JPS608086Y2 - エンジンの吸気弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジンの吸気弁装置、とくにエンジンの負
荷状態に応じて吸気状態を変化させるようにしたエンジ
ンの吸気弁装置に関するものである。

一般に、エンジンの吸気行程において、吸気口から流入
する吸気を燃焼室の周方向に偏向させて旋回流（スワー
ル）を主伐することにより、エンジンの燃焼性を向上さ
せることができることは、よく知られている。

したがって、従来より、スワールを生皮する方式が種々
提案されている（例えば、実公昭４５−９６８涛公報参
照）。

しかしながら、スワールの生皮は、エンジンの燃焼性が
悪い低負荷運転時において、燃焼性の向上による燃焼の
安定化、したがって排気性能の向上を図るため有利であ
る反面、エンジンの高負荷運転時には、充填効率の低下
、エンジン騒音の増大をもたらすため、むしろ好ましい
ものではない。

本考案は、したがって、吸気口を開閉する吸気弁自体に
スワールを主伐する機能を持たせるとともに、エンジン
の高負荷運転時には、吸気弁のリフト量を増大させるこ
とにより、吸気弁に付与したスワール生成機能を低下あ
るいは不能化して、エンジンの負荷に応じて好ましい吸
気状態をエンジンの燃焼室内に実現することを基本的な
目的としている。

本考案においては、そのため、吸気弁の傘部背面に、ス
ワールを生皮するのに有効な案内壁を猛威する一方、吸
気弁のリフト量をエンジンの負荷に応じて変化させる制
御装置を設け、エンジンの低負荷運転時には、吸気弁の
リフト時においても案内壁の一部が吸気口に位置するよ
うにそのリフト量を小さく設定する一方、エンジンの高
負荷運転時には、吸気弁のリフト量を大きく設定し、吸
気弁をリフトしたときに、案内壁を吸気口より下方に位
置させ、案内壁がその機能を実質的に果さないようにし
たことを特徴としている。

以下、図示の実施例について本考案を詳細に説明する。

第１図において、１はシリンダヘッド、２はシリンダ室
３を形成するシリンダ本体、４はシリンダ室３内を摺動
するピストン、５はシリンダヘッド１の凹壁面１ａとシ
リンダ室３とによって画成された燃焼室、６は傘形弁よ
りなる吸気弁、７は吸気弁６の弁座８によって画成され
た吸気口、９は吸気弁６が吸気ロアを燃焼室５に対して
開いたときに、混合気を燃焼室５に吸気させる吸気ポー
ト、１０は排気弁１１によって開閉され、開かれたとき
に排気ポート１２に排気ガスを排出する排気口、１３は
吸気弁６を所要のタイミングで開閉する動弁装置で、該
動弁装置１３はエンジンの運転状態に応じて吸気弁６の
リフト量を制御する制御機構１４を備えている。

上記吸気弁６には、弁軸６ａに連続した傘部６ｂの背面
６ｃの弁座８との当接面６ｄよりや＼内径側に、即ち吸
気ロアの内周面との間に間隙をおいておいて弁軸６ａと
平行に立上った所定高さの円弧状の案内壁１５を設ける
。

この案内壁１５は、第２図に示すように、燃焼室５内に
時計方向で周方向のスワールＳを形成することができる
よう、傘部背面６Ｃにおいて適当な角度範囲に亘って設
け、この案内壁１５によって、反時計方向に流入しよう
とする吸気の向きを変換して、吸気を全体として燃焼室
５の周方向にガイドしてスワールＳを生皮する。

