JPH0550070U - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料の霧化を促進させて燃焼を安定させ、排
ガス状態を向上させる。 【構成】 中・高回転用吸気通路２９の上側面に開口す
るようにして低回転用吸気通路３０の先端に設けられ、
低回転用吸気通路３０内に吸入された空気の流速を高め
て吸気バルブ２１の直上における吸気ポート２７の表面
に向かって空気を吹き出させるとともに、空気が燃焼室
２３内で燃料と共に縦方向に旋回するタンブル流３７を
形成するためのジェット通路３２を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図６は、従来より知られるエンジンの要部概略構成図である。 図６において、このエンジンでは、シリンダヘッド１の燃焼室２内に吸気バル ブ３を介して通じる吸気通路４を設けた吸気管５と、同じく燃焼室２内に排気バ ルブ６を介して通じる排気通路７を設けた排気管８とを備えている。 このうち、吸気通路４には、インジェクタ９の他に、エアクリーナ１０，エア フローセンサ１１，スロットルバルブ１２，アイドル空気制御バルブ１３および 拡張管１４等が配設されている。

【０００３】 そして、エンジンが始動されると、図示せぬ電子制御装置で制御されるインジ ェクタ９によって燃料が吸気ポート１５内に向かって噴射され、吸気バルブ３が 開放されたときに、これが吸気通路４内を通る空気と共にスロート部１６より燃 焼室２内へ吸い込まれる。

【０００４】 ところで、この種のエンジンにおける吸気ポート１５の開口面積は、高回転時 の吸入空気量を多くするためにスロート部１６の面積相当、またはそれ以上に大 きく設定されている。したがって、アイドリング時や低回転時に吸気ポート１５ およびスロート部１６での吸入空気の流速が遅くなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このようにアイドリング時や低回転時に吸気ポート１５およびスロート部１６ での吸入空気流速が遅くなると噴射された燃料の霧化が悪くなり、また表面に付 着された燃料の蒸発量が減少する。これは低温時に、さらに悪化する。 そして、燃料の霧化が悪くなるとこれに伴って吸気バルブ３の表面や吸気ポー ト１５の表面等に結露状に燃料が付着し、また霧化されていない燃料が燃焼室２ 内に流入され、燃焼室２内の表面の温度が低くなり、中央部分以外の燃焼が悪く なる。すると、これによって水素ガス（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）を増加させ 、排ガスの状態を悪くするとともに、燃焼の安定性も悪くなる問題点があった。

【０００６】 本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は燃料の霧化を 促進させて燃焼を安定させ、排ガス状態を向上させることができる構造にした内 燃機関の吸気装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案に係る内燃機関の吸気装置は、吸気バルブの 直上流箇所において合流する中・高回転用吸気通路と低回転用吸気通路とを有す るものであって、前記中・高回転用吸気通路内の前記低回転用吸気通路が分岐さ れた直下流箇所に設けられたスロットルバルブと、前記低回転用吸気通路内の前 記中・高回転用吸気通路より分岐された直下流箇所に設けられ、前記低回転用吸 気通路内に流入される空気量を調整する空気流量制御バルブと、前記中・高回転 用吸気通路の上側面に開口するようにして前記低回転用吸気通路の先端に前記低 回転吸気通路の開口面積よりも小さい開口面積を有して設けられ、前記低回転用 吸気通路内に吸入された空気の流速を高めて前記吸気バルブの直上における吸気 ポートの表面に向かって前記空気を吹き出させ、前記空気が燃焼室内で燃料と共 に縦方向に旋回するタンブル流を形成するためのジェット通路とを備えたもので ある。

