JPH11132054A - Internal conbustion engine - Google Patents
Internal conbustion engineInfo
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- JPH11132054A JPH11132054A JP29653797A JP29653797A JPH11132054A JP H11132054 A JPH11132054 A JP H11132054A JP 29653797 A JP29653797 A JP 29653797A JP 29653797 A JP29653797 A JP 29653797A JP H11132054 A JPH11132054 A JP H11132054A
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- intake
- valve
- stroke
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室を有するシ
リンダヘッドと、前記燃焼室に連なるシリンダボアを有
するシリンダブロックと、前記シリンダボアに往復動可
能に嵌装されるピストンと、燃焼室に開口する吸気ポー
ト及び排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁とを備え
た内燃エンジンの改良に関する。The present invention relates to a cylinder head having a combustion chamber, a cylinder block having a cylinder bore connected to the combustion chamber, a piston reciprocally fitted in the cylinder bore, and an opening to the combustion chamber. The present invention relates to an improvement in an internal combustion engine having an intake valve and an exhaust valve for opening and closing an intake port and an exhaust port.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、四サイクル内燃エンジンでは、特
公昭５３−４１６６号公報に開示されているように、排
ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化除去するために、排気ポー
トにサーマルリアクタや酸化触媒等の排気浄化装置を接
続することが知られている。この場合、排気浄化装置の
上流に、ＣＯ及びＨＣの酸化に必要な２次空気を導入す
るようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a four-stroke internal combustion engine, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-4166, a thermal reactor, an oxidation catalyst or the like is provided at an exhaust port to oxidize and remove CO and HC in exhaust gas. It is known to connect an exhaust gas purifying device. In this case, secondary air required for the oxidation of CO and HC is introduced upstream of the exhaust gas purification device.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
ては、排気浄化装置の上流に、ＣＯ及びＨＣの酸化に必
要な２次空気を導入するために、高価な空気ポンプが必
要となるので、コストの高騰を免れない。In the above conventional apparatus, an expensive air pump is required to introduce secondary air necessary for oxidizing CO and HC upstream of the exhaust gas purification apparatus. We cannot help rising costs.
【０００４】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、高価な空気ポンプを用いることなく、排ガスに、
その温度低下を抑えつゝ新気を良好に混合し得るように
して、排ガス中のＣＯ及びＨＣを効果的に酸化除去する
ようにした、前記内燃エンジンを提供することを目的と
する。[0004] The present invention has been made in view of such circumstances, and without using an expensive air pump, the exhaust gas
An object of the present invention is to provide the internal combustion engine in which fresh air can be satisfactorily mixed while suppressing the temperature decrease, and CO and HC in exhaust gas are effectively oxidized and removed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃焼室を有するシリンダヘッドと、前記
燃焼室に連なるシリンダボアを有するシリンダブロック
と、前記シリンダボアに往復動可能に嵌装されるピスト
ンと、燃焼室に開口する吸気ポート及び排気ポートを開
閉する吸気弁及び排気弁とを備えた内燃エンジンにおい
て、前記ピストンが吸気、圧縮、燃焼及び排気の通常の
四行程を作動した後、燃料供給を伴わずに吸気弁及び排
気弁を共に開弁しての２次吸気行程と、吸気弁を閉弁す
ると共に排気弁を開弁しての２次排気行程とを順次作動
するようにしたことを第１の特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder head having a combustion chamber, a cylinder block having a cylinder bore connected to the combustion chamber, and a reciprocally fitted fitting in the cylinder bore. And an intake valve and an exhaust valve for opening and closing an intake port and an exhaust port that open to a combustion chamber, the piston operates a normal four strokes of intake, compression, combustion and exhaust. A secondary intake stroke in which the intake valve and the exhaust valve are both opened without fuel supply, and a secondary exhaust stroke in which the intake valve is closed and the exhaust valve is opened are sequentially operated. This is a first feature.
