JPS6325310Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 考案の目的 (1) 産業上の利用分野 本考案は主として自動二輪車など小型車両に好
適な内燃機関、特に燃焼室と、それに開口する吸
入通路および排気通路と、前記吸入通路および排
気通路にそれらを開閉するように設けられた吸入
弁および排気弁を備えた４サイクル内燃機関にお
ける吸気装置に関するものである。

(2) 従来の技術 従来内燃機関において、吸入通路の途中に密閉
状の補給チヤンバを連通し、該補給チヤンバを利
用して機関性能の改善を図るようにしたものは既
に提案されており、そのものでは、吸入弁の開
閉動作に関連して補給チヤンバに混合気の呼吸作
用を自動的に行わせることができ、これにより機
関燃焼室への混合気の吸入効率を向上させ得る、
補給チヤンバは機関吸入通路を特別にバイパス
させるものではないから、配管構造が簡単である
上、設置部位等の制限も少ない、等の利点があ
る。

(3) 考案が解決しようとする問題点 ところが従来提案されたものでは、吸入通路の
途中に単に密閉状の補給チヤンバを連通している
にすぎないので、機関の吸入効率および燃焼効
率、特に絞り弁のパーシヤル域での機関の低、中
速運転時の吸入効率および燃焼効率の何れをも高
めるには不十分であり、満足のいくものではな
い。

そこで本考案は前記機関に一層の改良を加えて
機関の、特に低、中速運転域での吸入効率および
燃焼効率を大幅に高めるようにした内燃機関の吸
気装置を提供することを目的するものである。

Ｂ 考案の構成 (1) 問題点を解決するための手段 前記目的を達成すべく本考案は、燃焼室と、そ
の燃焼室に電極を臨ませた点火栓と、前記燃焼室
に開口する吸入通路および排気通路と、前記吸入
通路および排気通路にそれらを開閉するように設
けられた吸入弁および排気弁とを備え、前記吸入
通路に、そこに開口する制御通孔を介して所要容
積の密閉した補給チヤンバを連通した内燃機関の
吸気装置において、前記点火栓の電極は前記燃焼
室の中央部より一側に偏位して配設され、前記制
御通孔はシリンダヘツドの肉厚部に、全長に亘り
略等径に穿設され、その制御通孔の吸入通路側開
口端は、該吸入通路の中心線よりも下方において
該吸入通路の下半部の内壁面に、前記吸入弁の傘
部に近接して開口されると共に、前記燃焼室の周
壁の略接線方向に且つ前記電極に向つて指向され
ることを特徴としている。

(2) 作用 前記構成によれば、機関の吸入行程で補給チヤ
ンバ内の貯留混合気は、補給チヤンバの呼吸作用
により吸入通路を流れる新混合気と共に燃焼室へ
と確実、かつ円滑に流れて、特に機関の低、中速
運転時の吸入効率を高め、また液状燃料の燃焼室
への流入を防止し、さらに燃焼室内に流入した混
合気は、点火栓の電極周辺の残留排気を確実に排
除すると共に該燃焼室内で旋回流を生じて、霧状
燃料と空気との均一な混合の促進と、その混合気
に対する点火栓の着火性能の向上が達成され、全
体として燃焼効率の向上が図られる。

(3) 実施例 以下、図面により本考案の一実施例について説
明する。

まず、第１，２図において、４サイクル内燃機
関Ｅは、通常のようにシリンダブロツク１と、そ
の上面に重合結着されるシリンダヘツド２と、シ
リンダブロツク１のシリンダ内を上下に往復動す
るピストンＰとを有し、シリンダヘツド２の下面
には、前記ピストンＰに対面して燃焼室１ａが形
成され、該燃焼室１ａにはその中央部より一側に
偏位して点火栓１１の電極１１ａが臨んでいる。
またシリンダヘツド２には、吸入通路３ａおよび
排気通路７ｂが形成され、それらの通路３ａ，３
ｂは燃焼室１ａに開口される。吸入通路３ａに
は、該通路３ａを開閉する吸入弁４ａが、また排
気通路３ｂには、該通路３ｂを開閉する排気弁４
ｂがそれぞれシリンダ軸線Ｌ−Ｌに対して傾斜し
て設けられる。これらの弁４ａ，４ｂはシリンダ
ヘツド２上に設けられた回転カム５ａ，５ｂによ
りロツカアーム６ａ，６ｂを介して作動され、ピ
ストンＰの昇降運動に連動して吸入通路３ａおよ
び排気通路３ｂを交互に開閉するようになつてい
る。通常のように吸入通路３ａには、気化器Ｃに
連なる吸入管１２ａが、また排気通路３ｂには図
示しない排気マフラに連なる排気管１２ｂがそれ
ぞれ接続される。

