JPS6060007B2 - カウンタフロ−型多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents

カウンタフロ−型多気筒内燃機関の吸気装置

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JPS6060007B2
JPS6060007B2 JP53059894A JP5989478A JPS6060007B2 JP S6060007 B2 JPS6060007 B2 JP S6060007B2 JP 53059894 A JP53059894 A JP 53059894A JP 5989478 A JP5989478 A JP 5989478A JP S6060007 B2 JPS6060007 B2 JP S6060007B2
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の吸気装置に関する。
通常特にガソリン機関においては高速高負荷運転時に
おける充填効率を高め、それによつて十分な出力を得ら
れるように吸気ポートは流体抵抗が小さなポート形状に
形成される。
しカルながらこのようなポート形状にした場合、高速高
負荷運転時には自然発生のかなり強力な乱れが燃焼室内
に。生ずるので燃焼速度は十分に速められるが低速低
負荷運転時には燃焼室内に十分に乱れが発生せず、従つ
て燃焼速度を十分に速めることができないという問題が
ある。低速低負荷運転時に強力な乱れを発生させる方法
としては、吸気ポートをヘリカル形状にしたり或いはシ
ユラウド弁を用いて燃焼室内に強制的に旋回流を発生さ
せる方法があるがこれらの方法では吸入混合気流に対す
る抵抗が増大するため高速高負荷運転時における充填効
率が低下するという問題がある。従つて高速高負’荷運
転時における高い充填効率を確保しつつ低速低負荷運転
時における燃焼速度を増大せしめるには吸気ポートを流
体抵抗の小さなポート形状から形成すると共に低速低負
荷運転時に燃焼室内に強力な乱れを発生させるようにし
なければならない。 また低速低負荷運転時における燃
焼を改善する方法として燃焼室内に強力な乱れを発生さ
せる以外に燃料の気化を促進させることが挙げられる。
即ち、低速低負荷運転時には気化器ベンチユリ部を流れ
る空気の流速が遅く、従つて噴出燃料と空気流との相対
速度が遅いために燃料を十分に微粒化することができず
、その結果多量の燃料が液状のままで燃焼室内に供給さ
れ、これが燃焼を悪化させしかも排気工ミッションを悪
化させる一原因となつている。 これらの問題点を解決
するために吸気供給系統を主吸気供給路と副吸気供給路
から構成して比較的通路断面積の小さな副吸気供給路を
各気筒の吸気ボート内に開口せしめ、機関低負荷運転時
には副吸気供給路から燃料を供給して燃料の気化を促進
し、高負荷運転時には主吸気供給路から各気筒内に燃料
を供給するようにした内燃機関が提案されている。
この内燃機関は上述したように低負荷運転時に比較的断
面積の小さな副吸気供給路から燃料を供給することによ
り混合気の流速を速めて燃料の気化促進を意図したもの
てはあるが或る気筒の吸気行程時を考えてみると実際に
低負荷運転時にその気筒の吸気ボート内に開口する副吸
気供給路から供給される燃料量は極めて少量となつてし
まう。即ち、該気筒の吸気ボートは他の気筒の吸気ボー
トと連通しておりしかも主吸気供給路を構成する吸気マ
ニホルドの容積が大きなため該気筒の吸気行程時には他
の気筒の吸気ボートに開口する副吸気供給路から混合気
を吸入すると共に吸気マニホルド内の混合気を吸入する
ために上記気筒の吸気ボート内に開口する副吸気供給路
から吸入する混合気は少量となり、その結果燃料の気化
を十分に促進することはできない。また気化器スロット
ル弁後流の主吸気供給路容積、即を吸気マニホルド容積
が大きなため主吸気供給路内壁面に付着する液状燃料量
も多く、従つて減速時のように吸気管負圧が急激に増大
した場合には該供給路内壁面上に付着した多量の燃料が
即座に気化し、それによつて濃混合気が燃焼室内に供給
されるために未然ＨＣの排出量が増大するという問題を
生じる。更にまたクロスフロー型内燃機関において一吸
気系が複雑となつても十分なスペースがあるので特に問
題とはならない力幼ウンタフロー型内燃機関において吸
気系が複雑となつた場合にはスペースの関係から吸気系
の配置構成が一つの大きな問題となる。本発明は気化器
から燃焼室に至る吸気装置を改善して高速高負荷運転時
