JPS6085224A - ３弁式多気筒内燃機関 - 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】 本発明は、３友δで燃機関、詳しくは、シリンダヘッド
に１列に形成される複数の燃焼室の各天井面を中央部の
稜線から両側に向って下る二つの斜面より構成し、一方
の斜面に１対の第１及び第２吸気弁口を前記稜線に沿い
並列して開口し、他方の斜面には、前記第１吸気弁口と
対向して１個の排気弁口を開口すると共に前記第２吸気
弁口と　。

対向して点火源を配設し、前記第１及び第２吸気　・弁
口、並びに排気弁口にこれらな開閉する第１及び第２吸
気弁、並びに排気弁をそれぞれ設けたものに関する。

この種内燃機関は、一般に、狭℃・燃焼室の天井面にお
いて吸気弁口の総合有効面積を排気弁盲へ有効面積１＼
充分に大きく得ることができるので、充填効率を高める
ことができ、しか°も１個の吸気弁口の有効面積は比較
的小さいので、これを開閉する吸気弁の小径化を図って
その慣性重量を軽減し、機関の高速運転時における動弁
機構に対する各吸気弁の追従性を良好にすることができ
、よって優れた高速出力性能を発揮し得る利点がある。

本発明は、このような機関において、混合気が燃焼室へ
の流入時に吸気抵抗を増加させることなくスワールを生
起するようにして燃焼室における混合気の空燃比の均一
化を図り、しかも該スワールが点火源から排気弁への旋
回方向をとるようにして混合気の燃焼の立上りな促進し
、もって前述のような利点を助長させると共に燃費の低
減を図り、併せてシリンダヘッドに連結される吸気及び
排気マニホールドの小型化、延（・ては機関全体の小型
、軽量化を図ることな目的とし、その特徴は、前記シリ
ンダヘッドの外側面に人口が開口する主ポートと、この
主ポートから２手に分かれて前記第１及び第２吸気弁口
にそれぞれ至る第１及び第２分岐ボートとより各燃焼室
の吸気ボートを構成し、各第２分岐ボートが対応する燃
焼室周縁の略接線方向を指向するように、各主ポートを
対応する第１及び第２吸気弁口間の中央から第１吸気弁
口側にオフセツトシて配置すると共に、奇数番目と偶数
番目の相隣る２つの燃焼室の第１吸気弁口同士及び排気
弁口同士をそれぞれ隣接させたところにある。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、図示の内燃機関は４サイクル・４気筒・クロスフロー
型・電気点火式機関であって、その機関本体Ｅは、／リ
ンダブロック１と、それの上面にガスケット３を介して
重合結着されるシリンダヘッド２とを備え、シリンダブ
ロック１に１列に穿設された４本の気筒即ちシリンダ４
内にはピスト１５がそれぞれ摺合される。シリンダヘッ
ト２の底面には、各ピストン５上面に対向する部分に４
つの燃焼室６が１列ＩＣ凹設される。

各燃焼室６の天井面７は、４つの燃゛焼室の配列方向Ｉ
Ｃ延びる中央部の稜線８から両側に向って下る二つの斜
面γ３，１２よりなっており、一方の斜面７１には対な
なす第１．第２吸気弁口９．。

９２が稜線８ＫＥつて並列して開口され、他方の斜面７
□には１個の排気弁口１０が第１吸気弁口９、との対向
側に偏位して開口され、またシリンダヘッド２に螺着さ
れた点火源たる点火栓１１の電極が第２吸気弁口９２０
対向側で配設される。

その際、第１図に示ずよう（、Ｃ、シリンダヘッド２の
一端側より数えて）番目と２番目の燃焼室６゜６の第１
吸気弁口９．．９．同士及び排気弁口１０゜１０同士は
それぞれ隣接配置され、また３＠目と４番目の燃焼室６
，６の第１吸気弁口９．．９゜同士及び排気弁口１０．
１０同士もそれぞれ隣接配置される。

