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本发明提供了一种内燃机，该内燃机包括进气阀(51)、排气阀(52)、排气净化催化剂(93)、以及阀机构(53)，该阀机构在预定正时打开和关闭该进气阀(51)和排气阀(52)，当内燃机处于热状态时，在活塞(22)到达下死点之后关闭进气阀(51)，并在活塞(22)到达下死点之前打开排气阀(52)，当内燃机处于冷状态时，使进气阀(51)的打开正时从进气阀(51)在热状态时的打开正时提前，且使进气阀(51)的关闭正时从进气阀(51)在热状态时的关闭正时延迟，而且，当内燃机处于冷状态时，使排气阀(52)的打开正时基本与该排气阀(52)在热状态时的打开正时相同，且使排气阀(52)的关闭正时基本与该排气阀(52)在热状态时的关闭正时相同。

1.  一种内燃机，包括：
进气阀；
排气阀；
排气净化催化剂；以及
阀机构；
其中，所述阀机构在预定正时打开和关闭所述进气阀和所述排气阀，当内燃机处于热状态时，在活塞到达下死点之后关闭所述进气阀，并在活塞到达下死点之前打开所述排气阀，当内燃机处于冷状态时，使所述进气阀的打开正时从所述进气阀在热状态时的打开正时提前，且使所述进气阀的关闭正时从所述进气阀在热状态时的关闭正时延迟，而且，当内燃机处于冷状态时，使所述排气阀的打开正时基本与所述排气阀在热状态时的打开正时相同，且使所述排气阀的关闭正时基本与所述排气阀在热状态时的关闭正时相同。

2.  根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，当内燃机处于冷状态时，所述阀机构在活塞到达上死点之前打开所述进气阀。

3.  根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述阀机构包括：进气侧驱动部件，该进气侧驱动部件驱动所述进气阀；以及固定间隙调节机构，该固定间隙调节机构将在所述进气阀和所述进气侧驱动部件之间的阀间隙设置为不等于零的预定值。

4.  根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述阀机构包括：排气侧驱动部件，该排气侧驱动部件驱动所述排气阀；以及自动间隙调节机构，该自动间隙调节机构将所述排气阀和所述排气侧驱动部件之间的阀间隙基本保持为零。

5.  根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，还包括：形成贫油装置，用于当发动机处于冷状态时使得在内燃机的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比为贫油。

6.  根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，还包括：延迟装置，用于在发动机处于冷状态时延迟在内燃机的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的点火正时。

7、  一种内燃机，包括：
进气阀；
排气阀；
排气净化催化剂；以及
阀机构；
其中，所述阀机构在预定正时打开所述进气阀和所述排气阀，当内燃机处于热状态时，在活塞到达下死点之后关闭所述进气阀，并在活塞到达下死点之前打开所述排气阀，且该阀机构包括：进气侧驱动部件，该进气侧驱动部件驱动所述进气阀；排气侧驱动部件，该排气侧驱动部件驱动所述排气阀；固定间隙调节机构，该固定间隙调节机构将所述进气阀和所述进气侧驱动部件之间的阀间隙设置成不等于零的预定值；以及自动间隙调节机构，该自动间隙调节机构使得所述排气阀和所述排气侧驱动部件之间的阀间隙基本保持为零。

