JP3426296B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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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、１気筒当たり３個の吸
気弁を備えたエンジンの吸気装置に関し、特に吸気ポー
トの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１気筒当たり３個の吸気弁を備え
たエンジンの吸気装置としては、例えば特願昭６３−２
５６０００号に開示されたものがある。この従来の吸気
装置は、３個の吸気弁がシリンダ軸心を中心とする同心
円上に並べられており、共通の吸気カム軸によって駆動
されるように構成されていた。このため、３個の吸気弁
のうち両側の吸気弁は、中央の吸気弁よりカム軸方向に
見たときのシリンダ軸線に対する傾斜角度が大きくなっ
ていた。
【０００３】また、吸気通路は、燃焼室近傍では各吸気
弁毎に形成されて各々が吸気弁によって開閉される構造
になっており、燃焼室近傍で燃焼室側開口からシリンダ
ヘッド側部へ向かうように湾曲形成されていた。なお、
これらの吸気通路のうち両側の吸気通路は、中央の吸気
通路よりカム軸方向に見たときのシリンダ軸線に対する
傾斜角度が大きくなるように形成されていた。すなわ
ち、両側の吸気弁、吸気通路は中央の吸気弁、吸気通路
よりカム軸方向に見たときのシリンダ軸線に対する傾斜
角度がともに大きくなっていた。また、３つの吸気通路
は内径が略同径に形成されていた。
【０００４】このように構成された従来の吸気装置で
は、エンジンの吸気行程において３個の吸気通路からそ
れぞれ吸気が燃焼室に吸い込まれ、シリンダ内にカム軸
方向と平行な軸線回りに旋回する縦方向の旋回流が生じ
るため、吸気と共に供給される燃料がシリンダ内の全域
に略均等に分配されて燃焼が効率よく行われることにな
る。この旋回流を以下においてタンブルという。
【０００５】このタンブルがシリンダ内に生じるのは、
各吸気通路の傾斜角度が吸気弁に対して大きいからであ
る。すなわち、吸気通路内を流れる吸気は、その慣性に
よって燃焼室側開口から斜めに燃焼室に流入し易くなる
と共に、燃焼室に流入するときに吸気弁の弁体に当たっ
て弁体によってその流れ方向がシリンダ軸心に対して吸
気弁とは反対側、言い換えれば排気弁側へ変えられるか
らであった。このため、吸気は吸気通路の燃焼室側開口
から排気弁側へ流れてシリンダの内壁面に沿うようにし
て下降し、ピストン上方で方向転換されることになるか
ら、シリンダ内に上述したタンブルが生じるようにな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
タンブルを発生させるようにしても、燃焼効率を向上さ
せるには限度があった。これは、中央の吸気通路から燃
焼室に流入する吸気は前記タンブルとは反対方向へ多く
流れるからであった。
【０００７】すなわち、中央の吸気通路から燃焼室に流
入する吸気は、中央の吸気通路が両側の吸気通路より前
記傾斜角度が小さいことに起因してその流れ方向が両側
の吸気通路を流れる吸気よりシリンダの下方を向くよう
になるから、吸気弁の弁体に当たったときに排気弁とは
反対側へ流れ向きが変えられる分量が多くなってしま
う。
【０００８】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、シリンダ内にタンブルをより多く発
生させて燃焼効率を高めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエンジ
ンの吸気装置は、中央の吸気通路を、燃焼室近傍におい
て他の吸気通路より通路の軸線に対して直交する面の断
面積が小さくなるように形成し、かつ湾曲部分のうち上
側となる通路内壁面を扁平に形成して吸気流の下流側へ
向かうにしたがって次第に燃焼室に近づく直線的な傾斜
面とし、前記３個の吸気弁のうち両側の吸気弁の下面に
リセスを形成するとともに、中央の吸気弁の下面を全面
にわたって平坦に形成したものである。
【００１０】第２の発明に係るエンジンの吸気装置は、
前記第１の発明に係るエンジンの吸気装置において、中
央の吸気通路の湾曲部分のうち下側となる通路内壁面に
吸気抵抗付加用角部を設けると共に、この中央の吸気通
路が開口する燃焼室上壁におけるこの開口に対してシリ
ンダ軸心とは反対側となる部分にマスキング部を設けた
ものである。
【００１１】第３の発明に係るエンジンの吸気装置は、
前記第１の発明に係るエンジンの吸気装置において、中
央の吸気通路と、両側の吸気通路のうち少なくとも一方
の吸気通路とを、上流側に対して分岐された中央分岐
路、側部分岐路として形成し、これらの分岐路の間の隔
壁の上部を、下部に対して吸気流の上流側へ側部分岐路
に沿わせて延在させたものである。
【００１２】
