專利名稱：四沖程內(nèi)燃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及四沖程內(nèi)燃機，具體涉及其中通過排氣(燃燒后氣體)或 新鮮空氣(僅空氣或空氣/燃料混合物)產(chǎn)生渦流的四沖程內(nèi)燃機。
背景技術(shù)：
如今，具有排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)的四沖程內(nèi)燃機已經(jīng)得到廣泛應 用，所述ERG系統(tǒng)使一部分排氣返回至燃燒室以使空氣/燃料混合物的燃 燒緩和，并使燃燒室中的最大燃燒溫度降低以減少氮氧化物(NOx)。
例如，公知一種如下構(gòu)造的EGR (例如，參見專利文獻1)。具體而 言，該EGR包括處于連接至燃燒室的輔助排氣口內(nèi)的輔助排氣門，以及 對通過輔助排氣口排出的一部分燃燒后氣體(EGR氣體)進行貯留的氣體 貯留室。貯留在氣體貯留室內(nèi)的EGR氣體在預定時間被返回至燃燒室。
專利文獻1
JP-A匿Hei 5-86992 (第4頁至第5頁，以及圖4至圖5)

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)具有上述常規(guī)排氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)的四沖程內(nèi)燃機，可以通 過降低泵氣損失而獲得對燃料消耗的改善。但是，近年來，需要對燃料消 耗做進一步的改善。
此外，除了用于排出排氣的主排氣口及主排氣門之外，具有上述常規(guī) EGR的四沖程內(nèi)燃機還需要輔助排氣口及輔助排氣門。
因此，存在諸如氣缸蓋部分的結(jié)構(gòu)過于復雜從而導致制造成本上升等 的問題。
因此，著眼于以上情況完成了本發(fā)明，其旨在提供一種四沖程內(nèi)燃 機，其能夠在無需使氣缸蓋部分的結(jié)構(gòu)過于復雜的情況下，進一步改善燃料消耗并減少氮氧化物(NOx)。
為了解決上述問題，本申請的第一至第三發(fā)明具有以下特征。首先， 第一發(fā)明的第一特征的主旨在于一種四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機)10，其包括
燃燒室40、向燃燒室開口的進氣通路(進氣口) 21、向燃燒室開口的排氣 通路(排氣口) 31、打開或關(guān)閉進氣通路的燃燒室側(cè)開口的進氣門22、以 及打開或關(guān)閉排氣通路的燃燒室側(cè)開口的排氣門32;其包括與排氣通路連 通并貯留從燃燒室排放的燃燒后氣體G的氣體貯留室100，當排氣門在膨 脹沖程或排氣沖程中打開時，燃燒后氣體流入氣體貯留室，并且當排氣門 在進氣沖程中打開時，在氣體貯留室中貯留的燃燒后氣體被排出至燃燒 室。
根據(jù)以上特征，可使內(nèi)部EGR量比之前更大。由此降低泵氣損失。 此外，根據(jù)上述特征，因為設置了與排氣通路連通并貯留從燃燒室排
放的燃燒后氣體的氣體貯留室，故無需專門用于與氣體貯留室連通的進氣
和排氣通路以及氣門。
換言之，根據(jù)上述特征，可以提供一種四沖程發(fā)動機，在無需使氣缸
蓋部分的結(jié)構(gòu)過于復雜的前提下，能夠進一步改善燃料消耗并減少氮氧化
物(NOx)。
第一發(fā)明的第二特征的主旨在于，除了第一特征的主旨之外，當排氣 門在膨脹沖程中打開時燃燒后氣體流入氣體貯留室，而當排氣門在進氣沖 程中打開時燃燒后氣體排出至燃燒室。
第一發(fā)明的第三特征的主旨在于，除了第一特征的主旨之外，燃燒后 氣體排出至燃燒室的時間存在于進氣門和排氣門兩者均打開的重疊時間段 中。
第一發(fā)明的第四特征的主旨在于，除了第一特征的主旨之外，排氣門 形成有打開或關(guān)閉燃燒室的開口的氣門頭32a以及從氣門頭延伸的桿 32b，并且還設置了從排氣通路的位于氣門頭附近的部分與氣體貯留室連 通的氣體連通通路(燃燒后氣體導管)110。
第一發(fā)明的第五特征的主旨在于，除了第四特征的主旨之外，氣體連 通通路的更接近氣門頭的端部100e沿與燃燒室的周部40p平行的方向取
6向。
第一發(fā)明的第六特征的主旨在于，除了第一特征的主旨之外，還設置
了新鮮空氣貯留室69，其與進氣通路連通并貯留流入進氣通路的新鮮空
氣，并且當進氣門在進氣沖程中打開時，在新鮮空氣貯留室中貯留的空氣 被引入燃燒室。
第一發(fā)明的第七特征的主旨在于，除了第一特征的主旨之外，還設置
了貯留流入進氣通路的新鮮空氣的新鮮空氣貯留室69，以及與新鮮空氣貯 留室和進氣通路的位于燃燒室側(cè)開口附近的部分連通的第一新鮮空氣連通 通路70，根據(jù)進氣通路內(nèi)的壓力變化，新鮮空氣通過第一新鮮空氣連通通 路流入新鮮空氣貯留室，并且當進氣門在進氣行程中打開時，在新鮮空氣 貯留室中貯留的新鮮空氣通過第一新鮮空氣連通通路被引入燃燒室。
第一發(fā)明的第八特征的主旨在于，除了第七特征的主旨之外，還設置 了與新鮮空氣貯留室及進氣通路連通的第二新鮮空氣連通通路，根據(jù)進氣 通路內(nèi)的壓力變化，新鮮空氣通過第一及第二空氣連通通路流入新鮮空氣 貯留室，并且當進氣門在進氣沖程中打開時，在新鮮空氣貯留室內(nèi)貯留的 新鮮空氣通過第一新鮮空氣連通通路被引入燃燒室。
第一發(fā)明的第九特征的主旨在于，除了第八特征的主旨之外，第二新 鮮空氣連通通路與進氣通路的位于進氣通路的節(jié)流閥的下游并位于該節(jié)流 閥附近的部分連通。
第一發(fā)明的第十特征的主旨在于，除了第六特征的主旨之外，供氣體 貯留室與排氣通路的位于燃燒室側(cè)開口附近的部分彼此連通所通過的氣體
連通通路被布置為沿相對于燃燒室的內(nèi)周的切線方向取向。
第一發(fā)明的第十一特征的主旨在于，除了第十特征的主旨之外，供新 鮮空氣貯留室與進氣通路的位于燃燒室側(cè)開口附近的部分彼此連通所通過 的第一新鮮空氣連通通路被布置為與更接近燃燒室中心的同心圓相切。
第二發(fā)明的第一特征的主旨在于一種四沖程內(nèi)燃機，其包括燃燒室、 向燃燒室開口的進氣通路、向燃燒室開口的排氣通路、打開或關(guān)閉進氣通 路的燃燒室側(cè)開口的進氣門、以及打開或關(guān)閉排氣通路的燃燒室側(cè)開口的 排氣門；其包括通過第一新鮮空氣連通通路70與進氣通路連通并貯留流
7入進氣通路的新鮮空氣的新鮮空氣貯留室69，并且當進氣門在進氣沖程中 打開時，在新鮮空氣貯留室69中貯留的新鮮空氣被引入燃燒室。
第二發(fā)明的第二特征的主旨在于，除了第二發(fā)明的第一特征的主旨之 外，還設置有供新鮮空氣貯留室69與進氣通路彼此連通所通過的第二新 鮮空氣連通通路71，在進氣門關(guān)閉時，新鮮空氣通過第一及第二新鮮空氣 連通通路70、 71流入新鮮空氣貯留室69，并且當進氣門在進氣沖程中打 開時，在新鮮空氣貯留室69中貯留的新鮮空氣通過第一新鮮空氣連通通 路70被引入燃燒室。
第二發(fā)明的第三特征的主旨在于，除了第二發(fā)明的第二特征的主旨之 外，第二新鮮空氣連通通路與進氣通路的位于進氣通路的節(jié)流閥65的下 游并位于節(jié)流閥65附近的部分連通。
第三發(fā)明的第一特征的主旨在于一種四沖程內(nèi)燃機，其包括燃燒室、 向燃燒室開口的進氣通路、向燃燒室開口的排氣通路、打開或關(guān)閉進氣通 路的燃燒室側(cè)開口的進氣門、打開或關(guān)閉排氣通路的燃燒室側(cè)開口的排氣 門、以及改變進氣通路的通路面積的節(jié)流閥；其包括供進氣通路的位于節(jié) 流閥下游并位于節(jié)流閥附近的部分與進氣通路的位于燃燒室側(cè)開口附近的 另一部分彼此連通所通過的第三新鮮空氣連通通路，并且第三新鮮空氣連 通通路的下游端被布置為沿相對于燃燒室的內(nèi)周的切線方向取向。
