JPH1054242A - 筒内噴射型エンジン - Google Patents

筒内噴射型エンジン

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JPH1054242A
JPH1054242A JP8212785A JP21278596A JPH1054242A JP H1054242 A JPH1054242 A JP H1054242A JP 8212785 A JP8212785 A JP 8212785A JP 21278596 A JP21278596 A JP 21278596A JP H1054242 A JPH1054242 A JP H1054242A
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intake port
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明 陰山
Takehiko Yasuoka
剛彦 安岡
Hiroyuki Yamamoto
博之 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成層燃焼のために燃焼室に燃料を噴射供給す
るインジェクタを備えた火花点火式の筒内噴射型エンジ
ンにおいて、燃焼室の吸気ポート側の側方にインジェク
タの取付スペースを確保するとともに、吸気抵抗の増大
を招くことなく吸気ポートを合理的に配置する。 【解決手段】 シリンダボア軸線に対する吸気弁１０の
バルブ軸線の傾き角θ１が排気弁１１のバルブ軸線の傾
き角θ２より小さくなるように吸・排気弁を配置し、燃
焼室５の天井部における吸気ポート開口側の壁面および
排気ポート開口側の壁面を上記各バルブ軸線と直交する
ように形成するとともに、吸気ポート開口側の燃焼室側
方におけるシリンダヘッド１の下部にインジェクタ１５
を配置し、このインジェクタ１５と吸気弁軸との間の部
分に、燃焼室５からシリンダヘッド１の側方上部に向け
て延びる吸気ポート６，７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、点火プラグを備え
るとともに、成層燃焼のために燃焼室内に直接燃料を噴
射するインジェクタを備えた筒内噴射型エンジンに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、点火プラグを備えた火花点火式の
エンジンにおいて、成層燃焼による燃費改善を図るた
め、インジェクタを燃焼室に臨むように設けて、このイ
ンジェクタから燃料を燃焼室内に直接噴射供給するよう
にした筒内噴射型エンジンは知られている。例えば特開
平６−８１６５１号公報に示されたエンジンは、シリン
ダブロックのシリンダボア内に嵌挿されたピストンの上
面とこれに対向するシリンダヘッド下面との間に燃焼室
を形成し、燃焼室天井部に吸気ポートおよび排気ポート
を開口させ、これらのポートを開閉する吸気弁および排
気弁を配設し、かつ、燃焼室の略中央部に臨む点火プラ
グを設けるとともに、シリンダヘッドの燃焼室の側方に
インジェクタを配置し、インジェクタの先端が燃焼室の
周縁部付近から燃焼室内に臨むようにしている。
【０００３】このエンジンにおいて、シリンダヘッド下
面側の燃焼室天井部は、吸気ポート開口側の壁面と排気
ポート開口側の壁面とが頂部を挟んで略対称に傾斜した
ペントルーフ型となっており、吸気弁および排気弁は吸
気ポート側の壁面および排気ポート側の壁面に対してバ
ルブ軸が直交し、つまりシリンダボア軸線の両側に両バ
ルブ軸線が略対称に傾いた状態に配置されている。
【０００４】また、インジェクタは排気側からの熱的影
響を避けるため燃焼室の吸気ポート側の側方に配置する
ことが望ましく、このようにする場合の構造として上記
公報の図１〜図８に示された例では、吸気弁側の側方下
部にインジェクタを配置し、このインジェクタの先端部
を燃焼室天井部における吸気ポート開口側の壁面の周縁
部に臨ませるようにする一方、上記吸気ポートは、吸気
弁のバルブ軸やその下方のインジェクタ配置部分を避け
るため、上流側が上記吸気弁のバルブ軸よりも上方に向
かって延び、シリンダヘッドの上方でインテークマニホ
ールドに接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記エンジンは、燃焼
室がペントルーフ型となっていて、その天井部の片側の
