JPH09100761A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の吸気装置において、インジェクタ
から噴射される燃料が吸気通路壁面に付着して壁流とな
らないようにする。 【解決手段】 燃焼室１に吸気を導く吸気通路２と、吸
気通路２に燃料を噴射するインジェクタ３と、吸気通路
壁面９に対してインジェクタ３を挟むように吸気の流れ
方向に沿って溝状に窪む２本の案内溝２３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気装
置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インジェクタから吸気通路に噴射した燃
料を吸気と混合して燃焼室に吸入させる機関にあって
は、インジェクタから噴射される燃料が吸気通路壁面に
付着して壁流とならないようにすることが要求される。

【０００３】従来の内燃機関の吸気装置として、例えば
実開平３−８９９３６号公報に開示されたものは、低負
荷時にバルブを介して閉塞される主吸気通路と、常に開
通した補助吸気通路を備え、燃料を噴射するインジェク
タが主吸気通路に臨んで設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の吸気装置にあっては、バルブを介
して主吸気通路が閉塞された低負荷時に、インジェクタ
が臨む主吸気通路壁面の付近における吸気流速が低いた
め、インジェクタから噴射される燃料がインジェクタの
まわりの主吸気通路壁面に付着して壁流となりやすく、
燃料の微粒化が妨げられてエミッションの悪化や燃費の
悪化を招く可能性がある。

【０００５】本発明は上記の問題点を解消し、内燃機関
の吸気装置において、インジェクタから噴射される燃料
が吸気通路壁面に付着して壁流とならないようにするこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の内燃機
関の吸気装置は、燃焼室に吸気を導く吸気通路と、吸気
通路に燃料を噴射するインジェクタと、吸気通路壁面に
対してインジェクタを挟むように吸気の流れ方向に沿っ
て溝状に窪む２本の案内溝と、を備える。

【０００７】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１に記載の発明において、前記案内溝の溝下流部
を上流側から下流側にかけて次第に浅く形成する。

【０００８】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１または２に記載の発明において、前記各案内溝
の溝下流部をＶ字形に合流させる。

【０００９】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１または２に記載の発明において、前記各案内溝
をコの字形に合流させる。

【００１０】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１から４のいずれか一つに記載の発明において、
前記分流弁に２つの切欠きを各案内溝に面して開口させ
る。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の内燃機関の吸気装置におい
て、ピストンが下降し吸気弁が開く吸入行程で、燃焼室
に吸入される吸気流は案内溝を介してインジェクタから
噴射される燃料噴霧を挟むようにして導かれる。

【００１２】この案内溝を流れる吸気流によりインジェ
クタから噴射された燃料噴霧は吸気通路壁面から遠ざけ
る方向に曲げられ、燃料噴霧が吸気通路壁面に付着して
壁流となることを防止するとともに、燃料噴霧の微粒化
が促進される。

【００１３】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、案内溝の溝下流部を上流側から下流側にかけて次
第に浅く形成したため、案内溝から吸気通路壁面へと向
かう吸気の流れを円滑にし、吸気充填効率の向上がはか
れる。

【００１４】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、各案内溝の溝下流部をＶ字形に合流させたため、
燃焼室に吸入される吸気流は案内溝を介してインジェク
タから噴射される燃料噴霧を囲むようにして導かれ、燃
料噴霧が吸気通路壁面に付着して壁流となることを防止
するとともに、燃料噴霧の微粒化が促進される。

【００１５】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、各案内溝をコの字形に合流し、案内溝が溝上流部
から溝下流部にかけて直線的に延びているため、インジ
ェクタから大きな噴射角で拡散する燃料噴霧に対応して
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、吸気が案内溝
を介して直線的に流れることにより、吸気抵抗が減少
し、吸気充填効率を高められる。

