JPH05231276A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPH05231276A
JPH05231276A JP4031111A JP3111192A JPH05231276A JP H05231276 A JPH05231276 A JP H05231276A JP 4031111 A JP4031111 A JP 4031111A JP 3111192 A JP3111192 A JP 3111192A JP H05231276 A JPH05231276 A JP H05231276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel injection
control valve
intake port
swirl control
Prior art date
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Pending
Application number
JP4031111A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Aramaki
和喜 荒巻
Shinichiro Kitada
真一郎 北田
Yuuichi Iriya
祐一 入矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4031111A priority Critical patent/JPH05231276A/ja
Publication of JPH05231276A publication Critical patent/JPH05231276A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3094—Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0015—Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】スワールコントロールバルブ(以下、SCVと
称す)の上流側に燃料噴射弁を配設しても、SCVへの
燃料付着を防止できる吸気装置を提供する。 【構成】第1及び第2吸気ポート6、7と、第1吸気ポ
ート6に面する部位に切欠き部15を有するSCV12
と、SCV12の上流側から切欠き部15を指向して第
1吸気ポート6内に向けて燃料を噴射する第1燃料噴射
弁17と、SCV12の上流側に第2吸気ポート7を略
指向して配設され且つ第1燃料噴射弁17から噴射され
る燃料に衝突する向きに燃料を噴射する第2燃料噴射弁
18と、を備え、SCV12閉時には第1燃料噴射弁1
7から燃料噴射を行い、SCV12開時には第1及び第
2燃料噴射弁17、18双方から燃料噴射を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気装
置、特に、燃焼室内にスワール流を生成するためのスワ
ールコントロールバルブを有する内燃機関の吸気装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図6に示す如き、吸気通路30か
ら分岐して機関の燃焼室31に連通する第1吸気ポート
32及び第2吸気ポート33と、第1吸気ポート32及
び第2吸気ポート33相互の隔壁上流端36に近接して
配設され、且つ第1吸気ポート32に面する部位に切欠
き部34を有するスワールコントロールバルブ35とを
備える内燃機関の吸気装置が知られている(実開平1−
127934号公報等参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室内に
強いスワール流を得るためにはスワールコントロールバ
ルブを極力燃焼室側に近づけることが必要であるが、こ
の場合、スワールコントロールバルブの下流側に燃料噴
射弁を配設するだけの空間的余裕がないために、燃料噴
射弁はスワールコントロールバルブの上流側に配設せざ
るを得ない。
【0004】しかるに、スワールコントロールバルブの
上流側に燃料噴射弁を配設したとすると、燃料噴射弁の
燃料噴射方向はある一定の方向に固定されるため、スワ
ールコントロールバルブの閉時にあっては多くの燃料が
スワールコントロールバルブに付着して壁流を形成し、
このためにHCの排出量が増加したり、燃料の輸送遅れ
から運転性が悪化したり、空燃比制御が困難になった
り、といった不具合を生じる場合がある。