第四發(fā)明的第一特征的主旨在于一種四沖程內(nèi)燃機(例如，發(fā)動機 11)，其包括燃燒室(燃燒室40)、界定燃燒室的燃燒室界定部分(氣缸 體llsb及氣缸蓋llsh)、向燃燒室開口的進氣通路(進氣口21C)、向燃 燒室開口的排氣通路(排氣口 31C)、打開或關(guān)閉進氣通路的燃燒室側(cè)開 口的進氣門(進氣門22C)、以及打開或關(guān)閉排氣通路的燃燒室側(cè)開口的 排氣門(排氣門32C)，燃燒室界定部分具有與排氣通路連通并貯留從燃 燒室排出的燃燒后氣體的氣體貯留室(氣體貯留室120)，當排氣門在膨 脹沖程或排氣沖程中打開時，燃燒后氣體流入氣體貯留室，當排氣門在進 氣沖程中打開時，在氣體貯留室中貯留的燃燒后氣體被排出至燃燒室。
根據(jù)上述特征，相較于氣體貯留室被布置在燃燒室界定部分外的另一 種設置方式，因為與排氣通路連通的氣體貯留室被布置在燃燒室界定部分中，故可減小該四沖程內(nèi)燃機的尺寸并便于進行對該四沖程內(nèi)燃機的組 裝。
第四發(fā)明的第二特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第一特征的主旨之 外，氣體貯留室包括貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域(氣體貯留區(qū)域
120a)以及供氣體貯留區(qū)域與排氣通路彼此連通所通過的氣體連通通路區(qū) 域(氣體連通通路區(qū)域120c)，燃燒室界定部分包括氣缸體(氣缸體 llsb)以及具有面向氣缸體的匹配表面(匹配表面11a)的氣缸蓋(氣缸 蓋llsh)，氣體貯留區(qū)域形成在氣缸蓋中并具有向匹配表面開口的氣缸蓋 開口 (開口 120b)，并且氣缸體與氣缸蓋彼此連接以封閉氣缸蓋開口。
第四發(fā)明的第三特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第一特征的主旨之 外，氣體貯留室(氣體貯留室140)包括貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域 (氣體貯留區(qū)域140a)以及供氣體貯留區(qū)域與排氣通路彼此連通所通過的 氣體連通通路區(qū)域(氣體連通通路區(qū)域140c)，燃燒室界定部分包括氣缸 體(氣缸體14sb)以及具有面向氣缸體的匹配表面(匹配表面14a)的氣 缸蓋(氣缸蓋14sh)，氣體貯留區(qū)域形成在氣缸體中并具有向匹配表面開 通的氣缸體開口 (開口 140b)，并且氣缸體與氣缸蓋彼此連接以封閉氣缸 體開口。
第四發(fā)明的第四特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第一特征的主旨之 外，氣體貯留室(氣體忙留室150)包括貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域 (氣體fc留區(qū)域150a)以及供氣體貯留區(qū)域與排氣通路彼此連通所通過的 氣體連通通路區(qū)域(氣體連通通路區(qū)域150d)，燃燒室界定部分包括氣缸 體(氣缸體15sb)以及具有面向氣缸體的匹配表面(匹配表面15a)的氣 缸蓋(氣缸蓋15sh)，氣體貯留區(qū)域形成在氣缸蓋及氣缸體中，氣體貯留 區(qū)域的形成在氣缸蓋中的部分具有向匹配表面開口的氣缸蓋開口 (氣缸蓋 開口 150b)，氣體貯留區(qū)域的形成在氣缸體中的另一部分具有向氣缸蓋開 口的氣缸體開口 (氣缸體開口 150c)，并且氣缸蓋與氣缸體彼此連接以連 通氣缸蓋開口與氣缸體開口 。
第四發(fā)明的第五特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第二至第四特征的 主旨之外，排氣通路界定在氣缸蓋中，并且氣體連通通路區(qū)域界定在排氣通路與匹配表面之間。
第四發(fā)明的第六特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第二至第四特征的 主旨之外，燃燒室在平面視圖中大致呈圓形，并且至少氣體連通通路區(qū)域 的在更接近排氣通路位置的部分沿與燃燒室的周部(周部40p)平行的預 定旋轉(zhuǎn)方向(逆時針方向)取向。
第四發(fā)明的第七特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第二至第四特征的 主旨之外，至少氣體連通通路區(qū)域的位于更接近排氣通路位置的部分沿排 氣通路延伸。
第四發(fā)明的第八特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第一特征的主旨之 外，排氣通路在燃燒室界定部分的平面視圖中彎曲，并且在燃燒室界定部 分的平面視圖中，相較于彎曲的排氣通路，氣體貯留室的至少一部分布置 在更靠內(nèi)的區(qū)域(區(qū)域A1)中。
第四發(fā)明的第九特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第一特征的主旨之 外，氣體貯留室設置在燃燒室界定部分的外側(cè)部分上。
第四發(fā)明的第十特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第九特征的主旨之 外，氣體貯留室從外側(cè)部分突伸出。
第四發(fā)明的第十一特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第十特征的主旨
之外，氣體貯留室包括位于外側(cè)部分上的基部(基部13a)以及用于封閉 基部的蓋體(蓋體131)，并且在由jibu界定的空間內(nèi)，形成貯留燃燒后 氣體的氣體貯留區(qū)域(氣體貯留區(qū)域130a)。
第四發(fā)明的第十二特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第十特征的主旨 之外，在由蓋體界定的空間內(nèi)，形成貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域(氣 體貯留區(qū)域130a)。
第四發(fā)明的第十三特征的主旨在于，除了第四發(fā)明的第十二特征的主 旨之外，氣體貯留室具有長方體的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的這些特征，可以提供一種四沖程發(fā)動機，在無需使氣缸 蓋部分的結(jié)構(gòu)過于復雜的前提下，能夠進一步改善燃料消耗并減少氮氧化 物(NOx)。
10


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的示意性結(jié)構(gòu)圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的氣缸蓋部分的 剖視圖。
圖3是沿圖2中的箭頭所示的方向F3觀察的視圖。 圖4是示出排氣口周圍的部分的放大示圖，該部分包括圖3所示燃燒 后氣體導管的端部。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的局部放大剖視圖。
圖6是燃燒室的放大示圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的氣體貯 留室及燃燒后氣體導管。
圖7是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、燃燒后氣體流 入的氣體貯留室的時間和燃燒后氣體(EGR氣體)從氣體貯留室排出的時 間。
