JPS5830417A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリカル型吸気ポートを具えた内燃機関の吸気
装置に関する。

ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁層シに形成された渦
巻部と、この渦巻部に接線状に接続されかつほぼまっす
ぐに延びる入口通路部とにより構成される。このような
ヘリカル型吸気ポートを用いて吸入空気量の少ない機関
低速低負荷運転時に機関燃焼室内に強力な旋回流を発生
せしめようとすると吸気ポート形状が流れ抵抗の大きな
形状になってしまうので吸入空気量の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題がある３この
ような問題を解決するためにヘリカル型吸気ポート入口
通路部から分岐されてヘリカル型吸気ポート渦巻部の渦
巻終端部に連通ずる分岐路をシリンダヘッド内に形成し
、分岐路内にアクチュエータによって作動される常時閉
鎖型開閉弁を設けて機関吸入空気量が所定量よりも大き
くなったときにアクチュエータを作動させて開閉弁を開
弁するようにしたヘリカル屋吸気ポート流路制御装置が
本出願人によ〕既に提案されている。このヘリカル型吸
気ポートでは機関吸入空気量の多い機関高速高負荷運転
時にヘリカル型吸気ポート入口通路部内に送り込まれた
吸入空気の一部が分岐路を介してヘリカル型吸気ポート
渦巻部内に送り込まれるために吸入空気流に対する流れ
抵抗が低下し、斯くして高い充填効率を得ることができ
る。

このようなヘリカル型吸気ポートを具えた内燃機関では
上述のように機関低速低負荷運転時に燃焼室内に強力な
旋回流が発生せしめられるので機関低速低負荷運転時に
ｆ＠薄混合気を用いることができる。機関低負荷運転時
に機関シリンダ内に供給される混合気を薄くする、言い
換えると機関高負荷運転時に機関シリンダ内に供給され
る混合気の空燃比を濃くすることのできる燃料増量装置
として気化器フロート室とメイン燃料通路間に負圧応動
型開閉弁を設け、吸気マニホルド内の負圧が小さくなっ
たときにこの開閉弁を開弁してフロート室からメイン燃
料通路内に供給される燃料を増量し、それによって機関
シリンダ内に供給される混合気を濃くするようにした燃
料増斌装］Ｎが知られている。しかしながら機関負荷が
小さくても機関回転数が低いときには吸気マニホルド内
の負圧が小さくなるために燃料増量装置の開閉弁が開弁
し、その結果機関シリンダ内に供給される混合気が濃く
なるために燃料消費率が悪化するという問題がある。

本発明は機関負荷が小さくしかも機関回転数が低いとき
に燃料が増量されるのを阻止し、それによって燃料消費
率を向上するようにした内燃機関の吸気装置を提供する
ことにある。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、
３はシリンダブロック１上に固定されたシリンダヘッド
、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された燃
焼室、５は吸気弁、６はシリンダヘッド３内に形成され
たヘリカル型吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘ
ッド３内に形成された排気ポートを夫々示す。なお、図
には示さないが燃焼室４内に点火栓が配置される。

第３図から第５図に第２図のヘリカル型吸気ポート６の
形状を図解的に示す。このヘリカル型吸気ポート６は第
４図に示されるように流路軸線ａがわずかに彎曲した入
口通路部Ａと、吸気弁５の弁軸層りに形成された渦巻部
Ｂとにより構成され、入口通路部Ａは渦巻部Ｂに接線状
に接続される。

第３図、第４図並びに第７図に示されるように入口通路
部Ａの渦巻軸線すに近い側の側壁面９の上方側壁面９ａ
は下方を向いた傾斜面に形成され、この傾斜面９ａの幅
は渦巻部Ｂに近づくに従って広くなシ、入口通路部Ａと
渦巻部Ｂとの接続部においては第７図に示されるように
側壁面９の全体が下方に向いた傾斜面９ａに形成される
。側壁面９の上半分は吸気弁ガイド１０（第２図）周シ
の吸気ポート上壁面上に形成された円筒状突起１１の周
壁面に滑らかに接続され、−刃側壁面９の下半分は渦巻
部Ｂの渦巻終端部Ｃにおいて渦巻部Ｂの側壁面１２に接
続される。