傾斜面に吸気ポートの開口部が配設されるとともに、こ
の吸気ポート開口部よりシリンダボア外周側にインジェ
クタの先端部が臨ませられるが、このような燃焼室構造
では吸気ポートの開口面積を大きくするとインジェクタ
の先端部を臨ませるためのスペースが充分に得られず、
インジェクタ先端部の配置スペース確保のためには吸気
ポートの開口面積が小さくなるといった問題がある。
【０００６】また、上記吸気ポートの上流側部分は吸気
弁のバルブ軸より上方に向かって延びているが、このよ
うなポートの配置では、燃焼室内にスワール（横渦）を
生成することが困難で乱流生成がタンブルに限られると
いった制約を受けるとともに、吸気ポートに接続される
吸気マニホールドがシリンダヘッド上方に突出するの
で、エンジンの全高が増大し、コンパクト化を妨げる等
の不都合がある。
【０００７】なお、スワールの生成や吸気系のレイアウ
ト等の面からは、吸気ポートの上流側部分が吸気弁のバ
ルブ軸より下方に延びるように配置することが望ましい
が、燃焼室がペントルーフ型のエンジンでは上記吸気弁
のバルブ軸線がシリンダボア軸線に対して比較的大きく
傾いているので、この吸気弁のバルブ軸が配設されてい
る部分の下方にインジェクタと吸気ポートとを配置する
ことはスペース的に難しく、敢えて配置しようとすると
インジェクタを避けるべく吸気ポートを屈曲させること
で吸気抵抗が増大する等の問題が生じる。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、燃焼室の吸
気ポート側の側方にインジェクタの取付スペースを確保
するとともに、吸気抵抗の増大を招くことなく吸気ポー
トも合理的に配置することができ、成層燃焼を効果的に
行うことができる筒内噴射型エンジンを提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダボア内に配置されたピストンの
上面とこれに対向するシリンダヘッド下面との間に燃焼
室を形成し、上記燃焼室に開口する吸気ポートおよび排
気ポートをシリンダヘッドに形成するとともに、上記吸
気ポートおよび排気ポートを開閉する吸気弁および排気
弁と、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタと、点火
プラグとをシリンダヘッドに配設した筒内噴射型エンジ
ンにおいて、シリンダボア軸線に対する吸気弁のバルブ
軸線の傾き角が排気弁のバルブ軸線の傾き角より小さく
なるようにこれらの弁を配置し、燃焼室の吸気ポート開
口側の壁面および排気ポート開口側の壁面をそれぞれ吸
気弁のバルブ軸線および排気弁のバルブ軸線と直交する
ように形成するとともに、吸気ポート開口側の燃焼室側
方におけるシリンダヘッドの下部にインジェクタを配置
し、このインジェクタと吸気弁軸との間の部分に、燃焼
室からシリンダヘッドの側方上部に向けて延びる吸気ポ
ートを形成したものである。
【００１０】この構成によると、シリンダヘッド下面側
の燃焼室天井部分において、排気ポート開口側の壁面が
ある程度大きく傾斜するのに対し、吸気ポート開口側の
壁面は傾斜が小さくなり、この壁面の端部の下方にイン
ジェクタの先端部を臨ませるためのスペースが確保され
る。こうして、シリンダヘッドにおける燃焼室の吸気ポ
ート側の側方にインジェクタ取付スペースが確保され
る。また、吸気弁のバルブ軸線の傾き角が小さくなって
いることにより、吸気弁のバルブ軸配設部分とインジェ
クタ配置部分との間に、吸気ポート配置のための充分な
スペースが得られ、このスペース内で吸気ポートが燃焼
室からシリンダヘッドの側方上部に向けて延びるように
形成されることにより、吸気抵抗軽減等に有利なポート
配置が得られる。
【００１１】この発明において、上記吸気ポートとし
て、スワール生成用の第１吸気ポートと、タンブル生成
用の第２吸気ポートとを並列に設けておけば、運転状態
等に応じて燃焼室内にスワール、タンブルを生成するこ
とが可能となる。
【００１２】とくに、上記第１および第２の両吸気ポー
トの下流端側部分の燃焼室に対する入射角を同一とし、
この部分より上流側で第２吸気ポートを第１吸気ポート
よりも上方にずらせて形成し、この第２吸気ポートの上
流側に、各気筒連動の開閉弁を設けるようにすると、ス
ワール、タンブルの調整が効果的に行われる。
【００１３】つまり、両吸気弁のバルブ軸線の傾きを等
しくするため両吸気ポートの下流端側部分の燃焼室に対
