特開 2023-163854 内燃機関及びインジェクションキット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163854

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】内燃機関及びインジェクションキット

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/22 20060101AFI20231102BHJP

   F01N 3/34 20060101ALI20231102BHJP

   F02D 9/02 20060101ALI20231102BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

F01N3/22

F01N3/34 301C

F02D9/02 351Z

F02M35/10 101Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022075045

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】511256417

【氏名又は名称】株式会社ノーブレスト

(74)【代理人】

【識別番号】100126468

【弁理士】

【氏名又は名称】田久保 泰夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 博行

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 誠太郎

【テーマコード（参考）】

3G065

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G065BA01

3G065CA12

3G065DA04

3G091AA03

3G091BA13

3G091CA22

3G091HA02

3G091HB01

(57)【要約】

【課題】インジェクション式の燃料供給装置を取り付けると共に、未燃焼ガスを再燃焼させて、排気ガスを浄化する内燃機関及びインジェクションキットを提供する。
【解決手段】本発明は、内燃機関１０に関するものであり、キャブレタが取り外された後の燃焼室２３の吸気側に接続され、空気ＭＡが通過する吸気通路部５０と、燃焼室２３から排出された排気ガスＥＸ１が通過し、排気ガス浄化触媒装置９０を介して大気中に排気ガスＥＸ３を放出する排気通路部８０と、吸気通路部５０における回動モータ５２及びフラップ５３のエンジン本体２０側に設けられ、燃料Ｆを吸気通路部５０内に供給するインジェクタ１１０と、排気通路部８０のエンジン本体２０との接続位置近傍に設けられ、大気中から吸入された二次燃焼用外気ＳＡを排気通路部８０内に供給するエアインジェクタ７９を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室及び前記燃焼室内に配置された点火プラグを有するエンジン本体と、
キャブレタが取り外された後の前記燃焼室の吸気側に接続され、大気中から空気を吸入する大気吸入口を有し、前記燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、
前記燃焼室の排気側に接続され、前記燃焼室から排出された排気ガスが通過し、排気ガス浄化触媒装置を介して大気中に排気ガスを放出する大気放出口を有する排気通路部と、
前記吸気通路部に設けられ、空気吸入量を調整する吸入量調整部と、
前記吸気通路部における前記吸入量調整部の前記エンジン本体側に設けられ、燃料を前記吸気通路部内に供給するインジェクタと、
前記排気通路部の前記エンジン本体との接続位置近傍に設けられ、大気中から吸入された空気を前記排気通路部内に供給する二次燃焼外気注入ノズルとを備えていることを特徴とする内燃機関。

【請求項2】

請求項１に記載の内燃機関において、
前記吸入量調整部による空気吸入制御、前記点火プラグの点火タイミング、前記インジェクタによる燃料の供給タイミング及び供給量を制御する電子制御部をさらに備えていることを特徴とする内燃機関。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の内燃機関において、
前記二次燃焼外気注入ノズルは、大気中から空気を導入する二次燃焼用外気導入部に接続され、
前記二次燃焼用外気導入部は、前記吸気通路部内に生ずる負圧に基づいて前記二次燃焼外気注入ノズルに空気を供給することを特徴とする内燃機関。

【請求項4】

請求項２に記載の内燃機関において、
前記排気ガス浄化触媒装置の大気中側には、前記排気ガス中の特定の気体の割合を測定する気体センサが設けられ、
前記電子制御部は、前記気体センサの測定結果によって、前記空気吸入量、前記点火タイミング、前記燃料の供給タイミング及び前記供給量が制御されることを特徴とする内燃機関。

