JPH0571446A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火炎核の吹消しを生ずることなく燃焼性能を
向上させることができるエンジンの吸気装置を提供す
る。 【構成】 燃焼室１０に連通する第１および第２吸気通
路１８ｐ、１８ｓに第１および第２開閉弁３０ｐ、３０
ｓを設け、第１開閉弁３０ｐには切欠き２８を形成して
おく。この第１開閉弁３０ｐを、エンジン１４の低負荷
時に閉塞し中負荷時および高負荷時に開放する。また、
第２開閉弁を、低負荷時および中負荷時に閉塞し高負荷
時に開放する。切欠き２８は、燃焼室１０の中央部に点
火プラグ４０が設けられているのに対応して、第１開閉
弁３０ｐの第２吸気通路１８ｓとは反対側部分に形成す
る。この切欠き２８を通過した吸気は燃焼室１０の周縁
部を高速で流れることとなるが、燃焼室１０の中央部に
おける吸気流速、すなわち点火プラグ４０まわりの吸気
流速は比較的小さなものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気装置、
特に、燃焼室に連通する１対の吸気通路が設けられたエ
ンジンの吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気装置として、従来より、
例えば実開昭６１−５７１６６号公報に開示されている
ように、燃焼室に連通する１対の吸気通路が設けられる
とともに燃焼室の中央部に点火プラグが設けられた吸気
装置が知られている。このような吸気装置においては、
低負荷時には一方の吸気通路のみから吸気を供給すると
ともに、高負荷時には両吸気通路から吸気を供給するよ
うになっており、これにより、低負荷時には吸気流速を
増大させて燃焼室内にスワール流を生成させ燃焼性能の
向上を図るとともに、高負荷時には十分な吸気充填量を
得ることができるようにしている。

【０００３】上記スワール流の生成による燃焼性能の向
上を一層効果的に図るための手段として、上記一方の吸
気通路に、切欠きが形成された開閉弁を設け、低負荷時
にはこの開閉弁を閉じてその切欠きを通過する吸気を絞
ることにより、吸気流速をさらに増大させることが考え
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
閉弁に切欠きを不用意に形成した場合には、燃焼室内を
高速で流れる吸気によって点火プラグのスパークにより
発生した火炎核が吹き消されてしまうという問題を生ず
ることとなる。特に、冷間時には吹消し現象が生じやす
くなる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、火炎核の吹消しを生ずることなく燃焼
性能を向上させることができるエンジンの吸気装置を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
吸気装置は、切欠きの形成位置を点火プラグの配置に応
じた所定位置に設定することにより、上記目的達成を図
るようにしたものである。

【０００７】すなわち、請求項１記載の発明は、燃焼室
に略平行に連通する第１および第２吸気通路が設けられ
るとともに前記燃焼室の中央部に点火プラグが設けられ
たエンジンの吸気装置において、前記第１吸気通路に、
切欠きが形成された第１開閉弁が設けられるとともに、
前記第２吸気通路に、切欠きが形成されていない第２開
閉弁が設けられ、前記第１開閉弁の切欠きが、該第１開
閉弁の第２吸気通路とは反対側部分に形成されている、
ことを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、燃焼室に略
平行に連通する第１および第２吸気通路が設けられると
ともに前記燃焼室の周縁部に点火プラグが設けられたエ
ンジンの吸気装置において、前記第１吸気通路に、切欠
きが形成された第１開閉弁が設けられるとともに、前記
第２吸気通路に、切欠きが形成されていない第２開閉弁
が設けられ、前記第１開閉弁の切欠きが、該第１開閉弁
の第２吸気通路側部分に形成されている、ことを特徴と
するものである。

【０００９】

【発明の作用および効果】上記構成に示すように、燃焼
室の中央部に点火プラグが設けられている場合には、第
１開閉弁の切欠きが該第１開閉弁の第２吸気通路とは反
対側部分に形成されているので、この切欠きを通過した
吸気は燃焼室の周縁部を高速で流れることとなり、燃焼
室の中央部における吸気流速すなわち点火プラグまわり
の吸気流速は比較的小さなものとなる。

