JPS5941009B2 - engine - Google Patents
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- JPS5941009B2 JPS5941009B2 JP51082388A JP8238876A JPS5941009B2 JP S5941009 B2 JPS5941009 B2 JP S5941009B2 JP 51082388 A JP51082388 A JP 51082388A JP 8238876 A JP8238876 A JP 8238876A JP S5941009 B2 JPS5941009 B2 JP S5941009B2
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- air
- intake passage
- valve
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エンジン特に自動車用エンジンの改良に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in engines, particularly automobile engines.
従来の自動車用エンジンでは、アイドル運転時及び軽負
荷運転時に、スロットル弁の開度が小さく吸気量が少量
であるため、吸入行程において吸気マニホルドからシリ
ンダ内に流入する混合気の速度が低く、従ってシリンダ
内における混合気のスワールも弱い。In conventional automobile engines, during idle operation and light load operation, the opening of the throttle valve is small and the amount of intake air is small, so the speed of the air-fuel mixture flowing into the cylinder from the intake manifold during the intake stroke is low. The swirl of the mixture inside the cylinder is also weak.
この結果、通常圧縮行程の終期に行なわれる点火時に、
シリンダ内に残存する混合気のスワールも弱くなり、着
火及び燃焼性が低くなるので、安定なエンジンの運転を
確保するためには中及び高負荷運転時よりも空燃比が小
さい混合気を供給する必要があり、燃費の増大を招くだ
けでなく、濃混合気の不完全燃焼のために排ガス中のC
O,HCが増加する不都合がある。As a result, at the time of ignition, which normally occurs at the end of the compression stroke,
The swirl of the air-fuel mixture remaining in the cylinder also becomes weaker, resulting in lower ignition and combustibility, so to ensure stable engine operation, supply a mixture with a lower air-fuel ratio than during medium and high load operation. This not only increases fuel consumption, but also reduces C in the exhaust gas due to incomplete combustion of rich mixtures.
There is a disadvantage that O and HC increase.
又近来、エンジンの排ガス中のCO,HC特にNOxを
減少させることを目的として、理論混合比よりも充分希
薄な混合気を燃焼させることが提案され、また排ガス中
のNOxを減少させることを目的として排ガスの一部を
エンジンの排気系から抽出して混合気中に混合し燃焼さ
せることも提案されているが、何れの場合にも混合気の
着火性、燃焼性が低くなるために、アイドル運転及び軽
負荷運転時におけるドライバビリティが低下し、燃費も
悪化する不都合があった。Recently, with the aim of reducing CO, HC, and especially NOx in engine exhaust gas, it has been proposed to burn a mixture that is sufficiently leaner than the stoichiometric mixture ratio. It has also been proposed to extract part of the exhaust gas from the engine's exhaust system and mix it into the mixture and burn it, but in either case, the ignitability and combustibility of the mixture will be low, so There have been disadvantages in that drivability during driving and light load operation is reduced, and fuel efficiency is also deteriorated.
本発明の主たる目的は、特にアイドル及び軽負荷運転時
における燃費を改善し得る乗物用のエンジンを提供する
ことにある。A primary object of the present invention is to provide a vehicle engine that can improve fuel efficiency, particularly during idle and light load operation.
本発明の他の目的は、通常のエンジンではアイドル及び
軽負荷時において安定した運転が困難な希薄混合気を安
定的に燃焼させることができ、この結果として排ガス中
の有害成分が少い乗物用のエンジンを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to be able to stably burn a lean air-fuel mixture that is difficult to operate stably at idle and under light load in a normal engine, and as a result, to reduce harmful components in exhaust gas. Our goal is to provide the following engines.
本発明のさらに他の目的は、通常のエンジンではアイド
ル及び軽負荷時において安定した運転が困難な、多量の
還流排ガスを含む混合気を安定的に燃焼させることがで
き、この結果として排ガス中のNOxを減少し得る乗物
用のエンジンを提供することにある。Still another object of the present invention is to be able to stably burn a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas, which is difficult to operate stably at idle and under light load in a normal engine. An object of the present invention is to provide a vehicle engine capable of reducing NOx.
本発明の他の目的は、大きな出力の低下、ドライバビリ
ティの悪化、燃費悪化等の不具合を伴なうことなく希薄
混合気又は多量の還流排ガスを含む混合気を安定的に燃
焼させ得る乗物用エンジンを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a vehicle that can stably burn a lean mixture or a mixture containing a large amount of recirculated exhaust gas without causing problems such as a large decrease in output, deterioration of drivability, and deterioration of fuel efficiency. The purpose is to provide engines.
本発明の更に他の目的は、アイドリンク及び低速低負荷
の軽負荷運転領域で排ガス中の有害ガス成分を従来のコ
ンベンショナルエンジンより低減し得る乗物用エンジン
を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a vehicle engine that can reduce harmful gas components in exhaust gas in the idling and low-speed, low-load light-load operating ranges compared to conventional conventional engines.
上記本発明の諸口的は、燃焼室内に点火プラグのスパー
クギャップを臨ませるとともに、同スパークギャップの
近傍に上記燃焼室の設定方向に指向して空気希薄混合気
排気ガス等の気体を噴射する噴射孔を設けたエンジンに
おいて、上記燃焼室に主吸気弁を介して吸気を供給する
主吸気通路、同主吸気通路に設けられ吸気流量を制御す
るスロットル弁、上記噴射孔に連通ずるとともに上記吸
気通路とは別個に設けられた副吸気通路、及び同副吸気
通路を開閉するとともに上記スロットル弁と連動して作
動する制御弁を備え、スロットル弁開度が中程度の時上
記制御弁を最大開度とするように構成したことを特徴と
するエンジンにより効果的に達成される。The aspects of the present invention are as follows: The spark gap of the ignition plug is faced into the combustion chamber, and a gas such as air-lean mixture exhaust gas is injected near the spark gap toward the set direction of the combustion chamber. In an engine provided with holes, a main intake passage supplies intake air to the combustion chamber via a main intake valve, a throttle valve provided in the main intake passage to control the intake air flow rate, and an intake passage that communicates with the injection hole and is connected to the injection hole. and a control valve that opens and closes the sub-intake passage and operates in conjunction with the throttle valve, and when the throttle valve opening is medium, the control valve is set to the maximum opening. This is effectively achieved by an engine characterized in that it is configured to:
上記副吸気通路に供給される気体は、好ましくは空気で
あるが、燃料と空気との希薄混合気でもよく、またエン
ジン自身の排ガスでもよい。The gas supplied to the sub-intake passage is preferably air, but may be a lean mixture of fuel and air, or may be exhaust gas from the engine itself.
上記気体が空気であるとき上記気体の供給源は大気であ
り、また希薄混合気の場合は気化器付エンジンでは気体
供給源は吸気マニホルドが適当であり、さらに排ガスの
場合は排気マニホルドが適当な気体供給源となる。When the above gas is air, the supply source of the above gas is the atmosphere, and in the case of a lean mixture, the intake manifold is suitable as the gas supply source for an engine with a carburetor, and furthermore, in the case of exhaust gas, the exhaust manifold is suitable as the gas supply source. Serves as a gas supply source.
上記本発明に係るエンジンでは、特にアイドリンク時お
よび軽負荷運転時にはスロットル開度が小さいため、ス
ロットル弁の絞り作用が犬で主吸気通路からの吸気流入
速度は緩かで吸気量が少なく吸気行程において燃焼室内
は高負圧となり、気体供給源の気体はこの強力な燃焼室
内負圧に引かれて噴射孔より燃焼室内の設定方向に向か
って噴射され、燃焼室内に強力な渦流あるいは乱流が発
生して燃焼速度が上昇し、希薄燃焼限界が伸長して燃費
が改善され、また、燃焼室内に配置された点火プラグの
火花間隙周辺に上記噴射孔からの噴流が作用すると燃焼
ガスの掃気が行われて着火性が向上するとともに、同掃
気作用によっても希薄燃焼限界が伸長される。In the above-mentioned engine according to the present invention, the throttle opening is small especially during idling and light load operation, so the throttling action of the throttle valve is slow and the intake air inflow speed from the main intake passage is slow, resulting in a small amount of intake air during the intake stroke. In the combustion chamber, there is a high negative pressure, and the gas from the gas supply source is attracted by this strong negative pressure in the combustion chamber and is injected from the injection hole in a set direction inside the combustion chamber, creating a strong vortex or turbulent flow inside the combustion chamber. This increases the combustion speed, extends the lean burn limit, and improves fuel efficiency.Furthermore, when the jet from the injection hole acts around the spark gap of the ignition plug located in the combustion chamber, scavenging of the combustion gas occurs. In addition to improving ignition performance, the scavenging action also extends the lean burn limit.
