JPH0614059Y2 - 火花点火式内燃機関の吸気通路構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、火花点火式内燃機関の吸気通路構造の改良
に関する。

従来の技術 周知のように、火花点火式内燃機関にあっては、燃費や
吸気充填効率の向上などを図るために、１気筒あたり２
つの吸気バルブと１つの排気バルブを備えた所謂３バル
ブ方式を採用したものがある。

第７図は斯かる３バルブ方式の４気筒ガソリン機関の一
部を、第８図はこの機関に適用される吸気マニホルドを
夫々示している。概略を説明すれば、第７図の１はシリ
ンダヘッド、２はロッカカバー、３，４は駆動カム５の
回転に伴い揺動するロッカアーム、６，７はシリンダヘ
ッド１内に形成され、かつ燃焼室８に連通する吸気ポー
トと排気ポートであって、この吸気ポート６は、第９図
に示すように下流側に２つの分岐ポート６ａ，６ｂが形
成されている。また、該各分岐ポート６ａ，６ｂと排気
ポート７の燃焼室８側の開口端は、前記ロッカアーム
３，４及びバルブスプリング９，９によって作動する２
つの吸気バルブ１０，１１と１つの排気バルブ１２によ
って開閉されるようになっていると共に、該排気バルブ
１２の側部には、一方の吸気バルブ１１と対向した位置
に点火栓１３が設けられている。

吸気マニホルド１４は、第８図及び第９図に示すよう
に、燃料供給装置に連結されるライザ部１５と、該ライ
ザ部１５に左右対称に連結された２本の集合通路１６，
１６と、該各集合通路１６，１６の下流に一体形成され
て上記各吸気ポート６…に接続される分岐通路１７…と
からなっている。

したがって、ライザ部１５から集合通路１６に流入した
混合気は、第１０図の矢印で示すように分岐点Ｐから分
岐通路１７，１７に分流し、さらに各吸気ポート６，６
の各分岐ポート６ａ，６ｂ…から各第１〜第４気筒の燃
焼室８に夫々分配供給されるようになっている（実開昭
５９−４７３５５号公報等参照）。

また、他の従来例として、例えば実開昭５０−１４０２
１号公報に記載されている考案のように、集合通路と一
方側の分岐通路の内部上面と底面に通路軸方向に沿って
凹溝を形成し、霧化しきれずに液状のまま通路内壁面を
流れる液状燃料を該凹溝によって強制案内することによ
り、各気筒間に発生する燃料供給量のバラツキを抑制す
るものも提供されている。

考案が解決しようとする問題点 然し乍ら、前者の従来例にあっては、吸気マニホルド１
４の各分岐通路１７，１７…及び吸気ポート６，６の各
分岐ポート６ａ，６ｂ…が夫々左右対称に形成されてい
ると共に、各断面形状が略円形な同一形状に形成されて
いるため、左右の分岐ポート６ａ，６ｂ…から各燃焼室
８に略均等量の混合気及び霧化しきれずに通路内壁面を
流れる液状燃料が分配される。したがって、点火栓１３
に比較的多量の液状燃料が掛かり易くなり、くすぶりや
あるいは失火が発生し、またこれらに起因して燃焼の不
安定化や運転性の悪化を招いている。

一方、後者の従来例にあっては、この場合も、液状燃料
を均一に分配する以上、前述と同様の問題を招いてい
る。

問題点を解決するための手段 本考案は、前記各従来の吸気通路構造の問題点に鑑みて
案出されたもので、とりわけ、集合通路と分岐通路の横
断面形状を、横方向に長い略長円形に形成すると共に、
該両通路の内部底面を、通路軸方向に沿って下方へ突出
した谷部と、各底面の巾方向の両側縁から前記谷部方向
へ下り傾斜状に形成された斜面部とから形成し、かつ前
記１本の集合通路から分岐した２本の分岐通路の前記各
谷部を、前記各底面の巾方向の中心から一方向へ互いに
接近するように偏倚した位置に形成して、前記吸気ポー
トの軸心に対して燃焼室の一側部側に位置させる一方、
前記点火栓を吸気ポートの軸心に対して燃焼室の他側部
側に設けたことを特徴としている。

