JPH0653726U - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アシストエアを用いた簡単な構成で、エンジ
ン運転全域でタンブルを有効に発生して燃焼改善する。 【構成】 吸気ポート１２の内曲り部１２ａの吸気弁１
３直前にタンブルポート２０を、ポート内の吸入空気に
対向するように連通して設け、このタンブルポート２０
は通路２１を介してスロットル弁１０の近傍の２つの制
御ポート２２，２３に連通する。そして低負荷時と中負
荷以上において、それぞれアシストエアを流量制御して
タンブルポート２０から吸気ポート１２内に噴出し、ポ
ート内を通る吸入空気をポート外曲り側に偏流して、シ
リンダ３内に運転状態に見合ったタンブルを発生する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用の４サイクルガソリンエンジンにおいて、吸気の際にシリン ダ内にタンブル（縦スワール）を発生する吸気装置に関し、詳しくは、アシスト エアを用いる方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの運転領域において、特に低負荷時には吸入空気量が大幅に絞られる ことで燃焼が悪くなり、この点を改善するため一般には燃料が多目めに供給され ることで今度は燃費、エミッション、運転性能が悪化する傾向にある。そこで低 負荷時等の燃費等を改善する手段としては、吸気行程でシリンダ内に種々の旋回 流を生じ、これにより着火、燃焼時に強い乱れを伴って燃焼を促進することが有 効である。

【０００３】 ここで旋回流として、シリンダ内の円周方向に旋回する横スワールの場合は、 混合気を均一化するのには有効であるが、燃焼室内の乱れの利用が低い。一方、 シリンダ内の軸方向に旋回するタンブル（縦スワール）では、圧縮行程後半でタ ンブル崩壊する際に大きく乱れて、燃焼室内に強い乱れを生じることが期待され る。そこでエンジン運転の全域で、シリンダ内に運転状態に見合ったタンブルを 適切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に関して、例えば実開昭５９− １５６１２２号公報の先行技術がある。ここで、吸気ポートに対して副吸気通路 を、噴出吸気がシリンダの直径方向に指向して流入するように設け、更に吸気ポ ートの入口側には開閉弁を設ける。そして低負荷時には、開閉弁により吸気ポー トを閉じて副吸気通路のみにより吸気し、この噴出吸気をシリンダ内の軸方向に 旋回させて縦スワール（タンブル流）を生じることが示されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで上記先行技術のものにあっては、副吸気通路の吸気系を各別に設け、 且つ開閉弁を付加する構成であるから、構造、制御が複雑になる。また中負荷以 上の運転条件では、副吸気通路の空気量が一定のため、タンブルを充分に発生す ることができない等の問題がある。

【０００６】 本考案は、この点に鑑みてなされたもので、アシストエアを用いた簡単な構成 で、エンジン運転全域でタンブルを有効に発生して燃焼改善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、本考案は、吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にタ ンブルポートを、ポート内を通る吸入空気に対向してアシストエアを噴出して吸 入空気をポート外曲り側に偏流するように設け、このタンブルポートは通路を介 してスロットル弁近傍に設けられる制御ポートに、スロットル弁の開度に応じて アシストエアの流量を制御するように連通するものである。

【０００８】

【作用】

上記構成に基づき、エンジン運転時にタンブルポートからアシストエアが吸出 されるが、スロットル開度に応じてタンブルポートと制御ポートとの圧力差が変 化し、これにより低負荷時にはアシストエアが減少し、中負荷以上ではアシスト エアが増加するように制御される。そしてこのアシストエアが高速で吸気ポート 内に噴出することで、いずれの場合も吸気ポートを通る吸入空気が外曲り側に偏 流され、このため吸入空気は排気ポート側を経由してシリンダの軸方向に流入す る。こうして全ての運転条件においてシリンダ内にタンブルが、運転状態に対応 して生じるようになる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案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、燃焼室の略中心に点火プラ グ７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と連通する吸気ポート１２が燃焼室６ に連通される。吸気ポート１２には吸気弁１３が、弁座１４に接離して開閉する ように設置され、吸気マニホールド１１の端部にはインジェクタ１５が、吸気ポ ート１２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は、側面視略直角に屈曲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。そこでシリンダヘッド５の吸気ポート１２にタンブ ルポート２０が、曲率半径の小さい内曲り部１２ａの吸気弁１３の直前に連通し て設けられる。このタンブルポート２０はＬ字形に屈曲して、噴口２０ａをポー ト内を通る吸入空気に対向するように形成される。

【００１２】 一方、スロットル開度に応じてアシストエアを制御するため、スロットル弁近 傍に２つの制御ポート２２，２３が設けられる。即ち、２つの制御ポート２２， ２３はスロットル開度の小さい低負荷時にそれぞれスロットル弁１０の上流と下 流に位置し、中負荷以上ではいずれもスロットル弁１０の上流に位置するように 配設される。そしてタンブルポート２０が通路２１を介してそれらの２つの制御 ポート２２，２３に連通し、スロットル開度に応じて通路２１の圧力を変化する ように構成される。

