JPH06159074A - Intake system for engine - Google Patents
Intake system for engineInfo
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- JPH06159074A JPH06159074A JP4341394A JP34139492A JPH06159074A JP H06159074 A JPH06159074 A JP H06159074A JP 4341394 A JP4341394 A JP 4341394A JP 34139492 A JP34139492 A JP 34139492A JP H06159074 A JPH06159074 A JP H06159074A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両用の複吸気弁式エ
ンジンにおいて吸気の際にシリンダ内に旋回流を生成す
る吸気装置に関し、詳しくは、縦方向と横方向の速度成
分を有する斜めスワールを生成する方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for producing a swirling flow in a cylinder during intake in a dual intake valve type engine for a vehicle, and more specifically, to an oblique device having a velocity component in a longitudinal direction and a velocity component in a lateral direction. A method for generating swirl.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エンジンの運転領域において、特に低負
荷時には吸入空気量が大幅に絞られることで燃焼が悪く
なり、燃費、エミッション、運転性能が悪化する傾向に
ある。そこでこのような低負荷時の燃費等を改善する手
段としては、吸気行程でシリンダ内に種々の旋回流を生
成し、これにより燃焼時に乱流を伴って燃焼を促進する
ことが期待されている。2. Description of the Related Art In an engine operating region, particularly when the load is low, the intake air amount is greatly reduced, so that combustion is deteriorated and fuel consumption, emission, and driving performance tend to be deteriorated. Therefore, as a means for improving the fuel consumption at the time of such a low load, it is expected that various swirling flows are generated in the cylinder during the intake stroke, thereby promoting combustion with turbulence during combustion. .
【０００３】従来、旋回流を生成するエンジンの吸気装
置に関して、例えば特開昭６４−２９６１９号公報の先
行技術では、共通吸気通路に開閉弁を設け、開閉弁の上
流側から第１吸気ポートの直前に補助吸気通路を、シリ
ンダ中心に対して偏心して設ける。そして低負荷時に
は、開閉弁を閉じて補助吸気通路のみから吸気し、この
吸気をシリンダ内の円周方向に高速で流入して強い横ス
ワールを生成すことが示されている。また例えば実開昭
５９−１５６１２２号公報の先行技術では、吸気ポート
に対して副吸気通路を、噴出吸気がシリンダの直径方向
に指向して流入するように設け、更に吸気ポートの入口
側には開閉弁を設ける。そして低負荷時には、開閉弁に
より吸気ポートを閉じて副吸気通路により吸気し、この
噴出吸気をシリンダ内の軸方向に旋回させて縦スワール
（タンブル流）を生成することが示されている。[0003] Conventionally, regarding an intake device of an engine for generating a swirl flow, for example, in the prior art of Japanese Patent Laid-Open No. 64-29619, an opening / closing valve is provided in a common intake passage, and an upstream side of the opening / closing valve is connected to a first intake port. The auxiliary intake passage is provided eccentrically with respect to the cylinder center immediately before. It is shown that, when the load is low, the on-off valve is closed and air is taken in from only the auxiliary intake passage, and this intake air flows in at high speed in the circumferential direction in the cylinder to generate a strong lateral swirl. Further, for example, in the prior art of Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-156122, an auxiliary intake passage is provided to the intake port so that the ejected intake air flows in the direction of the diameter of the cylinder, and further on the inlet side of the intake port. Provide an on-off valve. It is shown that, when the load is low, the on-off valve closes the intake port, the sub-intake passage intakes air, and the jetted intake air is swirled in the axial direction of the cylinder to generate a vertical swirl (tumble flow).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術の前者のものにあっては、シリンダ内の円周方向に旋
回する横スワールのみを生成するものであるから、混合
気を均一化するのには有効であるが、点火プラグ付近の
ガス流動が少ない。また開閉弁を有するので、構造、制
御が複雑になる。一方、先行技術の後者のものにあって
は、シリンダ内の軸方向に旋回する縦スワールのみを生
成するものであるから、点火プラグ付近に強い乱流を生
じることができるが、圧縮行程の後半でスワールが消滅
し、大部分の燃焼が行われる膨張行程での燃焼促進の効
果が少ない等の問題がある。By the way, in the former case of the above-mentioned prior art, since only the lateral swirl which swirls in the circumferential direction in the cylinder is generated, the air-fuel mixture is made uniform. Is effective, but the gas flow near the spark plug is small. Further, since it has an on-off valve, the structure and control become complicated. On the other hand, in the latter of the prior art, since only a vertical swirl that swirls in the axial direction in the cylinder is generated, strong turbulence can be generated near the spark plug, but in the latter half of the compression stroke. There is a problem that the swirl disappears and the effect of promoting combustion is small in the expansion stroke where most of the combustion is performed.
