JPH0874585A - ４サイクルエンジンの吸気制御装置 - Google Patents

４サイクルエンジンの吸気制御装置

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JPH0874585A
JPH0874585A JP6207086A JP20708694A JPH0874585A JP H0874585 A JPH0874585 A JP H0874585A JP 6207086 A JP6207086 A JP 6207086A JP 20708694 A JP20708694 A JP 20708694A JP H0874585 A JPH0874585 A JP H0874585A
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intake
valve
passage
opening
center
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JP6207086A
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Mamoru Yoneyama
守 米山
Masataka Nishigaki
昌登 西垣
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒内流動をより一層確実に発生させることの
できる４サイクルエンジンの吸気制御装置を提供する。 【構成】 カム軸方向中央にセンタ吸気弁用開口５ａ
を、該センタ吸気弁用開口５ａのカム軸方向両側に第
１，第２サイド吸気弁用開口５ｂ，５ｃを配設し、該各
吸気弁用開口５ａ〜５ｃをシリンダヘッド外壁に導出す
る吸気通路１１を設け、該吸気通路１１の途中に、吸気
量の比較的少ない運転域では上記第１，又は第２サイド
吸気弁用通路部分１１ｂ，１１ｃの何れか一方に吸気を
集中して流す吸気制御手段（スライド弁）１５を配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば希薄空燃比燃焼
を安定化させるために筒内流動を発生させるようにした
４サイクルエンジンの吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】４サイクルエンジンでは、燃費の向上，
排気ガスの浄化等の観点から、例えば空燃比（Ａ／Ｆ）
２０以上の希薄空燃比燃焼を行うことが提案されてい
る。この希薄空燃比燃焼を安定して行うには、吸気を気
筒内に気筒軸方向に流入させることにより縦渦（タンブ
ル）を、あるいは気筒内周面に沿うよう流入させて横渦
（スワール）を発生させる等、筒内流動を強化すること
が有効であることが知られている。
【０００３】上記スワールを発生させることを目的とし
た従来の吸気制御装置として、例えば特開平５−１３３
２３４号公報に記載されているように、各気筒に対し２
つの吸気ポートを備えている場合に、一方の吸気ポート
に開閉弁を配設したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来装
置では、開閉弁の全閉時には、吸気は２つの吸気弁用開
口のうち上記開閉弁の設けられていない側の吸気弁用開
口のみから気筒内に導入されることから、気筒内周面に
沿った流れ、つまりスワールが発生することが期待され
る。しかし、上記従来装置の場合、２つの吸気弁用開口
は、開口面積をできるだけ大きくするという構造上の要
請から、カム軸方向に互いに近接しており、上述の気筒
内周面に沿った流れを強化するにも限界があり、結局上
記従来装置においてスワールを充分に発生させるのは困
難である。
【０００５】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、筒内流動をより一層確実に発生させることの
できる４サイクルエンジンの吸気制御装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、カム
軸方向中央にセンタ吸気弁用開口を、該センタ吸気弁用
