JPH02271029A - 複式ポペット弁の配列構造 - Google Patents
複式ポペット弁の配列構造Info
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- JPH02271029A JPH02271029A JP2012393A JP1239390A JPH02271029A JP H02271029 A JPH02271029 A JP H02271029A JP 2012393 A JP2012393 A JP 2012393A JP 1239390 A JP1239390 A JP 1239390A JP H02271029 A JPH02271029 A JP H02271029A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
- F01L1/265—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
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- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
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- F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
り呈ユ（７） ＝ｌＪ Ｊｌｌｌｌ
乱発本発明４サイクル内燃機関に使用して体積効率を高
めることのできる吸気弁の配列構造、とりわけ、単一の
吸気ダクトを開閉する３つまたはそれ以上のポペット弁
本体を使用した、複式ポペット吸気弁の配列構造に係る
。弁本体の円周距離の合計値は、吸気弁の作動時期の初
期に理想的な弁のリフト条件を満たし、ダクトの断面積
に対し理想的な弁の開口面積を維持することができる。
めることのできる吸気弁の配列構造、とりわけ、単一の
吸気ダクトを開閉する３つまたはそれ以上のポペット弁
本体を使用した、複式ポペット吸気弁の配列構造に係る
。弁本体の円周距離の合計値は、吸気弁の作動時期の初
期に理想的な弁のリフト条件を満たし、ダクトの断面積
に対し理想的な弁の開口面積を維持することができる。
本発明の目的は、単一の吸気ダクトにとって理想的な吸
気弁開口面積（対周囲比率リフト）の持続時間を最的に
延長し、吸気操作の行なわれている間に理想的な給気量
が燃焼室内に送り込まれるようにし、従来の１つまたは
２つの吸気ポペット弁を使用して得られる最大弁開口面
積の持続時間に比べてさらに大きな体積効率を得ること
ができるようにすることである。
気弁開口面積（対周囲比率リフト）の持続時間を最的に
延長し、吸気操作の行なわれている間に理想的な給気量
が燃焼室内に送り込まれるようにし、従来の１つまたは
２つの吸気ポペット弁を使用して得られる最大弁開口面
積の持続時間に比べてさらに大きな体積効率を得ること
ができるようにすることである。
来の技術 および が解決しようとする課題４サイク
ル内燃様械のエンジンシリンダ毎に１つまたは２つのポ
ペット吸気弁を使用する方式は、従来技術では周知であ
る。原則的には、１つの吸気ダクトには１つの吸気ポペ
ット弁が使われてきている。弁の全開時における給気速
度のインピーダンスを減少させるために、ダクトの断面
積と最大リフト時における弁本体の面積はほぼ一致する
ようにしている。真の最大弁開口面積が弁本体の対円周
倍率最大リフトであるため、従来は０．３００インチ（
７，６２ミリ）を超える弁のリフト距離が用いられてき
ている。しかしながらそうしたリフト距離では、吸気操
作に時間的な制約があるため、カム突起の輪郭および配
列弁の構成要素の機械的な限界を超えて大きな負担をか
ける結果となっている。その結果、カム突起の吸気動作
の全過程を通じ、弁開口が瞬間的に最大となる機会は１
度しかない。このことは、吸気操作中に、吸気ダクトの
断面積から求められる吸気ダクトを通じて送ることので
きる最大吸気聞が弁の作動中に確実にシリンダに送り込
まれていないことを意味している。ダクトを太くすれば
大ぎな弁を収容しなくてはならず、弁座面積も上流側ダ
クトの断面積よりもかなり大きくなってしまい、ダクト
系を通り抜ける給気速度コンシステンシに悪影響が及ぶ
ことになる。従って、吸気弁の周囲距離を太き（してリ
フト量を小さくする方策は問題の解決とはなり得ない。
ル内燃様械のエンジンシリンダ毎に１つまたは２つのポ
ペット吸気弁を使用する方式は、従来技術では周知であ
る。原則的には、１つの吸気ダクトには１つの吸気ポペ
ット弁が使われてきている。弁の全開時における給気速
度のインピーダンスを減少させるために、ダクトの断面
積と最大リフト時における弁本体の面積はほぼ一致する
ようにしている。真の最大弁開口面積が弁本体の対円周
倍率最大リフトであるため、従来は０．３００インチ（