【請求項5】

燃焼室及び前記燃焼室内に配置された点火プラグを有するエンジン本体と、キャブレタが取り外された後の前記燃焼室の吸気側に接続されて前記燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、前記燃焼室の排気側に接続されて大気中に排気ガス浄化触媒装置を介して排気ガスを放出する大気放出口を有する排気通路部とを備える内燃機関に用いられるインジェクションキットにおいて、
前記吸気通路部に設けられ、空気吸入量を調整する吸入量調整部と、
前記吸気通路部における前記吸入量調整部の前記エンジン本体側に設けられ、燃料を前記吸気通路部内に供給するインジェクタと、
前記排気通路部の前記エンジン本体との接続位置近傍に設けられ、大気中から吸入された空気を前記排気通路部内に供給する二次燃焼外気注入ノズルとを備えていることを特徴とするインジェクションキット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旧年式オートバイの排気ガス、現代適合化キットに関して、特に、キャブレタ式の燃料供給装置を取り外した後にインジェクション式の燃料供給装置を取り付けた内燃機関及びこのような内燃機関に取り付けるためのインジェクションキットに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車に搭載される内燃機関は、燃料供給装置から供給されたガソリンを燃焼室で燃焼し、この時に発生した動力をピストン、クランクシャフト等の駆動力伝達装置を介して駆動輪に伝えて、駆動力を得るものである。燃焼室内部でガソリンを燃焼して発生させた燃焼ガスは、排気側に設置されている排気装置を通じて浄化された後、外部に放出される。

【0003】

自動二輪車は、西暦１９９９年頃までは、四輪車のような排気ガス規制がなされていないことから、燃料供給装置として機械式キャブレタ式を用いるものが主流であった。キャブレタ式は構造が単純である一方、燃料供給の微調整が難しく排気ガス中に未燃焼ガスが残る等、環境に悪影響を及ぼすという短所があった。なお、燃料供給の最適化を図るインジェクション式の燃料供給装置（電子制御式燃料噴射装置）を用いるものも出始めていたが、実用初期段階であったため、厳密な制御が行うことができず、排気ガスはクリーンとはいえなかった。

【0004】

これに対し、四輪車においては厳しい排気ガス規制によって、インジェクション式の燃料供給装置（電子制御式燃料噴射装置）が早くから採用されると共に、その制御手法も成熟していた。近年、二輪車においても、厳しい排気ガス規制が課せられ、新型車は、ほぼインジェクション式の燃料供給装置に切り替えられていた。

【0005】

図３は、キャブレタ式の内燃機関３１０が搭載された旧型の二輪車３００の一例を示す側面図である。二輪車３００は、フレーム３０１を有している。フレーム３０１の前後は、前輪３０２及び後輪３０３によって支持され、上部にはシート３０４、操舵装置３０５、燃料タンク３０６が取り付けられている。また、フレーム３０１は、内燃機関３１０を保持している。内燃機関３１０は、エンジン本体３２０と、燃焼室３３０とを備えている。燃焼室３３０の吸気側には、機械式キャブレタ３４０を介してエアフィルタ３５０が接続され、燃焼室３３０の排気側には排気通路部３６０が接続され、排気ガス浄化触媒装置３７０及びマフラ３８０を介して、大気側に開放されている。

【0006】

一方、キャブレタ式を採用していた旧型の自動二輪車は、その無骨なスタイリングに注目され、あえて旧型に乗り続けたり、中古車を購入したりする愛好家も多かった。旧型の自動二輪車は、現行の排気ガス規制は適用されないため、エンジンを改造することなく、そのまま乗り続けても違法とはならない。しかしながら、前述したように現代の排気ガス規制に沿わない以上、環境面に配慮する旧型の愛好家も十分に楽しめないという問題があった。このため、キャブレタ式の燃料供給装置をインジェクション式の燃料供給装置に置き換えるということが考えられる。

【0007】

なお、エンジンのクランクケースを通じて外部に漏出する未燃焼のブローバイガスが、排気ガスと共に外部に放出されて環境を汚染させることを防止するため、燃焼室に戻して再燃焼させて排気ガスを浄化する内燃機関が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００１－３１７３２４号公報

【特許文献2】特開２００３－１２０２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、燃焼室で燃料を完全に燃焼させることは難しく、未燃焼ガスはどうしても燃焼ガス中に残留する。燃焼室で発生した燃焼ガスは排気装置を通じて浄化されるものの、未燃焼ガスは浄化されずに外部放出され、環境を汚染する。また、未燃焼のブローバイガスを燃焼室に戻して再燃焼させる技術も知られているが、特許文献１，２の構成では、エンジン本体そのものに加工が必要であると共に、多くの新たな部品やホースを追加しなければならず、改造コストが高くなっていた。

