JPH0925821A - 内燃機関の混合気形成法 - Google Patents
内燃機関の混合気形成法Info
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- JPH0925821A JPH0925821A JP7173188A JP17318895A JPH0925821A JP H0925821 A JPH0925821 A JP H0925821A JP 7173188 A JP7173188 A JP 7173188A JP 17318895 A JP17318895 A JP 17318895A JP H0925821 A JPH0925821 A JP H0925821A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- flow
- intake
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】吸気工程前に、コントロールユニット１８によ
ってコントロールされる制御弁２３が開放されることに
より、スロットル弁２１の上流と下流との圧力差により
空気は補助空気供給管２２を通り旋回流生成装置３０に
供給され、主空気の流れに垂直な旋回流を生成する。吸
気工程が始まると吸入空気と共に主空気流路に垂直な状
態を保ちながら流され、燃焼室１に入る。その際、旋回
流は流路に垂直なため、吸気弁６に直接当たる成分は少
なく、ほとんどその旋回エネルギを失わせることなく吸
気弁６と吸気管１０の間から燃焼室１に入る。旋回流が
吸気工程終了直前に燃焼室内に入るような位置に旋回流
を生成する。旋回流は点火点近くに濃い混合気部２５、
その周囲に薄い混合気部２６を形成する。 【効果】内燃機関で、濃い混合気を点火部に形成するこ
とが出来るので希薄燃焼が可能になる。
ってコントロールされる制御弁２３が開放されることに
より、スロットル弁２１の上流と下流との圧力差により
空気は補助空気供給管２２を通り旋回流生成装置３０に
供給され、主空気の流れに垂直な旋回流を生成する。吸
気工程が始まると吸入空気と共に主空気流路に垂直な状
態を保ちながら流され、燃焼室１に入る。その際、旋回
流は流路に垂直なため、吸気弁６に直接当たる成分は少
なく、ほとんどその旋回エネルギを失わせることなく吸
気弁６と吸気管１０の間から燃焼室１に入る。旋回流が
吸気工程終了直前に燃焼室内に入るような位置に旋回流
を生成する。旋回流は点火点近くに濃い混合気部２５、
その周囲に薄い混合気部２６を形成する。 【効果】内燃機関で、濃い混合気を点火部に形成するこ
とが出来るので希薄燃焼が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃焼室内に供
給される混合気の形成方法に関する。
給される混合気の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リーンバーンとして「SYMPOSIUMリーン
バーンガソリンエンジン」（自動車技術会，１９９２）
にあるように、均質混合気を形成して燃焼させるものが
知られている。
バーンガソリンエンジン」（自動車技術会，１９９２）
にあるように、均質混合気を形成して燃焼させるものが
知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、リーンバー
ン装置で従来は均質混合気が用いられてきたが、均質混
合気ではリーン燃焼限界をあまり大きくすることが出来
ない。さらにリーン燃焼限界を拡大するためには混合気
を成層化することが有効である。
ン装置で従来は均質混合気が用いられてきたが、均質混
合気ではリーン燃焼限界をあまり大きくすることが出来
ない。さらにリーン燃焼限界を拡大するためには混合気
を成層化することが有効である。
【０００４】本発明の目的は混合気を成層化するための
有効な混合気形成法を提供することにある。
有効な混合気形成法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は点火吸気
工程付近で混合気を旋回させて燃料を凝集するものであ
