JPH0315623A - 吸気３弁エンジン - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一つの燃焼室に吸気弁を３つ備えた吸気３弁エ
ンジンに関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車用エンジンにおいては、吸気ポート面積を
拡大して吸気充填効率を高めるという観点から、吸気弁
の多弁化が進められており、その中でも多弁化による効
果がもっとも高いものとして、例えば特開昭６１−２１
５４２２号公報に開示される如く一つの燃焼室に吸気弁
を３つ設けた吸気３弁エンジンが有る。

（発明か解決しようとする課Ｍ） 一般に吸気３弁エンジンにおいては、両端の吸気弁に挟
まれた部位、即ち中央の吸気弁近傍は吸気の流れが弱く
しかも燃焼室中央部に配置される点火プラグから最も遠
い位置であることから、未燃ガスがたまり易くエンドガ
スゾーンとなる。

ところが、上掲公知例のものにおいては、燃料共給をエ
ンドガスゾーンにある中央の吸気ポートから行うように
しているため、空気と燃料のミキシングが不十分となり
該部分のエンドガスゾーン化が益々助長され、結果的に
ＨＣが増加して排気エミッションの悪化を招くという問
題が生じることになる。

そこで本願発明は、吸気３弁エンジンにおいて、吸気側
のエンドガスゾーンを掃気しもって排気エミッションの
向上を図ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本願発明では、かかる課題を解決するための具体的手段
として、 （＋）　　請求項ｌ記載の発明では、燃焼室の平面方向
の一方側に３つの吸気ポートを、他方（１１＋１に排気
ポートをそれぞれ備えた吸気３弁エンジンにおいて、上
記各吸気ポートのうち、列設方向の中央．に位置する吸
気ポートを、両端に位置する吸気ボトよりも反排気側に
位置させる一方、燃焼室への燃料供給を主として上記両
端の吸気ポートから行い、上記中央の吸気ポートからは
希ＦＪ混合気又は空気を供給するようにしたことを特徴
とし、（２）請求項２記載の発明では、請求項ｌ記載の
発明において、各吸気ポートにそれぞれ設けられた各吸
気弁の開タイミングを、中央の吸気弁の開タイミングが
両端の吸気弁の開タイミングよりも早くなるように設定
したことを特徴としている。

（作　用） 本願発明ではこのような構成とすることによって、それ
ぞれ次のような作用が得られる。

（１）　　請求項ｌ記載の発明においては、中央の吸気
ポートから導入される希薄混合気または空気によって該
吸気ポート近傍が掃気され、該部分のエンドガスゾーン
化が可及的に抑制される。

（２）請求項２記載の発明においては、上記（ｌ）の作
用に加えて、中央の吸気弁が両端の吸気弁に先立って開
弁ずることにより、吸・排気弁オバラップ初期に燃焼室
内の高温の燃焼ガス（グイリューションガス）が中央の
吸気ポート内に吹き返され該吸気ポート内の空気又は希
薄混合気を暖める。そして、その後この゛燃焼ガスによ
り暖められた空気または希薄混合気が高志気流として燃
焼室内に吸入されるとき、両端の吸気ポートを通して燃
焼室内に供給される燃料と混合して該燃料の霧化が促進
される。

（発明の効果） 従って、本願発明の吸気３弁エンジンでは次のような効
果が得られる。

（１）　　請求項ｌ記載の発明では、中央の吸気ボトか
らの希薄混合気又は空気により該中央の吸気ポート近傍
が掃気されそのエンドガスゾーン化が防止されるところ
から、Ｈ　Ｃの発生が抑制されエンジンの排気エミッシ
ョン性能が向上する。

（２）請求項２記載の発明では、上記（１）の効果に加
えて、燃料の霧化促進により燃焼性の向上が図れる。

（実施例） 以下、添付図而を参照して本頼発明の好適な実施例を説
明する。

第１図には、本願発明の実施例にかかる自動車用エンジ
ンｌの要部断面図が、また第２図にはその燃焼室２周辺
の平面的な概示図（第１図の■■矢視図に相当する）が
それぞれ示されている。

このエンジンｌは、吸気３弁、排気２弁の多弁エンジン
であって、第ｌ図に示すようにピストンｌ３の上死点位
置において第２図に示すようにシリンダボアの形状に合
致した円形の燃焼室２を形成するようになっており、こ
の燃焼室２のほぼ中央部に点火プラグｌＯが配置されて
いる。

