JP2518627Y2

JP2518627Y2 - 多吸気弁付エンジン

Info

Publication number: JP2518627Y2
Application number: JP1989115471U
Authority: JP
Inventors: 典之岩田; 直之山形; 一彦橋本; 勇治高森
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2004-09-29
Also published as: JPH0354280U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、吸気通路から分岐して燃焼室にそれぞれ吸
気弁を介して開口する３つの吸気ポートを備えた多吸気
弁付エンジンに関する。

（従来の技術）従来より、この種多吸気弁付エンジンとして、例えば
実開昭61-186726号公報に開示されるように、シリンダ
ごとに、燃焼室一側に開口する３つの吸気ポートと、上
記３つの吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁とを備
え、該各吸気ポートのうちの中央の吸気ポートを、その
開口中心が両サイドの吸気ポートの開口中心同士を結ぶ
線よりもシリンダ中心に対して離れた部位に設けたもの
は知られている。

（考案が解決しようとする課題）ところで、通常、点火プラグは、中央の吸気ポートの
開口中心とシリンダボア中心とを結ぶ線上における該吸
気ポートよりもシリンダボア中心寄りに設けられてい
る。この場合、燃料噴射弁による各吸気ポートへの燃料
噴射が燃焼室に対して効率良くなされるよう，それぞれ
燃焼室に対する各吸気ポートの開口中心つまり吸気弁の
弁傘部の中心に向けて燃料噴射される。しかし、このも
のにおいては、中央の吸気ポートの開口中心が両サイド
の吸気ポートの開口中心同士を結ぶ線よりもボア中心
（点火プラグ）に対して離れた部位に設けられているた
めに中央の吸気ポートからの燃料がシリンダ壁側に噴射
されることになる。このため、点火プラグから離れたシ
リンダ壁側に燃え易いリッチゾーンが形成されることに
なり、中央の吸気ポートから噴射された燃料の気化・霧
化は悪化して、燃焼効率が悪化し、これによりHC（燃料
系から蒸発する燃料蒸気）が増加するという問題があ
る。

また、例えばフルスロットル時など、燃料噴射量が増
大しても吸気量の増大が追いつかない吸気の過渡時に
は、中央の吸気ポートから噴射燃料がシリンダ壁に付着
し易いものとなり、この付着した燃料が燃焼の終りで一
気に燃える異常燃焼により燃焼室内の圧力が上昇してノ
ックを発生するという問題もある。一方、吸気の過渡時
に、中央の吸気ポートからの噴射燃料が該吸気ポートの
内壁にも付着し易いものとなり、この付着した燃料によ
って燃料制御精度が悪化することも危惧される。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、中央の吸気ポートからの吸気弁の弁傘
部に対する噴射燃料の噴霧角を設定変更することによ
り、中央の吸気ポートから噴射される燃料の気化・霧化
を促進して、燃焼効率を向上させてHCを低減させるとと
もに、ノックの発生を防止することにある。

さらに、中央の吸気ポートからの噴射燃料により点火
プラグ周りの低温化を図って、その耐熱性を向上させる
ことも目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、請求項（１）記載の考案が
講じた解決手段は、シリンダごとに、吸気通路より分岐
して燃焼室の一側部側にそれぞれ吸気弁を介して開口す
る３つの吸気ポートと、上記３つの吸気ポートの上流
に、シリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備え、
３つの吸気ポートのうちの中央の吸気ポートがその開口
中心を、両サイドの吸気ポートの開口中心同士を結ぶ線
よりもシリンダボア中心から離して設けられた多吸気弁
付エンジンを前提とする。そして、上記中央の吸気ポー
トの開口中心とシリンダボア中心とを結ぶ線上における
該吸気ポートよりもシリンダボア中心寄りに点火プラグ
を設けるとともに、上記燃料噴射弁からの中央の吸気ポ
ートに対する噴射燃料の吸気弁傘部への噴霧範囲を、吸
気弁の弁傘部における上記点火プラグ寄り位置に指向す
るような狭い角度に設定する構成としたものである。

また、請求項（２）記載の考案が講じた解決手段は、
請求項（１）記載の考案の燃料噴射弁を特定し、中央の
吸気ポートに対する噴射燃料とは別の噴射燃料を両サイ
ドの吸気ポートに対してそれぞれ供給するような構成に
している。