る。
工程付近で混合気を旋回させて燃料を凝集するものであ
る。
【０００６】
【作用】内燃機関の吸気工程以前に、吸気管上流に空気
流路に垂直な旋回流を発生させておく。その旋回流は吸
気工程が始まると空気流路に垂直な状態を保ちながら流
され、燃焼室に入る。その際、旋回流は流路に垂直なた
め、吸気弁に直接当たる成分は少なく、ほとんど減衰し
ないまま吸気弁と吸気管の間から燃焼室に入る。旋回流
が吸気工程終了直前に燃焼室内に入るようにすることに
より、後から入ってくる空気は僅かであり、燃焼室内で
先の旋回流が破壊されることはない。旋回流は燃焼室内
で圧縮工程が終わるまで維持され、中心部に多くの燃料
粒子を集める。その結果、点火点近くに濃い混合気部、
その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄燃焼時の点火性
を向上させる。
流路に垂直な旋回流を発生させておく。その旋回流は吸
気工程が始まると空気流路に垂直な状態を保ちながら流
され、燃焼室に入る。その際、旋回流は流路に垂直なた
め、吸気弁に直接当たる成分は少なく、ほとんど減衰し
ないまま吸気弁と吸気管の間から燃焼室に入る。旋回流
が吸気工程終了直前に燃焼室内に入るようにすることに
より、後から入ってくる空気は僅かであり、燃焼室内で
先の旋回流が破壊されることはない。旋回流は燃焼室内
で圧縮工程が終わるまで維持され、中心部に多くの燃料
粒子を集める。その結果、点火点近くに濃い混合気部、
その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄燃焼時の点火性
を向上させる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面によって詳細に説明す
る。図１で、燃焼室１はピストン２，シリンダ壁３，シ
リンダヘッド４，点火燈５，吸気弁６，排気弁８などか
ら構成されている。１０は吸気ポート、１１は排気ポー
ト、１３は吸気ポート１０に連結された管である。１８
は吸気管１５内に燃料を供給する燃料噴射弁１９を制御
するコントロールユニットである。スロットル弁２１の
開度が小さければスロットル弁２１の上流と下流には圧
力差が生じ、その圧力差により空気は補助空気供給管２
２を通り旋回流生成装置３０に供給され、旋回流が生成
される。補助空気の供給法はエアポンプなどを用いても
良い。補助空気供給管２２の途中に設けられた制御弁２
３はコントロールユニット１８によって流量と流速が制
御され、旋回流生成装置３０を駆動する。旋回流生成装
置３０の断面を図２に示す。旋回流生成装置３０は対に
なった空気噴出口３１を備え、補助空気は空気噴出口３
１から高速で射出される。空気噴出口３１は管３５の接
線方向に向かって取り付けられており、噴出された高速
の空気は管３５の壁面に沿って流れ、断面方向に旋回流
３６を形成する。図３は管３５の断面図であるが、旋回
流生成装置３０の空気噴出口３１はこの様に噴出口の取
り付け場所が変わっていても、数が違っていても良い。
図４は管３５を横から見た拡大図である。空気噴出口３
１は吸気管１５を流れる主空気の流れに垂直をなす面上
に取り付けられ、生成される旋回流３６は主空気の流れ
に垂直である。旋回流生成装置は、図５に示すように、
複数個在っても良い。次に図６に旋回流３６の挙動を示
す。吸気工程前に旋回流生成装置３０により生成された
主空気の流れに垂直な旋回流３６は吸気工程が始まると
吸入空気と共に主空気流路に垂直な状態を保ちながら流
され、燃焼室に入る。その際、旋回流は流路に垂直なた
め、吸気弁に直接当たる成分は少なく、ほとんどその旋
回エネルギを失わせることなく吸気弁と吸気管の間から
燃焼室に入る。旋回流が吸気工程終了直前に燃焼室内に
入るようにすることにより、後から入ってくる空気は僅
かであり、燃焼室内で先の旋回流が破壊されることはな
い。旋回流は燃焼室内で圧縮工程が終わるまで維持さ
れ、中心部に多くの燃料粒子を集める。その結果、点火
点近くに濃い混合気部２５、その周囲に薄い混合気部２
６を形成し、希薄燃焼時の点火性を向上させることがで
きる。
る。図１で、燃焼室１はピストン２，シリンダ壁３，シ
