JPH02161111A - ４サイクル内燃機関の吸気装置 - 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、１つの気筒に対して、シリンダ中心線の一側
に３個の吸気弁を他側に２個の排気弁を配し、これらの
吸・排気弁をスイングアーム方式の頭上カム軸式動弁様
溝により駆動すると共に、吸気通路に１個の燃料噴射弁
から燃料を噴射する４サイクル内燃機関の吸気装置に関
するものである。

（発明の背景） １つの気筒に対し、シリンダ中心線を挾んで一側に３個
の吸気弁を、他側に２個の排気弁をそれぞれ配置した４
サイクル内燃機関がある。この種の機関で、１つの気筒
に１つの燃料噴射弁を用い、この噴射弁により吸気通路
内に燃料を噴射する場合には、噴射弁の取付は位置が燃
焼に大きな影響を与える。すなわち、吸気弁から遠い位
置に燃料を噴射したのでは、燃料が吸気通路内壁に付着
して壁面流となり、燃料の霧化が悪化する。このため回
転速度などの運転状況の変化に対して好ましい燃焼が得
られなくなる状況が生じ得るという問題がある。また燃
焼室の形状は、容積を小さ（して高圧縮比化することに
より効率の向上を図ることが望ましいが、エンジンによ
っては、吸・排気弁とピストンとの緩衝を避けるために
、燃焼室の小容積化が困難となることがあった。

一方燃料噴射弁を設ける場合には、この噴射弁がエンジ
ンに接近させてエンジン全体を小型にまとめるのが望ま
しい。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、３
つの吸気弁と２つの排気弁とを有する４サイクル内燃機
関で、１つの燃料噴射弁により燃料を吸気通路に供給す
る場合に、燃料の霧化が好適で運転状況の変化に対して
好ましい燃焼を得ることができる位置に燃料噴射弁を配
置でき、またこの燃料噴射弁をエンジンに形成される空
間を有効に利用して配置することにより、エンジン全体
の小型化を可能にし、さらに燃焼室を小さくして高圧縮
比を得やすくすることが可能な４サイクル内燃機関の吸
気装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、シリンダ中心線を挟んで一
側に３個の吸気弁を、伸側に２個の排気弁を配設した４
サイクル内燃機関において、内端が前記吸・排気弁の弁
軸端に当接し外端がこれら吸・排気弁の外側に支持され
たスイングアームな有する頭上カム軸式動弁機構と、各
吸気弁に連通ずる吸気通路を前記吸気弁付近で互いに連
通ずる連通室と、この連通室内に燃料を噴射する１個の
燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁の弁軸端及び前記吸気
側スイングアームの支点を前記排気弁の弁軸端及び前記
排気側スイングアームの支点よりもそれぞれ前記シリン
ダ中心線に接近させる一方、前記燃ｔ１噴射弁を前記吸
気側のスイングアームの支点より外側下方に配設したこ
とを特徴とする４サイクル内燃機関の吸気装置により達
成される。

（作用） 燃料噴射弁は、吸気通路の吸気弁に近い位置の連通室内
に燃料を噴射するから、燃料は吸気通路の壁面に殆ど付
着することなく良好な霧化状態となって各吸気弁に吸入
される。吸気弁の弁軸端は排気弁の弁軸端よりもシリン
ダ中心線に近いので、燃焼室内の吸気弁の傘部はシリン
ダ中心線の直交面に接近することになり、燃焼室は小さ
くまとめられる。また吸気側スイングアームの下方でか
つ吸気弁の外側の位置に連通室を配置するからエンジン
が小型化でき、吸気側スイングアームの支点は排気側ス
イングアームの支点よりもシリンダ中心線に近いから、
吸気側スイングアームの支点の外側下方に燃料噴射弁を
配設することにより、吸気弁付近の連通室に好ましい角
度で燃料を噴射できるように燃料噴射弁を配置できる。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例を一部断面した平面図、第
２図はそのＩＩ　−１［線断面図、第３図はトルク特性
図である。

第１．２図において、符号１０はシリンダボデー、１２
はシリンダヘッド、１４はピストンであり、これらによ
り燃焼室１６が形成される。シリンダヘッド１２には１
気筒につき２個の排気弁１８　（１８ａ、１８ｂ）と、
３個の互いに隣接する吸気弁２０　（２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ）が設けられている。これらの排・吸気弁１８．
２０は、それぞれ頭上カム軸２２．２４．スイングアー
ム２６．２８などからなる公知のスイングアーム方式の
２頭上カム軸式動弁機構により開閉される。

３０はシリンダヘッドカバー、３２は排気弁１８に連通
ずる排気通路、また第１図で３４は点火栓である。

ここに、吸気弁２０の弁軸端とシリンダ中心線αとの距
離Ｌ（第２図参照）は、排気弁１８の弁軸端とシリンダ
中心線αとの距離Ｍよりも小さく、また吸気側スイング
アーム２８の支点２８ａとシリンダ中心線αとの距離Ｎ
は、排気側スイングアーム２６の始点２６ａとシリンダ
中心線αとの距離０よりも小さい。すなわち、 Ｌ＜Ｍ、０〈Ｐ となっている。

