JPH0324835Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は一気筒に二個の吸気弁を有する複吸気
弁エンジンに関する。

従来の技術 高出力化の傾向の中で種々のタイプの複吸気弁
エンジンが開発されてきている。例えば、実公昭
57−52331号公報や特公昭52−16521号公報には、
第１の吸気弁を備えて空気又は希薄混合気を供給
する第１の吸気ポートと、第２の吸気弁を備えて
濃混合気を供給する第２の吸気ポートとを有し、
これらの各吸気ポートの燃焼室への開口部周辺に
堰を形成し或いはピストン頂部に凹所を設けて第
２の吸気ポートからの濃混合気が拡散しないよう
にした空燃比層状着火エンジンが記載されてい
る。これらの吸気ポートの１つは燃焼室内にスワ
ールを生成するようになつている。又、特公昭47
−24041号公報には、ポート内に流量制御弁を備
えたエンジンが記載されている。

一方、本願出願人は特願昭59−69176において、
それぞれに主及び副吸気弁を配置した主及び副吸
気ポートを有し、副吸気ポートにエンジンの負荷
に応じて開閉されることのできる吸気制御弁を配
置するとともに該吸気制御弁と副吸気弁との間に
燃料噴射弁を備え、副吸気弁の開弁時期を主吸気
弁の開弁時期により遅らすことによつて、最初に
主吸気ポートから空気のみを吸入し、次ぎに遅れ
て開弁される副吸気ポートから混合気を吸入する
ようにして燃焼室内に空燃比の成層化を図つてい
る。この場合、吸気制御弁の存在は重要であり、
吸気制御弁が閉じているときに吸気制御弁と閉じ
ている副吸気弁との間に或る圧力を保持すること
ができ、この圧力によつて副吸気弁が開かれたと
きにこれらの弁間にある濃混合気が燃焼室内に押
出されることができる。

一方、本考案は可変バルブリフト機構を採用す
るものである。可変バルブリフト機構について
は、実開昭56−103638号公報に示されるようにプ
ロフイールの異なつた２個のカムの間でロツカー
アームを移動させるもの、特公昭48−8939号公報
に示されるように三次元的立体カムを軸方向に移
動可能としたもの、特開昭57−44716号公報に示
されるようにカムの代わりに電磁石を用いたも
の、或いは、内燃期間vol20，No.250（1981／６）
に示されるように副吸気通路３の燃料噴射弁３０
下流にロータリー弁を設けてタイミングの切替え
を行なうもの、その他が知られている。本発明に
はこれらの公知の可変バルブリフト機構が使用可
能である。

考案が解決しようとする問題点 本考案は前述した本願出願人による先願の複吸
気弁エンジンを改善することを目的とするもので
ある。前述したように、先願においては、空燃比
の成層化を達成するために燃料噴射弁を配設した
副吸気ポートの副吸気弁の開弁時期を主吸気弁と
比べて遅くしている。これにより、低回転、低負
荷時において希薄空燃比による燃焼が可能となつ
たが、その反面、大量の空気を必要とする高回
転、高負荷時に、実際の吸入空気量が予期したも
のより小さくなり、最大出力を増大させるために
は副吸気ポートを大きくしなければならないとい
う問題が生じた。

問題点を解決するための手段 本考案においては、少なくとも副吸気弁に可変
バルブリフト機構を採用し、副吸気弁の開閉時期
が低回転、低負荷時には主吸気弁の開閉時期より
遅れて設定され、且つ高回転、高負荷時には主吸
気弁の開閉時期に近い時期に設定されるようにし
たものである。これにより、低回転、低負荷時の
成層希薄燃焼が達成されるとともに、高回転、高
負荷時には大量の空気を吸入することができるよ
うになつて出力を増大せしめることができるよう
になる。