【０００８】

【作用】

この構成によれば、中・高回転時には、スロットルバルブを開かせておくと、 吸入空気は中・高回転用吸気通路を通って従来と同じようにして燃料と共に燃焼 室内へ吹き込み、または吸い込まれる。これにより、燃焼室内へ燃料と空気を吸 入させることができる。 これに対して、アイドリング時や低回転時に、スロットルバルブを全閉または 絞るとともに、低回転用吸気通路内の空気流量制御バルブを開くと、吸入空気が 低回転用吸気通路内へ流され、これがジェット通路を通って吸気バルブの直上に おける吸気ポートの表面に向かって吹き出される。また、この吹き出された空気 は、吸気バルブの表面および、この周辺における吸気ポートの表面等に付着して いる燃料に吹き当たって、これを蒸発（霧化）させ、インジェクタ等より噴出さ れた燃料と共に燃焼室内へ縦方向に旋回する渦（タンブル流）を形成しながら吹 き込み、または吸い込まれる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 図１および図２は本考案に係る内燃機関の吸気装置の第１の実施例を示すもの で、図１はその縦断概略側面図、図２はその横断概略上面図である。 図１および図２において、このエンジンは多弁形の４サイクルエンジンであり 、また２つの吸気バルブ２１および２つの排気バルブ２２で吸排気される略半円 形をした燃焼室２３（図１参照）を持っている。なお、このエンジンでは、４つ のシリンダ２４を有しているが、図１ではこのうちの１つのシリンダを代表して 示している。さらに、各シリンダ２４は、各々吸気バルブ２１で閉じられる２つ のスロート部２５と、各々排気バルブ２２で閉じられる末端が１つに合流された ２つの排気ポート２６Ａ，２６Ｂを有し、また各スロート部２５は互いに同じ吸 気ポート２７に連通されている。

【００１０】 加えて、吸気ポート２７には、吸気通路を有した吸気管２８が接続されている 。この吸気管２８には、中・高回転用吸気通路２９と低回転用吸気通路３０の２ つ吸気通路が形成されている。

【００１１】 このうち、中・高回転用吸気通路２９は、比較的開口面積の大きい通路として 形成されている。

【００１２】 一方、低回転用吸気通路３０は、上流側が中・高回転用吸気通路２９より分岐 され、下流側が再び中・高回転用吸気通路２９に合流するようにして形成されて いる。なお、この下流側の合流位置は、吸気バルブ２１の直上流箇所で、また中 ・高回転用吸気通路２９の上面側に開口しており、この開口部分にはそれぞれジ ェット通路３２が各吸気バルブ２１に対応して形成されている。

【００１３】 この各ジェット通路３２は、低回転用吸気通路３０の開口面積よりも小さい開 口面積を有し、かつ先端側は対応した吸気バルブ２１に向いた状態で開口されて いる。そして、このジェット通路３２の開口面積が低回転用吸気通路３０の開口 面積よりも小さい開口面積で形成されていることによって、低回転用吸気通路３ ０内に吸入された空気がジェット通路３２を通るとき、この空気の流速が高めら れ、さらに吸気バルブ２１に向かって渦を形成しながら各々吹き出される。同時 に、このジェット通路３２の向き（吸入空気の流れ方向）は図示せぬクランク軸 と平面視で直角に交差する方向にし、吸気バルブ２１のバルブガイド３６のポー ト表面に合わせることによって、ジェット通路３２から吹き出された空気が、吸 気バルブ２１の表面および、この周辺における吸気ポート２７の表面やスロート 部２５の表面に付着している燃料に吹き当たって、この燃料を蒸発（霧化）させ 、インジクタ３４より噴出される燃料と共に燃焼室２３内へ吹き込み、または吸 い込ませる。また、このとき、この燃焼室２３内で縦方向に旋回する渦、すなわ ちタンブル流が形成できるようになっている。 なお、このジェット通路３２は、吸気管２８に穿設した穴をそのまま用いたも の、あるいはこの穴に別途形成されたパイブを挿入させて形成してなるものの何 れであっても差し支えないが、この実施例ではパイプを挿入させて形成してなる 構造を示している。このように、パイプを用いた場合ではジェット通路３２の開 口寸法の管理や、開口形状の変更が簡単になるとともに吹き出し向きの精度出し も簡単になる。

【００１４】 また、中・高回転用吸気通路２９と分岐された直下流箇所には、２つの空気流 量制御バルブ３１が設けられており、この空気流量制御バルブ３１で低回転用吸 気通路３０内を通る吸入空気量を制限できる状態になっている。

【００１５】 これに対して、中・高回転用吸気通路２９内の低回転用吸気通路３０が分岐さ れた直下流箇所にはスロットルバルブ３３が配設されている。

【００１６】 このように形成されたエンジンでは、始動されると、図示せぬ電子制御装置で 制御されるインジェクタ３４によって燃料が吸気ポート２７内に向かって噴射さ れ、吸気バルブ２１が開放されたときに、これが吸気通路内を通る空気と共にス ロート部２５より燃焼室２３内へ吸い込まれる。

