JPH0717785Y2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は３個の吸気弁を備えた内燃機関の燃料供給装置
に関する。

（従来の技術） 吸気弁を３個設けた多弁式内燃機関として、第５図に示
したようなものが知られている。（実開昭62-31725号公
報を参照。） 図において、１はシリンダヘツド、２は吸気ポート、３
は排気ポート、４は燃焼室、５は吸気弁、６は排気弁、
７は点火栓、８は吸気制御弁、９は主燃料噴射弁、10は
副燃料噴射弁、11は前記各燃料噴射弁の制御回路であ
る。

シリンダヘツド１には、中央に位置する点火栓７を包囲
するように３個の吸気弁５と２個の排気弁６が配設され
ている。

吸気ポート２は３個の吸気弁５に共通しており、途中か
ら中央の吸気弁５に対応した中央分岐ポート部2aと、そ
の両側の２個の吸気弁５に対応した２つの側方分岐ポー
ト部2bの三方向に分岐している。前記２つの側方分岐ポ
ート部2bのうちの一方には、高速高負荷運転時を除いて
閉じる吸気制御弁８が介装されている。

主燃料噴射弁９は中央分岐ポート部2aに、副燃料噴射弁
10はその背後のポート分岐点よりも上流側にそれぞれ設
けられている。

副燃料噴射弁10は各側方分岐ポート部2bに向かつて燃料
を噴射する二方向ノズルを有しており、高速高負荷運転
時にのみガソリン燃料を噴射するように制御回路11によ
り制御される。これに対して、主燃料噴射弁９は、中央
分岐ポート部2aのみにアルコール燃料を噴射供給する。
高速高負荷以外の運転時にあつては、吸気制御弁８を閉
ざし、中央分岐ポート部2aと一方の側方分岐ポート部2b
から吸気を導入してシリンダ内にスワールを生起し、そ
の中へ前記主燃料噴射弁９からの燃料を供給することに
より燃焼性を改善するようにしている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記従来の多弁式内燃機関に適用される燃料
供給装置は、機関の速度及び負荷状態の変化への対応と
燃料の使い分けのために、主燃料噴射弁９と副燃料噴射
弁10とを設ける構成であるため制御が複雑化すると共に
コストが高くなるという欠点がある。

また、図示したように多弁式機関では一般に燃焼効率を
重視して燃焼室４の中央部に点火栓７を配置するが、こ
の場合中央分岐ポート部2aの正面に点火栓７が位置する
ことになるため、その電極が主燃料噴射弁９からの噴射
燃料にさらされてくすぶりを起こすという問題も有つ
た。特に、低温始動時や暖機時には燃料が増量されるに
もかかわらず気化率が低いために吸気弁５が開いたとき
に液状のままの燃料が点火栓７に付着して着火不良を引
き起こしやすく、これにより始動性や運転安定性が悪化
すると共に未燃ガス量が増大してしまう。

本考案はこのような従来の問題点を解消することを目的
としている。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案では、シリンダヘッド
の燃焼室に面して３個の吸気弁を配置すると共に、前記
３個の吸気弁に共通する吸気ポートを各吸気弁に対応し
て中央分岐ポート部とその両側の側方分岐ポート部とに
分岐形成し、かつ前記中央分岐ポート部の略前方に点火
栓を位置させた内燃機関において、前記中央分岐ポート
部に機関温度が所定値以下のときに閉じる開閉弁を設け
た。

（作用） 上記構成においては、機関温度が所定値以下のときには
開閉弁が常に閉状態となり中央分岐ポートは遮断され
る。このとき、燃料は中央分岐ポートの両側の側方分岐
ポートより燃焼室に供給されるので、特に、機関温度が
所定値以下の燃料の気化率が低いときに液状のままの燃
料が中央分岐ポートから燃焼室に供給されて点火栓に付
着し着火不良を引き起こすことが防止される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明するが、第
５図の各部と対応する部分には同一の符号を付して示す
ことにする。

第１図および第２図において、１は内燃機関のシリンダ
ヘツド、２は吸気ポート、４は燃焼室、5c,5d,5eは吸気
弁、７は点火栓、31は吸気マニフオールドである。な
お、排気弁，排気ポートおよび燃料噴射弁は図示省略し
てある。

