特開 2024-92825 エンジン

(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】P2024092825

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/41 20160101AFI20240701BHJP

   F02M 26/23 20160101ALI20240701BHJP

   F02M 26/28 20160101ALI20240701BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20240701BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20240701BHJP

   F01P 3/02 20060101ALI20240701BHJP

   F01N 3/30 20060101ALI20240701BHJP

   F02F 1/42 20060101ALI20240701BHJP

   F02F 1/36 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

F02M26/41 311

F02M26/23

F02M26/28

F02M21/02 G

F01N13/08 G

F01P3/02 G

F01N3/30 A

F01N3/30 G

F02F1/42 G

F02F1/36 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209006

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】521431099

【氏名又は名称】カワサキモータース株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100150566

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 洋樹

(74)【代理人】

【識別番号】100220489

【弁理士】

【氏名又は名称】笹沼 崇

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 将仁

(72)【発明者】

【氏名】久野 篤志

【テーマコード（参考）】

3G004

3G024

3G062

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G004AA02

3G024AA11

3G024CA11

3G024EA04

3G024FA13

3G024FA14

3G062ED02

3G062ED04

3G062ED08

3G062ED13

3G091AA03

3G091AA19

3G091CA22

(57)【要約】

【課題】排気の循環通路を備えたエンジンにおいて、排気管に及ぼす影響が抑制されるとともに、循環通路を短くできるエンジンを提供する。
【解決手段】
本開示のエンジンＥは、燃焼室１０に吸気Ｉを導く吸気ポート１２と燃焼室１０から排気ガスＧを排出させる排気ポート１４とがそれぞれ形成されるシリンダヘッド８と、排気ガスＧの一部を吸気Ｉとして通路に循環させる循環通路２８とを備えている。循環通路２８の一端が、シリンダヘッド８の内部に形成されて、排気ポート１４に連通している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室に吸気を導く吸気ポートと、燃焼室から排気ガスを排出させる排気ポートとがそれぞれ形成されるシリンダヘッドと、
排気ガスの一部を吸気として通路に循環させる循環通路と、を備え、
前記循環通路の一端が、前記シリンダヘッドの内部に形成されて、前記排気ポートに連通しているエンジン。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンにおいて、さらに、前記循環通路内の排気ガスを冷却する冷却構造を備えたエンジン。

【請求項3】

請求項２に記載のエンジンにおいて、前記冷却構造は、エンジンの発熱部分を冷却するための冷却液で、前記循環通路内の排ガスを冷却するエンジン。

【請求項4】

請求項３に記載のエンジンにおいて、さらに、シリンダブロックまたは前記シリンダヘッドを冷却するウォータジャケットを備え、
前記循環通路の一部が、前記ウォータジャケットに臨んでいるエンジン。

【請求項5】

請求項４に記載のエンジンにおいて、前記循環通路は、前記シリンダブロックのウォータジャケットに臨んでいるエンジン。

【請求項6】

請求項２に記載のエンジンにおいて、前記循環通路における冷却構造によって冷却される部分が、残余の部分に比べて通路面積が大きく設定されているエンジン。

【請求項7】

請求項２に記載のエンジンにおいて、前記冷却構造は、前記循環通路のうちで燃焼室を冷却する前記ウォータジャケットとは離間している部分を冷却するエンジン。

【請求項8】

請求項１または２に記載のエンジンにおいて、さらに、空気を前記排気ポートに供給するエア通路を備え、
前記循環通路のうち、前記排気ポートに接続される部分が、前記エア通路と共通化されているエンジン。

【請求項9】

請求項１または２に記載のエンジンにおいて、燃料が水素であるエンジン。

【請求項10】

請求項１または２のエンジンが搭載された鞍乗型車両であって、
前記排気ポートに接続され、前記エンジンの外部に延びて、外側に露出する排気管を備えた鞍乗型車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、排気ガスの一部を吸気として通路に循環させる循環通路を備えたエンジンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＮＯｘの低減を目的として、排気ガスの一部を吸気に送る排気再循環（Exhaust Gas Recirculation）が知られている（特許文献１）。自動車の排気再循環の一例として、シリンダヘッドの下流側の排気管に排気再循環用の分岐通路が形成されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２０６５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような排気再循環では、エンジンの排気管に排気ガスを分流するための循環通路（配管）を設置し、吸気側の通路に接続する必要がある。この場合、循環通路を接続することで、排気管に影響を及ぼすことが懸念される。

