JPH06117251A - Engine intake system - Google Patents
Engine intake systemInfo
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- JPH06117251A JPH06117251A JP4262274A JP26227492A JPH06117251A JP H06117251 A JPH06117251 A JP H06117251A JP 4262274 A JP4262274 A JP 4262274A JP 26227492 A JP26227492 A JP 26227492A JP H06117251 A JPH06117251 A JP H06117251A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高負荷時には充填効率を高めることができる
とともに均一燃焼を促進することができ、低負荷時には
成層化を促進することができるエンジンの吸気装置を提
供する。
【構成】 点火プラグ１２がシリンダ中心部に配置さ
れ、混合気形成ポート開口部がシリンダ周辺部に配置さ
れ、第１,第２吸気ポート７,８が、点火プラグ１２と混
合気形成ポート開口部とを結ぶ直線に対して、互いに線
対称な位置に配置され、これによって吸気ポート開口部
の径を大きく設定することができ、高負荷領域での充填
効率が高められる。ここで、第１,第２吸気ポート７,８
がタンブル生成ポートとされ、高負荷領域ではタンブル
によって充填効率が高められ、かつ均一燃焼が促進され
る。また、低負荷領域では両タンブル間に形成されるよ
どみ部によって成層化が促進される。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide an intake device for an engine, which can enhance the charging efficiency at the time of a high load and promote uniform combustion, and promote the stratification at a low load. [Arrangement] The ignition plug 12 is arranged in the center of the cylinder, the air-fuel mixture forming port opening is arranged in the peripheral portion of the cylinder, and the first and second intake ports 7 and 8 are formed by the spark plug 12 and the air-fuel mixture forming port opening. They are arranged at positions symmetrical to each other with respect to the straight line connecting with, and this makes it possible to set the diameter of the intake port opening to a large value and enhance the filling efficiency in the high load region. Here, the first and second intake ports 7, 8
Is used as a tumble generation port, and in the high load region, the tumble enhances the filling efficiency and promotes uniform combustion. Further, in the low load region, stratification is promoted by the stagnation portion formed between both tumbles.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine intake device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、エンジンにおいては、高負荷時
には充填効率を高めるとともに均一燃焼を促進してエン
ジン出力を高め、他方低負荷時には点火プラグまわりに
燃料を集中させて混合気を成層化し、リーンバーンによ
り燃費性能及びエミッション性能を高めるのが好まし
い。2. Description of the Related Art Generally, in an engine, when the load is high, the charging efficiency is increased and uniform combustion is promoted to increase the engine output. On the other hand, when the load is low, the fuel is concentrated around the spark plug to stratify the air-fuel mixture and lean the mixture. It is preferable to improve fuel efficiency and emission performance by burning.
【０００３】そこで、近年、充填効率を高めるために、
各気筒に夫々複数の吸気ポートを設けるといった手法が
多用されている。また、燃焼室内での燃料の分散を促進
して均一燃焼を促進するため、燃焼室内にタンブル(縦
渦)を生成するといった手法も多用されている。そし
て、さらにエンジン出力を高めるために、各気筒に夫々
複数の気筒を設けるとともに、燃焼室内にタンブルを生
成させるようにしたエンジンの吸気装置が提案されてい
る(例えば、実開平２−２０７２９号公報参照)。なお、
実開平２−２０７２９号公報に開示されたエンジンの吸
気装置では、各気筒に夫々３つづつ吸気ポートが設けら
れている。Therefore, in recent years, in order to improve the filling efficiency,
A technique of providing a plurality of intake ports in each cylinder is widely used. Further, in order to promote the dispersion of fuel in the combustion chamber to promote uniform combustion, a technique of generating tumble (vertical vortex) in the combustion chamber is also widely used. Then, in order to further increase the engine output, a plurality of cylinders are provided in each cylinder, and an engine intake device is proposed in which tumble is generated in the combustion chamber (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 20729/1990). reference). In addition,
In the intake device for an engine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-20729, each cylinder is provided with three intake ports.
【０００４】他方、低負荷時に混合気の成層化を図るた
め、燃料噴射弁を点火プラグに向けて配置したエンジン
が提案されているが、かかるエンジンにおいては燃料噴
射弁から燃料がかなりの勢いで噴射されるため、燃料が
点火プラグ付近を突き抜けてしまい、有効に混合気の成
層化を図ることができないといった問題がある。On the other hand, in order to stratify the air-fuel mixture when the load is low, an engine in which the fuel injection valve is arranged facing the ignition plug has been proposed. In such an engine, however, the fuel is considerably energized from the fuel injection valve. Since the fuel is injected, the fuel penetrates the vicinity of the spark plug, and there is a problem that the mixture cannot be effectively stratified.