圖8是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、氣體貯留室的 容積與氮氧化物(NOx)之間的關(guān)系。
圖9是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、氣體貯留室的 容積與燃料消耗率之間的關(guān)系。
圖IO是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、氣體貯留室 的容積與節(jié)氣門(節(jié)流閥)的開度之間的關(guān)系。
圖11是曲線圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、氣體貯留室 的容積與烴氣(HC)之間的關(guān)系。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的示意性結(jié)構(gòu)圖。
圖13是曲線圖，用于描述在本發(fā)明的第二實施例中排氣和新鮮空氣 的引入時間。
圖14是曲線圖，用于描述在根據(jù)本發(fā)明的各個實施例中的燃料消耗 改善效果。圖15是示出本發(fā)明的第二實施例的可選示例的圖示。 圖16是示出本發(fā)明的第二實施例的另一可選示例的圖示。 圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的局部放 大剖視圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的一部分的示 意性立體圖。
圖19是沿圖18中所示的方向F19觀察的氣缸蓋的仰視圖。
圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的可選示例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃
機的局部放大剖視圖。
圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的另一可選示例構(gòu)造的四沖程
內(nèi)燃機的局部放大剖視圖。
具體實施方式
[第一實施例]
以下將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的第一實施例。 此外，在對附圖的以下描述中，對相同或類似的部分賦予相同或類似的附 圖標記。注意，附圖僅供參考，其尺寸比例等與實際情況存在差異。
因此，應當考慮以下描述來確定具體的尺寸等。此外，不可避免的 是，不同附圖包含具有不同尺寸關(guān)系及比率的元件。 (四沖程發(fā)動機的概要結(jié)構(gòu))
圖1示出了作為根據(jù)本實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的發(fā)動機10的概 要結(jié)構(gòu)。具體而言，圖1是發(fā)動機10的側(cè)視圖，其中以截面示出氣缸蓋 10sh的一部分。
如圖1所示，發(fā)動機IO包括進氣口 21及排氣口 31。進氣口 21界定 了進氣通路在氣缸蓋中的一部分，并向燃燒室40開口。排氣口 31界定了 排氣通路在氣缸蓋中的一部分，并向燃燒室開口。
進氣口 21具有進氣門22。排氣口 31具有排氣門32。 布置在氣缸蓋10sh頂部的進氣凸輪軸23以預定的時間間隔使進氣門 22往復移動。當被進氣凸輪軸23往復移動時，進氣門22使進氣口 21的燃燒室側(cè)開口 (與圖2的氣門座24對應的部分)打開或關(guān)閉。
類似的，布置在氣缸蓋10sh頂部的排氣凸輪軸33以預定的時間間隔 使排氣門32往復移動。當被排氣凸輪軸33往復移動時，排氣門32使排氣 口31的燃燒室側(cè)開口 (與圖2的氣門座34對應的部分)打開或關(guān)閉。
氣缸51形成在氣缸蓋10sh下方。用于通過連桿53使曲軸(未示出) 轉(zhuǎn)動的活塞52布置在氣缸51中。 (氣缸蓋部分的結(jié)構(gòu))
下面，將參考圖2-4來描述氣缸蓋10sh部分的具體結(jié)構(gòu)。
圖2是氣缸蓋10sh部分的剖視圖。具體而言，圖2示出了沿與進氣凸 輪軸23及排氣凸輪軸33垂直延伸的線所取的剖視圖。此外，圖3是沿由 圖2的箭頭所示的方向F3觀察的視圖。
如圖2及圖3所示，進氣門22形成有打開或關(guān)閉進氣口 21的與燃燒 室40 (參見圖1)鄰接的開口 (具體指氣門座24的一部分)的氣門頭 22a，以及從氣門頭22a延伸的桿22b。
類似的，排氣門32形成有打開或關(guān)閉排氣口 31的與燃燒室40 (參見 圖1)鄰接的開口 (具體指氣門座34的一部分)的氣門頭32a，以及從氣 門頭32a延伸的桿32b。
此外，排氣口 31具有燃燒后氣體導管(氣體連通通路)110，排氣口 31的與氣門頭32a鄰近的一部分通過該燃燒后氣體導管110與氣體貯留室 100連通。具體而言，燃燒后氣體導管110的端部110e在排氣口 31中布 置的比氣門頭32a更靠下游，以在與氣門頭32a保持適當距離的情況下靠 近氣門頭32a，由此當氣門頭32a關(guān)閉排氣口 31的開口時燃燒后氣體導管 110不會與氣門頭32a發(fā)生干涉。
在氣缸蓋10sh的橫向側(cè)部中，設置氣體貯留室100以與排氣口 31連 通并忙留從燃燒室40排出的燃燒后氣體G (參見圖5)。
當排氣門32在發(fā)動機10的膨脹沖程或排氣沖程中打開時，燃燒后氣 體G流入氣體貯留室100。此外，當排氣門32在發(fā)動機IO的進氣沖程中 打開時，貯留在氣體貯留室IOO中的燃燒后氣體G (EGR氣體)被排出至 燃燒室40。
13此外，以下將描述燃燒后氣體G (EGR氣體)流入氣體貯留室100的 具體時間以及將燃燒后氣體G (EGR氣體)從氣體貯留室IOO排出的具體 時間。
圖4是示出排氣口 31周圍的部分的放大示圖，該部分包括燃燒后氣 體導管110的端部110e。
如圖4所示，燃燒后氣體導管110的端部110e具有略微彎曲構(gòu)造。具 體而言，端部110e沿與燃燒室40的周部40p (參見圖6)平行的方向取 向。
(燃燒后氣體的流入/排出動作)
下面，將參考圖5-7描述與燃燒后氣體G流入設置在發(fā)動機10中的 氣體r:留室100相關(guān)的動作以及與將燃燒后氣體G (EGR氣體)從氣體貯 留室100排出相關(guān)的動作。
圖5是發(fā)動機IO的局部放大剖視圖。當排氣門32在發(fā)動機IO的進氣 沖程中打開時，將貯留在氣體貯留室100中的燃燒后氣體G排出至燃燒室 40。
圖6是燃燒室40的放大視圖，其包括氣體貯留室IOO及燃燒后氣體導 管110。具體而言，圖6是沿圖5中的方向F6觀察的燃燒室40與氣體貯 留室100及燃燒后氣體導管110的視圖。
如圖6所示，燃燒后氣體導管110的位于排氣口 31中的端部110e具 有略微彎曲構(gòu)造。具體而言，端部110e沿與燃燒室40的周部40p平行的 方向取向。
此外，在本實施例中，端部110e沿與活塞52的頂表面平行的方向 (即，沿大致水平方向)取向。
因為端部110e沿與燃燒室40的周部40p平行的方向取向，所以能夠 將貯留在氣體貯留室IOO中的燃燒后氣體G (EGR氣體)以渦流形式向周 部40p排出。
因此，主要形成在周部40p中的火焰消散區(qū)域(火焰擴散時因冷卻而 導致火焰消散的區(qū)域)(即，在所謂火焰波及不到的(quenching)區(qū)域 QA)中的未燃燒氣體減少，并且可以減少烴氣(HC)的排放量。
