JPS59231120A - 3弁式内燃機関 - Google Patents

3弁式内燃機関

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JPS59231120A
JPS59231120A JP10449083A JP10449083A JPS59231120A JP S59231120 A JPS59231120 A JP S59231120A JP 10449083 A JP10449083 A JP 10449083A JP 10449083 A JP10449083 A JP 10449083A JP S59231120 A JPS59231120 A JP S59231120A
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JP
Japan
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intake valve
combustion chamber
valve port
port
ceiling
Prior art date
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Pending
Application number
JP10449083A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekazu Ichihara
市原 英一
Tomokazu Takeda
武田 共和
Masato Kawashima
正人 川島
Tadashi Kuno
正 久野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP10449083A priority Critical patent/JPS59231120A/ja
Publication of JPS59231120A publication Critical patent/JPS59231120A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2個の吸気弁口と1個の排気弁口を燃焼室に
開口した3弁式内燃機関に関する。
この種内燃機関は、一般に、狭い燃焼室の天井面におい
て吸気弁口の総合有効面積を充分に大きく得ることがで
きるので、充填効率を高めることができ、しかも1個の
吸気弁口の有効面積は比較的小さいので、これを開閉す
る吸気弁の小径化を図ってその慣性重量を軽減し、機関
の高速運転時でも動弁機構に対する各吸気弁の追従性を
良好にすることができ、よって優れた高速出力性能を発
揮し得る利点がある。
本発明は、このような機関において、点火源の燃焼室天
井面中心部への近接配置が吸気弁口に邪魔されずにでき
るようにして燃焼室の各方面に対する火焔伝播距離を可
及的等しくし、混合気の急速燃焼を可能にし、また燃焼
室に吸入される混合気に簡単な手段によりスワールを生
起させるようにして混合気の混合状態を良好にすると共
にその燃焼の立上りを促進し、機関の低負荷・低回転時
でも安定した燃焼を達成することができる有効な前記3
弁式内燃機関を提供することを目的とし、その特徴は、
燃焼室の天井面を略中央部の稜線から両側に向って下る
二つの天井斜面より構成し、一方の天井斜面に第1吸気
弁口及びその弁口より小径の第2吸気弁口を前記稜線に
沿って配列して開口し、他方の天井斜面には、前記第1
吸気弁口との対向位置で1個の排気弁口を開口し、また
前記第2吸気弁口との対向位置で点火源を設け、前記第
1.第2吸気弁口並びに排気弁口にそれらを開閉する第
1.第2吸気弁並びに排気弁をそれぞれ設けたところに
ある。
以下、図面により本発明の実施例について説明する。先
ず第1実施例を示す第1ないし第4図において、その内
燃機関はクロスフロー型」サイクルガソリン機関であっ
て、その機関本体Eは、シリンダブロック1と、それの
上面にガスケット3を介して重合結着されるシリンダヘ
ッド2とを備え、シリンダブロック1に形成されたシリ
ンダ4内にはピストン5が摺合される。シリンダヘッド
2の底面には、ピストン5上面に対向する部分に燃焼室
6が凹設され、この燃焼室6の天井面7は、略中央部の
稜線8から両側に向って下る二つの天井斜面7..72
よりなっている。
一方の天井斜面71には対をなす第1.第2吸気弁口9
□ 、92が稜線8に沿って配列して開口され、その際
、第2吸気弁口92は第1吸気弁口91よりも小径に形
成される。他方の天井斜面72には1個の排気弁口10
が第1吸気弁口9.との対面側に偏位して開口される。
さらにこの天井斜面T、の主として第2吸気弁口92に
対向する部 5− 分、図示例では燃焼室60周縁と、第2吸気弁口92及
び排気弁口10とに囲まれる三日月状区域にスキッシュ
部11 カ形成され、このスキッシュ部11の側面11
αに、点火源たる1対のトーチノズル12.12が燃焼
室天井面7の中央部に可及的近接し且つ第1吸気弁口9
1に指向して開口される。この場合、第2吸気弁口9□
の小径化が点火源の燃焼室天井面7中央部への近接配置
を可能にする。
シリンダヘッド2には吸気ボート13及び排気ポート1
