JPS60162016A - エンジンの吸気装置 - 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、エンジンの吸気装置、特に２ボート等の複数
の吸気ボートをエンジンの燃焼室に開口させるとともに
、各吸気ポートに対してこれを開閉する吸気弁を配置し
た型式の吸気装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、レシプロエンジンにおいて、各燃焼室に対し
て、はぼ均等な開口面積を有する２つの吸気ポートを開
口させて大きな開口面積を確保するとともに、シリンダ
ヘッド内に形成する吸気通路を各吸気ボートに燃焼室の
軸方向に沿った大角度で接続して吸気を燃焼室にストレ
ートに流入させることにより、エンジンの充填効率を最
大限向上すせ、エンジンの高出力化を図ったエンジンの
吸気構造はよく知られている。

かかる２ポ一ト型式の吸気構造は、高負荷運転時の高出
力化を図るという点で有利であるか、その反面、吸気量
の少ない低負荷運転時には、吸気流速が弱まり、燃焼性
が低下し、燃費の面でも、エミッションの面でも不利と
なる欠点がある。

かかる欠点を解消するため、低負荷用吸気通路とシャッ
ターバルブを介設した高負荷用吸気通路とを上記２つの
吸気ポートに夫々接続し、エンノンの低負荷運転時には
、シャッターバルブを閉じて、低負荷用吸気通路のみか
ら吸気を行なうようにしたものが知られている（例えば
、特開昭５６−４．ｓ　４１９号公報参照）。

しかしなか呟ががる対策は低負荷対策として必らずしも
有効ではない。即ち、もともと高出力化のため２つの吸
気ボートの開口面積を最大限確保するようにしたもので
直るため、１つの吸気ボートのみを使用するとしても吸
気量が少ない（板底負荷運転時には、開口面積が依然大
きすぎて吸気流速を有効に向上させることができず、燃
焼性の向上に不可欠なスワールを有効に形成できない。

かかる不具合は、特開昭５６　１４６（１１５号公報に
開示された如く、低負荷用吸気通路の通路面積を絞れば
、それで解消しうるように思えるが、その場合には、高
負荷用吸気通路の通路面積を余程大きくしなければ高出
方化という本来の目的を達成することがでｂず、実際に
通路面積を大きくすると低負荷用吸気通路の通路面積と
のアンバランスが大きくなって、低負荷用吸気通路を開
く低負荷から高負荷・＼の切替えに際して所謂切替ショ
ックを生じ、また、高負荷時には、吸気抵抗の少ない高
負荷用吸気通路に吸気か集中し′ζ、実質的には高出力
化を達成するのに有効な吸気通路面積を確保できないと
いう矛盾かある。さらに、高出力化を図る目的から吸気
通路のボート接続部は重連したように、燃焼室の軸方向
に沿った方向に形成されているため、吸気流速を早める
ことによって燃焼室内に流速の早い；Ａすれか生成され
たとし・ζも燃焼室の周方向に沿ったイｊ効なスワール
として生成されない。このため、この吸気の流れは圧縮
行程において早期に減衰されてしまうといった問題かあ
る。そうかといって、１ｔｉｌｉをで′トるた゛（す高
めようとして、低負荷用吸気通路を絞り１きれは、それ
だけ賄いうる負荷範囲か制限され、比較的低い負荷域で
シャンターバルブを開いて高負荷用吸気通路からも吸気
を供給する必要が生ずる。その場合、２つの吸気ポート
は、；然焼室の水乎方向中心線に関してヌ・］向的に形
成されているため、低負荷用吸気ボートから吸入される
吸気流と高負荷用吸気ボートから吸入される吸気ｄｔと
が種Ｊ突して、又ワールが）肖′Ｉ＆されないまでらま
すます弱められてしまい、スワールによる良好な燃焼性
を確保し２１１い欠点がある。

