JP2553014B2 - 燃料噴射式エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射ノズルによっ
て燃料が供給される燃料噴射式エンジンの吸気装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射式エンジンの吸気装置と
しては、エンジンの上方にエアクリーナを配置すると共
にこのエアクリーナにシリンダヘッドから延びる吸気経
路を接続し、この吸気経路に燃料噴射ノズルを取付けた
ものがある。そして、この種の燃料噴射式エンジンの吸
気装置に用いられる燃料噴射ノズルは、加圧された燃料
が供給される燃料通路を電磁弁によって開閉させる構造
で、吸気行程中に前記電磁弁を所定時間のみ開弁させる
ことによって燃料を計量して噴出するように構成されて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに電磁弁を備えた燃料噴射ノズルは電磁弁が開閉する
ときの打音が比較的大きく、その配置如何によっては打
音が外方に漏出し、騒音の原因になるという問題があっ
た。

【０００４】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、燃料噴射ノズルからの騒音が外方へ
伝わるのを抑制できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料噴射式
エンジンの吸気装置は、エンジンの上方にエアクリーナ
を配置し、このエアクリーナにシリンダヘッドの吸気ポ
ートを介して燃焼室から延びる吸気通路を接続し、この
吸気通路中に、絞り弁と、燃料を噴出する燃料噴射ノズ
ルとを有する燃料噴射式エンジンの吸気装置において、
前記絞り弁と燃料噴射ノズルとを上流側からこの順に並
べ、前記吸気通路のうち絞り弁から燃焼室側開口までを
略直線状に形成するとともにこの吸気通路の軸線の延長
線とシリンダ軸線との交わる角度が鋭角になるように構
成し、シリンダを、前記吸気通路の軸線とシリンダ軸線
とがカム軸方向から見て上方に開放するＶ字状であって
吸気通路の軸線が鉛直方向に近くなるようにカム軸回り
で傾斜する構成とし、前記エアクリーナを、前記吸気通
路が接続する吸気通路接続部とエアクリーナエレメント
収容部とから構成し、このエアクリーナエレメント収容
部をシリンダヘッドのヘッドカバーの上方に配設してそ
の下面を吸気通路接続部よりヘッドカバー側に偏在さ
せ、前記燃料噴射ノズルを、カム軸方向に見てエンジン
の上部と、前記エアクリーナと、前記吸気通路とで略囲
まれた空間内に配設したものである。

【０００６】

【作用】燃料噴射ノズルから生じる騒音はエンジン上
部、エアクリーナおよび吸気経路によって遮られる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係る吸気装置を
採用した燃料噴射式エンジンの要部の断面図、図２は図
１におけるII−II線断面図で、同図はシリンダヘッドの
一部を破断して描いてある。

【０００８】これらの図において、１はアルミニウム合
金によって作られた４行程エンジンのシリンダヘッドで
あり、その下面に燃焼室２が形成されている。１Ａはシ
リンダボディ、１Ｂはヘッドカバーである。燃焼室２内
は３個の吸気弁３ａ〜３ｃを介して下向き通風形の吸気
通路４と、２個の排気弁５を介して排気通路６とが接続
されている。

【０００９】７は吸気弁３ａ〜３ｃと排気弁５とを開閉
駆動する動弁機構、７ａは吸気カム軸、７ｂは排気カム
軸である。前記吸気弁３ａ〜３ｃのうち中央に位置する
吸気弁３ｂは、図２に示すように、両側に位置する吸気
弁３ａ，３ｃより大径に形成されている。５ａは燃焼室
２を冷却するための水ジャケット、５ｂは燃焼室２の中
央に設けられた点火栓である。

