JPH0725235U - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的に簡単な構造であり、かつエンジンの
高負荷領域での充填効率を十分確保できるものでありな
がら、低中負荷領域では強力なタンブル流をシリンダ内
に生成できるようにしたエンジンの吸気装置を提供す
る。 【構成】 エンジンの吸気ポート８内にタンブル流生成
用の偏向流を発生させる突部として、吸気ポート８内の
吸入負圧と大気圧との差圧により該吸気ポート８内に膨
出する伸縮性ベローズ１３を設け、エンジンの低中負荷
領域では切換弁１６により大気圧通路１７から作動圧通
路１４ａを介して伸縮性ベローズ１３の片側に大気圧を
作用させて伸縮性ベローズ１３を膨出させ、エンジンの
高負荷領域では切換弁１６により負圧通路１８から作動
圧通路１４ａを介して伸縮性ベローズ１３の片側に吸入
負圧を作用させて伸縮性ベローズ１３を弾性復帰させる
ようにしたエンジンの吸気装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの低中負荷領域でシリンダ内に強力なタンブル流を生成可 能としたエンジンの吸気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの運転領域において、スロットル開度が小さく、それに応じて吸入空 気量も少ない低負荷領域での燃費や排気エミッションの改善策として、シリンダ 内の吸入混合気にタンブル流を生成する技術が従来一般に知られている。このタ ンブル流の生成は、吸入混合気をシリンダの軸方向に沿って旋回させるもので、 圧縮行程の後半にタンブル流が崩壊して強い乱流が発生し、この乱流化した混合 気に着火することで、燃焼速度が速く燃焼の安定した乱流燃焼が得られるから、 エンジンの低中負荷領域での燃焼改善に有効である。

【０００３】 このようなタンブル流は、吸気ポート内を通過する吸気を吸気ポートの壁面上 側、即ち排気ポート寄りの壁面に沿った偏向流としてシリンダ内に供給すること で生成することができる。そこで従来、吸気ポート内にタンブル流生成用の偏向 流を発生させるようにした各種の吸気装置が提案されている（特開平３−１６４ ５２３号公報、実開昭５９−１５６１２２号公報参照）。

【０００４】 ここで、前記特開平３−１６４５２３号公報に記載の吸気装置は、吸気ポート の内底面に上げ底部を設けることで吸気ポート内を通過する吸気にタンブル流生 成用の偏向流を生成するようにしたものである。また、実開昭５９−１５６１２ ２号公報に記載の吸気装置は、吸気ポート付近を主吸気通路と副吸気通路とに区 画し、主吸気通路内にはエンジンの低負荷領域で閉じる開閉弁を設置してもので あり、この開閉弁が閉じたエンジンの低負荷領域では副吸気通路のみから混合気 を吸入することでタンブル流生成用の偏向流を得るようにしたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記特開平３−１６４５２３号公報に記載の吸気装置は、吸気ポー トの内底面に上げ底部を設けたものであり、スロットル全開のエンジン高負荷領 域では、上記上げ底部が吸気抵抗となって充填効率が低下するなどの問題がある 。また、実開昭５９−１５６１２２号公報に記載の吸気装置は、吸気ポート付近 を主吸気通路と副吸気通路とに区画する隔壁と、主吸気通路の開閉弁とを要する 構造であって、構造が比較的に複雑である。

【０００６】 そこで本考案は、比較的に簡単な構造であり、かつエンジンの高負荷領域での 充填効率を十分確保できるものでありながら、低中負荷領域では強力なタンブル 流をシリンダ内に生成できるようにしたエンジンの吸気装置を提供することを目 的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的のため本考案は、エンジンの吸気ポート内にタンブル流生成用の偏向 流を発生させる突部を備えたエンジンの吸気装置において、上記突部は、吸気ポ ート内の吸入負圧と大気圧との差圧により該吸気ポート内に膨出する伸縮性ベロ ーズで構成したことを手段としている。