従って、混合気の分配性が悪(、しかも燃焼室壁温か低
くて燃焼性が悪いアイドリンクあるいは軽負荷運転領域
において希薄混合気燃焼を行っても出力低下および燃費
増大が最小限に押えられ、また、空燃比増大により燃焼
最高温度が低下してNOxの発生量が極度に低減される
。Therefore, even if lean mixture combustion is performed in the idle link or light load operating ranges where the air-fuel mixture distribution is poor (and the combustion chamber wall temperature is low and combustibility is poor), the decrease in output and increase in fuel consumption can be kept to a minimum. Moreover, the maximum combustion temperature decreases due to the increase in the air-fuel ratio, and the amount of NOx generated is extremely reduced.
また、本発明のエンジンに排ガス還流装置を併用すれば
、制御性の悪い空燃比を燃焼限界に近い高い値に設定し
なくても、容易にNOxの発生量を低減することが可能
となり、排ガス還流による着火性および火焔伝播速度の
悪化も上気噴流により改善される。Furthermore, if an exhaust gas recirculation device is used in conjunction with the engine of the present invention, the amount of NOx generated can be easily reduced without setting the air-fuel ratio, which is difficult to control, to a high value close to the combustion limit. The deterioration of ignitability and flame propagation speed due to reflux is also improved by the upper air jet.
さらに、本発明のエンジンによれば副吸気通路を介して
供給される気体流量を特に燃費の改善に適した特性に従
って供給するものである。Further, according to the engine of the present invention, the gas flow rate supplied through the auxiliary intake passage is supplied according to characteristics particularly suitable for improving fuel efficiency.
以下、第1図〜第5図に従って本発明の第1実施例を説
明する。A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
10は自動車用ガソリン内燃機関の本体、12はシリン
ダヘッド、14はシリンダブロック、16はピストン、
18は燃焼室、20は点火プラグ、22は主吸気ポート
、24は排気ポート、26は主吸気弁、28は吸気マニ
ホルド、30は気化器、32はエアクリーナである。10 is a main body of an automobile gasoline internal combustion engine, 12 is a cylinder head, 14 is a cylinder block, 16 is a piston,
18 is a combustion chamber, 20 is a spark plug, 22 is a main intake port, 24 is an exhaust port, 26 is a main intake valve, 28 is an intake manifold, 30 is a carburetor, and 32 is an air cleaner.
シリンダヘッド12には燃焼室18に開口する噴射孔3
4が穿設され、同噴射孔は点火プラグ20の火花間隙3
6直下に指向されるとともにピストン160頂面と例え
ば300〜60°程度の設定角度を有してピストン16
方向に指向されている。The cylinder head 12 has an injection hole 3 that opens into the combustion chamber 18.
4 is drilled, and the injection hole is located in the spark gap 3 of the spark plug 20.
The piston 16 is oriented directly below the piston 160 and has a set angle of, for example, about 300 to 60 degrees with the top surface of the piston 160.
oriented in a direction.
また、同噴射孔34は副吸気弁38を介して副吸気通路
40に接続されている。Further, the injection hole 34 is connected to a sub-intake passage 40 via a sub-intake valve 38.
主吸気弁26および副吸気弁38は共に同一のロッカア
ーム42により駆動されるキノコ弁で、同ロッカアーム
はロッカシャフト44に嵌合され、図示しない機関のク
ランクシャフトに連動して回動されるカムシャフト46
に設けられたカム48に当接して揺動する。The main intake valve 26 and the sub-intake valve 38 are both mushroom valves driven by the same rocker arm 42, and the rocker arm is fitted into a rocker shaft 44, which is a camshaft that is rotated in conjunction with the crankshaft of an engine (not shown). 46
It comes into contact with a cam 48 provided on the cam 48 and swings.
また、上記ロッカアーム42のカム48への当接面とは
反対側のアーム部は2叉に分岐し、各分岐部にはそれぞ
れアジャストスクリュ50,52が螺着され、一方のア
ジャストスクリュ50端面ば主吸気弁26の弁棒上端面
に当接し、他方のアジャストスクリュ52端面ば副吸気
弁38の弁棒端面に当接している。Further, the arm portion of the rocker arm 42 on the side opposite to the contact surface with the cam 48 branches into two parts, and adjusting screws 50 and 52 are screwed into each branch part, respectively, and the end face of one adjusting screw 50 is screwed into each branch part. The upper end surface of the valve stem of the main intake valve 26 is in contact with the upper end surface of the valve stem, and the end surface of the other adjusting screw 52 is in contact with the end surface of the valve stem of the auxiliary intake valve 38 .
なお、54,56はバルブスプリング、58゜60はス
プリングシート、62は副吸気弁38のバルブガイドで
ある。Note that 54 and 56 are valve springs, 58 and 60 are spring seats, and 62 is a valve guide for the sub-intake valve 38.
エアクリーナ32より気化器30および吸気マニホルド
28を介して吸気ポート22に連通ずる主吸気通路63
の気化器部分にはプライマリポート64及びセカンダリ
ポート65が設けられそれぞれにベンチュリ66.67
およびスロットル弁58.69が配置されている。A main intake passage 63 that communicates from the air cleaner 32 to the intake port 22 via the carburetor 30 and the intake manifold 28
A primary port 64 and a secondary port 65 are provided in the carburetor part of the unit, and venturi ports 66 and 67 are provided respectively.
and throttle valves 58, 69 are arranged.
スロットル弁68の全閉位置近傍の吸気通路内壁には主
としてアイドル時あるいは軽負荷時に燃料を供給するア
イドルポートTOおよびスローポート72が穿設され、
アイドルポートTOには図示しないアジャストスクリュ
が設けられている。An idle port TO and a slow port 72 are bored on the inner wall of the intake passage in the vicinity of the fully closed position of the throttle valve 68 to supply fuel mainly during idle or light load.
An adjustment screw (not shown) is provided at the idle port TO.
一方、ベンチュリ66゜6Tには主として中高負荷時に
燃料を供給するメインノズル76.77が設けられてい
る。On the other hand, the venturi 66°6T is provided with main nozzles 76 and 77 that supply fuel mainly during medium and high loads.
図示していないエンジンの排気通路例えば排気マニホル
ドに一端が連通された排ガス還流通路78は途中に機関
の種々の運転状態を検出して排ガスの流量を制御する制
御弁80を介して他端が吸気マニホルド28の集合部に
連結されている。An exhaust gas recirculation passage 78, which is connected at one end to an exhaust passage (not shown) to an exhaust manifold, for example, is connected to a control valve 80 that detects various operating conditions of the engine and controls the flow rate of exhaust gas. It is connected to the gathering part of the manifold 28.
また、上記副吸気通路40は吸気マニホルド28に一体
に鋳込まれたパイプ82を介してベンチュリ67より上
流側の主吸気通路63に連通されている。Further, the auxiliary intake passage 40 is communicated with the main intake passage 63 upstream of the venturi 67 via a pipe 82 that is integrally cast into the intake manifold 28.
90は上記副吸気通路40に設けられた制御装置で、一
端がスロットル弁68全閉位置の直上流に連通され他端
がダイヤフラム92を有した負圧室94に連通された吸
気系負圧通路96、同吸気系負圧通路96を大気開放す
るサーモバルブ98、及び上記ダイヤフラム92に連結
された制御弁100を備えている。Reference numeral 90 denotes a control device provided in the sub-intake passage 40, which includes an intake system negative pressure passage whose one end communicates directly upstream of the fully closed position of the throttle valve 68 and whose other end communicates with a negative pressure chamber 94 having a diaphragm 92. 96, a thermovalve 98 for opening the intake system negative pressure passage 96 to the atmosphere, and a control valve 100 connected to the diaphragm 92.
