JPH07117018B2

JPH07117018B2 - 燃料噴射装置付エンジン

Info

Publication number: JPH07117018B2
Application number: JP61211129A
Authority: JP
Inventors: 晴男沖本; 誠司田島
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS6365141A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、燃料噴射装置を備えるとともに、吸気通路を
タイミングバルブを設けた燃料噴射装置付エンジンに関
するものである。

（従来技術）従来から、エンジンの吸気通路に、エンジンと同期して
開閉作動するロータリバルブを設け、このロータリバル
ブにより吸入開始時期や吸入終了時期を調節するように
したエンジンの吸気装置は種々知られている。例えば特
公昭58−55329号公報に示された装置では、吸気通路に
過給機を備えたエンジンの過給機下流にロータリバルブ
を設け、このロータリバルブの閉時期を吸気弁の閉時期
より早くし、かつ、その開閉時期を調節することによ
り、高い過給圧力の下でノッキングを防止し、高い熱効
率を確保するようにしている。

また、吸気通路に燃料噴射弁を設けた燃料噴射装置付エ
ンジンは、一般に知られている。このようなエンジンで
は、燃料噴射弁から噴射された燃料の霧化を促進するこ
とが要求され、そのための手段としては、例えばスロッ
トル弁上流の吸気通路に連通するエアブリード通路を燃
料噴射弁の近傍に開口させたもの等が考えられている。

ところで、前述のようにタイミングバルブを吸気通路に
設けたエンジンにおいて、燃料供給手段に燃料噴射弁を
用いる場合に、エアブリードを行なうにしても、従来で
はタイミングバルブ下流の圧力変動が有効に利用されて
おらず、吸入力の不足等により充分にブリードエアが供
給されない場合があって、燃料の霧化向上のためには改
善の余地があった。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑み、タイミングバルブ下流
の吸気通路内の圧力変動を有効に利用し、燃料噴射弁か
ら噴射される燃料に集中的にブリードエアを供給して燃
料の霧化を促進することができる燃料噴射装置付エンジ
ンを提供するものである。

（発明の構成）本発明は、吸気通路に、エンジンに同期して吸気通路を
開閉するタイミングバルブを設けたエンジンにおいて、
タイミングバルブ下流の吸気通路に燃料噴射弁を設ける
とともに、この燃料噴射弁の近傍に開口するエアブリー
ド通路と、このエアブリード通路を上記タイミングバル
ブによる吸気通路開時期の直前に開くようにエンジンと
同期して開閉作動するエアブリード通路開閉手段とを備
えたものである。

この構成により、タイミングバルブ開時期直前の、タイ
ミングバルブ下流の圧力が低下している状態にあるとき
に、集中的に多量のブリードエアが供給されることとな
る。

（実施例）第１図は本発明の第１実施例を示す。この図において、
エンジンの各気筒１にはピストン２の上方に燃焼室３が
形成され、この燃焼室３に、吸気弁４によって開閉され
る吸気ポート５および排気弁６によって開閉される排気
ポート７が開口している。上記吸気ポート５は吸気通路
10に接続され、排気ポート７は排気通路８に接続されて
いる。

上記吸気通路10には、エアクリーナ11、エアフローメー
タ12、スロットルバルブ13およびサージタンク14が配設
されるとともに、このサージタンク14から各気筒２の吸
気ポート５に至る気筒別の吸気通路15に、この吸気通路
15を開閉するタイミングバルブ16が設けられている。こ
のタイミングバルブ16は、ロータリバルブにより構成さ
れ、プーリ17,18およびタイミングベルト19からなる伝
動機構を介し、エンジン回転数の1/2の回転数で回転す
るように、クランク軸20に連動している。

上記タイミングバルブ16より下流の各吸気通路15にはそ
れぞれ燃料噴射弁21が配設されている。この燃料噴射弁
21はコントロールユニット22により噴射量および噴射タ
イミングが制御され、上記コントロールユニット22に
は、エアフローメータ12、スロットル開度センサ23、ク
ランク角センサ24、O₂センサ25等からの信号が入力され
ている。

上記燃料噴射弁21に対し、その噴射口の近傍に開口して
噴射された燃料にブリードエアを供給するエアブリード
通路26が設けられるとともに、エンジンと同期して上記
エアブリード通路26を開閉するエアブリード通路開閉手
段が設けられている。当実施例では、スロットルバルブ
13により上流の吸気通路10からブリードエアを導入する
ようにし、かつ、上記タイミングバルブ16を利用してエ
アブリード通路開閉手段が構成されている。