【０００８】 また上記伸縮性ベローズは、加圧ポンプからの正圧で吸気ポート内に膨出する ように構成したことも手段としている。

【０００９】 さらに、上記伸縮性ベローズに大気圧または加圧ポンプからの所定の正圧を作 用させる作動圧通路には、切換弁を介して吸入負圧の負圧通路を接続したことも 手段としている。

【００１０】

【作用】

このような手段を採用した本考案によるエンジンの吸気装置では、吸気ポート 内の吸入負圧と大気圧との差圧に応じて伸縮性ベローズが吸気ポート内に膨出し 、吸気ポート内にはタンブル流生成用の偏向流が発生する。ここで、エンジンの 低中負荷領域においては、吸気ポート内の吸入負圧が比較的大きいことから、伸 縮性ベローズの膨出量は大きくなり、それに応じて吸気ポート内の偏向流も強い ものとなる。このためシリンダ内には強力なタンブル流が生成される。

【００１１】 また、エンジンの高負荷領域においては、吸気ポート内の吸入負圧が小さくな り、それに応じて伸縮性ベローズの膨出量も小さくなるから、吸気ポート内の吸 気抵抗が減少して充填効率が十分確保される。

【００１２】 ここで、加圧ポンプからの正圧で伸縮性ベローズを吸気ポート内に膨出させる ようにしたものでは、その正圧を適宜調圧することで伸縮性ベローズの膨出量が 増減され、それに応じてタンブル流の強さも増減される。

【００１３】 また、伸縮性ベローズに大気圧または加圧ポンプからの所定の正圧を作用させ る正圧通路の途中に、切換弁を介して吸入負圧の負圧通路を接続したものでは、 正圧通路を負圧通路に切換接続することで、伸縮性ベローズの両面には吸入負圧 が作用し、伸縮性ベローズは吸気ポート内に膨出しなくなる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付の図面に基づいて具体的に説明する。 一実施例によるエンジンの吸気装置の全体概略構成を示す図１において、符号 １はシリンダブロック２にシリンダヘッド３が組付けられたエンジン本体を示し 、シリンダブロック２のシリンダ４にはピストン５が摺動自在に嵌合されている 。またシリンダヘッド３には吸気バルブ６を介して燃焼室７に連通する吸気ポー ト８及び排気バルブ９を介して燃焼室７に連通する排気ポート１０が形成されて いる。そしてこのシリンダヘッド３の取付面３ａには、混合気を分配する吸気マ ニホールド１１の端部が吸気ポート８に連続して取付けられている。また、燃焼 室７の中央部には点火プラグ１２が設置されている。

【００１５】 ここでシリンダヘッド３の取付面３ａには、前記吸気ポート８の屈曲内側の壁 面８ａに連通する組付け孔３ｂが前記吸気マニホールド１１の下方に位置して穿 設されている。そしてこの組付け孔３ｂには、先端に伸縮性ベローズ１３を張設 したノズル１４がシールリング１５を介して気密に嵌合固定されている。

【００１６】 前記ノズル１４は、伸縮性ベローズ１３の内面側に通じる作動圧通路１４ａを 有するもので、この作動圧通路１４ａは、切換弁１６を介して大気圧通路１７と 吸気マニホールド１１内に連通する負圧通路１８とに接続されている。そしてこ の作動圧通路１４ａが大気圧通路１７に連通されると、前記伸縮性ベローズ１３ はエンジン運転中に作用する吸気ポート８内の吸入負圧と大気圧との差圧により 吸気ポート８の屈曲外側の壁面８ｂ、即ち排気ポート１０寄りの壁面８ｂに向か って膨出し、作動圧通路１４ａが負圧通路１８に連通されると、伸縮性ベローズ １３はその両面に作用する差圧の消失により吸気ポート８の壁面８ａに沿うよう 弾性復帰するようになっている。

【００１７】 また、前記切換弁１６は、図示省略したエンジン制御ユニットにより切換制御 される例えば電磁３方弁であり、エンジンの低中負荷領域では作動圧通路１４ａ を大気圧通路１７に接続し、エンジンの高負荷領域では作動圧通路１４ａを負圧 通路１８に接続するようになっている。