【０００５】これを改善するため、加圧ガス供給手段か
ら供給される加圧ガスと、燃料噴射弁から噴射される燃
料とを混合して混合気を形成する混合気形成ポートと、
吸気行程後半から圧縮行程前半にかけて所定期間だけ混
合気形成ポートを燃焼室内に開かせるタイミング弁とを
設け、上記所定期間に混合気形成ポートから燃焼室に流
入する勢いの弱い混合気によって、点火プラグまわりに
混合気を集中させて成層化を促進するようにしたエンジ
ンの吸気装置が提案されている(例えば、実開昭６２−
１８３３５号公報参照)。In order to improve this, an air-fuel mixture forming port for forming an air-fuel mixture by mixing the pressurized gas supplied from the pressurized gas supply means with the fuel injected from the fuel injection valve,
A timing valve that opens the mixture forming port into the combustion chamber for a predetermined period from the latter half of the intake stroke to the first half of the compression stroke is provided, and the ignition plug is activated by the weak mixture flowing from the mixture forming port into the combustion chamber during the predetermined period. An intake system for an engine has been proposed in which an air-fuel mixture is concentrated around the air-fuel mixture to promote stratification (see, for example, Jikkai 62-
18335 gazette).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そして、かかる混合気
形成ポートを備えたエンジンの吸気装置において、成層
化を有効に促進するには、混合気形成ポートを点火プラ
グ近傍で燃焼室に開口させるのが好ましい。例えば、図
９に示すように、１つの気筒１００に２つの吸気ポート
１０１,１０２と、２つの排気ポート１０３,１０４とを
設け、平面視で気筒１００の中心部付近に点火プラグ１
０５を配置したエンジンにおいては、両吸気ポート１０
１,１０２の間でシリンダボア中心部に接近させて混合
気形成ポート１０６を開口させるのが好ましい。しかし
ながら、混合気形成ポート１０６をこのように開口させ
ると、その分両吸気ポート１０１,１０２の径を小さく
せざるを得ないので、高負荷時に充填効率を十分に高め
ることができないといった問題がある。In order to effectively promote stratification in the intake system of an engine having such a mixture forming port, the mixture forming port is opened in the combustion chamber in the vicinity of the spark plug. Is preferred. For example, as shown in FIG. 9, one cylinder 100 is provided with two intake ports 101 and 102 and two exhaust ports 103 and 104, and the spark plug 1 is provided near the center of the cylinder 100 in plan view.
In the engine with 05, both intake ports 10
It is preferable to open the mixture forming port 106 by approaching the center of the cylinder bore between 1 and 102. However, if the air-fuel mixture forming port 106 is opened in this way, the diameters of both the intake ports 101 and 102 must be reduced by that amount, so that there is a problem that the charging efficiency cannot be sufficiently increased under high load. .
【０００７】そこで、例えば図１０に示すように、混合
気形成ポート１０６'をシリンダボア周辺部に配置し
て、両吸気ポート１０１',１０２'の径を大きくし、高
負荷時に充填効率を高められるようにしたエンジンが提
案されている。なお、前記の実開昭６２−１８３３５号
公報に開示されたエンジンでは、混合気形成ポートがシ
リンダボア周辺部で燃焼室に開口されている。しかしな
がら、混合気形成ポート１０６'をこのように開口させ
ると、混合気形成ポート１０６'から燃焼室内に流入す
る混合気は、両吸気ポート１０１',１０２'から燃焼室
に流入するエアによって分散させられてしまい、点火プ
ラグ１０５まわりに混合気を集めることができなくなる
といった問題がある。Therefore, for example, as shown in FIG. 10, the mixture forming port 106 'is arranged in the peripheral portion of the cylinder bore to increase the diameters of both the intake ports 101' and 102 ', so that the charging efficiency can be improved under high load. An engine that does this is proposed. In the engine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-18335, the air-fuel mixture forming port is opened to the combustion chamber in the peripheral portion of the cylinder bore. However, when the air-fuel mixture forming port 106 'is opened in this way, the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber from the air-fuel mixture forming port 106' is dispersed by the air flowing into the combustion chamber from both intake ports 101 'and 102'. Therefore, there is a problem that the air-fuel mixture cannot be collected around the spark plug 105.
【０００８】とくに、高負荷時にエンジン出力を高める
ため、吸気ポートがタンブル生成ポートとされている場
合は、混合気形成ポートから燃焼室内に流入した混合気
がタンブルによって分散させられてしまうといった問題
がある。In particular, when the intake port is a tumble generation port in order to increase the engine output under high load, there is a problem that the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber from the air-fuel mixture forming port is dispersed by the tumble. is there.
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、高負荷時には充填効率を高
めることができるとともに均一燃焼を促進することがで
き、低負荷時には成層化を促進す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。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to enhance the charging efficiency at the time of high load and promote uniform combustion, and stratify at the time of low load. An object is to provide an intake system for an engine that can be promoted.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第１の発明は、各気筒に夫々、燃焼室にエアを供給
する２つの吸気ポートと、ガス供給手段から供給される
ガスと燃料噴射弁から噴射される燃料とで混合気を形成
する混合気形成ポートと、上記混合気形成ポートを吸気
行程の後段で燃焼室に開かせるタイミング弁とが設けら
れたエンジンの吸気装置において、点火プラグがシリン
ダボア中心部付近に配置される一方、混合気形成ポート
の燃焼室への開口部がシリンダボア周辺部に配置され、
２つの吸気ポートが夫々、平面視で点火プラグと上記開
口部とを結ぶ直線に対して互いにほぼ線対称となる位置
に配置され、その少なくとも一方の吸気ポートが、上記
開口部側から点火プラグ側に向かうタンブル流を生成さ
せるタンブルポートとされていることを特徴とするエン
ジンの吸気装置を提供する。In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to provide two intake ports for supplying air to the combustion chamber to each cylinder, and gas and fuel supplied from the gas supply means. In an intake device of an engine provided with a mixture forming port for forming a mixture with fuel injected from an injection valve and a timing valve for opening the mixture forming port to a combustion chamber in a latter stage of an intake stroke, ignition is performed. While the plug is arranged near the center of the cylinder bore, the opening of the mixture forming port to the combustion chamber is arranged around the cylinder bore,
The two intake ports are respectively arranged at positions substantially line-symmetrical to each other with respect to a straight line connecting the spark plug and the opening in a plan view, and at least one of the intake ports is arranged from the opening side to the spark plug side. Provided is an intake system for an engine, which is a tumble port for generating a tumble flow directed to.
