JPS60101224A - エンジンの吸気装置 - 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】 （産業−にの利用分野） 本発明は、エンジンの吸気装置、特に２ボート等の複数
の吸気ボートをエンノンの４：ｉｊ、、焼室に開口させ
るとともに、各吸気ボートに月してこれを開閉する吸気
弁を配置した型式の吸気装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、レシプロエンノンにおいて、各燃焼室に対し
て、はぼ均等な開口面積を有する２つの吸気ボートを開
［１させて大きな開口面積を確保するとともに、シリン
グヘッド内に形成する吸気通路を各吸気ボートに；焦焼
室の軸方向に沿った大角度で接続して吸気を燃焼室にス
トレートに流入さぜることにＪ：す、エンジンの充」直
効率を最大限向」ニさせ、エンジンの高出力化を図った
エンジンの吸気構造はよく知られている。

かかる２ポ一ト型式の吸気構造は、高負荷運転時の高出
力化を図るという点で右利であるが、その反面、吸気量
の少ない低負荷運転時には、吸気流速が弱まり、燃焼性
が低下し、燃費の面でも、エミンションの面でも不利と
なる欠点かある。

かかる欠点を解？ｉ’ｉするため、低負荷用吸気通路と
７ヤノターハル７を介設した高負荷用吸気通路とを１記
２つの吸気ボー１に夫々接続し、エンジンｃ７＋ｉｐ、
負荷連−匠時には、シャンク−ハ′ルブを閉じで、１１
τ、ｉ’Ｊ　ｊ：：１用吸気通路のみから吸気を行なう
よう（二したものが５１１られている（例えば、特開昭
５６−・１．．１　、ｉ、　Ｉ　！’ｌ−し公報参照）
。

しかしながら、かかるｊ＝Ｊ策は低負荷対策として必ら
ずしム何効ではない。即ち、もとちと高出力化のため２
つの吸気ボートの開口面積を最大限確１呆するにう１こ
したものであるため、１つの吸気ボーＩのみを使用する
としても吸気量が少ない極低負荷運１１１Ｊ、時には、
開口面積か依然大きすぎて吸気）Ａ１．連を、１′Ｊ効
に向Ｉさぜることがでトず、燃ム冒ＩＬの向１−にｆ二
用矢なスワールを、Ｃ丁効に形成でたない。

かかるイ；具、介は、低負荷用吸気通路の通路面積を絞
ｉ１は、それで解？ｉ’ｉ　Ｌうるように思えるか、高
、ＩＩＩＪ月りを図る［１的から吸気；山路のボー１接
続部は１１ｉｉ達した、１：う：こ、燃焼室の軸方向に
沿った方向に形成されているため、吸気流速を早めるこ
とによって燃焼室内に流速の早い流れが生成されたとじ
ても燻、焼室の周）ｊ向に沿った有効なスワールとし−
ご生成されない。このため、この吸気の流れは圧縮行程
において１メ１期に；成にされてし、まらといった問題
かある。そうかといって、ンＩｌこｊ虫をて゛きるた（
干高めようとして、低負荷用１吸気通路を絞りすきれば
、それだけＩＨｉいうる負荷範囲か制限さｊ’Ｌ、比較
的低い負荷域でシャッターバルブを開いて高負荷用吸気
通路からも吸気を供給する必要が生−（”る。その場合
、２−）の吸気ボートは、燃焼室の水平ノｊ向中心線に
関して対向的に形成されているため、低負荷用吸気ボー
トから吸入される吸気流と高負荷用吸気ポーｉ・から吸
入される吸気流とがｉΦ工突して、スワールかン肖滅さ
れない主でムますます弱められてしまい、スワールによ
る良好な燃焼性を確保し労［い欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、エンジンの高出力化をｉ−ｙらった２ｒｙｊ
。

気水−１方式を実質的に変更することなしに、エンノン
の低負荷運ｉ１ｗ　１１．’／において燃焼室内に燃焼
性の向−にを図るのに有効なスワールを生成することか
でとる吸気構造を備えたエンノンの吸気装置を提Ｉ１．
＠ｉんとするものである。

