JPH0368212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、内燃機関のダブル吸気通路の片通路
休止装置に関し、一方を低速時閉止用吸気通路と
し、他方の常開用吸気通路の吸気ポート部分をヘ
リカルポートで形成して、低速運転時でも強いス
ワールを確保できるものを提供する。

＜従来技術＞ 内燃機関のダブル吸気通路の片通路休止装置の
基本構造を述べると、例えば、第１図に示すよう
に、内燃機関Ｅのシリンダ室１に常開用吸気通路
７０と低速時閉止用吸気通路８０とを並列状に連
通し、内燃機関Ｅが低速運転状態では、通路休止
装置６２の休止弁８１が低速時閉止用吸気通路８
０を閉じて、常開用吸気通路７０のみで吸気を行
なうように構成したものである。

一般に、低速運転時には、吸気量が少なくなつ
て吸気速度が低下するので、スワールが弱くなり
がちである。

そこで、低速運転時にもスワール強度を確保し
ようとする従来技術として、例えば、実公昭54−
8246号公報に係るものがある。

即ち、この従来技術は上記基本構造において、
ダブル吸気通路の両吸気ポートをダイレクトポー
トに形成するとともに、両ポート出口をそれぞれ
シリンダ室内のスワールの流れに接線方向に接続
させ、低速運転時に、片通路を休止し常開通路に
吸気を集中せしめて、ダイレクトポート内を流れ
る吸気の速度を増速させ、シリンダ室内に強いス
ワールを起こそうとするものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来装置においては、吸気
を集中せしめるのがダイレクトポートなどで、ス
ワールの旋回成分が不十分であり、小型エンジン
の場合にはシリンダが小容積なので、このスワー
ル不足が顕著になる。

しかも、両ポートがいずれもダイレクトポート
であるため、シリンダ室内にスワールを発生する
ように両ポート出口が接線方向に接続させてあ
る。この結果、ポート入口を開口したシリンダヘ
ツド側面から各ポート出口までの距離が大きく異
なり、従つて各ポート出口を開閉する両吸気弁は
動弁カム軸の軸心からの距離が異なることにな
り、吸気弁の開閉駆動機構が複雑となる。

本発明は、両ポート出口をカム軸心と平行に配
置して吸気弁の開閉駆動機構を簡単な構成にする
とともに、低速運転状態でも十分なスワールを確
保することを技術的課題とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記課題を解決する手段を、実施例に対応する
第１図乃至第８図を用いて説明すると、各吸気通
路７０・８０の吸気ポート２・３をシリンダ室１
内のスワールと同方向に旋回するヘリカルポート
の形状に形成し、常開用吸気通路７０の吸気ポー
ト３を、上記のスワールが両吸気ポート出口１
１・１２間を流れる方向Ｂを基準にして風下側に
位置させるとともに、低速時閉止用吸気通路８０
の吸気ポート２よりも大きく湾曲させて、ポート
出口１２を上記スワールの流れに接線方向で接続
させたものである。

＜作 用＞ 両吸気ポートをヘリカルポートに形成してある
ので、ポート出口を接線方向に接続しなくとも、
吸気は旋回成分を十分与えられてシリンダ室内に
スワールを起こしながら送り込まれる。

しかも、常開用吸気通路のポートを大きく湾曲
させてポート出口を上記スワールの流れに接線方
向で接続させてあるので、ヘリカルポートの巻角
度が大きく形成される。この結果、低速運転状態
では、片吸気通路を休止して巻角度の大きいヘリ
カルポートに吸気が集中するので、吸気は強力な
旋回成分が十分に与えられたうえ流速が増し、吸
気はシリンダ室内へ強いスワールを起こしながら
強力に送り込まれる。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、従来装置のようなダイレクト
ポートと異なり、ポート出口を接線方向に接続し
なくとも吸気はヘリカルポートで旋回成分が十分
与えられてシリンダ室内にスワールを起こしなが
ら送り込まれる。この結果、ポート入口を開口し
たシリンダヘツド側面と平行に両ポート出口を配
置することができ、両ポート出口をカム軸心と平
行に配置して吸気弁の開閉駆動機構を簡単な構成
にすることができる。

しかも、低速運転時には、吸気は巻角度の大き
いヘリカルポートで旋回成分が与えられるので、
吸気抵抗を大きくすることなくシリンダ室内に強
力なスワールを起こすことができる。