【００１８】 次に、このように構成された本実施例によるエンジンの吸気装置につき、その 作用を説明する。 まず、エンジンの低中負荷領域では、図示省略したエンジン制御ユニットの切 換制御により切換弁１６はノズル１４の作動圧通路１４ａを大気圧通路１７に接 続している。またこのとき、吸気バルブ６が開いたエンジンの吸入行程において は、吸気ポート８内に吸入負圧が作用している。そこで、伸縮性ベローズ１３の 両面には吸気ポート８内の吸入負圧と大気圧とが作用するようになり、伸縮性ベ ローズ１３は吸気ポート８の屈曲内側の壁面８ａから屈曲外側の壁面８ｂに向か って膨出する。

【００１９】 このため、吸気マニホールド１１から吸気ポート８内に流入した吸入混合気は 、吸気ポート８の屈曲外側の壁面８ｂに沿うよう偏向して流れ、この混合気の偏 向流がピストン５の下降に伴い図１の矢印に示すように排気ポート１０側のシリ ンダ壁面に沿ってシリンダ４内に吸入されることで、シリンダ４内には混合気の タンブル流が生成される。

【００２０】 ここで、エンジンの低中負荷領域においては、吸気ポート８内の吸入負圧が比 較的深いことから、伸縮性ベローズ１３は吸気ポート８の屈曲外側の壁面８ｂに 向かって大きく膨出する。このため、吸気ポート８内に発生する偏向流もそれに 応じた強いものとなり、シリンダ４内に生成される混合気のタンブル流も強力な ものとなる。

【００２１】 そしてシリンダ４内に生成された強力な混合気のタンブル流が、エンジンの圧 縮行程の後半で崩壊して乱流化することにより、燃焼室７内での混合気の乱れが 強まり、この乱れの強い混合気に点火プラグ１２が点火することで、安定した急 速な燃焼が行われるのであり、熱効率が向上して大幅な燃費向上が図られると共 に、排気エミッションが改善される。

【００２２】 また、エンジンの高負荷領域では、図示省略したエンジン制御ユニットの切換 制御により切換弁１６はノズル１４の作動圧通路１４ａを負圧通路１８に接続し ている。そこで、吸気バルブ６が開いたエンジンの吸入行程においては、伸縮性 ベローズ１３の両面に吸気ポート８内の吸入負圧と吸気マニホールド１１内の吸 入負圧とが作用するようになり、伸縮性ベローズ１３は吸気ポート８の壁面８ａ に沿うよう弾性復帰する。

【００２３】 このため、エンジンの高負荷領域における吸入行程では、吸気マニホールド１ １から吸気ポート８内に流入した大量の混合気が、伸縮性ベローズ１３に衝突す ることなく吸気ポート８を通過してシリンダ４内に吸入されるのであり、充填効 率が十分に確保される。そしてこのように高い充填効率でシリンダ４内に吸入さ れた均一混合気が、エンジンの圧縮行程後期の燃焼室７内で点火プラグ１２によ り着火されることで、良好な均一燃焼が行われて高出力が得られる。

【００２４】 なお、本実施例における大気圧通路１７は、これに代えて適宜の加圧ポンプに 接続される加圧通路としてもよい。この場合、エンジンの低中負荷領域では切換 弁１６によりノズル１４の作動圧通路１４ａが加圧通路に接続されるのであり、 伸縮性ベローズ１３は吸気ポート８内の吸入負圧と加圧ポンプによる所定の正圧 との差圧によって吸気ポート８の屈曲外側の壁面８ｂ側に膨出する。従って、伸 縮性ベローズ１３の膨出量を加圧ポンプの圧力調整により制御することができ、 そうすることでシリンダ４内に生成するタンブル流の強さも自由に調整できる。 また、伸縮性ベローズ１３を耐久性の高い堅目のものとしても、これを十分に膨 出させることができる。

