JPH0439412Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、複吸気弁機関の吸気ポートに関し、
特に、ヘリカルポートと吸気制御弁を備えたスト
レートポートとからなる複吸気弁機関の吸気ポー
トに係る。

〔従来の技術〕

複吸気弁式の内燃機関に本来の高出力性に加え
て低燃費性を兼ね備えさせるために、吸気弁を中
心にして螺旋形状をしたヘリカルポートと吸気弁
に向かつて略直線的に延びるストレートポートと
が併用されることがある。これら両ポートは、隔
壁を互いの側壁とするようにシリンダヘツド内で
分割されている。ここで、ストレートポートに
は、低負荷運転時に通路が閉じて高負荷運転時に
通路が開くように、通路断面形状をした弁体を有
する吸気制御弁が設けられている。こうして、低
負荷運転時、希薄な混合気が燃焼室に供給されて
も、ヘリカルポートによつてもたらされるスワー
ル流による乱れが燃焼室内における混合気の分布
を均一にして希薄混合気の着火性を良好にし、ヘ
リカルポートが大きな吸気抵抗になる高負荷運転
時、ストレートポートから吸入空気が補われる。

次に、燃料の供給にあたつて特開昭59−147867
号の一実施例に開示されているように、ヘリカル
ポート及びストレートポートの側壁となる上述の
隔壁より上流側に燃料噴射弁が配設されるように
なつている。この場合、燃料噴射弁は二方向噴射
であり、燃料がヘリカルポートとストレートポー
トに向かつて噴射されるようになつている。特
に、ストレートポートに向かつて噴射される燃料
量がヘリカルポートへ向かつて噴射される燃料量
より少なく定められることにより吸気制御弁に燃
料が付着するのを抑えて良好な加速運転が得られ
るようになつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、吸気制御弁は、その弁体を通路断面
形状に形成されているにしても、低負荷運転時、
完全にストレートポートを通過する混合気を遮断
することは不可能で、ポート壁と弁体との間隙か
ら混合気が洩れる傾向にある。特に、燃料噴射弁
から噴射された燃料は、十分に霧化されておらず
ストレートポート壁のうち鉛直方向に当たる下壁
に沿つて流れ、側壁側の間隙からほとんど空気に
近い薄い混合気が洩れ一方、下壁側の間隙から本
来の希薄な混合気が洩れている。このため、ヘリ
カルポートから生成されるスワールにより燃焼室
に希薄な混合気を均一に分布させることが試みら
れているにもかかわらず、吸気制御弁の閉弁中、
ストレートポートから洩れてくる不均一な混合気
のために、燃焼室に極希薄な混合気の領域が局部
的に形成され混合気の均一分布が若干乱されて、
着火及び火炎伝播不良を起こす問題があり、混合
気を希薄にするにも限界があつた。

従つて、本考案の技術的課題は、ヘリカルポー
トからのスワール生成に悪影響を与えないほど
に、積極的に吸気制御弁から混合気を洩らすこと
により、吸気制御弁の閉弁中、ストレートポート
から洩れてくる混合気の均一化を図つて着火及び
火炎伝播を安定させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記技術的課題を解決するために講じた手段
は、本考案の複吸気弁機関の吸気ポートによれ
ば、弁体とストレートポートの下壁とで形成され
る間隙を、弁体とストレートポートの側壁とで形
成される間隙より大きくし、二方向噴射の燃料噴
射弁を隔壁より上流に配設するとともに、一方の
噴射方向をヘリカルポートに配設された吸気弁の
傘に定め、他方の噴射方向を弁体とストレートポ
ートの下壁とで形成される間隙に定めることにあ
る。

〔作用〕

この手段によれば、吸気制御弁の閉弁中、スト
レートポートから洩れてくる大部分の混合気は、
吸気制御弁の弁体とストレートポートの下壁とで
形成される間隙を通過する混合気で占められる。