102は上記負圧室94に内設され上記ダイヤフラム9
2を介して制御弁100を閉方向に付勢するスプリング
である。102 is installed inside the negative pressure chamber 94 and connects the diaphragm 9
2, which biases the control valve 100 in the closing direction.
上記サーモバルブ98は上記吸気マニホルド28に設け
られ機関冷却水が導入されるヒートライザ104に挿入
された感熱部106と同感熱部106に内設された熱膨
張性のサーモワックス108と、同サーモワックス10
8の熱膨張により作動されるロッド110と、同ロッド
110の作動により上記吸気系負圧通路96を大気開放
通路112に連通せしめる大気開放弁114と、同大気
開放114を閉方向に付勢するスプリング116と、及
びエアクリーナ118とを有している。The thermovalve 98 includes a heat sensitive part 106 inserted into a heat riser 104 provided in the intake manifold 28 and into which engine cooling water is introduced, a thermally expandable thermowax 108 disposed inside the heat sensitive part 106, and a thermowax 108 with thermal expansion property installed inside the heat sensitive part 106. 10
8, an atmosphere release valve 114 that connects the intake system negative pressure passage 96 to the atmosphere release passage 112 by actuation of the rod 110, and an atmosphere release valve 114 that urges the atmosphere release 114 in the closing direction. It has a spring 116 and an air cleaner 118.
39は上記副吸気通路40のバイパス通路41に設げら
れた絞りである。39 is a throttle provided in the bypass passage 41 of the sub-intake passage 40.
上記制御装置90は第5図に実線Aで示すスロットル弁
68全閉位置の直上流に連通された負圧室負圧特性に従
って作動し、且つ該負圧に比例して副吸気通路40の開
度を得る。The control device 90 operates according to the negative pressure characteristics of a negative pressure chamber communicated immediately upstream of the fully closed position of the throttle valve 68, indicated by a solid line A in FIG. 5, and opens the sub-intake passage 40 in proportion to the negative pressure. Get degree.
第5図において、実線Bはバイパス通路41のみにより
供給される流量%(全吸気量に対する)、実線Cは副吸
気通路40およびバイパス通路41により供給される流
量%、二点鎖線は等燃費向上率特性を示し、Xば10%
、Yは5%、Zは2%の燃費向上率を示す。In FIG. 5, the solid line B is the percentage of flow rate (relative to the total intake air amount) supplied only by the bypass passage 41, the solid line C is the percentage of flow rate supplied by the auxiliary intake passage 40 and the bypass passage 41, and the two-dot chain line is equivalent fuel efficiency improvement. shows the rate characteristics, X is 10%
, Y indicates a fuel efficiency improvement rate of 5%, and Z indicates a fuel efficiency improvement rate of 2%.
上記構成に従い、機関温態時には第1図工点鎖線で示す
ごとく、サーモバルブ98が吸気系負圧通路96を連通
せしめるので、制御装置90の負圧室94に第5図Aで
示すスロットル弁68全閉位置直上流の負圧が供給され
、該負圧に比例して副吸気通路40の開度を得、実線C
に従って燃焼室18の噴射孔34から気体が噴射される
。According to the above configuration, when the engine is at temperature, the thermovalve 98 communicates with the intake system negative pressure passage 96 as shown by the dashed line in FIG. 1, so that the throttle valve 68 shown in FIG. Negative pressure immediately upstream of the fully closed position is supplied, and the opening degree of the auxiliary intake passage 40 is obtained in proportion to the negative pressure, and the solid line C
Accordingly, gas is injected from the injection hole 34 of the combustion chamber 18.
一方、エアクリーナ32から主吸気通路63に吸入され
た空気の大部分が気化器30において燃料と所定の空燃
比に混合されて吸気ポート22から燃焼室18に吸入さ
れる。On the other hand, most of the air taken into the main intake passage 63 from the air cleaner 32 is mixed with fuel at a predetermined air-fuel ratio in the carburetor 30 and taken into the combustion chamber 18 through the intake port 22.
上記噴射孔34からの噴射量および噴流の強さはスロッ
トル弁68の開度すなわち機関の負荷及び副吸気通路4
0に設けられた制御弁100の開度に応じて変化する。The amount of injection from the injection hole 34 and the strength of the jet flow are determined by the opening of the throttle valve 68, that is, the load of the engine, and the auxiliary intake passage 4.
It changes according to the opening degree of the control valve 100 provided at 0.
即ちスロットル開度が小さいアイドリング時あるいは軽
負荷時にはスロットル弁68の絞り作用により主吸気通
路63から供給される混合気量が少なく、燃焼室18に
は吸気行程中に高負圧が発生し、ベンチュリ66上流側
の主吸気通路63は略大気圧であるため、圧力差により
副吸気通路40を介し多量の空気が噴射孔34から燃焼
室18内に強力に噴射される。That is, during idling with a small throttle opening or under light load, the amount of air-fuel mixture supplied from the main intake passage 63 is small due to the throttling action of the throttle valve 68, and a high negative pressure is generated in the combustion chamber 18 during the intake stroke, causing the venturi Since the main intake passage 63 on the upstream side of the main intake passage 66 is at approximately atmospheric pressure, a large amount of air is powerfully injected into the combustion chamber 18 from the injection hole 34 via the auxiliary intake passage 40 due to the pressure difference.
この結果燃焼室18内の吸入混合気は上記空気の噴出流
により強い渦流あるいは乱流を生じるとともに空気の混
合により主吸気通路6,3から吸入された混合気は層状
化され、または不均質な斑状態で希釈される。As a result, the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber 18 generates a strong vortex or turbulence due to the jet flow of air, and the mixture of air sucked from the main intake passages 6 and 3 becomes stratified or non-uniform. Diluted in spots.
また、上記噴出流は点火プラグ20の火花間隙36直下
において同間隙近くを通過するため、火花間隙36付近
の残留燃焼ガスも誘動されて掃気され、同火花間隙付近
に新しい吸入混合ガスが流入する。Furthermore, since the above-mentioned jet stream passes near the spark gap 36 of the ignition plug 20, the residual combustion gas near the spark gap 36 is also induced and scavenged, and new intake mixed gas flows into the vicinity of the spark gap. do.
従って、圧縮行程の後半期に行われる点火時においても
、空気と混合気が層状または斑状に分布した状態で強い
渦流あるいは乱流が存在しており、また、火花間隙36
付近には常に吸入混合気が流動しているものと考えられ
、実験によれば従来の機関に比較して火焔伝播速度が向
上して失火限界が飛躍的に拡張され、燃費が改善される
とともに混合気を希薄化した場合でも出力低下が少な(
ドライバビリティが向上することを確認し得た。Therefore, even at the time of ignition, which occurs in the latter half of the compression stroke, there is a strong vortex or turbulent flow with the air and mixture distributed in a layered or patchy manner, and the spark gap 36
It is thought that the intake air-fuel mixture is constantly flowing in the vicinity, and experiments have shown that compared to conventional engines, the flame propagation speed is improved, the misfire limit is dramatically expanded, and fuel efficiency is improved. Even when the air-fuel mixture is diluted, there is little decrease in output (
It was confirmed that drivability was improved.
また、排ガス還流通路78を介して吸気マニホルド28
内に吸入される排ガス量は制御弁80により制御される
が、この排ガス還流量はNOxの排出量を設定値以内に
抑えるように調整される。In addition, the intake manifold 28 is connected via the exhaust gas recirculation passage 78.
The amount of exhaust gas sucked into the engine is controlled by the control valve 80, and the amount of exhaust gas recirculated is adjusted so as to suppress the amount of NOx discharged within a set value.