前記吸入通路３ａよりも下側において、シリン
ダヘツド２の肉厚部には、吸入通路３ａを外部に
連通する、全長に亘つて等径の制御通孔７が穿設
される。この制御通孔７の、吸入通路３ａ側開口
端は、吸入通路３ａの中心線より下方で、該吸入
通路３ａの下半部の内壁面に、吸入弁４ａの傘部
に近接して開口していると共に、燃焼室１ａ周壁
の略接線方向に且つ点火栓１１の電極１１ａに向
つて指向している。また前記制御通路７の、シリ
ンダヘツド２外側開口端は、接続管８、可撓性導
管９を介して所要容積の密閉した補給チヤンバ１
０に連通される。

次に主に第３図を参照してこの実施例の作用に
ついて説明する。

機関の吸入行程時に第３図イに示すように吸入
弁４ａが開かれ、ピストンＰが下降すれば、燃焼
室１ａに生じる負圧が吸入通路３ａに作用し、こ
れに伴に混合気が吸入通路３ａを通つて燃焼室１
ａに吸入される。この間吸入通路３ａの吸気負圧
は制御通孔７、接続管８および可撓性導管９を通
して補給チヤンバ１０にも作用して該補給チヤン
バ１０内は一時的に負圧に保たれる。

次いで機関が圧縮行程に移り、第３図ロのよう
に吸入弁４ａが閉じ（排気弁４ｂも閉）られても
補給チヤンバ１０内にはなお負圧が残留するため
吸入通路３ａには吸入作用が接続され、混合気を
制御通孔７、接続管８及び導管９を通じて補給チ
ヤンバ１０中に矢印のように流入することにな
り、これが吸入通路３ａの内圧と補給チヤンバ１
０の内圧が平衡するまで継続し、所要量の混合気
が補給チヤンバ１０中に充填される。

この状態で機関が再び吸入行程に入り、吸入弁
４ａが開かれピストンＰが下降すれば、今度は第
３図ハのように吸入通路３ａを通じて、混合気の
吸入動作に合わせて補給チヤンバ１０内に貯留さ
れていた混合気を燃焼室１ａ中に吸入される。こ
の結果燃焼室１ａには流量の多い混合気が吸入さ
れ、吸入効率の向上が図られる。そして機関の運
転中上記動作は繰返して行われる。

而して本実施例では制御通孔７の構成を特定す
ることにより補給チヤンバ１０による呼吸作用が
一層強力に行われ、その効果が一層顕著になる。
すなわち吸入弁４ａの開閉に起因して吸入通路３
ａに発生する脈動の圧力波は該吸入通路３ａの傘
部近傍において脈動および慣性効果により最も密
になり、圧力伝播のロスが少ないので、制御通孔
７を、吸入弁４ａの傘部近傍の吸入通路３ａに開
口することにより、その開口端は吸入通路３ａの
他の部分より強い圧力変化をうけ制御通孔７によ
る呼吸作用が強力に行われ、しかも吸入通路３ａ
の中心線よりも下半部を流れる混合気の流れは、
その上半部を流れる混合気の流れに比べて吸入弁
４ａのステム部によつて邪魔される割合が少ない
ので、吸入通路３ａの下半部には、上半部よりも
流量の多い混合気が円滑に流れ、流量の多い混合
気は該下半部に開口する制御通孔７を通り前記強
力な呼吸作用にもとづいて補給チヤンバ１０内に
流入し、またそこから吸入通路３ａへ噴入され
る。また機関の高速回転域では混合気の吸入流量
が多く、吸入通路３ａ内の混合気の霧化が十分に
行われるが、その反面絞り弁がパーシヤル開度に
あつて機関が低、中速運転域にあるときは、吸気
流量が少なく、霧化出来なかつた液状燃料は吸入
通路３ａの下半壁面を伝わつて流れる。しかしな
がら前記制御通孔７の吸入通路３ａ側開口端は、
前述のように吸入通路３ａの中心線より下方で、
該通路３ａの下半部の内壁面に開口しているの
で、この開口より補給チヤンバ１０内の混合気が
吸入通路３ａ内に勢いよく噴入し、その際、前記
液状燃料を吹き飛ばし、その霧化を促進すること
ができ、該液状燃料の燃焼室１ａの流れ込みを防
止し混合気の着火性を高め低速性能が向上され
る。

