JPH0343387Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの各燃焼室毎に複数個の吸
気ポートと複数個の吸気弁とを有するエンジンの
吸気装置に関し、詳しくは、エンジンの燃焼室に
排気ガスの一部を還流させる場合の混合気の着火
性能の改善対策に関する。

（従来の技術） 従来より、この種のエンジンの吸気装置とし
て、例えば特開昭56−44419号公報に開示される
ように、エンジンの一つの燃焼室に二つの吸気ポ
ートを各々独立して開口し、軽および中負荷運転
時には一方の吸気ポートのみから吸気を供給する
ことにより、吸気を絞つてその流速を速め、且つ
吸気を燃焼室周りに旋回させてスワールを発生さ
せ、このことにより燃焼速度を速めて燃焼性を向
上させる一方、高負荷運転時には他方の吸気ポー
トからも吸気を供給することにより、吸気ポート
の通路面積を増大させて吸気の充填効率を高め、
出力の向上を図るようにしたものが知られてい
る。

（考案が解決しようとする課題） ところで、車両用エンジンにおいては、通常、
排気ガス浄化を行うべく、排気ガスの一部を燃焼
室に還流して混合気の燃焼温度を低下させること
により、窒素酸化物NO_Xの発生を抑制すること
が行われるが、この場合、混合気の点火を行う点
火プラグは燃焼室の頂部に臨むように配置される
関係上、燃焼室に還流された排気ガスが燃焼室の
上部にも分布すると、混合気の着火性能が低下す
ることになる。

そこで、上記混合気の着火性能の低下を防止す
べく、上記各燃焼室毎に複数個の吸気ポートと吸
気弁とを備えたエンジンにおいて、例えば、排気
ガスを燃焼室に還流させるための専用ポートと専
用弁とを別途に設け、エンジンの吸気行程時、そ
の途中において燃焼室への排気ガスの還流を停止
させて、その後は混合気の供給のみを続行するこ
とにより、還流された排気ガスを燃焼室内の下部
に分布させるよう混合気と還流された排気ガスと
を燃焼室内で上下に層状化することが考えられる
が、この場合には、排気ガス還流用の専用ポート
や専用弁を別途に要し、構造が複雑になる。

本考案は斯かる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上記の如き各燃焼室毎に
各々複数個の吸気ポートと複数個の吸気弁とを備
えたエンジンにおいて、その一部の吸気ポートと
吸気弁とを排気ガス還流用として兼用するように
することにより、簡易な構成でもつて混合気と還
流された排気ガスとを燃焼室内で上下に層状化し
て、混合気の着火性能の向上を図ることにある。

その場合、燃料量の少ないエンジンの軽負荷時
には、その燃料の気化、霧化を良好に行わせて、
混合気の燃焼性を良好に確保することが必要であ
るので、この燃料の気化霧化性能を良好に確保し
ながら、上記のように排気ガスと混合気とを上下
に層状化して、混合気の着火性能の向上を図るこ
ととする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案の解決手段
は、上記の如く燃焼室に各々独立して開口する複
数個の吸気ポートをそれぞれ複数個の吸気弁によ
り開閉するようにしたエンジンの吸気装置におい
て、上記複数個の吸気弁の各吸気ポートを閉じる
タイミングを相互に異なるように設定するととも
に、他の吸気弁よりも閉タイミングが早い吸気弁
によつて開閉される吸気ポートに、排気ガス還流
通路を開口させるとともに、該排気ガス還流通路
が開口する吸気ポート以外の何れかの吸気ポート
に対し、燃焼室の周方向に向つて該燃焼室に開口
する軽負荷用吸気通路を連通させると共に、上記
各吸気ポートに連通する中高負荷用吸気通路に対
し、軽負荷時に該中高負荷用吸気通路を閉じるシ
ヤツタバルブを設ける構成としている。

（作用） 上記の構成により、本考案では、エンジンの
軽、中、及び高負荷時において、そのエンジンの
吸気行程時、その当初では閉タイミングの早い吸
気弁の閉作動により排気ガスの一部が排気ガス還
流通路を経て燃焼室内に還流するとともに、その
後は上記閉タイミングの早い吸気弁の閉作動によ
り排気ガスの還流が停止して、他の吸気弁からの
混合気の供給のみが続行されることによつて、混
合気と還流された排気ガスとが燃焼室内でそれぞ
れ上下に層状化されて、混合気の燃焼性が向上す
ることになる。