【0005】なお、スワールコントロールバルブの切欠
き部を指向して燃料噴射弁を配設しさえすれば、スワー
ルコントロールバルブへの燃料付着を防止できると考え
がちであるが、この場合、スワールコントロールバルブ
開時において第1吸気ポート及び第2吸気ポート夫々へ
の燃料分配が偏るために、燃焼室内に均一なる混合気を
確保できず、例えば、点火プラグ近傍における混合気が
濃い場合においてはNOxが増加し、薄い場合には失火
して運転性が悪化するといった不具合を生じる。
【0006】この発明は、このような問題点を鑑みなさ
れたもので、燃焼室内に強いスワール流を得るためにス
ワールコントロールバルブを燃焼室側へ近づけ、しか
も、空間的余裕の都合からスワールコントロールバルブ
の上流側に燃料噴射弁を配設したとしても、スワールコ
ントロールバルブへの燃料付着を防止できる内燃機関の
吸気装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、吸気通路から分岐して機関の燃焼室に連
通する第1吸気ポート及び第2吸気ポートと、第1吸気
ポート及び第2吸気ポート相互の隔壁上流端に近接する
吸気通路内に当該吸気通路を開閉可能に配設され、且つ
第1吸気ポートに面する部位に切欠き部を有するスワー
ルコントロールバルブと、スワールコントロールバルブ
の上流側から前記切欠き部を指向して第1吸気ポート内
に向けて燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、スワールコ
ントロールバルブの上流側に第2吸気ポートを略指向し
て配設され且つ第1燃料噴射弁から噴射される燃料に衝
突するように燃料を噴射する第2燃料噴射弁と、を備
え、スワールコントロールバルブ閉時には第1燃料噴射
弁からの燃料噴射を行い、スワールコントロールバルブ
開時には第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁双方からの
燃料噴射を行う、ことを特徴とする。
【0008】
【作用】燃焼室内に強いスワール流を得るためにはスワ
ールコントロールバルブをより燃焼室に近い側に配設す
ることが必要であり、この場合、スワールコントロール
バルブの下流側に燃料噴射弁を配設することは困難とな
るが、上記構成によれば、スワールコントロールバルブ
の上流側に燃料噴射弁を配設したとしても、スワールコ
ントロールバルブへの燃料付着を防止でき、しかも、ス
ワールコントロールバルブの開時には、第1吸気ポート
及び第2吸気ポート双方に均一なる混合気を供給でき
る。
【0009】すなわち、スワールコントロールバルブの
閉状態にあっては、第1燃料噴射弁からスワールコント
ロールバルブの切欠き部に向けて燃料が噴射され、噴射
された燃料の主たる部分はスワールコントロールバルブ
に付着することなく第1吸気ポートへと導かれ、また、
燃焼室内に導入される混合気が集中して通過する切欠き
部における流速は大きく、燃料の微粒化が達成される。
このため、第1燃料噴射弁から噴射された燃料の主たる
部分は壁流となることなく微粒化されると共に、燃焼室
内には燃料微粒化の促進された混合気による強いスワー
ル流が生成される。
【0010】一方、スワールコントロールバルブの開状
態にあっては、第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁双方
から燃料が噴射され、双方から噴射された燃料は互いに
衝突しあって微粒化し、このとき噴射された燃料は第1
吸気ポート及び第2吸気ポート双方へ分配導入される。
このため、燃焼室内に良好なる混合気を導入でき、燃焼
状態の改善が得られ、HCの排出低減が可能となるばか
りか、発進・加速に際してアクセルを踏んだにもかかわ
らず車速が上がらないといったヘジテーションや、加速
中に発生する出力低下に伴う加速不良すなわちスタンブ
ルを防止できる。
【0011】つまり、スワールコントロールバルブの開
閉に応じた最適なる混合気の導入が機関の燃焼室に対し
てなされ、排気の清浄化や運転性の向上が得られるので
ある。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1、図2に基づい
て説明する。1はシリンダ2を形成するシリンダブロッ
クであり、3はシリンダブロック1の上部を覆うシリン
ダヘッドである。
【0013】シリンダヘッド3には、吸気通路4から分
岐して燃焼室5に通ずる第1吸気ポート6及び第2吸気
ポート7が形成され、これら第1吸気ポート6及び第2