作用 前記構成の本考案によれば、ライザ部から集合通路に流
入した液状燃料は、該集合通路内では底面の谷部に案内
されながら通路軸方向に沿って流れるが、各分岐通路内
では、各谷部に案内されつつ各底面巾方向の中心から互
いに接近するように夫々の通路の内側に沿って流れる。
したがって、各分岐通路の外側では液状燃料流量が大巾
に減少して、分岐通路の外側に設けた点火栓に対する液
状燃料の直接的な付着が十分に防止される。

しかも、２本の分岐通路の各谷部が、底面の巾方向の中
心より互いに接近するように偏倚させているため、各谷
部の分岐点を可及的に下流側に設定できる。したがっ
て、集合通路の１本の谷部の長さが長くなる一方、複数
の分岐通路の各谷部の長さを短くできるので、この結
果、集合通路と複数の分岐通路とに亙る谷部の延べ長さ
を短くでき、谷部全体の総容積を小さくできる。よっ
て、谷部に溜まる液状燃料の総量を減じることが可能に
なる。したがって、機関運転中の急減速時においても吸
入混合気が急激に過濃になることが防止でき、機関運転
を安定せしめることができる。

更に、集合通路及び各分岐通路は、横断面が略長円形に
形成されているため、十分な断面積を確保しながら各底
面位置を円形状の場合に比較して高く設定できる。した
がって、液状燃料が、集合通路と各分岐通路の底面から
燃焼室へ向けて流入し易くなり、吸気マニホルド内に溜
まりにくくでき、前記急減速時における混合気の過濃化
防止及び機関運転の安定化をさらに向上できる。

実施例 第１図及び第４図は３バルブ方式の４気筒ガソリン機関
に適用したこの考案の第１実施例を示ている。

即ち、図中２１はシリンダヘッド、２２…はシリンダヘ
ッド２１内に形成され、かつ下流側に２又状の分岐ポー
ト２２ａ，２２ｂ…を有する吸気ポート、２３，２４は
燃焼室２５側の上記各分岐ポート２２ａ，２２ｂ開口端
を開閉する２つの吸気バルブ、２６は１つの排気バル
ブ、２７は燃焼室２５内の排気バルブ２６の側部つまり
一方の吸気バルブ２４に対向配置された点火栓、２８は
吸気マニホルドである。

前記点火栓２７は、吸気ポート２２の軸心つまり一方の
分岐ポート２２ｂの軸心方向の燃焼室２５一側部に設け
られている。

前記吸気マニホルド２８は、ライザ部２９と、該ライザ
部２９に左右対称に連結された集合通路３０，３０と、
該集合通路３０，３０の下流側に二股状に分岐形成され
て、上記各吸気ポート２２…に接続される夫々２本の分
岐通路３１，３２…とを有している。

前記集合通路３０と各分岐通路３１，３２は、第２図
Ａ，Ｂに示すように横断面形状が横方向に延びた長円形
に形成されていると共に、夫々の内部底面３３，３４が
横断面Ｖ字形の谷部３３ａ，３４ａと、該谷部３３ａ，
３４ａの両側部に有する斜面部３３ｂ，３３ｃ、３４
ｂ，３４ｃとから構成されている。

具体的に説明すれば、谷部３３ａ，３４ａは、各通路３
０，３１，３２の軸方向に沿って形成され、集合通路３
０側は底面３３の長手方向の略中央位置に形成されてい
るのに対し、各分岐通路３１，３２側は、各底面３４，
３４の巾方向の中心線から互いに内側寄り、つまり両者
３１，３２間の中心側へ互いに接近するように偏倚した
位置に形成されている。したがって、各分岐通路３１，
３２の谷部３４ａ，３４ａは、先端部が内側の分岐ポー
ト２２ａ，２２ａに臨み、点火栓２７…から離間配置さ
れている。一方、各斜面部３３ｂ，３３ｃ、３４ｂ，３
４ｃは、底面３３，３４の巾方向の両側縁から谷部３３
ａ，３４ａ方向へ漸次下り傾斜状に形成されている。

また、分岐通路３１，３２の底面３４，３４は、第３図
に示すように、谷部３４ａ，３４ａが吸気ポート２２に
近づくにつれて、溝の深さをなめらかに減少させてあ
り、吸気ポート２２との接合面においては、両者２２，
３１，３２の断面形状が略一致するように形成されてい
る。

