JPH06200764A - 過給希薄燃焼システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 過給機付の内燃機関において、部分負荷運転
の吸気行程の後半時に、吸気バイパス通路から吸気を供
給するとともにインダクションエア通路から吸気ポート
に加圧空気を供給し、加圧空気によって燃焼室で渦流を
積極的に生成させ、希薄燃焼を効果的に果すとともに、
高負荷運転時には高出力を確保すること。 【構成】 一端側が過給機３６上流側の吸気通路２４−
１に連通し、他端側が過給機３６下流側の吸気通路２４
−３に連通する吸気バイパス通路６６に部分負荷運転時
に開動作される第１開閉弁６８を設け、吸気バイパス通
路６６の他端側が連通する箇所よりも上流側の吸気通路
２４−３に部分負荷運転時に閉動作される第２開閉弁７
０を設け、過給機３６と第２開閉弁７０間の吸気通路に
一端側が連通し、他端側が吸気ポート１４に連通するイ
ンダクションエア通路７２には吸気行程の後半時に加圧
空気を吸気ポート側に供給するインダクションエア調整
弁７４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は過給希薄燃焼システム
に係り、特に過給機付の内燃機関において部分負荷時に
希薄燃焼を積極的に実施するとともに高負荷時には高出
力を担保し得る過給希薄燃焼システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の内燃機関においては、燃焼室にス
ワールやタンブル（縦渦）を生成し、希薄燃焼を行う希
薄燃焼システムがある。このスワールやタンブルの生成
は、例えば、吸気ポートの形状を変更することや、吸気
慣性を利用する等により吸気の流れを制御して行ってい
る。

【０００３】このように吸気の流れを制御する吸気装置
としては、例えば、特開昭６４−３５０１５号公報に開
示されている。この公報に記載のものは、加速検出手段
によってエンジンが所定の加速状態にあることを検出し
た時に、過給圧補正手段によって過給圧制御手段の過給
圧制御目標値を通常時の目標値よりも大幅に高く設定
し、過給圧がノッキング限界過給圧を超えて大幅に高め
られるとともに、スワール制御手段によってスワール生
成手段がスワールを生成するように制御され、燃焼室に
スワールを生成し、燃焼室内の混合気の乱れを大きく
し、着火燃焼時の火炎伝播速度を大きくし、これによ
り、ノッキングの発生を防止することにある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、希薄燃焼シ
ステムを備えた内燃機関においては、吸気が自然に吸入
供給されるものが多く、吸気の流れにスワールやタンブ
ルを強力に生成することが難かしい場合がある。このた
め、例えば、過給機付の内燃機関では、低・中負荷運転
時である部分負荷運転時に、スワールやタンブルが効率
良く生成されず、よって、燃焼領域が小さくなって希薄
燃焼を効果的に果し得ないという不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、吸気通路途中に過給機を
設けた内燃機関において、前記過給機上流側の前記吸気
通路に吸気バイパス通路の一端側を連通するともにこの
吸気バイパス通路の他端側を前記過給機下流側の前記吸
気通路に連通して設け、前記吸気バイパス通路に前記内
燃機関の部分負荷運転時に開動作される第１開閉弁を設
け、前記吸気バイパス通路の他端側が連通する箇所より
も上流側の前記吸気通路に前記内燃機関の部分負荷運転
時に閉動作される第２開閉弁を設け、前記過給機と前記
第２開閉弁間の前記吸気通路にインダクションエア通路
の一端側を連通して設け、このインダクションエア通路
の他端側を吸気ポートに連通して設け、このインダクシ
ョンエア通路には前記内燃機関の吸気行程の後半時に加
圧空気を前記吸気ポート側に供給するインダクションエ
ア調整弁を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明のシステムによれば、内燃機関の部分
負荷運転で吸気行程の後半時に、内燃機関には吸気バイ
パス通路から吸気が供給されるとともにインダクション
エア通路から吸気ポートに加圧空気が供給されるので、
この加圧空気によって燃焼室でタンブルが積極的に生成
され、希薄燃焼を効果的に果すことができる。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜３は、この発明の実施例
を示すものである。図１において、２は内燃機関、４は
シリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダ
ヘッドカバー、１０はピストン、１２は燃焼室、１４は
吸気にスワールを生じさせるヘリカリ状の吸気ポート、
１６は吸気弁、１８は排気ポート、２０は排気弁、２２
は吸気マニホルド、２４は吸気通路、２６サージタン
ク、２８はスロットルボディ、３０は絞り弁、３２はイ
ンタクーラ、３４は過給機、３６はコンプレッサ、３８
はタービン、４０はエアクリーナ、４２は排気マニホル
ド、そして４４は排気通路である。