4が形成されており、吸気ポート13は、その内端側が
第1.第2分岐ポート131m13zに分れていて前記
第1.第2吸気弁口9□ 、92に連なり、その外端は
シリンダヘッド2の一側面に開口し、その開口部処燃料
供給装置、例えば気化器Cに連なる吸気管15が連結さ
れる。このようにシリンダヘッド2内で吸気ボート13
を分岐 6− させれば、吸気管15の通路構造を単純化させることが
できる。
また第1.第2分岐ボート13□ 、13□は。
これらの分岐点から第1.第2吸気弁口9..920手
前までの区間において、その断面形状が両分岐ポート1
3.,13□の配列方向に短軸を向けた楕円形をなして
おり(第4図参照)、しかもその楕円形断面は第1.第
2吸気弁口9..92に向うにつれて円形断面に近づく
。このようにすると、両分岐ポート13.,132の断
面積を充分に確保しつつ、限られたスペース内で各分岐
ポー)13s−13tを充分に長く形成することができ
、これによって両分岐ポート13.,132間の吸気干
渉の防止、及び吸気慣性の助長を図ることができる。
一方、排気ポート14は内端が前記排気弁口10に連な
り、その外端はシリンダヘッド2の他側面に開口し、そ
の開口部に排気管(図示せず)が連結される。
第1.第2吸気弁口9..92並びに排気弁口10は、
シリンダヘッド2に弁ガイド16..16゜。
17を介して摺動自在に支承される第]、第2吸気弁1
B、、18□並びに排気弁19によってそれぞれ開閉さ
れるようになっており、これらの弁IL  、182 
−19を開閉作動するための動弁機構Mがシリンダヘッ
ド2の上部に配設される。
動弁機構Mは、前記弁18□ 、18□ 、19にそれ
ぞれ接続されてこれを閉じ方向に弾発する弁ばね201
.202 −21と、前記弁18.,182゜19にロ
ッカアーム22..22□ 、23をそれぞれ介して連
動して、前記弁18.,18□、19を各弁ばね201
.202 −210弾発力に抗して開き得る共通のカム
軸24とよりなっており、この動弁機構Mによって前記
弁18.,18□、19には第5図に示すような開閉タ
イミングが与えられる。
即ち、第2吸気弁182の開弁時期は第1吸気弁181
0開弁時期よりも遅らされ、且つ両吸気弁IJ−18z
の閉弁時期は一致させである。
このようにすると、吸気行程において生じる混合気のス
ワールが強化され、且つ各吸気弁口91゜92から燃焼
室6に作用する吸気の脈動効果が干渉して減衰すること
がない。
また排気弁19と第1.第2吸気弁1B、、18□の各
開閉タイミング間には、所定の弁重合期間’1s12が
設けられる。このようにすると、低速運転時における排
気の逆流を最小限に抑えつつ、高速運転時には排気慣性
によろ掃気を効果的に行うことができ、燃費と出力の両
面の性能向上に寄与する。
さらに、両吸気弁18□ 、18.の開弁曲線を 9− 並行させ、これによって第2吸気弁182の開弁フト量
を第1吸気弁18.のそれよりも小さくしである。これ
に関連して開弁リフト量の小さい第2吸気弁182の弁
ばね20□は他方の弁ばね20・1よりばね力を弱く設
定される。このようにすると、弁ばね202のばね力を
弱(した分だげカム軸24の開弁トルクが減少し、動力
の内部損失を減少させる効果がある。しかも、第1.第
2吸気弁口91.92の大きさの相違に関連して、第2
吸気弁182は、第1吸気弁181よりも傘部な小径に
形成して軽量化が図られるので、上記効果を助長するこ
とができる。
前記シリンダヘッド2には、スキッシュ部11上におい
てトーチノズル12.12に連なる副燃焼室26が形成
され、シリンダヘッド2に螺着された点火栓25の電極
が該室26に臨まされる。また該室26の上面には副吸
気弁口27が開口され、10− この弁口27にはこれを開閉する副吸気弁29が設けら
れる。副吸気弁口27は、シリンダヘッド2に設けられ
た副吸気ポート3oを介して副燃料供給装置、例えば副
気化器ACに連通される。
副気化器ACは、燃料濃度を比較的濃厚に調整した混合
気を生成し、一方、前記気化器Cば、燃料濃度を比較的
希薄に調整した混合気を生成するようになっている。
次にこの実施例の作用を説明する。機関が運転されると
、その吸気行程において、副燃焼室26内には副気化器
ACによって生成された濃厚混合気が吸入され、また燃
焼室6には希薄混合気が吸入される。このとき、先ず第
1吸気弁181が開くので、大径の第1吸気弁口91か
ら燃焼室6に流入する多量の混合気は燃焼室6内周壁及
びスキッシュ部11の側面11aに誘導されて第1図の
矢印方向のスワールを起こし、次いで第2吸気弁流入す
るが、その混合気は先に第1吸気弁口9゜から流入した
混合気より流入量が少ないので、先の混合気の犬なるス
ワール勢力に従う。これによって燃焼室6における混合
気の混合状態が良好になり、その空燃比は均一化される
この場合、第2吸気弁口92から燃焼室6に流入する混
合気は小径の該吸気弁口9□によって予め適量に規制さ
れるので、該吸気弁口9□にスキッシュ部11が対向し
ていても、そのスキッシュ部11のマスキング作用によ
って上記混合気の流入量が所定量以下に減少することも
ない。即ち、若し第2吸気弁口9゜からの混合気の流入
量を多(しようとしてそれを大径に形成しても、スキッ
