JP3002286B2 - 燃料噴射式４サイクルエンジンの吸気装置 - Google Patents

燃料噴射式４サイクルエンジンの吸気装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射式４サイクル
エンジンの吸気装置に関し、特に吸気弁を気筒あたり３
つ設けた場合の、左，右の側部吸気弁開口に燃料を均等
に供給できるようにした燃料噴射弁の噴射特性の改善に
関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの出力向上を図るために気筒あ
たり吸気弁を３本，排気弁を２本設けたいわゆる５バル
ブエンジンがある。この種のエンジンの吸気装置とし
て、従来、例えば実開平1-95572 号，あるいは実開平1-
139079号公報に記載されているように、吸気通路を中央
の吸気弁用通路と左，右側部の吸気弁用通路とに三叉状
に形成し、該吸気通路の中心線上に燃料噴射弁を配置し
たものがある。ところで、上記三叉状の吸気通路を有す
る吸気装置において、例えば一方の側部吸気弁開口から
燃焼室内に吹き込みまれる空気を、他の開口からの空気
よりもより明確な方向性をもって噴出させることによ
り、いわゆる横スワールを発生させ、もって燃焼状態を
良好にすることが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記横スワ
ールを発生させるようにした場合に燃料噴射弁を吸気通
路の中心線上に配置すると、吸気通路の形状，燃料噴射
弁の噴射特性の設定等の如何によっては左，右の側部吸
気弁開口に供給される燃料量が不均一になることが懸念
される。本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもの
で、スワールを発生させながら左，右の側部吸気弁開口
に供給される燃料量を均一化できる燃料噴射式４サイク
ルエンジンの吸気装置を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、１気筒あたり
１つの中央吸気弁開口及びその両側に位置する第１，第
２側部吸気弁開口を三叉状でかつ外部接続口が１つの吸
気通路でシリンダ外壁に導出し、上記吸気通路の、第１
側部吸気弁開口用通路と中央吸気弁開口用通路との第１
境界壁を、第２側部吸気弁開口用通路と中央吸気弁開口
用通路との第２境界壁より長く形成し、燃料噴射弁を該
弁の噴射孔が気筒中心と上記中央吸気弁開口の中心とを
結ぶ吸気ライン上に位置するように配置するとともに、
該燃料噴射弁を、気筒軸方向に見たとき噴射燃料が三角
形状に拡がり、上記第１側部吸気弁開口側に噴射される
燃料量が第２側部吸気弁開口側に噴射される燃料量より
多くなり、かつ第１境界壁と第２境界壁との間を通して
中央吸気弁開口にも燃料が噴射されるように構成したこ
とを特徴としている。請求項２の発明は、請求項１にお
いて、上記燃料噴射弁を、１つの噴射孔を有し、かつ噴
射された燃料を気筒軸方向に見た噴射三角形の上記第１
側部吸気弁開口側の母線と上記吸気ラインとのなす第１
噴射角α１が第２側部吸気弁開口側の母線と上記吸気ラ
インとのなす第２噴射角α２より大きくなるように構成
したことを特徴としており、請求項３の発明は、請求項
１において、上記燃料噴射弁を、３つの噴射孔を有し、
かつ第１側部吸気弁開口用噴射孔から噴射された燃料の
噴射軸線と上記吸気ラインとのなす第１噴射角β１が上
記第２側部吸気弁開口用噴射孔から噴射された燃料の噴
射軸線と上記吸気ラインとのなす第２噴射角β２より大
きくなるように構成したことを特徴としている。
【０００５】
【作用】本発明に係る吸気装置によれば、第１境界壁を
第２境界壁より長く設定したので、該第１境界壁で整流
されながら第１吸気弁開口から吹き込まれる空気は、上
記長い境界壁による整流効果により、他の吸気弁開口か
らの空気より明確な方向性をもって吹き込まれることと
なり、いわゆる横スワールを発生でき、燃焼性を改善で
きる。そしてこの場合、噴射燃料が三角形状に拡がるこ
と、及び上記第１，第２境界壁の長さの差異によって上
記第１側部吸気弁開口への燃料量が少なくなる懸念があ
るが、本発明では、燃料噴射弁を、上記第１側部吸気弁
開口側に向けて噴射される燃料量が第２側部吸気弁開口
側に向けて噴射される燃料量より多くなるように構成し