14具體而言，當燃燒后氣體G (EGR氣體)以渦流形式排出至周部40p 時，火焰波及不到的區(qū)域QA中的未燃燒氣體因高溫的燃燒后氣體G (EGR氣體)而汽化。在未燃燒氣體汽化后，火焰波及不到的區(qū)域QA充 滿燃燒后氣體G (EGR氣體)，由此防止未燃燒氣體流入火焰波及不到的 區(qū)域QA。
因此，火焰波及不到的區(qū)域QA中的未燃燒氣體減少，并可減少烴氣 (HC)的排放量。
在本實施例中，將燃燒后氣體導管110的內(nèi)徑設置為2.2-2.5mm。此 外，優(yōu)選地根據(jù)發(fā)動機10的排量等參數(shù)來改變?nèi)紵髿怏w導管110的內(nèi) 徑和管長以及氣體貯留室100的容積。
圖7示出了燃燒后氣體G流入氣體貯留室100的時間以及燃燒后氣體 G (EGR氣體)從氣體忙留室100排出的時間。在圖7中，虛線"EX"表 示排氣門32的開度，其與曲軸角相對應。虛線"IN"表示進氣門22的開 度，其與曲軸角相對應。
實線"流入"表示流入氣體貯留室100的燃燒后氣體G流入的量和時 間。實線"排出"表示燃燒后氣體G (EGR氣體)從氣體貯留室IOO排出 的量和時間。
如圖7所示，燃燒后氣體G在發(fā)動機10的膨脹沖程中(即，在活塞 52因燃燒氣體的膨脹而被向下推向曲軸(未示出)的情況下排氣門32打 開時)流入氣體貯留室100。
此外，貯留在氣體貯留室100中的燃燒后氣體G在發(fā)動機10的進氣 沖程中(即，在氣體/燃料混合物從進氣口 21流入燃燒室40的情況下排氣 門32打開時)被排出。
更具體而言，如圖7所示，燃燒后氣體G (EGR氣體)排出至燃燒室 40的時間被設置為鄰近排氣門32關(guān)閉的時間。 (作用和效果)
下面，將參考圖8-ll來描述上述具有氣體貯留室IOO及燃燒后氣體導 管110的發(fā)動機10的作用和效果。此外，圖8-11中所示的數(shù)據(jù)是在以下 條件下測量的。發(fā)動機排量約125cc
測量時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速3,000rpm (0.6kw輸出)
圖8是曲線圖，示出了氣體貯留室100的容積與氮氧化物(NOx)之間的關(guān)系。如圖8所示，相較于在氣體貯留室IOO的容積極小(圖線中的Pll，約Occ)的情況下的氮氧化物，在氣體貯留室100的容積為約65cc(圖線中的P12)的情況下的氮氧化物NOx減少了約15%。
如上所述，因為發(fā)動機IO具有與排氣口 31連通并貯留從燃燒室40排出的燃燒后氣體G的氣體貯留室100，故無需設置專門用于與氣體貯留室IOO連通的進氣和排氣通路。
換言之，根據(jù)具有氣體貯留室100及燃燒后氣體導管110的發(fā)動機10，可以提供一種四沖程內(nèi)燃機，其能夠減少氮氧化物(NOx)而不會使氣缸蓋10sh的結(jié)構(gòu)過于復雜。
圖9是曲線圖，示出了氣體貯留室100的容積與燃料消耗率之間的關(guān)系。如圖9所示，相較于在氣體貯留室100的容積極小(圖線中的P21，約Occ)的情況下的燃料消耗率，在氣體貯留室100的容積為約45cc (圖線中的P22)的情況下的燃料消耗率改善了約10%。圖10是曲線圖，示出了氣體貯留室100的容積與節(jié)氣門(節(jié)流閥)的開度之間的關(guān)系。
在具有氣體貯留室IOO及燃燒后氣體導管110的發(fā)動機10中，通過在進氣行程中將燃燒后氣體G (EGR氣體)排放(返回)至燃燒室40，可以使內(nèi)部EGR量比之前更大。此外，減小了發(fā)動機10的泵氣損失。因此，可將發(fā)動機10的節(jié)流閥設置在打開側(cè)的位置處。因此可改善燃料消耗率。
此外，在具有氣體貯留室IOO及燃燒后氣體導管IIO的發(fā)動機10中，可在燃燒室40中形成渦流。由此可進一步改善燃燒效率。
圖11是曲線圖，示出了氣體貯留室100的容積與烴氣(HC)之間的關(guān)系。如圖11所示，相較于在氣體貯留室100的容積極小(圖線中的P31，約Occ)的情況下的烴氣，在氣體貯留室100的容積為約30cc (圖線中的P32)的情況下的烴氣減少了約7%。
盡管在火焰波及不到的區(qū)域QA中產(chǎn)生了大量烴氣HC，但因為燃燒后氣體導管110的端部110e沿與燃燒室40的周部40p平行的方向取向，故能夠?qū)①A留在氣體貯留室IOO中的燃燒后氣體G (EGR氣體)以渦流形式排出至周部40p。換言之，在發(fā)動機10中，因為火焰波及不到的區(qū)域QA中的未燃燒氣體會因EGR氣體而減少，故可以減少烴氣HC的生成量。此外，因為在發(fā)動機10中以渦流形式將EGR氣體排放(返回)至燃燒室40，故可以使位于周部40p附近的EGR氣體以及從進氣口 21流入的新鮮空氣/燃料混合物一同分層。
換言之，可以改善EGR率(通過使返回至燃燒室40的EGR氣體量除以進氣量而獲得的數(shù)值)?？梢灶A期對燃料消耗率及排氣凈化的進一步改善。
此外，如上所述，可根據(jù)發(fā)動機10的排量等參數(shù)來調(diào)節(jié)燃燒后氣體
導管110的內(nèi)徑和管長以及氣體貯留室ioo的容積。因此，可根據(jù)發(fā)動機
10的特性等在適當?shù)陌l(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)來設置將燃燒后氣體G (EGR氣體)排放至燃燒室40的時間。(可選示例)
盡管通過上述本發(fā)明的第一實施例揭示了本發(fā)明的內(nèi)容，不應當理解成作為記載內(nèi)容的一部分的說明及附圖會對本發(fā)明構(gòu)成限制。該揭示可向本領(lǐng)域的技術(shù)人員啟示各種不同的可選示例。
例如，在上述本發(fā)明的第一實施例中，當排氣門32在發(fā)動機10的膨脹沖程中打開時，燃燒后氣體G流入氣體貯留室100，并且當排氣門32在發(fā)動機10的進氣沖程中打開時燃燒后氣體G (EGR氣體)被排出至燃燒室40。但是，燃燒后氣體G的流入及排出時間并不限于上述時間。
此外，上述本發(fā)明的實施例采用燃燒后氣體導管110的端部110e被布置在氣門頭32a附近的結(jié)構(gòu)。但是，燃燒后氣體導管110并不總是必須的。在可選示例中，燃燒后氣體導管110例如可在圖4所示的位置PV處(即，排氣口31的內(nèi)壁表面處)終結(jié)。[第二實施例]
圖12及圖13是用于示出本發(fā)明的第二實施例的視圖。第二實施例是除了設置與第一實施例中相同的氣體貯留室67之外還設置新鮮空氣貯留室69的示例。此外，術(shù)語"新鮮空氣"不僅指空氣，還指包含空氣及燃料兩者的混合物。
第二實施例中的發(fā)動機是四沖程、單缸、四氣門發(fā)動機，其每個氣缸都具有兩個進氣門和兩個排氣門。該發(fā)動機通常具有氣缸體、氣缸蓋以及氣缸蓋封蓋層疊在曲軸箱的頂壁上并固定至該頂壁的結(jié)構(gòu)。
在氣缸蓋61的氣缸體側(cè)匹配表面61a中設置燃燒中空區(qū)域61b，燃燒中空區(qū)域61b界定了燃燒室的頂壁。燃燒中空區(qū)域61b具有兩個進氣口開口 62a、 62b以及兩個排氣口開口 63a、 63b。分別通過進氣門和排氣門來打開或關(guān)閉這些進氣口開口和排氣口開口。火花塞73布置在燃燒中空區(qū)域61b的大致中心部分。
分支進氣口 62c， 62d (其界定了進氣通路的在氣缸蓋內(nèi)部的一部分)連接至各個進氣口開口 62a， 62b。這兩個分支進氣口 62c， 62d從單一共用的主進氣口 62e分支，該主進氣口 62e還界定了進氣通路的在氣缸蓋內(nèi)部的另一部分。界定進氣通路的氣缸蓋外側(cè)部分的進氣管64連接至主進氣口 62e的外部連接開口。進氣管64具有對進氣通路區(qū)域進行控制的節(jié)流閥65。