【作用】第１の発明によれば、中央の吸気通路が他の吸
気通路より通路断面積が小さいために中央の吸気通路に
流入する吸気量が少なくなる。また、この中央の吸気通
路を流れる吸気は、燃焼室側湾曲部分の傾斜面に沿って
流れて流れ方向が大きく変えられることなくシリンダ軸
心側へ向けて燃焼室に斜めに流入する。さらに、中央の
吸気弁は、弁体が略水平（シリンダヘッド下端面と略平
行）に近づくにもかかわらず、弁体の下面が平坦に形成
されているために、この下面が点火プラグの発火点に晒
され易くなる。すなわち、前記発火点から中央の吸気弁
の弁体を見たときに弁体下面に影となる部分が生じるの
を防ぐことができるから、火炎を前記弁体の下面の全域
に伝えることができる。一方、両側の吸気弁は、弁体に
リセスが形成されることによって軽量化される。
【００１３】第２の発明によれば、湾曲部分の下側に沿
って流れる吸気は吸入抵抗が大きいために流速が低下す
る。また、吸気弁のリフト量が少ないときにこの中央の
吸気通路から燃焼室に流入する吸気のうちシリンダ軸心
とは反対側へ流れる吸気は、マスキング部によって流路
が絶たれる。
【００１４】第３の発明によれば、吸気通路上部を流れ
る比較的流速の速い吸気が側部分岐路へ多く流れるよう
になる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図１５
によって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジン
の吸気装置を備えたシリンダヘッドの平面図、図２は同
じく底面図、図３は図１におけるＡ矢視図、図４は図１
におけるＢ矢視図である。これら図１〜図４は吸・排気
弁および動弁装置等を組み込んでいない状態のシリンダ
ヘッドを示している。図５は吸・排気弁および動弁装置
を組み込んだ状態のシリンダヘッドの断面図で、同図は
図２におけるV−V線断面図を示している。
【００１６】図６は要部を拡大して示す断面図、図７は
図６におけるVII−VII線断面図、図８は吸・排気弁が装
着された状態の燃焼室上壁を示す平面図、図９は図２に
おける隔壁部分のIX−IX線断面図、図１０は図２におけ
る吸気通路部分のX−X線断面図である。図１１は中央ポ
ート開閉用吸気弁の配置を説明するための断面図、図１
２はシリンダヘッドの搭載形態を示す平面図、図１３は
図１２におけるＡ−Ａ線断面図、図１４は図１２におけ
るＢ−Ｂ線断面図で、図１３および図１４はシリンダヘ
ッドにカム軸やカバー類を取付けた状態で描いてある。
図１５は二次絞り弁の動作を説明するためのグラフであ
る。
【００１７】これらの図において、１はＶ形８気筒エン
ジン用シリンダヘッド、２および３はこのシリンダヘッ
ド１の側部に開口した１気筒毎のプライマリ吸気ポー
ト、セカンダリ吸気ポートである。これらの吸気ポート
２，３によって本発明に係る吸気通路が構成されてい
る。この吸気通路は、吸気流の上流側が不図示のサージ
タンク、スロットル弁（一次絞り弁）およびエアフィル
タ等を介して大気に連通され、図２中に二点鎖線で示す
ようにシリンダヘッド１より上流側で分岐されて前記プ
ライマリ吸気ポート２とセカンダリ吸気ポート３とに連
通されている。
【００１８】また、この吸気通路におけるセカンダリ吸
気ポート３の上流側開口部の近傍には、図５に示すよう
に二次絞り弁４が介在されている。この二次絞り弁４
は、シリンダヘッド１に取付けられた吸気マニホールド
連結部材５に装着されている。なお、この吸気マニホー
ルド連結部材５にはプライマリ吸気ポート２に燃料を噴
射する燃料噴射装置６が取付けられている。そして、こ
の二次絞り弁４は、図１５に示すように、吸気の必要量
に応じて開閉するように構成されている。図１５はスロ
ットル開度あるいは吸気負圧とエンジン回転数とに対す
るエンジンのトルクを示すグラフである。すなわち、二
次絞り弁４は、スロットル開度あるいは吸気負圧や、エ
ンジン回転数が図１５中にハッチングを施した範囲にあ
るときに閉じられ、それ以外のときには開くことにな
る。
【００１９】前記プライマリ吸気ポート２はセカンダリ
吸気ポート３より内径が大きく設定されており、図２に
示すように、シリンダヘッド１内で隔壁７によって内径
の異なる２つのポートに分岐されて下流側端部がシリン
ダヘッド１の下面における燃焼室上壁８に開口してい
る。また、セカンダリ吸気ポート３は、プライマリ吸気
ポート２に対して気筒の並列方向に隣合う位置に形成さ
れ、下流側端部が前記プライマリ吸気ポート２の２つの
開口に隣接して開口している。これによってシリンダヘ
ッド１における燃焼室Ｓの近傍となる部位に図１０に示
すように１気筒当たり３つの吸気ポートが形成されてい
る。なお、これらプライマリ吸気ポート２およびセカン
ダリ吸気ポート３は、図２に示すように平面視において
上流部分の中心がシリンダ軸心より気筒の並列方向一方
と他方とにずれるように形成されている。
【００２０】すなわち、プライマリ吸気ポート２には、
前記３つの吸気ポートのうち中央に位置する中央ポート