７，６２ミリ）を超える弁のリフト距離が用いられてき
ている。しかしながらそうしたリフト距離では、吸気操
作に時間的な制約があるため、カム突起の輪郭および配
列弁の構成要素の機械的な限界を超えて大きな負担をか
ける結果となっている。その結果、カム突起の吸気動作
の全過程を通じ、弁開口が瞬間的に最大となる機会は１
度しかない。このことは、吸気操作中に、吸気ダクトの
断面積から求められる吸気ダクトを通じて送ることので
きる最大吸気聞が弁の作動中に確実にシリンダに送り込
まれていないことを意味している。ダクトを太くすれば
大ぎな弁を収容しなくてはならず、弁座面積も上流側ダ
クトの断面積よりもかなり大きくなってしまい、ダクト
系を通り抜ける給気速度コンシステンシに悪影響が及ぶ
ことになる。従って、吸気弁の周囲距離を太き（してリ
フト量を小さくする方策は問題の解決とはなり得ない。
本発明は従来の吸気弁技術とは大幅に異なり、３つまた
はそれ以上のポペット弁を単一のダクト毎に使用して弁
の総円周距離を長くし、単一のダクトが供給できる最大
給気流量を長時間にわたり送り込めるようにするのに要
する弁のリフト距離を減少することができる。
はそれ以上のポペット弁を単一のダクト毎に使用して弁
の総円周距離を長くし、単一のダクトが供給できる最大
給気流量を長時間にわたり送り込めるようにするのに要
する弁のリフト距離を減少することができる。
課題を解決するための手段
３つまたはそれ以−りの環状の吸気ポペット弁がほぼ環
状の単一の吸気ダクトに使用され、これら弁はエンジン
シリンダ内に連絡する複数の環状ポート内にあってダク
トを開口しまたシールする働きをしている。ポペット弁
は単一ポートの軸線の廻りに配置されている。箇々の弁
表面の直径は予め大きさが決められており、ポペット弁
の円周距離を合計した値が少なくともダクトの円周距離
の１．４倍またはそれ以上の倍率にわたって大きくされ
ていて、ダクトの断面積に一致させるかまたはこれに近
似させる必要のある最大弁リフト距離を短縮することが
できるようにしている。ただし、配列弁の合計面積はダ
クトの面積にほぼ等しくなるように決められている。単
一のダクトはエンジンシリンダ内に開口する複数ポート
（分岐部）の境界部内に連絡し、複数の弁座および複式
ポペット弁の配列構造用のそれぞれのポートを形成して
おり、複式弁座ポートの総面積に比べてダクトの断面積
がほぼ等しくなるようにし、給気フローインピーダンス
の低下すなわち撹乱が生じるのを防いでいる。
状の単一の吸気ダクトに使用され、これら弁はエンジン
シリンダ内に連絡する複数の環状ポート内にあってダク
トを開口しまたシールする働きをしている。ポペット弁
は単一ポートの軸線の廻りに配置されている。箇々の弁
表面の直径は予め大きさが決められており、ポペット弁
の円周距離を合計した値が少なくともダクトの円周距離
の１．４倍またはそれ以上の倍率にわたって大きくされ
ていて、ダクトの断面積に一致させるかまたはこれに近
似させる必要のある最大弁リフト距離を短縮することが
できるようにしている。ただし、配列弁の合計面積はダ
クトの面積にほぼ等しくなるように決められている。単
一のダクトはエンジンシリンダ内に開口する複数ポート
（分岐部）の境界部内に連絡し、複数の弁座および複式
ポペット弁の配列構造用のそれぞれのポートを形成して
おり、複式弁座ポートの総面積に比べてダクトの断面積
がほぼ等しくなるようにし、給気フローインピーダンス
の低下すなわち撹乱が生じるのを防いでいる。
配列弁の各々は、従来と同じようにスプリングの引張力
、カムおよびカム突起を用いて開閉される。ただし、本
発明によれば、最大給気可能流通量の持ＦＡ時間、すな
わら弁と弁座が離れ、弁の閉鎖によって流れが止まるま
で弁のフローインピーダンスがダク１〜の流儀に影響を
及ぼさない期間は、弁の円周距離を大きくとっであるた
め大幅に延長することができる。さらに、配列弁である
ことに加えてリフト距離を減少させることができるため
、弁の初期動作時に最大ダクト吸気流儀を流すことがで
きる。弁のリフト距離を短縮した結果、弁は従来の形式
の輪郭のカムを用いた場合よりも速やかに理想的なリフ
ト位置に到達し、吸気動作中は長時間にわたり理想的な
弁開口面積（対面積比率リフト）を保つことができる。
、カムおよびカム突起を用いて開閉される。ただし、本
発明によれば、最大給気可能流通量の持ＦＡ時間、すな
わら弁と弁座が離れ、弁の閉鎖によって流れが止まるま
で弁のフローインピーダンスがダク１〜の流儀に影響を
及ぼさない期間は、弁の円周距離を大きくとっであるた
め大幅に延長することができる。さらに、配列弁である
ことに加えてリフト距離を減少させることができるため
、弁の初期動作時に最大ダクト吸気流儀を流すことがで
きる。弁のリフト距離を短縮した結果、弁は従来の形式
の輪郭のカムを用いた場合よりも速やかに理想的なリフ
ト位置に到達し、吸気動作中は長時間にわたり理想的な