次にスロットル開度が中程度の中負荷運転領域において
は、スロットル弁68による絞り効果が中程度で、副吸
気通路40と主吸気通路63との差圧がやや小さくなる
が、上記制御弁装置900制御弁100が二点鎖線で示
すように最大開度となっているので、比較的多量の空気
が供給、噴射され、差圧の減少を充分に補償する。Next, in a medium load operating region where the throttle opening is medium, the throttling effect by the throttle valve 68 is medium and the differential pressure between the auxiliary intake passage 40 and the main intake passage 63 is slightly small. Since the 900 control valve 100 is at its maximum opening as shown by the two-dot chain line, a relatively large amount of air is supplied and injected, sufficiently compensating for the decrease in differential pressure.
一方、スロットル開度が大きい高負荷運転領域において
は、スロットル弁68による絞り作用が小さく、主吸気
通路63を介して多量の混合気が燃焼室18内に吸入さ
れるため、又、制御弁100が実線図示の如(副吸気通
路40を閉塞するので、副吸気通路40からの噴射量お
よび噴出力は、バイパス通路41のみを介して行なわれ
るため低下して噴射空気のスワール効果も減少するが、
この場合には吸気効率が犬で、しかも混合気が吸気ポー
+−22より燃焼室18に流入する時強力な渦流ある
いは乱流を生じ、また燃焼室18の内壁の温度も上昇す
るため、特に噴射孔34からの噴流により強い渦流や乱
流を発生させな(でも火焔伝播速度が高く燃焼性は良好
である。On the other hand, in a high-load operation region where the throttle opening is large, the throttling action by the throttle valve 68 is small and a large amount of air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 18 through the main intake passage 63. As shown by the solid line (since the auxiliary intake passage 40 is closed, the injection amount and injection force from the auxiliary intake passage 40 are performed only through the bypass passage 41, so they are reduced and the swirl effect of the injection air is also reduced. ,
In this case, the intake efficiency is poor, and when the air-fuel mixture flows into the combustion chamber 18 from the intake port +-22, a strong vortex or turbulent flow is generated, and the temperature of the inner wall of the combustion chamber 18 also rises. The jet flow from the injection hole 34 does not generate strong vortices or turbulence (but the flame propagation velocity is high and the combustibility is good).
又、機関冷態時には第1図実線で示す如くサーモバルブ
98が吸気系負圧通路96を大気開放せしめるので、制
御装置90はスプリング102の付勢力により制御弁1
00が副吸気通路40を閉塞する。Furthermore, when the engine is cold, the thermovalve 98 opens the intake system negative pressure passage 96 to the atmosphere as shown by the solid line in FIG.
00 closes the sub-intake passage 40.
特に該機関冷態始動時には燃焼室18内の燃焼が極めて
不安定であり、且つ燃焼限界最大空燃比が著しく低下す
るが、この時には上記燃焼室18には主吸気通路63の
みを介して気化器30の形成した混合気が供給され、噴
射空気により空燃比が過大とならず、従って冷態時にお
いても安定した燃焼が行なえる。Particularly when the engine is started in a cold state, the combustion within the combustion chamber 18 is extremely unstable, and the combustion limit maximum air-fuel ratio is significantly reduced. The air-fuel mixture formed by No. 30 is supplied, and the air-fuel ratio does not become excessive due to the injection air, so that stable combustion can be performed even in a cold state.
以上より明らかなごとく、本実施例によれば、燃焼室1
8の内壁温度が比較的低く、吸入効率が悪い等の燃焼条
件の悪い軽負荷運転領域において、排ガスの一部を混入
した混合気にさらに燃焼室18内で噴射孔34より流入
する空気を混合して得られた総合空燃比が11〜14程
度の混合気は勿論のこと、総合空燃比が15〜21程度
の希薄混合気とした燃焼性の悪い混合気でも安定的に燃
焼させることができ、この際噴射孔34からの強力な空
気噴射により強い渦流または乱流が発生するとともに、
噴射された空気が主吸気通路63から吸入された混合気
に適度な層状または斑状態で混合されることにより、N
Oxの発生量が増大することなく燃焼速度が向上して燃
焼完了時間が短縮され、燃費が低減されるとともにドラ
イバビリティが向上し、しかもHC,CO等の未燃焼ガ
スの排出量も低減されるという効果を奏する。As is clear from the above, according to this embodiment, the combustion chamber 1
In a light load operating region with poor combustion conditions such as a relatively low inner wall temperature of the combustion chamber 18 and poor intake efficiency, the mixture containing part of the exhaust gas is further mixed with air flowing in from the injection holes 34 in the combustion chamber 18. It is possible to stably burn not only a mixture with a total air-fuel ratio of about 11 to 14, but also a lean mixture with a total air-fuel ratio of about 15 to 21, which has poor combustibility. At this time, a strong vortex or turbulent flow is generated due to the powerful air jet from the injection hole 34, and
The injected air is mixed with the air-fuel mixture taken in from the main intake passage 63 in an appropriate stratified or patchy state, so that N
The combustion speed is improved without increasing the amount of Ox generated, shortening the combustion completion time, reducing fuel consumption and improving drivability, and also reducing the amount of unburned gas emissions such as HC and CO. This effect is achieved.
第6図及び第7図に示す第2実施例は副吸気通路40に
絞り弁120を設け、該絞り弁120のレバー122の
長さを11 とし、ロッド124を介して取り付けら
れたスロットル弁68のレバー126の長さを12
とした場合に、1□(12に設定することによりスロッ
トル弁68開度と絞り弁120の開度とを上記第1実施
例第5図に示すものと略同−に設定するもので、該構成
によっても上記第1実施例同様の作用効果を奏する。In the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, a throttle valve 120 is provided in the sub-intake passage 40, a lever 122 of the throttle valve 120 has a length of 11 mm, and a throttle valve 68 is attached via a rod 124. The length of the lever 126 is 12
In this case, by setting 1□ (12), the opening degree of the throttle valve 68 and the opening degree of the throttle valve 120 are set to be approximately the same as those shown in FIG. 5 of the first embodiment. The structure also provides the same effects as the first embodiment.
この時に上記絞り弁120は全閉又は全開位置において
も上記副吸気通路40を完全に閉塞することな(所定の
間隙δ1.δ2を有するように配設される。At this time, the throttle valve 120 is arranged so that it does not completely block the auxiliary intake passage 40 even in the fully closed or fully open position (with a predetermined gap δ1, δ2).
第8図に示す第3実施例は、上記副吸気通路40の上流
端が、通常排気系における未燃焼成分の酸化反応を促進
させるために供給される二次空気の送給ポンプ吐出部に
開口したものであり、又、バイパス通路41は絞り39
を介してベンチュリ76.77の上流に開口している。In the third embodiment shown in FIG. 8, the upstream end of the sub-intake passage 40 is opened to the discharge part of the secondary air supply pump, which is supplied to promote the oxidation reaction of unburned components in the normal exhaust system. In addition, the bypass passage 41 has a restriction 39.
It opens upstream of the venturi 76,77 through.
該二次空気送給ポンプの適切な実施例を第9図〜第12
図に従って説明する。Suitable embodiments of the secondary air supply pump are shown in FIGS. 9 to 12.
This will be explained according to the diagram.
符号210は自動車用4気筒エンジン本体を示し、21
2は図示していないエンジン排気系に排ガス浄化用2次
空気を供給するためのダイヤフラムポンプを夫々総括的
に示す。Reference numeral 210 indicates a 4-cylinder automobile engine body, and 21
2 generally shows a diaphragm pump for supplying secondary air for exhaust gas purification to an engine exhaust system (not shown).
上記エンジン本体210の各気筒214゜216.21
8及び220を形成するシリンダブロック222の下部
にはクランクシャフト224の軸受226を形成するた
め複数の仕切壁228が実質的に互に平行に配置されて
いる。Each cylinder 214°216.21 of the engine main body 210
A plurality of partition walls 228 are arranged substantially parallel to each other in the lower part of the cylinder block 222 forming a bearing 226 for a crankshaft 224 .
各仕切壁228間にはクランクシャフト224の1クラ
ンク230を内蔵するクランク室232,234゜23
6.238が形成され、同クランク室232゜234.
