JPH06248960A - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
- Publication number
- JPH06248960A JPH06248960A JP5059718A JP5971893A JPH06248960A JP H06248960 A JPH06248960 A JP H06248960A JP 5059718 A JP5059718 A JP 5059718A JP 5971893 A JP5971893 A JP 5971893A JP H06248960 A JPH06248960 A JP H06248960A
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- JP
- Japan
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- intake
- intake air
- air
- control valve
- cylinder
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Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複吸気弁式エンジンの吸気系において、運転
条件により斜めスワールとタンブルとを選択的に発生し
て、全ての運転領域で燃費等を向上する。 【構成】 ２吸気弁式エンジンにおいて、２つの吸気ポ
ート１２，１３の内曲り部の吸気弁１５，１６の直前に
それぞれサブポート２０，２２が、ポート内を流れる吸
入空気に対向してアシストエアを噴出するように設けら
れ、これらサブポート２０，２２がスロットル弁１０の
上流側に連通される。そして一方の吸気ポート１２に制
御弁２４が設けられ、低速低負荷時には制御弁２４を閉
じてアシストエアにより偏流された吸入空気を、シリン
ダ３の片側からのみ流入して斜めスワールを発生し、中
速中負荷以上では制御弁２４を開いて偏流された吸入空
気をシリンダ３の両側から流入してタンブルを発生す
る。
条件により斜めスワールとタンブルとを選択的に発生し
て、全ての運転領域で燃費等を向上する。 【構成】 ２吸気弁式エンジンにおいて、２つの吸気ポ
ート１２，１３の内曲り部の吸気弁１５，１６の直前に
それぞれサブポート２０，２２が、ポート内を流れる吸
入空気に対向してアシストエアを噴出するように設けら
れ、これらサブポート２０，２２がスロットル弁１０の
上流側に連通される。そして一方の吸気ポート１２に制
御弁２４が設けられ、低速低負荷時には制御弁２４を閉
じてアシストエアにより偏流された吸入空気を、シリン
ダ３の片側からのみ流入して斜めスワールを発生し、中
速中負荷以上では制御弁２４を開いて偏流された吸入空
気をシリンダ３の両側から流入してタンブルを発生す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用の複吸気弁式エ
ンジンにおいて吸気の際にシリンダ内に旋回流を生成す
る吸気装置に関し、詳しくは、運転条件によりタンブル
（縦スワール）と斜めスワールを発生する方式に関す
る。
ンジンにおいて吸気の際にシリンダ内に旋回流を生成す
る吸気装置に関し、詳しくは、運転条件によりタンブル
（縦スワール）と斜めスワールを発生する方式に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの運転において燃費や出力を向
上するためには、燃焼を促進することが有効である。こ
の燃焼を促進する方法として、吸気行程でシリンダ内に
種々の旋回流を生じると、この旋回流により燃料と空気
の混合が促進したり、燃焼時に乱流を生じて効果が大き
い。ここで旋回流として、シリンダ内の軸方向に旋回す
るタンブル（縦スワール）を発生した場合は、圧縮行程
後半でタンブル崩壊する際に大きく乱れて燃焼室内に強
い乱流を生じて燃焼速度が速くなり、燃費が良くなる。
しかしエンジン運転において燃料の少ない低負荷側の領
域では、燃料と空気との混合状態も影響するため、必ず
しもタンブルが燃費に対して最適とは言えない。
上するためには、燃焼を促進することが有効である。こ
の燃焼を促進する方法として、吸気行程でシリンダ内に
種々の旋回流を生じると、この旋回流により燃料と空気
の混合が促進したり、燃焼時に乱流を生じて効果が大き
い。ここで旋回流として、シリンダ内の軸方向に旋回す
るタンブル（縦スワール）を発生した場合は、圧縮行程
後半でタンブル崩壊する際に大きく乱れて燃焼室内に強
い乱流を生じて燃焼速度が速くなり、燃費が良くなる。
しかしエンジン運転において燃料の少ない低負荷側の領
域では、燃料と空気との混合状態も影響するため、必ず
しもタンブルが燃費に対して最適とは言えない。