8.  根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，当内燃机处于冷状态时，所述阀机构在活塞到达上死点之前打开所述进气阀。

9.  根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，还包括：形成贫油装置，用于在发动机处于冷状态时使得在内燃机的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的空气-燃料比为贫油。

10.  根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，还包括：延迟装置，用于在发动机处于冷状态时延迟在内燃机的燃烧室中燃烧的空气-燃料混合物的点火正时。

内燃机
相关申请的交叉引用
本非临时申请结合2003年8月28日在日本提交的申请No.2003-305101的主题，并要求该申请No.2003-305101的优先权。
技术领域
本发明涉及一种具有阀机构的内燃机。
背景技术
车辆需要减少包含在排气中的未燃烧燃料组分。因此，已经提出使车辆具有布置在排气管上的排气净化催化剂，以去除排气中的未燃烧组分。为了有效使用排气净化催化剂，必须增加排气净化催化剂的温度直到使它激活。因此，在冷状态下，例如在刚起动车辆时，很难激活排气净化催化剂，因为排气的温度并不高。
另一方面，还已知这样的方法，其中，改变进气阀和排气阀的打开正时的相位，以便控制这些阀打开期间的交叠，从而在发动机处于冷状态时减少排气中的未燃烧组分。根据日本专利公报特开2002-155767，进气阀的打开正时从活塞的上死点提前，以便增加流回到进气口内并再次燃烧的排气量(内部EGR气体)，从而燃烧排气中的未燃烧燃料，且由于排气的热量而导致进气口的温度升高，从而有助于使下一次喷射的燃料汽化，从而可以减少排气中的未燃烧组分。
不过，根据控制交叠的上述普通方法，当确定打开正时或关闭正时的其中之一时，另一个也唯一确定。因此，当进气阀的打开正时提前时，关闭正时也提前，这减少了在气缸中被加热并流回到进气口内的空气-燃料混合物的量，不利于下一次燃料喷射以及空气-燃料混合物中燃料的燃烧。即，不能高效减少燃料的未燃烧组分，因为进气阀的打开正时和关闭正时不能彼此独立地确定。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种内燃机，该内燃机能够在内燃机处于冷状态时通过优化进气阀的打开正时和关闭正时而减少排气中的未燃烧组分。
为了实现上述目的，提供了一种内燃机，该内燃机包括进气阀、排气阀、排气净化催化剂、以及阀机构，该阀机构在预定正时打开和关闭该进气阀和排气阀，当内燃机处于热状态时，在活塞到达下死点之后关闭进气阀，并在活塞到达下死点之前打开排气阀，当内燃机处于冷状态时，使进气阀的打开正时从进气阀在热状态时的打开正时提前，且使进气阀的关闭正时从进气阀在热状态时的关闭正时延迟，而且，当内燃机处于冷状态时，使排气阀的打开正时基本与该排气阀在热状态时的打开正时相同，且使排气阀的关闭正时基本与该排气阀在热状态时的关闭正时相同。
为了实现上述目的，提供了一种内燃机，该内燃机包括进气阀、排气阀、排气净化催化剂以及阀机构，在预定正时打开该进气阀和排气阀，当内燃机处于热状态时，在活塞到达下死点之后关闭进气阀，和在活塞到达下死点之前打开排气阀，且该内燃机还包括：进气侧驱动部件，该进气侧驱动部件驱动进气阀；排气侧驱动部件，该排气侧驱动部件驱动排气阀；固定间隙调节机构，该固定间隙调节机构将进气阀和进气侧驱动部件之间的阀间隙设置成不等于零的预定值；以及自动间隙调节机构，该自动间隙调节机构使得排气阀和进气侧驱动部件之间的阀间隙基本保持为零。