従つて、内燃機関に本発明を適用すれば、特に
排気量の小さい小型内燃機関に適用する場合であ
つても、動弁機構を簡単な構成にできるものであ
りながら、しかも、低速運転状態でもスワールを
強くして吸気の混合状態を良好にし、もつて排気
ガスを浄化するとともに燃費を向上することがで
きる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図はシリンダヘツドの横断平面図、第２図
は縦型デイーゼルエンジンのシリンダヘツドの要
部平面図、第３図は吸気ロツカアーム軸周辺の要
部縦断面図、第４図は縦型デイーゼルエンジンの
要部縦断側面図であつて、縦型デイーゼルエンジ
ンＥはシリンダブロツク１６に所定間隔を隔てて
複数のシリンダ室１を設け、各シリンダ室１に上
下動自在にピストン１７を内嵌する。

各シリンダ室１の前・後に吸気系及び排気系の
各動弁カム軸５，６５を軸架し、動弁カム軸５を
進角装置１８を介して吸気動弁装置４に、また、
動弁軸６５を排気動弁装置６０に各々連通する。

尚、符号１９はシリンダブロツク１６を左右に
貫く共通伝動軸で、進角装置１８及び一方の吸気
ポート、例えば、後述のパーシヤリーヘリカルポ
ート３に連なる短絡路２０の吸気経路装置切換弁
２１を開閉駆動するものである。

シリンダブロツク１６上にはシリンダヘツド６
を載置固定し、シリンダヘツド６の各シリンダ室
１に対応する部位に２本の吸気ポート２・３と排
気ポート２２を配置し、シリンダ室１の中心Ｃに
ユニツトインジエクタ取付孔２４を、さらに、当
該中心Ｃから排気ポート２２寄りにグロープラグ
取付孔２５を各々空ける。

上記吸気ポート２・３は前記動弁カム軸５に平
行な方向Ａに並列させてシリンダヘツド６に形成
され、その両ポート入口７・８をシリンダヘツド
６の同じ前側面１０に開口するとともに、そのポ
ート出口１１・１２をシリンダ室中心Ｃよりもポ
ート入口７・８側に偏位する部位でカム軸心Ｓと
平行な方向に並べて位置させる。

いま、シリンダ室１内で発生させようとする吸
気のスワールがダブル吸気ポートの出口１１・１
２の並列部分間１５を流れる方向を符号Ｂで表わ
すと、この方向Ｂを基準にして、その風上側に位
置する吸気ポート２をピユアーヘリカルポート
に、また、風下側に位置する吸気ポート３をパー
シヤリーヘリカルポートに各々形成する。

上記ダブル吸気ポートのうち、風上側のピユア
ーヘリカルポート２は、第５図及び第６図に示す
ように、ポート出口１１の周辺を円筒状に高く立
ち上げて、ポート入口７から流入した吸気を当該
ポート出口１１でダイレクト成分を殺し、円筒内
壁１１ａに沿わせてシリンダ室１に略放射状に吹
き入れてスワールを発生させる（第９図参照）。

風下側のパーシヤリーヘリカルポート３は、ポ
ート全体を緩やかに湾曲させてポート出口１２を
シリンダ室１内のスワールの流れに接線方向で接
続させてあり、このパーシヤリーヘリカルポート
３の巻き角度を大きく形成できるように構成され
ている。そして、第７図及び第８図に示すよう
に、ポート出口１２の一部１２ａを円筒状に立ち
上げ、他の部分１２ｂをポートの入口８から出口
１２へ略上下方向に吹き抜け可能に縦長に形成し
て、吸気の一部を当該縦長部分１２ｂからダイレ
クトにシリンダ室１に流入せしめるとともに、残
部吸気を円筒内壁１２ａに沿わせてスワールを発
生させる（第９図参照）。

一方、排気ポート２２は、そのポート出口２６
を共通にしてシリンダヘツド６の後側面２７に開
口し、そのポート入口２８・２９を二つに分岐さ
せたうえでシリンダ室中心Ｃよりもポート出口２
６側に偏位させ、排気系の動弁カム軸心Ｓに平行
な方向に並べて位置させる。

前記の吸気動弁装置４をタペツト３０、プツシ
ユロツド３１、ロツカアーム３２より構成し、動
弁カム軸５の上方に位置するシリンダブロツク１
６及びシリンダヘツド６の対応箇所にプツシユロ
ツド嵌挿孔３３を空ける。

そして、これにプツシユロツド３１を遊嵌し、
タペツト３０を介して当該プツシユロツド３１の
下端３１ｂを進角装置１８に接当せしめる。

尚、排気系の動弁装置６０も同様に構成する。

また、シリンダヘツド６の上壁３５の前方及び
後方に各々複数のブラケツト３６を介して２本の
ロツカアーム軸３７・３８を軸架し、前方のロツ
カアーム軸３７に二股状の吸気用ロツカアーム３
２を、また、後方のロツカアーム軸３８に二股状
の排気用ロツカアーム３９を各シリンダ室１毎に
揺動自在に枢支する。

