JP3500701B2

JP3500701B2 - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP3500701B2
Application number: JP12252994A
Authority: JP
Inventors: 芳尚乃生; 正和松本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JPH07332095A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１及び第２の吸気ポ
ートを備えるとともに両吸気ポート間に混合気形成ポー
トを備えたエンジンの吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低負荷時に、点火プラグまわ
りに混合気を偏在させる成層化を行なうことにより、燃
費節減およびエミッションの向上を図るようにしたエン
ジンの吸気装置は種々知られている。

【０００３】例えば、実開昭６２−１８３３５号公報に
は、燃焼室にエアを供給する第１および第２の吸気ポー
トに加え、混合気供給用のポートを燃焼室に開口させ、
この混合気供給用のポートに燃料噴射弁を設け、かつこ
のポートを加圧エア供給用の過給機を備えた加圧エア供
給通路に接続するとともに、このポートを開閉する弁の
開弁時期を第１，第２吸気ポートの吸気弁の開弁時期よ
りも遅くするように設定した吸気装置が示されている。
この装置においては、上記混合気供給用のポート内で燃
料と加圧エアとがミキシングされた上で、その混合気
が、上記吸気ポートから吸入されるエアとは別に、吸気
行程後半に燃焼室の中央部付近に送り込まれることによ
り、低負荷時の燃料の霧化および成層化の作用が高めら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
示された吸気装置では、吸気ポート開口面積を大きくと
るため燃焼室の吸気側半部に第１，第２吸気ポートの開
口部を互いに近接させて配置し、燃焼室中央部に点火プ
ラグを配置するとともに、これらを避けて混合気供給用
のポートを開口させるべく、上記第１，第２吸気ポート
の開口中心を結んだ直線よりもシリンダボア周辺側の位
置に上記混合気供給用のポートの開口部を設けている。

【０００５】しかし、このようなポート配置では、上記
混合気供給用のポートから燃焼室内に流入した混合気が
燃焼室中央部の点火プラグ側に向かって流れる途中で、
上記第１，第２吸気ポートから燃焼室に流入する吸気流
により、混合気が拡散されたり混合気の流れが不適性に
偏向されたりして、点火プラグ付近に充分に混合気が集
まらないという事態が生じ易い。このようなことから、
成層化による燃費向上等を図る上で改善の余地があっ
た。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑み、第１，第
２の吸気ポートと混合気供給用のポートとを備えたもの
において、混合気の成層化を良好に行わせることができ
るエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
燃焼室内に開口し、かつ吸気弁により開閉される第１及
び第２の吸気ポートと、上記燃焼室内に開口し、かつ開
閉弁により開閉され、この開閉弁が開いたときに混合気
を燃焼室に供給する混合気供給ポートと、燃焼室内に開
口し、かつ排気弁により開閉される排気ポートとを備
え、上記両吸気ポートの間に上記混合気供給ポートを配
置したエンジンの吸気装置において、上記両吸気ポート
の上流から下流への軸線を平面視で略同一方向とし、上
記両吸気ポートの開口中心を結ぶ線よりもシリンダボア
中心側に上記混合気供給ポートの開口部の少なくとも一
部を位置させるとともに、シリンダボアの略中心に点火
プラグを配置して、この点火プラグが上記混合気供給ポ
ートの開口部の近傍の排気ポート側となるように上記混
合気供給ポートと点火プラグとの位置関係を設定し、上
記第１の吸気ポートに、この吸気ポートのスロート部位
におけるシリンダボア周辺側の部分において吸気流を吸
気ポート壁面から剥離させる乱流生成手段を設ける一
方、上記第２の吸気ポートに、このポートの吸気流通量
を調節する制御弁を設け、この制御弁が、低回転時に小
開度に開制御される一方、高回転時に大開度に開制御さ
れるものである。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、吸気ポート壁面からの吸気流の剥離度合を調節
可能とするように上記乱流生成手段を構成するととも
に、エンジン負荷に応じて低負荷時ほど上記剥離度合を
高める方向に上記乱流生成手段を作動する手段を設けた
ものである。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１または２
の発明において、両吸気ポートの開口中心を結ぶ線上に
上記混合気供給ポートの開口中心が位置するように両吸
気ポート及び混合気供給ポートを配置したものである。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれか１項の発明において、第１及び第２の排気ポー
トを備え、シリンダボアの中心から上記各吸気ポートの
開口中心までの距離をシリンダボアから上記各排気ポー
トの開口中心までの距離よりも小さくし、かつ、上記両
吸気ポートの開口中心間の距離を上記両排気ポートの開
口中心間の距離よりも大きくしたものである。