236,238の上方は各気筒214〜220に連通す
るとともに下方はオイルパン240内に開口している。Between each partition wall 228 are crank chambers 232, 234° 23 in which one crank 230 of the crankshaft 224 is built.
6.238 are formed, and the crank chambers 232°, 234.
The upper portions of the cylinders 236 and 238 communicate with the cylinders 214 to 220, and the lower portions thereof open into the oil pan 240.
気筒214及び気筒218を挾んテ隣接する各仕切壁2
26の下部にはボルト242により仕切板244が固着
され、同仕切板244は気筒214に連通するクランク
室232と気筒218に連通するクランク室236をそ
れぞれ他のクランク室及びオイルパン240内と隔絶し
ている。Each partition wall 2 adjacent to the cylinder 214 and the cylinder 218
A partition plate 244 is fixed to the lower part of the cylinder 26 by bolts 242, and the partition plate 244 separates the crank chamber 232 communicating with the cylinder 214 and the crank chamber 236 communicating with the cylinder 218 from other crank chambers and the inside of the oil pan 240. are doing.
上記仕切板244にはボルト242のための嵌合穴24
6が穿設されるとともに、湾曲した底板の中央部には排
油孔248が穿設されている。The partition plate 244 has fitting holes 24 for bolts 242.
6 is bored, and an oil drain hole 248 is bored in the center of the curved bottom plate.
上記ダイヤフラムポンプ212は、筐体250内に2枚
のダイヤフラム252,254が平行に配置され、両ダ
イヤフラム252,254間に仕切板256を介して2
つのポンプ室258゜260を形成し、ダイヤフラム2
52により仕切られた圧力室262は空気通路264を
介してクランク室232に連通され、ダイヤフラム25
4により仕切られた圧力室266は空気通路268を介
してクランク室236に連通されている。The diaphragm pump 212 has two diaphragms 252 and 254 arranged in parallel in a housing 250, with a partition plate 256 interposed between the two diaphragms 252 and 254.
Two pump chambers 258°260 are formed, and the diaphragm 2
A pressure chamber 262 partitioned by 52 is communicated with the crank chamber 232 via an air passage 264.
A pressure chamber 266 partitioned by 4 is communicated with the crank chamber 236 via an air passage 268.
仕切板256の中央部を摺動可能に貫通するロンド27
0の両端は各ダイヤフラム252゜254の中央部に連
結されている。Rondo 27 slidably penetrates the center of the partition plate 256
Both ends of the diaphragm 252 and 254 are connected to the center of each diaphragm 252 and 254, respectively.
ポンプ室258.260には各ダイヤフラム252゜2
54を押圧するスプリング272.274が内蔵され、
ポンプ室258はリードバルブ276を介して吸入口2
78より外気に開口されるとともに、リードバルブ28
0を介して空気を圧送する吐出口282に連通されてい
る。Each diaphragm 252°2 is installed in the pump chamber 258.260.
Built-in springs 272 and 274 that press 54,
The pump chamber 258 is connected to the suction port 2 via the reed valve 276.
78 is opened to the outside air, and the reed valve 28
0 and is connected to a discharge port 282 through which air is pumped.
更に同吐出口282は図示しない導管を介してエンジン
排気系内の適所例えばサーマルリアクタもしくは触媒コ
ンバータ又はこれら排気浄化装置の上流側の排気ガス通
路に連通されている。Furthermore, the discharge port 282 is communicated with a suitable location in the engine exhaust system, such as a thermal reactor or a catalytic converter, or an exhaust gas passage upstream of these exhaust purification devices, via a conduit (not shown).
またポンプ室260はリードバルブ284を介して吸入
口278に連通されるとともにリードバルブ286を介
して吐出口282に連通されている。The pump chamber 260 also communicates with the suction port 278 via a reed valve 284 and with the discharge port 282 via a reed valve 286.
なお、285は図示していないクラッチに接続されるフ
ライホイーノ瓢 287は各気筒214〜220に嵌合
されたピストン、288はピストン287とクランク2
30とを連結するコネクティングロッド、290は潤滑
油、292はオイルストレーナ、294は冷却ファン、
296はベアリング226のキャップボルトである。In addition, 285 is a flywheel connected to a clutch (not shown), 287 is a piston fitted to each cylinder 214 to 220, and 288 is a piston 287 and a crank 2.
30 is a connecting rod, 290 is lubricating oil, 292 is an oil strainer, 294 is a cooling fan,
296 is a cap bolt of the bearing 226.
ツキに、以上のように構成されたポンプ装置の作動につ
いて説明する。The operation of the pump device configured as described above will now be explained.
周知のように、一般の4気筒エンジンでは、気筒214
と220のピストンに対するクランク取付角は等しく、
また、気筒216と218のピストンのクランク取付角
も等しく、両者は180゜の位相ずれを有している。As is well known, in a general four-cylinder engine, cylinder 214
The crank mounting angles for the pistons of and 220 are the same,
Further, the crank angles of the pistons of cylinders 216 and 218 are equal, and they have a phase shift of 180°.
今、気筒214のピストンが下降するとクランク室23
2内の空気は圧縮され、一部の空気は排油孔248ある
いは仕切壁228と仕切板244との隙間より流出する
が高圧となり、同高圧空気は空気通路264を介してダ
イヤフラムポンプ212の圧力室262に伝達される。Now, when the piston of the cylinder 214 descends, the crank chamber 23
The air in the diaphragm pump 212 is compressed, and some of the air flows out from the oil drain hole 248 or the gap between the partition wall 228 and the partition plate 244 and becomes high pressure. is transmitted to chamber 262.
一方、気筒214内のピストンの下降時には気筒218
内のピストンが上昇するので、クランク室236内の空
気は膨張し、他のクランク室あるいはオイルパン240
内から一部の空気が排油孔248等を介してクランク室
236内に流入するが低圧となり、この低圧は空気通路
268を介して圧力室266に伝達される。On the other hand, when the piston in the cylinder 214 descends, the cylinder 218
As the piston inside rises, the air inside the crank chamber 236 expands and spreads to other crank chambers or the oil pan 240.
Some air flows into the crank chamber 236 from inside through the oil drain hole 248 and the like, resulting in low pressure, and this low pressure is transmitted to the pressure chamber 266 via the air passage 268.
したがって、クランク室232とクランク室236は、
エンジンの1回転毎に圧力が1回高圧から低圧に夫々変
動し、そして、画室間では圧力の上昇と下降が反対時期
になり、エンジン1回転毎に両圧力室262,264内
の空気圧の差圧は逆転し、これによって差圧応動ポンプ
212が作動する。Therefore, the crank chamber 232 and the crank chamber 236 are
The pressure changes once from high pressure to low pressure for each revolution of the engine, and the pressure rises and falls at opposite times between the compartments, and the difference in air pressure in both pressure chambers 262 and 264 occurs for each revolution of the engine. The pressure is reversed, which activates the differential pressure responsive pump 212.
すなわち、圧力室262内が高圧で圧力室264内が低
圧の時、ダイヤフラム252及び254はスプリング2
72の付勢力に抗して第9図右方に変位し、ポンプ室2
58内の空気は圧縮されてリードバルブ280が開き吐
出口282より送出され、ポンプ室260内の空気は膨
張してリードバルブ284が開き吸入口278よりポン
プ室260内に大気が吸入される。That is, when the pressure in the pressure chamber 262 is high and the pressure in the pressure chamber 264 is low, the diaphragms 252 and 254
72 and is displaced to the right in FIG. 9, pump chamber 2
The air in the pump chamber 260 is compressed and the reed valve 280 opens and is sent out from the discharge port 282, and the air in the pump chamber 260 expands and the reed valve 284 opens and the atmosphere is sucked into the pump chamber 260 through the suction port 278.
逆に、圧力室262内が低圧で圧力室266内が高圧と
なると、ダイヤフラム252及び254はスプリング2
74の付勢力に抗して第9図左方に変位し、リードバル
ブ2γ6が開いてポンプ室258内に大気が吸入され、
リードバルブ286が開いてポンプ室260内の空気が
吐出口282より送出される。Conversely, when the pressure in the pressure chamber 262 is low and the pressure in the pressure chamber 266 is high, the diaphragms 252 and 254
74 to the left in FIG. 9, the reed valve 2γ6 opens, and the atmosphere is sucked into the pump chamber 258.