【００１０】また、燃焼室の周縁部に点火プラグが設け
られている場合には、第１開閉弁の切欠きが該第１開閉
弁の第２吸気通路側部分に形成されているので、この切
欠きを通過した吸気は燃焼室の中央部を高速で流れるこ
ととなり、燃焼室の周縁部における吸気流速すなわち点
火プラグまわりの吸気流速は比較的小さなものとなる。

【００１１】このように、本発明によれば、点火プラグ
まわりの吸気流速を小さくするとともにそれ以外の部分
の吸気流速を大きくすることができ、これにより、火炎
核の吹消しを生ずることなく燃焼性能を向上させること
ができる。

【００１２】上記構成に加え、請求項３に記載したよう
に、各気筒において、第２吸気通路の燃焼室への連通部
分が、第１吸気通路の燃焼室への連通部分よりも下方を
向くように形成されている構成とすれば、第１吸気通路
からの吸気により燃焼室内にスワール流（燃焼室内を周
方向に吸気が流れる横渦）を生成し、第２吸気通路から
の吸気により燃焼室内にタンブル流（燃焼室内を周方向
に吸気が流れる縦渦）を生成することができる。したが
って、第１吸気通路のみが用いられる低負荷時および中
負荷時には、燃焼室内にスワール流を容易に生成するこ
とができる一方、第１および第２吸気通路が用いられる
高負荷時には、燃焼室内にスワール流およびタンブル流
がミックスされたいわゆる斜めスワール流を容易に生成
することができ、これにより燃焼性能の一層の向上を図
ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００１４】図１〜４は、本発明に係るエンジンの吸気
装置の一実施例を示す構成概要図であり、図５は、図１
のＶ−Ｖ線断面図である。

【００１５】図１〜４のうち、図１は、エンジン１４の
低負荷時における吸気装置１２の作動状態を示してお
り、図２および３は、エンジン１４の中負荷時および高
負荷時における吸気装置１２の作動状態をそれぞれ示し
ており、図４は、エンジン１４の中負荷加速時における
吸気装置１２の作動状態を示している。

【００１６】図１に示すように、この吸気装置１２は、
直列４気筒のエンジン１４に設けられており、各気筒１
６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄ毎に、該気筒の燃焼
室１０に連通する第１および第２吸気通路１８ｐ、１８
ｓが設けられ、また、燃焼室１０の中央部には点火プラ
グ４０が設けられている。

【００１７】上記第１および第２吸気通路１８ｐ、１８
ｓの下流端部には第１および第２吸気弁２０ｐ、２０ｓ
が設けられており、その上流部はそれぞれサージタンク
２２に接続されている。このサージタンク２２の上流側
の吸気通路２４には、吸気量の調整を行うスロットル弁
２６が設けられている。

【００１８】上記各第２吸気通路１８ｓは隣接気筒間で
互いに隣接するように設けられており、これら隣接する
各１対の第２吸気通路１８ｓ、１８ｓは、それぞれその
上流部で合流するようにして設けられている。また、各
第１吸気通路１８ｐには、切欠き２８が形成された第１
開閉弁３０ｐが設けられるとともに、各第２吸気通路１
８ｓには、切欠きが形成されていない第２開閉弁３０ｓ
が設けられている。第１開閉弁３０ｐは、第２開閉弁３
０ｓに対して少し下流側に位置して設けられている。上
記第１開閉弁３０ｐの切欠き２８は、第２吸気通路１８
ｓとは反対側の上部に９０°分の大きさで形成されてい
る。

【００１９】上記各第１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３
０ｐ下流側には第１燃料インジェクタ３２ｐが設けられ
るとともに、各１対の第２吸気通路１８ｓの合流部には
第２燃料インジェクタ３２ｓが設けられている。第１燃
料インジェクタ３２ｐは、噴射孔が１つの単噴孔インジ
ェクタであり、噴射角１０°で第１吸気弁２０ｐに向け
て燃料を噴射供給するようになっている。この第１燃料
インジェクタ３２ｐは、第１開閉弁３０ｐの切欠き２８
に対応して、第２吸気通路１８ｓとは反対側の第１吸気
通路１８ｐ上方に設けられている（図５参照）。また、
第２燃料インジェクタ３２ｓは、噴射孔が２つの２噴孔
インジェクタであり、両噴射孔の噴射方向は中心角２０
°をなしており、各噴射孔からはそれぞれ噴射角１０°
で上記合流部両側の第２吸気通路１８ｓ、１８ｓに燃料
を噴射供給するようになっている（図３参照）。