一方、第１図から第５図に示されるようにシリンダへラ
ド３内には入口通路部Ａから分岐されたほぼ一様断面の
分岐路１４が形成され、この分岐路１４は渦巻終端部Ｃ
に接続される。分岐路１４０入口開口１５は入口通路部
Ａの入口開口近傍において側壁面９上に形成され、分岐
路１４の出口開口１６は渦巻終端部Ｃにおいて側壁面１
２の上端部に形成される。更に、シリンダヘッド３内に
は分岐路１４を貫通して延びる開閉弁挿入孔１７が穿設
され、この開閉弁挿入孔１７内には夫々開閉弁を構成す
るロータリ弁１８が挿入される。このロータリ弁１８は
分岐路１４内に配置されかつ第９図に示すように薄板状
を彦す弁体１９と、弁体１９と一体形成された弁軸２０
とを具備し、この弁軸２０は開閉弁挿入孔１７内に嵌着
された案内スリーブ２１により回転可能に支承される。

弁軸２０は案内スリーブ２１の頂面から上方に突出し、
この突出端部にアーム２２が固着される。

第１０図を参照すると、吸気ポート６は吸気マニホルド
２３を介して気化器２４に連結される。

この気化器２４はスロットル弁２５と、メインノズル２
６と、フロート室２７と、これらメインノズル２６並び
にフロート室２７を連結するメイン燃料通路２８と、メ
イン燃料通路２８内に設けられたメインジェット２９と
、燃料増量装置３０とを具備する。この燃料増量装置３
０は一方では弁ポート３１を介してフロート室２７内に
連通し他方では計量ジェット３２を介してメイン燃料通
路２８に連通する弁室３３と、弁ポート３１の開閉制御
をする弁体３４と、弁体３４の上端部に固定されたピス
トン３５と、ピストン３５が摺動可能に挿入された負王
室３６とを具備し、負王室３６内にはピストン抑圧用圧
縮ばね３７が挿入される。

一方、スロットル弁２５のスロットル軸３８にはカム３
９が固定され、このカム３９により作動せしめられる大
気連通制御弁４０が気化器２４に取付けられる。大気連
通制御弁４０は隔壁４１により分離された大気圧室４２
と弁室４３を具備し、隔壁４１上には弁ポート４４が形
成される。弁室４３内には弁ポート４４の開閉制御をす
る弁体４５と、この弁体４５を弁ポート４４に向けて押
圧する圧縮ばね４６とが挿入される。更に、大気連通制
御弁４０はそのハウジング内において摺動可能に支持さ
れた制御ロッド４７を具備する。この制御ロッド４７の
一端部は弁体４５と保合可能に配置され、制御ロッド４
７の他端部はカム３９と係合可能に配置される。第１０
図に示されるように燃料増量装置３０の負圧室３６は導
管４８を介して一方では大気連通制御弁４０の弁室４３
に接続され、他方では絞り４９を介して負圧タンク５０
に接続される。この負圧タンク５０は負圧タンク５０か
ら吸気マニホルド２３内に向けてのみ流通可能な逆止弁
５１を介して吸気マニホルド２３内に接続される。この
逆止弁５１は吸気マニホルド２３内の負圧が負圧タンク
５０内の負圧よりも大きくなったときに開弁し、吸気マ
ニホルド２３内の負圧が負圧タンク５０内の負圧よりも
小さくなったときに閉弁するので負圧タンク５０内は吸
気マニホルド２３内に発生する最大負圧に維持される。

一方、各気筒のロータリ弁１８のアーム２２は連結ロッ
ド５２により互に連結され、この連結ロッド５２はアク
チュエータ５３のダイアフラム５４に連結された制御ロ
ッド５５に連結される。

