気通路の燃焼室側開口を開閉する吸気バ ルブと、前記排気通路の燃焼室側開口を開閉する排気バルブと、前記吸気通路の 通路面積を変化させるスロットルバルブとを備えた 4サイクル内燃機関であって、前記 吸気通路の、前記スロットルバルブより下流側近傍部分と前記燃焼室側開口近傍部 分とを連通する第 3新気連通路を備え、該第 3新気連通路の下流端部は燃焼室の内 周に対して接線方向に向くように配置されて 、ることを要旨として 、る。
[0026] 本願第 4の発明の第 1の特徴は、燃焼室 (燃焼室 40)と、前記燃焼室を形成する燃 焼室形成部（シリンダーブロック 1 lsb及びシリンダーヘッド 1 lsh)と、前記燃焼室に 開口する吸気通路（吸気ポート 21C)と、前記燃焼室に開口する排気通路 (排気ポー ト 31C)と、前記吸気通路の燃焼室側開口を開閉する吸気バルブ（吸気バルブ 22C) と、前記排気通路の燃焼室側開口を開閉する排気バルブ (排気バルブ 32C)とを備 えた 4サイクル内燃機関（例えば、エンジン 11)であって、前記燃焼室形成部には、 前記排気通路に連通し、前記燃焼室カゝら排出される既燃焼ガスを貯留するガス貯留 室 (ガス貯留室 120)が設けられ、前記既燃焼ガスは、膨張行程又は排気行程にお V、て前記排気バルブが開 、て 、る間に前記ガス貯留室に流入し、前記ガス貯留室 に貯留された前記既燃焼ガスは、吸気行程にぉ 、て前記排気バルブが開 、て 、る 間に前記燃焼室に排出されること要旨とする。
[0027] 力かる特徴によれば、排気通路に連通するガス貯留室が燃焼室形成部に設けられ ているため、ガス貯留室が燃焼室形成部外に設けられる場合に比べて、 4サイクル内 燃機関のコンパクトィ匕を図ることができ、 4サイクル内燃機関の組立てが容易となる。
[0028] 本願第 4の発明の第 2の特徴は、前記第 4発明の第 1の特徴に係り、前記ガス貯留 室は、前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部 (ガス貯留部 120a)と、前記ガス貯留 部及び前記排気通路を連通するガス連通路部 (ガス連通路部 120c)とを有し、前記 燃焼室形成部は、シリンダーブロック（シリンダーブロック l lsb)と、前記シリンダーブ ロックに対向する合 、面（合 、面 1 la)を有するシリンダーヘッド（シリンダーヘッド 11 sh)とを有し、前記ガス貯留部は、前記シリンダーヘッドに形成され、前記ガス貯留部 には、前記合い面に向けて開口するシリンダーヘッド開口（開口 120b)が形成され、 前記シリンダーブロックと前記シリンダーヘッドとが連結されることによって、前記シリ ンダーヘッド開口が塞がれることを要旨とする。
[0029] 本願第 4の発明の第 3の特徴は、前記第 4発明の第 1の特徴に係り、前記ガス貯留 室 (ガス貯留室 140)は、前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部 (ガス貯留部 140a) と、前記ガス貯留部及び前記排気通路を連通するガス連通路部 (ガス連通路部 140 c)とを有し、前記燃焼室形成部は、シリンダーブロック (シリンダーブロック 14sb)と、 前記シリンダーブロックに対向する合 、面 (合 、面 14a)を有するシリンダーヘッド (シ リンダ一ヘッド 14sh)とを有し、前記ガス貯留部は、前記シリンダーブロックに形成さ れ、前記ガス貯留部には、前記合い面に向けて開口するシリンダーブロック開口（開 口 140b)が形成され、前記シリンダーブロックと前記シリンダーヘッドとが連結される ことによって、前記シリンダーブロック開口が塞がれることを要旨とする。
[0030] 本願第 4の発明の第 4の特徴は、前記第 4発明の第 1の特徴に係り、前記ガス貯留 室 (ガス貯留室 150)は、前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部 (ガス貯留部 150a) と、前記ガス貯留部及び前記排気通路を連通するガス連通路部 (ガス連通路部 150 d)とを有し、前記燃焼室形成部は、シリンダーブロック（シリンダーブロック 15sb)と、 前記シリンダーブロックに対向する合 、面 (合 、面 15a)を有するシリンダーヘッド (シ リンダ一ヘッド 15sh)とを有し、前記ガス貯留部は、前記シリンダーヘッド及び前記シ リンダ一ブロックに形成され、前記シリンダーヘッドに形成される前記ガス貯留部には 、前記合い面に向けて開口するシリンダーヘッド開口（シリンダーヘッド開口 150b) が形成され、前記シリンダーブロックに形成される前記ガス貯留部には、前記シリンダ 一ヘッドに向けて開口するシリンダーブロック開口（シリンダーブロック開口 150c)が 形成され、前記シリンダーヘッドと前記シリンダーブロックとが連結されることによって 、前記シリンダーヘッド開口及び前記シリンダーブロック開口が連通することを要旨と する。
[0031] 本願第 4の発明の第 5の特徴は、前記第 4発明の第 2乃至第 4の特徴に係り、前記 排気通路は、前記シリンダーヘッドに形成されており、前記ガス連通路部は、前記排 気通路と、前記合い面との間に形成されることを要旨とする。
[0032] 本願第 4の発明の第 6の特徴は、前記第 4発明の第 2乃至第 4の特徴に係り、前記 燃焼室は、平面視において略円形であり、前記排気通路側に位置する前記ガス連 通路部の少なくとも一部は、前記燃焼室の周部 (周部 40p)に沿った所定の回転方 向（左回り方向）に向いていることを要旨とする。
[0033] 本願第 4の発明の第 7の特徴は、前記第 4発明の第 2乃至第 4の特徴に係り、前記 排気通路側に位置する前記ガス連通路部の少なくとも一部は、前記排気通路に沿つ ていることを要旨とする。
[0034] 本願第 4の発明の第 8の特徴は、前記第 4発明の第 1の特徴に係り、前記排気通路 は、前記燃焼室形成部の平面視において湾曲しており、前記ガス貯留室の少なくと も一部は、前記燃焼室形成部の平面視において、湾曲した前記排気通路よりも内側 の領域 (領域 Al)に設けられることを要旨とする。
[0035] 本願第 4の発明の第 9の特徴は、前記第 4発明の第 1の特徴に係り、前記ガス貯留 室は、前記燃焼室形成部の外側部分に設けられることを要旨とする。
[0036] 本願第 4の発明の第 10の特徴は、前記第 4発明の第 9の特徴に係り、前記ガス貯 留室は、前記外側部分力 突出することを要旨とする。
[0037] 本願第 4の発明の第 11の特徴は、前記第 4発明の第 10の特徴に係り、前記ガス貯 留室は、前記外側部分に設けられる基部 (基部 13a)と、前記基部を塞ぐ蓋部（蓋部 1
31)とを有し、前記基部の内部には、前記既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部 (ガス 貯留部 130a)が形成されることを要旨とする。
[0038] 本願第 4の発明の第 12の特徴は、前記第 4発明の第 10の特徴に係り、前記蓋部 の内部には、前記既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部 (ガス貯留部 130a)が形成さ れることを要旨とする。
[0039] 本願第 4の発明の第 13の特徴は、前記第 4発明の第 12の特徴に係り、前記ガス貯 留室は、直方体状であることを要旨とする。