【００１１】第２の発明は、第１の発明にかかるエンジ
ンの吸気装置において、２つの吸気ポートが、ともに上
記開口部側から点火プラグ側に向かうタンブル流を生成
させるタンブルポートとされていることを特徴とするエ
ンジンの吸気装置を提供する。According to a second aspect of the invention, in the engine intake system according to the first aspect, both of the two intake ports are tumble ports that generate a tumble flow from the opening side toward the ignition plug side. An engine intake device is provided.
【００１２】第３の発明は、第２の発明にかかるエンジ
ンの吸気装置において、両吸気ポートに夫々、スロット
ル開度が小さいときにはタンブル比を高めるようにエア
の流れを制御するタンブル比制御手段が設けられている
ことを特徴とするエンジンの吸気装置を提供する。According to a third aspect of the invention, in the engine intake system according to the second aspect of the invention, tumble ratio control means for controlling the air flow so as to increase the tumble ratio at both intake ports when the throttle opening is small is provided. Provided is an intake device for an engine, which is provided.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図１に示すように、エンジンＣＥにおいては、シリンダ
ブロック１内にシリンダ２(シリンダボア)が形成され、
このシリンダ２内にはピストン３が嵌入されている。そ
して、シリンダブロック１の上端部にはシリンダヘッド
４が締結されている。ここで、シリンダヘッド４の下面
と、シリンダ２の内周面と、ピストン３の上端面とによ
って燃焼室５が画成されている。EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below.
As shown in FIG. 1, in the engine CE, a cylinder 2 (cylinder bore) is formed in the cylinder block 1.
A piston 3 is fitted in the cylinder 2. A cylinder head 4 is fastened to the upper end of the cylinder block 1. Here, the lower surface of the cylinder head 4, the inner peripheral surface of the cylinder 2, and the upper end surface of the piston 3 define a combustion chamber 5.
【００１４】燃焼室５の天井面(シリンダヘッド下面)に
は、第１,第２吸気ポート７,８と、第１,第２排気ポー
ト９,１０と、混合気形成ポート１１とが開口してい
る。また、燃焼室５の天井面の中心部付近には点火プラ
グ１２が配設されている。そして、第１,第２吸気ポー
ト７,８は、夫々、第１,第２吸気弁１３,１４によって
所定のタイミングで開閉されるようになっている(例え
ば、クランク角上死点前１３°〜下死点後４３°で開
弁)。第１,第２排気ポート９,１０は、夫々、第１,第２
排気弁１５,１６によって所定のタイミングで開閉され
るようになっている。なお、第１,第２吸気弁１３,１４
及び第１,第２排気弁１５,１６は、図示していないカム
シャフト、カム、ＨＬＡ等からなる動弁機構によって作
動させられるようになっている。First and second intake ports 7 and 8, first and second exhaust ports 9 and 10, and a mixture forming port 11 are opened on the ceiling surface of the combustion chamber 5 (lower surface of the cylinder head). ing. An ignition plug 12 is arranged near the center of the ceiling surface of the combustion chamber 5. The first and second intake ports 7 and 8 are opened and closed at predetermined timings by the first and second intake valves 13 and 14, respectively (for example, 13 ° before the crank angle top dead center). ~ Open valve at 43 ° after bottom dead center). The first and second exhaust ports 9 and 10 are respectively the first and second exhaust ports.
The exhaust valves 15 and 16 open and close at a predetermined timing. Incidentally, the first and second intake valves 13, 14
The first and second exhaust valves 15 and 16 are operated by a valve operating mechanism (not shown) including a cam shaft, a cam, an HLA and the like.