したがって、この実施例によれば、ライザ部２９から集
合通路３０に流入した液状燃料は、第４図の矢印で示す
ように多くが中央の谷部３３ａに集合する形で下流へ案
内され、そのまま各分岐通路３１，３２の谷部３４ａ，
３４ａに沿って偏流しつつ分岐ポート２２ａ，２２ａに
流入する。

このため、点火栓２７と対向する他方の分岐ポート２２
ｂ，２２ｂ及び吸気バルブ２４，２４を通過する液状燃
料の流量が大巾に減少する。したがって、各分岐ポート
２２ｂ，２２ｂ側の設けた点火栓２７への液状燃料の直
接的な付着が少なくなる。この結果、点火栓２７のくす
ぶりや失火等の発生が防止される。

また、集合通路３０や各分岐通路３１，３２の内壁面全
体に付着した液状燃料は、各底面３３，３４，３４の斜
面部３３ｂ，３３ｃ、３４ｂ，３４ｃを伝って各谷部３
３ａ，３４ａ，３４ａ内へ速やかに流れ込む。したがっ
て、内壁面に付着した液状燃料量の多少に拘わらず、該
燃料の流動中心を常に谷部３３ａ，３４ａ，３４ａに集
中させることが可能になるため、機関の運転変化に拘わ
らず点火栓２７に対する液状燃料の付着を十分に防止で
きる。

更に、集合通路３０及び分岐通路３１，３２は、横断面
長円形に形成されているため、十分な断面積が確保され
吸入圧力損失を低下できると共に、吸気マニホルド２８
を機関に取り付けた際における集合通路３０と各分岐通
路３１，３２の各底面３３，３４，３４の位置を、従来
のような円形状の場合に比較して高く設定することがで
きる。この結果、各谷部３３ａ，３４ａ，３４ａを流れ
る液状燃料は、吸気ポート２２，２２及び燃焼室２５，
２５内へ流入し易くなり、吸気マニホルド２８内に溜ま
りにくくなる。

しかも、２本の分岐通路３１，３２の各谷部３４ａ，３
４ａが、底面３４，３４の巾方向の中心から互いに接近
するように偏倚して配置されているため、各谷部３４
ａ，３４ａの分岐点Ｐ１を集合通路谷部３３ａの最下流
側に設定できる。即ち、各谷部３４ａ，３４ａは、第４
図の２点鎖線で示すように外側へ大きく開く場合はその
分岐点Ｐ２を集合通路谷部３３ａの上流側に設定しなけ
ればならないが、本実施例では実線で示すように内側へ
閉じる形になるため、その分岐点Ｐ１を集合通路谷部３
３ａの最っとも下流側の位置に設定できる。したがっ
て、その分１本の集合通路谷部３３ａの長さＬ１を分岐
点をＰ２とした場合の長さＬ２に比較して長くすること
ができる一方、両分岐通路３１，３２の長さを短尺化で
きる。この結果、集合通路３０と複数の分岐通路３１，
３２に亙る各谷部３３ａ，３４ａ，３４ａの延べ長さを
短くすることができ、該谷部３３ａ，３４ａ，３４ａ全
体の総容積を小さくできる。よって、各谷部３３ａ，３
４ａ，３４ａに滞留する液状燃料の総量を減じることが
できる。

したがって、機関の急減速時における急激な気化燃料量
の増加による燃焼室２５内の混合気の過濃化が防止さ
れ、機関運転の安定化を図ることができる。即ち、吸減
速時には、絞り弁の全閉によって各通路３０〜３２内の
吸入負圧が急激に上昇して該各通路３０〜３２内の液状
燃料が急速に気化されるため、通路３０〜３２内の滞留
燃料量が多いと、気化される燃料量も増加して、燃焼室
に過濃混合気が供給され易くなる。この結果、失火によ
るエンジンストップや機関回転数の不安定を招く惧れが
ある。しかし、本実施例では、前述のように過濃化が防
止されるため、機関運転の安定化が図れるのである。

第５図及び第６図は、本考案の第２実施例を示し、各分
岐通路３１，３２の谷部３４ａ，３４ａが、下流端まで
形成されていると共に、吸気ポート２２，２２の点火栓
２７…側とは反対側の分岐ポート２２ａ，２２ａの底面
３５，３５にも前記谷部３４ａ，３４ａと連続するポー
ト側谷部３５ａ，３５ａが吸気流方向に沿って形成され
ている。このポート側谷部３５ａ，３５ａは、第６図に
示すように各分岐ポート２２ａ，２２ａの底面３５，３
５の長手方向略中央位置に形成されて先端が排気バルブ
２６，２６の中央に指向している。