【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の
いずれか１項の発明において、混合気供給ポートの開口
部周辺に、シリンダボア中心側とは反対側の方向への混
合気の流動を制限する流動方向規制部を設けたものであ
る。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によると、上記混合気供給ポー
ト開口部から燃焼室内に流入する混合気に対し、上記両
吸気ポートから燃焼室に流入する空気の流れが混合気を
両側から挾み、両側への混合気の拡散を抑制する作用を
なす。このため、混合気の多くがシリンダボア中心側に
向かって流れ、上記点火プラグ付近に混合気が集まり易
くなる。

【００１３】また、第１吸気ポートに乱流生成手段を設
けているので、燃焼室内において吸気ポートから燃焼室
内方へ向かう気流の成分が増加され、この気流により、
混合気を燃焼室のシリンダボア中心側へ向かわせる作用
が高められる。

【００１４】更に、第２吸気ポートに制御弁を設けてい
るので、上記制御弁によって第２吸気ポートの吸気流通
量を少なくすることで燃焼室内にスワールが生成され、
かつ上記乱流生成手段によってもスワール生成作用が得
られることにより、充分にスワールが強められる。そし
て、このスワールにより混合気の成層化状態が維持され
るとともに燃焼性が高められて、成層燃焼が良好に行わ
れる。この場合、スワールを生成すべく上記制御弁の開
度を小さくするときにもある程度は第２吸気ポートから
燃焼室に吸気が流入する状態としておくことで上記の混
合気拡散防止作用が保たれ、かつ、この状態でも上記乱
流生成手段によりスワール生成が助勢されて、充分なス
ワールが得られる。

【００１５】上記制御弁は、低回転時に小開度に開制御
される一方、高回転時に大開度に開制御されるように構
成されているので、低回転時にスワールが強められると
ともに、両吸気ポートから吸入される空気によって混合
気の拡散が抑制され、低回転時の燃費が大幅に改善され
る。

【００１６】また、上記乱流生成手段による吸気ポート
壁面からの吸気流の剥離度合を低負荷時ほど大きく（請
求項２）しておけば、成層燃焼による燃費改善の要求が
高い低負荷時に、上記の混合気を燃焼室のシリンダボア
中心側へ向かわせる作用等が充分に高められる。

【００１７】とくに、両吸気ポートの開口中心を結ぶ線
上に混合気供給ポート開口中心が位置するようにしてお
く（請求項３）と、両側への混合気の拡散を抑制してシ
リンダボア中心側に混合気を向かわせる作用が高められ
る。

【００１８】また、請求項４のように吸・排気ポートの
開口部の配置を設定しておくと、両吸気ポート開口部の
間隔が広げられてその間に上記のように混合気供給ポー
ト開口部が配置され、かつ吸気ポート開口面積が充分に
確保される。

【００１９】また、混合気供給ポート開口部を上記両吸
気ポート開口部の間に上記のように配置することに加え
て、請求項５のように混合気供給ポートの開口部周辺に
混合気がシリンダボア中心側とは反対の方向へ流動する
ことを制限する流動方向規制部を設けておけば、この流
動方向規制部の作用と上記両吸気ポートから流入する空
気による混合気拡散防止作用とが相俟って、混合供給ポ
ートから供給される混合気がより確実に点火プラグ付近
に集められる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２１】図１及び図２は本発明の一実施例による吸
気装置を示している。これらの図において、１はエンジ
ンのシリンダヘッド２に形成された燃焼室であり、図示
の例ではこの燃焼室２の上面がペントルーフ形状となっ
ている。なお、上記シリンダヘッド２は、シリンダブロ
ック３上に設置され、シリンダブロック３には図外のピ
ストンを収容するシリンダボア４が形成されており、こ
のシリンダボア４の上方に上記燃焼室１が設けられてい
る。

