JP3821351B2 - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多気筒内燃機関の吸気装置に係り、特にシリンダヘッドに一気筒当たり二つの吸気ポートを設けるとともに吸気マニホルドを取り付ける多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される複数の気筒を直列に並べた多気筒用の内燃機関においては、シリンダヘッドに一気筒当たり二つの吸気ポートを独立して設けるとともに吸気マニホルドを取り付けたものがある。
【０００３】
即ち、図１５に示す如く、多気筒用（例えば、第１気筒＃１と第２気筒＃２と第３気筒＃３と第４気筒＃４とからなる四気筒）の内燃機関のシリンダブロック（図示せず）に載置されるシリンダヘッド１０２においては、各気筒に対応して四つの第１〜４燃料噴射弁１０４−１〜１０４−４が設けられ、そして、吸気マニホルド（図示せず）がガスケット（図示せず）を介して接合されるマニホルド取付部１０６には、第１燃料噴射弁１０４−１を中央とするような形で第１気筒＃１の第１吸気ポート１０８−１としての第１低速側ポート１０８−１Ａと第１高速側ポート１０８−１Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第２燃料噴射弁１０４−２を中央とするような形で第２気筒＃２の第２吸気ポート１０８−２としての第２低速側ポート１０８−２Ａと第２高速側ポート１０８−２Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第３燃料噴射弁１０４−３を中央とするような形で第３気筒＃３の第３吸気ポート１０８−３としての第３低速側ポート１０８−３Ａと第３高速側ポート１０８−３Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第４燃料噴射弁１０４−４を中央とするような形で第４気筒＃４の第４吸気ポート１０８−４としての第４低速側ポート１０８−４Ａと第４高速側ポート１０８−４Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成されている。これら第１低速側ポート１０８−１Ａと第１高速側ポート１０８−１Ｂと第２低速側ポート１０８−２Ａと第２高速側ポート１０８−２Ｂと第３低速側ポート１０８−３Ａと第３高速側ポート１０８−３Ｂと第４低速側ポート１０８−４Ａと第４高速側ポート１０８−４Ｂとは、シリンダヘッド１０２の長手方向に指向するポート中心線Ｔ１上に配置されている。
【０００４】
また、各第１〜４気筒＃１〜＃４の各第１〜４高速側ポート１０８−１Ｂ〜１０８−４Ｂには、第１〜４スワールコントロールバルブ１１０−１〜１１０−４が夫々配設されている。これら第１〜４スワールコントロールバルブ１１０−１〜１１０−４は、吸気ポート１０８と吸気マニホルドとの間、つまり、シリンダヘッド１０２のマニホルド取付部１０６と吸気マニホルドの取付フランジとの間に介設されたバルブ構成体（図示せず）に設けられ、各第１〜４低速側ポート１０８−１Ａ〜１０８−４Ａ内をも貫通してポート中心線Ｔ１上に位置する一本のバルブ軸１１２に固定され、このバルブ軸１１２の回動によって開閉動作されるものである。このバルブ軸１１２は、バルブアクチュエータ１１４によって回動操作される。
【０００５】
更に、シリンダヘッド１０２には、第１〜４燃料噴射弁１０４−１〜１０４−４に燃料を分配するデリバリパイプ（図示せず）を支持するように、第１気筒＃１に対応した第１デリバリパイプ取付部１１６−１、１１６−１と、第２気筒＃２に対応した第２デリバリパイプ取付部１１６−２、１１６−２と、第３気筒＃３に対応した第３デリバリパイプ取付部１１６−３、１１６−３と、第４気筒＃４に対応した第４デリバリパイプ取付部１１６−４、１１６−４とがシリンダヘッド１０２の長手方向に所定間隔で並設されている。
【０００６】
また、このような内燃機関の吸気装置としては、例えば、特開平１１−３２４８３５号公報、特開昭６２−１０３４４８号公報、特開平９−１６６０２５号公報、特開平８−２４６８８４号公報に開示されている。特開平１１−３２４８３５号公報に記載のものは、シリンダヘッドに吸気マニホルドを支持する構成であり、ゴム製のガスケットを二気筒ずつ１組として吸気マニホルドとの間に設けたものである。特開昭６２−１０３４４８号公報に記載のものは、一気筒当たり吸・排気弁を合わせて３つの弁を設けた内燃機関において、シリンダブロックに対応して設ける通路や穴をシリンダヘッドの中心に対して点対称となる位置関係に対をなすように配設したものである。特開平９−１６６０２５号公報に記載のものは、一気筒当たり４つの弁を備えた多気筒の内燃機関において、吸気ポートをシリンダヘッドのいずれかの端部位に傾けて配設したものである。特開平８−２４６８８４号公報に記載のものは、各気筒の吸気ポート中の高速側ポートに設けた各スワールコントロールバルブを固定するバルブ軸を、各吸気ポートの位置から外した箇所に配設したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、多気筒用の内燃機関の吸気装置にあっては、図１５に示す如く、各吸気ポートの入口（上流側開口となるマニホルド取付部の面上）が各気筒毎で同一形状で且つポート中心線Ｔ１上に形成されているので、シリンダヘッドの長手方向の端部位側の吸気ポートがその長手方向に延長して配置されてしまうので、シリンダヘッドの吸気マニホルドを取り付けるマニホルド取付部がシリンダヘッドの長手方向に大きくなって長さＬ２に形成されてしまい、内燃機関のエンジンルームへのレイアウト性が悪化するという不都合があった。
【０００８】
また、図１５において、各スワールコントロールバルブのバルブ軸がスワールコントロールバルブのない各低速側ポート内にも貫通して配置していることから、この各低速側ポートおいては、通気抵抗が増加し、出力性能が悪化するという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、複数の気筒を直列に並べた内燃機関のシリンダブロックにシリンダヘッドを配設し、このシリンダヘッドの前記シリンダブロックと接合するヘッド接合面に燃焼室を形成し、この燃焼室に夫々低速側ポートと高速側ポートとからなる二つの吸気ポートを連通させ、これら吸気ポートを前記シリンダヘッドの長手方向側面に気筒順に配列するとともに夫々の吸気ポートの中心線を上流側へ向かうに従って前記ヘッド接合面から遠ざかるように傾斜させ、前記ヘッド接合面と前記吸気ポートとに挟まれる空間には先端が前記燃焼室に臨む状態で燃料噴射弁を配設する一方、前記吸気ポートの上流端部には前記シリンダヘッドの長手方向に延びる吸気ポートフランジを設け、この吸気ポートフランジに吸気マニホルドを取り付ける多気筒内燃機関の吸気装置において、前記ヘッド接合面に対する前記低速側ポートの傾斜を前記高速側ポートの傾斜よりも大きくし、前記シリンダヘッドをシリンダヘッドカバーの取付方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側に位置する気筒の低速側ポートを前記吸気ポートの配列方向の両端側に位置させ、且つこれら気