における充填効率を確保しつつ低速低負荷運転時におい
て燃焼室内に強力な乱れを発生させると共に燃料の気化
を促進させ、しかも減速時における混合気の過濃化を阻
止，するようにしたカウンタフロー型内燃機関を提供す
ることにある。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリンダ
ブロック１上に固定されたシリンダヘッド、４はピスト
ン２とシリンダヘッド３間に形成された燃焼室、５はシ
リンダヘッド３内に形成された吸気ボート、６は吸気弁
、７は排気ボート、８は排気弁、９は点火栓、１０は吸
気マニホルド、１１は気化器、１２は気化器ス罎ントル
弁を夫々示し、この気化器スロットル弁１２は゛車両運
転室に配置されたアクセルペタルにより作動される。
第１図に示されるように吸気マニホルド１０はスペーサ
１３を介してシリンダヘッド３に固定され、このスペー
サ１３内に第２スロットル弁１４が配置される。
このスペーサ１３は吸気マニホルド１０の枝管の一部を
構成する。なお、第２図からこの第２スロットル弁１４
は各気筒に対して夫々１個ずつ設けられていることがわ
かる。また第２図より各第２スロットル弁１４のスロッ
トル軸１５は共通であることがわかる。スペーサ１３内
には機関本体の長手方向に延びる小断面積の分配通路１
６と、この通路１６の中央部から横方向に延びて排気マ
ニホルド１７内を通りライザー部１８の近傍においてて
吸気マニホルド集合部１０ａ内に１９において開口する
通路２０とが形成される。一方、シリンダヘッド３内に
は通路１６と各気筒の吸気ボート５内とを連通する断面
積の小さな４本の通路２１が形成され、これら通路２１
の開口２２は吸気弁６が開弁した際に吸気弁６と弁座間
に形成される間隙に指向される。第２図に示すように第
２スロットル弁１４の共通スロットル軸１５にはアーム
２３が固着され、このアーム２３の先端部に負圧ダイヤ
フラム装置２４の制御ロッド２５が枢着される。この負
圧ダイヤフラム装置２４はダイヤフラム２６によつて隔
成された大気圧室２７と負圧室２８とを有し、この負圧
室２８内にダイヤフラム押圧用の圧縮ばね２９が挿入さ
れる。負圧室２８は負圧導管３０を介して気化器スロッ
トル弁１２後流の吸気マニホルド１０内に連結され、ま
たダイヤフラム２６の制御ロッド２５が固着される。こ
の負圧ダイヤフラム装置２４はスロットル弁駆動装置を
構成する。第３図は第２図の■−■線に沿つてみた機関
本体の側面図を示す。
シリンダヘッド外壁面に開口する吸気ボート５と排気ボ
ート７の開口部を横一列に配置した場合に第２スロット
ル弁１４を回動するために共通のスロットル軸１５を使
用したときには共通スロットル軸１５は排気マニホルド
１７内を貫通させざるを得ず、これは実際上困難である
。これを回避するために本発明では第３図に示されるよ
うに吸気ボート５の入口開口は排気ボート７の出口開口
よりも上方に配置され、しかも吸気ボート５の入口開口
と排気ボート７の出口開口はそれらの間に通路１６が配
設できるように十分な間隔をもつて配置される。その結
果、排気マニホルド１７は共通スロットル軸１５の下方
に位置することとなり、共通スロットル軸１５は排気マ
ニホルド１７内に通過することなくしては各第２スロッ
トル弁１４を互いに連結することができる。気化器スロ
ットル弁１２の開度が小さな低負荷運転時には吸気マニ
ホルド１０内の負圧は大きく、その結果ダイヤフラム２
６は圧縮ばね２９のばね力に抗して下降するので第２ス
ロットル弁１４は第１図に示すような閉鎖位置をとる。
従つてこのとき気化器１１から供給された燃料は開口１
９、通路２０，１６，２１並びに各吸気ボート５を介し
て夫々燃焼室４内に供給される。第１図並びに第２図に
示すようにこれら通路２０，１６，２１の断面積は極め
て小さく、従つて混合気は高速度でこれら通路２０，１
６，２１内に流れるために通路２０，１６，２１内にお
いて燃料の気化が促進されることになる。しかも混合気
は通路２０を通過する際に強力に加熱されるため液状燃
料の気化は大巾に促進されることになる。次いで各通路
２１から混合気が各吸気ボート５内に高速度て噴出する
が前述したように開口２２が吸気弁６と弁座間に形成さ
れる間隙に指向されているので噴出混合気は該間隙を通
つて燃焼室４内に高速度て噴出し、燃焼室４内に強力な
旋回流を発生させることになる。その結果、燃焼速度は
大巾に速められることになる。またこの実施例ては通路
１６がバランス通路を形成するので各気筒における燃料
分配が均一化される。一方、機関高負荷運転時には吸気
