JPH0893604A - 頭上弁式内燃機関の燃料噴射弁配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料噴射量の変化に即応して機関出力を増減
することができる応答性の良好な頭上弁式内燃機関の燃
料噴射弁配置構造を提供することにある。 【構成】 各吸気ポート16には、該吸気ポート16が大き
く彎曲した外側部位にて、吸気開口18へ指向した燃料噴
射弁41が付設されるとともに、吸気ポート16の吸気開口
18と排気ポート17の排気開口19との中間に位置して、該
燃料噴射弁41と平行に点火栓42が設けられており、該点
火栓42で発生された火花により燃焼室43内の混合気が点
火されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射量の変化に即
応して機関出力を増減することができる応答性の良好な
頭上弁式内燃機関の燃料噴射弁配置構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】燃料噴射弁を備えた従来の頭上弁式内燃機
関では、特開平２−１６１１２４号公報に示されるよう
に、吸気ポートの長手方向と排気ポートの長手方向と
は、平面視で略一直線上に配列され、また該両ポートの
開口直上に設けられた吸排気弁や動弁装置との干渉を避
けるべく、該動弁装置より外側方でかつ前記吸気ポート
の比較的上流側に位置して、該吸気ポートの長手方向に
対し鋭角をなして燃料噴射方向が指向するように、燃料
噴射弁が設けられていた。

【０００３】

【解決しようとする課題】前記公報記載の内燃機関で
は、シリンダヘッド回りが複雑になり、大型化や、コス
トアップを招き易いとともに、燃料噴射方向が吸気ポー
トの開口に指向せず、吸気ポートの内周面に指向したた
め、加速時等に、大量の噴射燃料が吸気ポートを流れる
吸入空気と十分に霧化混合しないまま燃料噴射粒子が吸
気ポートの内周面に付着することもあり、その場合、燃
料室内に所要の燃料が供給されず、機関出力が直ちに増
大できず、所望の応答性が得られにくくなってしまう場
合も生ずる。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、このような難点を克服した頭上弁式内燃機関の改良
に係り、シリンダヘッドに吸排気弁を具備した頭上弁式
内燃機関において、吸気ポートと排気ポートがシリンダ
中心線に沿い見てその長手方向に対し略直角方向に沿っ
て配列され、前記吸気ポートはシリンダ頂部の燃焼室に
開口された吸気開口近傍にて大きく彎曲され、燃料噴射
弁の噴射方向をシリンダ中心線に対して狭い角度をなす
とともに吸気ポート中心線に対し大きな角度をなしかつ
前記吸気開口に指向させた燃料噴射弁が、前記吸気ポー
トの彎曲外側部位に配置されたことを特徴とするもので
ある。

【０００５】本発明は前記したように構成されているの
で、シリンダヘッドまわりが小型化可能となり、車載時
の自由度も増し、またコストも低減でき、さらに前記燃
料噴射弁から噴射された燃料は、吸気ポートを流れる吸
入空気と充分に接触して均一に混合できるとともに、吸
気ポートの内周面に付着することとなく吸気開口を介し
てシリンダ頂部の燃焼室内に円滑に流入することがで
き、その結果、燃料噴射量の変化に対応し機関出力を直
ちに増減して、応答性を大巾に向上させることができ
る。

【０００６】

【実施例】以下、図１ないし図６に図示された本発明の
一実施例について説明する。

【０００７】頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１は図示され
ない乗用車に車巾方向へクランク軸10が指向した状態で
搭載され、該頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１のクランク
軸10の一端側に図示されないクラッチを内蔵した変速装
置２が一体的に付設され、前記頭上弁式Ｖ型４気筒内燃
機関１には、シリンダブロック３の２列のシリンダ８群
上にそれぞれ着脱自在に２個のシリンダヘッド４が結合
され、該シリンダヘッド４にヘッドカバー５が着脱自在
に装着され、シリンダブロック３の底部にクランクケー
ス６が着脱自在に装着され、さらに該クランクケース６
の下部にオイルパン７が着脱自在に装着されている。

【０００８】また前記シリンダブロック３には片側に２
個のシリンダ８が配列されるとともに、該２列のシリン
ダ８が相互に90°の角度をなしてＶ字状に配置され、該
シリンダ８にピストン９が摺動自在に嵌装されている。