分支排氣口 63c， 63d (其界定了排氣通路的在氣缸蓋內(nèi)部的一部分)連接至各個排氣口開口 63a， 63b。這兩個分支排氣口 63c， 63d從單一共用的主排氣口 63e分支，該主排氣口 63e還界定了排氣通路的在氣缸蓋內(nèi)部的另一部分。界定排氣通路的氣缸蓋外側(cè)部分的排氣管66連接至主排氣口 63e的外部連接開口。
與第一實施例中的氣體貯留室100相同的密封箱形氣體貯留室67布置在氣缸蓋61的排氣口一側(cè)的外方。燃燒后氣體導引通路(氣體連通通路)68的一端68a連接至氣體貯留室67以與氣體貯留室的內(nèi)部連通。燃燒后氣體導引通路68的另一端68b連接至一個分支排氣口 63d的位于排氣口開口 63b下游附近的部分，以與其連通。
由此，燃燒后氣體導引通路68的另一端68b被形成為通過排氣口開口 63b在燃燒室內(nèi)開口，并相對于燃燒室的內(nèi)周沿切線方向取向。換言之，以如下方式燃燒后氣體導引通路68的軸向及位置兩者使得貯留在氣體貯留室67中的排氣在沿燃燒室的內(nèi)周進行渦流流動(橫向旋渦)的同時被引入燃燒室。
活塞67a可往復運動地布置在氣體貯留室67中。致動器67b往復驅(qū)動活塞67a。由此，可自由地改變氣體貯留室67的容積。
與氣體貯留室67類似的密封箱形新鮮空氣貯留室69布置在氣缸蓋61的進氣口側(cè)的外方。第一新鮮空氣連通通路70的一端70a連接至新鮮空氣貯留室69以與新鮮空氣貯留室的內(nèi)部連通。第一新鮮空氣連通通路70的另一端70b連接至一個分支進氣口 62c的位于進氣口開口 62a的下游并位于進氣口開口 62a附近的一部分，以與其連通。
第一新鮮空氣連通通路70的另一端70b形成為通過進氣口開口 62a在燃燒室內(nèi)開口，并沿相對于同心圓H (其被界定為更接近燃燒室的中心)的切線方向取向。換言之，以如下方式設置第一新鮮空氣連通通路70的軸向和位置兩者使得貯留在新鮮空氣貯留室69中的新鮮空氣在更接近燃燒室的中心循環(huán)地進行渦流流動(橫向旋渦)的同時被引入燃燒室。
由此，從氣體貯留室67排出的排氣的渦流流動被形成為更接近燃燒室的外周。從新鮮空氣貯留室69排出的新鮮空氣的渦流流動被形成為更接近火花塞73。這兩個渦流一起分層以實現(xiàn)所謂的層狀燃燒。
第二新鮮空氣連通通路71的一端71a連接至新鮮空氣貯留室69以與其內(nèi)部連通。第二新鮮空氣連通通路71的另一端71b與進氣管64的位于節(jié)流閥65 (其布置在^M^)下游并位于節(jié)流閥65附近的部分連通。
此外，活塞69a可往復運動地布置在新鮮空氣貯留室69中。致動器69b往復驅(qū)動活塞69a。由此，可自由改變新鮮空氣貯留室69的容積。
致動器67b， 69b分別從ECU 74接收輸入，氣體貯留室容積控制信號A以及新鮮空氣貯留室容積控制信號B。將表示諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速"a"、節(jié)流閥開度"b"以及發(fā)動機溫度"c"的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號輸入ECU。ECU 74基于這些輸入信號來計算最佳氣體貯留室容積以及最佳新鮮空氣貯留室容積兩者，并將用于實現(xiàn)容積的控制信號A， B輸出至各個致動器67b， 69b。
在第二實施例中，氣體貯留室67通過氣體連通通路68與分支排氣口
1963d的位于排氣口開口 63b的下游并位于排氣口開口 63b附近的部分連 通。因此，當排氣門在膨脹沖程的幾乎末端時打開排氣口開口 63b時，由 排氣形成的較高的下吹壓力作用在氣體連通通路68上，由此排氣流入氣 體貯留室67并在正壓力下貯留在氣體貯留室67中。然后，當排氣門在進 氣沖程中關(guān)閉排氣口開口 63b之前，活塞開始向下運動。當燃燒室處于負 壓時，如圖13中的標號D所示，貯留在氣體貯留室67中的排氣通過排氣 口開口 63b被排出至燃燒室。
以如下方式布置氣體連通通路68:使得其軸線延伸通過排氣口開口 63b，并大致與燃燒室的內(nèi)周正切。由此將來自氣體貯留室67的排氣沿切 線方向排出在燃燒室的周部中。由此更接近燃燒室的周部形成排氣的渦 流。
新鮮空氣貯留室69在先前的進氣沖程中處于負壓。此外，新鮮空氣 貯留室69通過第一及第二新鮮空氣連通通路70， 71與進氣通路的位于進 氣口開口附近并位于節(jié)流閥下游附近的部分連通。由此，當進氣門在進氣 沖程的末端關(guān)閉進氣口開口時，新鮮空氣就被貯留在新鮮空氣貯留室69 中。
當活塞下落并且進氣門在下一次進氣沖程中打開進氣口開口 62a時， 貯留在新鮮空氣忙留室69中的新鮮空氣通過第一新鮮空氣連通通路70從 進氣口開口 62a被引入燃燒室。在此情況下，因為新鮮空氣貯留室69通過 第二新鮮空氣連通通路71與進氣通路的位于節(jié)流閥下游并位于節(jié)流閥附 近的部分連通，故新鮮空氣通過第二新鮮空氣連通通路71、新鮮空氣貯留 室69以及第一新鮮空氣連通通路70被持續(xù)引入直至進氣沖程的幾乎末 端。此外，進氣沖程越接近其末端，就有越多的新鮮空氣被引入燃燒室 (參見圖13中的標號E)。
以如下方式布置第一新鮮空氣連通通路70:使得其軸線延伸通過進氣 口開口 62a，并大致與被形成為更接近燃燒室的火花塞73的同心圓H相 切。由此將來自新鮮空氣貯留室69的新鮮空氣沿更接近燃燒室的中心的 切線方向引入。由此更接近燃燒室的中心形成新鮮空氣的渦流。
如上所述，由排氣形成的渦流更接近燃燒室的外周，而由新鮮空氣形成的渦流更接近火花塞73。內(nèi)外雙渦流實現(xiàn)了分層進氣。由此，通過引入排氣，能夠降低泵氣損失，并進一步改善燃料消耗，同時，通過新鮮空氣渦流，能夠改善燃燒性能，并進一步改善排氣特性。
此外，在第一實施例中，(1)描述了僅設置氣體貯留室100的示例。在第二實施例中，(2)描述了以下設置方式，其中設置了氣體貯留室67及新鮮空氣貯留室69兩者，并且新鮮空氣貯留室69與節(jié)流閥下游的位置連通。但是，在本發(fā)明中，還可應用以下不同的實施例
(3) 僅設置新鮮空氣貯留室69，并且新鮮空氣貯留室69和進氣通路通過第一及第二新鮮空氣連通通路70， 71彼此連通。
(4) 僅設置新鮮空氣貯留室69，并且新鮮空氣貯留室69和進氣通路通過第一新鮮空氣連通通路70彼此連通。不設置第二新鮮空氣連通通路71。
(5) 設置氣體貯留室67及新鮮空氣貯留室69兩者。但是，在該設置方式中，新鮮空氣貯留室69與進氣通路僅通過第一新鮮空氣連通通路70彼此連通。
(6) 如圖15所示，氣體貯留室67設置在排氣側(cè)。另一方面，在進氣側(cè)并未設置新鮮空氣貯留室69，并且進氣通路的位于節(jié)流閥下游附近并位于節(jié)流閥附近的部分與進氣通路的位于進氣口開口附近的部分通過第三新鮮空氣連通通路72彼此直接連通。第三新鮮空氣連通通路72的上游端72a連接至位于節(jié)流閥下游并位于節(jié)流閥附近的部分，并且下游端72b連接至位于進氣口開口附近的部分。此外，以如下方式設置下游端72b部分的軸向及其位置使得新鮮空氣渦流更接近燃燒室的中心。具體而言，下游端72b沿相對于燃燒室的內(nèi)周的切線方向取向。
(作用和效果)
圖14示出了試驗結(jié)果，其用于描述情況(1)至(6)中的燃料消耗改善效果。在該試驗中，相較于未設置氣體貯留室及新鮮空氣貯留室的比較示例車輛，在以下情況下完成了對燃料消耗率的改善效果的調(diào)查具有125cc排量、30cc容積的氣體貯留室、以及30cc容積的新鮮空氣貯留室的摩托車以30、 50和70km/h的速度行駛。此外，對于情況(6)，示出了
21摩托車僅以30km/h的速度行駛的情況下的試驗結(jié)果。
