JPH0619800Y2 - バルブ数を省いたエンジン・バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、副吸気通路用弁孔と主燃焼室への透孔開度を
ピストン行程に合わせて１サイクル毎に一本のバルブで
可動させることが出来るバルブ数を省いたエンジン・バ
ルブに係る。

〔従来の技術〕

従来、主燃焼室と副燃焼室を連通する透孔の開度を周期
的に変化させることができるバルブは、専ら該透孔のみ
を調節して混合気の貫通力を変化させるものであった
（本田技研工業出願の特願昭47-19343号）。しかしこの
発明は、油圧で負荷回転数に応じて透孔を可変させるマ
クロ的な調節方法であった。また、複数の通路の調節に
は従来複数の運動伝達駆動系をそれぞれ必要とするのが
常識であった。したがってガソリン・エンジンの副燃焼
方式に燃焼室間の透孔開度を調節させる機能をもたせる
とすれば各々の箇所にバルブが一本ずつ必要になり、機
構もそのぶん複雑で故障し易くなるという欠点が考えら
れた。

さらに従来副燃焼方式の性能限界としての問題点を特願
昭47-19343号より抜粋して以下要約すると、燃焼室間の
透孔開度が一定であるが故に起こる限界で、副燃焼室内
の掃気性や着火性を改良しようとしても燃焼室間相互の
制約がある為に難しくなるものである。なぜなら副燃焼
室の燃焼容量の大きさと透孔開度と相互に制約関係があ
るからで、例えば副燃焼室の容量が大きくなる程、点火
行程の際に既燃焼ガスが室内に多量に残り、そのぶん吸
気行程で副燃焼室内を入念に掃気しないと点火栓による
着火性が悪化してしまう。だから燃焼室間の透孔開度は
大きくしねばならない。しかし透孔開度を大きくする
程、高負荷域の圧縮行程で主燃焼室からの過度の流入が
渦流を生じさせて着火性を悪化させるだけでなく、副燃
焼室内の適正空燃比をも歪めてしまう。これと反対に副
燃焼室の燃焼容量が小さくなる程、高負荷域における圧
縮行程での主燃焼室からの流入割合も高くなり、激しい
渦流が副燃焼室での点火プラグによる着火性を劣化させ
る。この為、燃焼室間の透孔間度も室容量に合わせて少
さく形成しねばならないが、やはり透孔開度を少さくす
る程、相関して掃気性低下現象があらわれる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような制約は、ピストン行程相互間での理想的な透
孔開度が各々の行程で異なる為に起こる無盾であること
が判る。また本考案を副燃焼方式として用いずに、ただ
のバルブとして考えても、複数のバルブの働きを兼用で
きるものは装置の信頼性、補守点検、コストの低減とい
う点からも望ましい。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、主燃焼室へ連通される透孔の開度と、副吸気
通路用開口部を従来バルブと同じく、ピストン行程に合
わせて可変させるエンジン・バルブによって、従来の副
燃焼方式への利用や、従来の主燃焼室内で燃焼するもの
のバルブへも応用が可能なもので、図面を参照しながら
本考案を詳述すると次のとおりである。

バルブ１に副吸気通路Ａの開口部を開閉調節する弁孔を
形成しながら、ボデイ２などの被運動部分で構成される
透孔Ｂへもバルブ１によって透孔Ｂ開度を可変調節する
透孔開度調節機構を設けて、その透孔開度調節機構及び
副吸気通路Ａ用弁孔をピストン行程に合わせて調節運動
する機構をバルブ１に備えた。