【０００６】上記特徴によれば、２次吸気行程で、シリ
ンダボアに燃料を含まない新気と前行程で排出された排
ガスとが吸入されるので、高温環境下で排ガスと新気と
が良好に混合、反応して、排ガス中の有害なＣＯ及びＨ
Ｃが効果的に酸化除去される。次いで、２次排気工程
で、高温の上記混合ガスが排気ポートに排出され、排気
ポート側に残留する排ガスと混合、反応して、排ガス中
の残余のＣＯ及びＨＣが酸化除去される。According to the above feature, in the secondary intake stroke, fresh air not containing fuel and exhaust gas discharged in the previous stroke are sucked into the cylinder bore, so that the exhaust gas and fresh air can be favorably mixed in a high temperature environment. Mixing and reacting, harmful CO and H in exhaust gas
C is effectively oxidized and removed. Next, in a secondary exhaust process, the high-temperature mixed gas is exhausted to an exhaust port, mixed and reacted with exhaust gas remaining on the exhaust port side, and the remaining CO and HC in the exhaust gas are oxidized and removed.
【０００７】また本発明は、上記特徴に加えて、前記排
気ポートに排気浄化装置を接続したことを第２の特徴と
する。[0007] In addition to the above features, the present invention has a second feature in that an exhaust gas purification device is connected to the exhaust port.
【０００８】この第２の特徴によれば、高温の混合ガス
と排気ポート側に残留する排ガスとの混合、反応が排気
浄化装置で行われ、排ガス中の残余のＣＯ及びＨＣが効
果的に酸化除去される。According to the second feature, the mixing and reaction of the high-temperature mixed gas and the exhaust gas remaining on the exhaust port side are performed in the exhaust gas purification device, and the residual CO and HC in the exhaust gas are effectively oxidized. Removed.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付図面
に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings.
【００１０】先ず図１において、符号Ｅは本発明の内燃
エンジンを示すものであって、そのエンジン本体１は、
シリンダブロック２と、それの上端面に接合されるシリ
ンダヘッド３とを備えており、シリンダブロック２に形
成されたシリンダボア２ａにピストン４が往復動可能に
嵌装される。このピストン４は、コンロッド５を介し
て、クランクケース（図示せず）に支承されるクランク
軸６に連接される。First, in FIG. 1, reference symbol E indicates an internal combustion engine of the present invention, and
It has a cylinder block 2 and a cylinder head 3 joined to the upper end surface thereof. A piston 4 is fitted in a cylinder bore 2a formed in the cylinder block 2 so as to be able to reciprocate. The piston 4 is connected via a connecting rod 5 to a crankshaft 6 supported on a crankcase (not shown).
【００１１】シリンダヘッド３には、シリンダボア２ａ
に連なる燃焼室７と、この燃焼室７の天井面に開口する
吸気ポート８及び排気ポート９とが形成されている。ま
た、このシリンダヘッド３には点火栓（図示せず）が螺
着され、その電極を燃焼室７に臨ませている。The cylinder head 3 has a cylinder bore 2a.
, And an intake port 8 and an exhaust port 9 that are open to the ceiling surface of the combustion chamber 7. An ignition plug (not shown) is screwed into the cylinder head 3, and its electrode faces the combustion chamber 7.
【００１２】吸気ポート８及び排気ポート９は、シリン
ダヘッド３に弁ガイド１０，１１を介してそれぞれ摺動
自在に支承される吸気弁１２及び排気弁１３により開閉
されるようになっており、これらを開閉作動する動弁機
構１４がシリンダヘッド３の上部に配設される。この動
弁機構１４は、吸気弁１２及び排気弁１３をそれぞれ閉
じ方向に付勢する弁ばね１５，１６と、シリンダヘッド
３にそれぞれ軸支されて吸気弁１２及び排気弁１３の上
端に一端をそれぞれ当接させるロッカアーム１７，１８
と、シリンダヘッド３に回転自在に支承されてロッカア
ーム１７，１８の他端にカム面を係合させるカム軸１９
とからなり、カム軸１９のカム面のリフト部がロッカア
ーム１７，１８の他端を押し上げると、対応する吸、排
気弁１２，１３を弁ばね１５，１６の弾発力に抗して開
放するようになっている。The intake port 8 and the exhaust port 9 are opened and closed by an intake valve 12 and an exhaust valve 13 slidably supported on the cylinder head 3 via valve guides 10 and 11, respectively. A valve mechanism 14 that opens and closes the cylinder head 3 is disposed above the cylinder head 3. The valve mechanism 14 has valve springs 15 and 16 for urging the intake valve 12 and the exhaust valve 13 in the closing direction, respectively, and has one end at the upper end of the intake valve 12 and the exhaust valve 13 that is supported by the cylinder head 3. Rocker arms 17 and 18 to contact respectively
And a camshaft 19 rotatably supported by the cylinder head 3 and engaging the cam surfaces with the other ends of the rocker arms 17 and 18.