【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、複吸気弁式エンジンの吸気系において、特に低負荷
時にシリンダ内に斜めスワールを生成し、ガスの混合と
流動を促進して燃焼改善することを目的とする。The present invention has been made in view of this point, and in an intake system of a double intake valve type engine, particularly when the load is low, an oblique swirl is generated in the cylinder to promote gas mixing and flow and combustion. Intended to improve.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、い
ずれか１つの吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にタン
ブルポートを設け、このタンブルポートはスロットル弁
の上流側に連通し、特に低負荷時に吸気ポートを通る吸
入空気をポート外曲り側に偏流してシリンダ内に縦スワ
ールを生成し、他の吸気ポートからの吸入空気でシリン
ダ内に生成される横スワールと合成して斜めスワールを
生成するように配設するものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an engine having a plurality of intake valves, in which a tumble port is provided immediately before the intake valve at the inner bend of any one intake port. The port communicates with the upstream side of the throttle valve, and especially when the load is low, the intake air that flows through the intake port is biased to the outside curve side of the port to create a vertical swirl, and the intake air from other intake ports causes the inside of the cylinder to move. It is arranged so as to generate an oblique swirl by being combined with the horizontal swirl generated in 1.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成に基づき、例えば２吸気弁式エンジン
の低負荷時には、タンブルポートが無い吸気ポートの吸
入空気がポート形状によりシリンダ内の円周方向に、タ
ンブルポートを有する吸気ポートの吸入空気が偏流され
てその軸方向に、それぞれ流入方向を異にして良好に流
入され、これらの両空気流がシリンダ内で合成して強い
斜めスワールが安定して生成される。そしてこの斜めス
ワールにより燃料と空気が良好に混合され、燃焼時に強
い乱流を生じて、燃焼が促進されるようになる。According to the above construction, when the load of a two-intake-valve engine is low, for example, the intake air of the intake port without the tumble port is caused to flow in the intake port having the tumble port in the circumferential direction in the cylinder due to the port shape. The airflow is lopsided and satisfactorily flows in the axial direction with different inflow directions, and these two airflows are combined in the cylinder to stably generate a strong diagonal swirl. Then, due to the oblique swirl, the fuel and the air are mixed well, a strong turbulent flow is generated during the combustion, and the combustion is promoted.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１と図２において、２吸気弁式エンジンについ
て説明する。符号１はエンジン本体であり、シリンダブ
ロック２のシリンダ３にはピストン４が往復移動可能に
挿入され、シリンダヘッド５においてシリンダ３の頂部
に燃焼室６が設けられ、燃焼室の略中心に点火プラグ７
が配置される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A two intake valve type engine will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Reference numeral 1 denotes an engine body, a piston 4 is reciprocally inserted into a cylinder 3 of a cylinder block 2, a combustion chamber 6 is provided at the top of the cylinder 3 in a cylinder head 5, and a spark plug is provided substantially at the center of the combustion chamber. 7
Are placed.
【０００９】吸気系では、スロットル弁１０の下流の吸
気マニホールド１１がシリンダヘッド５に連結し、この
吸気マニホールド１１と連通する２つの吸気ポート１
２，１３が分岐壁１４により二叉状に分岐して燃焼室６
の片側に連通される。そして各吸気ポート１２，１３に
それぞれ吸気弁１５，１６が、弁座１７に接離して開閉
するように設置される。また吸気マニホールド１１の端
部にはインジェクタ１８が、常に両吸気ポート１２，１
３に燃料噴射するように取付けられている。In the intake system, an intake manifold 11 downstream of the throttle valve 10 is connected to the cylinder head 5, and two intake ports 1 communicating with the intake manifold 11 are connected.
2, 13 are bifurcated by a branch wall 14 to form a combustion chamber 6
Is connected to one side of. The intake valves 15 and 16 are installed in the intake ports 12 and 13 so as to be in contact with and separated from the valve seat 17 to open and close. Further, an injector 18 is provided at the end of the intake manifold 11 so that both intake ports 12, 1
3 is mounted so as to inject fuel.