リンダヘッド４，点火燈５，吸気弁６，排気弁８などか
ら構成されている。１０は吸気ポート、１１は排気ポー
ト、１３は吸気ポート１０に連結された管である。１８
は吸気管１５内に燃料を供給する燃料噴射弁１９を制御
するコントロールユニットである。スロットル弁２１の
開度が小さければスロットル弁２１の上流と下流には圧
力差が生じ、その圧力差により空気は補助空気供給管２
２を通り旋回流生成装置３０に供給され、旋回流が生成
される。補助空気の供給法はエアポンプなどを用いても
良い。補助空気供給管２２の途中に設けられた制御弁２
３はコントロールユニット１８によって流量と流速が制
御され、旋回流生成装置３０を駆動する。旋回流生成装
置３０の断面を図２に示す。旋回流生成装置３０は対に
なった空気噴出口３１を備え、補助空気は空気噴出口３
１から高速で射出される。空気噴出口３１は管３５の接
線方向に向かって取り付けられており、噴出された高速
の空気は管３５の壁面に沿って流れ、断面方向に旋回流
３６を形成する。図３は管３５の断面図であるが、旋回
流生成装置３０の空気噴出口３１はこの様に噴出口の取
り付け場所が変わっていても、数が違っていても良い。
図４は管３５を横から見た拡大図である。空気噴出口３
１は吸気管１５を流れる主空気の流れに垂直をなす面上
に取り付けられ、生成される旋回流３６は主空気の流れ
に垂直である。旋回流生成装置は、図５に示すように、
複数個在っても良い。次に図６に旋回流３６の挙動を示
す。吸気工程前に旋回流生成装置３０により生成された
主空気の流れに垂直な旋回流３６は吸気工程が始まると
吸入空気と共に主空気流路に垂直な状態を保ちながら流
され、燃焼室に入る。その際、旋回流は流路に垂直なた
め、吸気弁に直接当たる成分は少なく、ほとんどその旋
回エネルギを失わせることなく吸気弁と吸気管の間から
燃焼室に入る。旋回流が吸気工程終了直前に燃焼室内に
入るようにすることにより、後から入ってくる空気は僅
かであり、燃焼室内で先の旋回流が破壊されることはな
い。旋回流は燃焼室内で圧縮工程が終わるまで維持さ
れ、中心部に多くの燃料粒子を集める。その結果、点火
点近くに濃い混合気部２５、その周囲に薄い混合気部２
６を形成し、希薄燃焼時の点火性を向上させることがで
きる。
【０００８】図８は図１で用いた旋回流生成装置３０の
代わりに別の旋回流生成装置４０を用いた実施例であ
る。旋回流生成装置４０はコントロールユニット１８に
より制御された動力機４２により動力伝達帯４３を介し
て駆動される。旋回流駆動装置４０の詳しい説明を図８
に示す。旋回流生成装置４０は円筒管４４と突起帯４５
より構成されている。円筒管４４が回転することによ
り、突起帯４５が流体に衝突し、流体に回転方向の力を
与え、旋回流４７が発生する。図９に突起帯４５の断面
図を示す、突起帯４５の断面は４５ａ，４５ｂ，４５
ｃ，４５ｄ，４５ｅの様な形で良い。突起帯４５は主空
気の流路に沿って設けられており、空気抵抗はほとんど
ない。
代わりに別の旋回流生成装置４０を用いた実施例であ
る。旋回流生成装置４０はコントロールユニット１８に
より制御された動力機４２により動力伝達帯４３を介し
て駆動される。旋回流駆動装置４０の詳しい説明を図８
に示す。旋回流生成装置４０は円筒管４４と突起帯４５
より構成されている。円筒管４４が回転することによ
り、突起帯４５が流体に衝突し、流体に回転方向の力を
与え、旋回流４７が発生する。図９に突起帯４５の断面
図を示す、突起帯４５の断面は４５ａ，４５ｂ，４５
ｃ，４５ｄ，４５ｅの様な形で良い。突起帯４５は主空
気の流路に沿って設けられており、空気抵抗はほとんど
ない。
【０００９】図１０に４気筒内燃機関の場合の実施例を
示す。旋回流生成装置３０が第１気筒から第４気筒まで
それぞれに取り付けられており、補助空気は補助空気供
給管６２を介して分配器６０により各気筒の補助空気供
給管５６に接続され旋回流生成装置３０を起動する。補
助空気はスロットル弁２１の上流側の集合吸気管５８と
下流の集合管５７との圧力差によって流れる。分配器６
０はコントロールユニット１８により各気筒ごとに最適
な時期に補助空気を分配する。図１１に各気筒ごとの補