[0040] 本願発明の特徴によれば、シリンダーヘッド部分の構造を複雑にすることなぐさら に燃費を改善するとともに窒素酸ィ匕物 (NOx)を低減することができる 4サイクル内燃 機関を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0041] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施形態に係る 4サイクル内燃機関の概略構成図である
[図 2]図 2は、本発明の第 1実施形態に係る 4サイクル内燃機関のシリンダーヘッド部 分の断面図である。
[図 3]図 3は、図 2に示した F3方向からの矢視図である。
[図 4]図 4は、図 3に示した既燃焼ガス誘導管の端部を含む排気ポート周辺の拡大図 である。
[図 5]図 5は、本発明の第 1実施形態に係る 4サイクル内燃機関の一部拡大断面図で ある。
[図 6]図 6は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室及び既燃焼ガス誘導管を含 む燃焼室の拡大図である。
[図 7]図 7は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室への既燃焼ガスの流入、及び 既燃焼ガス (EGRガス）のガス貯留室からの排出のタイミングを示す図である。
[図 8]図 8は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室の容量と、窒素酸化物 (NOx )との関係を示すグラフである。
[図 9]図 9は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室の容量と、燃費率との関係を 示すグラフである。
[図 10]図 10は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室の容量と、スロットル (スロッ トルバルブ）の開度との関係を示すグラフである。
[図 11]図 11は、本発明の第 1実施形態に係るガス貯留室の容量と、炭化水素ガス（ HC)との関係を示すグラフである。
[図 12]図 12は、本発明の第 2実施形態に係る 4サイクル内燃機関の概略構成図であ る。
[図 13]図 13は、本発明の第 2実施形態における排気ガス，新気の導入タイミングを説 明するための図である。
[図 14]図 14は、本発明に係る各種実施形態における燃費率向上効果を説明するた めの図である。
[図 15]図 15は、本発明の第 2実施形態の変更例を示す図である。
[図 16]図 16は、本発明の第 2実施形態の他の変更例を示す図である。
[図 17]図 17は、本発明の第 3実施形態に係る 4サイクル内燃機関の一部拡大断面図 である。
[図 18]図 18は、本発明の第 4実施形態に係る 4サイクル内燃機関の一部概略斜視図 である。
[図 19]図 19は、図 18に示した F19方向力 のシリンダーヘッドの下面図である。
[図 20]図 20は、本発明の第 3実施形態の変更例に係る 4サイクル内燃機関の一部拡 大断面図である。
[図 21]図 21は、本発明の第 3実施形態の変更例に係る 4サイクル内燃機関の一部拡 大断面図である。 発明を実施するための最良の形態
[0042] [第 1実施形態]
次に、本発明に係る 4サイクル内燃機関の第 1実施形態について、図面を参照しな 力 説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一 又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率な どは現実のものとは異なることに留意すべきである。
[0043] したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。ま た、図面相互間にお 、ても互 、の寸法の関係や比率が異なる部分が含まれて!/、るこ とは勿論である。
[0044] (4サイクル内燃機関の概略構成）
図 1は、本実施形態に係る 4サイクル内燃機関であるエンジン 10の概略構成を示し ている。具体的には、図 1は、シリンダーヘッド lOshの部分を断面として示したェンジ ン 10の側面図である。
[0045] 図 1に示すように、エンジン 10は、吸気ポート 21及び排気ポート 31を備えている。
吸気ポート 21は、吸気通路のシリンダーヘッド内部分を構成するとともに、燃焼室 40 に開口する。排気ポート 31は、排気通路のシリンダーヘッド内部分を構成するととも に、燃焼室に開口する。
[0046] 吸気ポート 21には、吸気バルブ 22が設けられている。排気ポート 31には、排気バ ルブ 32が設けられている。
[0047] 吸気バルブ 22は、シリンダーヘッド 10shの上部に配設されている吸気側カムシャ フト 23によって、所定のタイミングで往復運動させられる。吸気バルブ 22は、吸気側 カムシャフト 23によって往復運動させられると、吸気ポート 21の燃焼室側開口（図 2 に示すバルブシート 24部分)を開閉する。
[0048] 同様に、排気バルブ 32は、シリンダーヘッド 10shの上部に配設されている排気側 カムシャフト 33によって、所定のタイミングで往復運動させられる。排気バルブ 32は、 排気側カムシャフト 33によって往復運動させられると、排気ポート 31の燃焼室側開口 (図 2に示すバルブシート 34部分)を開閉する。
[0049] シリンダーヘッド 10shの下方には、シリンダー 51が形成されている。シリンダー 51 内には、コンロッド 53を介してクランク軸 (不図示）を回転させるピストン 52が配置され ている。
[0050] (シリンダーヘッド部分の構成）
次に、図 2〜図 4を参照して、シリンダーヘッド lOsh部分の具体的な構成について 説明する。
[0051] 図 2は、シリンダーヘッド lOsh部分の断面図、具体的には、吸気側カムシャフト 23 及び排気側カムシャフト 33に直交する方向に沿ったシリンダーヘッド lOsh部分の断 面図を示している。また、図 3は、図 2に示した F3方向からの矢視図である。
[0052] 図 2及び図 3に示すように、吸気バルブ 22は、吸気ポート 21の燃焼室 40 (図 1参照 )への開口部、具体的には、バルブシート 24の部分を開閉する弁部 22aと、弁部 22a 力 延びる柄部 22bとによって構成されている。
[0053] 同様に、排気バルブ 32は、排気ポート 31の燃焼室 40 (図 1参照）への開口部、具 体的には、バルブシート 34の部分を開閉する弁部 32aと、弁部 32aから延びる柄部 3 2bとによって構成されて 、る。
[0054] また、排気ポート 31には、弁部 32aの周辺からガス貯留室 100に連通する既燃焼 ガス誘導管 (ガス連通路） 110が備えられている。具体的には、既燃焼ガス誘導管 11 0の端部 110eは、排気ポート 31の開口部を塞 ヽで 、るときにぉ ヽて弁部 32aと干渉 しない距離を確保しつつ弁部 32aに接近するように、弁部 32aよりも排気側に設けら れている。
[0055] また、シリンダーヘッド lOshの側方には、排気ポート 31に連通し、燃焼室 40から排 出される既燃焼ガス G (図 5参照）を貯留するガス貯留室 100が備えられている。
[0056] ガス貯留室 100には、エンジン 10の膨張行程又は排気行程において排気バルブ 3 2が開いている間に、既燃焼ガス Gが流入する。また、ガス貯留室 100に貯留されて いる既燃焼ガス G (EGRガス）は、エンジン 10の吸気行程において排気バルブ 32が 開いている間に、燃焼室 40内に排出される。
