JP2937576B2 - 吸気制御式エンジンの冷却装置 - Google Patents

吸気制御式エンジンの冷却装置

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JP2937576B2 JP3247018A JP24701891A JP2937576B2 JP 2937576 B2 JP2937576 B2 JP 2937576B2 JP 3247018 A JP3247018 A JP 3247018A JP 24701891 A JP24701891 A JP 24701891A JP 2937576 B2 JP2937576 B2 JP 2937576B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低速回転時等に吸気通
路面積を絞り込むことにより、吸入空気量が少ない場合
にも流速を高めることができるようにした吸気制御式エ
ンジンの冷却装置に関し、詳細には吸気制御弁の熱歪に
よる作動不良を回避でき、又は吸気制御弁付近に燃料が
滞留するのを回避できるようにした冷却ジャケットの構
造の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの燃費向上には、低吸入空気量
時にも流速を高めて燃焼室内に例えば縦スワールを発生
させ、希薄混合気燃焼を安定化させることが有効であ
る。このような縦スワールを発生できる吸気制御装置と
して、従来から、例えば特公昭59−5767号公報に
開示されているように、吸気通路の吸気弁開口近傍に制
御板を起伏可能に配置し、低速回転時等に上記制御板を
起立させて吸気通路面積を絞るようにしたものがある。
しかしながら上記従来の吸気制御装置では、低速回転時
等に制御板の下流側に空間が生じ、ここに吸気流が巻き
込まれて乱れが生じるので、期待通りの縦スワールが得
難いという問題がある。そこで本出願人は、丸棒に吸気
通路形状に沿った凹部を形成してなる吸気制御弁を吸気
通路の底壁部分に該吸気通路と直角方向に挿入し、該制
御弁を回動させることによって吸気流の乱れを軽減しな
がら吸気通路面積を絞ることができ、縦スワールを確実
に発生できる吸気制御装置を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記提案に係
る吸気制御装置を備えたエンジンの場合、丸捧状の吸気
制御弁を燃焼室の近傍に配置し、これを回動させるよう
に構成されている。従ってこの吸気制御弁には燃焼室か
らの熱が作用することから、冷却装置の如何によって
は、熱歪によって吸気制御弁の動作を円滑に行えなくな
る懸念がある。また上記吸気制御弁は丸捧体に吸気凹部
を形成してなるものであるから、該吸気制御弁を閉側に
回動させたとき、吸気通路底壁の上記吸気凹部付近に燃
料が滞留する懸念もある。
【0004】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、吸気制御弁の熱歪による作動不良を回避で
き、又は吸気凹部への燃料の滞留を回避できるようにし
た吸気制御式エンジンの冷却装置を提供することを目的
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、吸気
弁開口をシリンダヘッド外壁に導出する吸気通路を設
け、該吸気通路のシリンダブロックとの合面側の底壁部
分に上記吸気通路の断面積を制御する丸捧体からなる吸
気制御弁をカム軸方向に配設した吸気制御式エンジンの
冷却装置において、上記吸気制御弁の少なくとも燃焼室
側部分を囲むように吸気制御弁用冷却ジャケットを設け
るとともに、該冷却ジャケットを、シリンダヘッドに形
成された上側ジャケット部と、シリンダブロックに形成
された下側ジャケット部と、該下側,上側ジャケット部
を連通する連通部とを備えたものとしたことを特徴とし
ている。また請求項2の発明は、上記吸気制御弁の近傍
に配置された吸気制御弁用冷却ジャケットを、該吸気制
御弁のシリンダヘッド側部分のみを囲むように形成した
ことを特徴としている。
【0006】
【作用】請求項1の発明に係る冷却装置によれば、吸気
制御弁用冷却ジャケットを、上側,下側ジャケット部
と、該両ジャケット部を連通する連通部とを備え、吸気
制御弁の少なくとも燃焼室側部分を囲む構造としたの
で、吸気制御弁の温度的に厳しい条件下にある燃焼室側