筒の低速側ポートと高速側ポートとを該低速側ポートと高速側ポートの上流端部が夫々前記シリンダヘッドの長手方向の中心を通るヘッド中心線に近づくように傾け、前記吸気ポートフランジを前記吸気マニホルドとの接合方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側の気筒の高速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁とその隣の気筒に設けられる燃料噴射弁との間に配設する一方、これら気筒の低速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁と前記シリンダヘッドの長手方向で重なる位置に配設したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、吸気マニホルドが取り付けられるシリンダヘッドの取付部位の長手方向の長さを短くすることができ、よって、エンジンルームにおいて多気筒用の内燃機関のレイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜１４は、この発明の第１実施例を示すものである。図１２、１４において、２は車両、４はエンジンルーム、６は多気筒用（例えば、第１気筒＃１と第２気筒＃２と第３気筒＃３と第４気筒＃４とからなる四気筒）の内燃機関、８はシリンダブロック、１０は一気筒当たり二つの吸気ポートを設けたシリンダヘッド、１２はマスターバキウムである。
【００１２】
図１４に示す如く、シリンダヘッド１０には、長手方向の中心部位となるヘッド中心線Ｃ１を挟んで、長手方向の一側に、第１気筒＃１に対応した第１吸気マニホルド１４−１と第２気筒＃２に対応した第２吸気マニホルド１４−２とが一側取付フランジ１６−１で一体的になって一側ガスケット（図示せず）を介して取り付けられ、また、長手方向の他側に、第３気筒＃３に対応した第３吸気マニホルド１４−３と第４気筒＃４に対応した第４吸気マニホルド１４−４とが他側取付フランジ１６−２で一体的になって他側ガスケット（図示せず）を介して取り付けられる。これら第１〜４吸気マニホルド１４−１〜１４−４の各上流端は、シリンダヘッド１０の略中心部位に位置するスロットルボディ１８に夫々接続して設けられている。
【００１３】
第１吸気マニホルド１４−１は、下流側で第１低速側管１４−１Ａと第１高速側管１４−１Ｂとに分岐して構成されている。第２吸気マニホルド１４−２は、下流側で第２低速側管１４−２Ａと第２高速側管１４−２Ｂとに分岐して構成されている。第３吸気マニホルド１４−３は、下流側で第３低速側管１４−３Ａと第３高速側管１４−３Ｂとに分岐して構成されている。第４吸気マニホルド１４−４は、下流側で第４低速側管１４−４Ａと第４高速側管１４−４Ｂとに分岐して構成されている。
【００１４】
内燃機関６において、図１２に示す如く、各気筒に対応して、各ピストン２０が設けられ、また、シリンダヘッド１０には、このピストン２０に対応して燃焼室２２が形成されているとともにこの燃焼室２２に位置した点火栓孔２４に点火栓２６が取り付けられている。ピストン２０の上面には、図１２、１３に示す如く、吸気側にスワールを生じさせるように凹部２８が形成されている。また、シリンダヘッド１０には、各気筒に対応して燃料噴射弁３０が夫々取り付けられる。
【００１５】
シリンダヘッド１０には、図１〜５に示す如く、シリンダブロック８に接するヘッド接合面３２と、シリンダヘッドカバー（図示せず）が取り付けられるヘッド上端面３４と、長手方向の一端側の端部位のチェーン側端部３６と、長手方向の他端側の端部位の補機取付側端部３８と、長手方向に沿った一側面の吸気側面４０と、長手方向に沿った他側面の排気側面４２とが設けられている。ヘッド上端面３４には、所定間隔で離間した吸気側、排気側カム軸受部４４−１、４４−２が形成されている。
【００１６】
シリンダヘッド１０の吸気側面４０には、図１、２に示す如く、各気筒に対応し、ヘッド中心線Ｃ１に対して対称的に、一側で、第１吸気マニホルド１４−１と第２吸気マニホルド１４−２とを接続する一側のマニホルド取付部となる一側吸気ポートフランジ４６−１と第１、２噴射弁取付孔４８−１、４８−２とが設けられ、他側で、第３吸気マニホルド１４−３と第４吸気マニホルド１４−４とを接続する他側のマニホルド取付部となる他側吸気ポートフランジ４６−２と第３、４噴射弁取付孔４８−３、４８−４とが設けられ、また、長手方向に、第１気筒＃１に対応した第１デリバリパイプ取付部５０−１、５０−１と、第２気筒＃２に対応した第２デリバリパイプ取付部５０−２、５０−２と、第３気筒＃３に対応した第３デリバリパイプ取付部５０−３、５０−３と、第４気筒＃４に対応した第４デリバリパイプ取付部５０−４、５０−４とがシリンダヘッド１０２の長手方向に所定間隔で並設されている（図９、１１参照）。これらデリバリパイプ取付部５０には、固定ボルト用ねじ穴５２に螺着される固定ボルト５４によってデリバリパイプ５６及び各燃料噴射弁３０が固定して設けられる。
【００１７】
シリンダヘッド１０には、図１、２に示す如く、一側吸気ポートフランジ４６−１に、第１気筒＃１に対応する第１吸気ポート５８−１と第２気筒＃２に対応する第２吸気ポート５８−２との各上流端側が開口して設けられ、また、他側吸気ポートフランジ４６−２に、第３気筒＃３に対応する第３吸気ポート５８−３と第４気筒＃４に対応する第４吸気ポート５８−４との各上流端側が開口して設けられている。
【００１８】
図１、６に示す如く、第１吸気ポート５８−１は、下流端側が第１燃焼室２２−１に連通する第１低速側ポート５８−１Ａと第１高速側ポート５８−１Ｂとからなる。第２吸気ポート５８−２は、下流端側が第２燃焼室２２−２に連通する第２低速側ポート５８−２Ａと第２高速側ポート５８−２Ｂとからなる。第３吸気ポート５８−３は、下流端側が第３燃焼室２２−３に連通する第３低速側ポート５８−３Ａと第３高速側ポート５８−３Ｂとからなる。第４吸気ポート５８−４は、下流端側が第４燃焼室２２−４に連通する第４低速側ポート５８−４Ａと第４高速側ポート５８−４Ｂとからなる。第１〜４低速側ポート５８−１Ａ〜５８−４Ａは、ヘリカリ形状に形成され、略真円形状の第１〜４高速側ポート５８−１Ｂ〜５８−４Ｂとは異なる形状に形成されている。
【００１９】
図２に示す如く、第１低速側ポート５８−１Ａと第２低速側ポート５８−２Ａと第３低速側ポート５８−３Ａと第４低速側ポート５８−４Ａとはシリンダヘッド１０の長手方向に指向する低速側ポート中心線Ｃ２上に配置され、一方、第１高速側ポート５８−１Ｂと第２高速側ポート５８−２Ｂと第３高速側ポート５８−３Ｂと第４高速側ポート５８−４Ｂとは低速側ポート中心線Ｃ２から距離Ｍだけ離間した高速側ポート中心線Ｃ３上に配置されている。低速側ポート中心線Ｃ２は、ヘッド上端面３４から距離Ｍ１だけ離間している。高速側ポート中心線Ｃ３は、ヘッド上端面３４から距離Ｍ１よりも大きな距離Ｍ２で離間している。
【００２０】
また、一側吸気ポートフランジ４６−１には、複数の一側マニホルド固定用ボルト挿着孔６０−１が形成されている。他側吸気ポートフランジ４６−２には、複数の他側マニホルド固定用ボルト挿着孔６０−２が形成されている。
【００２１】