【００２２】上記燃焼室１に対して、第１及び第２の２
つの吸気ポート５，６と、第１及び第２の２つの排気ポ
ート７，８と、混合気供給ポート９とがシリンダヘッド
２に形成されている。

【００２３】上記両吸気ポート５，６は、下流端が燃焼
室１の吸気側半部（図１で左側半部）に開口し、上流側
が斜め上方に延びてシリンダヘッド２の一側面に達して
いる。一方、上記両排気ポート７，８は、上流端が燃焼
室１の排気側半部（図１で右側半部）に開口し、下流側
がシリンダヘッド２の他側面に達している。

【００２４】上記各吸気ポート５，６及び各排気ポート
７，８の燃焼室１への開口部５ａ，６ａ，７ａ，８ａに
は吸気弁１１．１２及び排気弁１３，１４が設けられて
いる。これら吸気弁１１，１２及び排気弁１３，１４は
カムシャフト等からなる動弁機構（図示せず）により作
動されて、それぞれ吸気行程、排気行程において所定期
間開かれるようになっている。

【００２５】また、混合気供給ポート９は、上記両吸気
ポート５，６よりも通路面積が小さくされ、両吸気ポー
ト５，６間に位置し、下流端が燃焼室１に開口してい
る。この混合気供給ポート９の燃焼室２への開口部９ａ
には、動弁機構等により作動されて所定タイミングで開
閉する開閉弁１５が設けられている。この開閉弁１５
は、吸気弁１１，１２が開いた後の吸気行程途中で開か
れ、吸気行程終期ないし圧縮行程前半に閉じられるよう
になっている。

【００２６】上記混合気供給ポート９に対し、混合気供
給ポート側燃料供給手段としてのインジェクタ１６が設
けられている。また、図２に概略的に示すように、上記
混合気供給ポート９にはエアポンプ１７から調圧器１８
を介して適度の圧力の加圧エアが供給されるようになっ
ている。そして、上記インジェクタ１６から噴射された
燃料と加圧エアとが混合気供給ポート９内で混合されて
混合気が形成され、上記開閉弁が１５開かれたときに混
合気供給ポート９から燃焼室１に混合気が供給されるよ
うになっている。

【００２７】また、燃焼室１には点火プラグ１９が設け
られている。

【００２８】上記各ポート５〜８及び点火プラグ１９
は、次のように配置されている。

【００２９】図２及び図３に示すように、上記両吸気ポ
ート５，６は、上流から下流への軸線Ｉ１．Ｉ２が平面
視で略同一方向となっている。また、図３に示すよう
に、シリンダボア中心Ｃo から各吸気ポート５，６の開
口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂までの距離Ｌａが、シリンダボア中心
Ｃo から各吸気ポート７，８の開口中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂まで
の距離よりも小さくなるとともに、両吸気ポート５，６
の開口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂間の距離が両排気ポート７，８の
開口中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂間の距離よりも大きくなるように、
吸・排気ポート５〜８の各開口部５ａ〜８ａの配置が設
定されている。つまり、吸気ポート５，６の開口部５
ａ，６ａは、排気ポート７，８の開口部７ａ，８ａと比
べて、燃焼室１の吸気側半部と排気側半部との間の中央
ラインＡ（ペントルーフ型燃焼室の頂部）に近づけら
れ、かつ間隔が大きくされている。

【００３０】上記混合気供給ポート９の開口部９ａは上
記両吸気ポート５，６の開口部５ａ，６ａの間に配置さ
れ、両吸気ポート５，６の開口中心をＣ₁₁，Ｃ₁₂を結ぶ
線よりもシリンダボア中心側に上記混合気供給ポート９
の開口部９ａの少なくとも一部が位置するように、吸気
ポート開口部５ａ，６ａと混合気供給ポートの開口部５
ａ，６ａと位置関係が設定されている。当実施例では、
両吸気ポート５，６の開口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂を結ぶ線Ｂ上
に混合気供給ポート９の開口中心Ｃ₃が位置することに
より、混合気供給ポート９の開口部９ａの半分が上記線
Ｂよりもシリンダボア中心Ｃo 側に位置するようになっ
ている。

