JPH05209581A - ４サイクル内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼中央付近に臨む点火栓を囲むように３個
の吸気弁と複数の排気弁とを配設し、３本の吸気通路を
連通室で集合させ、この連通室に燃料噴射弁から燃料を
供給する４サイクル内燃機関において、希薄混合気によ
る運転も安定して行え排気浄化にも適するようにする。 【構成】 シリンダヘッドの側部に設けられ３個の前記
吸気弁に連通する３つの吸気通路が集合する連通室と、
この連通室内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備え、燃
料噴射弁の中心線を、シリンダ中心線方向から見て中央
の吸気弁付近に指向させ、またカム軸方向から見て中央
の吸気弁の傘部側端面中心より中心面側に指向させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの気筒に対して、
シリンダ中心線を含みカム軸と平行な中心面の一側に３
個の吸気弁を他側に２個の排気弁をそれぞれ配設し、３
つの吸気通路が集合する連通室内に燃料噴射弁から燃料
を噴射するようにした４サイクル内燃機関の吸気装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１つの気筒に対し、シリンダ中心線を含
みカム軸と平行な中心面を挟んで一側に３個の吸気弁
を、他側に２個の排気弁をそれぞれ偏位させて配置した
４サイクル内燃機関がある。

【０００３】この種のエンジンで３個の吸気弁のうち両
側の２つの吸気弁を中央の吸気弁よりも前記中心面に対
して接近するようにしたものも公知である。例えば、燃
焼室中央付近に臨むように点火栓を配置し、この点火栓
を囲むように３個の吸気弁と２個の排気弁とを配置した
ものである。

【０００４】

【従来技術の問題点】このような吸・排気弁配置のエン
ジンにおいて、各吸気弁に連通する３本の吸気通路を連
通室で集合させ、この連通室内に燃料噴射弁から燃料を
供給することが考えられる。しかしこの場合、連通室内
における燃料と空気の混合状態によっては、点火栓付近
に供給される燃料の量が不安定になり易い。このため特
に薄い混合気を用いた希薄燃焼状態で運転する場合燃焼
が不安定になり、運転が不安定になったり排気がきたな
くなるという問題があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、燃焼中央付近に臨む点火栓を囲むように３
個の吸気弁と複数の排気弁とを配設し、３本の吸気通路
を連通室で集合させ、この連通室に燃料噴射弁から燃料
を供給する場合に、点火栓付近に十分な燃料を安定して
供給し、希薄混合気による運転も安定して行え排気浄化
にも適するようにした４サイクル内燃機関の吸気装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、シリンダ中
心線を含みカム軸と平行な中心面を挟んで一側に３個の
吸気弁を、他側に複数個の排気弁をそれぞれ燃焼室中央
付近に臨む点火栓を囲むように配設し、３個の前記吸気
弁のうち両側の吸気弁を中央の吸気弁よりも前記中心面
に接近させた４サイクル内燃機関において、シリンダヘ
ッドの側部に設けられ３個の前記吸気弁に連通する３つ
の吸気通路が集合する連通室と、この連通室内に燃料を
噴射する燃料噴射弁とを備え、前記燃料噴射弁の中心線
を、前記シリンダ中心線方向から見て中央の吸気弁付近
に指向させ、また前記カム軸方向から見て中央の吸気弁
の傘部側端面中心より前記中心面側に指向させたことを
特徴とする４サイクル内燃機関の吸気装置により達成さ
れる。

【０００７】

【作用】新気は、各吸気弁の傘部の上面に導かれて吸気
弁の周囲上の燃焼室内壁面に沿うように流れる。従って
各吸気弁からは点火栓に接近した部分から流入する新気
が点火栓付近に流れる。

【０００８】一方、燃料噴射弁の中心線は、シリンダ中
心線方向から見て中央の吸気弁方向を指向し、またカム
軸方向から見て中央の吸気弁の傘部側端面中心よりもシ
リンダ中心線を通るカム軸に平行な中心面側を指向して
いるから、燃料は３つの吸気弁の点火栓に接近する部分
側に多く供給される。このため点火栓付近に導かれる新
気には燃料が多く含まれることになり、燃焼が安定す
る。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を一部断面した平
面図、図２はそのII−II線断面図、図３はトルク特性図
である。図１、２において、符号１０はシリンダボデ
ー、１２はシリンダヘッド、１４はピストンであり、こ
れらにより燃焼室１６が形成される。

【００１０】シリンダヘッド１２には１気筒につき２個
の排気弁１８、１８と、３個の互いに隣接する吸気弁２
０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が設けられている。これ
らの排・吸気弁１８、２０は、それぞれ頭上カム軸２
２、２４、スイングアーム２６、２８などからなる公知
のスイングアーム方式の２頭上カム軸式動弁機構により
開閉される。３０はシリンダヘッドカバー、３２は排気
弁１８に連通する排気通路、また図１で３４は点火栓で
ある。