【0005】

本出願の開示は、排気の循環通路を備えたエンジンにおいて、排気管に及ぼす影響が抑制されるとともに、循環通路を短くできるエンジンを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のエンジンは、燃焼室に吸気を導く吸気ポートおよび燃焼室から排気ガスを排出させる排気ポートがそれぞれ形成されるシリンダヘッドと、排気ガスの一部を吸気として通路に循環させる循環通路とを備え、前記循環通路の一端が、前記シリンダヘッドの内部に形成されて、前記排気ポートに連通している。

【発明の効果】

【0007】

本開示のエンジンによれば、排気管に循環通路を接続する場合に比べて、循環通路の接続に起因する排気管への影響を少なくできる。また、循環通路の一端を吸気側に近づけることができ、循環通路を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第１実施形態に係るエンジンを示す断面図である。

【図2】同エンジンの変形例を示す断面図である。

【図3】同エンジンの概略構成図である。

【図4】同エンジンの別の変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の好ましい形態について図面を参照しながら説明する。図１は本開示の第１実施形態に係るエンジンを示す概略断面図である。本明細書において、「上流」、「下流」は、排気ガスまたは吸気の流れ方向の「上流」、「下流」をいう。

【0010】

本開示のエンジンＥは、例えば、自動二輪車のような鞍乗型車両の駆動源として用いられる。本開示のエンジンＥは、レシプロエンジンであり、燃料として、例えば、水素ガス、炭化水素を含有するガス燃料などの気体燃料が用いられる。ただし、燃料は、これに限定されず、例えば、液化石油ガス（ＬＰＧ）、ガソリン燃料、ディーゼル燃料、エタノール燃料等の液体燃料であってもよい。

【0011】

本開示のエンジンＥは、エンジン回転軸であるクランクシャフト２と、クランクシャフト２を支持するクランクケース４と、クランクケース４から突出するシリンダブロック６と、シリンダブロック６の突出端に取り付けられたシリンダヘッド８とを備えている。

【0012】

シリンダブロック６およびシリンダヘッド８の内部に燃焼室１０が形成されている。シリンダヘッド８の内部に、吸気ポート１２および排気ポート１４が形成されている。

【0013】

吸気ポート１２は、一端１２ａがシリンダヘッド８の外部に開口し、他端１２ｂが燃焼室１０に開口している。吸気ポート１２の一端１２ａに、吸気通路１６を構成する吸気管１８が接続されている。吸気通路１６は、空気または空気と燃焼の混合気を吸気ＩとしてエンジンＥに供給する。吸気ポート１２は、吸気通路１６からの吸気Ｉを燃焼室１０に導く。

【0014】

排気ポート１４は、一端１４ａが燃焼室１０に開口し、他端１４ｂがシリンダヘッド８の外部に開口している。排気ポート１４の他端１４ｂに、排気通路２０を構成する排気管２２が接続されている。燃焼室１０からの排気ガスＧは排気ポート１４を介して排出され、排気通路２０に導出される。自動二輪車のような鞍乗型車両では、排気管２２は、シリンダヘッド８の外部に延びて、車体の外側に露出する。つまり、排気管２２が、車両における意匠部品を構成する。

【0015】

シリンダヘッド８に点火プラグ２４が設けられている。点火プラグ２４は、その点火部が燃焼室１０に臨むように配置されている。点火プラグ２４の火花により、吸気ポート１２から燃焼室１０に導入された吸気Ｉが点火され燃焼し、燃焼後の排気ガスＧが排気ポート１４を介して燃焼室１０から排出される。

【0016】

本実施形態のエンジンＥは、ウォータジャケット２６を備えている。ウォータジャケット２６は、シリンダブロック６、シリンダヘッド８を冷却する冷却液が循環する通路である。つまり、本実施形態のエンジンＥは、エンジンの発熱部分を冷却液で冷却する液冷エンジンである。冷却液は、例えば、水である。ただし、冷却液は、これに限定されない。本実施形態では、ウォータジャケット２６は、例えば、型成形や鍛造により、シリンダブロック６およびシリンダヘッド８と一体に形成されている。