すなわち、上記エアブリード通路26は、スロットルバル
ブ13の上流の吸気通路10に開口した上流端からタイミン
グバルブ16の外周に至る通路部26aと、タイミングバル
ブ16の外周から燃料噴射弁21の噴射口近傍に開口した下
流端に至る通路部26bとを有し、吸気通路の側方に形成
されている。また、上記タイミングバルブ16は、第２図
に示すように、吸気通路15に対する弁孔27に加え、エア
ブリード通路開閉手段としての弁孔28が形成されてい
る。そして、クランク軸20に連動したタイミングバルブ
16の回転に伴い、弁孔27によって吸気通路15が開閉され
るとともに、弁孔28によってエアブリード通路26が開閉
されるようになっている。

第３図は、当実施例における吸気弁４の開閉タイミング
（線Ａ）と、タイミングバルブ16による吸気通路開閉タ
イミング（線B₁）およびエアブリード通路26の開閉タイ
ミング（線C₁）を示しており、TDCはピストンの上死
点、BDCは下死点を意味する。この図のように、吸気弁
４は上死点TDCの少し前に開き始めて下死点BDCの少し後
に閉じられるが、上記タイミングバルブ16による吸気通
路開時期は上死点TDCよりも遅く、従って吸気弁４の開
時期よりも遅く設定されており、これにより、タイミン
グバルブ16で吸気通路15が開かれてから吸気弁４を閉じ
るまでの期間に、実質的にエンジンに吸気が供給される
ようになっている。また、エアブリード通路26は、タイ
ミングバルブ16による吸気通路開時期より所定クランク
角だけ早く開かれ、吸気通路15が開かれた後の適当な時
期に閉じられるように開閉タイミングが設定されてい
る。

なお、図には示さないが、タイミングバルブ16と伝動機
構との間等にタイミングバルブ16の回転の位相を調節す
る位相調節機構を設けてこれを制御することにより、タ
イミングバルブ16の開閉タイミングをエンジンの運転状
態に応じて調整することが望ましい。例えば、タイミン
グバルブ16の開時期をエンジン回転数に応じて第４図に
線Ｄで示すように調整し、つまり、この開時期の遅角量
を低回転側では大きくし、高回転側では小さくするよう
にしておけば、後述する遅開き慣性効果を広い回転数域
にわたってもたせることができる。この場合、エアブリ
ード通路26の開時期も、線Ｅで示すように、吸気通路の
開時期の変化に対応して変化する。

また、燃料噴射弁21からの燃料噴射時期も、タイミング
バルブ16による吸気通路開時期の直前に設定され、エア
ブリード通路26が開かれてブリードエアが供給される時
期に燃料が噴射されるようになっている。

当実施例による場合の作用を次に示す。

当実施例におけるタイミングバルブ16は、吸気の動的効
果を高める作用をなす。すなわち、吸入行程で生じた負
圧波がサージタンク14で正圧波に反転して反射されて吸
入終期に吸気ポート５に作用すると動的効果が得られる
が、特にタイミングバルブ17による吸気通路開時期を遅
らすと、吸入行程で生じる負圧波が強められるので、そ
の反転正圧波も大きくなり、こうしていわゆる遅開き慣
性効果により充填効率が高められる。

ところで、このようなタイミングバルブ16の作動によ
り、吸気弁４が開かれてからタイミングバルブ16により
吸気通路10が開かれるまでの間は、タイミングバルブ16
より下流の吸気通路15内の圧力が低下して大きな負圧が
生じる。そして、この時期に、燃料噴射弁21から燃料が
噴射されるとともに、エアブリード通路26が開かれるこ
とにより、上記エアブリード通路26からブリードエアが
吸入され、燃料の霧化に供される。この場合、上記吸気
通路15内の負圧によりエアブリード通路26に対して大き
な吸入力が作用するため、集中的に多量のブリードエア
が大きな流速をもって供給され、燃料の霧化が促進され
る。さらに、これに引続いてエンジンへの吸気が開始さ
れるため、霧化された燃料が効率良く燃焼室３に送り込
まれることとなる。

第５図は本発明の第２実施例の装置を示し、この実施例
では、過給機付きのエンジンにおいて高負荷時のノッキ
ング防止および低負荷時のポンピングロス低減のためタ
イミングバルブを設けたものに、本発明を適用してい
る。この図において、サージタンク14より上流側の吸気
通路10には、エンジンにより駆動される過給機31と、過
給気冷却用のインタクーラ32とが配設されている。ま
た、33は余剰の過給気をリリーフするリリーフ通路、34
はリリーフ通路33中に設けたリリーフバルブである。