[0057] なお、より具体的な既燃焼ガス G (EGRガス）のガス貯留室 100への流入のタイミン グ、及び既燃焼ガス G (EGRガス）のガス貯留室 100からの排出のタイミングにつ ヽ ては、後述する。 [0058] 図 4は、図 3に示した既燃焼ガス誘導管 110の端部 110eを含む排気ポート 31周辺 の拡大図である。
[0059] 図 4に示すように、既燃焼ガス誘導管 110の端部 l lOeは、若干湾曲した形状を有 している。具体的には、端部 l lOeは、燃焼室 40の周部 40p (図 6参照）に沿った方 向に向いている。
[0060] (既燃焼ガスの流入'排出動作）
次に、図 5〜図 7を参照して、上述したエンジン 10に備えられているガス貯留室 10
0への既燃焼ガス Gの流入、及び既燃焼ガス G (EGRガス）のガス貯留室 100からの 排出に関する動作について説明する。
[0061] 図 5は、エンジン 10の一部拡大断面図である。ガス貯留室 100に貯留している既燃 焼ガス Gは、エンジン 10の吸気行程において排気バルブ 32が開いている間に、燃 焼室 40に排出される。
[0062] 図 6は、ガス貯留室 100及び既燃焼ガス誘導管 110を含む燃焼室 40の拡大図で ある。具体的には、図 6は、図 5に示した F6方向から、ガス貯留室 100及び既燃焼ガ ス誘導管 110を含む燃焼室 40を捉えた図である。
[0063] 図 6に示すように、排気ポート 31内に設けられた既燃焼ガス誘導管 110の端部 110 eは、若干湾曲した形状を有している。具体的には、端部 l lOeは、燃焼室 40の周部
40pに沿った方向に向いている。
[0064] また、本実施形態では、端部 l lOeは、ピストン 52の上面に沿った方向、つまり、略 水平方向に向いている。
[0065] 端部 l lOeが燃焼室 40の周部 40pに沿った方向に向いているため、ガス貯留室 10
0に貯留されている既燃焼ガス G (EGRガス）をスワール状に周部 40pに排出すること ができる。
[0066] このため、周部 40pにおいて主に発生する消炎領域 (火炎が伝播したときに冷却に より火炎が消える領域）、いわゆるクェンチェリア QAの未燃焼ガスが減少し、炭化水 素ガス (HC)の排出量を抑制することができる。
[0067] より具体的には、既燃焼ガス G (EGRガス）がスワール状に周部 40pに排出されると 、高温の既燃焼ガス G (EGRガス）によってクェンチェリア QAの未燃焼ガスが蒸発す る。未燃焼ガスが蒸発すると、クェンチェリア QAは、既燃焼ガス G (EGRガス）によつ て満たされるようになり、クェンチェリア QAへの未燃焼ガスの流入が防止される。
[0068] このため、クェンチェリア QAの未燃焼ガスが減少し、炭化水素ガス (HC)の排出量 を抑制することができる。
[0069] 本実施形態では、既燃焼ガス誘導管 110の内径は、 2. 2〜2. 5mmに設定されて いる。なお、既燃焼ガス誘導管 110の内径、管長及びガス貯留室 100の容量は、ェ ンジン 10の排気量などに応じて変更することが好ましい。
[0070] 図 7は、ガス貯留室 100への既燃焼ガス Gの流入、及び既燃焼ガス G (EGRガス） のガス貯留室 100からの排出のタイミングを示している。図 7において、点線" EX"は
、クランク軸角度に応じた排気バルブ 32の開度を示している。点線" IN"は、クランク 軸角度に応じた吸気バルブ 22の開度を示して！/、る。
[0071] また、実線"流入"は、ガス貯留室 100に流入する既燃焼ガス Gの容量及び流入の タイミングを示している。実線"排出"は、ガス貯留室 100から排出される既燃焼ガス G
(EGRガス）の容量及び排出のタイミングを示して！/、る。
[0072] 図 7に示すように、既燃焼ガス Gは、エンジン 10の膨張行程、つまり、燃焼ガスの膨 張により、ピストン 52がクランク軸 (不図示)方向に押し下げられる間において、排気 バルブ 32が開いたタイミングで、ガス貯留室 100に流入する。
[0073] また、ガス貯留室 100に貯留している既燃焼ガス Gは、エンジン 10の吸気行程、つ まり、混合気が吸気ポート 21から燃焼室 40に流入する間において、排気バルブ 32 が開 、て 、るタイミングで燃焼室 40に排出される。
[0074] より具体的には、図 7に示すように、既燃焼ガス G (EGRガス）が燃焼室 40に排出す るタイミングは、排気ノ レブ 32が閉じるタイミングの近傍に設定されている。
[0075] (作用'効果）
次に、上述したガス貯留室 100及び既燃焼ガス誘導管 110を備えるエンジン 10の 作用 '効果について、図 8〜図 11に示すデータを参照して説明する。なお、図 8〜図
11に示すデータは、以下の条件で測定されたものである。
[0076] · エンジン排気量： 約 125cc
• 測定時エンジン回転数： 3, 000rpm(0. 6kW出力） 図 8は、ガス貯留室 100の容量と、窒素酸ィ匕物 (NOx)との関係を示すグラフである 。図 8に示すように、ガス貯留室 100の容量が極めて小さい場合（図中の Pl l、約 0c c)と、ガス貯留室 100の容量が約 65ccである場合（図中の P12)とでは、 NOxが約 1 5%低減している。
[0077] 上述したように、エンジン 10では、排気ポート 31に連通し、燃焼室 40から排出され る既燃焼ガス Gを貯留するガス貯留室 100が設けられるため、ガス貯留室 100と連通 される専用の吸排気ポート及びバルブを設ける必要がない。
[0078] すなわち、ガス貯留室 100及び既燃焼ガス誘導管 110を備えるエンジン 10によれ ば、シリンダーヘッド 10sh部分の構造を複雑にすることなぐ窒素酸化物 (NOx)を 低減することができる 4サイクル内燃機関を提供することができる。
[0079] 図 9は、ガス貯留室 100の容量と、燃費率との関係を示すグラフである。図 9に示す ように、ガス貯留室 100の容量が極めて小さい場合（図中の P21、約 Occ)と、ガス貯 留室 100の容量が約 45ccである場合（図中の P22)とでは、燃費率が約 10%改善し ている。また、図 10は、ガス貯留室 100の容量と、スロットル (スロットルバルブ）の開 度との関係を示すグラフである。
[0080] ガス貯留室 100及び既燃焼ガス誘導管 110を備えるエンジン 10では、吸気行程に おいて、既燃焼ガス G (EGRガス）が燃焼室 40に排出（還流）されることによって、内 部 EGR量を従来より大きくできる。また、エンジン 10のボンビングロスが低減するため 、エンジン 10のスロットルバルブを開き側に設定でき、燃費率を改善することができる
[0081] さらに、ガス貯留室 100及び既燃焼ガス誘導管 110を備えるエンジン 10では、燃焼 室 40にスワールを発生させることができるため、燃焼効率をさらに向上させることがで きる。
[0082] 図 11は、ガス貯留室 100の容量と、炭化水素ガス (HC)との関係を示すグラフであ る。図 11に示すように、ガス貯留室 100の容量が極めて小さい場合（図中の P31、約 Occ)と、ガス貯留室 100の容量が約 30ccである場合（図中の P32)とでは、 HCが約 7%低減している。
