JPH0380971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸気通路にタイミング弁を備えた多気
筒エンジンの吸気装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、エンジンの吸気通路にタイミング弁を設
け、このタイミング弁によりエンジンの各気筒に
対する吸気供給を運転状態に応じて調整するよう
にした吸気装置は知られている。例えば、特開昭
55−96313号公報には、吸気行程で吸気負圧がピ
ストンに作用する負の仕事によるポンピングロス
を低減するため、吸気通路にタイミング弁を設け
た吸気装置が示されている。この吸気装置は、絞
り弁を無くすか予め絞り弁開度を大きくし、その
代りに、吸気弁の上流の吸気通路にタイミング弁
（ロータリバルブ）を設け、吸入行程時に吸気弁
により吸気ポートが閉じられる前にタイミング弁
を閉じるようにし、タイミング弁と吸気弁とがと
もに開いている期間に混合気を吸入するようにし
ている。これによると、混合気吸入期間の吸気負
圧が小さくなるとともに、タイミング弁閉鎖後の
負圧による損失は圧縮行程でピストンを引き上げ
る作用で相殺され、もつてポンピングロスが低減
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のこのようなタイミング弁を備
えた吸気装置では、各気筒に対して個別にそれぞ
れ上記タイミング弁を設けていたため、気筒数と
同数のタイミング弁、およびこれらタイミング弁
をそれぞれエンジンと同期して回転させる連動機
構を配置しなければならず、構造が複雑化し、コ
ストを高くするという欠点があつた。

本発明はこのような事情に鑑み、タイミング弁
を用いて各気筒に対する吸気供給を調整する場合
において、タイミング弁を複数の気筒に共用さ
せ、気筒数よりも少なくタイミング弁によつて有
効に各気筒の吸気供給を調整し、各気筒に対し個
別にタイミング弁を設ける場合と比べて、同等の
機能を維持しながら構造を大幅に簡略化すること
のできる多気筒エンジンの吸気装置を提供するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記のような目的を達成するため、エ
ンジンの作動室に開口した吸気ポートと、該吸気
ポートに連通した吸気通路に設けられエンジン回
転に同期して該吸気通路を開閉するタイミング弁
とを備えた多気筒エンジンにおいて、吸気ポート
の開放時期が互いにラツプしない気筒の上記吸気
通路を集合して共通吸気通路を形成し、該共通吸
気通路に上記タイミング弁を配設したものであ
る。

〔作用〕

上記構成によると、複数の気筒にタイミング弁
が共用され、かつ、各気筒の吸気作用の干渉を避
けつつ各気筒に対する吸気供給を調整する作用が
得られる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明装置を４サイクル４気筒エンジ
ンに適用する場合の実施例を示す。同図におい
て、１ａ〜１ｄは気筒で、それぞれの作動室には
吸気ポート２…および排気ポート３…が開口し、
上記各吸気ポート２…にはそれぞれ個別の吸気通
路４ａ〜４ｄが連通している。これらの吸気通路
４ａ〜４ｄのうち、吸気ポートの開放時期が互い
にラツプしないもの同志が集合されて共通吸気通
路５ａ，５ｄが形成される。すなわち、当実施例
においては、各気筒１ａ〜１ｄを第１図の左側か
ら順に第１〜第４気筒と呼ぶと、後に詳述する如
く着火順序との関係で、第１気筒１ａと第４気筒
１ｄとの各吸気通路４ａ，４ｄを集合し、また第
２気筒１ｂと第３気筒１ｃとの各吸気通路４ｂ，
４ｃを集合して、２つの共通吸気通路５ａ，５ｂ
を形成している。この各共通吸気通路５ａ，５ｂ
にはそれぞれロータリ式のタイミング弁６ａ，６
ｂが設けられている。これらタイミング弁６ａ，
６ｂは、エンジンのクランク軸７に対し、後述す
る所定の回転比で同期して回転するようにタイミ
ングプーリ８，９およびタイミングベルト１０を
介して連動連結され、かつ、適宜の開閉時期調節
手段（図示省略）によりアクセル操作等に応じて
弁開閉位相が調節されるようにしてある。また、
前記両共通吸気通路５ａ，５ｂはタイミング弁配
置箇所より上流で吸気通路集合部１１に連通し、
この吸気通路集合部１１にエアクリーナ１２およ
び気化器１３が設けられている。