【００３１】上記点火プラグ１９は略シリンダボア中心
Ｃo に配置されている。そして、上記混合気供給ポート
９と点火プラグ１９との位置関係は、混合気供給ポート
開口部９ａの近傍の排気ポート側に点火プラグ１９が位
置するように設定されている。

【００３２】また、上記混合気供給ポート９の開口部９
ａの周辺には、シリンダボア中心側（点火プラグ側）と
は反対側の位置に、流動方向規制部としてのディフレク
タ２０が設けられている。このディフレクタ２０は、上
記位置において下方に突出する突壁からなり、混合気供
給ポート９の開口部９ａから燃焼室１に流入する混合気
がシリンダボア中心側とは反対の方向へ流動することを
制限するようになっている。

【００３３】また、上記第１吸気ポート５には、特定運
転時に吸気ポートに対して燃料を供給する吸気ポート側
燃料供給手段としてのインジェクタ２１が設けられてい
る。そして、低負荷時にはこのインジェクタ２１は作動
されずに上記混合気供給ポート９のインジェクタ１６の
みから燃焼が供給され、燃料要求量が多い高負荷時には
インジェクタ１６からの燃料供給に加え、もしくはこれ
に代えて、インジェクタ２１から燃焼が供給されるよう
になっている。

【００３４】さらに第１吸気ポート５には、この吸気ポ
ート５のスロート部位におけるシリンダボア周辺側の部
分において吸気流を吸気ポート壁面から剥離させる乱流
生成手段が設けられている。この乱流生成手段は、吸気
ポート壁面からの吸気流の剥離度合の調節が可能な構造
とされ、例えば、吸気ポート壁面に形成された凹部２３
に回転可能に収容されて回転に伴い吸気ポート壁面から
出没する乱流調節部材２２からなっている。

【００３５】具体的には、図５にも示すように、上記第
１吸気ポート５のスロート部位におけるシリンダボア周
辺側の部分の壁面に断面半円状の凹部２３が設けられ、
この凹部２３に、断面半円形柱状の乱流調節部材２２が
収容されている。この乱流調節部材２２は、その両側の
軸部がポート壁に軸支されることにより回転可能とさ
れ、この回転に伴い、図５中に実線で示すようにポート
壁面から吸気ポート５内に突出する状態と、同図に二点
鎖線で示すようにポート壁面と略面一に凹部２３内に没
入する状態とにわたって出没するようになっている。

【００３６】この乱流調節部材２２は図外のステップモ
ータ等のアクチュエータに軸部を介して連結され、この
アクチュエータは図外のコントロールユニットにより制
御されるようになっている。そして、このアクチュエー
タ及びコントロールユニットからなる手段により、エン
ジン負荷に応じて低負荷時に上記剥離度合を高めるよう
に乱流調節部材２２が作動される。例えば図６に示すよ
うに、設定負荷を境にこれより低負荷側の領域ではポー
ト壁面からの乱流調節部材２２の突出量が大とされ、高
負荷側の領域では上記突出量が小（凹部内に没入する状
態）とされる。

【００３７】なお、この例では設定負荷を境に切換式に
乱流調節部材２２を作動しているが、低負荷側ほど上記
乱流調節部材２２の突出量を大きくし、エンジン負荷が
高くなるにつれて上記乱流調節部材２２の突出量を次第
に小さくしていくようにしてもよい。

【００３８】一方、第２吸気ポート６には、このポート
６の吸気流通量を調節する制御弁２４が設けられてい
る。この制御弁２４は、燃焼室１内のスワールを調節す
るものである。すなわち、この制御弁２４の開度が小さ
くされたときには、第２吸気ポート６の吸気流通量が少
なくなって相対的に第１吸気ポート５から燃焼室１への
吸気流入量が増加することにより燃焼室１内にスワール
が生成され、制御弁２４の開度が大きくなるにつれて上
記スワールが弱められる。

