JPH0231546Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、一つの燃焼室につき二つの吸気弁と
一つの排気弁とを有する内燃機関に関するもの
で、特に、各吸気弁の弁口を通して燃焼室内に吸
入される混合気にスワールを形成させるようにし
た、吸気２弁式内燃機関に関するものである。

一般に、内燃機関を吸気２弁式とすると、総吸
気通路面積が大きくなるので、高負荷時における
充填効率が向上して、高出力が得られるようにな
るが、その反面、低負荷域においては混合気の適
切な流速を確保することができなくなり、燃料と
空気との混合性が低下する。そのために、吸気２
弁式内燃機関においては、特に低負荷域における
燃焼の改善が必要となつている。

一方、内燃機関においては、燃焼室内の混合気
にスワールを形成させることによつて、燃料と空
気との混合性が良くなり、特に低負荷域における
燃焼効率が向上して、アイドル安定性が良くなる
とともに燃費が低減され、更に未燃ガスの排出が
抑制されるようになる、ということが知られてい
る。したがつて、内燃機関を吸気２弁式とすると
ともに、燃焼室内に吸入される混合気にスワール
を形成させるようにすれば、全運転域における燃
焼性の向上を期待することができる。

そして、そのようなスワールを形成させる手段
としては、吸気弁口上流の吸気ポートに渦巻き部
を設けたヘリカルポートを用いること、吸気弁の
弁体背面にシユラウドを設けたシユラウド弁を用
いること、あるいは吸気ポートを燃焼室に対して
偏心させて設置すること、などが知られている。

ところで、このようなスワール形成手段では、
一つのスワールによつて燃焼室内全体にガス流動
を生じさせることは困難である。また、このよう
なスワール形成手段を設けた場合には、どうして
も混合気の流入抵抗が増大して、充填効率が低下
してしまう。そこで、従来、例えば実開昭56−
90441号公報、実開昭53−87309号公報等に見られ
るように、一つの燃焼室につき吸気弁を二つ設け
ることによつて充填効率を向上させるとともに、
各吸気弁口を通して燃焼室内に吸入される混合気
に異なる方向の吸気流を形成させることによつ
て、燃焼室内に広い範囲でガス流動を生じさせよ
うとする試みがなされている。

しかしながら、このようなものでは、一方の吸
気ポートにより形成されたスワールが、他方の吸
気ポートからの吸気流に干渉され、弱められてし
まうので、特に低負荷時においてそのスワールの
効果が十分に発揮されないという問題がある。

本考案は、上述のような問題点に鑑みてなされ
たものであつて、特に低負荷域における燃焼効率
を一層向上させるとともに、高い充填効率を確保
できるようにした、簡単な構造の内燃機関を得る
ことを主な目的とするものである。

本考案の他の目的は、二つの吸気弁口を通して
それぞれ燃焼室内に吸入された混合気の流れが、
互いに干渉されることのないようにし、それによ
つてスワールを強化できるようにすることであ
る。

これらの目的を達成するために、本考案では、
燃焼室をルーフ形状として、その一方のルーフ面
に二つの吸気弁口を並設するとともに、他方のル
ーフ面に排気弁口及び点火源を並設し、この排気
弁口を前記吸気弁口の一方に対向するように片寄
らせて配置して、点火源ができるだけ燃焼室の中
央部に近接して位置するようにし、排気弁口に対
向する吸気弁口の吸気ポートを、燃焼室の周壁面
に対してほぼ接線方向に接続されるストレートポ
ートとするとともに、他方の吸気ポートをヘリカ
ルポートとしている。そして、そのストレートポ
ートによつて、シリンダボア周壁面に沿う大径の
スワールを形成するとともに、ヘリカルポートに
よつて、その大径のスワールの内側に、同一の施
回方向で小径のスワールを形成するようにしてい
る。

しかも、ストレートポートの吸気弁開弁時期よ
りヘリカルポートの吸気弁開弁時期の方を遅くし
ている。

以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明
する。

第１図及び第２図は、本考案の一実施例による
多気筒内燃機関のうちの一気筒を示すもので、第
１図はそのシリンダヘツドを下面から見た図であ
り、第２図はその要部の縦断面図である。これら
の図から明らかなように、シリンダブロツク１の
上面にはシリンダヘツド２が組み付けられてい
る。シリンダブロツク１にはシリンダボア１ａが
設けられており、このシリンダボア１ａに、ピス
トン１ｂが摺動自在に嵌合されている。そして、
これらシリンダボア１ａ、シリンダヘツド２、及
びピストン１ｂの頂面により、燃焼室Ｃが形成さ
れるようになつている。

