JPH03249309A

JPH03249309A - 吸気多弁付エンジン

Info

Publication number: JPH03249309A
Application number: JP4814590A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Iwata; 典之岩田; Toru Shiraishi; 徹白石; Toshiharu Masuda; 益田　俊治
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1991-11-07

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、及び２つの独立した排気ポートと該排気
ポートを開閉する２つの排気弁が各々クランク軸方向に
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５７−１．８
３５２７号公報に示されるようなエンジンが知られてい
る。すなわち、中央の吸気ポートの下流端はシリンダの
ボア中心にて、両側の吸気ポートの下流端はシリンダの
ボア中心よりエンジン幅方向の一方側に片寄って、両排
気ポートの下流端はシリンダのボア中心よりエンジン幅
方向の他方側に片寄って各々開口し、中央及び両側の吸
気ポートを開閉する３つの吸気弁の弁軸と、両排気ポー
トを開閉する２つの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つの吸気弁は吸気用のカムシャフトに
より、２つの排気弁は排気用のカムシャフトにより各々
ダイレクト駆動されるよう構成された吸気多弁付エンジ
ンが知られている。

この吸気多弁付エンジンは、中央の吸気ポートの下流端
をシリンダのボア中心にて開口させることによって混合
気を燃焼室内へ円滑に流入させ、また、３つの吸気弁を
同方向へ傾斜させて吸気用のカムシャフトでダイレクト
駆動すると共に２つの排気弁を吸気弁と異なる方向へ傾
斜させて排気用カムシャフトでダイレクト駆動すること
によって動弁機構をコンパクトにしようとするものであ
る。

（発明が解決しようとする課題）しかるに、混合気の燃焼時における火炎の伝播速度は燃
焼室内で一様ではなく、温度か相対的に高い排気ポート
側では火炎の伝播速度が速い一方、温度が相対的に低い
吸気ポート側では火炎の伝播速度か遅いという特性を有
している。このため、燃焼室の形状をシリンダのボア中
心に対してエンジン幅方向で対象にならしめて、燃焼室
のボリュームの中心をボア中心と一致させておくと、燃
焼室における吸気ポート側で燃焼効率にロスが生じるた
め、燃費の節約の観点からは問題かある。

そこで、本発明者等は、シリンダヘッド下面の両側吸気
ポートか開口する部位に燃焼用凹部を形成して、燃焼室
のボリューム中心をシリンダのボア中心よりも吸気ポー
ト側へ位置させることにより、火炎の伝播時間を燃焼室
内における吸気ポート側と排気ポート側とで同程度にさ
せ、吸気ポート側での燃焼効率のロスをなくシ、これに
より、燃料を効率良く燃焼させて燃費の節約を図ること
を考慮した。

ところか、シリンダヘッド下面の両側吸気ポートか開口
する部位に燃焼用四部を形成すると、出力を維持しつつ
燃費を節約することはできるか、中央の吸気ポートの下
流端をシリンダのボア中心にて開口させた場合、該中央
の吸気ポートを開閉する吸気弁の弁軸を、両側の吸気ポ
ートを開閉する吸気弁の弁軸と同方向へ傾斜させること
ができなくなってしまう。このため、両側吸気ポート用
の吸気弁を駆動させるカムシャフトのほかに、中央吸気
ポート用の吸気弁を駆動させるカムシャフトか必要にな
るので、動弁機構が複雑化するという新たな問題が発生
した。

上記に鑑みて、本発明は、動弁機構のコンパクト化を維
持しつつ、燃料を効率良く燃焼させ、燃費の節約を図る
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吸気弁の弁軸を排気ポート側に傾斜させ
ると共に、該第１吸気弁を排気弁用カムシャフトでダイ
レクト駆動することにより、該第１吸気弁を駆動させる
だめのカムシャフトを不要にするものである。