開口のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁用開口
を配設し、該各吸気弁用開口をシリンダヘッド外壁に導
出する吸気通路を設け、該吸気通路の途中に、吸気量の
比較的少ない運転域では上記第１，又は第２サイド吸気
弁用通路部分の何れか一方に吸気を集中して流す吸気制
御手段を配設したことを特徴とする４サイクルエンジン
の吸気制御装置である。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、上
記吸気制御手段が、上記吸気通路の軸直角断面形状に対
応した形状の開口を有する板状のスライドバルブを該開
口が上記吸気通路と一致する全開位置と該スライドバル
ブが吸気通路を遮断する全閉位置との間でスライド自在
に配設し、該全閉位置にある上記スライドバルブの上記
第１又は第２吸気弁用通路部分に対応する部分に切欠を
形成した構造のものであることを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記吸気制御手段が、上記吸気通路を開閉する開閉
弁と、上記吸気通路の内周壁の上記第１又は第２サイド
吸気弁用通路部分に対応する部分に上記閉位置にある開
閉弁をバイパスするように凹設された溝状通路とを備え
ていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】請求項１の発明によれば、吸気量の比較的少な
い運転域では、吸気制御手段が、吸気を上記第１，第２
サイド吸気弁用吸気通路部分に集中して流すので、吸気
は該一方の吸気弁用開口から気筒内に流入する。この場
合、本発明では、センタ吸気弁のカム軸方向両側に第
１，第２サイド吸気弁を配置したので、この第１，第２
サイド吸気弁用開口は、吸気弁２本の上記従来装置に比
較してカム軸方向により大きく離れている。吸気は、こ
のようにカム軸方向に離れて配置された一方のサイド吸
気弁用開口から気筒内に流入するので、気筒内周面によ
り一層確実に沿って流れ、強いスワールが発生する。
【００１０】請求項２の発明によれば、吸気量の少ない
運転域では、スライドバルブが全閉位置に移動し、該ス
ライドバルブの切欠が何れかのサイド吸気弁用通路部分
に対向することとなる。これにより吸気は、上記切欠を
通って上記何れかのサイド吸気弁用通路部分に集中して
流れ、該側の吸気弁用開口から気筒内に流入し、気筒内
周面に沿って流れ、スワールを発生する。
【００１１】また吸気量の多い運転域では、スライドバ
ルブは全開位置に移動するが、この場合、スライドバル
ブの開口が吸気通路形状と一致するので、吸気通路内に
は抵抗となるものが存在せず、従って吸気制御弁を設け
たことに起因して最大吸気量が減少する問題が生じるこ
とはない。
【００１２】請求項３の発明によれば、吸気量の少ない
運転域では、開閉弁が吸気通路を閉じ、吸気は、開閉弁
と吸気通路の溝状通路部分との間を通って何れかのサイ
ド吸気弁用通路部分に集中して流れ、該側の吸気弁用開
口から気筒内に流入し、スワールを発生する。
【００１３】一方、吸気量の多い運転域では、開閉弁は
吸気通路を全開する。この場合、開閉弁が、弁軸に弁板
を固定してなるバタフライバルブタイプのものである場
合には、該開閉弁が吸気通路内に残留するので、吸気抵
抗となる。しかしこの全開時においても、上記溝状通路
が通路面積に加算されるので、その分だけ上記開閉弁に
よる吸気抵抗が軽減される。ちなみに、弁板に上記バイ
パス通路に相当する開口等を形成した構造では、全開し
た場合には開口等は吸気通路としては機能しないので、
吸気抵抗軽減効果は得られない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１ないし図３は請求項１，２の発明の一実施例
（第１実施例）による４サイクルエンジンの吸気制御装
置を説明するための図であり、図１は断面正面図（図２
のI-I 線断面図）、図２は断面平面図（図１のII-II 線
断面図) 、図３はスライドバルブの断面側面図（図１の
III-III 線断面図）である。
【００１５】図において、１は本実施例吸気制御装置を
備えたエンジンであり、これは水冷式４サイクル４気筒
５バルブエンジンである。該エンジン１のシリンダブロ
