JP2000329016A - エンジンの吸気通路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隔壁により吸気通路を２分割し、可動機構を
用いることなく、簡単な構造で、安定して分割された一
方の通路を開閉できるバタフライ形スロットル弁を備え
たエンジンの吸気通路構造を提供する。 【解決手段】 燃焼室１０に臨む吸気ポート１１に連通
する吸気通路１６内に、バタフライ形のスロットル弁２
４を備えたエンジン１の吸気通路構造において、前記ス
ロットル弁２４の下流側の吸気通路１６を、このスロッ
トル弁の弁軸２２と平行な隔壁２５により２分割して第
１、第２の２つの分割通路２６，２７を形成し、第１分
割通路２６は燃焼室１０の中央部側の吸気ポートに臨む
ように形成し、第２分割通路２７は燃焼室１０の縁部側
の吸気ポートに臨むように形成し、前記第２分割通路２
７側のスロットル弁２４の低開度側の弁体２３端部に沿
って、この第２分割通路２７の壁面から突出する吸気制
限用の堰２８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの吸気通路
構造に関し、特に希薄燃焼に適したタンブル流を発生さ
せる吸気通路構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室に臨む吸気ポートに連通する吸気
通路を隔壁によって仕切り、一方の通路を燃焼室の中央
部側の吸気ポートに連通させ、他方の通路を燃焼室の縁
部側に連通させ、低負荷時に中央部側の吸気ポートに連
通する通路側から吸気を燃焼室内に導入することによ
り、吸気流速を高め燃焼室内に縦方向のタンブル流を起
こして希薄混合気を成層化して安定した希薄燃焼を行う
吸気通路構造が開発提案されている。

【０００３】このような隔壁により２分割された吸気通
路構造は、摺動式スロットル弁を用いることにより、負
荷に応じたスロットル弁のスライド開度に対応して、低
開度のときは一方の通路を閉じたままとして他方の通路
のみから混合気を流し、スライド開度が大きくなると両
方の通路から混合気を流すようにして低開度時に吸気流
速を高めタンブル流を起こすことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている２分割された吸気通路構造は、摺動式スロ
ットル弁を用いた場合には、負荷に応じて分割された一
方の通路を閉じることが容易にできるが、バタフライ形
スロットル弁を備えた吸気通路に対してはそのまま適用
することはできない。これは、スロットル弁の周囲から
吸気が流れるため、分割された一方の通路にのみ吸気を
流すことが困難だからである。

【０００５】分割した吸気通路構造でバタフライ形スロ
ットル弁を用いる場合には、一方の通路を開閉する制御
弁等の可動機構を併用しなければならない。

【０００６】しかしながら、吸気通路内に可動機構を設
けると、構造が複雑になり、調整も面倒であり、また長
期の使用によりスロットル弁との同調がずれることがあ
り、安定した吸気制御が難しい。

【０００７】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、バタフライ形スロットル弁を装着した吸気通路に
おいて、隔壁により吸気通路を２分割するとともに、可
動機構を用いることなく、簡単な構造で、安定して分割
された一方の通路を開閉できるエンジンの吸気通路構造
の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、燃焼室に臨む吸気ポートに連通する吸
気通路内に、バタフライ形のスロットル弁を備えたエン
ジンの吸気通路構造において、前記スロットル弁の下流
側の吸気通路を、このスロットル弁の弁軸と平行な隔壁
により２分割して第１、第２の２つの分割通路を形成
し、第１分割通路は燃焼室の中央部側の吸気ポートに臨
むように形成し、第２分割通路は燃焼室の縁部側の吸気
ポートに臨むように形成し、前記第２分割通路側のスロ
ットル弁の低開度側の弁体端部に沿って、この第２分割
通路の壁面から突出する吸気制限用の堰を設けたことを
特徴とするエンジンの吸気通路構造を提供する。

【０００９】この構成によれば、吸気通路を隔壁により
仕切って２分割し、燃焼室の縁部側に連通する第２分割
通路に堰が設けられ、この堰により、スロットル弁が低
開度のとき、この第２分割通路が閉じられて第１分割通
路のみから吸気が燃焼室内に導入される。これにより、
低負荷運転時に吸気バルブの燃焼室中央部側から排気弁
側に向かって混合気が吸気され燃焼室内にタンブル流を
起こすことができる。これにより、可動機構を用いるこ
となく、簡単な構造で確実にタンブル流形成機能が得ら
れ、面倒な調整作業も必要なく、長期の使用後において
もスロットル弁との同期がずれることはなく信頼性の高
い機能が安定して維持される。

