Search

JP-2026077836-A - 内燃機関

JP2026077836AJP 2026077836 AJP2026077836 AJP 2026077836AJP-2026077836-A

Abstract

【課題】複数の吸気弁を備える内燃機関において、強力なタンブル流の発生を可能にし、燃焼室での火炎伝播の効率を更に高めて燃焼効率を向上させ、二酸化炭素排出量低減を可能にする内燃機関を提供する。 【解決手段】吸気弁46によって開閉される複数の吸気弁口40を有し、複数の吸気弁口40にそれぞれ連結される複数の吸気流路80を備え、吸気流路80の一つは、吸気流れ方向に吸気流路80を分ける仕切部81を備え、仕切部81は、吸気流路80を主流路80Bとタンブル流路80Aに分割するとともに、タンブル流路80Aの下流側は、吸気流路80の下流側に位置する吸気弁口40を指向することにより、より強力なタンブル流の発生を可能にした。 【選択図】図７

Inventors

  • 横田 洋
  • 五十嵐 和則
  • 浅田 雅也
  • 池邊 慶亨
  • 岩間 貴洋
  • 逆井 亨允
  • 丸井 勇介
  • 佐野 堅一

Assignees

  • 本田技研工業株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260218

Claims (8)

  1. 吸気弁(46)によって開閉される複数の吸気弁口(40)を有し、 前記複数の吸気弁口(40)にそれぞれ連結される複数の吸気流路(80)を備え、 前記吸気流路(80)の一つは、吸気流れ方向に前記吸気流路(80)を分ける仕切部(81)を備え、 前記吸気流路(80)は、前記吸気弁口(40)に接続される吸気ポート(42)と、前記吸気ポート(42)に接続されるインレットパイプ(6)と、を備え、 前記仕切部(81)は、前記吸気流路(80)を主流路(80B)とタンブル流路(80A)に分割するとともに、 前記タンブル流路(80A)の下流側は、前記吸気流路(80)の下流側に位置する吸気弁口(40)を指向し、 前記複数の吸気弁口(40)のうち一側方に開口する第一吸気弁口(40a)と、他方側に開口する第二吸気弁口(40b)を備え、 前記インレットパイプ(6)における前記タンブル流路(80A)は、燃焼室(36)のシリンダ軸線(C)を通りクランク軸線(L)と直交する仮想面(P)の両側の領域から前記仮想面(P)に対して前記一側方に向けて、上流側から下流側に向けて徐々に断面積(A)が減少するように偏位して開口し、 前記吸気ポート(42)のタンブル流路(80A)が、前記第一吸気弁口(40a)側にのみ接続されることを特徴とする内燃機関。
  2. 前記内燃機関は燃焼室(36)内に点火手段(49)を備え、 前記タンブル流路(80A)は、前記燃焼室(36)内に突出した前記点火手段(49)に指向することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  3. 前記点火手段(49)は、前記燃焼室(36)のシリンダ軸線(C)に指向するとともに、前記シリンダ軸線(C)に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
  4. 前記点火手段(49)は、前記燃焼室(36)のシリンダ軸線(C)を通りクランク軸線(L)と直交する仮想面(P)に対して、カムチェーン室(37)と反対側から前記燃焼室(36)内に挿通され、 前記タンブル流路(80A)は、複数の前記吸気弁口(40)のうち、前記仮想面(P)に対して、前記カムチェーン室(37)とは反対側に位置した吸気弁口(40a)に接続されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
  5. 前記吸気流路(80)は、インレットパイプ(6)と前記インレットパイプ(6)に接続される吸気ポート(42)を備え、 前記インレットパイプ(6)の前記タンブル流路(80A)の下流側は、前記燃焼室(36)のシリンダ軸線(C)を通りクランク軸線(L)と直交する仮想面(P)に対して、点火手段(49)側である一側方に開口され、 前記吸気ポート(42)の前記タンブル流路(80A)の下流側は、前記一側方に配置された吸気弁口(40a)に連通されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
  6. 前記吸気流路(80)は、インレットパイプ(6)と、前記インレットパイプ(6)に接続される吸気ポート(42)を備え、 前記インレットパイプ(6)における前記タンブル流路(80A)の下流側は、前記燃焼室(36)のシリンダ軸線(C)を通りクランク軸線(L)と直交する仮想面(P)に対して、点火手段(49)側の反対の一側方に開口し、 前記吸気ポート(42)の前記タンブル流路(80A)の下流側は、前記仮想面(P)に対し他側方に配設された吸気弁口(40a)に連通されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
  7. 前記タンブル流路(80A)は、上流から下流にかけて徐々に断面積(A)が減少することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  8. 前記主流路(80B)は前記仮想面(P)に対して点火プラグ(49)側に位置する第一主流路(80B1)と、点火プラグ(49)と反対側に位置する第二主流路(80B2)の二股に分岐し、 前記タンブル流路(80A)は前記仮想面(P)を跨ぐように、カムチェーン室側から点火プラグ(49)側に向かって形成されることを特徴とする請求項４記載の内燃機関。