する入射角は同一とするが、この部分より上流側では、
両吸気ポートを上記のように上下にずらせることによ
り、第１吸気ポートによるスワール生成および第２吸気
ポートによるタンブル生成に適したポート配置が得られ
る。この場合、上記のように吸気弁のバルブ軸配設部分
とインジェクタ配置部分との間に充分なスペースを有す
ることから、このようなポート配置が可能となる。ま
た、両ポートの上流側が上下にずれていることから、第
２吸気ポートの上流側に各気筒連動の開閉弁が容易に組
み込まれる。
【００１４】また、本発明のエンジンにおいて、動弁機
構はシリンダヘッド上に吸気弁側および排気弁側の両カ
ム軸を並列に配置したＤＯＨＣとし、両カム軸のシリン
ダボア軸線方向の高さ位置関係として排気弁側カム軸の
高さを吸気弁側カム軸の高さよりも低く設定するととも
に、上記排気弁側カム軸を伝動手段を介してクランク軸
により駆動し、吸気弁側カム軸を排気弁側カム軸により
連動手段を介して駆動するようにしておけば、エンジン
全高を低くするのに有利となる。
【００１５】つまり、上記のように吸気弁側と排気弁側
とでバルブ軸線の傾きが相違していることに対応して、
上記両カム軸の高さが相違するが、排気弁側カム軸が伝
動手段を介してクランク軸により駆動されることによ
り、吸気側カム軸より低い位置にある排気側カム軸に上
記伝動手段のプーリ等が設けられることとなり、この部
分のエンジン高さが低く抑えられる。
【００１６】あるいはまた、動弁機構はシリンダヘッド
上に吸気弁側および排気弁側の両カム軸を並列に配置し
たＤＯＨＣとし、両カム軸のシリンダボア軸線方向の高
さ位置関係として排気弁側カム軸の高さを吸気弁側カム
軸の高さよりも低く設定するとともに、上記吸気弁側カ
ム軸を伝動機構を介してクランク軸により駆動し、排気
弁側カム軸を吸気弁側カム軸により連動手段を介して駆
動するようにカム軸駆動系を構成するとともに、車両の
ボンネット下方のエンジンルーム内におけるエンジンの
配置として、カム軸が車幅方向に延びる横置きで、か
つ、吸気弁側カム軸が排気弁側カム軸よりも車両後方側
に位置するように構成してもよい。
【００１７】このようにすると吸気弁側カムが位置する
車両後方側に比べて排気弁側カムが位置する車両前方側
でエンジン高さが低くなり、前下がりのボンネットライ
ンに即応した形態が得られる。
【００１８】また、上記両カム軸の間の連動手段をギヤ
により構成しておけば、カム軸間の距離を狭めることが
できるので、吸気弁のバルブ軸線の傾きが小さくされる
ことで吸・排気弁のバルブ軸の挟み角が小さくなった場
合に有利である。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の一実施形態による筒内噴
射型エンジンの断面図、図２は燃焼室部分の平面視の概
略図である。これらの図において、１はシリンダブロッ
ク２上に設置されたシリンダヘッド、３はシリンダブロ
ック２のシリンダボア４内に配置されたピストンであ
り、ピストン３の上面とシリンダヘッド１の下面との間
に燃焼室５が形成されており、この部分におけるシリン
ダヘッド１の下面側には燃焼室５の天井部を構成する凹
陥部が設けられている。
【００２０】上記シリンダヘッド１には燃焼室５に開口
する吸気ポートおよび排気ポートが形成され、当実施形
態では気筒毎に２個の吸気ポート６，７と２個の排気ポ
ート８，９とが形成されている。各吸気ポート６，７に
はそれぞれ吸気弁１０が装備され、各排気ポート８，９
にはそれぞれ排気弁１１が装備されており、吸気弁用カ
ム軸１２および排気弁用カム軸１３の各カムにより吸気
弁１０および排気弁１１が駆動されるようになってい
る。さらに、燃焼室５内に直接燃料を噴射するインジェ
クタ１５と、点火プラグ１６とがシリンダヘッド１に取
り付けられている。
【００２１】上記吸気弁１０と排気弁１１とはシリンダ
ボア軸線に対するバルブ軸線の傾き角θ１，θ２が異な
っていて、排気弁１１の傾き角θ２より吸気弁１０の傾
き角θ１の方が小さくなるようにこれらの弁１０，１１
の配置が設定され、燃焼室５の吸気ポート開口側の壁面
および排気ポート開口側の壁面がそれぞれ吸気弁１０の
バルブ軸線および排気弁１１のバルブ軸線と直交するよ
うに形成されている。また、吸気ポート開口側の燃焼室
側方においてシリンダヘッド１の下部にインジェクタ１
５が配置され、このインジェクタ１５と吸気弁軸との間
の部分に吸気ポート６，７が形成されている。
【００２２】上記燃焼室５および吸気ポート６，７の具