【００２０】上記各第１開閉弁３２ｐは、エンジン１４
の低負荷時に閉塞されるとともに中負荷時および高負荷
時に開放されるように構成されており、各第２開閉弁３
２ｓは、エンジン１４の低負荷時および中負荷時に閉塞
されるとともに高負荷時に開放されるように構成されて
いる。ただし、図４に示すように、中負荷時であって
も、加速時には、各第１開閉弁３２ｐが閉塞されるとと
もに各２次開閉弁３２ｓが開放されるように構成されて
いる。

【００２１】上記各第１燃料インジェクタ３２ｐは、第
１開閉弁３０ｐの開閉にかかわらず、所定の噴射タイミ
ングで燃料を噴射するようになっている。一方、第２燃
料インジェクタ３２ｓは、第２開閉弁３０ｓが開放され
ているときのみ上記所定の噴射タイミングで燃料を噴射
するようになっている。なお、この噴射タイミングは、
気筒１６ａおよび１６ｂと気筒１６ｃおよび１６ｄとの
２グループに分けてそれぞれクランクアングル７２０°
毎のタイミングに設定されている。

【００２２】上記各第１および第２開閉弁３０ｐ、３０
ｓならびに各第１および第２燃料インジェクタ３２ｐ、
３２ｓの作動は、図示しないコントロールユニットによ
り制御されるようになっている。

【００２３】図５に示すように、各第１吸気通路１８ｐ
の第１開閉弁３０ｐ下流側にはインサートプレート３４
が装着されている。このインサートプレート３４は、第
１開閉弁３０ｐの閉塞時、第１吸気通路１８ｐの第１開
閉弁３０ｐ下流側部分の断面積をその切欠き２８の形状
に合わせて１／４に絞るための部材であって、第１開閉
弁３０ｐ近傍から第１吸気通路１８ｐの下流端部近傍ま
で延びている。これにより、切欠き２８を通過した吸気
は、このインサートプレート３４に沿って断面積１／４
の状態を維持したまま燃焼室１０に導かれることとなる
ので、切欠き２８を形成しただけの場合に比して燃焼室
１０内におけるスワール流の生成を一層容易化すること
ができる。

【００２４】図６は、インサートプレート３４を詳細に
示す図である。

【００２５】図６（ａ）に示すように、インサートプレ
ート３４は、円筒の一部をＬ字形に凹ませてなる筒状部
３４ａとこの筒状部３４ａのＬ字形に凹んだ部分を延長
形成してなるＬ字形延長部３４ｂとからなっており、そ
のＬ字形延長部３４ｂの水平面部には多数の小孔３６が
形成されている。図６（ａ）および（ｂ）に示す斜線部
分は第１開閉弁３０ｐの投影形状である。これらの図に
示すように、インサートプレート３４の断面形状は第１
開閉弁３０ｐと略同大同形状であるが、インサートプレ
ート３４のＬ字形延長部３４ｂの水平面部と第１開閉弁
３０ｐとの間には微小間隙３８が形成されるようになっ
ている。この微小間隙３８を得るため、第１開閉弁３０
ｐは、その切欠き２８が下方に少し拡大形成されてい
る。このような微小間隙３８を形成することより、図６
（ｃ）に示すように、第１開閉弁３０ｐの閉塞時、その
切欠き２８を通過した吸気の大部分は、インサートプレ
ート３４のＬ字形延長部３４ｂの水平面部の上方を流れ
るが、その一部分は、水平面部の下方を該水平面部に沿
って流れることとなる。

【００２６】上記インサートプレート３４を設けること
により、そのＬ字形延長部３４ｂの水平面部に第１燃料
インジェクタ３２ｐから噴射された燃料が付着しやすく
なるが、上記のように、インサートプレート３４のＬ字
形延長部３４ｂの水平面部には多数の小孔３６が形成さ
れているので、たとえ燃料が付着しても、この付着した
燃料は小孔３６を通して水平面部下面に回り込み、この
回り込んだ燃料は、水平面部の下面に沿って流れる吸気
により容易に霧化されることとなる。

