JPH03249308A - 吸気多弁付エンジン - 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、吸気多弁付エンジンに関し、特にシリンダに
３つの吸気弁かクランク軸方向に沿って設けられた吸気
多弁付エンジンに関する。

（従来の技術） 上記の吸気多弁付エンジンとしては、特開昭５７−１８
３５２７号公報に示されるように、中央の吸気弁がシリ
ンダのボア中心に配設され、中央及び両側に配設された
３つの吸気弁の弁軸と、排気弁の弁軸とがシリンダのボ
ア中心に対してエンジン幅方向に互いに反対方向へ傾斜
して配設され、上記３つの吸気弁は共に吸気用のカムシ
ャフトによりダイレクト駆動されるよう構成されたもの
が知られている。

この吸気多弁付エンジンは、中央の吸気弁をシリンダの
ボア中心に配設することによって混合気を燃焼室内へ円
滑に流入させると共に、３つの吸気弁を同方向へ傾斜さ
せ且つ吸気用のカムシャフトでダイレクト駆動すること
によって点火プラグの取付位置を確保しようとするもの
である。

（発明か解決しようとする課題） しかるに、混合気の燃焼性は燃焼室内において一様では
なく、ボア中心で燃焼し易い反面、ボア周縁部では燃焼
し難いという特性を有している。

このため、燃費の節約の観点からは、中央の吸気口から
リッチな混合気を供給し、両側の吸気口からリーンな混
合気を供給することが好ましい。

そこで、本発明者等は、シリンダに３つの独立した吸気
ポートを並設し、中央の吸気ポートをへりカルポートに
形成すると共に、その下流端をシリンダのボア中心で開
口させ、さらに該吸気ポートを開閉する吸気弁の弁軸を
シリンダの軸方向に配設して、中央の吸気ポートからリ
ッチな混合気を供給する一方、両側の吸気ポートからリ
ーンな混合気を供給することを考慮した。

この場合、中央の吸気ポートをヘリカルポートに形成し
、その下流端をボア中心で開口させるのは、ボア中心に
供給される混合気にスワールを発生させることにより、
ボア中心の周辺における混合気のＡ／Ｆを適正なものに
調整し、ボア中心にのみリッチな混合気が集中して燃焼
性か悪化することを防止するためである。

また、中央の吸気ポートを開閉する吸気弁の弁軸をシリ
ンダの軸方向に配設するのは、混合気をシリンダの軸方
向に導くことにより、ボア中心の周辺においてスワール
を均一に生成させるためである。

ところが、上記のような構造にすると、出力を維持しつ
つ燃費を節約することはできるが、中央の吸気弁の弁軸
がシリンダの軸方向に配設されているため、両側の吸気
弁を駆動させるカムシャフトのほかに、中央の吸気弁を
駆動させるカムシャフトが必要になるので、動弁機構が
複雑化すると共に、点火プラグや燃料噴射ノズル等のレ
イアウトか制約を受けるという新たな問題が発生した。

上記に鑑みて、本発明は、燃費の節約を図りつつ、動弁
機構のコンパクト化を図ると共に、点火プラグや燃料噴
射ノズル等のレイアウトの自由度を確保することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、中央吸気ポート
を開閉する第１吸気弁の弁軸をシリンダの軸方向に配設
すると共に、該第１吸気弁をロッカーアームを介して駆
動することにより、シリンダのボア中心を結ぶ線上に点
火プラグや燃料噴射用ノズル等を設けるためのスペース
を確保するものである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、シリンダに３つ
の独立した吸気ポートと該吸気ポートを開閉する３つの
吸気弁とがクランク軸方向に沿って並設された吸気多弁
付エンジンを対象とし、中央の吸気ポートはへりカルポ
ートに形成され、その下流端はシリンダのボア中心にて
開口しており、上記中央の吸気ポートを開閉する第１吸
気弁の弁軸はシリンダの軸方向に配設されている一方、
両側の吸気ポートを開閉する第２及び第３吸気弁の弁軸
と排気ポートを開閉する排気弁の弁軸とはシリンダボア
中心に対してエンジン幅方向に互いに反対方向へ傾斜し
て配設されており、上記第２及び第３吸気弁は吸気用カ
ムシャフトによりダイレクト駆動されるよう構成されて
いる一方、上記第１吸気弁は上記吸気用カムシャフト若
しくは上記排気弁を駆動する排気用カムシャフトにより
ロッカーアームを介して駆動されるよう構成されており
、上記第１吸気弁の近傍に点火プラグが配設されている
構成とするものである。

