JP2737084B2 - 4サイクルエンジン - Google Patents

4サイクルエンジン

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JP2737084B2
JP2737084B2 JP63275124A JP27512488A JP2737084B2 JP 2737084 B2 JP2737084 B2 JP 2737084B2 JP 63275124 A JP63275124 A JP 63275124A JP 27512488 A JP27512488 A JP 27512488A JP 2737084 B2 JP2737084 B2 JP 2737084B2
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intake
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main combustion
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貞夫 白鷺
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、4サイクルエンジンに関する。
〔従来の技術〕
昨今の4サイクルエンジンは多バルブ化の傾向にあ
り、バルブの開口面積を増大させることによって混合気
の吸入効率を高め、もって出力の向上を図るようにして
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、通常の円柱状ピストンを備える4サイクル
エンジンにおいては、その機構の著しい複雑化を招来す
るため、1気筒当り3つの吸気バルブを配設したものが
限界であり、さらなる吸入効率の向上を図ることは困難
である。
このために従来では、ピストンを楕円柱状に構成し、
この楕円の長径方向に4つの吸気バルブを並設した4サ
イクルエンジンが提供されている。
しかしながら、上記のようなエンジンでは、ピストン
が楕円柱状であるため、当該ピストンやシリンダの製造
・加工作業が極めて煩雑となる。
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、煩雑な製造・加
工作業を要することなく吸入効率の向上を図ることので
きる4サイクルエンジンを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
請求項1に記載の発明では、互いに隣接した気筒の各
ピストン(1)頂部に対向する部位にそれぞれ主燃焼室
(17)を形成し、各主燃焼室(17)において前記隣接す
るピストン(1)の軸心間を結ぶ中心面(C)よりも一
方側となる部位に、端部に気化器(5)を装着した主吸
気通路(4c)を開口させるとともに、該開口にそれぞれ
主燃焼室(17)との間を開閉する吸気バルブ(6)を配
設する一方、前記中心面(C)よりも他方側となる部位
にそれぞれ排気バルブ(7)によって開閉される排気通
路(4d)の一端を開口させた4サイクルエンジンにおい
て、前記主燃焼室(17)の相互間に、これら主燃焼室
(17)を互いに常時連通する副燃焼室(18)を形成し、
かつ前記気化器(5)の相互間に前記主吸気通路(4c)
と略平行となる副吸気通路(4f,9,10)を設け、該副吸
気通路(4f,9,10)の一端を前記副燃焼室(18)の前記
ピストン軸心間を結ぶ中心面(C)よりも前記吸気バル
ブ(6)側に偏位した一方側の部位に開口させるととも
に、該開口に前記副燃焼室(18)との間を開閉する副吸
気バルブ(11)を配設している。
また、請求項2に記載の発明では、前記副吸気通路
(4f,9,10)にフューエルインジェクタ(13)を配設し
ている。
〔作用〕
上記構成によれば、副燃焼室(18)によって連通され
た隣接する主燃焼室(17)に対して主吸気通路(4c)お
よび副吸気通路(4f,9,10)を通じて空気、もしくは混
合気が吸入されることになる。
〔実施例〕
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説
明する。
第1図乃至第4図は、本発明に係る4サイクルエンジ
ンの要部を概念的に示したもので、自動二輪車に搭載さ
れるDOHC式エンジンを例示している。
第2図および第3図に示すように、このエンジンは、
互いに隣接した一対のピストン1,1を備えている。ピス
トン1,1は、同一の大きさの円柱状を成しており、それ
ぞれシリンダブロック2に埋設されたスリーブ3,3内に
嵌入されている。スリーブ3,3は、円筒状を成し、かつ
互いの周面上端部が連結されており、シリンダブロック
2におけるシリンダヘッド取付面2aにおいてほぼ8の字
形を呈している。なお、図には明示していないが、上記
一対のピストン1,1は、それぞれクランク軸における同
一位相のクランクピンにコネクティングロッドを介して
連結されている。
第1図に示すように、このエンジンに適用するシリン
ダヘッド4は、シリンダブロック取付面4aに一対の凹部
4b,4bを有している。凹部4b,4bは、それぞれ上記シリン
ダブロック2におけるピストン1,1の頂部に対向する部
位に形成されており、その内部に主インテークポート