〔作用〕

本考案を副燃焼室がバルブ１のなかへ形成された副燃焼
室一体バルブに用いた場合、ピストン行程のうちの吸気
行程、燃焼行程、圧縮行程、排気行程のどの行程中にで
も燃焼室間の透孔Ｂ開度を自由に調節できる本考案のバ
ルブ１は、一時的に主燃焼室と副燃焼室間の透孔Ｂを遮
断することも可能な透孔開度調節機能を備えている。そ
の上、吸気行程で必要な副吸気通路Ａから副燃焼室への
混合気の供給を弁孔が開放することによって行なわせる
働きも、一本のバルブ１が同時に兼ね備えている。ま
た、バルブ１の透孔開度調節機構における様々な方式を
実施例にて説明するが、各ピストン行程における如何な
る場合での行程相互においては制約を全く受けずに、各
行程が独立して目指すエンジン特性に合わせて燃焼室間
の透孔開度を可変調節できる。また本考案のバルブ１を
主燃焼室へ吸気行程で開放させるようにして混合気を供
給して、それ以外のピストン行程中は遮断され続けてい
れば、主燃焼室用のバルブ１として透孔Ｂの透孔開度調
節機構を充分利用できる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本考案の第１実施例及び第２実施
例をそれぞれ示す一部分断面斜視図。第１図から第７図
までは本考案のバルブ１に設ける透孔Ｂの透孔開度調節
機構の様々な仕様例と作動状態を示したものであるが、
全図に共通している事は、透孔Ａが調節機能をもって作
動する為には最低２枚以上の板部が必要であり、本図の
各々に透孔開度調節機構を構成する上の板部である内側
の板部Ｃと外側の板部Ｄの２枚の板部の最低でもボデイ
２側に孔が一箇所必要となり、バルブ１側の孔がどの様
な形、大きさ、数、位置に有ろうが良い。例えば副吸気
通路Ａと透孔Ｂの開閉及び調節を一個の孔で行なうもの
でも良い。また特に、孔を大きく形成してその一部だけ
を残して見た目に突起のようにして、該突起部で透孔を
遮断したりするバルブ１でも良いが、このようになる
と、判断の基準が感覚的なものになる為に、孔と呼びに
くいものもある。したがってバルブ１に形成するのは孔
と断定せずに透孔Ｂを調節できるのであれば全て良い。
しかし、ボデイ２などの被運動部分に形成するのはどの
様な形、大きさ、数、位置であっても孔でなければなら
ない。ところで第１図は外側の板部Ｄに一箇所孔が設け
られているが、該孔の位置より判断して、どちらかの板
部がバルブ１となって回転すると、透孔Ｂは一時的に遮
断するものである。また第２図は、内外側の板部Ｃ，Ｄ
に形成した孔が中心線を含んだ形で形成されてる為に、
常に透孔が連通されながら開度を調節するものである。

第３図、第４図、第５図は、本考案の第３実施例の作動
状態をそれぞれ示す一部分断面図。バルブ１が従来バル
ブの運動である上下運動を行なう場合の透孔開度調節機
構の開度状態を示すが、第３図では吸気行程の状態を示
す。第４図と第５図は、副吸気通路Ａを閉鎖しながら、
透孔Ｂの開度を変えるもので、目指すエンジンの特性に
合わせて圧縮行程、燃焼行程、排気行程のどの期間中に
でも調節できる。

第６図及び第７図は、本考案の第４実施例及び第５実施
例をそれぞれ示す一部分断面斜視図。第６図は第１図同
様の一時遮断型であり、第７図は第２図同様の常時連通
型であるが、異なる特徴は、孔に深さ（長さ）によって
混合気の貫通力や火炎の貫通力を変えようとするもの
で、孔の深さが第１図、第２図の孔の大きさに相当し、
該深さが長くなる程、流体の力は弱まり、孔の大きさが
小さいものと同様な効果をもたらす。また、これら２図
の場合もどちらの板部が回転するバルブ１であっても良
い。

第８図、第９図、第10図、第11図は、本考案のバルブ１
のなかに副燃焼室を内在させた副燃焼方式をそれぞれ第
６実施例、第７実施例、第８実施例、第９実施例で示し
た一部分断面斜視図。第８図はバルブ１の内側に副燃焼
室を形成した被運動部分がはめ込まれているし、第９図
はバルブ１自身が内部に副燃焼室を形成している。第10
図はバルブ１の内側に被運動部分がはめ込まれている
が、バルブ１と被運動部分が共同してバルブ１のなかに
副燃焼室を形成している。また第９図のようにプラグ３
をどちらかに配置する場合に、バルブ１のなかへ入れた
場合、バルブ１の回転または反転とともにプラグ３も運
動することになる。また第９図、第11図のようにボデイ
２にプラグ３を取付ける場合、プラグ３と副燃焼室をつ
なぐ為の孔を副吸気通路Ａ用弁孔と兼用しても良いし、
それぞれ別々に設けても良い。また第８図及び第11図と
は構造上同じものであるが、透孔開度調節機構が多少異
なるだけである。また第８図から第11図までの本考案の
バルブ１には、第１実施例の透孔開度調節方式を用いて
いるが、他の方式のものでも良い。以上のような第８図
から第11図までの実施例による副燃焼方式は、プラグ３
の代わりに噴射ノズルを備えたディーゼル・エンジンに
も利用できる。この場合、副吸気通路Ａを利用すること
により性能の良い内燃機関にできるだけでなく、透孔Ｂ
の開度調節機構をも積極的にして、例えば吸気行程の際
に、副吸気通路Ａよりエアや混合気を流して副燃焼室内
を掃気したり、透孔Ｂ開度を最大にすることによって主
燃焼室内のエアまたは混合気を積極的に流動させて主燃
焼室内での燃焼速度を早めたり、完全燃焼させるように
しながら噴射ノズルを用いた場合の最良の透孔開度へと
調節していくことができる。