（作用） 上記の構成により、中央の吸気ポートはヘリカルポート
に形成され、その下流端はシリンダのボア中心で開口し
、該吸気ポートを開閉する第１吸気弁の弁軸はシリンダ
の軸方向に配設されているため、中央の吸気ポートから
リッチな混合気を供給し且つ両側の吸気ポートからリー
ンな混合気を供給することにより、燃焼性の良いボア中
心にリッチな混合気が導かれる一方、燃焼性か劣る周縁
部にリーンな混合気か導かれるので、エンジンの出力を
維持しつつ燃費の向上を図ることができる。

また、中央吸気ポートを開閉する第１吸気弁の弁軸はシ
リンダの軸方向に配設され、該第１吸気弁はロッカーア
ームを介して駆動される一方、両側吸気ポートを開閉す
る第２及び第３吸気弁の弁軸と排気ポートを開閉する排
気弁の弁軸とはエンジン幅方向に互いに反対方向へ傾斜
して配設されているため、第１吸気弁と、第２．第３吸
気弁と、排気弁とが互いに異なる方向に配設されている
にも拘らず、カムシャフトを３本設ける必要かないので
、シリンダのボア中心を結ぶ線上に、点火プラグや燃料
噴射ノズル等を設けるためのスペースを確保することが
できる。

さらに、第１吸気弁の近傍、つまり中央吸気ポートから
導かれるリッチな混合気の近傍に点火プラグが配設され
ているためエンジンの燃焼性が良好である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例に係る吸気３弁、排
気２弁を備えた吸気多弁付エンジンを示し、第１図はボ
ア中心の断面構造、第２図はボア周縁部の断面構造、第
３図は平面構造を各々示している。尚、これらの図は１
つのシリンダのみを代表して示しているが、他のシリン
ダも同じ構成である。

第１図及び第２図において、１０は図示していないシリ
ンダブロックの上に配設され、燃焼室１２を備えたシリ
ンダヘッドであって、該シリンダヘッド１０の上にはカ
ムハウジング１４が配設されている。

シリンダヘッド１０の左部には、クランク軸方向（第３
図における上下方向）に沿って並設され、シリンダ１６
内に混合気を導く、中央の第１吸気ポート１８と、両側
の第２．第３吸気ポート２０Ａ、２０Ｂとが各々設けら
れている。そして、第１図〜第３図に示すように、第１
吸気ポート１８は、その下流端１８ａが燃焼室１２の中
心部つまりシリンダ１６のボア中心に開口すると共にそ
の上流端がシリンダヘッド１０の左側壁に開口するよう
形成されている一方、第２．第３吸気ボート２ＯＡ、２
０Ｂは、その下流端２０ａ、２０ｂか燃焼室１２の左部
つまりシリンダ１６のボア左部に開口すると共にその上
流端かシリンダヘッド１０の左側壁に開口するよう形成
されている。

第１図に示すように、第１吸気ポート１８は、その下流
部が渦巻状に形成されてへりカルポートに形成されてい
ると共に、その下流端部１８Ｃの軸線はシリンダ１６の
軸線と一致するように構成されている。

第１吸気ポート１８には、その下流端１８ａを開閉する
第１吸気弁２２が設けられ、該第１吸気弁２２は、第１
吸気ポート１８の下流端１８ａに配置される弁体２２ａ
と該弁体２２ａから上方に延設された弁軸２２ｂとを有
しており、該弁軸２２ｂはシリンダ１６の軸方向に配設
されている。