弁開口面積（対面積比率リフト）を保つことができる。
従って、本発明の重要な利点は、長時間にわたり単一の
ダクトからエンジンシリンダ内に最大量の給気を行なう
ことができるため、給気操作中に大きな体積効率を得る
ことができ、同時に、エンジンシリンダ内にポートを通
じて給気を行なうにあたり必要とする所定の利用面積を
維持することができる。活用される弁の円周距離を延長
づることにより、箇々の弁に必要とされる最大リフト距
離を減少させることができ、エンジンシリンダ内に単位
時間当たり理想的な流用の給気を行なうことができる。
ダクトからエンジンシリンダ内に最大量の給気を行なう
ことができるため、給気操作中に大きな体積効率を得る
ことができ、同時に、エンジンシリンダ内にポートを通
じて給気を行なうにあたり必要とする所定の利用面積を
維持することができる。活用される弁の円周距離を延長
づることにより、箇々の弁に必要とされる最大リフト距
離を減少させることができ、エンジンシリンダ内に単位
時間当たり理想的な流用の給気を行なうことができる。
実際には、動作の初期に弁が理想的な開口状態となるた
め、長時間にわたり理想的な給気操作が行なわれる。さ
らに、ポペット弁の配列構造に加えてカムの輪郭および
複数の弁の周囲距離の相乗作用により、給気誘導中のエ
ンジン動作の単位時間当たり、ポペット弁の配列構造体
とこれら弁の箇々の弁座との問を通り抜ける空気室が増
加し、給気流出／体積の比率が高まり、体積効率を量的
に増加させることが可能となる。
め、長時間にわたり理想的な給気操作が行なわれる。さ
らに、ポペット弁の配列構造に加えてカムの輪郭および
複数の弁の周囲距離の相乗作用により、給気誘導中のエ
ンジン動作の単位時間当たり、ポペット弁の配列構造体
とこれら弁の箇々の弁座との問を通り抜ける空気室が増
加し、給気流出／体積の比率が高まり、体積効率を量的
に増加させることが可能となる。
給気流通誘導経路には３つの要素が関係しており、これ
ら要素はエンジンシリンダに送り込まれる単位時間当た
りの給気速度および給気体積に大きな影響を及ぼしてい
る。すなわち、ダクトの断面積、弁座により形成される
ポートの総面積、および弁の作動中にリフト位置にある
弁により形成される合計面積（対円周比率リフト）であ
る。本発明では、単一ダクトに複数のポペット弁を使用
することにより、ダクト直径および面積、弁直径および
弁座面積の物理的な寸法、さらに弁の対円周比率リフト
（弁開口面積）を理想的な値にし、長時間にわたり給気
フローインピーダンスができるだけ減少するように工夫
している。
ら要素はエンジンシリンダに送り込まれる単位時間当た
りの給気速度および給気体積に大きな影響を及ぼしてい
る。すなわち、ダクトの断面積、弁座により形成される
ポートの総面積、および弁の作動中にリフト位置にある
弁により形成される合計面積（対円周比率リフト）であ
る。本発明では、単一ダクトに複数のポペット弁を使用
することにより、ダクト直径および面積、弁直径および
弁座面積の物理的な寸法、さらに弁の対円周比率リフト
（弁開口面積）を理想的な値にし、長時間にわたり給気
フローインピーダンスができるだけ減少するように工夫
している。
本発明の目的は、４サイクル内燃様関の体積効率を改善
するために、４サイクル内燃機関のそれぞれの給気ダク
トに使用する、吸気弁の配列構造を提供することにある
。
するために、４サイクル内燃機関のそれぞれの給気ダク
トに使用する、吸気弁の配列構造を提供することにある
。
本発明の他の目的は、ピストンが充分な運動速度に達し
ていない状況下でも、早期に理想的な給気送り能力を発
揮することのできる、単一の吸気ダクトに使用される、
複式吸気弁の配列構造を提供することにある。
ていない状況下でも、早期に理想的な給気送り能力を発
揮することのできる、単一の吸気ダクトに使用される、
複式吸気弁の配列構造を提供することにある。
本発明の別の目的は、ピストンの吸気工程における運動
速度が必要なレベルに到達している際、長時間にわたり
理想的な給気のできる、４サイクル内燃１ｆｉｌＪＩ］
の単一の吸気ダクトに使用される、複式吸気弁の配列構
造を提供することにある。
速度が必要なレベルに到達している際、長時間にわたり
理想的な給気のできる、４サイクル内燃１ｆｉｌＪＩ］
の単一の吸気ダクトに使用される、複式吸気弁の配列構
造を提供することにある。
本発明のその他の目的は、エンジン設計者が、従来の弁
の開口条件に比較して吸気弁の開口時期を遅らせるよう
に箇々のカム突起のパラメータを改善し、給気のクロス
オーバー現象（オーバーラツプ）の生じない改善された
給気充填操作の行なえる、複式給気弁の配列構造を提供
することにある。
の開口条件に比較して吸気弁の開口時期を遅らせるよう
に箇々のカム突起のパラメータを改善し、給気のクロス
オーバー現象（オーバーラツプ）の生じない改善された
給気充填操作の行なえる、複式給気弁の配列構造を提供
することにある。
本発明のさらに他の目的は、排気工程中に排気弁の配列