吸気ロアに至るまでの吸気ポート９を図示の如く彎曲さ
せて設は吸気の流入方向を矢印Ｐ方向に規制した場合、
スワールＳはより確実で強力なものになる。

案内壁１５を備えた吸気弁６を開閉作動する動弁装置１
３は、エンジンの回転に同期して回転駆動されるカムシ
ャフト１６に固定された吸気弁カム１７と、シリンダヘ
ッド１内においてカムシャフト１６と軸平行に固定され
たシャフト１８に基部が揺動自在に軸支され、常時吸気
弁カム１７のカム面に摺接するように付勢されたカムフ
ォロア１９と、一端がカムフォロア１９のブラケット１
９ａにピン２０により、ヒンジ連結され、他端に吸気弁
６の弁軸６ａの上端に当接するアジャストスクリュ２１
を螺合固定した駆動アーム２２と、駆動アーム２２の上
面に形成した円弧面２２ａに当接し、駆動アーム２２の
揺動支点Ａを形成するローラ２３と、このローラ２３を
エンジンの運転状態に応じて駆動アーム２２の円弧面２
２ａ上で相対的に変位させ、駆動アーム２２の揺動支点
Ａの位置を変更することによって駆動アーム２２のレバ
ー比を変えて吸気弁６のリフト量を制御する前記制御機
構１４とからなる。

この制御機構１４は、具体的には、シリンダヘッド１内
において固定された固定シャフト２４に揺動自在に軸支
され駆動アーム２２の揺動支点Ａを形成するローラ２３
を下端に回動自在に支持したレバ一部２５と、該レバ一
部２５を一体に支持し、上記固定シャフト２４に回転自
在に軸承されたギヤ２６と、該ギヤ２６に噛合うウオー
ムギヤ２７と、これを駆動する可逆モータ２８と、エン
ジンの負荷検出信号ａ、エンジンの回転数検出信号ｂ１
さらにはスタータ端子のオン信号Ｃが入力され、こられ
の信号ａ、 ｂ、 ｃに応じて可逆モータ２８を駆動制
御する制御回路２９とからなる。

なお、３０は吸気弁軸６ａの上端部に固定したバネ受座
金３１を介して弁軸６ａをを常時上向き（吸気弁６の閉
方向）に付勢する復帰用スプリングである。

吸気弁６のリフト量を制御する上記制御機構１４は、第
３図Ａに示すように、エンジンの低負荷運転時には、吸
気弁６をリフトさせたときにおいても、吸気弁６の傘部
背面６ｃに設けた案内壁１５の一部が弁座８によって画
成された吸気ロア内に位置するように小さいリフト量に
設定する。

この小さいリフト量の設定は、第１図に示すように、制
御回路２９の信号により可逆モータ２８を駆動しウオー
ムギヤ２７、ギヤ２６を介してレバ一部２５をシャフト
２４の廻りに矢印Ｕで示す反時計方向に所要角度だけ揺
動させ、支持したローラ２３を回転させつつ駆動アーム
２２の円弧面２２ａに沿って変位させ、ローラ２３によ
る駆動アーム２２の揺動支点Ａを図の右方に移動させる
ことによって行なう。

この時揺動支点Ａの位置によって決定される駆動アーム
２２のレバー比ハ、アジャストスクリュ２１側で小さく
なり、吸気弁６のリフト量は小さくなる。

この場合、案内壁１５と吸気ロアの内周面との間には、
図示の如く、間隙が存在するが、吸気ポート９を流下し
てきた吸気がこの間隙から流入するためには、案内壁１
５を乗り越える必要があり、実際上この間隙から吸気が
流入することはない。

一方、エンジンの高負荷運転時には、上記とは逆に、レ
バ一部２５を時針廻り方向Ｃに揺動駆動し、支持したロ
ーラ２３を駆動アーム２２の円弧面２２ａ上でアジャス
トスクリュ２１から遠ざかる方向に移動させ、第３図Ｂ
に示すように、吸気弁６に設けた案内壁１５の上縁が、
吸気弁６のリフト時吸気ロアの下面７ａより下方に位置
するように、そのリフト量を大きく設定する。

上記のように、吸気弁６のリフト量を制御するようにす
れば、エンジンの低負荷時には、リフト時においても吸
気ロア内に位置した案内壁１５によって、吸気ロアから
吸気弁６の傘部背面６ｃに沿って放射状に拡がりつつ燃
焼室５内に流入しようとする吸気の一部を方向変換させ
、燃焼室５の周方向に沿った一方向のスワールＳ（第２
図参照）を生皮することができる。

一方、エンジンの高負荷運転時には、吸気弁６の案内壁
１５が吸気ロアより下方に位置するように吸気弁６を大
きくリフトさせることができるので、リフト時における
吸気ロアの下面７ａと吸気弁６の傘部背面６ｃとの距離
間隔は、充分大きくなり、吸気ロアから流入しようとす
る吸気は、実際上案内壁１５によってほとんど支障され
ることなく、放射状に拡って燃焼室５に流入し、したが
って、スワールＳは実質上生成されなくなる。