以上のように、第１吸気ポート１８をヘリカルポートに
形成し、その下流端１８ａをシリンダ］６のボア中心で
開口させ、第１吸気弁２２の弁軸２２ｂをシリンダ１６
の軸方向と一致させたので、シリンダ１６のボア中心に
導かれる混合気にスワールが発生すると共に、該スワー
ルはホア中心の周辺において均一に生成される。このた
め、第１吸気ポート１８からリッチな混合気を供給し目
つ第２．第３吸気ポート２ＯＡ、２０Ｂからリーンな混
合気を供給すると、燃焼性の良いボア中心からその周辺
部にかけてはリッチな混合気か導かれる一方、燃焼性に
劣る周縁部にはリーンな混合気が導かれるので、エンジ
ンの出力を維持しつつ燃費の向上を図ることができる。

一方、第２図に示すように、第２．第３吸気ボート２Ｏ
Ａ、２０Ｂの下流端部２０ｃの軸線はシリンダ１６の軸
線に対して左方に傾斜しており、第２．第３吸気ポート
２ＯＡ、２０Ｂには、その下流端２０ａ、２０ｂを開閉
する第２吸気弁２４Ａ及び第３吸気弁２４Ｂが各々配設
されている。

そして、第２．第３吸気弁２４Ａ、２４Ｂは、各々第１
吸気弁２２と同様構造の弁体２４ａと弁軸２４ｂとを有
しており、該弁軸２４ｂはシリンダ］６の軸線に対して
左方に傾斜している。

第１図及び第２図に示すように、第１吸気弁２２の弁軸
２２ｂ及び第２．第３吸気弁２４Ａ、　　２４Ｂの弁軸
２４ｂは、各々シリンダヘッド１０に摺動自在に嵌装さ
れており、これによって第１第２．第３吸気弁２２．２
４Ａ、２４Ｂは各々シリンダヘッド１０に対して上下動
可能である。また、第１．第２．第３吸気弁２２．２４
Ａ、２４Ｂの弁軸２２ｂ、２４ｂの上端部には、円盤状
のアッパースプリングシート２６．２８が取り付けられ
、これらアッパースプリングシート２６，２８とシリン
ダヘッド１０との間にバルブスプリング３０３２が各々
縮装されていて、そのばね力により第１．第２．第３吸
気弁２２．２４Ａ、　２４Ｂは、各々上方つまり閉弁方
向に付勢されている。

第２図及び第３図に示すように、シリンダヘット１０の
右部には、クランク軸方向に沿って並設されシリンダ１
６内の排気を外部へ導く排気ポー）３４Ａ、３４Ｂか設
けられており、該排気ポート３４Ａ　　３４Ｂは、その
下流端３４ａ、３４ｂか燃焼室１２の右部つまりシリン
ダ１６の右部に開口すると共に、その上流端かシリンダ
ヘット１０の右側壁に開口するよう形成されている。

第２図に示すように、排気ポート３４Ａ、３４Ｂの下流
端部３４ｃの軸線はシリンダ１６の軸線に対して右方に
傾斜しており、排気ポート３４Ａ。

３４Ｂには、該排気ポート３４Ａ、３４Ｂの下流端３４
ａ、３４ｂを開閉する第１排気弁３６Ａ及び第２排気弁
３６Ｂか各々設けられている。そして、第１．第２排気
弁３６Ａ、３６Ｂは、第１吸気弁２２と同様構造の弁体
３６ａと弁軸３６ｂとを各々有しており、該弁軸２４ｂ
はシリンダ１６の軸線に対して右方に傾斜している。ま
た、第１゜第２排気弁３６Ａ、３６Ｂは、第１吸気弁２
２と同様にアッパースプリングシート３８及びバルブス
プリング４０が装着されて閉弁方向に付勢されている。

