JP3986269B2 - 内燃機関の給気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１シリンダにつき複数の吸気弁を備えた４サイクル内燃機関における給気装置、特にクランクケース及びシリンダヘッドに設けた給気通路の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３及び図４は、１シリンダにつき複数の吸気弁を備えた漁船等の中小型船舶用４サイクルディーゼル機関における給気装置の１例を示し、図３は給気装置及びその周辺を示すシリンダ中心に沿う要部断面図、図４は給気装置の平面図（図３のＢ―Ｂ線断面図）である。
【０００３】
図３、４において、１はクランクケース、２はシリンダヘッド、３はピストン、４はシリンダライナ、５はコネクティングロッドである。また６は２個の吸気弁、２０は２個の排気弁である。
７は前記２個の吸気弁にまたがる弁ブリッジ、８は弁ばねである。０９は前記シリンダヘッド２内に形成されたシリンダヘッド給気通路であり、給気入口部０９ａと吸気弁側０９ｃとを湾曲した接続部０９ｂにて接続して形成されている。
４２は複数のシリンダに亘って延設されて各シリンダのシリンダヘッド２に固着された給気ダクト、４３は該給気ダクト４２内に形成された給気通路である。該給気通路４３は前記インタークーラ２１の空気出口と各シリンダのシリンダヘッド給気通路０９の給気入口部０９ａとを接続している。
４０は前記クランクケース１の側部に固定された列型の燃料噴射ポンプ、２２はオイルクーラで該オイルクーラ２２は前記クランクケース１の内部に収納されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
複数の吸気弁を備えたディーゼル機関においては、シリンダヘッド内に形成される各吸気弁への給気通路における流路抵抗を小さくするとともに、前記各吸気弁への給気通路を極力均一な形状にして流路抵抗の吸気弁毎のばらつきを最小にすることが要求される。
然るに、図３、４に示される構造を備えた従来のディーゼル機関においては、複数のシリンダに亘って延設された給気ダクト４２を各シリンダのシリンダヘッド２の側部に固着した構造であるため、該給気ダクト４２内の複数シリンダ共通の給気通路４３から各シリンダのシリンダヘッド２内に形成されたシリンダヘッド給気通路０９に分流してから吸気弁側０９ｃに至る給気流路長さを大きく採れず、このためシリンダヘッド給気通路０９における給気流路が曲がりの曲率が小さくかつ流路断面積が急激に変化する給気流路形状となって吸気抵抗が大きくならざるを得ない。
【０００５】
またかかる従来のディーゼル機関においては、前記のように、複数シリンダ共通の給気通路４３より各シリンダのシリンダヘッド給気通路０９に分流してから吸気弁側０９ｃに至る給気流路長さを大きく採れないため、複数（この場合は２個）の吸気弁６夫々につながるシリンダヘッド給気通路０９の長さが不均一になり易く、これによって吸気弁６夫々へのシリンダヘッド給気通路０９の流路抵抗のばらつきが大きくなる。
またかかる従来技術にあっては、前記給気ダクト４２がシリンダヘッド２の側部に突出した形態となっているため、機関の側部スペースが狭くなるとともに、該給気ダクト４２を含む部品点数が多くなる。
等の問題点を有している。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、１シリンダにつき複数の吸気弁を備えた４サイクル内燃機関において、シリンダヘッド内に形成される各吸気弁への給気通路における流路抵抗を小さくするとともに、該給気通路における流路抵抗の吸気弁毎のばらつきを最小にでき、さらに機関の側部スペースに余裕ができるとともに給気系の部品点数を低減し得る内燃機関の給気装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、１シリンダにつき複数の吸気弁を備えた４サイクル内燃機関において、前記内燃機関は平面配置において２個の吸気弁と２個の排気弁とを並べて配置するとともに、前記２個の吸気弁と２個の排気弁をそれぞれ複数のシリンダ中心をクランク軸方向に結ぶ線を挟むように配置し、前記複数のシリンダ中心を結ぶ線に対して片側のクランクケース内部に複数のシリンダに亘って長手方向にかつシリンダ軸方向にシリンダライナの下部まで延設される１つの容積室からなるクランクケース給気通路を設けるとともに、該クランクケース給気通路の外側壁面はシリンダ軸方向に平行に平面状に形成され、クランクケース給気通路の給気入口を過給機からの給気管に接続しクランクケース給気通路の給気出口を該クランクケースの上面にかつ複数のシリンダに亘って長手方向に並んで開口し、シリンダヘッドに、前記複数の吸気弁の夫々と該シリンダヘッドの下面に開口する給気入口とを個別に接続して形成されたシリンダヘッド給気通路を設け、該シリンダヘッド給気通路の給気入口の夫々を前記クランクケース給気通路の給気出口に該クランクケース及びシリンダヘッドの内部にて夫々接続してなり、前記シリンダヘッド給気通路は、前記クランクケース給気通路に接続される前記吸気弁と同数の給気入口をシリンダ中心の軸方向に開口し、該給気入口と前記吸気弁側とを接続する接続部を該給気入口よりシリンダ中心の軸方向に平行な方向に立ち上げてから湾曲させ前記吸気弁側に接続して前記シリンダ給気通路の長さを長く採ることを可能に形成し、前記複数のシリンダ中心をクランク軸方向に結ぶ線を挟むように配置された２個の吸気弁のそれぞれに対する前記シリンダヘッド給気通路の長さを均一に近づけることができるようにしたことを特徴とする内燃機関の給気装置を提案する。
【０００８】
【０００９】
かかる発明によれば、給気を、クランクケースの内部に複数のシリンダに亘って長手方向に延設されたクランクケース給気通路から、シリンダヘッドの内部に吸気弁毎に個別に設けられたシリンダヘッド給気通路の給気入口部に導入するようにしたことにより、給気をクランクケース給気通路内にて長手方向即ちクランク軸線方向に均一分布せしめてからシリンダヘッド給気通路に導入することができる。
また、吸気弁毎に個別に設けられたシリンダヘッド給気通路を給気入口部より垂直方向即ち該シリンダヘッドの高さ方向に立ち上げてから吸気弁の方向に湾曲して形成された接続部内を給気が流れるように形成したので、該シリンダヘッド給気通路の長さを長く採ることが可能となって、該シリンダヘッド給気通路における給気流路を曲がりが少なくかつ流路断面積が滑らかに変化する給気流路形状に形成することができ、従来技術に比べて給気流路の吸気抵抗を低減することができる。
【００１０】
また、前記のようにシリンダヘッド給気通路を給気入口部より垂直方向に立ち上げてから吸気弁の方向に湾曲して形成された接続部内を給気が流れるように形成して該シリンダヘッド給気通路の長さを長く採ることが可能となったので、複数シリンダ共通のクランクケース給気通路を経て各シリンダのシリンダヘッド給気通路に分流してから吸気弁部に至る給気流路長さが長くなる。
これによって複数の吸気弁夫々につながるシリンダヘッド給気通路の長さを均一長さに近づけることができ、吸気弁夫々へのシリンダヘッド給気通路の流路抵抗のばらつきが小さくなり各吸気弁への給気流路の流路抵抗が均一化される。
【００１１】
また、かかる発明によれば、クランクケース内部にクランクケース給気通路が形成され、該クランクケース給気通路とシリンダヘッド給気通路とを機関内部で直接接続しているので、給気通路が機関側部に突出することがなく、機関側部の整備スペースが拡大されるとともに、構造が簡単、コンパクト化され、さらには従来の給気ダクトのような外部配管は不要となって部品点数が低減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１３】
図１は本発明の実施例に係る中小型船舶用４サイクルディーゼル機関における給気装置及びその周辺を示すシリンダ中心に沿う要部断面図、図２は給気装置の平面図（図１のＡ―Ａ線断面図）である。
【００１４】
図１、２において、１はクランクケース、２はシリンダヘッド、３はピストン、４はシリンダライナ、５はコネクティングロッドである。また６は２個の吸気弁、２０は２個の排気弁であり、図２に示すように、機関の平面配置において２個の吸気弁６と２個の排気弁２０とが並べて配置されている。また、７は前記２個の吸気弁にまたがる弁ブリッジ、８は弁ばねである。
【００１５】
１０は前記クランクケース１の内部に形成されたクランクケース給気通路である。該クランクケース給気通路１０は、シリンダ中心０４に対して片側内部つまり該クランクケース１の比較的重量及びスペースの小さい補機が配設されている側の内部に複数のシリンダに亘って長手方向に延設されている。該クランクケース給気通路１０の給気入口（図示省略）は過給機からの給気管（図示省略）に接続されている。