（作用）上記の構成により、請求項（１）記載の考案では、燃
料噴射弁からの中央の吸気ポートに対する噴射燃料の吸
気弁傘部への噴霧範囲が、吸気弁の弁傘部における点火
プラグ寄り位置に指向するような狭い角度に設定されて
いるので、中央の吸気ポートが両サイドの吸気ポートの
吸気弁よりもボア中心（点火プラグ）に対して離れたシ
リンダ壁側（燃焼室一側部側）に設けられているにも拘
らず、燃え易いリッチゾーンが点火プラグ周りに形成さ
れることになり、中央の吸気ポートからの噴射燃料に気
化・霧化が促進されて、燃焼効率が向上し、これによっ
てHCが低減される。しかも、中央の吸気ポートに対する
噴射燃料の噴霧範囲を吸気弁の弁傘部における点火プラ
グ寄り位置に指向する狭い角度に設定したことにより、
中央の吸気ポートからの噴射燃料が、その吸気弁の弁傘
部の点火プラグ寄り位置にのみ供給され、フルスロット
ル時などの吸気の過渡時においても、中央の吸気ポート
から噴射された燃料が該吸気ポートの内壁およびシリン
ダ壁に付着し難く、付着した燃料の異常燃焼により燃焼
室内の圧力が上昇して発生するノックを抑制することが
できるとともに、燃料制御精度が高められる。さらに、
上記の如く中央の吸気ポートからの噴射燃料が、その吸
気弁の弁傘部の点火プラグ寄り位置に供給されることか
ら、中央の吸気ポートから噴射された燃料により点火プ
ラグ周りの低温化が促進されて、その耐熱性を高めるこ
とができる。

また、請求項（２）記載の考案では、燃料噴射弁から
の中央の吸気ポートへの噴射燃料とは別の噴射燃料が両
サイドの吸気ポートにも供給されているので、各吸気ポ
ート内での噴射燃料の気化・霧化がより促進されて、燃
焼室内の混合均一化が効率良く図れる。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第４図は本考案の実施例に係る吸気三
弁、排気二弁を備えたＶ型６気筒多吸気弁付エンジンを
示す。これらの図は１つのシリンダのみを代表して示す
が他のシリンダも同一の構成である。これらの図におい
て、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック１の
上に配設されたシリンダヘッド、３はこのシリンダヘッ
ド２の上に配設されたカムハウジングである。

上記シリンダブロック１にはシリンダ５が形成され、
このシリンダ５にはピストン６が摺動自在に嵌挿されて
いる。また、シリンダヘッド２には二つの傾斜壁7a,7b
を有するペントルーフ形の燃焼室７が形成されている。

上記シリンダヘッド２のシリンダボア左側部には、シ
リンダヘッド左側壁側の１本の吸気ポート10から分岐し
且つシリンダ５に新気を導く三本の独立吸気ポート11,1
2,13（吸気ポート）が設けられている。この独立吸気ポ
ート12〜13は、一端が上記燃焼室７の左側の傾斜壁7aに
それぞれ吸気側のバルブシート８を介して開口し、他端
がシリンダヘッド左側壁（吸気ポート10）に開口するよ
う設けられている。両サイドの独立吸気ポート11,13の
燃焼室側開口はエンジン前後方向（第１図の上下方向）
に並んでおり、中央の独立吸気ポート12は、その燃焼室
側開口中心が両サイドの独立吸気ポート11,13の燃焼室
側開口中心同士を結ぶ線よりもシリンダボア中心に対し
て離れた部位に設けられている。これら三本の独立吸気
ポート11〜13は上記１本の吸気ポート10に集合されてい
る。

また、シリンダヘッド２のシリンダボア右側部にはシ
リンダ５の排気を外方に導く二本の独立排気ポート21,2
2が設けられている。この独立排気ポート21,22は、一端
が上記燃焼室７の右側の傾斜壁7bにそれぞれ排気側のバ
ルブシート９を介して開口し、他端がシリンダヘッド右
側壁に開口するように設けられている。この二本の独立
排気ポート21,22の燃焼室側開口はエンジン前後方向に
並んでいる。また、二本の排気ポート21,22はシリンダ
ヘッド右側壁側で１本の排気ポート20に集合されてい
る。