【０００９】さらにシリンダ８の中心線が交差する位置
にクランク軸10が配設され、該クランク軸10はジャーナ
ル軸受12を介してシリンダブロック３とクランク軸ホル
ダ13とに挟まれて回転自在に枢支され、クランク軸10の
クランクピン11とピストン９とはコネクティングロッド
14で連結されており、ピストン９の昇降に応じてクラン
ク軸10は図１にて反時計方向に回転駆動されるようにな
っている。

【００１０】さらにまた２個のシリンダヘッド４には、
シリンダ８の中心線より２列のシリンダ８の間のＶバン
ク15寄りに位置して（図５参照）吸気開口18、排気開口
19の付近にてそれぞれ大きく彎曲した吸気ポート16と排
気ポート17とが配設され、１列のシリンダ８の内の隣接
するシリンダ８に対応した排気ポート17の排気開口19が
相互に接近し、吸気ポート16の吸気開口18は該排気開口
19よりもシリンダ列の外方に位置し、これら吸気開口1
8、排気開口19はシリンダ列と平行となるように配置さ
れている。

【００１１】しかも図４および図５に図示されるよう
に、各シリンダ列における吸気ポート16の吸入端に吸気
管20を介して吸気チャンバー21に接続され、また各シリ
ンダ列における排気ポート17は相互に合流されて各シリ
ンダ列毎に１本に収束され、該排気ポート17の排気端に
排気分岐管23が接続され、該排気分岐管23は反対側のシ
リンダ列の排気分岐管23と合せられて１本の排気管22に
収束され、該排気管22、排気分岐管23の外周は断熱管24
で包囲され、該排気管22は、変速装置２上に据付けられ
た排気ガス浄化装置25に接続され、該排気ガス浄化装置
25には図示されない三元触媒が内蔵されている。

【００１２】また吸気チャンバー21の上方には、図示さ
れないエアクリーナに通ずる吸気管26が接続され、該吸
気管26に吸入空気量を調整する絞り弁装置27が付設され
ている。

【００１３】さらに前記各吸気開口18および排気開口19
には、それぞれ吸気弁28および排気弁29が設けられ、該
吸気弁28および排気弁29からＶバンク15寄りに動弁装置
30が配設されている。

【００１４】前記動弁装置30では、図１、図３および図
６に図示されるように、Ｖバンク15内で、クランク軸10
の直上に位置して、該クランク軸10と平行にカムシャフ
ト31が回転自在に枢支され、クランク軸10の一端に形成
された駆動スプロケット32と、カムシャフト31の一端に
一体に装着された従動スプロケット33とにカムチェーン
34が架渡され、該カムチェーン34の緩みを除去するチェ
ンテンショナー35（図１参照）が設けられ、該従動スプ
ロケット33の歯数は駆動スプロケット32の歯数の倍に設
定されており、クランク軸10が回転すると、カムシャフ
ト31はその半分の回転速度で回転駆動されるようになっ
ている。

【００１５】またカムシャフト31からシリンダ８寄りに
位置してシリンダブロック３にスイングアーム36（図３
参照）が上下に揺動自在に枢支され、該スイングアーム
36のカムフォロワー37はカムシャフト31に接触し、吸気
弁28、排気弁29の頂端からＶバンク15寄りに位置してロ
ッカシャフト39が軸架され、該ロッカシャフト39に揺動
自在に嵌合されたロッカアーム40とスイングアーム36と
にプッシュロッド38が介装されており、カムシャフト31
が回転駆動されると、カムシャフト31にカムフォロワー
37が接触しているスイングアーム36が上下に揺動され、
このスイングアーム36の揺動運動は、プッシュロッド38
を介してロッカアーム40に伝達され、ロッカアーム40の
揺動運動でもって吸気弁28、排気弁29は間欠的に開放さ
れるようになっている。

【００１６】さらに各吸気ポート16には、該吸気ポート
16が大きく彎曲した外側部位にて、吸気開口18へ指向し
た燃料噴射弁41が付設されるとともに、吸気ポート16の
吸気開口18と排気ポート17の排気開口19との中間に位置
して、該燃料噴射弁41と平行に点火栓42が設けられてお
り、該点火栓42で発生された火花により燃焼室43内の混
合気が点火されるようになっている。