【００１０】吸気通路４はシリンダヘッド１に形成され
たポート８から吸気管９、絞り弁１０、ベルマウス１１
を介してエアクリーナ１２に接続し、このエアクリーナ
１２から大気中に連通されている。また、この吸気通路
４は、絞り弁１０から燃焼室２側開口までを略直線状に
形成するとともに、この吸気通路４の軸線Ｃｐの延長線
とシリンダ軸線Ｃｃとの交わる角度が鋭角になるように
構成している。なお、このエンジンのシリンダは、図１
に示すように、吸気通路４の軸線Ｃｐとシリンダ軸線Ｃ
ｃとがカム軸方向から見て上方に開放するＶ宇状であっ
て吸気通路４の軸線Ｃｐが鉛直方向に近くなるようにカ
ム軸回りで傾斜するように構成されている。前記エアク
リーナ１２は、図１に示すように、前記ベルマウス１１
が接続する吸気通路接続部１２ａと、エアクリーナエレ
メント１２ｂを収容するエアクリーナエレメント収容部
１２ｃとから構成している。このエアクリーナエレメン
ト収容部１２ｃは、前記ヘッドカバー１Ｂの上方に配設
され、下面が吸気通路接続部１２ａよりヘッドカバー１
Ｂ側へ偏在するように形成されている。

【００１１】１３は吸気管９に設けた燃料噴射ノズルで
ある。なお、この燃料噴射ノズル１３は従来公知のよう
に約２Ｋｇ／ｃｍ² に加圧された燃料通路のガソリンを
各気筒の吸気行程中に所定時間のみ開弁する電磁弁によ
って計量して噴出させるものである。そして、この燃料
噴射ノズル１３は、図１に示すように、クランク軸方向
に見て前記吸気管９、絞り弁１０、ベルマウス１１、エ
アクリーナ１２およびエンジンの上部とによって略囲ま
れた空間Ｓ内に配置されている。なお、前記エンジンの
上部は、シリンダヘッド１とヘッドカバー１Ｂとによっ
て構成されている。

【００１２】シリンダヘッド１に形成されたポート８
は、図２で示すように、シリンダヘッド側面に開く開口
部８ａから２個の隔壁１ａ，１ａによりカム軸方向に並
設された中央のやゝ短い分岐路１ｂと、その両側に配さ
れたやゝ長い分岐路１ｃとの３個に分岐され、その下流
端はそれぞれ前記３個の吸気弁３ａ〜３ｃを介して燃焼
室２内へ通じている。

【００１３】また、このポート８は、図２に示すよう
に、吸気流の上流側端部の中心Ｃｐがシリンダ中心Ｃｃ
に対して吸気弁３ｃ側（図２において右側）へＤだけオ
フセットされており、上流側端部から下流側に向かうに
したがって次第に幅拡になるように形成されている。詳
述すると、吸気弁３ｃに連なる方のポート８の内壁８ｂ
は、図２に示す平面視において上流側端部からカム軸と
は略直交する方向に延びている。また、吸気弁３ａに連
なる方のポート８の内壁８ｃは、吸気流の下流側へ向か
うにしたがって内壁８ｂから次第に離間するように傾斜
されている。

【００１４】そして、このポート８に設けられた前記隔
壁１ａ，１ａは、前記内壁８ｂ，８ｃに略沿うようにそ
れぞれ僅かに傾斜して形成されており、両隔壁１ａ，１
ａのうち図２中に左側に示す隔壁１ａは右側の隔壁１ａ
より吸気の流れ方向に僅かに長く形成されている。これ
らの隔壁１ａ，１ａの長さは、各隔壁１ａの上流端と後
述する燃料噴射ノズル１３の噴射口１５との距離が略等
しくなるように設定されている。

【００１５】すなわち、吸気行程では、ポート８内の３
つの分岐路１ｂ，１ｃ，１ｃのうち図２において右側に
位置する分岐路１ｃおよび中央の分岐路１ｂへはポート
８の上流側から直線的に吸気が流入し、左側に位置する
分岐路１ｃへは流れ方向がカム軸方向に変えられて流入
する。そして、ポート８の上流側端部は上述したように
シリンダ軸心に対して右側へオフセットされている関係
から、燃焼室２の図２における右半部に、右側の分岐路
１ｃおよび中央の分岐路１ｂから比較的速い流速をもっ
て吸気が流入することになる。このため、吸気行程では
燃焼室２内に図２において時計回りの吸気の旋回流が生
じることになる。この旋回流を以下においてスワールと
いう。