【０００３】ここでエンジンを理論空燃比の混合気で運
転した場合において、燃料、空気の少ない低速低負荷の
領域では、横と縦の速度成分を有する斜めスワールを発
生すると、燃料と空気の混合と乱流が共に良くなって、
燃費が最良になる。また燃料、空気の多い中速中負荷以
上の領域では、タンブルにより強い乱流を生じること
で、燃費が最良になる。従って、運転条件により斜めス
ワールとタンブルとを選択的に発生することが望まれ
る。
転した場合において、燃料、空気の少ない低速低負荷の
領域では、横と縦の速度成分を有する斜めスワールを発
生すると、燃料と空気の混合と乱流が共に良くなって、
燃費が最良になる。また燃料、空気の多い中速中負荷以
上の領域では、タンブルにより強い乱流を生じること
で、燃費が最良になる。従って、運転条件により斜めス
ワールとタンブルとを選択的に発生することが望まれ
る。
【０００４】従来、タンブルを発生するエンジンの吸気
装置としては、略直角に曲がって形成される吸気ポート
を通る吸入空気に対してサブポートのアシストエアを噴
射し、その吸入空気をポート外曲り側に偏流する。そし
て吸入空気を排気弁側を経由してシリンダに流入させ、
これによりシリンダ内の軸方向に旋回するタンブルを発
生することが提案されている。
装置としては、略直角に曲がって形成される吸気ポート
を通る吸入空気に対してサブポートのアシストエアを噴
射し、その吸入空気をポート外曲り側に偏流する。そし
て吸入空気を排気弁側を経由してシリンダに流入させ、
これによりシリンダ内の軸方向に旋回するタンブルを発
生することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術のものにあっては、サブポートからのアシストエアに
より常にタンブルを発生してエンジン運転する構成であ
るから、アイドルを含む低速低負荷の領域では、最適燃
費を得ることができない等の問題がある。
術のものにあっては、サブポートからのアシストエアに
より常にタンブルを発生してエンジン運転する構成であ
るから、アイドルを含む低速低負荷の領域では、最適燃
費を得ることができない等の問題がある。
【０００６】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、複吸気弁式エンジンの吸気系において、運転条件に
より斜めスワールとタンブルとを選択的に発生して、全
ての運転領域で燃費等を向上することを目的とする。
で、複吸気弁式エンジンの吸気系において、運転条件に
より斜めスワールとタンブルとを選択的に発生して、全
ての運転領域で燃費等を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、複
数の吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にそれぞれサブ
ポートが、ポート内を流れる吸入空気に対向してアシス
トエアを噴出するように設けられ、これらサブポートが
スロットル弁の上流側に連通され、一方の吸気ポートに
運転条件に応じて開閉する制御弁が設けられるものであ
る。
本発明は、複数の吸気弁を有するエンジンにおいて、複
数の吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にそれぞれサブ
ポートが、ポート内を流れる吸入空気に対向してアシス
トエアを噴出するように設けられ、これらサブポートが
スロットル弁の上流側に連通され、一方の吸気ポートに
運転条件に応じて開閉する制御弁が設けられるものであ
る。
【０００８】
【作用】上記構成に基づき、エンジン運転時の例えば低
速低負荷の条件において制御弁が閉じると、サブポート
のアシストエアで偏流された吸入空気が、シリンダ内の
片側から流入して横と縦の速度成分を有する斜めスワー
ルが発生する。また中速中負荷以上の条件では制御弁が
開くことで、複数の吸気ポートから吸気される。そして
複数の吸気ポートでサブポートのアシストエアで偏流さ
れた吸入空気が、シリンダ内の両側から流入すること
で、軸方向にのみ旋回するタンブルが発生する。こうし
て運転条件により斜めスワールとタンブルが発生して、
いずれも燃焼が促進され、燃費等が良好になる。
速低負荷の条件において制御弁が閉じると、サブポート
のアシストエアで偏流された吸入空気が、シリンダ内の
片側から流入して横と縦の速度成分を有する斜めスワー
ルが発生する。また中速中負荷以上の条件では制御弁が
開くことで、複数の吸気ポートから吸気される。そして
複数の吸気ポートでサブポートのアシストエアで偏流さ
れた吸入空気が、シリンダ内の両側から流入すること
で、軸方向にのみ旋回するタンブルが発生する。こうし
て運転条件により斜めスワールとタンブルが発生して、