【００３９】上記制御弁２４はアクチュエータ２５によ
り作動され、このアクチュエータ２５は図外のコントロ
ールユニットによりエンジン回転数等に応じて制御され
るようになっている。そして、例えば図７に示すよう
に、設定回転数を境にこれより高回転側の領域では制御
弁２４が全開とされ、低回転側の領域では上記制御弁２
４の開度が小さくされる。ただし、低回転側で制御弁２
４は全閉とされず、ある程度は吸気が流通するようにな
っている。

【００４０】なお、この例では設定回転数を境に切換式
に制御弁２４を作動しているが、低回転側ほど上記制御
弁２４の開度を小さくし、エンジン回転数が高くなるに
つれて制御弁２４の開度を次第に大きくしていくように
してもよい。

【００４１】以上のような当実施例の吸気装置による
と、混合気供給ポート９のインジェクタ１６から燃料が
供給される少なくとも低負荷運転域では、上記開閉弁１
５の開弁期間中に、比較的スロート径の小さい混合気供
給ポート９から混合気が適度の流速で燃焼室１内に流入
し、この混合気が、混合気供給ポート９の近傍の略シリ
ンダボア中心Ｃo に位置する点火プラグ１９付近に送ら
れ、成層燃焼が行われる。

【００４２】この場合、両吸気ポート開口部５ａ，６ａ
と混合気供給ポート開口部９ａとが前述のような位置関
係に配置されていることにより、成層化が良好に行われ
る。

【００４３】すなわち、両吸気ポート５，６の吸気弁１
１，１２が開弁したときに各吸気弁１１，１２の周囲か
ら空気が燃焼室１に流入するが、このときに、図４に矢
印で示すように、各吸気ポート５，６から吸気ポート間
側へ流れる空気は相対向して燃焼室下方に沈み込むよう
な流れとなる。そして、両吸気ポート開口部５ａ，６ａ
間に位置する混合気供給ポート開口部９ａから燃焼室１
内に混合気が流入するときに、混合気が上記のような空
気の流れ（図４中の矢印）により両側から挾まれ、この
空気の流れがエアカーテンとして機能することで両側へ
の混合気の拡散が抑制される。このため、混合気の多く
がシリンダボア中心Ｃo 側に向かって流れ(図３中の矢
印ａ)、上記点火プラグ１９付近に混合気が集まり易く
なる。

【００４４】このような作用は、両吸気ポート開口部５
ａ，６ａの間において両吸気ポート５，６の開口中心Ｃ
₁₁，Ｃ₁₂を結ぶ線よりもシリンダボア中心Ｃo 側に上記
混合気供給ポート開口部９ａの少なくとも一部が位置す
るような配置とするとともに、混合気供給ポート９を燃
焼室１の斜め内方に向けて開口させる等によって混合気
がシリンダボア中心側に流れ易くしておくことにより得
られる。とくに、両吸気ポート５，６の開口中心Ｃ₁₁，
Ｃ₁₂を結ぶ線上に混合気供給ポート開口中心Ｃ₃ が位置
するようにしておけば、上記両吸気ポート５，６からの
空気の流れによって混合気の拡散を抑制する作用が良好
に得られる。さらに、混合気がシリンダボア中心側とは
反対の方向へ流動することを制限するディフレクタ２０
を設けておけば、より確実に混合気が点火プラグ１９付
近に集められる。

【００４５】また、上記第１吸気ポート５に、乱流調節
部材２２からなる乱流生成手段が設けられ、低負荷時に
この乱流調節部材２２がポート壁から突出した状態とさ
れることにより、スワール生成作用が高められるととも
に、上記のような成層化作用が良好に得られる。この乱
流調節部材２２の作用を図５及び図６によって説明す
る。

【００４６】図５中の太い破線の矢印群は上記乱流調節
部材２２が突出していない場合の吸気流の流速分布を示
し、細い破線矢印はこの場合の流線（吸気の流れ）を示
している。また、同図中の太い実線の矢印群は上記乱流
調節部材２２が突出した場合の吸気流の流速分布を示
し、細い実線矢印はこの場合の流線（吸気の流れ）を示
している。