【００１０】ここで二叉状の２つの吸気ポート１２，１
３は、平面視シリンダ３の円周方向に屈曲形成されるこ
とで、一方の吸気ポート１２からそのまま吸気する場合
に、その吸入空気で横スワールが生成される。また２つ
の吸気ポート１２，１３は、側面視略直角に屈曲形成さ
れることで、他方の吸気ポート１３の吸入空気を曲率半
径の大きい外曲り側に偏流させることで、縦スワールを
生じることが可能になる。そしてこれらの横スワールと
縦スワールの吸入空気がシリンダ３内に同時に流入する
と、両者の合成により斜めスワールを生成することが可
能になる。Here, two bifurcated intake ports 12, 1
3 is bent and formed in the circumferential direction of the cylinder 3 in a plan view, so that when the air is directly sucked from one of the intake ports 12, a lateral swirl is generated by the intake air. Further, the two intake ports 12 and 13 are formed to be bent at a substantially right angle in a side view, so that the intake air of the other intake port 13 is diverted to the outward curved side having a large radius of curvature, which may cause a vertical swirl. It will be possible. When the intake air of the horizontal swirl and the intake air of the vertical swirl simultaneously flow into the cylinder 3, it becomes possible to generate an oblique swirl by combining them.
【００１１】そこでシリンダヘッド５の他方の吸気ポー
ト１３にタンブルポート２０が、曲率半径の小さい内曲
り部１３ａの吸気弁１６の直前に連通して設けられる。
このタンブルポート２０は、Ｌ字形に屈曲してポート内
を通る吸入空気に対向するように設けられる。そしてタ
ンブルポート２０は通路２１によりスロットル弁１０の
上流側に連通して、常に吸気するように構成される。Therefore, a tumble port 20 is provided in communication with the other intake port 13 of the cylinder head 5 just before the intake valve 16 of the inner curved portion 13a having a small radius of curvature.
The tumble port 20 is provided so as to be bent in an L shape and to face intake air passing through the port. The tumble port 20 communicates with the upstream side of the throttle valve 10 via a passage 21 so as to always intake air.
【００１２】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時の吸気行程では、所定のタイミ
ングで吸気弁１４，１５が同時に開閉し、シリンダ３の
内部のピストン４が往復移動し、更にインジェクタ１８
から燃料噴射される。そこでアイドリング等の低負荷時
には、スロットル弁１０の開度が小さくて吸気が絞られ
るが、タンブルポート２０には大きい吸入負圧がかか
る。このためスロットル弁１０の上流から通路２１とタ
ンブルポート２０によりバイパスして吸気され、この吸
入空気がタンブルポート２０から高速で吸気ポート１３
のみに噴射する。Next, the operation of this embodiment will be described. First, in the intake stroke during engine operation, the intake valves 14 and 15 simultaneously open and close at a predetermined timing, the piston 4 inside the cylinder 3 reciprocates, and the injector 18
Fuel is injected from. Therefore, at the time of low load such as idling, the opening of the throttle valve 10 is small and the intake air is throttled, but a large intake negative pressure is applied to the tumble port 20. Therefore, the intake air is bypassed from the upstream side of the throttle valve 10 by the passage 21 and the tumble port 20, and this intake air is sucked from the tumble port 20 at a high speed.
Only jet.
【００１３】そこで吸気ポート１３からの吸入空気Ａ
は、タンブルポート２０からの高速な噴射空気Ｂにより
ポート内の外曲り側に偏流され、この結果バルブ回りの
流速分布は、図２のように排気ポート側に向いたものに
なる。このためこの吸気ポート１３からの吸入空気Ａ
は、そのポート形状にかかわらず略直線的に排気ポート
側を経由してシリンダ３内に流入し、これによりシリン
ダ３と燃焼室６の内部において、図３のようにシリンダ
軸方向に旋回する縦スワールとなる。Therefore, the intake air A from the intake port 13
Is biased toward the outer curved side in the port by the high-speed injection air B from the tumble port 20, and as a result, the flow velocity distribution around the valve is directed toward the exhaust port side as shown in FIG. Therefore, the intake air A from this intake port 13
Irrespective of its port shape, flows into the cylinder 3 through the exhaust port side in a substantially straight line, and as a result, inside the cylinder 3 and the combustion chamber 6, as shown in FIG. Become a swirl.