【００１６】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、分流弁に２つの切欠きを各案内溝に面して開口さ
せたため、分流弁が全閉位置にある状態で吸気の大部分
が各切欠きを介して案内溝に集められるとともに、切欠
きを介して吸気流路面積を広げることにより、分流弁を
閉弁する負荷領域を拡げることが可能となり、高負荷域
まで燃料噴霧の微粒化を促進する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１において、１は機関の燃焼室、４はピ
ストン、５は点火プラグ、２は吸気通路、６は吸気弁、
３はインジェクタである。

【００１９】機関は吸気弁６が開かれるのに伴って吸気
通路２から燃焼室１に吸気（混合気）を吸入し、この吸
気をピストン４で圧縮して、点火プラグ５で着火燃焼さ
せ、図示しない排気弁が開かれるのに伴って排気が排気
通路に排出され、これらの各行程が連続して繰り返され
るようになっている。

【００２０】シリンダヘッド１０には、燃焼室１に接続
する２本の吸気ポート１１が形成される。図２にも示す
ように、吸気通路２は、１つの気筒の燃焼室１に開口す
る２本の吸気ポート１１に分岐しており、各吸気ポート
１１の燃焼室１に対する開口部が各吸気弁６によって機
関回転に同期して開閉される。

【００２１】シリンダヘッド１０にはインテークマニホ
ールド２０が連結され、インテークマニホールド２０に
吸気ポート１１に接続する吸気通路２が画成されるとと
もに、吸気通路２の臨むインジェクタ３が取付けられ、
インジェクタ３から吸気ポート１１に燃料を噴射するよ
うになっている。

【００２２】インテークマニホールド２０とシリンダヘ
ッド１０にわたってインジェクタ３が臨む凹部１２が形
成される。凹部１２は吸気通路２を画成する壁面９に対
して凹状に窪み、インジェクタ３から噴射される燃料噴
霧が通る空間を画成している。

【００２３】ところで、このようにインジェクタ３が凹
部１２を介して吸気通路２に臨む構造にあっては、吸気
通路壁面９の付近における吸気流速が低いと、インジェ
クタ３から噴射される燃料が凹部１２のまわりの吸気通
路壁面９に付着して壁流となりやすく、燃料の微粒化が
妨げられてエミッションの悪化や燃費の悪化を招く可能
性がある。

【００２４】本発明はこれに対処して、インジェクタ３
のまわりに吸気流を導く２本の案内溝２３を形成し、イ
ンジェクタ３から噴射される燃料が凹部１２のまわりの
吸気通路壁面９に付着して壁流となることを防止する。

【００２５】各案内溝２３は、インテークマニホールド
２０とシリンダヘッド１０にわたって形成される。

【００２６】各案内溝２３は、凹部１２を挟むようにし
て吸気の流れ方向に沿って互いに平行に延びる溝上流部
２４と、各溝上流部２４が互いに合流する溝下流部２５
を有かる。

【００２７】各溝上流部２４は凹部１２を挟んで互いに
平行に延びる。溝下流部２５は２本の案内溝２３を各吸
気ポート１１の分岐点１９より上流側でＶ字形に合流さ
せる。

【００２８】図４に示すように、凹部１２の壁面は円弧
状に湾曲して形成される。凹部１２の溝深さは吸気通路
２の上流側から下流側にかけて次第に浅くなっている。

【００２９】図４、図５に示すように、案内溝２３を構
成する各溝上流部２４および溝下流部２５は矩形の断面
形をしている。溝下流部２５の溝深さは吸気通路２の上
流側から下流側にかけて次第に浅くなり、段差なく吸気
通路壁面９に連続している。

【００３０】吸気通路２のインジェクタ３が延び凹部１
２より上流側でかつ案内溝２３の下方に位置して分流弁
８が設けられる。

【００３１】図３に示すように、バタフライ式の分流弁
８は、吸気通路２と同形をした板状の弁体１５と、弁体
１５を回動可能に支持する弁軸１６とからなる。

【００３２】分流弁８は、弁軸１６の一端にアクチュエ
ータ１７が連結され、吸気通路２の通路中心線と略平行
な全開位置から、吸気通路２の通路中心線に対して略直
交する全閉位置にわたって回転駆動される。図示しない
制御装置は機関の運転状態に応じて予め設定されたマッ
プの内容にしたがって所定の低速低負荷域で分流弁８を
閉じるように制御する。

