JP4044196B2

JP4044196B2 - Engine intake system

Info

Publication number: JP4044196B2
Application number: JP02079598A
Authority: JP
Inventors: 義治井坂
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: JPH11218029A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内にタンブルを発生させるエンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４サイクルエンジンの吸気装置としては、混合気の供給量が少ない低負荷運転時に燃焼が安定するように、吸気ポートに吸気制御弁などの混合気が流れる方向を制御する部材を設けてシリンダ内にいわゆるタンブルを発生させるものがある。前記タンブルとは、混合気がシリンダ軸線に沿って旋回するような縦方向の旋回流のことである。
【０００３】
前記吸気制御弁は、吸気ポートのシリンダ側に配設し、低負荷運転時に吸気通路のシリンダ側を塞ぐように構成している。すなわち、この吸気制御弁を有する吸気装置を使用すると、低負荷運転時に混合気が吸気ポート内の吸気通路をカム軸側（シリンダとは反対側）に偏って流れ、吸気ポートの燃焼室側の開口から燃焼室内におけるシリンダ軸線を挾んで反対側（排気弁側）へ斜めに流入し、シリンダ内にタンブルが発生する。このため、混合気をタンブルによって点火プラグの周辺近傍に集めることができ、低負荷運転時に燃焼が安定するようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上述したように構成した吸気装置は、上述のように低負荷時により強いタンブルの形成が望まれるが、流量が少ないため流速が遅く、充分なタンブルが得られない。これは、吸気制御弁の下流側で吸気の一部が吸気通路内のシリンダ側の部分へ拡がるように流れるからである。このため、低負荷運転時に燃焼を安定させるにも限界があった。
【０００５】
また、上述した吸気装置は、シリンダヘッドに吸気制御弁を収容する空間を形成する分だけ吸気ポートを形成する部分が狭くなるため、吸気ポートの通路断面積を大きくとることができないという問題もあった。このため、この種の吸気装置を小型のエンジンに装備すると高負荷運転時に吸気量が不足してしまう。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解消するためになされたもので、低負荷運転時に充分なタンブルを発生させて燃焼のより一層の安定化を図るとともに、吸気ポートの通路断面積を大きくとって高負荷運転時に出力向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明に係るエンジンの吸気装置は、スライド式スロットル弁を有する気化器のスロットル弁下流側の吸気通路を、スロットル弁の閉方向の先端側の低負荷用通路と他端側の高負荷用通路とから構成し、シリンダヘッドの吸気ポートにおける吸気弁が貫通する部分より上流側に、この部分の吸気ポート内の吸気通路をシリンダの軸線方向の一方と他方とに分ける隔壁をシリンダヘッド側部の吸気入口から吸気弁貫通部の上流側近傍まで延びるように形成し、この隔壁よりシリンダとは反対側の吸気通路を前記低負荷用通路に接続するとともに、他方の吸気通路を前記高負荷用通路に接続し、吸気ポートの吸気入口と吸気弁貫通部との間を、クランク軸の軸線方向から見て吸気入口から下流側に向かうにしたがって次第にシリンダに近接するようにシリンダの軸線と垂直な面に対して所定の傾斜角度で傾斜させて形成し、この吸気ポートの内壁における吸気弁貫通部と対応する部分の前記傾斜角度を、前記内壁におけるカム軸側に位置して前記隔壁と対向する部分の前記傾斜角度より小さくなるように設定したものである。
【０００８】
本発明によれば、低負荷運転時には気化器の低負荷用通路から吸気ポートの隔壁よりシリンダとは反対側の吸気通路に混合気が供給される。この混合気は、隔壁より下流側で吸気ポート内のカム軸側に拡がり、吸気ポートの燃焼室側の開口を通って吸気弁の排気弁寄り側から燃焼室内のシリンダ軸線を横切って反対側へ斜めに流入する。
【０００９】
すなわち、吸気ポートを立てることによって吸気弁との交差角が小さくなるために曲がり部での抵抗が減り、吸入空気量が増加する。しかし、このままではタンブルが弱くなってしまうため、吸気ポートの上壁、すなわち吸気ポートにおけるカム軸側の内壁を排気弁側へ偏在させることによって吸気弁の排気弁側へ混合気が流れるようにした。したがって、低負荷運転時のタンブルは維持される。
【００１０】
また、高負荷運転時には気化器の高負荷用通路にも混合気が流れるようになり、吸気ポート内の隔壁の両側の吸気通路を使用して混合気を燃焼室内に供給することができる。吸気ポートは、吸気弁が貫通する部分で大きく屈曲する形状ではないから、高負荷運転時には混合気が直線的に吸気ポート内を流れる。その上、この吸気装置は、吸気が流れる方向を制御するために吸気ポートに吸気制御弁を設ける構造ではないので、吸気ポートを形成する部分が狭くなる制約を受けることがなく、吸気ポートの通路断面積を高負荷運転時の吸気量が確保できるように大きくとることができる。したがって、混合気が流れるときの抵抗を小さくすることができることと、通路断面積を大きくとることができることとから、高負荷運転時に混合気を円滑にかつ大量に燃焼室に供給することができる。
【００１１】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、低負荷用通路に連通管を介して吸気チャンバーを接続したものである。
この発明によれば、吸気弁が閉じているときに吸気チャンバーに蓄えた混合気を、吸気弁が開いたときに気化器側から吸込んだ混合気に加えて燃焼室に供給することができる。
【００１２】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、スロットル弁における低負荷用通路と高負荷用通路との間の隔壁より低負荷用通路側にスロットル弁を貫通する連通孔を穿設したものである。
この発明によれば、スロットル弁開度が小さいときに連通孔を通って空気が低負荷用通路に流入し、スロットル弁の下流側に生じる負圧が小さくなる。このため、気化器の高負荷用通路と低負荷用通路を仕切る隔壁とスロットル弁との間の隙間を通って空気が高負荷用通路の上流端から低負荷用通路へ前記負圧によって吸込まれるのを阻止することができる。
【００１３】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、気化器の高負荷用通路に接続した吸気通路に低負荷運転時に閉じる開閉弁を介装したものである。
この発明によれば、開閉弁が閉じることによって気化器の高負荷用通路は下流側が閉塞されるので、気化器の高負荷用通路と低負荷用通路を仕切る隔壁とスロットル弁との間の隙間を通って空気が高負荷用通路の上流端から低負荷用通路へスロットル弁下流側の負圧によって流込むことを阻止することができる。
【００１４】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、吸気ポート内の隔壁よりシリンダとは反対側に形成した吸気通路をシリンダの軸線方向から見て他方の吸気通路に対して傾斜させたものである。
この発明によれば、吸気ポート内の隔壁よりシリンダとは反対側に形成した吸気通路から混合気が燃焼室内にシリンダの軸線方向から見て斜めに流入する。
【００１５】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、気化器の低負荷用通路と吸気ポート内の吸気弁貫通部との間の吸気通路を、吸気ポート内でのシリンダの軸線方向と平行な通路高さが下流側へ向かうにしたがって次第に小さくなるように形成するとともに、クランク軸の軸線方向と平行な通路幅が下流側へ向かうにしたがって次第に大きくなるように形成したものである。
この発明によれば、低負荷運転時に混合気は吸気ポートのカム軸側の壁面に沿って薄帯状に流れる。
【００１６】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、気化器と吸気ポートの間で低負荷用通路と高負荷用通路とを仕切る隔壁の下流側の端部にこの隔壁を貫通する連通穴を形成したものである。
この発明によれば、スロットル弁開度が大きくなって低負荷用通路での流量が増大すると、混合気の一部が隔壁の連通穴を通って他方の吸気通路に流出する。
このため、タンブルを発生させるための混合気の流量が略一定になり、タンブルが過度に発生することを阻止することができる。
【００１７】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、シリンダヘッドの燃焼室上壁の一部をピストン側へ突出させるとともに、ピストンの頂部に凹陥部を形成したものである。
この発明によれば、ピストンの頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。また、シリンダヘッドの燃焼室上壁の一部をピストン側へ突出させているので、ピストンに凹陥部を形成することに起因する圧縮比の低下を防止することができる。さらに、燃焼室の突出部によって乱れが強化される。しかも、圧縮比を高めてもコンパクトで良好な燃焼室特性が得られる。加えて、相対的にプラグ近くの容積が増加したことにより、燃焼が安定する。
【００１８】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、点火プラグの先端部を燃焼室内に突出させるとともにシリンダヘッドに前記突出部を囲む突起を形成し、ピストンの頂部に凹陥部を形成したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
