JPS6239666B2 - - Google Patents

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
図つてその慣性重量を軽減し、機関の高速運転時
における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、よつ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、このような機関をトーチノズルを備
えたトーチ点火式内燃機関に適用する場合、燃焼
室天井面にスワールガイドを二つの吸気弁口間に
介入するように突設することにより、混合気が燃
焼室への流入時にスワールを生起するようにし、
その混合気の空燃比の均一化を図ると共にその燃
焼の立上りを促進し、もつて前述のような利点を
助長させると共に燃費の低減を図ることを目的と
する。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明する。図示の内燃機関はクロスフロー型４サイ
クルガソリン機関であつて、その機関本体Ｅは、
シリンダブロツク１と、それの上面にガスケツト
３を介して重合結着されるシリンダヘツド２とを
備え、シリンダブロツク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。シリンダヘツ
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Ｌから両側に向つて下る二つ
の天井斜面７_１，７_２よりなつている。

一方の天井斜面７_１には、対をなす第１、第２
吸気弁口９_１，９_２が稜線Ｌに沿つて並列して開
口され、他方の天井斜面７_２には１個の排気弁口
１０が第１吸気弁口９_１との対面側に偏位して開
口される。さらにこの天井斜面７_２の主として第
２吸気弁口９_２に対向する部分、図示例では燃焼
室６の周縁と、第２吸気弁口９_２及び排気弁口１
０とに囲まれる三日月状区域に、底面をシリンダ
ヘツド２の底面と同高のスキツシユ面１１ａとし
たスキツシユ部１１が形成され、このスキツシユ
部１１の側面１１ｂに、一対のトーチノズル１
２，１２が第１吸気弁口９_１に略指向して開口さ
れる。上記側面１１ｂはその少なくとも一部が第
２吸気弁口９_２の周縁に沿つて形成されている。

またさらに天井斜面７_１には、スワールガイド
８が燃焼室６の周縁より両吸気弁口９_１，９_２間
に介入するように突設される。このスワールガイ
ド８は、第１吸気弁口９_１周縁に沿つた側面を絶
壁状に起立した第１ガイド面８ａに形成され、ま
た第２吸気弁口９_２周縁に沿つた側面を比較的緩
かに傾斜した第２ガイド面８ｂに形成され、さら
に底面をシリンダヘツド２の底面と同高のスキツ
シユ面８ｃに形成される。

シリンダヘツド２には吸気ポート１３及び排気
ポート１４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１３_１，
１３_２に分れていて前記第１、第２吸気弁口９
_１，９_２に連なり、その外端はシリンダヘツド２
の一側面に開口し、その開口部には燃料供給装
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ツド２内で吸気ポー
ト１３を分岐させれば、吸気管１５の通路構造を
単純化させることができる。一方、排気ポート１
４は内端が前記排気弁口１０に連なり、その外端
はシリンダヘツド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_１，９_２並びに排気弁口
１０は、シリンダヘツド２に弁ガイド１６_１，１
６_２，１７を介して摺動自在に支承される第１、
第２吸気弁１８_１，１８_２並びに排気弁１９によ
つてそれぞれ開閉されるようになつており、これ
らの弁１８_１，１８_２，１９を開閉作動するため
の動弁機構Ｍがシリンダヘツド２の上部に配設さ
れる。動弁機構Ｍは、前記弁１８_１，１８_２，１
９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２０_１，２０_２，２１と、前記弁１８
_１，１８_２，１９にロツカアーム２２_１，２２
_２，２３をそれぞれ介して連動して、前記弁１８
_１，１８_２，１９を各弁ばね２０_１，２０_２，２
１の弾発力に抗して開き得る共通のカム軸２４と
よりなつており、この動弁機構Ｍによつて前記弁
１８_１，１８_２，１９には第４図に示すような開
閉タイミングが与えられる。

即ち、排気弁１９に対向する第１吸気弁１８_１
の開弁時期に対して他方の第２吸気弁１８_２の開
弁時期は遅らされ、且つ両吸気弁１８_１，１８_２
の閉弁時期は一致させてある。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９_１，９_２から燃焼室
６に作用する吸気の脈動効果が干渉減少すること
がない。

また、排気弁１９と第１、第２吸気弁１８_１，
１８_２の各開閉タイミング間には、所定の弁重合
期間l₁，l₂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る掃気を効果的に行
うことができ、燃費及び出力の両面の性能向上に
寄与する。

さらに、両吸気弁１８_１，１８_２の開弁曲線を
略平行させ、これによつて第２吸気弁１８_２の開
弁リフト量を第１吸気弁１８_１のそれよりも小さ
くしてある。これに関連して開弁リフト量の小さ
い第２吸気弁１８_２の弁ばね２０_２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２０_２のばね力を弱くした分だ
けカム軸２４の開弁トルクが減少し、動力の内部
損失が少なくなる。

前記シリンダヘツド２には、スキツシユ部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、シリンダヘツド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、この弁口２７にはこれを開閉する副吸気弁２
９が設けられる。副吸気弁口２７は、シリンダヘ
ツド２に設けられた副吸気ポート３０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は、燃
料濃度を比較的希薄に調整した混合気を生成する
ようになつている。