【００１７】 そして、スロットルバルブ３３が開いた中・高回転時には、空気流量制御バル ブ３１が全閉または半開状態に絞られ、低回転用吸気通路３０内に流れる吸入空 気量が制限される。すると、吸入空気のほとんどが高回転用吸気通路３０を通り 、燃料と共にスロート部２５より燃焼室２３内へ吸い込まれる。

【００１８】 これに対して、アイドリング時や低回転時でスロットルバルブ３３が全閉また は微少開度に制御されると、空気流量制御バルブ３１が全開または半開状態にお かれ、吸入空気のほとんどが低回転用吸気通路３０内に流れる。また、低回転用 吸気通路３０内に吸入された空気は、ジェット通路３２を通るとき流速が高めら れ、吸気バルブ２１に向かって渦を形成しながら各々吹き出される。そして、こ の吹き出された空気は吸気バルブ２１の表面および、この周辺における吸気ポー ト２７の表面やスロート部２５の表面に結露状に付着している燃料（図１中に符 号２０で示す）に吹き当り、これを蒸発（霧化）させるとともに、インジェクタ ３４より噴出される燃料と共に燃焼室２３内で縦方向の渦流（タンブル流）を形 成しながら吹き込み、または吸い込ませる。すなわち、燃焼室２３内へ燃料と空 気を混合させて供給するので、燃焼室２３内に吸入されたほとんどの燃料は流速 を上げて吸気されたタンブル流の中にあることになる。これによって、燃焼室２ ３の壁面に付着する燃料が減るとともに、吸気バルブ２１の表面および、この周 辺における吸気ポート２７の表面やスロート部２５の表面に付着している燃料を 蒸発（霧化）させ、燃料霧化の促進が図れる。なお、図２中、符号３５で示す部 材は、燃焼室２３内に露出された点火プラグである。

【００１９】 なお、上記スロットルバルブ３３および空気流量制御バルブ３１の制御は図示 せぬ電子制御装置によって制御されるもので、基本的には全吸気流量は図３に示 すように中・高回転用吸気通路２９と低回転用吸気通路３０とに振り分けられる 。 すなわち、図３は、エンジンの駆動時に吸入された全空気流量（A/N）のうち 、アクセル開度θに応じて中・高回転用吸気通路２９を流れる流量と低回転吸気 通路３０を流れる流量とが変化する状態を示した線図である。この図３からも分 かるとおり、吸気通路内を流れる吸入空気の全量を図中の実線（イ）とすると、 アクセル開度が小さいうちは図中二点鎖線（ロ）で示しているところの低回転用 吸気通路３０を流れる空気流量は大きく、図中点線（ハ）で示しているところの 中・高回転用吸気通路２９を流れる空気流量は少ない。これに対して、逆にアク セル開度が大きくなると、二点鎖線（ロ）で示すところの低回転用吸気通路３０ を流れる空気流量が少なくなり、図中点線（ハ）で示すところの中・高回転用吸 気通路２９を流れる空気流量が多くなる。

【００２０】 したがって、この実施例の構造による吸気装置によれば、アイドリング時や低 回転時における吸気ポート２７の表面および吸気バルブ２１の表面に付着する燃 料が減るとともに、霧化が促進され、良く霧化された燃料が燃焼室２３内に吸い 込まれる。しかも燃焼室２３内に吸入されたほとんどの燃料は流速を上げて吸気 されたタンブル流の中にあることになるので、点火プラグ３５まわりの温度が安 定し、燃焼状態が良くなり、失火がしにくくなって排ガス状態も改善される。 加えて、吸気ポート２７の表面および吸気バルブ２１の表面に付着する燃料が 減るのに伴って、これら吸気バルブ２１の表面および、この周辺における吸気ポ ート２７の表面やスロート部２５の表面に結露状に付着している非霧化状態の燃 料の吸入を減らすことができるのでさらに燃料状態が良くなる。これにより、排 ガス内に含まれる一酸化炭素等が減り、排ガス状態を改善することができる。