【００１７】さらにまた図１および図６に図示されるよ
うに、シリンダブロック３およびクランクケース６の前
端部（車体に対しては一側端部）には、縁部44が形成さ
れ、該縁部44にカバー部材45が着脱自在に装着され、し
かも図３に図示されるようにシリンダブロック３におけ
る左右のシリンダ列の内側壁部46の頂端と、図６に図示
の前後端壁部47の頂端とに頂板48がボルト49でもって一
体に装着されており、オイルパン７、カバー部材45およ
び頂板48でもってクランク室50が密閉されている。

【００１８】そして図３および図６に図示されるように
頂板48の下面に仕切板51が一体に装着され、該頂板48お
よび仕切板51で密閉されたブリーザ室52は開口53を介し
てクランク室50に連通されるとともに、接続管54および
これに嵌合される図示されない接続管を介して吸気チャ
ンバー21または図示されない吸着剤を内蔵したキャニス
タに連通されている。

【００１９】また図６に図示されるように従動スプロケ
ット33に隣接してカムシャフト31にパルサーロータ55が
一体に装着され、該パルサーロータ55の外周に隣接して
カバー部材45にピックアップコイル56が一体に取付けら
れている。

【００２０】さらに図２に図示されるように、カバー部
材45と、該カバー部材45の内側面にネジ57でもって一体
に装着された裏板58とで潤滑用オイルポンプ59のケーシ
ングが構成され、該ケーシング内のロータ60がクランク
軸10の前端部に一体に嵌着されている。

【００２１】さらにまた潤滑用オイルポンプ59の吸入ポ
ート61はパイプ63を介してストレーナ64に接続されると
ともに、潤滑用オイルポンプ59の吐出ポート62はフィル
ター65の外側空間66に接続されており、クランク軸10が
回転して潤滑用オイルポンプ59が回転駆動されると、オ
イルパン７内に溜ったオイルは、ストレーナ64よりパイ
プ63を介して潤滑用オイルポンプ59に吸入され、該潤滑
用オイルポンプ59にて加圧されたオイルは、吐出ポート
62よりフィルター65の外側空間66に吐出され、エレメン
ト67にて濾過された後、内側空間68から頭上弁式Ｖ型４
気筒内燃機関１の各潤滑部分に供給されるようになって
いる。

【００２２】また図２に図示されるように、クランク軸
10の前端にボルト69でもってドライブプーリ70が一体に
嵌着され、該ドライブプーリ70の第１プーリ部71と、ク
ランク軸10の右側（図１では左側、車体に関しては前
方）に配設されたエアコン用コンプレッサー74のドリブ
ンプーリ75と、クランク軸10およびエアコン用コンプレ
ッサー74の中間上方に配設されたウォータポンプ76のド
リブンプーリ77とに、第１無端ベルト82が架渡され、該
ウォータポンプ76の吸入ポート78にサーモスタット79が
介装され、該ウォータポンプ76の吐出ポート80はシリン
ダブロック３における左右のシリンダ８の近くの冷却水
吸入開口81に連通されている。

【００２３】さらにクランク軸10を挟みエアコン用コン
プレッサー74と反対側の左側（図１では右側）に交流発
電機83が配設され、該交流発電機83のドリブンプーリ84
とドライブプーリ70の第２プーリ部72とに第２無端ベル
ト85が架渡され、またカムシャフト31の従動スプロケッ
ト33より上方に位置してパワーステアリング用オイルポ
ンプ86が配設され、該パワーステアリング用オイルポン
プ86のドリブンプーリ87とドライブプーリ70の第３プー
リ部73とに第３無端ベルト88が架渡されており、クラン
ク軸10が回転すると、交流発電機83およびパワーステア
リング用オイルポンプ86が回転駆動されるようになって
いる。

【００２４】さらにまた図２に図示されるように、クラ
ンク軸10の後端（図２では右端）にフライホイール89が
一体に装着され、該フライホイール89の変速装置２の入
力軸（図示されず）に一体に連結され、変速装置２の出
力軸90（図１、図３参照）はクランク軸10と平行に位置
しており、該出力軸90は図示されない伝動機構を介して
自動車の前輪（図示されず）に接続されており、クラン
ク軸10が回転すると、変速装置２にて所要の変速比に変
速されてから前輪に動力が伝達されるようになってい
る。