助空気噴射の時期を示す。補助空気はその気筒の吸気工
程が始まる少し前に噴射が始まり、吸気工程終了前に噴
射を終える。１サイクルの間、補助空気は同時に複数の
気筒に供給されることはないので、補助空気は十分な流
速と流量を維持して噴出され、吸気管１５内に旋回流を
生成する。吸気２弁の内燃機関の場合には旋回流３６は
分岐部６６で二つの旋回流に分割され、それぞれ燃焼室
に入る。二つの旋回流は燃焼室で互いに回転しながら再
び一つの旋回流となり燃焼室内で旋回し、点火点近くに
濃い混合気部、その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄
燃焼時の点火性を向上させる。図１２に分配器６０の断
面図を示す。部品７２は補助空気供給管６２に接続され
ている。部品７２は下流の補助空気供給管５６に接続さ
れていて、部品７１が回転することにより開口部７３が
部品７２の開口部７５とつながり、補助空気は部品７１
から開口部７３，７５を通り補助空気供給管５６に流れ
る。
示す。旋回流生成装置３０が第１気筒から第４気筒まで
それぞれに取り付けられており、補助空気は補助空気供
給管６２を介して分配器６０により各気筒の補助空気供
給管５６に接続され旋回流生成装置３０を起動する。補
助空気はスロットル弁２１の上流側の集合吸気管５８と
下流の集合管５７との圧力差によって流れる。分配器６
０はコントロールユニット１８により各気筒ごとに最適
な時期に補助空気を分配する。図１１に各気筒ごとの補
助空気噴射の時期を示す。補助空気はその気筒の吸気工
程が始まる少し前に噴射が始まり、吸気工程終了前に噴
射を終える。１サイクルの間、補助空気は同時に複数の
気筒に供給されることはないので、補助空気は十分な流
速と流量を維持して噴出され、吸気管１５内に旋回流を
生成する。吸気２弁の内燃機関の場合には旋回流３６は
分岐部６６で二つの旋回流に分割され、それぞれ燃焼室
に入る。二つの旋回流は燃焼室で互いに回転しながら再
び一つの旋回流となり燃焼室内で旋回し、点火点近くに
濃い混合気部、その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄
燃焼時の点火性を向上させる。図１２に分配器６０の断
面図を示す。部品７２は補助空気供給管６２に接続され
ている。部品７２は下流の補助空気供給管５６に接続さ
れていて、部品７１が回転することにより開口部７３が
部品７２の開口部７５とつながり、補助空気は部品７１
から開口部７３，７５を通り補助空気供給管５６に流れ
る。
【００１０】図１３は制御弁２３を各気筒ごとに取り付
けた場合の実施例である。制御弁２３をコントロールユ
ニット１８により各気筒別々に開放させることにより補
助空気が流れ、旋回流生成装置３０から旋回流が発生す
る。各気筒への補助空気供給時期は図１０の実施例と同
様である。
けた場合の実施例である。制御弁２３をコントロールユ
ニット１８により各気筒別々に開放させることにより補
助空気が流れ、旋回流生成装置３０から旋回流が発生す
る。各気筒への補助空気供給時期は図１０の実施例と同
様である。
【００１１】次に、吸気弁から旋回流を発生させる実施
例を図１４に示す。補助空気はスロットル弁２１上流か
ら補助空気供給管５６を介して旋回流生成吸気弁９６に
供給される。旋回流の強さ，発生時期，持続時間などは
コントロールユニット１８により制御された制御弁２３
により調節される。発生された旋回流３６は吸気工程に
シリンダ内圧縮工程が終わるまで維持され、中心部に多
くの燃料粒子を集める。その結果、点火点近くに濃い混
合気部、その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄燃焼時
の点火性が向上する。図１５に旋回流生成吸気弁９６の
拡大図を示す。補助空気は補助空気通路８１，８２を通
り、２方向に分割され噴出口８３から噴出され、旋回流
３６を発生する。
例を図１４に示す。補助空気はスロットル弁２１上流か
ら補助空気供給管５６を介して旋回流生成吸気弁９６に
供給される。旋回流の強さ，発生時期，持続時間などは
コントロールユニット１８により制御された制御弁２３