体的構造は次のようになっている。
【００２３】シリンダボア軸線の方向を垂直方向、これ
と直交する方向（シリンダヘッド１とシリンダブロック
２の合わせ面の方向）を水平方向とすると、排気弁１１
のバルブ軸線は垂直方向に対して比較的大きく傾いてい
るが、吸気弁１０のバルブ軸線は略垂直方向に立ってい
る。そして、燃焼室５の天井部にはその略中央の頂部を
挟んで片側に吸気ポート６，７が開口し、他の側に排気
ポート８，９が開口するが、排気ポート開口側は排気弁
１１のバルブ軸線と直交する傾斜面、つまり燃焼室中央
頂部から次第にシリンダヘッド下端面（シリンダブロッ
ク２との合わせ面）に近づくような所定角度の傾斜面と
され、一方、吸気ポート開口側は吸気弁１０のバルブ軸
線と直交する略水平面とされており、この吸気ポート側
の面の周辺とシリンダヘッド下端面との間に縦壁部１８
が設けられている。こうして、カム軸１２，１３と直交
する方向の断面で見た燃焼室形状は略台形となっている
（図１参照）。
【００２４】上記インジェクタ１５は、燃焼室５の吸気
ポート開口側の部分の側方においてシリンダヘッド１の
下部に取り付けられ、インジェクタ１５の先端部が上記
縦壁部１８から燃焼室５内に臨み、斜め下方に向けて燃
料を噴射するように配置されている。そして、少なくと
も低速低負荷域では成層燃焼のため上記インジェクタ１
５から圧縮行程後期に燃料が噴射され、例えば低・中速
域における低・中負荷域で圧縮行程噴射が行われ、高負
荷域や高速域では均一燃焼のため吸気行程で燃料噴射が
行われるように、図外のコントロールユニットにより噴
射タイミングが制御されている。
【００２５】上記インジェクタ１５は、好ましくは高圧
スワールインジェクタにより構成される。この高圧スワ
ールインジェクタは、噴霧２５にスワールを生じさせて
微粒化を促進するとともに、燃焼室５内の圧力が高くな
る圧縮行程後期に噴射が行われるときには噴霧角が３０
°以下の狭角となり、燃焼室５内の圧力が低い吸気行程
で噴射が行われるときには圧縮行程後期噴射と比べて噴
霧角が広がるようになっている。
【００２６】また、上記ピストン３の上面には、その略
中央部からインジェクタ１５に対向する側（排気側）の
燃焼室周縁部付近にまで亘ってリセス２６が形成されて
いる。このリセス２６はインジェクタ１５からの噴射方
向の前方側ほど次第に凹陥し、かつ、該噴射方向と直交
する方向の幅が圧縮行程後期噴射におけるインジェクタ
１５の噴射幅よりも大きくなっている。なお、上記リセ
ス２６により燃焼室容積が増大して圧縮比が低下する傾
向を是正するため、ピストン３上面の吸気側の部分には
上方に突出する突出部２７が設けられている。
【００２７】上記インジェクタ１５の先端部から該先端
部が対向する燃焼室端（ピストン３が上死点付近にある
ときのリセス２６の終端）までの距離は、圧縮行程後期
噴射における噴射開始から点火時期までの間の噴霧到達
距離よりも大きく設定されている。また、上記点火プラ
グ１６は、燃焼室天井部の略中央部に配置され、その先
端の点火ギャップ１６ａが燃焼室５内に突出して、イン
ジェクタ１５からの噴霧エリア内に介在するように配置
されており、インジェクタ１５の先端部から点火ギャッ
プ１６ａまでの距離は上記噴霧到達距離よりも小さく設
定されている。
【００２８】また、上記両吸気ポート６，７は、インジ
ェクタ１５と吸気弁軸との間の部分を通って上流側が斜
め上方に延び、シリンダヘッド１の一側方上部に達して
いる。この両ポート６，７には、これらに対応する吸気
通路２１，２２を備えた吸気マニホールド２０が接続さ
れている。
【００２９】上記両吸気ポート６，７のうちの第１吸気
ポート６はスワール生成用のポート、第２吸気ポート７
はタンブル生成用のポートであって、両吸気ポート６，
７は下流端側部分の燃焼室５に対する入射角が同一であ
るが、スロート部より上流で第２吸気ポート７が第１吸
気ポート６よりも上方にずれている。また、上記第２吸
気ポート７の上流部もしくはこれに連なる吸気通路２２
に、この吸気ポート７を開閉するスワール調節弁（開閉
弁）２３が設けられている。各気筒に対してそれぞれ設
けられるスワール調節弁２３は共通の軸２３ａを介して
連動し、図外のアクチュエータで駆動されるようになっ
ている。
【００３０】そして、上記スワール調節弁２３が閉じら
れたときには第１吸気ポート６からの吸気によって燃焼
室５内にスワール（横渦）が生成され、スワール調節弁
