JPH03160114A - 多弁式エンジンの吸気装置 - Google Patents

多弁式エンジンの吸気装置

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JPH03160114A
JPH03160114A JP1300001A JP30000189A JPH03160114A JP H03160114 A JPH03160114 A JP H03160114A JP 1300001 A JP1300001 A JP 1300001A JP 30000189 A JP30000189 A JP 30000189A JP H03160114 A JPH03160114 A JP H03160114A
Authority
JP
Japan
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intake
valve
engine
cylinder
intake port
Prior art date
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Pending
Application number
JP1300001A
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English (en)
Inventor
Noboru Hashimoto
昇 橋本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP1300001A priority Critical patent/JPH03160114A/ja
Publication of JPH03160114A publication Critical patent/JPH03160114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F02F1/4221Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder particularly for three or more inlet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

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) 本廓発明は、l気簡当り3つ以上の吸気弁を備えた多弁
式エンジンの吸気装置に関するものである。
(従来の技術) 例えば吸気1弁、排気1弁の2弁タイプのエン/ンでエ
ンジン回転数を高めようとしても吸気弁の開口面積が不
足して高速域が伸びず、パワーも出ない。
そこで、吸気弁の方を2弁にして3弁構造(但し、υI
気弁の弁径一定)にすると、吸気充填量は向上するが、
一方υ1気抵抗の方が高くなって、やはり高速域が伸び
ない。
このような問題を解決するものとして、最近では例えば
実開昭63−14830号公報に示されるように吸気3
弁、排気2弁の5弁タイプの吸気装置を採用したエンジ
ンが提案されている。このように5弁構造にすると、吸
気弁の開口面積が増大して吸気抵抗が減少することは素
より、燃焼室の形状が良好となって圧縮比を十分に高く
することができ、また排気バルブの開口面積も広くなっ
てυ1気抵抗も減少するので、吸気充填効率、掃気性能
共に高まり高回転化が可能となり、かつ出力ら向」二す
るようになる。
しかも、このように3つ以上の吸気弁が設けられた工冫
ジンにおいては、吸気弁ないし吸気ポートの形状や配設
位置並びに開閉タイミング等の各種仕様を個別的にある
程度白山に設定することができるので、そのように各吸
気弁ないし吸気ポートの仕様を工夫することによって、
上記エンジン出力特性や燃費性能の向上を更に図ること
ができるといった利点が生しる。
例えば、上記の特開昭63−14830号公報に開示さ
れた3吸気弁式エンジンにおいては,所定の低負1:9
・低回転域では所定゛の1つの吸気ポートを閉I1二し
、ヘリカル形状に形成された(11の吸気ポートからエ
ンジン燃焼室内に吸気を流入させて同エンジン燃焼室内
にスワールを形戊し、同低負荷・低回転域での燃焼性の
向上を図る一方、他方高負伺・高回転域では上記閉止を
解除して全吸気ポートから燃焼室内に吸気を効率良く供
給して工冫ジン出力の向上を図るようにした吸気制御シ
ステムが採用されている。
そして、該従来技術の構成では、吸気3弁式のエンジン
において、燃料供給側の2つのポートをサイアミーズ型
に構戊する一方、他方サイアミーズでない残りのポート
をストレートに形成して途中に7ヤツターバルブを設け
た構或となっている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、」二述したようにスヮール形成用のヘリ力ル
ポートとセンターポートが単にサイアミーズ状態で並列
されている構造では、吸気行程で吸入され燃焼室に進入
する相互の吸気同士が干渉し合って燃焼室内混合気の成
層化を阻害する問題がある。
(課題を解決するための手段) 本廓発明は、上記の問題を解決することを目的としてな
されたものであって、少なくとも1気筒当り3つの吸気
弁とそれらにタJ応じた複数の吸気ポートとを備え、上
記複数の吸気ポートの何れかに燃料噴射弁を設けてなる
多弁式エンジンにおいて、上記3組の吸気ポートを、燃
料噴射弁を有し且つエンジンシリンダヘッドの略中央部