從圖14可知，相較于比較示例車輛，在所有的情況(1)至(6) 下，燃料消耗率都獲得改善。具體而言，相較于比較示例車輛，在情況
(4) 、 (3)及(2)下，在30km/h的速度下的燃料消耗率分別顯著地改 善了 13%、 16%及21%。
(另一可選示例)
在以下描述中，參考圖16，將描述上述第二實施例的另一可選示例。 圖16是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的另一可選示例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的 示意結(jié)構(gòu)視圖。
如圖16所示，該四沖程內(nèi)燃機具有在平面視圖上大致呈圓形的燃燒 室40、供引入燃燒室40的新鮮空氣流動通過的進氣管64、以及供從燃燒 室40排出的排氣流動通過的排氣管66。此外，進氣管64具有分支進氣口 62c及分支進氣口 62d，其兩者均向燃燒室40開口。排氣管66具有分支排 氣口 63c及分支排氣口 63d，其兩者均向燃燒室40開口。
該四沖程內(nèi)燃機還具有氣體貯留室67C及新鮮空氣貯留室69C。氣體 貯留室67C包括貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域67d以及供氣體貯留區(qū)域 67d與排氣管66 (分支排氣口63c)彼此連通所通過的氣體連通通路68c。 新鮮空氣貯留室69C包括貯留新鮮空氣的新鮮空氣貯留區(qū)域69d以及供新 鮮空氣貯留區(qū)域69d與進氣管64 (分支進氣口 62d)彼此連通所通過的新 鮮空氣連通通路70c。當排氣門在膨脹沖程或排氣沖程中打開時，燃燒室 40內(nèi)的燃燒后氣體流入氣體貯留室67C的氣體貯留區(qū)域67d。另一方面， 當排氣門在進氣沖程中打開時，貯留在氣體貯留室67C的氣體貯留區(qū)域 67d中的燃燒后氣體被排出至燃燒室40 。
當進氣門于進氣沖程中打開時，貯留在新鮮空氣貯留室69C的新鮮空 氣貯留區(qū)域69d中的新鮮空氣被引入燃燒室40。
至少氣體連通通路68c的在更接近排氣管66 (分支排氣口 63c)位置 的部分沿與燃燒室40的周部40p平行的預定旋轉(zhuǎn)方向(逆時針方向)取 向。此外，氣體連通通路68c的在更接近排氣管66 (分支排氣口 63c)位 置的部分沿排氣管66 (分支排氣口63c)延伸。至少新鮮空氣連通通路70c的在更接近進氣管64 (分支進氣口 62d) 位置的部分沿與同心圓H (其形成為更接近燃燒室40的中心)平行的預 定旋轉(zhuǎn)方向(逆時針方向)取向。此外，新鮮空氣連通通路70c的在更接 近進氣管64 (分支進氣口 62d)位置的部分沿進氣管64 (分支進氣口 62d)延伸。
此外，僅需要使新鮮空氣連通通路70c的在更接近進氣管64 (分支進 氣口 62d)位置的部分的方向與氣體連通通路68c的在更接近排氣管66 (分支排氣口 63c)位置的部分的方向相同。例如，這兩個方向均為順時 針方向當然也是可行的。
排氣管66在燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)的平面視圖中彎 曲。至少氣體貯留室67C的一部分被布置在比在燃燒室界定部分的平面視 圖中彎曲的排氣管66更靠內(nèi)布置的區(qū)域(區(qū)域A1)中。
進氣管64在燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)的平面視圖中彎 曲。至少新鮮空氣貯留室69C的一部分被布置在比在燃燒室界定部分的平 面視圖中彎曲的進氣管64更靠內(nèi)布置的區(qū)域(區(qū)域B1)中。 (作用和效果)
根據(jù)本可選示例的四沖程內(nèi)燃機，因為至少氣體連通通路68c的在更 接近排氣管66 (分支排氣口63c)位置的部分沿與燃燒室40的周部40p平 行的預定旋轉(zhuǎn)方向(逆時針方向)取向，故從氣體貯留室67C排出至燃燒 室40的燃燒后氣體能夠形成與燃燒室40的周部40p平行的渦流。
此外，因為至少氣體連通通路68c的在更接近排氣管66 (分支排氣口 63c)位置的部分沿分支排氣口 63c延伸，故燃燒后氣體從氣體貯留室67C 被排出至燃燒室40而并未被分支排氣口 63c的內(nèi)壁阻擋。因此，可有效地 產(chǎn)生與燃燒室40的周部40p平行的渦流。
此外，根據(jù)本可選示例的四沖程內(nèi)燃機，因為至少新鮮空氣連通通路 70c的在接近進氣管64 (分支進氣口 62d)位置的部分沿與同心圓H (其 形成為更接近燃燒室40的中心)平行的預定旋轉(zhuǎn)方向(逆時針方向)取 向，故從新鮮空氣貯留室69C引入燃燒室40的新鮮空氣可形成與更接近 燃燒室40的中心形成的同心圓H平行的渦流。此外，因為至少新鮮空氣連通通路70c的在更接近進氣管64 (分支進 氣口 62d)位置的部分沿分支進氣口 62d延伸，故新鮮空氣從新鮮空氣貯 留室69C被引入燃燒室40而并未被分支進氣口 62d的內(nèi)壁阻擋。因此， 可有效地產(chǎn)生與更接近燃燒室40的中心形成的同心圓H平行的渦流。
此外，因為第一新鮮空氣連通通路70的在更接近分支進氣口 62d位 置的部分的方向與氣體連通通路68c的在更接近分支排氣口 63c位置的部 分的方向相同，故可以有效地產(chǎn)生與同心圓H及周部40p平行的渦流。 [第三實施例]
在以下描述中，將參考附圖描述本發(fā)明的第三實施例。此外，在以下 描述中，將重點描述上述實施例與第三實施例之間的不同點。
具體而言，在上述實施例中，貯留燃燒后氣體的氣體貯留室被布置在 形成界定區(qū)域的燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)夕卜。
相反，在第三實施例中，貯留燃燒后氣體的氣體貯留室被布置在形成 界定區(qū)域的燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)內(nèi)。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機的示意性結(jié)構(gòu) 視圖。
如圖17所示，該四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機11)包括燃燒室40、容納活 塞52C的氣缸體llsb、具有面向氣缸體llsb的匹配表面lla的氣缸蓋 llsh、向燃燒室40開口的進氣口 21C、向燃燒室40開口的排氣口 31C、 打開或關(guān)閉進氣口 21C的燃燒室側(cè)開口的進氣門22C、以及打開或關(guān)閉排 氣口 31C的燃燒室側(cè)開口的排氣門32C。進氣口 21C及排氣口 31C界定在 氣缸蓋llsh內(nèi)。
氣缸體llsb與氣缸蓋llsh在兩者之間夾置襯墊12的情況下連接在一 起以界定燃燒室40。換言之，氣缸蓋llsh及氣缸體llsb屬于界定了燃燒 室40的燃燒室界定部分。
發(fā)動機11還具有氣體貯留室120。氣體貯留室120包括貯留燃燒后氣 體的氣體貯留區(qū)域120a，以及供氣體貯留區(qū)域120a與排氣口 31C彼此連 通所通過的氣體連通通路區(qū)域120c。
氣體貯留區(qū)域120a及氣體連通通路區(qū)域120c界定在氣缸蓋llsh中。氣體連通通路區(qū)域120c界定在排氣口 31C與匹配表面lla之間。氣體貯 留區(qū)域120a具有向匹配表面lla開口的開口 120b (氣缸蓋開口)。當氣 缸體Usb與氣缸蓋llsh在兩者之間夾置襯墊12的情況下連接在一起時， 開口 120b封閉。