When the lift of the cam surface of the camshaft 19 pushes up the other ends of the rocker arms 17, 18, the corresponding intake and exhaust valves 12, 13 are opened against the resilience of the valve springs 15, 16. It has become.
【００１３】このカム軸１９は、調時伝動装置２０を介
して前記クランク軸６に連動、連結される。この調時伝
動装置２０は、クランク軸６に固着された駆動タイミン
グプーリ２１と、カム軸１９に固着された被動タイミン
グプーリ２２と、これらプーリ２１，２２間に巻掛けら
れたタイミングベルト２３とから構成され、駆動タイミ
ングプーリ２１が被動タイミングプーリ２２を３分の１
の減速比をもって駆動するようになっている。この調時
伝動装置２０により、クランク軸６の三回転をもってカ
ム軸１９を一回転させ、吸、排気弁１２，１３を図２の
作用説明図に示すタイミングで開閉する。The camshaft 19 is linked to and connected to the crankshaft 6 via a timing transmission 20. The timing transmission 20 includes a drive timing pulley 21 fixed to the crankshaft 6, a driven timing pulley 22 fixed to the camshaft 19, and a timing belt 23 wound between the pulleys 21 and 22. The driving timing pulley 21 is one third of the driven timing pulley 22.
It is designed to be driven with a reduction ratio of. The timing transmission 20 causes the camshaft 19 to make one rotation with three rotations of the crankshaft 6, and opens and closes the intake and exhaust valves 12, 13 at the timing shown in the operation explanatory diagram of FIG.
【００１４】吸気ポート８には、燃焼噴射装置２５を備
えた吸気管２４が、また排気ポート９には、排気浄化装
置としての三元触媒コンバータ２７を備えた排気管２６
がそれぞれ接続される。The intake port 8 has an intake pipe 24 provided with a combustion injection device 25, and the exhaust port 9 has an exhaust pipe 26 provided with a three-way catalytic converter 27 as an exhaust purification device.
Are respectively connected.
【００１５】次に、図２を参照しながら、この実施例の
作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００１６】ピストン４は、クランク軸６が１８０°回
転を進める度に、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気
行程、２次吸気行程、２次排気行程を順次作動する。し
たがって、この六行程はクランク軸６の三回転をもって
終了する。The piston 4 sequentially operates the intake stroke, the compression stroke, the combustion stroke, the exhaust stroke, the secondary intake stroke, and the secondary exhaust stroke every time the crankshaft 6 advances by 180 °. Therefore, these six strokes end after three rotations of the crankshaft 6.
【００１７】而して、最初の四行程では、従来一般の四
サイクル内燃エンジンと同様の作用が行われる。即ち、
吸気行程では、排気弁１３を閉じたまゝ吸気弁１２を開
くことにより、新気と燃料噴射装置２５から噴射された
燃料とが吸気ポート８からシリンダボア２ａに吸入さ
れ、それらが混合して混合気が生成され、圧縮行程で
は、吸、排気弁１２，１３を共に閉じることにより、上
記混合気が圧縮されると共に、その終期に点火が行わ
れ、燃焼行程では、吸、排気弁１２，１３の閉弁の継続
により、混合気の燃焼、膨脹が行われ、排気行程では、
吸気弁１２を閉じたまゝ排気弁１３を開くことにより、
排ガスが排気ポート９へ排出される。Thus, in the first four strokes, the same operation as in a conventional general four-stroke internal combustion engine is performed. That is,
In the intake stroke, fresh air and fuel injected from the fuel injection device 25 are sucked into the cylinder bore 2a from the intake port 8 by opening the intake valve 12 while the exhaust valve 13 is closed, and they are mixed to form an air-fuel mixture. Is generated, and in the compression stroke, the intake and exhaust valves 12 and 13 are both closed to compress the air-fuel mixture and ignite at the end thereof. In the combustion stroke, the intake and exhaust valves 12 and 13 are closed. By continuing to close the valve, the mixture is burned and expanded, and during the exhaust stroke,
By opening the exhaust valve 13 while closing the intake valve 12,
Exhaust gas is discharged to the exhaust port 9.
