JPH0114406B2 - - Google Patents

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JPH0114406B2
JPH0114406B2 JP57203289A JP20328982A JPH0114406B2 JP H0114406 B2 JPH0114406 B2 JP H0114406B2 JP 57203289 A JP57203289 A JP 57203289A JP 20328982 A JP20328982 A JP 20328982A JP H0114406 B2 JPH0114406 B2 JP H0114406B2
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JP
Japan
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valve
intake
ceiling
cylinder
valve port
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JP57203289A
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JPS5993921A (ja
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Keiichi Kawada
Tooru Ogawa
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2個の吸気弁口と1個の排気弁口を
燃焼室に開口した3弁式多気筒内燃機関に関す
る。
この種内燃機関は、特開昭56−44418号公報に
示されるように従来公知であり、一般に、狭い燃
焼室の天井面において吸気弁口の総合有効面積を
排気弁口の有効面積より充分に大きく得ることが
できるので、充填効率を高めることができ、しか
も1個の吸気弁口の有効面積は比較的小さいの
で、これを開閉する吸気弁の小型化を図つてその
慣性重量を軽減し、機関の高速運転時における動
弁機構に対する各吸気弁の追従性を良好にするこ
とができ、よつて優れた高速出力性能を発揮し得
る利点がある。
本発明は、このような利点を助長させ、その
上、燃焼室における火焔の伝播距離を短縮できて
アンチノツキング性をも向上させ得る前記多気筒
内燃機関を得ることを目的とするものである。
そして上記目的を達成するために本発明は、シ
リンダブロツク上に接合されるシリンダヘツドの
底面に、該シリンダブロツクのシリンダに対応し
て燃焼室を凹設し、そのシリンダヘツドには、前
記燃焼室の天井面に設けた第1及び第2吸気弁口
並びに単一の排気弁口をそれぞれ開閉し得る第1
及び第2吸気弁並びに排気弁と、クランク軸に連
動回転する一本の動弁カム軸と、その動弁カム軸
に前記各弁を連動させるロツカアームとを配設し
てなる、3弁式多気筒内燃機関において、前記燃
焼室の天井面を、略中央部の稜線から両側に向つ
て下がる二つの天井斜面より構成すると共に、該
稜線が前記動弁カム軸の直下で該軸に沿うように
配置し、一方の天井斜面には前記第1、第2吸気
弁口を前記稜線に沿い並列して開口し、他方の天
井斜面には、前記第1吸気弁口との対向位置で前
記排気弁口を開口し、シリンダヘツドには、前記
他方の天井斜面の前記第2吸気弁口との対向位置
に電極を臨ませる点火栓を、該他方の天井斜面の
下がる側のシリンダヘツド側面より着脱できるよ
うに、且つ前記電極が前記第2吸気弁口の中心よ
りも排気弁口寄りに位置するように装着し、前記
第1、第2吸気弁口の有効面積をAi1,Ai2、前
記排気弁口の有効面積をAe、前記シリンダの断
面積をAcとするとき、 Ai1+Ai2/Ae=1.3〜1.6 …………(1) Ai1+Ai2/Ac=0.26〜0.32 ……(2) 上記(1)、(2)式を成立させたことを特徴とする。
尚、本発明において「弁口の有効面積」とは、
弁が完全に開いた状態における該弁の有効通路面
積であり、具体的には弁口の最狭部の断面積から
開弁時に該弁口によつて囲繞される弁杆部の断面
積を差し引いた面積となる。
以下、図面により本発明の実施例について説明
する。
先ず、第1〜3図を参照して本発明の第1実施
例について説明すると、図示の内燃機関はクロス
フロー型4サイクル多気筒ガソリン機関であつ
て、その機関本体Eは、シリンダブロツク1と、
それの上面にガスケツト3を介して重合結着され