一方、シリンダヘッド１０の排気側面４２には、図３に示す如く、各気筒に対応して、第１〜４燃焼室２２−１〜２２−４に連通する第１〜４排気ポート６２−１〜６２−４が開口して設けられている。この各排気ポート６２は、各燃焼室２２側で各一側、他側ポートに分岐している（図６参照）。また、補機取付側端部３８には、ＥＧＲ通路６４が設けられている。
【００２２】
この実施例においては、シリンダヘッド１０の長手方向の両端側の各気筒の端部位側に位置する各吸気ポート５８を、シリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１方向に傾けて配設する。つまり、シリンダヘッド１０の長手方向の一端側のチェーン側端部３６側の第１吸気ポート５８−１の第１低速側ポート５８−１Ａと第１高速側ポート５８−１Ｂとがシリンダヘッド１０の長手方向の垂直な方向に対してヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１、θ１だけ傾けて配設され、一方、シリンダヘッド１０の長手方向の他端側の補機取付側端部３８側の第４吸気ポート５８−４の第４低速側ポート５８−４Ａと第４高速側ポート５８−４Ｂとがシリンダヘッド１０の長手方向の垂直な方向に対してヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１、θ１だけ傾けて配設されている。これにより、第１低速側ポート５８−１Ａと第４低速側ポート５８−４Ａとがシリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１側に位置することから、シリンダヘッド１０の長手方向において一側吸気ポートフランジ４６−１の一側の端部位と他側吸気ポートフランジ４６−２の他側の端部位との間の長さＬ１（図１１参照）を従来の図１５の長さＬ２よりも短くすることができるものである。
【００２３】
内燃機関６においては、シリンダヘッド１０の両端側の各気筒としての第１、４気筒＃１、＃４以外に少なくとも二以上の気筒としての第２、３気筒＃２、＃３を有し、この両端側の各気筒以外の気筒である第２、３気筒＃２、＃３を二つのグループＧ１、Ｇ２に分け、この二つのグループの一方のグループＧ１に属する気筒である第２気筒＃２の二つの吸気ポートである第２低速側ポート５８−２Ａと第２高速側ポート５８−２Ｂとをシリンダヘッド１０の長手方向の一端側であるチェーン側端部３６側に角度θ２、θ２だけ傾けて配設し、一方、この二つのグループの他方のグループＧ２に属する気筒である第３気筒＃３の二つの吸気ポートである第３低速側ポート５８−３Ａと第３高速側ポート５８−３Ｂとをシリンダヘッド１０の長手方向の他端側である補機取付側端部３８側に角度θ２、θ２だけ傾けて配設している。これにより、第２低速側ポート５８−２Ａと第３低速側ポート５８−３Ａとがヘッド中心線Ｃ１から離れるように両端側に傾いて位置するので、もって、第２吸気マニホルド１４−２と第３吸気マニホルド１４−３との間に空間Ｓが形成され、この空間Ｓにスロットルボディ１８を設置可能とするものである。
【００２４】
上述の如く、各吸気ポート５８は、低速側ポート５８−Ａと高速側ポート５８−Ｂとからなり、低速側ポート５８を、シリンダボア（図示せず）の中心側に寄せてヘリカリ形状に形成している。このように、シリンダボア（図示せず）の中心側に寄せた低速側ポート５８をヘリカリ形状のヘリカリポートとするのは、低速運転時におけるスワール比を向上して、燃焼性を改善するためである。
【００２５】
また、内燃機関６は四つの気筒を直列に並べた四気筒の多気筒用内燃機関であり、吸気ポート５８はシリンダヘッド１０の長手方向の一端側から順番に二気筒ずつ連結した二つのグループＨ１、Ｈ２、つまり、第１気筒＃１と第２気筒＃２とを連結したグループＨ１と、第３気筒＃３と第４気筒＃４とを連結したグループＨ２とからなり、これら各グループにおいて、シリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向の第１グループ中心軸線Ｃ４に対して第１吸気ポート５８−１と第２吸気ポート５８−２との形状を線対称とし、また、シリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向の第２グループ中心軸線Ｃ５に対して第３吸気ポート５８−３と第４吸気ポート５８−４との形状を線対称とし、更に、二つのグループＨ１、Ｈ２をシリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向で且つ二つのグループＨ１、Ｈ２の間の中央グループ中心軸線Ｃ６に対して線対称としている。この中央グループ中心軸線Ｃ６は、ヘッド中央線Ｃ１と合致するものである。
【００２６】
各気筒の二つの吸気ポートであるヘリカリ形状の低速側ポート５８−Ａと略真円形状の高速側ポート５８−Ｂとは、上述の如く、互いに異なった形状を有し、低速側、高速側ポート５８−Ａ、５８−Ｂの夫々略中心とシリンダヘッド１０のヘッド上端面３４との距離Ｍ１、Ｍ２が、上述の如き異なるように設定されている。
【００２７】
吸気ポート５８と各吸気マニホルド１４との間、つまり、各吸気ポートフランジ４６と各取付フランジ１６との間には、図１１、１４に示す如く、バルブ構成体６６によって、スワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４が設けられる。このスワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４は、第１〜４吸気ポート５８−１〜５８−４中の第１〜４高速側ポート５８−１Ｂ〜５８−４Ｂを開閉するように動作されるものである。この各気筒に対応する各スワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４は、同時に開閉動作されるように、一本のバルブ軸７０に固定されている。このバルブ軸７０は、高速側ポート中心線Ｃ３上に位置し、低速側ポート中心線Ｃ２と高速側ポート中心線Ｃ３とが距離Ｍで離間していることから、第１〜４吸気ポート５８−１〜５８−４中の第１〜４低速側ポート５８−１Ａ〜５８−４Ａ内を貫通しないように配設され、バルブアクチュエータ７２によって回動操作されるものである。
【００２８】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２９】
シリンダヘッド１０の長手方向の両端側の各気筒である第１、４気筒＃１、＃４の端部位側に位置する第１、第４低速側ポート５８−１Ａ、５８−４Ａを、シリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１だけ傾けて配設したので、一側吸気ポートフランジ４６−１の端部位と他側吸気ポートフランジ４６−２の端部位との長手方向の長さＬ１（図１１参照）を従来の長さＬ２（図１５参照）よりも短くすることができ、これにより、エンジンルーム４内において内燃機関６のレイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００３０】
