JPS6011206B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関の吸気装置に関する。

一般に内燃機関の低負荷運転時は、燃焼室への混合気の
充填効率が低いために火焔伝播効率が低くかつ着火も安
定しない。

そのため内燃機関の熱効率が低く、しかも運転に円滑さ
を欠きやすく、特に稀薄混合気を使用するとその傾向は
顕著である。このため従来は燃焼室内に大きなスキッシ
ュェリアを設けるとか、燃焼室形状をスワールの生じや
すい形状に設計する等により混合気の縄拝を助長してこ
れらの不具合を軽減しているが未だ充分ではない。この
発明はこのような事情にもとづきなされたもので、低負
荷運転時等の吸気量が少ないときにはへ吸気弁近傍の吸
気流れに乱れを発生させて混合気の蝿拝を助長するよう
にし、火焔伝播効率の上昇、着火の安定化を図り、稀薄
混合気運転であっても安定した燃焼を可能とし、かつ高
負荷運転に移行した際にも吸入抵抗を増大させることも
ない内燃機関の吸気袋贋を提供しようとするものである
。

すなわち、本発明は上記目的を達成するため、燃焼室に
吸気弁を介して蓮らなる吸気通路の上記吸気弁近傍に、
周壁の一部が吸気通路内に突出される棒状の努没部材を
、その軸回り方向に回動可能に設けるとともに、この突
没部材の吸気速路内に臨む部分の周壁には、回動される
ことにより上話吸気通路の内壁面と連続する面を有した
切欠部を設け、この突没部材を回動させることにより、
上記切欠部を吸気速路内に出没させるようにしたことを
特徴とする。

以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明する。

図中Ｅは内燃機関で、この機関Ｅは、シリンダ１とこの
シリンダ１内に摺動自在に接着したピストン２およびシ
リングヘッド３によって形成される燃焼室４を有してい
る。

この燃焼室４は図中明瞭でないが２球式の燃焼室であり
、スキッシュェリアを備えている。そしてこの燃焼室４
は吸気弁５を介して吸気通路６に、また排気弁７を介し
て排気通路８に運通している。また９は点火栓であり、
燃焼室４の頂部に設けられている。上記吸気通路６は、
吸入管１０、蓮通管１１および気化器１２を通って図示
しないェアクリーナに蓮通させてある。上記気化器１２
は吸気通路６に設けたベンチュリ１３に、このベンチュ
リ１３の開□度をタ調整するピストン１４を設け、この
ピストン１４に取着したニードル弁１５によってニード
ルジェツト１６の開□を制御するようになっている。そ
してベンチュリ１３の吸気下流には絞り弁１７を設けて
あり、この絞り弁１７の下流に位置した蓮Ｚ通管１１に
は制御弁１８を設けてある。上記絞り弁１７および制御
弁１８のそれぞれ弁軸１７ａ，１８ａはそれぞれレバー
１９，２川こ連結されており、これらレバー１９，２川
ま、たとえばワイヤ１９ａ，２０ａを介して遊動装置２
１に連結さＺれている。上記遊動装置２１は、ケース２
２内に摺動子２３を設け、この摺動子２３をスロットル
グリップ等の操作子２４で作動させるようになっており
、絞り弁１７側ワイヤ１９ａはこの摺動子２３に遊びを
生じることなく連結されて操作子２ ２４の操作による
情勤子２３の変位に追従して作動されるようになってい
るとともに、制御弁１８側のワイヤ２０ａは摺動子２３
と遊びを有して連結されていて摺動子２３の所定量の変
位ののちにこの摺動子２３に追従するようになっている
。したがって操作子２４の操作によって絞り弁１７が所
定量、たとえば約５０程度開かれるまでは制御弁１８は
全く開かれず、絞り弁１７がこれ以上開かれると制御弁
１８はこれより遅れて開かれるようになっており、かつ
絞り弁１７が全開されると制御弁１８も全開されるよう
に構成されている。なお、絞り弁１７および制御弁１８
はそれぞれ図示しないが復帰用ばねで自動的に回動復帰
して吸気通路６を閉止するようになっている。また、２
５は小吸気通路であり、前記吸気通路６よりも小窪に形
成されて制御弁１８を迂回するように構成されている。
つまりこの小吸気遍路２５の上流機は、前記絞り弁１７
と制御弁１８との間に位置した吸気通路６の底面に関口
させてあり、かつ下流端には贋口体２６を連結し、この
噴口体２６を、たとえば開弁中における吸気弁５の笠状
部に指向するように開□させてある。なお、この噴口体
２６の関口方向は、燃焼室４内の円周方向に向けて直接
に開口させてもよいものである。しかして、吸気通路６
には、噴口体２６の関口部よりも上流側に位置し、可能
な限り燃焼室４に近接する位置に突没部材２７を設けて
ある。この突没部材２７は、たとえば吸気通路６の壁内
に吸気通路６の軸方向と交差するようにして装着された
回動自在な榛材からなり、この榛材の側壁の一部には第
３図ａ，ｂおよび第４図ａ，ｂに示されるように回動さ
れた際に吸気通路６の内壁面に蓮適する面２７ａを有し
た切欠部２８を形成してある。そしてこの突没部村２７
は、上記切欠部２８に背向する側面部分２７ｂが吸気通
路６内に突出したとき、この吸気通路６内の吸気流れに
乱れを生じさせるようになっており、また回動されて切
欠部２８が吸気通路６内を指向すると、この切欠部２８
の面２７ａが吸気通路６の内壁面と連続し、吸気流れに
乱れを生じさせないようになっている。そしてこの突没
部材２７には吸気通路６の外部に延在された端部にプー
リ２９を設け、このプーリ２９に巻回したワイヤ３０の
一端を前記遊動装置２１の摺動子２３に、遊びを有して
連結してある。そしてこの突没部材２７は、操作子２４
の操作による摺動子２３の作動によって絞り弁１７が開
動作され、引続き制御弁１８が開かれてこの制御弁１８
が所定量開□されたのちに回動されるようになっていて
、この回動作動によって切欠部２８が吸気通路６側を指
向し、切欠部２８に背向する側面部分２７ｂが吸気通路
６から退去されるようになっている。なお３１は突没部
材２７を回動復帰させるコイルばねである。このような
構成による上記実施例の作動について説明する。