また該クランクケース給気通路１０の給気出口１１はクランクケース１の上面１０ｂに開口するとともに、後述するシリンダヘッド給気通路９の給気入口部９ａと同数かつ該給気入口部９ａに連通している。
【００１６】
９は前記シリンダヘッド２内に形成されたシリンダヘッド給気通路であり、該シリンダヘッド２の下面１０ａに開口されて前記クランクケース給気通路１０の給気出口１１に連通する給気入口部９ａと吸気弁側９ｃとを湾曲した接続部９ｂにて接続して形成されている。
前記シリンダヘッド給気通路９は前記吸気弁６と同数かつ該吸気弁６毎に設けられ、前記クランクケース給気通路１０の給気出口１１に接続される給気入口部９ａをシリンダ中心０４と平行な方向に開口し、図１に示すように該給気入口部９ａと前記吸気弁側９ｃとを接続する前記接続部９ｂを給気入口部９ａよりシリンダ中心０４に平行な方向つまり垂直方向に立ち上げてから吸気弁６の方向に湾曲させ前記吸気弁側９ｃに接続して形成している。
従って、前記クランクケース給気通路１０とシリンダヘッド給気通路９とは機関内部で直接接続され、従来の給気ダクトのような外部配管は不要となる。
【００１７】
かかる構成からなる４サイクルディーゼル機関の運転時において、過給機から給気管（何れも図示省略）を経て給気入口（図示省略）から前記クランクケース給気通路１０に導入された給気は、複数のシリンダに亘って延設されている該クランクケース給気通路１０の長手方向に流れて該長手方向に均一に分布せしめられてから、クランクケース上面１０ｂに開口する前記シリンダヘッド給気通路９の給気入口部９ａと同数の給気出口１１から該シリンダヘッド給気通路９の給気入口部９ａに分流して流入する。
【００１８】
各シリンダヘッド給気通路９に流入した給気は、前記シリンダ中心０４に平行な方向（垂直方向）に形成された給気入口部９ａから接続部９ｂに入り、該給気入口部９ａより垂直方向に立ち上げてから吸気弁６の方向に湾曲して形成された該接続部９ｂ内を前記吸気弁側９ｃへと流れ、吸気弁６の開弁によりシリンダ内に供給される。
【００１９】
かかる実施例によれば、給気を、クランクケース１の内部に複数のシリンダに亘って長手方向に延設されたクランクケース給気通路１０から、シリンダヘッド２の内部に吸気弁６毎に個別に設けられたシリンダヘッド給気通路９の給気入口部９ａに導入するようにしたことにより給気をクランクケース給気通路１０内にて長手方向即ちクランク軸線方向に均一分布せしめることができる。
【００２０】
また、吸気弁６毎に個別に設けられた前記シリンダヘッド給気通路９を給気入口部９ａより垂直方向即ち該シリンダヘッドの高さ方向に立ち上げてから吸気弁６の方向に湾曲して形成された接続部９ｂ内を給気が前記各吸気弁６へと流れるように形成したので、該シリンダヘッド給気通路９の長さを長く採ることが可能となって、該シリンダヘッド給気通路９における給気流路を曲がりが少なくかつ流路断面積が滑らかに変化する給気流路形状を形成することができ、従来技術に比べて給気流路の吸気抵抗を低減することができる。
【００２１】
また、前記のようにシリンダヘッド給気通路９を給気入口部９ａより垂直方向に立ち上げてから吸気弁６の方向に湾曲して形成された接続部９ｂ内を前記各吸気弁６へと給気が流れるように形成して該シリンダヘッド給気通路９の長さを長く採ることが可能となったので、複数シリンダ共通のクランクケース給気通路１０を経て各シリンダのシリンダヘッド給気通路９に分流してから吸気弁部９ｃに至る給気流路長さが長くなる。
これによって複数（この場合は２個）の吸気弁６夫々につながるシリンダヘッド給気通路９の長さを均一長さに近づけることができ、吸気弁６夫々へのシリンダヘッド給気通路９の流路抵抗のばらつきが小さくなり各吸気弁への給気流路の流路抵抗が均一化される。
【００２２】
また、かかる実施例によれば、クランクケース１内部にクランクケース給気通路１０が形成され、該クランクケース給気通路１０とシリンダヘッド給気通路９とを機関内部で直接接続しているので、給気通路が機関側部に突出することなく、機関側部の整備スペースが拡大されるとともに、構造が簡単、コンパクト化され、さらには従来の給気ダクトのような外部配管は不要となって部品点数が低減される。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、給気を複数のシリンダに亘るクランクケース給気通路から吸気弁毎に個別に設けられたシリンダヘッド給気通路に導入するようにしたので、給気をクランクケース給気通路内にて長手方向に均一分布せしめることができる。