ック２の上側合面にはシリンダヘッド３が搭載され、ヘ
ッドボルト６で締結されており、シリンダヘッド３の上
側合面にはヘッドカバー４が装着されている。
【００１６】上記シリンダブロック２には４つのシリン
ダボア（気筒）２ａが並列に形成されており、上記シリ
ンダヘッド３の下側合面には、上記シリンダボア２ａと
で燃焼室を形成する燃焼凹部３ａが凹設されている。こ
の燃焼凹部３ａの気筒軸Ａを通るカム軸と平行な直線Ｃ
の一側（図２左側）には、カム軸方向（図２上下方向）
中央にセンタ吸気弁用開口５ａが形成され、また該開口
５ａのカム軸方向両側には左，右（第１，第２）サイド
吸気弁用開口５ｂ，５ｃがそれぞれ形成されている。ま
た上記燃焼凹部３ａの他側（図２右側）には、左，右排
気弁用開口５ｄ，５ｅが形成されている。また上記燃焼
凹部３ａの略中心部には点火プラグ１７が螺挿されてお
り、これの電極は燃焼室内に臨んでいる。
【００１７】上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口５
ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれセンタ，左，右サイド吸気弁
７ａ，７ｂ，７ｃで開閉され、また上記左，右排気弁用
開口５ｄ，５ｅはそれぞれ左，右排気弁７ｄ，７ｅで開
閉される。上記吸気弁７ａ〜７ｃ、排気弁７ｄ，７ｅは
それぞれ弁ばね９ａ，９ｂで閉方向に付勢されており、
またバルブリフタ８ａ，８ｂを介して吸気，排気カム軸
１０ａ，１０ｂで開閉駆動される。
【００１８】上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口５
ａ，５ｂ，５ｃにはそれぞれセンタ，左，右サイド分岐
通路１１ａ，１１ｂ，１１ｃが連なっており、該３つの
分岐通路１１ａ〜１１ｃは１つの共通の吸気通路１１に
よりシリンダヘッド４の後壁に導出されている。上記各
通路の画壁１１ｄ，１１ｅは、シリンダボア２ａの外周
付近までの比較的短い長さに設定されており、また上記
吸気通路１１はその軸直角断面形状は、図３の符号１３
ａで示す小判形をなしている。
【００１９】上記吸気通路１１の外部接続開口１１ｆに
はバルブボディ１３を介在させて吸気マニホールド１４
が接続されている。このバルブボディ１３は、取付ボス
１３ｄに取付ボルトを挿入することにより、上記吸気マ
ニホールド１４と共締め固定されている。
【００２０】上記バルブボディ１３は、４つの気筒に渡
る長さの板状体であり、上記各気筒用吸気通路１１の延
長部分を構成する小判形の吸気通路穴１３ａを有し、ま
た該吸気通路穴１３ａのカム軸方向中央上側にはボス部
１３ｃが形成されている。このボス部１３ｃには燃料噴
射弁１６が装着されており、該弁１６の噴射ノズル１６
ａは、燃料を、上記吸気通路１１の天壁に凹設された燃
料ガイド凹部１１ｈを通して上記各吸気弁用開口５ａ〜
５ｃに向けて噴射供給するようになっている。
【００２１】上記バルブボディ１３には、スリット状の
スライド孔１３ｂが上記吸気通路１１の軸直角方向（カ
ム軸方向）に形成されており、該スライド孔１３ｂ内に
はスライドバルブ１５がカム軸方向に摺動自在に挿入さ
れている。このスライドバルブ１５は、帯状のプレート
であり、上記各吸気通路穴１３ａと同一形状の４つの開
口１５ａが気筒間ピッチと同じピッチでもって形成され
ており、該開口１５ａの図３で見て左上部には切欠１５
ｂが形成されている。
【００２２】また、図示していないが、上記スライドバ
ルブ１５の端部には、該バルブ１５を図３上側に示す全
閉位置と、図３下側に示す全開位置との間で進退駆動す
る駆動機構が接続されている。そしてこの駆動機構は図
示しないＥＣＵからの制御信号によって上記スライドバ
ルブ１５を全閉位置又は全開位置に移動させる。
【００２３】次に本実施例の作用効果を説明する。エン
ジンの低速回転又は低負荷運転域のように、吸気量が比
較的少ない運転域では、上記ＥＣＵからの制御信号によ
り駆動機構が上記スライドバルブ１５を図３上側に示す
全閉位置に移動させる。
【００２４】これにより、スライドバルブ１５の弁部１
５ｃ部分が吸気通路穴１３ａを塞ぐとともに、切欠１５
ｂが上記左サイド分岐通路１１ｂの上部に連通し、吸気