３６はサージタンク、３８は各気筒ごとにサージタンク
３６とシリンダヘッド１２とをつなぐ吸気管である。吸
気管３８内には、第１吸気通路４０ａ、第２吸気通路４
０ｂが形成されている。

第１吸気通路４０ａと第２吸気通路４０ｂとは略同径で
、またこれらの通路４０ａ、４０ｂを貫通する弁軸４２
には、第２吸気通路４０ｂを開閉する蝶型の制御弁４４
が取付けられている。この制御弁４４は運転条件１例え
ば運転負荷や機関回転速度の増減に対応して開閉するよ
うに制御される。

吸気通路４０の下流側はシリンダヘッド１２に設けた連
通室４６に接続され、この連通室４６は３つの吸気弁２
０に接近してこれらに連通している。

４８は電磁式燃料噴射弁である。この噴射弁４８は第２
図に示すように、吸気管３８の上部に配設した分配管５
０と、シリンダヘッド１２の連通室４６上部との間に位
置する。すなわち、この燃料噴射弁４８は吸気側のスイ
ングアーム２８の支点２８ａの外側下方に位置し、この
スイングアーム２８と吸気弁２０とで囲まれる空間を利
用して、燃料噴射弁４８が噴射する燃料が通る空間であ
る連通室４６が形成される。

その噴射口すなわち噴射弁４８の中心線２は、第２図に
示すように、両側の２つの吸気弁２０ａ、２０ｃの傘部
側端面の中心を結ぶ直線Ｘと、この直ｋｍ　ｘと平行で
かつ中央の吸気弁２０ｂの傘部側端面の中心を含む直！
Ｉｙとの間を指向している。またこの中心線Ｚは第１図
に示すように、平面視で中央の吸気弁２０ｂを指向して
いる。この噴射弁４８は制御器（図示せず）が出力する
電気信号により所定のタイミングで開弁じ、所定圧に加
圧された分配管５０内の燃料を連通室４６内へ間欠的に
噴射する。

この第１実施例の動作は次の通りである。低負荷・低速
運転時には、制御弁４４は閉じ第１吸気通路４０ａから
吸気は連通室４６へ導かれる。低速運転では吸気の脈動
が大きく、また第１吸気通路４０ａは小径なので吸気慣
性も大きい。このため吸気弁２０が閉じた時には吸気は
第１吸気通路４０ａから連通室４６に入って強い乱流を
生成する。連通室４６に間欠的に噴射された燃料は、吸
気の乱流によって速やかにかつ良好に霧化され、均一化
した混合気となって吸気弁２０の開弁に伴い燃焼室１６
に流入する。この際連通室４６内の乱流がスワールを強
化することにもなり、燃焼安定化も図れる。

高負荷・高速運転時には制御弁４４が開き、吸気は第１
、第２吸気通路４０ａ、４０ｂから連通室４６に入る。

噴射弁４８から噴射された燃料は成る程度の広がりを持
っているるばかりでなく比較的広い連通室４６内を長い
距離の間内壁に当たることなく拡散する。このため内壁
に付着する燃料が減り、燃料の霧化が促進される。

第３図で実線Ａは制御弁４４を開き続けた場合のトルク
特性であり、中低速での吸気慣性効果の減少によりトル
ク低下が著しいことを示している。同図鎖線Ｂは制御弁
４４を閉じた場合のトルク特性である。制御弁４４を中
速域で開閉させることによりこれらの２つの特性Ａ、Ｂ
を組合せ、トルク特性の改善を図ることができる。

第４図は第２実施例を一部断面した平面図である。この
実施例は、前記第１実施例における第１吸気通路４０ａ
を第２吸気通路４０ｂより小径に形成したものである。

この実施例によれば噴射弁４８の噴射口が第１、第２吸
気通路４０ａ、４０ｂ間の壁より第２吸気通路４０ｂ側
に偏位している。この結果高負荷・高速時に制御弁４４
が開くと第２吸気通路４０ｂから連通室４６に流入した
吸気は、第１実施例に比べ、噴射弁４８から噴射された
燃料に一層よく当たり、燃料の霧化がさらに促進される
。また第２吸気通路４０ｂが小径なので、第１実施例に
比べて一層低速から吸気慣性によるトルク増加を図るこ
とができる。さらに第１吸気通路４０ａの連通室４６に
対する偏位置は第１実施例に比べて大きくなるから、制
御弁４４が閉じている低速時には連通室４６に生成され
る渦流が一層強くなり、吸気弁２０の開弁時にはこの渦
流により燃焼室１６内に一層強いスワール（吸入渦流）
が発生する。このため低速時の燃焼が安定化され、低速
運転が円滑になる効果が一層顕著になる。