【００１６】なお、このときには、左右の分岐路１ｃ，
１ｃから吸気が流入する関係から、燃焼室２にはカム軸
方向と平行な軸線回り（図１において時計回り）に旋回
する縦方向の旋回流も生じることになる。この旋回流を
以下においてタンブルという。このタンブルが燃焼室２
内に生じるのは、図１に示すように、左右の分岐路１
ｃ，１ｃと中央の分岐路１ｂとではシリンダ軸線に対す
る傾斜角度や、燃焼室２に連なる湾曲部分の曲率が異な
ることに起因している。

【００１７】すなわち、シリンダ軸線に対する傾斜角度
は左右の分岐路１ｃ，１ｃの方が中央の分岐路１ｂより
大きくなっており、前記湾曲部分の曲率は、左右の分岐
路１ｃ，１ｃの方が分岐路１ｂより緩やかになってい
る。このため、分岐路１ｃを通る吸気は、慣性があるた
めに前記湾曲部分の外周側となる孔壁面に沿って多く流
れて燃焼室２に斜めに流入するようになると共に、その
大部分が吸気弁３ｃの弁体に当たって流れ方向が図１中
の排気弁５側へ変えられるようになる。このように流れ
向きの変えられた吸気がシリンダの周壁を伝ってシリン
ダ軸方向へ流れ、図１において時計回りの旋回流が生じ
る。

【００１８】一方、中央の分岐路１ｂを通る吸気は、左
右の分岐路１ｃ，１ｃを通る吸気より流れ方向がシリン
ダの下方を向くように燃焼室２に流れ込み、吸気弁３ｂ
の弁体に当たって図１中の排気弁５とは反対側へ流され
る。この分岐路１ｂから燃焼室２に流入した吸気は図１
において反時計回りに旋回するようになるが、燃焼室２
では前記時計回りの旋回流となる吸気の流量が多いた
め、上述したように燃焼室２にタンブルが生じることに
なる。

【００１９】前記燃料噴射ノズル１３は、各分岐路１
ｂ，１ｃの配列方向に並設された２個の噴射口１５，１
５を有し、その噴射口１５，１５を近接する隔壁１ａ，
１ａに向けて開口させてある。さらに詳述すると、燃料
噴射ノズル１３は前記ポート８の上流側の中心Ｃｐ線上
に位置づけられ、両噴射口１５，１５から噴射される燃
料の噴射範囲の中心が中央の吸気弁３ｂに向けられてい
る。また、前記２個の噴射口１５，１５と前記隔壁１
ａ，１ａとの距離Ａ，Ｂは略等しくなっている。噴射口
１５と隔壁１ａ，１ａとの関係をこのようにすると、燃
料噴射ノズル１３の噴射口１５，１５から噴射された燃
料のうち霧化されない燃料粒が隔壁１ａに当たり、燃焼
室中央の点火栓５ｂに直接噴射されることがなくなる。
また、中央の分岐路の中心を指向する一つの噴射口から
燃料の全量を噴射させる場合に較べ、噴射された燃料の
拡がる角度が同じとすると三つの分岐路のうち両側の分
岐路１ｃ，１ｃに流入する燃料が増えるとともに、中央
の分岐路１ｂに流入する燃料が減少する。

【００２０】次にこの実施例の作動を説明すると、ま
ず、エンジンが運転されているとき、３個の吸気弁３ａ
〜３ｃが同時に開弁すると、燃焼室２内の吸気負圧が吸
気通路４内へ波及して、エアクリーナ１２から大気が吸
入され、絞り弁１０で計量されて吸気管９で燃料噴射ノ
ズル１３から噴出する燃料が混合され、混合気となって
燃焼室２内へ吸入される。このとき、燃料噴射ノズル１
３の両噴射口１５，１５から噴射される燃料の噴射範囲
の中心が中央の吸気弁３ｂに向けられている関係から、
燃料は両側の分岐路１ｃ，１ｃに略均等に供給される。
すなわち、混合気がポート８を通って燃焼室２に吸込ま
れることで燃焼室２内には上述したようにスワールおよ
びタンブルが生じ、燃焼室２の全域に混合気が略均等に
分布された状態で燃焼が行われる。