は、図２に示すように、上記切欠１５ｂを通って上記左
サイド分岐通路１１ｂ部分に集中して流れ、主として左
サイド吸気弁用開口５ｂから気筒内に流入し、その結
果、気筒内周面に沿った流れ、つまりスワールが発生す
る。この場合、左，右サイド吸気弁用開口５ｂ，５ｃは
間にセンタ吸気弁用開口５ａが存在する分だけカム軸方
向に大きく離れており、つまりカム軸方向で見て気筒内
周面により近くなっており、その結果、より一層明確な
方向性をもって気筒内周面に沿って流れ、スワールが強
くなる。
【００２５】一方、エンジンの高速回転又は高負荷運転
域のように吸気量が多い運転域では、上記ＥＣＵからの
制御信号により駆動機構が上記スライドバルブ１５を図
３下側に示す全開位置に移動させる。
【００２６】これにより、開口１５ａが吸気通路穴１３
ａと一致し、吸気通路１１は全開となる。この場合、上
記スライドバルブ１５の開口１５ａが吸気通路穴１３ａ
に完全に一致し、該吸気通路穴１３ａ内には何も存在し
ないので、全開時の吸気抵抗はこのスライドバルブを設
けない場合と全く同じであり、バタフライバルブタイプ
のものを設けた場合のような最大吸気量の低下という問
題は生じない。
【００２７】なお上記第１実施例では、スライドバルブ
１５をカム軸方向にスライドさせる構造を採用したが、
このスライド方向は何れでも良く、例えば図１の矢印ａ
方向にスライドさせてもよい。また直線状のスライドだ
けでなく、例えば図３の燃料噴射弁１６回りに回動させ
るようにしてもよい。
【００２８】また上記第１実施例では、切欠１５ｂが矩
形状で、かつ吸気通路の上部に位置する場合を説明した
が、この切欠は矩形状に限らないのは勿論であり、また
上記通路の下部に位置させても良く、さらには上記切欠
に限らず、開口であっても良い。要は左，右サイド吸気
弁用通路の何れかに吸気を集中して流すことができるよ
うに構成すれば良い。
【００２９】図４〜図６は請求項１，３の発明の一実施
例（第２実施例）による吸気制御装置を説明するための
図であり、図中図１〜図３と同一符号は同一又は相当部
分を示す。
【００３０】本実施例では、バルブボディ２０内に弁軸
２２を回転自在に挿入し、該弁軸２２に弁板２１をボル
ト締め固定している。なお、この弁軸２２の外端部には
駆動機構が接続されており、上記第１実施例と同様にＥ
ＣＵで開閉制御される。
【００３１】上記バルブボディ２０には、上記吸気通路
１１と同じ小判形の吸気通路穴２０ａが形成されてお
り、上記弁板２１はこの吸気通路穴２０ａを密閉可能の
形状を有している。そして上記バルブボディ２０の天壁
の上記左サイド分岐通路１１ｂに対応する部分には、溝
状通路２０ｂが、全閉位置に位置する上記弁板２１の上
縁をバイパスするように形成されている。
【００３２】本実施例装置では、吸気量の少ない運転域
では、上記弁板２１が図５，６に示す全閉位置に回動
し、吸気は上記溝状通路２０ｂを通って左サイド分岐通
路１１ｂに集中して流れ、主として左サイド吸気弁用開
口５ｂから気筒内に流入し、上記第１実施例と同様の作
用により強いスワールが発生する。
【００３３】吸気量の多い運転域では、弁板２１は全開
となるもののこの弁板２１及び弁軸２２が吸気通路内に
残存し、吸気抵抗となることが懸念される。しかし本実
施例の場合、上記溝状通路２０ｂが、この全開時にも吸
気通路として機能するので、上記吸気抵抗が軽減され
る。
【００３４】なお上記第２実施例では、開閉弁がバタフ
ライ式のものである場合を説明したが、本発明の開閉弁
は上記第１実施例におけるスライド式のものであっても
良い。この場合には、上記第１実施例における切欠を設
けても良いし、設けなくても良い。切欠を設けた場合、
低吸気量時にはこの切欠とバイパス通路の両方から吸気
が一方のサイド分岐通路に集中して流れる。
【００３５】また、上記第１，第２実施例では、画壁１
１ｄ，１１ｅが短い場合を説明したが、該画壁の一方又
は両方が開閉近傍まで延長されていても良く、このよう
にすればより一層スワールを強化できる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、吸気量の比較
的少ない運転域では、吸気をカム軸方向に気筒内周面に