具体的に、本発明の講じた角了決手段は、シリンダに、
クランク軸方向に沿って並設された３つの独立した吸気
ポートとクランク軸方向に沿って並設された２つの独立
した排気ポートとを備えた吸気多弁付エンジンを対象と
し、中央の吸気ポートの下流端はシリンダのボア中心に
て開口し、両側の吸気ポートの下流端はシリンダのボア
中心よりエンジン幅方向の一方側に片寄って開口し、両
排気ポートの下流端はシリンダのボア中心よりエンジン
幅方向の他方側に片寄って開口しており、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
向に対してエンジン幅方向の他方側に傾斜して配設され
、上記両側の吸気ポートを開閉する第２及び第３吸気弁
の弁軸はシリンダの軸方向に対してエンジン幅方向の一
方側に傾斜して配設され、上記両排気ポートを開閉する
第１及び第２排気弁の弁軸はシリンダの軸方向に配設さ
れており、上記第１吸気弁並びに第１及び第２排気弁は
各々シリンダのボア中心に対してエンジン幅方向の他方
側に片寄って配設された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おり、上記シリンダヘット下
面の上記両側吸気ポート下流端か開口する部位には燃焼
用凹部が形成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、シリンダヘットの下面の両側吸気ポ
ートが開口する部位に燃焼用凹部を形成したため、燃焼
室のボリューム中心はシリンダのボア中心より吸気ポー
ト側に位置しているので、火炎の伝播時間が燃焼室内に
おける吸気ポート側と排気ポート側とで同程度になり、
吸気ポート側での、燃焼効率のロスかなくなる。

また、排気ポートを開閉する第１及び第２排気弁の弁軸
をシリンダの軸方向に配設したため、第１及び第２排気
ポートの下流端の下方にスキッシュエリアを形成するこ
とができる。

さらに、中央の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対してエンジン幅方向の他方側つ
まり排気ポート側に傾斜して配設し、且つ第１吸気弁、
第１及び第２排気弁を各々同一のカムシャフトによりダ
イレクト駆動するよう構成したため、燃焼室のボリュー
ム中心かボア中心より吸気ポート側に位置しているにも
拘らず、第１吸気弁用のカムシャフトか不要である。

（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
ダも同し構成である。

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、該シリンダヘット］０の上にはカ
ムハウジング１４か配設されている。

燃焼室］２は、クランク軸方向（第１図及び第２図にお
ける前後方向、第３図における上下方向）の中央部では
、第１図に示すようにペンタルーフ型よりも背か低く且
つ稜線かシリンダ１６のボアの略中心を通る三角形断面
に形成されている一方、クランク軸方向の前後部では、
第２図に示すように中央部よりも背が高く且つ稜線がシ
リンダ１６のボア中心よりも左側に位置する三角形断面
に形成されている。

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）２Ｏ
Ａ、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がシリンダ１６のボア中心にて開口すると共に
その上流端かシリンダヘッド１０の左側壁に開口するよ
う形成されている一方、第２．第３吸気ポート２゜Ａ、
２０Ｂは、その下流端２０ａ、２０ｂがシリンダ１６の
ボア左部にて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
部か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
軸線に対して上部が右方へ傾斜するよう構成されている
。

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の軸方向に対し
て上部が右方へ傾斜するよう配設されている。

以上のように、第１吸気ポート１８をへりカルポートに
形成し、その下流端１８ａをシリンダ１６のボア中心で
開口させたので、シリンダ１６のボア中心に導かれる混
合気にスワールを発生させることができる。

一方、第２図に示すように、第２．第３吸気ポート２Ｏ
Ａ、２０Ｂは、その下流端２０ａ、２０ｂか燃焼室１２
の前後部における左側斜面つまりシリンダ１６のボア左
部にて開口すると共に、その上流端がシリンダヘッド１
０の左側壁にて開口するよう形成されている。

これにより、シリンダヘッド１０における第２゜第３吸
気ポート２ＯＡ、２０Ｂの下流端２０ａ２０ｂの下方に
燃焼用凹部１０ａが形成されているため、燃焼室１２の
ボリュームの中心はシリンダ１６のボア中心より吸気ポ
ート側に位置している。このため、火炎の伝播時間は燃
焼室１２内における吸気ポート側と排気ポート側とで同
じ程度になるので、燃焼室１２における吸気ポート側で
の燃焼効率のロスがなくなり、燃費の節約が図られてい
る。