また、シリンダヘッド２には、各燃焼室６に対応してシ
リンダヘッド２０両外側面に開口する吸気ポート１２及
び排気ポート１３がそれぞれ形成される。その際、特に
各吸気ポート１２は、シリンダヘッド２の外側面に入口
を開口させる主ポート１２ｍと、この主ポート１２７７
１から２手に分かれて前記第１及び第２吸気弁口９１，
９□にそれぞれ至る第１及び第２分岐ボート１２．　、
’１２２とより構成され、そして主ポート１２７７１は
、第２分岐ポート１２２が対応する燃焼室６周縁の略接
線方向を指向するように、両吸気弁口９１．９□間の中
央から第１吸気弁口９１側へオフセットして配置される
。かくして１番目と２番目の主ポー）１２ｍ、１２７７
１同士及び排気ポー）１３，１３同士の各間隔は、相隣
る燃焼室６，６０間隔若しくはその間隔以下に狭ばめる
ことかできる。

シリンダヘッド２の一側には、共通の気化器Ｃで生成さ
れた混合気を４本の吸気ポート１２に分配する吸気マニ
ホールドＭＬが連結され、また他側には４本の排気ポー
ト１３から出る排気ガスを集合して共通の排気管１）　
６に誘導する排気マニホールドＡｆ　ｅが連結される。

この場合、前述のような吸気ポート配置から、吸気マニ
ホールドＭ　ｉでは１番目と２番目の分岐吸気管１４．
１４及び３番目と４番目の分岐吸気管１４．１４はそれ
ぞれ単一の境界壁１４ａｋ隔てて隣接配置され、また前
述のような排気ボート配置から、排気マニホールドＭＣ
では１番目と２番目の分岐排気管１５゜１５及び３番目
と４番目の分岐排気管１５．１５もそれぞれ単一の境界
壁１５ａを隔てて隣接配置される。

前記排気管Ｊ）　ｅには排気浄化用の触媒コンバータＣ
ａｔが介装される。

第１．第２吸気弁口９．、Ｌ、並びに排気弁口１０は、
シリンダヘッド２１Ｃ弁ガイド１６．．１６．、　。

１１を介して摺動自在に支承される第１．第２吸気弁１
８．．１８□並びに排気弁１９によってそれぞれ開閉さ
れるようになっており、これらの弁１８、．１８２．１
９を開閉作動するための動弁機構Ｖがシリンダヘッド２
の上部に配設される。

動弁機構Ｖは、前記弁１８□　、１８□　、１９にそれ
ぞれ接続されてこれを閉じ方向に弾発する弁ばね２０□
　、２０２．２１と、前記弁１８＋、１８□。

１９にロッカアーム２２．．２２２　．２３をそれぞれ
介して連動して、前記弁１８．，１Ｂ□、１９を６弁ば
ね２０１．２０□　、２１の弾発力に抗して開き得る共
通のカム軸２４とよりなっており、この動弁機構ＶＩＦ
よって前記弁１８．，１８２゜１９には第４図に示すよ
うな開閉タイミングが与えられる。

即ち、排気弁１９に対向する第１吸気弁１８１の開弁時
期は他方の第２吸気弁１８□の開弁時期よりも遅らされ
、且つ両吸気弁１Ｂ、、１８□の閉弁時期は一致させで
ある。さらに排気弁１９と第１．第２吸気弁１８．．１
８２の各開閉タイミング間には所定の弁重合期間１．，
１２が設けられる。