【００２１】一方、燃料噴射ノズル１３が燃料を噴出す
るときには内部の電磁弁から打音が生じる。この打音
は、燃料噴射ノズル１３を囲む吸気管９、絞り弁１０、
ベルマウス１１、エアクリーナ１２およびエンジンの上
部とに遮られることになる。

【００２２】したがって、燃料噴射ノズル１３から生じ
る電磁弁の打音は外方へ漏出し難くなる。また、吸気通
路４のうち絞り弁１０から燃焼室側開口までを略直線状
に形成するとともにその軸線Ｃｐの延長線がシリンダ軸
線Ｃｃと鋭角に交わるように構成したため、吸気抵抗が
小さくなる。 さらに、吸気通路の軸線Ｃｐとシリンダ軸
線Ｃｃとがカム軸方向視において上方に開放するＶ字状
であって吸気通路軸線Ｃｐが鉛直方向に近くなるように
シリンダを傾斜させて構成するとともに、吸気通路の上
端に接続するエアクリーナ１２のエアクリーナエレメン
ト収容部１２ｃをヘッドカバー１Ｂの上方に配設してそ
の下面をエアクリーナ１２の吸気通路接続部１２ａより
ヘッドカバー１Ｂ側へ偏在させたため、燃料噴射ノズル
１３を配設するスペースを確保しながら、吸気系部材を
含めたエンジンにおけるカム軸と直交する水平方向の長
さ（図１における左右方向の長さ）が短くなる。 これ
は、吸気通路４を直線状に形成してこれが鉛直方向に延
びるように構成する場合には、吸気管９とシリンダヘッ
ド１との間に燃料噴射ノズル１３を配設できるスペース
を確保してシリンダを傾斜させると、シリンダ頂部や吸
気通路上端のエアクリーナ１２などが水平方向へ大きく
張り出してしまうが、吸気通路軸線Ｃｐを鉛直方向より
シリンダヘッド１から離間する方向へ傾斜させることに
より、上述した場合に較べてシリンダ頂部およびエアク
リーナ１２などの水平方向への張り出し量が少なくなる
状態でエアクリーナエレメント収容部１２ｃをヘッドカ
バー１Ｂの上方のデッドスペースに配設できるからであ
る。 その上、エアクリーナ１２を上述したように構成す
ると、エアクリーナエレメント収容部１２ｃを前記水平
方向へ大型化することなく容積を大きくとることができ
るばかりか、吸気通路４を略直線状に形成するとエアク
リーナ１２がシリンダヘッド１から大きく隔たった位置
に位置づけられてしまうのに対して、本発明ではエアク
リーナエレメント収容部１２ｃが燃料噴射ノズル１３を
上方から囲むようになることから燃料噴射ノズル１３の
騒音がより一層漏れ難くなる。

【００２３】加えて、燃料噴射ノズル１３から噴射され
た燃料のうち霧化されない燃料粒が隔壁１ａに当たり、
燃焼室中央の点火栓５ｂに直接噴射されることがないの
で、燃焼室２の中央部（点火栓５ｂの周辺）の混合気が
他の部位より濃くなることがない。また、中央の分岐路
の中心を指向する一つの噴射口から燃料の全量を噴射さ
せる場合に較べ、噴射された燃料の拡がる角度が同じと
すると三つの分岐路のうち両側の分岐路１ｃ，１ｃに流
入する燃料を増やすことができるから、燃焼室２の外周
部に流入する混合気が濃くなる。 したがって、混合気を
燃焼室２内の全域にわたって空燃比が略均等になるよう
に供給できるから燃焼が安定する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る燃料噴
射式エンジンの吸気装置は、カム軸方向に見てエンジン
の上部と、エアクリーナと、エンジンとエアクリーナと
の間に介装された吸気通路とで略囲まれた空間内に燃料
噴射ノズルを配置したため、燃料噴射ノズルから生じる
騒音はエンジン上部、エアクリーナおよび吸気通路によ
って遮られることになる。

