JPS61226520A

JPS61226520A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS61226520A
Application number: JP60068184A
Authority: JP
Inventors: Noboru Hashimoto; 昇橋本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-08
Also published as: JPH0335494B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、１つの燃焼室に対して、それぞれ吸気弁によ
り開閉される２つの吸気通路すなわち２つの吸気ボート
を開口させてなるエンジンの吸気装置に関するものであ
る。

（従来技術）エンジンの吸気装置のなかには、吸気通路面積を大きく
して特に高負荷時の充填効率を向上させるため、１つの
燃焼室に対して、それぞれ吸気弁により開閉される２つ
の吸気ポートを開口させるようにしたものがある（特開
昭５８−１７８４５４号公報参照）。

このような１つの燃焼室に対して２つの吸気ボートを設
けられたものにあっては、高負荷時の充填効率向上の点
では有利な反面、低負荷時における十分な吸気流速を得
る点において不利となる。

このため、一方の吸気ボート側の吸気通路に開閉弁を設
けて、この開閉弁を低負荷時には閉とすることにより、
上記低負荷時における吸気流速を速めるようにすること
も考えられているが（特開昭５６−４４４１９号公ｆＦ
ｉ参照〕、元々吸気ボートそのものが高負荷時の充填効
率向上のためにその開口面積がかなり大きく設定されて
いるため、十分な吸気流速を得るには限度がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述のような観点から、本出願人は、２つの吸気通路に
、低負荷時には閉となると共に高負荷時には開となる開
閉弁を設ける一方、入口端が上記開閉弁上流の吸気通路
に開口ごれ、出口端が一方の吸気弁近傍において一方の
吸気通路にのみ開口する通路面積の小さな補助吸気通路
を設けることにより、高負荷時での充填効率向上を図り
つつ、低負荷時での吸気流速を十分に速め得るようにし
て、特に低負荷時での吸気のスワールを十分に生成し得
るようにしたものを開発した。

ところで、このような２つの吸気通路を有するものに対
して燃料を供給する場合、燃料噴射弁の数を極力少なく
する一方、燃料を吸入空気との気化、霧化を図るため、
この燃料噴射弁を２つの吸気通路のほぼ中間部分に配設
して、この燃料噴射弁からの燃料拡散作用を利用して、
当該２つの吸気通路を開閉する各吸気弁のバルブフェイ
スに向けて燃料を噴射、分配することが考えられている
。

しかしながら、上述のような燃料噴射弁からの燃料拡散
作用を利用して２つの吸気弁のバルブフェイスに燃料を
噴射１分配するようにした場合、補助吸気通路からのみ
吸入空気が供給される低負荷時において、この補助吸気
通路からの吸入空気に対する燃料の混合性すなわち燃料
の気化、霧化が必らずしも満足のいくものとはならない
ことが判明した。すなわち、燃料噴射弁から噴射。

分配される燃料は、２つの吸気通路間の隔壁に少からず
付着して、補助吸気通路の出口端より流出した吸入空気
と十分に接触、混合され難くなる、ということが判明し
た。勿論、このような補助吸気通路出口端からの吸入空
気に対する燃料の接触を良好にするには、この出口端の
開口面積を大きくすることも考えられるが、この場合は
低負荷時における吸気流速が弱まり、補助吸気通路を設
けた意味合いが薄れてしまうことになる。

したがって、本発明の目的は、１つの燃焼室に対して、
それぞれ吸気弁により開閉される２つの吸気通路を開口
させるようにしたものにおいて、前述したようなエンジ
ン負荷により作動する開閉弁と、吸気流速を進めてスワ
ールを生成するための補助吸気通路と、２つの吸気弁の
バルブフェイスに向けて燃料を噴射、分配する燃料噴射
弁と、を設けた場合に、低負荷時における燃料の気化。

霧化をより良好に行なえるようにして、低負荷時におけ
る燃焼安定性、ひいては燃費およびエミッション対策の
点でより効果的なエンジンの吸気装置を提供することに
ある。

（問題を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明にあっては、基本的
には、補助吸気通路の出口端を、２つの吸気通路はぼ中
間部分に開口させて、この出口端からの吸入空気に対す
る燃料噴射弁からの噴射燃料の混合性すなわち気化、霧
化が良好になるようにしである。

また、上述のように、補助吸気通路の出口端を２つの吸
気通路のほぼ中間部分に開口させる関係上、どうしても
この出口端の開口面積が若干大きくならざるを得ないこ
と、すなわち、吸気流速が弱まって吸気のスワール生成
に若干不利となる点を補償すべく、この補助吸気通路の
燃焼室に対する指向方向すなわち出口端近傍部分の形状
を、スワール生成作用が弱まらないように工夫しである
。具体的には、エンジンの１つの燃焼室に対して第１、第２の２つの主
吸気通路が開口され、該第１主吸気通路の燃焼室に対す
る開口端が第１吸気弁により開閉され、該第２主吸気通
路の燃焼室に対する開口端が第２吸気弁により開閉され
るようにしたエンジンの吸気装置において。

