JPH0148379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気装置、殊に一つの燃
焼室に複数の吸気ポートが開口し、そのうちの少
くとも一つの吸気ポートがエンジン負荷に応じて
選択的に使用されるようになつた形式のエンジン
の吸気装置に関する。

（従来技術） エンジンの燃焼室に複数の吸気ポートを設け、
それら吸気ポートをエンジン負荷に応じて選択的
に使用することは公知である。たとえば、特開昭
56−44419号公報に開示されたエンジンでは、シ
リンダヘツドに形成された２個の吸気ポートのそ
れぞれに分岐吸気通路が接続され、この分岐吸気
通路は共通の主吸気通路に接続されている。そし
て、一方の分岐吸気通路には開閉弁が、主吸気通
路には絞り弁がそれぞれ設けられており、この絞
り弁と開閉弁とは連動して、絞り弁が一定開度を
越えて開かれたとき開閉弁が開かれるようになつ
ている。すなわち、一方の分岐吸気通路は、エン
ジンの低負荷運転時には開閉弁により閉じられて
いるため、吸気は他方の分岐吸気通路のみぞから
比較的高い流速で供給され、高負荷運転時には吸
気は両方の分岐吸気通路から供給されて高い充填
量を確保することができる。しかし、この公開公
報に記載されたエンジンの吸気装置は、高負荷運
転時に十分な吸気充填量を確保することを意図す
るものであるため、各分岐吸気通路の断面積はさ
ほど小さく形成されておらず、低負過運転時に一
方の分岐吸気通路のみを使用しても、アイドリン
グ運転時のように負荷が非常に小さい運転領域で
は、吸気流速を十分に高めることができない。ま
た、吸気ポートの形状は、高負荷運転時の高充填
確保のために、吸気流を燃焼室の軸線方向にほぼ
沿つて導入するようになつており、このことは、
分岐吸気通路の断面積をあまり小さくできないこ
とと相まつて、低負荷運転時に燃焼室内に強力な
スワールを形成することを困難にしている。

特開昭55−25511号公報には、２個の吸気ポー
トを有するエンジンの吸気装置において、各々の
吸気ポートに断面積の小さな補助吸気通路を開口
させ、低負荷運転時にこの補助吸気通路から細い
高速吸気流を吹き込むようにする技術が開示され
ている。この公報に記載されたエンジン吸気装置
は、低負荷運転時に燃焼室内に吹き込まれる高速
吸気流により燃焼室の中央付近、特に点火栓の近
傍に激しい乱流を形成させて、点火栓まわりの掃
気を促進し、火焔伝播速度を高めて、安定した燃
焼を行なわせようとするものである。しかし、こ
の吸気装置では、エンジン負荷が非常に小さい運
転状態、たとえばアイドリング運転時に補助吸気
通路がその効果を発揮するが、エンジン負荷が僅
かでも増大した運転領域では、この補助吸気通路
のみでは十分な吸気量を確保できなくなるので、
各吸気ポートに連続する分岐吸気通路を開く必要
が生ずる。そして、このように分岐吸気通路が僅
かでも開かれると、補助吸気通路からの吸気流の
流速は急激に低下し、燃焼室内の乱流が弱められ
る。したがつて、この吸気装置は、エンジン負荷
がアイドリング状態より僅かに高くなつた領域か
ら中負荷領域にわたつて満足できるほど安定した
燃焼状態を与えることはできない。

（発明の目的） 本発明は、一つの燃焼室に複数の吸気ポートを
開口させて高負荷運転時に吸気の高充填量を確保
できるようにした吸気装置において、低負荷運転
領域の比較的広い範囲にわたり燃焼室に強いスワ
ールを形成でき、それによつて良好な燃焼状態を
得ることができるようにすることを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明は次の構成を
有する。すなわち、本発明によるエンジンの吸気
装置は、燃焼室に開口する複数の吸気ポートと、
前記複数の吸気ポートのそれぞれに接続された分
岐吸気通路と、前記分岐吸気通路の上流側に接続
された主吸気通路と、前記主吸気通路内に設けら
れ高負荷運転時に開かれる開閉弁と、前記開閉弁
より上流側において前記主吸気通路から分岐して
前記吸気ポートの一方に接続される補助吸気通路
と、前記複数の吸気ポートのそれぞれに設けられ
た吸気弁と、前記補助吸気通路が接続されていな
い吸気ポートに設けられた吸気弁の開弁時期が、
前記補助吸気通路が接続されている吸気ポートの
吸気弁の開弁時期より遅くなるように前記吸気弁
の開閉を制御する吸気弁作動装置とからなる。本
発明によれば、開閉弁が閉じられる低負荷運転時
には、吸気は補助吸気通路を通つて燃焼室に供給
される。そして、補助吸気通路は分岐吸気通路よ
り断面積が小さくなるように形成されるので、吸
気量の小さい低負荷運転時にも比較的高い流速を
維持することができる。さらに、補助吸気通路は
複数の吸気ポートの一つに開口しているので、燃
焼室の中心に対し偏つた方向に吸気を送り込むこ
とができ、燃焼室内に強いスワールを形成するこ
とができる。また、補助吸気通路が接続されてい
る吸気ポートの吸気弁は、他の吸気ポートの吸気
弁より早いタイミングで開かれるので、開閉弁よ
り下流側の吸気系に滞溜する吸気は、補助吸気通
路の接続された吸気ポートが開かれたとき燃焼室
内に吸い出され、燃焼室内における吸気のスワー
ルを強める効果を生ずる。