【００１０】好ましい構成例では、前記堰の中央部に燃
料逃し用の溝が形成されたことを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、スロットル弁近傍で液
化した燃料は堰に溜まることなく、この堰に設けた溝を
通して下流側に流れて吸気管の熱により気化される。

【００１２】さらに好ましい構成例では、前記隔壁は、
前記弁軸に近接して設けられ、弁軸近傍では、全開位置
の弁体よりさらに開放側にオフセットして設けられたこ
とを特徴としている。

【００１３】この構成によれば、隔壁が弁軸に近接して
いるため、隔壁の吸気流上流側端部と弁軸との間を介し
て吸気の漏れや逆流を生じることはない。また、この弁
軸に近接した隔壁は、全開位置の弁体よりさらに開放側
にオフセットしているため、スロットル弁の全開位置ま
での作動を阻害することはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るエンジンの構成図である。このエンジン１は、シ
リンダ２とその上部に装着されたシリンダヘッド３とを
有し、シリンダ２内をピストン４が摺動する。このエン
ジン１は、４サイクル２バルブエンジンであり、シリン
ダヘッド３の中央部に、クランク軸（図示しない）に連
結されたカム軸５が備る。カム軸５のカム５ａ，５ｂに
摺接して従動する吸気側ロッカーアーム６および排気側
ロッカーアーム７が備る。各ロッカーアーム６，７は吸
気弁８および排気弁９をクランク回転に同期して開閉駆
動する。８ａ，９ａはそれぞれバルブスプリングであ
る。

【００１５】ピストン４の上面のシリンダ２の上部に燃
焼室１０が形成される。この燃焼室１０に臨んでシリン
ダヘッド３側に点火プラグ（図示しない）が装着され
る。この例のエンジン１は、燃焼室１０の頂部中央に吸
気弁８と排気弁９が近接して配置された２バルブエンジ
ンであるため、点火プラグは燃焼室１０の頂部からオフ
セットして設けられている。

【００１６】燃焼室１０に臨んでシリンダヘッド３に吸
気ポート１１および排気ポート１２が形成される。各吸
気ポート１１および排気ポート１２の燃焼室側の開口端
部に吸気弁８および排気弁９が開閉可能に装着される。
排気ポート１２は排気管１３に接続され、吸気ポート１
１は吸気管１４に接続される。吸気管１４には図示しな
いエアクリーナに接続された気化器１５が取付けられ
る。これらの吸気管１４および気化器１５を通して吸気
通路１６が形成される。

【００１７】気化器１５は、ダイヤフラム室１７におけ
る大気圧と吸気負圧とのバランスによりフリーピストン
に取り付けられたジェットニードル１８を駆動し、メイ
ンノズル１９を介してベンチュリ部２０に燃料を吸引さ
せる。ダイヤフラム室１７の下流側にアイドル時燃料調
整のためのパイロットスクリュウ２１と、低開度時燃料
出口となるバイパス２１ａが備る。この気化器１５の吸
気通路１６内に、弁軸２２にバタフライ形の弁体２３を
固定したバタフライ形のスロットル弁２４が装着され
る。

【００１８】スロットル弁２４の下流側の吸気通路１６
は、弁軸２２に平行な隔壁２５で仕切られて上下に２分
割される。この隔壁２５は、弁軸２２に近接した位置か
ら吸気通路１６に沿って設けられ、吸気通路１６内に上
側の第１分割通路２６と下側の第２分割通路２７が形成
される。上側の第１分割通路２６は、燃焼室１０の中央
部側の吸気ポート１１ａに臨み、下側の第２分割通路２
７は、燃焼室１０の縁部側の吸気ポート１１ｂに臨む。
シリンダヘッド３内の吸気ポート１１は、シリンダヘッ
ド３と一体成形された隔壁１１ｃにより上側（中央部
側）の吸気ポート（第１分割通路）１１ａと下側（縁部
側）の吸気ポート（第２分割通路）１１ｂとに２分割さ
れている。

