JPS6193229A - 内燃機関の吸気装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、気筒毎に２つの吸気弁を備えた内燃機関の吸
気系の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の吸気系としては、例えば、第４図に
示すようなものがある（特願昭５８−２２５３５６号）
。

即ち、各気筒の２つの吸気弁ＩＡ、ＩＢを介装した２つ
の吸気ポー）２Ａ、２Ｂのうち一方、例えば吸気ポート
２Ａにバタフライ式の開閉弁３を設け、該開閉弁３を機
関低速時に閉じることにより他方の吸気ポー）２Ｂのみ
から燃焼室４周壁に　　　　　゛沿って流入する吸気流
を利用して燃焼室内にスワールを大きく発生させて低速
時の燃焼性改善を図ると共に、高速時は開閉弁３を開い
て２つの吸気ポート２Ａ、２Ｂを開通させることにより
吸気抵抗を減少させて吸気充填効率を高め出力向上を図
っている。

また、開閉弁３は常用運転領域では開く頻度は少ないた
め、安定した空燃比制御の応答性を得るためにフューエ
ルインジェクタ５を常時開通している吸気ポートＬＡ側
に設けている。

尚、排気弁６Ａ、６Ｂと排気ポート？Ａ、７Ｂも２つず
つ備えられ、点火栓８は燃焼室４の中心近くに向けて設
けられている。

〈発明が解決しようとする問題点） ところで、かかる吸気系においては、高速時に開閉弁３
が開かれると、略対称に形成された２つの吸気ポート２
Ａ、２Ｂから略同量の空気が平行に流れて燃焼室４に導
入される。この場合、フューエルインジェクタ５から噴
射された燃料は燃焼室４に入ってから、大部分は高度に
発達した乱流によりフューエルインジェクタ５の装着さ
れない吸気ポート２Ａから導入された空気とも混じり合
うが、燃焼室４の壁面（シリンダヘッド面及びピストン
面）に付着して形成されるクエンチ層はどうしてもフュ
ーエルインジェクタ５の装着側の吸気ボー１−２Ｂに介
装される吸気弁ＩＢ付近に偏りやすく、厚いクエンチ層
により未燃のまま排出されるＨＣ（炭化水素）が増加す
るという問題があった。特に排気ターボ過給機付内燃機
関の場合、タービンロータの耐熱上、排気温度を下げる
ために空燃比を濃くせざるを得ないのでクエンチ層が増
大し、ＨＣ排出量の増加は顕著なものとなる。

本発明は上記の実状に鑑みなされたもので、開閉弁が開
かれる運転領域での未燃ＨＣの排出量を可及的に低減で
きるようにした内燃機関の吸気装置を提供することを目
的とする。

く問題点を解決するための手段〉 このため本発明は、全運転領域で開閉弁が装着されない
側の吸気ポートに燃料を供給する第１の燃料供給手段と
は別に、開閉弁が開かれる運転領域で開閉弁装着側の吸
気ポートに燃料を供給する第２の燃料供給手段を設けた
構成とする。

く作用〉 かかる構成とすることにより、開閉弁の開時は、第１の
燃料供給手段と第２の燃料供給手段とから２つの吸気ポ
ートを通じて燃料が分配して供給されるので、厚いクエ
ンチ層の偏在を防止でき、未燃ＨＣの排出量が低減する
。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例を示す第１図において、内燃機関の各気筒毎に
第１．第２の吸気弁１１Ａ、ＩＩＢとこれらを介装した
第１．第２のの吸気ボー）１２Ａ、　１２Ｂが設けられ
、第１の吸気ポート１２Ａには開閉弁１３、第２の吸気
ポート１２Ｂにはコントロールユニット１４からの出力
による全運転領域で燃料を噴射供給する第１のフューエ
ルインジェクタ１５が夫々装着されている。この第１の
フューエルインジェクタ１５の噴射時期は各気質の吸気
行程の完了に同期して設定しである。

１６Ａ、　１６Ｂは第１．第２の排気弁、１７Ａ、　１
７Ｂは第１．第２の排気ポート、１８は点火栓であり、
第１．第２の吸気弁１１Ａ、　ＩＩＢと第１．第２の排
気弁１６Ａ、１６Ｂの作動特性は第２図に示すようにな
っている。

また、開閉弁１３はその支軸が図示しないアクチュエー
タに連結し、機関回転速度が所定値以上の高速域で閉か
ら開に切換作動するようになっている。

かかる構成に加えて、複数の気筒間、例えば、本実施例
における４気筒機関の場合、点火時期が隣り合う＃１気
筒と＃４気筒、＃２気筒と＃３気筒の一対ずつの第１の
吸気ポート１２Ａ、１２Ａ相互の上流部分を合流させて
一本化し、この合流部分１２Ａ゛に第２の燃料供給手段
としての第２のフューエルインジェクタ１９を装着する
。図では＃２気筒と＃３気筒についてのみ示しである。

この第２のフューエルインジェクタ１９は、コントロー
ルユニット１４からの出力により開閉弁１３が開かれる
運転領域でのみ燃料を噴射供給するようになっており、
その噴射時期は第１の吸気ポート１２Ａを共通化した＃
２気筒と＃３気筒の夫々の吸気行程の完了に同期してク
ランク角３６０°に１回噴射されるように設定しである
。＃１気筒と＃４気筒用のフューエルインジェクタ１９
についても同様である。