【００２５】しかも燃料噴射弁41に隣接し、クランク軸
10と平行に架設された燃料パイプ91は、燃料噴射弁41の
上端に接続されており、図示されない燃料タンクから吸
上げられて、燃料ポンプ（図示されず）により燃料パイ
プ91内を循環する燃料が燃料噴射弁41に供給されるよう
になっている。

【００２６】なお92はオイルレベルゲージである。

【００２７】図１ないし図６に図示の実施例は前記した
ように構成されているので、頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機
関１がクランキングされた状態では、図示されないエア
クリーナにて濾過された濾過空気は、絞り弁装置27によ
り所要の吸入空気量に調整されて、吸気チャンバー21に
吸入され、該吸気チャンバー21より吸気管20を介して吸
気ポート16に流入し、動弁装置30により所要のタイミン
グで、開弁された吸気弁28を介して燃焼室43に供給され
るが、これとタイミングを合せて燃料噴射弁41より吸気
ポート16を介して燃焼室43に燃料が供給され、吸気弁28
の閉弁後、混合気は所要のタイミングで点火栓42から発
生された火花によって、着火される。

【００２８】そしてこの着火燃焼された燃焼ガスにより
ピストン９が押下げられ、クランク軸10が回転を始め、
変速装置２を介して乗用車の車輪にその動力が伝達さ
れ、乗用車は走行することができる。

【００２９】また燃焼室43内で燃焼された排気燃焼ガス
は、排気ポート17から排気分岐管23および排気管22を介
して排気ガス浄化装置25に流入し、該排気ガス浄化装置
25内の触媒により、ＮＯ_X 、ＣＯ等の有害ガスが除去さ
れて大気中に放出され、排気管22および排気分岐管23は
その中を流れる高温の排気燃焼ガスによって高温に加熱
されるが、該排気管22および排気分岐管23の外周は断熱
管24によって密閉されているため、吸気管20、吸気チャ
ンバー21および絞り弁装置27が排気管22および排気分岐
管23の上方に位置していても、これら吸気系は前記排気
管22および排気分岐管23内を流れる排気燃焼ガスの影響
を受けて加熱されることがなく、充填効率は高水準に維
持されうる。

【００３０】さらに排気管22および排気分岐管23は著し
く冷却されることなく、断熱管24により高温に保持され
るため、排気管22から排気ガス浄化装置25内に流入した
排気燃焼ガスは、該排気ガス浄化装置25内の触媒と充分
な酸化・還元反応を起し、有害ガスの排出量が頗る少な
い。

【００３１】さらにまた排気ガス浄化装置25は１個で足
るため、コストダウンが可能である。

【００３２】また吸気弁28および排気弁29は各シリンダ
８の中心からＶバンク15寄りに位置し、シリンダ８の配
列方向すなわちクランク軸10の長手方向に沿って略一直
線状に配列され、動弁装置30は１本のカムシャフト31で
もって駆動されるため、動弁装置30の構造が著しく簡略
化され、大巾な軽量化およびコストダウンを図ることが
できる。

【００３３】さらにシリンダヘッド４を小型化できて、
車載時に頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関１を自由に設置す
ることができるとともにコストダウンを図ることができ
る。

【００３４】さらにまたクランク軸10の軸端に潤滑用オ
イルポンプ59が設けられ、その上方にパルサーロータ55
およびパワーステアリング用オイルポンプ86が配列さ
れ、潤滑用オイルポンプ59の左右両側にエアコン用コン
プレッサー74および交流発電機83が配置され、パルサー
ロータ55とエアコン用コンプレッサー74とを結ぶ略中間
にウォータポンプ76が配置されているため、これらの補
機はコンパクトにまとまっている。

【００３５】しかも吸気ポート16と排気ポート17とは、
Ｖバンク15寄りに配置されているため、該吸気ポート16
と排気ポート17とにそれぞれ設けられている動弁装置30
もＶバンク15寄りに位置し、該動弁装置30と干渉されず
に燃料噴射弁41をＶバンク15と反対側に配設することが
できる。