【００２１】 図４および図５は本考案に係る内燃機関の吸気装置の第２の実施例を示すもの で、図４はその縦断概略側面図、図５はその横断概略上面図である。図４および 図５において図１および図２と同一符号を付したものは図１および図２と同一の ものを示している。 そして、この第２の実施例による吸気装置の構造では、それぞれ吸気バルブ２ １が配設されている各スロート部２５に対してジェット通路３２を２つづつ設け て、各吸気ポート２７内に二重の渦を作るようにしたものである。さらに、この 各ジェット通路３２は、第１の実施例に示した構造と同様に、インジェクタ３４ の燃料噴射方向軸と略一致され、かつ図示せぬクランク軸と平面視で直角に交差 する方向にし、吸気バルブ２１のバルブガイド３６のポート表面に合わせること によって、ジェット通路３２からこの吹き出された空気が吸気バルブ２１の表面 および、この周辺における吸気ポート２７の表面やスロート部２５の表面に付着 している燃料に吹き当たって、この燃料を蒸発（霧化）させ、インジクタ３４よ り噴出される燃料と共に燃焼室２３内へ吹き込み、または吸い込ませるとき、こ の燃焼室２３内で縦方向の渦流（タンブル流３７）がそれぞれ形成できるように なっている。

【００２２】 したがって、この第２の実施例の構造による吸気装置によれば、２つのジェッ ト通路３２からそれぞれ吹き出される空気は異なる部位に向かって広い範囲に渦 を作りながら吹き出されることになる。これによって、吸気ポート２７の表面や スロート部２５の表面、及び吸気バルブ２１の表面等に付着する燃料に良く吹き 当たり、より効率的に蒸発（霧化）させて燃焼室２３へ供給することができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案に係る内燃機関の吸気装置によれば、燃焼室内へ の燃料と空気の吸入をエンジンの要求回転数に対して応答性良く安定化させて行 うことができる。また、アイドリング時にはジェット通路より吸気バルブの直上 における吸気ポートの表面に向かって空気が吹き出され、吸気ポート表面および バルブ表面に付着している燃料に吹き当たって蒸発（霧化）させるので、吸気ポ ート表面およびバルブ表面に付着する燃料が減る。よって、霧化が促進され、良 く霧化された燃料が燃焼室内に吸い込まれ、しかも燃焼室内に吸入されたほとん どの燃料は流速を上げて吸気されたタンブル流の中にあることになるので、点火 プラグまわりの温度が安定し、燃焼状態も良くなる。これにより、失火がしにく くなって排ガス状態も改善され、燃費も良くなる。加えて、吸気ポート表面およ びバルブ表面に付着する燃料が減ることに伴って、これら吸気バルブの表面およ び、この周辺における吸気ポートの表面等に付着している燃料の吸入を減らすこ とができるので、排ガス内に含まれる一酸化炭素等が減り、排ガス状態を改善す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す吸気装置の縦断概
略側面図である。

【図２】図１に示した同上吸気装置の横断概略上面図で
ある。

【図３】エンジンの駆動時に吸入される全吸気流量のう
ち、アクセル開度に応じて中・高回転用吸気通路を流れ
る流量と低回転吸気通路を流れる流量との状態変化を示
す線図である。

【図４】本考案の第２の実施例を示す吸気装置の縦断概
略側面図である。

【図５】図４に示した同上吸気装置の横断概略上面図で
ある。

【図６】従来におけるエンジンの一例を示す要部概略構
成図である。

【符号の説明】

２１ 吸気バルブ ２３ 燃焼室 ２４ シリンダ ２５ スロート部 ２７ 吸気ポート ２８ 吸気管 ２９ 中・高回転用吸気通路 ３０ 低回転用吸気通路 ３１ 空気流量制御バルブ ３２ ジェット通路 ３３ スロットルバルブ ３４ インジェクタ ３７ タンブル流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/32 69/00 ３１０ Ｕ 9248−3Ｇ 69/04 Ｒ 9248−3Ｇ 9248−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３５０ Ｔ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気バルブの直上流箇所において合流する
   中・高回転用吸気通路と低回転用吸気通路とを有する内
   燃機関の吸気装置において、 前記中・高回転用吸気通路内の前記低回転用吸気通路が
   分岐された直下流箇所に設けられたスロットルバルブ
   と、 前記低回転用吸気通路内の前記中・高回転用吸気通路よ
   り分岐された直下流箇所に設けられ、前記低回転用吸気
   通路内に流入される空気量を調整する空気流量制御バル
   ブと、 前記中・高回転用吸気通路の上側面に開口するようにし
   て前記低回転用吸気通路の先端に前記低回転吸気通路の
   開口面積よりも小さい開口面積を有して設けられ、前記
   低回転用吸気通路内に吸入された空気の流速を高めて前
   記吸気バルブの直上における吸気ポートの表面に向かっ
   て前記空気を吹き出させ、前記空気が燃焼室内で燃料と
   共に縦方向に旋回するタンブル流を形成するためのジェ
   ット通路とを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装
   置。