また、シリンダヘッド１０の長手方向の両端側に位置しない気筒である第２、３気筒＃２、＃３を二つのグループＧ１、Ｇ２に分け、一方のグループＧ１に属する気筒の第２気筒＃２の第２吸気ポート５８−２を、どちらか一方の端部側にある第１気筒＃１側へ傾けてレイアウトし、且つ、他方のグループＧ２に属する気筒の第３気筒＃３の第３吸気ポート５８−３を、他方の端部側にある第４気筒＃４側へ傾けてレイアウトしているので、全ての気筒の吸気ポート５８の上端開口の吸気マニホルド１４との合せ面同士を、シリンダヘッド１０の長手方向において連結する必要がないので、第２吸気マニホルド１４−２と第３吸気マニホルド１４−３との間に空間Ｓが形成され、その開いた空間Ｓに、他の部品として、例えば、スロットルボディ１８を設置することが可能となる。これにより、吸気系全体のコンパクト化が可能となり、排気低減装置（触媒、エバポレータ等）が大型化する中、限られたエンジンルーム４の空間の有効利用に貢献することができる。また、シリンダヘッド１０の両端部側にない気筒の数が偶数の場合には、その開いた空間Ｓが、シリンダヘッド１０の長手方向において、略中央部位に位置するので、図１４に示す如く、この空間Ｓにスロットルボディ１８を設置した場合には、各気筒への吸気管長さを等長化することができる。これにより、各気筒間での吸気のばらつきを低減し、エンジン性能を向上することができる。
【００３１】
更に、各気筒の低速側ポート５８−Ａの上流端が燃焼室２２、つまり、シリンダボアの中心軸方向に傾いているので、各低速側ポート５８−Ａの形状をヘリカリ形状に形成し易くすることができる。
【００３２】
更にまた、二気筒ずつ連結した二つのグループＨ１、Ｈ２、つまり、第１気筒＃１と第２気筒＃２とを連結したグループＨ１と、第３気筒＃３と第４気筒＃４とを連結したグループＨ２が、この各グループＨ１、Ｈ２の間で線対称で、且つ、二つのグループＧ１、Ｇ２同士でも線対称であるので、つまり、各吸気ポート５８が同形状を有しているので、吸気ポート５８の端面に吸気マニホルド１４を接合する際に用いるガスケットは、二つのグループＨ１、Ｈ２で共通に使用可能なので、これにより、ガスケットを１種類として、部品点数を削減することができる。また、二つの気筒毎にガスケットが分割されているので、ガスケットの小型化を図ることができる。
【００３３】
また、吸気ポート５８の端面での二つの吸気ポートである低速側ポート５８−Ａと高速側ポート５８−Ｂの形状、及びシリンダヘッド１０のヘッド上端面３２からの距離Ｍ１、Ｍ２が夫々異なるので、ガスケットを装着するときに、誤組付けを防止して熟練しない人でも簡単にガスケットを取り付けることができ、その生産性を向上することができる。
【００３４】
更に、低速側ポート５８−Ａには、スワールコントロールバルブ６８のバルブ軸７０が貫通していないので、低速側ポート５８−Ａ内の通気抵抗が増加せず、出力性能を向上することができる。
【００３５】
また、従来、二つ独立した吸気ポートを設けたシリンダヘッド１０で、各気筒の一方の吸気ポート５８がヘリカリ形状に形成されたヘリカリポートであり、各気筒のヘリカリポートの向きが異なる多気筒用の内燃機関の場合には、ピストンの形状もシリンダボアの中心に対して非対称で、ヘリカリポートの向きに合わせてピストンの方向も変えなければならないので、二種類の形状のピストンが必要となっていたが、この実施例においては、図１２、１３に示す如く、ピストン２０をシリンダボアの中心に対して対称形状とし、全気筒でピストン２０を同一形状にすることができ、ピストン２０の誤組付けをなくし、また、部品の種類も低減することができる。
【００３６】
なお、この発明においては、バルブアクチュエータ７２をヘッド中心線Ｃ１上に配置させ（図１１の破線で示す）、このバルブアクチュエータ７２に対してシリンダヘッド１０の両側にバルブ軸７０を対称に配設し、シリンダヘッド１０の端部位のスペースの有効利用や、左右対称なので、重量バランスも図り、振動等が生ずるのを防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、吸気マニホルドが取り付けられるシリンダヘッドの取付部位の長手方向の長さを短くすることができ、よって、エンジンルームにおいて内燃機関のレイアウトの自由度を大きくし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッドの平面図である。
【図２】図１の矢印２によるシリンダヘッドの吸気側面からの図である。
【図３】図１の矢印３によるシリンダヘッドの排気側面からの図である。
【図４】図１の矢印４によるシリンダヘッドのチェーン側端部からの図である。
【図５】図１の矢印５によるシリンダヘッドの補機取付側端部からの図である。
【図６】シリンダヘッドの底面図である。
【図７】図６の７−７線によるシリンダヘッドの断面図である。
【図８】図６の８−８線によるシリンダヘッドの断面図である。
【図９】図８の矢印９によるシリンダヘッドの吸気側面からの図である。
【図１０】図４の１０Ａ−１０Ａ線よる断面と図８の１０Ｂ−１０Ｂ線よる断面と図８の１０Ｃ−１０Ｃ線よる断面と図７の１０Ｄ−１０Ｄ線よる断面と図５の１０Ｅ−１０Ｅ線よる断面とを連続させたシリンダヘッドの断面図である。
【図１１】シリンダヘッドを上から見て吸気ポートと燃料噴射弁とを抜き出した概略図である。
【図１２】内燃機関にピストン、点火栓、燃料噴射弁、デリバリパイプ等を取り付けた断面図である。
【図１３】ピストンの平面図である。
【図１４】車両の前部の一部平面図である。
【図１５】従来においてシリンダヘッドを上から見て吸気ポートと燃料噴射弁とを抜き出した図である。
【符号の説明】
２ 車両
４ エンジンルーム
６ 内燃機関
１０ シリンダヘッド
１４ 吸気マニホルド
１８ スロットルボディ
４６ 吸気ポートフランジ
５８ 吸気ポート
６８ スワールコントロールバルブ
７０ バルブ軸
【発明の属する技術分野】
この発明は、多気筒内燃機関の吸気装置に係り、特にシリンダヘッドに一気筒当たり二つの吸気ポートを設けるとともに吸気マニホルドを取り付ける多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される複数の気筒を直列に並べた多気筒用の内燃機関においては、シリンダヘッドに一気筒当たり二つの吸気ポートを独立して設けるとともに吸気マニホルドを取り付けたものがある。
【０００３】