前述の特開昭55−25511号公報に記載された吸
気装置は、燃焼室内にスワールを発生させる構成
では、強い乱流は燃焼室周壁に沿つて発生し、中
央付近には発生しにくくなるため、点火栓を中央
付近に置いたエンジンでは良好な燃焼が維持でき
ない。その認識に基づいて、２個の吸気ポートの
それぞれに小径の補助吸気通路を開口させ、それ
らの補助吸気通路から細い高速流を燃焼室に対称
に吹き込むことにより、燃焼室中央付近に激しい
乱流を生じさせようとするものである。本発明
は、このような公知の吸気装置と異り、比較的巾
をもつた高速吸気流を燃焼室の軸心に対して偏つ
た方向に吹き込むことにより、燃焼室内に強いス
ワールを発生させるものである。特に、本発明に
おいては、吸気弁の開弁時期を吸気ポートによつ
て異らせて、スワールを強化するもので、前述の
公知の吸気装置とは全く異る思想に基づいてい
る。

（発明の効果） 本発明においては、前述のように、低負荷運転
時に吸気を燃焼室に送るための補助吸気通路が、
複数の吸気ポートの一つに接続されているので、
吸気量の小さい低負荷運転時にも、比較的高速の
吸気流を燃焼室中心に対して偏つた方向に供給す
ることが可能になり、燃焼室内に強いスワールを
形成することができる。また、補助吸気通路が接
続されていない吸気ポートの吸気弁は、補助吸気
通路が接続されている吸気ポートの吸気弁より遅
いタイミングで開かれるので、開閉弁下流側の吸
気系内に滞溜する吸気が、補助吸気通路からの吸
気とともに燃焼室内に吸い出されて、燃焼室内の
スワールを強める効果を生じる。

（実施例の説明） 第１図および第２図を参照すると、エンジンＥ
はシリンダボア１ａを有するシリンダブロツク１
と該シリンダブロツク１の上部に取付けられたシ
リンダヘツド２を有し、シリンダボア１ａ内には
ピストン３が軸方向往復動自在に配置されて、シ
リンダボア１ａ内に燃焼室４を形成する。シリン
ダヘツド２には第１および第２吸気ポート５，６
と排気ポート７が形成され、第１、第２吸気ポー
ト５，６にはそれぞれ吸気弁８が、排気ポート７
には排気弁９が取付けられる。第１図を参照する
と、第１、第２吸気ポート５，６はほぼ同径で、
シリンダブロツク１の巾方向のシリンダ中心線ｌ
に関してほぼ対称に配置され、排気ポート７はシ
リンダブロツク１の長手方向中心線ｍをはさんで
第２吸気ポート６と対向する位置に配置されてい
る。

吸気系は、エアクリーナ１０から延びる主吸気
通路１１を有し、該主吸気通路１１内には絞り弁
に配置されている。第１図に示すように、主吸気
通路１１は、シリンダヘツド２内に延びて、吸気
ポート５，６の近傍で、シリンダブロツク巾方向
のシリンダ中心線ｌにほぼ沿うように形成された
仕切壁１４により仕切られて、それぞれ第１、第
２吸気ポート５，６に通じる第１、第２分岐通路
１５，１６を構成している。排気ポート７は、排
気通路１７に接続されて排気系を構成する。この
排気系は普通の構成でよい。主吸気通路１１に
は、仕切壁１４の上流側に燃料噴射弁２３が配置
され、エンジン運転条件に対応する信号に基づい
て定められた量の燃料が燃焼室４に供給される。

主吸気通路１１内には、開閉弁１８が設けられ
ている。この開閉弁１８は、たとえば絞り弁１２
に連動されて該絞り弁の開度が比較的小さい低負
荷運転領域では閉じられ、絞り弁１２が所定開度
を越えて開かれたとき開かれるように構成され
る。主吸気通路１１の底部には、開閉弁１８より
僅か上流側に開口１９が形成され、この開口１９
から主吸気通路１１の下側を延びるように補助吸
気通路２０が形成されている。補助吸気通路２０
は、主吸気通路１１の下側から第１分岐通路１５
の下側を通り、開口２１により第１吸気口５に接
続されている。