に開口する第1の吸気ポートと、低回転時に閉弁される
シ→,ター弁を備えた第2の吸気ポートと、上記第2の
吸気ポートとの間で上記第1の吸気ポートを挾むように
配置される第3の吸気ポートとによって構成する一方、
該第1〜第3の各吸気ポートのシノンタ垂直方向への間
口角の関係を、第1の吸気ポート〉第2の吸気ポート〉
第3の吸気ポートの関係に設定したことを特徴とするも
のである。
(作 用) 上記本願発明の多弁式エンジンの吸気装置の構成では、
シリングへノド略中央部に開口する第1の吸気ポート(
センターポート)と、低回転時に閉弁するシャソター弁
を設けた第2の吸気ポートと、該第2の吸気ポートとの
間で上記第1の吸気ポートを挟むように設けられた第3
の吸気ポートとによって3組の吸気ポートを形成し、そ
れらのシリンダに対する垂直方向の開口角を第3の吸気
ボ−トから第2、第1の吸気ポートにかけて順次大きく
なるように設定しているから、特に第2、第3の吸気ポ
ート間相互の吸気干渉がなくなり、半径方向に位置を異
にした効果的な渦流を形成するようになるのでスワール
の生成に支障がなくなるとともに燃料噴射弁を備えた第
1の吸気ポートからの噴射燃料は最も垂直角の大きい上
記第1の吸気ポートからシリンダ垂直軸方向にスムーズ
に供給されるようになり、シリンダボア周縁方向への拡
散が防止され戊層化が容易になる。
(発明の効果) 従って、本願発明の多弁式エンジンの吸気装置によると
、燃焼性能向上による低負荷時の燃費性能向上並びに高
負荷時の出力壇犬効果と全運転域における燃料の壁面付
着低減による排気エミッションの改善効果を共に実現す
ることができるようになる。
(実施例) 第1図〜第3図は、本願発明の実施例に係る多弁式エン
ジンの吸気装置の構戊を示している。
先ず、第1図ないし第3図を参照してその構成を説明す
ると、符号1はエンジン本体、2はシリンダブロック、
3は同シリンダブロック2内で往復動ずるピストン、4
は上記シリンダブロ,ク2−Lに固定された/リンダヘ
ノド、5は上記ピストン3と−L記ンリンダヘッド4と
.の間に形成されたエンジン燃焼室、6は同エンジン燃
焼室5の頂部のほぼ中央に配置された点火プラグを夫々
示している。そして、上記シリンダへノド4の内壁面に
は第1の吸気弁7、第2の吸気弁8、第3の吸気弁9か
らなる3個の吸気弁と、第1の排気弁10および第2の
排気弁1lからなる2涸の排気弁とか谷々配置されてい
る。第2の吸気弁8および第3の吸気弁9は、ほぼ同し
弁径を有し、第1の吸気弁7は第2の吸気弁8、第3の
吸気弁9よりちわずかに小さな弁径をして形成されてい
る。この第1の吸気弁7は上記エンジン燃焼室5のンリ
ング配列方向(第2図上下方向)中央部に配置され、ま
た同第1の吸気弁7の延長線上に位置して点火ブラグ6
が配置されている。上記シリンダへノド4内には、第1
の吸気通路12、第2の吸気通路t3、第3の吸気通路
l4からなる3個の吸気通路と、上記排気弁lO、11
を介してエンジン燃焼室5内に連結されたυF気通路1
5A,15Bとが各々形成されている。第1の吸気通路
l2、第2の吸気通路l3および第3の吸気通路14は
、閃示のように一対の薄肉隔壁1 6. 1 7により
互いに分離されて−L記ンリンダへ,ド4内を互いにほ
ぼ平行に延びている。また第1の吸気通路12は、−1
一記第2の吸気通路13、第3の吸気通路14よりちわ
ずかに小さな断面に形成されている。
そして、第1の吸気通路12、節2の吸気通路13 1
+;.びに第3の吸気通路14は、図示しないが吸気上
流側では同一・の吸気技管に連桔されて同吸気技着の内
部において互いに合流するようになっている。そして、
上記第3の吸気通路l4は第3の吸気弁9を介し,てエ
ンジン燃焼室5内に連結され、この第3の吸気通路l4
はストレートな構造を有してエンジン燃焼室5の接線方
向に開口しており、同燃焼室内に旋回流(スワール)を
発生させるようになっている。また第2の吸気通路13
は、第2の吸気弁8を介してエンジン燃焼室5内に連結
され、この第2の吸気通路l3も真直に延びるストレー
トポートとして形戊されている。該第2の吸気通路13
の入口部には吸気制御弁19が配置され、該吸気制御弁
19の弁軸は、第2の吸気通路l3を貫通して外部に延
びている。さらに第1の吸気通路12は、上記第1の吸
気弁7を介してエンジン燃焼室5内に連結されている。
そして、この第1の吸気通路12は上述の如く真っ直ぐ
に延びるストレートポートとして形戊されていて、該第
1の吸気通路12と上記第3の吸気通路9とは吸気上流
側でコモン化され、該コモン部の土壁部には燃料噴射弁
(フユーエルインジエクタ)21が配置されている。そ
して、この燃料噴射弁2lは、2噴口型のものとなって
おり、その2つの噴口から燃料が上記第1の吸気弁7と
第3の吸気弁9の各傘部の背面に向けて噴射されるよう
になっている。
また− 1’7 g+’!構成において、−L記第1の
吸気通路l2、第2の吸気通路13、第3の吸気通路l
4の各吸気ポート部のシリンダヘノド垂直軸(第1図の
tJ−D)方向への間口角(立ち角)01〜03は、第
1図から明らかなように、θ1〉θ,〉θ3の関係に設
定されている。
上記のような構造の本実施例のエンジンでは、例えば部
分負荷運転時には吸気行程の前半に空気のみが燃焼室5
内に供給され、吸気行程の後半に燃料噴射弁21が作動
して噴射燃料が燃焼室内に供給されるようになっており
、それによって燃焼室頂部に濃混合気層が形或される一