実施例 第１図及び第２図において、１はシリンダヘツ
ド、２は吸気マニホールド、３はスロツトル弁で
ある。シリンダヘツド１には図示しないシリンダ
ブロツク及びピストンとの間に燃焼室４が形成さ
れ、燃焼室４には吸気マニホールド２の各気筒に
向かう枝管に通じている主吸気ポート５と副吸気
ポート６が開口している。燃焼室４に臨んで、主
吸気ポート４には主吸気弁７が、副吸気ポート６
には副吸気弁８がそれぞれに配置される。燃焼室
４にはさらに点火プラグ９が配置される。主吸気
ポート５は燃焼室４内でスワールを生成すべく形
成された公知のスワールポートである。

副吸気ポート６には吸気制御弁１０が配置さ
れ、この吸気制御弁１０は副吸気ポート１０を全
開と全閉にすることのできるロータリー弁であ
り、その弁軸がリンク機構１１を介してアクチユ
エータ１２に連結される。アクチユエータ１２は
負圧作動式であり、その動作負圧が吸気マニホー
ルドからバキユームタンク１３及び電磁弁１４を
介して供給されるようになつており、電磁弁１４
は制御装置１５により制御される。制御装置１５
は図示しないセンサからの検出信号に基いて第４
図のＧ及び第５図のｉにより示されるエンジン高
回転、高負荷時に吸気制御弁１０を開かせ、低回
転、低負荷時に吸気絞り弁１０を閉じさせる。吸
気絞り弁１０が閉じているときには、副吸気ポー
ト６からの燃焼室４への空気の供給は行われな
い。

燃料噴射弁１６は副吸気通路６に副吸気弁８と
吸気制御弁１０との間において配置される。燃料
噴射弁１６は吸気制御弁１０の開閉にかかわらず
常時作動し、従つて、副吸気弁８が開弁したとき
に燃焼室４に燃料が供給されることになる。燃料
噴射時期は吸気工程以外の時期に設定されるのが
好ましく、或いは全気筒同時噴射とされるのが好
ましい。いずれの場合にも、閉じている副吸気弁
８の背後で燃料が噴射されてそこで気化すること
が好ましく、燃料が燃料噴射弁１６から直接的に
燃焼室４に噴射されるのは好ましくない。

本考案においては、第１図に示されるように副
吸気弁８の開弁時期を可変とするために可変バル
ブリフト機構が設けられている。第１図に示す実
施例においては、主および副吸気弁７，８を駆動
するためのカム１７，１８が共通のカム軸１９に
取付けられるとともに、副吸気弁８を駆動するた
めのカム１８が軸線方向に二段に形成されたカム
エレメント１８ａ，１８ｂにより形成され、さら
にカム軸１９が軸線方向に可動に支持されてい
る。カム軸１９を軸線方向に駆動する手段は省略
されているが、公知の技術を利用して回転数、負
荷に応じてカム軸１９を第１図において矢印によ
り示されるように移動させることができる。この
移動の家庭において、カム１７は常時主吸気弁７
のバルブリフタに係合するが、カム１８はそのカ
ムエレメント１８ａ，１８ｂの一方が副吸気弁８
のバルブリフタに係合する。カムエレメント１８
ａ，１８ｂは相互にカムプロフイールが変えてあ
り、従つて、いずれのカムエレメント１８ａ，１
８ｂが係合するかによつて副吸気弁８の開弁時期
が変化する。尚、副吸気弁８の開弁時期を可変と
するためには実施例に限らず、前述したようにロ
ツカーアームを移動させたり或いは電磁石を用い
たりした公知の可変バルブリフト機構が使用可能
である。

第３図の曲線ａはエンジン低回転、低負荷時に
おける（カムエレメント１８ａが係合していると
きの）副吸気弁８のバルブリフト特性を示し、曲
線ｂは主吸気弁７のバルブリフト特性を示すもの
である。副吸気弁８の高回転、高負荷時のバルブ
リフト特性は係合するカムエレメントが１８ａか
ら１８ｂに変化することによつて曲線ａから変化
し、このときの副吸気弁８のバルブリフト特性は
主吸気弁７のバルブリフト特性曲線ｂと全く等し
くなるようになつている。しかしながら、このと
きの副吸気弁８のバルブリフト特性が主吸気弁７
のものと全く等しくされる必要はなく、これらが
ほとんど同一或いはこれらが相互に近いように設
定されることが必要である。尚、第３図におい
て、曲線Ｘは排気弁のバルブリフト特性を示し、
直線Ｚはこの領域において燃料が噴射されるのが
好ましいことを示す。

