JPS6346664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、燃焼室をルーフ型とし、その一方の
ルーフ面に吸気弁口を設けるとともに他方のルー
フ面に排気弁口を配置した、クロスフロー式吸排
気装置を有する内燃機関に関するもので、特に、
一つの燃焼室につき二つの吸気弁口が設けられた
吸気２弁式内燃機関に関するものである。

内燃機関においては、燃焼室をルーフ型とし
て、吸排気装置をクロスフロー式に配置すること
によつて、各吸排気弁の面積を大きくするととも
に燃焼室内の流れをスムーズにすることができ、
充填効率及び掃気効率を向上させることができ
る。また、吸気２弁式とすると、個々の弁面積は
小さくても、二つ合わせた総吸気通路面積は大き
くなるので、一層充填効率を高めることができ
る。したがつて、燃焼室の一方のルーフ面に二つ
の吸気弁口を並設し、他方のルーフ面に排気弁口
を設けるようにすれば、充填効率及び掃気効率の
高い高出力内燃機関を得ることができる。しか
も、そのようにすると、各吸気弁口が燃焼室に対
して偏心して位置することになるので、その吸気
弁口から流入する混合気によつて燃焼室内にスワ
ールが形成され、燃焼状態が良くなつて、未然ガ
スの排出も抑制されるようになる。

一方、燃焼効率の面からは、点火源は燃焼室の
中央に配置することが望ましい。そのようにする
と火炎伝播距離が短くなるので、急速燃焼が行わ
れるようになる。しかしながら、上述のようなク
ロスフロー式の吸気２弁式内燃機関においては、
点火源を燃焼室の中央に配置しようとすると、排
気弁口を、一方の吸気弁口に対向する位置に偏ら
せなければならない。このように排気弁口が吸気
弁口に対向して位置することになると、バルブオ
ーバラツプ時に、吸気弁口から流入した吸気が排
気弁口へ吹き抜けしやすくなる。そのために、従
来は、吸気弁口を通して吸入される吸気量を、よ
り増大させることは困難となつていた。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、その主は目的は、バルブオーバラツ
プ時の吹き抜けが抑制されるようにするために、
排気弁口に対向して位置する吸気弁口を小径のも
のとしながら、吸入効率が維持されるようにする
ために、他方の吸気弁口を大径のものとすること
ができるようにすることである。

また、本考案の他の目的は、吸気弁口から流入
する混合気によつて、一層強力なスワールが形成
されるようにすることである。

このような目的を達成するために、本考案で
は、排気弁口に対向して位置する小径の第１吸気
弁口の第１吸気弁より、点火源に対向して位置す
る大径の第２吸気弁口の第２吸気弁の方が大きく
傾くように、すなわち第１吸気弁と燃焼室のシリ
ンダ軸線とがなす挟み角より第２吸気弁とそのシ
リンダ軸線とがなす挟み角の方が大きくなるよう
にしている。

この場合、排気弁口に対向する側の第１吸気弁
は、第２吸気弁より遅く開弁するようにすること
が望ましい。

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１〜３図は本考案による吸気２弁式内燃機関
の一実施例を示すもので、第１図はそのシリンダ
ヘツドの一部を下面から見た底面図であり、第２
図及び第３図はそれぞれ第１図の−線、−
線に対応する切断面による同内燃機関の縦断面
図である。

これらの図から明らかなように、シリンダブロ
ツク１の上面にはシリンダヘツド２が、ヘツドガ
スケツト３を挟んで組み付けられている。シリン
ダブロツク１にはシリンダボア４が設けられてお
り、このシリンダボア４にピストン５が摺動自在
に嵌合されている。そして、これらシリンダヘツ
ド２、シリンダボア４、及びピストン５によつ
て、燃焼室６が形成されるようになつている。

この燃焼室６はルーフ型とされており、したが
つてシリンダヘツド２には、それぞれ両側方に傾
斜する一対のルーフ面７ａ，７ｂが形成されてい
る。第１図に示すように、その一方のルーフ面７
ａには、小径の第１吸気弁口８₁及びそれより大
径の第２吸気弁口８₂が並設されている。また、
他方のルーフ面７ｂには、第１吸気弁口８₁に対
向する位置に排気弁口９が、第２吸気弁口８₂に
対向する位置に点火源１０が、それぞれ設けられ
ている。この実施例では、点火源１０としては点
火プラグが用いられており、その放電電極１１が
燃焼室６の中央部に近接して位置するようにされ
ている。