また、第２．第３吸気ポート２ＯＡ、２０Ｂの下流端部
２０Ｃの軸線はシリンダ１６の軸線に対して上部が左方
へ傾斜しており、第２．第３吸気ポート２ＯＡ　　２０
Ｂには、その下流端２０ａ２０ｂ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もシリンダ１６の軸線に対して上部
か左方へ傾斜している。

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か取り付けられ
、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、シリンダヘッド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ト３４Ａ、３４Ｂが設
けられており、該排気ポート３４Ａ、３４Ｂは、その下
流端３４ａ、３４ｂかシリンダ１６の右部にて開口する
と共に、その上流端かシリンダヘッド１０の右側壁にて
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の軸線と一致しており
、排気ポート３４Ａ、３４Ｂには、該排気ポート３４Ａ
、３４Ｂの下流端３４ａ、３４ｂを開閉する第１排気弁
３６Ａ及び第２排気弁３６Ｂが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とを各々付し
ており、該弁軸２４ｂもシリンダ１６の軸線方向に配設
されている。また、第１、第２排気弁３６Ａ。

３６Ｂは、第１吸気弁２２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か装着されて閉弁
方向に付勢されている。

以上のようにして、第１．第２排気弁３６Ａ３６Ｂの弁
軸２４ｂをシリンダ１６の軸線方向に配設したため、燃
焼室１２における右側の天井面を傾斜させる必要かない
ので、第１．第２排気ポーｌ−３４Ａ、３４Ｂの下流端
３４ａ、３４ｂの下方にスキッシュエリアを形成するこ
とかできる。

このため、ピストンの上動時にはスキッシュつまり排気
側から吸気側への混合気の流動か生しるため、燃焼室１
２の吸気側における火炎の伝播速度か速くなり、且つピ
ストンの下動時には逆スキッシュつまり吸気側から排気
側への混合気の流動か生しるため、燃焼室１２の吸気側
から排気側への火炎の伝播速度も速くなるので、燃焼性
か向上する。

次に、第１．第２．第３吸気弁２２．２４Ａ。

２４Ｂ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第１カムシヤ
フト４２及び第２カムシヤフト４４か各々配設されてい
る。これら第１及び第２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、第１カムシ
ヤフト４２は第１図及び第２図における時計方向に、第
２カムンヤフト４４は同図における反時計方向に各々回
転する。また、第１カムシヤフト４２には、第２吸気弁
２４Ａ及び第３吸気弁２４Ｂに対応して第２吸気弁用カ
ム４２ａ及び第３吸気弁用カム４２ｂが各々一体に形成
され、第２カムシヤフト４４には、第１吸気弁２２、第
１排気弁３６Ａ及び第２排気弁３６Ｂに対応して第１吸
気弁用カム４４ａ、第１排気弁用カム４４ｂ及び第２排
気弁用カム４４ｃが各々一体に形成されている。

第１図に示すように、第１吸気弁２２は第２カムシヤフ
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か第１吸気弁用カ
ム４４ａに接触していると共に、上記蓋体４６ｂの下面
から突出する抑圧部４６ｃが第１吸気弁２２の弁軸２２
ｂの上端面に当接しており、第２カムシヤフト４４か回
転すると、第１吸気弁用カム４２ａ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１吸気弁２２か第１吸気ポート１８の下流端
１８ａを各々開閉する。

また、第２図に示すように、第２．第３吸気弁２４Ａ、
２４Ｂは、第１カムシヤフト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４８を介
して上記第１吸気弁２２と同様ダイレクト駆動されて、
第２．第３吸気ポート２ＯＡ、２０Ｂの下流端２０ａ、
２０ｂを各々開閉し、また、第１．第２排気弁３６Ａ、
３６Ｂは、第２カムシヤフト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５０を介
して上記吸気弁２２と同様ダイレクト駆動されて、第１
．第２排気ポート３４Ａ、３４Ｂの下流端３４ａ、３４
ｂを各々開閉する。

以上のように、第１吸気弁２２、第１及び第２排気弁３
６Ａ　　３６Ｂが第２カムシヤフト４４によりダイレク
ト駆動され、第２．第３吸気弁２４Ａ、２４Ｂが第１カ
ムシヤフト４２によりダイレクト駆動されるため、第１
吸気弁２２を駆動するためのカムンヤフトか必要でない
ので、動弁機構かコンパクトであると共に、第１吸気弁
２２を結ぶクランク軸方向の線上に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！保されてい
る。