以上のように、低負荷用吸気通路および、これに接続さ
れる吸気ボートを絞ることは、高出力化を図る目的とは
相客れないのみならず、種々の新たな不具合を招来する
。

本出願人は、エンノンの高出力化をねらったン吸気ボー
ト方式を実質的に変更する、−となしくご、エンジンの
低負荷運転時において燃焼室内に燃焼性の向上を図るの
に有効なスワールを生成することがでトる吸気構造を備
えたエンノ／の吸気装置を特願昭５８　］７６７“７（
′）号において既に提案している。

この提案にががる発明は、複数の吸気ボートをエンジン
の燃焼室にそれぞれ開口させ、各吸気ポートを吸気弁で
開閉するようにしたエンノンの吸気装置において、複数
の吸気ボートに接続される吸気通路内に開閉弁を配設し
乙この開閉弁を低負荷運転時には閉し高工１荷運転時に
は開くようにエンノンの運転状態に応じてｌ−記吸気通
路の通路面積を増減制御する−・力、上記開閉弁よりも
上流の吸気通路の底部から分岐し、」１記吸気ボートの
いずれか−っに接続され、通路面積が１−記吸気進路に
比べて小さい補助吸気通路を設けたことを基本的な特徴
としている。

即ち、この発明におい′ζは、開閉弁か閉しられるエン
ジンの低負荷運転口族吸気は１．９．ら吸気通路の底部
側に形成されｊこ補助吸気通路からこの通路か接続され
た吸気ポートを介して早い流速でエンノンの；烈焼室に
供給される。その場合、補助吸気通路は、吸気通路の底
部側に形成され′ζいる二とか呟シリンダへントとシリ
ンダ７０ンクとの合せ而に月し′ζ必然的に浅い角度を
なし燃焼室内に流入しｔこ吸気は、燃焼室の周）Ｊ向に
旋回するスワールを生成することかでき、また、開閉弁
が開かれるエンジンの高負荷運転Ｕ、鴇こは、複数のＩ
Ｗ気ポートから充」眞効率よく吸気か吸入され、本来の
高出力を保証することができるのである。

したがって、この発明によれば、エンジンの高出力化と
いう２吸気ポ一ト方式本来の目的を何ら損なうことなし
に、低負荷運転時における燃焼性の向−Ｌ、すらには、
燃費性能およびエミンション性能の向上を図ることかで
きるのであるが、なｉ改善の余地がある。

その一つは、前述した低負荷から高負荷への切替時に発
生しうる切替ショックの問題である。即ち、専ら補助吸
気通路が使用される低負荷領域から開閉弁か開かれる中
、高負荷域に移行する際には、多量の吸気が各吸気ボー
トから一時に燃焼室に流入するため、充填量か急増して
一種のトルクションクか発生するのである。

（発明の目的） 本発明の目的は、低負荷運転時のスワールを維持しつつ
、開閉弁を閉じた状態で賄いうる低負荷領域を拡太し、
換言すれば、開閉弁の閉時と開時における吸気量ギャッ
プを可能な限り小さくするように、閉時における吸気量
をある程度十分に確保することによって上記の如す切替
ショックを防止することである。

（発明の構成） このため、本発明は、燃焼室に開ｌ］する複数の吸気ボ
ートと、下流において分岐される各分岐端が各吸気ボー
トに夫々接続された吸気通路と、この吸気通路の分岐部
より」−流に設けられ、低負荷時閉しられ高負荷時開か
れる開閉弁と、開閉弁より」１流の吸気通路から分岐し
、下；光か吸気ボー１のいずれか一つに接続される補助
吸気通路とを有するエンノンの吸気装置において、開閉
弁か閉じているときに、開閉弁の補助吸気通路か接続さ
れた吸気ボート側端部から所定量の吸気を通すための吸
気供給手段を設けたことを基本的な特徴としている。

即ち、本発明においては、開閉弁が閉じられているとき
でも、補助吸気通路のみならず、吸気供給手段からも吸
気か確保されるため、吸気量か十分に確保されて、賄い
うる負荷領域が拡大される。