たので、上記境界壁の長さによる影響を緩和でき、結果
的に第１，第２側部吸気弁開口への燃料量を均一化でき
る。また中央吸気弁開口にも所要の燃料が第１，第２境
界壁の間を通って供給される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１ないし図３は請求項１，２の発明の一実施例に
よる燃料噴射式４サイクルエンジンの吸気装置を説明す
るための図であり、図１は該実施装置を模式的に示す断
面平面図、図２は燃料噴射弁の噴射孔部分を模式的に示
す斜視図、図３は該実施例エンジンの一部断面側面図で
ある。
【０００７】図において、１は並列４気筒５バルブエン
ジンであり、これはクランクケース（図示せず）の前部
上面にシリンダボディ２，シリンダヘッド３，及びヘッ
ドカバー４を前傾状態に積層し、ボルト締め固定した構
造のものである。上記シリンダヘッド３は、上部ヘッド
５と下部ヘッド６とからなる上下２分割型のものであ
る。上記下部ヘッド６のシリンダボディ２との合面に凹
設された燃焼室凹部６ａには気筒あたり２つの排気弁開
口７ａが形成されており、該排気弁開口７ａにはこれを
開閉する排気弁７ｃが配設されている。また上記各排気
弁開口７ａは二股状の排気通路７ｂでシリンダ前壁に導
出されている。
【０００８】また上記下部ヘッド６の燃焼室凹部６ａに
は、気筒あたり３つの吸気弁開口、つまり中央吸気弁開
口８ｂ，第１側部吸気弁開口８ｃ，及び第２側部吸気弁
開口８ａが形成されており、該各吸気弁開口８ａ〜８ｃ
にはこれを開閉する吸気弁８ｄが配設されている。また
該各吸気弁開口８ａ〜８ｃをシリンダ後壁に導出する吸
気通路８の外部接続口８ｅには吸気マニホールド９，及
びスロットルボディ１０が略垂直方向に延びるように接
続されており、この４つのスロットルボディ１０には共
通のエアクリーナ１１が接続されている。上記スロット
ルボディ１０はそれぞれ固定ベンチュリ型の吸気ケース
１３と、該吸気ケース１３内に回動可能に配置されたス
ロットル弁１４とから構成されており、該スロットル弁
１４はスロットルプーリ１６ａを介してスロットルケー
ブル１６ｂで開閉駆動される。また上記スロットルボデ
ィ１０の側部にはバイパスボディ１７が一体形成されて
おり、該ボディ１７内には上記スロットル弁１４のバイ
パス通路１７ａが形成されている。このバイパス通路１
７ａはスライド弁１８でその通路面積が低温時ほど大き
くなるように調整される。
【０００９】そして上記吸気弁開口８ａ〜８ｃは、上記
燃焼凹部６ａの周縁に沿って略円弧状をなすように配置
されている。また上記吸気通路８は、１つの外部接続口
８ｅから中央吸気弁開口８ｂ用中央通路１５ｂと、第１
側部吸気弁開口８ｃ用第１側部通路１５ｃと、第２側部
吸気弁開口８ａ用第２側部通路１５ａとに分岐された三
叉状になっている。
【００１０】ここで上記吸気通路８の外部接続口８ｅの
中心点ｂは、気筒中心点ｏと上記中央吸気弁開口８ｂの
中心点ｎとを結ぶ吸気ラインＬに対して、第１側部通路
１５ｃ側にｃだけ偏位している。また上記中央通路１５
ｂと第１側部通路１５ｃとの第１境界壁１５ｄは、中央
通路１５ｂと第２側部通路１５ａとの第２境界壁１５ｅ
より、ａだけ長くなっている。この壁面長さの差ａは、
主として上記外部接続口８ｅを偏心させ、かつ各通路１
５ａ〜１５ｃの断面積を等しくする点に起因して生じた
ものであるが、これ以外に次の点からも生じる。即ち、
各吸気弁開口８ａ〜８ｃの位置，大きさ，各通路１５ａ
〜１５ｃの断面形状，外部接続口までの曲率等の経路，
等も影響する。従って後述するように、偏心した側の境
界壁が短くなる場合もある。
【００１１】また、燃料噴射弁１２は噴射孔１２ａが１
つのいわゆる１ジェット型のもので、その噴射孔１２ａ
が上記吸気ラインＬ上に位置するように上記吸気マニホ
ールド９のシリンダヘッド３側壁面に配設されている。
上記燃料噴射弁１２は、噴射された燃料が以下の形状，
及び量配分になるように構成されている。まず、図２に
示すように、噴射された燃料Ｆを噴射軸と直角に断面し
て見ると、全体として楕円状でかつ中央部Ｆ′が下方に
湾曲する円弧状をなすように、上記噴射孔１２ａの形状
等が設定されている。これは噴射燃料Ｆの横断面形状を
吸気通路８の横断面形状に合わせることにより、噴射さ
れた燃料を、吸気通路８の壁面に当てることなく各吸気