しかも、燃料量が少ないエンジンの軽負荷時に
は、燃料の気化、霧化性能が良好に確保されるこ
とが必要な状況であるが、この場合には、シヤツ
タバルブが閉じることによつて吸気が通路面積の
小さい軽負荷用吸気通路のみからその流速を速め
て燃焼室に供給されるので、燃料の気化霧化が良
好に確保され、混合気の燃焼性が良好に確保され
る。しかも、上記のように燃焼室内の下側に排気
ガスが位置するように層状化された状況であつて
も、軽負荷用吸気通路から燃焼室に供給される吸
気は、その燃焼室の周方向に沿つて該燃焼室内に
導入されるので、上記の層状化に影響を及ぼさな
い。

（実施例） 以下、本考案の技術的手段の具体例としての実
施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本考案に係るエンジンの
吸気装置を示し、一つの燃焼室に対して２つの吸
気ポートを備えたエンジンに適用したものであ
る。

同図において、１はシリンダ２が形成されたシ
リンダブロツク、３は該シリンダブロツク１の上
部に接合されたシリンダヘツドであつて、上記シ
リンダブロツク１のシリンダ２内にはピストン４
が摺動自在に嵌挿されており、上記シリンダ２と
シリンダヘツド３下面とによつてピストン４上方
に燃焼室５が形成されている。

上記燃焼室５には、一方側に各々独立して開口
する第１および第２の２つの吸気ポート６ａ，６
ｂが開口されているとともに、他方側に吸気ポー
ト７が開口されている。上記第１の吸気ポート６
ａおよび第２の吸気ポート６ｂはその上流側で一
つに集合されて中、高負荷用の吸気通路８に接続
されているとともに、排気ポート７は排気通路９
に接続されている。上記中、高負荷用の吸気通路
８の途中には、エンジンの軽負荷時に閉じ、中負
荷時から負荷の増大に応じて開くシヤツタバルブ
１０が介設されているとともに、該シヤツタバル
ブ１０上流側の吸気通路８は、通路面積の小さい
軽負荷用吸気通路１１を介して第１吸気ポート６
ａの燃焼室５近傍に燃焼室５の周方向に向つて開
口する軽負荷用吸気ポート１２に連通されてい
る。そして、エンジンの軽負荷時にはシヤツタバ
ルブ１０の閉作動により吸気通路８を閉じて、吸
気を軽負荷用吸気通路１１のみから軽負荷用吸気
ポート１２及び第１吸気ポート６ａを経て燃焼室
５に供給する一方、エンジンの中、高負荷時には
シヤツタバルブ１０の開作動により第１および第
２の吸気ポート６ａ，６ｂからも吸気を供給する
ように構成されている。

また、上記第１の吸気ポート６ａの燃焼室５へ
の開口部には該第１吸気ポート６ａを開閉する第
１の吸気弁（図示せず）が、また第２の吸気ポー
ト６ｂの燃焼室５への開口部には該第２吸気ポー
ト６ｂを開閉する第２の吸気弁１５ｂがそれぞれ
配設されているとともに、排気ポート７の燃焼室
５への開口部には該排気ポート７を開閉する排気
弁１６が配設され、該第１の吸気弁および第２の
吸気弁１５ｂ並びに排気弁１６はそれぞれ、シリ
ンダヘツド３上にシリンダ列方向に配置した一対
のロツカーシヤフト１７，１８の各々に支持され
た吸気用および排気用ロツカーアーム１９，２０
の一端に連係され、該各ロツカーアーム１９，２
０の他端は上記ロツカーシヤフト１７，１８と平
行に延びるカムシヤフト２１に連係されており、
カムシヤフト２１の回転に同期して第１および第
２の吸気ポート６ａ，６ｂをそれぞれエンジンの
吸気行程時において開くよう第１の吸気弁および
第２の吸気弁１５ｂを開閉制御する一方、排気ポ
ート７をエンジンの排気行程時おいて開くよう排
気弁１６を開閉制御するようなされている。

そして、上記第１の吸気弁と第２の吸気弁１５
ｂとの、吸気ポート６ａ，６ｂを開閉するタイミ
ングは、第３図ロに示すように、開タイミングが
同一時期で、且つ閉タイミングが第２の吸気弁１
５ｂの方が第１の吸気弁よりも早くなるように相
互に異なつて設定されている。

また、上記閉タイミングの早い第２の吸気弁１
５ｂによつて開閉される第２の吸気ポート６ｂに
は、排気ガスの一部を還流させる排気ガス還流通
路２５の下流端が開口している。尚、吸気通路８
のシヤツタバルブ１０下流側には燃料を噴射供給
する燃料噴射弁２６が配設されており、燃料を吸
気通路８のシヤツタバルブ１０下流側から第１お
よび第２の吸気ポート６ａ，６ｂを経て燃焼室５
内に供給するようになされている。また、燃焼室
５の頂部近傍には点火プラグ２７が該燃焼室５内
に臨ましめて装着されており、燃焼室５内の混合
気を点火プラグ２７で点火するようにしている。