いずれも燃焼が促進され、燃費等が良好になる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１と図２において、２吸気弁式エンジンについ
て説明する。符号１はエンジン本体であり、シリンダブ
ロック２のシリンダ３にはピストン４が往復移動可能に
挿入され、シリンダヘッド５においてシリンダ３の頂部
に燃焼室６が設けられ、燃焼室６の略中心に点火プラグ
（図示省略）が配置される。
する。図１と図２において、２吸気弁式エンジンについ
て説明する。符号１はエンジン本体であり、シリンダブ
ロック２のシリンダ３にはピストン４が往復移動可能に
挿入され、シリンダヘッド５においてシリンダ３の頂部
に燃焼室６が設けられ、燃焼室６の略中心に点火プラグ
（図示省略）が配置される。
【００１０】吸気系では、スロットル弁１０の下流の吸
気マニホールド１１がシリンダヘッド５に連結し、この
吸気マニホールド１１と連通する２つの吸気ポート１
２，１３が分岐壁１４により二叉状に分岐して燃焼室６
の片側に連通される。各吸気ポート１２，１３にはそれ
ぞれ吸気弁１５，１６が、弁座１７に接離して開閉する
ように設置される。また吸気マニホールド１１の端部に
はインジェクタ１８が、常に両吸気ポート１２，１３に
燃料噴射するように取付けられている。
気マニホールド１１がシリンダヘッド５に連結し、この
吸気マニホールド１１と連通する２つの吸気ポート１
２，１３が分岐壁１４により二叉状に分岐して燃焼室６
の片側に連通される。各吸気ポート１２，１３にはそれ
ぞれ吸気弁１５，１６が、弁座１７に接離して開閉する
ように設置される。また吸気マニホールド１１の端部に
はインジェクタ１８が、常に両吸気ポート１２，１３に
燃料噴射するように取付けられている。
【００１１】ここで吸気ポート１２，１３は、側面視略
直角に曲がって形成されているため、アシストエアによ
り吸入空気を曲率半径の大きい外曲り側に偏流させるこ
とで、タンブルを生じることが可能になる。また２つの
吸気ポート１２，１３はシリンダ３の左右に配置されて
いるので、一方からのみ吸入空気をシリンダ軸方向に流
入すると、その空気はシリンダ３内で自然に円周方向に
も旋回して、横と縦の速度成分を有する斜めスワールを
発生する。
直角に曲がって形成されているため、アシストエアによ
り吸入空気を曲率半径の大きい外曲り側に偏流させるこ
とで、タンブルを生じることが可能になる。また２つの
吸気ポート１２，１３はシリンダ３の左右に配置されて
いるので、一方からのみ吸入空気をシリンダ軸方向に流
入すると、その空気はシリンダ３内で自然に円周方向に
も旋回して、横と縦の速度成分を有する斜めスワールを
発生する。
【００１２】そこで、シリンダヘッド５の吸気ポート１
２において、曲率半径の小さい内曲り部１２ａの吸気弁
１５の上流側にサブポート２０が連通して設けられる。
このサブポート２０は、Ｌ字形に屈曲してポート内を通
る吸入空気と対向する方向に指向して形成される。そし
てサブポート２０は、通路２１を介してスロットル弁１
０の上流側に連通し、常にアシストエアを噴出すること
が可能になっている。また吸気ポート１３においても、
同様にサブポート２２が設けられ、このサブポート２２
も通路２３によりスロットル弁上流側に連通される。
２において、曲率半径の小さい内曲り部１２ａの吸気弁
１５の上流側にサブポート２０が連通して設けられる。
このサブポート２０は、Ｌ字形に屈曲してポート内を通
る吸入空気と対向する方向に指向して形成される。そし
てサブポート２０は、通路２１を介してスロットル弁１
０の上流側に連通し、常にアシストエアを噴出すること
が可能になっている。また吸気ポート１３においても、
同様にサブポート２２が設けられ、このサブポート２２
も通路２３によりスロットル弁上流側に連通される。
【００１３】一方、例えば左側の吸入ポート１２には制
御弁２４が、アクチュエータ２５により開閉するように
設けられて、可変吸気方式に構成される。制御ユニット
２７は、エンジン回転数センサ２８のエンジン回転数
と、スロットル開度センサ２９のスロットル開度が入力
し、両者により運転条件を判断してアクチュエータ２５
に開閉信号を出力する。そして図３のように、低速低負
荷の領域では制御弁２４を閉じ、中速中負荷以上の領域
では制御弁２４を開くように作動する。
御弁２４が、アクチュエータ２５により開閉するように
設けられて、可変吸気方式に構成される。制御ユニット
２７は、エンジン回転数センサ２８のエンジン回転数
と、スロットル開度センサ２９のスロットル開度が入力
し、両者により運転条件を判断してアクチュエータ２５
に開閉信号を出力する。そして図３のように、低速低負
荷の領域では制御弁２４を閉じ、中速中負荷以上の領域
では制御弁２４を開くように作動する。
【００１４】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時の吸気行程では、所定のタイミ