９と、この中央ポート９に隣接する側部ポート１０とが
形成されることになる。本発明に係る吸気装置では図１
０に示すように中央ポート９は側部ポート１０より内径
（軸線と直交する面の断面積）が小さく形成されてい
る。また、側部ポート１０は、セカンダリ吸気ポート３
の下流部と略同径かつ中央ポート９を中心として略対称
に形成されている。なお、中央ポート９が第３の発明に
係る中央分岐路を構成し、側部ポート１０が側部分岐路
を構成している。
【００２１】図５において１１は前記中央ポート９を開
閉する吸気弁、１２は側部ポート１０を開閉する吸気弁
である。前記吸気弁１１は中央ポート９が側部ポート１
０より細径である関係から、側部ポート用吸気弁１２よ
り細径に形成されている。なお、セカンダリ吸気ポート
３を開閉する吸気弁は図５には示されていないが、前記
吸気弁１２と同じものが使用されている。１３は１気筒
当たり２個の排気弁、１４は排気弁毎に形成された排気
ポートである。
【００２２】１５は前記各吸・排気弁を所定のタイミン
グをもって開閉させるための動弁装置で、この動弁装置
１５は、吸気カム軸１６、排気カム軸１７、バルブリフ
タ１８，１９、バルブスプリング２０，２１等を備えた
従来周知の構造になっている。なお、前記３個の吸気弁
のうち中央の吸気弁１１は両側の吸気弁１２より細径で
ある関係から、バルブリフタ１８、バルブスプリング２
０等の関連部材も吸気弁１２用のものより細径に形成さ
れている。このため、図１に示したようにシリンダヘッ
ド１の上面に開口するバルブリフタガイド２２，２３も
開口径が異なっている。バルブリフタガイド２２には中
央の吸気弁１１用のバルブリフタ１８が挿入され、バル
ブリフタガイド２３には両側の吸気弁１２用のバルブリ
フタ１８が挿入される。
【００２３】図１において２４は排気弁１３用のバルブ
リフタ１９が挿入されるバルブリフタガイド、２５は後
述する点火プラグ２６（図６）がねじ込まれるプラグホ
ールである。また、２７および２８は吸気カム軸１６、
排気カム軸１７をカム軸ホルダ２９（図５）と共に回転
自在に支持するカムジャーナル、３０は前記カム軸ホル
ダ２９をシリンダヘッド１に固定するボルト３１（図
５）が螺着されるボルト穴で、これらは何れも各気筒の
吸気弁１１，１２の間と、排気弁１３，１３の間とに配
設されている。また、これらのボルト穴３０のうち前記
プラグホール２５の近傍に位置するものは、プラグホー
ル２５の中心からの距離が等しくなるように配設されて
いる。このようにすることによってプラグホール２５の
開口縁部に比較的幅広な円環状シール面２５ａを形成す
ることができ、シリンダヘッド１に後述するヘッドカバ
ーを取付けてプラグホール２５の内外をシールするとき
のシール性を高めることができる。３２はこのシリンダ
ヘッド１をシリンダブロック３３（図５）に固定するた
めのシリンダヘッドボルト（図示せず）が挿通されるボ
ルト穴、３４は後述するヘッドカバー３５（図９）をシ
リンダヘッド１に固定するためのヘッドカバーボルト
（図示せず）が螺着されるボルト穴、３６は潤滑油戻し
穴、３７はシリンダヘッド１を鋳造するとき用いた中子
砂を排出させるための砂抜き穴である。
【００２４】ここで、前記プライマリ吸気ポート２およ
びセカンダリ吸気ポート３の構成についてさらに詳細に
説明する。プライマリ吸気ポート２およびセカンダリ吸
気ポート３は、図５に示すようにカム軸方向に見てシリ
ンダ軸線Ｃに対して傾斜されており、燃焼室Ｓの近傍に
おいて燃焼室側開口からシリンダヘッド側部へ向かうよ
うに湾曲形成されている。なお、これらのポート２，３
の燃焼室側開口部には、図中符号３８で示す吸気弁用バ
ルブシートが装着されている。
【００２５】プライマリ吸気ポート２の中央ポート９
は、上述したように側部ポート１０より吸気通路の軸線
と直交する面の断面積が小さく（細径に）形成されると
共に、前記湾曲部分のうち上側（シリンダ軸心側）とな
る通路内壁面が扁平に形成されている。この扁平な通路
内壁面は吸気流の下流側へ向かうにしたがって次第に燃
焼室Ｓに近づくような直線的な傾斜面になっている。こ
の直線的な傾斜面を図６および図７において符号９ａで
示す。
【００２６】このように傾斜面９ａを形成すると、隔壁
７によって構成される分枝部から中央ポート９に流入し
た吸気は、流れ方向が大きく変えられることなく燃焼室
Ｓにシリンダ軸心側へ向けて上方から斜めに流入する。
これは、吸気は燃焼室側開口に達する直前に前記湾曲部
によって流れ方向がシリンダ下方へ変えられるが、流れ
向きが変えられるときに吸気が慣性によって当たる通路
内壁面が燃焼室側開口へ向けて直線的に延びているから
である。なお、従来のこの部分の形状を図６中に二点鎖
線Ｄで示す。従来に較べると吸気が燃焼室Ｓに斜めに流
入し易くなっていることが分かる。
【００２７】また、この中央ポート９の前記傾斜面９ａ
には、吸気弁１１のバルブガイド１１ａが挿通されるバ
ルブガイド孔１１ｂがドリルによって穿設されている。