部分を均等に冷却でき、従って吸気制御弁の熱歪を抑制
でき、回動動作を円滑に行うことができる。また請求項
2の発明によれば、吸気制御弁用冷却ジャケットを、吸
気制御弁のシリンダヘッド側部分、つまり吸気制御弁の
吸気通路内露出側部分のみを囲む構造としたので、吸気
制御弁の吸気通路底壁内埋設側部分が比較的高温に保た
れる。従ってこの熱により、低速回転時等に吸気凹部付
近に位置する燃料の蒸発が促進され、吸気凹部付近への
燃料の滞留を回避できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図1ないし図4は請求項1の発明に係る第1実施例
による吸気制御式エンジンの冷却装置を説明するための
図であり、図1,図2は図4のI−I,II−II線断
面図、図3は断面側面図、図4は断面平面図である。
【0008】図において、1は水冷式4サイクル並列4
気筒4バルブエンジンであり、これはクランクケース2
上にシリンダブロック3,シリンダヘッド4を前傾状態
に積層して吸気側,排気側ヘッドボルト6a,6b及び
ナット6cで結合し、該シリンダヘッド4の上側合面4
eにヘッドカバー5を被せた構造のものである。上記シ
リンダブロック3に形成された4つのシリンダボア3a
内にはそれぞれピストン7が摺動自在に挿入されてお
り、該各ピストン7はコンロッド8でクランク軸(図示
せず)に連結されている。
【0009】上記シリンダヘッド4のシリンダブロック
3側の下側合面4aには燃焼室を構成する燃焼凹部4b
が凹設されている。該燃焼凹部4bの中央には点火プラ
グ9が螺挿されており、また該プラグ9の周囲には吸気
弁開口4c,排気弁開口4dがそれぞれ2つづつ開口し
ている。この各排気弁開口4dには排気弁10の弁板1
0aが、吸気弁開口4cには吸気弁11の弁板11aが
それぞれ各開口4d,4cを開閉可能に配置されてい
る。該排気,吸気弁10,11の弁軸はカム軸方向に見
て所定の挟み角をなすように気筒軸方向に斜め上方に延
びており、その上端には排気,吸気リフタ12,13が
それぞれ装着されている。該各リフタ12,13上に
は、これを駆動する排気,吸気カム軸14,15が気筒
軸と直角方向に向けて、かつ相互に平行に配設されてい
る。この排気,吸気カム軸14,15とクランク軸とを
接続するカムチェン(図示せず)は上記4つのシリンダ
ボア3aの中央に形成されたチェン室4h内に配置され
ている。
【0010】上記2つの排気弁開口4dは二叉状の排気
通路16でシリンダヘッド4の前壁4f側に導出されて
おり、該排気通路16の壁面開口16aには排気管(図
示せず)が接続されている。また上記2つの吸気弁開口
4cは二叉状の吸気通路17でシリンダヘッド4の後壁
4g側に導出されている。該吸気通路17は気筒軸方向
に見ると、カム軸15と略直角方向に延びており、また
カム軸方向に見ると、上記吸気弁開口4cからシリンダ
後壁4g側に円弧状に屈曲した後、略直線状に延びてい
る。
【0011】また上記吸気通路17の壁面開口17aに
はスロットルボディ24が接続されている。このスロッ
トルボディ24内には弁軸30bに弁板30aを固着し
てなるスロットルバルブ30が配設されている。またこ
のスロットルボディ24の底壁側には燃料噴射弁26が
装着されており、該噴射弁26の噴射ノズルは噴射口2
4aを通って後述する吸気制御弁21の吸気凹部21a
付近を指向している。
【0012】上記吸気通路17の上記円弧状に屈曲した
屈曲部17bには、弁穴17cがカム軸方向に形成され
ている。この弁穴17cは、その軸線が該吸気通路17
の底壁17d面付近で、かつ上記吸気弁11の軸と吸気
側ヘッドボルト6aとの間の上記屈曲部17b寄りに位
置するように形成されており、隣接する2つの吸気通路
17,17を連通している。この弁穴17c内には、吸
気通路17の通路断面積を変化させるための吸気制御弁
21が回動自在に配設されている。この制御弁21は上
記カムチェンを挟んで左,右一対配設されており、丸棒
に4つの吸気凹部21aを切り欠き形成してなるもので
ある。この吸気凹部21aは、全開時に吸気通路17の
底壁17d面及び側壁面の一部をなすようになってお
り、また全閉時には吸気通路17の底壁17d側部分を
絞り込み、天壁側部分のみを開口させるようになってい
る。なお、図示していないが、上記吸気制御弁21はス
ロットル操作によって開閉されるようになっている。こ