【0010】

なお、キャブレタ式の燃料供給装置を単にインジェクション式に置き換えただけでは、内燃機関及びその周辺機器の状態はそれぞれ異なっているため、一律の制御では排気ガスをクリーンにできない。

【0011】

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、キャブレタ式の燃料供給装置が搭載された旧型の内燃機関であっても、インジェクション式の燃料供給装置を取り付けて、燃料供給の最適化を図ると共に、未燃焼ガスを効果的に再燃焼させることで、排気ガスを浄化することができる内燃機関及びこのような内燃機関に取り付けるためのインジェクションキットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る内燃機関は、キャブレタが取り外された後の、燃焼室及び前記燃焼室内に配置された点火プラグを有するエンジン本体と、前記燃焼室の吸気側に接続され、大気中から空気を吸入する大気吸入口を有し、前記燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、前記燃焼室の排気側に接続され、前記燃焼室から排出された排気ガスが通過し、排気ガス浄化触媒装置を介して大気中に排気ガスを放出する大気放出口を有する排気通路部と、前記吸気通路部に設けられ、空気吸入量を調整する吸入量調整部と、前記吸気通路部における前記吸入量調整部の前記エンジン本体側に設けられ、燃料を前記吸気通路部内に供給するインジェクタと、前記排気通路部の前記エンジン本体との接続位置近傍に設けられ、大気中から吸入された空気を前記排気通路部内に供給する二次燃焼外気注入ノズルとを備えていることを特徴とする。

【0013】

前記内燃機関において、前記吸入量調整部による空気吸入制御、前記点火プラグの点火タイミング、前記インジェクタによる燃料の供給タイミング及び供給量を制御する電子制御部をさらに備えていることを特徴とする。

【0014】

前記内燃機関において、前記二次燃焼外気注入ノズルは、大気中から空気を導入する二次燃焼用外気導入部に接続され、前記二次燃焼用外気導入部は、前記吸気通路部内に生ずる負圧に基づいて前記二次燃焼外気注入ノズルに空気を供給することを特徴とする。

【0015】

前記内燃機関において、前記排気ガス浄化触媒装置の大気中側には、前記排気ガス中の特定の気体の割合を測定する気体センサが設けられ、前記電子制御部は、前記気体センサの測定結果によって、前記空気吸入制御、前記点火タイミング、前記燃料の供給タイミング及び前記供給量が制御されることを特徴とする。

【0016】

本発明に係るインジェクションキットは、キャブレタが取り外された後の、燃焼室及び前記燃焼室内に配置された点火プラグを有するエンジン本体と、前記燃焼室の吸気側に接続されて前記燃焼室に供給される空気が通過する吸気通路部と、前記燃焼室の排気側に接続されて大気中に排気ガス浄化触媒装置を介して排気ガスを放出する大気放出口を有する排気通路部とを備える内燃機関に用いられ、前記吸気通路部に設けられ、前記空気吸入量を調整する吸入量調整部と、前記吸気通路部における前記吸入量調整部の前記エンジン本体側に設けられ、燃料を前記吸気通路部内に供給するインジェクタと、前記排気通路部の前記エンジン本体との接続位置近傍に設けられ、大気中から吸入された空気を前記排気通路部内に供給する二次燃焼外気注入ノズルとを備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明の内燃機関では、空気吸入量を調整する吸入量調整部を通して吸入された空気に、インジェクタによって供給量と供給タイミングが最適化された状態で燃料が吸気通路部内に供給され、空気と燃料の混合気として燃焼室内に導入される。燃焼室内では、点火プラグによって混合気が点火され、燃焼される。燃焼室から排出された排気ガスのうち、燃料が燃焼しないで残った高温の未燃焼ガスがエンジン本体との接続位置近傍の排気通路部に二次燃焼外気注入ノズルから供給された空気により、再燃焼される。このため、排気ガス中の未燃焼ガスを十分に減らすことができ、最終的に排気ガス浄化触媒装置を介して大気中に浄化されて排出される。