次にこの実施例の作用を説明する。機関の吸気行程時、
最初に第２吸気弁１８□が開かれると、気化器Ｃで生成
された混合気は吸気マニホールドＡｆ乙により４本の吸
気ポート１２に分配され、そして各主ポート１２ｍ及び
第２分岐ボート１２２を経て第２吸気弁口９２から燃焼
室６に流入するが、このとき第２分岐ポート１２□が前
述のように燃焼室６周縁の略接線方向を指向しているた
め、その流入混合気は、７リンダ４の内周壁に泪って流
れて第１図に矢印で示すようなスワールを生起し、即ち
第２吸気弁口９２から点火栓１１、排気弁１９の方向に
旋回する。次いで第１吸気弁１８゜が開かれると、混合
気は各第１分岐ポート１２゜を経て第１吸気弁口９１か
らも燃焼室６に流入し、上記スワールに合流する。これ
によって各燃焼室６内の混合気の空燃比は均一化され、
低負荷運転時でも混合気の良好な燃焼が得られる。尚、
両吸気弁１８１，１８２を同時に開弁させても第２分岐
ポート１２□からの流入混合気によって上記と同様なス
ワールは生起させ得るが、前記のように第１吸気弁１８
１の開弁時期を第２吸気弁１８２のそれより遅らせてお
くと、該スワールの強化に効果的である。

また混合気流は、上記のように第２吸気弁口９２かも点
火栓１１、排気弁１９の方向にスワール方向をとること
によって点火栓１１で着火された直後、既に排気熱の影
響により高温状態となっている排気弁１９０周辺を通過
することになるので、スワール効果と相俟って燃焼の立
上りが促進され、しかも、特に第１吸気弁１８１から排
気弁口１０までの混合気の旋回経路は比較的長いから弁
重合時に第１．第２吸気弁口ｓ４．ｑ２から排気弁口１
０への混合気の吹抜けを極力防止して未燃成分の排出量
を減少させることができる。

さらに、前記のように弁重合期間１．，１２が設けられ
ているので、排気慣性を有効に利用して両吸気弁口９．
，９２からの燃焼室６に混合気を引き込むことができ、
良好な掃メ作用が得られる。

さらに両吸気弁１８．，１８□の閉弁時期が一致して℃
・るので、各吸気弁口９１．９□がら燃焼室６に作用す
る吸気の脈動効果が干渉減衰することがな℃・。

また、図示例では、両吸気弁１８．、１８□の開弁曲線
を略平行させ、これによって第１吸気弁１８、の開弁リ
フト量を第２吸気弁１８２のそれよりも小さくしである
。これに関連して開弁リフト量の小さい第１吸気弁１８
１の弁ばね２０１は他力の弁ばね２０□よりばね力を弱
く設定される。

このようにすると、弁ばね２０．のばね力を弱くした分
だけカム軸２４の開弁トルクが減少するため、動力の内
部損失が少なくなる。

さらに、前述のよ５に１番目と２番目の燃焼室６．６の
第１吸気弁口９．．９１同士及び排気弁口１０．１０同
士をそれぞれ隣接配置すると共に、各吸気ポート１２の
主ポート１２ｍを対応する燃焼室６の第１吸気弁口９．
側へオフセットしたので、吸、排気マニホールドＡｒｉ
、Ｍｅ、は、いずれもシリンダヘッド２の長手方向に溢
う全幅を短（することができる。

しかも、吸気マニホールドＭ　ｉでは、１番目と２番目
の分岐吸気管１４．１４及び３番目と４番目の分岐吸気
管１４．１４を、それぞれ単一の境界壁１４αを共有す
るように近接させたので、吸気マニホールドＡｆ乙の軽
量化に寄与し得るのみならず、各分岐吸気管１４の外表
面積な小さくして吸気ライザ等により加熱されて分配さ
れた混合気の冷却を可及的に防止することができる。

また、排気マニホールドＡｆ　ｅでも、１番目と２番目
の分岐排気管１５．１５及び３番目と４番目の分岐排気
管１５．１５を、それぞれ単一の境界壁１５ａ＆共有す
るように近接させたので、ｉｌｌ気マニホールドＭＣの
軽量化に寄与し得るのみならず、各分岐排気管１５の外
表面積を小さくして、通過する排気ガスの温度降下を可
及的に抑え、触媒コンバータＣａｔの活性化を促進する
ことができる。