そして、各フューエルインジェクタ１９から噴射された
燃料は、分岐された２つの気筒の第１の吸気ボー）１２
Ａ、１２Ａに略等量ずつ分配され、この分配された１気
筒当りの燃料供給量は、第２の吸気ポート１２Ｂに装着
された第１のフューエルインジェクタ１５からの燃料供
給量と略等■となるように設定しである。尚、これら第
１．第２のフューエルインジェクタ１５．１９からの噴
射量の演算等は、機関回転速度信号や吸気流量信号を入
力するコントｔ：１−）Ｌｔ：Ｌニット１４内Ｍのマイ
クロコンピュータにより行われる。

次に作用を説明する。

機関の低速域では開閉弁１３が閉じ、閉時期の遅れ小な
第２の吸気弁１１のみを通じて吸気を行うことにより、
スワール生成作用と実質的に圧縮比が高められることに
より燃焼性改善が図れ、高速域では開閉弁１３が開いて
閉１１．７期の遅れ大の第１の吸気弁１１Ａを併用して
吸気を行うことにより吸気の慣性効果をを効に利用し、
かつ、吸気抵抗を減少させて吸気充填効率を高め、出力
向上を図れることば先願と同様である。

さらに本発明にかかる作用として、開閉弁１３の開かれ
る高速域で第２フユーエルインジエクタ１９から合流部
分１２Ａ°に噴射された燃料が分岐された各気筒の第１
の吸気ポー）１２Ａ、１２Ａに分配供給され、第１のフ
ューエルインジェクタ１５から第２の吸気ポー）１２Ｂ
へ噴射供給される燃料と共に各気筒の燃焼室２０内に流
入する。

このように、第１．第２の吸気ポート１２Ａ、　１２Ｂ
が共に開通する高速域では夫々第１．第２のフューエル
インジェクタ１５．１９によって夫々第１゜第２の吸気
ポー）１２Ａ、１２Ｂに燃料が均等に分配供給されるた
め、クエンチ層は第１．第２の吸気弁１１Ａ、ＩＩＢの
回りに分散して薄く拡げられ、未燃ＨＣの排出量を大幅
に低減できるのである。

また、２つの気筒の第１の吸気ボー目２Ａ、　１２Ａの
上流部分を合流して一本化しているため、第２のフュー
エルインジェクタ１９を気筒数の半数設けるだけで済む
。

尚、全ての気筒の第１の吸気ポートの上流部分を合流し
て一本化してもよく、この場合、該合流部分に装着され
る一本のフューエルインジェクタの噴射はクランク角１
８０°に１回の割で行えばよい。

また、開閉弁を第１の吸気ポートの合流部分に設けても
よく、取付個数を減少できると共に、開閉弁の数が減少
することによりシール性を向上できる。この場合、開閉
弁より上流側に第２のフューエルインジェクタを設ける
ことは勿論である。

さらに、各気筒の第２の吸気ポートも同様に上流部分を
合流化して合流部分にフューエルインジェクタを設ける
構成としてもよい。

第３図は、本発明の第２の実施例を示す。このものは、
開閉弁装着側の吸気ポートが各気筒毎に独立して設けら
れる前記先願同様の吸気通路構造を備えた機関において
、開閉弁１３装着側の吸気ポート１２Ａで開閉弁１３の
下流に該開閉弁１３の開時のみ該吸気ポート１２Ａに燃
料を噴射供給する第２のフューエルインジェクタ１９を
設けたものである。

但し、前記第１実施例と同等の構成部分については、同
一符号を付しである。

前記開閉弁１３の開時、第１．第２のフューエルインジ
ェクタ１５．１９からの燃料噴射量は等しくなるように
設定されている。このものでは、第２のフューエルイン
ジェクタ１９の取付個数は、第１実施例に比べて倍増す
るが、各気筒への燃料供給量を正確に等配することがで
き、また、第２のフューエルインジェクタ１９を燃焼室
２０に接近させることができるため、過渡運転（加速）
時の応答性が向上する。

尚、以上示した第１．第２の実施例において、開閉弁１
３が全閉から全開に切り換わる間の過渡時には、第１．
第２のフューエルインジェクタ１５゜１９からの燃料供
給量の全燃料供給量に対する分担率を徐々に変化させ、
全開時に１＝１となるように設定することが好ましい。

かかる過渡領域は、特にＨＣ排出量が多発し易い速度領
域であるため、各吸気ポートの混合気濃度均一化による
ＨＣ低減効果が大きいからである。

また、開閉弁１３の閉時、第２のフューエルインジェク
タ１９から極＜微量の燃料を供給するようにすれば、こ
の燃料によってフューエルインジェクタ１９の噴孔部に
付着する排気中のカーボン等を洗い流すことができ、そ
の作動を良好に維持することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、開閉弁の開時に
主として開閉弁装着側の吸気ポートに燃料を供給する第
２の燃料供給手段を設けた構成としたため、燃料を各気
筒の２つの吸気ポートから分配して供給することができ
、もって燃焼室内のクエンチ層を薄く拡げて未燃ＨＣの
排出量を大幅に低減できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す要部断面構成図
、第２図は同上実施例の吸・排気弁の作動特性を示す線
図、第３図は本発明の第２の実施例を示す要部断面図、
第４図は本出願人よる先願に係る内燃機関の吸気装置の
要部断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に２つの吸気弁と、これら吸気弁を介装した２つ
   の吸気ポートとを備えると共に、前記２つの吸気ポート
   の一方に機関運転条件に応じて開閉する開閉弁を備え、
   かつ、全運転領域で他方の吸気ポートに燃料を供給する
   手段を備えた内燃機関の吸気装置において、開閉弁の開
   かれる運転領域で前記一方の吸気ポートに燃料を供給す
   る第２の燃料供給手段を設けたことを特徴とする内燃機
   関の吸気装置。