この発明によれば、点火プラグの先端部を囲む突起によって混合気の流動が乱れ、点火ないし燃焼初期において燃焼温度が低くなる。また、ピストンの頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。シリンダヘッドの燃焼室上壁の一部をピストン側へ突出させているので、ピストンに凹陥部を形成することに起因する圧縮比の低下を防止することができる。さらに、燃焼室の突出部によって乱れが強化される。しかも、圧縮比を高めてもコンパクトで良好な燃焼室特性が得られる。加えて、相対的にプラグ近くの容積が増加したことにより、燃焼が安定する。
【００１９】
他の発明に係るエンジンの吸気装置は、上述した発明に係るエンジンの吸気装置において、気化器とシリンダヘッドとの間に介装する吸気管のシリンダヘッド側の接続面を平坦面とし、この接続面の全域をシリンダヘッドに接触させたものである。
この発明によれば、エンジンの熱が吸気管に伝導によって伝達されて吸気管が加温されるから、吸気管に付着した燃料の気化が促進される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施の形態を図１ないし図５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の断面図、図２は要部を拡大して示す断面図、図３は図１におけるIII−III線断面図、図４はシリンダヘッドの底面を示す図、図５は吸気管内の吸気通路の形状を示す断面図で、同図（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線断面図、同図（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線断面図、同図（Ｃ）は図１におけるＣ−Ｃ線断面図、同図（ｄ）は図１における吸気ポートのＤ−Ｄ線断面図である。
【００２１】
これらの図において、符号１はこの実施の形態による自動二輪車用４サイクル単気筒エンジンを示す。２はシリンダを示し、３はシリンダヘッド、４はピストン、５はコンロッドを示す。
【００２２】
このエンジン１は、シリンダ２の軸線方向が車体の前方を指向するようにシリンダ２を前傾させている。このエンジン１を図示してない車体に搭載した状態での水平線を図１中に二点鎖線Ｈで示し、シリンダ２の軸線を一点鎖線Ｃで示す。前記ピストン４は、図１および図３に示すように、頂部に凹陥部４ａを形成し、後述するタンブルが反転し易いようにしている。また、凹陥部４ａを形成することによって燃焼室６の容積が増大して圧縮比が低下するのを阻止するために、図３および図４に示すように点火プラグ７の電極部を燃焼室６内に突出させるとともに、この点火プラグ７の突出部分を囲む突起８をシリンダヘッド３に形成している。
【００２３】
このエンジン１の動弁装置は、１本のカム軸９で１本ずつの吸気弁１０と排気弁１１を駆動する構造を採っている。吸気弁１０が開閉する吸気ポート１２は、図１および図２に示すように、シリンダヘッド側部の吸気入口１３と吸気弁貫通部との間を、クランク軸（図示せず）の軸線方向から見て前記吸気入口１３から下流側に向かうにしたがって次第にシリンダ２に近接するようにシリンダ２の軸線と垂直な面に対して所定の傾斜角度で傾斜させて形成ている。このため、吸気ポート１２は、吸気弁１０が貫通する部分を境にして上流側から下流側へ滑らかに接続している。
【００２４】
また、吸気ポート１２における吸気弁１０が貫通する部分より上流側には、吸気ポート１２内の吸気通路をシリンダ２の軸線方向の一方と他方とに分ける隔壁１４を形成している。この隔壁１４よりシリンダ２と反対側の吸気通路を以下において吸気ポート側低負荷用通路１５といい、隔壁１４よりシリンダ２側の吸気通路を以下において吸気ポート側高負荷用通路１６という。
【００２５】
さらに、この吸気ポート１２におけるカム軸９側の内壁の傾斜角度は、図２に示すように、前記隔壁１４と対向する部位より吸気弁貫通部と対応する部位で小さくなるように設定している。隔壁１４と対向する内壁を図２において符号１２ａで示し、吸気弁貫通部と対応する内壁を符号１２ｂで示す。
この吸気ポート１２のカム軸９側の内壁における吸気弁貫通部と対応する部分１２ｂの前記傾斜角度αは、図２に示すように、前記内壁におけるカム軸９側に位置して前記隔壁１４と対向する部分１２ａの前記傾斜角度より小さくなるように設定されている。
【００２６】
前記吸気ポート１２には吸気管１７を介して気化器１８を接続している。前記吸気管１７は、シリンダヘッド３の上部から上方へ延在して上流端が車体の前方を指向するように屈曲しており、内部に吸気通路が二つ形成されるように隔壁１９を一体に形成している。この隔壁１９は、吸気管１７をシリンダヘッド３に取付けた状態で吸気ポート１２の前記隔壁１４に接続するようにしている。
【００２７】
この隔壁１９によって画成された二つの吸気通路２０，２１のうち前記吸気ポート側低負荷用通路１５に接続する吸気通路２０は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、下流側に向かうにしたがって通路断面の形状が徐々に扁平になるように形成している。詳述すると、この吸気通路２０および吸気ポート側低負荷用通路１５は、吸気ポート１２内でのシリンダ２の軸線方向と平行な通路高さＨが下流側へ向かうにしたがって次第に小さくなるとともに、クランク軸の軸線方向と平行な通路幅Ｗが下流側へ向かうにしたがって次第に大きくなるように形成している。
【００２８】
また、吸気管１７内の二つの吸気通路２０，２１のうち吸気ポート１２の高負荷用通路１６に接続する他方の吸気通路２１は、途中に開閉弁２２を介装している。開閉弁２２は、吸気管１７に回動自在に取付けた棒状の弁体２２ａと、この弁体２２ａの軸端部に取付けた駆動レバー２２ｂと、前記弁体２２ａを図１において時計方向に付勢する復帰スプリング（図示せず）などから構成している。
【００２９】
弁体２２ａは、吸気通路２１と対応する部分に切欠き２２ｃを形成している。この切欠き２２ｃは、弁体２２ａが図１に示すように吸気通路２１を閉塞する全閉状態から反時計方向に回動して全開状態になったときに吸気通路２１の一部を構成する。
【００３０】
前記駆動レバー２２ｂは、操作ワイヤ２３およびワイヤジョイント２４を介してアクセルレバー（図示せず）のワイヤ操作子２５に連結している。ワイヤジョイント２４は、開閉弁２２の操作ワイヤ２３と並列になるように気化器１８の操作ワイヤ２６を接続している。また、このワイヤジョイント２４は、開閉弁２２の開動作が気化器１８より遅れるように構成している。このため、開閉弁２２は低負荷運転時には図１に示すように全閉状態を維持し、あるスロットル開度までは全閉のままでそれ以上負荷が大きくなるにしたがって（アクセルレバーの操作量が増大するにしたがって）徐々に開き、高負荷運転時に全開状態になる。
【００３１】
前記気化器１８は、スロットル弁２７をスライド式ピストンによって形成し、スロットル弁２７の下流側に、スロットル弁２７の閉方向の先端側に位置する低負荷用通路２８と、他端側に位置する高負荷用通路２９とを形成している。これら両通路２８，２９を仕切る隔壁３０は、吸気管１７の隔壁１９に接続している。また、気化器１８の前記低負荷用通路２８は、吸気管１７内の吸気通路２０を介して吸気ポート側低負荷用通路１５に接続し、気化器１８の高負荷用通路２９は、吸気管１７の吸気通路２１を介して吸気ポート側高負荷用通路１６に接続している。
【００３２】
上述したように構成した吸気装置によれば、スロットル弁２７の開度が相対的に小さい低負荷運転時には、気化器１８の低負荷用通路２８から吸気管１７を介して面積の小さい吸気ポート側低負荷用通路１５に高速で混合気が供給される。この混合気は、隔壁１４より下流側で吸気ポート１２内のカム軸９側に拡がり、吸気ポート１２におけるシリンダとは反対側の壁面に沿って吸気ポート１２の燃焼室６側の開口１２ｃへ流れ、この開口１２ｃから吸気弁１０の排気弁寄り側を通ってシリンダ軸線Ｃを横切るようにして反対側へ斜めに流入する。吸気弁１０の排気弁１１寄り側から流入した混合気は、シリンダ内を縦に下がった後、ピストン頂面で反転するため、縦の旋回流、すなわち図１中に矢印Ｔで示すようにタンブルが発生する。ピストン頂面は凹のため、反転時の減衰が少なく、強いタンブルが形成される。
【００３３】
すなわち、吸気ポート１２を立てることによって吸気弁１０との交差角が小さくなるために曲がり部での抵抗が減り、吸入空気量が増加する。しかし、このままではタンブルが弱くなってしまうため、吸気ポート１２の上壁、すなわち吸気ポートにおけるカム軸側の内壁１２ｂを排気弁１１側へ偏在させることによって吸気弁１０の排気弁側へ混合気が流れるようにした。したがって、低負荷運転時のタンブルは維持される。
【００３４】
また、高負荷運転時には気化器１８の高負荷用通路２９にも混合気が流れるようになり、吸気ポート１２内の隔壁１４の両側の通路１５，１６を使用して混合気を燃焼室６内に供給することができる。吸気ポート１２は、吸気弁１０が貫通する部分を境にして上流側と下流側とが滑らかに接続し、ここで大きく屈曲する形状ではないから、高負荷運転時には混合気が直線的に吸気ポート１２内を流れる。その上、この吸気装置は、吸気が流れる方向を制御するために吸気ポート１２に吸気制御弁を設ける構造ではないので、吸気ポート１２を形成する部分が狭くなる制約を受けることがなく、吸気ポート１２の通路断面積を高負荷運転時の吸気量が確保できるように大きくとることができる。
【００３５】
したがって、混合気が流れるときの抵抗を小さくすることができることと、通路断面積を大きくとることができることとから、高負荷運転時に混合気を円滑にかつ大量に燃焼室６に供給することができ、出力向上を図ることができる。高負荷時には吸気流速が速くなるが、吸気ポート１２からの流れが多いため、流れは吸気ポート１２の形状で支配されるようになる。すなわち、過度の流動が抑制され、燃焼騒音などの問題が発生することがない。この結果、スロットル開度に見合ったタンブルが形成される。