【００１５】以下、図４及び図５を参照しつつ、第１,
第２吸気ポート７,８の燃焼室５への開口部(以下、これ
を第１,第２吸気ポート開口部という)、第１,第２排気
ポート９,１０の燃焼室５への開口部(以下、これを第
１,第２排気ポート開口部という)、混合気形成ポート１
１の燃焼室５への開口部(以下、これを混合気形成ポー
ト開口部という)及び点火プラグ１２の配置について説
明する。 a) 点火プラグ１２はシリンダ２(シリンダボア)の中心
部より若干排気側(図５では右側)に偏った位置(ほぼシ
リンダボア中心部)に配置されている。 b) 混合気形成ポート開口部はシリンダ２の吸気側(図５
では左側)の周辺部に配置されている。 c) 第１吸気ポート開口部と第２吸気ポート開口部と
は、点火プラグ１２と混合気形成ポート開口部とを結ぶ
直線Ｌに対して互いに線対称となるようにして、シリン
ダ２の吸気側半部に配置されている。 d) 第１排気ポート開口部と第２排気ポート開口部と
は、直線Ｌに対して互いに線対称となるようにして、シ
リンダ２の排気側半部に配置されている。Hereinafter, referring to FIGS. 4 and 5, the first,
Openings of the second intake ports 7 and 8 to the combustion chamber 5 (hereinafter referred to as first and second intake port openings), and openings of the first and second exhaust ports 9 and 10 to the combustion chamber 5. (Hereinafter, this is referred to as the first and second exhaust port openings), mixture forming port 1
The arrangement of the opening of the first combustion chamber 5 (hereinafter referred to as the mixture forming port opening) and the ignition plug 12 will be described. a) The spark plug 12 is arranged at a position (generally at the center of the cylinder bore) slightly deviated to the exhaust side (right side in FIG. 5) from the center of the cylinder 2 (cylinder bore). b) The mixture forming port opening is on the intake side of the cylinder 2 (see FIG. 5).
Is located on the left side). c) The first intake port opening and the second intake port opening are line-symmetric with respect to a straight line L connecting the spark plug 12 and the mixture forming port opening, and the intake side of the cylinder 2 is provided. It is located in half. d) The first exhaust port opening and the second exhaust port opening are arranged in the exhaust side half of the cylinder 2 so as to be line-symmetric with respect to the straight line L.
【００１６】かかる配置によれば、混合気形成ポート開
口部が、シリンダ２の周辺部に配置されているので、第
１,第２吸気ポート開口部の径を大きく設定することが
できる。このため、高負荷時において燃焼室５に十分な
エアを供給して充填効率を高めることができ、エンジン
出力を高めることができる。なお、混合気形成ポートを
備えた従来の吸気装置では、このように混合気形成ポー
ト開口部をシリンダ周辺部に配置すると低負荷時に燃焼
室５内を十分に成層化することができないといった問題
が生じるが、本実施例では後で説明するとおり、タンブ
ル間に生じるよどみ部Ｈ1の作用によって、混合気形成
ポート１１から燃焼室５内に流入した混合気が点火プラ
グ１２まわりに集まり、成層化が促進されるようになっ
ている。According to this arrangement, since the air-fuel mixture forming port openings are arranged in the peripheral portion of the cylinder 2, the diameters of the first and second intake port openings can be set large. Therefore, when the load is high, sufficient air can be supplied to the combustion chamber 5 to improve the charging efficiency and the engine output. In addition, in the conventional intake device having the air-fuel mixture forming port, when the air-fuel mixture forming port opening is arranged in the peripheral portion of the cylinder as described above, there is a problem that the interior of the combustion chamber 5 cannot be sufficiently stratified at a low load. In the present embodiment, as will be described later, due to the action of the stagnation portion H 1 generated between the tumbles, the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 5 from the air-fuel mixture forming port 11 gathers around the ignition plug 12 and stratifies. Is being promoted.
【００１７】再び図１に示すように、混合気形成ポート
１１に対しては、これを吸気行程後段ないし圧縮行程前
段で所定期間だけ燃焼室５に開かせるタイミング弁１７
が設けられている。ここで、混合気形成ポート１１は、
第１,第２吸気ポート７,８よりも遅れて開閉されるよう
になっている(図７参照)。また、混合気形成ポート１１
内に燃料を噴射する燃料噴射弁１８が設けられている。As shown in FIG. 1 again, with respect to the air-fuel mixture forming port 11, a timing valve 17 for opening the air-fuel mixture forming port 11 into the combustion chamber 5 for a predetermined period in the latter stage of the intake stroke or the former stage of the compression stroke.
Is provided. Here, the mixture forming port 11 is
It opens and closes later than the first and second intake ports 7 and 8 (see FIG. 7). Also, the mixture forming port 11
A fuel injection valve 18 for injecting fuel is provided inside.
【００１８】ここで、混合気形成ポート１１は、基本的
には低負荷領域において、燃焼室５の中心部付近(点火
プラグ１２付近)に比較的リッチな混合気を形成し、燃
焼室５内を成層化するために設けられている。ここで、
混合気形成ポート１１へは、図示していない加圧ガス供
給手段から加圧ガス(例えば、加圧エア)が供給される一
方、タイミング弁１７が開かれる前に燃料噴射弁１８か
ら加圧ガス中に燃料が噴射され、混合気形成ポート１１
内に比較的圧力の高い混合気が生成される。そして、吸
気行程後段ないし圧縮行程前段でタイミング弁１７が開
かれると、混合気形成ポート１１内の混合気が燃焼室５
内に流入し、後で説明するタンブル間のよどみ部に案内
されて、ちょうど燃焼室中心部付近すなわち点火プラグ
１２付近に集まり、このため燃焼室５内が成層化され
る。これによって、低負荷時には非常にリーン領域でリ
ーンバーンが行われ、燃費性能及びエミッション性能が
高められる。The mixture forming port 11 basically forms a relatively rich mixture near the center of the combustion chamber 5 (near the ignition plug 12) in the low load region, and Is provided for stratification. here,
Pressurized gas (for example, pressurized air) is supplied to the mixture forming port 11 from a pressurized gas supply unit (not shown), while the pressurized gas is supplied from the fuel injection valve 18 before the timing valve 17 is opened. Fuel is injected into the mixture forming port 11
A relatively high pressure air-fuel mixture is generated therein. Then, when the timing valve 17 is opened in the latter stage of the intake stroke or the former stage of the compression stroke, the air-fuel mixture in the air-fuel mixture forming port 11 is discharged into the combustion chamber
It flows into the inside and is guided to the stagnation part between the tumbles, which will be described later, and gathers just near the center of the combustion chamber, that is, near the spark plug 12, so that the inside of the combustion chamber 5 is stratified. As a result, lean burn is performed in a very lean region when the load is low, and fuel efficiency and emission performance are improved.
