JPH06137153A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH06137153A
JPH06137153A JP31111792A JP31111792A JPH06137153A JP H06137153 A JPH06137153 A JP H06137153A JP 31111792 A JP31111792 A JP 31111792A JP 31111792 A JP31111792 A JP 31111792A JP H06137153 A JPH06137153 A JP H06137153A
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passage
valve
hole
cylinder
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低回転時にシリンダ内にスワールを発生させ
易くし、燃焼室の全域にわたって略均一に燃料を分布さ
せて出力向上を図る。 【構成】 吸気通路14を分岐通路19,20を有する
第1吸気通路16と、第2吸気通路17とによって構成
する。第1吸気通路16の分岐部よりも上流の第1吸気
通路16に燃料噴射装置21を設け、第2吸気通路17
に高回転時に開く開閉弁22を設けた。中央の分岐通路
19を、下流側に向かうにしたがい吸気孔17a側へ近
づけた。分岐通路19には吸気が流れ難くなり、低回転
時に吸気は吸気孔20aから大量かつ高速にシリンダ内
に流入する。混合気が吸気孔17a,20aから供給さ
れ、しかもシリンダ内にスワールが生じ易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1気筒当たり3個の吸気
弁が設けられたエンジンの吸気装置に関し、特に、吸気
通路の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、4サイクルエンジンの吸気装置と
しては、エンジンの出力向上を図るために1気筒当たり
吸気弁を3個設けてシリンダ内に吸気流の渦を発生させ
るようにしたものがある(例えば、特開平3−2331
4号公報参照)。この公報には、3個の吸気弁毎に吸気
通路を設け、これら3つの吸気通路のうち一側の吸気通
路に燃料を供給する構造の吸気装置が示されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
3つの吸気通路のうち一側の吸気通路のみに燃料を供給
したのでは、エンジン回転数が小さいときに燃焼が不安
定になってしまい、高出力化を図るにも限度があった。
【0004】これは、混合気は最も側方に位置する吸気
通路から供給されるため、シリンダ内に吸気流の渦が生
じたとしても混合気の流れとしては燃焼室中心の点火プ
ラグから離れた略帯状になってしまうからである。すな
わち、燃焼室全体にわたって燃料を均一に分布させるこ
とができず、燃焼室内に混合気の濃い部分と薄い部分と
が生じ易くなってしまう。特に、エンジン回転数が小さ
いときには、吸気の流速が比較的遅くなる関係から上述
した現象が顕著になり、燃焼が不安定になり易い。
【0005】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、エンジン回転数が低いときにシリン
ダ内に吸気流の渦を発生させ易くすると共に、燃焼室の
全域にわたって略均一に燃料を分布させることのできる
エンジンの吸気装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
吸気装置は、吸気通路を、3個の吸気弁のうち一側の吸
気弁によって開閉される分岐通路および中央の吸気弁に
よって開閉される分岐通路を有する第1吸気通路と、他
側に位置する吸気弁によって開閉される第2吸気通路と
によって構成し、第1吸気通路の分岐部よりも上流の第
1吸気通路に燃料噴射装置を設けると共に、第2吸気通
路に高回転時に開く開閉弁を設け、前記中央の吸気弁に
よって開閉される分岐通路を、吸気流の下流側に向かう
にしたがって次第に第2吸気通路用吸気弁側へ近づけた
ものである。
【0007】
【作用】エンジン回転数が小さいときには吸気の全量が
第1吸気通路を通るために吸気は大きな流速をもってシ
リンダ内に流入する。また、第1吸気通路における中央
の吸気弁によって開閉される分岐通路は吸気が流れ難く
なる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図3に
よって詳細に説明する。図1は本発明に係る吸気装置を