Description

本発明は、複数の吸気弁を備え吸気通路が主流路とタンブル流路とに仕切られた内燃機関の吸気構造に関する。 従来から、気候変動の緩和または影響軽減を目的とした取り組みが継続され、この実現に向けて二酸化炭素の排出量低減に関する研究開発が行われている。 ところで、二酸化炭素排出量低減に関する技術においては、内燃機関の燃焼効率を向上させるために、より強力なタンブル流を発生させることが課題である。 点火後の火炎伝播の効率を高めることで燃焼効率を向上させるべく燃焼室内にタンブル流を発生させる構造が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。 例えば、特許文献１の内燃機関の吸気構造では、１つの吸気弁と１つの排気弁を備える内燃機関であって、吸気通路中に、スロットル弁の下流側にインレットパイプから吸気ポートへと続けて仕切部である仕切板部を設け、この仕切板部により吸気通路を上下の下側副通路と上側主通路とに仕切られて、下側副通路がタンブル流路となる。なお、上記特許文献に開示された内燃機関ではタンブル弁が設けられていないが、上側主通路を実質的に開閉するタンブル弁を設ける場合もある。 特許文献１の内燃機関では、１つの吸気弁と１つの排気弁を備えた所謂２バルブ式が採用されており、燃焼室内流入するタンブル流は１つの吸気弁口に集約され、強力なタンブル流を発生しやすい。 しかし、複数の吸気弁を備える、例えば４バルブ式や５バルブ式の内燃機関では、タンブル流を発生させる際に複数の吸気弁が開弁されるので、それぞれのタンブル流路の流速が低くなり、強力なタンブル流を発生させることが難しかった。 ＷＯ２０２２／２１０１２１Ａ１公報 本発明の実施形態１または実施形態２に係る内燃機関の吸気構造を備えたパワーユニットを搭載した自動二輪車の右側面である。図１の自動二輪車の車体カバーを外した後部右側面である。図２中のパワーユニットを取出して、図２に示すと略同じ配向により示す、実施形態１に係る内燃機関の吸気構造を備えた実施例１Ａのパワーユニットの側面断面図である。図３の要部拡大図である。インレットパイプをシリンダヘッドへの取付け側から見た図である。図４のシリンダヘッドの燃焼室近傍の拡大図である。燃焼室近傍をシリンダ軸線方向において上から視た模式図である。図７のVIII矢視図である。第２実施形態の内燃機関の燃焼室近傍をシリンダ軸線方向において上から視た模式図である。図９のX矢視図である。第２実施形態の内燃機関の燃焼室近傍をシリンダ軸線方向において上から視た模式図である。図１１のXII矢視図である。 図１から図８に基づき、本発明の第１実施形態に係る内燃機関30について説明する。 なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る内燃機関の吸気構造を備えたパワーユニットを、車両に搭載した状態での車両の向きに従うものとする。本実施形態において車両は小型車両であり、具体的には自動二輪車である。 ただし、スロットルボディ７の吸気路70、および吸気流路80に関しては、それらを吸気流れ方向に沿って分割する仕切部81の上方を「上」側、下方を「下」側として記載する （図３、図４参照）。 また、図中矢印ＦＲは車両前方を、ＬＨは車両左方を、ＲＨは車両右方を、ＵＰは車両上方を、それぞれ示す。 以上のことは、図１０から図１５に示す第２実施形態および第３実施形態において同様である。 図１に、本発明の第１実施形態の内燃機関30を備えたパワーユニット３を搭載した自動二輪車１の右側面を示す。 また、図２に、図１の自動二輪車１の車体カバー10を外した後部右側面を示す。 本第１実施形態における自動二輪車１は、いわゆるスクータ型自動二輪車であり、車体前部１Ａと車体後部１Ｂとが、低いフロア部１Ｃを介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレーム２は、概ねダウンチューブ21とメインパイプ22（図２参照）とからなる。 