JPH04136418A - エンジンの吸気ポート構造 - 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３つの吸気ポートを有する吸気３弁エンジンの
吸気ポートの構造に関する。

（従来の技術） 従来、シリンダ毎に複数の吸気弁を有する多弁エンジン
として、例えば実開昭６１−２０４９２２号公報に開示
されるように、各々独立して燃焼室に開口する３つの吸
気ポートとそれぞれに対応する３つの吸気弁を備えると
ともに、上記３つの吸気ポートのうち中央のセンタポー
トに燃料を噴射する燃料噴射弁をＲ，１し、燃焼室内で
の混合気を局所的に濃くするようにして着火性の改善を
図り、軽負荷運転領域で希薄燃焼を行うよう゛にしたも
のは知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記公報記載のような吸気３弁のいわゆる多
弁エンジン、一般に吸・排気通路のレイアウト上及び動
弁機構の構成上から多用される例えば吸気３弁、排気２
弁を有するエンジンにおいては、第３図及び第４図に示
すように、吸気弁３１．３２．３３及び排気弁３７．３
８はそれぞれ燃焼室４１の一側と他側とに略カム軸方向
即ちクランク軸方向に沿って並び、それに対応して各々
独立した吸気ポート３４，３５．３６及び排気ポート３
９．４０が並んで設けられ、且つそれら吸気ポート３４
〜３６と排気ポート３９．４０とはそれぞれ燃焼室４１
の一側と他側とから向い合うような入射方向で燃焼室４
１へ開口している。

そのため、上記公報記載のように３つの吸気ポートの中
央のセンタポートに燃料噴射弁を配置して、燃焼室内で
の混合気を局所的に濃くするようにして軽負荷運転時に
着火性を向上させて希薄燃焼運転を実施するようにした
ものでは、燃焼性（着火性）に問題のない高負荷運転時
においても、センタポートから燃焼室へ入ってくる混合
気と両側のサイドポートから燃焼室へ入ってくる新気と
は略同じような方向の流れとなるため、あまり混り合う
ことがなく燃焼室内で均一な混合気が得られず、却って
混合気が局所的に過濃となって燃料の気化・霧化が十分
でなく燃焼性が悪化して、高出力が得られないばかりか
未燃ＨＣが増大してエミッション性能も悪化してしまう
という問題が発生する。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、吸気３弁エンジンにおいて、軽
負荷運転時には混合気を局所的に濃くして着火性を向上
させ希薄燃焼運転を可能とするとともに、高負荷運転時
には燃焼室内で均一な混合気を得られるように燃料の混
合性を向上させ気化・霧化を促進して燃焼性の向上を図
り高出力が得られるようにすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、燃焼室内で中央
のセンタポートから入ってくる混合気と両側のサイドポ
ートから入ってくる新気とがぶつかり合うようにしてい
る。

具体的に請求項（１）の発明で講じた解決手段は、シリ
ンダ毎に各々独立して燃焼室に開口する３つの吸気ポー
トが設けられ、各吸気ポートの燃焼室への開口部には各
々吸気弁が配設されるとともに、上記３つの吸気ポート
のうち、中央のセンタポートに燃料を噴射する燃料噴射
弁を備え、上記センタポートはその燃焼室への入射方向
が、クランク軸方向からみて両側のサイドポートの燃焼
室への入射方向とはシリンダ中心線に対して逆側となる
ように配置される構成としている。

また、請求項（２）の発明では、請求項（１）において
上記センタポートの両側にそれぞれ排気ポートが設けら
れる構成としている。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）の発明では、燃焼室内
へ流入する吸気として、中央のセンタポートから入って
くる混合気と両側のサイドポートから入ってくる新気と
がクランク軸方向からみてシリンダ中心線に対して逆の
入射方向となるため、燃焼室であるシリンダ内で新気に
よって生じる縦旋回流と混合気によって生じる縦旋回流
とは逆方向となる。このため、高負荷運転時においては
、上記サイドポートからの新気とセンタポートからの濃
い混合気とが多量に高速で流入し、それぞれの縦旋回流
が接する所では強い乱れが生じて乱流となって燃料と新
気との混合性が向上されて、燃焼室内に均一な混合気が
生成され、且つこの乱流によるぶつかり合いで燃料の気
化・霧化も促進され燃焼性が向上することになって高出
力が得られる。

また、軽負荷運転時には、燃焼室内へ流入する吸気は少
量で流速も速くないので、上記新気と混合気との縦旋回
流は弱くそれぞれの接する所での乱れも弱いものとなっ
て新気と混合気との混じり合いはあまり行われることが
なく、燃焼室内で局所的に濃い混合気が形成されること
になり着火性を向上することができて、希薄燃焼運転が
可能となる。