【００３６】
さらに、この吸気装置は、開閉弁２２が閉じることによって気化器１８の高負荷用通路２９の下流側を閉塞することができる。このため、低負荷時に気化器１８の高負荷用通路２９と低負荷用通路２８を仕切る隔壁３０とスロットル弁２７との間の隙間を通って空気が高負荷用通路２９の上流端から低負荷用通路２８へスロットル弁下流側の負圧によって吸込まれるのを阻止することができる。したがって、高負荷用通路２９への燃料溜りがなくなり、空燃比が安定し、低負荷時の運転が安定する。
【００３７】
さらにまた、図５に示すように、気化器１８の低負荷用通路２８と吸気ポート１２内の吸気弁貫通部との間の吸気通路を、吸気ポート１２内でのシリンダ２の軸線方向と平行な通路高さＨが下流側へ向かうにしたがって次第に小さくなるように形成するとともに、クランク軸の軸線方向と平行な通路幅Ｗが下流側へ向かうにしたがって次第に大きくなるように形成したため、低負荷運転時に混合気は吸気ポート１２のカム軸９側の壁面１２ａ，１２ｂに沿って薄帯状に流れる。この結果、シリンダ２内にタンブルが帯状に形成されてシリンダ内の広い範囲にわたって流れ、混合気が旋回する力が大きくなる。
【００３８】
加えて、点火プラグ７の先端部を燃焼室６内に突出させるとともにシリンダヘッド３に前記突出部を囲む突起８を形成したため、点火プラグ７の先端部を囲む突起８によって混合気の流動の乱れが大きくなり、点火ないし燃焼初期において燃焼温度が低くなる。加えて、ピストン４の頂部に凹陥部４ａを形成したため、ピストン４の頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。したがって、燃焼温度を低く抑えながら強いタンブルによって燃焼速度を速くすることができるので、混合気の空燃比をリーンに設定しても燃焼が安定するとともにＮＯ_x の発生を抑制することができる。
【００３９】
第２の実施の形態
本発明に係るエンジンの吸気装置の第２の実施の形態を図６ないし図１０によって詳細に説明する。
図６は他の実施の形態を示す断面図、図７は図６におけるVII−VII線断面図、図８は吸気ポート内の吸気通路の形状を示す構成図、図９は吸気ポートの吸気入口部分の断面図で、同図は図６におけるIX−IX線断面図である。図１０は吸気ポートを形成するために用いる鋳造用中子を示す斜視図である。これらの図において、前記図１〜図５で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４０】
この実施の形態を採るときに使用する吸気管１７は、上流端が車体の後方を指向するように形成し、気化器１８の低負荷用通路２８と吸気ポート側低負荷用通路１５とを連通する吸気通路２１を他方の吸気通路２０の上流端の下側から車体左側を通して下流端の車体前側に延設している。このように吸気通路２１を形成しているため、吸気ポート側低負荷用通路１５を図８および図９に示すようにシリンダ２の軸線方向から見て高負荷用通路１６に対して傾斜させている。これらの吸気通路１５，１６を吸気ポート１２に形成するために用いる中子を図１０に符号３１で示す。この中子３１における吸気ポート側低負荷用通路１５を形成する部分を符号３２で示し、吸気ポート側高負荷用通路１６を形成する部分を符号３３で示す。
【００４１】
このように吸気ポート側低負荷用通路１５を他方の通路１６に対して傾斜させることによって、吸気ポート側低負荷用通路１５から混合気が燃焼室６内にシリンダ２の軸線方向から見て斜めに流入するから、シリンダ２内にタンブルと、シリンダ軸線Ｃを中心として旋回する旋回流からなるスワールとを合成した斜め方向に旋回するタンブルが発生する。これによって燃焼速度の一層の向上と、シリンダ内における図６の紙面に対する垂直方向の混合気均一化が行われる。
【００４２】
また、前記吸気管１７には、図６に示すように吸気チャンバー３４を取付けている。この吸気チャンバー３４は、気化器１８の低負荷用通路２８に接続する吸気通路２１に吸気室３５を接続している。
【００４３】
このように低負荷用通路２８に吸気チャンバー３４の吸気室３５を接続する構成を採ることにより、吸気弁１０が閉じているときに吸気チャンバー３４内に混合気が流入する。そして、この吸気チャンバー３４に蓄えた混合気を、吸気弁１０が開いたときに気化器１８から吸込んだ混合気に加えて燃焼室６に供給することができる。したがって、吸気チャンバー３４を設けない場合に較べてスロットル弁開度が同じでも混合気の供給量を増加させることができるから、気化器１８の低負荷用通路２８を使用する運転域を拡げることができる。このため、広い運転域にわたってタンブルによって燃焼改善を図ることができる。
【００４４】
また、この実施の形態によるシリンダヘッド３は、図７に示すように、点火プラグ７の先端部の燃焼室６内への突出量が前記図３に示す形態に較べて少ない代わりに、燃焼室６の上壁の一部がピストン側へ突出している。この突出部を図７中に符号３６で示す。ピストン４は図３に示す形態を採るときと同様に頂部に凹陥部４ａを形成している。このように燃焼室６を構成しても前記第１の実施の形態を採るときと同様にピストン４の頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。その上、シリンダヘッド３の燃焼室上壁の一部をピストン４側へ突出させているので、ピストン４に凹陥部４ａを形成することに起因する圧縮比の低下を防止することができる。さらに、圧縮比を高めてもコンパクトで良好な燃焼室特性が得られるし、相対的にプラグ近くの容積が増加したことにより、燃焼が安定する。
【００４５】
第３の実施の形態
本発明に係る吸気装置は、図１１に示すように構成することができる。
図１１は他の実施の形態を示す断面図で、同図において前記図１ないし図１０において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。
【００４６】
図１１に示す吸気管１７は、シリンダヘッド３側の接続面１７ａを平坦面とし、この接続面１７ａの全域をシリンダヘッド３に接触させている。すなわち、ガスケットを使用することなく吸気管１７をシリンダヘッド３に取付けている。この接続構造を採ることにより、エンジン１の熱が吸気管１７に伝導によって伝達されて吸気管１７が加温されるから、吸気管１７に付着した燃料の気化が促進される。このため、吸気管１７に燃料が付着することに起因して空燃比が変動するのを阻止することができ、燃焼が安定する。
【００４７】
また、この実施の形態による吸気ポート１２の隔壁１４と吸気管１７内の隔壁１９は、これら両者の間に低負荷用通路１５と高負荷用通路１６とを連通する連通穴４１を形成している。このように隔壁１４，１９に連通穴４１を形成することによって、エンジン運転域が低負荷域から高負荷域に移行するときにスロットル弁開度が大きくなって低負荷用通路１５の混合気の流量が増大すると、混合気の一部が連通穴４１を通って一部高負荷用通路１６に流出する。このため、タンブルを発生させるための混合気の流量が略一定になり、タンブルが過度に発生することを阻止することができる。
【００４８】
さらに、この実施の形態による気化器１８は、スロットル弁２７における低負荷用通路２８と高負荷用通路２９との間の隔壁３０より低負荷用通路２８側にスロットル弁２７を貫通する連通孔４２を穿設している。このように連通孔４２をスロットル弁２７に形成すると、スロットル弁開度が小さいときに連通孔４２を通って空気が低負荷用通路２８に流入し、スロットル弁２７の下流側に生じる負圧が小さくなる。このため、気化器１８の高負荷用通路２９と低負荷用通路２８を仕切る隔壁３０とスロットル弁２７との間の隙間を通って空気が高負荷用通路２９の上流端から低負荷用通路２８へ前記負圧によって矢印Ｒで示す流れが生じるのを阻止することができる。この結果、スロットル弁２７によって制御する吸気量が正確になり、混合気の空燃比が安定する。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、低負荷運転時には気化器の低負荷用通路から吸気ポートの隔壁よりシリンダとは反対側の吸気通路に混合気が供給される。この混合気は、隔壁より下流側で吸気ポート内のカム軸側に拡がり、吸気ポートの燃焼室側の開口を通って吸気弁の排気弁寄り側から燃焼室内のシリンダ軸線を横切って反対側へ斜めに流入する。すなわち、吸気ポートを立てることによって吸気弁との交差角が小さくなるために曲がり部での抵抗が減り、吸入空気量が増加する。しかし、このままではタンブルが弱くなってしまうため、吸気ポートの上壁、すなわち吸気ポートにおけるカム軸側の内壁を排気弁側へ偏在させることによって吸気弁の排気弁側へ混合気が流れるようにした。したがって、低負荷運転時のタンブルは維持される。
【００５０】
また、高負荷運転時には気化器の高負荷用通路にも混合気が流れるようになり、吸気ポート内の隔壁の両側の吸気通路を使用して混合気を燃焼室内に供給することができる。吸気ポートは、吸気弁が貫通する部分で大きく屈曲する形状ではないから、高負荷運転時には混合気が直線的に吸気ポート内を流れる。その上、この吸気装置は、吸気が流れる方向を制御するために吸気ポートに吸気制御弁を設ける構造ではないので、吸気ポートを形成する部分が狭くなる制約を受けることがなく、吸気ポートの通路断面積を高負荷運転時の吸気量が確保できるように大きくとることができる。
【００５１】
したがって、低負荷運転時に燃料の略全てをタンブルに乗せて燃焼の安定化を図ることができる。また、混合気が流れるときの抵抗を小さくすることができることと、通路断面積を大きくとることができることとから、高負荷運転時に混合気を円滑にかつ大量に燃焼室に供給することができ、出力向上を図ることができる。