The reed valve 286 opens and the air inside the pump chamber 260 is sent out from the discharge port 282.
ここで、両ダイヤフラム252,254及びロッド2γ
0は、スプリング272,274の設定張力等に基づ(
固有の振動(往復動)周期を有し、上記設定張力を変更
することによりポンプ特性は変化するが本実施例におい
ては上記周期がエンジンの中速回転速度以下に設定され
ているので、エンジンの高速回転時には上記コンド2フ
0等の振動体は上記空気圧の変動周期に追従不能となり
、自動的にポンプ212の作動は停止し、不作動状態に
移行する。Here, both diaphragms 252, 254 and rod 2γ
0 is based on the set tension of the springs 272 and 274 (
It has a unique vibration (reciprocating) period, and the pump characteristics change by changing the set tension, but in this example, the period is set below the engine's medium rotational speed, so the engine's During high-speed rotation, the vibrating body such as the condo 212 becomes unable to follow the fluctuation cycle of the air pressure, and the operation of the pump 212 is automatically stopped and the pump 212 enters a non-operating state.
上記ポンプ装置によれば第12図に示すごとき空気流量
特性が得られる。According to the above pump device, air flow characteristics as shown in FIG. 12 can be obtained.
なお、上記第12図において、実線は両スプリング27
2,274の設定張力を大きくした場合の空気流量特性
を示し、破線は両スプリング272.274の設定張力
を小さくした場合の空気流量特性を示し、スプリング2
72.274の設定張力を調整することにより空気流量
それ自体及び空気流量が急減少するエンジン回転数域を
所望の値に設定することが可能であり、上記ポンプ装置
の吐出口282より送出される空気流量特性は路上記第
1実施例第5図に示す副吸気通路40の流量特性に適し
ている。In addition, in the above FIG. 12, the solid line indicates both springs 27.
The broken line shows the air flow characteristics when the set tension of both springs 272 and 274 is made small.
By adjusting the set tension of 72.274, it is possible to set the air flow rate itself and the engine speed range where the air flow rate rapidly decreases to a desired value, and the air flow rate is sent out from the discharge port 282 of the pump device. The air flow rate characteristics are suitable for the flow rate characteristics of the auxiliary intake passage 40 shown in FIG. 5 of the first embodiment described above.
さらに上記第1実施例同様の制御弁装置90により流量
が制御され、且つ吐出口282の吐出量が全くなく、又
は制御弁100力糧11吸気通路40を完全に閉塞して
も上記バイパス通路41を介して少量の空気が供給され
るものである。Furthermore, the flow rate is controlled by the control valve device 90 similar to the first embodiment, and even if there is no discharge amount from the discharge port 282 or the control valve 100, the intake passage 40, and the intake passage 40 are completely closed, the bypass passage 41 A small amount of air is supplied through the
次に第13図〜第16図に示す本発明の第4実施例につ
いて説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 to 16 will be described.
第13図〜第16図に示す本発明の第4実施例において
310は自動車用ガソリン内燃機関の本体、312はシ
リンダヘッド、314はシリンダブロック、316はピ
ストン、318は燃焼室、320は点火プラグ、322
は主吸気ポート、324は排気ポート、326は主吸気
弁、328は吸気マニホルド、330は気化器、332
はエアクリーナである。In the fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 to 16, 310 is a main body of an automobile gasoline internal combustion engine, 312 is a cylinder head, 314 is a cylinder block, 316 is a piston, 318 is a combustion chamber, and 320 is a spark plug. , 322
324 is the main intake port, 324 is the exhaust port, 326 is the main intake valve, 328 is the intake manifold, 330 is the carburetor, 332
is an air cleaner.
燃焼室318を限界するシリンダヘッド312の凹部は
半球形状で、点火プラグ320のスパークギャップ33
4はシリンダヘッド312の燃焼室318を形成する球
状壁面336に設げられた小凹部338中央部において
上記球状壁面336の延長面の近傍に配置されている。The recess in the cylinder head 312 that limits the combustion chamber 318 has a hemispherical shape, and the spark gap 33 of the spark plug 320
4 is disposed near the extension surface of the spherical wall surface 336 in the center of a small recess 338 provided in the spherical wall surface 336 forming the combustion chamber 318 of the cylinder head 312.
また、シリンダヘッド312には上記小凹部338に隣
接して開口し中心線がピストン316頂面と略6o度の
角度を有する貫通孔340が穿設され、同貫通孔340
の燃焼室318側からは中空円筒状の噴射室形成部材3
42が嵌合され、反対側からはバルブガイド344が嵌
合され、バルブガイド344端部外周面に設けられたオ
ネジ部と噴射室形成部材342端部内周面に設けられた
メネジ部とを螺合することにより両者は上記貫通孔34
0内の小径部346を挾持してシリンダヘッド312に
固着されている。Further, a through hole 340 is formed in the cylinder head 312 and is open adjacent to the small recess 338 and whose center line is at an angle of approximately 60 degrees with the top surface of the piston 316.
From the side of the combustion chamber 318, there is a hollow cylindrical injection chamber forming member 3.
42 is fitted, and the valve guide 344 is fitted from the opposite side, and the male threaded part provided on the outer peripheral surface of the end of the valve guide 344 and the female threaded part provided on the inner peripheral surface of the end of the injection chamber forming member 342 are screwed together. By fitting them together, both are connected to the through hole 34.
It is fixed to the cylinder head 312 by sandwiching the small diameter portion 346 inside the cylinder.
バルブガイド344には副吸気弁348が摺動可能に嵌
合され、バルブガイド344のメネジ部側には副吸気弁
348外周面とバルブガイド344の内周面とが隙間を
有して断面形状が円還状の副吸気通路350を形成し、
同副吸気通路350はバルブガイド344に穿設された
孔352を介してシリンダヘッド312に形成された副
吸気通路354に連通されるとともに、噴射室形成部材
342内の噴射室356に開口され、同開口はバルブガ
イド344先端に形成されたバルブシート358に副吸
気弁348の傘部が当接することにより閉じられる。A sub-intake valve 348 is slidably fitted into the valve guide 344, and a cross-sectional shape is formed with a gap between the outer peripheral surface of the sub-intake valve 348 and the inner peripheral surface of the valve guide 344 on the female threaded portion side of the valve guide 344. forms a circular sub-intake passage 350,
The auxiliary intake passage 350 communicates with a auxiliary intake passage 354 formed in the cylinder head 312 through a hole 352 formed in the valve guide 344, and opens into an injection chamber 356 in the injection chamber forming member 342. The opening is closed when the umbrella portion of the sub-intake valve 348 comes into contact with a valve seat 358 formed at the tip of the valve guide 344.
上記噴射室形成部材342は主燃焼室318内に突設さ
れるとともに突出部に噴射室356と主燃焼室318を
連通ずる噴射孔360が穿設され、同噴射孔360はス
パークギャップ334近傍に設けられるとともに、スパ
ークギャップ334直下でしかもシリンダヘッド312
0球状壁面336に略沿った方向に指向されている。The injection chamber forming member 342 is provided to protrude into the main combustion chamber 318, and an injection hole 360 that communicates the injection chamber 356 and the main combustion chamber 318 is bored in the protrusion, and the injection hole 360 is located near the spark gap 334. In addition, it is located directly below the spark gap 334 and in the cylinder head 312.
It is oriented in a direction substantially along the zero spherical wall surface 336.
主吸気弁326及び副吸気弁348はともに同一のロッ
カアーム362により駆動されるキノコ弁で、同ロッカ
アーム362はロッカシャフト364に嵌合され、機関
により回動されるカムシャフト366に設けられたカム
368に当接して揺動し、カム368−、の当接面とは
反対側のアーム部は2叉に分岐し、各分岐部にはそれぞ
れアジャストスクリュ370,372が螺着されている
。The main intake valve 326 and the sub-intake valve 348 are both mushroom valves driven by the same rocker arm 362, and the rocker arm 362 is fitted with a rocker shaft 364, and a cam 368 is installed on a camshaft 366 that is rotated by the engine. The arm portion opposite to the contact surface of the cam 368- is bifurcated into two, and adjustment screws 370 and 372 are screwed into each bifurcated portion.