（発明のｔ＋”ｆｌ友） このため、本発明は、複数の吸気ボートをエン／゛ンの
４メ（、焼室：こそれぞれ開口させ、各吸気ボートを１
νに買弁で開閉するようにしたエンノンの吸気装置にお
いて、複数の吸気ボートに接続される吸気；ＩＤ路内に
開閉弁を配設して、このｌ１ｌｉ閉弁を低負荷運転時に
は閉じ高負荷運転時には開くようにエンノンの運転状態
に応して上記吸気通路の通路面積を増減制御する一方、
上記開閉弁よりも上流の吸′Ａ′ＪＩＤ路の底部から分
岐し、」−記吸気ボートのいずれか一つに接続され、通
路面ｆｒｔが」１記吸気通路に比べて小さい補助吸気通
路を設けたことを基本的な特徴としている。

即ち、本発明においては、開閉弁が閉じられるエンノン
のＱｌ−、負荷運転時、吸気は専ら吸気通路のｒＫ一部
側に形成された補助吸気通路からこの通路が接続された
吸気ボートを介しで早い流速でエンジンの燃焼室に供給
される。その場合、補助吸気通路は、吸気通路の底部側
に形成されていることがら、シリンダへメトとシリンダ
ブロックとの４１０面に月して必然的に浅い角度をな腰
）、４、焼室内に流入した吸気は、燃焼室の周方向に旋
回するスワールを生成する。

また、開閉弁が開かれるエンン゛ンの高負荷運転時には
、複数の吸気ボートがら光ｊ直効率よく吸気が１吸入さ
れ、本来の高出力をイ呆１７ｉ１することができる。

なお、本発明と御粘類１１フ、した吸気装置が１、ｖ開
閉５５−２５５１１号公報にＩｌｉ’Ｊ示されている。

該公報には、「１個の気筒に２個の吸気弁を備え、主吸
気通路の燃焼室近傍に設けられた分岐管によって形成さ
れた２個の分岐吸気通路を備えた内燃機関において、Ｉ
ＩＪ＆気の一部を燃焼室内・＼ネ・）めに噴出する副吸
気通路を備えると共に、この副吸気通路の噴出口はシリ
ンダ内壁面の前記分岐り９；に対し略対称をなすイ１冒
４を指向するよう各分岐吸気通路に形成されていること
を特徴とする内燃機関。」が記載されている。

しｈ化ながら、このものは、２つの噴出口からｌｌ（’
＋１出された吸気が）然焼室の周壁に衝突した後、燃Ｉ
Ｇｊ　’−（〜の略中心に臨設した点火プラグ（＝ｆ近
で互いに１−（Ｊｊ　してｌ（ｌ、ン光を生ずるように
することを目的としているもので、（；’！（焼室の周
方向に強いスワールを１１成することをねらいとしてい
る本発明とは観点か全く異なるものである。

（発明の効果） したかっ′０本発明によれば、エンノンの高出力化とい
つ２１νに気ボート方式本来の目的を河んらＪｌｌなう
、二となしに、低負荷運転時における燃焼性ノ向１−１
ざらには、焔、費性能およびエミンション性能の向１−
を図ることがでとる。

（：］ノ＝′嫡ｆ列　） 以下、本発明の実施例についてより具体的に説１１１１
ｉる。。

第１図に示すように、エンジンＥの１つの気筒１のＩｓ
；、、焼”４ｉ　２に１土、エンン′ンＥのシリンダブ
ロック（第２図の３参照）の幅方向中心線Ｃに関してほ
ぼλ＞１称に、はぼ同径の第１．第２の吸気ボート４゜
５が開１］され、１（手刀向中心線ｍをはさんで第２吸
気ボート５とλ＞Ｉ向する位置には、排気ポート６が開
口されている。