【００３６】この結果、燃料噴射弁41を吸気開口18に向
けるとともにシリンダ８の中心線に近い方向に指向させ
て吸気ポート16内を通過する吸入空気と大きな角度で交
叉させて噴射燃料を吸入空気と均一に混合させることが
できるとともに、吸気ポート16の内周面に噴射燃料を付
着させずに燃焼室43内に供給することができ、燃料噴射
量に即応し機関出力を確実に増減して応答性を向上させ
ることができる。

【００３７】また図７に図示するように片側４気筒、全
体で８気筒の頭上弁式Ｖ型８気筒内燃機関93にも本発明
は適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関の吸
排気構造の一実施例を図示した正面図である。

【図２】図１のII−II線に沿って截断した縦断側面図で
ある。

【図３】図４のIII −III 線に沿って截断した一部縦断
面図である。

【図４】図１の平面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】図３のVI−VI線に沿って截断した縦断側面図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例の平面図である。

【符号の説明】

１…頭上弁式Ｖ型４気筒内燃機関、２…変速装置、３…
シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…ヘッドカ
バー、６…クランクケース、７…オイルパン、８…シリ
ンダ、９…ピストン、10…クランク軸、11…クランクピ
ン、12…ジャーナル軸受、13…クランク軸ホルダ、14…
コネクティングロット、15…Ｖバンク、16…吸気ポー
ト、17…排気ポート、18…吸気開口、19…排気開口、20
…吸気管、21…吸気チャンバー、22…排気管、23…排気
分岐管、24…断熱管、25…排気ガス浄化装置、26…吸気
管、27…絞り弁装置、28…吸気弁、29…排気弁、30…動
弁装置、31…カムシャフト、32…駆動スプロケット、33
…従動スプロケット、34…カムチェーン、35…チェンテ
ンショナー、36…スイングアーム、37…カムフォロワ
ー、38…プッシュロッド、39…ロッカシャフト、40…ロ
ッカアーム、41…燃料噴射弁、42…点火栓、43…燃焼
室、44…縁部、45…カバー部材、46…内側壁部、47…前
後端壁部、48…頂板、49…ボルト、50…クランク室、51
…仕切板、52…ブリーザ室、53…開口、54…接続管、55
…パルサーロータ、56…ピックアップコイル、57…ネ
ジ、58…裏板、59…潤滑用オイルポンプ、60…ロータ、
61…吸入ポート、62…吐出ポート、63…パイプ、64…ス
トレーナ、65…フィルター、66…外側空間、67…エレメ
ント、68…内側空間、69…ボルト、70…ドライブプー
リ、71…第１プーリ部、72…第２プーリ部、73…第３プ
ーリ部、74…エアコン用コンプレッサー、75…ドリブン
プーリ、76…ウォータポンプ、77…ドリブンプーリ、78
…吸入ポート、79…サーモスタット、80…吐出ポート、
81…冷却水吸入開口、82…第１無端ベルト、83…交流発
電機、84…ドリブンプーリ、85…第２無端ベルト、86…
パワーステアリング用オイルポンプ、87…ドリブンプー
リ、88…第３無端ベルト、89…フライホイール、90…出
力軸、91…燃料パイプ、92…オイルレベルゲージ、93…
頭上弁式Ｖ型８気筒内燃機関。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに吸排気弁を具備した頭
   上弁式内燃機関において、 吸気ポートと排気ポートがシリンダ中心線に沿い見てそ
   の長手方向に対し略直角方向に沿って配列され、 前記吸気ポートはシリンダ頂部の燃焼室に開口された吸
   気開口近傍にて大きく彎曲され、 燃料噴射弁の噴射方向をシリンダ中心線に対して狭い角
   度をなすとともに吸気ポート中心線に対し大きな角度を
   なしかつ前記吸気開口に指向させた燃料噴射弁が、前記
   吸気ポートの彎曲外側部位に配置されたことを特徴とす
   る頭上弁式内燃機関の燃料噴射弁配置構造。
2. 【請求項２】 吸気ポートの吸気開口と排気ポートの排
   気開口とは、内燃機関のクランク軸と平行に配置された
   ことを特徴とする前記請求項１記載の頭上弁式内燃機関
   の燃料噴射弁配置構造。
3. 【請求項３】 シリンダが複数であることを特徴とする
   前記請求項２記載の頭上弁式内燃機関の燃料噴射弁配置
   構造。