【００１８】本発明は、この排気行程の次に２次吸気行
程及び２次排気行程が行われる点に特徴がある。２次吸
気行程では、燃料噴射装置２５を作動せずに吸、排気弁
１２，１３を共に開くことにより、吸気ポート８からは
燃料を含まない新気が、また排気ポート９からは一旦排
出された排ガスがシリンダボア２ａに吸入される。これ
により高温環境下で排ガスと新気とが良好に混合、反応
して、シリンダボア２ａ内に残留していた排ガス及び吸
入された排ガス中の有害なＨＣ及びＣＯは効果的な酸化
反応により無害化される。即ち酸化除去される。The present invention is characterized in that the exhaust stroke is followed by a secondary intake stroke and a secondary exhaust stroke. In the secondary intake stroke, the intake air is opened without opening the exhaust valves 12 and 13 without operating the fuel injection device 25, so that fresh air containing no fuel is exhausted from the intake port 8 and is exhausted once from the exhaust port 9. The exhaust gas is sucked into the cylinder bore 2a. As a result, the exhaust gas and the fresh air are mixed and reacted well in a high-temperature environment, and harmful HC and CO in the exhaust gas remaining in the cylinder bore 2a and the sucked exhaust gas are rendered harmless by an effective oxidation reaction. Is done. That is, it is oxidized and removed.
【００１９】このように有害成分の酸化除去を伴いなが
ら生成された排ガスと新気との高温の混合ガスは、２次
排気工程で排気弁１３を開いたまゝ吸気弁１２を閉じる
ことにより、排気ポート９へ排出されるので、排気ポー
ト９側に残留する排気ガスとも混合、反応して、排ガス
中の残余のＨＣ及びＣＯが酸化除去される。The high-temperature mixed gas of the exhaust gas and the fresh air generated while oxidizing and removing the harmful components is exhausted by opening the exhaust valve 13 and closing the intake valve 12 in the secondary exhaust process. Since the exhaust gas is exhausted to the port 9, it also mixes and reacts with the exhaust gas remaining on the exhaust port 9 side, and the remaining HC and CO in the exhaust gas are oxidized and removed.
【００２０】さらに高温の上記混合ガスと他の残留排ガ
スは、混合、反応しながら触媒コンバータ２７に送り込
まれるので、それらの混合、反応は触媒コンバータ２７
により促進され、排ガス中に残余のＨＣ及びＣＯの酸化
除去は効果的に行われる。同時に、排ガス中のＮＯｘは
還元反応により無害化される。The mixed gas and other residual exhaust gas having a higher temperature are sent to the catalytic converter 27 while mixing and reacting.
, And the residual HC and CO in the exhaust gas are effectively oxidized and removed. At the same time, NOx in the exhaust gas is rendered harmless by a reduction reaction.
【００２１】以後、同様の作用が繰返えされる。Thereafter, the same operation is repeated.
【００２２】このように２次吸気行程と２次排気行程を
追加することにより、排気ガスに、その温度低下を抑え
つゝ、二度にわたり新気を混合させ、反応させ、更にこ
れらの混合ガスを触媒コンバータ２７に送り込むことに
より、排ガス中のＨＣ及びＣＯの酸化除去を極めて効果
的に行うことができ、しかも、新気を供給するための高
価な空気ポンプを特別に設ける必要もない。By adding the secondary intake stroke and the secondary exhaust stroke in this way, fresh gas is mixed twice with the exhaust gas to cause a reaction while suppressing the temperature decrease of the exhaust gas. To the catalytic converter 27, the HC and CO in the exhaust gas can be oxidized and removed very effectively, and there is no need to provide an expensive air pump for supplying fresh air.
【００２３】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可
能である。例えば、吸気弁１２及び排気弁１３をソレノ
イド等により電気的に駆動することもできる。また内燃
エンジンＥを多気筒型に構成することもできる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the intake valve 12 and the exhaust valve 13 can be electrically driven by a solenoid or the like. Further, the internal combustion engine E may be configured as a multi-cylinder engine.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、ピストンが吸気、圧縮、燃焼及び排気の通常の四行
程を作動した後、燃料供給を伴わずに吸気弁及び排気弁
を共に開弁しての２次吸気行程と、吸気弁を閉弁すると
共に排気弁を開弁しての２次排気行程とを順次作動する
ようにしたので、２次吸気行程では、高温環境下で新気
と排ガスとの良好な混合、反応を行わせ、次の２次排気
工程では、高温の混合ガスと排気通路に残留する排ガス
との混合、反応を行わせることにより、排ガス中のＣＯ
及びＨＣを効果的に酸化除去することができる。しか
も、上記新気の供給に特別な空気ポンプを用いる必要が
ないから、コストの高騰を招かずに済む。As described above, according to the first aspect of the present invention, after the piston operates the normal four strokes of intake, compression, combustion, and exhaust, the intake valve and the exhaust valve do not need to be supplied with fuel. And a secondary exhaust stroke in which the intake valve is closed and the exhaust valve is opened in order to sequentially operate the secondary intake stroke. A good mixing and reaction of fresh air and exhaust gas is performed below, and in the next secondary exhaust process, a mixture and reaction of the high-temperature mixed gas and the exhaust gas remaining in the exhaust passage are performed, so that the CO
And HC can be effectively oxidized and removed. In addition, since it is not necessary to use a special air pump for supplying the fresh air, it is possible to avoid an increase in cost.