の場合吸気制御弁21は、スロットル開度が所定の低開
度になるまでは、全閉状態に保持され、スロットル開度
がこれより大きくなるに従って開かれ、所定の高開度以
上で全開となる。
【0013】ここで本実施例エンジン1は、気筒軸aを
通る直線cから吸気側ヘッドボルト6aまでの距離D2
を排気側ヘッドボルト6bまでの距離D1より大きく設
定している。これは以下の方法で実現されたものであ
る。即ち、シリンダヘッド4の軸線5、つまり該シリン
ダヘッド4の上側合面4eに直角な直線を上記気筒軸a
に対して吸気側にθだけ傾斜させ、これにより吸気カム
軸15,排気カム軸14をそれぞれ外方,内方に偏位さ
せ、該吸気,排気カム軸15,14の下方に吸気側,排
気側ヘッドボルト6a,6bを気筒軸aと平行に挿入配
置して構成されている。
【0014】そして本実施例エンジン1のシリンダブロ
ック3,及びシリンダヘッド4には主として燃焼室の周
囲を囲むように冷却ジャケットが形成されている。この
冷却ジャケットの一部が上記吸気制御弁21の周囲に位
置し、燃焼室からの熱の吸気制御弁21への伝達量を抑
制する吸気制御弁用冷却ジャケット31となっている。
この冷却ジャケット31は、シリンダヘッド4に形成さ
れて上記吸気制御弁21の上側部分を囲む上側ジャケッ
ト部31c,31dと、シリンダブロック3に形成され
て上記吸気制御弁21の下側部分を囲む下側ジャケット
部31aと、この下側ジャケット部31aと上記上側ジ
ャケット部31cとを連通する連通部31bとで構成さ
れている。なお、上記下側ジャケット部31aはシリン
ダボア3aを囲む各シリンダジャケット部31e,31
e間部分に位置している。
【0015】上記シリンダブロック3の下側ジャケット
部31aにはシリンダジャケット部31eを介して給水
管33が接続されており、また上記シリンダヘッド4の
上側ジャケット部31dには、左,右一対の枝管32a
を介して戻り管32が接続されている。なお、この戻り
管32はサーモスタット弁を介してラジエータに接続さ
れている。
【0016】次に本実施例の作用効果について説明す
る。エンジンの低速回転,又は低負荷運転時のように吸
気量が少ない場合は、図3に示すように、上記吸気制御
弁21は全閉位置に回動される。そのため吸気通路17
はその底壁17d側から絞られ、天壁側のみが開口する
こととなる。これにより吸気は上記絞り部で流速が高め
られ、かつ吸気通路17の天壁面に沿って流れ、燃焼室
の中央付近に方向性をもって吹き込まれ、図3に矢印で
示すように縦スワールが発生する。その結果、空燃比を
希薄にしても燃焼を安定化でき、燃費の向上を図ること
ができる。
【0017】このような動作を行う吸気制御弁21は、
その構造上燃焼室の近傍に配置されているから、該燃焼
室からの熱負荷が大きくなる。本実施例では、吸気制御
弁用冷却ジャケット31を、吸気制御弁21の上側を囲
む上側ジャケット部31c,31dと、下側を囲む下側
ジャケット部31aと、両ジャケット部を連通する連通
部31bとで構成したので、燃焼室から吸気制御弁21
への熱を確実に遮断でき、従って吸気制御弁21の熱歪
を抑制してこれの作動不良を回避できる。
【0018】図5ないし図7は請求項2の発明に係る第
2実施例による吸気制御式エンジンの冷却装置を説明す
るための図であり、図1ないし図4と同一符号は同一又
は相当部分を示す。
【0019】本実施例では、吸気制御弁用冷却ジャケッ
ト31を、シリンダヘッド4に形成され、吸気制御弁2
1の上側に位置する上側ジャケット部31cだけで構成
している。従って、上記吸気制御弁21の下側に位置す
るジャケット部(上記図1の符号31aに相当する部
分),及び上側,下側ジャケット部を連通する連通部
(図1の符号31bに相当する部分)は設けられていな
い。つまり吸気制御弁用冷却ジャケットは図1に二点鎖
線と短いハッチングで示す部分のみに設けられている。
また上記上側ジャケット部31cの、左,右2気筒づつ
の中央部には、排出管34aが気筒軸方向に挿入接続さ
れており、該各排出管34aに戻りホース34が接続さ
れている。なお、この戻りホース34は、他の気筒用戻
りホースと合流した後、図示しないラジエータに接続さ
れている。
【0020】本実施例では、冷却水は、給水管33から
シリンダジャケット部31eに供給され、ここから上側
ジャケット部31cに流れ込み、戻りホース34を介し
てラジエータに戻ることとなる。