により調節される。発生された旋回流３６は吸気工程に
シリンダ内圧縮工程が終わるまで維持され、中心部に多
くの燃料粒子を集める。その結果、点火点近くに濃い混
合気部、その周囲に薄い混合気部を形成し、希薄燃焼時
の点火性が向上する。図１５に旋回流生成吸気弁９６の
拡大図を示す。補助空気は補助空気通路８１，８２を通
り、２方向に分割され噴出口８３から噴出され、旋回流
３６を発生する。
【００１２】図１６から図１７に吸気２弁の内燃機関
で、補助空気ノズルを二つに分かれた吸気管に取り付け
た実施例を示す。図１６は補助空気ノズル９０を吸気管
に直角に取り付けた場合である。補助空気は補助空気ノ
ズル９０から吸気管内に常時噴出され、非吸気工程には
主空気流路に垂直な旋回流３６を生じる。吸気工程には
すでに形成されている流路に垂直な旋回流３６は下流に
そのまま流され、補助空気ノズル９０から噴出される補
助空気は吸入空気の影響を受け、螺旋状の旋回流を下流
に向かって発生する。補助ノズルは複数個在っても良
い。図１７に補助ノズル９０を吸気管に対して傾きを持
って取り付けた場合を示す。補助空気は補助空気ノズル
９０から吸気管内に常時噴出され、吸気管壁に沿って螺
旋状に旋回流を形成する。補助ノズルは複数個在っても
良い。図１８に示すように、常時補助空気を噴出させる
ことにより、非吸気工程には旋回流は旋回エネルギを保
存しておき、吸気工程にその保存しておいた旋回流を燃
焼室内に送り込む。燃焼室１に吸入された旋回流は混合
気を層状化する。
で、補助空気ノズルを二つに分かれた吸気管に取り付け
た実施例を示す。図１６は補助空気ノズル９０を吸気管
に直角に取り付けた場合である。補助空気は補助空気ノ
ズル９０から吸気管内に常時噴出され、非吸気工程には
主空気流路に垂直な旋回流３６を生じる。吸気工程には
すでに形成されている流路に垂直な旋回流３６は下流に
そのまま流され、補助空気ノズル９０から噴出される補
助空気は吸入空気の影響を受け、螺旋状の旋回流を下流
に向かって発生する。補助ノズルは複数個在っても良
い。図１７に補助ノズル９０を吸気管に対して傾きを持
って取り付けた場合を示す。補助空気は補助空気ノズル
９０から吸気管内に常時噴出され、吸気管壁に沿って螺
旋状に旋回流を形成する。補助ノズルは複数個在っても
良い。図１８に示すように、常時補助空気を噴出させる
ことにより、非吸気工程には旋回流は旋回エネルギを保
存しておき、吸気工程にその保存しておいた旋回流を燃
焼室内に送り込む。燃焼室１に吸入された旋回流は混合
気を層状化する。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、内燃機関で濃い混合気
を点火部に形成することが出来るので希薄燃焼が可能に
なる。
を点火部に形成することが出来るので希薄燃焼が可能に
なる。
【図１】一実施例のブロック図。
【図２】旋回流生成装置の一実施例の断面図。
【図３】旋回流生成装置の第二実施例の断面図。
【図４】旋回流生成装置の第三実施例の断面図。
【図５】旋回流生成装置の第四実施例の断面図。
【図６】混合気成層化過程の説明図。
【図７】第二実施例のブロック図。
【図８】旋回流生成装置の断面図。
【図９】旋回流発生突起の断面図。
【図１０】多気筒の一実施例の説明図。
【図１１】補助空気噴射のタイミングチャート。
【図１２】補助空気分配の説明図。
【図１３】多気筒の第二実施例の説明図。
【図１４】第三実施例のブロック図。
【図１５】旋回流生成吸気弁の説明図。
【図１６】第四実施例のブロック図。
【図１７】第五実施例のブロック図。
【図１８】旋回流状態の説明図。
１…燃焼室、２…ピストン、３…シリンダ壁、４…シリ
ンダヘッド、５…点火燈、６…吸気弁、８…排気弁、１
０…吸気ポート、１１…排気ポート、１３，３５…管、
１５…吸気管、１８…コントロールユニット、１９…燃
料噴射弁、２１…スロットル弁、２２…補助空気供給
管、２３…制御弁、２５…濃い混合気部、２６…薄い混
合気部、３０…旋回流生成装置。
ンダヘッド、５…点火燈、６…吸気弁、８…排気弁、１
０…吸気ポート、１１…排気ポート、１３，３５…管、