弁８ｄの弁板部の裏面に当てることを目的としている。
【００１２】また図１に示すように、上記噴射孔１２ａ
から噴射された燃料Ｆは、気筒軸方向に見ると略三角形
をなすように拡がる訳であるが、この噴射三角形の上記
第１側部吸気弁開口８ｃ側の母線Ｌ１と上記吸気ライン
Ｌとのなす第１噴射角α１が、第２側部吸気弁開口８ａ
側の母線Ｌ２と上記吸気ラインＬとのなす第２噴射角α
２より大きくなるように、上記噴射孔１２ａの形状等が
設定されている。
【００１３】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例装置では、外部から導入された空気は、吸
気通路８において、第１側部通路１５ｃ，中央吸気通路
１５ｂ，及び第２側部通路１５ａに分流して各吸気弁開
口８ｃ，８ｂ，及び８ａから燃焼室内に供給される。こ
の場合、第１側部通路１５ｃはその第１境界壁１５ｄが
第２側部通路１５ａ側よりａだけ長く設定されているの
で、その整流効果がより大きい。これにより第１側部吸
気弁開口８ｃから供給される空気は、より明確な方向性
を持って燃焼室内に供給され、その結果図示する時計回
りの横スワールが発生することとなる。
【００１４】一方、本実施例装置では、第１境界壁１５
ｄが第２境界壁１５ｅより長く設定されているので、第
１側部通路１５ｃ側に供給される燃料量が第２側部通路
１５ａ側より少なくなる懸念があるが、本実施例では、
燃料噴射弁１２を、その噴射三角形の第１側部通路１５
ｃ側の第１噴射角α１が第２側部通路１５ａ側の第２噴
射角α２より大きくなるように設定したので、上記境界
壁の長さの差による影響を緩和でき、その結果第１，第
２側部吸気弁開口８ｃ，８ａからの燃料量を均一化でき
る。
【００１５】ここで上記実施例では、外部接続口８ｅを
偏位させた側の境界壁を長く設定し例を示したが、図４
にその変形例を示すように、反偏位側の境界壁を長く設
定しても良い。この場合は、第１境界壁１５ｄを第２境
界壁１５ｅよりａ′だけ長く設定し、また燃料噴射弁１
２′を、噴射燃料Ｆの第１側部通路１５ｃ側の第１噴射
角α１′が第２側部通路１５ａ側の第２噴射角α２′よ
り大きくなるように構成することとなる。このように構
成すれば、図示するように、反時計回りの横スワールが
発生し、また第１，第２側部吸気弁開口８ｃ，８ａへの
燃料量を均一化できる。。
【００１６】図５，及び図６は請求項１，３の発明の一
実施例を説明するための図であり、図中図１，図２と同
一符号は同一又は相当部分を示す。本実施例では、吸気
通路８の外部接続口８ｅの中心ｂが吸気ラインＬから第
１側部通路１５ｃ側に偏位しており、第１境界壁１５ｄ
が第２境界壁１５ｅよりａだけ長く設定されている。
【００１７】また３つの噴射孔１９ａ〜１９ｃを有する
燃料噴射弁１９が採用されている。ここで上記燃料噴射
弁１９は、図６に示すように、各噴射孔から噴射された
燃料Ｆ１〜Ｆ３を横断面で見ると全体として楕円状で、
かつその中央部Ｆ′が下方に湾曲した円弧状をなすよう
に、上記各噴射孔１９ａ〜１９ｃの形状，配置位置等が
設定されている。これは上記図２で説明したものと同様
に、噴射燃料Ｆの横断面形状を吸気通路８の横断面形状
に合わせるためである。
【００１８】また上記燃料噴射弁１９は、上記第１側部
通路１５ｃ側の噴射燃料Ｆ１の軸線Ｌ３と上記吸気ライ
ンＬとのなす第１噴射角β１が、上記第２側部通路１５
ａ側の噴射燃料Ｆ３の軸線Ｌ４と上記吸気ラインＬとの
なす第２噴射角β２より大きくなるように、上記噴射孔
の配置位置、形状等が設定されいる。
【００１９】これにより、上記図１〜図３の実施例と同
様に、図示時計回りのスワールが発生するとともに、第
１，第２側部吸気弁開口８ｃ，８ａから供給される燃料
量が均一になる効果がある。
【００２０】図７は図５，図６の実施例の変形例であ
り、これは図４の変形例に対応している。この変形例で
は、燃料噴射弁１９′は、第１側部通路１５ｃ側の噴射
燃料Ｆ１の噴射軸線Ｌ３と吸気ラインＬとのなす第１噴
射角β１′が第２側部通路１５ａ側の噴射軸線Ｌ４と吸
気ラインＬとのなす第２噴射角β２′より大きくなるよ
うに構成されている。
【００２１】これにより、上記図４の実施例と同様に、
図示反時計回りのスワールが発生するとともに、第１，
第２側部吸気弁開口８ｃ，８ａから供給される燃料量が
均一になる効果がある。
【００２２】なお、上記各実施例，変形例では、吸気通
