JPH01290919A - ４サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の燃焼猿轡技術に関する。

（従来の技術〕 内燃機関の熱効率を高め、同時に排気中の有害成分を低
減させるには、燃焼室内において供給した燃料を極めて
短い時間内に如何に有効に燃焼せしめるかが技術課題で
あり、これに関して多くの研究が行なわれている。

自動車用機関として主に用いらｎている予混合燃焼方式
機関において、特に低負荷時における燃焼は給気の絞り
作用によって圧縮始め圧力φ温度等の低下と前サイクル
残留ガス比率との関係で燃焼が緩慢となりやすく、これ
が熱効率低下の因となっている。

この対策として圧縮比を高めることが有効とされている
が、圧縮比を高めれば逆に高負荷域において過大なエン
ドガスノッキングが起生ずるために圧縮比は制限をうけ
、この種機関の最高熱効率は３０％近傍に停滞している
現状である。

また、高圧縮比化を阻害する過大ノッキングの因は端ガ
スの自己着火によることが知らｎていも更に予混合気燃
焼に関しては、機関の低負荷時即ち給気量の少ない場合
には燃焼室内の混合気や燃焼過程に乱れを与えることが
有効であり、開弁リフトを部分負荷時において少なくシ
、乱れを起生ずることによって燃焼を改善しうろことの
可能性も公知であるが、その具体的実施例等は未だ発表
されていない。

（発明が解決しようとする課題〕 本発明は従来要求されていたが実現困醸な課題即ち、給
気量の少ない機関の部分負荷時において燃焼室内に強い
スワール流動を起生せしめることと、高負荷時において
はスワール流動の少ない大量の空気を燃焼室内に供給し
うる技術を提示するものであり、他の目的は燃焼室の端
部に空気層を形成しエンドガスノッキングを制御する技
術を提示するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は吸気弁の開閉リフトを負荷に応じて可変するこ
と、ならびにシリンダーヘッド弁座近傍に案内溝を構成
することとによって＠関の部分食荷時等給気量が少なく
且つ燃焼室にスワールや隔ｎｏ要求される場合において
は開弁間隙を少なくし、気筒内に流入せしめる新気に方
向性を生じせしめるとともに乱れを起生ずるものであり
、高負荷時においては開弁す７トを大とすることによっ
て案内溝による方向性作用を滅じて流入抵抗を少なくす
ることにより、大量の新気流人を図るものである。

（実施例） 本発明の実施例を図について説明すると次のごとくであ
る◎ 図（１）（６）、（Ｅ）、（０）において、吸気弁（１
）はシリンダーヘッド内面（２１より少し内部の位置に
弁座（６）が構築されており、弁座を囲成し、たヘッド
部には、吸気流の案内溝（４）が形成されている。また
、シリンダーヘッドのロッカーアームは弁リフトを運転
中に可変しうるよう図２に示すごとくＯリフト可変機構
が構築されており、矢印（５）のカ五ｍ程は可動支点の
位［Ｘを機関負荷、回転数等の要求によって変えること
により吸気弁のリフト量が可変しうるようになっている
◇この機構によって機関の低負荷時には弁リフトが少な
く制限されるため、気筒内に供給される新気は少量でも
主に案内溝（４）より気筒内に速度、乱れ、方向性を有
して流入する。

案内溝（４）はあらかじめ筒内に旋回流を起生ずるごと
くにその方向が（６）のごとくに定められており、起生
した旋回流は運動保存則によって圧縮行程をへて燃焼時
まで存続し、燃焼期間の短縮作用に寄与するものである
。また、大量の空気が要求される機関の高負荷時におい
ては、吸気弁リフトを大として流入抵抗を少なくシ、新
気流人を図るものであり、この場合には案内溝による影
響は減衰され、筒内に強い空気流動は生じない。また、
弁リフトの可変は図（２）に示すごと（、カム（団の摺
動や回転作用による支点Ｘの移動によって行なわれるも
のであるが、図（２）は可変機構の一例を示したもので
あり、他の方法による弁リフトの可変機構等を用いるこ
とによっても本発明の目的を達し得ることは明らかなこ
とであり、弁リフトの可変は機械的や電気的に負荷・回
転数の要求に応じて作動させ、これを電子的にコントロ
ールしうろことも自在なことである。

（発明の効果） 以上のごとく本発明においては機関の高負荷時に弁Ｏす
７トを最大として流入空気路の抵抗を滅し、スワールを
排除して体積効率の向上を図り、低負荷時においては弁
す７トを制限し、スワールおよび甜れを起生せしめて部
分負荷域の燃焼を改善することによって、燃費の低減を
図るものであり、機関の比出力の向上と部分負荷域燃費
を大巾に向上させ、排気中の有害成分も低減させつる等
の効果をもたらすものである。

また本発明の構成を図（９のように方向性を持った空気
供給弁（力（印として燃焼室周壁域に空気スワ−ルを形
成するように配置すｎば、予混合方式機関においても端
部の燃料粒子を排除または希釈することが可能となるた
め、エンドガスに起因する過大なノッキングが生ずるこ
とがなくなり、機関の有効圧縮比を高めることが可能と
なってくる。

したがって、機関熱効率が向上する効果が得られる。更
に可変タイミンダ方式に本発明を適用して吸・排気の位
相変更やオーバーラツプ作用を行なわしめることにより
、メンビングロスを低減しうることによる燃費低減の効
果をあげることができる。また案内溝の複数化や変成に
よって乱れ作用を促進させることも燃焼促進に効果があ
った。

【図面の簡単な説明】

図（１）は本発明の構成作用を示す吸気弁と附近の断面
説明図であり、（４）は吸気弁の閉じた状ａＳ（司は開
弁間隙を制御した場合、（切は開弁間隙を大とした場合
を示し、（ＩＩは削切部の一例を示すものである。 図（２）は開弁す７トの可変機構の一例を示す構成略図
であり、図（３）はシリンダーヘッド部に装着した空気
供給弁の位置と案内溝の例を示した配置図である。 図中、（１）−・・吸気弁、（２）・・・シリンダーヘ
ッド内面、（Ｓ−・・弁座、（４）−・案内溝（削欠部
）　、（５）−・・支点カム、（６）・−案内溝の方向
、（刀、（８）−・空気供給弁、（ｑ）・−排気弁、（
１０）−点火機、ｘ・・・支点、Ｘ′・・・移動した支
点Ｏ 図１ 図　２ 図５　　　　（４）　　（７）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気弁または吸排気弁の開弁間隙を可変しうる機
   構を有する内燃機関において、吸気弁座を通常の位置よ
   り内部位置に設置し、この弁座を囲成してなるヘッド部
   の一方向を削欠した構造とすることによつて、開弁リフ
   トの少ない場合には気筒内に流入する新気流れを主に削
   欠部より方向性、速度、乱れ、スワールを有する流れと
   して気筒内に供給することを特徴とした内燃機関。
2. （２）排気弁リフトを減少することによつて気筒内の残
   留ガス量を可変し、燃焼時における内部ＥＧＲ作用の向
   上を図りたることを特徴とした開弁リフト可変機構を有
   する４サイクル内燃機関。
3. （３）吸・排気タイミング可変機構を有する前記特許請
   求範囲（１）記載の４サイクル内燃機関。
4. （４）通常の吸・排気弁より外側域に空気供給弁を有す
   ることを特徴とした前記特許請求範囲（１）記載の４サ
   イクル内燃機関。