このバルブガイド孔１１ｂは、ドリルを燃焼室側から傾
斜面９ａに押し付けられて形成されている。このように
すると、傾斜面１９ａに凹凸が可及的少なくなり、吸気
抵抗が小さくなる。なお、側部ポート１０やセカンダリ
ポート３のバルブガイド孔は、シリンダヘッド１を鋳造
するときに予めポート上壁部分に凹みを設けておき、こ
の凹みにドリルで穿孔させて形成されている。すなわ
ち、前記凹み分だけポート上壁に凹部が大きく形成され
てしまうのを、中央ポート９では防いでいる。
【００２８】さらに、この中央ポート９の前記湾曲部分
のうち下側となる通路内壁面には、稜線が通路内周方向
に沿って延びる角９ｂが形成されている。このように角
９ｂを通路内壁面に形成すると、吸気がこの部分に沿っ
て流れるに当たり抵抗が大きくなるため、角９ｂに沿っ
て流れる吸気の流速が低下する。
【００２９】すなわち、この中央ポート９を通る吸気は
その大部分が燃焼室側開口から燃焼室Ｓにシリンダ軸心
側へ向けて上方から斜めに流入するようになる。
【００３０】さらに、中央ポート９が開口する燃焼室上
壁８には、中央ポート９の開口に対してシリンダ軸心と
は反対側となる部分に、下面がシリンダヘッド下端面１
ａと面一に形成されたマスキング部３９が設けられてい
る。
【００３１】このマスキング部３９は、図２および図６
に示すように、中央の吸気弁１１の弁体を側方から囲む
ように形成され、側部ポート１０やセカンダリ吸気ポー
ト３の開口部における燃焼室上壁８の外周縁部に近接す
る部分へ延びている。このようにマスキング部３９を設
けると、吸気弁１１，１２のリフトが小さいときには、
シリンダ軸心Ｃとは反対側へ流れる吸気の流路がマスキ
ング部３９によって絶たれることになるから、吸気は主
にシリンダ軸心Ｃへ向けて流れるようになる。
【００３２】側部ポート１０は、前記中央ポート９より
シリンダ軸線Ｃに対する傾斜角度が大きくなるように形
成され、通路内形状が中央ポート９とは異なり全域にわ
たって断面略円形に形成されると共に、本実施例では前
記湾曲部分の下側となる通路内壁面に中央ポート９と同
様の角１０ａが形成されている。なお、セカンダリ吸気
ポート３はこの側部ポート１０と略同等の形状に形成さ
れているものの、この角は形成されておらず、可及的吸
気抵抗が小さくなるように構成されている。セカンダリ
吸気ポート３の湾曲部分の下側通路内壁面の形状を図６
中に二点鎖線Ｅで示す。
【００３３】このため、側部ポート１０を通って燃焼室
Ｓに流入する吸気は、湾曲部で多少シリンダ下方に流れ
向きが変えられるものの、慣性によって燃焼室Ｓにシリ
ンダ軸心側へ上方から斜めに流入することになる。しか
も、燃焼室Ｓに流入するときに吸気弁１２に当たり、流
れ方向がシリンダ軸心側へ変えられる。このような吸気
の流れはセカンダリ吸気ポート３を通る吸気にも生じ
る。また、湾曲部の下側となる通路内壁面に沿って流れ
る吸気は、角１０ａによって流速が低下されて燃焼室Ｓ
に流入する。
【００３４】これら中央ポート９と側部ポート１０との
間に設けられた隔壁７は、図９に示すように、その上部
７ａが下部７ｂに対して吸気流の上流側へ側部ポート１
０の軸線と平行になるように延在されている。このよう
に隔壁７を形成すると、側部ポート１０へより多く吸気
が分配され、シリンダ内により強いタンブルが生成され
ることになる。これは、プライマリ吸気ポート２は上述
したように燃焼室近傍で湾曲しており、湾曲部分の上側
となる方が下側となる方より吸気の流速が速いからであ
る。
【００３５】すなわち、流速の速い吸気が隔壁７によっ
て側部ポート１０へ向かうよう方向性がつけられること
になるから、側部ポート１０へ吸気がより多く流入す
る。なお、湾曲部分の下側となる部分を通る比較的流速
の遅い吸気は隔壁７の下部に沿うことになるので、この
遅い流れに対する抵抗を小さくすることができ、吸入空
気量を確保し易い。
【００３６】また、プライマリ吸気ポート２に燃料を供
給する前記燃料噴射装置６は、図２に示すようにプライ
マリ吸気ポート２をシリンダ軸方向に見たときにプライ
マリ吸気ポート２の上流部の中心となる位置に配置され
ており、同図および図５に示すように燃料を中央ポート
９方向と側部ポート１０方向との２方向に噴射させる構
造になっている。この燃料噴射装置６から噴射される燃
料を図２および図５において二点鎖線Ｆで示す。燃料噴
射方向は吸気弁１１，１２の弁体中心を向くように設定
されている。なお、中央ポート９と側部ポート１０とは
カム軸方向から見たときの延設方向が平行ではないの
で、この燃料噴射装置６は燃料が各ポートに略沿って飛
ぶよう吸気マニホールド連結部材５にその軸線６ａ回り
に僅かに回した状態で固定されている。
【００３７】さらに、プライマリ吸気ポート２の中央ポ
ート９を開閉する吸気弁１１は、図６および図８に示す
ように下面が全面にわたって平坦に形成されている。な
お、この吸気弁１１以外の吸気弁１２や排気弁１３に
は、従来周知のエンジンでバルブ軽量化を図るために採
用されているように、下面を平面視で円形に凹ませてな