[0083] クェンチェリア QAでは HCが多く発生する力 既燃焼ガス誘導管 110の端部 110e 力 燃焼室 40の周部 40pに沿った方向に向いているため、ガス貯留室 100に貯留さ れて 、る既燃焼ガス G (EGRガス）をスワール状に周部 40pに排出することができる。 つまり、エンジン 10では、 EGRガスによってクェンチェリア QAの未燃焼ガスが減少 するため、 HCの発生量を抑制することができる。さらに、エンジン 10では、 EGRガス 力 Sスワール状に燃焼室 40に排出（還流）されるため、周部 40p付近に位置する EGR ガスと、吸気ポート 21から流入する新たな混合気との層状化が図られる。
[0084] すなわち、 EGR率 (燃焼室 40に還流される EGRガスの量を吸入空気量で叙した 数値)を向上させることができ、さらなる燃費率の改善や、排気ガスの浄ィ匕を図ること ができる。
[0085] また、上述したように、既燃焼ガス誘導管 110の内径、管長、及びガス貯留室 100 の容量は、エンジン 10の排気量などに応じて調整することができる。このため、ェン ジン 10の特性などに応じて、既燃焼ガス G (EGRガス）を燃焼室 40に排出するタイミ ングを適切な回転数の領域に容易に設定することができる。
[0086] (変更例）
上述したように、本発明の第 1実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この 開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきでは ない。この開示力も当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
[0087] 例えば、上述した本発明の第 1実施形態では、エンジン 10の膨張行程において、 排気バルブ 32が開いたタイミングで、既燃焼ガス Gがガス貯留室 100に流入し、ェン ジン 10の吸気行程にぉ 、て排気ノ レブ 32が開 、て 、るタイミングで、既燃焼ガス G (EGRガス）が燃焼室 40に排出される形態としたが、既燃焼ガス Gの流入及び排出 のタイミングは、必ずしも当該タイミングに限定されるものではない。
[0088] さらに、上述した本発明の第 1実施形態では、既燃焼ガス誘導管 110の端部 110e が弁部 32aの周辺に位置する形態とした力 既燃焼ガス誘導管 110は、必ずしも設 けなくても構わない。この場合、既燃焼ガス誘導管 110は、例えば、図 4に示す位置 PV、つまり、排気ポート 31の内壁面で終端する形態としてもよい。
[0089] [第 2実施形態]
図 12,図 13は、本発明の第 2実施形態を説明するための図である。本第 2実施形 態は、第 1実施形態と同様のガス貯留室 67に加えて新気貯留室 69を備えた例であ る。なお、本実施形態において、新気とは、空気のみの場合と、空気と燃料との混合 気の場合の両方を含む。
[0090] 本第 2実施形態におけるエンジンは、各気筒当たり吸気バルブ 2本と排気バルブ 2 本を備えた 4サイクル単気筒 4バルブエンジンである。該エンジンは、クランクケース の上壁に、シリンダーブロック，シリンダーヘッド及びヘッドカバーを積層締結した概 略構造を有する。
[0091] シリンダーヘッド 61のシリンダーブロック側合い面 61aには燃焼室の天壁を構成す る燃焼凹部 61bが設けられている。この燃焼凹部 61bには、 2つの吸気ポート開口 62 a, 62bと、 2つの排気ポート開口 63a, 63bが形成されている。これらの吸気ポート開 口，排気ポート開口はそれぞれ吸気バルブ，排気ノ レブで開閉される。なお、点火 プラグ 73は、燃焼凹部 61bの略中心部に配置される。
[0092] 各吸気ポート開口 62a, 62bには吸気通路のシリンダーヘッド内部分を構成する分 岐吸気ポート 62c, 62dが接続されている。この 2つの分岐吸気ポート 62c, 62dは、 同じく吸気通路のシリンダーヘッド内部分を構成する 1つの共通の主吸気ポート 62e 力も分岐されている。この主吸気ポート 62eの外部接続口には、吸気通路のシリンダ 一ヘッド外方部分を構成する吸気管 64が接続されている。この吸気管 64には吸気 通路面積を制御するスロットルバルブ 65が配設されている。
[0093] 各排気ポート開口 63a, 63bには排気通路のシリンダーヘッド内部分を構成する分 岐排気ポート 63c, 63dが接続されている。この 2つの分岐排気ポート 63c, 63dは、 同じく排気通路のシリンダーヘッド内部分を構成する 1つの共通の主排気ポート 63e に合流している。この主排気ポート 63eの外部接続口には、排気通路のシリンダーへ ッド外方部分を構成する排気管 66が接続されて 、る。
[0094] そしてシリンダーヘッド 61の排気側外方には、第 1実施形態におけるガス貯留室 1 00と同様の密閉ボックス状のガス貯留室 67が配設されている。このガス貯留室 67に は、既燃焼ガス誘導通路 (ガス連通路) 68の一端 68aが該ガス貯留室内に連通する ように接続されて 、る。ガス連通路 68の他端 68bは一方の分岐排気ポート 63dの排 気ポート開口 63bの下流側近傍部分に連通するように接続されて!、る。 [0095] ここで、ガス連通路 68の他端 68bは、排気ポート開口 63bを介して燃焼室内に臨 むように、かつ該燃焼室の内周に対して接線方向に向くように形成されている。即ち このガス連通路 68の軸線方向及び配置位置は、ガス貯留室 67内に貯留された排気 ガスが燃焼室の内周に沿ってスワール流 (横渦）をなしつつ燃焼室内に吸入されるよ うに設定されている。
[0096] またガス貯留室 67にはピストン 67aが進退自在に配置されている。このピストン 67a はァクチユエータ 67bにより進退駆動される。これによりガス貯留室 67の容積を自由 に変化させることが可能となって 、る。
[0097] また、シリンダーヘッド 61の吸気側外方には、ガス貯留室 67と同様の密閉ボックス 状をなす新気貯留室 69が配設されている。この新気貯留室 69には、第 1新気連通 路 70の一端 70aが該新気貯留室内に連通するように接続されている。この第 1新気 連通路 70の他端 70bは、一方の分岐吸気ポート 62cの吸気ポート開口 62aの上流 側近傍部分に連通するように接続されて ヽる。
[0098] 第 1新気連通路 70の他端 70bは、吸気ポート開口 62aを介して燃焼室内に臨むよ うに、かつ該燃焼室の中心寄りに形成された同心円 Hに対して接線方向に向くように 形成されている。即ちこの第 1新気連通路 70の軸線方向及び配置位置は、新気貯 留室 69内に貯留された新気が燃焼室の中心寄りのスワール流 (横渦）となって燃焼 室内に吸入されるように設定されて 、る。
[0099] ここでガス貯留室 67から排出された排気ガスによるスワール流は、燃焼室の外周寄 りに形成される。新気貯留室 69から排出された新気によるスワール流は、点火プラグ 73側寄りに形成される。これらの 2つのスワール流は層状をなし、これによりいわゆる 層状燃焼が実現される。
[0100] また新気貯留室 69には、第 2新気連通路 71の一端 71aが室内に連通するように接 続されている。この第 2新気連通路 71の他端 71bは、吸気管 64のアイドリング開度に 位置して!/、るスロットルバルブ 65の下流側直近部分に連通して!/、る。
[0101] さらに、新気貯留室 69にはピストン 69aが進退自在に配置されており、ピストン 69a はァクチユエータ 69bにより進退駆動され、これにより新気貯留室 69の容積を自由に 変化させることが可能となって 、る。 [0102] そしてァクチユエータ 67b, 69bには、 ECU74からガス貯留室容積制御信号 A,新 気貯留室容積制御信号 Bが入力される。この ECU74には、エンジン回転速度 a,ス ロットル開度 b,エンジン温度 c等のエンジン運転状態を示す信号が入力される。 EC U74は、これらの入力信号 a, b, cに基づいて、最適なガス貯留室容積，新気貯留室 容積を求め、これらの容積を実現するための制御信号 A, Bを各ァクチユエータ 67b , 69bに出力する。