【００１９】本実施形態においては、スロットル弁２４
の低開度側での弁体２３の端部に沿って、第２分割通路
２７の通路壁面から突出する堰２８が設けられる。この
ような堰２８により、スロットル開度が小さい低負荷時
には、図のスロットルバルブの上側開口部を通る空気が
ほとんどとなるアイドル時のごく低開度ではパイロット
スクリュウ２１から、さらにスロットルが開いた時には
バイパス２１ａからの燃料によって混合気となって第１
分割通路を流れる。また下側の第２分割通路２７は堰に
よって空気流れが遮断されるため、混合気は上側の第１
分割通路２６を通してのみ流れ、吸気ポート１１の開口
端部の燃焼室頂部側から排気弁方向に向かって燃焼室１
０内に流入する。隔壁がない場合と比べると吸気通路断
面積は約１／２になるため吸気流速は約２倍に向上す
る。これらにより、燃焼室１０内で矢印Ａのような燃料
室内における縦方向のタンブル流が形成される。強いタ
ンブルは圧縮行程でも流動が残存し、燃焼が改善され
る。これにより、希薄混合気でも安定した燃焼が可能に
なり燃費の改善が図られる。

【００２０】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ方向から見た吸
気通路の内面図である。図示したように、前述の堰２８
の中央部に、溝２９が形成される。堰２８より上流側で
燃料が液化することがあってもその燃料は、この溝２９
を通して下流側吸気通路内に流入し、吸気管１４の熱に
より気化され混合気となって燃焼室内に吸引されるため
堰の上流側に溜まることがない。したがって燃焼室に供
給される空燃比が安定する。

【００２１】図３は、上記実施形態のフルスロットル状
態の図である。図示したように、隔壁２５は、スロット
ル弁２４の弁軸２２に近接して設けられ、全開状態で弁
体２３の上側に位置するように、弁軸２２よりさらに開
放側（上側）にオフセットして設けられる。このように
隔壁２５を弁軸２２より上側に配置することにより、弁
体２３の全開位置までの開放動作に支障を来すことはな
く、高流量が確保されるので出力が維持できる。このよ
うにスロットル低開度時には第１分割通路から、スロッ
トル高開度時には第２分割通路からも吸気が流れること
によって、燃焼室内において、高開度時よりも強いタン
ブルが低開度時に得られる。すなわちスロットル開度に
応じた可変タンブルとできる。また、このために吸気ポ
ートは流量係数をねらった形状とすることができ、高出
力を図ることができる。

【００２２】図４は、隔壁２５の断面形状の例を示す。
２バルブエンジンにおいては、燃焼室１０に臨む点火プ
ラグ３０の位置が頂部から幾分側方へオフセットしてい
る。低負荷時には、前述のように吸気通路内の上側の第
１分割通路２６のみを通して混合気が供給される。した
がって、吸気ポート１１でも隔壁１１ｃの上側の第１分
割通路１１ａのみを通して混合気が供給される。この場
合、点火プラグ３０側に混合気を集中させた方が、特に
希薄混合気の場合確実に着火し安定した燃焼作用が得ら
れるため好ましい。このため、本実施形態では、図示し
たように、隔壁１１ｃの点火プラグ３０より離れた側
（図の左側）の壁厚を上側に厚くして隔壁１１ｃの上側
の第１分割通路１１ａの点火プラグ寄りの通路面積を大
きくしている。これにより、混合気が点火プラグ側に偏
ったタンブル流となり、点火プラグ近傍に存在する混合
気割合が増加するので、着火性が向上し、安定した燃焼
作用が得られる。

【００２３】図５は、吸気ポート部分の吸気通路の別の
形状例を示す。この例は、吸気ポート１１部分の隔壁２
５の厚さは一定とし、その上側の第１分割通路２６の形
状を、点火プラグ寄り（図の右側）の通路面積が広くな
るように形成する。これにより、図４の例と同様に、第
１分割通路２６を流れる混合気が点火プラグ寄りに集っ
て、着火性が向上し、安定した燃焼作用が得られる。

【００２４】図６は、本発明の別の実施形態のエンジン
の構成図である。この実施形態は、４サイクル４バルブ
型式のエンジン３１に対し本発明を適用したものであ
る。

【００２５】エンジン３１は、シリンダブロック３２と
シリンダヘッド３３を有し、シリンダブロック３２内を
ピストン３４が摺動する。シリンダヘッド３３には、２
つの吸気ポート３５（１つのみ図示）と２つの排気ポー
ト３６（１つのみ図示）が形成され、それぞれ吸気弁３
７および排気弁３８が装着される。各吸気弁３７および
排気弁３８は、クランク軸（図示しない）に連結された
吸気カム３９および排気カム４０により開閉駆動され
る。２つの排気ポート３６は合流して排気管４１に接続
される。同様に２つの吸気ポート３５は合流して吸気管
４２に接続される。吸気管４２にダウンドラフト型の気
化器４３が接続される。各吸気ポート３５、吸気管４２
および気化器４３を連通して吸気通路５１が形成され
る。気化器４３は、この吸気通路５１内に、弁軸４９に
固定されたバタフライ形の弁体５０からなるバタフライ
形のスロットル弁４４を有する。