また、この燃焼室２の平面方向の一方側には、大口径の
第ｌ吸気ポート３１と第２吸気ポート３２をそれぞれ開
閉する第１吸気弁５と第２吸気弁６、及び該第ｌ，第２
吸気ポート５．６の間にあってこれらより小口径とされ
た第３吸気ポート３３を開閉する第３吸気弁７の三つの
吸気弁が配置されている。これら三つの吸気弁５　，６
　．７の内、両端に位置する第１，第２吸気弁５．６は
上記点火ブラグｌＯから同距離位置に位置しているが、
中央に位置する第３吸気弁７は上記第１．第２吸気弁５
．６よりも反排気側位置（即ち、点火プラグ１０からよ
り離れた位置）に位置している。

さらに、第３吸気弁７の直点火プラグＩＯ寄り位置には
、第１図及び第２図に示すように、燃焼室２の土壁部の
一部を燃焼室側に膨出させてなるガイド壁部２０が形成
されている。このガイド壁部２０は、第２図に示すよう
に、第３吸気ポート３３から燃焼室２側に導入された空
気（この実施例では、第３吸気ポート３３からは空気の
みを導入するようにしている）を破線矢印のようにその
両側に位置する第１．第２吸気弁５．６側に偏向案内し
得るような湾曲面形状とされている。

また、この第３吸気弁７は、第１吸気ポート３ｌと第２
吸気ポート３２との間に形成されるバルクヘッド２Ｉ内
にそのバルブステム２２を嵌押固定した状態で取り付け
られている。

一方、上記各吸気ポート３１．３２．３３の内、両端に
位置する第１．第２吸気ポート３１．３２は、その上流
側において合流し直接にインノエクタｌ２及びスロット
ルバルブ＋１を備えた主吸気通路ｌ５に接続されている
。これに対して、中央の第３吸気ポート３３は上記第ｌ
，第２吸気ポート３１．３２の下側に形成されており、
しかも上記１１の上流側において上記主吸気通路ｌ５か
ら分岐した副吸気通路ｌ６に接続されている。尚、この
実施例においては、上記インジェクターｌ２からの噴射
燃料が副吸気通路ｌ６側に流入するのを防止する観点か
ら、該副吸気通路１６の主吸気通路Ｉ５との分岐点を上
記インノエクターｌ２よりもかなり上流側に設定してい
る。

尚、上記インジェクタ−１２は、第２図に示すように、
上記第ｌ吸気弁５と第２吸気弁６の中間位置を通る中心
線Ｑ上に配置されており、該インノエクターｌ２から噴
射される燃料は第１吸気ボト３Ｉと第２吸気ポート３２
にほぼ均等に供給されるようになっている。また、上記
第３吸気ボト３３及び副吸気通路ｌ６とも、該中心線江
と同軸上において平行に延びている。

一方、燃焼室２の他方側には、第１排気ポート４ｌを開
閉する第１排気弁８と第２排気ポートを開閉する第２排
気弁９とがそれぞれ配置されている。尚、各排気ポート
４１．４２はその下流側において合流し排気通路４０に
接続されている。

このように構成されたエンジン１においては、吸入行程
時には、燃焼室２に対して、第ｌ，第２吸気ポート３１
．３２から空気と燃料の混合気が、また第３吸気ボ−ト
３３からは空気のみがそれぞれ導入される。

この場合、第３吸気ポート３３が第１．第２吸気ポート
３１．３２よりも反排気側位置に開口しており、しかむ
該第３吸気ポート３３からは空気しか導入されないため
、この第３吸気ポート３３からの導入空気によって第３
吸気弁７近傍（即ち、多量の，昆合気導入を行う第１，
第２吸気弁５．６の間にあって比較的気流流速が遅くし
から点火ブラグｌＯから最も遠い部位）が掃気される（
換言すれば、この部分への燃料の進入が未然に防止され
る）。従って、この部分のエンドガスゾーン化が可及的
に防止されそれだけＨ　Ｃの発生が抑制されるものであ
る。