１５…吸気管、１８…コントロールユニット、１９…燃
料噴射弁、２１…スロットル弁、２２…補助空気供給
管、２３…制御弁、２５…濃い混合気部、２６…薄い混
合気部、３０…旋回流生成装置。
Claims (5)
- 【請求項１】燃料噴射装置を備えた内燃機関において、
燃焼室に供給された混合気を圧縮工程の点火時期付近の
工程域で旋回させるようにして、点火プラグ付近に燃料
を凝集して濃い混合気を形成するようにしたことを特徴
とする内燃機関の混合気形成法。 - 【請求項２】燃料噴射装置を備えた内燃機関において、
供給された混合気が圧縮工程の点火時期付近の工程域で
旋回が維持されるように旋回された吸入空気の供給時期
を吸気工程の終了付近に設定するようにしたことを特徴
とする内燃機関の混合気形成法。 - 【請求項３】燃料噴射装置を備えた内燃機関において、
吸気管上流に流路に垂直な旋回流を発生させるようにし
たことを特徴とする内燃機関の混合気形成法。 - 【請求項４】燃料噴射装置を備えた多気筒の内燃機関に
おいて、旋回流の生成を各気筒ごとの吸気工程に合わせ
て発生させるようにしたことを特徴とする内燃機関の混
合気形成法。 - 【請求項５】燃料噴射装置を備えた内燃機関において、
旋回流の強さを運転状態によって可変にするようにした
ことを特徴とする内燃機関の混合気形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173188A JPH0925821A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 内燃機関の混合気形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173188A JPH0925821A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 内燃機関の混合気形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925821A true JPH0925821A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15955731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7173188A Pending JPH0925821A (ja) | 1995-07-10 | 1995-07-10 | 内燃機関の混合気形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0925821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7434648B2 (en) | 2004-09-27 | 2008-10-14 | Mazda Motor Corporation | Pedal assembly support structure for vehicle |
| KR101300488B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2013-09-02 | 임봉규 | 엔진의 흡기보충모듈 및 흡기 보충 어댑터 |
-
1995
- 1995-07-10 JP JP7173188A patent/JPH0925821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7434648B2 (en) | 2004-09-27 | 2008-10-14 | Mazda Motor Corporation | Pedal assembly support structure for vehicle |
| KR101300488B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2013-09-02 | 임봉규 | 엔진의 흡기보충모듈 및 흡기 보충 어댑터 |
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