吸気ポート7には、燃焼室5に臨んでこれらポート夫々
を開閉する第1吸気弁8及び第2吸気弁9が配設されて
いる。
【0014】シリンダヘッド3の側部には吸気マニホル
ド10が配設されて吸気通路4を形成し、吸気通路8の
上流側には、図示は省略するが、吸入空気の清浄を行う
エアクリーナや吸入空気量を調節するスロットルバルブ
等が配設されている。
【0015】第1吸気ポート6及び第2吸気ポート7は
隔壁11によって仕切られ、その上流端11aに近接し
たところには、略長円形を呈するスワールコントロール
バルブ12が断面略長円形を呈する吸気通路4を開閉可
能に配設されている。
【0016】吸気通路4に配設されるスワールコントロ
ールバルブ12は、吸気通路4を画成するシリンダヘッ
ド3に回動可能に配設されるシャフト13に2本のネジ
14で締結され、第1吸気ポート6に面する部位には切
欠き部15が形成されている。この切欠き部15は、図
示の如く、吸気通路4の上半部4aであると共に第1吸
気ポート6側に形成され、スワールコントロールバルブ
12の残された上半部と切欠き部15とは円弧16で画
成される。
【0017】スワールコントロールバルブ12の上流
側、すなわち、吸気マニホルド10には第1燃料噴射弁
17及び第2燃料噴射弁18が配設され、これらは独立
して燃料を噴射できるようになっている。
【0018】第1燃料噴射弁17は吸気通路4の上半部
4aしかも第2吸気ポート側の壁面に配設されており、
第1吸気ポート6を指向して燃料を噴射する。そして、
第1燃料噴射弁17から噴射される燃料がスワールコン
トロールバルブ12に付着することのないように、すな
わち、スワールコントロールバルブ12の切欠き部15
を経て第1吸気ポート6内へ導かれるようにその噴射方
向が設定され、特に、第1吸気弁8の傘部背面19を指
向している。
【0019】第2燃料噴射弁18は吸気通路4の上半部
4aしかも第1吸気ポート側の壁面に配設され、第2吸
気ポート7を指向して燃料を噴射する。
【0020】そして、第1燃料噴射弁17及び第2燃料
噴射弁18は図示の如く対称的に配設され、これら双方
から燃料が噴射されると、双方からの燃料は吸気通路の
中心軸L上しかもスワールコントロールバルブ12の直
上流側にて衝突し合って微粒化し、第1吸気ポート6及
び第2吸気ポート7双方に偏ることなく流入する。
【0021】スワールコントロールバルブ12には、そ
の開度を検出する位置センサ20が配設されており、位
置センサ20の出力はコントロールユニット21に入力
される。そして、コントロールユニット21は位置セン
サ20からの入力に基づいて第1燃料噴射弁17及び第
2燃料噴射弁18の噴射時期を制御するようになってい
る。
【0022】なお、22は排気弁、23は点火栓、24
はウォータジャケットである。
【0023】このような構成に基づき、次に作用を説明
する。
【0024】スワールコントロールバルブ12の開閉で
あるが、理論空燃比以下の運転領域において開き、理論
空燃比を超えるすなわち希薄燃焼(リーンバーン)を行
う運転領域において閉じられるように制御され、その運
転領域はスワールコントロールバルブ12の切欠き部1
5の開口率などによって異なるが、例えば、図3に示す
如き制御マップに基づいて決められる。そして、後述す
るように、スワールコントロールバルブ12の閉じられ
る希薄燃焼の運転領域においては第1燃料噴射弁17の
みからの燃料噴射が行われ、スワールコントロールバル
ブ12の開かれる理論空燃比以下の運転領域においては
第1燃料噴射弁17及び第2燃料噴射弁18双方からの
燃料噴射が行われる。なお、図中のSCVはスワールコ
ントロールバルブを表し、Injは燃料噴射弁を表す。
【0025】図4はスワールコントロールバルブが閉状
態にあるとき、図5はスワールコントロールバルブが開
状態にあるとき、夫々における燃料の噴射状況を説明す
る図であるが、コントロールユニット21はスワールコ
ントロールバルブ12の開閉状態を位置センサ20から
入力に基づいて判断し、第1燃料噴射弁17及び第2燃
料噴射弁18の燃料噴射時期を制御する。
【0026】すなわち、スワールコントロールバルブ1
2が閉状態にあると判断すると、図4に示す如く、第1
燃料噴射弁17のみからの燃料噴射を行い、このとき噴
射された燃料の主たる部分はスワールコントロールバル
ブ12に付着することなく、スワールコントロールバル
ブ12の切欠き部15を経て第1吸気ポート6内へと導
かれ、しかも、燃料は吸気弁8の傘部背面19を指向し