マニホルド１０内の負圧が小さくなるためダイヤフラム
２６は圧縮ばね２９のばね力により上昇し、その結果第
２スロットル弁１４は全関する。
従つてこのとき混合気は流体抵抗の小さな吸気マニホル
ド枝管並びに吸気ボート５を介して燃焼室４内に供給さ
れるため高い充填効率が得られることになる。第４図並
びに第５図は第１図の別の実施例を示す。なお第４図は
吸気マニホルドを取除いたところを示している。この実
施例では隣接する気筒の吸気ボート５に連通する一対の
通路２１が互いに分配通路３１ａ，３１ｂにより連結さ
れ、これら分配通路３１ａ，３１ｂは排気マニホルド１
７内に配設された通路３２ａ，３２ｂを介して３３で吸
気マニホルド内に開口する。図には示さないがこの場合
も第１図と同様に各吸気マニホルド枝管内には第２スロ
ットル弁が挿着される。第５図から明らかなようにこの
実施例では第３図に示されるように全通路２１に連通す
る通路１６を設ける必要がないので吸気ボート５の入口
開口と排気ボート７の出口開口との高さ方向間隔を第３
図に示す実施例に比して短かくできるという利点を有す
る。いずれの実施例においてもスロットル弁１４は可能
な限り吸気弁６の近傍に設けられることが好ましく、こ
うすることによつて車両減速時には第２スロットル弁１
４が閉弁した際第２スロットル弁１４後流の吸気ボート
表面積が小さなために吸気ボート内壁面上に付着した燃
料が即座に気化したとしてもさほど過濃とはならない。
また低負荷運転時には吸気ボート５は通路２１，１６，
２０を介してのみ吸気マニホルド１０内と連結するため
に吸気干渉を緩和できるばかりてなく通路２０，１６，
２１内に流れる混合気の流速を極めて高速度にすること
ができるので燃料の気化を促進できるばかりでなく強力
な乱れを燃焼室内に発生させることができる。しかも通
路２０は排気ガスによつて強力に加熱されるので燃料の
気化は大巾・に促進されることになる。以上述べたよう
に本発明によれば１本の共通スロットル軸により全第２
スロットル弁を同時に開弁制御することがてきるので開
弁制御装置をコンパクト化できると共にスロットル弁駆
動装置を１ノ個しか必要としないという利点がある。
また、共通スロットル軸が排気マニホルド内を貫通する
ことがないので排気ガスによつて共通スロットル軸が劣
化することがなく、また共通スロットル軸が排気マニホ
ルドを貫通しないので共通スロットル軸と排気マニホル
ド間のガス漏れ対策を講する必要がないという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る内燃機関の側面断面図、第２図は
第１図の一部断面平面図、第３図は第２図の■一■線に
沿つてみた側面断面図、第４図は吸気マニホルドを取除
いたところを示す別の実施例の平面図、第５図は吸気マ
ニホルド並びに排気マニホルドを取除いたところを示す
第４図の側面図てある。 ５・・・・・・吸気ボート、６・・・・・・吸気弁、７
・・・・・・排気ボート、８・・・・・・排気弁、１２
・・・・・気化器スロットル弁、１４・・・・・・第２
スロットル弁、１５・・・・・・スロットル軸、１６，
２０，２１・・・・・通路、１７・・・排気マニホルド
、２４・・・・・負圧ダイヤフラム装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ シリンダヘッドの一側外壁面に吸気マニホルドおよ
    び排気マニホルドを隣接して取付けたカウンタフロー型
    内燃機関において、気化器スロットル弁後流の各吸気マ
    ニホルド枝管出口内に夫々第２スロットル弁を配置する
    と共にこれら第２スロットル弁を共通のスロットル軸に
    より支持し、吸気マニホルド集合部から水断面積の副吸
    気通路を分岐してこれを各気筒の吸気ポート内に連通さ
    せ、更に上記第２スロットル弁を高負荷運転時に全開す
    ると共に低負荷運転時に全閉にするスロットル弁駆動装
    置を具備し、上記共通スロットル軸が吸気マニホルドの
    全枝管内を貫通して延び、該共通スロットル軸が排気マ
    ニホルド内を貫通しないように排気マニホルドを共通ス
    ロットル軸の下方に配置したカウンタフロー型多気筒内
    燃機関の吸気装置。
JP53059894A 1978-05-22 1978-05-22 カウンタフロ−型多気筒内燃機関の吸気装置 Expired JPS6060007B2 (ja)

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