【００５２】
吸気チャンバーを設ける他の発明によれば、吸気弁が閉じているときに吸気チャンバーに蓄えた混合気を、吸気弁が開いたときに気化器側から吸込んだ混合気に加えて燃焼室に供給することができる。このため、吸気チャンバーを設けない場合に較べてスロットル開度が同じでも混合気の供給量を増加させることができるから、気化器の低負荷用通路を使用する運転域を拡げることができる。このため、広い運転域にわたってタンブルによって燃焼改善を図ることができる。
【００５３】
スロットル弁に連通孔を穿設する他の発明によれば、スロットル弁開度が小さいときに連通孔を通って空気が低負荷用通路に流入し、スロットル弁の下流側に生じる負圧が小さくなる。このため、気化器の高負荷用通路と低負荷用通路を仕切る隔壁とスロットル弁との間の隙間を通って空気が高負荷用通路の上流端から低負荷用通路へ前記負圧によって吸込まれるのを阻止することができるから、スロットル弁によって制御する吸気量が正確になり、混合気の空燃比が安定する。
【００５４】
開閉弁を設ける他の発明によれば、開閉弁が閉じることによって気化器の高負荷用通路は下流側が閉塞されるので、気化器の高負荷用通路と低負荷用通路を仕切る隔壁とスロットル弁との間の隙間を通って空気が高負荷用通路の上流端から低負荷用通路へスロットル弁下流側の負圧によって流込むことを阻止することができる。
したがって、スロットル弁によって制御する吸気量が正確になり、混合気の空燃比が安定する。
【００５５】
低負荷用通路に接続した吸気ポート内の吸気通路をシリンダ軸線方向視で傾斜させる他の発明によれば、低負荷運転時には混合気が燃焼室内にシリンダ軸線方向視で斜めに流入するから、シリンダ内にタンブルと、シリンダ軸線を中心として旋回する旋回流からなるスワールとを合成した斜め方向に旋回するタンブルが発生する。これによってシリンダ内混合気の左右方向、すなわちカム軸の軸線方向の均一化が進み、また燃焼速度も一層大きくなる。
【００５６】
低負荷用通路に接続した吸気通路の断面形状を変える他の発明によれば、低負荷運転時に混合気は吸気ポートのカム軸側の壁面に沿って薄帯状に流れるから、シリンダ内にタンブルが帯状に形成されて混合気が旋回する力が大きくなる。
【００５７】
吸気ポート内の隔壁に連通穴を形成する他の発明によれば、スロットル弁開度が大きくなって低負荷用通路での流量が増大すると、混合気の一部が隔壁の連通穴を通って他方の吸気通路に流出する。このため、タンブルを発生させるための混合気の流量が略一定になり、タンブルが過度に発生することを阻止することができる。
したがって、高負荷運転時にタンブルによって失火が生じることがなく、高負荷運転時でも燃焼が安定する。
【００５８】
ピストンに凹陥部を形成する他の発明によれば、ピストンの頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。また、シリンダヘッドの燃焼室上壁の一部をピストン側へ突出させているので、ピストンに凹陥部を形成することに起因して圧縮比が小さくなることはない。
したがって、タンブルが強く生じるようになり、より一層燃焼が安定する。
【００５９】
点火プラグの先端部を囲む突起を設ける他の発明によれば、火プラグの先端部を囲む突起によって混合気の流動が乱れ、点火ないし燃焼初期において燃焼温度が低くなる。ピストンの頂面でタンブルが反転し易くなり、タンブルが減衰し難い。また、シリンダヘッドの燃焼室上壁の一部をピストン側へ突出させているので、ピストンに凹陥部を形成することに起因して圧縮比が小さくなることはない。
したがって、燃焼温度を低く抑えながら強いタンブルによって燃焼速度を速くすることができるので、混合気の空燃比をリーンに設定しても燃焼が安定するとともにＮＯ_x の発生を抑制することができる。
【００６０】
吸気管の平坦な接続面を全面にわたってシリンダヘッドに接触させる他の発明によれば、エンジンの熱が吸気管に伝導して吸気管が加温されるから、吸気管に付着した燃料の気化が促進される。
したがって、吸気管に燃料が付着することに起因して空燃比が変動するのを阻止することができ、燃焼が安定する。
【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の断面図である。
【図２】要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１におけるIII−III線断面図である。
【図４】シリンダヘッドの底面を示す図である。
【図５】吸気管内の吸気通路の形状を示す断面図である。
【図６】他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】図６におけるVII−VII線断面図である。
【図８】吸気ポート内の吸気通路の形状を示す構成図である。
【図９】吸気ポートの吸気入口部分の断面図である。
【図１０】吸気ポートを形成するために用いる鋳造用中子を示す斜視図である。
【図１１】他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…ピストン、６…燃焼室、７…点火プラグ、８…突起、９…カム軸、１０…吸気弁、１２…吸気ポート、１３…吸気入口、１４…隔壁、１５…吸気ポート側低負荷用通路、１６…吸気ポート側高負荷用通路、１７…吸気管、１７ａ…接続面、１８…気化器、１９…隔壁、２０，２１…吸気通路、２２…開閉弁、２７…スロットル弁、２８…低負荷用通路、２９…高負荷用通路、３０…隔壁、３４…吸気チャンバー、３６…突出部、４１…連通穴、４２…連通孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine intake device that generates tumble in a cylinder.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an intake device for a four-cycle engine, a cylinder that is provided with a member for controlling the flow direction of an air-fuel mixture such as an intake air control valve is provided in an intake port so that combustion is stabilized during low-load operation with a small amount of air-fuel supply. Some of them generate so-called tumble. The tumble is a swirling flow in the vertical direction in which the air-fuel mixture swirls along the cylinder axis.
[0003]
The intake control valve is disposed on the cylinder side of the intake port, and is configured to close the cylinder side of the intake passage during low load operation. That is, when an intake device having this intake control valve is used, the air-fuel mixture flows in the intake passage in the intake port toward the camshaft side (opposite the cylinder) during low load operation, From the opening, the cylinder axis line in the combustion chamber is sandwiched and flows into the opposite side (exhaust valve side) obliquely, and tumble is generated in the cylinder. For this reason, the air-fuel mixture can be collected in the vicinity of the periphery of the spark plug by tumble, and combustion becomes stable during low load operation.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the intake device configured as described above is desired to form a stronger tumble at a low load as described above. However, since the flow rate is small, the flow rate is slow and sufficient tumble cannot be obtained. This is because a part of the intake air flows downstream from the intake control valve so as to spread to the cylinder side portion in the intake passage. For this reason, there was a limit in stabilizing combustion during low load operation.