【０００８】前記過給機３４においては、コンプレッサ
３６が吸気通路２４に配設されるとともに、タービン３
８が排気通路４４に配設されている。

【０００９】前記吸気通路２４は、エアクリーナ４０と
過給機３４のコンプレッサ３６間の第１吸気通路２４−
１と、このコンプレッサ３６とインタクーラ３２間の第
２吸気通路２４−２と、このインタクーラ３２とスロッ
トルボディ２８間の第３吸気通路２４−３と、このスロ
ットルボディ２８に形成された第４吸気通路２４−４
と、このスロットルボディ２８と吸気ポート１４間の吸
気マニホルド２２で形成された第５吸気通２４−５とか
らなる。

【００１０】前記吸気マニホルド２２には、吸気ポート
１４に燃料を噴射する燃料噴射弁４６が取付けられてい
る。

【００１１】前記スロットルボディ２８には、絞り弁３
０を迂回するエア通路４８を開閉して空気量を調整する
エアバルブ５０を備えたエアバルブ機構５２が組込まれ
ている。

【００１２】また、スロットルボディ２８の第４吸気通
路２４−４の絞り弁３０よりも上流側とこの第４吸気通
路２４−４の絞り弁３０よりも下流側とを連通すべく、
アイドル空気通路５４が設けられている。このアイドル
エア通路５４には、内燃機関２のアイドル運転時にアイ
ドルアップ用の空気を供給すべく作動されるＩＳＣ弁
（アイドルスピードコントロールバルブ）５６が設けら
れている。

【００１３】前記サージタンク２６には、フィルタ５８
が付設されている。このフィルタ５８には、検出圧力通
路６０の一端側が接続されている。この検出圧力通路６
０の他端側には、吸気管圧力を検出する圧力センサ６２
が設けられている。

【００１４】前記絞り弁３０には、該絞り弁３０の開度
状態を検出するスロットルセンサ６４が連絡されてい
る。

【００１５】前記コンプレッサ３６よりも上流側の第１
吸気通路２４−１途中には、吸気バイパス通路６６の一
端側が連通して設けられている。この吸気バイパス通路
６６の他端側は、第３吸気通路２４−３途中に連通して
設けられている。

【００１６】この吸気バイパス通路６６の一端側には、
該吸気バイパス通路６６を開閉する第１開閉弁６８が配
設されている。この第１開閉弁６８は、後述する制御手
段７８によって内燃機関２の低・中負荷運転時である部
分負荷運転時に開動作されるものである。

【００１７】また、この吸気バイパス通路６６の他端側
が連通された箇所よりも上流側の第３吸気通路２４−３
には、該第３吸気通路２４−３を開閉する第２開閉弁７
０が配設される。この第２開閉弁７０は、後述する制御
手段７８によって内燃機関２の部分負荷運転時に閉動作
されるものである。

【００１８】また、例えば、前記インタクーラ３２の下
流側には、インダクションエア通路７２の一端側のイン
ダクションエア入口７２ａが連通して設けられる。この
インダクションエア通路７２の他端側のインダクション
エア出口７２ｂは、吸気弁１６の直上流側の吸気ポート
１４に連通して設けられている。

【００１９】このインダクションエア通路７２の途中に
は、内燃機関２の吸気行程の後半時に該インダクション
エア通路７２を開成するインダクションエア調整弁（電
磁弁）７４が設けられる。

【００２０】また、このインダクションエア調整弁７４
よりもインタクーラ３２側のインダクションエア通路７
２には、第２吸気通路２４−２及び第３吸気通路２４−
３の加圧空気（給気）が設定圧以上の際に加圧空気を逃
がして空気圧が異常に高くなるのを防止するリリーフ弁
７６が設けられている。

【００２１】前記燃料噴射弁４６とＩＳＣ弁５６と圧力
センサ６２とスロットルセンサ６４と第１開閉弁６８と
第２開閉弁７０とインダクションエア調整弁７４とは、
制御手段７８に連絡されている。

【００２２】この制御手段７８は、各センサの信号状態
を入力し、内燃機関２の低・中負荷運転時である部分負
荷運転時に、第１開閉弁６８を開動作するとともに、第
２開閉弁７０を閉動作し、また、内燃機関２の吸気行程
の後半時に、インダクションエア調整弁７４を開動作さ
せる一方、内燃機関２の高負荷運転時には、第１開閉弁
６８を閉動作するとともに第２開閉弁７０を開動作し、
更に、内燃機関２の吸気行程の後半時以外にはインダク
ション調整弁７４を閉動作させるものである。

【００２３】次に、この実施例の作用を説明する。

【００２４】内燃機関の低・中負荷運転時である部分負
荷運転時には、図１に示す如く、制御手段７８が第１開
閉弁６８を開動作させて吸気バイパス通路６６を開成す
る一方、第２開閉弁７０を閉動作させて第３吸気通路２
４−３を閉成する。従って、内燃機関２には、吸気が過
給されない自然流で吸気バイパス通路６６側から供給さ
れる。