ングで吸気弁１５，１６が同時に開き、シリンダ３の内
部のピストン４が往復移動して吸気され、更にインジェ
クタから燃料噴射される。そこでアイドリング、低速ま
たは低負荷の運転条件では、制御ユニット２７からアク
チュエータ２５に閉信号が出力して、制御弁２４を閉じ
る。このため左側の吸気ポート１２が遮断され、右側の
吸気ポート１３のみから空気Ａがシリンダ３に吸入され
る。
る。先ずエンジン運転時の吸気行程では、所定のタイミ
ングで吸気弁１５，１６が同時に開き、シリンダ３の内
部のピストン４が往復移動して吸気され、更にインジェ
クタから燃料噴射される。そこでアイドリング、低速ま
たは低負荷の運転条件では、制御ユニット２７からアク
チュエータ２５に閉信号が出力して、制御弁２４を閉じ
る。このため左側の吸気ポート１２が遮断され、右側の
吸気ポート１３のみから空気Ａがシリンダ３に吸入され
る。
【００１５】このとき右側の吸気ポート１３では、スロ
ットル弁上流と吸気ポートとの差圧によりサブポート２
２からアシストエアＢが高速で噴出し、このアシストエ
アＢによりポート内を流れる吸入空気Ａが外曲り側に偏
流される。そしてこの偏流された吸入空気Ａが、略直線
的に排気弁側を経由してシリンダ３内の軸方向に流入す
る。このときシリンダ内では右側のみから吸気されるこ
とで、旋回流は自然に円周方向にも旋回することにな
り、こうして図４のように横と縦の速度成分を有する斜
めスワールＣが発生する。
ットル弁上流と吸気ポートとの差圧によりサブポート２
２からアシストエアＢが高速で噴出し、このアシストエ
アＢによりポート内を流れる吸入空気Ａが外曲り側に偏
流される。そしてこの偏流された吸入空気Ａが、略直線
的に排気弁側を経由してシリンダ３内の軸方向に流入す
る。このときシリンダ内では右側のみから吸気されるこ
とで、旋回流は自然に円周方向にも旋回することにな
り、こうして図４のように横と縦の速度成分を有する斜
めスワールＣが発生する。
【００１６】そこで燃料と空気が少ない低速低負荷の運
転条件では、斜めスワールＣの横方向の成分で燃料と空
気とが良好に混合される。また圧縮行程では、シリンダ
３内の混合気がピストン４の移動で圧縮されるが、斜め
スワールＣのため圧縮行程後半での消滅が少なく、燃焼
室６内に強い乱流を生じる。そこで燃焼室６の点火プラ
グ７により着火されると、混合気は強い乱流により速い
燃焼速度で燃焼して、燃焼が促進される。
転条件では、斜めスワールＣの横方向の成分で燃料と空
気とが良好に混合される。また圧縮行程では、シリンダ
３内の混合気がピストン４の移動で圧縮されるが、斜め
スワールＣのため圧縮行程後半での消滅が少なく、燃焼
室６内に強い乱流を生じる。そこで燃焼室６の点火プラ
グ７により着火されると、混合気は強い乱流により速い
燃焼速度で燃焼して、燃焼が促進される。
【００１７】中速または中負荷以上の運転条件では、制
御ユニット２７からアクチュエータ２５に開信号が出力
して制御弁２４を開く。このため２つの吸気ポート１
２，１３により多量の空気Ａが吸入され、本来の吸気状
態になる。そして２つの吸気ポート１２，１３では、い
ずれもサブポート２０，２２からアシストエアＢが噴出
して吸入空気Ａが偏流され、この吸入空気Ａがシリンダ
内の左右両側から流入して軸方向に旋回する。このため
円周方向の旋回が相互に抑制されて、図４のように軸方
向にのみ旋回する強いタンブルＤが発生する。
御ユニット２７からアクチュエータ２５に開信号が出力
して制御弁２４を開く。このため２つの吸気ポート１
２，１３により多量の空気Ａが吸入され、本来の吸気状
態になる。そして２つの吸気ポート１２，１３では、い
ずれもサブポート２０，２２からアシストエアＢが噴出
して吸入空気Ａが偏流され、この吸入空気Ａがシリンダ
内の左右両側から流入して軸方向に旋回する。このため
円周方向の旋回が相互に抑制されて、図４のように軸方
向にのみ旋回する強いタンブルＤが発生する。
【００１８】そこで圧縮行程では、シリンダ３内の混合
気がピストン４の移動で圧縮されることでタンブルＤが
崩れるが、圧縮行程後半でタンブル崩壊する際に混合気
の流れが乱れて、燃焼室６内に強い乱流を生じる。そこ
でこの場合も燃焼時に混合気は乱流により速い燃焼速度
で燃焼して、燃焼が促進される。
気がピストン４の移動で圧縮されることでタンブルＤが
崩れるが、圧縮行程後半でタンブル崩壊する際に混合気
の流れが乱れて、燃焼室６内に強い乱流を生じる。そこ
でこの場合も燃焼時に混合気は乱流により速い燃焼速度
で燃焼して、燃焼が促進される。
【００１９】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。