【００１９】ところで、第１,第２吸気ポート７,８は、
いずれも燃焼室５内にタンブル(縦渦ないしシリンダ軸
方向渦流)を生成するタンブル生成ポートとされてい
る。ここで、第１,第２吸気ポート７,８によって生成さ
れるタンブルは立面視では概ね矢印Ｙ1のような流れと
なる。そして、第１,第２吸気ポート７,８によって生成
されるタンブルは、平面視では夫々、対向する第１,第
２排気ポート９,１０に向かってほぼ直線的に並行して
進むような流れとなる。換言すれば、混合気形成ポート
開口部から点火プラグ８方向に進むような流れとなる
(図５参照)。かかるタンブルによって、高負荷時には燃
焼室５内の均一燃焼が促進され、エンジン出力が高めら
れる。By the way, the first and second intake ports 7 and 8 are
Both are tumble generation ports that generate tumble (longitudinal vortex or cylinder axial vortex) in the combustion chamber 5. Here, the tumble generated by the first and second intake ports 7 and 8 has a flow as indicated by an arrow Y 1 in a plan view. Then, the tumbles generated by the first and second intake ports 7 and 8 flow so as to proceed substantially linearly in parallel toward the opposing first and second exhaust ports 9 and 10 in plan view. Becomes In other words, the flow proceeds from the air-fuel mixture forming port opening toward the spark plug 8.
(See Figure 5). By such tumble, uniform combustion in the combustion chamber 5 is promoted at the time of high load, and the engine output is increased.
【００２０】図２中に、第１,第２吸気ポート７,８によ
って生成されるタンブルの立体的な流れ状態を、夫々矢
印Ｘ1,Ｘ2で示す。ここで、第１吸気ポート７によって
生成されるタンブルＸ1と第２吸気ポート８によって生
成されるタンブルＸ2との境界部には、両タンブルの相
互干渉により流れの非常に緩やかなよどみ部が形成され
る(図４,図５中のＨ1)。なお、かかるよどみ部は、タン
ブルを何ら弱めるものではなく、エンジン出力の向上に
悪影響を及ぼすものではない。なお、第１,第２吸気ポ
ート７,８を図６のように配置した場合は、Ｈ3の部分に
よどみ部が形成される。In FIG. 2, the three-dimensional flow states of the tumbles generated by the first and second intake ports 7 and 8 are indicated by arrows X 1 and X 2 , respectively. Here, at the boundary between the tumble X 1 generated by the first intake port 7 and the tumble X 2 generated by the second intake port 8, there is a very gentle stagnation part of the flow due to mutual interference of both tumbles. Formed (H 1 in FIGS. 4 and 5). The stagnation portion does not weaken the tumble and does not adversely affect the improvement of the engine output. When the first and second intake ports 7 and 8 are arranged as shown in FIG. 6, a stagnation portion is formed at the portion of H 3 .
【００２１】そして、このよどみ部は、混合気形成ポー
ト１１から燃焼室５内に流入する混合気を点火プラグ１
２まわりに集中させる。すなわち、よどみ部ではエアの
乱れあるいは流れが非常に緩やかので、混合気形成ポー
ト１１から燃焼室５に流入した混合気は、図２中のＺで
示すように、タンブルによって分散させられることな
く、よどみ部に沿って燃焼室周辺部(シリンダ周辺部)か
ら点火プラグ１２付近にまで流れる。このため、第１,
第２吸気ポート７,８がタンブル生成ポートとされ、か
つ混合気形成ポート１１がシリンダ周辺部で燃焼室５に
開口しているのにもかかわらず、成層化が促進されるこ
とになる。The stagnation portion causes the air-fuel mixture flowing from the air-fuel mixture forming port 11 into the combustion chamber 5 to ignite the spark plug 1.
Concentrate around 2. That is, since the turbulence or flow of air is very gentle in the stagnation part, the air-fuel mixture that has flowed into the combustion chamber 5 from the air-fuel mixture forming port 11 is not dispersed by the tumble, as indicated by Z in FIG. It flows along the stagnation portion from the combustion chamber peripheral portion (cylinder peripheral portion) to the vicinity of the spark plug 12. Therefore, the first
Despite the fact that the second intake ports 7 and 8 are tumble generation ports and the mixture forming port 11 is open to the combustion chamber 5 in the peripheral portion of the cylinder, stratification is promoted.