構造体として機能する、内燃機関に使用する弁の配列構
造を提供することにある。
構造体として機能する、内燃機関に使用する弁の配列構
造を提供することにある。
これらの目的およびその他の目的は以下の説明から明ら
かである。こうした目的に則って、添付図面に基づき本
発明の詳細な説明する。
かである。こうした目的に則って、添付図面に基づき本
発明の詳細な説明する。
実施例
好ましい実施例では、４つの吸気ポペット弁が単一ダク
トの軸線の周囲に対称的に配置されている。
トの軸線の周囲に対称的に配置されている。
第１図を参照する。全体を１０で示した本発明の実施例
は、弁ガイド１３を通り抜けるステム１２の連結された
４つの吸気ポペット弁１１から構成されている。これら
弁１１の各々は、給気源１５からエンジンシリンダ１６
に至る単一の吸気ダクト１４に流体接続状態に配置され
ている。エンジンシリンダ１６に連絡する吸気ポート１
７は、箇々の弁１１の弁座を形成する壁表面１８を備え
ている。
は、弁ガイド１３を通り抜けるステム１２の連結された
４つの吸気ポペット弁１１から構成されている。これら
弁１１の各々は、給気源１５からエンジンシリンダ１６
に至る単一の吸気ダクト１４に流体接続状態に配置され
ている。エンジンシリンダ１６に連絡する吸気ポート１
７は、箇々の弁１１の弁座を形成する壁表面１８を備え
ている。
弁１１の各々は、カム１９が弁ステム１２の各各に接続
されているディスク２ｏを押すことで開放される。弁１
１は、従来と同じように箇々の弁ステム１２に連結され
たスプリング２１の作用によりシールされた状態に閉じ
られる。シリンダヘッド２２は、エンジンシリンダ１６
を収めたエンジンブロック２３に連結ぎれている。排気
ポペット弁（図示せず）が従来と同じようにエンジンシ
リンダ１６に連絡している。
されているディスク２ｏを押すことで開放される。弁１
１は、従来と同じように箇々の弁ステム１２に連結され
たスプリング２１の作用によりシールされた状態に閉じ
られる。シリンダヘッド２２は、エンジンシリンダ１６
を収めたエンジンブロック２３に連結ぎれている。排気
ポペット弁（図示せず）が従来と同じようにエンジンシ
リンダ１６に連絡している。
ポート１７の面積を合計したものがダクト１４の断面積
にほぼ等しくなるように、吸気ダクト１４の面積は予め
大きさが決められている。面積の等しい複数（３つまた
はそれ以上）の弁１１を使用する場合には、弁１１すな
わちポート１７の輪郭長さを合計した値は、シリンダヘ
ッドの単一ポート開口に宛てがわれる従来の単一弁の輪
郭長さに比べて１．４倍またはそれ以上に大きくされて
いる。好ましい実施例では、第１図に示すように４つの
吸気ポペット弁１１が使われており、各ポペット弁の直
径の大きさはダクト１４の直径に基づいて決められ、弁
座面積がダクト面積と弁開口面積に匹敵するように設計
されている（周囲の長さは数倍に広げられている）。あ
る程度テーパーの付いた円ＩＩセグメント２２Ａが、ポ
ート１７に流入する給気の流れの分岐区域に使用されて
いる。
にほぼ等しくなるように、吸気ダクト１４の面積は予め
大きさが決められている。面積の等しい複数（３つまた
はそれ以上）の弁１１を使用する場合には、弁１１すな
わちポート１７の輪郭長さを合計した値は、シリンダヘ
ッドの単一ポート開口に宛てがわれる従来の単一弁の輪
郭長さに比べて１．４倍またはそれ以上に大きくされて
いる。好ましい実施例では、第１図に示すように４つの
吸気ポペット弁１１が使われており、各ポペット弁の直
径の大きさはダクト１４の直径に基づいて決められ、弁
座面積がダクト面積と弁開口面積に匹敵するように設計
されている（周囲の長さは数倍に広げられている）。あ
る程度テーパーの付いた円ＩＩセグメント２２Ａが、ポ
ート１７に流入する給気の流れの分岐区域に使用されて
いる。
第１図、第２図および第３図は、前述した吸気ダク１へ
１４の直径に対する弁１１の関係並びに設置位置を示し
ている。好ましい実施例では、弁ステム１２はダクト１
４の中心軸の周囲に対称的に配置されており、これら弁
ステム１２は吸気ダクト１４の周辺壁に事実上接近した
位置にある。
１４の直径に対する弁１１の関係並びに設置位置を示し
ている。好ましい実施例では、弁ステム１２はダクト１
４の中心軸の周囲に対称的に配置されており、これら弁
ステム１２は吸気ダクト１４の周辺壁に事実上接近した
位置にある。
シリンダヘッド２２の各ポート１７は内々のポペット弁
１１用の弁座１８を備え、これらポペット弁がポートを
横切って適切にシールを行なえるようにしている。シリ
ンダヘッド本体２２は、ポペット弁１１用の弁座表面１
８を備えている。好ましい実施例では、ポート１７はシ
リンダヘッド２２と一体成形されている。尚、ダクト１
４の開口部はポート開口並びに弁座を備えたプレートか
ら構成し、こうした（セグメント２２Ａを設けであるか
、またはセグメント２２Ａの取り付けられていない）プ