附图说明
下面将参考附图介绍本发明的性质以及其它目的和优点，在全部附图中，相同的参考标号表示相同或类似的部件，附图中：
图1是表示本发明第一和第二实施例的内燃机的剖视图；
图2a是表示根据第一和第二实施例的、在第一冷状态时进气阀的阀间隙的正视图；
图2b是表示根据第一和第二实施例的、在内燃机起动一定时间后的第二冷状态时进气阀的阀间隙的正视图；
图2c是表示根据第一和第二实施例的、在热状态时进气阀的阀间隙的正视图；
图3a是表示根据第一和第二实施例的、在第一冷状态时排气阀的阀间隙的正视图；
图3b是表示根据第一和第二实施例的、在内燃机起动一定时间后的第二冷状态时排气阀地阀间隙的正视图；
图3c是表示根据第一和第二实施例的、在热状态时排气阀的阀间隙的正视图；
图4是表示根据第一实施例的、进气阀和排气阀的打开正时和关闭正时的时间曲线图；以及
图5是表示根据第二实施例的、进气阀和排气阀的打开正时和关闭正时的时间曲线图。
具体实施方式
下面将参考附图详细介绍本发明，这些附图表示了本发明的优选实施例。不过，应当知道，组成部件的尺寸、材料、形状和结构并不局限于下面的实施例，而是在不脱离真正范围的情况下可以在附加权利要求的范围内进行变化。
下面将参考图1至4介绍本发明第一实施例的内燃机。如图1所示，内燃机例如是用于车辆的往复式汽油发动机1。该发动机1包括气缸体2、气缸盖3和气缸端盖4。
气缸体2包括在其中的气缸21，并设置成使活塞22在该气缸21内滑动。应当知道，发动机1是直列四缸式四冲程发动机，它有四个气缸21和四个活塞22。各活塞22通过连杆23而与曲轴24连接，且各活塞22的滑动转变成曲轴24的旋转运动。
气缸盖3与气缸体2的一端(该端通过气缸21而开口)连接，并具有与该气缸21相连的燃烧室31。气缸盖3具有：进气口32，该进气口32与燃烧室31相连，且通过混合例如空气和燃料而产生的空气-燃料混合物流入该进气口32内；以及排气口33，该排气口33与燃烧室31相连，且通过燃烧例如吸入燃烧室31内的空气-燃料混合物而产生的燃气进入该排气口33内。发动机1还包括阀系统5，该阀系统5布置在燃烧室31的内部，用于吸入空气-燃料混合物和放出排气。
阀系统5包括：进气阀51，该进气阀51打开和关闭进气口32；排气阀52，该排气阀52打开和关闭排气口33；以及阀机构53，该阀机构53打开和关闭进气阀51和排气阀52，并将它们的打开正时和关闭正时设置成最佳正时。应当知道，阀打开的意思是指，当进气阀51或排气阀52被向下推以便使燃烧室31与进气口32或排气口33相连时的状态；而阀关闭的意思是指，当进气阀51或排气阀52从打开状态被向上推以便使进气口32或排气口33与燃烧室31断开时的状态。
进气阀51和排气阀52可滑动地由阀引导件54支承，该阀引导件54布置在进气阀51和排气阀52与气缸盖3的较厚部分3a之间，从而使该进气阀51和排气阀52的阀杆端51a和52a从该较厚部分3a中露出。进气阀51和排气阀52设置成这样，即，阀弹簧保持器55安装在各个阀杆端51a和52a附近，且阀弹簧片56安装在阀引导件54的、在阀杆端一侧的端部54a上，且阀弹簧57安装在阀弹簧保持器55和阀弹簧片56之间。通过该结构，进气阀51和排气阀52由于阀弹簧57的作用而被向上推，并因此常闭。
阀机构53将通过利用曲轴24的旋转力来打开和关闭进气阀51和排气阀52，例如基于SOHC(单顶置凸轮轴)方法。阀机构53包括凸轮轴34、凸轮34a、进气侧摇臂6(进气侧驱动部件)、排气侧摇臂62(排气侧驱动部件)、螺旋式间隙调节机构7(固定类型的间隙调节机构)、液压间隙调节器8(自动间隙调节机构)等。