【0018】

本発明のインジェクタキットでは、キャブレタが取り外された後の吸気通路部に空気吸入量を調整する吸入量調整部が取り付けられ、この吸入量調整部のエンジン本体側に供給量と供給タイミングが最適化された状態で燃料を吸気通路部内に供給するインジェクタが取り付けられる。燃焼室の排気側には、エンジン本体との接続位置近傍に、大気中から吸入された空気を排気通路部内に供給する二次燃焼外気注入ノズルを有する排気通路部を取り付けられることで、内燃機関にインジェクションが取り付けられる。本発明のインジェクタキットによれば、エンジン本体に大幅な改造を加えることなく、キャブレタ式の燃料供給装置を取り外した後にインジェクション式の燃料供給装置を取り付けることができ、排気ガス中に含まれる未燃焼ガスを再燃焼させて、排気ガスを浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る内燃機関の構成を示す説明図である。

【図2】本発明の実施形態に係る内燃機関が搭載された二輪車を示す側面図である。

【図3】キャブレタ式の内燃機関が搭載された二輪車の一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜内燃機関１０の構成＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る内燃機関１０の構成を示す説明図、図２は内燃機関１０が搭載された二輪車１を示す側面図である。

【0021】

二輪車１は、フレーム２を有する。フレーム２の前後は、前輪３及び後輪４によって支持され、上部にはシート５、操舵装置６が取り付けられている。また、フレーム２は、回転駆動力を生じる内燃機関１０を保持している。

【0022】

内燃機関１０は、エンジン本体２０、吸気通路部５０、エアフィルタ６０、二次燃焼用外気導入装置（二次燃焼用外気導入部）７０、排気通路部（エキゾーストパイプ）８０、排気ガス浄化触媒装置９０、マフラ１００、インジェクタ１１０及び電子制御ユニット（電子制御部）２００を備える。

【0023】

エンジン本体２０は、シリンダブロック２１、ヘッド部２２、燃焼室２３、吸気ポート２４及び排気ポート２５を備える。ヘッド部２２は、シリンダブロック２１の上部に設けられる。シリンダブロック２１の中央には、燃焼室２３が設けられ、図中左側の吸気ポート２４、右側の排気ポート２５に連通する。シリンダブロック２１の下部中央にはピストン３０が往復動自在に挿通されている。

【0024】

燃焼室２３と吸気ポート２４との境界部分には、吸気バルブ３１が介装されている。燃焼室２３と排気ポート２５との境界部分には、排気バルブ３２が介装されている。吸気バルブ３１は、コイルバネ３３によって燃焼室２３と吸気ポート２４との境界部分を閉塞する方向に付勢される。排気バルブ３２は、コイルバネ３４によって燃焼室２３と排気ポート２５との境界部分を閉塞する方向に付勢されている。

【0025】

吸気バルブ３１は、カムシャフト３５によってコイルバネ３３の付勢力に抗して、下方に突出し、燃焼室２３と吸気ポート２４との境界部分が開放される。排気バルブ３２は、カムシャフト３６によってコイルバネ３４の付勢力に抗して、下方に突出し、燃焼室２３と排気ポート２５との境界部分が開放される。

【0026】

燃焼室２３の上部には、点火プラグ３７が配置されている。点火プラグ３７は、リード線３８を介して後述する電子制御ユニット２００に接続される。点火プラグ３７は、電子制御ユニット２００から所定のタイミングで通電されることで燃焼室２３内に火花を発生し、後述する混合気ＭＸに着火させる。

【0027】

吸気ポート２４の開口部２４ａには、ブラケット４０を介して、吸気通路部５０が取り付けられている。

【0028】

吸気通路部５０は、通路本体５１、回動モータ５２及びフラップ５３を備える。通路本体５１は、図１中左側に入口５１ａを備え、右側に出口５１ｂを備える。回動モータ５２は、通路本体５１の中央部に配置され、図１中上下方向を軸として回動する。フラップ５３は、回動モータ５２の軸に取り付けられ、通路本体５１の内径より僅かに小さい外径を有する円板状に形成される。フラップ５３は、電子制御ユニット２００によって制御される回動モータ５２の回動位置によってその向きが変化し、通路本体５１の開口面積を調整することで、吸気量を調整する。すなわち、回動モータ５２及びフラップ５３によって吸入量調整部が構成される。