【００２５】また、このとき、過給機３４が作動してお
り、コンプレッサ３６と第２開閉弁７０間の第２吸気通
路２４−２及び第３吸気通路２４−３には、加圧空気
（給気）が充填されている。

【００２６】そして、内燃機関２の吸気行程の後半にな
ると、制御手段７８がインダクションエア調整弁７４を
開動作してインダクションエア通路７２が開成されるの
で、加圧空気がインダクションエア通路７２から吸気弁
１６上流側のヘリカリ状の吸気ポート１４に供給され、
つまり、吸気弁１６が閉じる直前に高圧のインダクショ
ンエアを供給し、よって、燃焼室１２においてヘリカリ
状の吸気ポート１４によって生成されたスワールにイン
ダクションエア出口７２ｂからの加圧空気のタンブラ
（縦渦）が突き当り、これにより、燃焼室１２におい
て、強力な斜めの渦流が生成され（図１、３参照）、燃
焼領域が大となり、もって、希薄燃焼を効果的に果さし
める。

【００２７】また、このとき、第２吸気通路２４−２及
び第３吸気通路２４−３の加圧空気の圧力が設定値以上
になった場合には、リリーフ弁７６が作動して、空気圧
を設定値以下にさせる。

【００２８】また、内燃機関２の高負荷運転時には、図
２に示す如く、制御手段７８が第１開閉弁６８を閉動作
するとともに、第２開閉弁７０を開動作する。これによ
り、内燃機関２には、通常通り、第２吸気通路２４−２
側から加圧空気が供給される。これにより、吸気通路２
４からの過給圧によって、高出力を担保することができ
る。

【００２９】この結果、内燃機関２の部分負荷運転時
に、希薄燃焼を効果的に果さしめて燃費を向上するとと
もに、高負荷運転時には、吸気通路２４からの高い過給
によって高出力を担保させることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細な説明から明かなようにこの発
明によれば、過給機上流側の吸気通路に吸気バイパス通
路の一端側を連通するともに吸気バイパス通路の他端側
を過給機下流側の吸気通路に連通して設け、吸気バイパ
ス通路に内燃機関の部分負荷運転時に開動作される第１
開閉弁を設け、吸気バイパス通路の他端側が連通する箇
所よりも上流側の吸気通路に内燃機関の部分負荷運転時
に閉動作される第２開閉弁を設け、過給機と第２開閉弁
間の吸気通路にインダクションエア通路の一端側を連通
して設け、インダクションエア通路の他端側を吸気ポー
トに連通して設け、インダクションエア通路には内燃機
関の吸気行程の後半時に加圧空気を吸気ポート側に供給
するインダクションエア調整弁を設けたことにより、内
燃機関の部分負荷運転時の吸気行程の後半時に、内燃機
関には吸気バイパス通路から吸気が供給されるとともに
インダクションエア通路から吸気ポートに加圧空気が供
給されるので、この加圧空気によって燃焼室で強力な斜
め渦流が積極的に生成され、希薄燃焼を効果的に果し、
また、高負荷運転時には、通常に過給圧を供給して高出
力を担保し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の部分負荷運転時における過給希薄燃
焼システムの構成図である。

【図２】内燃機関の高負荷運転時における過給希薄燃焼
システムの構成図である。

【図３】内燃機関の部分負荷運転時における吸気流を説
明する概略図である。

【符号の説明】

２ 内燃機関 １２ 燃焼室 １４ 吸気ポート ６６ 吸気バイパス通路 ６８ 第１開閉弁 ７０ 第２開閉弁 ７２ インダクションエア通路 ７４ インダクションエア調整弁 ７６ リリーフ弁 ７８ 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路途中に過給機を設けた内燃機関
   において、前記過給機上流側の前記吸気通路に吸気バイ
   パス通路の一端側を連通するともにこの吸気バイパス通
   路の他端側を前記過給機下流側の前記吸気通路に連通し
   て設け、前記吸気バイパス通路に前記内燃機関の部分負
   荷運転時に開動作される第１開閉弁を設け、前記吸気バ
   イパス通路の他端側が連通する箇所よりも上流側の前記
   吸気通路に前記内燃機関の部分負荷運転時に閉動作され
   る第２開閉弁を設け、前記過給機と前記第２開閉弁間の
   前記吸気通路にインダクションエア通路の一端側を連通
   して設け、このインダクションエア通路の他端側を吸気
   ポートに連通して設け、このインダクションエア通路に
   は前記内燃機関の吸気行程の後半時に加圧空気を前記吸
   気ポート側に供給するインダクションエア調整弁を設け
   たことを特徴とする過給希薄燃焼システム。