第１吸気弁口８₁及び第２吸気弁口８₂には、そ
れぞれ第１吸気ポート１２₁及びそれより大径の
第２吸気ポート１２₂が接続されている。これら
の第１吸気ポート１２₁及び第２吸気ポート１２₂
は、共通の集合ポート１２から分岐するようにさ
れ、その集合ポート１２に接続される吸気マニホ
ルド１３を通して、共通の気化器から混合気が供
給されるようになつている。第１図から明らかな
ように、第２吸気ポート１２₂は燃焼室６の周壁
面に対してほぼ接線方向に配設されており、この
第２吸気ポート１２₂を通して第２吸気弁口８₂か
ら燃焼室６内に流入した混合気が、第１図に矢印
で示すような旋回流となり、点火源１０の放電電
極１１に向かつて流れるようにされている。第１
吸気ポート１２₁はヘリカルポート等として、そ
こを通して燃焼室６内に流入した混合気が、第２
吸気弁口８₂の方向に旋回すようにすることが望
ましい。排気弁口９には排気ポート１４が接続さ
れ、燃焼室６内の排気ガスが、この排気ポート１
４を通して外部に排出されるようになつている。

第２図及び第３図に示されているように、第１
吸気弁口８₁及び第２吸気弁口８₂は、それぞれ第
１吸気弁１５₁及び第２吸気弁１５₂によつて開閉
されるようになつている。また、排気弁口９は排
気弁１６によつて開閉されるようになつている。
これら第１、第２吸気弁１５₁，１５₂及び排気弁
１６は、それぞれバルブガイド１７₁，１７₂及び
１８によつてシリンダヘツド２に対して摺動自在
に支持されており、バルブスプリング１９₁，１
９₂及び２０によつて各弁口８₁，８₂及び９を閉
じる方向に付勢されている。第１、第２吸気弁１
５₁，１５₂及び排気弁１６の上端には、それぞれ
ロツカアーム２１₁，２１₂及び２２が当接するよ
うになつており、こられのロツカアーム２１₁，
２１₂及び２２は一本のカムシヤフト２３の回転
により揺動されるようになつている。ロツカアー
ム２１₁，２１₂あるいは２２が揺動すると、吸気
弁１５₁，１５₂あるいは排気弁１６は、バルブス
プリング１９₁，１９₂あるいは２０に抗して押圧
され、またバルブスプリング１９₁，１９₂，２０
によつて押し戻されて、開閉作動されるが、それ
らの開閉時期は、第４図に示すように、第２吸気
弁１５₂と排気弁１６とが通常の吸排気弁と同様
の時期となるようにされ、第１吸気弁１５₁の開
弁時期が、第２吸気弁１５₂の開弁時期より遅く
なるようにされている。このような各弁１５₁，
１５₂，１６の開弁時期は、カムシヤフト２３の
カムプロフイルによつて設定される。

第２図及び第３図から明らかなように、第１吸
気弁１５₁の軸線X₁と燃焼室６のシリンダ軸線Ｏ
とがなす挟み角θ₁は、第２吸気弁１５₂の軸線X₂
と燃焼室６のシリンダ軸線Ｏとがなす挟み角θ₂よ
り小さくされている。すなわち、第２吸気弁１５
_２は第１吸気弁１５₁より大きく傾けられている。
したがつて、第２吸気弁１５₂の弁頭は、第１吸
気弁１５₁の弁頭より水平面に対して大きく傾い
ており、燃焼室６のルーフ面７ａの傾きも、第１
吸気弁１５₁側より第２吸気弁１５₂側の方が大き
くされている。このようにして、ルーフ面７ａの
平面面積を変えることなく、大径の第２吸気弁口
８₂が設けられるようになつている。

このように構成された内燃機関において、その
作動時には、第１吸気ポート１２₁を通して第１
吸気弁口８₁から燃焼室６内に混合気が吸入され
るとともに、大径の第２吸気ポート１２₂及び第
２吸気弁口８₂を通して、より大量の混合気が吸
入される。したがつて、第１吸気弁口８₁と第２
吸気弁口８₂とを合わせた総吸気通路面積は極め
て大きいものとなるので、その充填効率は高いも
のとなる。そして、第２吸気弁口８₂を通して流
入する大量の混合気によつて、燃焼室６内に旋回
流、すなわちスワールが形成される。このとき、
上述のように第２吸気弁１５₂がシリンダ軸線Ｏ
に対して大きな角度をなしているので、混合気は
その吸気弁口８₂から水平に近い角度で燃焼室６
内に流入することになる。したがつて、そのスワ
ールは偏平なものとなり、燃焼室６内に多層の旋
回流が形成されることになるので、燃焼室６内の
全体にわたつてガス撹拌が行われ、燃料と空気と
の混合が一層促進される。また、第１吸気弁１５
_１の開弁時期が第２吸気弁１５₂の開弁時期より遅
くされているので、第２吸気弁口８₂から流入し
た混合気によるスワールが形成された後に、第１
吸気弁口８₁から流入した混合気によるスワール
が合流することになり、そのスワールが一層強化
される。