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によつ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１８_１が開
くので、第１吸気弁口９_１から燃焼室６に流入し
た混合気は、第１吸気弁口９_１が天井斜面７_１の
中央部より排気弁口１０側に偏位していること
と、スワールガイド８の第１ガイド面８ａにより
第２吸気弁口９_２側への流れを阻止されることに
よつて第１矢印方向のスワールを起こす。次いで
第２吸気弁１８_２が開くと、第２吸気弁口９_２か
ら燃焼室６に流入した混合気は、スワールガイド
８の第２ガイド面８ｂ及びスキツシユ部１１の側
面１１ｂに誘導されて、同じく第１図矢印方向の
スワールを起こし、先に第１吸気弁口９_１から流
入した混合気に合流しながらそのスワールを強化
する。これによつて燃焼室６における混合気の空
燃比は均一化される。

そして、機関の圧縮行程の終了近くで点火栓２
５が点火すると、副燃焼室２６内の濃厚混合気が
着火し火焔となつてトーチノズル１２，１２より
燃焼室６内に噴入し、希薄混合気を燃焼させる。

ところで、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１２，１
２から一定距離離れた個所にあり、本発明の場合
は第１吸気弁１８_１の近傍部ａに当る。したがつ
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
温状態となつている排気弁１９の周辺に直ちに運
ばれるので、その燃焼の立上りが促進される。

また、機関の圧縮行程では、スキツシユ部１１
のスキツシユ面１１ａ及びスワールガイド８のス
キツシユ面８ｃがビストン５の上面と協働して燃
焼室６内の混合気にスキツシユ部を与えるもの
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。

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つて下る二つの天
井斜面より構成し、一方の天井斜面には第１、第
２吸気弁により開閉される一対の第１、第２吸気
弁口を前記稜線に沿い並列して開口し、他方の天
井斜面には、前記第１吸気弁口との対向位置で排
気弁により開閉される１個の排気弁口を開口する
と共に前記第２吸気弁口との対向位置でトーチノ
ズルを配設したので、トーチノズルの配設場所が
広く得られ、これらを３個の弁に邪魔されること
なく所望の性能を得るべく自由にレイアウトする
ことができ、前記実施例のように複数本のトーチ
ノズルの配設も容易である。

また、前記一方の天井斜面には燃焼室周縁より
前記第１、第２吸気弁口間に介入するように延び
るスワールガイドを突設し、このスワールガイド
によつて前記各吸気弁口からの流入混合気に第１
吸気弁口から排気弁口に向う方向のスワールを生
起させるようにし、このスワール方向上、前記排
気弁口の手前に混合気の主たる着火点が形成され
るように前記トーチノズルの開口方向を選定した
ので、混合気は、その空燃比の均一化が図られる
と共に、着火直後に高温の排気弁周辺を通過する
ことを余儀なくされて、その燃焼の立上りが促進
され、その結果燃焼時間が短縮してアンチノツキ
ング性が向上し、また全体として燃焼が著しく改
善され、燃費の低減と出力性能の向上を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はシリンダヘツドの底面図、第１Ａ図は第１図の
Ａ―Ａ線断面図、第２図及び第３図は第１図の
―及び―線にそれぞれ沿つた内燃機関の縦
断面図、第４図はこの機関の吸、排気弁の開閉タ
イミング図である。 AC…副気化器、Ｃ…気化器、Ｅ…機関本体、
Ｍ…動弁機構、ａ…着火点、Ｌ…稜線、２…シリ
ンダヘツド、４…シリンダ、５…ピストン、６…
燃焼室、７…天井面、７_１，７_２…天井斜面、８
…スワールガイド、８ａ…第１ガイド面、８ｂ…
第２ガイド面、９_１，９_２…第１、第２吸気弁
口、１０…排気弁口、１２…トーチノズル、１８
_１，１８_２…第１、第２吸気弁、１９…排気弁。

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
   向つて下る二つの天井斜面より構成し、一方の天
   井斜面には第１、第２吸気弁により開閉される一
   対の第１、第２吸気弁口を前記稜線に沿い並列し
   て開口し、他方の天井斜面には、前記第１吸気弁
   口との対向位置で排気弁により開閉される１個の
   排気弁口を開口すると共に前記第２吸気弁口との
   対向位置でトーチノズルを配設し、また前記一方
   の天井斜面には燃焼室周縁より前記第１、第２吸
   気弁口間に介入するように延びるスワールガイド
   を突設し、このスワールガイドの第１吸気弁口周
   縁に沿つた側面は、第１吸気弁口から流入する混
   合気流が第２吸気弁口側へ向うことを阻止するよ
   う絶壁状に起立した第１ガイド面に形成され、ま
   たこのスワールガイドの第２吸気弁口周縁に沿つ
   た側面は、第２吸気弁口から流入する混合気流を
   第１吸気弁口側へ誘導するように傾斜した第２ガ
   イド面に形成され、このスワールガイドにより燃
   焼室内で生起される混合気のスワール方向上、前
   記排気弁口の手前で混合気の主たる着火点が形成
   されるように前記トーチノズルの開口方向を選定
   した、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、
   前記トーチノズルの開口方向は前記第１吸気弁口
   側を向くよう選定された、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、
   前記トーチノズルは、前記他方の天井斜面に突設
   されたスキツシユ部の側面に開口され、このスキ
   ツシユ部側面の少なくとも一部は前記第２吸気弁
   口の周縁に沿うよう形成された、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、
   前記第２吸気弁の開弁時期を前記第１吸気弁の開
   弁時期より遅らせた、３弁式内燃機関。