JPH052804B2 - - Google Patents

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、シリンダ中心
線の一側に３個の吸気弁を他側に２個の排気弁を
配し、これらの吸・排気弁をスイングアーム方式
の頭上カム軸式動弁機構により駆動すると共に、
吸気通路に１個の燃料噴射弁から燃料を噴射する
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、シリンダ中心線を挟んで一
側に３個の吸気弁を、他側に２個の排気弁をそれ
ぞれ配置した４サイクル内燃機関がある。この種
の機関で、１つの気筒に１つの燃料噴射弁を用
い、この噴射弁により吸気通路内に燃料を噴射す
る場合には、噴射弁の取付け位置が燃焼に大きな
影響を与える。すなわち、吸気弁から遠い位置に
燃料を噴射したのでは、燃料が吸気通路内壁に付
着して壁面流となり、燃料の霧化が悪化する。こ
のため回転速度などの運転状況の変化に対して好
ましい燃焼が得られなくなる状況が生じ得るとい
う問題がある。また燃焼室の形状は、容積を小さ
くして高圧縮比化することにより効率の向上を図
ることが望ましいが、エンジンによつては、吸・
排気弁とピストンとの緩衝を避けるために、燃焼
室の小容積化が困難となることがあつた。

一方燃料噴射弁を設ける場合には、この噴射弁
がエンジンに接近させてエンジン全体を小型にま
とめるのが望ましい。

（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つの吸気弁と２つの排気弁とを有する４
サイクル内燃機関で、１つの燃料噴射弁により燃
料を吸気通路に供給する場合に、燃料の霧化が好
適で運転状況の変化に対して好ましい燃焼を得る
ことができる位置に燃料噴射弁を配置でき、また
この燃料噴射弁をエンジンに形成される空間を有
効に利用して配置することにより、エンジン全体
の小型化を可能にし、さらに燃焼室を小さくして
高圧縮比を得やすくすることが可能な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、シリンダ中心線を
挟んで一側に３個の吸気弁を、他側に２個の排気
弁を配設した４サイクル内燃機関において、内端
が前記吸・排気弁の弁軸端に当接し外端がこれら
吸・排気弁の外側に支持されたスイングアームを
有する頭上カム軸式動弁機構と、各吸気弁に連通
する吸気通路を前記吸気弁付近で互いに連通する
連通室と、この連通室内に燃料を噴射する１個の
燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁の弁軸端及び前
記吸気側スイングアームの支点を前記排気弁の弁
軸端及び前記排気側スイングアームの支点よりも
それぞれ前記シリンダ中心線に接近させる一方、
前記燃料噴射弁を前記吸気側のスイングアームの
支点より外側下方に配設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。

（作用） 燃料噴射弁は、吸気通路の吸気弁に近い位置の
連通室内に燃料を噴射するから、燃料は吸気通路
の壁面に殆ど付着することなく良好な霧化状態と
なつて各吸気弁に吸入される。吸気弁の弁軸端は
排気弁の弁軸端よりもシリンダ中心線に近いの
で、燃焼室内の吸気弁の傘部はシリンダ中心線の
直交面に接近することになり、燃焼室は小さくま
とめられる。また吸気側スイングアームの下方で
かつ吸気弁の外側の位置に連通室を配置するから
エンジンが小型化でき、吸気側スイングアームの
支点は排気側スイングアームの支点よりもシリン
ダ中心線に近いから、吸気側スイングアームの支
点の外側下方に燃料噴射弁を配設することによ
り、吸気弁付近の連通室に好ましい角度で燃料を
噴射できるように燃料噴射弁を配置できる。

（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−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はシリンダヘツド、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
ンダヘツド１２には１気筒につき２個の排気弁１
８，１８と、３個の互いに隣接する吸気弁２０
（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が設けられている。
これらの排・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
ム軸式動弁機構により開閉される。３０はシリン
ダヘツドカバー、３２は排気弁１８に連通する排
気通路、また第１図で３４は点火栓である。

ここに、吸気弁２０の弁軸端とシリンダ中心線
αとの距離Ｌ（第２図参照）は、排気弁１８の弁
軸端とシリンダ中心線αとの距離Ｍよりも小さ
く、また吸気側スイングアーム２８の支点２８ａ
とシリンダ中心線αとの距離Ｏは、排気側スイン
グアーム２６の支点２６ａとシリンダ中心線αと
の距離Ｐよりも小さい。すなわち、 Ｌ＜Ｍ、Ｏ＜Ｐ となつている。