るリセス４０が弁体中心部に形成されている。そして、
この吸気弁１１は、図１１に示すように、その軸線ＣＶ
がシリンダ軸線Ｃに対して角度αだけ傾斜するように配
置されている。図１１においてＣ1 はシリンダ軸線Ｃと
平行な仮想線である。そして、前記角度αは、点火プラ
グ２６の発火点２６ａと吸気弁１１の弁体下面における
全閉状態で発火点２６ａから最も離れる端点１１ｃとを
通る仮想線Ｐと、シリンダ軸線Ｃに対して直交してシリ
ンダ軸心から前記端点１１ｃへ向けて延ばされた仮想線
Ｃ2 （シリンダヘッド下面と平行な仮想線Ｃ2 ）とのな
す角度βと等しいか、あるいは角度βより大きくなるよ
うに設定されている。実施例では角度αと角度βとが略
等しい状態を示している。このため、吸気弁１１は図６
に示すように、その下面を延長させた仮想平面が全閉状
態で点火プラグ２６の発火点２６ａより上方を通る位置
に配置されている。図６において発火点２６ａから放射
状に延びる二点鎖線Ｇは点火プラグ２６からの火炎伝播
方向を示している。なお、図６中符号４１はピストンで
ある。
【００３８】このように中央の吸気弁１１を構成する
と、爆発行程で生じる未燃ガスが少なくなって燃焼効率
をより一層高めることができる。この理由は下記の通り
である。３個の吸気弁のうち中央の吸気弁１１は、両側
の吸気弁１２，１２に較べてシリンダ軸線Ｃに対する傾
斜角度が小さくなってその下面が両側の吸気弁１２，１
２に較べて水平に近くなる。このため、その配置如何に
よっては、発火点２６ａから吸気弁１１の弁体を見たと
きに弁体下面に影となる部分が生じることがある。すな
わち、この影となる部分に存在する混合気には火炎が伝
播し難くなってしまう。本実施例で示したように、中央
の吸気弁１１からリセスを廃止すると共に、上述したよ
うに角度αと角度βとを略等しくしてその下面を発火点
２６ａから延びる仮想線より上側に位置づけることで、
上述した影となる部分がなくなり、火炎を下面全域に伝
えることができる。
【００３９】上述したように構成された吸気装置が設け
られたシリンダヘッド１は、Ｖ形エンジンの２つの気筒
列の両方に使用することができるように形成されてい
る。このシリンダヘッド１のシリンダブロック３３への
搭載形態を図１２に示す。なお、図１２においてはシリ
ンダヘッド１の吸・排気弁取付部は省略してある。ここ
で、シリンダヘッド１の構造について説明する。
【００４０】シリンダヘッド１のカム軸方向両端部に
は、図１、図３および図４に示すように、吸・排気カム
軸１６，１７の軸端支持用カムジャーナル２７，２８を
カム軸方向から見て塞ぐようにシール壁４２が形成され
ている。このシール壁４２は上面がシリンダヘッド１の
他の部位の上面と面一に形成され、シリンダヘッド１の
幅方向（図１において左右方向）に沿って一側から他側
へ向けて途切れることなく一連に形成されている。ま
た、このシール壁４２には、前記カムジャーナル２７，
２８に連なる凹陥部４３が形成されている。
【００４１】このシリンダヘッド１を用いてＶ形エンジ
ンを組立てるには、先ず、シリンダヘッド１を２つ用意
する。そして、一方のシリンダヘッド１の図１において
上側に位置するシール壁４２を切削除去すると共に、他
方のシリンダヘッド１の図１において下側に位置するシ
ール壁４２を切削除去する。このときに切削除去する範
囲を図１中にハッチングを施して示す。このようにする
と、シール壁４２が切削除去された部分にカムジャーナ
ル２７，２８が露出することになる。
【００４２】このようにシール壁４２が除去されたこれ
らのシリンダヘッド１は、一方のシリンダヘッド１をカ
ム軸の軸方向に対して１８０度回し、プライマリ吸気ポ
ート２およびセカンダリ吸気ポート３が開口する側部を
互いに対向させると共に、シール壁４２が除去された部
分をエンジン前側に位置づけてシリンダブロック３３に
搭載される。なお、エンジン前側とは、エンジンのカム
軸駆動機構が装着される側部のことである。すなわち、
図１２に示すように、シール壁４２が除去された部分か
ら吸・排気カム軸１６，１７をシリンダヘッド外へ導出
させ、この吸・排気カム軸１６，１７の軸端部にカム軸
駆動機構を組み付ける。
【００４３】このカム軸駆動機構はＶ形エンジンの各気
筒列毎に設けられ、図１２に示すように吸・排気カム軸
１６，１７どうしを連結する第１巻掛伝動手段４４と、
この巻掛伝動手段４４にエンジンのクランク軸４５の回
転を伝える第２巻掛伝動手段４６等から構成されてい
る。左右の第２巻掛伝動手段４６はクランク軸４５との
連結位置を軸方向にずらして配置されている。なお、本
実施例で示したようなＶ形エンジンでは、通常は一方の
シリンダヘッドが他方のシリンダヘッドに対して図１２
中に寸法Ｌで示すように軸方向へオフセットされてい
る。
【００４４】次に、シリンダブロック３３およびシリン
ダヘッド１のエンジン前側となる端部に、図１１に示す
ようにフロントカバー５１を取付け、さらに、シリンダ
ヘッド１および前記フロントカバー５１の上部に、これ