第１．第２吸気ボー）４．５に吸気を０１．給する吸気
通路７は、シリンダヘッド（第２図の；；参照）内にお
いて徐々に分岐され、第１．第２吸気ボート４，５の手
前では、−１−記帳方向中心＃Ｉ（１にほぼ沿って突出
するように形成された仕切壁９にＪ二って二叉に分岐さ
れ、これら分岐吸気通路１０．　Ｉ＋が、第１１第２吸
気ボート−１，５にそれぞれ接続されている。図示の如
く、吸気通路７の中心線醒は、前記幅方向中心線ｅにλ
・几で第１吸気ポート１側に僅かに偏心さ１上で、第２
吸気ポート５に比して第１吸気ポート・１にス）レート
に接続される設定とし、その−１−流側にはシャッター
バルブ１２を介設している。このシャッターバルブ１２
は具体的に図示しないが、周知の開閉制９１１磯描（例
えば、スロットルバルブに連４１ｉされるリンク機構）
によりエンジンＥの低負荷運り賦時には吸気通路７を閉
じ、高負荷運転時には、負荷に応じて開くようにその開
閉か制御される。そして、吸気通路７のシャ７ターハル
フ１２より一１督ん側には、吸気通路７の中心線ｔ゛に
関して、第２吸気ポート５側にかだ；！’；ぜて補助吸
気通路１３の上流側Ｊｌｌ口１３ａを吸気通路７の底壁
に開口させている。この補助吸気通路１３は、第１吸気
ボート４に近接して開口した一ＤＩｌｔ側開口１３１１
を有し、−１−記中心線ｅ゛を横１１ノる。Ｌうにゆる
やかに湾曲して、」１流側開口１３ａとＦ！ｎ５側開ｌ
１１３ｂとを連通する。この補助吸気通路１３は、第２
図により具体的に示すように、吸気通路７の底部を形成
する底壁１４に形成され、その１ζ流Ｉｌｌ叩旧：ｌｌ
３ｂは」１記仕切壁９の上流側端部、即ち分岐吸気通路
１（１，１１の分岐点より下流で吸気弁１５によって開
閉される第１吸気ボート１にできるだけ接近した位置に
設定されている。

このため、補助吸気通路１３を流下する吸気の全１１シ
は、第１吸気ボート４から燃焼室２内に流入することと
なる。そして、補助吸気通路１３は、第１吸気ボー１，
１の直上流で気筒１の軸方向に大きな曲率で湾曲されて
いる分岐吸気通路１０に対し、シリンダ゛）゛ロンク；
（とシリンダへ７１・；：との合せ面Ａに月して僅かな
傾き角をなｒように交差しており、したか゛って、）然
焼冷２の周方向に指向した方向性をイ］するようになる
。

」１記補助吸気通路１３の上流開開１．１１３ａより僅
か下流には、吸気通路７を開閉するシャッターバルブ１
２を下流に向って斜め下向トに傾斜させて配設し、さら
にシャッターバルブ１２より僅か下ｉｔの吸気通路７の
ト壁１Ｇに予め設けた取イτ１部１６ａには、；り１、
■噴射弁１７を取（＝Ｉけている。この場合、燃料噴射
口１；〕は、シャッターバルブ１２の回転軸１２ａより
僅か下流側でかつ吸気通路７の中心線（”−ｌ：に位置
するように設定している（第１図参照）。　よく知られ
ているように、燃料噴射弁１７によって噴射された燃料
は、ある距離までは拡がらずに直進し、それ以後コーン
状に拡散する。したがって、１＝記のように、燃料噴射
１］１８を吸気通路７の中心線Ｃ’ｉに設定すれば、中
心ｍｃ’が、第１吸気ボート４側に予め偏心されている
ため、コーン状に拡散する燃ｌｉ［のｆｐＪｌ、第２吸
気４−−１・１，５に月［る配分比は、第１１汲気ボー
１・左側で多くなる。

二のだ・ｂ、第１吸気ボー１４から専ら吸気が行なわ２
′シるエンノント：の賎負荷運転時において、より・鴻
＜の人？！、１１１か１すし尺とミキシンクされること
となり、渭４合気のｊ然焼性か向上される。

、また、）計ンターバルフ１２を補助吸気通路１３の１
−流側１１１圧１１３ａと燃牙１噴射［］１８との間で
、斜め下）ｊにＩＬ飽すて配置して、第２図に実線で示
すや閉ｆ☆装置（イ）から仮想線で示す全開位置（ロ）
まで１１、’；ｇｌ［りに開く設定とすれは、シャッタ
ーバルブ１２の閉時におけるシャッターバルブ下流の吸
気通路ボリュームを最小限とすることができる。燃１’
ｌ　ｌｌｌ’を側弁１°７の設置位置は、第１．第２吸
気ポート１，１″１の仕切壁９の−１−流側で、燃料を
両方の分ｌ’ｌ＆　Ｐ気；１０路］（−１，１１にまた
かってコーン状に分１１りさせる必要かあることから、
むやみに下流に設定することはでとないが、その−１−
流側に設置する必要かあるンヤンターバルブ１２を上記
のように配設すれば、燃料噴射弁１７に最も近接し、し
がも最小の１．′／、イｊスペースてシーツター）入ル
フ１２を設置することかでトるため、シャソタ−バルブ
１２の閉時デ゛ンドボリュームとなるシャッターパル７
１２下Ｍｂの吸気通路ボリューｌ、を最小限とすること
かでとる。