したがって、この実施例によれば、各谷部３４ａ，３４
ａに沿って流入した多くの液状燃料は、さらにポート側
谷部３５ａ，３５ａに連続的に案内されて、一方側の吸
気バルブ２３，２３を介して排気バルブ２６，２６側の
燃焼室２５に速やかに流入する。このため、液状燃料
は、点火栓２７…側の分岐ポート２２ｂ，２２ｂに流入
する量がさらに少なくなり、点火栓２７…のくすぶりや
失火等の発生を一層防止できる。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案に係る火花点火式
内燃機関の吸気通路構造によれば、とりわけ、各分岐通
路の谷部を、各底面の巾方向の中心から一方へ互いに接
近するように偏倚した位置に形成すると共に、点火栓を
谷部とは逆方向の位置に偏倚して設けたため、点火栓に
対する液状燃料の直接的な付着が減少して、くすぶりや
失火等の発生が防止されると共に、集合通路や分岐通路
の内壁面に付着した液状燃料が各底面の斜面部を伝って
谷部に速やかに流れ込むため、液状燃料の点火栓への付
着防止効果が向上する。

また、前述のように、分岐通路の各谷部を、各底面の巾
方向の中心から一方向へ互いに接近するように偏倚させ
たため、集合通路と各分岐通路の各谷部の総容積が小さ
くなるので、谷部に滞留する液状燃料の総量を減じるこ
とができる。

更に、集合通路及び分岐通路を、横方向に長い横断面略
長円形に形成したため、集合通路と各分岐通路の底面位
置を高くすることができ、この結果、液状燃料が、各通
路の底面から燃焼室へ向けて流入し易くなり吸気マニホ
ルドに溜まりにくくなる。

したがって、谷部に滞留する液状燃料量の減少相俟っ
て、機関の急減速時における燃焼室内での吸入混合気の
急激な過濃化が防止され、機関運転の安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る火花点火式内燃機関の吸気通路構
造の第１実施例を一部断面して示す平面図、第２図Ａは
第１図のＩ−Ｉ線断面図、第２図Ｂは第１図のII−II線
断面図、第３図は第１図のIII−III線断面図、第４図は
この実施例における混合気流動状態を示す一部平断面
図、第５図，第６図は本考案の第２実施例を示す図であ
り、第５図は第１図のIII−III線断面図、第６図は混合
気流動状態を示す一部平断面図、第７図は３バルブ方式
の内燃機関に適用された従来の吸気通路構造の一部を示
す断面図、第８図は従来の吸気マニホルドを示す斜視
図、第９図は従来の吸気通路構造による混合気の流動状
態を示す一部平断面図である。 ２１……シリンダヘッド、２２……吸気ポート、２３，
２４……吸気バルブ、２５……燃焼室、２７……点火
栓、２８……吸気マニホルド、２９……ライザ部、３０
……集合通路、３１，３２……分岐通路、３３，３４…
…底面、３３ａ，３４ａ……谷部、３３ｂ，３３ｃ，３
４ｂ，３４ｃ……斜面部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッド内に形成されて、点火栓が
   臨む燃焼室に混合気を送出する吸気ポートと、ライザ部
   に連結した集合通路及び該集合通路の下流側に設けられ
   て前記吸気ポートに接続された複数の分岐通路とにより
   形成された吸気マニホルドと、を備えた火花点火式内燃
   機関の吸気通路構造において、 前記集合通路と分岐通路の横断面形状を、横方向に長い
   略長円形に形成すると共に、該両通路の内部底面を、通
   路軸方向に沿って下方へ突出した谷部と、各底面の巾方
   向の両側縁から前記谷部方向へ下り傾斜状に形成された
   斜面部とから形成し、かつ前記１本の集合通路から分岐
   した２本の分岐通路の前記各谷部を、前記各底面の巾方
   向の中心から一方向へ互いに接近するように偏倚した位
   置に形成して、前記吸気ポートの軸心に対して燃焼室の
   一側部側に位置させる一方、前記点火栓を、吸気ポート
   の軸心に対して燃焼室の他側部側に設けたことを特徴と
   する火花点火式内燃機関の吸気通路構造。