気筒およびタイミング弁の具体的構造を第２図
によつて説明すると、上記各気筒１ａ〜１ｄには
それぞれ、前記クランク軸７に連結したピストン
１５が装備され、該ピストン１５の頂面と気筒内
面との間に作動室１６が形成されている。この作
動室１６に開口した吸気ポート２および排気ポー
ト３には吸気弁１７および排気弁１８が設けられ
ている。また、前記タイミング弁６ａ，６ｂはそ
れぞれ、直径方向に貫通したバルブ孔１９を有す
る円柱状に形成され、回転に伴つて該バルブ孔１
９が共通吸気通路５ａ，５ｂに連通する状態と非
連通状態とに漸次変化することにより、共通吸気
通路５ａ，５ｂを開閉する。

上記共通吸気通路５ａ，５ｂおよびタイミング
弁６ａ，６ｂは、次のような条件に従つて構成さ
れている。

当実施例ではポンピングロス低減のためにタイ
ミング弁を用いており、この場合、第３図にタイ
ミング弁と吸気弁および排気弁の各開弁時期の関
係を示すように、タイミング弁を、これに対応す
る気筒の吸気弁が開かれる前に開き、吸気行程時
に吸気弁が閉じられる前に閉じるようにし、この
条件の範囲内でアクセル操作等に応じてタイミン
グ弁の開閉時期が調節されるようにする。すなわ
ち、吸気弁の閉じる時期に対するタイミング弁の
閉じる時期を、エンジンの軽負荷時には高負荷時
よりも早くなるようにする。

また、タイミング弁を配置する共通吸気通路を
形成するにあたつての条件として、仮に吸気弁の
開弁時期（吸気ポート開放時期）がラツプする気
筒の吸気通路を集合させるとこれら気筒の吸気作
用が互いに干渉して吸気制御が困難になるため、
吸気弁の開弁時期がラツプしない気筒の吸気通路
同志を集合させる。つまり、第１図に示すエンジ
ンにおいては、着火が第１気筒１ａ、第３気筒１
ｃ、第４気筒１ｄ、第２気筒１ｂの順に行なわ
れ、各気筒の行程が、第４図に示すように着火順
序に従つてクランク角で180゜ずつずれるが、吸気
弁は吸気行程の直前から開き始め、吸気行程の終
了時点でも完全に閉じきらずにその直後に閉じる
ため、行程が180゜ずれる気筒同志では吸気弁の開
弁時期が一部ラツプする。従つて、第１気筒１ａ
と第４気筒１ｄの各吸気通路４ａ，４ｄ、および
第２気筒１ｂと第３気筒１ｃの各吸気通路４ｂ，
４ｃがそれぞれ集合されて共通吸気通路５ａ，５
ｂが形成される。

さらに、該各共通吸気通路５ａ，５ｂに設けら
れたタイミング弁６ａ，６ｂは、それぞれ、吸気
通路が集合された気筒のいずれに対しても第３図
に示すタイミングで共通吸気通路を開くようにす
る。この条件を満足するには、行程がクランク角
で360゜ずれる２個の気筒に対応させて、クランク
軸が360゜回転するごとにタイミング弁が開く、よ
うにすればよい。前記タイミング弁６ａ，６ｂは
180゜回転するごとに開弁するので、各タイミング
弁６ａ，６ｂの回転速度をクランク軸の回転速度
の180／360すなわち1/2に設定すればよい。

この装置においては、前記タイミング弁６ａ，
６ｂが各気筒１ａ〜１ｄの吸気弁開弁時期に対し
て第３図に示すようなタイミングで共通吸気通路
５ａ，５ｂを開くことにより、各気筒１ａ〜１ｄ
においてそれぞれ、第３図に斜線で示すタイミン
グ弁と吸気弁のラツプ期間だけ、必要量の混合気
が小さな負圧（大気圧に近い圧力）で吸入され
る。このため、絞り弁を用いて吸気を絞る場合と
比べ、吸気負圧による吸引損失が小さくなり、ポ
ンピングロスが低減される。

とくに、前記両タイミング弁６ａ，６ｂが、そ
れぞれ、吸気ポート開放時期がラツプしない複数
の気筒に共用されるようにしてあるため、各気筒
に対し個別にタイミング弁を配置する場合と比
べ、タイミング弁の数が少なくなつて構造が簡略
化され、しかも、吸気作用およびポンピングロス
低減作用に何ら支障をきたすことがない。

第５図、第７図および第９図はそれぞれ、本発
明装置を４サイクル２気筒、同３気筒、同６気筒
のエンジンに適用する場合の各実施例を示す。こ
れらの場合も、前記４サイクル４気筒エンジンの
場合に準じた所定の条件に従い、複数の気筒の吸
気通路が集合されて共通吸気通路が形成され、か
つ、タイミング弁のクランク軸に対する回転速度
が決定される。これらの構成は、第２図に示すタ
イミング弁と同形状のタイミング弁を用いると次
のようになる。