【００１４】他方の吸気ポート１２から吸気される吸入
空気Ｃは、そのままシリンダ３内に流入し、そのポート
形状によりバルブ回りの流速分布は、図２のように円周
方向に向いたものになる。ここで上記吸気ポート１３か
らの吸入空気Ａは排気ポート側に向うため、吸気ポート
１２からの吸入空気Ｃとの干渉が少なくなる。また吸気
ポート１３からの吸入空気Ａは、タンブルポート２０の
噴射空気Ｂで偏流される際に絞られて空気量が減少する
ので、所謂片弁停止と同様な効果が得られる。従って、
この吸気ポート１２からは多量の吸入空気Ｃがシリンダ
３内の円周方向にスムースに流入し、これにより図３の
ように円周方向に旋回する横スワールとなる。The intake air C taken from the other intake port 12 flows into the cylinder 3 as it is, and the flow velocity distribution around the valve becomes circumferentially oriented as shown in FIG. 2 due to the shape of the port. . Here, since the intake air A from the intake port 13 is directed to the exhaust port side, the interference with the intake air C from the intake port 12 is reduced. Further, the intake air A from the intake port 13 is throttled when it is diverted by the injection air B of the tumble port 20 and the amount of air is reduced, so that the same effect as so-called single valve stop can be obtained. Therefore,
A large amount of intake air C smoothly flows into the cylinder 3 from the intake port 12 in the circumferential direction, thereby forming a lateral swirl that swirls in the circumferential direction as shown in FIG.
【００１５】そして上記一方の吸気ポート１２からの吸
入空気Ｃによる横スワールと、他方の吸気ポート１３か
らの吸入空気Ａによる縦スワールとが、シリンダ３の内
部で合成される。そこで空気量の多い横スワールが、空
気量の少ない縦スワールにより傾斜され、縦方向と横方
向の速度成分を有して旋回するように変向される。この
ためシリンダ３内では、図３のように横スワールをベー
スとして傾斜した状態で旋回する強い斜めスワールＤが
安定して生成されることになる。The lateral swirl of the intake air C from the one intake port 12 and the vertical swirl of the intake air A from the other intake port 13 are combined inside the cylinder 3. Therefore, the horizontal swirl having a large amount of air is tilted by the vertical swirl having a small amount of air, and is turned so as to turn with a velocity component in the vertical direction and a velocity component in the horizontal direction. For this reason, in the cylinder 3, a strong diagonal swirl D that turns in a tilted state based on the horizontal swirl as shown in FIG. 3 is stably generated.
【００１６】ここで吸気行程の直前にはインジェクタ１
８により燃料噴射されることで、この燃料が２つの吸気
ポート１２，１３から吸気される吸入空気Ａ，Ｃにより
シリンダ３に供給されるが、この燃料と空気はシリンダ
３内で斜めスワールＤの旋回流により良好に混合され
る。また圧縮行程では、シリンダ３内の混合気がピスト
ン４の移動で圧縮されるが、斜めスワールＤの旋回流で
あるから圧縮行程後半での消滅が少なく、燃焼室６内に
強い乱流を生じる。そこで燃焼室６の点火プラグ７によ
り着火されると、混合気は強い乱流により速い燃焼速度
で燃焼するのであり、こうして燃焼が促進される。この
ため運転性能を犠牲にすることなく、希薄混合気で燃焼
することが可能になり、ＥＧＲ制御によりエミッション
を向上することができる。Immediately before the intake stroke, the injector 1
By the fuel injection by 8, the fuel is supplied to the cylinder 3 by the intake air A, C which is taken in from the two intake ports 12, 13, but the fuel and the air of the oblique swirl D are generated in the cylinder 3. Good mixing due to swirling flow. Further, in the compression stroke, the air-fuel mixture in the cylinder 3 is compressed by the movement of the piston 4, but since it is a swirl flow of the diagonal swirl D, it disappears less in the latter half of the compression stroke and a strong turbulent flow is generated in the combustion chamber 6. . When ignited by the spark plug 7 of the combustion chamber 6, the air-fuel mixture burns at a high combustion speed due to strong turbulence, and thus the combustion is promoted. Therefore, combustion can be performed with a lean air-fuel mixture without sacrificing operating performance, and emissions can be improved by EGR control.