【００３３】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００３４】ピストン４が下降し、吸気弁６が開く吸入
行程で、燃焼室１に吸入される吸気流は、図１、図２に
矢印で示すように、案内溝２３を介してインジェクタ３
から噴射される燃料噴霧を囲むようにして導かれる。こ
の案内溝２３を流れる吸気流によりインジェクタ３から
噴射された燃料噴霧は吸気通路壁面９から遠ざける方向
に曲げられ、燃料噴霧が吸気通路壁面９に付着して壁流
となることを防止するとともに、燃料噴霧の微粒化が促
進される。この結果、機関のエミッションを改善すると
ともに、燃費の低減がはかれる。

【００３５】溝下流部２５はその溝深さが吸気通路２の
上流側から下流側にかけて次第に浅くなって、段差なく
吸気通路壁面９に連続しているため、吸気の流れを円滑
にし、吸気充填効率の向上がはかれる。

【００３６】なお、インジェクタ３が臨む凹部１２に吸
気流を集める案内溝を接続することも考えられるが、凹
部１２を介してインジェクタ３に高速吸気流が導かれる
と、インジェクタ３から噴射された燃料の拡散方向が吸
気通路壁面９側に曲げられ、吸気通路壁面９に付着して
壁流となりやすい。

【００３７】分流弁８が閉弁する運転条件では、吸気の
大部分が案内溝２３に集められ、案内溝２３を流れる吸
気流速が高められることにより、燃料噴霧の微粒化を促
進する。

【００３８】また、分流弁８が閉弁する運転条件では、
案内溝２３に集められた高速吸気流が吸気ポート１１か
ら燃焼室１の上部に沿って導かれて、燃焼室１に縦方向
の旋回流（タンブル）が生起され、燃料噴霧と空気の混
合が促進されることにより、良好な燃焼性が得られ、空
燃比を希薄化するリーンバーン領域を拡大することが可
能となる。

【００３９】次に、図６、図７に示す実施形態について
説明する。なお、図等との対応部分には同一符号を付
す。

【００４０】分流弁８の弁体３１にその全閉位置で吸気
を通す２つ切欠き３２が形成される。各切欠き３２は、
案内溝２３の各溝上流部２４に面して開口する。

【００４１】この場合、分流弁８が全閉位置にある状態
では、吸気の大部分が各切欠き３２を介して案内溝２３
に集められるとともに、切欠き３２を介して吸気流路面
積を広げることにより、分流弁８を閉弁する負荷領域を
拡げることが可能となり、高負荷域まで燃料噴霧の微粒
化を促進する。

【００４２】次に、図８に示す実施形態について説明す
る。なお、図等との対応部分には同一符号を付す。

【００４３】案内溝２３は、凹部１２を挟むようにして
吸気の流れ方向に沿って延びる２本の溝上流部２４と、
各溝上流部２４が互いに合流する溝下流部３５を有す
る。溝下流部３５は２本の案内溝２３を各吸気ポート１
１の分岐点１９より上流側でコの字形に合流させる。

【００４４】各溝上流部２４は凹部１２を挟んで互いに
平行に延び、溝下流部３５は各溝上流部２４から連続し
て直線的に延びる。

【００４５】図９、図１０に示すように、案内溝２３を
構成する各溝上流部２４および溝下流部３５は矩形の断
面形をしている。案内溝２３の溝深さは吸気通路２の上
流側から下流側にかけて次第に浅くなっている。

【００４６】ピストン４が下降し、吸気弁６が開く吸入
行程で、燃焼室１に吸入される吸気流は、図８に矢印で
示すように、案内溝２３を介してインジェクタ３から噴
射される燃料噴霧を挟むように導かれる。この案内溝２
３を流れる吸気流によりインジェクタ３から噴射された
燃料噴霧は吸気通路壁面９から遠ざける方向に曲げら
れ、燃料噴霧が吸気通路壁面９に付着して壁流となるこ
とを防止するとともに、燃料噴霧の微粒化が促進され
る。