すなわち、第５図に示す４サイクル２気筒エン
ジンの場合、両気筒２１ａ，２１ｂの行程は第６
図に示すようにクランク角で360゜ずれ、両気筒２
１ａ，２１ｂの吸気ポート開放時期はラツプしな
い。従つて、この両気筒２１ａ，２１ｂの吸気通
路２４ａ，２４ｂが集合されて共通吸気通路２５
が形成され、該共通吸気通路２５にタイミング弁
２６が設けられる構成とすればよい。また、タイ
ミング弁２６の回転速度は、４サイクル４気筒エ
ンジンの場合と同様にクランク軸回転速度の1/2
に設定される。

第７図に示す４サイクル３気筒エンジンの場
合、各気筒３１ａ〜３１ｃの行程は第８図に示す
ように第１気筒３１ａ、第３気筒３１ｃ、第２気
筒３１ｂの順で240゜ずつずれ、やはり各気筒３１
ａ〜３１ｃの吸気ポート開放時期はラツプしな
い。従つて、これらの気筒３１ａ〜３１ｃの吸気
通路３４ａ〜３４ｃと集合して共通吸気通路３５
を形成し、タイミング弁３６を設ける。タイミン
グ弁３６の回転速度はクランク軸の回転速度の
180／240すなわち3/4に設定される。

第９図に示す４サイクル６気筒エンジンの場
合、第１〜第６気筒４１ａ〜４１ｆの着火順序お
よび行程のずれは第１０図に示すようになる。従
つて、吸気ポート開放時期がラツプしないもの同
志として、第１〜第３気筒４１ａ〜４１ｃの各吸
気通路４４ａ〜４４ｃ、および第４〜第６気筒４
１ｄ〜４１ｆの各吸気通路４４ｄ〜４４ｆがそれ
ぞれ集合されて２つの共通吸気通路４５ａ，４５
ｂが形成され、この各共通吸気通路４５ａ，４５
ｂにタイミング弁４６ａ，４６ｂが設けられる。
タイミング弁４６ａ，４６ｂの回転速度は、４サ
イクル３気筒エンジンの場合と同様にクランク軸
の回転速度の3/4に設定される。

なお、本発明装置において用いるタイミング弁
の形状は図例のものに限定されず、十字状に貫通
孔を有して90゜回転するごとに開弁するような形
状なども採用し得、このような設計変更によつて
タイミング弁の１回転当りの開弁回数が変る場
合、これに応じてタイミング弁とクランク軸との
回転速度比も変更しておけばよい。また、本発明
装置は、上記各実施例に示すエンジンのほかに
も、２サイクル多気筒エンジン等の各種の多気筒
エンジンに適用し得るものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明装置は、吸気通路に設け
られたタイミング弁を用いて各気筒に対する吸気
供給を調整し、特に、吸気ポート開放時期はラツ
プしない複数の気筒にタイミング弁を共用させて
いるため、各気筒の吸気作用が干渉し合うことを
避けて効果的に各気筒に対する吸気供給を調整し
得るものでありながら、各気筒に対して個別にタ
イミング弁を設ける場合と比べ、構造を大幅に簡
略化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１実施例を示す概略
図、第２図は主要部の断面図、第３図はタイミン
グ弁と吸、排気弁との開弁時期の関係を示す説明
図、第４図は第１図に示したエンジンの各気筒の
行程対応関係を示す説明図、第５図は第２実施例
を示す概略図、第６図は同例における各気筒の行
程対応関係を示す説明図、第７図は第３実施例を
示す概略図、第８図は同例における各気筒の行程
対応関係を示す説明図、第９図は第４実施例を示
す概略図、第１０図は同例における各気筒の行程
対応関係を示す説明図である。 １ａ〜１ｄ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ〜３１
ｃ，４１ａ〜４１ｆ……気筒、４ａ〜４ｄ，２４
ａ，２４ｂ，３４ａ〜３４ｃ，４４ａ〜４４ｆ…
…吸気通路、５ａ，５ｂ，２５，３５，４５ａ，
４５ｂ……共通吸気通路、６ａ，６ｂ，２６，３
６，４６ａ，４６ｂ……タイミング弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの作動室に開口した吸気ポートと、
   該吸気ポートに連通した吸気通路に設けられエン
   ジン回転に同期して該吸気通路を開閉するタイミ
   ング弁とを備えた多気筒エンジンにおいて、吸気
   ポートの開放時期が互いにラツプしない気筒の上
   記吸気通路を集合して共通吸気通路を形成し、該
   共通吸気通路に上記タイミング弁を配設したこと
   を特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。