上記吸気用ロツカアーム３２はクラツチ機構よ
りなる通路休止装置６２を介して主動アーム３２
ａと従動アーム３２ｂを係脱自在に連動して構成
される。

主動アーム３２ａにはロツカアーム入力部３４
と出力部５８が形成され、従動アーム３２ｂには
出力部５９のみが形成される。

以下、上記通路休止装置６２の構造を第３図に
基いて詳述する。

吸気用ロツカアーム軸３７の中央に貫通した通
油孔４４の一端をデイーゼルエンジンの潤滑油系
内に組込んだブースターポンプＰに接続し、通油
孔４４の中途部をロツカアーム軸の径方向に貫通
する分岐通油孔４５に連通する。

吸気用ロツカアーム軸３７のうち、ブラケツト
３６・３６に挟まれた部位４６の中央にユニツト
インジエクタ用ロツカアーム４７を枢支し、これ
を両側から挟む形で主動アーム３２ａ及び従動ア
ーム３２ｂを揺動自在に枢支する。

従動アーム３２ｂの左方に油室４８を設け、こ
の油室４８を上記ロツカアーム軸の分岐通油孔４
５に接続するとともに、当該アーム３２ｂの右端
にクラツチ爪５０を形成する。

また、主動アーム３２ａの左端にクラツチ爪５
１を形成し、このクラツチ爪５１を上記従動アー
ム３２ｂのクラツチ爪５０に係合可能に構成し、
両クラツチ爪５０・５１の周方向複数箇所にバネ
室５２を設ける。

当該バネ室５２には弾圧バネ５３を収容し、両
アームが互いに離れ合う方向に付勢する。

尚、符号８２はバネのずれを矯正する芯材であ
る。

一方、従動アーム３２ｂの左端にはガイド５４
が外嵌し、ガイド５４の左方を油室４８に臨ま
せ、その右方をユニツトインジエクタ用ロツカア
ーム４７の停止壁５５に接当可能に構成する。

前・後のロツカアーム軸３７・３８の中間に
は、各シリンダ室１毎に２本の吸気弁４０・４１
及び２本の排気弁５６・５７が上下動自在に配置
され、吸気弁４０の下端をピユアーヘリカルポー
トの出口１１に、また、吸気弁４１の下端７３を
パーシヤリーヘリカルポートの出口１２に各々臨
ませる。

そして、吸気弁４０・４１の上端７４を吸気用
ロツカアーム３２の２つの出力部５８・５９に接
当させる。

この場合、パーシヤリーヘリカルポート３に臨
む吸気弁４１には上記主動アーム３２ａの出力部
５８が接当し、ピユアーヘリカルポート２に臨む
吸気弁４０には従動アーム３２ｂの出力部５９が
接当するが、低速時には従動アーム３２ｂは作動
解除されることから、吸気弁４０が上記通路休止
装置６２の休止弁８１を兼ねることになる。

そして、前記吸気系のプツシユロツド３１の上
端３１ａを吸気用ロツカアーム３２の入力部３４
に接当し、動弁カム軸５の回転により２本の吸気
弁４０・４１を開・閉可能に駆動する。

このとき、吸気系のロツカアーム軸３７と動弁
カム軸５と吸気ポート２・３の二つの出口１１・
１２とは共に平行に並ぶので、ロツカアーム３２
による二つの吸気弁４０・４１の押圧力を均等に
できる。

一方、排気弁５６・５７の下端を排気ポート入
口２８・２９に臨ませ、この上端６６を上記排気
用ロツカアーム３９の二つの出力部６７・６８に
接当させる。

尚、符号６９はユニツトインジエクタ嵌挿孔２
４に嵌入されるユニツトインジエクタで吸・排気
ポートの略中央に配置され、また、符号７１はグ
ロープラグ嵌挿孔２５に嵌入されるグロープラグ
で排気ポート２２寄りに配置される。

そして、符号７２は、吸・排気弁を閉弁付勢す
る閉弁バネである。

斯くしてなる片通路休止装置の機能を第３図に
より説明すると、まず、エンジン回転数が上昇し
てブースターポンプＰの油圧が増大すると、通油
孔４４・４５を介して当該ポンプＰに連通する油
室４８の油圧が増す。

従つて、エンジン回転数が、例えば、略
2300rpmを越えると、この油圧が弾圧バネ５３の
付勢力に打ち克ち、従動アーム３２ｂ及びガイド
５４を矢印Ｃ方向に摺動し、ガイド５４がユニツ
トインジエクタ用ロツカアーム４７の停止壁５５
に打ち当たつて摺動を終了させたのちも、従動ア
ーム３２ｂはＣ方向への摺動を続行する。