すなわち車体前部１Ａのヘッドパイプ20からダウンチューブ21が下方へ延出し、ダウンチューブ21は下端で水平に屈曲してフロア部１Ｃの下方を後方へ延び、図２に示されるようにその後端において車幅方向に配設された連結フレーム23を介して、左右一対のメインパイプ22が連結され、メインパイプ22は連結フレーム23から傾斜部22ａをなして斜め後方に立ち上がって、途中、傾斜をゆるめるように屈曲して後方に延びている。 メインパイプ22の傾斜部22ａの上方には収納ボックス11と燃料タンク12が支持されるとともに、収納ボックス11と燃料タンク12はその上方に取付けられた乗員シート13で塞がれ、収納ボックス11、燃料タンク12を含め、乗員シート13の下方は、車体カバー10で覆われている。 一方、車体前部１Ａにおいては、ヘッドパイプ20に軸支されて上方にハンドル14が設けられ、下方にフロントフォーク15が延びてその下端に前輪16が軸支されている。 図２に、車体カバー10を外した自動二輪車１の後部右側面を示すように、メインパイプ22の傾斜部22ａの下端付近にブラケット24が突設され、ブラケット24にリンク部材25を介してのパワーユニット３が揺動可能に連結支持されている。 パワーユニット３は、その前部が単気筒４ストロークサイクルの空冷式内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）30であり、クランクケース部50ａを構成するパワーユニットケース50の前部に、クランク軸51を車幅方向に配して回転自在に軸支し、シリンダ軸線Ｃを略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢にあって、パワーユニットケース50の下端から前方に突出したハンガアーム52の端部が、メインパイプ22のブラケット24に取付けられたリンク部材25を介して上下揺動自在に連結される。 本実施の形態の内燃機関30は、空冷式内燃機関であるが、水冷式内燃機関であってもよい。 パワーユニット３には、クランクケース部50ａを構成するパワーユニットケース50の前部に略水平に大きく前傾して内燃機関30を構成するシリンダブロック31、シリンダヘッド32、シリンダヘッドカバー33が順次積み上げられるように締結されるほか、クランクケース部50ａから左側後方にかけてベルト式無段変速機等を備えた動力伝動ケース部55が一体に延在し、その後部にパワーユニット３の出力軸である後車軸56が設けられ、後輪17が取り付けられている。 すなわち、パワーユニット３はいわゆるスイングユニットであり、パワーユニット３の後部の動力伝動ケース部55と、メインパイプ22の後部との間には図示しないリヤクッションが介装されている。 図２に示されるように、パワーユニット３の上部では、内燃機関30の大きく前傾したシリンダヘッド32の上部からインレットパイプ６が延出して後方に湾曲し、インレットパイプ６に接続されたスロットルボディ７がシリンダブロック31の上方に位置し、スロットルボディ７にコネクティングチューブ85を介して接続するエアクリーナ装置86が動力伝動ケース部55の上方に配設されている。 一方、シリンダヘッド32の下部から下方に延出した排気管38は、後方へ屈曲し右側に偏って後方に延びて後輪17の右側のマフラ39に接続される。 図３は、図２のパワーユニット３を取出して、図２に示すと略同じ配向により示す、パワーユニット３の側面断面図である。 パワーユニット３における内燃機関30は、シリンダブロック31、シリンダヘッド32、シリンダヘッドカバー33の左半面の断面が示され、パワーユニットケース50は、左ケース半体50Ｌが、図示しない右ケース半体との合わせ面50ｂを図示手前に向けて示される。 