採用したエンジンのシリンダヘッド部を拡大して示す断
面図、図2は同じくシリンダヘッド部の底面図である。
また、前記図1は同図におけるI−I線断面図である。図
3はシリンダヘッドの上面図である。
【0009】これらの図において、1はDOHC型(双
頭上カム軸型)エンジンのシリンダヘッドである。この
シリンダヘッド1はシリンダブロック2上に装着され、
動弁機構3が設けられている。この動弁機構3は、1気
筒当たり3個の吸気弁4と、2個の排気弁5とをシリン
ダの周方向に沿わせて並べ、それぞれ吸気カム軸6と排
気カム軸7によって開閉させる従来周知の構造になって
いる。
【0010】8は吸気弁4と吸気カム軸6のカム6aと
の間に介装されたバルブリフタ、9は吸気弁4を閉方向
に付勢するバルブスプリングである。10は排気弁5と
排気カム軸7のカム7aとの間に介装されたバルブリフ
タ、11は排気弁5を閉方向に付勢するバルブスプリン
グである。また、6bは吸気カム軸6をシリンダヘッド
1と共に軸支するための吸気側カムキャップ、7bは排
気カム軸7をシリンダヘッド1と共に軸支するための排
気側カムキャップである。
【0011】12は点火プラグ(図示せず)を取付ける
ためのプラグ孔で、このプラグ孔12は燃焼室13の上
壁となる部分であってシリンダ軸線(図1中一点鎖線A
で示す)と対応する位置に開口されている。なお、図2
において符号13aはスキッシュエリアを示す。
【0012】14は前記吸気弁4によって開閉される吸
気通路、15は排気弁5によって開閉される排気通路で
ある。前記吸気通路14は、図2に示すように3個の吸
気弁4のうち中央に位置する吸気弁4および図2におい
て一番下側に位置する吸気弁4を介して燃焼室13に連
通する第1吸気通路16と、3個の吸気弁4のうち図2
において一番上側に位置する吸気弁4を介して燃焼室1
3に連通する第2吸気通路17とから構成されている。
【0013】これらの第1,第2吸気通路16,17
は、シリンダヘッド1に取付けられた吸気マニホールド
18やサージタンク(図示せず)を介してエアクリーナ
(図示せず)に連通され、このエアクリーナを介して大
気に連通されている。また、シリンダ内に吸入される吸
気の流量を制御するスロットル弁(図示せず)は、前記
サージタンクあるいはその近傍に配置されている。
【0014】第1吸気通路16は、3個の吸気弁4のう
ち中央に位置する吸気弁4によって開閉される分岐通路
19と、一側に位置する吸気弁4によって開閉される分
岐通路20とにシリンダヘッド1内で分岐されている。
分岐通路19が燃焼室13に開口する吸気孔を符号19
aで示し、分岐通路20が燃焼室13に開口する吸気孔
を符号20aで示す。また、前記第2吸気通路17が燃
焼室13に開口する吸気孔を符号17aで示す。3個の
吸気弁4はこれらの吸気孔19a,20a,17aをそ
れぞれ開閉することになる。なお、図2において破線で
示された吸気孔19a,20a,17aのそれぞれの外
側に描かれた円は吸気弁4の傘部を示す。
【0015】中央の吸気弁4によって開閉される分岐通
路19は、吸気流の下流側に向かうにしたがって次第に
前記第2吸気通路17の吸気孔17a側へ偏位し、他方
の分岐通路20はそれとは反対方向へ僅かに偏位してい
る。そして、分枝部上流の第1吸気通路16に対する分
岐通路19の傾斜角度(図2中にθ1 で示す)は、他方
の分岐通路20の傾斜角度θ2 より大きく設定されてい
る。すなわち、平面視において、分岐通路20は分岐通
路19に較べて分枝部上流の第1吸気通路16に寄り添
うように延びている。これにより第1吸気通路16の吸
気は分岐通路20により多く流入し易くなる。
【0016】また、前記分岐通路19の吸気孔19a
は、吸気カム軸6の軸線と直交しかつシリンダ軸心Aを
通る仮想線(この仮想線を図2中に一点鎖線Bで示す)
に対して吸気孔20a側へ寸法Cだけ偏位させた位置に
形成されている。なお、吸気孔19aと吸気孔20aと
は本実施例では略同一径とされ、第2吸気通路17の吸
気孔17aより小径に形成されている。また、排気通路
15の燃焼室側開口となる排気孔15aは、吸気孔17
aよりも大径とされている。図2においてこの排気口1
5aの外側に描かれた円は排気弁5の傘部を示す。
【0017】すなわち、吸気弁4としては第1吸気通路
用の比較的小径なものと、第2吸気通路用の比較的大径
なものとの2種類が使用されることになる。また、吸気
弁4や排気弁5の上部に設けられたバルブリフタ8,1
0は、吸気弁4,排気弁5の弁径に対応するように、第
1吸気通路16用の比較的小径なものと、排気弁5用の