【0029】

通路本体５１におけるフラップ５３の上流側には、後述する吸気負圧パイプ７７が接続され、下流側には後述するインジェクタ１１０が設けられている。

【0030】

エアフィルタ６０は、通路本体６１及びフィルタ６２を備える。エアフィルタ６０は、吸気通路部５０の入口５１ａに取り付けられる。通路本体６１は、図１中左側に大気吸入口６１ａを備え、右側に大気出口６１ｂを備える。フィルタ６２は、通路本体６１の中央に配置される。フィルタ６２は大気中のゴミ等を除去する機能を有している。

【0031】

二次燃焼用外気導入装置７０は、ハウジング７１、上膜７２、下膜７３、二次燃焼用外気導入路７４、サブハウジング７５、吸気負圧パイプ７７、エアパイプ７８及びエアインジェクタ（二次燃焼外気注入ノズル）７９を備える。

【0032】

ハウジング７１は、金属材によって形成され、中央で上下に分割されている。上膜７２及び下膜７３は、ハウジング７１の分割面に二次燃焼用外気導入路７４を挟んで対向配置され、ハウジング７１の分割面を気密に閉塞している。

【0033】

上膜７２及び下膜７３は、柔軟な膜材で形成され、上膜７２の中央には硬質ゴムで形成された上弁７２ａが設けられ、下膜７３の中央には硬質ゴムで形成された下弁７３ａが設けられる。ハウジング７１内の気圧によって上弁７２ａ及び下弁７３ａが離接する。

【0034】

二次燃焼用外気導入路７４は、図１中左側に大気吸入口７４ａを備え、右側に大気出口７４ｂを備える。大気吸入口７４ａは大気に開放される。サブハウジング７５は、大気出口７４ｂ側に配置される。サブハウジング７５は、逆止弁７６を有し、大気出口７４ｂを閉塞している。

【0035】

吸気負圧パイプ７７は、一端がハウジング７１に連通し、他端が吸気通路部５０の通路本体５１に連通する。エアパイプ７８は、一端がサブハウジング７５に連通し、他端がエアインジェクタ７９に連通する。エアインジェクタ７９は、排気通路部８０内にその先端を露出して配置される。エアインジェクタ７９は、エアパイプ７８を介して供給された二次燃焼用外気ＳＡを排気通路部８０内に導入する。

【0036】

二次燃焼用外気導入装置７０は、通路本体５１内が負圧になると、吸気負圧パイプ７７を通じてハウジング７１内が負圧となる。これにより、上膜７２及び下膜７３は、それぞれハウジング７１の内側に変形され、上弁７２ａ及び下弁７３ａが離間する。これにより、二次燃焼用外気導入路７４が開き、エアパイプ７８を通じて、排気通路部８０内に突出したエアインジェクタ７９に二次燃焼用外気が供給される。なお、逆止弁７６の機能によりエアパイプ７８側に高い気圧のガスが発生しても、ガスが逆戻りすることはない。

【0037】

排気通路部８０は、入口部（接続位置近傍）８１及び出口部８２を備える。入口部８１は、排気ポート２５の出口２５ａに接続される。出口部８２は、排気ガス浄化触媒装置９０に接続されている。

【0038】

排気ガス浄化触媒装置９０は、入口側が排気通路部８０の出口部８２に連通し、出口側がマフラ１００に連通する。排気ガス浄化触媒装置９０は、排気ガス中の酸化窒素濃度、一酸化炭素濃度を除去する機能を有している。マフラ１００は、排気ガスが生じる排気音を低減する機能を有している。