第５図は第３実施例の一部断面した平面図であり、この
実施例は第１吸気通路４０ａを中央に配置する一方第２
吸気通路４０ｂを２つに分割し。

それぞれに制御卸弁４４．４４を設けたものである。

この実施例によれば、制御弁４４が閉じる低負荷・低速
時に第１吸気通路を通る吸気は、噴射弁４８から噴射さ
れた燃料に良好に当たり、特に低負荷・低速時の霧化が
前記第１．２実施例に比べて一層改善される。

第６図は第４実施例の一部断面した平面図であり、この
実施例は第１、第２、第３吸気通路４０ａ、４０ｂ、４
０ｃを備え、第１吸気通路４０ａを挟む第２、第３吸気
通路４０ｂ、４０ｃには、開閉時期が互いに異なる制御
弁４４ａ、４４ｂを配設した。

この実施例によれば第３実施例（第５図）と同様に低速
時の霧化が促進されるだけでなく、トルク特性の改善も
同時に図れる。すなわち第７図はこの第４実施例のトル
ク性図であり、この図の実線Ａは制御弁４４ａ、４４ｂ
を開き続けた場合の特性、破線Ｂは低速域で制御弁４４
ａ、４４ｂの両方を閉じた場合の特性、また鎖線Ｃは中
速域で制御弁４４ｂのみを開いた場合の特性である。

制御弁４４ａ、４４ｂを異なる運転速度で開閉させてこ
れら特性Ａ、Ｂ、Ｃを組み合わせることにより、前記第
１〜３実施例に比べ中速域でのトルク改善を図ることが
できる。

第８図は第５実施例の一部断面した平面図であり、この
実施例は第４実施例（第６図）における第１吸気通路４
０ａと第２吸気通路４０ｂとの位置を入れ換えたもので
ある。

この実施例によれば前記第４実施例（第６図）と同様に
、中速域でのトルクを増加できるだけでなく、前記第２
実施例（第４図）と同様に低速域でスワールが強化され
るので、低速運転時の回転が一層円滑になる。

なお、第４．５．６．８図では第１図と同一部分に同一
符号を付したので、その説明は繰り返さない。

（発明の効果） 本発明は以上のように、吸気通路の吸気弁に近い位置に
連通室を形成し、ここに燃料噴射弁から燃料を噴射する
から、燃料は吸気通路の壁面に殆ど付着することなく良
好な霧化状態となって各吸気弁に吸入される。このため
燃料の霧化が向上し燃焼が良好になる。また吸気弁の弁
軸端は排気弁の弁軸端よりもシリング中心線に近いので
、吸気弁はシリンダと平行に近い角度で配設でき、燃焼
室内の吸気弁の傘部はシリング中心線の直交面に接近す
ることになり、燃焼室は小容積にまとめることが可能に
なる。このため燃焼室の高圧縮比化が可能になり効率の
向上が図れる。

また吸気側スイングアームの下方でかつ吸気弁の外側の
位置には形成される空間に、燃料噴射弁から噴射された
燃料が通る空間である連通室を配置することにより、エ
ンジンの小型化を図ることができる。ここに、吸気側ス
イングアームの支点は排気側スイングアームの支点より
もシリンダ中心線に近く、この支点の外側下方に燃料噴
射弁を配設するから、吸気弁ド１近の連通室に好ましい
角度で燃料を噴射できるように燃料噴射弁を配置できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を一部断面した平面図、第
２図はそのＩＴ　−ＴＩ線断面図、第３図はトルク特性
図である。また第４．５．６．８図は他の実施例の一部
断面した平面図、第７図は第６図の実施例のトルク特性
図である。 １６・・・燃焼室、 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃｍ吸気弁、 ４０・・・吸気通ｉｉ４．　４６・・・連通室、４８・
・・燃料噴射弁、 ａ・・・シリンダ中心線。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリンダ中心線を挟んで一側に３個の吸気弁を、他側に
   複数の排気弁を配設した４サイクル内燃機関において、 内端が前記吸・排気弁の弁軸端に当接し外端がこれら吸
   ・排気弁の外側に支持されたスイングアームを有する頭
   上カム軸式動弁機構と、各吸気弁に連通する吸気通路を
   前記吸気弁付近で互いに連通する連通室と、この連通室
   内に燃料を噴射する１個の燃料噴射弁とを備え、前記吸
   気弁の弁軸端及び前記吸気側スイングアームの支点を前
   記排気弁の弁軸端及び前記排気側スイングアームの支点
   よりもそれぞれ前記シリンダ中心線に接近させる一方、
   前記燃料噴射弁を前記吸気側のスイングアームの支点よ
   り外側下方に配設したことを特徴とする４サイクル内燃
   機関の吸気装置。