なお、第１吸気ボー１−．１を開閉ｒる吸気弁１５゜第
２吸気ボーｌｊ３を開閉する１ｙｌ気すに図示せず）お
よび制式ボー１０を開閉する何−（弁１０は、周知のオ
ーバーへ７１”力ｌｉ　Ｈ！構２　＋”により、エンノ
ンＥの回転に同期した所定のタイミングで夫々開閉駆動
される。

また、第１図に示すように、点火プラグ２１は、第１．
嬉２吸気ボー１４，５おＪ：び排気ボー１．６が設けら
れていない部分、より具体的には、補助吸気通路１３か
開［−１する第１吸気ボート・ｌに燃焼室２の縦方向中
心線Ｉｌ＋をはさんでλ・ｊ向する位置に配置する。

このプラグ配置では、補助１１々気通路１３によって形
成されるスワールの旋回４・ＩＬ跡」−に点火プラグ２
１が位置することになるため、点火プラグ２１ｉ二１−
って、１１″合′れを良好なオ゛、火性でもってメ°１
火させろ二ｋかてｂる。

〕）ζ：二、第ｊ（図（１）〜（≦３）に、第・１図の
断面（１）・（（〕）にＪ・Ｉ応した吸気通路７のシリ
ング−・ラド８内Ｊ）１１１１而形状の変化を示すよう
に、最初円形断面ｖ）　１ｖ３気ｉｌＱ路７け、下流に
向かうにしたがって、楕円形状からかいこ形状に変化し
て、最後は２つの円形断面を有する分岐吸気通路］（１
，１１に分岐される。。

そして、吸気弁７の下側に位置する偏平な長方形状の断
面を有し、かつ吸気通路７の通路断面積に比して１・分
車さい通路断面積を有する補助吸気通路１３は、最初吸
気通路７の第２吸気ポート５側（図めイｉ　ｌ１ｌｌｌ
　）に偏心した位置１がら、徐々に第１吸気ボー１．　
、ｉ、　１ｌｌｌｌ　（図の左側）に変位していと、第
１吸気ポート１に接続される分岐吸気通路１０の底面に
交わって最終的には、第１吸気ボート４の直」二部で・
開１１する。

第・１１ソ１に示すように、吸気通路７の底面を形成す
る底壁１４内に補助吸気通路１３を形成することにより
、補助吸気通路１．）は、シリングフロ。

り３とシリングヘット）；との介１−面、＼に利して比
較的小さいｆＲｉ斜角度に形成され、また・Ｌ面形状と
してみたときに、第２吸気ボート５側から第１１汲気ポ
ー）　４　ｌｕｌ＋にクロスしてなめらかに；青白され
ていることにより、特に、シャッターバルブ１２か全閉
されているエンジン１−〕の代負負荷運転において、専
ら補助吸気通路１３を通して流下する吸気は絞り込まれ
て流速を早め、燃焼室２の周方向を指向しつつ第１吸気
ポート・１から燃焼室２内に流れ込んで、ツ！、焼室２
内に周Ｊｉ向のスワールを生成する。

このスワールは、周方向に形成されているため、容易に
は減衰されず、圧Ｍ１１行稈終期において、点火プラグ
２１の点火に、ｌ：り良好にオ″ｆＪ（燃焼する。

以−１−の実施例では、シャッターバルブ１２の下流で
吸気通路７を分岐させるととらに、補助吸気通路１ｊ）
を第２吸気ポー１５側から第１吸気ボート４側にクロス
させて形成したが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

］１１ｊも、第１′＋図に示すように、補助吸気通路２
３を第１１シシ′４（ボー）・・１に接続される分岐吸
気通路１０の延艮線に沿ってスト１／−トに形成しても
よい。

、また、第０図および第７図に示すように、第１゜第、
渥：）呂Ｃボー１．ＩＩ　５に夫々接続される分岐吸気
ｉ１Ｑ　：ｌｉｉ　：？・ｌ、２５をシリンダヘッド８
の−１−；嘉の吸気マニホール用・側まで独立させて形
成し、各分岐吸　・＞ＣｊＩＯ路ン・１，２５に相互に
連動するシャンターバルフ２（ｉ、２’７を夫々配設し
た吸気通路構造にも本発明を適用することがでべろ。