【００１３】 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１３が開閉してシリンダ３内に吸気され、シリン ダ３の内部のピストン４が往復移動し、更にインジェクタ１８から所定の燃料が 噴射される。そこでアイドリング等の低負荷時には、スロットル弁１０の開度が 小さくて吸気が絞られるが、タンブルポート２０には大きい吸入負圧がかかる。 一方この場合に、スロットル弁は２つの制御ポート２２，２３の間に位置するこ とで、スロットル弁１０の上流の大気圧がその下流の負圧により減少される。こ のため通路２１とタンブルポート２０の圧力差は小さくなって、スロットル弁１ ０の上流から比較的少量の空気が吸引され、このアシストエアＢがタンブルポー ト２０の噴口２０ａから吸気ポート１２内に噴出する。

【００１４】 そこで吸気ポート１２を通る吸入空気Ａは、タンブルポート２０からのアシス トエアＢによりポート内の外曲り側に偏流され、この結果バルブ回りの流速分布 は、図２のように排気ポート側に向いたものになる。このため吸気ポート１２か らの吸入空気Ａはいずれも、そのポート形状にかかわらず略直線的に排気ポート 側を経由してシリンダ３内に流入し、これによりシリンダ３と燃焼室６の内部に おいて、図１のようにシリンダ軸方向に旋回するタンブルＣが発生する。

【００１５】 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こ とで、タンブルＣも崩れるようになる。そして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内に乱れを生じる。そこで燃焼室６の中央 の点火プラグ７により着火されると、混合気は乱れにより速い燃焼速度で燃焼す るのであり、こうして燃焼が促進される。またこの場合は、低負荷の運転条件に 見合った少量のアシストエアＢにより緩やかなタンブルＣを生じる。また、これ によりアイドル回転数の上昇等が抑制される。

【００１６】 次いでスロットル弁１０の開度が大きい中負荷以上の運転条件では、スロット ル開度に応じて吸気ポート１２からの吸入空気量が増大する。このとき２つの制 御ポート２２，２３はいずれもスロットル弁１０の上流で大気圧と等しくなるた め、タンブルポート２０との圧力差が増大し、これによりアシストエアＢの流量 も多くなる。そこで吸気ポート１２を通る多量の吸入空気Ａは、流量を増したア シストエアＢにより効果的に偏流されることになり、このため多量の吸入空気Ａ がシリンダ３内の軸方向に流れて、運転状態に見合った強いタンブルＣが発生す る。従って、この運転条件においても、上述と同様にタンブル効果により燃焼等 が促進される。

【００１７】 図３において、本考案の他の実施例について説明する。（ａ）は吸気ポート１ ２の内曲り部１２ａに２つのタンブルポート２０，２４が設けられ、各ポート２ ０，２４がそれぞれ通路２１，２５によりスロットル弁の近傍の２つの制御ポー ト２２，２３に連通して構成される。そこでこの実施例では、低負荷時に１つの 通路２１のみにより吸引し、中負荷以上では２つの通路２１，２５により吸引し て、同様にアシストエアの流量が制御される。（ｂ）はスロットル弁１０の近傍 に長孔に形成した制御ポート２６が設けられるのであり、この制御ポート２６に よっても同様に大気圧が変化される。

【００１８】 以上、本考案の実施例について説明したが、１吸気弁式エンジン以外にも同様 に適応することができるのは勿論である。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、エンジンの吸気系において、吸気ポー トの内曲り部からのアシストエアにより吸入空気を偏流してタンブルを発生する ように構成し、この場合にエンジン運転条件に応じてアシストエアの流量を制御 するので、低負荷時にはそれに見合ったタンブルを生じて燃焼改善し、アイドル 回転数の上昇を抑えることができる。また中負荷以上でも充分にタンブルを生じ て、燃焼改善することが可能になる。吸気ポートの内曲り部にタンブルポートを 設け、このタンブルポートをスロットル弁の近傍の制御ポートに連通した構成で あるから、構造が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案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。

【図２】同横断面図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

３ シリンダ １０ スロットル弁 １２ 吸気ポート １２ａ 内曲り部 １３ 吸気弁 ２０ タンブルポート ２１ 通路 ２２，２３ 制御ポート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気ポートの内曲り部の吸気弁直前にタ
   ンブルポートを、ポート内を通る吸入空気に対向してア
   シストエアを噴出して吸入空気をポート外曲り側に偏流
   するように設け、このタンブルポートは通路を介してス
   ロットル弁近傍に設けられる制御ポートに、スロットル
   弁の開度に応じてアシストエアの流量を制御するように
   連通することを特徴とするエンジンの吸気装置。