操作子２４を操作しないアィドリング運転時、または操
作子２４を僅かに操作して絞り弁１７を僅かに開いて運
転する低負荷運転中は、制御弁１８が閉じているので、
吸気弁５が関弁する吸気行程時に、吸気通路６の制御弁
１８よりも下流側が負圧となり、このため絞り弁１７を
通過した混合気は小吸気通路２５を通って噴口体２６に
至り、吸気通路６に噴出される。

そしてこの混合気は、０吸気弁５の笠状部に当って矢印
で示されるように方向転換し、シリンダ１内に第２図で
示されるように高速のスワールを生じる。そしてこのよ
うにして小吸気通路２５を通じて吸気通路６内へ噴流す
る吸気流速は、吸気通路６内の圧力が低い低負荷運転時
になる程高速となるので、燃焼室４内に生じるスヮ−ル
はより高速となる。そしてこのスワールは機関Ｅが圧縮
行程に至っても残存するので圧縮行程の終期に点火栓９
によって混合気に着火すると、点火栓９付近に生じた火
焔核は高速のスワールに乗って瞬時にシリンダー内に拡
散し、直ちに成長を始めるので、あたかも火焔伝播速度
が急速に行われた場合のように短時間に燃焼を完成し、
燃え残りを生じることがなく、火焔伝播速度の不安定に
起因する運転の不円滑さも改善でき、排気中に含有され
る未燃焼、不完全燃焼成分も減少されることになる。ま
た、比較的火焔伝播が不円滑な稀薄混合気であっても、
上記高遠なスワールにより火焔伝播速度が急速になるた
め円滑な燃焼を促進させるものである。次に機関出力を
増すべく操作子２４を操作して、絞り弁１７を５ｏ以上
に開くと、この絞り弁１７よりも遅くれて制御弁１８が
開かれる。

このときには小吸気通路２５は飽和状態に近づいており
、混合気はこの小吸気通路２５とともに制御弁１８を通
じて流れ始める。そして制御弁１８の関度が増してくる
と吸気通路６内の圧力が上昇するので、小吸気通路２５
から供給される吸気の流速が低下してくる。しかるに、
制御弁１８の下流、つまり吸気弁５に近接した吸気通路
６には、第３図ａ，ｂに示すように突没部材２７の側面
部分２７ｂが突出されており、したがって制御弁１８を
通って吸気通路６を流れる混合気は、この側面部分２７
ｂにその一部が当るため乱流を生成する。この乱流は吸
気通路６内の混合気を縄拝し、この縄拝された乱流は燃
焼室４内にも伝えられて、この燃焼室４にスワールを発
生させる。したがって、このような制御弁１８が開かれ
る初期の機関出力向上時、つまり低負荷運転域から中負
荷運転城への過渡期における混合気の充填効率が比較的
低い時期においても、上記突没部村２７によりスワール
が生成されるので、火焔伝播速度が高くなり、燃焼が短
時間に行われて円滑かつ安定した運転が可能になる。さ
らに操作子２４を操作して、絞り弁１７および制御弁１
８を開くと、これに応じて突没部材２７が回動され、第
４図ａ，ｂに示されるように、吸気通路６内へ突出され
ていた側面部分２７ｂが吸気通路６内から退去され、こ
れに代って切欠部２８が露出される。