【００４７】この図に示すように、乱流調節部材２２が
突出していない場合には、第１吸気ポート５，６のスロ
ート部におけるシリンダボア周辺側の部分においてポー
ト壁近傍に吸気の流れが存在するのに対し、乱流調節部
材２２が突出した場合、その下流におけるシリンダボア
周辺側のポート壁近傍では吸気の流れが減少し、もしく
は逆流して、燃焼室１に向かう吸気流がポート壁から剥
離される。これにより、第１吸気ポート５から燃焼室１
へ吸気が流入する際に吸気ポート側周辺へまわりこむよ
うな流れが低減され、排気ポート７側へ向かう吸気流成
分が増加する。そして、第１吸気ポート５から排気ポー
ト７側へ向かう吸気流は排気ポート側周辺より周方向に
流れてスワールを生じさせるため、この吸気流線分が増
加することでスワールが高められる。

【００４８】図６は上記乱流調節部材２２の突出量とス
ワール及び流量係数（流れの効率の良さを示す係数）Ｃ
ｆとの関係を示し、また、この図中の二点鎖線は、第２
吸気ポート６の制御弁２４を全開から全閉まで開度変化
させた場合の流量係数Ｃｆの変化を示す。この図のよう
に、乱流調節部材２２の突出量が増加するとスワールが
強められ、またこれに伴って流量係数Ｃｆが多少低下す
るものの、上記制御弁２４を閉じることによってスワー
ルを強化する場合と比べると流量係数Ｃｆの低下を小さ
くすることができる。

【００４９】そして、当実施例では上記乱流調節部材２
２と第２吸気ポート６の制御弁２４とが併用され、低回
転低負荷域では、上記乱流調節部材２２の突出量が大き
くされるとともに上記制御弁２４の開度が小さくされる
ことにより、スワールが強められる。このスワールによ
り燃焼性が高められるとともに、燃焼室１の中央部の混
合気成層化部分を囲むようにスワールが生じることで成
層化状態が維持される。この場合に、上記制御弁２４が
全閉とされずに第２吸気ポート６にある程度は吸気が流
通する状態でも、上記乱流調節部材２２によりスワール
生成作用が助勢されて充分なスワールが得られ、上記流
量係数Ｃｆの低下を比較的小さくしつつスワールを強め
ることができる。

【００５０】さらに、上記のようなポート配置による成
層化作用との関係では、低回転低負荷時等に第２吸気ポ
ート６からもある程度は吸気が流入するようにしておく
ことで混合気の拡散を防止する作用が維持される。ま
た、上記乱流調節部材２２によって吸気ポート５から排
気ポート側へ向かう吸気流成分が増加されることによ
り、この吸気流に隣接する混合気をシリンダボア中心側
に向かわせる作用も高められる。

【００５１】このように、スワールの強化により燃焼効
率が高められ、かつ、混合気供給ポート９からの混合気
を点火プラグ１９付近に多く集める成層化作用が良好に
得られることにより、低回転低負荷時等における燃費が
大幅に改善されることとなる。

【００５２】ところで、燃焼室１における各ポート開口
部の配置として、当実施例では、両吸気ポート開口部５
ａ，６ａと混合気供給ポート開口部９ａとの位置関係が
上記のように設定されるとともに、シリンダボア中心Ｃ
o から吸気ポート開口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂までの距離Ｌａが
シリンダボア中心Ｃo から排気ポート開口中心Ｃ₂₁，Ｃ
₂₂までの距離Ｌｂよりも小さくされ、かつ、両吸気ポー
ト開口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂間の距離Ｌｃが両排気ポートの開
口中心Ｃ₂₁，Ｃ₂₂間の距離Ｌｄよりも大きくなるように
設定されていることにより、次のような作用、効果が得
られる。

【００５３】すなわち、両吸気ポート開口部５ａ，６ａ
が前記中央ラインＡに近づき、かつ間隔が大きくなるこ
とにより、吸気ポート開口面積が充分に確保されつつ、
上記のように両吸気ポート開口部５ａ，６ａ間に混合気
供給ポート開口部９ａが位置するような配置が得られ
る。また、吸気ポート５，６がペントルーフ型の燃焼室
１の上部に開口することにより、シリンダヘッド２にお
ける吸気ポート５のスロート部の下部に上記乱流調節部
材２２を配置するのにも都合が良い。

