JPH0220810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの燃焼室に吸気を導入する
複数の吸気ポートを備え、該各々の吸気ポートに
接続される吸気通路がそれぞれ設けられ、さらに
いずれか一つの吸気ポートに接続された補助吸気
通路を備えたエンジンの吸気装置に関する。

（従来技術） エンジンの高出力化を図るためには、吸気の通
路面積を拡大し充填効率を向上させることが必要
となるが一つの吸気ポートにより大きな通路面積
を確保するようにすると、吸気弁の慣性重量が大
きくなつて追従性が悪化すること、燃焼室構造の
強度上の不利が生じること等の理由から２つの吸
気ポートから吸気を導入するようにして高出力化
を図るエンジンの吸気構造が従来から知られてい
る。

このような２ポート型の吸気装置は、高負荷運
転時において多量の吸気を導入して高出力を得る
ことができるという利点があるが、吸気量が少い
低負荷運転時では吸気流速が低下して、着火性が
悪化し、燃焼性が低下するという問題が生じる。
このような不利を解消するため低負荷運転時にお
いては、吸気流速を高めるとともに吸気のスワー
ルを形成するようにして低負荷時の燃焼性を改善
することが知られている。例えば、特開昭56−
44419号公報には、燃焼室に開口する２つの吸気
ポートに１つの吸気通路から分岐した２つの吸気
通路をそれぞれ接続し、該分岐吸気通路の一方に
高負荷時に開くシヤツターバルブを設けた吸気装
置の構造が開示されている。この装置において
は、低負荷運転時にはシヤツターバルブが閉じて
いるので、吸気は、シヤツターバルブの設けられ
ていない他方の分岐吸気通路からのみ導入され
る。この装置では、これによつて吸気の流速低下
を防止して、吸気のスワールを生成するようにし
ている。この場合、スワールの強さは、ポートを
通過する吸気量に比例するがこの開示された装置
は、低負荷時においては一つの吸気ポートからの
み、高負荷時には両方のポートから吸気を導入す
るという単純な構成であるため、極低負荷時には
吸気量の割にはポート面積が大きすぎて、所望の
スワール強さが得られないという欠点がある。ま
た、上述のように負荷の増大とともに吸気量も増
大し、スワールも強くなるが、負荷の増大によつ
てシヤツターバルブが開かれると、一方のポート
から導入される吸気が生成するスワールは他方の
ポートから導入される吸気の流れと衝突して急激
に弱められるため、このような過渡的運転領域で
燃焼性が悪化するという問題が生じる。

（本発明の目的） 本発明の目的は、負荷変化に伴なうスワール強
さの変化が大きい場合には上述のような弊害が生
じることに鑑がみ、スワール強さの変化を極力小
さくし、広い運転領域で安定した良好な燃焼性を
得ることができるエンジンの吸気装置を提供する
ことである。

（本発明の構成および作用） 本発明のかかる目的は、１つの燃焼室に開口す
る複数の吸気ポートと、主吸気通路と、該主吸気
通路から分岐し、前記各吸気ポートに連通する分
岐吸気通路と、前記主吸気通路に設けられ、低負
荷運転時には、閉方向に制御され、高負荷運転時
には、開方向に制御されて、主吸気通路の通路面
積を増減させる開閉弁を備えたエンジンの吸気装
置において、前記開閉弁よりも上流の前記主吸気
通路から分岐し、前記分岐吸気通路のいずれか一
つに接続され、通路面積が前記分岐吸気通路のポ
ート接続部付近の通路面積よりも小さい補助吸気
通路が設けられるとともに、前記開閉弁の弁体
が、前記補助吸気通路が接続される前記分岐吸気
通路とは反対側の一部が切り欠かれた形状をなし
ていることを特徴とするエンジンの吸気装置によ
り達成される。

本発明の好ましい実施態様において、補助吸気
通路は、主吸気通路の底部から分岐して、分岐吸
気通路の下側を通つて、いずれか１つの分岐吸気
通路に通じている。したがつて、この補助吸気通
路を通過する吸気は、流速が速く、しかも、燃焼
室に対して、比較的低い位置から周方向に導入さ
れるので、強いスワールが生成される。一方、開
閉弁の弁体は、補助吸気通路が接続される分岐吸
気通路とは反対側の一部が切り欠かれているので
開閉弁の開度に関係なく吸気の一部は常時スワー
ルの対向側から燃焼室に導入される。この場合、
負荷の変化によつて、吸気量が変化し、これによ
つてスワールの強さも変化するが、同時に、これ
に対応して開閉弁の切欠部を通つてスワールの対
向側から燃焼室に導入される吸気の量も変化す
る。そして、両者が燃焼室内で適当に打消し合
い、結果として生じるスワールの強さは、それ程
大きく変化しない。得られるスワールの強さは、
補助吸気通路の通路面積、補助吸気通路を通過す
る吸気の燃焼室への導入方向、切欠部の大きさ、
形状等を適当に設定することにより、変化させる
ことができる。また、高負荷時においては、開閉
弁が開かれるので、複数の吸気ポートから十分な
量の吸気が燃焼室に導入される。