吸気ポート２は、吸気マニフオールド31が接続される入
口部付近の部分については３個の吸気弁5c,5d,5eに共通
しており、途中から中央の吸気弁5cに対応した中央分岐
ポート部2cと、その両側の２個の吸気弁5d,5eに対応し
た２つの側方分岐ポート部2d,2eの三方向に分岐してい
る。また、各分岐ポート部2c,2d,2eはそれぞれ径が異な
つており、中央分岐ポート部2cの径Dcが最も小さく、次
いで側方分岐ポート部2dの径Dd、そして側方分岐ポート
部2eの径Deが最も大きく形成されており、これに伴ない
吸気弁5c,5d,5eの径Rc,Rd,ReもそれぞれRc＜Rd＜Reの関
係を有している。さらに、中央分岐ポート部2c及び側方
分岐ポート部2dは点火栓７の中心を通りシリンダヘツド
１の端面1aに垂直な中心線4aより片側（第２図中上方）
に偏心して形成されている。

また、中央分岐ポート部2cには、各分岐ポート部2c,2d,
2eの合流部近傍に開閉弁12が中央分岐ポート部2cを開閉
可能に設けられている。開閉弁12は、シリンダヘツド１
に回動可能に設けられたシヤフト14に図示しないねじに
より固定されており、開閉弁12の中心線4aから離れた部
位には切欠き12aが形成されている。

上記開閉弁12はアクチユエータ15により回動制御され
る。アクチユエータ15はガイド16により機関本体に固定
されており、ロツド17とこれと結合されたダイヤフラム
18、そしてスプリング19などから成つている。ロツド17
の先端の係合部20にはピン21が設けられ、このピン21と
前記シヤフト14が連結されている。また、アクチユエー
タ15内の負圧室22には通路28で示す配管により三方電磁
弁23の一つのポートに接続されている。三方電磁弁23の
他の二つのポートの一方は大気通路29により大気に開放
され、他方は通路30により負圧源24に接続されている。
三方電磁弁23の制御は機関温度によつて、例えば水温セ
ンサ27の冷却水温信号26が入力されるコントロールユニ
ツト25にて行う。

次に、上記のような構成の吸気装置の作用を説明する。
機関冷間時には、暖機の促進や安定した出力を得るため
に濃い混合気を供給することが要求され、また燃料は燃
料噴射弁から吸気ポート２に噴射供給されるが、水温セ
ンサ27からの信号26に基づいて冷却水温が所定値以下の
ときには、コントロールユニツト25の指示により三方電
磁弁23は通路28と通路30とを連通させる。そして、負圧
室22には負圧源24からの負圧が導かれ、ロツド17はスプ
リング19に抗してアクチユエータ15内に最も入り込んだ
状態となる。この状態で開閉弁12は全閉となり切欠部12
aを除いて中央分岐ポート部2cを遮断する。この結果、
燃料と空気はその大部分が側方分岐ポート部2d,2eから
燃焼室４へと流入するので燃料が点火栓７に付着するこ
とが防止できる。また、中央分岐ポート部2cへの燃料の
流入は開閉弁12により遮断されるが、切欠部12aを介し
て流入した燃料は、切欠部12aが中心線4aから離れた部
位に形成されているため、切欠部12aを通過した強い吸
気流により点火栓７に付着することなく燃焼室４へ流入
する。さらに本実施例においては、各ポート部２の径Ｄ
がDc＜Dd＜Deで示す関係を有しているとともに、中央分
岐ポート部2c及び側方分岐ポート部2dが共に中心線4aよ
り片側に偏心して形成されているため、側方分岐ポート
部2d及び開閉弁12の切欠部12aを介して中央分岐ポート
部2cから燃焼室４内へ流入した各々の吸気流A,Bは、側
方分岐ポート部2eから燃焼室４内へ流入した吸気流に打
ち勝つて燃焼室４内で第２図中左巻き方向のスワールが
生成され、燃料と空気の十分な混合が得られる。

これにより、機関冷間時であつても良好な燃焼状態が保
たれるとともに、従来のように燃料が中央分岐ポート部
を介して点火栓７に付着して着火不良を引き起こすとい
つたことは防止され、燃焼効率を著しく向上することが
できる。