【００５４】また、従来のようにペントルーフ型燃焼室
の比較的下方の位置に吸気ポートが開口していると、そ
の開口部から燃焼室に流入する空気が吸気側半部傾斜面
に沿って頂部まで上昇した後に排気側傾斜面に当って方
向が変えられてからシリンダ周辺に至るというような複
雑な流れが生じ、スワールの減衰等を招き易いが、当実
施例のように燃焼室の頂部近くに吸気ポート５，６が開
口していると、吸気ポート開口部５ａ，６ａから流入す
る空気が排気側傾斜面に沿ってスムーズに流れ、燃焼室
１内の流れが良好となる。また、吸気ポート５のインジ
ェクタ２１から燃料噴射が行われるときに、この燃料が
燃焼室１において比較的温度の高い頂部の近くに送り込
まれるため、燃料の気化が促進されるとともに、シリン
ダ壁への燃料付着が抑制され、燃焼性が向上されるとと
もにＨＣ排出量が低減されるという利点もある。

【００５５】なお、上記実施例では第１吸気ポート５に
乱流調節手段２２を設けるとともに第２吸気ポート６に
制御弁２４を設けて、低負荷時等にスワール（横渦）を
生成するようにしているが、両吸気ポート５，６を燃焼
室内にタンブル（縦渦）を生じさせるようなタンブルポ
ートとするとともに、この両吸気ポート５，６にそれぞ
れ、上記乱流調節部材（乱流発生手段）を設けておくよ
うにしてもよい。このようにした場合、低負荷時等に両
吸気ポートの各乱流調節部材を突出状態とすることによ
り、両吸気ポートから燃焼室内方に向かう気流の成分が
増加して、タンブル生成作用が高められるとともに、混
合気供給ポートから流入する混合気の両側に上記気流が
生じることで混合気をシリンダボア中心側に送る作用が
高められ、効果的に成層化が行われる。

【００５６】また、両吸気ポート５，６間に混合気供給
ポート９を設けた吸気装置において、第１吸気ポート５
に乱流調節手段２２を設けるとともに第２吸気ポート６
に制御弁２４を設けるようにした場合、必ずしも両吸気
ポート５，６の開口中心Ｃ₁₁，Ｃ₁₂を結ぶ線よりもシリ
ンダボア中心Ｃo 側に上記混合気供給ポート開口部９ａ
の一部が位置するようなポート配置としなくても、上記
のようなスワール強化等による作用で、従来のこの種の
装置と比べれば混合気の成層化及び燃焼性が改善され
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１，第２吸気
ポート間に混合気供給ポートを配置した吸気装置におい
て、両吸気ポートの軸線を平面視で略同一方向とし、両
吸気ポートの開口中心を結ぶ線よりもシリンダボア中心
側に上記混合気供給ポートの開口部の少なくとも一部を
位置させ、この混合気供給ポートの開口部の近傍の排気
ポート側となる略シリンダ中心位置に点火プラグを配置
しているため、上記両吸気ポートから燃焼室に流入する
空気の流れにより、混合気供給ポート開口部から燃焼室
内に流入する混合気が両側へ拡散することを抑制し、上
記点火プラグ付近に混合気を集める成層化作用を高める
ことができる。従って、低負荷時等における成層燃焼を
良好に行わせ、燃費を大幅に改善することができる。

【００５８】また、乱流生成手段によって、混合気を燃
焼室のシリンダボア中心側へ向かわせる作用を高めるこ
とができ、第１の吸気ポートに乱流生成手段を設ける一
方、第２の吸気ポートに、このポートの吸気流通量を調
節する制御弁が設けられ、この制御弁が、低回転時に小
開度に開制御される一方、高回転時に大開度に開制御さ
れるので、混合気の成層化及び燃焼室内のスワールの生
成を効果的に行わせることができ、特に低回転時の成層
燃焼による燃費改善効果を高めることができる。

【００５９】この発明において、シリンダボアの中心か
ら上記各吸気ポートの開口中心までの距離をシリンダボ
アから上記各排気ポートの開口中心までの距離よりも小
さくし、かつ、上記両吸気ポートの開口中心間の距離を
上記両排気ポートの開口中心間の距離よりも大きくして
おくと、両吸気ポート開口部の間隔を広げてその間に上
記のように混合気供給ポート開口部を配置しながら、吸
気ポート開口面積を充分に確保することができる。