アジャストスクリュ370の端面ば主吸気弁326の弁
棒上端面に当接し、アジャストスクリュ372の端面ば
副吸気弁348ノ弁棒端面に当接している。The end surface of the adjust screw 370 contacts the upper end surface of the valve stem of the main intake valve 326, and the end surface of the adjust screw 372 contacts the end surface of the valve stem of the sub-intake valve 348.
なお、374,376はバルブスプリング、378.3
80はスプリングシート、382゜384はシールリン
グである。In addition, 374, 376 are valve springs, 378.3
80 is a spring seat, and 382° and 384 are seal rings.
上記構成によれば、エアクリーナ32より主吸気通路6
3に吸入された空気の大部分が気化器30において燃料
と所定の空燃比に混合されて吸気ポート322より燃焼
室318に吸入される一方、上記吸入空気の一部はパイ
プ82、副吸気通路354,350を介して噴射室35
6に導かれ、噴射孔360より燃焼室318内に噴射さ
れる。According to the above configuration, the main intake passage 6 is
Most of the air sucked into the combustion chamber 318 is mixed with fuel at a predetermined air-fuel ratio in the carburetor 30 and sucked into the combustion chamber 318 through the intake port 322, while a portion of the air is sucked into the combustion chamber 318 through the pipe 82 and the auxiliary intake passage. Injection chamber 35 via 354, 350
6 and is injected into the combustion chamber 318 from the injection hole 360.
この噴射孔360からの噴射量及び噴流の強すはスロッ
トル弁68,69の開度すなわち機関の負荷に応じて変
化し、スロットル開度が小さいアイドリンク時あるいは
軽負荷時にはスロットル弁68,690絞り作用により
主吸気通路63より供給される混合気量が少な(、燃焼
室318には吸気行程特高負圧が発生し、ベンチュリ6
6.67上流側の主吸気通路63は略大気圧であるため
、圧力差により多量の空気が噴射孔360より強力に噴
出され、この噴出流は、スパークギャップ334近傍を
通過することにより同ギャップ334周囲の既燃ガスが
掃気されるとともに、球状壁面336に沿って流下し、
吸気ポート322より吸入された混合気に強力なスワー
ル及びタービレンスを与え、このスワール及びタービレ
ンスは圧縮行程中にも残存し、混合気と空気とを層状又
は斑状に分布させるとともに、点火後の火焔伝播を助け
る役目をするものと推考される。The amount of injection and the strength of the jet stream from the injection hole 360 change depending on the opening degree of the throttle valves 68, 69, that is, the load of the engine. As a result, the amount of air-fuel mixture supplied from the main intake passage 63 is small (extra high negative pressure is generated in the combustion chamber 318 during the intake stroke, and the venturi 6
6.67 Since the main intake passage 63 on the upstream side is at approximately atmospheric pressure, a large amount of air is forcefully ejected from the injection hole 360 due to the pressure difference, and this ejected flow passes near the spark gap 334 and closes the same gap. The burned gas around 334 is scavenged and flows down along the spherical wall surface 336,
Strong swirl and turbulence are imparted to the air-fuel mixture taken in through the intake port 322, and these swirls and turbulence remain even during the compression stroke, distributing the air-fuel mixture and air in a layered or patchy manner, and preventing flame propagation after ignition. It is presumed that it plays a role in helping people.
また、スパークギャップ334で着火されると、一部の
火焔は噴射室356内に進入し、噴射室356内は小室
であるため急激に燃焼されて高温高圧となり、火焔が勢
いよく噴射孔360から主燃焼室318内に押し出され
、この噴流も主燃焼室318内で進行中の燃焼を促進す
るものと推考される。Furthermore, when ignited in the spark gap 334, a part of the flame enters the injection chamber 356, and since the injection chamber 356 is a small chamber, it is rapidly combusted and becomes high temperature and high pressure, and the flame moves vigorously from the injection hole 360. It is believed that this jet is forced into the main combustion chamber 318 and also promotes the ongoing combustion within the main combustion chamber 318.
一方スロットル開度が大きい高負荷運転領域においては
、スロットル弁68,69により絞り作用が小さく、主
吸気通路63を介して多量の混合気が燃焼室318内に
吸入されるため、噴射室356からの噴射量及び噴出力
は低下するが、この場合には吸気効率が犬で、しかも混
合気が吸気ポー1−322より燃焼室318に流入する
時節力な渦流あるいは乱流を生じ、また燃焼室318の
内壁の温度も」−昇するため、特に噴射孔360かもの
噴流により渦流や乱流を発生させなくても火焔伝播速度
が上昇して燃焼性は向上する。On the other hand, in a high-load operation region with a large throttle opening, the throttling action of the throttle valves 68 and 69 is small, and a large amount of air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 318 via the main intake passage 63, so that Although the injection amount and injection force of Since the temperature of the inner wall of the fuel injection hole 318 also rises, the flame propagation speed increases and the combustibility improves even without generating swirl or turbulence, especially due to the jet flow from the injection holes 360.
上記実施例において、スパークギャップ334と噴射孔
360との距離Xを余り小さくすると、噴射室形成部材
342が過熱されてホットスポットを形成し、ブレイグ
ニションの原因となり、また、距離Xを大きくすると掃
気効果が低減されるとともに、着火後、火焔の噴射室3
56への侵入が遅れ、噴流による燃焼性向上は低下する
。In the above embodiment, if the distance X between the spark gap 334 and the injection hole 360 is too small, the injection chamber forming member 342 will be overheated and a hot spot will be formed, causing ignition. The effect is reduced, and after ignition, the flame injection chamber 3
56 is delayed, and the improvement in combustibility due to the jet flow is reduced.
また、噴射室形成部材342の主燃焼室318内への突
出量を大きくすると、突出端がホットスポットとなって
この場合にもブレイグニションを生ずるため、出来るだ
けこの突出量は小さくした方がよい。Furthermore, if the amount of protrusion of the injection chamber forming member 342 into the main combustion chamber 318 is increased, the protruding end will become a hot spot and ignition will occur in this case as well, so it is better to make this amount of protrusion as small as possible. .
更に、上記実施例においては噴射孔360をスパークギ
ャップ334近傍に設けるとともに、スパークギャップ
334直下でしかもシリンダヘッド312の球状壁面3
36に略沿った方向に指向しているが、直接スパークギ
ャップ334に指向させても、また、スパークギャップ
334直下より多少ずらせた方向に指向させても燃費は
向上する。Furthermore, in the embodiment described above, the injection hole 360 is provided near the spark gap 334, and is located directly below the spark gap 334 and also on the spherical wall surface 3 of the cylinder head 312.
36, the fuel efficiency can be improved even if it is directed directly toward the spark gap 334 or in a direction slightly shifted from directly below the spark gap 334.
上記構成になるエンジンも上記第1実施例同様の作用効
果を奏し、又、上記第4実施例に示されるエンジンにお
いて、上記第2実施例に示す如くレバー比を変えてロン
ドを介して作動する絞り弁を設けるようにしても良(、
又、第3実施例に示す如(副吸気通路の上流端を適宜空
気送給ポンプの吐出部に開口させても良い。The engine configured as described above also exhibits the same effects as the first embodiment, and in the engine shown in the fourth embodiment, the lever ratio is changed as shown in the second embodiment and the engine is operated via the rondo. It is also possible to provide a throttle valve (,
Further, as shown in the third embodiment, the upstream end of the auxiliary intake passage may be opened to the discharge portion of the air supply pump as appropriate.