比較的大径なものと第2吸気通路17用の中間の径のも
のとの3種類が使用されている。
【0018】21は燃料噴射装置である。この燃料噴射
装置は図2中に二点鎖線D,Eで示すように2方向に燃
料を噴射するいわゆる2孔式の構造のものが使用され、
第1吸気通路16における分岐通路19および分岐通路
20の上流端となる分岐部に配置されている。また、こ
の燃料噴射装置21は、図1中の一点鎖線Fを軸線とし
て燃焼室13を指向するようにシリンダヘッド1に取付
けられている。そして、この燃料噴射装置21の2箇所
の燃料噴射孔(図示せず)は、燃料噴射方向D,Eを含
む平面が図1中に示した分岐通路19,20の中心線
G,Hを含む平面に略沿うように、水平方向(吸気カム
軸6の軸線方向)に対して捻った位置に位置づけられて
いる。すなわち、吸気孔17aに対応する噴射孔の方が
吸気孔19aに対応する噴射孔よりも上方に位置する。
これにより両吸気孔に略均等な量の燃料を分配できる。
【0019】22は第2吸気通路17を吸気弁4より上
流側で開閉するための開閉弁で、この開閉弁22はバタ
フライ弁からなり、吸気マニホールド18における第2
吸気通路17に連通された部分に回動自在に支持されて
いる。また、この開閉弁22は、不図示の駆動装置に連
結され、エンジン回転数が予め定めた回転数より小さい
ときに閉じ、大きいときに開く構造になっている。な
お、開閉弁22をエンジン負荷に対応させ、低負荷で閉
じ高負荷で開くようにしてもよいことは勿論である。
【0020】このように構成された吸気装置では、エン
ジン回転数が予め定めた回転数より小さいときには、吸
気は開閉弁22が閉じている関係からその全量が第1吸
気通路16を通り、燃料噴射装置21から噴射された燃
料と混合されてシリンダ内に流入する。
【0021】このとき、吸気の流入経路が第1吸気通路
16のみとなって吸気流速が第1,第2吸気通路の両方
を使用するときに較べて高まる。また、中央の吸気弁4
によって開閉される分岐通路19は下流側に向かうにし
たがって次第に第2吸気通路17用吸気弁側に近づくた
めに吸気は分岐通路19に流れ難くなることから、その
分、分岐通路20に吸気が大量かつ高速に流れ易くな
る。したがって、シリンダ孔の燃焼室側端部からシリン
ダ孔の接線方向に沿って斜めに吸気が高速で流入して、
シリンダ軸線を中心として旋回する横渦(以下、この横
渦をスワールという)が生じ易くなる。
【0022】さらに、第1吸気通路16の分岐通路19
が、シリンダ軸線方向視において、分枝部よりも上流の
第1吸気通路16に対して、分岐通路20よりも大きく
傾斜されているということと、吸気孔19aを通る吸気
はシリンダ内に流入し難いということと、吸気孔20a
を開閉する吸気弁4が中央の吸気弁4よりもシリンダ軸
線Aに対して大きく傾斜しているということから、第1
吸気通路16に流入した吸気は分岐通路19よりも分岐
通路20へより多く流れるようになる。なお、吸気孔1
9aを通る吸気がシリンダ内に流入し難いのは、吸気孔
19aを開閉する吸気弁4が他に較べて起立しているの
と吸気孔19aがシリンダ壁に近接して配置されている
関係からであり、吸気孔19aを通る吸気の一部がシリ
ンダ内壁面によってシリンダ内への流入を邪魔されるい
わゆるマスキング現象が生じるからである。また、吸気
孔20aを開閉する吸気弁4が大きく傾斜していること
によって吸気孔20aから吸気がシリンダ内へ流入し易
くなるのは、分岐通路20を流れる吸気が分岐通路19
を流れる吸気よりも吸気孔20a近くで大きく曲げられ
ることなくスムーズにシリンダ孔内に流入できるからで
ある。
【0023】したがって、吸気孔20aからシリンダ孔
内に流入する吸気流は、吸気孔19aからシリンダ孔内
に流入する吸気流よりも大量かつ高速になって、前記ス
ワールはより強いものになる。ところで、図1におい
て、吸気孔19aからシリンダ孔内に流入した吸気はシ
リンダ壁に沿って下降して左回りの縦渦(以下、この縦
渦をタンブルという)を、吸気孔20aからシリンダ孔
内に流入した吸気は右回りのタンブルを形成するため
に、シリンダ内で互いに衝突する部分が生じてタンブル
が弱くなるおそれがある。しかし、本実施例では前述の
ように、吸気孔20aからシリンダ孔内に流入する吸気
流は、吸気孔19aからシリンダ孔内に流入する吸気流
よりも大量かつ高速になるから、吸気孔20aから流入
した吸気によるタンブルが吸気孔19aから流入した吸
気によるタンブルよりも強いものとなり、両者が互いに
衝突したとしても吸気孔20aから流入した吸気による
タンブルがそのまま残ることになって、シリンダ孔内に