曲轴皮带轮(未示出)和凸轮轴皮带轮(未示出)通过正时皮带(未示出)而彼此连接，该曲轴皮带轮固定在曲轴24的一端上，该凸轮轴滑轮固定在由气缸盖3的凸台3b可旋转支承的凸轮轴34的一端上，这样，曲轴24的旋转力传递给凸轮轴34。
还有，进气侧摇臂6通过利用凸轮轴34的旋转力来驱动进气阀51，该进气侧摇臂6安装在凸台3b上。进气侧摇臂6的基本中心处被支承以使其可绕摇臂轴61旋转。进气侧摇臂6的、在凸轮侧的一端6a与凸轮轴34的凸轮34a接触，且进气侧摇臂6的、在阀侧的一端6b与进气阀51的阀杆端51a接触。通过凸轮轴34的旋转，凸轮34a向上推动进气侧摇臂6的、在凸轮侧的一端6a，然后，进气侧摇臂6的、在阀侧的一端6b环绕作为支点的摇臂轴61而向下推动进气阀51，以打开该进气阀51。
驱动排气阀52的排气侧摇臂62由凸台3b支承，与进气侧摇臂6的情况相同，排气阀52以与进气阀51相同的方式打开。
形成于进气侧摇臂6的、在阀侧的一端6b和进气阀51的阀杆端51a之间的阀间隙利用螺旋式间隙调节机构7通过例如调节螺钉71被设置成除零之外的预定值。如图2所示，螺旋式间隙调节机构7形成有穿过进气侧摇臂6的、在阀侧的一端6b的螺纹孔72，且调节螺钉71与该螺纹孔72接合。螺旋式间隙调节机构7通过对调节螺钉71从进气侧摇臂6的、在阀侧的一端6b朝着进气阀51凸出的量进行调节来设置阀间隙。当完成阀间隙的设置时，调节螺钉71通过螺母73被紧固。应当知道，阀间隙设置成这样的值，也就是，即使当进气阀51的阀杆端51b由于热膨胀而延伸时，进气阀51的阀杆端51a也不会与调节螺钉71接触。
如图3所示，公知的液压间隙(lash)调节器8安装在排气侧摇臂62的、在阀侧的一端62b上，以防止在阀侧的一端62b和排气阀52的阀杆端52a之间形成阀间隙。液压间隙调节器8包括主体81和柱塞82，该柱塞82的一端与排气阀52的阀杆端52a接触。柱塞82为液压驱动，且当负载瞬时施加在柱塞82上时该柱塞82并不相对于主体81运动，与排气阀52打开和关闭时的情况一样。柱塞82响应例如由于排气阀52的阀杆端52b的热膨胀而长时间向上推动柱塞82的负载而向上推动。因此，在排气阀52的阀杆端52a和排气侧摇臂62的、在阀侧的一端62b(即柱塞82)之间并不形成阀间隙。因此，液压间隙调节器8使得形成于排气阀52的阀杆端52a和排气侧摇臂62的、在阀侧的一端62b之间的阀间隙基本保持为零。
气缸端盖4与气缸盖3连接，以便覆盖气缸盖3内的凸台以及阀系统5。
进气口32与进气通道35连接。在进气通道35中，喷射燃料的喷射器9安装在进气口32附近。喷射器9与控制燃料喷射的ECU91相连。
ECU91通过根据车速、加速器开度、进气量、冷却水温度等来判断车辆的状态，例如发动机1的状态，从而控制喷射器9。因此，通过进气通道35的空气以及从喷射器9喷射的燃料形成适于该车辆状态的空气-燃料混合物。ECU91还使得空气-燃料混合物的空气-燃料比贫油(形成贫油装置)。
火花塞92安装于燃烧室31。火花塞92与控制点火正时的ECU91相连。该ECU91也延迟点火正时(延迟装置)。
排气口33与排气通道36连接，用于净化排气的排气净化催化剂93布置在该排气通道36的下游。
下面将参考图2至4介绍阀系统5的操作。当在驾驶员起动发动机1之前发动机1所处于的冷状态定义为发动机1的第一冷状态。在第一冷状态中，进气阀51的阀间隙在图2a中由A表示。阀间隙A例如为大约0.2mm，这是在进气阀51和气缸盖3都没有热膨胀的状态下的阀间隙的初始值。在该状态下，如图3a所示，排气阀52也没有热膨胀。由于采用了液压间隙调节器8，排气阀52的阀间隙基本为零。