[0005]
In addition, the above-described intake device has a problem that a passage cross-sectional area of the intake port cannot be increased because a portion where the intake port is formed is narrowed by a space that accommodates the intake control valve in the cylinder head. It was. For this reason, if this type of intake device is installed in a small engine, the intake amount becomes insufficient during high load operation.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and generates sufficient tumble during low-load operation to further stabilize combustion and increase the passage cross-sectional area of the intake port to increase the cross-sectional area. The purpose is to improve output during load operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, an intake system for an engine according to the present invention includes an intake passage on the downstream side of a throttle valve of a carburetor having a sliding throttle valve, a low-load passage on the tip side in the closing direction of the throttle valve, and the like. Cylinder head intake portA partition that divides the intake passage in the intake port of this portion into one and the other in the axial direction of the cylinder from the intake inlet on the cylinder head side to the upstream side of the intake valve penetration on the upstream side of the portion through which the intake valve penetrates Formed to extend to the vicinity,The intake passage on the opposite side of the cylinder from the partition is connected to the low load passage, and the other intake passage is connected to the high load passage, and the space between the intake inlet of the intake port and the intake valve penetrating portion is connected. ,Seen from the axial direction of the crankshaftFrom the intake inlet toward the downstream sideAt a predetermined inclination angle with respect to a plane perpendicular to the cylinder axis so as to gradually approach the cylinderThis intake port is formed with an inclinationThe inclination angle of the portion of the inner wall corresponding to the intake valve penetrating portion is determined by the inclination angle of the portion of the inner wall facing the partition wall located on the cam shaft side.It is set to be smaller.
[0008]
According to the present invention, during low load operation, the air-fuel mixture is supplied from the low load passage of the carburetor to the intake passage opposite to the cylinder from the partition of the intake port. This air-fuel mixture spreads downstream from the partition wall to the camshaft side in the intake port, passes through the opening on the combustion chamber side of the intake port, and from the side close to the exhaust valve of the intake valve to the opposite side across the cylinder axis in the combustion chamber It flows in diagonally.
[0009]
That is, since the crossing angle with the intake valve is reduced by raising the intake port, the resistance at the bent portion is reduced and the intake air amount is increased. However, since the tumble is weakened as it is, the air-fuel mixture flows to the exhaust valve side of the intake valve by unevenly distributing the upper wall of the intake port, that is, the inner wall on the camshaft side of the intake port to the exhaust valve side. . Therefore, tumble during low load operation is maintained.
[0010]
Further, the air-fuel mixture also flows through the high-load passage of the carburetor during high-load operation, and the air-fuel mixture can be supplied into the combustion chamber using the intake passages on both sides of the partition wall in the intake port. Since the intake port does not have a shape that is largely bent at the portion through which the intake valve passes, the air-fuel mixture flows linearly in the intake port during high load operation. In addition, since this intake device is not structured to provide an intake control valve in the intake port in order to control the direction of intake air flow, there is no restriction that the portion forming the intake port becomes narrow, and the passage of the intake port The cross-sectional area can be made large so as to ensure the intake amount during high load operation. Therefore, since the resistance when the air-fuel mixture flows can be reduced and the cross-sectional area of the passage can be increased, the air-fuel mixture can be supplied smoothly and in large quantities to the combustion chamber during high load operation.
[0011]
An engine intake apparatus according to another invention is the engine intake apparatus according to the invention described above, wherein an intake chamber is connected to a low load passage through a communication pipe.
According to the present invention, the air-fuel mixture stored in the intake chamber when the intake valve is closed can be supplied to the combustion chamber in addition to the air-fuel mixture sucked from the carburetor side when the intake valve is opened.
[0012]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein the throttle valve penetrates the low load passage side of the partition between the low load passage and the high load passage in the throttle valve. A communication hole is formed.
According to this invention, when the throttle valve opening is small, air flows into the low load passage through the communication hole, and the negative pressure generated on the downstream side of the throttle valve is reduced. For this reason, air is sucked into the low load passage from the upstream end of the high load passage by the negative pressure through the gap between the partition wall separating the high load passage and the low load passage of the carburetor and the throttle valve. Can be prevented.
[0013]
An engine intake apparatus according to another invention is the engine intake apparatus according to the above-described invention, wherein an open / close valve that is closed during low load operation is interposed in an intake passage connected to a high load passage of a carburetor.
According to the present invention, the downstream side of the high load passage of the carburetor is closed by closing the on-off valve, so that the gap between the partition wall that partitions the high load passage and the low load passage of the carburetor and the throttle valve. It is possible to prevent the air from flowing from the upstream end of the high load passage to the low load passage by negative pressure on the downstream side of the throttle valve.
[0014]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein the intake passage formed on the opposite side of the cylinder from the partition in the intake port is viewed from the other axial direction of the cylinder. It is inclined with respect to.
According to the present invention, the air-fuel mixture flows obliquely into the combustion chamber from the intake passage formed on the opposite side of the cylinder from the partition in the intake port as viewed from the axial direction of the cylinder.
[0015]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein the intake passage between the low load passage of the carburetor and the intake valve penetrating portion in the intake port is formed in the intake port. The passage height parallel to the axial direction of the cylinder is formed to gradually decrease toward the downstream side, and the passage width parallel to the axial direction of the crankshaft is formed to gradually increase toward the downstream side. It is what.
According to the present invention, the air-fuel mixture flows in a thin strip shape along the wall surface of the intake port on the cam shaft side during low load operation.
[0016]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, in the downstream end portion of the partition wall that partitions the low load passage and the high load passage between the carburetor and the intake port. A communication hole penetrating this partition is formed.
According to the present invention, when the throttle valve opening increases and the flow rate in the low load passage increases, a part of the air-fuel mixture flows out to the other intake passage through the communication hole of the partition wall.
For this reason, the flow rate of the air-fuel mixture for generating the tumble becomes substantially constant, and it is possible to prevent the tumble from being excessively generated.
[0017]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston and a recess is formed at the top of the piston. It is.
According to the present invention, the tumble is easily reversed at the top surface of the piston, and the tumble is difficult to attenuate. In addition, since a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston, it is possible to prevent the compression ratio from being lowered due to the formation of the recessed portion in the piston. Furthermore, the turbulence is strengthened by the protrusion of the combustion chamber. Moreover, even if the compression ratio is increased, compact and good combustion chamber characteristics can be obtained. In addition, combustion is stabilized due to the relatively increased volume near the plug.
[0018]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein the tip of the spark plug protrudes into the combustion chamber and a projection surrounding the protrusion is formed in the cylinder head, so that the top of the piston is formed. An intake system for an engine, wherein a recess is formed in the engine.
According to this invention, the flow of the air-fuel mixture is disturbed by the projections surrounding the tip of the spark plug, and the combustion temperature is lowered at the beginning of ignition or combustion. Further, the tumble is easily reversed at the top surface of the piston, and the tumble is difficult to attenuate. Since a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston, it is possible to prevent the compression ratio from being lowered due to the formation of the recessed portion in the piston. Furthermore, the turbulence is strengthened by the protrusion of the combustion chamber. Moreover, even if the compression ratio is increased, compact and good combustion chamber characteristics can be obtained. In addition, combustion is stabilized due to the relatively increased volume near the plug.
[0019]
An engine intake device according to another invention is the engine intake device according to the above-described invention, wherein the connection surface on the cylinder head side of the intake pipe interposed between the carburetor and the cylinder head is a flat surface. The entire surface is in contact with the cylinder head.
According to this invention, the heat of the engine is transmitted to the intake pipe by conduction and the intake pipe is heated, so that vaporization of the fuel adhering to the intake pipe is promoted.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
Hereinafter, an embodiment of an intake system for an engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 is a sectional view of an intake system for an engine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an enlarged main part, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the intake passage in the intake pipe. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1, and FIG. 1D is a cross-sectional view taken along line DD of the intake port in FIG.
[0021]
In these drawings, reference numeral 1 denotes a four-cycle single-cylinder engine for a motorcycle according to this embodiment. 2 indicates a cylinder, 3 indicates a cylinder head, 4 indicates a piston, and 5 indicates a connecting rod.