この実施例でも、タイミングバルブ16、燃料噴射弁21お
よびエアブリード通路26等は第１実施例と同様に配設さ
れている。ただし、タイミングバルブ16による吸気通路
開閉タイミングおよびエアブリード通路26の開閉タイミ
ングは、第６図に線B₂,C₂で示すように設定されてい
る。つまり、タイミングバルブ16による吸気通路15の閉
時期は吸気弁４の閉時期よりも早く設定され、かつ、エ
ンジン負荷に応じて図外の位相調節手段により調整され
るようになっている。この場合も、エアブリード通路26
の開時期はタイミングバルブ16による吸気通路開時期の
直前となるように設定されている。

この実施例による場合、エンジン低負荷時には、タイミ
ングバルブ16による吸気通路閉時期が吸気弁４の閉時期
より早められた状態で、この吸気通路閉時期までの吸気
期間に吸気が大気圧に近い圧力でエンジンに供給される
ようにしておくことにより、ポンピングロスが低減され
る。また、過給機31からの過給量が増大する高負荷時に
もタイミングバルブ16による吸気通路閉時期を適度に早
めておけば、高い過給圧の下でも圧縮温度が低下してノ
ッキングが防止される。

そして、このようなタイミングバルブ16の作動による
と、タイミングバルブ16による吸気通路閉鎖後にタイミ
ングバルブ下流の吸気通路15内の圧力が低下し、この低
圧が次にタイミングバルブ16が開かれるまで保持され
る。従ってこの場合も、タイミングバルブ16による吸気
通路開時期の直前にエアブリード通路26を開き、かつ、
燃料噴射を行なうことにより、燃料噴射時に集中的に多
量のブリードエアが供給され、燃料の霧化が促進される
とともに、これに引続いて吸気が行なわれることによ
り、霧化された燃料が効率良く燃焼室３に送り込まれ
る。

なお、上記各実施例では吸気通路15を開閉するタイミン
グバルブ16をエアブリード通路開閉手段に兼用している
が、上記タイミングバルブ16とは別に、エアブリード通
路26中にエンジンと同期して作動する開閉手段を設けて
おいてもよい。

また、本発明は上記各実施例に示すようなエンジンのほ
かにも、例えば主吸気通路とは別に過給機を備えた過給
通路を設け、この過給通路の過給機下流に過給期間を制
限するためにタイミングバルブを設けたエンジン等、吸
気通路にタイミングバルブを有するものであれば種々の
エンジンに適用することができる。

（発明の効果）以上のように本発明は、タイミングバルブ下流の吸気通
路に燃料噴射弁を設けるとともに、燃料噴射弁近傍にエ
アブリード通路を開口させ、エアブリード通路をタイミ
ングバルブ開時期直前に開くようにしているため、タイ
ミングバルブ開時期直前にタイミングバルブ下流が低圧
となっていることを利用して、燃料噴射弁から噴射され
た燃料に集中的に多量のブリードエアを供給することが
できる。従って燃料の霧化を効率良く促進することがで
き、燃焼効率を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略側面図、第２図
はタイミングバルブ配設部分の拡大断面図、第３図は吸
気弁の開閉タイミングとタイミングバルブによる吸気通
路開閉タイミングおよびエアブリード通路開閉タイミン
グを示す図、第４図はエンジン回転数とタイミングバル
ブ開時期との関係を示す図、第５図は第２実施例を示す
概略側面図、第６図は第２実施例における吸気弁の開閉
タイミングとタイミングバルブによる吸気通路開閉タイ
ミングおよびエアブリード通路タイミングを示す図であ
る。 10……吸気通路、15……気筒別の吸気通路、16……タイ
ミングバルブ、21……燃料噴射弁、26……エアブリード
通路、28……エアブリード通路開閉用の弁孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に、エンジンに同期して吸気通路
を開閉するタイミングバルブを設けたエンジンにおい
て、タイミングバルブ下流の吸気通路に燃料噴射弁を設
けるとともに、この燃料噴射弁の近傍に開口するエアブ
リード通路と、このエアブリード通路を上記タイミング
バルブによる吸気通路開時期の直前に開くようにエンジ
ンと同期して開閉作動するエアブリード通路開閉手段と
を備えたことを特徴とする燃料噴射装置付エンジン。