〔実施例〕

以下、本考案の望ましい実施例を図面に基づい
て説明する。

第２図に示すように、点火プラグ５ａを中央に
位置させた燃焼室５に対して、吸気弁１，２及び
排気弁３，４が点火プラグ５ａを挟むように二つ
ずつ存在している。吸気弁１，２が開閉する通路
は、それぞれシリンダヘツド６内に形成されたヘ
リカルポート７とストレートポート８である。ヘ
リカルポート７は、吸気弁１を中心にして螺旋形
状をしており、燃焼室５内に旋回流を起こすのに
寄与している。一方、ストレートポート８は、流
路抵抗を小さくするために吸気弁２に向かつて略
直線的に延びている。そして、ヘリカルポート７
及びストレートポート８は、互いの側壁でもある
隔壁９により、シリンダヘツド６内で分割されて
いる。

第１図及び第２図に示すように、ストレートポ
ート８には、吸気制御弁１０が配設されている。
吸気制御弁１０は、弁軸１１を貫通させたホルダ
１２がねじ結合されることでシリンダヘツド６の
上部に装着可能となつている。弁軸１１の一端に
は、ストレートポート８の断面形状に略等しい弁
体１３が接続しており、弁軸１１の他端には、弁
軸１１を中心に弁体１３を回転動作させるために
アクチユエータ（図示せず）とリンク結合をなす
レバー１４が接続している。例えば、アクチユエ
ータからの作動を受けるレバー１４は、吸気制御
弁１０の弁体１３が、低負荷運転時、ストレート
ポート８を閉じる方向に回転し、高負荷運転時、
ストレートポート８を開く方向に回転する。ここ
で、吸気制御弁１０によりストレートポート８が
閉じられているとき、弁体１３とストレートポー
ト８の壁が干渉するのを避けるために、わずかな
がら間隙１５，１６が存在する。この場合、弁体
１３とストレートポート８の下壁１７とで形成さ
れた間隙１５は、弁体１３とストレートポート８
の側壁をなす隔壁９とで形成された間隙１６より
３倍ぐらい大きく採られている。

次に、隔壁９が延びる方向に沿つて上流側の延
長線上に燃料噴射弁１８が、ガスケツト２０を介
してシリンダヘツド５と接合する吸気マニホルド
１９に配設されている。燃料噴射弁１８は、吸気
マニホルド１９の上部に先端を挿入して装着され
ており、吸気制御弁１１と同じ側に位置してい
る。ここで、燃料噴射弁１８の噴射方向は、ヘリ
カルポート７に向かう方向とストレートポート８
に向かう方向に別れている。詳細には、第２図に
て一点鎖線で示すように、ヘリカルポート７の噴
射方向は、噴射燃料がヘリカルポート７の壁に付
着しにくいように吸気弁１の傘に定められ、スト
レートポート８の噴射方向は、弁体１３とストレ
ートポート８の下壁とで形成された間隙１５に定
められている。

以下、本実施例の作用・効果について図面に基
づいて説明する。

低負荷運転時のように、吸気制御弁１０の弁体
１３がストレートポート８を閉じているとき、ヘ
リカルポート７から燃焼室５へ混合気が供給され
る。このとき、混合気はヘリカルポート７の形状
から吸気弁１を中心にして螺旋状に渦を巻きなが
ら流出し、第２図の矢印ａで描かれているよう
に、燃焼室５の周壁ｗに沿う強力なスワール流が
燃焼室５に起きる。また、吸気制御弁が閉じてい
るにもかかわらずストレートポート８から燃焼室
５へわずかな混合気が洩れている。この混合気の
大部分は、空気と燃料噴射弁１８からの噴射燃料
が間隙１６より大きく設定された間隙１５を通過
するとき形成されるとともに、ヘリカルポート７
から供給される混合気と同程度に希薄になつて、
第２図の矢印ｂで描かれているように点火プラグ
５ａ付近をかすめるように直線的に流出してい
く。

