JPH0247239Y2 - - Google Patents

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JPH0247239Y2
JPH0247239Y2 JP1984103124U JP10312484U JPH0247239Y2 JP H0247239 Y2 JPH0247239 Y2 JP H0247239Y2 JP 1984103124 U JP1984103124 U JP 1984103124U JP 10312484 U JP10312484 U JP 10312484U JP H0247239 Y2 JPH0247239 Y2 JP H0247239Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は複吸気弁エンジンに関する。
従来の技術 高出力化の傾向の中で種々のタイプの複吸気弁
エンジンが開発されてきている。そのような複吸
気弁エンジンの一つとして、燃焼室内でスワール
を発生させることのできるヘリカル型吸気ポート
を改善したものがある。ヘリカル型吸気ポートは
その名の通りに渦巻状に形成さたものであり、燃
焼室内にスワールを発生させることにより燃焼を
改善させるものである。しかしながら、高負荷時
にはその特殊形状により吸気抵抗が増大して充填
効率が低下する傾向が認められている。これを改
善するために第二の吸気ポート及び第二吸気弁を
設け、この第二吸気ポートにはさらに吸気制御弁
を設けて、低負荷時にはこの吸気制御弁を閉じて
ヘリカル型吸気ポートの特徴を生かし、高回転、
高負荷時にはこの吸気制御弁を開いて第一のヘリ
カル型吸気ポート及び第二ポートの両方から空気
を燃焼室に導入することができるようにしてい
る。
このような複吸気弁エンジンは本出願人により
特願昭58−228329号に提案されており、特願昭59
−69176号は四これをさらに改善して燃焼室内混
合気の成層化を達成したものである。複吸気弁エ
ンジンに関するその他の従来技術としては特開昭
52−34108号公報、特開昭54−84128号公報、特開
昭58−25514号公報、特開昭58−172424号公報等
に記載されたものが知られているが。これらの先
行技術の多くは前述した吸気制御弁がなく、又、
燃焼噴射弁が第一のヘリカル型吸気ポートに配設
されているものである。
考案が解決しようとする問題点 前述した本願出願人による先行の特願昭59−
69176号では空燃比の成層比を達成するために燃
料噴射弁を配設した第二吸気ポートに係る第二吸
気弁の開閉時期を第一のヘリカル型吸気ポートに
係る第一吸気弁と比べて遅くしている。第二吸気
ポートからは高負荷時に大量の空気が吸入される
必要があるが、前述の弁開閉時期設定とすると最
大出力時の吸入空気量が予期したものより小さく
なつた。
本考案は良好な成層化を達成するとともに最大
出力も十分に引き出すことのできる複吸気弁エン
ジンを得ようとするものである。
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案による複吸
気弁エンジンは、一気筒に三個の吸気弁と各々に
対応する三個の吸気ポートを備え、これらの第一
の吸気ポートは燃焼室にスワールを発生させるよ
うに形成されたものであり、第二及び第三吸気ポ
ートにはそれぞれエンジン負荷に応じて開閉され
ることのできる吸気制御弁が配置され、そして前
記第三の吸気ポートにはこれに対応する吸気弁と
吸気制御弁との間で燃料噴射弁が配設され、前記
第三の吸気ポートに対応する吸気弁の開弁時期及
び閉弁時期が他の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期
によりそれぞれ遅れて設定されていることを特徴
とするものである。
実施例 第１図は本考案による複吸気弁エンジンの吸気
ポート及び燃焼室を示す図、第２図は第１図の燃
料噴射弁を通る垂直断面図である。公知のよう
に、シリンダブロツク２、シリンダヘツド４、ピ
ストン６により燃焼室８が形成される。燃焼室８
のほぼ中央には点火栓１０が配置される。吸気ポ
ート１２は一方においてインテークマニホルド