【0039】

インジェクタ１１０は、リード線１１１、タンク１１２及び燃料パイプ１１３を備える。インジェクタ１１０は、吸気通路部５０の通路本体５１のフラップ５３より下流側に配置される。インジェクタ１１０は、リード線１１１を介して電子制御ユニット２００によって燃料Ｆの噴射量・噴射タイミングが制御される。タンク１１２は、燃料Ｆを貯留する。燃料パイプ１１３は、ガソリン等の燃料Ｆを通路本体５１のフラップ５３より下流側に供給するインジェクタ１１０が設けられる。インジェクタ１１０の噴射量・噴射タイミングは、リード線１１１を介して電子制御ユニット２００によって制御される。インジェクタ１１０は、燃料Ｆを貯留するタンク１１２と、燃料パイプ１１３を介して接続されている。

【0040】

次に、内燃機関１０の各部に設けられた気体センサ１２０及び温度センサ１３０について説明する。気体センサ１２０は、マフラ１００に設けられる。気体センサ１２０は、例えば酸素濃度、酸化窒素濃度、一酸化炭素濃度、炭化水素濃度を測定する機能を有する。気体センサ１２０の出力は、リード線１２１を介して電子制御ユニット２００に入力されている。

【0041】

温度センサ１３０は、シリンダブロック２１に設けられる。温度センサ１３０の出力は、リード線１３１を介して電子制御ユニット２００に入力されている。

【0042】

電子制御ユニット２００は、予め組み込まれたプログラムに沿って内燃機関１０の各部の連携制御を行う。電子制御ユニット２００には、気体センサ１２０及び温度センサ１３０の出力が入力されると共に、電子制御ユニット２００の制御の下、回動モータ５２及びフラップ５３で構成される吸入量調整部によって空気吸入量が調整され、インジェクタ１１０からの燃料Ｆの噴射量・噴射タイミング、点火プラグ３７の点火タイミングが調整される。なお、上述した予め組み込まれるプログラムは、二輪車毎の内燃機関や周辺機器のコンデションに合わせて各種パラメータを最適に調整し、作成されたものである。

【0043】

＜内燃機関１０の動作＞
本実施形態に係る内燃機関１０は、基本的には以上のように構成される。次に、内燃機関１０の動作について説明する。本実施形態では、内燃機関１０が始動すると、ピストン３０及びカムシャフト３５，３６が動作する。さらに、電子制御ユニット２００により、予め組み込まれたプログラムに沿って各部の連携動作が行われ、内燃機関１０各部の連携制御が行われる。なお、電子制御ユニット２００が行う連携制御は一律ではなく、対象となる内燃機関１０及び周辺機器の個々の状態に応じて適切な調整を行う必要がある。

【0044】

吸気バルブ３１が開いた状態でピストン３０が下降すると、吸気通路部５０内が負圧となり、エアフィルタ６０から空気ＭＡが導入される。空気ＭＡは、フィルタ６２によって、ろ過され、吸気通路部５０内に導入される。空気導入量は、回動モータ５２及びフラップ５３によって調節されながら燃焼室２３に向かう。この時、インジェクタ１１０から適切な量で燃料Ｆが供給され、空気ＭＡと燃料Ｆの混合気ＭＸとなって燃焼室２３に導入される。吸気バルブ３１及び排気バルブ３２が閉じた状態で、ピストン３０が上昇して燃焼室２３内で混合気ＭＸが圧縮される。

【0045】

次に、点火プラグ３７によって混合気ＭＸが燃焼され、その燃焼によってピストン３０が下降する。この下降する力が駆動力となって後輪４を駆動する。さらにピストン３０は再上昇し、吸気バルブ３１が閉じた状態、及び、排気バルブ３２が開いた状態で排気ガスＥＸ１が排気ポート２５から排出される。この時の排気ガスＥＸ１の温度は７００℃前後の高温であると共に、内部に未燃焼ガスが含まれている。

【0046】

一方、前述した吸気通路部５０内が負圧になると、吸気負圧パイプ７７を介して二次燃焼用外気導入装置７０のハウジング７１内も負圧になる。これにより、上膜７２及び下膜７３が離間して、上弁７２ａ及び下弁７３ａの間に隙間ができ、二次燃焼用外気ＳＡが導入される。この二次燃焼用外気ＳＡは、エアパイプ７８を通じて、エアインジェクタ７９に供給される。エアインジェクタ７９は、供給された二次燃焼用外気ＳＡを排気通路部８０内に導入する。