更に、請求項（２１の発明では、排気ポートを上記セン
タポートの両側に設けているため、燃焼室まわりのスペ
ースを有効に生かしてレイアウト上無理なく排気量に見
合った必要な排気運転通路の断面積を確保することがで
き、出力性能が高水準に維持される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の実施例にかかる吸気ポート
を備えた吸気３弁の直列４気筒エンジンを示す。これら
の図は１つのシリンダのみを代表して示すが他のシリン
ダも同一の構成である。これらの図において、１はシリ
ンダブロック、２はこのシリンダブロック１の上面に接
合されたシリンダヘッドであって、上記シリンダブロッ
ク１にはシリンダ３が形成され、このシリンダ３内には
ピストン４が摺動自在に嵌挿されている。また、シリン
ダ３内には、シリンダヘッド２の下面壁とピストン４の
頂面とで区画された燃焼室５が形成されている。

上記シリンダヘッド２のシリンダボア右側部には燃焼室
５内に燃料と新気との混合気を導く独立した第１吸気ポ
ート（センタポート）６が設けられている。この第１吸
気ポート（センタポート）６は一端が上記燃焼室５の右
側の下面壁５ｂの略シリンダボア中央部に第１図におい
てシリンダ中心線に対して右側に傾斜した入射方向で開
口し、他端がシリンダヘッド２の右側壁に開口しており
、この右側壁開口部には第１吸気ポート（センタポート
）６内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１２が配設され
ている。

また、シリンダヘッド２のシリンダボア左側部には燃焼
室５内に新気を導く２つの独立した第２及び第３吸気ポ
ート（サイドポート）７．８が設けられている。この第
２及び第３吸気ポート（サイドポート）７．８は一端が
上記燃焼室５の左側の下面壁５ａにシリンダ中心線に対
して左側に傾斜して上記第１吸気ポート（センタポート
）６と逆側となるような入射方向でそれぞれ開口し、他
端がシリンダヘッド２の左側壁に開口している。

そして、この第２及び第３吸気ポート（サイドポート）
　７．８は、上記第１吸気ポート（センタポート）６の
クランク軸方向の両側で略平行に並んで配設されている
。

更に、シリンダヘッド２のシリンダボア右側部には燃焼
室５内の排気を外方へ導く２つの独立排気ポート９，１
０が設けられている。この独立排気ボー）９．１０は一
端が上記燃焼室５の右側の下面壁５ｂに上記第１吸気ポ
ート（センタポート）６の開口部のクランク軸方向の略
両側に開口し、他端がシリンダヘッド２の右側壁側で１
つのＶ［気ポート１１に集合されて開口している。

上記シリンダヘッド２には、第１〜第３吸気ポート６〜
８に対応し且つ第１〜第３吸気ポート６〜８の燃焼室側
開口をそれぞれ開閉する３本の第１〜第３吸気弁１Ｂ、
１４．１５が設けられている。この各吸気弁１３〜１５
は、上記開口に配置される傘形の弁頭部と、この弁頭部
から上方に延設された弁軸とをそれぞれ有しており、弁
軸においてシリンダヘッド２にバルブガイド１６，１６
゜１６を介して摺動自在に嵌挿されて上下動可能になっ
ている。これら吸気弁１３〜１５の弁軸端部には円盤状
のスプリングシート１７，１７．１７が取付けられ、こ
のスプリングシート１７，１７゜１７とシリンダヘッド
２との間にバルブスプリング１８，１８．１８がそれぞ
れ縮装されていて、そのバネ力により各第１〜第３吸気
弁１３〜１５を上方に、つまり閉弁方向に付勢している
。そして、これら吸気弁１３〜１５はその上方に配設さ
れた吸気カム（図示省略）の回転駆動により所定タイミ
ングで開閉駆動される。

また、独立排気ポート９，１０に対応し且つ独立排気ポ
ート９．１０の燃焼室側開口をそれぞれ開閉する２本の
排気弁１９．２０が設けられている。この排気弁１９．
２０は上記各吸気弁１３〜１５と同様の構成の駆動機構
となっている。即ち、排気弁１９．２０は傘形の弁頭部
が上記開口に配置され、この弁頭部から上方に延設され
た弁軸においてバルブガイド２１．２１を介してシリン
ダヘッド２に摺動自在に嵌挿されて上下動可能になって
おり、弁軸端部に取付けられたスプリングシー）２２．
２２とシリンダヘッド２との間に縮装されたバルブスプ
リング２３．２３のバネ力により閉弁方向に付勢されて
いる。そして、これら排気弁１９．２０はその上方に配
設された排気カム（図示省略）の回転駆動により所定タ
イミングで開閉駆動される。