また、この実施例では、各吸気弁の開タイミングを、第
１．第２吸気弁５．６よりも第３吸気弁７の方が早くな
るように設定しているため、第１．第２吸気ポート３１
．３２から導入される燃料の霧化作用が促進される。即
ち、吸・排気弁のオバラップ初期において第３吸気ポー
ト３３内に逆流した高温の燃焼ガス（グイリューノヨン
ガス）によって該第３吸気ポート３３内の空気が昇温さ
れ、その後この高温空気が燃焼室２に吸入されたとき、
これが第１２第２吸気ポート３１．３２から導入された
燃料と混合し該燃料の霧化を促進するものである。従っ
て、混合気の着火安定性が良好となり、ＨＣの抑制、燃
費性能あるいはエンジン出力の向上等が図れるものであ
る。

尚、この実施例においては、第３吸気弁７の直前方側に
ガイド壁部２０を設けているため、第３吸気ポート３３
から導入される空気がスムーズに第１．第２吸気弁５．
６側に流れ、これにより上述の第３吸気ポート３３から
導入される空気による掃気作用及び燃料の霧化作用がよ
り一層促進されるものである。

また、第３吸気弁７のパルブステム２２をバルクヘソド
２１に設けているため、主吸気通路ｌ５から第１吸気ポ
ート３ｌと第２吸気ポート３２に分流する吸気の流れが
この第３吸気弁７のバルブステム２２によって阻害され
るということがなく、吸気抵抗の低減が可能となる。

さらに、この実施例では、第３吸気ポート３３を点火プ
ラグｌＯとインジェクタ−１２を結ぶ直線Ｑと同軸上で
平行に形成しているが、本願発明はこのような構成に限
定されるものではなく、例えば第２図に鎖線図示するよ
うに上記直線Ｑから側方にオフセットさせ且つそのスロ
ート部３３ａを庸曲させて第１吸気弁５側に指向させる
ようにしてもよい。このようにすることにより、該第３
吸気ポート３３から導入される空気でエンドガスゾーン
を掃気する他に、燃焼室２内にスワール流を発生させて
燃料のミキシング作用の促進、火炎伝播の促進をも図る
ことができ、燃焼性能の向上に寄与できることになる。

尚、この場合、インジェクタ−１２が上記直線α上に配
置されたままであると、第１吸気弁５　Ｉｌ＋と第２吸
気弁６側にほぼ同量の燃料しか供給されないため、スワ
ール発生側の第１吸気弁５近傍はスワール下流側の第２
吸気弁６近傍に比して混合気濃度が希薄となる。このた
め、このように第３吸気ポート３３をオフセットさせる
場合には、第２図に鎖線図示するように、インジエクタ
ーｌ２の取り付け位置を上記第３吸気ポート３３と反対
方向，にオフセットさせてインノエクターｌ２からの燃
料供給量そのものを第１吸気弁５側のほうが第２吸気弁
６側よりも多くなるようにし、もって該両弁５，６近傍
の混合気濃度のアンバランスを解消するようにすればよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例にかかる吸気３弁エンジンの
要部縦断而図、第２図は第１図のｎ一■矢視図である。 ｌ・・・・・エンジン ２・・・・・燃焼室 ５〜７・・・・吸気弁 ８．９・・・・排気弁 １０・・・・点火プラグ １　ｌ　・　・ ｌ　２　・　・ ｌ　５　・　・ ｌ　６　・　・ ２　０　・　・ ２　１　・　・ ２　２　・　・ ３１〜３３・ ・スロットルバルブ ・インジェクタ ・主吸気通路 ・副吸気通路 ・ガイド壁部 ・バルクヘッド ・バルブステム ・吸気ポート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼室の平面方向の一方側に３つの吸気ポートを、
   他方側に排気ポートをそれぞれ備えた吸気３弁エンジン
   であって、上記各吸気ポートのうち、列設方向の中央に
   位置する吸気ポートを両端に位置する吸気ポートよりも
   反排気側に位置させる一方、燃焼室への燃料供給を主と
   して上記両端の吸気ポートから行い、上記中央の吸気ポ
   ートからは希薄混合気又は空気を供給するようにしたこ
   とを特徴とする吸気３弁エンジン。 ２、各吸気ポートにそれぞれ設けられた各吸気弁の開タ
   イミングを、中央の吸気弁の開タイミングが両端の吸気
   弁の開タイミングよりも早くなるように設定したことを
   特徴とする請求項１記載の吸気３弁エンジン。