【0017】

本開示のエンジンＥは、排気ガスＧの一部を吸気Ｉとして通路に循環させる循環通路２８を備えている。つまり、本開示のエンジンＥは、排気ガスＧの一部を吸気Ｉに送るＥＧＲ（排気再循環；Exhaust Gas Recirculation）構造を備えている。

【0018】

ＥＧＲ構造は、例えば、排気ガス中のＮＯｘの低減を目的としている。具体的には、排気ガスＧの一部を吸気Ｉに送ることで、吸気中の酸素濃度が低減し、燃焼温度（筒内の温度）が下がる。これにより、排気ガス中のＮＯｘが低減される。また、燃焼温度が低減することにより、熱エネルギーの拡散が抑制されてノッキングを抑制する効果も期待できる。さらに、スロットル弁による絞りを抑えつつ、酸素濃度を低減させて出力低減を実現できる。これによって、吸気管１８の流路抵抗（スロットル損失）が低減されることに寄与して燃費の向上も期待できる。また、排気通路２０に三元触媒が設けられている場合、ＮＯｘの低減は三元触媒メインで、ＥＧＲ構造は、ノッキングの抑制、燃費向上が主目的となることもある。

【0019】

本実施形態のエンジンＥでは、循環通路２８の一端部２８ａが、シリンダヘッド８の内部に形成され、排気ポート１４に連通している。一端部２８ａは、排気再循環を行う場合における循環通路２８の上流端部となる。一方、循環通路２８の他端部２８ｂは、シリンダヘッド８の外部の吸気通路１６に連通している。他端部２８ｂは、排気再循環を行う場合における循環通路２８の下流端部となる。本実施形態では、循環通路２８は、シリンダヘッド８に形成される内部空間と、パイプ部材によって形成される内部空間とによって構成されている。パイプ部材は、シリンダヘッド８と、吸気管１８とを接続するように延びる。

【0020】

循環通路２８のうちでパイプ部材によって形成される部分に再循環バルブ３０が設けられており、吸気側へ戻される排気ガスＧが調節されている。再循環バルブ３０によって循環通路２８の遮断／非遮断状態が切り替えられてもよい。これによって、吸気側へ戻される排気ガスＧの遮断状態と移動状態とが切り替えられてもよい。また、再循環バルブ３０の開度が調整可能に構成されることで、吸気側へ戻される排気ガスＧの流量が調整されてもよい。再循環バルブ３０は、例えば、ソレノイドバルブ、電動ボール弁、油圧弁等である。再循環バルブ３０がエンジンＥの運転状態に応じて電子制御されることで、適切なタイミングで排気ガスＧを吸気ポート１２に供給することができる。

【0021】

再循環バルブ３０の制御条件は、燃料がガソリンの場合と水素ガスの場合で異なる。ガソリン燃料では、エンジンの負荷が高い領域でＮＯｘが発生し易いので、高負荷時に再循環バルブ３０が開くように設定される。エンジンの負荷は、例えば、エンジン回転数、スロットル開度、冷却水の温度等で判断する。水素燃料の場合、エンジンの負荷が低い領域でも燃料温度が高くなり易いので、ガソリン燃料に比べてエンジンの負荷が低い領域でも、再循環バルブ３０を開くように設定される。再循環バルブ３０は、例えば、エンジンＥの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。

【0022】

本実施形態では、エンジンＥは、循環通路２８内の排気ガスＧを冷却する冷却構造３２を有している。本実施形態では、循環通路２８の一部２８ｃがウォータジャケット２６に臨んでおり、ウォータジャケット２６内の冷却液により、循環通路２８が冷却される。これによって循環通路２８内の排気ガスＧが冷却される。このように、排気ポート１４から分流された排気ガスＧが、冷却構造３２を介して温度を下げてから吸気側へと戻されることで、吸気の温度上昇を抑えることができる。

【0023】

ウォータジャケット２６は、シリンダブロック６およびシリンダヘッド８の温度上昇を抑制するための冷却液が循環する流路である。ウォータジャケット２６は、シリンダヘッド８における排気ポート１４周囲の空間、シリンダブロック６における気筒のうちで軸線方向に延びる空間に形成される。冷却液はウォータポンプにより循環させられ、熱を奪って温度が上昇した冷却液はラジエータにより冷却される。