當排氣門32C在膨脹沖程或排氣沖程中打開時，燃燒后氣體流入氣體 貯留室120 (氣體貯留區(qū)域120a)。當排氣門32C在進氣沖程中打開時， 貯留在氣體貯留室120 (氣體貯留區(qū)域120a)中的燃燒后氣體被排出至燃 燒室40。
此外，與氣體貯留室120類似，可在燃燒室界定部分(氣缸體llsb及 氣缸蓋llsh)中界定新鮮空氣貯留室(新鮮空氣貯留室69C)。 (作用和效果)
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機11)，因為氣體貯 留室120位于燃燒室界定部分(氣缸體llsb及氣缸蓋llsh)中，故與將 氣體貯留室100布置在燃燒室界定部分外的設置方式相比，可以減小發(fā)動 機11的尺寸。由此可便于組裝發(fā)動機ll。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機11)，氣體 貯留區(qū)域120a形成在氣缸蓋llsh中并具有向匹配表面lla開口的開口 120b。當氣缸體llsb與氣缸蓋llsh在兩者之間夾置襯墊12的情況下連接 在一起時，開口 120b封閉。因此，無需任何切削加工，可通過鑄造來形 成氣體貯留區(qū)域120a。由此可便于制造氣缸蓋llsh。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機11)，因為 氣體連通通路區(qū)域120c形成在排氣口 31C與匹配表面lla之間，故有效 地利用了氣缸蓋llsh的有限空間來形成氣體貯留區(qū)域120a及氣體連通通 路區(qū)域120c。 [第四實施例]
在以下描述中，將參考附圖來描述本發(fā)明的第四實施例。此外，在以 下描述中，將重點描述上述實施例與第四實施例之間的不同點。
在第四實施例中，貯留燃燒后氣體的氣體貯留室設置在形成了界定部 分的燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)的外側(cè)部分上。
25圖18是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例構(gòu)造的四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機13)
的一部分的示意性立體圖。具體而言，圖18是構(gòu)成發(fā)動機13的氣缸蓋 13sh的示意性立體圖。圖19是沿圖18中的方向F19觀察的氣缸蓋13sh的
如圖18及19所示，發(fā)動機13具有進氣口 21D及排氣口 31D。進氣 口 21D具有通過進氣門(未示出)選擇性地打開和關(guān)閉的進氣口開口 21a， 21b。排氣口 31D具有通過排氣門(未示出)選擇性地打開和關(guān)閉的 排氣口開口 31a， 31b。
氣缸蓋13sh具有用于將氣缸蓋13sh安裝至發(fā)動機13的氣缸體的安裝 部分13b。
氣缸蓋13sh (燃燒室界定部分)的外側(cè)部分(具體指排氣口 31D)設 置有氣體貯留室130。氣體貯留室130從氣缸蓋13sh的外側(cè)部分突伸出。 具體而言，氣體貯留室130沿氣缸13c的切線方向突伸出(參見圖19)。 應當注意，在圖19中，附圖標記13c指氣缸蓋13sh的燃燒室，其實際上 與氣缸(未示出)重疊。
氣體貯留室130包括位于氣缸蓋13sh外側(cè)部分上的基部13a，以及用 于封閉基部13a的蓋體131。蓋體131通過螺栓(未示出)安裝至基部 13a。
在本實施例中，氣體貯留室130具有長方體的形狀。具體而言，氣體 貯留室130具有沿氣缸(未示出)的軸線Ll延伸的邊緣131a，以及垂直 于軸線Ll并具有比邊緣131a更長的長度的邊緣131b。
基部13a從氣缸蓋13sh突伸并形成為與氣缸蓋13sh —體的部件。在 由基部13a及蓋體131界定的空間內(nèi)，形成貯留燃燒后氣體的氣體貯留區(qū) 域130a。
基部13a接合至氣體連通通路區(qū)域132。貯留在氣體貯留室130中的 燃燒后氣體通過氣體連通通路區(qū)域132被排出至排氣口 31D (參見氣體連 通通路區(qū)域132中所示的箭頭)。 (作用和效果)
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的四沖程內(nèi)燃機(發(fā)動機13)，氣體貯留室
26130設置在氣缸蓋13sh的外側(cè)部分上并且氣體貯留室BO從氣缸蓋13sh的 外側(cè)部分突伸。此外，氣體貯留室具有長方體的形狀，其中沿氣缸(未示 出)的軸線Ll的邊緣131a具有比垂直于軸線Ll的邊緣131b更長的長度。
因此，即使當難以像第三實施例那樣將具有足夠容積的氣體貯留室設 置在氣缸蓋中時，本實施例也可確保氣體貯留室130的足夠容積，并可減 小發(fā)動機13的尺寸。
在本實施例中，在由基部13a界定的空間內(nèi)，形成了貯留氣體的氣體 貯留區(qū)域130a，并且通過蓋體131來封閉基部13a。由此便于對氣體貯留 區(qū)域130a內(nèi)部的維護。
此外，在本實施例中，氣體貯留區(qū)域130a也形成在由蓋體131界定的 空間內(nèi)。因此，利用蓋體131有助于增大氣體貯留區(qū)域130a的容積。此 外，改變蓋體131的尺寸可便于改變氣體貯留區(qū)域130a的容積。 [其他實施例]
盡管通過上述本發(fā)明的實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，作為記載 內(nèi)容的一部分的說明及附圖并不對本發(fā)明構(gòu)成限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人中基 于這里記載的內(nèi)容可完成各種不同的可選示例。
例如，可以適當?shù)亟M合上述實施例及可選示例的特征部分來實現(xiàn)四沖 程內(nèi)燃機。
具體而言，類似于上述第二實施例的可選示例，以下設置方式是可行 的，即排氣通路(排氣管66)在燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)的平 面視圖中彎曲，在燃燒室界定部分的平面視圖中，氣體貯留室(氣體貯留 室67C)的至少一部分比彎曲的排氣通路(排氣管66)布置在更靠內(nèi)的區(qū) 域(區(qū)域Al)中，并且，與上述第三實施例類似，氣體貯留室(氣體貯 留室120)布置在燃燒室界定部分(具體指氣缸蓋llsh)內(nèi)。
根據(jù)上述設置方式，因為至少氣體貯留室比彎曲的排氣通路布置在更 靠內(nèi)的區(qū)域Al中并且氣體貯留室布置在氣缸蓋中，故可有效地利用氣缸 蓋的有限空間來形成氣體貯留室。
類似于上述第二實施例的可選示例，以下設置方式也是可行的，即進
27氣通路(進氣管64)在燃燒室界定部分(氣缸體及氣缸蓋)的平面視圖中 彎曲，在燃燒室界定部分的平面視圖中，新鮮空氣貯留室(新鮮空氣貯留
室69C)的至少一部分比彎曲的進氣通路(進氣管64)布置在更靠內(nèi)的區(qū) 域(區(qū)域Bl)中，并且新鮮空氣貯留室布置在燃燒室界定部分(氣缸體 llsb及氣缸蓋llsh)內(nèi)。
此外，在上述第三實施例中，氣體貯留區(qū)域120a形成在氣缸蓋llsh 中并具有向匹配表面lla開口的開口 120b。但是，氣體貯留區(qū)域120a并 不限于上述結(jié)構(gòu)，并且不一定必須具有向匹配表面lla開口的開口 120b。
例如，可以如下所述修改氣體貯留區(qū)域的形狀。圖20及圖21示出了 氣體貯留區(qū)域的可選示例。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的可選示例的氣缸蓋14sh及氣缸體 14sb的局部放大剖視圖。如圖20所示，氣體貯留室140由氣體貯留區(qū)域 140a及氣體連通通路區(qū)域140c形成。氣體貯留區(qū)域140a形成在氣缸體 14sb而非氣缸蓋14sh中。