また制御通孔７の、吸入通路３ａ側開口端は、
燃焼室１ａの周壁の略接線方向に且つ点火栓１１
の電極１１ａに向つて指向しているので、機関の
低、中速運転域においても制御通孔７より燃焼室
１ａ内に比較的多量に噴入する前記混合気は、先
ず点火栓１１の電極１１ａ周辺を勢いよく通過し
て該電極１１ａ周辺の残留排気を確実に排除した
後、燃焼室１０内の内壁に沿うように流れて強力
な旋回流を生じさせることができ、その結果、吸
気絶対量の少ない前記機関の低、中速運転域であ
つても、霧化燃料と空気との均一な混合を促進さ
せることができると共に、その混合気に対する点
火栓１１の着火性能を向上させることができ、全
体としてその燃焼効率の大幅な向上が達成され
る。

さらに制御通孔７はシリンダヘツド２の肉厚部
に穿設されることにより、吸入通路３ａ内は制御
通孔７の特設によるも吸入抵抗が増すことがな
く、特に機関の高速運転域での吸入効率が低下す
ることがなく、また該制御通孔７は機関の振動等
による影響をうけることが少なく、該通孔７の加
工が容易で、且つシリンダヘツド２は制御通孔７
の形成によつてもその剛性が損なわれない。

さらにまた制御通孔７はその全長に亘つて略等
径であることにより、該孔７内を通過する流体の
圧力降下を最少限に止めて、該制御通孔７を介し
ての前記補給チヤンバ１０の呼吸作用を一層スム
ーズに行わせることができる。

第４図は前記吸気装置を自動二輪車用ガソリン
機関Ｅに適用した場合を示し、これにおいて図示
しない２本の制御通孔が吸入通路に開口し、それ
ら両制御通孔と各連通する２本の導管９ａ，９ｂ
が１個の補給チヤンバ１０に接続される。なお第
４図中Ａはエアクリーナ、Ｃは気化器、Ｆはフレ
ーム、Ｍはトランスミツシヨン、Maは排気マフ
ラである。

第５図、第６図イ，ロは90c.c.のガソリン機関に
つき、本考案の吸気装置を備えたものと、それを
備えない従来のものについて行つたテスト結果を
それぞれグラフに示したものであり、第５図は出
力特性を示すもので、これによれば機関の回転速
度が6000〜6500RPMの範囲では気化器Ｃのスロ
ツトル弁開度Othが1/4のとき26％の出力増加と
なつており、同じくスロツトル弁開度Othが1/2
のときでは15.2％、スロツトル弁開度Othが4/4の
とき全開のときでは6.7％の出力増加となつてい
ることが分る。

また第６図イのグラフはモータリングテストに
よる機関の体積効率の変化を示しており、これに
よれば機関の回転速度が5000RPM以上になれば、
本考案のものが体積効率が大きくそれだけ吸入効
率が改善されていることが判明し、そして第６図
ロはフアイアリングテストによる機関の体積効率
の変化を示すが、これによれば補給チヤンバ１０
を備えたものは、備えないものと略同じかむしろ
これを上回る傾向にあり、これは本考案のものが
混合気の吸入が多いにも拘らず燃焼が良好に行わ
れていることを示している。

Ｃ 考案の効果 以上の実施例により明らかなように本考案によ
れば、燃焼室と、その燃焼室に電極を臨ませた点
火栓と、前記燃焼室に開口する吸入通路および排
気通路と、前記吸入通路および排気通路にそれら
を開閉するように設けられた吸入弁および排気弁
とを備え、前記吸入通路に、そこに開口する制御
通孔を介して所要容積の密閉した補給チヤンバを
連通した内燃機関の吸気装置において、前記点火
栓の電極は前記燃焼室の中央部より一側に偏位し
て配設され、前記制御通孔はシリンダヘツドの肉
厚部に、全長に亘り略等径に穿設され、その制御
通孔の吸入通路側開口端は、該吸入通路の中心線
よりも下方において該吸入通路の下半部の内壁面
に、前記吸入弁の傘部に近接して開口されると共
に、前記燃焼室の周壁の略接線方向に且つ前記電
極に向つて指向されることにより、 吸入弁の開閉動作に起因して吸入通路内の、
制御通孔開口端近傍には、吸入通路の他の部分
より大きい圧力変化をもたらし、この大きな圧
力変化によつて補給チヤンバ内には制御通孔を
介して大きな呼吸作用、すなわち混合気の吸込
みと、吐き出しとが活発に行われ、機関の吸入
効率、特に吸気絶対量の少ない機関の低、中速
運転域での吸入効率を大幅に高めることができ
る。