【００２７】なお、上記のような小孔３６を形成する代
わりに、図７に示すように、インサートプレート３４の
Ｌ字形水平面部および鉛直面部（図示斜線部）に、テフ
ロン等の燃料が付着しにくい材料をコーティングし、こ
れによりインサートプレート３４への燃料付着を未然に
防止するようにしてもよい。

【００２８】以上詳述したように、本実施例において
は、低負荷時には、第１開閉弁３０ｐおよび第２開閉弁
３０ｓが共に閉塞されるが、第１開閉弁３０ｐには切欠
き２８が形成されているので、この切欠き２８を通して
第１吸気通路３０ｐの下流端部には低負荷時に必要な吸
気が高い流速で供給されることとなる。これにより、ス
ワール流の生成を容易化して燃焼性能の向上を図ること
ができる。しかも、第１燃料インジェクタ３２ｐは、第
１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３０ｐ下流側に設けられ
ているので、低負荷時における第１吸気通路１８ｐ内の
燃料付着を最小限に抑えることができる。

【００２９】また、中負荷時には、第２開閉弁３０ｓは
閉塞されたままで第１開閉弁３０ｐが開放されるので、
低負荷時の吸気の流れをそのまま生かして吸気量の増大
を図ることができる。しかも、第１燃料インジェクタ３
２ｐは、第１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３０ｐ下流側
に設けられているので、低負荷時と同様に、中負荷時に
おける第１吸気通路１８ｐ内の燃料付着を最小限に抑え
ることができる。

【００３０】さらに、高負荷時には、第１開閉弁３０ｐ
および第２開閉弁３０ｓが共に開放されるので、高負荷
に対応した吸気量の増大を図ることができる。しかも、
第１および第２吸気通路１８ｐ、１８ｓには、それぞれ
第１および第２燃料インジェクタ３２ｐ、３２ｓが設け
られているので、増大した吸気に対するミキシングを効
果的に行うことができる。

【００３１】このように、本実施例によれば、低負荷領
域から高負荷領域まで、各負荷領域に対応した木目細か
な吸気制御を行うことができ、燃焼性能に優れた吸気制
御を行うことができる。

【００３２】しかも、本実施例においては、燃焼室１０
の中央部に点火プラグ４０が設けられているのに対応し
て、第１開閉弁３０ｐの切欠き２８が該第１開閉弁３０
ｐの第２吸気通路１８ｓとは反対側部分に形成されてい
るので、この切欠き２８を通過した吸気は燃焼室１０の
周縁部を高速で流れることとなるが、燃焼室１０の中央
部における吸気流速は比較的小さなものとなる。

【００３３】したがって、本実施例によれば、点火プラ
グまわりの吸気流速を小さくするとともにそれ以外の部
分の吸気流速を大きくすることができ、これにより、火
炎核の吹消しを生ずることなく燃焼性能を向上させるこ
とができる。

【００３４】また、本実施例によれば、隣接気筒間で互
いに隣接するように設けられた各１対の第２吸気通路１
８ｐ、１８ｓの合流部に第２燃料インジェクタ３２ｐが
設けられているので、各第２吸気通路１８ｓに専用の燃
料インジェクタを設けた場合に比して燃料インジェクタ
の設置本数の低減による低コスト化が可能となる。

【００３５】さらに、本実施例によれば、中負荷時であ
っても、加速時には、各第１開閉弁３０ｐが閉塞される
とともに各２次開閉弁３０ｓが開放されるようになって
いるので、通常時に比して吸気量を急激に増大させるこ
とができ、これにより加速時におけるトルクショックを
防止することができる。なお、この場合、加速時の大吸
気量により、第２燃料インジェクタ３２ｓから噴射され
た燃料の第２吸気通路１８ｓ内への付着は小さく抑える
ことができる。