【００２２】また、図３に示すように、第１吸気ポート
７には、タンブル比を制御するためのフラップ２１が設
けられている。このフラップ２１は回転軸２２まわりに
両矢印Ｂ1〜Ｂ2のように回動できるとともに任意の位置
で固定できるようになっている。なお、フラップ２１の
回動及び固定は油圧機構２３によって行われる。ここ
で、フラップ２１はＢ1側に回動すればするほど第１吸
気ポート７の通路断面を絞ってタンブル比を高める(タ
ンブルを強める)ようになっている。なお、フラップ２
１を最もＢ1側に位置させたときのエアの流れは矢印Ａ
のようになる。図示していないが、第２吸気ポート８に
も、同様のフラップが設けられている。なお、フラップ
２１は、特許請求の範囲に記載された「タンブル比制御
手段」に相当する。Further, as shown in FIG. 3, the first intake port 7 is provided with a flap 21 for controlling the tumble ratio. The flap 21 can be rotated around a rotation shaft 22 as shown by double-headed arrows B 1 to B 2 and can be fixed at an arbitrary position. The flap 21 is rotated and fixed by a hydraulic mechanism 23. Here, as the flap 21 is rotated toward the B 1 side, the passage cross section of the first intake port 7 is narrowed to increase the tumble ratio (increase the tumble). In addition, flap 2
The air flow when 1 is positioned closest to B 1 is indicated by arrow A
become that way. Although not shown, the second intake port 8 is also provided with a similar flap. The flap 21 corresponds to "tumble ratio control means" described in the claims.
【００２３】このように、フラップ２１を設けるのは、
低負荷時にタンブルの生成を促進するためである。すな
わち、低負荷領域ではエアの流量が少ないので、十分な
タンブル比が得られない。したがって、このままでは十
分なよどみ部が形成されず、成層化が十分には行われな
いおそれがある。そこで、低負荷領域ではフラップ２１
をＢ1側にセットしてタンブル比を高め、第１,第２吸気
ポート７,８でのタンブルの生成を強めて両タンブル間
に十分なよどみ部を形成させ、成層化を促進するように
している。高負荷領域では、エアの流量が多く、もとも
と十分なタンブルを生成できる状態にあるので、フラッ
プ２１をＢ2側にセットして、通気抵抗が生じないよう
にしている。In this way, the flap 21 is provided as follows.
This is to promote the generation of tumble when the load is low. That is, since the flow rate of air is low in the low load region, a sufficient tumble ratio cannot be obtained. Therefore, if it is left as it is, a sufficient stagnation portion may not be formed, and the stratification may not be sufficiently performed. Therefore, in the low load region, the flap 21
Is set to the B 1 side to increase the tumble ratio, strengthen the generation of tumble at the first and second intake ports 7 and 8, and form a sufficient stagnation part between both tumbles to promote stratification. ing. In the high load region, the flow rate of air is large and a sufficient tumble can be originally generated. Therefore, the flap 21 is set on the B 2 side so that ventilation resistance does not occur.
【００２４】以下、かかるエンジンＣＥにおける混合気
の流動特性ないし燃焼特性のコントロール方法の一例を
説明する。 (１)低負荷領域 図８中の領域Ａで示すような低負荷・低回転領域では、
フラップ１が図３中のＢ1側にセットされる(フラップ・
オン)。また、このときタイミング弁１７の開弁タイミ
ングは、図７中のＧ2のように通常状態すなわち吸気弁
開弁タイミングＧ1に比べて比較的大きく遅角された状
態にある。このとき、第１,第２吸気ポート７,８でのエ
アの流量は少ないものの、フラップ２１によってタンブ
ル比が高められるので、第１,第２吸気ポート７,８では
十分に強いタンブルが生成され、両タンブル間に十分な
よどみ部が形成されて、成層化が促進され、非常にリー
ンな領域でのリーンバーンが可能となり、燃費性能及び
エミッション性能が高められる。このとき、タイミング
弁１７の開弁タイミングが比較的遅角されているので、
混合気形成ポート１１から燃焼室５内に流入した混合気
の分散が抑制され、成層化が一層促進される。An example of a method of controlling the flow characteristics or combustion characteristics of the air-fuel mixture in the engine CE will be described below. (1) Low load area In the low load / low rotation area as shown by area A in FIG.
The flap 1 is set on the B 1 side in FIG.
on). Further, at this time, the valve opening timing of the timing valve 17 is in a normal state, that is, in a state of being retarded by a relatively large amount as compared with the intake valve opening timing G 1 like G 2 in FIG. 7. At this time, although the flow rate of air in the first and second intake ports 7 and 8 is small, the tumble ratio is increased by the flap 21, so that a sufficiently strong tumble is generated in the first and second intake ports 7 and 8. , A sufficient stagnation part is formed between both tumbles, stratification is promoted, lean burn is possible in a very lean region, and fuel efficiency and emission performance are improved. At this time, since the opening timing of the timing valve 17 is relatively retarded,
Dispersion of the air-fuel mixture that has flowed into the combustion chamber 5 from the air-fuel mixture formation port 11 is suppressed, and stratification is further promoted.