この燃焼室Ｃはルーフ形状とされており、した
がつてシリンダヘツド２には、それぞれ両側方に
傾斜する一対のルーフ面２ａ，２ｂが形成されて
いる。第１図に示すように、その一方のルーフ面
２ａには、第１吸気弁口３及び第２吸気弁口４が
並設されている。これらの吸気弁口３，４は、そ
れぞれ吸気弁（図示せず）によつて開閉されるよ
うになつている。

第１吸気弁口３には、燃焼室Ｃの周壁面、すな
わちシリンダボア１ａの周壁面に対してほぼ接線
方向に延びるストレートポート形状の第１吸気ポ
ート５が接続されている。この吸気ポート５は、
その吸気弁口３が開口するルーフ面２ａが傾斜し
ているので、シリンダボア１ａの軸線に対して大
きな角度をなすもの、すなわち第２図で見て水平
に近いものとなつている。したがつて、この吸気
ポート５を通して吸入された吸気は、燃焼室Ｃ内
でシリンダボア１ａの周壁面に沿つて施回するよ
うになつている。また、第２吸気弁口４には、ヘ
リカルポート形状の第２吸気ポート６が接続され
ている。この第２吸気ポート６は、その吸気弁口
４の上流隣接部が小径小ピツチの螺施形状をなす
ようにされ、しかも、第２図に示すようにその部
分が下方に向かうようにされている。そして、そ
の螺施の向きは、第１吸気ポート５を通して燃焼
室Ｃ内に吸入された吸気の施回方向と同一の方向
とされている。第１及び第２の吸気ポート５，６
はシリンダヘツド２の一側に設けられた開口７を
通して、共通の気化器に接続されるようになつて
いる。

シリンダヘツド２の他方のルーフ面２ｂには、
第１吸気弁口３に対向する位置に排気弁口８が、
また、第２吸気弁口４に対向する位置に点火源９
が、それぞれ並設されている。このような三つの
弁口３，４，８の配置によつて、点火源９は燃焼
室Ｃの中央部に近接して位置させることができる
ようになる。排気弁口８は、排気弁（図示せず）
によつて開閉されるようになつており、これに連
なる排気ボード１０は、シリンダヘツド２の他側
に設けられた開口１１を通して、排気マニホルド
に接続されるようになつている。

点火源９は、この実施例では副室付きトーチ点
火装置とされており、副燃焼室１２内に供給され
た濃混合気を、点火プラグ１３によつて点火して
燃焼させ、これによつて生じる火炎噴流をトーチ
ノズル１４，１５から噴出させて、燃焼室Ｃ内の
希薄混合気を燃焼させるようになつている。この
一方のトーチノズル１４から噴出した火炎噴流
は、第１吸気弁口３の近傍に達するようにされ、
他方のトーチノズル１５から噴出した火炎噴流
は、、第２吸気弁口４の近傍に達するようにされ
ている。また、このような副室付きトーチ点火装
置のために、その点火源９の下面Ｓはルーフ面２
ｂから下方に突出して、シリンダヘツド２の下面
にほぼ一致する平坦面とされていて、ピストン１
ｂの頂面との間にスキツシユエリアを形成するよ
うになつている。

第１吸気弁口３、第２吸気弁口４をそれぞれ開
閉する吸気弁、及び排気弁口８を開閉する排気弁
は、一般に用いられている簡単な構造のシングル
オーバーヘツドカム機構によつて作動されるよう
になつている。そして、第２吸気弁口４の吸気弁
開弁時期は、第１吸気弁口３の吸気弁開弁時期よ
りも遅くなるようにされている。

このように構成された内燃機関において、その
作動時には、第１吸気ポート５及び第２吸気ポー
ト６を通して燃焼室Ｃ内に混合気が吸入される。
このとき、前述のように、第１吸気ポート５を通
して吸入された吸気の流れは、第１，２図の矢印
Ａで示すようにシリンダボア１ａの周壁面に沿つ
た大きなスワールとなる。一方、第２吸気ポート
６は小径小ピツチのヘリカルポートとされている
ので、これを通して吸入された吸気の流れは、第
１，２図の矢印Ｂで示すように、第２吸気弁口４
から下方に向かう小径小ピツチのスワールとな
る。したがつて、燃焼室Ｃ内には、大径のスワー
ルＡと、その内側の小径のスワールＢとが形成さ
れることになり、燃焼室Ｃ内全体にガス流動が生
じることになる。しかも、これらのスワールＡ，
Ｂは同一施回方向となるので、互いに干渉されて
弱められるようなことはなく、合流することがあ
つても、それによる影響は小さい。