方、燃焼室下方には存薄混合気層が形成されることにな
って燃焼室内混合気が成層化せしめられる。その結果、
点火プラグ6周りには濃混合気が集まるために着火性が
向上する。またヘリカル構造をZ−rせず接線方向にス
トレートに開口した第3の吸気通路14から流入する空
気流によって燃焼室5内には旋回流(スワール)が発生
せしめられるので上記着火火炎を燃焼室内に急速に伝播
せしめることができるようになって燃焼状態が良好とな
る。
しかも、該場合において、上記スワール形戊ポートであ
る第3の吸気通路l4のシリンダ垂直方向への開口角θ
,は、逆方向に吸気が流入する上記第2の吸気通路l3
の同開口角θ,よりも小さく設定されているために吸気
流相互の干渉がなくしたがって旋回流が生じ易く、かつ
上記第1の吸気通路12は更にそれら両吸気通路13.
14よりも同開口角が大きいので該第1の吸気通路l2
からの吸気流によっては同旋回流が阻害されにくい。
また、そのように燃料か供給される上記第Iの吸気通路
12のンリング乗直方向への開口角Oが、−1二記第2
、第3の吸気通路1 3, + 4の同開口角0 !+
 0 3よりも大きく形代されている桔果、第3図に示
すように特にその混合気の流入角が大きくなって7リン
ダボア縦方向に流入するようになる。
この桔果、/リンダボアの半径方向外方への燃料の拡散
が防止され、確実に混合気を戊層化することが可能とな
る。その結果、更に燃焼性能が向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願発明の実施例に係る多弁式エンジンの吸
気装置の構戊を示すエンジンシリンダヘッド部の縦断而
図、第2図は、同水平断面図、第3レ1は、同吸気装置
の作用を示す説明図である。 1・・・・エンジン本体 2・・・・シリンタフロック 4・・・・/ソングヘッド 5・・・・エンジン燃焼室 6・・・・点火プラグ 7・・・・第1の吸気ポート 8・・・・箪2の吸気ポート 9・・・・第3の吸気ポート 12・・・第1の吸気通路 l3・・・第2の吸気通路 l4・・・笛3の吸気通路 l9・・・吸気制御弁 2l・・・燃料噴射弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、1気筒当り少なくとも3つの吸気弁とそれらに対応
    した複数の吸気ポートとを備え、上記複数の吸気ポート
    の何れかに燃料噴射弁を設けてなる多弁式エンジンにお
    いて、上記3組の吸気ポートを、燃料噴射弁を有し且つ
    エンジンシリンダヘッドの略中央部に開口する第1の吸
    気ポートと、低回転時に閉弁されるシャッター弁を備え
    た第2の吸気ポートと、上記第2の吸気ポートとの間で
    上記第1の吸気ポートを挟むように配置される第3の吸
    気ポートとによって構成する一方、該第1〜第3の各吸
    気ポートのシリンダ垂直方向への開口角の関係を、第1
    の吸気ポート>第2の吸気ポート>第3の吸気ポートの
    関係に設定したことを特徴とする多弁式エンジンの吸気
    装置。
JP1300001A 1989-11-17 1989-11-17 多弁式エンジンの吸気装置 Pending JPH03160114A (ja)

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JP1300001A JPH03160114A (ja) 1989-11-17 1989-11-17 多弁式エンジンの吸気装置

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JP1300001A JPH03160114A (ja) 1989-11-17 1989-11-17 多弁式エンジンの吸気装置

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JPH03160114A true JPH03160114A (ja) 1991-07-10

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ID=17879538

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JP (1) JPH03160114A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5551394A (en) * 1993-07-28 1996-09-03 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for engine
US6055958A (en) * 1994-02-17 2000-05-02 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Intake control system for generating tumble action

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5551394A (en) * 1993-07-28 1996-09-03 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for engine
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