アクチュエータ５３はダイアフラム５４によって大気か
ら隔離された負王室５６を有し、負王室５６内にダイア
フラム押圧用圧縮ばね５７が挿入される。この負王室５
６は気化器２４のベンチュリ部５８に開口する負圧ポー
ト５９に負圧導管６０を介して連結される。吸入空気量
が少ないとき、即ちベンチュリ部５８に発生する負圧が
小さなときにはダイアフラム５４は圧縮ばね５７のばね
力により負圧室５６から離れる方向に移動しており、こ
のときにはロータリ弁１８が分岐路１４を閉鎖している
。一方、吸入空気量が多くなると、即ちベンチュリ部５
８に発生する負圧が大きなときにはダイアフラム５４が
圧縮ばね５７に抗して負圧室５６側に移動し、それによ
ってロータリ弁１８が回動せしめられてロータリ弁１８
が分岐路１４を全開する。

上述したように吸入空気量が少ない機関低速低負荷運転
時にはロータリ弁１８が分岐路１４を遮断している。こ
のとき入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気は渦巻部Ｂ
の上壁面１３に沿って旋回しつつ渦巻部Ｂ内を下降し、
次いで旋回しつつ燃焼室４内に流入するので燃焼室４内
には強力な旋回流が発生せしめられる。一方、吸入空気
量が多い機関高速高負荷運転時にはロータリ弁１８が開
弁するので入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気の一部
が流れ抵抗の小さな分岐路１４を介して渦巻部Ｂ内に送
り込まれる。この混合気は入口通路部Ａから渦巻部Ｂ内
に流入して渦巻部Ｂの上壁面１３に沿って流れる混合気
流に正面から衝突し、その結果との渦巻部上壁面１３に
沿って流れる混合気流は減速せしめられて旋回流が弱め
られる。このように機関高速高負荷運転時にはロータリ
弁１８が開弁することによって全体の流路面積が増大す
るばかシでなく旋回流が弱められるので高い充填効率を
確保することができる。址だ、入口通路部Ａに傾斜側壁
部９ａを設けることによって入口通路部Ａに送り込まれ
た混合気の一部は下向きの力を力えられ、その結果この
混合気は旋回することなく入口通路部Ａの下壁面に沿っ
て渦巻部Ｂ内に流入するために流入抵抗は小さくなり、
斯くして高速高負荷運転時における充填効率を更に高め
ることができる。

一方、スロットル弁２５の開度が小さく、従って第１０
図に示すようにスロットル弁２５のカム３９が大気連通
制御弁４０の制御ロッド４７に係合していないときには
弁体４５が弁ポート４４を閉鎖している。従ってこのと
きには負圧タンク５０内の負圧が燃料増量装置３０の負
圧室３６内に加わるのでピストン３５が圧縮ばね３７に
抗して上昇し、弁体３４が弁ポート３１を閉鎖する。

斯くしてこのときフロート室２７内の燃料はメインジェ
ット２９のみを介してメイン燃料通路２８内に送り込ま
れ、次いでメインノズル２６から噴出する。一方、スロ
ットル弁２５の開度が大きくなってカム３９が大気連通
制御弁４０の制御ロッド４７に係合すると弁体４５が弁
ポート４４を開口する。その結果、燃料増量装置３０の
負圧室３６内は大気圧となるためにピストン３５が圧縮
ばね３７のばね力により下降し、弁体３４が弁ポート３
１を開口する。従ってこのときにはフロート室２７内の
燃料がメインジェット２９並びに計量ジェット３２を介
してメイン燃料通路２８内に送シ込まれるためにメイン
ノズル２６から供給される燃料が増量せしめられる。