[0103] 本第 2実施形態では、ガス貯留室 67は、ガス連通路 68によって分岐排気ポート 63 dの排気ポート開口 63bの下流側近傍に連通しているので、膨張行程の終期付近で 排気バルブ力排気ポート開口 63bを開くと、排気ガスの高いブローダウン圧力がガス 連通路 68に作用し、排気ガスがガス貯留室 67に流入し、ガス貯留室 67内に正圧で もって貯留される。そして吸気行程において排気バルブ力 S排気ポート開口 63bを閉じ る前にピストンが下降開始する。燃焼室内が負圧になると、図 13に符号 Dで示すよう に、ガス貯留室 67内に貯留されていた排気ガスが排気ポート開口 63bを介して燃焼 室内に排出される。
[0104] そしてガス連通路 68は、その軸線力排気ポート開口 63bを通って燃焼室の内周に 対して概ね接線をなすように配置されているので、ガス貯留室 67からの排気ガスは、 燃焼室の周縁寄りにおいて接線方向に排出される。そのため、燃焼室の周縁寄りに 排気ガスのスワール流が形成される。
[0105] 新気貯留室 69内は前回の吸気行程において負圧になっており、また第 1,第 2新 気連通路 70, 71により吸気通路の吸気ポート開口近傍，スロットルバルブ下流側近 傍に連通しているので、吸気行程の終了により吸気バルブが吸気ポート開口を閉じ ると、新気がこの新気貯留室 69内に貯留される。
[0106] そして次の吸気行程においてピストンが下降するとともに吸気バルブが吸気ポート 開口 62aを開くと、新気貯留室 69内に貯留されていた新気が第 1新気連通路 70を 介して吸気ポート開口 62aから燃焼室内に吸入される。この場合、新気貯留室 69は 、第 2新気連通路 71により吸気通路のスロットルバルブ下流側直近部分と連通して いるので、新気が第 2新気連通路 71,新気貯留室 69,及び第 1新気連通路 70を介 して吸気行程の終期付近まで継続して吸入され、かつ吸気行程の終期側になるほど 多くの新気が燃焼室内に吸入される（図 13の符号 E参照)。
[0107] そして第 1新気連通路 70は、その軸線が吸気ポート開口 62aを通って燃焼室の点 火プラグ 73側寄りに形成された同心円 Hに対して概ね接線をなすように配置されて いるので、新気貯留室 69からの新気は、燃焼室の中心寄りにおける接線方向に吸 入され、そのため燃焼室の中心寄りに新気のスワール流が形成される。
[0108] このようにして燃焼室の外周寄りには排気ガスによるスワール流が形成され、点火 プラグ 73側寄りには新気によるスワール流が形成される。この外側と内側の二重のス ワール流により層状ィ匕が実現され、排気ガスの導入によるボンビングロスの低減ひい ては燃費の向上を図ることができ、同時に新気のスワール流による燃焼性ひいては 排気ガス性状の改善を図ることができる。
[0109] なお、第 1実施形態では、（1)ガス貯留室 100のみを設けた例を説明し、第 2実施 形態では、（2)ガス貯留室 67と新気貯留室 69との両方を設け、かつ新気貯留室 69 をスロットルバルブ下流側と連通させた場合を説明した。し力しながら、本発明では、 以下の通り、さらに別の実施形態を採用することができる。
[0110] (3)新気貯留室 69のみを設けるとともに、新気貯留室 69と吸気通路とを第 1 ,第 2 新気連通路 70, 71で連通する。
[0111] (4)新気貯留室 69のみを設け、新気貯留室 69と吸気通路とを第 1新気連通路 70 で連通し、第 2新気連通路 71は設けない。
[0112] (5)ガス貯留室 67と新気貯留室 69との両方を設ける。ただし、この場合に、新気貯 留室 69と吸気通路とは、第 1新気連通路 70のみで連通する。
[0113] (6)図 15に示すように排気側にはガス貯留室 67を設け、一方、吸気側には新気貯 留室 69を設けることなく吸気通路のスロットルバルブ下流近傍部分と吸気ポート開口 近傍部分とを第 3新気連通路 72で直接連通する。この第 3新気連通路 72の上流端 部 72aはスロットルバルブ下流近傍に、下流端部 72bは吸気ポート開口近傍に接続 され、さらにこの下流端部 72b部分は、燃焼室の中心側寄りに新気のスワール流が 形成されるように軸線方向や配置位置が設定されている。より具体的には、下流端部 72bは、燃焼室の内周に対して接線方向に向くように配置されて 、る。
[0114] (作用'効果） 図 14は、（1)〜 (6)の場合における燃費向上効果を説明するための実験結果を示 す。本実験では、エンジン排気量 125cc、ガス貯留室容積 30cc、新気貯留室容積 3 Occの自動二輪車で時速 30, 50, 70km/hで走行する場合の燃費率の、ガス貯留室 ,新気貯留室の何れも備えていない比較例車両に対する向上効果を調査した。なお 、（6)の場合は、 30km/hで走行した場合のみの実験結果が示されている。
[0115] 図 14から、（1)〜（6)の何れの場合にも比較例より燃費率が向上していることが判 る。特に (4) , (3) , (2)の場合には、 30km/hにおいては、燃費率が比較例に比べて 13%, 16%, 21%と大幅に向上している。
[0116] (他の変更例）
以下において、上述した第 2実施形態の他の変更例について、図 16を参照しなが ら説明する。図 16は、本発明の第 2実施形態の他の変更例に係る 4サイクル内燃機 関の概略構成図である。
[0117] 図 16に示すように、 4サイクル内燃機関は、平面視において略円形である燃焼室 4 0と、燃焼室 40内に吸気される新気が流動する吸気管 64と、燃焼室 40内から排気さ れるガスが流動する排気管 66とを備える。また、吸気管 64は、燃焼室 40に開口する 分岐吸気ポート 62d及び分岐吸気ポート 62dを有している。排気管 66は、燃焼室 40 に開口する分岐排気ポート 63c及び分岐排気ポート 63dを有する。
[0118] また、 4サイクル内燃機関は、ガス貯留室 67C及び新気貯留室 69Cを備える。ガス 貯留室 67Cは、既燃焼ガスを貯留するガス貯留部 67dと、ガス貯留部 67d及び排気 管 66 (分岐排気ポート 63c)を連通するガス連通路 68cとを有する。新気貯留室 69C は、新気を貯留する新気貯留部 69dと、新気貯留部 69d及び吸気管 64 (分岐吸気ポ ート 62d)を連通する新気連通路 70cとを有する
燃焼室 40内の既燃焼ガスは、膨張行程又は排気工程にお!、て排気バルブが開!ヽ ている間に、ガス貯留室 67Cのガス貯留部 67dに流入する。一方で、ガス貯留室 67 Cのガス貯留部 67dに貯留された既燃焼ガスは、吸気工程にぉ ヽて排気バルブが開 V、て 、る間に燃焼室 40に排出される。
[0119] 新気貯留室 69Cの新気貯留部 69dに貯留された新気は、吸気工程において吸気 バルブが開いている間に燃焼室 40に吸入される。 [0120] 排気管 66 (分岐排気ポート 63c)側に位置するガス連通路 68cの少なくとも一部は 、燃焼室 40の周部 40pに沿った所定の回転方向（左回り方向）に向いている。また、 排気管 66 (分岐排気ポート 63c)側に位置するガス連通路 68cの少なくとも一部は、 排気管 66 (分岐排気ポート 63c)に沿っている。