【0024】

本実施形態では、ウォータジャケット２６におけるシリンダブロック６に形成される領域に、循環通路２８の一部２８ｃが臨んでいる。シリンダブロック８には排気ポート１４が形成されており、その周辺はウォータジャケット２６の冷却液の温度が高くなり易いが、シリンダブロック６に形成される領域では、ウォータジャケット２６の冷却液の温度は比較的低くなるので、循環通路２８内の排気ガスＧを冷やしやすい。

【0025】

循環通路２８を冷却するウォータジャケット２６は、排気ポート１４よりもクランクシャフト２側であって、燃焼室１０よりも排気通路２２側に形成される。循環通路２８は、排気ポート１４からクランクシャフト２側に延びて、シリンダブロック８に形成されるウォータジャケット２６を通過する。

【0026】

本実施形態では、循環通路２８における冷却構造３２によって冷却される部分、すなわち循環通路２８におけるウォータジャケット２６に臨む部分２８ｃが、残余の部分に比べて通路面積が大きく設定されている。換言すれば、循環通路２８は、ウォータジャケット２６内で通路面積が増大している。さらに換言すれば、循環通路２８は、ウォータジャケット内の通路面積Ａ２は、ウォータジャケットに達するまでの通路面積Ａ１よりも大きく形成される（Ａ２>Ａ１）。これにより、ウォータジャケット２６内の循環通路２８を流れる排気ガスＧの流速が下がって、ウォータジャケット２６内にとどまりやすく、冷却性を高めることができる。

【0027】

本実施形態では、排気管２２には、循環通路２８に接続する接続部分が形成されていない。これによって、排気管２２の設計自由度を高めることができる。また、排気管２２に循環通路２８を接続するための接続跡をなくすことができるので、排気管２２の美観を向上させて、排気管２２を意匠部品として活用しやすくできる。また、循環通路２８をシリンダ６またはシリンダヘッド８に設けられるウォータジャケット２６を利用して冷却することで、循環通路２８を冷却するための構造を別途設ける必要がなくなって、エンジンＥの構造を簡単化できる。

【0028】

排気ポート１４から吸気通路１６への循環通路２８の経路は、任意に設定できる。シリンダヘッド８の上方を通過してもよく、あるいは、シリンダブロック６のクランク軸線方向外側を通過して吸気通路１６に延びてもよい。これによって、シリンダヘッドカバーと循環通路２８との干渉を防いで、シリンダヘッドカバーの着脱が容易になる。

【0029】

図２は、本実施形態の変形例を示す。図２の例では、循環通路２８におけるシリンダヘッド８の内部に形成されて排気ポート１４に接続される部分が、空気Ａを排気ポート１４に供給するエア通路４０と共通化されている。エア通路４０は、排気ガスＧに含まれる未燃焼燃料を完全燃焼させるために設けられる。詳細には、エア通路４０を介して外気（空気）Ａが排気通路内に供給され、排気ガスＧに含まれる炭化水素が酸素と反応して取り除かれる。

【0030】

詳細には、図３に示すように、エア通路４０と循環通路２８の共通部分４２が、排気ポート１４に連通している。エア通路４０および循環通路２８は、分岐点Ｐ１で共通部分４２から分岐している。つまり、共通部分４２は、分岐点Ｐ１と排気ポート１４との間の部分である。

【0031】

循環通路２８は、分岐点Ｐ１から吸気側に延び、吸気通路１６に連通している。再循環バルブ３０は、循環通路２８における分岐点Ｐ１よりも下流側に配置されている。換言すれば、バルブ３０は、分岐点Ｐ１と循環通路２８の他端部２８ｂとの間に設けられている。