るシリンダヘツド2とを備え、シリンダブロツク
1には、クランク軸(図示せず)の軸線に沿う方
向に並列して複数のシリンダ4が形成され、各シ
リンダ4にピストン5が摺合される。
シリンダヘツド2の底面には、各シリンダ4に
対応して燃焼室6が凹設される。シリンダヘツド
2内には、各シリンダ4の軸線を通る一平面上に
おいてクランク軸と平行する一本の動弁カム軸2
0が回転自在に支承され、さらに各燃焼室6の天
井面7に設けた第1及び第2吸気弁口91,92
びに単一の排気弁口10をそれぞれ開閉し得る第
1及び第2吸気弁171,172並びに排気弁18
と、その各弁171,172,18を動弁カム軸2
0にそれぞれ連動させるロツカアーム211,2
2,213とが設けられる。
各燃焼室6の天井面7は、略中央部の稜線8か
ら両側に向つて下がる二つの天井斜面71,72
り構成されると共に、該稜線8が動弁カム軸20
の直下で該軸20に沿うように配置されている。
一方の天井斜面71には対をなす第1、第2吸
気弁口91,92が稜線8に沿つて並列して開口さ
れ、他方の天井面72には、1個の排気弁口10
が第1吸気弁口91との対向面側に偏位して開口
され、また、シリンダヘツド2には、前記他方の
天井斜面72の前記第2吸気弁口92との対向位置
に電極11aを臨ませる点火栓11を、該他方の
天井斜面72の下がる側のシリンダヘツド2側面
より着脱できるように、且つ前記電極11aが前
記第2吸気弁口92の中心よりも排気弁口10寄
りに位置するように螺着される。このようにする
と、点火栓11を前記3個の弁171,172,1
8やそれらの弁口91,92,10、動弁カム軸2
0等に干渉させることなく、その電極11aを燃
焼室6の中心部に容易に近付けることができ、し
たがつて電極11aから燃焼室6の周縁までの距
離を略等しくすることができるから、点火栓11
によつて混合気が点火されたときの火焔の伝播距
離が短くなり、燃焼時間が短縮してアンチノツキ
ング性が向上する。
ここで、第1、第2吸気弁口91,92の各有効
面積をAi1,Ai2、排気弁口10の有効面積をAe、
シリンダ4の断面積をAcとすると、次式(1)、(2)
が成立するように第1、第2吸気弁口91,92
びに排気弁口10は形成される。
Ai1+Ai2/Ae=1.3〜1.6 …………(1) Ai1+Ai2/Ac=0.26〜0.32 ……(2) 尚、図示例ではAi1=Ai2となつている。
次に上記(1)、(2)の式の意味について説明する。
前記構造の3弁式内燃機関において高出力性能を
得るためには、二個の吸気弁口91,92の総合有
効面積(Ai1+Ai2)を燃焼室6の一方の天井斜
面71において可及的に広く確保することが望ま
しいが、そうすることはシリンダ断面積Acとの
関係で自ずから制限を受ける。そこで、シリンダ
断面積Acを考慮しつつ吸気弁口91,92の総合
有効面積(Ai1+Ai2)を必要最大限広く確保し
て機関の高出力化を図るためにはその両面積
(Ai1+Ai2)、Acの比率が前記(2)式を満たすべき
ことが実験により確認された。
また前記構造の3弁式内燃機関において排気弁
18の慣性重量を軽減し、且つ点火栓11を3弁
171,172,18やそれらの弁口91,92,1
0、動弁カム軸20等に干渉させることなくその
電極11aを燃焼室6中心部に近付けるために
は、排気弁口10の有効面積Aeを可及的に狭く
することが望ましいが、そうすることは排気低抗
の増加を招くので吸気量、したがつて吸気弁口9
,92の総合有効面積(Ai1+Ai2)との関係で制
限を受ける。そこで、吸気弁口91,92の総合有
効面積(Ai1+Ai2)を考慮しつつ排気弁口10
の有効面積Aeを必要最小限狭くして排気弁18
の慣性重量軽減等を図るためにはその両面積
(Ai1+Ai2)、Aeの比率が前記(1)の式を満たすべ
きことが実験により確認された。
そして一般に内燃機関においては、吸気速度係
数と排気速度係数との比γを0.5〜1.8の範囲に設
定すると吸気流量と排気流量の適正なマツチング
が得られ、良好な出力特性を発揮することができ
るが、前記(1)、(2)式を成立させると、この3弁式
内燃機関のγを上記値の範囲に収められることが
実験により確認された。
シリンダヘツド2には吸気ポート12及び排気
ポート13が形成されており、吸気ポート12
は、その内端側が第1、第2分岐ポート121
122に分かれていて前記第1、第2吸気弁口9
,92に連なり、その外端はシリンダヘツド2の
一側面に開口し、その開口部に気化器その他の燃