(主吸気通路)4cの一端開口およびエキゾーストポート
(排気通路)4dの一端開口をそれぞれ2つずつ有してい
る。
主インテークポート4c,4c,4c,4cおよびエキゾースト
ポート4d,4d,4d,4dは、それぞれの一端開口が凹部4b,4b
において隣接するピストン1,1の軸心間を結ぶ中心面C
よりも一方側となる部位、および他方側となる部位にそ
れぞれ1列ずつシリンダヘッド4の長手方向に沿って配
置されており、またそれぞれの他端がシリンダヘッド4
の相反する側壁に開口している。図からも明らかなよう
に、主インテークポート4c,4c,4c,4cは、その他端部が
各凹部4b,4bに対応するもの毎に合流され、かつ相互に
略平行となるように延在しており、それぞれの他端部に
互いに同径の気化器5,5を装着保持している。
また、上記凹部4b,4bには、吸気バルブ6および排気
バルブ7をそれぞれ2つずつ配設している。
吸気バルブ6,6,6,6は、主インテークポート4c,4c,4c,
4cの開口を開閉させる位置に配設しており、シリンダヘ
ッド4に配設した吸気バルブ用カム軸12によって同一の
時期に一斉に開閉作動されるものである。
排気バルブ7,7,7,7は、エキゾーストポート4d,4d,4d,
4dの開口を開閉させる位置に配設しており、図示せぬ排
気バルブ用カム軸によって同一の時期に一斉に開閉作動
されるものである。
さらに、上記シリンダヘッド4は、シリンダブロック
取付面4aに連接凹部4eを有している。この連接凹部4e
は、隣接する凹部4b,4bの相互間において上述したピス
トン1,1の軸心間を結ぶ中心面Cよりも吸気バルブ6,6,
6,6側に偏位した部位に形成しており、これら一対の凹
部4b,4bを互いに連通している。
また、この連接凹部4e内には、副インテークポート
(副吸気通路)4fの一端を開口させている。副インテー
クポート4fは、各凹部4b,4bに連通する主インテークポ
ート4c,4c,4c,4cの相互間に形成したもので、その一端
開口が主インテークポート4c,4c,4c,4cの一端開口と同
一の配列上となる部位に開口する一方、その他端部がシ
リンダヘッド4の側壁におけるこれら主インテークポー
ト4c,4c,4c,4cの開口の間に開口し、さらにこの開口に
第4図に示すように、図示せぬアクセルと連動するスロ
ットルバルブ8を備えたファンネル(副吸気通路)9が
インテークマニホルド(副吸気通路)10を介して接続さ
れており、これらファンネル9およびインテークマニホ
ルド10を含んだ部分が、各気化器5,5から凹部4b,4bに至
る主吸気通路と略平行に延在している。
さらに、上記連接凹部4eには、副吸気バルブ11を配設
している。副吸気バルブ11は、上記副インテークポート
4fの開口を開閉させる位置に配設しており、上述した吸
気バルブ6,6,6,6を開閉作動させる吸気バルブ用カム軸1
2によって、これら吸気バルブ6,6,6,6と同一の時期に開
閉作動されることになる。
またさらに、上記シリンダヘッド4には、フューエル
インジェクタ13を配設している。このインジェクタ13
は、周知のものと同様の構成を有するもので、先端部を
上記副インテークポート4f内に臨ませ、かつノズル(図
示せず)を副インテークポート4fにおける上記連接凹部
4eの開口に向けた状態で配置されている。なお、第4図
中の符号14は、スイングアーム式の油圧ラッシュアジャ
スタであり、副吸気バルブ11の他に、吸気バルブ6,6,6,
6および排気バルブ7,7,7,7にも同様のものが設けられて
いる。また、第3図および第4図中の符号15は、スリー
ブ3,3の連結部に設けた副吸気バルブ用11バルブリセス
である。さらに、第1図および第2図中の符号16は、点
火栓(図示せず)を取り付けるための点火栓取付孔であ
る。
上記のようなエンジンでは、第2図に示すように、シ
リンダブロック2上にシリンダヘッド4を取り付ける
と、凹部4b,4b、スリーブ3,3の内周面および上死点に占
位するピストン1,1の上面によってそれぞれ主燃焼室17,
17が画成され、かつ連接凹部4eおよびスリーブ3,3の連
結部によって上記主燃焼室17,17の相互間に、これら主
燃焼室17,17を互いに常時連通させる副燃焼室18が画成
される。
いま、主燃焼室17,17内の吸気バルブ6,6,6,6が吸気バ
ルブ用カム軸12によって作動され、主インテークポート
4c,4c,4c,4cの開口が開成されるとともに、ピストン1,1
が下動されると、負圧状態になった主燃焼室17,17内お
よびスリーブ3,3内へ上記主インテークポート4c,4c,4c,
4cを介して気化器5,5から混合気が吸入される。
この時、上記主燃焼室17,17に連通する副燃焼室18に
おいては、吸気バルブ6,6,6,6と同時に副吸気バルブ11
が作動され、副インテークポート4fの開口が開成されて
いるとともに、上記ピストン1,1の下動によって負圧状
態になっている。
したがって、上記主燃焼室17,17内およびスリーブ3,3
内へは、スロットバルブ8の開度に応じた量の空気がフ
ァンネル9、インテークマニホルド10、副インテークポ
ート4fおよび副燃焼室18を介して吸入される。
ここで、上述した状態においてフューエルインジェク
タ13を適宜作動させれば、副インテークポート4fを介し