近接した上記第１，又は第２サイド吸気弁用開口の何れ
か一方から気筒内に流入させるようにしたので、吸気を
気筒内周面により一層確実に沿って流すことができ、ス
ワールを強化できる効果がある。
【００３７】請求項２の発明によれば、第１又は第２サ
イド吸気弁用通路部分に連通する切欠を有するスライド
バルブにより吸気通路を開閉するようにしたので、吸気
量の少ない運転域では吸気を何れかのサイド吸気弁用通
路部分に集中して流すことができ、スワールを強化でき
る効果があり、吸気量の多い運転域ではスライドバルブ
を全開位置に移動すると、吸気通路内には抵抗となるも
のが存在せず、従って吸気制御弁を設けたことに起因し
て最大吸気量が減少する問題を解消できる効果がある。
【００３８】請求項３の発明によれば、該開閉弁をバイ
パスする溝状通路を吸気通路壁に設けたので、吸気量の
少ない運転域では、吸気は、開閉弁と上記溝状通路との
間を通って何れかのサイド吸気弁用通路部分に集中して
流れ、スワールを強化できる効果がある。また上記溝状
通路は吸気量の多い運転域で上記開閉弁を全開した時点
でも吸気通路として機能し、開閉弁が吸気通路内に残存
することによる吸気抵抗の増加を軽減できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２の発明の一実施例（第１実施例）
による吸気装置を備えた４サイクルエンジンの断面正面
図（図２のI-I 線断面図）である。
【図２】上記第１実施例エンジンの断面平面図（図１の
II-II 線断面図）である。
【図３】上記第１実施例装置のスライドバルブ部分の断
面側面図（図１のIII-III 線断面図）である。
【図４】請求項１，３の発明の一実施例（第２実施例）
による吸気装置を備えたエンジンの断面平面図である。
【図５】上記第２実施例装置の開閉弁部分の断面図（図
４のV-V 線断面図）である。
【図６】上記第２実施例装置の開閉弁部分の断面図（図
４のVI-VI 線断面図）である。
【符号の説明】
１ エンジン ３ａ 燃焼凹部（燃焼室） ５ａ〜５ｃ センタ，左，右サイド吸気弁用開口 １０ａ カム軸 １１ 吸気通路 １１ａ〜１１ｃ センタ，左，右分岐通路 １５ スライドバルブ １５ａ 開口 １５ｂ 切欠 ２０ｂ 溝状通路 ２１ 開閉弁（弁板）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室のカム軸直角方向一側のカム軸方
    向中央にセンタ吸気弁用開口を、該センタ吸気弁用開口
    のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁用開口を配
    設し、該各吸気弁用開口をシリンダヘッド外壁に導出す
    る吸気通路を設け、該吸気通路の途中に、吸気量の比較
    的少ない運転域では上記第１，又は第２サイド吸気弁用
    通路部分の何れか一方に吸気を集中して流す吸気制御手
    段を配設したことを特徴とする４サイクルエンジンの吸
    気制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記吸気制御手段
    が、上記吸気通路の軸直角断面形状に対応した形状の開
    口を有する板状のスライドバルブを該開口が上記吸気通
    路と一致する全開位置と該スライドバルブが吸気通路を
    遮断する全閉位置との間でスライド自在に配設し、該全
    閉位置にある上記スライドバルブの上記第１又は第２吸
    気弁用通路部分に対応する部分に切欠を形成した構造の
    ものであることを特徴とする４サイクルエンジンの吸気
    制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記吸気制御
    手段が、上記吸気通路を開閉する開閉弁と、上記吸気通
    路の内周壁の上記第１又は第２サイド吸気弁用通路部分
    に対応する部分に上記閉位置にある開閉弁をバイパスす
    るように凹設された溝状通路とを備えていることを特徴
    とする４サイクルエンジンの吸気制御装置。
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