料供給装置に連なる吸気管14が連結される。こ
のようにシリンダヘツド2内で吸気ポート12を
分岐させれば、吸気管14の通路構造を単純化さ
せることができる。一方、排気ポート13は内端
が前記排気弁口10に連なり、その外端はシリン
ダヘツド2の他側面に開口し、その開口部に排気
管(図示せず)が連結される。
図示例のように、第1、第2吸気弁口91,92
の有効面積Ai1,Ai2を略等しくする場合には、
前記(1)式から排気弁口10の有効面積Aeは1個
の吸気弁口91,92の有効面積Ai1,Ai2それより
大となるから、排気弁18の傘部は1個の吸気弁
171,172の傘部より大径となる。このような
吸、排気弁171,172;18の傘部を可及的大
きく形成すると共に燃焼室6の天井斜面71,72
に沿つて配置することも可能にするために、吸気
弁171,172の弁杆とシリンダ4軸線とのなす
角をθ1、排気弁18の弁杆とシリンダ4軸線との
なす角をθ2とするとき、 θ1/θ2=1〜1.2 とすることが望ましい。
第4図は本発明の第2実施例を示すものであつ
て、燃焼室6の天井斜面72の主として第2吸気
弁口92に対向する部分、図示例では燃焼室6の
周縁と、第2吸気弁口92、排気弁口10及び点
火栓11の電極部とにより囲まれる略三日月状区
域にスキツシユ部19を形成した点を除けば前実
施例と略同様構成であり、図中、前実施例と対応
する部分には同一符号を付す。
上記スキツシユ部19の底面、即ちスキツシユ
部19aは、シリンダヘツド2のシリンダブロツ
ク1に対する接合面と略同一平面に形成されてい
て、ピストン5の圧縮行程時、その上面と協働し
て燃焼室6内の混合気にスキツシユを与えるもの
で、これにより圧縮比を高めて熱効率を向上させ
ると共に、混合気の流動を強化して火焔の伝播速
度を速め、アンチノツキング性を向上させること
ができる。また、上記スキツシユ部19の側面1
9bは、吸気弁171,172から燃焼室6に流入
してくる混合気の方向に対して或る角度で傾斜す
るように形成されていて、流入混合気に対しスワ
ールを与えるようになつており、これによつても
燃焼室6における混合気の流動が強化されるの
で、アンチノツキング性は一層助長される。
以上のように本発明によれば、シリンダブロツ
ク上に接合されるシリンダヘツドの底面に、該シ
リンダブロツクのシリンダに対応して燃焼室を凹
設し、そのシリンダヘツドには、前記燃焼室の天
井面に設けた第1及び第2吸気弁口並びに単一の
排気弁口をそれぞれ開閉し得る第1及び第2吸気
弁並びに排気弁と、クランク軸に連動回転する一
本の動弁カム軸と、その動弁カム軸に前記各弁を
連動させるロツカアームとを配設してなる、3弁
式多気筒内燃機関において、前記燃焼室の天井面
を、略中央部の稜線から両側に向つて下がる二つ
の天井斜面より構成すると共に、該稜線が前記動
弁カム軸の直下で該軸に沿うように配置し、一方
の天井斜面には前記第1、第2吸気弁口を前記稜
線に沿い並列して開口し、他方の天井斜面には、
前記第1吸気弁口との対向位置で前記排気弁口を
開口し、シリンダヘツドには、前記他方の天井斜
面の前記第2吸気弁口との対向位置に電極を臨ま
せる点火栓を、該他方の天井斜面の下がる側のシ
リンダヘツド側面より着脱できるように、且つ前
記電極が前記第2吸気弁口の中心よりも排気弁口
寄りに位置するように装着したので、点火栓を前
記三弁やそれら弁の弁口、動弁カム軸等に干渉さ
せることなくその電極を燃焼室の中心部に近づけ
て、着火点(電極)から燃焼室周縁までの距離を
略等しくすることができ、その結果、燃焼室にお
ける火焔の伝播距離が短縮してアンチノツキング
性を向上させることができる。また燃焼室天井面
を、略中央部の稜線から両側に向つて下がる天井
斜面により構成したことによつて、その各天井斜
面には十分な開口面積の吸、排気弁口を、比較的
高い自由度を以てそれぞれ無理なく配置すること
ができ、その上、一方の天井斜面に並列開口する
第1、第2吸気弁口の軸線相互、したがつて、第
1、第2吸気弁の軸線相互を略平行とすることが
できて、その両吸気弁と一本の動弁カム軸間の連
動機構を簡略化することができる。さらに前記点
火栓は、前記他方の天井斜面が下がる側のシリン
ダヘツド側面より、動弁カム軸や隣接する他の気
筒の排気弁等にも干渉することなく容易に脱着す
ることができる。
また前記第1、第2吸気弁口の有効面積を
Ai1,Ai2、前記排気弁口の有効面積をAe、前記