以上の結果、スワール流によつて流体力学の分
野で延べられる乱れを大きくした均一な混合気が
燃焼室５に形成されるため、良く知られているよ
うに混合気が希薄であつても安定した着火及び火
炎伝播が可能となつている。また、従来のよう
に、ストレートポート８から極希薄な混合気が洩
れてくると、点火プラグ５ａが位置する燃焼室５
の中央の領域Ｂは、矢印ａの外側で周壁ｗに近い
領域Ａより乱れが小さいため局部的に極希薄なと
ころを形成しやすく着火性が急激に悪くなる傾向
にあったが、本実施例のようにストレートポート
８から洩れる混合気は、ヘリカルポート７から供
給される混合気と同程度に希薄なために、燃焼室
５における混合気の均一性が保たれている。この
結果、複吸気弁機関の燃焼室５における混合気の
均一性が従来と比較して一層向上することにな
り、点火プラグ５ａが燃焼室５の中央に設置され
ても、着火が安定して点火プラグ５ａの設置範囲
が拡がるとともに混合気を一層希薄にすることが
可能となる。なお、本実施例では吸気制御弁１０
が若干開いたようにストレートポート８の下壁１
７側において拡大された間隙１５から混合気を積
極的に通過させているが、吸気制御弁１０が閉じ
ているとき、間隙１５の影響を受けることなく従
来と同様にヘリカルポート７から生成されるスワ
ール流を得られることが確認されている。

〔考案の効果〕

このようにして、本考案の講じた手段によれ
ば、吸気制御弁の閉弁中、ストレートポートから
洩れてくる大部分の混合気を、ストレートポート
の下壁側の間隙を通過する混合気で占めることに
より、ストレートポートから洩れてくる混合気を
略均一にできる。従つて、本考案によれば、燃焼
室内の混合気の均一分布が乱されることなく、機
関の燃焼室に供給される混合気が一層希薄にされ
ても着火及び火炎伝播が安定して燃費向上が図れ
る。また、本考案によれば、下壁側の間隙から積
極的に混合気を通過させる手段が採られること
で、若干吸気制御弁を開いたかのような状態にあ
るが、吸気制御弁が閉じることによつて生まれる
最大スワール流を減衰させないことが確認されて
いる。これは、積極的に吸気制御弁から混合気を
洩らす他の手段として考えられるように、ストレ
ートポートに補助通路または吸気制御弁に切欠き
を設けたものに較べ優れている。

さらに、本考案によれば、点火プラグを燃焼室
の中央に設置しても安定した燃焼を得られること
から、点火プラグの設置の自由度も大きくできる
とともに、各気筒に設置される燃料噴射弁を一本
に限定しており、制御機構の簡素化を図れてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例による複吸気弁機関
の吸気ポートのうちストレートポートを含む断面
図、第２図は、本考案の実施例による複吸気弁機
関の吸気ポートの模式平面図である。 １，２……吸気弁、７……ヘリカルポート、８
……ストレートポート、９……隔壁、１０……吸
気制御弁、１３……弁体、１５，１６……間隙、
１７……下壁、１８……燃料噴射弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気弁を中心に螺旋形状をしたヘリカルポート
   と吸気弁に向かつて略直線的に延びるストレート
   ポートとが前記ヘリカルポート及び前記ストレー
   トポートの側壁となる隔壁により分割され、通路
   断面形状の弁体を有する吸気制御弁が前記ストレ
   ートポートに設けられた複吸気弁機関の吸気ポー
   トにおいて、前記弁体と前記ストレートポートの
   下壁とで形成される間隙を、前記弁体と前記スト
   レートポートの側壁とで形成される間隙より大き
   くし、二方向噴射の燃料噴射弁を前記隔壁より上
   流に配設するとともに、一方の噴射方向を前記ヘ
   リカルポートに配設された吸気弁の傘に定め、他
   方の噴射方向を前記弁体と前記ストレートポート
   の下壁とで形成される間隙に定めることを特徴と
   する複吸気弁機関の吸気ポート。