JPH02161125A - 4サイクル内燃機関の吸気装置 - Google Patents

4サイクル内燃機関の吸気装置

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JPH02161125A
JPH02161125A JP1297628A JP29762889A JPH02161125A JP H02161125 A JPH02161125 A JP H02161125A JP 1297628 A JP1297628 A JP 1297628A JP 29762889 A JP29762889 A JP 29762889A JP H02161125 A JPH02161125 A JP H02161125A
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intake
valves
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sides
cylinder
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Masaaki Yoshikawa
雅明 吉川
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Yamaha Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • F02F1/4221Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder particularly for three or more inlet valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
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    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

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3個の吸気弁を有する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つの気筒に対して3個の互いに隣接する吸気弁を設け
た4サイクル内燃機関がある。この種の機関で、各吸気
弁に連通ずる吸気通路を連通室で連通させ、この連通室
から各吸気弁に吸気を導くものが考えられる。この場合
には、連通室に入った吸気は運転状態に応じて各吸気弁
に適切に分配されて導かれるのが望ましい。例えば、高
速運転時には各吸気弁に吸気が導かれて吸入吸気量が増
大できることが必要である。
(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
つの吸気弁を有する4サイクル内燃磯関であって、連通
室から各吸気弁に吸気を導く場合に、各吸気弁への吸気
の流入が円滑に行われ、特に高速運転時には各吸気弁l
\の吸気流量を均一化して合計吸気流量を増大させるこ
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、燃焼室の上方を横断する頭
上カム軸により開閉される3個の吸気弁を有する4サイ
クル内燃機関において、前言2各吸気弁に連なる各吸気
通路を互いに連通室に連通し、前記各吸気弁および吸気
通路を前記カム軸に直交しかつシリンダ中心線を含む平
面に対してほぼ対称に配設して、前記連通室から両側の
吸気弁に至る吸気通路をほぼ直線形状に形成したことを
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。
ここに前記連通室から両側の吸気弁に至る吸気通路をほ
ぼ一定断面積とした場合には、この両側の吸気通路に吸
気が一層流入し易(なる。さらにカム軸方向から見て両
側の吸気弁に至る吸気通路の曲率半径を中央の吸気弁に
至る吸気通路の曲率半径よりも大きくすれば、吸気の流
速を利用して両側の吸気通路に吸気は一層流入し易くな
る。このため各吸気弁へ導かれる吸気流量の均一化が一
層促進され得る。
(作用) カム軸に直交しかつシリンダ中心線を含む平面にほぼ沿
って連通室に流入した吸気は、この連通室で3つの吸気
弁の吸気通路に分配される。この吸気は、この平面上に
位置する中央の吸気弁に連通ずる吸気通路に多く流入す
る傾向を有する。しかし両側の吸気通路は、連通室と吸
気弁とをほぼ直線形状でつなぐから、この両側の吸気通
路にも吸気は流入し易くなる。このため特に吸気流量が
増大する高速運転時にはこの両側の吸気通路にも良好に
吸気が流れる。
また両側の吸気通路の断面積をほぼ一定とすれば、この
吸気通路への吸気の流入は一層円滑になる。さらに、カ
ム軸方向から見て両側の吸気弁に至る吸気通路の曲率半
径を中央の吸気弁に至る吸気通路の曲率半径よりも大き
くすることにより、吸気の速度を利用して曲率半径の大
きい両側の吸気通路へ吸気を流れ易くすることができ、
この外側の吸気通路へ流入する吸気量をさらに増大する
ことが可能である。
(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 −II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I
2には1気筒に−〕き2個の排気弁18 (18a、1
8b)と、3個の互いに隣接する吸気弁20 (20a
、20b、20c)が設しづられている。これらの掛・
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頭上カム軸式動弁磯構により開閉され
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。
点火栓34はその着火部が燃焼室16の中央付近に臨ん
でいる。
36はサージタンク、38は各気筒ごとにサージタンク
36とシリンダへラド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40 aと第2吸気通路40bとは略同径
で、またこれらの通路40a、40bを貫通ずる弁軸4
2には、第2吸気通路40bを開閉する蝶型の制御弁4
4が取付けられている。この制御弁44は運転条件、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】2に設けた連