尚、前記実施例では、排気ポート３４Ａ、３４Ｂ及び排
気弁３６Ａ、３６Ｂは各々２つづつ設けられていたが、
排気ポート及び排気弁の数は適宜変更可能である。

次に、第１．第２．第３吸気弁２２．２４Ａ２４Ｂ及び
第１．第２排気弁３６Ａ、３６Ｂの動弁機構について説
明する。

第１図〜第３図に示すように、カムハウジング１４の左
部及び右部には、クランク軸方向に延びる吸気用カムシ
ャフト４２及び排気用カムシャフト４４が各々配設され
ている。これら吸気用及び排気用のカムシャフト４２．
４４は、図示しないエンジンの出力軸により駆動され、
吸気用カムシャフト４２は第１図及び第２図における時
計方向に、排気用カムシャフト４４は同図における反時
計方向に各々回転する。また、吸気用カムシャフト４２
には、第１．第２．第３吸気弁２２．　２４Ａ　　２４
Ｂに対応して第１．第２．第３吸気カム４２ａ、４２ｂ
、４２ｃが一体に形成され、排気用カムシャフト４４に
は、第１．第２排気弁３６Ａ、３６Ｂに対応して第１．
第２排気カム４４ａ。

４４ｂが一体に形成されている。

第２図に示すように、第２．第３吸気弁２４Ａ。

２４Ｂは吸気用カムシャフト４２によりカムハウジング
１４に嵌装された油圧式ラッシュアジャスタ４６を介し
てダイレクト駆動される。すなわち、油圧式ラッシュア
ジャスタ４６の蓋体４６ａの上面に取り付けられた摺動
部４６ｂが第２．第３吸気カム４２ｂ、４２ｃに接触し
ていると共に、上記蓋体４６ｂの下面から突出する押圧
部４６ｃが第２．第３吸気弁２４Ａ、２４Ｂの弁軸２４
ｂの上端面に当接しており、吸気用カムシャフト４２か
回転すると、第２．第３吸気カム４２ｂ、４２Ｃのリフ
ト量に応して油圧式ラッシュアジャスタ４６が上下動し
、この上下動に応じて第２．第３吸気弁２４Ａ、２４Ｂ
が第２．第３吸気ポート２０Ａ、２０Ｂの下流端２０ａ
、２０ｂを各々開閉する。

また、第２図に示すように、第１．第２排気弁３６Ａ、
３６Ｂは、排気用カムシャフト４４により、カムハウジ
ング１４に嵌装された油圧式ラッシュアジャスタ４８を
介して、上記第２．第３吸気弁２４Ａ、２４Ｂと同様ダ
イレクト駆動されて排気ポート３４Ａ、３４Ｂの下流端
３４ａ　　３４ｂを各々開閉する。

一方、第１図に示すように、第１吸気弁２２は吸気用カ
ムシャフト４２により、カムハウジング１４に揺動自在
に支持されたロッカーアーム５０を介して駆動される。

すなわち、ロッカーアーム５０の上部に設けられた摺動
部５０ａか第１吸気カム４２ａに接触していると共に、
該ロッカーアーム５０の下部に設けられた押圧部５０ｂ
が第１吸気弁２２の弁軸２２ｂの上端面に当接しており
、吸気用カムシャフト４２が回転すると、第１吸気カム
４２ａのリフト量に応してロッカーアーム５０が上下方
向に揺動し、そして、第１吸気弁２２はロッカーアーム
５０のアーム比に応じて第１吸気ポート１８の下流端１
８ａを開閉する。

以上のように、第１吸気弁２２はロッカーアム５０を介
して吸気用カムシャフト４２により駆動されるため、第
１吸気弁２２の上方に該第１吸気弁２２を駆動させるた
めのカムシャフトを配設する必要かない。このため、第
１吸気弁２２を結ぶクランク軸方向の線上には、点火プ
ラグや燃料噴射用ノズル等を配置するためのスペースが
確保されている。

尚、上記実施例に代えて、第１吸気弁２２をロッカーア
ーム５０を介して排気用カムシャフト４４により駆動す
るよう構成してもよい。

第２図及び第３図に示すように、シリンダヘッド１０に
おける第１吸気ポート１８の下流端１８ａの近傍で且つ
ボア中心を通るクランク軸方向の部位には、点火プラグ
用ボス５２か設けられ、該点火プラグ用ボス５２の上方
に、シリンダヘッド１０及びカムハウジング１４を貫通
してプラグホール５４が形成されており、該プラグホー
ル５４には点火プラグ５６が、その着火点５６ａを燃焼
室１２に臨ませて配設されている。