て噴射されるために、第1吸気ポート6壁面に付着する
こともない。そして、燃焼室5内に導かれる混合気が集
中する切欠き部15における流速は大きく、ここで燃料
の微粒化が促進される。従って、スワールコントロール
バルブが閉状態にあるとき、第1燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料の主たる部分は壁流となることなく微粒化さ
れ、燃焼室内には燃料の微粒化が促進された混合気によ
る強いスワール流が生成され、結果として安定した希薄
燃焼が成立する。
【0027】一方、スワールコントロールバルブ12が
開状態にあると判断すると、第1燃料噴射弁17及び第
2燃料噴射弁18双方からの燃料噴射が行われ、双方か
ら噴射される燃料は互いに衝突し合って微粒化すると共
に、第1吸気ポート及び第2吸気ポート双方へ均等に分
配導入される。加えて、こうして噴射された燃料の主た
る部分はスワールコントロールバルブ12の図中上方を
通過するために、スワールコントロールバルブ12に付
着することもない。従って、壁流生成による燃料の輸送
遅れ等の不具合を生じることはなく、HCの排出低減が
可能となるばかりか、発進・加速に際して、アクセルを
踏んだにもかかわらず車速が上がらないといったヘジテ
ーションや、加速中に発生する出力低下に伴う加速不良
すなわちスタンブルを防止できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、スワールコントロールバルブへの燃料の付着を防止
しながらも、燃焼室内に強いスワール流を得るためにス
ワールコントロールバルブを燃焼室側に近づけることが
可能となり、しかも、スワールコントロールバルブ開時
には第1吸気ポート及び第2吸気ポート双方へ混合気を
分配導入でき、加えて、スワールコントロールバルブの
開閉を問わず、燃料の良好なる微粒化をも得られる。
【0029】従って、スワールコントロールバルブの開
閉に応じた最適なる混合気の導入が機関の燃焼室に対し
てなされ、排気の清浄化や運転性の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例を示す図
【図2】本発明に係る実施例を示す図
【図3】スワールコントロールバルブの制御マップ
【図4】スワールコントロールバルブ閉時における燃料
の噴射状況を説明する図
【図5】スワールコントロールバルブ開時における燃料
の噴射状況を説明する図
【図6】従来の内燃機関の吸気装置を示す図
【符号の説明】
4 吸気通路 5 燃焼室 6 第1吸気ポート 7 第2吸気ポート 11a上流端 15 切欠き部 12 スワールコントロールバルブ 17 第1燃料噴射弁 18 第2燃料噴射弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路から分岐して機関の燃焼室に連通
    する第1吸気ポート及び第2吸気ポートと、第1吸気ポ
    ート及び第2吸気ポート相互の隔壁上流端に近接する吸
    気通路内に当該吸気通路を開閉可能に配設され、且つ第
    1吸気ポートに面する部位に切欠き部を有するスワール
    コントロールバルブと、スワールコントロールバルブの
    上流側から前記切欠き部を指向して第1吸気ポート内に
    向けて燃料を噴射する第1燃料噴射弁と、スワールコン
    トロールバルブの上流側に第2吸気ポートを略指向して
    配設され且つ第1燃料噴射弁から噴射される燃料に衝突
    するように燃料を噴射する第2燃料噴射弁と、を備え、 スワールコントロールバルブ閉時には第1燃料噴射弁か
    らの燃料噴射を行い、スワールコントロールバルブ開時
    には第1燃料噴射弁及び第2燃料噴射弁双方からの燃料
    噴射を行う、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
JP4031111A 1992-02-19 1992-02-19 内燃機関の吸気装置 Pending JPH05231276A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0634167U (ja) * 1992-10-02 1994-05-06 日本電子機器株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
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