【００１７】次いで中、高負荷時には、スロットル弁１
０の開度が大きくなることで、２つの吸気ポート１２，
１３からの吸入空気量が増大する。このとき吸入負圧は
減少するので、タンブルポート２０からの吸気が自動的
に減少し、これにより上述の斜めスワールは生成しなく
なる。Next, when the load is medium or high, the throttle valve 1
By increasing the opening degree of 0, the two intake ports 12,
The amount of intake air from 13 increases. At this time, since the suction negative pressure is reduced, the intake air from the tumble port 20 is automatically reduced, so that the above-mentioned oblique swirl is not generated.
【００１８】以上、本発明の実施例について説明した
が、２吸気弁式エンジン以外にも同様に適応することが
できる。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be applied to other than the two intake valve type engine.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
吸気弁式エンジンの吸気系において、特に低負荷時にシ
リンダ内に縦方向と横方向の速度成分を有する斜めスワ
ールを生成するように構成されるので、低負荷時に斜め
スワールの旋回流により空気と燃料との混合が良くな
り、且つ燃焼時に強い乱流を生じて、燃焼が大幅に向上
し、燃費等も良好になる。また横スワールをベースとし
て縦スワールを合成する方式であるので、強い斜めスワ
ールを安定して生成することができる。複吸気弁式エン
ジンの構造を利用して、いずれか１つの吸気ポートにタ
ンブルポートを設け、このタンブルポートをスロットル
弁の上流側に連通して構成されるので、構造、制御が簡
単であり、低負荷時にのみ確実に斜めスワールを生成す
ることができる。As described above, according to the present invention, in an intake system of a double intake valve type engine, an oblique swirl having vertical and horizontal velocity components is generated in a cylinder, especially when the load is low. Since it is configured, when the load is low, the swirling flow of the oblique swirl improves the mixing of air and fuel, and strong turbulence is generated during combustion, which greatly improves combustion and improves fuel efficiency and the like. Further, since the vertical swirl is synthesized based on the horizontal swirl, a strong diagonal swirl can be stably generated. Utilizing the structure of the double intake valve type engine, a tumble port is provided in any one intake port, and this tumble port is communicated with the upstream side of the throttle valve, so the structure and control are simple, The diagonal swirl can be reliably generated only when the load is low.
【図１】本発明に係るエンジンの吸気装置の実施例を示
す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of an intake device for an engine according to the present invention.
【図２】同横断面図である。FIG. 2 is a transverse sectional view of the same.
【図３】斜めスワールの生成状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a generation state of a diagonal swirl.
３ シリンダ １０ スロットル弁 １２，１３ 吸気ポート １３ａ 内曲り部 １５，１６ 吸気弁 ２０ タンブルポート ２１ 通路 3 Cylinder 10 Throttle valve 12,13 Intake port 13a Inner curved part 15,16 Intake valve 20 Tumble port 21 Passage
Claims (2)
て、いずれか１つの吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前
にタンブルポートを設け、このタンブルポートはスロッ
トル弁の上流側に連通し、特に低負荷時に吸気ポートを
通る吸入空気をポート外曲り側に偏流してシリンダ内に
縦スワールを生成し、他の吸気ポートからの吸入空気で
シリンダ内に生成される横スワールと合成して斜めスワ
ールを生成するように配設することを特徴とするエンジ
ンの吸気装置。1. In an engine having a plurality of intake valves, a tumble port is provided immediately before an intake valve in an inwardly curved portion of any one of the intake ports, and the tumble port communicates with an upstream side of the throttle valve, and particularly at a low load. Occasionally, the intake air that passes through the intake port is deflected to the bend side of the port to create a vertical swirl, and the intake air from other intake ports combines with the horizontal swirl that is created in the cylinder to create an oblique swirl. An intake device for an engine, characterized in that
部で吸気ポートを通る吸入空気に対向して高速空気を噴
射するように設けることを特徴とする請求項１記載のエ
ンジンの吸気装置。2. The intake device for an engine according to claim 1, wherein the tumble port is provided so as to inject high-speed air in the inner bent portion of the intake port so as to face the intake air passing through the intake port.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4341394A JPH06159074A (en) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Intake system for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4341394A JPH06159074A (en) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Intake system for engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159074A true JPH06159074A (en) | 1994-06-07 |
Family
ID=18345729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4341394A Pending JPH06159074A (en) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Intake system for engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06159074A (en) |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP4341394A patent/JPH06159074A/en active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
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