【0047】

上述したように、排気ガスＥＸ１の温度は高温であると共に未燃焼ガスを含んでいることから酸素を含む二次燃焼用外気ＳＡがエアインジェクタ７９によって導入されると、図１中Ｑに示されるように燃焼し、排気ガスＥＸ２を生ずる。この時の燃焼は、燃焼室２３内での圧縮した混合気ＭＸの燃焼とは異なり、緩やかなものであるため、排気ポート２５を通じて高圧の燃焼ガスが燃焼室２３に逆戻りすることによる不具合（アフターファイア）は生じない。

【0048】

排気ガスＥＸ２は排気ガス浄化触媒装置９０を通り、浄化され、マフラ１００から大気に排出される。この時、マフラ１００に取り付けられた気体センサ１２０により、排気ガスＥＸ３内の酸素濃度、酸化窒素濃度、一酸化炭素濃度、炭化水素濃度を計測され、電子制御ユニット２００に入力される。また、気体センサ１２０及び温度センサ１３０の出力が入力されていることから、排気ガスＥＸ３が排気ガス規制値以下となるように、フラップ５３の角度、インジェクタ１１０の噴射量・噴射タイミング、点火プラグ３７の点火タイミング等が調整される。

【0049】

内燃機関１０は、燃焼室２３及び前記燃焼室２３内に配置された点火プラグ３７を有するエンジン本体２０と、キャブレタが取り外された後の前記燃焼室２３の吸気側に接続され、大気中から空気を吸入する大気吸入口６１ａを有し、前記燃焼室２３に供給される空気ＭＡが通過する吸気通路部５０と、前記燃焼室２３の排気側に接続され、前記燃焼室２３から排出された排気ガスＥＸ１が通過し、排気ガス浄化触媒装置９０を介して大気中に排気ガスＥＸ３を放出する大気放出口を有する排気通路部８０と、前記吸気通路部５０に設けられ、空気吸入量を調整する吸入量調整部と、前記吸気通路部５０における前記吸入量調整部の前記エンジン本体２０側に設けられ、燃料Ｆを前記吸気通路部５０内に供給するインジェクタ１１０と、前記排気通路部８０の前記エンジン本体２０との入口部８１に設けられ、大気中から吸入された二次燃焼用外気ＳＡを前記排気通路部８０内に供給するエアインジェクタ７９とを備えている。

【0050】

このように構成される内燃機関１０によれば、キャブレタ式の燃料供給装置が搭載されていた内燃機関１０であっても、インジェクション式の燃料供給装置を取り付けると共に、未燃焼ガスを効果的に再燃焼させることで、排気ガスを浄化することが可能となる。排気ガス中の酸化窒素濃度、一酸化炭素濃度、炭化水素濃度はいずれも９０％程度の減少を図ることができると共に、燃費も１０～１５％の向上がみられた。

【0051】

さらに、この内燃機関１０は、エンジン本体２０に対しては改造を施すことが無く、エンジン本体２０の吸気側をキャブレタ式からインジェクション式に取り換え、排気側に二次燃焼用外気ＳＡを導入するエアインジェクタ７９を取り付ける構造であるため、低コストで改造が可能となる。さらに、ブローバイガスを回収して燃焼室に戻すような複雑な構造ではないため、重量を増すことが難しい自動二輪車等には適している。

【0052】

また、エンジン本体に改造を施さない構造であるため、エンジン本体を含まないインジェクションキットとして市場に流通することができ、輸送コストを低減させることも可能である。

【0053】

なお、上述したように内燃機関にあっては、各部品において精密な内燃機関加工を施すことで、混合気の燃焼がより促進され、未燃焼ガスの比率が減少し、排気ガスの浄化効率を高めることができる。また、自動二輪車に対する排気ガス規制が無かった西暦１９９９年までに生産されたキャブレタ式の燃料供給装置を有する内燃機関にインジェクションキットを適用してインジェクション式の燃料供給装置を有する内燃機関に改造することで、排気ガス濃度を大幅に低減させることができる。