[0022]
In the engine 1, the cylinder 2 is tilted forward so that the axial direction of the cylinder 2 is directed to the front of the vehicle body. A horizontal line in a state where the engine 1 is mounted on a vehicle body (not shown) is indicated by a two-dot chain line H in FIG. 1, and an axis of the cylinder 2 is indicated by a one-dot chain line C. As shown in FIGS. 1 and 3, the piston 4 is formed with a recessed portion 4a at the top so that a tumble described later can be easily reversed. Further, in order to prevent the compression chamber from being reduced by increasing the volume of the combustion chamber 6 by forming the recessed portion 4a, the electrode portion of the spark plug 7 is connected to the combustion chamber 6 as shown in FIGS. A projection 8 is formed in the cylinder head 3 so as to project inward and surround the projecting portion of the spark plug 7.
[0023]
  The valve operating device of the engine 1 has a structure in which one camshaft 9 drives one intake valve 10 and one exhaust valve 11 one by one. As shown in FIGS. 1 and 2, the intake port 12 for opening and closing the intake valve 10 is formed between the intake inlet 13 on the side of the cylinder head and the intake valve penetrating portion.Seen from the axial direction of the crankshaft (not shown)From the intake inlet 13 toward the downstream sideGradually closer to cylinder 2likeAt a predetermined inclination angle with respect to a plane perpendicular to the axis of the cylinder 2Inclined. For this reason, the intake port 12 is smoothly connected from the upstream side to the downstream side at the part through which the intake valve 10 passes.
[0024]
A partition wall 14 is formed on the upstream side of the portion of the intake port 12 through which the intake valve 10 passes. The partition 14 divides the intake passage in the intake port 12 into one and the other in the axial direction of the cylinder 2. The intake passage on the side opposite to the cylinder 2 from the partition wall 14 is hereinafter referred to as an intake port side low load passage 15 and the intake passage on the cylinder 2 side from the partition wall 14 is hereinafter referred to as an intake port side high load passage 16.
[0025]
  Furthermore, the inclination angle of the inner wall on the camshaft 9 side in the intake port 12 isAs shown in FIG.It is set to be smaller at a portion corresponding to the intake valve penetrating portion than a portion facing the partition wall 14. The inner wall facing the partition wall 14 is indicated by reference numeral 12a in FIG. 2, and the inner wall corresponding to the intake valve penetrating portion is indicated by reference numeral 12b.
  The inclination angle α of the portion 12b corresponding to the intake valve penetrating portion on the inner wall of the intake port 12 on the camshaft 9 side is located on the camshaft 9 side of the inner wall as shown in FIG. It is set to be smaller than the inclination angle of the facing portion 12a.
[0026]
A carburetor 18 is connected to the intake port 12 via an intake pipe 17. The intake pipe 17 extends upward from the upper part of the cylinder head 3 and is bent so that the upstream end faces the front of the vehicle body, and the partition wall 19 is integrated so that two intake passages are formed inside. Is formed. The partition wall 19 is connected to the partition wall 14 of the intake port 12 with the intake pipe 17 attached to the cylinder head 3.
[0027]
Of the two intake passages 20, 21 defined by the partition wall 19, the intake passage 20 connected to the intake port side low load passage 15, as shown in FIGS. The shape of the cross section of the passage is formed so as to gradually become flat as it goes to. More specifically, the intake passage 20 and the intake port side low-load passage 15 are gradually reduced as the passage height H parallel to the axial direction of the cylinder 2 in the intake port 12 decreases toward the downstream side. The passage width W parallel to the axial direction of the shaft is formed so as to gradually increase toward the downstream side.
[0028]
Of the two intake passages 20 and 21 in the intake pipe 17, the other intake passage 21 connected to the high load passage 16 of the intake port 12 is provided with an on-off valve 22 in the middle. The on-off valve 22 has a rod-shaped valve body 22a attached to the intake pipe 17 in a freely rotatable manner, a drive lever 22b attached to the shaft end of the valve body 22a, and the valve body 22a in the clockwise direction in FIG. It is composed of a return spring (not shown) or the like.
[0029]
The valve body 22a has a notch 22c formed in a portion corresponding to the intake passage 21. The notch 22c constitutes a part of the intake passage 21 when the valve body 22a is rotated counterclockwise from the fully closed state in which the intake passage 21 is closed as shown in FIG. .
[0030]
The drive lever 22b is connected to a wire operator 25 of an accelerator lever (not shown) via an operation wire 23 and a wire joint 24. The wire joint 24 connects the operation wire 26 of the vaporizer 18 so as to be in parallel with the operation wire 23 of the on-off valve 22. The wire joint 24 is configured such that the opening operation of the on-off valve 22 is delayed from the carburetor 18. For this reason, the on-off valve 22 is maintained in a fully closed state as shown in FIG. 1 during low load operation, and remains fully closed until a certain throttle opening, and as the load increases further (the amount of operation of the accelerator lever becomes smaller). It gradually opens (as it increases) and becomes fully open during high-load operation.
[0031]
The carburetor 18 has a throttle valve 27 formed by a sliding piston, and is located on the downstream side of the throttle valve 27, a low-load passage 28 located on the front end side in the closing direction of the throttle valve 27, and the other end side. A high load passage 29 is formed. A partition wall 30 that partitions both the passages 28 and 29 is connected to the partition wall 19 of the intake pipe 17. The low load passage 28 of the carburetor 18 is connected to the intake port side low load passage 15 via the intake passage 20 in the intake pipe 17, and the high load passage 29 of the carburetor 18 is connected to the intake pipe. The intake port side high-load passage 16 is connected via 17 intake passages 21.
[0032]
According to the intake device configured as described above, at the time of low load operation where the opening degree of the throttle valve 27 is relatively small, the intake port side having a small area from the low load passage 28 of the carburetor 18 through the intake pipe 17. The air-fuel mixture is supplied to the low load passage 15 at high speed. The air-fuel mixture spreads downstream of the partition wall 14 toward the camshaft 9 in the intake port 12 and flows along the wall surface of the intake port 12 opposite to the cylinder to the opening 12c of the intake port 12 on the combustion chamber 6 side. From the opening 12c, it passes through the exhaust valve closer side of the intake valve 10 and crosses the cylinder axis C so as to flow obliquely to the opposite side. Since the air-fuel mixture flowing in from the side of the intake valve 10 closer to the exhaust valve 11 descends vertically in the cylinder and then reverses at the top surface of the piston, it is a tumble as shown by the arrow T in FIG. Occurs. Since the top surface of the piston is concave, there is little attenuation during reversal and a strong tumble is formed.
[0033]
That is, since the crossing angle with the intake valve 10 is reduced by raising the intake port 12, the resistance at the bent portion is reduced and the intake air amount is increased. However, since the tumble is weakened as it is, the air-fuel mixture is made to the exhaust valve side of the intake valve 10 by unevenly distributing the upper wall of the intake port 12, that is, the inner wall 12b on the camshaft side of the intake port to the exhaust valve 11 side. I made it flow. Therefore, tumble during low load operation is maintained.
[0034]
Further, the air-fuel mixture also flows through the high-load passage 29 of the carburetor 18 during high-load operation, and the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 6 using the passages 15 and 16 on both sides of the partition wall 14 in the intake port 12. Can be supplied to. The intake port 12 has a smooth connection between the upstream side and the downstream side at the part through which the intake valve 10 penetrates, and is not shaped so as to be largely bent here. 12 flows through. In addition, since this intake device is not structured to provide an intake control valve in the intake port 12 in order to control the direction in which the intake air flows, the intake port 12 is not restricted by a narrow portion that forms the intake port 12. Twelve passage cross-sectional areas can be made large so as to secure an intake amount during high load operation.
[0035]
Therefore, since the resistance when the air-fuel mixture flows can be reduced and the cross-sectional area of the passage can be increased, the air-fuel mixture can be supplied smoothly and in large quantities to the combustion chamber 6 during high load operation. The output can be improved. Although the intake air flow rate becomes faster at high loads, the flow is governed by the shape of the intake port 12 because there is much flow from the intake port 12. That is, excessive flow is suppressed, and problems such as combustion noise do not occur. As a result, a tumble corresponding to the throttle opening is formed.
[0036]
Further, the intake device can close the downstream side of the high load passage 29 of the carburetor 18 by closing the on-off valve 22. For this reason, air flows from the upstream end of the high load passage 29 to the low load through a gap between the partition wall 30 that partitions the high load passage 29 and the low load passage 28 of the carburetor 18 and the throttle valve 27 at low load. The suction passage 28 can be prevented from being sucked by the negative pressure downstream of the throttle valve. Therefore, there is no fuel accumulation in the high load passage 29, the air-fuel ratio is stabilized, and the operation at low load is stabilized.