第３図において、主吸気弁７は曲線ｂの特性で
示されるように排気行程の末期に排気弁とオーバ
ーラツプしつつ点Ａにて開弁され、圧縮行程の初
期に点Ｄにて閉弁される。副吸気弁８は低回転、
低負荷時には曲線ａの特性で示されるように主吸
気弁７の開弁時期Ａより遅れた吸気行程の半ばの
点Ｃにて開弁し、圧縮行程において主吸気弁７の
閉弁時期Ｄより遅れた点Ｅにて閉弁する。低回
転、低負荷時には、吸気制御弁１０は閉じてお
り、従つて、主吸気弁７が開弁すると、ヘリカル
状に形成されたポート特性により燃焼室４にスワ
ールを生成しつつ空気が吸入され、この間にピス
トンが下降していく。従つて、燃焼室４内にはピ
ストン付近においてスワールを有する空気のみが
存在することになる。一方、副吸気弁８は前回圧
縮行程中に閉じられていたので閉じられた吸気制
御弁１０との間の密封空間に圧力が保持されてお
り、その中に噴射された燃料は十分に気化して濃
混合気となつている。このような状態で、副吸気
弁８が主吸気弁７より遅れて開弁すると、濃混合
気が前述した圧力によりゆるやかに燃焼室４に流
入する。従つて、ピストン付近には主に空気が存
在し、シリンダヘツド近くには濃混合気が主に存
在することになる。この副吸気ポート６からの濃
混合気はさらに主吸気ポート５からの空気に混合
されつつスワールにのつて下降するが、主吸気弁
７の閉弁時期が副吸気弁８の閉弁時期より早いた
めに、最終的にはシリンダヘツド付近が最も濃い
状態となり、点火栓９はこの最も濃い位置におい
て容易に着火させることができ、この火災がピス
トンに向かつて拡がつていく。かくして良好な空
燃比の成層化が達成され、全体的に見れば相対的
に希薄な空燃比での良好な燃焼が可能になる。

エンジン回転数や負荷が定められた値より大き
くなると（第４図Ｇ、第５図ｉ）、吸気制御弁１
０が開かれるとともに副吸気弁８の開閉時期が主
吸気弁７と同一時期になる。そこで、副吸気ポー
ト６から大量の空気が吸入されるようになり、良
好な軸トルク、出力を得ることができる。尚、吸
気制御弁１０と副吸気弁８の切換タイミングは必
ずしも同時である必要はない。

考案の効果 以上説明したように、本考案によれば低回転、
低負荷時に良好な希薄燃焼を行うことができると
ともに高回転、高負荷時には大きな出力を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による複吸気弁エンジンの弁駆
動系を示す図、第２図は本考案による副吸気弁エ
ンジンの構成図、第３図は主及び複吸気弁のバル
ブリフト特性図、第４図及び第５図は高回転、高
負荷領域を示す図である。 ５……主吸気ポート、６……副吸気ポート、７
……主吸気弁、８……副吸気弁、１０……吸気制
御弁、１６……燃料噴射弁、１７，１８……カ
ム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一気筒の燃焼室に主吸気ポートと副吸気ポート
   とを開口させ、これら主及び副吸気ポートの各々
   にそれぞれ主及び副吸気弁を配置し、さらに副吸
   気ポートにエンシジンの負荷に応じて開閉される
   ことのできる吸気制御弁を配置するとともに該吸
   気制御弁と副吸気弁との間に燃料噴射弁を配置し
   た複吸気弁エンジンにおいて、前記副吸気弁がエ
   ンジン回転数、負荷に応じて開閉時期を変化でき
   るように構成され、副吸気弁の開閉時期が低回
   転、低負荷時には主吸気弁の開閉時期より遅れて
   設定され、且つ高回転、高負荷時には主吸気弁の
   開閉時期に近い時期に設定されることを特徴とす
   る複吸気弁エンジン。