らを上方から覆うヘッドカバー３５を取付ける。前記フ
ロントカバー５１は、前記カム軸駆動機構の側方、下方
および前方を覆う構造になっており、上部はシリンダヘ
ッド１の上部シール面に連なるようにそのシール面と面
一に形成されている。そして、このフロントカバー５１
は、シリンダヘッド１のクランク軸方向の両端部（前後
両端部）に軸方向外側へ向けて形成された凸壁５２〜５
５に、不図示のシール部材を挟んだ状態で固定される。
【００４５】前記凸壁５２〜５５は、上述したオフセッ
トＬによって一方のシリンダヘッド１が他方に対して後
側へずれたとしても突出側端面（エンジン前側の端面や
エンジン後側の端面）が同一平面上に位置づけられるよ
うにクランク軸方向の長さが設定されている。すなわ
ち、他方のシリンダヘッド１に対して後側にずれる方の
シリンダヘッド１（図１２において右側に示したシリン
ダヘッド１）のエンジン前側凸壁５４，５５が他方の凸
壁５２，５３より所定寸法だけ長く形成されている。こ
のため、フロントカバー５１のシール面の高さが気筒列
毎に異なることがなく、このシール面を同一平面上に形
成することができる。
【００４６】また、ヘッドカバー３５は、シリンダヘッ
ド１の上面と、この上面と面一に形成された前記フロン
トカバー５１の上面とに、図１３，１４に示すようにシ
ール部材５６を挟んだ状態で固定される。図１２におい
てこのヘッドカバー３５の外側輪郭線の内側に描かれた
二点鎖線は、ヘッドカバー３５の下面に形成されたシー
ル面の内側輪郭線である。すなわち、このようにヘッド
カバー３５を取付けることによって、動弁装置１５やカ
ム軸駆動機構が密閉されることになる。
【００４７】次に、上述したように構成されたエンジン
の吸気装置の動作について説明する。エンジン回転数が
低回転域にあり吸気必要量が少ないときには、二次絞り
弁４が閉じているために吸気はプライマリ吸気ポート２
のみを通って燃焼室Ｓに吸い込まれる。このプライマリ
吸気ポート２を流れる吸気は、隔壁７によって中央ポー
ト９と側部ポート１０とに分けられ、燃料噴射装置６か
ら噴射された燃料がこれらのポート内で混合されて混合
気となる。このとき、吸気は、隔壁７の上部７ａが下部
７ｂに対して上流側へ側部ポート１０に沿って延びてい
ることと、中央ポート９が側部ポート１０より細く形成
されていることとに起因して中央ポート９より側部ポー
ト１０に多く流れる。
【００４８】中央ポート９と側部ポート１０とでは側部
ポート１０の方がシリンダ軸線Ｃに対する傾斜角度が大
きいため、側部ポート１０を通る混合気は燃焼室Ｓに上
方からシリンダ軸心へ向けて比較的斜めに流入する。ま
た、中央ポート９から燃焼室Ｓに流入する混合気も、傾
斜面９ａと角９ｂおよびマスキング部３９による作用に
よって前記同様に燃焼室Ｓに上方からシリンダ軸心へ向
けて斜めに流入する。すなわち、シリンダ内に図５中に
矢印Ｔで示すタンブルが生じることになる。なお、この
ときには、側部ポート１０の方が中央ポート９より吸気
の流量が多い関係から、シリンダ内には図２においてシ
リンダ軸心を中心として左回りに回る旋回流も生じる。
このシリンダ軸回りの旋回流をスワールという。
【００４９】このようにシリンダ内にタンブルやスワー
ルが生じると、混合気がシリンダ内の全域にわたって略
均等に分配されるようになるため、点火時に火炎伝播が
効率よく行われて燃焼効率を高めることができる。点火
時には火炎が図６中に二点鎖線Ｇで示すように燃焼室Ｓ
内を伝播するが、この燃焼室Ｓの内壁を構成する部材は
略全てが点火プラグ２６の発火点２６ａに晒されている
ために前記火炎が直接内壁まで到達することができる。
一般に、吸気弁を３個備えた吸気装置では、中央の吸気
弁はその弁体が水平に近づいてその下面が発火点２６に
晒され難くなり、この弁体にリセスが形成されていると
そのリセス内に未燃ガスが残り易い。しかし、本実施例
で示したように３個の吸気弁のうち弁体が水平に近づく
中央の吸気弁１１にはリセスを設けず、しかも、この吸
気弁１１のシリンダ軸線Ｃに対する傾斜角度αを、発火
点２６ａと吸気弁端点１１ｃとを通る仮想線Ｐと、シリ
ンダ軸線に対して直交する仮想線Ｃ2 とのなす角度βに
略等しくすることによって、吸気弁下面を延長した仮想
平面が発火点２６ａの上方を通る位置に位置づけること
で、未燃ガスが残るのを防ぐことができる。
【００５０】エンジン回転数が高回転域に達すると、二
次絞り弁４が開き、吸気はセカンダリ吸気ポート３から
も吸い込まれるようになる。このセカンダリ吸気ポート
３は前記側部ポート１０と略同等の形状に形成されてい
るので、セカンダリ吸気ポート３から吸気がシリンダ内
に吸い込まれるようになると、前記タンブルＴがより強
く生じるようになる。
【００５１】したがって、上述した吸気装置によれば、
中央ポート９から吸気がシリンダ軸心とは反対側へ流れ
るのを抑えて図５において右回りのタンブルを強く発生
させることができるので、燃料がシリンダ内の全域に略
均等に分布されて火炎がシリンダ内の全域に確実に伝播