また、上記実施例においては、気化器付ガソリンエンジ
ンの場合を示しているが、吸気ポートに導かれる混合気
の形成は燃料噴射装置等地の混合気形成装置による場合
でも同様な効果を奏し、また使用される燃料としては何
らガソリンに限定されるものではなく 、LPG、灯油
あるいは軽油等信の燃料を使用した場合でも、燃焼性向
上、燃費低減効果を生じるものである。In addition, although the above embodiment shows the case of a gasoline engine with a carburetor, the same effect can be achieved even when the mixture is formed by a mixture forming device such as a fuel injection device, which is guided to the intake port. Furthermore, the fuel used is not limited to gasoline in any way, and even when other fuels such as LPG, kerosene, or diesel oil are used, the effects of improving combustibility and reducing fuel consumption can be obtained.
さらに、エンジンの型式ば4サイクルエンジンに限定さ
れるものではなく、燃焼室内に点火プラグのスパークギ
ャップを臨ませるとともに同スパークギャップの近傍に
上記燃焼室内の設定方向に指向して空気、希薄混合気、
排気ガス等の気体を噴射させる噴射孔を設けた内燃機関
に適用できるものである。Furthermore, the type of engine is not limited to a four-stroke engine, and the spark gap of the ignition plug is faced into the combustion chamber, and near the spark gap, air and lean mixture are ,
It can be applied to an internal combustion engine provided with an injection hole for injecting gas such as exhaust gas.
第1図は本発明の第1実施例を示す概略説明図、第2図
は第1図のA−A矢視図、第3図は第1図のB−B矢視
図、第4図は第1図のC−C矢視断面図、第5図は本発
明の副吸気通路流量特性図、第6図は本発明の第2実施
例を示す概略説明図、第1図は第6図の要部説明図、第
8図は本発明の第3実施例を示す概略説明図、第9図は
第3実施例に適用する空気送給ポンプの概略説明図、第
10図は第9図のD−D矢視断面図、第11図は空気送
給ポンプ気筒の仕切板を示す斜視説明図、第12図は空
気送給ポンプの吐出特性図、第13図は本発明の第4実
施例を示す概略説明図、第14図は第13図のA−A矢
視説明図、第15図は第13図の13−B矢視説明図、
第16図は第13図のC矢視説明図である。
10.310;エンジン本体、12,312;シリンダ
ヘッド、14,314;シリンダブロック、16,31
6 ;ピストン、18.318;燃焼室、20,320
;点火プラグ、22,322;主吸気ポート、24,3
24;排気ポート、26゜326:主吸気弁、28,3
28;吸気マニホルド、30,330;気化器、32,
332;エアクリーナ、34,360 ;噴射孔、36
.334;火花間隙、38,348;副吸気弁、40゜
350.354;副吸気通路、41;バイパス通路、6
3:主吸気通路、66.67;ベンチュリ、68.69
;スロットル弁、82;パイプ、83;オリフィス、
90;制御装置、94;負圧室、96;吸気系負圧通路
、98;サーモバルブ、100;制御弁、106;感熱
部、112;大気開放通路、114;大気開放弁。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken along line B-B in FIG. 1, and FIG. 1 is a sectional view taken along the line C-C in FIG. 1, FIG. 5 is a flow rate characteristic diagram of the sub-intake passage of the present invention, FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of an air supply pump applied to the third embodiment, and FIG. 11 is a perspective explanatory view showing the partition plate of the air feed pump cylinder, FIG. 12 is a discharge characteristic diagram of the air feed pump, and FIG. 13 is the fourth embodiment of the present invention. A schematic explanatory diagram showing an embodiment, FIG. 14 is an explanatory diagram taken along the arrow A-A in FIG. 13, and FIG. 15 is an explanatory diagram taken along the arrow 13-B in FIG. 13.
FIG. 16 is an explanatory view taken along arrow C in FIG. 13. 10.310; Engine body, 12,312; Cylinder head, 14,314; Cylinder block, 16,31
6; Piston, 18.318; Combustion chamber, 20,320
; Spark plug, 22,322; Main intake port, 24,3
24; Exhaust port, 26° 326: Main intake valve, 28,3
28; intake manifold, 30, 330; carburetor, 32,
332; Air cleaner, 34, 360; Injection hole, 36
.. 334; Spark gap, 38, 348; Sub-intake valve, 40° 350.354; Sub-intake passage, 41; Bypass passage, 6
3: Main intake passage, 66.67; Venturi, 68.69
; Throttle valve, 82; Pipe, 83; Orifice,
90; Control device; 94; Negative pressure chamber; 96; Intake system negative pressure passage; 98; Thermo valve; 100; Control valve;
Claims (1)
るとともに、同スパークギャップの近傍に位置し同スパ
ークギャップ近傍に指向して空気希薄混合気排気ガス等
の気体を噴射する噴射孔を設けたエンジンにおいて、上
記燃焼室に主吸気弁を介して吸気を供給する主吸気通路
、同主吸気通路に設けられ吸気流量を制御するスロット
ル弁、上記噴射孔に連通ずるとともに上記主吸気通路と
は別個に設けられた副吸気通路、及び同副吸気通路を開
閉するとともに上記スロットル弁と連動して作動する制
御弁を備え、スロットル弁開度が中程度の時上記制御弁
を最大開度とするように構成したことを特徴とするエン
ジン。 2 上記副吸気通路のバイパス通路を設け、上記制御弁
が全閉時に所定量の気体が上記バイパス通路により該副
吸気通路に供給されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のエンジン。 3 上記主吸気通路のスロットル弁が該主吸気通路に設
けられ混合気を主燃焼室に供給する気化器のスロットル
弁であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
エンジン。 4 上記副吸気通路の上流端が気化器のベンチュリ部よ
り上流に開口していることを特徴とする特許請求の範囲
第3項記載のエンジン。 5 上記副吸気通路の上流端が空気供給ポンプの吐出部
に開口していることを特徴とする特許請求ノ範囲第3項
記載のエンジン。 6 上記バイパス通路の上流端が気化器のベンチュリ部
より上流に開口していることを特徴とする特許請求の範
囲第3項記載のエンジン。[Scope of Claims] 1. An injection hole that faces the spark gap of the ignition plug into the combustion chamber, is located near the spark gap, and injects gas such as air-lean mixture exhaust gas toward the vicinity of the spark gap. A main intake passage that supplies intake air to the combustion chamber via a main intake valve, a throttle valve provided in the main intake passage to control the intake air flow rate, and a main intake passage that communicates with the injection hole and that is connected to the injection hole. and a control valve that opens and closes the sub-intake passage and operates in conjunction with the throttle valve, and when the throttle valve opening is medium, the control valve is set to the maximum opening. An engine characterized in that it is configured to. 2. The engine according to claim 1, wherein a bypass passage is provided for the auxiliary intake passage, and a predetermined amount of gas is supplied to the auxiliary intake passage through the bypass passage when the control valve is fully closed. . 3. The engine according to claim 2, wherein the throttle valve of the main intake passage is a throttle valve of a carburetor that is provided in the main intake passage and supplies the air-fuel mixture to the main combustion chamber. 4. The engine according to claim 3, wherein the upstream end of the sub-intake passage opens upstream from the venturi portion of the carburetor. 5. The engine according to claim 3, wherein an upstream end of the sub-intake passage opens into a discharge portion of an air supply pump. 6. The engine according to claim 3, wherein the upstream end of the bypass passage opens upstream from the venturi section of the carburetor.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51082388A JPS5941009B2 (en) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | engine |
US05/810,452 US4167161A (en) | 1976-07-09 | 1977-06-27 | Directional auxiliary intake injection for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51082388A JPS5941009B2 (en) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS538407A JPS538407A (en) | 1978-01-25 |
JPS5941009B2 true JPS5941009B2 (en) | 1984-10-04 |
Family
ID=13773185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51082388A Expired JPS5941009B2 (en) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5941009B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5783630A (en) * | 1980-11-13 | 1982-05-25 | Suzuki Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
JPS5825514A (en) * | 1981-08-10 | 1983-02-15 | Toyota Motor Corp | Internal combustion engine having combustion chamber with plural intake ports |
JPS624612A (en) * | 1985-06-28 | 1987-01-10 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Pneumatic radial tire |
-
1976
- 1976-07-09 JP JP51082388A patent/JPS5941009B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS538407A (en) | 1978-01-25 |
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