发动机1的热状态指的是进气阀51、排气阀52和气缸盖3由于空气-燃料混合物燃烧产生的热量而热膨胀时的状态。应当知道，在这时燃烧的空气-燃料混合物包括例如在排气中的未燃烧组分，该未燃烧组分流回并再次被吸入进气口32中。
在发动机1的热状态中，进气阀51的阀杆端51b由于热膨胀而伸长量B，如图2c所示。阀杆端51b的伸长量B例如为大约0.05mm。还有，气缸盖3例如由于热膨胀而沿进气阀51的轴向方向伸长量D。气缸盖3的伸长量D例如为大约0.05mm。在发动机1的热状态中，进气阀51有阀间隙E。该阀间隙E基本与初始阀间隙A相同，因为伸长量B和伸长量D相互抵消。
在发动机1的热状态中，甚至在排气侧，气缸盖3沿排气阀52的轴向方向伸长量Y，且排气阀52的阀杆端52b伸长量X，如图3C所示，但是由于采用了液压间隙调节器8，排气阀52的阀间隙基本为零。
因为在发动机1的热状态中，进气阀51的阀间隙E基本与初始值A相同，因此，在热状态中，进气阀51的打开和关闭正时与第一冷状态时相同，如图4中实线所示。还有，因为在发动机1的热状态中，排气阀52的阀间隙基本为零，与第一冷状态时相同，因此，在热状态中，排气阀52的打开和关闭正时与第一冷状态时相同，如图4中实线所示。
应当知道，在发动机1的热状态中，进气阀51和排气阀52的打开和关闭正时是用于减小在发动机1的热状态下在排气中的未燃烧组分的最佳正时。
在发动机1的热状态中，进气阀51的打开正时(参考图4中的实线)设置成相对于活塞22的上死点提前例如大约10度曲柄角的正时，并处于活塞22的向上运动冲程中。
在发动机1的热状态中，进气阀51的关闭正时(参考图4中的实线)设置成相对于活塞22的下死点延迟例如大约50度曲柄角，并处于活塞22的向上运动冲程中。具体地，在发动机1的热状态中，进气阀51的关闭正时例如处于在活塞22向上运动的进气冲程中的过渡期间中，该过渡期间从其中空气-燃料混合物由于吸入空气流的惯性而被吸入气缸21内的正时至其中随着活塞22向上运动而使吸入的混合物流回到进气口32中的正时。应当知道，在发动机1的热状态中，进气阀51的关闭正时可以是其中空气-燃料混合物流回到进气口32中的正时。
在发动机1的热状态中，排气阀52的打开正时(参考图4中的实线)设置成相对于活塞22的下死点提前例如大约50度曲柄角的正时。这是因为在膨胀冲程中，如果排气阀52在活塞22到达下死点之前打开，则燃烧气体不仅能用于膨胀，而且作为高温排气而被排出，这使得排气净化催化剂93的温度迅速升高。
在发动机1的热状态中，排气阀52的关闭正时(参考图4中的实线)设置成相对于活塞22的上死点延迟例如大约10度曲柄角。因此，在活塞22在向上运动和向下运动过程中经过上死点时，进气阀51的打开正时和排气阀52的打开正时形成交叠。
当驾驶员起动发动机1时，在进气冲程，当活塞22向下运动时空气-燃料混合物被吸入燃烧室31，且火花塞92点燃该空气-燃料混合物。在发动机1起动一定时间后，只有比气缸盖3更可能受热的进气阀51和排气阀52由于空气-燃料混合物的燃烧而热膨胀，且进气阀51和排气阀52的相应阀杆端51b和52b伸长。这定义为发动机1的第二冷状态。
在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，如图2b所示，进气阀51的阀杆端51b伸长量B。阀杆端51b的伸长量B例如为大约0.05mm。因此，进气阀51有阀间隙C。该阀间隙C例如为大约0.15mm，这小于初始值A。
在第二冷状态中，排气阀52的阀杆端51b伸长量X，如图3b所示，但是由于采用了液压间隙调节器8，所以排气阀52的阀间隙基本保持为零，和排气阀52的打开正时和关闭正时基本与发动机1热状态时的相同(参考图4中的实线)。