第２図及び第３図に示すように、シリンダヘッド１０に
おける第２．第３吸気ポート２ＯＡ、２０Ｂの下流端２
０ａ、２０ｂの近傍、且つシリンダ１６のボア中心を通
るクランク軸方向の軸線より左側の部位には、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５２，５２か形成されており、該プラグホール５２
には点火プラグ５４が、その着火点５４ａを燃焼室１２
に臨ませて配設されている。

これにより、点火プラグ５４の着火点５４ａはシリンダ
１６のボア中心を通るクランク軸方向の軸線より吸気ポ
ート側に位置している。このため、燃焼室１２のボリュ
ーム中心をシリンダ１６のボア中心より吸気ポート側に
位置せしめた構成と相俟って、燃焼室１２の吸気側の燃
焼性が向上するため燃費かいっそう向上する。また、点
火プラグ５４が排気ポート３４Ａ、３４Ｂから離れて配
置されているため、点火プラグ５４の着火点５４ａか必
要以上に高温化しないので、エンジンの耐ノツキング性
が向上する。

（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、シリンダヘッド下面の両側吸気ポートが開口
する部位に燃焼用四部を形成したため、燃焼室のボリュ
ーム中心はシリンダのボア中心より吸気ポート側に位置
しているので、エンジンの出力を維持したままで燃費か
向上する。

また、排気ポートを開閉する第１及び第２排気弁の弁軸
をシリンダの軸方向に配設したため、該第１及び第２排
気ポートの下流端の下方にスキランユニリアを形成する
ことができるので、燃焼性が改善されて燃費が向上する
。

さらに、中央の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対してエンジン幅方向の他方側つ
まり排気ポート側に傾斜して配設し、且つ第１吸気弁、
第１及び第２排気弁を各々同一のカムシャフトによりダ
イレクト駆動されるよう構成したため、第１吸気弁用の
カムシャフトが不要になるので、動弁機構のコンパクト
化か図られる。

このため、本発明によると、動弁機構のコンパクト化を
維持しつつ、エンジンの燃焼性を改善して燃費の向上を
図ることができる。

【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Ｉ−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。］０・・シリンダヘット１０ａ・・燃焼用凹部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）２０ａ・・・第２吸気ポートの下流端２０Ｂ・・第３吸気ポート（両側の吸気ポート）２０ｂ・・・第３吸気ポートの下流端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３４Ａ、３４Ｂ・・排気ポート３４ａ、３４ｂ・・・排気ポートの下流端３６Ａ・・第
１排気弁３６Ｂ・・・第２排気弁３６ｂ・・・第１．第２排気弁の弁軸４２・・第１カムシヤフト４４・・・第２カムシヤフト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンダに、クランク軸方向に沿って並設された
３つの独立した吸気ポートとクランク軸方向に沿って並
設された２つの独立した排気ポートとを備えた吸気多弁
付エンジンであって、中央の吸気ポートの下流端はシリ
ンダのボア中心にて開口し、両側の吸気ポートの下流端
はシリンダのボア中心よりエンジン幅方向の一方側に片
寄って開口し、両排気ポートの下流端はシリンダのボア
中心よりエンジン幅方向の他方側に片寄って開口してお
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
リンダの軸方向に対してエンジン幅方向の他方側に傾斜
して配設され、上記両側の吸気ポートを開閉する第２及
び第３吸気弁の弁軸はシリンダの軸方向に対してエンジ
ン幅方向の一方側に傾斜して配設され、上記両排気ポー
トを開閉する第１及び第２排気弁の弁軸はシリンダの軸
方向に配設されており、上記第１吸気弁並びに第１及び第２排気弁は各々シリン
ダのボア中心に対してエンジン幅方向の他方側に片寄っ
て配設されたカムシャフトによりダイレクト駆動される
よう構成されており、上記シリンダヘッド下面の上記両側吸気ポート下流端が
開口する部位には燃焼用凹部が形成されていることを特
徴とする吸気多弁付エンジン。