特に機関の低、中速運転域で、吸入通路の下
半部の内壁面を伝わつて流れる未気化の液状燃
料は、補給チヤンバより制御通孔を通つて吸入
通路に勢いよく噴入する混合気によつて吹き飛
ばされ、その霧化が促進され液状燃料の燃焼室
への流れ込みを防止し、混合気の着火性を高め
低速性能が向上する。

制御通孔の吸入通路側開口端が燃焼室周壁の
略接線方向に且つ点火栓の電極に向つて指向し
ているので、吸気絶対量の少ない機関の低、中
速運転域においても制御通孔より燃焼室に比較
的多量に噴入する前記混合気は、先ず点火栓の
電極周辺に勢いよく通過して該電極周辺の残留
排気を確実に排除した後、燃焼室内壁に沿うよ
うに流れて強力な旋回流を生じさせることがで
き、その結果、前記機関の低、中速運転域であ
つても、霧化燃料と空気との均一な混合を促進
させることができると共に、その混合気に対す
る点火栓の着火性能を向上させることができ、
全体として燃焼効率の大幅な向上が達成され
る。

制御通孔はシリンダヘツドの肉厚部に穿設さ
れることにより、吸入通路内は制御通孔を設け
ても吸入抵抗が増すことがなく、特に機関の高
速運転域での吸入効率の低下を招くことがな
く、かつシリンダヘツドの剛性が損なわれる心
配もなく、さらに制御通孔自身が機関の振動等
の物理的影響を受けて、変形、破損する心配が
ない。

前記制御通孔はその全長に亘つて略等径であ
ることにより、構造の比較的複雑なシリンダヘ
ツドにもドリルを以て迅速容易に孔明け加工す
ることができる上、該制御通孔内を通過する流
体の圧力降下を最少限に止めて、該制御通孔を
介しての前記補給チヤンバの呼吸作用を一層ス
ムーズに行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案装置の一実施例を示すもので、第
１図は本考案を装備した４サイクル内燃機関の頭
部の縦断面図、第２図は第１図−線に沿うシ
リンダヘツドの底面図、第３図イ，ロ，ハは本考
案装置の作動状態を示す説明図、第４図は本考案
装置付内燃機関を自動二輪車に適用した場合の、
自動二輪車の一部側面図、第５図は出力状態につ
き本考案装置付機関を従来のものと比較して行つ
たテスト結果のグラフ、第６図イ，ロはモータリ
ングおよびフアイアリングによる体積効率につ
き、本考案装置付機関と従来のものとを比較して
行つたテスト結果のグラフである。 １ａ……燃焼室、３ａ……吸入通路、３ｂ……
排気通路、４ａ……吸入弁、４ｂ……排気弁、７
……制御通孔、１０……補給チヤンバ、１１……
点火栓、１１ａ……電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室１ａと、その燃焼室１ａに電極１１ａを
   臨ませた点火栓１１と、前記燃焼室１ａに開口す
   る吸入通路３ａおよび排気通路３ｂと、前記吸入
   通路３ａおよび排気通路３ｂにそれらを開閉する
   ように設けられた吸入弁４ａおよび排気弁４ｂと
   を備え、前記吸入通路３ａに、そこに開口する制
   御通孔７を介して所要容積の密閉した補給チヤン
   バ１０を連通した内燃機関の吸気装置において、
   前記点火栓１１の電極１１ａは前記燃焼室１ａの
   中央部より一側に偏位して配設され、前記制御通
   孔７はシリンダヘツド２の肉厚部に、全長に亘り
   略等径に穿設され、その制御通孔７の吸入通路３
   ａ側開口端は、該吸入通路３ａの中心線よりも下
   方において該吸入通路３ａの下半部の内壁面に、
   前記吸入弁４ａの傘部に近接して開口されると共
   に、前記燃焼室１ａの周壁の略接線方向に且つ前
   記電極１１ａに向つて指向されることを特徴とす
   る内燃機関の吸気装置。