【００３６】上記実施例においては、各気筒毎に第１吸
気通路１８ｐと第２吸気通路１８ｓとが平行に配置され
た構成とされているが、図８に示すように、各気筒にお
いて、第２吸気通路１８ｓの燃焼室１０への連通部分
が、第１吸気通路１８ｐの燃焼室１０への連通部分より
も下方を向くように形成されている構成とすれば、第１
吸気通路１８ｐからの吸気により燃焼室１０内にスワー
ル流を生成し、第２吸気通路１８ｓからの吸気により燃
焼室１０内にタンブル流を生成することができる。した
がって、第１吸気通路１８ｐのみが用いられる低負荷時
および中負荷時には、燃焼室１０内にスワール流を容易
に生成することができる一方、第１および第２吸気通路
１８ｐ、１８ｓが用いられる高負荷時には、燃焼室１０
内にスワール流およびタンブル流がミックスされたいわ
ゆる斜めスワール流を容易に生成することができ、これ
により燃焼性能の一層の向上を図ることができる。

【００３７】また、上記実施例においては、燃焼室１０
の中央部に点火プラグ４０が設けられている場合につい
て説明したが、燃焼室１０の周縁部に点火プラグ４０が
設けられている場合には、第１開閉弁３０ｐの切欠き２
８を該第１開閉弁の第２吸気通路１８ｓ側部分に形成す
るようにすれば、この切欠き２８を通過した吸気は燃焼
室１０の中央部を高速で流れることとなり、燃焼室１０
の周縁部における吸気流速すなわち点火プラグ４０まわ
りの吸気流速は比較的小さなものとなる。したがって、
この場合にも、点火プラグ４０まわりの吸気流速を小さ
くするとともにそれ以外の部分の吸気流速を大きくする
ことができ、これにより、火炎核の吹消しを生ずること
なく燃焼性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施例を
示す構成概要図であり、エンジンの低負荷時における吸
気装置の作動状態を示す図

【図２】図１と同様の図であって、エンジンの中負荷時
における吸気装置の作動状態を示す図

【図３】図１と同様の図であって、エンジンの高負荷時
における吸気装置の作動状態を示す図

【図４】図１と同様の図であって、エンジンの中負荷加
速時における吸気装置の作動状態を示す図

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図

【図６】上記実施例のインサートプレートを示す図

【図７】上記実施例のインサートプレートの他の例を示
す図

【図８】本発明に係るエンジンの吸気装置の他の実施例
を示す、図５と同様の図

【符号の説明】

１０ 燃焼室 １２ 吸気装置 １４ エンジン １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 気筒 １８ｐ 第１吸気通路 １８ｓ 第２吸気通路 ２０ｐ 第１吸気弁 ２０ｓ 第２吸気弁 ２８ 切欠き ３０ｐ 第１開閉弁 ３０ｓ 第２開閉弁 ３２ｐ 第１燃料インジェクタ ３２ｓ 第２燃料インジェクタ ３４ インサートプレート ４０ 点火プラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/00 Ｃ 9248−3Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室に略平行して連通する第１および
   第２吸気通路が設けられるとともに前記燃焼室の中央部
   に点火プラグが設けられたエンジンの吸気装置におい
   て、 前記第１吸気通路に、切欠きが形成された第１開閉弁が
   設けられるとともに、前記第２吸気通路に、切欠きが形
   成されていない第２開閉弁が設けられ、 前記第１開閉弁の切欠きが、該第１開閉弁の第２吸気通
   路とは反対側部分に形成されている、ことを特徴とする
   エンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 燃焼室に略平行して連通する第１および
   第２吸気通路が設けられるとともに前記燃焼室の周縁部
   に点火プラグが設けられたエンジンの吸気装置におい
   て、 前記第１吸気通路に、切欠きが形成された第１開閉弁が
   設けられるとともに、前記第２吸気通路に、切欠きが形
   成されていない第２開閉弁が設けられ、 前記第１開閉弁の切欠きが、該第１開閉弁の第２吸気通
   路側部分に形成されている、ことを特徴とするエンジン
   の吸気装置。
3. 【請求項３】 前記各気筒において、前記第２吸気通路
   の燃焼室への連通部分が、前記第１吸気通路の燃焼室へ
   の連通部分よりも下方を向くように形成されていること
   を特徴とする、請求項１または２記載のエンジンの吸気
   装置。