（図示せず）の板管に接続され、他方において隔
壁１４により分岐されて第一の吸気ポート１６及
び第二の吸気ポート１７及び第三の吸気ポート１
８が形成され、これらの吸気ポート１６，１７，
１８はそれぞれ独立に燃焼室８に開口し、従つて
それぞれの吸気ポート１６，１７，１８に吸気弁
２０，２１，２２が配置される。
第一の吸気ポート１６はヘリカルポートとして
公知のように第一吸気弁２０近くで渦巻状に形成
されて、このポート１６を通つて吸入された空気
が第１図及び第２図に矢印Ａで示されるように燃
焼室８内でスワールを生ずるようになつている。
第二の吸気弁ポート１７はほぼストレート状であ
るが、わずかに偏心しており、このポート１７を
通つて吸入された空気が前述のスワール流Ａに対
して対向する方向に吸入される。第三の吸気ポー
ト１８は前記両ポート１６，１７の間にあつてそ
の通路断面積は比較的小さく、従つて第三吸気弁
２２も他の吸気弁２０，２１と比較して小さい。
第二の吸気ポート１７及び第三の吸気ポート１
８にはそれぞれこれを隔成する隔壁１４の上流側
端部付近に吸気制御弁２４，２５が配置され、エ
ンジン回転数、負荷が小さい時には第二吸気ポー
ト１７及び第三吸気ポート１８を閉じ且つエンジ
ン回転数、負荷が大きいときにはこれらのポート
１７，１８を開くことができるようになつてい
る。第１図には吸気制御弁２４，２５の駆動装置
の１例が示されており、これは吸気制御弁２４，
２５の弁軸に連結可能なアームを取付けた作動ロ
ツド２８と、、負圧ダイヤフラム装置３０とから
成つている。負圧ダイヤフラム装置はダイヤフラ
ム３２を有し、その両側に大気圧室３４及び負圧
室３６が形成され、作動ロツド２８はダイヤフラ
ム３２に連結されて負圧室３６に負圧が導入され
るか否かによつて吸気制御弁２４，２５が制御さ
れる。負圧室３６への負圧の導入はバキユームタ
ンク３８から三方電磁弁４０を介して行われ、、
バキユームタンク３８はチエツク弁４２を介して
吸気ポート１２に接続されている。電磁弁４０は
コンピユータ４４の制御の下に負圧室３６をバキ
ユームタンク３８か大気かに選択的に接続させ
る。コンピユータ４４の詳細な構成は省略されて
いるが、中央処理装置CPUやリードオンリメモ
リROMやランダムアクセスメモリRAM等を備
えた従来のデイジタルコンピユータにより構成す
ることができる。コンピユータ４４には公知のエ
アフローメータａ、回転数センサｂ、スロツトル
開度センサｃ、及びクランク角センサ等のその他
のセンサからの信号が入力され、これらの信号に
基づいて電磁弁４０を制御するとともに、第三の
吸気ポート１８に第三吸気弁２２と吸気制御弁２
５との間で配設された燃料噴射弁４６をも制御す
る。
各吸気弁２０，２１，２２はクランクシヤフト
に連結されたカム軸に取付けられたカム（例えば
第２図の５０）のカムプロフイルに従つて開閉時
期及びリフト量が設定される。このようにして設
定されたバルブリフトの好ましい特性が第３図に
示される。
第一及び第二吸気弁２０，２１の特性は曲線Ｘ
で示されるように排気行程中に上死点（TDC）
よりわずかに早い時期Ｐに開弁され、圧縮行程の
下死点（BDC）よりわずかに遅い時期Ｑに閉弁
される。
また、第三吸気弁２２は曲線Ｙで示されるよう
に吸入行程のほぼ中間の時期Ｒで開弁され、圧縮
行程において第一及び第二吸気弁２０，２１の閉
弁時期Ｑより遅い時期Ｓに閉弁される。従つて、
第三吸気弁２２の開弁時期Ｒが第一及び第二吸気
弁２０，２１の開弁時期Ｐより遅れた吸入行程に
設定され、また、第三吸気弁２２の閉弁時期Ｓが
第一及び第二吸気弁２０，２１の閉弁時期Ｑより
遅れた圧縮行程に設定されることになる。バルブ
タイミング可変装置を組込む場合にもこの関係は
維持される。又、第一及び第二吸気弁２０，２１
の開閉時期は必ずしも同時である必要はない。吸
気制御弁２４，２５の開閉切換点は特定設計のエ
ンジン毎にスロツトル弁の位置や吸気負圧レベル
やエンジン回転数に基づいて設定されることがで
き、回転数、又は負荷が小さい領域では閉じられ
且つ回転数、又は負荷が大きい領域では開かれる
ようにされる。さらに、燃料噴射弁４６は少なく
とも吸気制御弁２８が閉じているときには各気筒
毎に噴射時期を定められるのが好ましく、第３図