シリンダの断面積をAcとするとき、 Ai1+Ai2/Ae=1.3〜1.6 …………(1) Ai1+Ai2/Ac=0.26〜0.32 ……(2) 上記(1)、(2)式を成立させたので、シリンダヘツ
ドにおける前述のような3弁及び点火栓の相互の
配置関係によるも、吸気流量と排気流量の適正な
マツチングを図りつつ、吸気弁口の総合有効面積
(Ai1+Ai2)を最大限広く確保し且つ排気弁口の
有効面積Aeを最小限狭く絞ることができて、機
関の出力アツプと、排気弁小径化による慣性重量
の軽減及び点火栓電極の燃焼室中心部への近接配
置とを同時に達成することができ、3弁式内燃機
関の一層の性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1ないし第3図は本発明の第1実施例を示す
もので、第1図はシリンダヘツドの底面図、第2
及び第3図は第1図の−及び−線にそれ
ぞれ沿つた内燃機関の縦断面図、第4図は本発明
の第2実施例を示すシリンダヘツドの底面図であ
る。 E……内燃機関、2……シリンダヘツド、4…
…シリンダ、5……ピストン、6……燃焼室、7
……天井面、71,72……天井斜面、8……稜
線、91,92……第1、第2吸気弁口、10……
排気弁口、11……点火栓、11a……電極、1
2……吸気ポート、121,122……第1、第2
分岐ポート、13……排気ポート、171,172
……第1、第2吸気弁、18……排気弁、20…
…動弁カム軸、211〜213……ロツカアーム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリンダブロツク1上に接合されるシリンダ
    ヘツド2の底面に、該シリンダブロツク1のシリ
    ンダ4に対応して複数の燃焼室6を凹設し、その
    シリンダヘツド2には、前記各燃焼室6の天井面
    7に設けた第1及び第2吸気弁口91,92並びに
    単一の排気弁口10をそれぞれ開閉し得る第1及
    び第2吸気弁171,172並びに排気弁18と、
    クランク軸に連動回転する一本の動弁カム軸20
    と、その動弁カム軸20に前記各弁171,17
    ,18を連動させるロツカアーム211,212
    213とを配設してなる、3弁式多気筒内燃機関
    において、前記燃焼室6の天井面7を、略中央部
    の稜線8から両側に向つて下がる二つの天井斜面
    1,72より構成すると共に、該稜線8が前記動
    弁カム軸20の直下で該軸20に沿うように配置
    し、一方の天井斜面71には前記第1、第2吸気
    弁口91,92を前記稜線8に沿い並列して開口
    し、他方の天井斜面72には、前記第1吸気弁口
    1との対向位置で前記排気弁口10を開口し、
    シリンダヘツド2には、前記他方の天井斜面72
    の前記第2吸気弁口92との対向位置に電極11
    aを臨ませる点火栓11を、該他方の天井斜面7
    の下がる側のシリンダヘツド2側面より着脱で
    きるように、且つ前記電極11aが前記第2吸気
    弁口92の中心よりも排気弁口10寄りに位置す
    るように装着し、前記第1、第2吸気弁口91
    2の有効面積をAi1,Ai2、前記排気弁口10の
    有効面積をAe、前記シリンダ4の断面積をAcと
    するとき、 Ai1+Ai2/Ae=1.3〜1.6 …………(1) Ai1+Ai2/Ac=0.26〜0.32 ……(2) 上記(1)、(2)式を成立させた、3弁式多気筒内燃
    機関。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
    前記第1、第2吸気弁口91,92は、シリンダヘ
    ツド2の一側面に開口する1本の吸気ポート12
    の途中から分けられた第1、第2分岐ポート12
    ,122にそれぞれ連なる、3弁式多気筒内燃機
    関。
JP57203289A 1982-11-19 1982-11-19 3弁式多気筒内燃機関 Granted JPS5993921A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6209505B1 (en) 1998-11-25 2001-04-03 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Four-cycle engine for vehicle

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