【００４７】案内溝２３が溝上流部２４から溝下流部３
５にかけて直線的に延びているため、インジェクタ３か
ら大きな噴射角で拡散する燃料噴霧に対応して燃料噴霧
の微粒化が促進されるとともに、吸気が案内溝２３を介
して直線的に流れることにより、吸気抵抗が減少し、吸
気充填効率を高められる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の内
燃機関の吸気装置は、燃焼室に吸入される吸気流は案内
溝を介してインジェクタから噴射される燃料噴霧を挟む
ようにして導かれることにより、インジェクタから噴射
された燃料噴霧が吸気通路壁面に付着して壁流となるこ
とを防止するとともに、燃料噴霧の微粒化が促進され
る。この結果、機関のエミッションを改善するととも
に、燃費の低減がはかれる。

【００４９】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置は、
案内溝の溝下流部を上流側から下流側にかけて次第に浅
く形成したため、案内溝から吸気通路壁面へと向かう吸
気の流れを円滑にし、吸気充填効率の向上がはかれる。

【００５０】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置は、
各案内溝の溝下流部をＶ字形に合流させたため、燃焼室
に吸入される吸気流は案内溝を介してインジェクタから
噴射される燃料噴霧を囲むようにして導かれ、燃料噴霧
が吸気通路壁面に付着して壁流となることを防止すると
ともに、燃料噴霧の微粒化が促進される。

【００５１】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置は、
各案内溝をコの字形に合流し、案内溝が溝上流部から溝
下流部にかけて直線的に延びているため、インジェクタ
から大きな噴射角で拡散する燃料噴霧に対応して燃料噴
霧の微粒化が促進されるとともに、吸気が案内溝を介し
て直線的に流れることにより、吸気抵抗が減少し、吸気
充填効率を高められる。

【００５２】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置は、
分流弁に２つの切欠きを各案内溝に面して開口させたた
め、分流弁が全閉位置にある状態で吸気の大部分が各切
欠きを介して案内溝に集められるとともに、切欠きを介
して吸気流路面積を広げることにより、分流弁を閉弁す
る負荷領域を拡げることが可能となり、高負荷域まで燃
料噴霧の微粒化を促進する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す機関の断面図。

【図２】同じく吸気通路等の断面図。

【図３】同じく分流弁等の側面図。

【図４】同じく図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図５】同じく図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図６】他の実施の形態を示す吸気通路等の断面図。

【図７】同じく分流弁等の側面図。

【図８】さらに他の実施の形態を示す吸気通路等の断面
図。

【図９】同じく図８のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図１０】同じく図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ 吸気通路 ３ インジェクタ ４ ピストン ６ 吸気弁 ８ 分流弁 ９ 吸気通路壁面 １０ シリンダヘッド １１ 吸気ポート １２ 凹部 １５ 弁体 ２３ 案内溝 ２４ 溝上流部 ２５ 溝下流部 ３２ 切欠き ３５ 溝下流部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に吸気を導く吸気通路と、 吸気通路に燃料を噴射するインジェクタと、 吸気通路壁面に対してインジェクタを挟むように吸気の
   流れ方向に沿って溝状に窪む２本の案内溝と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 【請求項２】前記案内溝の溝下流部を上流側から下流側
   にかけて次第に浅く形成したことを特徴とする請求項１
   に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 【請求項３】前記各案内溝の溝下流部をＶ字形に合流さ
   せたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機
   関の吸気装置。
4. 【請求項４】前記各案内溝をコの字形に合流させたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気
   装置。
5. 【請求項５】前記分流弁に２つの切欠きを各案内溝に面
   して開口させたことを特徴とする請求項１から４のいず
   れか一つに記載の内燃機関の吸気装置。