の直線Ｚで燃料噴射時期が示されているように吸
入上死点付近（例えば上死点前後数十度以内）で
開弁され、その直後の第三吸気弁２２の開弁期間
中に全量燃焼室８に吸入されるようなタイミング
にエンジンの回転数や負荷に応じて進退制御され
る。これは主に第三吸気弁２２の開閉時期と密接
な関連がある。吸気制御弁２５が開いているとき
には全気筒一斉噴射することもできる。
吸気制御弁２４，２５が閉じているときには、
まず、第一吸気弁２０が開くことによつて第一ポ
ート１６から燃焼室８内にスワール流Ａが生成さ
れる。第二吸気弁２１も同時に開弁するが吸気制
御弁２４が閉じているので第二ポート１７からの
空気の流入はない。この間に第三吸気ポート１８
内に燃料が噴射されて短期間ポート１８内で蒸発
しながら滞留し、然る後に第三吸気弁２２が開弁
する。第三吸気弁２２は第三図に示されるように
前回の圧縮行程中の位置Ｓで閉じられていたため
ポート１８内にはやや高い正圧が保持されてお
り、従つて吸気制御弁２５が閉じているにもかか
わらず第三吸気弁２２が開かれるとそのポート１
８内の混合気がが燃焼室８に噴流となつて流出す
ることができ、この混合気の流れは次第に緩やか
なものとなり、第一吸気ポート１６からの空気に
より生成されたスワール流に乗つて燃焼室８に分
布することになる。燃焼室８内の空気及び混合気
の分布を要約すると、まず最初に第一吸気弁２０
のみが開かれるので、第２図で見たピストン６付
近には空気の層が形成される。続いてピストンの
下降とともに第三吸気弁２２が開かれて濃混合気
がスワール流に乗つて供給され、この混合気は下
降しつつあるピストンに向かつて徐々に浸透し、
続いて第一吸気弁２０が閉じられる。このとき
に、第三吸気弁２２はまだ開かれており、従つて
第一吸気弁２０が閉じられた状態では第三吸気ポ
ート１８内の残存混合気のみが燃焼室８内に流出
することになる。
従つて、燃焼室８内では、ピストン頂部付近で
は初期に吸入された空気が漂い、且つ点火栓１０
付近では最後に第三吸気ポート１８から流出した
混合気が漂うことになり、良好な成層化が得られ
る。
この成層化された燃焼室８内の混合気はスワー
ルによつて圧縮上死点まで保持されるので、、点
火時に濃混合気に点火することができ、全体とし
て見た場合の空燃比を希薄化しても良好な燃焼を
得ることができ、燃費を節約したりEGR率を増
加したりすることができるようになる。尚、第三
吸気弁２２の閉弁時期Ｓは圧縮行程に設定されて
閉弁後に第三吸気ポート１８にやや高圧を保持
し、この圧力は次の開弁時に噴流となつてスワー
ル流を助長するが、余り強すぎると成層化を妨げ
るので第三吸気弁２２の開閉時期は、この点も考
慮されて設定される。
吸気制御弁２４，２５が開かれているときに
は、空気が全吸気ポート１６，１７，１８から燃
焼室８に導入されることによつてヘリカルポート
のみのときの充填効率低下を改善するとともに、、
高回転、高負荷領域において増量された燃料によ
り出力を確保することができる。このときに、第
三の吸気弁２２の開弁時期は他の弁２０，２１よ
り遅くなつているが、第二吸気ポート１７が十分
大きく形成されていてその第二吸気弁２１が第三
吸気弁２２より早く開弁されるので、高出力を得
るのに十分な空気量が吸入される。このときにも
前述の成層化が得られることは言うまでもない。
第４図は本考案の他の実施例を示し、第１図に
おいて排気弁５０が二個配設されていたのに対し
て第４図では排気弁５０が一個となつており、そ
してその削除された方の排気弁及びその排気ポー
トの位置に第三の吸気ポート１８が形成されてそ
こに前記実施例同様に第三吸気弁２２、吸気制御
弁２５及び燃料噴射弁４６が配置される。各気筒
の第三吸気ポート１８間には通路５４で結ばれ、
この通路５４はスロツトル弁５６の下流位置にお
いて主吸気通路に連通される。
考案の効果 以上説明したように、本考案によれば点火栓近
くで相対的に空燃比を濃くしピストン近くで相対
的に薄くした空燃比の成層化が得られ、その結果
燃焼がより良好に行われて燃費やエミツシヨン上
有利になるとともに高負荷時には大量の空気が吸
入されることができ、高出力を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案による複吸気弁エンジンのシリ