即ち、図１５に示す如く、多気筒用（例えば、第１気筒＃１と第２気筒＃２と第３気筒＃３と第４気筒＃４とからなる四気筒）の内燃機関のシリンダブロック（図示せず）に載置されるシリンダヘッド１０２においては、各気筒に対応して四つの第１〜４燃料噴射弁１０４−１〜１０４−４が設けられ、そして、吸気マニホルド（図示せず）がガスケット（図示せず）を介して接合されるマニホルド取付部１０６には、第１燃料噴射弁１０４−１を中央とするような形で第１気筒＃１の第１吸気ポート１０８−１としての第１低速側ポート１０８−１Ａと第１高速側ポート１０８−１Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第２燃料噴射弁１０４−２を中央とするような形で第２気筒＃２の第２吸気ポート１０８−２としての第２低速側ポート１０８−２Ａと第２高速側ポート１０８−２Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第３燃料噴射弁１０４−３を中央とするような形で第３気筒＃３の第３吸気ポート１０８−３としての第３低速側ポート１０８−３Ａと第３高速側ポート１０８−３Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成され、第４燃料噴射弁１０４−４を中央とするような形で第４気筒＃４の第４吸気ポート１０８−４としての第４低速側ポート１０８−４Ａと第４高速側ポート１０８−４Ｂとがシリンダヘッド１０２の長手方向に形成されている。これら第１低速側ポート１０８−１Ａと第１高速側ポート１０８−１Ｂと第２低速側ポート１０８−２Ａと第２高速側ポート１０８−２Ｂと第３低速側ポート１０８−３Ａと第３高速側ポート１０８−３Ｂと第４低速側ポート１０８−４Ａと第４高速側ポート１０８−４Ｂとは、シリンダヘッド１０２の長手方向に指向するポート中心線Ｔ１上に配置されている。
【０００４】
また、各第１〜４気筒＃１〜＃４の各第１〜４高速側ポート１０８−１Ｂ〜１０８−４Ｂには、第１〜４スワールコントロールバルブ１１０−１〜１１０−４が夫々配設されている。これら第１〜４スワールコントロールバルブ１１０−１〜１１０−４は、吸気ポート１０８と吸気マニホルドとの間、つまり、シリンダヘッド１０２のマニホルド取付部１０６と吸気マニホルドの取付フランジとの間に介設されたバルブ構成体（図示せず）に設けられ、各第１〜４低速側ポート１０８−１Ａ〜１０８−４Ａ内をも貫通してポート中心線Ｔ１上に位置する一本のバルブ軸１１２に固定され、このバルブ軸１１２の回動によって開閉動作されるものである。このバルブ軸１１２は、バルブアクチュエータ１１４によって回動操作される。
【０００５】
更に、シリンダヘッド１０２には、第１〜４燃料噴射弁１０４−１〜１０４−４に燃料を分配するデリバリパイプ（図示せず）を支持するように、第１気筒＃１に対応した第１デリバリパイプ取付部１１６−１、１１６−１と、第２気筒＃２に対応した第２デリバリパイプ取付部１１６−２、１１６−２と、第３気筒＃３に対応した第３デリバリパイプ取付部１１６−３、１１６−３と、第４気筒＃４に対応した第４デリバリパイプ取付部１１６−４、１１６−４とがシリンダヘッド１０２の長手方向に所定間隔で並設されている。
【０００６】
また、このような内燃機関の吸気装置としては、例えば、特開平１１−３２４８３５号公報、特開昭６２−１０３４４８号公報、特開平９−１６６０２５号公報、特開平８−２４６８８４号公報に開示されている。特開平１１−３２４８３５号公報に記載のものは、シリンダヘッドに吸気マニホルドを支持する構成であり、ゴム製のガスケットを二気筒ずつ１組として吸気マニホルドとの間に設けたものである。特開昭６２−１０３４４８号公報に記載のものは、一気筒当たり吸・排気弁を合わせて３つの弁を設けた内燃機関において、シリンダブロックに対応して設ける通路や穴をシリンダヘッドの中心に対して点対称となる位置関係に対をなすように配設したものである。特開平９−１６６０２５号公報に記載のものは、一気筒当たり４つの弁を備えた多気筒の内燃機関において、吸気ポートをシリンダヘッドのいずれかの端部位に傾けて配設したものである。特開平８−２４６８８４号公報に記載のものは、各気筒の吸気ポート中の高速側ポートに設けた各スワールコントロールバルブを固定するバルブ軸を、各吸気ポートの位置から外した箇所に配設したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、多気筒用の内燃機関の吸気装置にあっては、図１５に示す如く、各吸気ポートの入口（上流側開口となるマニホルド取付部の面上）が各気筒毎で同一形状で且つポート中心線Ｔ１上に形成されているので、シリンダヘッドの長手方向の端部位側の吸気ポートがその長手方向に延長して配置されてしまうので、シリンダヘッドの吸気マニホルドを取り付けるマニホルド取付部がシリンダヘッドの長手方向に大きくなって長さＬ２に形成されてしまい、内燃機関のエンジンルームへのレイアウト性が悪化するという不都合があった。
【０００８】
また、図１５において、各スワールコントロールバルブのバルブ軸がスワールコントロールバルブのない各低速側ポート内にも貫通して配置していることから、この各低速側ポートおいては、通気抵抗が増加し、出力性能が悪化するという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、複数の気筒を直列に並べた内燃機関のシリンダブロックにシリンダヘッドを配設し、このシリンダヘッドの前記シリンダブロックと接合するヘッド接合面に燃焼室を形成し、この燃焼室に夫々低速側ポートと高速側ポートとからなる二つの吸気ポートを連通させ、これら吸気ポートを前記シリンダヘッドの長手方向側面に気筒順に配列するとともに夫々の吸気ポートの中心線を上流側へ向かうに従って前記ヘッド接合面から遠ざかるように傾斜させ、前記ヘッド接合面と前記吸気ポートとに挟まれる空間には先端が前記燃焼室に臨む状態で燃料噴射弁を配設する一方、前記吸気ポートの上流端部には前記シリンダヘッドの長手方向に延びる吸気ポートフランジを設け、この吸気ポートフランジに吸気マニホルドを取り付ける多気筒内燃機関の吸気装置において、前記ヘッド接合面に対する前記低速側ポートの傾斜を前記高速側ポートの傾斜よりも大きくし、前記シリンダヘッドをシリンダヘッドカバーの取付方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側に位置する気筒の低速側ポートを前記吸気ポートの配列方向の両端側に位置させ、且つこれら気筒の低速側ポートと高速側ポートとを該低速側ポートと高速側ポートの上流端部が夫々前記シリンダヘッドの長手方向の中心を通るヘッド中心線に近づくように傾け、前記吸気ポートフランジを前記吸気マニホルドとの接合方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側の気筒の高速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁とその隣の気筒に設けられる燃料噴射弁との間に配設する一方、これら気筒の低速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁と前記シリンダヘッドの長手方向で重なる位置に配設したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、吸気マニホルドが取り付けられるシリンダヘッドの取付部位の長手方向の長さを短くすることができ、よって、エンジンルームにおいて多気筒用の内燃機関のレイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜１４は、この発明の第１実施例を示すものである。図１２、１４において、２は車両、４はエンジンルーム、６は多気筒用（例えば、第１気筒＃１と第２気筒＃２と第３気筒＃３と第４気筒＃４とからなる四気筒）の内燃機関、８はシリンダブロック、１０は一気筒当たり二つの吸気ポートを設けたシリンダヘッド、１２はマスターバキウムである。
【００１２】