[0121] 吸気管 64 (分岐吸気ポート 62d)側に位置する新気連通路 70cの少なくとも一部は 、燃焼室 40の中心寄りに形成された同心円 Hに沿った所定の回転方向（左回り方向 )に向いている。また、吸気管 64 (分岐吸気ポート 62d)側に位置する新気連通路 70 cの少なくとも一部は、吸気管 64 (分岐吸気ポート 62d)に沿っている。
[0122] なお、吸気管 64 (分岐吸気ポート 62d)側に位置する新気連通路 70cの一部の向 きは、排気管 66 (分岐排気ポート 63c)側に位置するガス連通路 68cの一部の向きと 同じ方向であればよぐ例えば、双方の向きが右回り方向であってもよいことは勿論 である。
[0123] 排気管 66は、燃焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド）の平面視に おいて湾曲しており、ガス貯留室 67Cの少なくとも一部は、燃焼室形成部の平面視 において、湾曲した排気管 66よりも内側の領域 (領域 A1)に設けられる。
[0124] 吸気管 64は、燃焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド）の平面視に おいて湾曲している。新気貯留室 69Cの少なくとも一部は、燃焼室形成部の平面視 において、湾曲した吸気管 64よりも内側の領域 (領域 B1)に設けられる。
[0125] (作用及び効果）
本変更例に係る 4サイクル内燃機関によれば、排気管 66 (分岐排気ポート 63c)側 に位置するガス連通路 68cの少なくとも一部は、燃焼室 40の周部 40pに沿った所定 の回転方向（左回り方向）に向いているため、ガス貯留室 67C力も燃焼室 40に排出 される既燃焼ガスによって、燃焼室 40の周部 40pに沿ったスワール流を発生すること ができる。
[0126] また、排気管 66 (分岐排気ポート 63c)側に位置するガス連通路 68cの少なくとも一 部は、分岐排気ポート 63cに沿っているため、既燃焼ガスが分岐排気ポート 63cの内 壁によって妨げられずにガス貯留室 67Cから燃焼室 40に排出される。したがって、 燃焼室 40の周部 40pに沿ったスワール流を効率的に発生することができる。 [0127] さらに、本変更例に係る 4サイクル内燃機関によれば、吸気管 64 (分岐吸気ポート 6 2d)側に位置する新気連通路 70cの少なくとも一部は、燃焼室 40の中心寄りに形成 された同心円 Hに沿った所定の回転方向（左回り方向）に向いているため、新気貯留 室 69Cから燃焼室 40に吸入される新気によって、燃焼室 40の中心寄りに形成され た同心円 Hに沿ったスワール流を発生することができる。
[0128] また、吸気管 64 (分岐吸気ポート 62d)側に位置する新気連通路 70cの少なくとも 一部は、分岐吸気ポート 62dに沿っているため、新気が分岐吸気ポート 62dの内壁 によって妨げられずに新気貯留室 69C力も燃焼室 40に吸入される。したがって、燃 焼室 40の中心寄りに形成された同心円 Hに沿ったスワール流を効率的に発生するこ とがでさる。
[0129] さらに、分岐吸気ポート 62d側に位置する新気連通路 70cの一部の向きは、分岐排 気ポート 63c側に位置するガス連通路 68cの一部の向きと同じ方向であるため、同心 円 H及び周部 40pに沿ったスワール流を効率的に発生することができる。
[0130] [第 3実施形態]
以下において、本発明の第 3実施形態について、図面を参照しながら説明する。ま た、以下においては、上述した実施形態と第 3実施形態との相違点について主として 説明する。
[0131] 具体的には、上述した実施形態では、既燃焼ガスを貯留するガス貯留室は、燃焼 室を形成する燃焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド)外に設けられ ている。
[0132] これに対して第 3実施形態では、既燃焼ガスを貯留するガス貯留室は、燃焼室を形 成する燃焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド）に設けられている。
[0133] 図 17は、本発明の第 3実施形態に係る 4サイクル内燃機関を示す概略構成図であ る。
[0134] 図 17に示すように、 4サイクル内燃機関（エンジン 11)は、燃焼室 40と、ピストン 52 Cを収容するシリンダーブロック l lsbと、シリンダーブロック l lsbに対向する合い面 1 laを有するシリンダーヘッド l lshと、燃焼室 40に開口する吸気ポート 21Cと、燃焼 室 40に開口する排気ポート 31Cと、吸気ポート 21Cの燃焼室側開口を開閉する吸 気バルブ 22Cと、排気ポート 31Cの燃焼室側開口を開閉する排気バルブ 32Cとを備 える。また、吸気ポート 21C及び排気ポート 31Cは、シリンダーヘッド l lshに形成さ れている。
[0135] 燃焼室 40は、シリンダーブロック l lsb及びシリンダーヘッド l lshがガスケット 12を 挟んで連結されることによって形成される。すなわち、シリンダーヘッド l lsh及びシリ ンダーブロック 1 lsbは、燃焼室 40を形成する燃焼室形成部である。
[0136] また、エンジン 11は、ガス貯留室 120を備える。ガス貯留室 120は、既燃焼ガスを 貯留するガス貯留部 120aと、ガス貯留部 120a及び排気ポート 31Cを連通するガス 連通路部 120cとを有する。
[0137] ガス貯留部 120a及びガス連通路部 120cは、シリンダーヘッド l lshに形成されて おり、ガス連通路部 120cは、排気ポート 31Cと合い面 11aとの間に形成される。また 、ガス貯留部 120aは、合い面 11aに向けて開口する開口 120b (シリンダーヘッド開 口）を有している。開口 120bは、シリンダーブロック l lsbとシリンダーヘッド l lshとが ガスケット 12を挟んで連結されることによって塞がれる。
[0138] 既燃焼ガスは、膨張行程又は排気行程にお!、て排気バルブ 32Cが開 、て 、る間 にガス貯留室 120 (ガス貯留部 120a)に流入する。ガス貯留室 120 (ガス貯留部 120 a)に貯留された既燃焼ガスは、吸気行程において排気バルブ 32Cが開いている間 に燃焼室 40に排出される。
[0139] なお、上述した新気貯留室 (新気貯留室 69C)は、ガス貯留室 120と同様に、燃焼 室形成部（シリンダーブロック 1 lsb及びシリンダーヘッド 1 lsh)に設けられて 、てもよ い。
[0140] (作用及び効果）
本発明の第 3実施形態に係る 4サイクル内燃機関 (エンジン 11)によれば、ガス貯 留室 120が燃焼室形成部（シリンダーブロック l lsb及びシリンダーヘッド l lsh)に設 けられて ヽるため、ガス貯留室 100のように燃焼室形成部外に設けられて!/ヽる場合に 比べて、エンジン 11のコンパクトィ匕を図ることができ、エンジン 11の糸且立てが容易とな る。
[0141] また、本発明の第 3実施形態に係る 4サイクル内燃機関 (エンジン 11)によれば、ガ ス貯留部 120aは、シリンダーヘッド l lshに形成されるとともに、合い面 11aに向けて 開口する開口 120bを有している。開口 120bは、シリンダーブロック l lsbとシリンダ 一ヘッド l lshとがガスケット 12を挟んで連結されることによって塞がれる。したがって 、ガス貯留部 120aを切削によって形成しなくても、ガス貯留部 120aを铸造によって 形成することができ、シリンダーヘッド l lshの加工が容易となる。