するようになる。
【００５２】なお、前記実施例ではプライマリ吸気ポー
ト２とセカンダリ吸気ポート３をシリンダヘッド１に形
成し、プライマリ吸気ポート２を中央ポート９と側部ポ
ート１０とに分岐させて吸気弁毎の吸気通路を設けた
が、吸気通路の全体構成は適宜変更することができる。
すなわち、シリンダヘッド１には吸気弁毎に個別に吸気
ポートを形成し、シリンダヘッドより上流側で各吸気通
路を連通させる構成を採ることもできる。また、図１６
に示すように、プライマリ吸気ポート２とセカンダリ吸
気ポート３とを連通路によって連通させるようにしても
よい。
【００５３】図１６は吸気通路の他の例を示す図で、同
図において前記図２で説明したものと同一もしくは同等
部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。図１６において、６１はプライマリ吸気ポート２と
セカンダリ吸気ポート３とを連通する連通路で、この連
通路６１は、両ポート２，３における燃料噴射装置６よ
り下流側となる位置に形成されている。また、この連通
路６１は同図中に符号６２で示すドリルによって穿設さ
れている。連通路６１を形成するに当たっては、ドリル
６２をプライマリ吸気ポート２の上流側開口部からその
内方へ挿入させるようにして行う。
【００５４】このように連通路６１によってプライマリ
吸気ポート２とセカンダリ吸気ポート３とを連通させる
と、二次絞り弁４が閉じているときにも連通路６１を介
してセカンダリ吸気ポート３内へ負圧によって吸気が吸
い込まれるようになる。このため、二次絞り弁４が閉じ
ているときであっても吸気および燃料がセカンダリ吸気
ポート３へ流入するから、これらによってセカンダリ吸
気ポート３用吸気弁１２を冷却することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るエ
ンジンの吸気装置は、中央の吸気通路を、燃焼室近傍に
おいて他の吸気通路より通路の軸線に対して直交する面
の断面積が小さくなるように形成し、かつ湾曲部分のう
ち上側となる通路内壁面を扁平に形成して吸気流の下流
側へ向かうにしたがって次第に燃焼室に近づく直線的な
傾斜面とし、前記３個の吸気弁のうち両側の吸気弁の下
面にリセスを形成するとともに、中央の吸気弁の下面を
全面にわたって平坦に形成したため、中央の吸気通路が
他の吸気通路より細径であるために中央の吸気通路に流
入する吸気量が少なくなる。また、この中央の吸気通路
を流れる吸気は、燃焼室側湾曲部分の傾斜面に沿って流
れて流れ方向が大きく変えられることなくシリンダ軸心
側へ向けて燃焼室に斜めに流入する。すなわち、中央の
吸気通路から燃焼室に流入する吸気は流量が減少すると
共に、他の吸気通路から燃焼室に流入する吸気と流れ向
きが略等しくなる。
【００５６】さらに、中央の吸気弁は、弁体が略水平
（シリンダヘッド下端面と略平行）に近づくにもかかわ
らず、弁体の下面が平坦に形成されているために、この
下面が点火プラグの発火点に晒され易くなる。すなわ
ち、前記発火点から中央の吸気弁の弁体を見たときに弁
体下面に影となる部分が生じるのを防ぐことができるか
ら、火炎を前記弁体の下面の全域に伝えることができ
る。一方、両側の吸気弁は、弁体にリセスが形成される
ことによって軽量化される。したがって、シリンダ内に
タンブルが強く生じるようになり、燃料がシリンダ内の
全域に略均等に分布するようになって火炎がシリンダ内
の全域に確実に伝播するから、燃焼効率が向上するよう
になる。
【００５７】第２の発明に係るエンジンの吸気装置は、
前記第１の発明に係るエンジンの吸気装置において、中
央の吸気通路の湾曲部分のうち下側となる通路内壁面に
吸気抵抗付加用角部を設けると共に、この中央の吸気通
路が開口する燃焼室上壁におけるこの開口に対してシリ
ンダ軸心とは反対側となる部分にマスキング部を設けた
ため、湾曲部分の下側に沿って流れる吸気は吸入抵抗が
大きいために流速が低下する。また、吸気弁のリフト量
が少ないときにこの中央の吸気通路から燃焼室に流入す
る吸気のうちシリンダ軸心とは反対側へ流れる吸気は、
マスキング部によって流路が絶たれる。
【００５８】したがって、吸気弁のリフト量が少ないと
きには、中央の吸気通路から燃焼室に流入する吸気は主
にシリンダ軸心へ向かうようになるので、シリンダ内の
タンブルをより一層強めることができる。
【００５９】第３の発明に係るエンジンの吸気装置は、
前記第１の発明に係るエンジンの吸気装置において、中
央の吸気通路と、両側の吸気通路のうち少なくとも一方
の吸気通路とを、上流側に対して分岐された中央分岐
路、側部分岐路として形成し、これらの分岐路の間の隔
壁の上部を、下部に対して吸気流の上流側へ側部分岐路
に沿わせて延在させたため、吸気通路上部を流れる比較
的流速の速い吸気が側部分岐路へ多く流れるようにな
る。このため、タンブルをより一層強めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの吸気装置を備えたシリ