レートをダクト開口を横切って挿入することも可能であ
る。
１１用の弁座１８を備え、これらポペット弁がポートを
横切って適切にシールを行なえるようにしている。シリ
ンダヘッド本体２２は、ポペット弁１１用の弁座表面１
８を備えている。好ましい実施例では、ポート１７はシ
リンダヘッド２２と一体成形されている。尚、ダクト１
４の開口部はポート開口並びに弁座を備えたプレートか
ら構成し、こうした（セグメント２２Ａを設けであるか
、またはセグメント２２Ａの取り付けられていない）プ
レートをダクト開口を横切って挿入することも可能であ
る。
第４ａ図と第４ｂ図は、弁の開口面積（対円周比率リフ
ト）をダクト面積ボニト（弁座）面積に比較するための
幾何学形状を描いた図である。本発明では、ダクトの面
積Ａ１は、ポートＡ２の総面積と理想的な開放状態の弁
Ａ３の開口面積を加えた面積にほぼ等しい。第４ｂ図は
、円周距離ＣＶの４つの弁の開口面積と同じ間口面積を
得ようとした場合、周回路１１１ＩＣＣの単一の弁はリ
フト距［１ｃを必要とし、この単一の弁のリフト距離と
本発明により大幅に減少したリフト距離１ｖとを比較し
ている。
ト）をダクト面積ボニト（弁座）面積に比較するための
幾何学形状を描いた図である。本発明では、ダクトの面
積Ａ１は、ポートＡ２の総面積と理想的な開放状態の弁
Ａ３の開口面積を加えた面積にほぼ等しい。第４ｂ図は
、円周距離ＣＶの４つの弁の開口面積と同じ間口面積を
得ようとした場合、周回路１１１ＩＣＣの単一の弁はリ
フト距［１ｃを必要とし、この単一の弁のリフト距離と
本発明により大幅に減少したリフト距離１ｖとを比較し
ている。
ｌ且旦皇」
ダクト１４の面積Ａ１と弁１１の総面積Ａ２を比較すれ
ば、ψ−のポート開口を横切る面積Ａ１の単一の弁に比
較して弁の場合とは異なり、４つの弁を使用ずれば（合
弁の周囲距離にリフト距離を掛は合わせてみて）、エン
ジンシリンダ内に流入する給気の流れにとって理想的な
面積を得るためのリフト距離は、単一の吸気ダクト１４
に据え付けた従来の単一の弁に比べて大幅に減少してい
ることが明らかである。これにより、弁のリフト距離が
減少して弁が吸気状態の下で長時間にわたり（長い間継
続して）ダクトの給気能力に見合う理想的な開口位置に
留まるようになるため、エンジンの体積効率が大幅に向
上することになる。ダクト面積、複数のポート（弁座）
の総面積および理想的な弁の開口面積は大きさがほぼ一
致しており、このため速度および合流コンシステンシを
一定に保つことができ、また理想的な給気流通面積を維
持して給気工程時のシリンダ内部における給気流通体積
を大きくすることができる。
ば、ψ−のポート開口を横切る面積Ａ１の単一の弁に比
較して弁の場合とは異なり、４つの弁を使用ずれば（合
弁の周囲距離にリフト距離を掛は合わせてみて）、エン
ジンシリンダ内に流入する給気の流れにとって理想的な
面積を得るためのリフト距離は、単一の吸気ダクト１４
に据え付けた従来の単一の弁に比べて大幅に減少してい
ることが明らかである。これにより、弁のリフト距離が
減少して弁が吸気状態の下で長時間にわたり（長い間継
続して）ダクトの給気能力に見合う理想的な開口位置に
留まるようになるため、エンジンの体積効率が大幅に向
上することになる。ダクト面積、複数のポート（弁座）
の総面積および理想的な弁の開口面積は大きさがほぼ一
致しており、このため速度および合流コンシステンシを
一定に保つことができ、また理想的な給気流通面積を維
持して給気工程時のシリンダ内部における給気流通体積
を大きくすることができる。
理論上では、吸引係数のような変数を事実上考慮に入れ
ないでも、ダクトの所面積に等しい総面積を備えた同一
面積の３つの弁を使用すれば同じダクトに単一の弁を設
けた場合に必要とされるリフト距離に比較して０．５７
倍のリフト距離で理想的な開口面積（弁のリフト面積が
ダクト面積に等しい状態に指す）が得られることになる
。４つの同じ弁を使用した場合には、リフト距離は単一
の弁に必ｇ１な距離の０．５０倍となる。概して、単一
の弁と比較して複数の弁の面積コンシステンシを一定に
保つのに必要なリフト距離は、用いられている同一面積
の弁の数の平方根の逆数に相当している。実際の製作に
あたっては、速度並びに吸引係数を含む多くの変数を考
慮に入れて、ダクトにとって理想的な所望の流通性が得
られるように面積を一致させる必要がある。
ないでも、ダクトの所面積に等しい総面積を備えた同一
面積の３つの弁を使用すれば同じダクトに単一の弁を設
けた場合に必要とされるリフト距離に比較して０．５７
倍のリフト距離で理想的な開口面積（弁のリフト面積が
ダクト面積に等しい状態に指す）が得られることになる
。４つの同じ弁を使用した場合には、リフト距離は単一
の弁に必ｇ１な距離の０．５０倍となる。概して、単一
の弁と比較して複数の弁の面積コンシステンシを一定に
保つのに必要なリフト距離は、用いられている同一面積
の弁の数の平方根の逆数に相当している。実際の製作に