【0032】

一方、循環通路２８は、分岐点Ｐ１から吸気系統に延びて、例えば、エアクリーナ（図示せず）に接続される。循環通路２８における分岐点Ｐ１よりも上流側に、リードバルブ４４が設けられ、その上流側にソレノイド式のカットバルブ４６が設けられている。リードバルブ４４は、流体を一方向にのみ流す一方向弁で、本実施形態では、エア通路４０内の空気Ａは、排気ポート１４に向かってのみ流れ、その逆方向には流れない。カットバルブ４６は、エア通路４０内の空気Ａの流れを制御する。エア通路４０のうちで分岐点Ｐ１と接続される部分と反対側（図３の上側）の端部４０ａが外部空間に開口する。分岐点Ｐ１と端部４０ａとの間に、カットバルブ４６およびリードバルブ４４が設けられる。

【0033】

エア通路４０から排気ポート１４に空気Ａを導入している時は、再循環バルブ３０を閉とし、循環通路２８から吸気通路１６へのガスの通過が阻止される。つまり、排気ガスＧが吸気通路１６に導入されない。一方、循環通路２８から吸気通路１６に排気ガスＧを導入している時は、カットバルブ４６を閉とし、排気ポート１４への空気Ａの導入が阻止される。カットバルブ４６も、再循環バルブ３０と同様に、例えば、エンジンＥの電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御される。

【0034】

つぎに、再循環バルブ３０およびカットバルブ４６の制御の一例を説明する。カットバルブ４６も、再循環バルブ３０と同様に、エンジンＥの負荷に応じて制御される。エンジンＥの負荷は、エンジン回転数、スロットル開度、冷却水の温度等で判断される。

【0035】

エンジンＥが始動してからエンジンＥの負荷が低い領域では、再循環バルブ３０は閉じ、カットバルブ４６が開く。つまり、吸気通路１６への排気ガスＧの供給は停止され、排気ポート１４に空気Ａが供給される。空気Ａは、始動初期の冷気状態での未燃焼炭化水素を燃焼させるために供給される。排気通路２０に三元触媒が配置されている場合、排気ポート１４に空気Ａを供給することで排気温度が高くなり、触媒のウォームアップを促進できる。一方、低負荷の領域では、ＮＯｘはほとんど発生しないので、排気ガスＧを吸気通路１６に供給する必要性は低い。

【0036】

エンジンの回転数が上がり、エンジン負荷が一定以上となると、再循環バルブ３０が開き、カットバルブ４６が閉じる。つまり、排気ガスＧが吸気通路１６に供給され、排気ポート１４への空気Ａの供給は停止される。高負荷時では、エンジンＥが暖気されているので、未燃焼炭化水素は出ないので、空気Ａを排気ポート１４に供給する必要はない。上述のように、高負荷領域では、ＮＯｘが発生しやすいので、排気ガスＧが吸気通路１６に供給される。排気通路２０に三元触媒が配置されている場合、空燃比制御、すなわちＯ_２フィードバックが開始されると、再循環バルブ３０が開き、カットバルブ４６が閉じるようにしてもよい。

【0037】

このように、吸気通路１６への排気ガスＧの供給と、排気ポート１４への空気Ａの供給は、要求される負荷領域が異なるので、循環通路２８とエア通路４０は共通部分４２で通路を共通化できる。特に、共通部分４２はシリンダヘッド８の内部に形成される部分であるので、これを共通化できるメリットは大きい。

【0038】

なお、水素エンジンでは、燃え残った燃料（水素）は排ガス規制対象であり、敢えて燃焼させる必要がないので、排気ポート１４に空気Ａを供給する必要性は小さい。同様の理由から、水素エンジンでは、排気通路２０に三元触媒を配置しないので、触媒をウォームアップする要求もない。ただし、水素エンジンに図２、３の構造を適用してもよい。

【0039】

図４は、本実施形態の別の変形例を示す。図４の例では、図２の例に比べて、ウォータジャケット２６の配置が異なっている。具体的には、図４の例では、冷却構造３２を構成するウォータジャケット２６における循環通路２８が通過する部分は、シリンダブロック６およびシリンダヘッド８から離れた位置にある。換言すれば、循環通路２８の一部２８ｃが、ウォータジャケット２６における燃焼室１０を冷却する領域とは離間している領域に臨んでいる。

【0040】

循環通路２８を冷却するウォータジャケット２６に導かれる冷却液は、シリンダヘッド８またはシリンダブロック６で熱を奪った冷却液が導かれてもよい。また、シリンダヘッド８またはシリンダブロック６で熱を奪う前の冷却液が導かれてもよい。これによって、循環通路２８の冷却効果をさらに高めることができる。