[0037]
Furthermore, as shown in FIG. 5, the intake passage between the low load passage 28 of the carburetor 18 and the intake valve penetrating portion in the intake port 12 is parallel to the axial direction of the cylinder 2 in the intake port 12. Since the passage height H is gradually reduced toward the downstream side, and the passage width W parallel to the axial direction of the crankshaft is gradually increased toward the downstream side, low load operation is achieved. Sometimes the air-fuel mixture flows in a thin strip shape along the wall surface 12a, 12b of the intake port 12 on the camshaft 9 side. As a result, the tumble is formed in a strip shape in the cylinder 2 and flows over a wide range in the cylinder, and the force for turning the air-fuel mixture increases.
[0038]
In addition, since the tip of the spark plug 7 protrudes into the combustion chamber 6 and the protrusion 8 surrounding the protrusion is formed in the cylinder head 3, the flow of the air-fuel mixture is disturbed by the protrusion 8 surrounding the tip of the spark plug 7. Increases and the combustion temperature decreases at the beginning of ignition or combustion. In addition, since the recessed portion 4a is formed at the top of the piston 4, the tumble is easily reversed on the top surface of the piston 4, and the tumble is difficult to attenuate. Therefore, since the combustion speed can be increased by strong tumble while keeping the combustion temperature low, combustion is stable and NO is set even if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to lean._x Can be suppressed.
[0039]
Second embodiment
A second embodiment of the engine intake system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
6 is a sectional view showing another embodiment, FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6, FIG. 8 is a configuration diagram showing the shape of the intake passage in the intake port, and FIG. 9 is an intake inlet of the intake port. It is sectional drawing of a part and the figure is the IX-IX sectional view taken on the line in FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a casting core used for forming the intake port. In these drawings, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0040]
The intake pipe 17 used when adopting this embodiment is formed so that the upstream end faces the rear of the vehicle body, and the low load passage 28 of the carburetor 18 and the intake port side low load passage 15 communicate with each other. The intake passage 21 is extended from the lower side of the upstream end of the other intake passage 20 through the left side of the vehicle body to the front side of the vehicle body at the downstream end. Since the intake passage 21 is thus formed, the intake port side low load passage 15 is inclined with respect to the high load passage 16 when viewed from the axial direction of the cylinder 2 as shown in FIGS. Yes. A core used for forming the intake passages 15 and 16 in the intake port 12 is indicated by reference numeral 31 in FIG. A portion of the core 31 that forms the intake port side low load passage 15 is indicated by reference numeral 32, and a portion that forms the intake port side high load passage 16 is indicated by reference numeral 33.
[0041]
By inclining the intake port side low load passage 15 with respect to the other passage 16 in this way, the air-fuel mixture is obliquely seen from the intake port side low load passage 15 into the combustion chamber 6 when viewed from the axial direction of the cylinder 2. Therefore, a tumble swirling in an oblique direction is generated in the cylinder 2 by synthesizing a tumble and a swirl composed of a swirling flow swirling around the cylinder axis C. As a result, the combustion speed is further improved and the air-fuel mixture is made uniform in the cylinder in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
[0042]
Further, an intake chamber 34 is attached to the intake pipe 17 as shown in FIG. The intake chamber 34 has an intake chamber 35 connected to the intake passage 21 connected to the low load passage 28 of the carburetor 18.
[0043]
By adopting a configuration in which the intake chamber 35 of the intake chamber 34 is connected to the low load passage 28 in this way, the air-fuel mixture flows into the intake chamber 34 when the intake valve 10 is closed. Then, the air-fuel mixture stored in the intake chamber 34 can be supplied to the combustion chamber 6 in addition to the air-fuel mixture sucked from the carburetor 18 when the intake valve 10 is opened. Therefore, compared with the case where the intake chamber 34 is not provided, the supply amount of the air-fuel mixture can be increased even if the throttle valve opening is the same, so that the operating range in which the low load passage 28 of the carburetor 18 is used can be expanded. it can. For this reason, combustion can be improved by tumble over a wide operating range.
[0044]
Further, as shown in FIG. 7, the cylinder head 3 according to this embodiment has a small amount of protrusion of the tip of the spark plug 7 into the combustion chamber 6 as compared with the embodiment shown in FIG. A part of the upper wall of 6 protrudes toward the piston. This protrusion is indicated by reference numeral 36 in FIG. The piston 4 has a recessed portion 4a at the top as in the case shown in FIG. Even if the combustion chamber 6 is configured in this way, the tumble is easily reversed at the top surface of the piston 4 as in the case of the first embodiment, and the tumble is hardly attenuated. In addition, since a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head 3 protrudes toward the piston 4, it is possible to prevent the compression ratio from being lowered due to the formation of the recessed portion 4 a in the piston 4. Further, even if the compression ratio is increased, a compact and good combustion chamber characteristic can be obtained, and the combustion is stabilized because the volume near the plug is relatively increased.
[0045]
Third embodiment
The intake device according to the present invention can be configured as shown in FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment. In FIG. 11, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0046]
The intake pipe 17 shown in FIG. 11 has a connecting surface 17a on the cylinder head 3 side as a flat surface, and the entire area of the connecting surface 17a is in contact with the cylinder head 3. That is, the intake pipe 17 is attached to the cylinder head 3 without using a gasket. By adopting this connection structure, the heat of the engine 1 is transmitted to the intake pipe 17 by conduction and the intake pipe 17 is heated, so that vaporization of the fuel adhering to the intake pipe 17 is promoted. For this reason, it is possible to prevent the air-fuel ratio from fluctuating due to the fuel adhering to the intake pipe 17, and the combustion is stabilized.
[0047]
Further, the partition wall 14 of the intake port 12 and the partition wall 19 in the intake pipe 17 according to this embodiment form a communication hole 41 that communicates the low load passage 15 and the high load passage 16 therebetween. Yes. By forming the communication holes 41 in the partition walls 14 and 19 in this way, the throttle valve opening increases when the engine operating range shifts from the low load range to the high load range, and the air-fuel mixture in the low load passage 15 is reduced. When the flow rate increases, a part of the air-fuel mixture flows out through the communication hole 41 and partially into the high load passage 16. For this reason, the flow rate of the air-fuel mixture for generating the tumble becomes substantially constant, and it is possible to prevent the tumble from being excessively generated.
[0048]
Further, the carburetor 18 according to this embodiment has a communication hole 42 that penetrates the throttle valve 27 from the partition wall 30 between the low load passage 28 and the high load passage 29 in the throttle valve 27 to the low load passage 28 side. Has been drilled. When the communication hole 42 is formed in the throttle valve 27 as described above, air flows into the low load passage 28 through the communication hole 42 when the throttle valve opening is small, and a negative pressure generated on the downstream side of the throttle valve 27 is generated. Get smaller. Therefore, air passes from the upstream end of the high load passage 29 through the gap between the partition wall 30 that partitions the high load passage 29 and the low load passage 28 of the carburetor 18 and the throttle valve 27 to the low load passage 28. It is possible to prevent the flow indicated by the arrow R from occurring due to the negative pressure. As a result, the intake air amount controlled by the throttle valve 27 becomes accurate, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is stabilized.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the air-fuel mixture is supplied from the low load passage of the carburetor to the intake passage opposite to the cylinder from the partition wall of the intake port during low load operation. This air-fuel mixture spreads downstream from the partition wall toward the camshaft side in the intake port, passes through the opening on the combustion chamber side of the intake port, and from the side close to the exhaust valve of the intake valve to the opposite side across the cylinder axis in the combustion chamber It flows in diagonally. That is, since the crossing angle with the intake valve is reduced by raising the intake port, the resistance at the bent portion is reduced and the intake air amount is increased. However, since the tumble is weakened as it is, the air-fuel mixture flows to the exhaust valve side of the intake valve by unevenly distributing the upper wall of the intake port, that is, the inner wall on the camshaft side of the intake port to the exhaust valve side. . Therefore, tumble during low load operation is maintained.
[0050]
Further, the air-fuel mixture also flows through the high-load passage of the carburetor during high-load operation, and the air-fuel mixture can be supplied into the combustion chamber using the intake passages on both sides of the partition wall in the intake port. Since the intake port does not have a shape that is largely bent at the portion through which the intake valve passes, the air-fuel mixture flows linearly in the intake port during high load operation. In addition, since this intake device is not structured to provide an intake control valve in the intake port in order to control the direction of intake air flow, there is no restriction that the portion forming the intake port becomes narrow, and the passage of the intake port The cross-sectional area can be made large so as to ensure the intake amount during high load operation.