あたっては、速度並びに吸引係数を含む多くの変数を考
慮に入れて、ダクトにとって理想的な所望の流通性が得
られるように面積を一致させる必要がある。
例えば、理論上ではダクト直径が１、−６２５インチ（
４，１２８センチ）あれば、理想的な弁の開口面積に一
致させるために合弁に必要とされるリフト距離は０．４
００インチ（１，０１６センチ）となる。４つの弁が使
われ、これら弁の各々が０．４０６インチ（１，０３”
ｌセンチ）の半径を備えている場合には、理想的な弁の
開口面積に一致させるために合弁に必要とされるリフト
・距離は０．２００インチ（０，５０８センチ）となる
。
４，１２８センチ）あれば、理想的な弁の開口面積に一
致させるために合弁に必要とされるリフト距離は０．４
００インチ（１，０１６センチ）となる。４つの弁が使
われ、これら弁の各々が０．４０６インチ（１，０３”
ｌセンチ）の半径を備えている場合には、理想的な弁の
開口面積に一致させるために合弁に必要とされるリフト
・距離は０．２００インチ（０，５０８センチ）となる
。
このことは、４つの弁のリフト距離が０．２００インチ
（０，５０８センチ）に達すると、これら弁は理論的に
見て理想的なダクト面積に等しい開口面積を形成してい
ることになる。４つの弁のリフト距離が０．２００イン
チ（０，５０８センチ）であるため、これら弁の吸気工
程時に従来の中−の弁が０．４００インチ（１，０１６
センチ）に達するよりも速やかに前述したリフト距離に
到達することができ、理想的な面８％／流量の持続時間
はこれら４つの弁により大幅に延長され、体積効率を改
善することができる。
（０，５０８センチ）に達すると、これら弁は理論的に
見て理想的なダクト面積に等しい開口面積を形成してい
ることになる。４つの弁のリフト距離が０．２００イン
チ（０，５０８センチ）であるため、これら弁の吸気工
程時に従来の中−の弁が０．４００インチ（１，０１６
センチ）に達するよりも速やかに前述したリフト距離に
到達することができ、理想的な面８％／流量の持続時間
はこれら４つの弁により大幅に延長され、体積効率を改
善することができる。
尚、シリンダヘッドハウジングの製作にあたり、吸気ダ
クト、各ダクト用の′ａ数のポートは従来方法を利用す
るかまたは屓存のシリンダヘッドを使用して鋳造するこ
ともできる。またポートまたは部分的なポート開口を持
つプレート状部材を各ダクト開口を横切って取り付ける
こともできる。
クト、各ダクト用の′ａ数のポートは従来方法を利用す
るかまたは屓存のシリンダヘッドを使用して鋳造するこ
ともできる。またポートまたは部分的なポート開口を持
つプレート状部材を各ダクト開口を横切って取り付ける
こともできる。
これまではオーバーヘッド弁エンジンについて説明して
きたが、本発明は、ブロック構造の弁以外のその他の吸
入ポペット弁エンジン構造にも使用することができる。
きたが、本発明は、ブロック構造の弁以外のその他の吸
入ポペット弁エンジン構造にも使用することができる。
これら複式弁は同時に開口できるが、順番に開口させて
もよいことを理解しておく必要がある。
もよいことを理解しておく必要がある。
当業者であれば、本発明の範囲ならびに精神から逸脱す
ることなく本発明を如何様にも修正できることは明らか
である。例えば、本川ｍ書で説明した実施例の寸法は性
能に合わせてどのようにでも変更することができる。
ることなく本発明を如何様にも修正できることは明らか
である。例えば、本川ｍ書で説明した実施例の寸法は性
能に合わせてどのようにでも変更することができる。
第１図は、本発明の好ましい実施例を示した縦断面図で
ある。 第２図は、本発明の実施例を示す横断面図である。 第３図は、本発明の実施例の底面図である。 第４ａ図は、弁の間口面積をダクト面積とポート面積に
比較する幾何学形状を描いた図である。 第４ｂ図は、円周距離がＣｖの４つの弁と同じ開口面積
を得るために周囲距離がＣＣの単一の弁の必要とするリ
フト距１ｍ１１ｃと、′本発明により大幅に減少したリ
フト距１１１１１Ｖを比較した図である。 １０・・・配ｕＪポペット弁：１１・・・吸気ポペット
弁；１２・・・弁のステム；１３・・・弁ガイド；１４
・・・吸気ダクト；１５・・・給気源；１６・・・エン
ジンシリンダ＝１７・・・吸気ポート：１８・・・弁座
表面；１９・・・カム；２０・・・弁のディスク；２１
・・・弁のスプリング：２２・・・シリンダヘッド；２
２Ａ・・・セグメント；２３・・・エンジンブロック。
ある。 第２図は、本発明の実施例を示す横断面図である。 第３図は、本発明の実施例の底面図である。 第４ａ図は、弁の間口面積をダクト面積とポート面積に
比較する幾何学形状を描いた図である。 第４ｂ図は、円周距離がＣｖの４つの弁と同じ開口面積
を得るために周囲距離がＣＣの単一の弁の必要とするリ
フト距１ｍ１１ｃと、′本発明により大幅に減少したリ
フト距１１１１１Ｖを比較した図である。 １０・・・配ｕＪポペット弁：１１・・・吸気ポペット
