JPS5910775A - 内燃機関の吸気−燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃機関の吸気
−燃料供給装置に係り、特に可変吸気スワール方式の吸
気ポート構造を有する内燃機関の吸気−燃料供給装置に
係る。

内燃機関の用いられる可変吸気スワール方式の吸気ボー
ト構造の一つとして燃焼室の開目端の周りに旋回したヘ
リカル通路と前記開口端に直線５状に通ずるストレー］
・通路とを右し、前記スｔ・レート通路の途中に該スト
レート通路を開閉する吸気制御弁が設（Ｊられている吸
気ボート構造が本願出願人と同一の出願人による特願昭
５６−５１１４９号及び特願昭５６−１２０６３４月に
於て既に提案されている。

この吸気ポー１〜構造を備えた内燃機関に於ては、吸気
制御弁によりストレート通路が閉じられているどきには
吸気（混合気）の全てがヘリカル通路を流れて燃焼室内
へ流入することにより燃焼室内に強力な吸気スワールが
生じ、これにより見Ｈトは上の火炎速度が速まり、燃焼
速度が速くなって希薄混合気による運転が可能になり、
まＩこ混合気の空燃比がばらついても安定した運転性が
得られ、また吸気制御弁によりストレート通路が開かれ
ている時には吸気がヘリカル通路に加えてストレート通
路を流れて燃焼室内に流入することにより燃焼室内に強
功な吸気スワールが生じなくなるが、吸気ポートの吸気
流に対づる流れ抵抗が低下し、内燃機関の充＋ｉ効率が
低下することが回避される。

上述の如き吸気ボート構造を右づる内燃機関は上述の如
き特徴を右しているが、しかし、この内燃機関に於ては
、吸気ボート構造の内部通路形状が一般的な吸気ボート
に比して複雑であり、その通路内壁表面積が大きいため
に吸気ボート・に於番ブる壁面付省燃１１１１１が多く
、このため吸入混合気の霧化が悪く、混合気中に５邑の
液滴燃料が含まれているど、ポー１−通路内壁に液滴燃
料が多量に付着し、加速、減速の過渡運転時に燃焼交内
に入る混合気の空燃比が大きくばらつき、また応答性が
悪い。また、混合気中の液滴燃料が多く、それがボート
内壁面に付着覆ると、燃料の粗悪燃料成分中に含まれて
いるガム質物がその内壁面に付着し、吸気制御弁の正常
な作動を妨げるようになる。

上述の如き観点から、特願昭５６−５１１４９号及び特
願昭５６−１２０６３４号に於て提案されている吸気ボ
ート構造を備えた内燃機関に於ては、今まで以上に吸入
混合気中の燃料の霧化が良好であることを要求される。

本発明は、上述の如き吸気ボート構造と該吸気ボート構
造造に適１ノだ燃料供給装置との紺（７メ合わせによる
吸気−燃料供給装置をＩＲ供Ｊることを目的としている
。

かかる目的は、本発明によれば、燃焼室への開目端の周
りに旋回したヘリカル通路ど前記開口端に直線状に通ず
るストレー１−通路とを有し、前記ストレート通路の途
中に該ス［−レート通路を開閉づ−る吸気制御弁が設置
Ｊられている吸気ボー８４構造と、前記吸気ボー［・構
造に連通し途中にス１−１ットルバルブを有する吸気通
路手段ど、前記スロットルバルブより上流側に設けられ
た燃料噴射弁とを有している如き内燃機関の吸気−燃料
供給駅間によって達成される。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明覆る。

添付の図は本発明による内燃機関の吸気−燃ネ３１供給
装置の一つの実施例を承り概略縦断面図である。図に於
て、１は内燃機関を示しており、該内燃機関はシリンダ
ブロック２とシリンダヘッド３とを４１している。シリ
ンダブロック２はシリンダボア７４内にピストン５を受
入れて４５す、ピストン５はその上方にシリンダヘッド
３とバ働し゛Ｃ燃焼室６を郭定している。

シリンダヘッド３は燃焼室６へ空気ど燃料どの混合気を
導く吸気ボート７を有している。吸気ポー１〜７はその
一端にてシリンダヘッド３の側壁部に間口し、他端にて
シリンダヘッド３０下底壁より燃焼室６に間【コシ、該
間口端にて吸気弁８により選択的に開閉されるようにな
っている。

吸気ボート７はガイドベーン９により燃焼室２への間口
端の周りに開口したヘリカル通路１０と前記開口端の直
線状に通ずるストレート通路１１とを有している。スト
レート・通路１１の途中には吸気制御弁１２が設けられ
ている。吸気制御弁１２はバタフライ弁として構成され
、駆動レバー１３にて図示されていない駆動装置に連結
され、内燃機関１の負荷が所定値以下の時には図示され
ている如き全開位置にもたらされ、前記負荷が所定値以
上の時には、即ら高負荷運転時には前記全開位置よりほ
ぼ９０°回初された全開位置にもＩこらされるようにな
つＣいる。

尚、吸気ボート７の構造及び吸気制御弁１２の開閉制御
にＰいＣより詳Ｍｌな説明が必要であるならば゛、特願
昭５６−５１１４９号、特願昭５６−１２０６３４号、
特願昭５７−７９４５８号を参照されたい。