しかも、この吸気供給手段は開閉弁の補助吸気通路が接
続される吸気ポート側端部において吸気を通すものであ
るから、スワールが１−）歩等によって弱められること
もない。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、開閉弁を閉じた状態で賄
いうる負荷領域を、スワール性能を維持しつつ高負荷側
に拡大することかでｂ、切朽ショックを有効に防］１・
することができる。

（χ施例） 以下、本発明の実施例についてより具体的に説明する。

第１図に示すように、エンジンＥの１つの入部１のｆｉ
ｆｆｌ室２には、エンジンＥのシリンダブロックの幅方
向中心線ρに関してほぼ対称に、はは同径の第１．第２
の吸気ボート４．５が開口され、長手方向中心線＋ｎを
はさんで第１１第２吸気ポート４．５と対向する位置に
は、排気ポート６．７が開口されている。

第１．第２吸気ポー）４．５に吸気を供給する吸気通路
８は、シリングヘッド（第２図３０参照）内において徐
々に分岐され、第１．第２吸気ポート４１５の手前て゛
は、上記幅方向中心線ｅにほぼ沿って突出するように形
成された仕切壁９によって二叉に分岐され、これら分岐
吸気通路１０．　Ｉｔが、第１．第２吸気ボート４．５
にそれぞれ接続されている。図示の如く、吸気通路８の
下流側分岐点より」二部側にはシャッターバルブ１２を
介設している。このシャッターバルブ１２は具体的に図
示しないが、周知の開閉制御機構（例えは、スロットル
バルブに連結されるリンク機構）によりエンノンＥの低
負荷運転時には吸気通路８を閉じ、高負荷運転時には、
負荷に応して開くようにその開閉が制御される。そして
、吸気通路８のシャンク−バルブ１２より」二部側には
、吸気通路８の中心線に関して、第１吸気ボート・１側
にかだ寄せて補助吸気通路１３の」二部側聞口１３ａを
吸気通路８の底壁に開口させている。この補助吸気通路
１３は、第１吸気ボート４に近接して開「＝１した下流
側聞口１３．ｂを有し、」１記幅方向中心線θを横切る
ようにゆるやかに湾曲して、上流側開口１３ａと下流側
聞口１３１〕とを連通する。第１図に明瞭に示すように
、シャンターバルブ１２には、補助吸気通路１３か接続
される分岐吸気通路１０側の端部が上下方向に強壮に切
欠かれて、切欠き部１２ａか形成されている。

しｒこがって、シャッターバルブ１２の全閉時において
、シャッターバルブ１２の上流に開］ヨする補助吸気通
路１３に加えて、第１図に矢印Ａで示１ように、シャッ
ターバルブ１２の切欠き部１２ｉｌを通過する吸気通路
か形成される。この吸気通路Ａに沿って流下する吸気流
は、分岐吸気通路１０の通路側壁１０ａに沿ったものと
なる。

１−記補助吸気通路１３は、第２図により具体的に示す
ように、吸気通路８の底部を形成する底壁１４に形成さ
れ、その下流側開口１３１〕はト記仕切壁９の上流側端
部、即ち分岐吸気通路１０．１＋の分岐点より下流で吸
気弁１５によって開閉される第１吸気ボート４にできる
だけ接近した位置に設定されている。このため、補助吸
気通路１３を流下する吸気の全量は、第１吸気ボート４
から燃焼室２内に流入することとなる。そして、補助吸
気通路１３は、第１吸気ボート４の直−に流で気筒１の
軸方向に湾曲されている分岐吸気通路１（）に対し、シ
リンダブロック３１とシリンダヘッド３０との合せ面Ｃ
に則して僅かな傾き角をなすように交差してす３す、し
たがっ−〇炊、焼室２の周方向に指向した方向性を有す
るようになる。

上記補助吸気通路１３の上流側聞［Ｊ１３ａより僅か下
流口よ、吸気通路８を開閉するシャンターバルブ１２を
下流に向って斜め下向とに傾ふ゛）させて配設し、さら
にシャッターバルブ１２より僅か下流の吸気通路８の」
１壁１６に一トめ設けた取付部１６ａには、燃料噴射弁
１７を収（＝ｊけている。この場合、燃料噴射口１８は
、シャッターバルブ１２の回転軸１２１〕より僅か下流
側で・かつ吸気通路；；の中心線上に位置するように調
泥し・ζいる。