[0142] また、本発明の第 3実施形態に係る 4サイクル内燃機関 (エンジン 11)によれば、ガ ス連通路部 120cが、排気ポート 31Cと合い面 11aとの間に形成されるため、シリンダ 一ヘッド 11 shの限られたスペースを有効に活用して、ガス貯留部 120a及びガス連 通路部 120cを形成することができる。
[0143] [第 4実施形態]
以下において、本発明の第 4実施形態について、図面を参照しながら説明する。ま た、以下においては、上述した実施形態と第 4実施形態との相違点について主として 説明する。
[0144] 第 4実施形態では、既燃焼ガスを貯留するガス貯留室は、燃焼室を形成する燃焼 室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド）の外側部分に設けられて!/、る。
[0145] 図 18は、本発明の第 4実施形態に係る 4サイクル内燃機関 (エンジン 13)の一部概 略斜視図である。具体的には、図 18は、エンジン 13を構成するシリンダーヘッド 13s hの概略斜視図である。図 19は、図 18に示した F19方向からのシリンダーヘッド 13s hの下面図である。
[0146] 図 18及び図 19に示すように、エンジン 13には、吸気ポート 21D及び排気ポート 31 Dが形成される。吸気ポート 21Dには、吸気バルブ (不図示）によって開閉される吸 気ポート開口 21a, 21b力形成される。排気ポート 31Dには、排気バルブ (不図示）に よって開閉される排気ポート開口 31a, 31bが形成される。
[0147] シリンダーヘッド 13shには、エンジン 13のシリンダーブロックにシリンダーヘッド 13s hを取り付けるために用いられる取付部 13bが形成される。
[0148] シリンダーヘッド 13sh (燃焼室形成部）の外側部分、具体的には、排気ポート 31D には、ガス貯留室 130が設けられる。ガス貯留室 130は、シリンダーヘッド 13shの外 側部分力も突出している。具体的には、ガス貯留室 130は、シリンダー 13c (図 19参 照）の接線方向に向けて突出する。なお、図 19において、符号 13cは、実際には、シ リンダ一（不図示）と重ね合わせられるシリンダーヘッド 13shの燃焼室部分を指示し ている。
[0149] ガス貯留室 130は、シリンダーヘッド 13shの外側部分に設けられる基部 13aと、基 部 13aを塞ぐ蓋部 131とを有する。蓋部 131は、ボルト (不図示）によって基部 13aに 取り付けられる。
[0150] 本実施形態では、ガス貯留室 130は、直方体状である。具体的には、ガス貯留室 1 30は、シリンダー（不図示）の軸線 L1に沿った辺 131aは、軸線 L1と直交する辺 131 bよりも長い。
[0151] 基部 13aは、シリンダーヘッド 13shから突出し、シリンダーヘッド 13shと一体に形 成される。基部 13a及び蓋部 131の内部には、既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部 1 30aが形成される。
[0152] 基部 13aには、ガス連通路部 132が接合されている。ガス貯留室 130に貯留された 既燃焼ガスは、ガス連通路部 132を介して排気ポート 31Dに排出される（ガス連通路 部 132の部分に示した矢印参照)。
[0153] (作用'効果）
本発明の第 4実施形態に係る 4サイクル内燃機関 (エンジン 13)によれば、ガス貯 留室 130は、シリンダーヘッド 13shの外側部分に設けられるとともに、ガス貯留室 13 0は、シリンダーヘッド 13shの外側部分力も突出する。また、ガス貯留室は、直方体 状であり、シリンダー（不図示）の軸線 L1に沿った辺 131aは、軸線 L1と直交する辺 1 31bよりも長い。
[0154] このため、上述した第 3実施形態のようにシリンダーヘッドの内部に十分な容量を有 するガス貯留室を形成することができな ヽ場合でも、ガス貯留室 130としての十分な 容量を確保しつつエンジン 13のコンパクト化を図ることができる。
[0155] 本実施形態では、基部 13aの内部には、既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部 130a が形成され、基部 13aは蓋部 131によって塞がれる。このため、ガス貯留部 130a内 部のメンテナンスが容易である。
[0156] さらに、本実施形態では、蓋部 131の内部にもガス貯留部 130aが形成される。この ため、蓋部 131を用 、て容易にガス貯留部 130aの容量を増大させせることができる 。また、蓋部 131のサイズを変更することによって、ガス貯留部 130aの容量を容易に 変ィ匕させることができる。
[0157] [その他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部 をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この 開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
[0158] 例えば、上述した実施形態及び変更例の特徴部分を適宜組み合わせることによつ て、 4サイクル内燃機関を実現してもよい。
[0159] 具体的には、上述した第 2実施形態の変更例で示したように、排気通路 (排気管 66 )力 燃焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド)の平面視において湾 曲しており、ガス貯留室 (ガス貯留室 67C)の少なくとも一部力 燃焼室形成部の平 面視において、湾曲した排気通路 (排気管 66)よりも内側の領域 (領域 A1)に設けら れており、上述した第 3実施形態に示したように、ガス貯留室 (ガス貯留室 120)が燃 焼室形成部（特に、シリンダーヘッド l lsh)に設けられていてもよい。
[0160] これによれば、ガス貯留室の少なくとも一部が、湾曲した排気通路よりも内側の領域 A1に設けられており、ガス貯留室がシリンダーヘッドに設けられているため、シリンダ 一ヘッドの限られたスペースを有効に活用して、ガス貯留室を形成することができる。
[0161] また、上述した第 2実施形態の変更例で示したように、吸気通路（吸気管 64)が、燃 焼室形成部（シリンダーブロック及びシリンダーヘッド）の平面視にお 、て湾曲してお り、新気貯留室 (新気貯留室 69C)の少なくとも一部が、燃焼室形成部の平面視にお いて、湾曲した吸気通路（吸気管 64)よりも内側の領域 (領域 B1)に設けられており、 新気貯留室が燃焼室形成部（シリンダーブロック l lsb及びシリンダーヘッド l lsh)に 設けられていてもよい。
[0162] さらに、上述した第 3実施形態では、ガス貯留部 120aは、シリンダーヘッド l lshに 形成されるとともに、合い面 11aに向けて開口する開口 120bを有する力 これに限 定されるものではなぐ合い面 11aに向けて開口する開口 120bを有していなくてもよ い。 [0163] 例えば、ガス貯留部の形状は、以下のように変更することができる。図 20及び図 21 は、ガス貯留部の変形例を示す。