弁；１２・・・弁のステム；１３・・・弁ガイド；１４
・・・吸気ダクト；１５・・・給気源；１６・・・エン
ジンシリンダ＝１７・・・吸気ポート：１８・・・弁座
表面；１９・・・カム；２０・・・弁のディスク；２１
・・・弁のスプリング：２２・・・シリンダヘッド；２
２Ａ・・・セグメント；２３・・・エンジンブロック。
Claims (8)
- （１）４サイクル内燃機関の単一の吸気ダクトに使用す
る複式ポペット弁の配列構造にして、３つまたはそれ以
上のポペット弁と、 エンジンシリンダと、 燃焼チャンバに流体連絡した少なくとも１つの吸気ダク
トを持つシリンダヘッドと、 前記ポペット弁に連絡している、これらポペット弁の各
々を開閉するための手段とを有し、前記吸気ダクトは前
記エンジンシリンダ内に連絡している３つまたはそれ以
上の開口を備え、これらの開口は、前記３つまたはそれ
以上のポペット弁を着座させるために周囲に沿ってポペ
ット弁座を備えており、開口の全面積は、吸気ダクトの
給気フロー特性を改善するように、前記単一の吸気ダク
トの断面積にほぼ一致する大きさを備え、複式弁体の円
周距離の合計値がダクトの円周距離の１．４倍またはそ
れ以上の倍率にわたり大きくされている、複式ポペット
弁の配列構造。 - （２）請求項１に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 各々のポペット弁体の面積と弁座の中心線におけるそれ
ぞれの開口の面積が互いに等しい複式ポペット弁の配列
構造。 - （３）請求項１に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 前記ポペット弁および開口の数が４つである複式ポペッ
ト弁の配列構造。 - （４）請求項３に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 吸気ダクトの円周距離が弁体の円周距離を合計したもの
の２分の１である複式ポペット弁の配列構造。 - （５）４サイクル内燃機関の単一の吸気ダクトに使用す
る複式ポペット弁の配列構造にして、３つまたはそれ以
上の吸気ポペット弁と、 エンジンシリンダと、 給気送り用の単一の吸気ダクト、並びに当該単一の吸気
ダクトおよびエンジンシリンダに流体連絡している３つ
またはそれ以上のポートを備え、吸気ダクトの断面積が
ほぼ前記ポートの総面積に等しくされているシリンダヘ
ッド本体と、 前記ポペット弁に連絡している、これらポペット弁のリ
フト動作および閉鎖を行なうための手段とを有し、前記
リフト手段は、吸気操作の行なわれている時期にリフト
距離を少なくとも理想的な間隔に保つ大きさに作られて
おり、その結果、弁の総開口面積がポートの総面積にほ
ぼ等しくされている、複式ポペット弁の配列構造。 - （６）請求項５に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 当該ポペット弁の円周距離がダクトの１．４倍またはそ
れ以上の倍率にわたり大きくされている、複式ポペット
弁の配列構造。 - （７）請求項５に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 ４つの弁と４つのポートが使用されている複式ポペット
弁の配列構造。 - （８）請求項５に記載の複式ポペット弁の配列構造にお
いて、 前記ダクトに使用されてきた単一の弁に比べて、理想的
な流量および間隔を得る上で必要な弁のリフト量は、用
いられている弁の数の平方根の逆数に相当する比率で減
少するようにした、複式ポペット弁の配列構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US299987 | 1989-01-23 | ||
| US07/299,987 US4907554A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Multiple intake poppet valve array for a single port |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271029A true JPH02271029A (ja) | 1990-11-06 |
| JP2672167B2 JP2672167B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=23157179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012393A Expired - Lifetime JP2672167B2 (ja) | 1989-01-23 | 1990-01-22 | 複式ポペット弁の配列構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4907554A (ja) |
