JPH0663832U - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多気筒エンジンで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吸気系において、各気
筒でアシストエアを効率良く噴出する。 【構成】 ４気筒エンジンの吸気ポート７ａ〜７ｄの内
曲り部２３の吸気弁直前にそれぞれタンブルポート２０
ａ〜２０ｄ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、これらタンブル
ポート２０ａ〜２０ｄが通路２１ａ〜２１ｄによりスロ
ットル弁１０の上流側に連通される。また複数のタンブ
ルポート通路２１ａ〜２１ｄにロータリ弁３１ａ〜３１
ｄが設けられ、このロータリ弁３１ａ〜３１ｄが吸気弁
８ａ〜８ｄのバルブタイミングと同期して開き、アイド
ル等の低負荷時にアシストエアを効率良く噴出するよう
に制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用の多気筒エンジンにおいて、吸気の際にアシストエアを用い て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、 多気筒への各タンブルポートに対するアシストエアの噴出制御に関する。

【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）を発生すると、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、これにより燃焼が改善されることが期 待される。

【０００３】 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に、そのポートを通る吸入空気に対向するようにタンブルポ ートを設ける。またタンブルポートは通路によりスロットル弁上流側に連通して 、吸気ポートとスロットル弁上流との差圧によりアシストエアを噴出することが 可能に構成する。そして特にアイドル等の低負荷時の吸気行程において、タンブ ルポートからアシストエアを噴出し、吸入空気をポート外曲り側に偏流して排気 ポート側を経由した状態で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。

【０００４】

【考案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、タンブルポートとスロットル弁上 流とが常に連通した状態に構成されているので、以下のような不具合がある。即 ち、タンブルポートからのアシストエアはタンブルを発生するのに必要な噴出量 を得るように設定されているので、吸気行程以外でも吸気ポートが負圧状態にあ る限りは、タンブルポートと通路とによりスロットル弁をバイパスして吸気ポー トに空気が流入される。このため特にアイドル時には、吸入空気が多くなり過ぎ てアイドル回転数の増大を招く。また多気筒エンジンでは、全ての気筒の吸気ポ ートがスロットル弁上流側に常に連通しているので、１つの気筒の吸気行程での アシストエアの供給が他の全ての気筒にも影響して、吸気ポートのポート負圧が 減少される。このため吸気行程で吸入負圧が吸気ポートにかかっても、アシスト エアを直ちに噴出することが難しい等の問題がある。

【０００５】 本考案は、この点に鑑みてなされたもので、多気筒エンジンでアシストエアに より吸入空気を偏流してタンブルを発生する吸気系において、各気筒でアシスト エアを効率良く噴出することを目的とする。

【０００６】

【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、複数の気筒の吸気ポートの内曲り部の吸 気弁直前にそれぞれタンブルポートが、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、これらタンブルポートが通路によりスロ ットル弁の上流側に連通されるエンジンの吸気装置において、複数のタンブルポ ートの各通路にバルブが、吸気弁のバルブタイミングと同期して開くように設け られるものである。

【０００７】

【作用】

上記構成に基づき、エンジン運転時には複数の気筒の吸気弁がバルブタイミン グにより開いて吸気行程になる場合にのみ、バルブが開いてアシストエアが吸気 ポートに流入するように制御され、これにより各気筒の吸気ポートは不要な空気 が流入しない所定の負圧状態に保持される。そこでアイドル等の低負荷時には、 各気筒で吸気ポートとスロットル弁上流の差圧が大きくなり、所定量のアシスト エアが迅速にタンブルポートから噴出する。そして吸気ポートを流れる吸入空気 がアシストエアにより外曲り側に偏流され、この吸入空気がシリンダの軸方向に 流入して強いタンブルが発生して燃焼が促進される。

【０００８】

【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において、４気筒エン ジンの場合について説明する。符号１はエンジン本体であり、第１ないし第４気 筒の燃焼室６ａ〜６ｄにそれぞれ吸気弁８ａ〜８ｄを有する吸気ポート７ａ〜７ ｄが連通され、各吸気ポート７ａ〜７ｄはスロットル弁１０の下流の吸気マニホ ールド１１に連通され、スロットル弁１０にはアイドル制御弁１２を有する通路 １３がバイパスして連通される。また全ての気筒の吸気ポート直前には、燃料噴 射するインジェクタ１４が配設されている。

【０００９】 一方、タンブル発生手段として、全ての気筒の吸気ポート７ａ〜７ｄにはタン ブルポート２０ａ〜２０ｄが設けられる。これらタンブルポート２０ａ〜２０ｄ は通路２１ａ〜２１ｄにより１本の通路２２に集合して連通され、この集合通路 ２２がスロットル弁１０上流側に連通して、常にアシストエアを噴出することが 可能になっている。

【００１０】 図２において、第１気筒について詳細に説明する。エンジン本体１のシリンダ 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６ａが設けられる。吸気ポート７ａは 燃焼室６ａの一方に連通し、吸気ポート７ａには吸気弁８ａが弁座９に接離して 開閉するように設けられる。

【００１１】 ここで吸気ポート７ａ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。そこでシリンダヘッド５の吸気ポート７ａにお いて、曲率半径の小さい内曲り部２３の吸気弁上流側にタンブルポート２０ａが 連通して設けられる。このタンブルポート２０ａはＬ字形に屈曲して、アシスト エアを吸入空気に対向して噴出するように形成される。