【００６０】また、上記のような構成に加え、混合気供
給ポートの開口部周辺に、シリンダボア中心側とは反対
側の方向への混合気の流動を制限する流動方向規制部を
設けておくと、上記点火プラグ付近に混合気を集める成
層化作用をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による吸気装置の要部の断面
図である。

【図２】同吸気装置の概略平面図である。

【図３】同吸気装置における吸・排気ポート、混合気供
給ポートおよび点火プラグの配置を示す要部の平面図で
ある。

【図４】同吸気装置における両吸気ポートおよび混合気
形成ポートの断面図である。

【図５】乱流調節部材の作用を示す説明図である。

【図６】乱流調節部材を運転状態に応じて制御する場合
の領域設定の一例を示す図である。

【図７】制御弁を運転状態に応じて制御する場合の領域
設定の一例を示す図である。

【図８】乱流調節部材の突出量とスワール強さ及び流量
係数との関係を示す図である。

【符号の説明】

１燃焼室５，６吸気ポート５ａ，６ａ吸気ポート開口部７，８排気ポート７ａ，８ａ排気ポート開口部９混合気供給ポート９ａ混合気供給ポート開口部１１，１２吸気弁１３，１４排気弁１５開閉弁１６混合気供給ポートのインジェクタ２１吸気ポートのインジェクタ２２乱流調節部材２４制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｂ３６０Ｃ (56)参考文献特開平３−156111（ＪＰ，Ａ) 特開平３−156168（ＪＰ，Ａ) 特開平６−108907（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−18335（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−92831（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 31/00 321 F02B 23/08 F02B 31/02 F02D 13/02 F02M 69/00 360

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に開口し、かつ吸気弁により開
閉される第１及び第２の吸気ポートと、上記燃焼室内に
開口し、かつ開閉弁により開閉され、この開閉弁が開い
たときに混合気を燃焼室に供給する混合気供給ポート
と、燃焼室内に開口し、かつ排気弁により開閉される排
気ポートとを備え、上記両吸気ポートの間に上記混合気
供給ポートを配置したエンジンの吸気装置において、上
記両吸気ポートの上流から下流への軸線を平面視で略同
一方向とし、上記両吸気ポートの開口中心を結ぶ線より
もシリンダボア中心側に上記混合気供給ポートの開口部
の少なくとも一部を位置させるとともに、シリンダボア
の略中心に点火プラグを配置して、この点火プラグが上
記混合気供給ポートの開口部の近傍の排気ポート側とな
るように上記混合気供給ポートと点火プラグとの位置関
係を設定し、上記第１の吸気ポートに、この吸気ポート
のスロート部位におけるシリンダボア周辺側の部分にお
いて吸気流を吸気ポート壁面から剥離させる乱流生成手
段を設ける一方、上記第２の吸気ポートに、このポート
の吸気流通量を調節する制御弁を設け、この制御弁が、
低回転時に小開度に開制御される一方、高回転時に大開
度に開制御されることを特徴とするエンジンの吸気装
置。
【請求項２】吸気ポート壁面からの吸気流の剥離度合
を調節可能とするように上記乱流生成手段を構成すると
ともに、エンジン負荷に応じて低負荷時ほど上記剥離度
合を高める方向に上記乱流生成手段を作動する手段を設
けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装
置。
【請求項３】両吸気ポートの開口中心を結ぶ線上に上
記混合気供給ポートの開口中心が位置するように両吸気
ポート及び混合気供給ポートを配置したことを特徴とす
る請求項１または２記載のエンジンの吸気装置。
【請求項４】第１及び第２の排気ポートを備え、シリ
ンダボアの中心から上記各吸気ポートの開口中心までの
距離をシリンダボアから上記各排気ポートの開口中心ま
での距離よりも小さくし、かつ、上記両吸気ポートの開
口中心間の距離を上記両排気ポートの開口中心間の距離
よりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項５】混合気供給ポートの開口部周辺に、シリ
ンダボア中心側とは反対側の方向への混合気の流動を制
限する流動方向規制部を設けたことを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。