図１４に示す如く、シリンダヘッド１０には、長手方向の中心部位となるヘッド中心線Ｃ１を挟んで、長手方向の一側に、第１気筒＃１に対応した第１吸気マニホルド１４−１と第２気筒＃２に対応した第２吸気マニホルド１４−２とが一側取付フランジ１６−１で一体的になって一側ガスケット（図示せず）を介して取り付けられ、また、長手方向の他側に、第３気筒＃３に対応した第３吸気マニホルド１４−３と第４気筒＃４に対応した第４吸気マニホルド１４−４とが他側取付フランジ１６−２で一体的になって他側ガスケット（図示せず）を介して取り付けられる。これら第１〜４吸気マニホルド１４−１〜１４−４の各上流端は、シリンダヘッド１０の略中心部位に位置するスロットルボディ１８に夫々接続して設けられている。
【００１３】
第１吸気マニホルド１４−１は、下流側で第１低速側管１４−１Ａと第１高速側管１４−１Ｂとに分岐して構成されている。第２吸気マニホルド１４−２は、下流側で第２低速側管１４−２Ａと第２高速側管１４−２Ｂとに分岐して構成されている。第３吸気マニホルド１４−３は、下流側で第３低速側管１４−３Ａと第３高速側管１４−３Ｂとに分岐して構成されている。第４吸気マニホルド１４−４は、下流側で第４低速側管１４−４Ａと第４高速側管１４−４Ｂとに分岐して構成されている。
【００１４】
内燃機関６において、図１２に示す如く、各気筒に対応して、各ピストン２０が設けられ、また、シリンダヘッド１０には、このピストン２０に対応して燃焼室２２が形成されているとともにこの燃焼室２２に位置した点火栓孔２４に点火栓２６が取り付けられている。ピストン２０の上面には、図１２、１３に示す如く、吸気側にスワールを生じさせるように凹部２８が形成されている。また、シリンダヘッド１０には、各気筒に対応して燃料噴射弁３０が夫々取り付けられる。
【００１５】
シリンダヘッド１０には、図１〜５に示す如く、シリンダブロック８に接するヘッド接合面３２と、シリンダヘッドカバー（図示せず）が取り付けられるヘッド上端面３４と、長手方向の一端側の端部位のチェーン側端部３６と、長手方向の他端側の端部位の補機取付側端部３８と、長手方向に沿った一側面の吸気側面４０と、長手方向に沿った他側面の排気側面４２とが設けられている。ヘッド上端面３４には、所定間隔で離間した吸気側、排気側カム軸受部４４−１、４４−２が形成されている。
【００１６】
シリンダヘッド１０の吸気側面４０には、図１、２に示す如く、各気筒に対応し、ヘッド中心線Ｃ１に対して対称的に、一側で、第１吸気マニホルド１４−１と第２吸気マニホルド１４−２とを接続する一側のマニホルド取付部となる一側吸気ポートフランジ４６−１と第１、２噴射弁取付孔４８−１、４８−２とが設けられ、他側で、第３吸気マニホルド１４−３と第４吸気マニホルド１４−４とを接続する他側のマニホルド取付部となる他側吸気ポートフランジ４６−２と第３、４噴射弁取付孔４８−３、４８−４とが設けられ、また、長手方向に、第１気筒＃１に対応した第１デリバリパイプ取付部５０−１、５０−１と、第２気筒＃２に対応した第２デリバリパイプ取付部５０−２、５０−２と、第３気筒＃３に対応した第３デリバリパイプ取付部５０−３、５０−３と、第４気筒＃４に対応した第４デリバリパイプ取付部５０−４、５０−４とがシリンダヘッド１０２の長手方向に所定間隔で並設されている（図９、１１参照）。これらデリバリパイプ取付部５０には、固定ボルト用ねじ穴５２に螺着される固定ボルト５４によってデリバリパイプ５６及び各燃料噴射弁３０が固定して設けられる。
【００１７】
シリンダヘッド１０には、図１、２に示す如く、一側吸気ポートフランジ４６−１に、第１気筒＃１に対応する第１吸気ポート５８−１と第２気筒＃２に対応する第２吸気ポート５８−２との各上流端側が開口して設けられ、また、他側吸気ポートフランジ４６−２に、第３気筒＃３に対応する第３吸気ポート５８−３と第４気筒＃４に対応する第４吸気ポート５８−４との各上流端側が開口して設けられている。
【００１８】
図１、６に示す如く、第１吸気ポート５８−１は、下流端側が第１燃焼室２２−１に連通する第１低速側ポート５８−１Ａと第１高速側ポート５８−１Ｂとからなる。第２吸気ポート５８−２は、下流端側が第２燃焼室２２−２に連通する第２低速側ポート５８−２Ａと第２高速側ポート５８−２Ｂとからなる。第３吸気ポート５８−３は、下流端側が第３燃焼室２２−３に連通する第３低速側ポート５８−３Ａと第３高速側ポート５８−３Ｂとからなる。第４吸気ポート５８−４は、下流端側が第４燃焼室２２−４に連通する第４低速側ポート５８−４Ａと第４高速側ポート５８−４Ｂとからなる。第１〜４低速側ポート５８−１Ａ〜５８−４Ａは、ヘリカリ形状に形成され、略真円形状の第１〜４高速側ポート５８−１Ｂ〜５８−４Ｂとは異なる形状に形成されている。
【００１９】
図２に示す如く、第１低速側ポート５８−１Ａと第２低速側ポート５８−２Ａと第３低速側ポート５８−３Ａと第４低速側ポート５８−４Ａとはシリンダヘッド１０の長手方向に指向する低速側ポート中心線Ｃ２上に配置され、一方、第１高速側ポート５８−１Ｂと第２高速側ポート５８−２Ｂと第３高速側ポート５８−３Ｂと第４高速側ポート５８−４Ｂとは低速側ポート中心線Ｃ２から距離Ｍだけ離間した高速側ポート中心線Ｃ３上に配置されている。低速側ポート中心線Ｃ２は、ヘッド上端面３４から距離Ｍ１だけ離間している。高速側ポート中心線Ｃ３は、ヘッド上端面３４から距離Ｍ１よりも大きな距離Ｍ２で離間している。
【００２０】
また、一側吸気ポートフランジ４６−１には、複数の一側マニホルド固定用ボルト挿着孔６０−１が形成されている。他側吸気ポートフランジ４６−２には、複数の他側マニホルド固定用ボルト挿着孔６０−２が形成されている。
【００２１】
一方、シリンダヘッド１０の排気側面４２には、図３に示す如く、各気筒に対応して、第１〜４燃焼室２２−１〜２２−４に連通する第１〜４排気ポート６２−１〜６２−４が開口して設けられている。この各排気ポート６２は、各燃焼室２２側で各一側、他側ポートに分岐している（図６参照）。また、補機取付側端部３８には、ＥＧＲ通路６４が設けられている。
【００２２】
この実施例においては、シリンダヘッド１０の長手方向の両端側の各気筒の端部位側に位置する各吸気ポート５８を、シリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１方向に傾けて配設する。つまり、シリンダヘッド１０の長手方向の一端側のチェーン側端部３６側の第１吸気ポート５８−１の第１低速側ポート５８−１Ａと第１高速側ポート５８−１Ｂとがシリンダヘッド１０の長手方向の垂直な方向に対してヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１、θ１だけ傾けて配設され、一方、シリンダヘッド１０の長手方向の他端側の補機取付側端部３８側の第４吸気ポート５８−４の第４低速側ポート５８−４Ａと第４高速側ポート５８−４Ｂとがシリンダヘッド１０の長手方向の垂直な方向に対してヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１、θ１だけ傾けて配設されている。これにより、第１低速側ポート５８−１Ａと第４低速側ポート５８−４Ａとがシリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１側に位置することから、シリンダヘッド１０の長手方向において一側吸気ポートフランジ４６−１の一側の端部位と他側吸気ポートフランジ４６−２の他側の端部位との間の長さＬ１（図１１参照）を従来の図１５の長さＬ２よりも短くすることができるものである。