【００１２】 また、上記４つの気筒のタンブルポート通路２１ａ〜２１ｄに、アシストエア 噴出制御手段３０が設けられる。このアシストエア噴出制御手段３０は、図１に 示すように、各通路２１ａ〜２１ｄにそれぞれロータリ弁３１ａ〜３１ｄが設け られ、これら４つのロータリ弁３１ａ〜３１ｄの弁軸３５はベルトとプーリの伝 動手段３２を介してカム軸３３に連結され、カム軸３３の回転の１／２の回転で 開閉するように構成される。ロータリ弁３１ａ〜３１ｄはいずれも通路２１ａ〜 ２１ｄと連通して開く孔３４を有し、この場合の開時期が吸気弁８ａ〜８ｄがリ フトする時期と一致するように設定される。即ち、バルブタイミングが、図３の ように、＃１→＃３→＃２→＃４の場合は、４つのロータリ弁３１ａ〜３１ｄも この順序で各気筒の吸気弁８ａ〜８ｄが開く時期に同期して開くようになってい 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に４つの気筒 の吸気弁８ａ〜８ｄが、所定のタイミングで開いて吸気行程となり、このときシ 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１４か ら所定の燃料が噴射される。またカム軸３３により各気筒のロータリ弁３１ａ〜 ３１ｄが回転して、タンブルポート２０ａ〜２０ｄの通路２１ａ〜２１ｄが開閉 される。

【００１４】 即ち、第１気筒が吸気行程になると、吸気弁８ａが開く際にのみロータリ弁３ １ａも孔３４が連通して開き、これ以外の行程ではロータリ弁３１ａが閉じる。 以下同様にして、第３気筒の吸気行程ではロータリ弁３１ｃのみが、第２気筒の 吸気行程ではロータリ弁３１ｂのみが、第４気筒の吸気行程ではロータリ弁３１ ｄのみがそれぞれ開くように制御される。そこで１つの気筒において吸気行程以 外では、仮に吸気ポート７ａ〜７ｄが負圧状態でも、空気がスロットル弁１０を バイパスして流入することが防止される。また吸気ポート７ａ〜７ｄが空気の流 入により負圧が減少することも防止される。こうして４つの気筒の吸気ポート７ ａ〜７ｄは、不要な空気が存在しない所定の負圧の状態に保持される。

【００１５】 そこでアイドル等の低負荷時において、例えば第１気筒の吸気行程では吸気弁 ８ａが開くことで吸気されるが、このとき吸気ポート７ａは上述のように不要な 空気の無い負圧状態であるから、吸入負圧が吸気ポート７ａ以降に作用する。そ こでロータリ弁３１ａが同時に開く際には、吸気ポート７ａとスロットル弁１０ 上流との間に大きい差圧を生じて、スロットル弁１０の上流から所定量のアシス トエアＢが迅速に吸引される。そしてこのアシストエアＢがタンブルポート２０ ａから吸入空気Ａに対向して高速で噴出する。

【００１６】 このため吸気ポート７ａを流れる吸入空気Ａは、アシストエアＢにより外曲り 側に強く偏流され、この偏流された吸入空気Ａが略直線的に排気ポート側を経由 してシリンダ３内に流入する。これによりシリンダ内には、図２のようにシリン ダ軸方向に旋回する強いタンブルＣが発生する。以下同様にして他の気筒でも、 タンブルポート２０ｂ〜２０ｄから効率良く噴出するアシストエアＢにより吸入 空気を偏流して、タンブルＣが発生する。

【００１７】 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６ａ〜６ｄ内に乱流を生じる。そこで燃焼室６ａ〜６ｄの点火 プラグにより着火されると、混合気は乱流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。

【００１８】 尚、中負荷以上ではスロットル弁１０の開度の増大により、吸入空気量Ａが増 し、且つ吸気ポート７ａ〜７ｄとスロットル弁１０上流との差圧が小さくなって アシストエアＢが少なくなる。このため徐々にタンブルが発生しなくなる。

【００１９】 以上、本考案の実施例について説明したが、これのみに限定されない。例えば １つのロータリ弁で各気筒にアシストエアを分配するように構成しても良い。 またロータリ弁以外のバルブを使用することもできる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、多気筒エンジンにおいて、各気筒の吸 気ポートのタンブルポートから噴出するアシストエアが、吸気行程の吸気弁のバ ルブタイミングに同期するように制御されるので、低負荷時にアシストエアを適 確に噴出してタンブルを発生し燃焼を改善することができる。吸入空気量の少な いアイドル時には、不要な空気が吸気ポートに流入しないので、適正なアイドル 回転数で運転することができる。各気筒では、吸気ポートの負圧の減少が抑えら れるので、アシストエアを効率良く噴出できる。

【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
す構成図である。

【図２】第１気筒の場合を詳細に示す断面図である。

【図３】ロータリ弁の開閉特性を示す図である。

【符号の説明】

７ａ〜７ｄ 吸気ポート ８ａ〜８ｄ 吸気弁 １０ スロットル弁 ２０ａ〜２０ｄ タンブルポート ２１ａ〜２１ｄ 通路 ２３ 内曲り部 ３１ａ〜３１ｄ ロータリ弁

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 69/00 ３６０ Ｐ 7825−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒の吸気ポートの内曲り部の吸
   気弁直前にそれぞれタンブルポートが、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、これらタンブルポートが通路によりスロットル
   弁の上流側に連通されるエンジンの吸気装置において、
   複数のタンブルポートの各通路にバルブが、吸気弁のバ
   ルブタイミングと同期して開くように設けられることを
   特徴とするエンジンの吸気装置。