特に、前述のように第１吸気弁口３の吸気弁開
弁時期が第２吸気弁口４の吸気弁開弁時期より早
くなるように設定されているので、スワールＡの
形式が一層早められる。したがつて、スワール
Ａ，Ｂの干渉を更に抑制することができる。

このようにして、燃焼室Ｃ内の全体にわたつて
スワールが形成され、それが持続されるので、燃
焼室Ｃ内の混合気の混合性が良くなり、圧縮行程
の終期に点火源９によつて点火されると、その火
炎が急速に伝播し、燃焼室Ｃ内の燃焼が短時間で
行われるように点火源９をトーチ点火装置として
おくと、第１吸気ポート５により形成されたスワ
ールが、着火直後に高温状態の排気弁側に施回す
ることになるので、その燃焼の立ち上がりが一層
促進される。そして、前述のような三つの弁口の
配置により、点火源９が燃焼室Ｃの中央部近くに
配置されていれば、トーチノズル１４，１５から
の火炎噴流到達距離が短くなるので、全負荷域に
おいて急速燃焼が行われ、ノツキングも抑制され
る。しかしながら、点火源９としては、必ずしも
トーチ点火装置を用いなければならないというも
のではなく、点火プラグを取り付けた場合であつ
ても、十分な燃焼効率の向上を達成することがで
きる。

以上の説明からも明らかなように、本考案によ
れば、ルーフ形状の燃焼室の一方のルーフ面に二
つの吸気弁口を設け、他方のルーフ面に排気弁口
を設けて、クロスフロー型の燃焼室としているの
で、吸排気効率を高めることができ、特に、その
吸気弁口に接続される吸気ポートの一方を、混合
気の流入抵抗の少ないストレートポートとしてい
るので、高い充填効率を確保することができる。

そして、そのストレートポートを、燃焼室の周
壁面に対してほぼ接線方向となるように設置して
いるので、シリンダボア周壁面に沿つた大きなス
ワールを形成させることができる。しかも、その
ストレートポートの吸気弁口に対向する位置には
排気弁口を位置させ、点火源は他方の吸気弁口に
対向する位置に設けるようにしているので、点火
源がスワールの形成の支障となるようなことはな
く、したがつて上記実施例のように点火源の下面
にスキツシユエリアを設けるようなこともでき
る。

また、他方の吸気ポートをヘリカルポートとし
て、前記ストレートポートにより形成されるスワ
ールの内側に、それと同一施回方向の小径のスワ
ールを形成させるようにしているので、燃焼室内
全体にわたるスワールが形成されることになり、
特に低負荷域における燃焼効率を向上させること
ができる。しかも、二つの吸気弁の開弁時期に時
間差を設けることにより、二つのスワールの発生
時期をずらすようにしているので、これらのスワ
ールは互いに干渉されて弱められるようなことも
なく、強いスワールを燃焼時まで持続させること
ができる。したがつて、燃焼室内の残留ガスとの
混合性も良くなり、有害ガスの排出を抑制するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による吸気２弁式内燃機関の
一実施例を示す、シリンダヘツドの底面図、第２
図は、同内燃機関の縦断面図である。 １……シリンダブロツク、１ａ……シリンダボ
ア、２……シリンダヘツド、２ａ，２ｂ……ルー
フ面、３……第１吸気弁口、４……第２吸気弁
口、５……第１吸気ポート、６……第２吸気ポー
ト、８……排気弁口、９……点火源、Ａ……スワ
ール、Ｂ……スワール、Ｃ……燃焼室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃焼室Ｃをルーフ形状として、その一方のルー
   フ面２ａに第１吸気弁口３と第２吸気弁口４とを
   並設するとともに、他方のルーフ面２ｂに、前記
   第１吸気弁口３に対向する排気弁口８と、前記第
   ２吸気弁口４に対向する点火源９とを並設し、 前記第１吸気弁口３に連なる第１吸気ポート５
   を、前記燃焼室Ｃの周壁面に対してほぼ接線方向
   に配置されるストレートポートとするとともに、 前記第２吸気弁口４に連なる第２吸気ポート６
   を、前記第１吸気ポート５により形成されるスワ
   ールＡと同一旋回方向で、かつこれより小径のス
   ワールＢを形成するヘリカルポートとし、 前記第１吸気弁口３を開閉する吸気弁の開弁時
   期より、前記第２吸気弁口４を開閉する吸気弁の
   開弁時期を遅くしたことを特徴とする、 吸気２弁式内燃機関。