在发动机起动一定时间后的第二冷状态中，进气阀51的打开正时和关闭正时由图4中的虚线表示。由于阀间隙减小，进气阀51的阀杆端51a与螺钉类型间隙调节机构7的调节螺钉71在比凸轮34a向上推动进气侧摇臂6的、在凸轮侧的一端6a时更早的正时进行接触。因此，与发动机1在热状态中的情况(参考图4中的实线)相比，进气阀51的打开正时提前大约5度曲柄角。进气阀51的打开正时的提前增加了在活塞22向上运动过程中在进气阀51的打开正时和排气阀52的打开正时之间的交叠。具体地，由于吸入空气的负压并随着活塞22的向上运动，更大量的、包括在排气冲程后半部分中增加的未燃烧组分的排气流回到进气口32和进气通道35中。
同时，进气阀51的阀杆端51a和调节螺钉71在以后的正时彼此接触。因此，与发动机1在热状态时的情况(参考图4中的实线)相比，进气阀51的关闭正时延迟例如大约5度曲柄角。进气阀51的关闭正时的延迟使得吸入的空气-燃料混合物(包括在流回到进气口32中之后被部分吸入的排气)随着活塞22向上运动而流回到进气口32中。吸入的混合物在温度已经升高的气缸21和燃烧室31中由于重复燃烧而温度升高。因此，流回的空气-燃料混合物增加了下一次吸入的空气-燃料混合物的温度，并增加了进气口32和进气通道35的相应壁的温度。这有助于使下一次喷射的燃料汽化。应当知道，在进气阀51的关闭正时处于在发动机1热状态中空气-燃料混合物流回期间的情况下，流回混合物的量增加。
而且，因为进气阀51的阀杆端51a和调节螺钉71彼此接触的时间由于阀间隙减小而增加，因此凸轮轴34的凸轮升程转变成阀升程的百分比增加，因此阀升程增加。即，吸入的混合物的量增加，由燃料燃烧产生的热能量增加。
在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，ECU91(形成贫油装置和延迟装置)通过控制由喷射器9喷射的燃料量而使空气-燃料混合物的空气-燃料比保持贫油。这增加了排气的温度，从而能够快速增加排气净化催化剂93的温度。还有，ECU91通过延迟火花塞92的点火正时而增加排气温度，从而能够快速增加排气净化催化剂93的温度。
然后，在发动机1起动一定时间后，发动机1由于空气-燃料混合物的燃烧引起的温度增加而进入热状态。在发动机1的热状态下，气缸盖3以及进气阀51和排气阀52热膨胀。在发动机1的热状态中，排气净化催化剂93的温度已经充分升高，因此ECU91可以不再使空气-燃料混合物的空气-燃料比保持贫油和延迟点火正时。
在发动机1的热状态中，进气阀51和排气阀52具有如图2c和图3c所示的上述阀间隙。进气阀51和排气阀52的打开正时和关闭正时在如图4中实线所示的上述正时打开和关闭。
在如上述构成的发动机1中，在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，与在热状态时的情况相比，阀机构53使得进气阀51的打开正时提前，从而增加了由于进气口32的负压而流回到进气口32的排气量。因此，流回到进气口32中的排气流有助于使进气口32和进气通道35中的燃料汽化，并增加了进气口32和进气通道35的相应壁的温度，以便于燃料汽化。具体地，因为即使在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，空气-燃料混合物可以以稳定的方式燃烧，所以排气中的未燃烧组分得以减少。还有，因为包括在排气冲程的后半部分中增加的燃料的未燃烧组分的排气流回到进气口32并再次燃烧，因此可以进一步减少排气中的未燃烧组分。