ンダヘツドのほぼ水平な面に沿つた断面略図、第
２図は第１図のエンジンの燃焼噴射弁を通る垂直
断面図、第３図は吸気弁の開閉時期を説明するグ
ラフ、第４図は本考案の他の実施例の第１図同様
の略図である。 ４…シリンダヘツド、８…燃焼室、１６…第一
吸気ポート、１７…第二吸気ポート、１８…第三
吸気ポート、２０…第一吸気弁、２１…第二吸気
弁、２２…第三吸気弁、２４，２５…吸気制御
弁、４６…燃料噴射弁。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 一気筒に三個の吸気弁と各々に対応する三個
    の吸気ポートを備え、該三個の吸気ポートのう
    ちの第一の吸気ポートは燃焼室内にスワールを
    発生させるように形成されたものであり、第二
    及び第三の吸気ポートにはそれぞれエンジンの
    負荷に応じて開閉されることのできる吸気制御
    弁が配置され、前記第三の吸気ポートにはこれ
    に対応する吸気弁と吸気制御弁との間で燃料噴
    射弁が配設され、前記第三の吸気ポートに対応
    する吸気弁の開弁時期及び閉弁時期が他の吸気
    弁の開弁時期及び閉弁時期によりそれぞれ遅れ
    て設定されていることを特徴とする複吸気弁エ
    ンジン。 ２ 前記第三吸気ポートに対応する吸気弁が他の
    吸気弁と比較して小さいことを特徴とする実用
    新案登録請求の範囲第１項記載の複吸気弁エン
    ジン。 ３ 前記燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期が前
    記第３吸気ポートに対応する吸気弁の開弁時期
    前後において回転数、負荷に応じて進退制御可
    能とされていることを特徴とする実用新案登録
    請求の範囲第１項記載の複吸気弁エンジン。
JP1984103124U 1984-07-10 1984-07-10 複吸気弁エンジン Granted JPS6119632U (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1984103124U JPS6119632U (ja) 1984-07-10 1984-07-10 複吸気弁エンジン
US06/707,872 US4570590A (en) 1984-07-10 1985-03-04 Internal combustion engine with multiple intake valves
DE19853508763 DE3508763A1 (de) 1984-07-10 1985-03-12 Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1984103124U JPS6119632U (ja) 1984-07-10 1984-07-10 複吸気弁エンジン

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Publication Number Publication Date
JPS6119632U JPS6119632U (ja) 1986-02-04
JPH0247239Y2 true JPH0247239Y2 (ja) 1990-12-12

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ID=14345821

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1984103124U Granted JPS6119632U (ja) 1984-07-10 1984-07-10 複吸気弁エンジン

Country Status (3)

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JP (1) JPS6119632U (ja)
DE (1) DE3508763A1 (ja)

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