【0041】

このような燃焼室１０から離れた領域は、冷却液の温度が低くなり易い。その他の構成は図２の例と同じである。循環通路は２８、シリンダヘッド８に形成されるウォータジャケット２６に臨んで形成されてもよい。また、循環通路２８は、シリンダヘッド８またはシリンダブロック６に形成されるウォータジャケット２６と、別体のウォータジャケットとの両方で冷却されてもよい。

【0042】

上記構成によれば、図１に示すように、循環通路２８の上流端２８ａが、シリンダヘッド８の内部に形成されて、排気ポート１４に連通している。つまり、ＥＧＲ構造の排気ガスＧが排気ポート１４から分流されている。これにより、排気管２２に循環通路２８を接続する場合に比べて、循環通路２８の接続に起因する排気管２２への影響を少なくできる。具体的には、排気管２２の接続跡を防いで美観を向上させたり、排気管２２の配置の自由度を確保したり、排気管２２の交換、共通化を容易化させたりできる。また、循環通路２８の上流端２８ａを吸気側に近づけることができ、循環通路２８を短くできる。

【0043】

特に、自動二輪車のような鞍乗型車両の場合、排気管２２は意匠部品を構成するので、排気管２２に分岐通路を形成することが難しい。また、排気管２２に循環通路２８を構成する配管を溶接する場合、溶接跡が意匠に悪影響を与える場合がある。上記実施形態では、車外に露出する排気管への悪影響を抑えつつ、ＥＧＲ構造を導入することができる。これによって、排気管２２の設計の自由度や、排気管２２の意匠性を高めやすい。すなわち、排気管２２を意匠部品として利用しやすい。

【0044】

自動二輪車のような鞍乗型車両の場合、エンジンＥが前輪と後輪との間に配置され、排気管２２がエンジンＥの排気ポート１４から前方に向かって延びているので、車両の外側から排気管２２を目視可能である。そのため、エンジンＥの前方に配置されるラジエータと、循環通路２８が干渉し難くなる。

【0045】

本実施形態において、燃料が水素であってもよい。水素エンジンでは、点火プラグ２４が点火する前にシリンダ内の混合気（空気／燃料）が自然発火するプレイグニッションが発生しやすい。この構成によれば、ＥＧＲ構造により、吸気に含まれる酸素濃度を低減できるので、プレイグニッションを防ぎやすい。

【0046】

本実施形態において、循環通路２８内の排気ガスＧを冷却する冷却構造３２を備えていてもよい。この構成によれば、上述のＥＧＲ構造の効果、すなわち、燃焼温度の低下によるＮＯｘ低減、ノッキングの抑制等の効果が向上する。また、燃焼温度が下がることで、点火前にシリンダ内の混合気（空気／燃料）が自然発火するプレイグニッションの抑制を図ることもできる。

【0047】

本実施形態において、冷却構造３２は、エンジンＥのシリンダブロック６およびシリンダヘッド８を冷却するための冷却液で、循環通路２８内の排気ガスＧを冷却してもよい。この構成によれば、冷却構造３２の一部をエンジンＥの構成部品と共有化することができ、構造を簡単にすることができる。また、循環通路２８が排気ポート１４に接続されることで、エンジンＥの発熱部分を冷却する冷却液で循環通路２８内の排気ガスＧを冷却しやすい。さらに、循環通路２８専用のクーラが不要となり、部品点数の増加を抑制できる。

【0048】

本実施形態において、循環通路２８の一部２８ｃが、ウォータジャケット２６に臨んでいてもよい。この構成によれば、エンジンＥを冷却するウォータジャケット２６で、循環通路２８内の排気ガスＧも冷却することができ、部品点数を低減できる。また、循環通路２８の熱を奪った冷却液によって燃焼室１０が温まりやすい。これによって、初期段階で冷却液の温度が高くなりやすく、エンジンＥの暖気を促進することができる。

【0049】

本実施形態において、循環通路２８は、シリンダブロック６のウォータジャケット２６に臨んでいてもよい。この構成によれば、シリンダヘッド８よりも比較的大形のシリンダブロック６を用いることで、循環通路２８の効果的な冷却を兼ねた形状のウォータジャケット２６を形成しやすい。