而且，在发动机1的一定时间的第二冷状态中，与热状态时的情况相比，阀机构53使进气阀51的关闭正时延迟至活塞22下死点的正时，即在活塞22的向上运动冲程中，因此，在气缸21中温度已经升高的空气-燃料混合物流回到进气口32和进气通道35中。这有助于增加下一次吸入的空气-燃料混合物的温度，且进气口32和进气通道35的相应壁的温度增加有助于在下一循环中喷射的燃料的汽化。即，因为即使在第二冷状态中空气-燃料混合物也能以稳定的方式燃烧，因此可以减少排气中的未燃烧组分。应当知道，在发动机1的热状态中，当进气阀51的关闭正时处于使空气-燃料混合物流回到进气口32中的期间内时，流回的空气-燃料混合物的量增加，因此可以获得与上述相同的效果。
而且，因为不管发动机1在第二冷状态还是在热状态，阀机构53都将排气阀52的打开正时设置为在活塞22到达下死点之前的正时，因此，由于燃气作为排气而以较高温度被排出，排气净化催化剂93可以升高温度。因此，即使在发动机1处于第二冷状态时，排气净化催化剂93的温度也可以升高。而且，不管发动机1处于第二冷状态还是热状态，阀机构53使得排气阀52的打开正时基本恒定地保持在比活塞22到达下死点的正时更早的最佳正时。因此，可以防止排气阀52的打开正时提前而减少空气-燃料混合物燃烧的时间，并防止排气中的未燃烧组分增加。同时，可以防止排气阀52的关闭正时延迟使更多燃气用于膨胀，从而降低排气温度，这使得排气净化催化剂93的温度不能快速升高。即，因为不管发动机1处于冷状态还是热状态，排气阀52的打开正时都恒定保持在最佳正时，因此可以减少排气中的未燃烧组分。
而且，不管发动机1处于第二冷状态还是热状态，阀机构53都使排气阀52的打开正时基本恒定地保持在最佳正时。因此可以防止排气阀52的关闭正时提前而减少流回到进气口32中的排气量。同时，可以防止排气阀52的关闭正时延迟而使无益于燃料雾化和汽化的排气过多地吸入燃烧室31中，从而使得空气-燃料混合物的燃烧不稳定和增加排气的未燃烧组分，并防止由于排气温度降低而使得排气净化催化剂93的温度不能快速升高。即，因为不管发动机1处于第二冷状态还是热状态，排气阀52的关闭正时基本恒定地保持在最佳正时，因此可以减少排气中的未燃烧组分。
而且，在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，因为阀机构53使得进气阀51的打开正时提前至比活塞22到达上死点的正时更早的正时(即活塞22的向上运动冲程)，因此排气由于进气口32的负压以及活塞22的向上运动而流回到进气口32中。因此，流回的排气量增加，以便于燃料的雾化和汽化。
而且，因为阀机构53包括进气侧摇臂6，并采用螺旋式间隙调节机构7，因此，在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，进气阀51的打开正时可以自动提前，进气阀51的关闭正时可以自动延迟。
而且，因为阀机构53包括排气侧摇臂62，并采用液压间隙调节器8来使阀间隙基本保持为零，因此不管发动机1处于冷状态还是热状态，排气阀52的打开正时和关闭正时都可以自动保持为基本恒定。
应当知道，在基于SOHC方法(其中，单个凸轮轴34致动进气阀51和排气阀52)的阀机构53中，即使通过关闭凸轮轴34的相位也不能调节交叠，因此，在进气侧和排气侧分别提供了螺钉类型间隙调节机构7和液压间隙调节器8的结构对于基于SOHC方法的阀机构53特别有效。
而且，在如上述构成的发动机1中，空气-燃料混合物的空气-燃料比为贫油，以使排气的温度升高，从而使排气净化催化剂93的温度快速增加。因此，即使在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，也可以进一步减少排气中的未燃烧组分。这时，由于上述结构，空气-燃料混合物可以稳定的方式燃烧，因此，即使使用形成贫油装置(该形成贫油装置使得空气-燃料混合物的燃烧不稳定)，也不会使空气-燃料混合物的燃烧变得不稳定。