【００２５】(２)高負荷領域 図８中の領域Ｂで示すような高負荷・高回転領域では、
フラップ２１が図３中のＢ2側にセットされる(フラップ
・オフ)。また、このときタイミング弁１７の開弁タイ
ミングは、図７中のＧ2'のように、低負荷領域の場合Ｇ
2に比べてＧ3だけ進角される。このとき、第１,第２吸
気ポート７,８でのエアの流量が多いので、フラップ・
オフでも十分なタンブルが生成され、かかるタンブルに
よって均一燃焼が促進される。なお、この場合フラップ
２１は何ら通気抵抗とはならず、充填効率に悪影響を与
えない。また、タイミング弁１７の開弁タイミングが進
角されているので、混合気形成ポート１７から燃焼室５
内に流入した混合気は、燃焼室５内でよく分散され、均
一燃焼が一層促進される。この場合、前記したとおり、
第１,第２吸気ポート開口部の径を大きく設定すること
ができるので、これによっても充填効率を高めることが
できる。したがって、均一燃焼の促進と充填効率の向上
とによってエンジン出力が大幅に高められる。以上、本
実施例によれば、低負荷領域では成層化が促進されて燃
費性能およびエミッション性能が高められ、高負荷領域
では、均一燃焼及び充填効率の向上によりエンジン出力
が高められる。(2) High load area In the high load / high rotation area as shown by area B in FIG.
The flap 21 is set on the B 2 side in FIG. 3 (flap off). Further, at this time, the valve opening timing of the timing valve 17 is G in the low load region as shown by G 2 'in FIG.
G 3 is advanced compared to 2 . At this time, since the flow rate of air in the first and second intake ports 7 and 8 is large, the flap
Even when it is off, sufficient tumble is generated, and such tumble promotes uniform combustion. In this case, the flap 21 does not have any ventilation resistance and does not adversely affect the filling efficiency. Further, since the valve opening timing of the timing valve 17 is advanced, the mixture forming port 17 moves to the combustion chamber 5
The air-fuel mixture that has flowed therein is well dispersed in the combustion chamber 5, and uniform combustion is further promoted. In this case, as mentioned above,
Since the diameters of the first and second intake port openings can be set to be large, the filling efficiency can be improved also by this. Therefore, the engine output is significantly increased by promoting uniform combustion and improving the charging efficiency. As described above, according to the present embodiment, stratification is promoted in the low load region to improve the fuel efficiency performance and the emission performance, and in the high load region, the uniform combustion and the improvement of the charging efficiency improve the engine output.
【００２６】[0026]
【発明の作用・効果】第１の発明によれば、混合気形成
ポートがシリンダボア周辺部で燃焼室に開口されている
ので、吸気ポートの径を大きく設定することができ、高
負荷領域で充填効率を高めることができる。また少なく
とも一方の吸気ポートがタンブル生成ポートとされるの
で、高負荷領域で充填効率が高められ、かつ均一燃焼が
促進され、エンジン出力が高められる。さらに、タンブ
ル生成ポートから燃焼室に流入するエアと他方の吸気ポ
ートから燃焼室に流入するエアの干渉により、混合気形
成ポート開口部から点火プラグ方面にかけてよどみ部が
生じ、混合気形成ポートから燃焼室に流入した混合気が
よどみ部に沿って流れて点火プラグ付近に集まるので、
低負荷領域では成層化が促進され、リーンリミットが高
められ、燃費性能が高められる。According to the first aspect of the present invention, since the air-fuel mixture forming port is opened to the combustion chamber in the peripheral portion of the cylinder bore, the diameter of the intake port can be set large and filling in the high load region can be achieved. The efficiency can be increased. Further, since at least one of the intake ports is a tumble generation port, the charging efficiency is increased in the high load region, uniform combustion is promoted, and the engine output is increased. Further, due to the interference between the air flowing into the combustion chamber from the tumble generation port and the air flowing into the combustion chamber from the other intake port, a stagnation occurs from the air-fuel mixture forming port opening toward the ignition plug, and combustion from the air-fuel mixture forming port occurs. Since the air-fuel mixture flowing into the chamber flows along the stagnation part and gathers near the spark plug,
In the low load region, stratification is promoted, lean limit is increased, and fuel efficiency is improved.
【００２７】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、両吸気ポー
トがタンブル生成ポートとされるので、高負荷領域では
強いタンブルが生成され、充填効率が一層高められる。
また、低負荷領域では、両タンブル間に非常に流れの緩
やかなよどみ部が形成されるので、成層化が一層促進さ
れる。According to the second invention, basically, the same operation and effect as those of the first invention can be obtained. Furthermore, since both intake ports are tumble generation ports, strong tumble is generated in the high load region, and the charging efficiency is further enhanced.
Further, in the low load region, a stagnation part where the flow is very gentle is formed between both tumbles, so that stratification is further promoted.