【００２６】このような構成のエンジン３１において、
前述の図１の実施形態と同様に、スロットル弁４４の下
流側の吸気通路５１を隔壁４６で２分割して第１分割通
路４７と第２分割通路４８を形成する。また、この隔壁
４６を設けるとともに、スロットル弁４４の弁体５０の
端部に沿って、前述の図１の実施形態と同様に、スロッ
トル低開度側の第２分割通路４８を閉じる堰４５を設け
る。隔壁４６は、２つに分割された後の吸気ポート３５
内にも延びている。このような堰４５および隔壁４６の
構成および作用効果は前述の実施形態と同様である。

【００２７】なお、本発明は、気化器を備えたエンジン
に限定されず、燃料噴射弁により燃料を噴射し、バタフ
ライ形スロットル弁により吸気量を制御するエンジンに
対しても適用可能である。

【００２８】また、４バルブ燃焼室の場合は、点火プラ
グは燃焼室の中心にあり、分岐後の２つの吸気ポートに
は同様に吸気が流れ込むようにしておけばよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、吸気通路を隔壁により仕切って２分割し、燃焼室の
縁部側に連通する第２分割通路に堰が設けられ、この堰
により、スロットル弁が低開度のとき、この第２分割通
路が閉じられて第１分割通路のみから吸気が燃焼室内に
導入される。これにより、低負荷運転時に燃焼室中央部
側から排気弁側に向かって混合気が吸気され縦の流れと
なるタンブル流を起こすことができる。これにより、可
動機構を用いることなく、簡単な構造で確実にタンブル
流形成機能が得られ、面倒な調整作業も必要なく、長期
の使用後においてもスロットル弁との同期がずれること
はなく信頼性の高い機能が安定して維持される。

【００３０】これにより、特に低負荷時の希薄燃焼が効
率よく安定して行われ、燃費の向上および排気エミッシ
ョンの改善が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るエンジンの構成
図。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線部分の吸気通路の内面
図。

【図３】 図１の実施形態のフルスロットル状態の図。

【図４】 隔壁の断面形状の一例を示す図。

【図５】 隔壁の断面形状の別の例を示す図。

【図６】 本発明の別の実施の形態に係るエンジンの構
成図。

【符号の説明】

１：エンジン、２：シリンダ、３：シリンダヘッド、
４：ピストン、５：カム軸、６，７：ロッカーアーム、
８：吸気弁、９：排気弁、１０：燃焼室、１１：吸気ポ
ート、１２：排気ポート、１３：排気管、１４：吸気
管、１５：気化器、１６：吸気通路、１７：ダイヤフラ
ム室、１８：ジェットニードル、１９：メインジェッ
ト、２０：ベンチュリ部、２１：パイロットスクリュ
ウ、２２：弁軸、２３：弁体、２４：スロットル弁、２
５：隔壁、２６：第１分割通路、２７：第２分割通路、
２８：堰、２９：溝、３０：点火プラグ、３１：エンジ
ン、３２：シリンダブロック、３３：シリンダヘッド、
３４：ピストン、３５：吸気ポート、３６：排気ポー
ト、３７：吸気弁、３８：排気弁、３９：吸気カム、４
０：排気カム、４１：排気管、４２：吸気管、４３：気
化器、４４：スロットル弁、４５：堰、４６：隔壁、４
７：第１分割通路、４８：第２分割通路、４９：弁軸、
５０弁体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に臨む吸気ポートに連通する吸気通
   路内に、バタフライ形のスロットル弁を備えたエンジン
   の吸気通路構造において、 前記スロットル弁の下流側の吸気通路を、このスロット
   ル弁の弁軸と平行な隔壁により２分割して第１、第２の
   ２つの分割通路を形成し、 第１分割通路は燃焼室の中央部側の吸気ポートに臨むよ
   うに形成し、 第２分割通路は燃焼室の縁部側の吸気ポートに臨むよう
   に形成し、 前記第２分割通路側のスロットル弁の低開度側の弁体端
   部に沿って、この第２分割通路の壁面から突出する吸気
   制限用の堰を設けたことを特徴とするエンジンの吸気通
   路構造。
2. 【請求項２】前記堰の中央部に燃料逃し用の溝が形成さ
   れたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気
   通路構造。
3. 【請求項３】前記隔壁は、前記弁軸に近接して設けら
   れ、弁軸近傍では、全開位置の弁体よりさらに開放側に
   オフセットして設けられたことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のエンジンの吸気通路構造。