【0050】

本実施形態において、循環通路２８における冷却構造３２によって冷却される部分２８ｃが、残余の部分に比べて通路面積が大きく設定されていてもよい。この構成によれば、通路面積が大きくなることで、循環通路２８におけるウォータジャケット２６に臨む部分２８ｃを流れる排気ガスＧの流速が小さくなる。これにより、排気ガスＧが冷却液に接する時間が長くなって、冷却効率が向上する。

【0051】

本実施形態において、図２に示すように、循環通路２８における排気ポート１４に接続される上流側部分が、空気Ａを排気ポート１４に供給するエア通路４０と共通化されていてもよい。この構成によれば、シリンダヘッド８の内部に形成される共通部分４２を共通化することで、シリンダヘッド８の構造が複雑化することを防いで、排気ポート１４への空気Ａの供給と、吸気通路１６への排気ガスＡの供給とを両立できる。

【0052】

本実施形態において、図４に示すように、冷却構造３２は、循環通路２８における燃焼室１０を冷却するウォータジャケット２６とは離間している部分を冷却してもよい。この構成によれば、燃焼室１０の影響を防いで、ウォータジャケット２６の温度が低くでき、循環通路２８の冷却に低温の冷却液を利用できる。

【0053】

本実施形態において、排気ポート１４およびこれを開閉する排気バルブを複数備え、複数の排気バルブのうちの１つの排気バルブの周辺に循環通路２８の一端２８ａが配置されてもよい。この構成によれば、他の排気バルブには循環通路２８がないので、構造が簡単になる。また、他の排気バルブには通路が形成されないので、循環通路２８を流れる排気ガスＧの流速増加を抑えることができ、冷却性を高めやすい。

【0054】

本開示は、以上の形態に限定されるものでなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。循環通路２８を冷却するウォータジャケット２６は、シリンダヘッド８に形成される空間でもよいし、シリンダブロック４に形成される空間でもよい。本開示のエンジンは、吸気ポート１２に循環通路２８が接続される構造であればよく、冷却構造が設けられない構造も本開示に含まれる。また、循環する冷却液によって循環通路２８を冷却する構造のほかに、走行風を導くダクトまたは電動ファンによって空気を吹き付けて、循環通路２８を冷却してもよい。

【0055】

エンジンＥは、単気筒エンジンであっても、多気筒エンジンであってもよい。多気筒エンジンの場合、気筒ごとに循環通路が形成されてもよい。また、各排気ポートに形成される循環通路２８が合流して、吸気通路１６に導かれてもよい。例えば、ウォータジャケット２６に臨む循環通路部分２８ｃで、各排気ポート１４から流れる排気ガスＧが合流する構造であってもよい。合流した循環通路２８は、各吸気通路１６に隣接する部分で、吸気通路１６ごとに分岐してもよい。これによって、循環通路２８の構造を簡易化しやすい。また、本開示のエンジンＥは、燃焼室１０に直接燃料を噴射する直噴エンジンであってもよい。

【0056】

上記実施形態における再循環バルブ３０、カットバルブ４６の制御は、あくまでも一例であり、エンジンＥの状態や車両の状況に応じて任意の制御が可能である。循環通路２８の他端部２８ｂが、吸気ポート１２に連通する構造であってもよい。これによって、循環通路２８をさらに短くすることができる。

【0057】

例えば、上記実施形態では、冷却構造３２としてウォータジャケット２６が用いられていたが、冷却構造３２はウォータジャケット２６に限定されない。一例として、冷却構造３２は、循環通路２８専用のクーラであってもよい。また、冷却構造３２はなくてもよい。本開示のエンジンは、自動二輪車以外の車両、三輪車や四輪バギー等にも適用できる。本開示のエンジンＥは、排気管２２が車外に露出する車両に好適に適用することができる。また、車両以外のエンジンにも適用できる。したがって、そのようなものも本開示の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

６ シリンダブロック
８ シリンダヘッド
１０ 燃焼室
１２ 吸気ポート
１４ 排気ポート
２２ 排気管
２６ ウォータジャケット
２８ 循環通路
３２ 冷却構造
４０ エア通路
Ｅ エンジン。
Ｇ 排気ガス
Ｉ 吸気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】