【００２８】第３の発明によれば、基本的には第２の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、エア流量の
少ない低負荷領域ではタンブル比制御手段によってタン
ブル比を高めることができるので、エア流量が少ないの
にもかかわらず２つの強いタンブルが生成され、両タン
ブル間に十分なよどみ部が形成され、低負荷領域での成
層化が大幅に促進される。According to the third invention, basically, the same operation and effect as those of the second invention can be obtained. Further, since the tumble ratio control means can increase the tumble ratio in the low load region where the air flow rate is small, two strong tumbles are generated even though the air flow rate is small, and a sufficient stagnation portion is provided between both tumbles. It is formed, and the stratification in the low load region is greatly promoted.
【図１】 本発明にかかる吸気装置を備えたエンジンの
吸・排気ポートまわりの立面断面説明図である。FIG. 1 is an elevational cross-sectional explanatory view around an intake / exhaust port of an engine provided with an intake device according to the present invention.
【図２】 図１に示すエンジンの斜視説明図である。2 is a perspective explanatory view of the engine shown in FIG. 1. FIG.
【図３】 図１に示すエンジンのフラップまわりの立面
断面説明図である。FIG. 3 is an elevational cross-sectional explanatory view around a flap of the engine shown in FIG.
【図４】 図１に示すエンジンの吸気弁まわりの一部断
面立面説明図である。FIG. 4 is an elevation view of a partial cross section around an intake valve of the engine shown in FIG.
【図５】 図１に示すエンジンのシリンダの平面説明図
である。5 is an explanatory plan view of a cylinder of the engine shown in FIG. 1. FIG.
【図６】 エンジンの吸気弁まわりの斜視説明図であ
る。FIG. 6 is a perspective explanatory view around an intake valve of the engine.
【図７】 混合気形成ポートの開閉タイミングを示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing the opening / closing timing of a mixture forming port.
【図８】 フラップの開閉領域を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an opening / closing region of a flap.
【図９】 従来のエンジンのシリンダの平面説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory plan view of a cylinder of a conventional engine.
【図１０】 従来のエンジンのシリンダの平面説明図で
ある。FIG. 10 is a plan view of a conventional engine cylinder.
ＣＥ…エンジン ２…シリンダ ５…燃焼室 ７,８…第１,第２吸気ポート １１…混合気形成ポート １２…点火プラグ １７…タイミング弁 １８…燃焼噴射弁 ２１…フラップ CE ... Engine 2 ... Cylinder 5 ... Combustion chamber 7,8 ... 1st, 2nd intake port 11 ... Mixture formation port 12 ... Spark plug 17 ... Timing valve 18 ... Combustion injection valve 21 ... Flap
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田端 道彦 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Michihiko Tabata 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Motor Corporation
Claims (3)
２つの吸気ポートと、ガス供給手段から供給されるガス
と燃料噴射弁から噴射される燃料とで混合気を形成する
混合気形成ポートと、上記混合気形成ポートを吸気行程
の後段で燃焼室に開かせるタイミング弁とが設けられた
エンジンの吸気装置において、 点火プラグがシリンダボア中心部付近に配置される一
方、混合気形成ポートの燃焼室への開口部がシリンダボ
ア周辺部に配置され、 ２つの吸気ポートが夫々、平面視で点火プラグと上記開
口部とを結ぶ直線に対して互いにほぼ線対称となる位置
に配置され、その少なくとも一方の吸気ポートが、上記
開口部側から点火プラグ側に向かうタンブル流を生成さ
せるタンブルポートとされていることを特徴とするエン
ジンの吸気装置。1. An air-fuel mixture that forms an air-fuel mixture with two intake ports for supplying air to a combustion chamber in each cylinder, gas supplied from a gas supply means, and fuel injected from a fuel injection valve. In an intake system of an engine provided with a port and a timing valve that opens the mixture forming port to a combustion chamber in a latter stage of an intake stroke, a spark plug is arranged near the center of the cylinder bore, while The opening to the combustion chamber is arranged in the peripheral portion of the cylinder bore, and the two intake ports are arranged in positions substantially line-symmetric with respect to the straight line connecting the spark plug and the opening in a plan view. An intake device for an engine, wherein one intake port is a tumble port for generating a tumble flow from the opening side toward the ignition plug side.
置において、 ２つの吸気ポートが、ともに上記開口部側から点火プラ
グ側に向かうタンブル流を生成させるタンブルポートと
されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。2. The engine intake system according to claim 1, wherein the two intake ports are both tumble ports that generate a tumble flow from the opening side toward the spark plug side. Intake device for the engine.
置において、 両吸気ポートに夫々、スロットル開度が小さいときには
タンブル比を高めるようにエアの流れを制御するタンブ
ル比制御手段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。3. The engine intake system according to claim 2, wherein both intake ports are provided with tumble ratio control means for controlling the air flow so as to increase the tumble ratio when the throttle opening is small. The intake system for the engine is characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4262274A JPH06117251A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Engine intake system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4262274A JPH06117251A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Engine intake system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117251A true JPH06117251A (en) | 1994-04-26 |
Family
ID=17373523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4262274A Pending JPH06117251A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Engine intake system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117251A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604706A (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for adapting valve control times of an internal combustion engine |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4262274A patent/JPH06117251A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105604706A (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for adapting valve control times of an internal combustion engine |
| CN105604706B (en) * | 2014-11-18 | 2021-03-30 | 罗伯特·博世有限公司 | Method for adapting valve control times of an internal combustion engine |
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