また、シリンダヘッド２には２つの点火プラグ２４２５
がその着火部を燃焼室５の中央部に向けてそれぞれ第１
吸気弁１３のクランク軸方向の両側に配設されている。

以上のように構成された吸気ポート構造により、吸気通
路から上記各吸気ポート６〜８を経て燃焼室５内へ流入
してくる吸気は、上記第１〜第３吸気ポート６〜８の燃
焼室への入射方向がシリンダ中心線に対して左右に傾斜
して開口しているため、燃焼室５内で縦旋回流を生じる
ことになる。

その場合、高負荷運転時では多量の新気及び燃料が高速
で燃焼室５内へ流入するため、シリンダ中心線に対して
左側に傾斜した入射方向のサイドポート７．８から流入
してくる新気は、第１図の矢印で示すような強い縦旋回
流を生じせしめる。

一方、シリンダ中心線に対して右側に傾斜した入射方向
のセンタポート６から流入してくる新気と多量の燃料と
の濃い混合気は、上記矢印で示すサイドポート７，８か
らの新気による縦旋回流とは逆方向で流入してくる。そ
のため、燃焼室５内でそれぞれの縦旋回流が接する所で
は強い乱れが生じて乱流が生成され、燃料と新気との混
合性が向上されて燃焼室内に均一な混合気の生成を促進
するとともに、この乱流によるぶつかり合いで燃料の気
化・霧化も促進され燃焼性が向上することになって、高
出力を得ることができる。

また、軽負荷運転時では、燃焼室５内へ流入する吸気は
少量で流速も速くないため、上記サイドポート７．８か
らの新気による縦旋回流とこれと逆方向のセンタポート
６からの混合気による縦旋回流とはともに弱い流れで、
それぞれの接する所での乱れも弱いものとなって新気と
混合気（燃料）との混じり合いはあまり行われることが
なく、上記センタポート６から流入した混合気は燃焼室
５の中央部に集まって、ピストン４が上死点の少し手前
の状態で点火時期となるときには、点火プラグ２４．２
５の着火部近傍に集まって局所的に濃い混合気状態をつ
くり着火性を向上させて、希薄燃焼運転を実行できるよ
うにしている。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明のエンジンの
吸気ポート構造によれば、中央のセンタポートから流入
する混合気と両側のサイドポートから流入する新気とが
燃焼室内で互いに逆方向の縦旋回流となり、高負荷運転
時にはその流れが強くなって、これら縦旋回流の接する
所で強い乱流が生じ燃焼室内の混合気の均一化と燃料の
気化・霧化の促進が図られ、燃焼性が向上して高出力を
得ることできるとともに、軽負荷運転時には上記縦旋回
流は弱まって乱流の発生はなく、燃焼室内で混合気を局
所的に濃くすることにより着火性を向上させて希薄燃焼
運転を可能としている。

更に、請求項（′２Ｊの発明では、レイアウト上燃焼室
まわりのスペースを有効に利用して排気量に見合った排
気通路面積を確保し出力性能を高水準に維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は第
２図のＩ−１線断面図、第２図は上下方向がクランク軸
方向である平面透視図である。第３図及び第４図は従来
例を示し、第３図は第４図の■−■線断面図、第４図は
平面透視図である。 ５・・・燃焼室 ６・・・第１吸気ボー ア・・・第２吸気ポー ８・・・第３吸気ボー １２・・・燃料噴射弁 １３・・・第１吸気弁 １４・・・第２吸気弁 １５・・・第３吸気弁 ト（センタポート） ト　（サイドポート） ト　（サイドポート） ５・・・燃焼室 ６・・・第１吸気ポート（センタポート）７・・・第２
吸気ポート（サイドポート）８・・・第３吸気ポート（
サイドポート）１２・・・燃料噴射弁 １３・・・第１吸気弁 １４・・・第２吸気弁 １５・・・第３吸気弁 第２図 第３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ毎に各々独立して燃焼室に開口する３つ
   の吸気ポートが設けられ、各吸気ポートの燃焼室への開
   口部には各々吸気弁が配設されるとともに、上記３つの
   吸気ポートのうち、中央のセンタポートに燃料を噴射す
   る燃料噴射弁を備え、上記センタポートはその燃焼室へ
   の入射方向が、クランク軸方向からみて両側のサイドポ
   ートの燃焼室への入射方向とはシリンダ中心線に対して
   逆側となるように配置されたことを特徴とするエンジン
   の吸気ポート構造。
2. （２）請求項（１）記載のエンジンの吸気ポート構造に
   おいて、上記センタポートの両側にそれぞれ排気ポート
   が設けられたエンジンの吸気ポート構造。