また、前記シリンダヘッド給気通路を給気入口部より垂直方向に立ち上げてから吸気弁の方向に湾曲して形成された接続部内を給気が流れるように形成したので、該シリンダヘッド給気通路の長さを長く採ることが可能となって該シリンダヘッド給気通路における給気流路を曲がりが少なくかつ流路断面積が滑らかに変化する給気流路形状に形成することができ、給気流路の吸気抵抗を抑制することができる。
【００２４】
また、前記のようにシリンダヘッド給気通路の長さを長く採ることが可能となったので、複数シリンダ共通のクランクケース給気通路を経て各シリンダのシリンダヘッド給気通路に分流してから吸気弁部に至る給気流路長さが長くなり、これによって複数の吸気弁夫々につながるシリンダヘッド給気通路の長さを均一長さに近づけることができ、吸気弁夫々へのシリンダヘッド給気通路の流路抵抗のばらつきが小さくなり各吸気弁への給気流路の流路抵抗が均一化される。
【００２５】
また、本発明によれば、クランクケース内部に形成されたクランクケース給気通路とシリンダヘッド給気通路とを機関内部で直接接続しているので、給気通路が機関側部に突出することがなく、機関側部の整備スペースが拡大されるとともに、構造が簡単、コンパクト化され、さらには従来の給気ダクトのような外部配管は不要となって部品点数が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係る中小型船舶用４サイクルディーゼル機関における給気装置及びその周辺を示すシリンダ中心に沿う要部断面図である。
【図２】 給気装置の平面図（図１のＡ―Ａ線断面図）である。
【図３】 従来技術を示す給気装置及びその周辺を示すシリンダ中心に沿う要部断面図である。
【図４】 給気装置の平面図（図３のＢ―Ｂ線断面図）であり、従来技術を示す図２対応図（シリンダ中心に沿う要部断面図）である。
【符号の説明】
１ クランクケース
２ シリンダヘッド
３ ピストン
０４ シリンダ中心
６ 吸気弁
９ シリンダヘッド給気通路
９ａ 給気入口部
９ｂ 接続部
９ｃ 吸気弁側
１０ クランクケース給気通路
２０ 排気弁
１００ エンジン（ディーゼル機関）

Claims (1)

1. １シリンダにつき複数の吸気弁を備えた４サイクル内燃機関において、前記内燃機関は平面配置において２個の吸気弁と２個の排気弁とを並べて配置するとともに、前記２個の吸気弁と２個の排気弁をそれぞれ複数のシリンダ中心をクランク軸方向に結ぶ線を挟むように配置し、前記複数のシリンダ中心を結ぶ線に対して片側のクランクケース内部に複数のシリンダに亘って長手方向にかつシリンダ軸方向にシリンダライナの下部まで延設される１つの容積室からなるクランクケース給気通路を設けるとともに、該クランクケース給気通路の外側壁面はシリンダ軸方向に平行に平面状に形成され、クランクケース給気通路の給気入口を過給機からの給気管に接続しクランクケース給気通路の給気出口を該クランクケースの上面にかつ複数のシリンダに亘って長手方向に並んで開口し、シリンダヘッドに、前記複数の吸気弁の夫々と該シリンダヘッドの下面に開口する給気入口とを個別に接続して形成されたシリンダヘッド給気通路を設け、該シリンダヘッド給気通路の給気入口の夫々を前記クランクケース給気通路の給気出口に該クランクケース及びシリンダヘッドの内部にて夫々接続してなり、前記シリンダヘッド給気通路は、前記クランクケース給気通路に接続される前記吸気弁と同数の給気入口をシリンダ中心の軸方向に開口し、該給気入口と前記吸気弁側とを接続する接続部を該給気入口よりシリンダ中心の軸方向に平行な方向に立ち上げてから湾曲させ前記吸気弁側に接続して前記シリンダ給気通路の長さを長く採ることを可能に形成し、前記複数のシリンダ中心をクランク軸方向に結ぶ線を挟むように配置された２個の吸気弁のそれぞれに対する前記シリンダヘッド給気通路の長さを均一に近づけることができるようにしたことを特徴とする内燃機関の給気装置。

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