はスワールに加えて強いタンブルが生じる。このときの
吸気の渦は、図2において左回りであって、しかも、ピ
ストン(図示せず)が下降するときにシリンダに軸線方
向に細長くなる。言い換えれば、スワールとタンブルと
を合わせたような渦が発生するようになる。
【0024】なお、本実施例では、吸気孔19aを仮想
線Bに対して吸気孔20a側に偏位させることにより、
吸気孔19aから流入する吸気もシリンダ軸線を中心と
して左回りに旋回してスワールを生じるようにしたの
で、スワールをより強いものにすることができる。
【0025】エンジン回転数が予め定めた回転数を上回
ると、開閉弁22が開いて吸気は第2吸気通路17へも
通されるようになる。このときには、高出力を得るに足
りる大量の吸気がシリンダ内に流入するようになる。そ
して、このときに生じるシリンダ内のスワールは、前記
低回転時と同様の左回りのものと、吸気孔17aから流
入した吸気によって生じる右回りのものとなる。
【0026】また、本実施例で示したように両側の吸気
孔17a,20aのうち第1吸気通路16側の吸気孔2
0aを第2吸気通路17の吸気孔17aより小径に形成
すると、エンジンが高回転して開閉弁22が開いている
状態では両側の吸気孔から吸入される吸気に流量差が生
じる。このため、エンジン回転数が高いときにもシリン
ダ内にスワールが生じ易くなる。
【0027】さらに、中央の吸気孔19aを寸法Cだけ
吸気孔20a側へ偏位させると、吸気孔19aを仮想線
B上に配置したときに較べて第2吸気通路17の通路断
面積および吸気孔17aの開口面積を大きくとれるの
で、高回転時により多くの吸気を流すことができるよう
になる。
【0028】なお、本実施例では2つの分岐通路の吸気
孔19a,20aを同一径とし、それらを第2吸気通路
17の吸気孔17aより小径に形成した例を示したが、
これら吸気孔の開口径は図4〜図6に示すように変える
こともできる。
【0029】図4は3つの吸気孔のうち中央の吸気孔を
両側の吸気孔より小径に形成した他の実施例を示す構成
図である。図5は第1吸気通路の2つの吸気孔のうち第
2吸気通路側の吸気孔を第2吸気通路の吸気孔と同一径
とし、他方の吸気通路を前記2つの吸気孔より大径に形
成した他の実施例を示す構成図である。図6は3つの吸
気孔のうち中央の吸気孔を両側の吸気孔より大径に形成
した他の実施例を示す構成図である。これらの図におい
て前記図1ないし図3で説明したものと同一もしくは同
等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。
【0030】図4に示す例では、3つの吸気孔のうち両
側の吸気孔17aと吸気孔20aは同一径に形成され、
中央の吸気孔19aは前記両吸気孔17a,20aより
小径に形成されている。そして、中央の吸気孔19a
は、吸気カム軸(図示せず)の軸線方向と直交しかつシ
リンダ中心を通る直線B上にその中心が位置づけられて
いる。
【0031】このように構成すると、吸気孔20aから
シリンダ内に流入する吸気量を前記図1〜図3に示した
吸気装置に較べて増やすことができる。このため、スワ
ールからなる吸気流の渦が生じ易くなって低速時の燃焼
速度をより速くすることができる。また、3つのバルブ
リフタのうち中央のバルブリフタが両側のバルブリフタ
に較べて小径になるため、バルブリフタの配置ピッチを
狭めることができる。
【0032】図5に示す例では、第2吸気通路の吸気孔
17aと第1吸気通路の吸気孔19aとが同一径に形成
され、第1吸気通路の他方の吸気孔20aが前記2つの
吸気孔17a,19aより大径に形成されている。そし
て、中央に位置する吸気孔19aは、吸気カム軸(図示
せず)の軸線方向と直交しかつシリンダ中心を通る直線
Bよりその中心が吸気孔17a側に寸法Iだけ偏位され
ている。
【0033】吸気孔19aを吸気孔17a側に偏位させ
た分、吸気孔20aを大径にする事ができ、吸気孔20
aからシリンダ内に流入する吸気量をより増やして低速
時のスワールをより強くすることができる。なお、中央
の吸気弁4の傘部は、シリンダ軸方向視において両側の
吸気弁4の傘部中心を結ぶ線Jと交錯するように点火プ
ラグに近づいて配置されている。これにより、中央の吸
気孔19aから流入した燃料を点火プラグ近傍に供給す
ることができて着火性が向上すると共に、中央の吸気孔
19a外側のスキッシュエリア13aをより広くとるこ
とができる。
【0034】図6に示す例では、3つの吸気孔のうち両
側に位置する第2吸気通路の吸気孔17aと、第1吸気
通路の吸気孔20aとが同一径に形成され、中央に位置