そのｇも介、第６図に示すように、補助吸気通路ンｊ；
を、第２１１Ａ気ボー１５に接続される分岐吸気ｊ山路
？５のシャンク−パル）２７」１流から、第１吸１ｋ（
ボート１側にクロスするようにル勿及してもよく、（７
５７図に示すＪ：うに、第１吸気ボート４に接続される
分岐１υに入通路２・１のシャンターバルブ２６１１イ
こから、第１吸気ボー１４にストレートに接続されるｉ
１１助吸気通路２０を１１勿反してもよい。

なｔ；、ｊｌ−５図〜第７図において、第１図と同じも
のには、同一・番号をイで１して、これ以上の説明を

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の天応例を示すエンノンの要部断面ａｊ
＾明図、第２図は１０１図のｌｌ−１１線方向の縦断面
図、第３図（１）〜（！］）ｉｆ吸気；ＩＯ路路面面形
状変化を示す各断面説明図、第、１１ノ１は第ｊ（図（
１）−（９）の各断面イ＼シ１？１を示ｊ　ＪｉＹ　ｌ
ｌ１７ｉ而説明図、第５図。 第６図、第７図は各々イ・発明の飢の実権例を示す第１
図と同様のエンノ〕・の要部１１１１７而１悦四図であ
る。 ２・・燃焼室 ・１，５・・・第１．第′、！吸気ボート７・・・吸気
通路 Ｎ’ｌ、１１・・・分岐吸気ｊＩＤ路 １２・・・シャンクーハ゛ルフ′ １ト・・補助１νぐ入通路 １・１・・・底ＩＩ；ζ １５・・吸気弁 特　許　出　願　入　東洋工業株式会旧代　理　人　弁
理士　肯１１１　葆はが２名手続補正書 昭和５９年１０月３１日 特許庁　長　宮殿 昭和５８年特許願第　１７６７７６　号２発明の名称 エンジンの吸気装置 ３補正をする者 住所　ｙ　キグ２・フ、ブユクＪＪソノンツ広島県安芸
郡＋ＩＪ中１ｉｊ’　ｉｌｉ地３番１弓名称（３１：３
）マツダ株式会社 代表台　山　崎　芳　樹 ４代理人 ５、補正命令の日付（自発補正） ７、補正の内容 明細書中、次の個所を訂正します。 へ特許請求の範囲の欄 別紙の通り。 Ｂ発明の詳細な説明の憫 （１）第５頁第１２行目 「の底部」とあるを削除します。 以　上 特＋ｉ’丙ｔ１求の範囲 １（１）吸入空気を供給する複数の吸気ポートをエンノ
ンのｊ然焼室にそれぞれ開口させ、各吸気ボー）にそれ
ぞれ吸気弁を配置してなるエンノンの吸気装置において
、 １−記複故の吸気ポートに接続される吸気通路内に開閉
弁を配設して、該開閉弁を低負荷運転時には閉じ高負荷
運転時には開くようにして、エンジンの運転状態に応じ
て」−記吸気通路の通路面積を増減制御する一方、上記
開閉弁よりも上流の吸気通路から分岐し」−記吸気ポー
トのいずれか一つに接続されてなる通路面積が」１記吸
気通路に比べて小さい補助吸気通路を設けたことを特徴
とするエンジンの吸気装置。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入空気をＵ（給する複数の吸気ボートをエン／
   ゛ンのｌ；？！ｌ焼Ａくにそれぞれ開口させ、各吸気ポ
   ー１にそ７１．そｈ１９１気弁を配置してなるエンシ゛
   ンの吸う（装置において、 １、記代数の吸気ボー）・に接続される吸気通路内に開
   閉弁を配設して、該開閉弁を低負荷運転時には閉し高負
   荷運転時には開くようにして、エンジンの運ｌ１０Ｊ、
   態に応じて」１記吸気通路の通路面積を増ｊ威制御する
   一方、上記開閉弁よりも」１流の吸気ｊ１η路の底部か
   ら分岐し上記吸気ボートのいずれが一つに接！ｄ１：さ
   れてなる通路面積が上記吸気通路に比べて小さい補助吸
   気通路を設けたことを特徴とするエンノンの吸気装置。