【００２５】したがって、燃料噴射ノズルの騒音が外方
に漏出するのを抑制することができる。また、吸気通路
のうち絞り弁から燃焼室側開口までを略直線状に形成す
るとともにその軸線の延長線がシリンダ軸線と鋭角に交
わるように構成したため、吸気抵抗が小さくエンジンの
高出力化を図れる吸気装置が得られる。 さらに、吸気通
路の軸線とシリンダ軸線とがカム軸方向視において上方
に開放するＶ字状であって吸気通路軸線が鉛直方向に近
くなるようにシリンダを傾斜させて構成するとともに、
吸気通路の上端に接続するエアクリーナのエアクリーナ
エレメント収容部をヘッドカバーの上方に配設してその
下面をエアクリーナの吸気通路接続部よりヘッドカバー
側へ偏在させたため、燃料噴射ノズルを配設するスペー
スを確保しながら、吸気系部材を含めたエンジンにおけ
るカム軸と直交する水平方向の長さが短くなる。 これ
は、吸気通路を直線状に形成してこれが鉛直方向に延び
るように構成する場合には、吸気通路とシリンダヘッド
との間に燃料噴射ノズルを配設できるスペースを確保し
てシリンダを傾斜させると、シリンダ頂部や吸気通路上
端のエアクリーナなどが水平方向へ大きく張り出してし
まうが、吸気通路軸線を鉛直方向よりシリンダヘッドか
ら離間する方向へ傾斜させることにより、上述した場合
に較べてシリンダ頂部およびエアクリーナなどの水平方
向への張り出し量が少なくなる状態でエアクリーナエレ
メント収容部をヘッドカバーの上方のデッドスペースに
配設できるからである。その上、エアクリーナを上述し
たように構成すると、エアクリーナエレメント収容部を
前記水平方向へ大型化することなく容積を大きくとるこ
とができるばかりか、吸気通路を略直線状に形成すると
エアクリーナがシリンダヘッドから大きく隔たった位置
に位置づけられてしまうのに対して、本発明ではエアク
リーナエレメント収容部が燃料噴射ノズルを上方から囲
むようになることから燃料噴射ノズルの騒音がより一層
漏れ難くなる。 したがって、本願発明によれば、エンジ
ンの高出力化を図りながら燃料噴射ノズルの騒音が外方
に漏出するのを抑制できるとともに、吸気系部材を含め
たエン ジンの水平方向における小型化を燃料噴射ノズル
の配設スペースを確保しながら図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸気装置を採用した燃料噴射式エ
ンジンの要部の断面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ４ 吸気通路 ９ 吸気管 １０ 絞り弁 １１ ベルマウス １２ エアクリーナ １３ 燃料噴射ノズル Ｓ 空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの上方にエアクリーナを配置
   し、このエアクリーナにシリンダヘッドの吸気ポートを
   介して燃焼室から延びる吸気通路を接続し、この吸気通
   路中に、絞り弁と、燃料を噴出する燃料噴射ノズルとを
   有する燃料噴射式エンジンの吸気装置において、前記絞
   り弁と燃料噴射ノズルとを上流側からこの順に並べ、前
   記吸気通路のうち絞り弁から燃焼室側開口までを略直線
   状に形成するとともにこの吸気通路の軸線の延長線とシ
   リンダ軸線との交わる角度が鋭角になるように構成し、
   シリンダを、前記吸気通路の軸線とシリンダ軸線とがカ
   ム軸方向から見て上方に開放するＶ字状であって吸気通
   路の軸線が鉛直方向に近くなるようにカム軸回りで傾斜
   する構成とし、前記エアクリーナを、前記吸気通路が接
   続する吸気通路接続部とエアクリーナエレメント収容部
   とから構成し、このエアクリーナエレメント収容部をシ
   リンダヘッドのヘッドカバーの上方に配設してその下面
   を吸気通路接続部よりヘッドカバー側に偏在させ、前記
   燃料噴射ノズルを、カム軸方向に見てエンジンの上部
   と、前記エアクリーナと、前記吸気通路とで略囲まれた
   空間内に配設したことを特徴とする燃料噴射式エンジン
   の吸気装置。