いま、上記リフト量とスワールとの関係を第４図につい
て説明する。

即ち、吸気弁６の最小リフト量をｌｍ１ｎ、 最大リフ
ト量を１ｍａｘとし、リフト量１ （１ｍｉｎ 〜１
ｍａｘ）と最大リフト量１ｍａｘとの比１ ／１ｍａｘ
を変化させると、スワールＳの強度のバロメータである
燃焼室内吸気流速は、第４図に示す如く変化し、リフト
量１を大きくして比１／１ｍａｘを０．７以上とすると
、燃焼室内吸気流速は急勾配で減少し、比を１としたと
きには、比が０．７以下のときの燃焼室内吸気流速に比
して約１／２に低下し、スワールＳが実質上生成されな
くなっていることが分る。

以上のように、本考案は、スワールを生成するため吸気
弁の傘部背面に案内壁を吸気口の内周面との間に間隙を
おいて設ける一方、エンジンの負荷に応じて吸気弁のリ
フト量を制御する制御装置を吸気弁の動弁装置に組込み
、エンジンの低負荷運転時には、吸気弁のリフト時にお
いても案内壁の一部が吸気口に位置するように、そのリ
フト量を小さく設定する一方、エンジンの高負荷運転時
には、吸気弁のリフト時、案内壁が吸気口より下方に位
置するようにリフト量を大きく設定するようにしたエン
ジンの吸気弁装置を提供するものである。

本考案によれば、したがって、エンジンの低負荷運転時
には吸気弁に設けた案内壁によって燃焼室内に周方向の
スワールを形成することができるので、エンジンの燃焼
性を良好なものとすることができ、燃焼の安定化に加え
て、燃費の低減、排気性能の向上を図ることができる一
方、エンジンの高負荷運転時には、吸気弁に設けた案内
壁が案内壁として実質上機能しないように吸気弁を大き
くリフトすることができるので、スワールを消滅させる
ことができるとともに充填効率を大巾に向上することが
でき、エンジン出力の向上のみならず、エンジン騒音の
低減をも図ることができる。

また、本考案によれば、案内壁を吸気口の内周面に間隙
をおいて形成するので、案内壁の形容が容易で、しかも
この案内壁は弁軸に平行に立上っているので、エンジン
の低負荷運転時において、上記の間隙から吸気が流入す
ることは実質上なく、所望のスワールを有効に主伐する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかるエンジンの吸気弁装
置を示す正面図１、第２図は第１図の■−■線方向断面
図、第３図ＡおよびＢは夫々エンジンの低負荷運転時お
よび高負荷運転時において案内壁を備えた吸気弁のリフ
ト量を示す断面図、第４図は吸気弁のリフト量と燃焼室
内吸気流速との関係を示すグラフである。 １・・・・・・シリンダヘッド、５・・・・・・燃焼室
、６・・・・・・吸気弁、７・・・・・・吸気口、９・
・・・・・吸気ポート、１３・・・・・・動弁装置、１
４・・・・・・制御装置、１５・・・・・・案内壁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダヘッドに形成された燃焼室に接続する吸気ポー
   トの吸気口を開閉する吸気弁と、該吸気弁を開閉作動す
   る動弁装置とを有するエンジンの吸気弁装置において、 上記吸気弁を、弁軸、傘部、および吸気口の内周面との
   間に間隙を有して傘部背面に所定の高さで弁軸にほぼ平
   行に突出しかつ弁軸に関し所定の角度範囲に亘って設け
   られた案内壁とで形成する一方、上記動弁装置には、エ
   ンジン負荷検出装置の信号に応じて吸気弁のリフト量を
   変化させる制御装置を設け、エンジンの低負荷時には、
   案内壁の一部が吸気口に位置するよう吸気弁のリフト量
   を小さく設定し、エンジンの高負荷時には、案内壁が吸
   気口より下方に位置するようリフト量を大きく設定する
   ようにしたことを特徴とするエンジンの吸気弁装置。