【0054】

内燃機関１０において、前記吸入量調整部による空気吸入制御、前記点火プラグ３７の点火タイミング、前記インジェクタ１１０による燃料の供給タイミング及び供給量を制御する電子制御ユニット２００をさらに備えている。

【0055】

内燃機関１０において、前記エアインジェクタ７９は、大気中から空気を導入する二次燃焼用外気導入装置７０に接続され、前記二次燃焼用外気導入装置７０は、前記吸気通路部５０内に生ずる負圧に基づいて前記エアインジェクタ７９に空気を供給する。

【0056】

内燃機関１０において、前記排気ガス浄化触媒装置９０の大気中側には、前記排気ガスＥＸ３中の特定の気体の割合を測定する気体センサ１２０が設けられ、前記電子制御ユニット２００は、前記気体センサ１２０の測定結果によって、前記空気吸入量、前記点火タイミング、前記燃料Ｆの供給タイミング及び前記供給量が制御される。

【0057】

インジェクションキットは、燃焼室２３及び前記燃焼室２３内に配置された点火プラグ３７を有するエンジン本体２０と、キャブレタが取り外された後の前記燃焼室２３の吸気側に接続されて前記燃焼室２３に供給される空気ＭＡが通過する吸気通路部５０と、前記燃焼室２３の排気側に接続されて大気中に排気ガス浄化触媒装置９０を介して排気ガスＥＸ３を放出する大気放出口を有する排気通路部８０とを備える内燃機関１０に用いられるインジェクションキットにおいて、前記吸気通路部５０に設けられ、前記空気吸入量を調整する吸入量調整部と、前記吸気通路部５０における前記吸入量調整部の前記エンジン本体２０側に設けられ、燃料Ｆを前記吸気通路部５０内に供給するインジェクタ１１０と、前記排気通路部８０の前記エンジン本体２０との入口部８１に設けられ、大気中から吸入された二次燃焼用外気ＳＡを前記排気通路部８０内に供給するエアインジェクタ７９とを備えている。

【0058】

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。

【0059】

例えば、上述した例ではシリンダブロック２１とピストン３０は一組しか説明していないが、２気筒以上の内燃機関にも適用することもできる。またセンサ類は一例として示したものであり、必要に応じて数や種類を変更してもよい。

【符号の説明】

【0060】

１、３００…二輪車
２、３０１…フレーム
３、３０２…前輪
４、３０３…後輪
５、３０４…シート
６、３０５…操舵装置
１０…内燃機関
２０…エンジン本体
２１…シリンダブロック
２２…ヘッド部
２３…燃焼室
２４…吸気ポート
２４ａ…開口部
２５…排気ポート
２５ａ、５１ｂ…出口
３０…ピストン
３１…吸気バルブ
３２…排気バルブ
３３、３４…コイルバネ
３５、３６…カムシャフト
３７…点火プラグ
３８、１１１、１２１、１３１…リード線
４０…ブラケット
５０…吸気通路部
５１…通路本体
５１ａ…入口
５２…回動モータ
５３…フラップ
６０、３５０…エアフィルタ
６１…通路本体
６１ａ、７４ａ…大気吸入口
６１ｂ、７４ｂ…大気出口
６２…フィルタ
７０…二次燃焼用外気導入装置
７１…ハウジング
７２…上膜
７２ａ…上弁
７３…下膜
７３ａ…下弁
７４…二次燃焼用外気導入路
７５…サブハウジング
７６…逆止弁
７７…吸気負圧パイプ
７８…エアパイプ
７９…エアインジェクタ
８０…排気通路部
８１…入口部
８２…出口部
９０…排気ガス浄化触媒装置
１００、３８０…マフラ
１１０…インジェクタ
１１２…タンク
１１３…燃料パイプ
１２０…気体センサ
１３０…温度センサ
２００…電子制御ユニット（電子制御部）
３０６…燃料タンク
３１０…内燃機関
３２０…エンジン本体
３３０…燃焼室
３４０…機械式キャブレタ
３６０…排気通路部
３７０…排気ガス浄化触媒装置

【図1】

【図2】

【図3】