【００２３】
内燃機関６においては、シリンダヘッド１０の両端側の各気筒としての第１、４気筒＃１、＃４以外に少なくとも二以上の気筒としての第２、３気筒＃２、＃３を有し、この両端側の各気筒以外の気筒である第２、３気筒＃２、＃３を二つのグループＧ１、Ｇ２に分け、この二つのグループの一方のグループＧ１に属する気筒である第２気筒＃２の二つの吸気ポートである第２低速側ポート５８−２Ａと第２高速側ポート５８−２Ｂとをシリンダヘッド１０の長手方向の一端側であるチェーン側端部３６側に角度θ２、θ２だけ傾けて配設し、一方、この二つのグループの他方のグループＧ２に属する気筒である第３気筒＃３の二つの吸気ポートである第３低速側ポート５８−３Ａと第３高速側ポート５８−３Ｂとをシリンダヘッド１０の長手方向の他端側である補機取付側端部３８側に角度θ２、θ２だけ傾けて配設している。これにより、第２低速側ポート５８−２Ａと第３低速側ポート５８−３Ａとがヘッド中心線Ｃ１から離れるように両端側に傾いて位置するので、もって、第２吸気マニホルド１４−２と第３吸気マニホルド１４−３との間に空間Ｓが形成され、この空間Ｓにスロットルボディ１８を設置可能とするものである。
【００２４】
上述の如く、各吸気ポート５８は、低速側ポート５８−Ａと高速側ポート５８−Ｂとからなり、低速側ポート５８を、シリンダボア（図示せず）の中心側に寄せてヘリカリ形状に形成している。このように、シリンダボア（図示せず）の中心側に寄せた低速側ポート５８をヘリカリ形状のヘリカリポートとするのは、低速運転時におけるスワール比を向上して、燃焼性を改善するためである。
【００２５】
また、内燃機関６は四つの気筒を直列に並べた四気筒の多気筒用内燃機関であり、吸気ポート５８はシリンダヘッド１０の長手方向の一端側から順番に二気筒ずつ連結した二つのグループＨ１、Ｈ２、つまり、第１気筒＃１と第２気筒＃２とを連結したグループＨ１と、第３気筒＃３と第４気筒＃４とを連結したグループＨ２とからなり、これら各グループにおいて、シリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向の第１グループ中心軸線Ｃ４に対して第１吸気ポート５８−１と第２吸気ポート５８−２との形状を線対称とし、また、シリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向の第２グループ中心軸線Ｃ５に対して第３吸気ポート５８−３と第４吸気ポート５８−４との形状を線対称とし、更に、二つのグループＨ１、Ｈ２をシリンダヘッド１０の長手方向に垂直な方向で且つ二つのグループＨ１、Ｈ２の間の中央グループ中心軸線Ｃ６に対して線対称としている。この中央グループ中心軸線Ｃ６は、ヘッド中央線Ｃ１と合致するものである。
【００２６】
各気筒の二つの吸気ポートであるヘリカリ形状の低速側ポート５８−Ａと略真円形状の高速側ポート５８−Ｂとは、上述の如く、互いに異なった形状を有し、低速側、高速側ポート５８−Ａ、５８−Ｂの夫々略中心とシリンダヘッド１０のヘッド上端面３４との距離Ｍ１、Ｍ２が、上述の如き異なるように設定されている。
【００２７】
吸気ポート５８と各吸気マニホルド１４との間、つまり、各吸気ポートフランジ４６と各取付フランジ１６との間には、図１１、１４に示す如く、バルブ構成体６６によって、スワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４が設けられる。このスワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４は、第１〜４吸気ポート５８−１〜５８−４中の第１〜４高速側ポート５８−１Ｂ〜５８−４Ｂを開閉するように動作されるものである。この各気筒に対応する各スワールコントロールバルブ６８−１〜６８−４は、同時に開閉動作されるように、一本のバルブ軸７０に固定されている。このバルブ軸７０は、高速側ポート中心線Ｃ３上に位置し、低速側ポート中心線Ｃ２と高速側ポート中心線Ｃ３とが距離Ｍで離間していることから、第１〜４吸気ポート５８−１〜５８−４中の第１〜４低速側ポート５８−１Ａ〜５８−４Ａ内を貫通しないように配設され、バルブアクチュエータ７２によって回動操作されるものである。
【００２８】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２９】
シリンダヘッド１０の長手方向の両端側の各気筒である第１、４気筒＃１、＃４の端部位側に位置する第１、第４低速側ポート５８−１Ａ、５８−４Ａを、シリンダヘッド１０のヘッド中心線Ｃ１方向に角度θ１だけ傾けて配設したので、一側吸気ポートフランジ４６−１の端部位と他側吸気ポートフランジ４６−２の端部位との長手方向の長さＬ１（図１１参照）を従来の長さＬ２（図１５参照）よりも短くすることができ、これにより、エンジンルーム４内において内燃機関６のレイアウトの自由度を大きくすることができる。
【００３０】
また、シリンダヘッド１０の長手方向の両端側に位置しない気筒である第２、３気筒＃２、＃３を二つのグループＧ１、Ｇ２に分け、一方のグループＧ１に属する気筒の第２気筒＃２の第２吸気ポート５８−２を、どちらか一方の端部側にある第１気筒＃１側へ傾けてレイアウトし、且つ、他方のグループＧ２に属する気筒の第３気筒＃３の第３吸気ポート５８−３を、他方の端部側にある第４気筒＃４側へ傾けてレイアウトしているので、全ての気筒の吸気ポート５８の上端開口の吸気マニホルド１４との合せ面同士を、シリンダヘッド１０の長手方向において連結する必要がないので、第２吸気マニホルド１４−２と第３吸気マニホルド１４−３との間に空間Ｓが形成され、その開いた空間Ｓに、他の部品として、例えば、スロットルボディ１８を設置することが可能となる。これにより、吸気系全体のコンパクト化が可能となり、排気低減装置（触媒、エバポレータ等）が大型化する中、限られたエンジンルーム４の空間の有効利用に貢献することができる。また、シリンダヘッド１０の両端部側にない気筒の数が偶数の場合には、その開いた空間Ｓが、シリンダヘッド１０の長手方向において、略中央部位に位置するので、図１４に示す如く、この空間Ｓにスロットルボディ１８を設置した場合には、各気筒への吸気管長さを等長化することができる。これにより、各気筒間での吸気のばらつきを低減し、エンジン性能を向上することができる。
【００３１】
更に、各気筒の低速側ポート５８−Ａの上流端が燃焼室２２、つまり、シリンダボアの中心軸方向に傾いているので、各低速側ポート５８−Ａの形状をヘリカリ形状に形成し易くすることができる。
【００３２】
更にまた、二気筒ずつ連結した二つのグループＨ１、Ｈ２、つまり、第１気筒＃１と第２気筒＃２とを連結したグループＨ１と、第３気筒＃３と第４気筒＃４とを連結したグループＨ２が、この各グループＨ１、Ｈ２の間で線対称で、且つ、二つのグループＧ１、Ｇ２同士でも線対称であるので、つまり、各吸気ポート５８が同形状を有しているので、吸気ポート５８の端面に吸気マニホルド１４を接合する際に用いるガスケットは、二つのグループＨ１、Ｈ２で共通に使用可能なので、これにより、ガスケットを１種類として、部品点数を削減することができる。また、二つの気筒毎にガスケットが分割されているので、ガスケットの小型化を図ることができる。