て主燃焼室17,17内およびスリーブ3,3内へ供給される空
気に燃料が混合されるため、直接的に混合気の吸入効率
が大幅に向上し、エンジン出力が向上する。
しかしながら、フューエルインジェクタ13を作動させ
ない場合、つまり副インテークポート4fから主燃焼室1
7,17内およびスリーブ3,3内へ空気のみを供給する場合
であっても、当該空気が主燃焼室17,17内およびスリー
ブ3,3内において主インテークポート4c,4c,4c,4cから吸
引された混合気と混合することになるため、予め主イン
テークポート4c,4c,4c,4cから吸引される混合気を濃い
ために設定しておくことで間接的に混合気の吸入効率を
向上させ、エンジン出力を向上させることが可能とな
る。
なお、上記実施例では、2つの気筒の主燃焼室17,17
を副燃焼室18によって互いに連通させたものを例示して
いるが、本発明では、3つ以上の気筒の主燃焼室を互い
に連通させてもよい。また、主燃焼室17,17を連通した
気筒が1組のエンジンを例示しているが、複数組の気筒
から成るエンジンであっても構わない。さらに、自動二
輪車に搭載されるDOHC式エンジンを例示しているが、必
ずしもこれらに限らない。
また、上記実施例では、副燃焼室18に1本の副インテ
ークポート4fを開口させるとともに、該副燃焼室18に1
つの副吸気バルブ11を配設するようにしているが、本発
明では、副インテークポート4fおよび副吸気バルブ11は
複数であってもよい。さらに、副燃焼室18には副インテ
ークポート4fのみを開口させ、かつ副吸気バルブ11のみ
を配設しているが、本発明に係る4サイクルエンジンで
は、これらに加えて、副燃焼室18に副エキゾーストポー
トを開口させ、かつこの副エキゾーストポートの開口の
副排気バルブによって開閉させるように構成しても構わ
ない。
〔発明の効果〕
上記したように、本発明に係る4サイクルエンジンに
よれば、円柱状ピストンを用いて吸入効率を向上させる
ことができるので、容易な製造・加工作業によって出力
の向上を図ることができる。
しかも、気化器の相互間に配置される副吸気通路に、
該副吸気通路用の気化器を接続する必要がないため、こ
の副吸気通路の吸気抵抗を可及的に小さくすることがで
きるとともに、気化器を接続した主吸気通路をほぼ直線
状に構成することが可能となり、さらなる吸入効率の向
上を図ることができるようになる。
さらに、副吸気通路にフューエルインジェクタを配置
した場合には、上述した作用効果に加えて、運転状況に
応じた空燃比の制御を応答性よく行うことが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る4サイクルエンジンに適用され
るシリンダヘッド部を概念的に示した底面図、第2図
は、本発明に係る4サイクルエンジンの要部を概念的に
示した断面側面図、第3図は、本発明に係る4サイクル
エンジンに適用されるシリンダブロック部を概念的に示
した斜視図、第4図は、第2図におけるIV−IV線拡大断
面図である。 1……ピストン、4c……主インテークポート、4d……エ
キゾーストポート、4f……副インテークポート、5……
気化器、6……吸気バルブ、7……排気バルブ、9……
ファンネル、10……インテークマニホルド、11……副吸
気バルブ、13……フューエルインジェクタ、17……主燃
焼室、18……副燃焼室、C……ピストンの軸心間を結ぶ
中心面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02M 69/00 360 F02M 69/00 360Z 71/00 71/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに隣接した気筒の各ピストン(1)頂
    部に対向する部位にそれぞれ主燃焼室(17)を形成し、 各主燃焼室(17)において前記隣接するピストン(1)
    の軸心間を結ぶ中心面(C)よりも一方側となる部位
    に、端部に気化器(5)を装着した主吸気通路(4c)を
    開口させるとともに、該開口にそれぞれ主燃焼室(17)
    との間を開閉する吸気バルブ(6)を配設する一方、前
    記中心面(C)よりも他方側となる部位にそれぞれ排気
    バルブ(7)によって開閉される排気通路(4d)の一端
    を開口させた4サイクルエンジンにおいて、 前記主燃焼室(17)の相互間に、これら主燃焼室(17)
    を互いに常時連通する副燃焼室(18)を形成し、かつ 前記気化器(5)の相互間に前記主吸気通路(4c)と略
    平行となる副吸気通路(4f,9,10)を設け、該副吸気通
    路(4f,9,10)の一端を前記副燃焼室(18)の前記ピス
    トン軸心間を結ぶ中心面(C)よりも前記吸気バルブ
    (6)側に偏位した一方側の部位に開口させるととも
    に、該開口に前記副燃焼室(18)との間を開閉する副吸
    気バルブ(11)を配設した ことを特徴とする4サイクルエンジン。
  2. 【請求項2】前記副吸気通路(4f,9,10)にフューエル
    インジェクタ(13)を配設した ことを特徴とする請求項1に記載の4サイクルエンジ
    ン。
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