このようにして、燃焼室６内には混合気の強い
スワールが存在することになるので、圧縮行程の
終期に点火源１０によつて点火されると、その火
炎が急速に伝播し、燃焼室６内の燃焼は短時間で
行われるようになる。そして、前述のような三つ
の弁口８₁，８₂，９の配置によつて、点火源１０
の放電電極１１は燃焼室６の中央部近くに設置さ
れるので、火炎伝播距離が短くなり、より速やか
な燃焼が行われるようになる。更に、第２吸気弁
口８₂から流入した大量の混合気は、まず点火源
１０に向かつて流れ、着火された後に高温状態の
排気弁１６側に向かうので、その燃焼の立ち上が
りが一層促進される。

第１吸気弁口８₁は小径とされているので、こ
れを通して燃焼室６内に吸入される混合気量は比
較的少ない。したがつて、排気弁口９がこの第１
吸気弁口８₁に対向して位置していても、排気弁
口９への吹き抜けは少なくなる。前述のように、
第１吸気弁口８₁から流入した混合気が第２吸気
弁口８₂に向かつて流れるようにしておけば、そ
の吹き抜けを一層低減させることができる。ま
た、第１吸気弁１５₁の開弁時期を遅くすること
によつて、第４図に示すようにその第１吸気弁１
５₁と排気弁１６とのバルブオーバラツプl₁が小
さくなる。したがつて、第１吸気弁口８₁から排
気弁口９への吹き抜けは更に少なくなる。第２吸
気弁１５₂の開弁時期は通常の吸気弁の開弁時期
と同様に設定され、そこから吸入される大気の混
合気によつてその内燃機関が正常に作動されるよ
うになつているが、そのために、第４図に示すよ
うにその第２吸気弁１５₂と排気弁１６とのバル
ブオーバラツプl₂は比較的大きい。しかしなが
ら、第２吸気弁口８₂と排気弁口９とは十分に離
れているので、第２吸気弁口８₂から流入した混
合気がバルブオーバラツプ中に排気弁口９から吹
き抜ける量は極めて少ない。

なお、上記実施例では、点火源１０として点火
プラグを用いているが、これをトーチ式点火装置
とすることもできる。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、排気弁口に対向して位置する第１吸気弁口を
小径とするとともに、点火源に対向して位置する
第２吸気弁口を大径とし、第１吸気弁口を開閉す
る第１吸気弁と燃焼室のシリンダ軸線とがなす挟
み角より、第２吸気弁口を開閉する第２吸気弁と
そのシリンダ軸線とがなす挟み角の方が大きくな
るようにしているので、同一のシリンダ面積であ
りながら、充填効率及び掃気効率が高く、しかも
吹き抜けの少ない内燃機関を得ることができる。
また、燃焼室内に密なスワールが形成されるとと
もに、各吸気弁口及び排気弁口の上述のような配
置により点火源を燃焼室の中央寄りに位置させる
ことができるようになるので、燃焼効率の高い内
燃機関とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例による吸気２弁式
内燃機関の、シリンダヘツドの一部分の底面図、
第２図は、その内燃機関の、第１図の−線に
対応する切断面による縦断面図、第３図は、その
内燃機関の、第１図の−線に対応する切断面
による縦断面図、第４図は、その内燃機関の、各
吸気弁及び排気弁の作動を示す説明図である。 １…シリンダブロツク、２…シリンダヘツド、
５…ピストン、６…燃焼室、７ａ，７ｂ…ルーフ
面、８₁…第１吸気弁口、８₂…第２吸気弁口、９
…排気弁口、１０…点火源、１５₁…第１吸気弁、
１５₂…第２吸気弁、１６…排気弁、Ｏ…シリン
ダ軸線、X₁…第１吸気弁の軸線、X₂…第２吸気
弁の軸線、θ₁，θ₂…挟み角。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 燃焼室６をルーフ型とし、 その一方のルーフ面７ａに、小径の第１吸気
   弁口８₁と大径の第２吸気弁口８₂とを並設する
   とともに、 他方のルーフ面７ｂに、前記第１吸気弁口８
   _１に対向して位置する排気弁口９と、前記第２
   吸気弁口８₂に対向して位置する点火源１０と
   を並設し、 前記第１吸気弁口８₁を開閉する第１吸気弁
   １５₁と前記第２吸気弁口８₂を開閉する第２吸
   気弁１５₂とを、その第１吸気弁１５₁の軸線X₁
   が前記燃焼室６のシリンダ軸線Ｏとの間になす
   挟み角θ₁より、第２吸気弁１５₂の軸線X₂がそ
   のシリンダ軸線Ｏとの間になす挟み角θ₂の方が
   大きくなるように配設してなる、 吸気２弁式内燃機関。 (2) 前記第１吸気弁１５₁の開弁時期を、前記第
   ２吸気弁１５₂の開弁時期より遅くしたことを
   特徴とする、 実用新案登録請求の範囲第１項記載の吸気２
   弁式内燃機関。