シリンダヘツド２の上部には、吸気弁８および
排気弁９を開閉するための弁駆動機構２５が配置
されている。この弁駆動機構２５は、エンジンク
ランク軸（図示せず）により駆動されるカム軸２
６と、該カム軸２６上に形成され、吸気弁８およ
び排気弁９の各々に対応するカム２７とを有す
る。カム２７は、吸気弁８および排気弁９の各々
に対応するように配置された揺動アーム２８の一
端に係合し、揺動アームの他端は各々の弁の弁軸
に設けたタペツト２９に係合している。本例のエ
ンジンにおいては、第３図に示すように、補助吸
気ポート２０が接続された第１吸気ポート５の吸
気弁８は、第２吸気ポート６の吸気弁８よりも早
いタイミングで開き、第２吸気ポート６の吸気弁
８とほぼ同時に閉じられる。

第２図に示すように、吸気ポート５は、高負荷
運転時の高充填量を確保するために、シリンダボ
ア１ａの軸線方向に近い角度で燃焼室４に開口し
ており、図には示していないが、第２吸気ポート
６も同様な形状である。これに対し、補助吸気通
路２０は主吸気通路１１および第１分岐通路１５
の下側から第１吸気ポート５に開口しているの
で、燃焼室４に対し比較的浅角度で向けられるこ
とになる。さらに、第１吸気ポート５は、シリン
ダボア１ａの中心線ｌに対し一方に偏つて配置さ
れているので、補助吸気通路２０から浅い角度で
燃焼室４に噴出する吸気流は、燃焼室４内で水平
面内の強い旋回流すなわちスワールを発生する。
このスワールを発生しやすくするためには、補助
吸気通路２０の形状を開口２１の近傍でシリンダ
ボア１ａの周壁に対しほぼ接線方向に向くように
形成することが望ましい。

開閉弁１８が閉じられる低負荷領域では、主吸
気通路１１を通る吸気はすべて開口１８から補助
吸気通路２０に導かれ、開口２１から第１吸気ポ
ート５を経て燃焼室に送り込まれる。補助吸気通
路２０は分岐通路１５，１６の各々に比し断面積
が小さいので、吸気量の小さい低負荷運転時にも
比較的高い流速を保つことができる。さらに、補
助吸気通路２０は前述のように比較的浅い角度で
シリンダボア１ａの円周方向に向けられているの
で、該補助吸気通路２０から燃焼室４に噴出され
る吸気流は、燃焼室４内で強いスワールを形成す
る。このばあい、第１吸気ポート５の吸気弁８
は、前述のように第２吸気ポート６の吸気弁８よ
りも早いタイミングで開かれるので、第１吸気ポ
ート５の吸気弁８が開かれたとき、開閉弁１８よ
り下流側の主吸気通路１１および第１、第２分岐
吸気通路１５，１６内に滞溜している吸気は、補
助吸気通路２０からの吸気とともに燃焼室４内に
吸引される。したがつて、開弁直後の第１吸気ポ
ート５からの吸気量が増大し、燃焼室４内におけ
るスワールを強化することができる。

本発明の上述した実施例においては、吸気ポー
ト５，６および排気ポート７の形成されていない
部分、すなわちシリンダブロツク１の長手方向中
心線ｍをはさんで第１吸気ポート５に対向する部
分に、点火栓２２が配置されている。この部分
は、第１吸気ポート５からの吸気流によるスワー
ルの旋回軌跡にあたるところであり、この配置に
より点火栓２２のまわりは確実に掃気され、安定
した着火および燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエンジン吸気
装置の概略平面図、第２図は本発明を実施したエ
ンジンの垂直断面図、第３図は本発明の実施例に
よるエンジン吸気装置における吸気弁の開弁時期
を示す図表である。 １……シリンダブロツク、１ａ……シリンダボ
ア、２……シリンダヘツド、３……ピストン、４
……燃焼室、５，６……吸気ポート、７……排気
ポート、１１……主吸気通路、１５，１６……分
岐吸気通路、１８……開閉弁、１９……開口、２
０……補助吸気通路、２５……弁駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室に開口する複数の吸気ポートと、前記
   複数の吸気ポートのそれぞれに接続された分岐吸
   気通路と、前記分岐吸気通路の上流側に接続され
   た主吸気通路と、前記主吸気通路内に設けられ高
   負荷運転時に開かれる開閉弁と、前記開閉弁より
   上流側において前記主吸気通路から分岐して前記
   吸気ポートの一方に接続される補助吸気通路と、
   前記複数の吸気ポートのそれぞれに設けられた吸
   気弁と、前記補助吸気通路が接続されていない吸
   気ポートに設けられた吸気弁の開弁時期が、前記
   補助吸気通路が接続されている吸気ポートの吸気
   弁の開弁時期より遅くなるように前記吸気弁の開
   閉を制御する吸気弁作動装置とからなるエンジン
   の吸気装置。