パワーユニットケース50は、左右割りの左ケース半体50Ｌと図示されない右ケース半体とを合体して構成されるもので、右ケース半体は、クランクケース部50ａの右半体をなし、左ケース半体50Ｌは、前部がクランクケース部50ａの左半体をなすとともに、後方に延設されて、クランク軸51と後輪17の後車軸56との間の前後に図示しない長尺のベルト式無段変速機と減速ギヤ機構57等を含む伝動装置を収容する動力伝達ケース部55を形成する。 減速ギヤ機構57は、動力伝達ケース部55の後部の右側開放面55Ｒの内部に収納され、図示しない減速機ケースにより覆われる。減速ギヤ機構57の出力軸は、後輪17の後車軸56である。 而して、内燃機関30のクランクケース部50ａのクランク軸51の回転動力は、動力伝達ケース部55内のベルト式無段変速機と減速ギヤ機構57を介して、後輪17に伝達される。 シリンダブロック31のシリンダボア31ａ内を往復動するピストン34は、クランクケース部50ａのクランク軸51のクランクピン51ａと、コネクティングロッド35により連結されている。 シリンダブロック31のシリンダボア31ａ内に摺動自在に嵌合されるピストン34の頂面34ａと、頂面34ａが対向するシリンダヘッド32の燃焼室天井面32ａとの間には燃焼室36が構成される。 第１実施例において内燃機関30は、ＳＯＨＣ型式の４バルブシステムを採用しており、シリンダヘッド32に動弁機構９が設けられている。動弁機構９を覆うように、シリンダヘッド32にはシリンダヘッドカバー33が重ねられて被せられる。本実施の形態の内燃機関30では、ＳＯＨＣ型式の内燃機関であるが、ＤＯＨＣ型式の内燃機関であってもよい。また本実施の形態の内燃機関30では、吸気弁46と排気弁47のそれぞれを２つずつ備えた４バルブ式の内燃機関を採用しているが、吸気弁46が複数あればよく、排気弁47は１つでも複数であってもよい。 シリンダヘッドカバー33内の動弁機構９に動力伝達を行うため、図示しない無端状のカムチェーンが、クランクケース部50ａ、シリンダブロック31、シリンダヘッド32のクランク軸51方向に対して一方側に設けられたカムチェーン室37（図７を参照）を通って、カム軸91とクランク軸51との間に架設され、カム軸91はクランク軸51に同期して１／２の回転速度で回転する。 図７および図８を参照して、シリンダヘッド32において、カムチェーン室37と反対側（クランク軸51方向に対する他方側）から燃焼室36内に向かって、点火手段としての点火プラグ49が、燃焼室36のシリンダ軸線Ｃに指向するとともに、シリンダ軸線Ｃに対して傾斜して嵌挿されている。すなわち、点火プラグ49は、燃焼室36のシリンダ軸線Ｃを通りクランク軸線Ｌと直交する仮想面Ｐに対して、カムチェーン室37と反対側から燃焼室36内に挿通されている。 図３、および図３の要部拡大図である図４に示されるように、シリンダ軸線Ｃを略水平に近く大きく前傾したシリンダヘッド32において、燃焼室天井面32ａに開口した吸気弁口40と排気弁口41からは、各々吸気ポート42と排気ポート43が互いに上下に離れる方向に湾曲しながら延出して形成される。図７に示されるように、吸気弁口40は、シリンダ軸線Ｃを通りクランク軸線Ｌと直交する仮想面Ｐに対してカムチェーン室37と反対側に位置する第一吸気弁口40ａと、仮想面Ｐに対してカムチェーン室37と同じ側の第二吸気弁口40ｂと、仮想面Ｐを挟んで、それぞれ設けられている。 吸気ポート42の上流端は、シリンダヘッド32の上方に向けて開口し、インレットパイプ６と接続して、連続した吸気流路80が構成され、インレットパイプ６の上流側に、スロットルボディ７が接続される。吸気ポート42は二股に分岐して、一方が第一吸気弁口40ａに接続し、他方が第二吸気弁口40ｂに接続される。すなわち吸気流路80は、二股に分岐し、一方が第一吸気弁口40ａに接続され、他方が第二吸気弁口40ｂに接続される（図７参照）。 排気ポート43の下流端は、シリンダヘッド32の下方に向けて開口し、排気管38（図２参照）に連結され