（本発明の効果） 本発明によれば、所望の強さのスワールを得る
ことができるとともに、負荷変化に伴なうスワー
ル強さの変化を小さく抑えることができるので、
広い負荷領域で良好なかつ、安定した燃焼性を得
ることができる。さらに、高負荷時には十分な高
出力を得ることができる。

（実施例の説明） 第１図および第２図を参照すると、エンジンＥ
はシリンダボア１ａを有するシリンダブロツク１
と該シリンダブロツク１の上部に取付けられたシ
リンダヘツド２を有し、シリンダボア１ａ内には
ピストン３が軸方向往復動自在に配置されて、シ
リンダボア１ａ内に燃焼室４を形成する。シリン
ダヘツド２には第１および第２吸気ポート５，６
と排気ポート７が形成され、第１、第２吸気ポー
ト５，６にはそれぞれ吸気弁８が、排気ポート７
には排気弁９が取付けられる。第１図を参照する
と、第１、第２吸気ポート５，６はほぼ同径で、
シリンダブロツク１の巾方向のシリンダ中心線ｌ
に関してほぼ対称に配置され、排気ポート７はシ
リンダブロツク１の長手方向中心線ｍをはさんで
第２吸気ポート６と対向する位置に配置されてい
る。

吸気系は、エアクリーナ１０から延びる主吸気
通路１１を有し、該主吸気通路１１内には絞り弁
１２が配置されている。第１図に示すように、主
吸気通路１１は、シリンダヘツド２内に延びて、
吸気ポート５，６の近傍で、シリンダブロツク巾
方向のシリンダ中心線ｌにほぼ沿うように形成さ
れた仕切壁１４により仕切られて、それぞれ第
１、第２吸気ポート５，６に通じる第１、第２分
岐通路１５，１６を構成している。排気ポート７
は、排気通路１７に接続されて排気系を構成す
る。この排気系は普通の構成でよい。主吸気通路
１１には、仕切壁１４の上流側に燃料噴射弁２３
が配置され、エンジン運転条件に対応する信号に
基づいて計量された燃料が燃焼室４に供給され
る。主吸気通路１１内には、開閉弁１８が設けら
れている。

この開閉弁１８の弁体１８ａは、分岐通路１６
側の側部の一部が切り欠かれた形状をなしてい
る。このため、開閉弁１８が全閉の状態のときで
も、弁体１８ａと主吸気通路１１の側壁との間に
は間隙２５が存在しており、このため吸気の一部
は、低負荷時においても、この間隙２５を通つて
流通し燃焼室内に供給される。この開閉弁１８
は、たとえば絞り弁１２に連動されて該絞り弁の
開度が比較的小さい低負荷運転領域では閉じら
れ、絞り弁１２が所定開度を越えて開かれたとき
開かれるように構成される。主吸気通路１１の底
部には、開閉弁１８より僅か上流側に開口１９が
形成され、この開口１９から主吸気通路１１の下
側を延びるように補助吸気通路２０が形成されて
いる。補助吸気通路２０は、主吸気通路１１の下
側から第１分岐通路１５の下側を通り、開口２１
により第１吸気ポート５近傍の第１分岐通路１５
に接続されている。第２図に示すように、吸気ポ
ート５は、高負荷運転時の高充填量を確保するた
めに、シリンダボア１ａの軸線方向に近い角度で
燃焼室４に開口しており、図には示していない
が、第２吸気ポート６も同様な形状である。これ
に対し、補助吸気通路２０は主吸気通路１１およ
び第１分岐通路１５の下側から第１吸気ポート５
近傍の第１分岐通路１５に開口しているので、燃
焼室４に対し比較的浅角度で向けられることにな
る。さらに、第１吸気ポート５は、シリンダボア
１ａの中心線ｌに対し一方に偏つて配置されてい
るので、補助吸気通路２０から浅い角度で燃焼室
４に噴出する吸気流は、燃焼室４内で水平面内の
強い旋回流すなわちスワールを発生する。