３６はサージタンク、３８は各気筒ごとにサー
ジタンク３６とシリンダヘツド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４
０ａ、第２吸気通路４０ｂが形成されている。第
１吸気通路４０ａと第２吸気通路４０ｂとは略同
径で、またこれらの通路４０ａ，４０ｂを貫通す
る弁軸４２には、第２吸気通路４０ｂを開閉する
蝶型の制御弁４４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ツド１２に
設けた連通室４６に接続され、この連通室４６は
３つの吸気弁２０に接近してこれらに連通してい
る。

４８は電磁式燃料噴射弁である。この噴射弁４
８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５０と、シリンダヘツド１２の連通
室４６上部との間に位置する。すなわち、この燃
料噴射弁４８は吸気側のスイングアーム２８の支
点２８ａの外側下方に位置し、このスイングアー
ム２８と吸気弁２０とで囲まれる空間を利用し
て、燃料噴射弁４８が噴射する燃料が通る空間で
ある連通室４６が形成される。

その噴射口すなわち噴射弁４８の中心線ｚは、
第２図に示すように、両側の２つの吸気弁２０
ａ，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。またこの中心線ｚは第１図に示すように、平
面視で中央の吸気弁２０ｂ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。低
速運転では吸気の脈動が大きく、また第１吸気通
路４０ａは第１，第２吸気通路４０ａ，４０ｂを
１本にした場合に比べて十分に小径になるので吸
気慣性も大きい。このため吸気弁２０が閉じた時
には吸気は第１吸気通路４０ａから連通室４６に
入つて強い乱流を生成する。連通室４６に間欠的
に噴射された燃料は、吸気の乱流によつて速やか
にかつ良好に霧化され、均一化した混合気となつ
て吸気弁２０の開弁に伴い燃焼室１６に流入す
る。この際連通室４６内の乱流がスワールを強化
することにもなり、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。噴射弁４８から噴射された燃料は
或る程度の広がりを持つ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。

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，４０
ｂ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く当たり、燃料の霧化がさら
に促進される。また第１吸気通路４０ａが第１実
施例に比べて小径になるから、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
量は第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
れる渦流が一層強くなり、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，第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４０
ａ，４０ｂ，４０ｃ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実施例のトクル特性図であり、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４４ａ，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〜第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
各吸気通路４０ａ，４０ｂ，４０ｃの配置を変え
たものである。すなわち制御弁４４ａ，４４ｂを
有する第２，第３吸気通路４０ｂ，４０ｃを互い
に隣接させ、制御弁の無い第１吸気弁４０ａを第
２吸気通路４０ｂを挟んで第３吸気通路４０ｃの
反対側に配置した。

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、吸気通路の吸気弁に近
い位置に連通室を形成し、ここに燃料噴射弁から
燃料を噴射するから、燃料は吸気通路の壁面に殆
ど付着することなく良好な霧化状態となつて各吸
気弁に吸入される。このため燃料の霧化が向上し
燃焼が良好になる。また吸気弁の弁軸端は排気弁
の弁軸端よりもシリンダ中心線に近いので、吸気
弁はシリンダと平行に近い角度で配設でき、燃焼
室内の吸気弁の傘部はシリンダ中心線の直交面に
接近することになり、燃焼室は小容積にまとめる
ことが可能になる。このため燃焼室の高圧縮比化
が可能になり効率の向上が図れる。

また吸気側スイングアームの下方でかつ吸気弁
の外側の位置に形成される空間に、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料が通る空間である連通室を配置
することにより、エンジンの小型化を図ることが
できる。ここに、吸気側スイングアームの支点は
排気側スイングアームの支点よりもシリンダ中心
線に近く、この支点の外側下方に燃料噴射弁を配
設するから、吸気弁付近の連通室に好ましい角度
で燃料を噴射できるように燃料噴射弁を配置でき
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−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，２０ｃ…吸気
弁、４０…吸気通路、４６…連通室、４８…燃料
噴射弁、α…シリンダ中心線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ中心線を挟んで一側に３個の吸気弁
   を、他側に複数の排気弁を配設した４サイクル内
   燃機関において、 内端が前記吸・排気弁の弁軸端に当接し外端が
   これら吸・排気弁の外側に支持されたスイングア
   ームを有する頭上カム軸式動弁機構と、各吸気弁
   に連通する吸気通路を前記吸気弁付近で互いに連
   通する連通室と、この連通室内に燃料を噴射する
   １個の燃料噴射弁とを備え、前記吸気弁の弁軸端
   及び前記吸気側スイングアームの支点を前記排気
   弁の弁軸端及び前記排気側スイングアームの支点
   よりもそれぞれ前記シリンダ中心線に接近させる
   一方、前記燃料噴射弁を前記吸気側のスイングア
   ームの支点より外側下方に配設したことを特徴と
   する４サイクル内燃機関の吸気装置。