【００２５】また本発明の第２の特徴によれば、排気ポ
ートに排気浄化装置を接続したので、高温の混合ガスと
排気通路に残留する排ガスとの混合、反応を排気浄化装
置で行わせることにより、排ガス中の残余のＣＯ及びＨ
Ｃを効果的に酸化除去することができる。According to the second feature of the present invention, since the exhaust gas purification device is connected to the exhaust port, the exhaust gas purification device can mix and react the high-temperature mixed gas with the exhaust gas remaining in the exhaust passage. By the residual CO and H in the exhaust gas
C can be effectively oxidized and removed.
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃エンジンの縦断
面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】上記内燃エンジンの作用説明図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the internal combustion engine.
Ｅ・・・・・内燃エンジン ２・・・・・シリンダブロック ２ａ・・・・シリンダボア ３・・・・・シリンダヘッド ４・・・・・ピストン ７・・・・・燃焼室 ８・・・・・吸気ポート ９・・・・・排気ポート １２・・・・吸気弁 １３・・・・排気弁 ２７・・・・排気浄化装置（触媒コンバータ） E: Internal combustion engine 2 ... Cylinder block 2a ... Cylinder bore 3 ... Cylinder head 4 ... Piston 7 ... Combustion chamber 8 ... · Intake port 9 ··· Exhaust port 12 ··· Intake valve 13 ··· Exhaust valve 27 ··· Exhaust purification device (catalytic converter)
Claims (2)
（３）と、前記燃焼室（７）に連なるシリンダボア（２
ａ）を有するシリンダブロック（２）と、前記シリンダ
ボア（２ａ）に往復動可能に嵌装されるピストン（４）
と、燃焼室（７）に開口する吸気ポート（８）及び排気
ポート（９）を開閉する吸気弁（１２）及び排気弁（１
３）とを備えた内燃エンジンにおいて、 前記ピストン（４）が吸気、圧縮、燃焼及び排気の通常
の四行程を作動した後、燃料供給を伴わずに吸気弁（１
２）及び排気弁（１３）を共に開弁しての２次吸気行程
と、吸気弁（１２）を閉弁すると共に排気弁（１３）を
開弁しての２次排気行程とを順次作動するようにしたこ
とを特徴とする、内燃エンジン。A cylinder head (3) having a combustion chamber (7), and a cylinder bore (2) connected to the combustion chamber (7).
a) a cylinder block (2) having a) and a piston (4) fitted reciprocally in the cylinder bore (2a).
And an intake valve (12) and an exhaust valve (1) for opening and closing an intake port (8) and an exhaust port (9) opening to the combustion chamber (7).
3), wherein after the piston (4) operates the normal four strokes of intake, compression, combustion and exhaust, the intake valve (1) is operated without fuel supply.
2) A secondary intake stroke in which both the exhaust valve (13) is opened and a secondary exhaust stroke in which the intake valve (12) is closed and the exhaust valve (13) is opened are sequentially operated. An internal combustion engine characterized in that:
たことを特徴とする、内燃エンジン。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein an exhaust gas purification device (27) is connected to the exhaust port (9).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29653797A JPH11132054A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Internal conbustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29653797A JPH11132054A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Internal conbustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132054A true JPH11132054A (en) | 1999-05-18 |
Family
ID=17834820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29653797A Pending JPH11132054A (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Internal conbustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132054A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057965A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Ataka Engineering Co., Ltd | Internal combustion engine |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP29653797A patent/JPH11132054A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057965A1 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Ataka Engineering Co., Ltd | Internal combustion engine |
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