２３が開かれるとその開度が大きくなるにつれて上記ス
ワールが弱められるとともに第２吸気ポート７からの吸
気によってタンブル（縦渦）が生成されるようになって
いる。
【００３１】上記スワール調節弁２３は図外のコントロ
ールユニットにより運転状態に応じて制御される。例え
ば、圧縮行程噴射が行われる運転領域の中でのエンジン
負荷に応じた制御としては、低負荷域ではスワールによ
る噴霧の過拡散や曲がりが生じることを避けるためスワ
ール調節弁２３がある程度開かれてスワールが比較的弱
くされ、負荷が高くなるにつれスワール調節弁２３の開
度が小さくされてスワールが強められる。また、圧縮行
程噴射が行われる運転領域の中でのエンジン回転数に応
じた制御としては、回転数が高くなるにつれ、絶対流速
の増加に見合うようにスワール比を小さくすべくスワー
ル調節弁２３の開度が大きくされる。
【００３２】図３および図４は上記筒内噴射型エンジン
の吸・排気弁を駆動する動弁機構等を示している。これ
らの図と前記の図１とに示すように、動弁機構は、シリ
ンダヘッド１上に吸気弁側および排気弁側の両カム軸１
２，１３が並列に配置されたＤＯＨＣ（ダブルオーバー
ヘッドカムシャフト）となっている。
【００３３】上記両カム軸１２，１３のシリンダボア軸
線方向の高さ位置関係としては、上記のような吸・排気
弁１０，１１の配置に対応して、排気弁側カム軸１３の
高さが吸気弁側カム軸１２の高さよりも低く設定されて
いる。つまり、吸気弁１０と排気弁１１とは弁軸の長さ
が略同じであるが、吸気弁軸より排気弁軸の傾きが大き
いために、弁軸上端位置は吸気弁１０より排気弁１１の
方が低くなり、このような弁軸上端の位置関係に対応し
て、両カム軸１２，１３が上記のような高さ位置関係に
配置されている。
【００３４】また、当実施形態では、上記排気弁側カム
軸１３が伝動手段を介してクランク軸３０により駆動さ
れるとともに、吸気弁側カム軸１２が排気弁側カム軸に
より連動手段を介して駆動されるようになっている。
【００３５】具体的に説明すると、クランク軸３０の前
端部に設けられたクランクプーリ３１と、排気弁側カム
軸１３の前端に設けられたカムプーリ３２と、これらに
掛け渡されたタイミングベルト３３と、アイドラ３４、
テンショナ３５等で構成された伝動手段により、クラン
ク軸３０の回転が排気弁側カム軸１３に伝達され、か
つ、カムプーリ３２がクランクプーリ３１の２倍のプー
リ径とされることにより、排気弁側カム軸１３がクラン
ク軸３０に対して１／２の速度で回転するようになって
いる。また、両カム軸１２，１３の前端近傍には、カム
軸間の連動手段として同径のギヤ３６，３７が設けら
れ、これらのギヤ３６，３７が互いに噛合することによ
り、両カム軸１２，１３が同速度で互いに逆方向に回転
するようになっている。
【００３６】なお、クランク軸３０の前端部には上記プ
ーリ３１に加えて補機駆動用プーリ４１が設けられ、こ
のプーリ４１に掛けられた補機駆動用ベルト４２により
オルタネータ４３、ウォーターポンプ４４等が駆動され
るようになっている。また、シリンダヘッド１の上部に
おいて、排気弁側カム軸１３の後端部の側方にはディス
トリビュータ取付部４５が設けられて、この取付部４５
に取付けられるディストリビュータ（図示せず）が排気
弁側カム軸１３で駆動され、一方、吸気弁側カム軸１２
の後端部の側方には燃料ポンプ４６が取付けられて、こ
の燃料ポンプ４６が吸気弁側カム軸１２でベルト４７を
介して駆動されるようになっている。
【００３７】以上のような当実施形態の装置による作用
を、次に説明する。
【００３８】少なくとも低負荷低回転側の運転領域で
は、圧縮行程後期に上記インジェクタ１５から燃焼室５
内に燃料が噴射され、成層燃焼が行われる。この場合、
当実施形態では、インジェクタ１５の先端部からこれに
対向する燃焼室端までの距離が圧縮行程後期における噴
射開始から点火時期までの間の噴霧到達距離よりも大き
くされるとともに、インジェクタ１５からの噴霧エリア
に点火ギャップ１６ａが介在し、かつ、インジェクタ１
５の先端部から点火ギャップ１６ａまでの距離が上記噴
霧到達距離よりも小さくされていることにより、点火ギ
ャップ１６ａ回りに適度の濃度に噴霧が存在して着火安
定性が確保されつつ、燃焼室壁面への燃料の付着が防止
される。このため、ＨＣの排出が低減され、燃費および
エミッション性能が向上される。
【００３９】また、スワール生成用の第１吸気ポート６
とタンブル生成用の第２吸気ポート７とが配設され、そ