する第1吸気通路の吸気孔19aが前記2つの吸気孔よ
り大径に形成されている。そして、この中央の吸気孔1
9aは、吸気カム軸(図示せず)の軸線方向と直交しか
つシリンダ中心を通る直線B上にその中心が位置づけら
れている。
【0035】このように構成すると、中央の吸気孔19
aを通る混合気がシリンダ壁によってシリンダ内への流
入を邪魔されても点火プラグの近傍に混合気を確実に供
給できるようになるから、エンジンの始動性を高めるこ
とができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るエンジ
ンの吸気装置は、吸気通路を、3個の吸気弁のうち一側
の吸気弁によって開閉される分岐通路および中央の吸気
弁によって開閉される分岐通路を有する第1吸気通路
と、他側に位置する吸気弁によって開閉される第2吸気
通路とによって構成し、第1吸気通路の分岐部よりも上
流の第1吸気通路に燃料噴射装置を設けると共に、第2
吸気通路に高回転時に開く開閉弁を設け、前記中央の吸
気弁によって開閉される分岐通路を、吸気流の下流側に
向かうにしたがって次第に第2吸気通路用吸気弁側へ近
づけたため、エンジン回転数が小さいときには吸気の全
量が第1吸気通路を通るために吸気は大きな流速をもっ
てシリンダ内に流入する。また、第1吸気通路における
中央の吸気弁によって開閉される分岐通路は吸気が流れ
難くなる。
【0037】このため、その分エンジン回転数が小さい
ときには、吸気は第1吸気通路における側方の吸気弁に
よって開閉される分岐通路に大量かつ高速に流れ易くな
るから、シリンダ内にスワールが生じ易くなる。しか
も、混合気は両方の分岐通路から供給されるためにシリ
ンダ内に分散され、燃料が燃焼室内に略均一に分布され
るようになる。したがって、エンジン回転数が低いとき
に燃焼が安定するようになって出力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸気装置を採用したエンジンのシ
リンダヘッド部を拡大して示す断面図である。
【図2】本発明に係る吸気装置を採用したエンジンのシ
リンダヘッド部の底面図である。
【図3】シリンダヘッドの上面図である。
【図4】3つの吸気孔のうち中央の吸気孔を両側の吸気
孔より小径に形成した他の実施例を示す構成図である。
【図5】第1吸気通路の2つの吸気孔のうち第2吸気通
路側の吸気孔を第2吸気通路の吸気孔と同一径とし、他
方の吸気通路を前記2つの吸気孔より大径に形成した他
の実施例を示す構成図である。
【図6】3つの吸気孔のうち中央の吸気孔を両側の吸気
孔より大径に形成した他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 4 吸気弁 5 排気弁 6 吸気カム軸 15 排気通路 16 第1吸気通路 17 第2吸気通路 17a 吸気孔 19 分岐通路 19a 吸気孔 20 分岐通路 20a 吸気孔 21 燃料噴射装置 22 開閉弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 69/00 360 C 7825−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1気筒当たり3個の吸気弁が設けられた
    エンジンの吸気装置において、前記吸気弁によって開閉
    される吸気通路を、吸気弁より吸気流の上流側で分岐さ
    れて3個の吸気弁のうち一側の吸気弁によって開閉され
    る分岐通路および中央の吸気弁によって開閉される分岐
    通路を有する第1吸気通路と、この第1吸気通路に隣接
    し、他側に位置する吸気弁によって開閉される第2吸気
    通路とによって構成し、前記第1吸気通路の分岐部より
    も上流の第1吸気通路に燃料噴射装置を設けると共に、
    前記第2吸気通路にエンジン回転数が高回転域にあると
    きに開く開閉弁を設け、前記中央の吸気弁によって開閉
    される分岐通路を、吸気流の下流側に向かうにしたがっ
    て次第に第2吸気通路用吸気弁側へ近づけたことを特徴
    とするエンジンの吸気装置。
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AU758127B2 (en) * 1998-12-04 2003-03-13 Sunstar Inc. Interdental brush and production method therefor

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