この状態に至ると、混合気の充填効率も高く、かつスキ
ッシュェリアも左効に機能するので、吸気の燃焼状態も
よくなり、小吸気通路２５や突没部材２７の作用を本来
的に必要としない高出力運転城に依行する。この際、突
没部材２７の側面部分２７ｂは吸気通路６から退去され
、代りに切欠部２８の面２７ａが対向されて吸気通路６
の内壁面と連続されているので、吸気通路６内に流れを
乱す凹凸等は何ら存在せず、よって混合気流れの障害に
はならないものである。なお、上記実施例においては、
制御弁１８および小吸気通路２５を設けて、アィドリン
グ運転時等の低負荷運転時における燃焼の円滑および安
定化を図るようにしたが、この発明は上記実施例に制約
されるものではなく、制御弁１８や小吸気通路２５を具
備しない機関であっても低出力運転時における混合気を
突没部材２７の作用によって蝿拝させ、燃焼室４内に円
滑に拡散させて燃焼効率の向上を図ることができるもの
である。以上詳述した本発明によれば、低負荷運転時な
どのように吸気量が少ないときには、突没部材によって
吸気流に乱れを生じせしめてこの吸気を蝿拝するので、
燃焼室内にスワールを発生させることができ、このため
燃焼室内の火焔伝播が安定し、火焔伝播速度が急速にな
るので、燃焼が円滑かつ安定化する。

したがって、充填効率の低下に伴う燃焼速度の低下を防
止し、熱効率が向上して未燃焼、不完全燃焼に伴う大気
汚染物質の排出も減少し、かつ稀薄混合気であっても燃
焼を安定して行うことができる。そして、高負荷高出力
運転への移行により、吸気量が多くなると、突没部材は
吸気通路から退去されるとともに、代りに切欠部の面が
対向されて吸気通路の内壁面と連続するので、吸気通路
内には吸気の流れを乱す凹凸等は何ら存在せず、このた
め吸入空気の抵抗とはならず、所定量の吸気を確実に供
給できる。しかも、上記突没部材を吸気通路内で回動式
としたことにより、機関運転中吸気負圧が変動した場合
でも、突没部村の突没量が不安定に変動することもなく
、吸気の流れを不所望に妨げずに済む利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は機関の断面
図、第２図は第１図中ローロ線に沿う断面図、第３図ａ
，ｂは要部を示し、第３図ａは第１図中ｍＡ−ｍＡ線に
沿う断面図、第３図ｂは第３図ａ中ｍＢ−ｍＢに沿う断
面図、第４図ａ，ｂは第３図ａ，ｂの作動状態をそれぞ
れ示す図である。 ４…・・・燃焼室、５・…・・吸気弁、６・・…・吸気
通路、１７・・・・・・絞り弁、１８・・・・・・制御
弁、２５・…・・小吸気通路、２７・・…・突没部材、
２７ａ・・・・・・面、２８……切欠部、２７ｂ・・・
・・・側面部分。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室に吸気弁を介して連らなる吸気通路の上記吸
   気弁近傍に、周壁の一部が吸気通路内に突出される棒状
   の突没部材を、その軸回り方向に回動可能に設けるとと
   もに、この突没部材の吸気通路内に臨む部分の周壁には
   、回動されることにより上記吸気通路の内壁面と連続す
   る面を有した切欠部を設け、この突没部材の回動によっ
   て上記切欠部が吸気通路内に出没し、この吸気通路内を
   流れる吸気量が少ない状態においては、切欠部と背向す
   る側の周壁が吸気通路内に突出して吸気流に乱れを発生
   させるとともに、上記吸気量が多い状態においては、上
   記周壁が吸気通路から退去されて切欠部の面が吸気通路
   の内壁面と連続されることを特徴とする内燃機関の吸気
   装置。