上述したようにスロットル弁２５の開度が小さなときに
はメインノズル２６から供給される燃料の増量作用は行
なわれない。このときには吸入空気量も少なく、従って
前述したようにロータリ弁１８が分岐路１４を閉鎖して
いるために燃焼室４内には強力な旋回流が発生せしめら
れる。その結果、燃焼速度が速められるために燃焼室４
内に供給される混合気が稀薄混合気であっても安定した
燃焼を得ることができる。一方、スロットル弁２５の開
度が大きくなると出力トルクの増大が必要となるために
燃料の増量作用が行なわれ、更に充填効率を高めて出力
向上を図るためにロータリ弁１８が分岐路１４を開口す
る。

本発明では燃料の増量作用の開始が吸気マニホリド２３
内の負圧によって定壕るのではなくスロットル弁２５の
開度によって定まる。従ってスロットル弁２５の開度が
小さくかつ機関回転数が小さくて吸気マニホルド２３内
の負圧が小さくても燃料の増量作用が行なわれることは
ない。このようにスロットル弁２５の開度が小さくかつ
機関回転数が低い場合にはロータリ弁１８が閉弁せしめ
られているので燃焼速度が速められており、従ってこの
ようなときに燃料の増量作用を停止して燃焼室４に稀薄
混合気を送り込んでも安定した燃焼を確保することがで
きる。このように本発明によれば燃料の増量作用領域が
スロットル弁開度が小さくかつ機関回転数が低い領域ま
で拡張されるので燃料消費率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の平面図、第２図は第１
図の■−■線に沿ってみた断面図、第３図はヘリカル型
吸気ポートの形状を示す斜視図、第４図は第３図の平面
図、第５図は第３図の分岐路に沿って切断した側面断面
図、第６図は第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第
７図は第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第８図Ｕ
第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第９図はロータ
リ弁の斜視図、第１０図は吸気装置の全体図である。 ５・・・吸気弁、６・・・ヘリカル型吸気ポート、１４
・・・分岐路、１８・・・ロータリ弁、２５・・・スロ
ットル弁、３０・・・燃料増量装置、３９・・・カム、
４０・・・大気連通制御弁、５３・・・アクチュエータ
。 第１回 ３ ６、 ■５・２−・−−〜−−゛ ・Ｙ、４・・１．、−＋ｓ　　ｊ” し ＋　　’（、Ｌ僚≧〜 ４−■・　・・−へ・　・　・、−−−−１４，１１ ＼　−へ叉　／／　　・−・ ７−ゝ（ＳＳＳｒ１ｍ＝Ｌ＋ ７、＜−撚・〜ｐ；、−８ ・パイこ　）、　　　−＋４ １　　　＼＼、 ４→　、ダ露四蔓ξ′− ””　”’　；、’１ ５−＼、ｋニイ６−一表−一 ５−ン（゛ン７．￥マーー ／′　７＜　Ｘ　入　− ｔ　　　　ＩＩ　　　　　　、ｔ　　＼＼′第３回 第４回 第６回　　　　　第７回 第５回 第８回　　　第９回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁層りに形成された渦巻部と、該渦巻部に接線状に
   接続されかつほぼまっすぐに延びる入口通路部とにより
   構成されたヘリカル型吸気ポートを具備し、更に機関吸
   気通路内に供給される燃料を増量するための負圧応動を
   燃料増量装置を具備した内燃機関の吸気装置において、
   上記入口通路部から分岐されて上記渦巻部の渦巻終端部
   に連通ずる分岐路をシリンダヘッド内に形成すると共に
   吸入空気量に応動する常時閉鎖型開閉弁を該分岐路内に
   配置して吸入空気量が予め定められた一定量以上になっ
   たときに該開閉弁を開弁し、更に気化器スロットル弁の
   開閉弁動作に応動する大気連通制御弁を設けて該大気連
   通制御弁を上記負圧応動型燃料増量装置に連結し、該ス
   ロットル弁開度が予め定められた一定開度よりも大きく
   なったときに該燃料増量装置の負王室を大気に開放する
   ことにより該燃料４増量装置を作動させて吸気通路内に
   供給される燃料を増量せしめるようにした内燃機関の吸
   気装置。