シュ部11のマスキング作用に妨げられて所望の混合気
流人量が得られず、徒に第2吸気弁1820大径化、延
いては重量増を招くことになる。
そして、機関の圧縮行程の終了近くで点火栓25が点火
すると、副燃焼室26内の濃厚混合気が着火し火焔とな
ってトーチノズル12.12より燃焼室6内に噴太し、
希薄混合気を燃焼させる。
この場合、着火源たるトーチノズル12.12は、燃焼
室天井面7の中心部に近接配置されているから、その着
火源から燃焼室6の各方向への火焔伝播距離が略等しく
なって急速燃焼の状態が得られる。
また、このようなトーチ点火式機関の場合、トーチノズ
ル12.12からの噴焔による燃焼室6内の主たる着火
点はトーチノズル12.12から一定距離離れた個所に
あり、この実施例では第1吸気弁181の近傍部αに当
る。したがって、燃焼室6で着火された希薄混合気は前
記方向のスワールにより、既に排気熱の影響を受けて高
温状態となっている排気弁190周辺に直ちに運ばれる
13− ので、その燃焼の立上りが促進され、急速、燃焼が助長
される。
また、機関の圧縮行程では、スキッシュ部11のスキッ
シュ面11bがピストン5の上面と協働して燃焼室6内
の混合気にスキッシュを与えるもので、これにより圧縮
比を高めると共に混合気の流動を強化することができる
尚、スキッシュ面11hには前記トーチノズル12より
細径の1対の補助トーチノズル12a。
12.2が開口される。
第6図は本発明の第2実施例を示すもので、シリンダヘ
ッド2に点火源たる点火栓32が螺着され、排気弁口1
0側の天井斜面7□に、上記点火栓32の電極が第2吸
気弁口92との対向側で天井面7中心部に近接して配置
される。このような配置は、この実施例でも第2吸気弁
口92の小径化によって可能となる。その他の構成は前
実施例=14− と同様であるので、第5図において前実施例と対応する
部分にはそれと同一の符号を付I−だ。
以上のように本発明によれば、燃焼室の天井面を略中央
部の稜線から両側に向って下る二つの天井斜面より構成
し、一方の天井斜面に第1吸気弁口及びその弁口より小
径の第2吸気弁口を前記稜線に沿って配列して開口し、
他方の天井斜面には、前記第1吸気弁口との対向位置で
1個の排気弁口を開]]シ、また前記第2吸気弁口との
対向位置で点火源を設け、前記第1.第2吸気弁口並び
に排気弁口にそれらを開閉する第1.第2吸気弁並びに
排気弁をそれぞれ設けたので、第2吸気弁口に対向する
点火源は、該弁口に邪魔されずに燃焼室天井面中心部へ
の近接配置が可能となり、燃焼室の各方面に対する火焔
伝播距離が概ね等しくなって混合気の急速燃焼を可能に
する。
l−かも口径の異る第1.第2吸気弁口からの混合気流
人量の差に起因して、燃焼室では混合気がスワールを生
起させることができるから、混合気の良好な混合状態が
得られると共にその燃焼の立上りを促進し、機関の低負
荷・低回転時でも燃焼を安定させることができる。さら
に第2吸気弁口の小径化に伴い第2吸気弁の軽量化を図
ることができ、したがって該吸気弁の慣性力及び駆動力
の軽減がもたらされ、前述のような燃焼の改善と相俟っ
て高回転高出力性能の向上、燃費の低減、及びドライバ
ビリティの向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は第1実施
例に基づく内燃機関のシリンダヘッド底面図、第2図、
第3図及び第4図は第1図のn−Tl、m−m及びIV
 −IV線断面図、第5図はこの機関の吸、排気弁の開
閉タイミング図、第6図は第2実施例に基づく内燃機関
のシリンダヘッド底面図である。 E・・・機関本体 6・・・燃焼室、7・・・天井面、7.・・・一方の天
井斜面、7□・・・他方の天井斜面、8・・・稜線、9
1・・・第1吸気弁口、9□・・・第2吸気弁口、10
・・・排気弁口、12・・・点火源としてのトーチノズ
ル、18、・・・第1吸気弁、18□・・・第2吸気弁
、19・・・排気弁、32・・・点火源としての点火栓 特許出願人 本田技研工業株式会社 17一 第3図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)燃焼室の天井面を略中央部の稜線から両側に向っ
    て下る二つの天井斜面より構成し、一方の天井斜面に第
    1吸気弁口及びその弁口より小径の第2吸気弁口を前記
    稜線に沿って配列して開口し、他方の天井斜面には、前
    記第1吸気弁口との対向位置で1個の排気弁口を開口し
    、また前記第2吸気弁口との対向位置で点火源を設け、
    前記第1゜第2吸気弁口並びに排気弁口にそれらを開閉
    する第1.第2吸気弁並びに排気弁をそれぞれ設けてな
    る3弁式内燃機関。 (2、特許請求の範囲第(1)項記載のものにおいて、
    前記第2吸気弁の開弁時期を前記第1吸気弁のそれより
    遅らせた3弁式内燃機関。 (3)特許請求の範囲第(1)項記載のものにおいて、
    前記点火源はトーチノズルである3弁式内燃機関。 (4)特許請求の範囲第(1)項記載のものにおいて、
    前記点火源は点火栓である3弁式内燃機関。
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