このスワールを発生しやすくするためには、補
助吸気通路２０の形状を、開口２１の近傍でシリ
ンダボア１ａの周壁に対しほぼ接線方向に向くよ
うに形成することが望ましい。このような形状に
するためには、補助吸気通路２０を彎曲させるこ
とが必要になる。しかし、第１図に示ように、補
助吸気通路２０は、主吸気通路１１から分岐する
部分の開口１９が、その中心を主吸気通路１１の
中心に対し第１吸気ポート５とは反対側すなわち
第２吸気ポート６の側に寄せて配置されているの
で、開口２１の近傍でシリンダボア１ａの周方向
に沿つた形状とするばあいにも、該補助吸気通路
２０に極端な曲りを与える必要がなくなり、第１
図に示すように比較的なだらかな流路抵抗の少な
い形状とすることができる。低負荷運転時におい
ては開閉弁１８は閉じられており、従つて、吸気
は、開閉弁１８よりも上流側に開口している補助
吸気通路２０と、開閉弁５８の弁体１８ａの一方
の側部が切欠部を有することによつて形成される
通路１１の通路壁を弁体１８ａとの間の間隙２５
とを通して燃焼室内に導入される。補助吸気通路
２０は分岐通路１５，１６の各々に比し断面積が
小さいので、吸気量の小さい低負荷運転時にも比
較的高い流速を保つことができる。さらに、補助
吸気通路２０は前述のように比較的浅い角度でシ
リンダボア１ａの円周方向に向けられているの
で、該補助吸気通路２０から燃焼室４に噴出され
る吸気流は、燃焼室４内で強いスワールを形成す
る。

一方、開閉弁１８が閉状態にあるとき間隙２５
を通過して分岐通路１６の管壁に沿つて、補助吸
気通路２０が接続されるときは反対側の第２吸気
ポート６を介して導入される吸気もシリンダ壁に
対して周方向に導入される。この場合、上記スワ
ールを形成するように補助吸気通路２０から吸気
ポート５を介して流入する吸気と、間隙２５から
第１吸気ポート６を介して導入される吸気とは互
いに対向する流れ方向を有しており、両吸気流れ
は燃焼室４内で干渉する。これによつて、補助吸
気通路２０からの吸気スワールの強さは、ある程
度緩和され適当な強さのスワールとなる。第１図
に示すように、本実施例においては、シリンダヘ
ツド２の吸、排気ポートが形成されていない部
分、すなわちシリンダブロツク１の長手方向中心
線ｍを挾んで第１吸気ポート５と対向する部分に
点火栓２２が取付けられている。したがつて、点
火栓２２は、補助吸気通路２０からの吸気流が形
成するスワールの旋回軌跡上に位置するので、該
点火栓２２の近傍には確実に新鮮な混合気が供給
され、良好な着火性をもつて燃焼が行なわれる。
その後、開閉弁１８が開かれない範囲内において
負荷が増大すると、吸気量が増大し、これによつ
て補助吸気通路２０を通つて導入される吸気によ
るスワール強さも強くなるが、同時に、これに応
じて間隙２５を通つて吸気ポート２４から燃焼室
４に導入される吸気量も増すので、スワールに対
抗する吸気流れも増大する。このため、結果とし
て燃焼室４内に残留するスワールの強さには、負
荷が変化してもそれ程大きな変化は生じない。さ
らに負荷が増大して、開閉弁１８が開かれると、
吸気は、吸気ポート２２からも燃焼室４内に導入
されるようになるが、間隙２５を通る吸気は常に
存在しており、スワールを生成する吸気とのバラ
ンスは損なわれず、スワールの強さの大きな変化
は生じない。さらに、開閉弁１８の開度が増大す
ると、補助吸気通路２０からの吸気によるスワー
ルの生成力は、分岐吸気通路１６からの吸気によ
つて打ち消されて弱められ、燃焼室４内で生成す
るスワールは弱まるが、このような運転領域は高
負荷運転領域であるので燃焼性は良好であり、ス
ワールが弱まつても問題は生じない。従つて、本
発明によれば、低負荷運転領域から中負荷運転領
域にわたる広い負荷範囲において、負荷変化に伴
うスワール強さの変化を小さくすることができ、
これによつて安定した良好な燃焼性を得ることが
できる。そして、高負荷運転時においては、十分
な吸気を確保して高出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すエンジン吸気
装置の概略平面図、第２図は本発明を実施例した
エンジンの垂直断面図である。 １……シリンダブロツク、１ａ……シリンダボ
ア、２……シリンダヘツド、３……ピストン、４
……燃焼室、５，６……吸気ポート、７……排気
ポート、１１……主吸気通路、１５，１６……分
岐吸気通路、１８……開閉弁、１９……開口、２
０……補助吸気通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つの燃焼室に開口する複数の吸気ポート
   と、主吸気通路と、該主吸気通路から分岐し、前
   記各吸気ポートに連通する分岐吸気通路と、前記
   主吸気通路に設けられ、低負荷運転時には、閉方
   向に制御され、高負荷運転時には、開方向に制御
   されて、主吸気通路の通路面積を増減させる開閉
   弁を備えたエンジンの吸気装置において、前記開
   閉弁よりも上流の前記主吸気通路から分岐し、前
   記分岐吸気通路のいずれか一つに接続され、通路
   面積が前記分岐吸気通路のポート接続部付近の通
   路面積よりも小さい補助吸気通路が設けられると
   ともに、前記開閉弁の弁体が、前記補助吸気通路
   が接続される前記分岐吸気通路とは反対側の一部
   が切り欠かれた形状をなしていることを特徴とす
   るエンジンの吸気装置。