| EP (1) | EP0380218B1 (ja) |
| JP (1) | JP2672167B2 (ja) |
| DE (1) | DE69004981T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5205259A (en) * | 1991-08-30 | 1993-04-27 | Caterpillar Inc. | Modified cylinder head |
| US5365894A (en) * | 1991-09-03 | 1994-11-22 | Caterpillar Inc. | Valve actuation device |
| DE4413508A1 (de) * | 1994-04-19 | 1995-10-26 | Opel Adam Ag | Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig zu betätigende Hubventile für den Gaswechsel einer Brennkraftmaschine |
| JPH08200075A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃焼室 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638520A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-13 | Honda Motor Co Ltd | Four-cycle internal combustion engine |
| JPS5641419A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-18 | Honda Motor Co Ltd | Four-cycle internal combustion engine |
| JPH0658088B2 (ja) * | 1984-03-15 | 1994-08-03 | ヤマハ発動機株式会社 | ４サイクル内燃機関の吸気装置 |
| US4617896A (en) * | 1985-03-14 | 1986-10-21 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having three intake valves per cylinder |
| US4667636A (en) * | 1985-03-22 | 1987-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel injection type internal combustion engine |
| GB8605619D0 (en) * | 1986-03-07 | 1986-04-16 | Valentine B C | Poppet valve assemblies |
| JPS62228622A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンの吸気装置 |
| US4765287A (en) * | 1987-11-02 | 1988-08-23 | Taylor Bill A | Slide valve apparatus for internal combustion engine |
-
1989
- 1989-01-23 US US07/299,987 patent/US4907554A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-12 EP EP90300371A patent/EP0380218B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-12 DE DE69004981T patent/DE69004981T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-22 JP JP2012393A patent/JP2672167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4907554A (en) | 1990-03-13 |
| JP2672167B2 (ja) | 1997-11-05 |
| EP0380218A1 (en) | 1990-08-01 |
| EP0380218B1 (en) | 1993-12-08 |
| DE69004981T2 (de) | 1994-06-23 |
| DE69004981D1 (de) | 1994-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970624 |