[0051]
Therefore, it is possible to stabilize combustion by placing almost all of the fuel on the tumble during low load operation. Further, since the resistance when the air-fuel mixture flows can be reduced and the cross-sectional area of the passage can be increased, the air-fuel mixture can be supplied smoothly and in large quantities to the combustion chamber during high load operation, The output can be improved.
[0052]
According to another invention provided with an intake chamber, the air-fuel mixture stored in the intake chamber when the intake valve is closed is supplied to the combustion chamber in addition to the air-fuel mixture sucked from the carburetor side when the intake valve is opened. can do. For this reason, since the supply amount of the air-fuel mixture can be increased even when the throttle opening is the same as compared with the case where the intake chamber is not provided, the operating range in which the low-load passage of the carburetor can be expanded. For this reason, combustion can be improved by tumble over a wide operating range.
[0053]
According to another invention in which a communication hole is formed in the throttle valve, air flows into the low load passage through the communication hole when the throttle valve opening is small, and the negative pressure generated downstream of the throttle valve is small. Become. For this reason, air is sucked into the low load passage from the upstream end of the high load passage by the negative pressure through the gap between the partition wall separating the high load passage and the low load passage of the carburetor and the throttle valve. Therefore, the intake amount controlled by the throttle valve becomes accurate, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is stabilized.
[0054]
According to another invention in which the on-off valve is provided, the high-load passage of the carburetor is closed on the downstream side by closing the on-off valve, so that the partition wall and the throttle valve that partition the high-load passage and the low-load passage of the carburetor It is possible to prevent air from flowing from the upstream end of the high load passage into the low load passage due to the negative pressure on the downstream side of the throttle valve.
Therefore, the intake air amount controlled by the throttle valve becomes accurate, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is stabilized.
[0055]
According to another invention in which the intake passage in the intake port connected to the low load passage is inclined as viewed in the cylinder axis direction, the air-fuel mixture flows obliquely into the combustion chamber as viewed in the cylinder axis direction during low load operation. A tumble swirling in an oblique direction is generated by synthesizing a tumble and a swirl composed of a swirling flow swirling around the cylinder axis. As a result, the air-fuel mixture in the cylinder is made uniform in the left-right direction, that is, the axial direction of the cam shaft, and the combustion speed is further increased.
[0056]
According to another invention that changes the cross-sectional shape of the intake passage connected to the low-load passage, the air-fuel mixture flows in a thin strip shape along the wall surface of the intake port on the cam shaft side during low-load operation. The force that the air-fuel mixture swirls is formed in a band shape increases.
[0057]
According to another invention in which the communication hole is formed in the partition wall in the intake port, when the throttle valve opening increases and the flow rate in the low load passage increases, a part of the air-fuel mixture passes through the communication hole in the partition wall. It flows out to the other intake passage. For this reason, the flow rate of the air-fuel mixture for generating the tumble becomes substantially constant, and it is possible to prevent the tumble from being generated excessively.
Therefore, misfire does not occur due to tumble during high load operation, and combustion is stable even during high load operation.
[0058]
According to another invention in which the recessed portion is formed in the piston, the tumble is easily reversed at the top surface of the piston, and the tumble is hardly attenuated. In addition, since a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston, the compression ratio does not become small due to the formation of the recessed portion in the piston.
Therefore, the tumble is strongly generated and the combustion is further stabilized.
[0059]
According to another invention in which the projection surrounding the tip end portion of the spark plug is provided, the projection surrounding the tip end portion of the fire plug disturbs the flow of the air-fuel mixture, and the combustion temperature is lowered at the beginning of ignition or combustion. The tumble is easily reversed at the top surface of the piston, and the tumble is difficult to attenuate. In addition, since a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston, the compression ratio does not become small due to the formation of the recessed portion in the piston.
Therefore, since the combustion speed can be increased by strong tumble while keeping the combustion temperature low, combustion is stable and NO is set even if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to lean._x Can be suppressed.
[0060]
According to another invention in which the flat connection surface of the intake pipe is in contact with the cylinder head over the entire surface, the heat of the engine is conducted to the intake pipe and the intake pipe is heated, so that the fuel adhering to the intake pipe is vaporized. Promoted.
Therefore, the air-fuel ratio can be prevented from fluctuating due to the fuel adhering to the intake pipe, and the combustion is stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an intake system for an engine according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a view showing a bottom surface of a cylinder head.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of an intake passage in the intake pipe.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram showing the shape of an intake passage in the intake port.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an intake inlet portion of an intake port.
FIG. 10 is a perspective view showing a casting core used to form an intake port.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Cylinder, 3 ... Cylinder head, 4 ... Piston, 6 ... Combustion chamber, 7 ... Spark plug, 8 ... Projection, 9 ... Cam shaft, 10 ... Intake valve, 12 ... Intake port, 13 ... Intake inlet , 14 ... partition wall, 15 ... intake port side low load passage, 16 ... intake port side high load passage, 17 ... intake pipe, 17a ... connection surface, 18 ... carburetor, 19 ... partition wall, 20, 21 ... intake passage , 22 ... Open / close valve, 27 ... Throttle valve, 28 ... Low load passage, 29 ... High load passage, 30 ... Bulkhead, 34 ... Intake chamber, 36 ... Projection, 41 ... Communication hole, 42 ... Communication hole.

Claims

The intake passage on the downstream side of the throttle valve of the carburetor ( 18 ) having the sliding throttle valve ( 27 ) , the low-load passages ( 20 , 28 ) located on the front end side in the closing direction of the throttle valve, and the throttle valve It is composed of a high-load passage ( 21, 29 ) located on the end side, and is located upstream of the portion through which the intake valve (10) penetrates in the intake port ( 12 ) of the cylinder head ( 3 ) to which the carburetor is connected. The partition ( 14 ) that divides the intake passage in the intake port of this part into one and the other in the axial direction of the cylinder ( 2 ) extends from the intake inlet ( 13 ) on the side of the cylinder head to the vicinity of the upstream side of the intake valve penetration extending so formed, with connecting an intake passage located on the opposite side of the cylinder (2) from the partition (14) (15) in the low load passage (20, 28), the other of the intake passage (16 connection) the passage (21, 29) for the high load , The intake inlet of the intake port (12) (13) and gradually cylinder according to between the intake valve through portion, toward the downstream side from the intake inlet as viewed from the axial direction of the crankshaft (13) (2) portion is inclined at a predetermined inclination angle relative to the axis perpendicular to the plane formed, corresponding to the intake valve through portion on the inner wall of the intake port (12) of the cylinder (2) so as to approach the of (12b) The engine is characterized in that the inclination angle (α) is set to be smaller than the inclination angle (β) of a portion ( 12a ) located on the camshaft side of the inner wall and facing the partition wall ( 14 ). Inhalation device.

2. The engine intake device according to claim 1, wherein an intake chamber is connected to the low load passage through a communication pipe.

2. The engine intake device according to claim 1, wherein a communication hole penetrating the throttle valve is provided on a low load passage side of a partition between a low load passage and a high load passage in the throttle valve. The engine intake system.

2. The engine intake device according to claim 1, wherein an on-off valve that closes during low load operation is interposed in an intake passage connected to a high load passage of the carburetor.

2. The engine intake system according to claim 1, wherein an intake passage formed on the opposite side of the cylinder from the partition in the intake port is inclined with respect to the other intake passage when viewed from the axial direction of the cylinder. Engine intake system.

2. The engine intake system according to claim 1, wherein the intake passage between the low load passage of the carburetor and the intake valve penetrating portion in the intake port has a passage height parallel to the axial direction of the cylinder in the intake port. An intake system for an engine, wherein the passage width parallel to the axial direction of the crankshaft is gradually increased toward the downstream side, and the passage width parallel to the axial direction of the crankshaft is gradually increased toward the downstream side.

2. The engine intake system according to claim 1, wherein a communication hole penetrating the partition wall is formed at a downstream end of the partition wall separating the low load passage and the high load passage between the carburetor and the intake port. An intake system for engines.

2. The engine intake device according to claim 1, wherein a part of the upper wall of the combustion chamber of the cylinder head protrudes toward the piston and a recess is formed at the top of the piston.

2. The engine intake system according to claim 1, wherein the tip of the spark plug protrudes into the combustion chamber, a projection surrounding the protrusion is formed on the cylinder head, and a recess is formed at the top of the piston. Engine intake system.

The intake system for an engine according to claim 1, wherein an intake pipe having an internal intake passage defined by a partition wall is interposed between the carburetor and the cylinder head. An intake system for an engine, characterized in that the connection surface is a flat surface and the entire connection surface is brought into contact with the cylinder head.