そして、従動アーム３２ｂのクラツチ爪５０が
主動アーム３２ｂのクラツチ爪５１に係合してク
ラツチ機構６２が作動すると、従動アーム３２ｂ
に主動アーム３２ａが連動し、吸気弁４０・４１
は両弁駆動を行なう。

従つて、吸気はピユアーヘリカルポート２及び
パーシヤリーヘリカルポート３の二つを通つてシ
リンダ室１内に流入する。

一方、エンジンの回転数が2300rpmより低い低
速運転域では、ブースターポンプＰの吐出圧は低
くなるので、弾圧バネ５３の付勢力が当該油室４
８の油圧に打ち克つて従動アーム３２ｂをＤ方向
に移動せしめ、当該アーム３２ｂのクラツチ爪５
０は主動アーム３２ｂのクラツチ爪５１から外れ
る。

従つて、クラツチ機構６２は解除され、主動ア
ーム３２ａのみがプツシユロツド３１で揺動さ
れ、パーシヤリーヘリカルポート３に臨む吸気弁
４１が単独作動する。

従つて、ダブル吸気装置は片弁作動を行ない、
パーシヤリーヘリカルポート３のみで吸気の供給
を行なうことになる。

この場合、低速運転域では、吸気量は少なくな
るがパーシヤリーヘリカルポート１本に絞るの
で、吸気は当該ヘリカルポートに集中して流速を
高めるうえ、巻き角度の大きいヘリカルポートに
より吸気を強く旋回させてスワールを強くでき
る。

又、高速運転域では、吸気管が大きくなるの
で、パーシヤリー吸びピユアーの両ヘリカルポー
トから強力なスワールをシリンダ室に引き起こす
ことができる。

以上のように、本発明は、低速運転時にもスワ
ールを強化するためにダブル吸気通路のうちの片
通路を休止するものなので、常開用吸気通路７０
の吸気ポート３はヘリカルポートであればピユア
ーヘリカルポート或いはパーシヤリーヘリカルポ
ートのどちらでも良い。

また、上記実施例では、一方の吸気通路を休止
する装置６２を吸気用ロツカアーム３２の周囲に
組込み、休止弁８１を吸気弁４０に兼用したが、
吸気通路の途上に通路閉止装置を設けても良い。

例えば、エンジン回転数の増減を潤滑油温若し
くは排気温から検出するセンサーと、このセンサ
ーで駆動するソレノイド弁とで通路閉止装置を構
成し、これを、低速時閉止用吸気通路８０のうち
吸気ポート２の上流側に設定しても差し支えな
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はシリン
ダヘツドの横断平面図、第２図は縦型デイーゼル
エンジンのシリンダヘツドの要部平面図、第３図
は吸気ロツカアーム軸周辺の要部縦断面図、第４
図は縦型デイーゼルエンジンの要部縦断側面図、
第５図はピユアーヘリカルポートの縦断正面図、
第６図は第５図の−線断面図、第７図はパー
シヤリーヘリカルポートの縦断正面図、第８図は
第７図の−線断面図、第９図はダブル吸気ポ
ートの流れを示す概略図である。 １…シリンダ室、２…低速時閉止用吸気通路の
吸気ポート、３…常開用吸気通路の吸気ポート、
１１・１２…吸気ポート出口、６２…通路休止装
置、７０…常開用吸気通路、８０…低速時閉止用
吸気通路、８１…休止弁、Ｂ…シリンダ室内のス
ワールが両吸気ポート出口間を流れる方向、Ｅ…
内燃機関。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関Ｅのシリンダ室１に常開用吸気通路
   ７０と低速時閉止用吸気通路８０とを並列状に連
   通し、 内燃機関Ｅが低速運転状態では、通路休止装置
   ６２の休止弁８１が低速時閉止用吸気通路８０を
   閉じて、常開用吸気通路７０のみで吸気を行なう
   ように構成した内燃機関のダブル吸気通路の片通
   路休止装置において、 各吸気通路７０・８０の吸気ポート２・３をシ
   リンダ室１内のスワールと同方向に旋回するヘリ
   カルポートの形状に形成し、 常開用吸気通路７０の吸気ポート３を、上記ス
   ワールが両吸気ポート出口１１・１２間を流れる
   方向Ｂを基準にして風下側に位置させるととも
   に、低速時閉止用吸気通路８０の吸気ポート２よ
   りも大きく湾曲させて、ポート出口１２を上記ス
   ワールの流れに接線方向で接続させた事を特徴と
   する内燃機関のダブル吸気通路の片通路休止装
   置。