の第２吸気ポート７に対して設けられたスワール調節弁
２３が運転状態に応じて制御されることにより、例え
ば、成層燃焼が行われる運転領域内で高負荷側ほどスワ
ール比が大きくされ、また高回転側ほどスワール比が小
さくされる。このような制御により、成層燃焼が良好に
行われる。
【００４０】ところで、上記インジェクタ１５は、排気
側からの熱的影響を避けるためシリンダヘッド１におけ
る燃焼室５の吸気ポート側の側方に配置されが、前記の
ような燃焼室形状によってインジェクタ１５の取付スペ
ースが確保される。すなわち、シリンダボア軸線に対す
る吸気弁１２のバルブ軸線の傾き角が小さくされ、燃焼
室天井部における吸気ポート開口側の面が略水平面とさ
れて、燃焼室５が断面略台形に形成され、この燃焼室５
における吸気ポート開口側の面の周辺とシリンダヘッド
下端面との間の縦壁部１８に先端が臨むようにインジェ
クタ１５が配置される。こうして、吸気ポート開口部の
配置面積を狭めることなく、インジェクタ１５の取付る
ためのスペースが確保される。
【００４１】また、上記吸気弁１０のバルブ軸が配設さ
れた部分とシリンダヘッド１の下部に位置するインジェ
クタ１５との間のスペースに第１，第２の両吸気ポート
６，７が効果的に配置されている。とくに、シリンダボ
ア軸線に対する吸気弁１０のバルブ軸線の傾き角が小さ
くされていることにより、この吸気弁軸の配設部分と上
記インジェクタ１５との間のスペースが広くなってお
り、このスペース内で上記両吸気ポート６，７は上流側
が斜め上方に延びるとともに下流側が緩やかに屈曲して
燃焼室５に至るように形成されているので、吸気抵抗が
充分に低減される。
【００４２】さらに、上記両吸気ポート６，７は上流側
において第１ポート６より第２ポート７が上方に位置す
るように上下にずれていることにより、第１吸気ポート
６から燃焼室５に流入する吸気は水平方向に対する角度
が比較的小さくなり、第２吸気ポート７から燃焼室５に
流入する吸気は水平方向に対する角度が比較的大きくな
る。従って、第１吸気ポート６および第２吸気ポート７
がそれぞスワール、タンブルの生成に適したものとな
る。また、第２吸気ポート７の上流部もしくはこれに連
なる吸気通路２２にスワール調節弁２３が設けられ、各
気筒のスワール調節弁２３が共通の軸２３ａで連結され
るが、両吸気ポート６，７が上流側において互いに上下
にずれていることにより、上記スワール調節弁２３およ
び軸２３ａを取り付ける場合に第１吸気ポート６が邪魔
になることがない。
【００４３】しかも、上記両吸気ポート６，７はシリン
ダヘッド１の側方でインレットマニホールド２０に接続
されるので、前述の特開平６−８１６５１号公報に示さ
れるようにシリンダヘッドの上方で吸気ポートがインレ
ットマニホールドに接続される構造と比べ、エンジン全
高を低くすることができる。
【００４４】また、動弁機構はシリンダヘッド１上に配
設された吸気弁側および排気弁側の両カム軸１２，１３
を備え、その一方のカム軸が伝動手段を介してクランク
軸３０で駆動されるとともに、両カム軸１２，１３が連
動手段を介して連動されているが、このような構造にお
いて、とくに当実施形態では排気弁側カム軸１３がクラ
ンク軸３０で駆動されるようになっていることにより、
エンジン全高を低くすることができる。
【００４５】すなわち、シリンダボア軸線に対するバル
ブ軸線の傾きは吸気弁１０より排気弁１１の方が大きい
ために、バルブ軸の長さが略同じでもバルブ軸上端位置
は吸気弁１０より排気弁１１の方が低く、これに対応し
て上記両カム軸１２，１３の位置関係も排気弁側カム軸
１３の方が吸気弁側カム軸１２より低くなっている。一
方、上記伝動手段におけるカムプーリ３２はカム軸の回
転をクランク軸３０の回転の１／２とするため比較的径
が大きく、このカムプーリ３２の位置が高いとベルトカ
バーの上端がシリンダヘッド１の上方に大きく突出し、
エンジン全高が高くなるが、上記両カム軸１２，１３の
うちで高さ位置が低い排気弁側カム軸１３に上記カムプ
ーリ３２が設けられていることにより、吸気側カム軸に
カムプーリが設けられるよりもエンジン全高が低くな
る。
【００４６】図５は本発明の別の実施形態を示してい
る。この実施形態のエンジンも、インジェクタ１５から
燃料を燃焼室５内に直接噴射する筒内噴射型エンジンで
あって、燃焼室形状やインジェクタ１５および吸・排気
ポートの配置等は第１の実施形態と同様であり、また動