氣體貯留區(qū)域140a具有向匹配表面14a開通的開口 140b (氣缸體開 口)。在圖20所示的可選示例中，開口 140b被連接在一起的氣缸體14sb 及氣缸蓋14sh所封閉。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的另一可選示例的氣缸蓋15sh及氣 缸體15sb的局部放大剖視圖。如圖21所示，氣體貯留室150由氣體貯留 區(qū)域150a及氣體連通通路區(qū)域150d形成。氣體貯留區(qū)域150a形成在氣缸 蓋15sh及氣缸體15sb中。
氣體貯留區(qū)域150a的形成在氣缸蓋15sh中的部分具有向匹配表面 15a開口的氣缸蓋開口 150b。另一方面，氣體貯留區(qū)域150a的形成在氣缸 體15sb中的另一部分具有向氣缸蓋15sh開口的氣缸體開口 150c。
在圖21所示的可選示例中，將氣缸體15sb與氣缸蓋15sh連接實現(xiàn)了 氣缸蓋開口 150b與氣缸體開口 150c之間的連通。
如上所述，本發(fā)明當然可包括這里并未描述的各種不同實施例等。因 此，本發(fā)明的技術(shù)范圍僅由根據(jù)基于以上描述的適當權(quán)利要求所規(guī)定的各 項發(fā)明來決定。應當注意，通過引用將日本專利申請第2006-202614號(于2006年 12月22日遞交)以及日本專利申請第2007-172933號(于2007年6月29 日遞交)的全部內(nèi)容包含在本說明書中。
工業(yè)實用性
根據(jù)本發(fā)明的四沖程內(nèi)燃機可進一步改善燃料消耗，并可減少氮氧化 物(NOx)，而不會使氣缸蓋部分的結(jié)構(gòu)過于復雜。因此，本發(fā)明在其就 各種不同內(nèi)燃機(例如發(fā)動機)的應用方面極具優(yōu)勢。
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權(quán)利要求
1.一種四沖程內(nèi)燃機，包括燃燒室；界定所述燃燒室的燃燒室界定部分；向所述燃燒室開口的進氣通路；向所述燃燒室開口的排氣通路；打開或關(guān)閉所述進氣通路的燃燒室側(cè)開口的進氣門；以及打開或關(guān)閉所述排氣通路的燃燒室側(cè)開口的排氣門，其中所述燃燒室界定部分具有氣體貯留室，所述氣體貯留室與所述排氣通路連通，以貯留從所述燃燒室排出的燃燒后氣體；當所述排氣門在膨脹沖程或排氣沖程中打開時，所述燃燒后氣體流入所述氣體貯留室；并且當所述排氣門在進氣沖程中打開時，在所述氣體貯留室中貯留的所述燃燒后氣體被排出至所述燃燒室。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室包括氣體貯留區(qū)域和氣體連通通路區(qū)域，所述氣體貯 留區(qū)域貯留所述燃燒后氣體，并且所述氣體貯留區(qū)域與所述排氣通路通過 所述氣體連通通路區(qū)域彼此連通；所述燃燒室界定部分包括氣缸體和氣缸蓋，所述氣缸蓋具有面向所述 氣缸體的匹配表面；所述氣體貯留區(qū)域形成在所述氣缸蓋中，并具有向所述匹配表面開口 的氣缸蓋開口；并且所述氣缸體與所述氣缸蓋彼此連接以封閉所述氣缸蓋開口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室包括氣體貯留區(qū)域和氣體連通通路區(qū)域，所述氣體貯 留區(qū)域貯留所述燃燒后氣體，并且所述氣體貯留區(qū)域與所述排氣通路通過 所述氣體連通通路區(qū)域彼此連通；所述燃燒室界定部分包括氣缸體和氣缸蓋，所述氣缸蓋具有面向所述 氣缸體的匹配表面；所述氣體貯留區(qū)域形成在所述氣缸體中，并具有向所述匹配表面開口 的氣缸體開口；并且所述氣缸體與所述氣缸蓋彼此連接以封閉所述氣缸體開口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室包括氣體貯留區(qū)域和氣體連通通路區(qū)域，所述氣體貯 留區(qū)域貯留所述燃燒后氣體，并且所述氣體貯留區(qū)域與所述排氣通路通過 所述氣體連通通路區(qū)域彼此連通；所述燃燒室界定部分包括氣缸體和氣缸蓋，所述氣缸蓋具有面向所述 氣缸體的匹配表面；所述氣體貯留區(qū)域形成在所述氣缸蓋及所述氣缸體中，所述氣體貯留 區(qū)域的形成在所述氣缸蓋中的部分具有向所述匹配表面開口的氣缸蓋開 口，所述氣體貯留區(qū)域的形成在所述氣缸體中的另一部分具有向所述氣缸蓋開口的氣缸體開口；并且所述氣缸蓋與所述氣缸體彼此連接以連通所述氣缸蓋開口與所述氣缸 體開口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的四沖程內(nèi)燃機，其中 所述排氣通路界定在所述氣缸蓋中；并且所述氣體連通通路區(qū)域界定在所述排氣通路與所述匹配表面之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述燃燒室在平面視圖中大致呈圓形；并且至少所述氣體連通通路區(qū)域的在更接近所述排氣通路位置的部分沿與 所述燃燒室的周部平行的預定旋轉(zhuǎn)方向取向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的四沖程內(nèi)燃機，其中至少所 述氣體連通通路區(qū)域的在更接近所述排氣通路位置的部分沿所述排氣通路 延伸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述排氣通路在所述燃燒室界定部分的平面視圖中彎曲；并且 在所述燃燒室界定部分的所述平面視圖中，相較于彎曲的所述排氣通 路，所述氣體貯留室的至少一部分布置在更靠內(nèi)的區(qū)域中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室設置在所述燃燒室界定部分的外側(cè)部分上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室從 所述外側(cè)部分突伸出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室包括位于所述外側(cè)部分上的基部以及用于封閉所述基 部的蓋體；并且在由所述基部界定的空間內(nèi)，形成貯留所述燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的四沖程內(nèi)燃機，其中在由所述蓋體界定 的空間內(nèi)，形成貯留所述燃燒后氣體的氣體貯留區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的四沖程內(nèi)燃機，其中所述氣體貯留室具 有長方體的形狀。
全文摘要
一種四沖程內(nèi)燃機具有與排氣口(31)連通并貯留從燃燒室排出的燃燒后氣體的氣體貯留室(100)。當由氣門頭(32a)及桿(32b)構(gòu)成的排氣門在膨脹沖程中打開時，允許燃燒后氣體流入氣體貯留室(100)，而當排氣門在進氣沖程中打開時，在氣體貯留室(100)中貯留的燃燒后氣體被排出至燃燒室。
文檔編號F02D21/08GK101495736SQ20078002873
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者檜垣祥之, 瀧井修, 芹川宏史 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社