ンダヘッドの平面図である。
【図２】本発明に係るエンジンの吸気装置を備えたシリ
ンダヘッドの底面図である。
【図３】図１におけるＡ矢視図である。
【図４】図１におけるＢ矢視図である。
【図５】吸・排気弁および動弁装置を組み込んだ状態の
シリンダヘッドの断面図で、同図は図２におけるV−V線
断面図を示している。
【図６】要部を拡大して示す断面図である。
【図７】図６におけるVII−VII線断面図である。
【図８】吸・排気弁が装着された状態の燃焼室上壁を示
す平面図である。
【図９】図２における隔壁部分のIX−IX線断面図であ
る。
【図１０】図２における吸気通路部分のX−X線断面図で
ある。
【図１１】中央ポート開閉用吸気弁の配置を説明するた
めの断面図である。
【図１２】シリンダヘッドの搭載形態を示す平面図であ
る。
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】図１２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５】二次絞り弁の動作を説明するためのグラフで
ある
【図１６】吸気通路の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンダヘッド ２ プライマリ吸気ポート ３ セカンダリ吸気ポート ６ 燃料噴射装置 ７ 隔壁 ７ａ 上部 ７ｂ 下部 ８ 燃焼室上壁 ９ 中央ポート ９ａ 傾斜面 ９ｂ 角 １０ 側部ポート ３９ マスキング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−99101（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134126（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172534（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−104915（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−137224（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−117230（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−139829（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−31303（ＪＰ，Ｂ１) 実公 平４−33382（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 31/02 F01L 1/26 F02B 31/00 331 F02F 1/42

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッドに１気筒当たり３個の吸
    気弁およびこれらの吸気弁毎の吸気通路が設けられ、こ
    の吸気通路が燃焼室近傍で燃焼室側開口からシリンダヘ
    ッド側部へ向かうように湾曲形成されたエンジンの吸気
    装置において、３個の吸気弁のうち中央の吸気弁に連な
    る中央の吸気通路を、燃焼室近傍において他の吸気通路
    より通路の軸線に対して直交する面の断面積が小さくな
    るように形成し、かつ湾曲部分のうち上側となる通路内
    壁面を扁平に形成して吸気流の下流側へ向かうにしたが
    って次第に燃焼室に近づく直線的な傾斜面とし、前記３
    個の吸気弁のうち両側の吸気弁の下面にリセスを形成す
    るとともに、中央の吸気弁の下面を全面にわたって平坦
    に形成したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの吸気装置にお
    いて、中央の吸気通路の湾曲部分のうち下側となる通路
    内壁面に吸気抵抗付加用角部を設けると共に、この中央
    の吸気通路が開口する燃焼室上壁におけるこの開口に対
    してシリンダ軸心とは反対側となる部分に、下面がシリ
    ンダヘッド下端面と面一に形成されたマスキング部を設
    けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のエンジンの吸気装置にお
    いて、中央の吸気通路と、両側の吸気通路のうち少なく
    とも一方の吸気通路とを、上流側に対して分岐された中
    央分岐路、側部分岐路として形成し、これらの分岐路の
    間の隔壁の上部を、下部に対して吸気流の上流側へ側部
    分岐路の軸線と平行になるように延在させたことを特徴
    とするエンジンの吸気装置。
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