弁機構がＤＯＨＣであって、吸気弁側、排気弁側の両カ
ム軸のうちの一方が伝動手段を介してクランク軸３０で
駆動され、かつ、両カム軸がギヤ等の連動手段を介して
連動されている点も第１の実施形態と同様である。ただ
し、当実施形態では、上記両カム軸のうちの吸気弁側カ
ム軸１２がクランク軸３０で駆動され、つまり、吸気弁
側カム軸１２にカムプーリ３２´が設けられ、これとク
ランクプーリ３１とにタイミングベルト３３が掛けわた
されている。
【００４７】このエンジンは、車両のボンネット５０の
下方のエンジンルーム内に、カム軸が車幅方向に延びる
横置きで、かつ、吸気弁側カム軸１２が排気弁側カム軸
より車両後方側に位置するように配置されている。
【００４８】当実施形態によると、前述のように吸気弁
１０と排気弁１１のバルブ軸線の傾きの相違に対応し
て、吸気弁側カム軸１２が排気弁側カム軸より高位置に
あり、その吸気弁側カム軸１２に大径のカムプーリ３２
´が設けられていることにより、吸気弁側カム軸１２が
位置する側でベルトカバーが上方に大きく突出して、こ
の部分のエンジン高さが高くなる。しかし、このエンジ
ンをエンジンルーム内に吸気弁側カム軸１２を車両後方
側に位置する状態に横置き配置した場合、エンジン高さ
は、吸気弁側カム軸１２が位置する車両後方側と比べて
排気弁側カム軸が位置する車両前方側で低くなるため、
前下がりのボンネット５０のラインに即した形状とな
り、エンジンルームへの収まりが良くなる。
【００４９】つまり、当実施形態の構造は、ボンネット
５０が比較的大きく前下りとなっている車両にエンジン
を横置きで搭載するような場合に適している。一方、第
１の実施形態の構造は車両にエンジンを縦置きで搭載す
るような場合や、ボンネットラインが比較的平坦な車両
に搭載するような場合に適している。
【００５０】なお、本発明のエンジンにおける各部の具
体的構造は上記実施形態に限定されず、種々変更可能で
ある。
【００５１】例えば、吸気弁側、排気弁側の両カム軸間
の連動手段はギヤ３６，３７に限らず、チェーン等を用
いてもよい。ただし、図示の実施形態のようにギヤ３
６，３７を用いれば、チェーン等と比べ、両カム軸の距
離を狭めることができる。従って、吸気弁のバルブ軸線
の傾きが小さくなることで吸・排気弁のバルブ軸間の挾
み角が小さくなっても、支障をきたすことがない。
【００５２】また、クランク軸とカム軸との間の伝動手
段としては、上記タイミングベルト３３の代りにチェー
ンを用いてもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明は、筒内噴射型エン
ジンにおいて、シリンダボア軸線に対するバルブ軸線の
傾き角が排気弁より吸気弁の方が小さくなるように吸・
排気弁を配置し、燃焼室天井部における吸気ポート開口
側の壁面および排気ポート開口側の壁面を上記各バルブ
軸線と直交するように形成するとともに、吸気ポート開
口側の燃焼室側方におけるシリンダヘッド下部にインジ
ェクタを配置し、このインジェクタと吸気弁軸との間の
部分に、燃焼室からシリンダヘッドの側方上部に向けて
延びる吸気ポートを形成しているため、燃焼室の吸気ポ
ート側の側方にインジェクタ取付スペースが確保される
とともに、吸気弁軸配置部分とインジェクタ配置部分と
の間に、吸気ポート配置のための充分なスペースが得ら
れる。このため、吸気ポートの開口面積が制限されたり
吸気流通抵抗が増大したりすることなく、また、吸気ポ
ートを吸気弁軸より上方に向けて配置する場合のように
スワール生成が困難になったりインレットマニホールド
がシリンダヘッド上方に位置してエンジン全高が高くな
ったりするといった不都合を招くこともなく、シリンダ
ヘッドの吸気弁側の側方部に筒内噴射のためのインジェ
クタと吸気ポートとを効果的に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による筒内噴射型エンジン
の断面図である。
【図２】上記エンジンの燃焼室およびその付近の概略平
面図である。
【図３】上記エンジンのシリンダヘッド全体の平面図で
ある。
【図４】上記エンジンのカム軸駆動系を示す概略正面図
である。
【図５】カム軸駆動系の別の実施形態を示す概略正面図