したがつて、上記実施例においては、例えばエ
ンジンの中および高負荷運転時、その吸気行程時
には、第１の吸気弁および第２の吸気弁１５ｂが
同時に開作動し始めると、混合気が第１および第
２の吸気ポート６ａ，６ｂから燃焼室５に流入す
るとともに、排気ガスの一部が排気ガス還流通路
２５から第２の吸気ポート６ｂを経て燃焼室５内
に還流されるが、その後、第２の吸気弁１５ｂが
閉作動すると、排気ガスの還流が停止されて、第
１の吸気ポート６ａからの混合気の流入のみが続
行されるので、燃焼室５内では混合気が上層に、
還流された排気ガスが下層に層状化され、その結
果、点火プラグ２７による混合気の点火が良好に
行われて、混合気の着火性能が向上する。

ここにおいて、混合気と還流された排気ガスと
の層状化は第２の吸気ポート６ｂと第２の吸気弁
１５ｂとの利用によつて行われるので、排気ガス
の還流専用ポートや専用弁の追設が不要となり、
装置全体を簡易に構成することができる。

しかも、吸入空気量及び燃料量の少ないエンジ
ンの軽負荷時には、シヤツタバルブ１０が閉動作
し、中、高負荷用の吸気通路８が閉じるので、吸
気は通路面積の小さい軽負荷用吸気通路１１を経
て軽負荷用ポート１２及び第１吸気ポート６ａか
ら燃焼室５に供給され、該燃焼室５内での吸気の
流速が速いので、この流速の速い吸気によつて燃
料噴射弁２６から噴射された燃料の気化霧化が良
好に行われて、混合気が良好に燃焼する。

しかも、排気ガスの一部が排気ガス還流通路２
５を経て第２吸気ポート６ｂから燃焼室５に供給
された後、第２の吸気弁が閉じても、第１の吸気
弁の開作動中は吸気が上記軽負荷用吸気通路１１
を経て燃焼室５に供給されて、排気ガスと混合気
とが上下に２層に層状化されるが、上記軽負荷用
吸気通路１１から供給される吸気は、燃焼室５の
周方向に沿つて燃焼室５内に導入されるので、こ
の層状化が吸気によつて壊されることがなく、こ
の層状化による混合気の着火性は良好に確保され
る。

尚、上記実施例では、第１の吸気弁と第２の吸
気弁１５ｂとの開タイミングを同一時期に設定し
たが、その他、第３図イに示す如く第１の吸気弁
側を早く設定してもよく、この場合、第１の吸気
ポート６ａから燃焼室５に流入する吸気流によつ
て大きなスワールが生成されるので、燃焼速度が
速められて燃焼性が向上する。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のエンジンの吸気
装置によれば、一つの燃焼室に対して複数個設け
られた吸気ポートのうち、他の吸気弁よりも閉タ
イミングの早い吸気弁によつて開閉される吸気ポ
ートに排気ガス還流通路を開口すると共に、エン
ジンの軽負荷時には、燃焼室の周方向に向つて開
口させた通路面積の小さい軽負荷用吸気通路を経
て吸気を燃焼室に供給したので、エンジンの吸気
行程時、燃焼室内で混合気と還流された排気ガス
とをそれぞれ上下に層状化して、装置を簡易に構
成しながら混合気の着火性能の向上を図ることが
できると共に、エンジンの軽負荷時であつても、
燃料の気化霧化性能を向上させながら、上記の層
状化を確保して、混合気の燃焼性能の向上を図る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は概略縦
断面図、第２図は同横断面図、第３図イおよびロ
は第１の吸気弁および第２の吸気弁の開閉タイミ
ング特性を示す図である。 ５……燃焼室、６ａ，６ｂ……吸気ポート、８
……中高負荷用吸気通路、１１……軽負荷用吸気
通路、１０……シヤツタバルブ、１５ｂ……吸気
弁、２５……排気ガス還流通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼室に各々独立して開口する複数個の吸気ポ
   ートをそれぞれ複数個の吸気弁により開閉するよ
   うにしたエンジンの吸気装置において、上記複数
   個の吸気弁は各吸気ポートを閉じるタイミングが
   異なるように設定されていて、他の吸気弁よりも
   閉タイミングが早い吸気弁によつて開閉される吸
   気ポートに、排気ガス還流通路が開口されている
   とともに、該排気ガス還流通路が開口する吸気ポ
   ート以外の何れかの吸気ポートには、燃焼室の周
   方向に向つて該燃焼室に開口する軽負荷用吸気通
   路が連通し、上記各吸気ポートに連通する中高負
   荷用吸気通路には、軽負荷時に該中高負荷用吸気
   通路を閉じるヤツタバルブが設けられていること
   を特徴とするエンジンの吸気装置。