吸気制御弁１２が全開位置にあってストレー１−通路１
１が全開状態にある時には、混合気の実質的に全てがヘ
リカル通路１０を流れて燃焼室６内に流入することによ
り燃焼室６内に強力な吸気スワールが生じる。この時に
はイの吸気スワールに乗って火炎が伝＋１　ｉＪること
により見掛け−Ｆの火炎速度が速まり、燃焼速度が速く
なる。吸気制御弁１２が開弁してスト−レート通路１１
が問いて（為る時には混合気の一部がストレート通路１
１を流れて燃焼室６内に流入づるＪ、うになり、これに
よりヘリカル通路１０を流れる混合気のヘリカル流が減
少し、また減衰され、これに応じ−Ｃ燃焼至６内に生じ
る吸気スワールが減少し、またこれと同時に吸気ボート
の吸気流に対する流れ抵抗が低下峡る。

吸気ボート７には吸気マニホールド１４及び気化器２０
が順に接続されている。気化器２０はスロットルバルブ
２１を有し、また該スロットルバルブより上流側に−っ
の燃お１噴射弁２２を備えている。燃料噴射弁２２はス
ロワ［−ルバルブ２１の弁軸の勅上に位置しており、図
示されていないそれ自身周知の電子式制御１］装置によ
り制御されて単点間歇噴射を行うようになっている。こ
の燃料噴射弁２２は各気筒の吸気行程に同期して吸入空
気量に応じた間の燃料を噴１＝するようになっている。

燃料噴射弁２２への燃料供給圧は２　、５　ｋ（１／’
、！！程度の高圧になっており、このため窪料噴射弁２
２より噴射された燃料はその噴射ｌネルギにより微粒化
し、また霧化づる。

本発明による吸気−燃料供給装置に於ける燃ｖ１噴射弁
は間歇単点噴射、所謂シングルボーイン１−インジェク
トを行うシングルポイントインジェクタであり、この燃
料噴射弁はスロットルバルブの上流側より高圧燃料を噴
射するｌ）ｔ　ｔら、燃料の微粒化の及び霧化が一般的
な気化器のそれに比して茗しく良好であり、特にスロッ
トルバルブが中間開度にある部分角筒運転域に於てはス
ロットルバルブ部分を通過する混合気の流速が音速に近
い流速になるため燃Ｆｌの微開１化及び霧化が非常に良
好に行われ、吸気ポー１−構造の通路内壁面に液滴燃料
が付着することが回避される。

間歇単点噴射による燃料供給は、一つの燃料噴射弁によ
って内燃機関の高回転、高角向運転時から低回転、低負
荷運転時までの燃料噴ＩＩ　Ｍを制御する必要があり、
このため燃料流量制御幅が広い燃料噴射弁が必要であり
、特に希薄燃焼運転を行うためにはより一層燃１１流量
制御幅が広い燃料噴射弁が必要になり、これを実現化す
るためには超精密な加工を施された特別なｍ造の燃料噴
射弁や特殊な駆動回路が必要であり、非常に高価な燃料
供給装置になる。しかし、本発明による吸気−燃料供給
装置によれば、低負荷運転時には吸気制御弁によってス
トレート通路が閉じられて燃焼室内に強力な吸気スワー
ルが発生していることにより燃焼性が改善されているの
で燃料噴［１が多少不安定であっても安定した運転性を
１ｑることができ、これににり流量制御幅がさほど大き
くない比較的安価な実用的な燃料噴射弁が使用されても
良好な間歇単点噴射を実施覆ることができる。

また間歇単点噴射の燃料噴＃ＡＴＹ１期を各気筒の吸気
行程に同期させることにより燃料が吸入空気の流れに乗
って燃焼室内に流入するようになり、ボート通路内壁面
の燃料液膜流が非常に少くなり、過渡応答性を改善でき
る。また、燃料の霧化及び微細化が良りＹであるために
ボート・の内壁に付着する燃料が少くなり、その内壁に
燃料の粗悪成分中に含まれているガム質物が堆積しにく
くなり、−でれによって吸気制御弁の作動が阻害される
ことが回避される。

また、燃料の霧化及び微細化が良ｔ）７に行われること
により吸気マニホールドのライザ部等に於ける吸気加熱
を従来の気化器のそれに比して減らすことが可能であり
、これにより燃焼室へ吸入される混合気温度が低下りる
ことにより、吸気効率が向上し、これにより前記吸気ボ
ート構造に於Ｇ−Ｊる吸気効率の低下を補償することが
できる。

ま１＝、前記吸気ボート構造に於（）る燃焼室内の混合
気の乱れは燃焼室内のピストンの移動方向軸線に対し横
方向の旋回流であり、ピストン移動方向軸線の混合気流
動は低く抑えられ、吸気ボート通過時の混合気濃度の時
間的変化がピストンの移動方向軸線に保たれると考えら
れるので、燃焼室内に混合気の成層化が生じる。また、
間歇単点噴射は、その構造上、吸気行程に同期噴射にな
るので、吸気ボート通過時の混合気濃度を時間的に変化
させることが可能であり、これによって燃焼室や動弁系
に大きな変更を行うことなく混合気の成層化による燃焼
限界空燃比の拡大が図られ、低燃費化を行うことができ
る。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳細に説明
したが、本考案はこれに限定されるものではなく、本考
案の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者
にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本発明による吸気−燃料供給装置の内燃機関
の一つの実施例を示Ｊ概略縦断面図である。 １・・・内燃機関、２・・・シリンダブロック、３・・
・シリンダヘッド、４・・・シリンダボア、５・・・ピ
ストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室への開目端の周りに旋回したヘリカル通路と前記
   開口端に直線状に通ずるストレート通路とを有し前記ス
   ［−レート通路の途中に該ストレート通路を開閉する吸
   気制御弁が設けられている吸気ボート構造と、前記吸気
   ボート構造に連通し途中にスロットルバルブを有づる吸
   気通路手段と、前記スロットルバルブより上流側に設け
   られた燃料噴射弁とを有づる内燃機関の吸気−燃料供給
   装置。