第12図は、本考案の第10実施例を示す一部分断面斜視
図。主燃焼室用のバルブ１として使われるものである。
本図も第１実施例の透孔開度調節機構を用いているが、
他の方式でも良い。本図のようなバルブ１を用いると、
従来バルブに比べて明らかに貫通力が強まるし、本バル
ブ１の開閉運動により発生する圧力波も干渉し易く強力
になる。

ところで本考案のバルブ１が従来バルブと同じく上下運
動する場合は、動力をカムシャフトから、ロッカ・アー
ムを介してバルブ１に伝達できるし、回転又は反転運動
する場合には、カムシャフトなどの動力伝達源から歯車
やタイミングベルトなどの機構を通じてバルブ１に運動
をおこなわせれば良い。

さらに「作用」として付け加えれば、バルブ１に設けた
透孔開度調節機構の働きにより、副燃焼方式において
は、吸気行程の際に透孔Ｂ開度を最大限に拡大させて、
副吸気通路Ａより主燃焼室へ吸気をおこなわせれば、透
孔Ｂによって貫通力は強まり、主燃焼室用の吸気バルブ
で吸入された混合気に強烈な渦流と乱流を起こすように
働きかける。そして渦流と乱流は圧縮行程まで残って火
炎伝ぱを促進し、希薄混合気を安定燃焼させるもので、
これは従来副吸入バルブを備えた三菱自動車工業株式会
社出願の特開昭53-117107号のＭＣＡ−ＪＥＴ（登録商
標）方式と同じ作用を持たせることができる。

〔考案の効果〕

本考案は、透孔開度をピストン行程に合わせて可変させ
ながら、副吸気通路の開閉もおこなわせることで、副燃
焼方式にも主燃焼方式にも利用できて、副燃焼方式に利
用した場合には、各行程同士が相互の制約を受け合うこ
と無く、それぞれの行程で独立して自由な透孔状態に可
変できる。よって目指すエンジンの特性に合わせて理想
的な性能にすることができる。したがって圧縮比を高め
ても自然発火の起こらない高出力で、しかも希薄混合気
を安定燃焼させられるクリーンな排ガスのエンジンにで
きるだけでなく、燃費消費量をも少なくできる。また透
孔開度を調節できるということは、透孔を吸気行程の際
に最大にしても心配ないことから、前述の主燃焼室へ積
極的にエア又は混合気を噴出させて前述のＭＣＡ−ＪＥ
Ｔ（登録商標）方式と同じ主燃焼室かく拌効果をもたせ
ることもできる。更には副吸気通路の開閉動作と透孔開
度を一本のバルブによる運動でまかなえる為、長期的に
故障の少ない、製造コストの低いバルブを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の第１実施例及び第２実施例
を示す一部分断面斜視図。第３図、第４図、第５図は本
考案の第３実施例を示す一部分断面図。第６図及び第７
図は本考案の第４実施例、第５実施例を示す一部分断面
斜視図。第８図、第９図、第10図、第11図は本考案の第
６実施例、第７実施例、第８実施例、第９実施例を示す
一部分断面斜視図。第12図は本考案の第10実施例を示す
一部分断面斜視図。 Ａ……副吸気通路 Ｂ……透孔 Ｃ……内側の板部 Ｄ……外側の板部 １……バルブ ２……ボデイ ３……プラグ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状バルブは体内に容積をもつ副燃焼室
   を形成しながら副燃焼室室壁へ二種類以上の弁孔部を形
   成できる構造として、二種類以上のボデイ側孔部との上
   下運動または円運動などの単一の弁運動によって最低限
   でも燃焼室間の透孔開度と副吸気通路を調節させて、ピ
   ストン行程の一サイクル（吸気行程・圧縮行程・燃焼行
   程・排気行程）中で燃焼室間の透孔状態と副吸気通路と
   を開閉または開度調節させることを特徴とするバルブ数
   を省いたエンジン・バルブ。