【0021】ここで本実施例の吸気制御弁21は、丸棒
体に吸気凹部21aを形成してなるものであるから、こ
れを低速回転時等に閉位置に回動させた場合、該凹部2
1a部分が下方に凹むこととなる。従って低速回転時等
においては、上記凹部付近に燃料が滞留することが懸念
される。本実施例では、吸気制御弁21の上側部分を冷
却する上側ジャケット部31cのみを設け、下側ジャケ
ット部,連通部は設けていないので、吸気制御弁21の
下側部分、つまり上記吸気凹部21a付近は比較的高温
に保持されることとなる。従って、本実施例では、上側
部分に位置する上側ジャケット部31cによって吸気制
御弁21の熱歪を抑制しながら、下側部分の高温によっ
て上記凹部付近の燃料の蒸発を促進して該凹部への燃料
の滞留を回避できる。
【0022】なお、上記各実施例では、左2気筒,右2
気筒のそれぞれの中央から、つまり2箇所から冷却水を
排水するようにしたが、冷却水の排水については、図8
に示すように、エンジンのカム軸方向一端部から排水す
るようにしても勿論良い。また上記各実施例では、水冷
式エンジンの場合を説明したが、本発明の冷却媒体は水
に限定されるものではなく、例えば油冷式エンジンにも
勿論適用できる。
【0023】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明に係る吸気
制御式エンジンの冷却装置によれば、吸気制御弁用冷却
ジャケットをシリンダヘッド,シリンダブロックにそれ
ぞれ形成された上側,下側ジャケット部と、該両ジャケ
ット部を連通する連通部とで構成したので、吸気制御弁
の周囲を均等に冷却でき、該制御弁の作動不良を回避で
きる効果がある。また請求項2の発明に係る冷却装置に
よれば、吸気制御弁の上側のみに冷却ジャケットを設け
たので、吸気制御弁の下側部分を高温に保ことができ、
吸気凹部付近の燃料の蒸発を促進して該凹部への燃料の
滞留を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図4のI-I 線断面図である。
【図2】図4のII-II 線断面図である。
【図3】請求項1の発明に係る第1実施例の吸気制御式
エンジンの冷却装置を示す断面側面図である。
【図4】図3のIV-IV 線断面図である。
【図5】請求項2の発明に係る第2実施例の吸気制御式
エンジンの冷却装置を示す断面側面図である。
【図6】図5のVI-VI 線断面図である。
【図7】図5のVII-VII 線断面図である。
【図8】排水部分の変形例を示す断面正面図である。
【符号の説明】
1 エンジン 3 シリンダブロック 4 シリンダヘッド 4a シリンダブロックとの合面 4c 吸気弁開口 4g シリンダヘッド外壁 17 吸気通路 17d 底壁 21 吸気制御弁 31 吸気制御弁用冷却ジャケット 31a 下側ジャケット部 31b 連通部 31c,31d 上側ジャケット部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気弁開口をシリンダヘッド外壁に導出
    する吸気通路を設け、該吸気通路のシリンダブロックと
    の合面側の底壁部分に上記吸気通路の断面積を制御する
    丸棒体からなる吸気制御弁をカム軸方向に配設した吸気
    制御式エンジンの冷却装置において、上記吸気制御弁の
    少なくとも燃焼室側部分を囲むように吸気制御弁用冷却
    ジャケットを設けるとともに、該冷却ジャケットを、シ
    リンダヘッドに形成された上側ジャケット部と、シリン
    ダブロックに形成された下側ジャケット部と、該下側,
    上側ジャケット部を連通する連通部とを備えたものとし
    たことを特徴とする吸気制御式エンジンの冷却装置。
  2. 【請求項2】 吸気弁開口をシリンダヘッド外壁に導出
    する吸気通路を設け、該吸気通路のシリンダブロックと
    の合面側の底壁部分に上記吸気通路の断面積を制御する
    丸棒体からなる吸気制御弁をカム軸方向に配設した吸気
    制御式エンジンの冷却装置において、上記吸気制御弁の
    近傍に形成された吸気制御弁用冷却ジャケットを、該吸
    気制御弁のシリンダヘッド側部分のみを囲む形状とした
    ことを特徴とする吸気制御式エンジンの水冷装置。
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