而且，在如上述构成的发动机1中，空气-燃料混合物的空气-燃料比为贫油，以使排气温度升高，从而使排气净化催化剂93的温度快速升高。因此，即使在起动发动机1之后一定时间的第二冷状态中，也可以进一步减少排气中的未燃烧组分。这时，由于上述结构，空气-燃料混合物可以稳定的方式燃烧，因此，即使使用延迟装置(该延迟装置使得空气-燃料混合物的燃烧不稳定)，也不会使空气-燃料混合物的燃烧变得不稳定。
下面将参考图5介绍本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例的区别在于：在发动机1的热状态中，进气阀51的打开正时设置为相对于活塞22的上死点延迟例如大约3度曲柄角的正时，且在发动机1的热状态中，进气阀51的关闭正时设置为相对于活塞22的下死点延迟例如大约63度曲柄角的正时。
进气阀51和排气阀52的阀间隙可以设置为初始值，或者可以在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中或者在发动机1的热状态中与第一实施例的相同。排气阀52的打开正时和关闭正时可以基本与第一实施例中相同。与第一实施例中相对应的元件和部件以相同的参考标号表示，并省略对它们的说明。
在发动机1起动一定时间后的第二冷状态中，进气阀51的打开正时设置为与热状态相比提前大约5度曲柄角的正时，相对于活塞22的上死点提前大约2度。因此，排气由于进气口32的负压和活塞22的向上运动而流回到进气口32中，这样，可以获得与第一实施例相同的效果。当进气阀51的关闭正时设置为与热状态时相比延迟例如大约5度曲柄角的正时时，回流到进气口32内的空气-燃料混合物的量增加，以获得与第一实施例相同的效果。
应当知道，在上述第一和第二实施例中，汽油发动机用作发动机1，但是也可以采用柴油发动机。当柴油发动机用作发动机1时，也可以获得与第一和第二实施例相同的效果。
而且，发动机1的阀机构53并不必须基于SOHC方法，而是可以基于例如DOHC(双顶置凸轮轴)方法，在该DOHC方法中，使用了两个凸轮轴34。
而且，在发动机1的热状态中，进气阀51和排气阀52的打开和关闭正时并不局限于第一和第二实施例中所述，而是可以进行合适变化以适于使用阀系统5的发动机1。还有，在发动机1的第二冷状态中，进气阀51的打开正时的提前量和进气阀51的关闭正时的延迟量并不局限于第一和第二实施例中所述，而是可以进行合适变化以适于使用阀系统5的发动机1。
而且，尽管在第一和第二实施例中，螺钉类型间隙调节机构7用作固定类型间隙调节机构来设置进气侧阀间隙，但是本发明并不局限于此，而是例如可以采用垫片类型间隙调节机构，它使用垫片来调节阀间隙。
而且，阀机构53并不必须是如第一和第二实施例中所述的摇臂类型，而是可以为直动类型。这时，对于进气侧驱动部件，可以采用倒立挺杆来代替进气侧摇臂6，该倒立挺杆具有垫片类型间隙调节机构，该垫片类型间隙调节机构使用垫片来调节阀间隙；且对于排气侧驱动部件，可以采用倒转挺杆来代替排气侧摇臂62，该倒立挺杆具有自动间隙调节机构，这样，在进气侧和排气侧的两个挺杆都由布置在相应进气侧和排气侧的凸轮轴34的相应凸轮34a来致动。
而且，阀机构53并不必须为这样类型的摇臂，即进气侧摇臂6和排气侧摇臂62各自的大致中心由摇臂轴61来支承，而是可以为摆动臂类型，即凸轮轴34分别布置在进气侧和排气侧，进气侧摇臂6由进气侧的凸轮轴34的凸轮34a来致动，和排气侧摇臂62由凸轮轴34的凸轮34a致动，且各进气侧摇臂6和排气侧摇臂62的一端用作支点，和各进气侧摇臂6和排气侧摇臂62的另一端用作在阀侧的一端，该端与进气阀51和排气阀52中相应一个接触。