このように第１吸気ポート１８の下流端１．８　ａの近
傍、つまりリッチな混合気か供給されるボア中心の近傍
に点火プラグ５６が配設されているため、エンジンの燃
焼性が良好である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係る吸気多弁付エンジン
によると、中央の吸気ポートをへりカルポートに形成す
ると共にその下流端をシリンダのボア中心で開口させ、
該吸気ポートを開閉する第１吸気弁の弁軸をシリンダの
軸方向に配設されているため、中央の吸気ポートからリ
ッチな混合気を、両側の吸気ポートからリーンな混合気
を各々供給することにより、燃焼性の良いボア中心にリ
ッチな混合気を、燃焼性に劣る周縁部にリーンな混合気
を各々導くことができるので、エンジンの出力を維持し
つつ燃費の節約を図ることができる。

また、中央吸気ポートを開閉する第１吸気弁の弁軸をシ
リンダの軸方向に配設し、該第１吸気弁をロッカーアー
ムを介して駆動するため、第１吸気弁と、第２．第３吸
気弁と、排気弁とが互いに異なる方向に配設されている
にも拘らず、カムシャフトを３本設ける必要かないので
、動弁機構かコンパクトになると共に、シリンダのボア
中心を結ぶ線上に、点火プラグや燃料噴射ノスル等を設
けるだめのスペースを確保することができる。

このため、本発明によると、燃費の節約を図りつつ、動
弁機構のコンパクト化を図ることができると共に、点火
プラグや燃料噴射ノズル等のレイアウトの自由度を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例である吸気多弁付エ
ンジンを示し、第１図は第３図における１−１線断面図
、第２図は第３図における■〜■線断面図、第３図は平
面図である。 １０・・・シリンダヘッド １４・・・カムハウジング １６・・シリンダ １８・・・第１吸気ポート （中央の吸気ポート） １８ａ・・・第１吸気ポートの下流端 ２ＯＡ・・・第２吸気ポート （両側の吸気ポート） ２０Ｂ・・・第３吸気ポート （両側の吸気ポート） ２２・・・第１吸気弁 ２２ｂ・・第１吸気弁の弁軸 ２４Ａ・・・第２吸気弁 ２４Ｂ・・・第３吸気弁 ２４ｂ・・・第２．第３吸気弁の弁軸 ３６Ａ・・・第１排気弁 ３６Ｂ・・・第２排気弁 ３６ｂ・・・第２．第３排気弁の弁軸 ４２・・・吸気用カムシャフト ４４・・・排気用カムシャフト ５０・・ロッカーアーム ５６・・点火プラグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダに３つの独立した吸気ポートと該吸気ポ
   ートを開閉する３つの吸気弁とがクランク軸方向に沿っ
   て並設された吸気多弁付エンジンであって、 中央の吸気ポートはヘリカルポートに形成され、その下
   流端はシリンダのボア中心にて開口しており、 上記中央の吸気ポートを開閉する第１吸気弁の弁軸はシ
   リンダの軸方向に配設されている一方、両側の吸気ポー
   トを開閉する第２及び第３吸気弁の弁軸と排気ポートを
   開閉する排気弁の弁軸とはシリンダのボア中心に対して
   エンジン幅方向に互いに反対方向へ傾斜して配設されて
   おり、 上記第２及び第３吸気弁は吸気用カムシャフトによりダ
   イレクト駆動されるよう構成されている一方、上記第１
   吸気弁は上記吸気用カムシャフト若しくは上記排気弁を
   駆動する排気用カムシャフトによりロッカーアームを介
   して駆動されるよう構成されており、 上記第１吸気弁の近傍に点火プラグが配設されているこ
   とを特徴とする吸気多弁付エンジン。