【００３３】
また、吸気ポート５８の端面での二つの吸気ポートである低速側ポート５８−Ａと高速側ポート５８−Ｂの形状、及びシリンダヘッド１０のヘッド上端面３２からの距離Ｍ１、Ｍ２が夫々異なるので、ガスケットを装着するときに、誤組付けを防止して熟練しない人でも簡単にガスケットを取り付けることができ、その生産性を向上することができる。
【００３４】
更に、低速側ポート５８−Ａには、スワールコントロールバルブ６８のバルブ軸７０が貫通していないので、低速側ポート５８−Ａ内の通気抵抗が増加せず、出力性能を向上することができる。
【００３５】
また、従来、二つ独立した吸気ポートを設けたシリンダヘッド１０で、各気筒の一方の吸気ポート５８がヘリカリ形状に形成されたヘリカリポートであり、各気筒のヘリカリポートの向きが異なる多気筒用の内燃機関の場合には、ピストンの形状もシリンダボアの中心に対して非対称で、ヘリカリポートの向きに合わせてピストンの方向も変えなければならないので、二種類の形状のピストンが必要となっていたが、この実施例においては、図１２、１３に示す如く、ピストン２０をシリンダボアの中心に対して対称形状とし、全気筒でピストン２０を同一形状にすることができ、ピストン２０の誤組付けをなくし、また、部品の種類も低減することができる。
【００３６】
なお、この発明においては、バルブアクチュエータ７２をヘッド中心線Ｃ１上に配置させ（図１１の破線で示す）、このバルブアクチュエータ７２に対してシリンダヘッド１０の両側にバルブ軸７０を対称に配設し、シリンダヘッド１０の端部位のスペースの有効利用や、左右対称なので、重量バランスも図り、振動等が生ずるのを防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、吸気マニホルドが取り付けられるシリンダヘッドの取付部位の長手方向の長さを短くすることができ、よって、エンジンルームにおいて内燃機関のレイアウトの自由度を大きくし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッドの平面図である。
【図２】図１の矢印２によるシリンダヘッドの吸気側面からの図である。
【図３】図１の矢印３によるシリンダヘッドの排気側面からの図である。
【図４】図１の矢印４によるシリンダヘッドのチェーン側端部からの図である。
【図５】図１の矢印５によるシリンダヘッドの補機取付側端部からの図である。
【図６】シリンダヘッドの底面図である。
【図７】図６の７−７線によるシリンダヘッドの断面図である。
【図８】図６の８−８線によるシリンダヘッドの断面図である。
【図９】図８の矢印９によるシリンダヘッドの吸気側面からの図である。
【図１０】図４の１０Ａ−１０Ａ線よる断面と図８の１０Ｂ−１０Ｂ線よる断面と図８の１０Ｃ−１０Ｃ線よる断面と図７の１０Ｄ−１０Ｄ線よる断面と図５の１０Ｅ−１０Ｅ線よる断面とを連続させたシリンダヘッドの断面図である。
【図１１】シリンダヘッドを上から見て吸気ポートと燃料噴射弁とを抜き出した概略図である。
【図１２】内燃機関にピストン、点火栓、燃料噴射弁、デリバリパイプ等を取り付けた断面図である。
【図１３】ピストンの平面図である。
【図１４】車両の前部の一部平面図である。
【図１５】従来においてシリンダヘッドを上から見て吸気ポートと燃料噴射弁とを抜き出した図である。
【符号の説明】
２ 車両
４ エンジンルーム
６ 内燃機関
１０ シリンダヘッド
１４ 吸気マニホルド
１８ スロットルボディ
４６ 吸気ポートフランジ
５８ 吸気ポート
６８ スワールコントロールバルブ
７０ バルブ軸
Claims (2)
- 複数の気筒を直列に並べた内燃機関のシリンダブロックにシリンダヘッドを配設し、このシリンダヘッドの前記シリンダブロックと接合するヘッド接合面に燃焼室を形成し、この燃焼室に夫々低速側ポートと高速側ポートとからなる二つの吸気ポートを連通させ、これら吸気ポートを前記シリンダヘッドの長手方向側面に気筒順に配列するとともに夫々の吸気ポートの中心線を上流側へ向かうに従って前記ヘッド接合面から遠ざかるように傾斜させ、前記ヘッド接合面と前記吸気ポートとに挟まれる空間には先端が前記燃焼室に臨む状態で燃料噴射弁を配設する一方、前記吸気ポートの上流端部には前記シリンダヘッドの長手方向に延びる吸気ポートフランジを設け、この吸気ポートフランジに吸気マニホルドを取り付ける多気筒内燃機関の吸気装置において、前記ヘッド接合面に対する前記低速側ポートの傾斜を前記高速側ポートの傾斜よりも大きくし、前記シリンダヘッドをシリンダヘッドカバーの取付方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側に位置する気筒の低速側ポートを前記吸気ポートの配列方向の両端側に位置させ、且つこれら気筒の低速側ポートと高速側ポートとを該低速側ポートと高速側ポートの上流端部が夫々前記シリンダヘッドの長手方向の中心を通るヘッド中心線に近づくように傾け、前記吸気ポートフランジを前記吸気マニホルドとの接合方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側の気筒の高速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁とその隣の気筒に設けられる燃料噴射弁との間に配設する一方、これら気筒の低速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁と前記シリンダヘッドの長手方向で重なる位置に配設したことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
- 前記内燃機関は、前記シリンダヘッドの長手方向両端側に位置する各気筒の間に少なくとも二以上の気筒を有し、前記シリンダヘッドをシリンダヘッドカバーの取付方向から見た場合、前記シリンダヘッドの長手方向両端側に位置する各気筒以外の気筒を前記ヘッド中心線を境に二つのグループに分け、この二つのグループの一方のグループに属する気筒の二つの吸気ポートを前記シリンダヘッドの長手方向の一端側に傾けて配設し、前記二つのグループの他方のグループに属する気筒の二つの吸気ポートを前記シリンダヘッドの長手方向の他端側に傾けて配設し、前記吸気ポートフランジを前記吸気マニホルドとの接合方向から見た場合、前記二つのグループに属する気筒の高速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁と前記シリンダヘッドの長手方向端部の気筒に設けられる燃料噴射弁との間に配設する一方、これら気筒の低速側ポートを同気筒に設けられる燃料噴射弁と前記シリンダヘッドの長手方向で重なる位置に配設したことを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
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