上記シリンダヘッド２には、独立吸気ポート11〜13の
燃焼室側開口（バルブシート８）をそれぞれ開閉する三
本の吸気弁31,32,33が設けられている。各吸気弁31〜33
は、上記開口に配置される傘形の弁傘部31a〜33aと、こ
の弁傘部31a〜33aから上方に延設された弁軸31b〜33bと
をそれぞれ有しており、該弁軸31b〜33bにおいてシリン
ダヘッド２に摺動自在に嵌挿されていて、上下動可能に
なっている。これら吸気弁31〜33の弁軸端部には円盤状
のスプリングシート51,52,53がそれぞれ取付けられ、こ
のスプリングシート51〜53とシリンダヘッド２との間に
バルブスプリング61,62,63がそれぞれ縮装されていて、
そのバネ力により各吸気弁31〜33を上方に、つまり閉弁
方向に付勢している。

これら三本の吸気弁31〜33は、弁軸端部に向ってシリ
ンダボア左側に傾斜し、且つ弁軸31b〜33bが互いに平行
になるよう設けられている。

また、シリンダヘッド２には、独立排気ポート21,22
の燃焼室側開口（バルブシート９）をそれぞれ開閉する
二本の排気弁41,42が設けられている。これら排気弁41,
42も上記吸気弁31〜33と同様の構成で上下動可能に設け
られ、スプリングシート54,55及びバルブスプリング64,
65が設けられて閉弁方向に付勢されている。

これら二本の排気弁41,42は、弁軸端部に向ってシリ
ンダボア右側に傾斜し、且つ弁軸41b,42bが互いに平行
になるよう設けられている。

次に、上記吸・排気弁31〜33,41,42の駆動機構につい
て説明する。カムハウジング３の左側及び右側には、エ
ンジン前後方向に延びる吸気専用及び排気専用のカムシ
ャフト91,92がそれぞれ配設されている。これら二本の
カムシャフト91,92は、エンジン出力軸（図示省略）に
より駆動され、吸気専用カムシャフト91は第２図で時計
方向に、排気専用カムシャフト92は同図で半時計方向に
それぞれ回転する。また、吸気専用カムシャフト91には
各吸気弁31〜33に対応して三つの吸気カム93が一体形成
され、排気専用カムシャフト92には各排気弁41,42に対
応して二つの排気カム94が一体形成されている。

上記吸気弁31〜33は、吸気専用カムシャフト91により
スイングアーム81,82,83を介して駆動される。すなわ
ち、シリンダヘッド２には、公知の油圧式ラッシュアジ
ャスタ71,72,73が設けられている。この油圧式ラッシュ
アジャスタ71〜73には支持部が設けられている。そし
て、上記スイングアーム81〜83は、一端が上記油圧式ラ
ッシュアジャスタ71〜73の支持部に乗り、他端が吸気弁
31〜33の弁軸端部上に乗るようにそれぞれ設けられてい
る。また、スイングアーム81〜83の中途部にはエンジン
前後方向に回転軸を有するローラが設けられ、このロー
ラが吸気カム93にそれぞれ接触している。従って、吸気
専用カムシャフト91が回転すると、吸気カム93のリフト
量に応じて上記ローラが上下動を行い、これによってス
イングアーム81〜83が油圧式ラッシュアジャスタ側の端
部を中心として上下に揺動する。そのためにスイングア
ーム81〜83の弁軸端部側の端部がアーム比に応じて上下
に揺動し、この端部の上下動に応じて吸気弁31〜33が開
閉するようになっている。

また、排気弁41,42も、排気専用カムシャフト92によ
りスイングアーム84,85を介して駆動される。この駆動
機構は上記吸気弁31〜33の場合と同様にスイングアーム
84,85を支持する油圧式ラッシュアジャスタ74,75を備え
た構成となっており、排気専用カムシャフト92が回転す
ると、排気カム94のリフト量に応じてスイングアーム8
4,85のローラが上下動を行い、これによってスイングア
ーム84,85が油圧式ラッシュアジャスタ側の端部を中心
として上下に揺動し、スイングアーム84,85の弁軸端部
側の端部がアーム比に応じて上下に揺動し、この端部の
上下動に応じて排気弁41,42が開閉する。