なお、第１吸気ポート・１を開閉する吸気弁１５゜第２
吸×ボート５を開閉する吸気弁（図示せず）および排気
ポート６．７を開閉する排気弁１１〕（皿方は図示せず
）は、周知のオーバーへラドカム（幾構２０により、エ
ンノンＥの回転に同期した所定のタイミングで夫々開閉
駆動される。

また、第１図に示すように、点火プラグ２１は、第１．
第２吸気ボート４，５および掴気ポート６゜７が設けら
れていない部分、より具体的には、燃焼室２の中心部分
に設定すゐ。

」１記の構成とすれば、シャッターバルブ１２が閉じら
れる低負荷運転時において、吸気は補助吸気通路１３の
みならず、シャッターバルブ１２の切欠き部１２１１を
通して供給されることとなる。

したがって、単に補助吸気通路１３だけでは比較的早期
に賄いうる吸気量が飽和してしまうのに則し、切欠と部
１２ａからも吸気が流入するので、シャッターバルブ１
２を閉じた状態でも、賄いうる負荷範囲は、高負荷側に
それだけ拡大で外る。

しかも、シャッターバルブ１２の切欠き部１２ａを通過
する吸気は、前述した如く、分岐吸気通路１０の側壁１
０ａにほぼ沿って流下し、はぼ全量が第１吸気ボート４
から燃焼室２に流入するため、補助吸気通路１３によっ
て燃焼室２に形成されるスワールを乱すことなく、むし
ろ強化するように作用する。

即ち、シャッターバルブ１２を単に低開度に開いた場合
には、第１．第２吸気ボー）４．５の両方から燃焼室２
内に流入してｉ＃ｉ突してスワールが消滅されるのに対
し、本天施例では、シャッターバルブ１２を閉したまま
で賄いうる負荷範囲を拡大できるうえ、その拡大した負
荷範囲内で良好なスワールを維持することがでトること
になる。

さらに、負荷範囲が高負荷側に↓１ｊ、火されるように
シャッターバルブ１２の閉時の吸気量を確保できるため
、シャンターパル７川２が開かれる高負荷運転に移行さ
れたとしても、シャ／ターバルブ１２が開かれたときの
吸気の増加割合は比較的小さくすることができ、所謂切
朽ショックを確実に防止することができる。

そして、シャッターバルブ１２か開かｉする高負荷運転
では、第１．第２吸気ボート４，５から必要十分な吸気
が供給されて、２ボ一ト本来の高出力を保証する。

なお、以上の実施例ではシャッターバルブ１２に切欠き
部１２ａを設けてシャッターバルブ閉時の吸気通路を構
成したか、例えばシャッターバルブの補助吸気通路１３
が接続される分岐吸気通路側端部をバイパスするバイパ
ス通路をシリンダヘッド内に設けるようにしてもよいこ
とはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジンの要部断面説明
図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線方向の縦断面図であ
る。 ８・・・吸気通路、１０．１１・・・分岐吸気通路、　
−１２−、＋　ｙ　９−／、Ｊｌ、、７’、１２ａ　、
”Ｖヶ、６、　′１３・・・補助吸気通路、　１４・・
・底壁、１５・・・吸気弁。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ吸気弁により開閉される複数の吸気ボー
   トを燃焼室に開口させるとともに、低負荷時閉じ高負荷
   時開く開閉弁によって開閉され、該開閉弁下流で分岐さ
   れ、各分岐端が上記吸気ボートにそれぞれ接続された吸
   気通路と、上記開閉弁より上流の吸気通路から分岐し、
   上記吸気ボートのいずれか一つに接続される補助吸気通
   路とを設け、さらに、」二記開閉弁の補助吸気通路の接
   続された吸気ボート側端部がら該開閉弁が閉じている時
   に所定量吸気を通すための吸気供給手段を設けた巳とを
   特徴とするエンジンの吸気量Ｗ。