以上のように本発明によれば、３弁式多気筒内燃機関に
おいて、シリンダヘットの外側面に入口が開口する主ポ
ートと、この主ポートから２千に分かれて第１及び第２
吸気弁口にそれぞれ至る第１Ｅ！、び第２分岐ポートと
より各燃焼室の吸気ポートを構成し、各第２分岐ポート
が対応する燃焼室周縁の略接線方向を指向するように、
各主ポートを対応する第１及び第２吸気弁口間の中央か
ら第１吸気弁口側にオフセットして配置したので、各吸
気ポートに吸気抵抗を増加させるようなスワール発生壁
を形成せずに、各燃焼室において吸入混合気にスワール
を起こさせ、混合気の空燃比の均一化を図ることができ
、しかも該スワールは点火源から排気弁への旋回方向を
とるようになり、その結果混合気が着火直後に高温の排
気弁周辺に運ばれるから、スワール効果と一相俟って燃
焼の立上りが促進され、その燃焼時間が短縮されてアン
チノッキング性が向上し、全体として燃焼が著しく改善
され、高出力性能の助長と燃費の低減が達成される。

また上記構成に加えて、奇数番目と偶数番目の相隣る２
つの燃焼室の第１吸気弁口同士及び排気弁口同士をそれ
ぞれ隣接させたので、吸、排気マニホールドはシリンダ
ヘッドの長手方向に沿う全幅を短縮され、それらの小型
、軽量化延いては機関全体の小型、軽量化を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明内燃機関の一実施例を示すもので、第１図
はシリンダヘッドの底面図、第２図及び第３図は第１図
のＩＩ−ｎ線及びｌｌｌ−用線断面図、第４図は吸、排
気弁の開閉タイミング図である。 Ｃ−・・気化器、Ｅ・・・機関本体、Ｍ　ｅ　、　Ｍｉ
・・・排気マニホールド、吸気マニホールド、Ｏａｔ・
・触媒コンバータ、ｐｅ・・排気管、Ｖ・・・動弁機構
、１・・・シリンダブロック、２・・シリンダヘッド、
４・・・シリンダ、５・・・ピストン、６・・・燃焼室
、７・・・天井面、７．・・・一方の斜面、１２・・・
他方の胴面、８　・稜線、９１．９□・・・第１．第２
吸気弁口、１゜・・排気弁口、１１・・・点火源として
の点火栓、１２・・・吸気ポート、１２ｍ・・・主ポー
ト、１２．．１２２第」、第２分岐ポート、１３・・・
排気ボート、１４・・・分岐吸気管、１４α・・・境界
壁、１５・・・分岐排気管、１５ａ・・境界壁、１８．
．１Ｂ□　・・第１．第２吸気弁、１９・−・排気弁 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドに１列に形成される複数の燃焼室の各天
   井面を中央部の稜線から両側に向って下る二つの斜面よ
   り構成し、一方の斜面に１対の第１及び第２吸気弁口を
   前記稜線に沿い並列して開口し、他方の斜面には、前記
   第１吸気弁口と対向して１個の排気弁口を開口すると共
   に前記第２吸気弁口と対向して点火源を配設し、前記第
   １及び第２吸気弁口、並びに排気弁口にこれらを開閉す
   る第１及び第２吸気弁、並びに排気弁をそれぞれ設けた
   ３弁式多気筒内燃機関において、前記シリンダヘッドの
   外側面に入口が開口する主ポートと、この主ポートから
   ２手に分かれて前記第１及び第２吸気弁口にそれぞれ至
   る第１及び第２分岐ポートとより各燃焼室の吸気ポート
   を構成し、各第２分岐ポートが対応する燃焼室周縁の略
   接線方向を指向するように、各主ポートを対応する第１
   及び第２吸気弁口間の中央から第１吸気弁口側にオフセ
   ットして配置すると共に、奇数番目と偶数番目の相隣る
   ２つの燃焼室の第１吸気弁口同士及び排気弁口同士をそ
   れぞれ隣接させたことを特徴とする、３弁式多気筒内燃
   機関。　。