さらに、燃焼室７上方のシリンダヘッド２及びカムハ
ウジング３には、プラグホール101が貫通して設けら
れ、このプラグホール101内には点火プラグ102が、その
着火点102aを燃焼室７に望ませて取付けられている。こ
のプラグホール101及び点火プラグ102は、着火点102aが
上記３本の独立吸気ポート11〜13のうちの中央の独立吸
気ポート12の開口中心と燃焼室７のシリンダボア中心と
を結ぶ線上における該独立吸気ポート12よりもシリンダ
ボア中心寄りに位置するように排気弁41,42の弁軸41b,4
2bと平行に設けられている。

そして、上記吸気ポート10の集合部（分岐部よりも上
流側）上側のシリンダヘッド２には、３本の独立吸気ポ
ート11〜13にそれぞれ配分された新気に燃料を噴射供給
する単一のインジェクタ103（燃料噴射弁）が設けられ
ている。上記インジェクタ103は、３本の独立吸気ポー
ト11〜13に対応する３つの噴孔103a〜103cを有してい
る。この３つの噴孔103a〜103cからは、各独立吸気ポー
ト11〜13に対して燃料がそれぞれ個別に噴射供給される
ようになっている。。そして、第１図の仮想線で示すよ
うに、これら３つの噴孔103a〜103cは各独立吸気ポート
11〜13への燃料噴射が、各吸気弁31〜33の弁傘部31a〜3
3aに対して狭い角度範囲で行われており、そのうちの中
央の独立吸気ポート12に対する噴射燃料の弁傘部32aへ
の噴霧範囲が、吸気弁32の弁傘部32における上記点火プ
ラグ102寄り位置に指向するような狭い角度に設定され
ている。つまり、インジェクタ103の中央の噴孔103bか
らの中央の独立吸気ポート12への噴射燃料の噴霧角は、
図１に仮想線で示すような中央の独立吸気ポート12の点
火プラグ102寄り位置に指向する狭い角度範囲に設定さ
れ、この中央の独立吸気ポート12においてはその点火プ
ラグ102寄り位置からのみ燃料がシリンダ５（燃焼室７
内）に供給される。

尚、吸気弁用の三つのスイングアーム81〜83は同一の
部材であり、部品の共通化が図られている。

したがって、上記実施例では、インジェクタ103の中
央の噴孔103bによる中央の吸気ポート12への燃料噴射
が、吸気弁32の弁傘部32aにおける点火プラグ102寄りに
指向するよう供給、つまり中央の吸気ポート12に対する
噴射燃料の弁傘部32aへの噴霧範囲が吸気弁32の弁傘部3
2aにおける点火プラグ102寄り位置に指向するような狭
い角度に設定されているので、中央の吸気ポート12が両
サイドの吸気ポート11,13の各吸気弁31,33よりもシリン
ダボア中心（点火プラグ102）に対して離れたシリンダ
壁側（燃焼室一側）に設けられているにも拘らず、燃え
易いリッチゾーンが点火プラグ102の着火点102a周りに
形成されることになり、中央の吸気ポート12からの噴射
燃料の気化・霧化が促進されて、燃焼効率が向上し、こ
れによりHCを低減することができる。しかも、中央の吸
気ポート12への噴射燃料の噴霧範囲を吸気弁32の弁傘部
32aにおける点火プラグ102寄り位置に指向する狭い角度
に設定したことにより、中央の吸気ポート12からの噴射
燃料が、その吸気弁32の弁傘部32aの点火プラグ102寄り
位置にのみ狭い角度で供給され、フルスロットル時のよ
うな吸気の過渡時においても、中央の吸気ポート12から
の噴射燃料が該吸気ポート12の内壁およびシリンダ５壁
に付着し難いものとなり、付着した燃料の異常燃焼によ
り燃焼室７内の圧力が上昇して発生するノックが抑制さ
れて耐ノック性の向上を図ることができるとともに、燃
料制御精度の向上を図ることができる。