[0164] 図 20は、第 3実施形態の変形例に係るシリンダーヘッド 14sh及びシリンダーブロッ ク 14sbの一部拡大断面図を示す。図 20に示すように、ガス貯留室 140は、ガス貯留 部 140aとガス連通路部 140cとによって形成される。ガス貯留部 140aは、シリンダー ヘッド 14shではなぐシリンダーブロック 14sbに形成される。
[0165] ガス貯留部 140aには、合い面 14aに向けて開口する開口 140b (シリンダーブロッ ク開口）が形成される。図 20に示す変形例では、シリンダーブロック 14sbとシリンダー ヘッド 14shとが連結されることによって、開口 140bが塞がれる。
[0166] 図 21は、第 3実施形態の他の変形例に係るシリンダーヘッド 15sh及びシリンダー ブロック 15sbの一部拡大断面図を示す。図 21に示すように、ガス貯留室 150は、ガ ス貯留部 150aとガス連通路部 150dとによって形成される。ガス貯留部 150aは、シリ ンダーヘッド 15sh及びシリンダーブロック 15sbに形成される。
[0167] シリンダーヘッド 15sh側に形成されるガス貯留部 150aには、合い面 15aに向けて 開口するシリンダーヘッド開口 150bが形成される。一方、シリンダーブロック 15sb側 に形成されるガス貯留部 150aには、シリンダーヘッド 15shに向けて開口するシリン ダーブロック開口 150cが形成される。
[0168] 前図 20に示す変形例では、シリンダーブロック 15sbとシリンダーヘッド 15shとが連 結されることによって、シリンダーヘッド開口 150b及びシリンダーブロック開口 150c が連通する。
[0169] このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは 勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明力 妥当な特許請求 の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
[0170] なお、 日本国特許出願第 2006— 202614号（2006年 12月 22日出願）、及び日 本国特許出願第 2007— 172933号（2007年 6月 29日出願）の全内容が、参照によ り、本願明細書に組み込まれている。
産業上の利用可能性
[0171] 本発明に係る 4サイクル内燃機関は、シリンダーヘッド部分の構造を複雑にすること なぐさらに燃費を改善するとともに窒素酸ィ匕物 (NOx)を低減することができるため、 エンジンなどの内燃機関に有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 燃焼室と、前記燃焼室を形成する燃焼室形成部と、前記燃焼室に開口する吸気通 路と、前記燃焼室に開口する排気通路と、前記吸気通路の燃焼室側開口を開閉す る吸気バルブと、前記排気通路の燃焼室側開口を開閉する排気バルブとを備えた 4 サイクル内燃機関であって、
前記燃焼室形成部には、前記排気通路に連通し、前記燃焼室から排出される既燃 焼ガスを貯留するガス貯留室が設けられ、
前記既燃焼ガスは、膨張行程又は排気行程にぉ ヽて前記排気バルブが開 ヽて ヽ る間に前記ガス貯留室に流入し、
前記ガス貯留室に貯留された前記既燃焼ガスは、吸気行程にお!ヽて前記排気バ ルブが開いている間に前記燃焼室に排出される 4サイクル内燃機関。
[2] 前記ガス貯留室は、
前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部と、
前記ガス貯留部及び前記排気通路を連通するガス連通路部と
を有し、
前記燃焼室形成部は、シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに対向する合
V、面を有するシリンダーヘッドとを有し、
前記ガス貯留部は、前記シリンダーヘッドに形成され、
前記ガス貯留部には、前記合い面に向けて開口するシリンダーヘッド開口が形成さ れ、
前記シリンダーブロックと前記シリンダーヘッドとが連結されることによって、前記シリ ンダーヘッド開口が塞がれる請求項 1に記載の 4サイクル内燃機関。
[3] 前記ガス貯留室は、
前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部と、
前記ガス貯留部及び前記排気通路を連通するガス連通路部と
を有し、
前記燃焼室形成部は、シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに対向する合
V、面を有するシリンダーヘッドとを有し、 前記ガス貯留部は、前記シリンダーブロックに形成され、
前記ガス貯留部には、前記合い面に向けて開口するシリンダーブロック開口が形成 され、
前記シリンダーブロックと前記シリンダーヘッドとが連結されることによって、前記シリ ンダーブロック開口が塞がれる請求項 1に記載の 4サイクル内燃機関。
[4] 前記ガス貯留室は、
前記既燃焼ガスを貯留するガス貯留部と、
前記ガス貯留部及び前記排気通路を連通するガス連通路部と
を有し、
前記燃焼室形成部は、シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに対向する合 V、面を有するシリンダーヘッドとを有し、
前記ガス貯留部は、前記シリンダーヘッド及び前記シリンダーブロックに形成され、 前記シリンダーヘッドに形成される前記ガス貯留部には、前記合い面に向けて開口 するシリンダーヘッド開口が形成され、
前記シリンダーブロックに形成される前記ガス貯留部には、前記シリンダーヘッドに 向けて開口するシリンダーブロック開口が形成され、
前記シリンダーヘッドと前記シリンダーブロックとが連結されることによって、前記シリ ンダーヘッド開口及び前記シリンダーブロック開口が連通する請求項 1に記載の 4サ イタル内燃機関。
[5] 前記排気通路は、前記シリンダーヘッドに形成されており、
前記ガス連通路部は、前記排気通路と、前記合い面との間に形成される請求項 2 乃至 4の何れか一項に記載の 4サイクル内燃機関。
[6] 前記燃焼室は、平面視において略円形であり、
前記排気通路側に位置する前記ガス連通路部の少なくとも一部は、前記燃焼室の 周部に沿った所定の回転方向に向いている請求項 2乃至 4の何れか一項に記載の 4 サイクル内燃機関。
[7] 前記排気通路側に位置する前記ガス連通路部の少なくとも一部は、前記排気通路 に沿っている請求項 2乃至 4の何れか一項に記載の 4サイクル内燃機関。
[8] 前記排気通路は、前記燃焼室形成部の平面視において湾曲しており、 前記ガス貯留室の少なくとも一部は、前記燃焼室形成部の平面視において、湾曲 した前記排気通路よりも内側の領域に設けられる請求項 1に記載の 4サイクル内燃機 関。
[9] 前記ガス貯留室は、前記燃焼室形成部の外側部分に設けられる請求項 1に記載の 4サイクル内燃機関。
[10] 前記ガス貯留室は、前記外側部分力 突出する請求項 9に記載の 4サイクル内燃 機関。
[11] 前記ガス貯留室は、
前記外側部分に設けられる基部と、
前記基部を塞ぐ蓋部と
を有し、
前記基部の内部には、前記既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部が形成される請求 項 10に記載の 4サイクル内燃機関。
[12] 前記蓋部の内部には、前記既燃焼ガスが貯留されるガス貯留部が形成される請求 項 10に記載の 4サイクル内燃機関。
[13] 前記ガス貯留室は、直方体状である請求項 12に記載の 4サイクル内燃機関。
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