である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド ３ ピストン ４ シリンダボア ５ 燃焼室 ６，７ 吸気ポート ８，９ 排気ポート １０ 吸気弁 １１ 排気弁 １２ 吸気弁側カム軸 １３ 排気弁側カム軸 １５ インジェクタ １６ 点火プラグ ２３ スワール調節弁 ３２ カムプーリ ３３ タイミングベルト ３６，３７ ギヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 23/08 Ｆ０２Ｂ 23/08 Ｃ Ｓ 23/10 23/10 Ｍ Ｄ 31/00 31/00 Ｚ 31/02 31/02 Ｇ Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｆ０２Ｆ 1/24 Ｊ 1/42 1/42 Ｆ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダボア内に配置されたピストンの
    上面とこれに対向するシリンダヘッド下面との間に燃焼
    室を形成し、上記燃焼室に開口する吸気ポートおよび排
    気ポートをシリンダヘッドに形成するとともに、上記吸
    気ポートおよび排気ポートを開閉する吸気弁および排気
    弁と、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタと、点火
    プラグとをシリンダヘッドに配設した筒内噴射型エンジ
    ンにおいて、シリンダボア軸線に対する吸気弁のバルブ
    軸線の傾き角が排気弁のバルブ軸線の傾き角より小さく
    なるようにこれらの弁を配置し、燃焼室の吸気ポート開
    口側の壁面および排気ポート開口側の壁面をそれぞれ吸
    気弁のバルブ軸線および排気弁のバルブ軸線と直交する
    ように形成するとともに、吸気ポート開口側の燃焼室側
    方におけるシリンダヘッドの下部にインジェクタを配置
    し、このインジェクタと吸気弁軸との間の部分に、燃焼
    室からシリンダヘッドの側方上部に向けて延びる吸気ポ
    ートを形成したことを特徴とする筒内噴射型エンジン。
  2. 【請求項２】 上記吸気ポートとして、スワール生成用
    の第１吸気ポートと、タンブル生成用の第２吸気ポート
    とを並列に設けたことを特徴とする請求項１記載の筒内
    噴射型エンジン。
  3. 【請求項３】 上記第１および第２の両吸気ポートの下
    流端側部分の燃焼室に対する入射角を同一とし、この部
    分より上流側で第２吸気ポートを第１吸気ポートよりも
    上方にずらせて形成し、この第２吸気ポートの上流側
    に、各気筒連動の開閉弁を設けたことを特徴とする請求
    項２記載の筒内噴射型エンジン。
  4. 【請求項４】 動弁機構はシリンダヘッド上に吸気弁側
    および排気弁側の両カム軸を並列に配置したＤＯＨＣと
    し、両カム軸のシリンダボア軸線方向の高さ位置関係と
    して排気弁側カム軸の高さを吸気弁側カム軸の高さより
    も低く設定するとともに、上記排気弁側カム軸を伝動手
    段を介してクランク軸により駆動し、吸気弁側カム軸を
    排気弁側カム軸により連動手段を介して駆動することを
    特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の筒内噴射
    型エンジン。
  5. 【請求項５】 動弁機構はシリンダヘッド上に吸気弁側
    および排気弁側の両カム軸を並列に配置したＤＯＨＣと
    し、両カム軸のシリンダボア軸線方向の高さ位置関係と
    して排気弁側カム軸の高さを吸気弁側カム軸の高さより
    も低く設定するとともに、上記吸気弁側カム軸を伝動機
    構を介してクランク軸により駆動し、排気弁側カム軸を
    吸気弁側カム軸により連動手段を介して駆動するように
    カム軸駆動系を構成するとともに、車両のボンネット下
    方のエンジンルーム内におけるエンジンの配置として、
    カム軸が車幅方向に延びる横置きで、かつ、吸気弁側カ
    ム軸が排気弁側カム軸よりも車両後方側に位置するよう
    にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
    載の筒内噴射型エンジン。
  6. 【請求項６】 上記両カム軸の間の連動手段をギヤによ
    り構成したことを特徴とする請求項４または５記載の筒
    内噴射型エンジン。
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