【００２５】 また、本実施例における切換弁１６及び負圧通路１８を廃止して作動圧通路１ ４ａを大気開放としてもよい。この場合、エンジンの高負荷領域では伸縮性ベロ ーズ１３の両面に吸気ポート８内の吸入負圧と大気圧とが作用するのであるが、 吸気ポート８内の吸入負圧は大気圧に近い浅いものであるから、その差圧は十分 に小さくなり、伸縮性ベローズ１３の膨出量も充填効率の低下を来さない程度に 小さくすることができる。

【００２６】 ここで本実施例を構造的にみると、作動圧通路１４ａを有するノズル１４の先 端に伸縮性ベローズ１３を張設したものをシリンダヘッド３の組付け孔３ｂに気 密に嵌合固定する構造であるから、吸気ポート付近を主吸気通路と副吸気通路と に区画する隔壁及び主吸気通路の開閉弁を要する構造の従来例と比較して、構造 が比較的に簡単である。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したとおり本考案によれば、吸気ポート内の吸入負圧と大気圧との差 圧に応じて伸縮性ベローズが吸気ポート内に膨出し、吸気ポート内にはタンブル 流生成用の偏向流が発生するのであり、エンジンの低中負荷領域においては、吸 気ポート内の吸入負圧が比較的大きいことから、伸縮性ベローズの膨出量は大き くなり、それに応じて吸気ポート内の偏向流も強いものとなる。従って、エンジ ンの低中負荷領域でシリンダ内に強力なタンブル流を生成することができる。

【００２８】 また、エンジンの高負荷領域においては、吸気ポート内の吸入負圧が小さくな り、それに応じて伸縮性ベローズの膨出量も小さくなるから、吸気ポート内の吸 気抵抗が減少するのであり、充填効率を十分確保することができる。

【００２９】 ここで、加圧ポンプからの正圧で伸縮性ベローズを吸気ポート内に膨出させる ようにしたものでは、その正圧を適宜調圧することで伸縮性ベローズの膨出量を 増減調整できるから、タンブル流の強さも適宜増減制御することができる。

【００３０】 また、伸縮性ベローズに大気圧または加圧ポンプからの所定の正圧を作用させ る正圧通路の途中に、切換弁を介して吸入負圧の負圧通路を接続したものでは、 正圧通路を負圧通路に切換接続することで、伸縮性ベローズの両面には吸入負圧 が作用し、伸縮性ベローズは吸気ポート内に膨出しなくなる。従って、タンブル 流の生成を自由に停止することができる。

【００３１】 ここで構造的にみると、本考案は吸気ポート内の吸入負圧と大気圧との差圧に より該吸気ポート内に膨出する伸縮性ベローズを主体に構成したものであるから 、吸気ポート付近を主吸気通路と副吸気通路とに区画する隔壁及び主吸気通路の 開閉弁を要する構造の従来例と比較して、構造が比較的に簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるエンジンの吸気装置の一実施例の
全体概略構成及び作用を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッド ３ａ 取付面 ３ｂ 組付け孔 ４ シリンダ ５ ピストン ６ 吸気バルブ ７ 燃焼室 ８ 吸気ポート ８ａ 屈曲内側の壁面 ８ｂ 屈曲外側の壁面 ９ 排気バルブ １０ 排気ポート １１ 吸気マニホールド １２ 点火プラグ １３ 伸縮性ベローズ １４ ノズル １４ａ 作動圧通路 １５ シールリング １６ 切換弁 １７ 大気圧通路 １８ 負圧通路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気ポート内にタンブル流生
   成用の偏向流を発生させる突部を備えたエンジンの吸気
   装置において、 上記突部は、吸気ポート内の吸入負圧と大気圧との差圧
   により該吸気ポート内に膨出する伸縮性ベローズで構成
   したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上記伸縮性ベローズは、加圧ポンプから
   の正圧で吸気ポート内に膨出するよう構成したことを特
   徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。
3. 【請求項３】 上記伸縮性ベローズに大気圧または加圧
   ポンプからの所定の正圧を作用させる作動圧通路には、
   切換弁を介して吸入負圧の負圧通路を接続したことを特
   徴とする請求項１または２記載のエンジンの吸気装置。