が、これのみに限定されない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
吸気弁式エンジンの吸気系において、低速低負荷時には
斜めスワールを発生し、中速中負荷以上ではタンブルを
発生するように構成されるので、全ての運転条件で常に
最良の乱流で運転されることになって、燃費等が向上す
る。サブポートのアシストエアによるタンブル発生を前
提にした構成であるから、斜めスワールとタンブルを適
確に発生できる。制御弁の開閉により斜めスワールまた
はタンブルに切換えるので、制御が容易である。
吸気弁式エンジンの吸気系において、低速低負荷時には
斜めスワールを発生し、中速中負荷以上ではタンブルを
発生するように構成されるので、全ての運転条件で常に
最良の乱流で運転されることになって、燃費等が向上す
る。サブポートのアシストエアによるタンブル発生を前
提にした構成であるから、斜めスワールとタンブルを適
確に発生できる。制御弁の開閉により斜めスワールまた
はタンブルに切換えるので、制御が容易である。
【図１】本発明に係るエンジンの吸気装置の実施例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】同横断面図である。
【図３】制御弁の開閉特性を示す図である。
【図４】斜めスワールとタンブルの発生状態を示す図で
ある。
ある。
１０ スロットル弁 １２，１３ 吸気ポート １２ａ 内曲り部 １５，１６ 吸気弁 ２０，２２ サブポート ２４ 制御弁
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の吸気弁を有するエンジンにおい
て、複数の吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にそれぞ
れサブポートが、ポート内を流れる吸入空気に対向して
アシストエアを噴出するように設けられ、これらサブポ
ートがスロットル弁の上流側に連通され、一方の吸気ポ
ートに運転条件に応じて開閉する制御弁が設けられるこ
とを特徴とするエンジンの吸気装置。 - 【請求項２】 制御弁は、アイドル、低速または低負荷
の場合に閉じ、中速中負荷以上の場合に開くように作動
することを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059718A JPH06248960A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059718A JPH06248960A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | エンジンの吸気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248960A true JPH06248960A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=13121269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059718A Pending JPH06248960A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06248960A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160356211A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for engine air-path reversion management |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP5059718A patent/JPH06248960A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160356211A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for engine air-path reversion management |
| CN106246335A (zh) * | 2015-06-03 | 2016-12-21 | 福特环球技术公司 | 用于发动机空气路径逆转管理的系统和方法 |
| US10018108B2 (en) * | 2015-06-03 | 2018-07-10 | Ford Global Technologies, Llc | Methods for engine air-path reversion management |
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