【００１１】ここに３個の吸気弁２０ａ、２０ｂ、２０
ｃは、シリンダ中心線αを通りカム軸２２、２４に平行
な面（中心面）βの配設されている。また２個の排気弁
１８、１８はこの中心面βの他側にある。これら吸気弁
２０と排気弁１８とは、燃焼室１６の中央付近に臨む点
火栓３４を中心として、その周囲に平面図（図１）上に
おいてほぼ等間隔に配列されている。

【００１２】この結果３個の吸気弁２０のうち両側の吸
気弁２０ａ、２０ｃは、中央の吸気弁２０ｂよりも中心
面βに接近する。また２個の排気弁１８、１８は両側の
吸気弁２０ａ、２０ｃに接近することになる。

【００１３】３６はサージタンク、３８は各気筒ごとに
サージタンク３６とシリンダヘッド１２とをつなぐ吸気
管である。吸気管３８内には、第１吸気通路４０ａ、第
２吸気通路４０ｂが形成されている。第１吸気通路４０
ａと第２吸気通路４０ｂとは略同径である。またこれら
の通路４０ａ、４０ｂを貫通する弁軸４２には、第２吸
気通路４０ｂを開閉する蝶型の制御弁４４が取付けられ
ている。この制御弁４４は運転条件、例えば運転負荷や
機関回転速度の増減に対応して開閉するように制御され
る。

【００１４】吸気通路４０の下流側はシリンダヘッド１
２の吸気弁２０側の側部に設けた連通室４６に接続さ
れ、この連通室４６は３つの吸気弁２０に接近してこれ
らに連通している。すなわち各吸気弁２０に連通する３
つの吸気通路はこの連通室４６で集合し、この連通室４
６の上流側の吸気通路４０が２つに分岐している。

【００１５】４８は電磁式燃料噴射弁である。この燃料
噴射弁４８は図２に示すように、吸気管３８の上部に配
設した分配管５０と、シリンダヘッド１２の連通室４６
上部との間に位置する。すなわち、この燃料噴射弁４８
は吸気側のスイングアーム２８の支点２８ａの外側下方
に位置し、このスイングアーム２８と吸気弁２０とで囲
まれる空間を利用して、燃料噴射弁４８が噴射する燃料
が通る空間である連通室４６が形成される。

【００１６】その噴射口すなわち燃料噴射弁４８の中心
線ｚは、図２に示すように、中央の２つの吸気弁２０ｂ
の傘部側端面の中心ｙよりも前記中心面β側を指向して
いる。またこの中心線ｚは図１に示すように、平面視で
中央の吸気弁２０ｂを指向している。

【００１７】この噴射弁４８は制御器（図示せず）が出
力する電気信号により所定のタイミングで開弁し、所定
圧に加圧された分配管５０内の燃料を連通室４６内へ間
欠的に噴射する。

【００１８】この第１実施例の動作は次の通りである。
低負荷・低速運転時には、制御弁４４は閉じ第１吸気通
路４０ａから吸気は連通室４６へ導かれる。高負荷・高
速運転時には制御弁４４が開き、吸気は第１、第２吸気
通路４０ａ、４０ｂから連通室４６に入る。

【００１９】このため低速運転時には第１吸気通路を通
る吸気の慣性を利用してトルク特性の向上が図れる。図
３で実線Ａは制御弁４４を開き続けた場合のトルク特性
であり、中低速での吸気慣性効果の減少によりトルク低
下が著しいことを示している。同図で鎖線Ｂは制御弁４
４を閉じた場合のトルク特性である。制御弁４４を中速
域で開閉させることによりこれらの２つの特性Ａ、Ｂを
組合せ、トルク特性の改善を図ることができる。

【００２０】燃料噴射弁４８から噴射される燃料は、中
心線ｚを中心にして或る程度広がりを持つが、この中心
線ｚは、平面視中央の吸気弁２０ｂ方向を指向し、また
側面視で中央の吸気弁２０ｂの傘部側端面の中心ｙより
も中心面βに近い側を指向している。

【００２１】このため傘部側端面の中心ｙよりも中心面
βに近い側に多くの燃料が供給され易くなる。すなわち
各吸気弁２０の点火栓３４に接近する部分側に多く燃料
が供給される。

【００２２】従って、３個の吸気弁２０が開けば、これ
ら吸気弁２０の点火栓３４に接近した側から流入する新
気が点火栓３４付近に多く導かれるが、この新気に多く
の燃料が含まれることになる。この結果点火栓３４の着
火性が向上し、燃焼が安定する。

【００２３】図４は第２実施例を一部断面した平面図で
ある。この実施例は、前記第１実施例における第１吸気
通路４０ａを第２吸気通路４０ｂより小径に形成したも
のである。この実施例によれば第１吸気通路４０ａによ
る吸気慣性を前記第１実施例に比べて強化することがで
きる。このため第１実施例に比べて一層低速から吸気慣
性によるトルク増加を図ることができる。