路の外部接続口を偏位させた場合を説明したが、本発明
では、必ずしも外部接続口を偏位させる必要はない。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明に係る燃料噴射式４
サイクルエンジンの吸気装置によれば、何れか一方の境
界壁を他方の境界壁より長く設定し、かつ燃料噴射弁の
噴射特性を、境界壁の長い側の側部通路側に噴射される
燃料量が他方側に噴射される燃料量より多くなるように
構成したので、横スワールを発生させながら、境界壁の
長さの差による影響を緩和して両方の側部吸気弁開口へ
の燃料量を均一化でき、また中央吸気弁開口にも所要の
燃料を供給でき、エンジン性能を向上できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２の発明の一実施例による燃料噴射
式４サイクルエンジンの吸気装置を模式的に示す断面平
面図である。
【図２】上記実施例装置に採用された燃料噴射弁の噴射
孔部分を模式的に示す斜視図である。
【図３】上記実施例エンジンの一部断面側面図である。
【図４】上記図１〜図３の実施例の変形例を模式的に示
す断面平面図である。
【図５】請求項１，３の発明の一実施例を模式的に示す
断面平面図である。
【図６】上記実施例装置に採用された燃料噴射弁の噴射
孔部分を模式的に示す斜視図である。
【図７】上記図５，図６の実施例の変形例を模式的に示
す断面平面図である。
【符号の説明】
１ 燃料噴射式４サイクルエンジン ８ 吸気通路 ８ａ 第２側部吸気弁開口 ８ｂ 中央吸気弁開口 ８ｃ 第１側部吸気弁開口 ８ｅ 外部接続口 １２，１９ 燃料噴射弁 １２ａ，１９ａ〜１９ｃ 噴射孔 １５ａ 第２側部通路 １５ｂ 中央通路 １５ｃ 第１側部通路 １５ｄ 第１境界壁 １５ｅ 第２境界壁 Ｌ 吸気ライン α１，β１ 第１噴射角 α２，β２ 第２噴射角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 69/00 360 F02M 69/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １気筒あたり１つの中央吸気弁開口及び
    その両側に位置する第１，第２側部吸気弁開口を三叉状
    でかつ外部接続口が１つの吸気通路でシリンダ外壁に導
    出し、上記吸気通路の、第１側部吸気弁開口用通路と中
    央吸気弁開口用通路との第１境界壁を、第２側部吸気弁
    開口用通路と中央吸気弁開口用通路との第２境界壁より
    長く形成し、燃料噴射弁を該弁の噴射孔が気筒中心と上
    記中央吸気弁開口の中心とを結ぶ吸気ライン上に位置す
    るように配置するとともに、該燃料噴射弁を、気筒軸方
    向に見たとき噴射燃料が三角形状に拡がり、上記第１側
    部吸気弁開口側に噴射される燃料量が第２側部吸気弁開
    口側に噴射される燃料量より多くなり、かつ第１境界壁
    と第２境界壁との間を通して中央吸気弁開口にも燃料が
    噴射されるように構成したことを特徴とする燃料噴射式
    ４サイクルエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記燃料噴射弁を、
    １つの噴射孔を有し、かつ噴射された燃料を気筒軸方向
    に見た噴射三角形の上記第１側部吸気弁開口側の母線と
    上記吸気ラインとのなす第１噴射角α１が第２側部吸気
    弁開口側の母線と上記吸気ラインとのなす第２噴射角α
    ２より大きくなるように構成したことを特徴とする燃料
    噴射式４サイクルエンジンの吸気装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、上記燃料噴射弁を、
    ３つの噴射孔を有し、かつ第１側部吸気弁開口用噴射孔
    から噴射された燃料の噴射軸線と上記吸気ラインとのな
    す第１噴射角β１が上記第２側部吸気弁開口用噴射孔か
    ら噴射された燃料の噴射軸線と上記吸気ラインとのなす
    第２噴射角β２より大きくなるように構成したことを特
    徴とする燃料噴射式４サイクルエンジンの吸気装置。
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