また、上記の如く中央の吸気ポート12からの噴射燃料
が、その吸気弁32の弁傘部32aの点火プラグ102寄りに指
向するように供給されることから、中央の吸気ポート12
から噴射された燃料により点火プラグ102周りの低温化
が促進されて、その耐熱性の向上を図ることができる。

さらに、インジェクタ103の噴射燃料が両サイドの噴
孔103a,103cにより両サイドの吸気ポート11,13にも供給
されているので、各吸気ポート11〜13内での噴射燃料の
気化・霧化がより促進されて、燃焼室７内の混合均一化
を効率良く図ることができる。

尚、上記実施例では、単一のインジェクタ103により
３つの独立吸気ポート11〜13へ燃料を噴射供給するよう
にしたが、インジェクタの個数は限定されるものでな
く、例えば３つの独立吸気ポートにそれぞれ対応させた
インジェクタにより各独立吸気ポートにそれぞれ個別に
燃料を噴射するようにしても良いのは勿論である。

また、上記実施例では、Ｖ型エンジンに適用した場合
について述べたが、列型エンジンなどに適用しても良
い。

（考案の効果）以上の如く、請求項（１）記載の考案における多吸気
弁付エンジンによれば、燃料噴射弁による中央の吸気ポ
ートの吸気弁傘部への噴射燃料の噴霧範囲を吸気弁の弁
傘部における点火プラグ寄り位置に指向するような狭い
角度に設定したので、中央の吸気ポートが点火プラグか
ら離れたシリンダ壁側に設けられているにも拘らずリッ
チゾーンが点火プラグ周りに形成されて中央の吸気ポー
トからの噴射燃料の気化・霧化が促進されることにな
り、燃焼効率が向上してHCを低減させることができる。
しかも、吸気の過渡時に噴射された燃料のシリンダ壁へ
の付着により発生するノックを抑制して耐ノック性の向
上を図ることができるとともに、中央の吸気ポート内壁
の燃料の付着を防止して燃料制御精度の向上を図ること
ができる。さらに、中央の吸気ポートからの噴射燃料に
より点火プラグ周りの低温化を促進することができ、そ
の耐熱性の向上を図ることができる。

また、請求項（２）記載の考案における多吸気弁付エ
ンジンによれば、燃料噴射弁からの噴射燃料を両サイド
の吸気ポートにもそれぞれ供給するので、各吸気ポート
内での噴射燃料の気化・霧化をより促進して燃焼室内の
混合均一化を効率良く図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は平面透視
図、第２図は第１図のII-II線における断面図、第３図
は第１図のIII-III線における断面図、第４図は第１図
のIV-IV線における断面図である。５……シリンダ７……燃焼室 11,12,13……独立吸気ポート（吸気ポート） 31,32,33……吸気弁 31a,32a,33a……弁傘部 102……点火プラグ 103……インジェクタ（燃料噴射弁）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者高森勇治広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献実開昭61−186726（ＪＰ，Ｕ) 実公平１−95572（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダごとに、吸気通路より分岐して燃
焼室の一側部側にそれぞれ吸気弁を介して開口する３つ
の吸気ポートと、上記３つの吸気ポートの上流に、シリ
ンダ内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備え、３つの吸
気ポートのうちの中央の吸気ポートがその開口中心を、
両サイドの吸気ポートの開口中心同士を結ぶ線よりもシ
リンダボア中心から離して設けられた多吸気弁付エンジ
ンにおいて、上記中央の吸気ポートの開口中心とシリンダボア中心と
を結ぶ線上における該吸気ポートよりもシリンダボア中
心寄りには点火プラグが設けられているとともに、上記燃料噴射弁からの中央の吸気ポートに対する噴射燃
料の吸気弁傘部への噴霧範囲は、吸気弁の弁傘部におけ
る上記点火プラグ寄り位置に指向するような狭い角度に
設定されていることを特徴とする多吸気弁付エンジン。
【請求項２】上記燃料噴射弁は、上記中央の吸気ポート
に対する噴射燃料とは別の噴射燃料が両サイドの吸気ポ
ートに対してそれぞれ供給されるように構成されている
請求項１記載の多吸気弁付エンジン。