【００２４】図５は第３実施例の一部断面した平面図で
あり、この実施例は第１吸気通路４０ａを中央に配置す
る一方第２吸気通路４０ｂを２つに分割し、それぞれに
制御弁４４、４４を設けたものである。

【００２５】この実施例によれば、制御弁４４が閉じる
低負荷・低速時に第１吸気通路を通る吸気は、噴射弁４
８から噴射された燃料に良好に当たり、特に低負荷・低
速時の霧化が前記第１、２実施例に比べて一層促進され
る。

【００２６】図６は第４実施例の一部断面した平面図で
あり、この実施例は第１、第２、第３吸気通路４０ａ、
４０ｂ、４０ｃを備え、第１吸気通路４０ａを挟む第
２、第３吸気通路４０ｂ、４０ｃには、開閉時期が互い
に異なる制御弁４４ａ、４４ｂを配設した。この実施例
によれば第３実施例（図５）と同様に低速時の霧化が促
進されるだけでなく、トルク特性の改善も同時に図れ
る。

【００２７】図７はこの第４実施例のトクル特性図であ
り、この図の実線Ａは制御弁４４ａ、４４ｂを開き続け
た場合の特性、破線Ｂは低速域で制御弁４４ａ、４４ｂ
の両方を閉じた場合の特性、また鎖線Ｃは中速域で制御
弁４４ｂのみを開いた場合の特性である。制御弁４４
ａ、４４ｂを異なる運転速度で開閉させてこれら特性
Ａ、Ｂ、Ｃを組み合わせることにより、前記第１〜３実
施例に比べ中速域でのトルク改善を図ることができる。

【００２８】図８は第５実施例の一部断面した平面図で
あり、この実施例は第４実施例（図６）における各吸気
通路４０ａ、４０ｂ、４０ｃの配置を変えたものであ
る。すなわち制御弁４４ａ、４４ｂを有する第２、第３
吸気通路４０ｂ、４０ｃを隣接させ、制御弁の無い第１
吸気弁４０ａを第２吸気通路４０ｂを挟んで第３吸気通
路４０ｃの反対側に配置した。この実施例によれば前記
第４実施例（図６）と同様に、中速域でのトルクを増加
できる。なお図４、５、６、８では図１と同一部分に同
一符号を付したので、その説明は繰り返さない。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のように、シリンダ中心線
（α）方向から見て燃料噴射弁（４８）の中心線（ｚ）
を中央の吸気弁２０ｂ方向に指向させ、またカム軸方向
から見て３個の吸気弁（２０）のうち中央の吸気弁（２
０ｂ）の傘部側端面の中心（ｙ）よりも、シリンダ中心
軸αを含みカム軸（２２、２４）に平行な面（平行面
β）から近い側に、燃料噴射弁（４８）の中心線（ｚ）
を指向させたものである。このため３個の吸気弁（２
０）の点火栓（３４）に接近した側に燃料が多く供給さ
れ易くなる。従って吸気弁（２０）が開いた時に点火栓
（３４）付近に濃い混合気が供給されることになり混合
気の着火が促進され燃焼が安定化する。また混合気は全
体として希薄な状態でも安定した運転が可能になるか
ら、燃費の改善と排気の浄化も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を一部断面した平面図

【図２】そのII−II線断面図

【図３】トルク特性図

【図４】他の実施例の平面図

【図５】他の実施例の平面図

【図６】他の実施例の平面図

【図７】図６の実施例のトルク特性図

【図８】他の実施例の一部を断面した平面図

【符号の説明】

１６ 燃焼室 １８ 排気弁 ２０ａ、２０ｃ 両側の吸気弁 ２０ｂ 中央の吸気弁 ４０ 吸気通路 ４６ 連通室 ４８ 燃料噴射弁 α シリンダ中心線 β 中心面 ｙ 中央の吸気弁の傘部側端面中心 ｚ 中心線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ中心線を含みカム軸と平行な中
   心面を挟んで一側に３個の吸気弁を、他側に複数個の排
   気弁をそれぞれ燃焼室中央付近に臨む点火栓を囲むよう
   に配設し、３個の前記吸気弁のうち両側の吸気弁を中央
   の吸気弁よりも前記中心面に接近させた４サイクル内燃
   機関において、シリンダヘッドの側部に設けられ３個の
   前記吸気弁に連通する３つの吸気通路が集合する連通室
   と、この連通室内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備
   え、前記燃料噴射弁の中心線を、前記シリンダ中心線方
   向から見て中央の吸気弁付近に指向させ、また前記カム
   軸方向から見て中央の吸気弁の傘部側端面中心より前記
   中心面側に指向させたことを特徴とする４サイクル内燃
   機関の吸気装置。