通室46に接続され、この連通室46は3一つの吸気弁
20にそれぞれ吸気通路47 a、47b、47cによ
って連通している。ここに前記した3つの吸気弁20a
、b、cは、カム軸22.24に直交しかつシリンダ中
心線α(第2図)を含む平面Z(第1図)に対して対称
に配設され、両側の吸気通路47a、47cはほぼ連通
室から吸気弁20a、20cまでほぼ直線形状で、かつ
その断面積はほぼ一定となっている。またこれらの吸気
通路47は、カム軸22.24方向から見た第2図に示
す状態で、両側の吸気通路47a、47cの曲率半径が
中央の吸気通路47bの曲率半径よりも大きく設定され
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。この噴射弁48の噴射口は、第2図に示すよう
に、カム軸22.24に直交しかつシリンダ中心線αを
含む平面Zにほぼ沿って燃料を噴射するように指向して
いる。なお前記中央の吸気弁20bはこの噴射弁48と
点火栓34との間に位置する。またこの実施例では、噴
射弁48の燃料噴射口は、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、この直線X
と平行でかつ中央の吸気弁20bの傘部側端面の中心を
含む直線yとの間を指向している。
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し、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。連通室46に間欠的に噴
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。この燃料は中央の吸
気弁20bを指向して噴射されているから、この中央の
吸気弁20bから濃い混合気が燃焼室16に流入する1
点火栓にはこの濃い混合気が導かれるので層状燃焼に近
い燃焼状態が得られ、着火性が良好になり、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。
この時吸気通路47は、連通室46からほぼ直線的に各
吸気弁20に分岐しているので、吸気は各吸気通路47
に分配されて円滑に流れる。ここに両側の吸気通路47
a、47cは断面積がほぼ一定であり、またその曲率半
径は中央の吸気通路47bよりも大きくなっているので
1両側の吸気通路47a、47cに流入する吸気の流路
抵抗が中央の吸気通路47bにおける流路抵抗よりも小
さ(なる。このため両側の吸気通路47a、47cにも
良好に吸気が流れ込み、十分な吸気流量を確保すること
が可能になる。
なおこの実施例では、中央の吸気通路47bは両側の吸
気通路47a、47cよりも曲率が大きいから(第2図
)、特に高速時には吸気と共に燃料も外側の吸気弁20
a、cに良好に導かれ、予混合燃焼に近い均質な混合気
になって良好に燃料される。
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(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(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4゜a、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、3つの吸気弁及び吸気通路を、
カム軸に直交しかつシリンダ中心線を含む平面に対して
ほぼ対称に配設し、各吸気通路を互いに連通ずる連通室
から両側の吸気通路をほぼ直線形状に形成したものであ
るから、吸気が滑らかに3つの吸気通路に分配され、吸
気を円滑に各吸気弁に導くことができる。従って特に高
速時には3つの吸気弁に流れる吸気量を均一化して全体
の吸気量を増大しエンジン性能を向上させることができ
る。
また両側の吸気通路を断面積がほぼ一定になるようにす
れば、この両側の吸気通路への吸気の流人が一層円滑に
なる。さらに両側の吸気通路の曲率半径を中央の吸気通
路の曲率半径よりも大きくすれば、外側の吸気通路の流
入抵抗が小さくなり、両側の吸気通路への吸気の分配は
一層円滑になる。
【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II −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、20 c −・・吸気弁、22.24
・・・カム軸、 46・・・連通室、47・・・吸気通
路、 a・・・シリンダ中心線、 Z・・・平面。 特許出願人 ヤマハ発動機株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室の上方を横断する頭上カム軸により開閉さ
    れる3個の吸気弁を有する4サイクル内燃機関において
    、 前記各吸気弁に連なる各吸気通路を互いに連通室に連通
    し、前記各吸気弁および吸気通路を前記カム軸に直交し
    かつシリンダ中心線を含む平面に対してほぼ対称に配設
    して、前記連通室から両側の吸気弁に至る吸気通路をほ
    ぼ直線形状に形成したことを特徴とする4サイクル内燃
    機関の吸気装置。
  2. (2)前記連通室から両側の吸気弁に至る吸気通路をほ
    ぼ一定断面積としたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の4サイクル内燃機関の吸気装置。
  3. (3)カム軸方向から見て両側の吸気弁に至る吸気通路
    の曲率半径を中央の吸気弁に至る吸気通路の曲率半径よ
    りも大きくしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    または第2項に記載の4サイクル内燃機関の吸気装置。
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GB687528A (en) * 1950-09-09 1953-02-18 Karl Maybach Improvements in the liquid cooling of cylinder heads for internal combustion engines
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