一方、冷却水温が所定値より高いときには、燃料は十分
に気化しており、コントロールユニツト25の指示により
三方電磁弁23は通路28と大気通路29とを連通する。そし
て、負圧室22には大気が導かれ、ロツド17はスプリング
19によりアクチユエータ15の外に最も突出した状態とな
る。この状態で開閉弁12は全開となり吸気ポート２と中
央分岐ポート部2cを連通する。この結果、燃料と空気は
各分岐ポート2c,2d,2eから燃焼室４へと流入し、燃料が
点火栓７に付着することなく高い充填効率を得ることが
できる。

次に、本考案の他の実施例を第３図および第４図に基づ
いて、前記実施例と異なる部位についてのみ説明する。
この実施例においては、中央分岐ポート部2fの径Dfが前
記実施例の中央分岐ポート部2cの径Dcよりさらに小さく
形成されており、吸気弁5fの径Rfも同様に吸気弁5cの径
Rcより小さく形成されている。また、中央分岐ポート2f
には前記実施例の開閉弁12よりも小径の開閉弁13が同様
に設けられている。さらに、点火栓７の中心を通りシリ
ンダヘツド１の端面1aに平行な中心線4bと吸気弁5fとの
挾角θ₂を吸気弁5dあるいは吸気弁5eとの挾角θ₁より小
さくなるように形成している。その他の構成は前記実施
例と同じである。

上記の構成により、冷却水温が所定値以下の機関冷間時
には、前記実施例と異なり開閉弁13には切欠部等がない
ので、燃料は側方分岐ポート部2d,2eのみから燃焼室４
内へ流入し、燃料が点火栓７に付着することをより確実
に防止できる。また、冷却水温が所定値以上の時には、
開閉弁13が開状態となり、このときには中央分岐ポート
部2fの径Dfがより小径に形成されているため、燃焼室４
へ流入する吸気流速が増大され、より強いスワールを生
成できる。また、点火栓７へ燃料を付着させやすい中央
分岐ポート部2fの吸気弁5fと中心線4bの挾角θ₂を側方
分岐ポート部2d,2eの吸気弁5d,5eと中心線4bの挾角θ₁
より小さく形成しているため、中央分岐ポート部2fに燃
料が侵入した場合でも、燃料が点火栓７へ直接付着する
ことをより防止することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、シリンダヘッド
の燃焼室に面して３個の吸気弁を配置すると共に、前記
３個の吸気弁に共通する吸気ポートを各吸気弁に対応し
て中央分岐ポート部とその両側の側方分岐ポート部とに
分岐形成し、かつ前記中央分岐ポート部の略前方に点火
栓を位置させた内燃機関において、前記中央分岐ポート
部に機関温度が所定値以下のときに閉じる開閉弁を設
け、燃料の気化率が低い低温時には燃料がもっぱら両側
の側方ポート部より燃焼室に供給されるようにしたの
で、液状のままの燃料が中央分岐ポート部から燃焼室に
供給されて点火栓に付着し着火不良を引き起こすことが
防止でき、始動性や運転安定性の悪化、未燃ガス量の増
大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すシリンダヘツドの側面断
面図、第２図は第１図の底面図、第３図は本考案の他の
実施例を示すシリンダヘツドの側面断面図、第４図は第
３図の底面図、第５図は従来例の平面断面図である。 １……シリンダヘツド、２……吸気ポート、2c,2f……
中央分岐ポート部、2d,2e……側方分岐ポート部、４…
…燃焼室、5c,5d,5e,5f……吸気弁、７……点火栓、12,
13……開閉弁、15……アクチユエータ、23……電磁弁、
25……コントロールユニツト、27……水温センサ、31…
…吸気マニフオールド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドの燃焼室に面して３個の吸
   気弁を配置すると共に、前記３個の吸気弁に共通する吸
   気ポートを各吸気弁に対応して中央分岐ポート部とその
   両側の側方分岐ポート部とに分岐形成し、かつ前記中央
   分岐ポート部の略前方に点火栓を位置させた内燃機関に
   おいて、前記中央分岐ポート部に機関温度が所定値以下
   のときに閉じる開閉弁を設けたことを特徴とする内燃機
   関の吸気装置。