前記主吸気通路内に配設され、低負荷時には閉とされる
と共に高負荷時には開とされる開閉弁と、入口端が前記開閉弁よりも上流の前記主吸気通路内に開
口され、出口端が上記第１吸気弁近傍において前記第１
主吸気通路に開口されて、前記燃焼室に吸気のスワール
を生成する補助吸気通路と、前記２つの主吸気通路のほぼ中間部分に配設され、前記
第１．第２の２つの吸気弁のパルプフェイスに向けて燃
料を噴射、分配する燃料噴射弁と、を備え、前記補助吸気通路は、その出口端が前記２つの
主吸気通路のほぼ中間部分まで伸びるように開口される
と共に、少くとも該出口端近傍部分が上流側に向かうに
つれて第２主吸気通路へ向かうような変向部を有する形
状とされている、ような構成としである。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示すもので
ある。これらの図において、ｌは多気筒とされたエンジ
ン本体であって、シリンダブロー／り２、シリンダへラ
ド３およびシリング′ヘッドカバー４等で構成されてお
り、このエンジン本体１の各気筒５内にはピストン６が
装備され、このピストン６の上方に燃焼室７が形成され
ている。この燃焼室７には第１および第２の２つの吸気
ボート８．９と１つの排気ポート１０とが開口している
。上記両吸気ボート８．９にはそれぞれ吸気弁１１（第
２吸気ボート側の吸気弁は図示せず）が装備され、排気
ポート１０には排気弁１２が装備されており、これらの
弁は動弁機構１３によって作動され、それぞれ所定のタ
イミングで各ボート８．９．１０を開閉するようになっ
ている。また燃焼室７には点火プラグ１４が具備されて
いる。

１６はサージタンク、１７はサージタンク１６に接続さ
れた気筒別の吸気管であり、上記サージタンク１６には
、エアクリーナ１８、エアフローメータ１５、スロット
ル弁１９を介して外気が導入されるようになっている。

上記吸気管１７はシリンダへラド３に連′結され、これ
により、エアクリーナ１８から燃焼室７に至る吸気通路
すなわち主吸気通路が構成されている。

吸気管１７とシリンダへラド３の内部所定範囲とにわた
っては共通吸気通路２１とされており、シリンダへラド
３内おいて、仕切壁２７により、この共通吸気通路２１
の下流端側から分岐されて、それぞれ高負荷用吸気通路
となる第１および第２の主吸気通路２２．２３とされて
いる。上記共通吸気通路２１の所定位置には、この共通
吸気通路２１を開閉する開閉弁２４が設けられており、
この開閉弁２４は１図外の７クチユエータにより、所定
負荷未満の低負荷運転領域で閉じられすなわち全開もし
くは微小開度に閉じられ、逆に高負荷運転領域では開か
れるようになっている。

またこの開閉弁２４より上流の共通吸気通路２１所定箇
所からは、低負荷用吸気通路としての補助吸気通路２５
が分岐している。この補助吸気通路２５は比較的通路断
面積が小さくて、共通吸気通路２１の下側に沿って設け
られており、その上流側の入口端２５ａが、前記開閉弁
２４よりも上流側で上記共通吸気通路２１に開口する一
方、下流端側の出口端２５ｂが、第１吸気ボート８開閉
用の第１吸気弁１１のバルブフェイス直上流において、
第１の主吸気通路２２と合流されている。そして、この
出口端２５ｂは、後述するように、燃焼室７の接線方向
に向かって開口、すなわち燃焼室７内に吸気のスワール
Ｓを構成すべく開口されている。

上記開閉弁２４より下流の共通吸気通路２１には、１つ
の燃料噴射弁２６が装備されている。この燃料噴射弁２
６は、第１図に示すように、共通吸気通路２１の幅方向
はぼ中間部分において配設されて、その噴口部２６ａが
、共通吸気通路２１の幅方向中間部すなわち２つの吸気
ボート８と９との間の仕切壁２７部分に向けて指向され
ている。これにより、燃料噴射弁２６の噴口部２６ａか
ら噴射された燃料は、その拡散作用により、２つの吸気
ボート８．９に対して分散供給されることになる。

ここで、第１図により、各吸気ボート８．９の配置関係
、補助吸気通路２５の形状等について詳述することとす
るが、説明の都合上、気筒５の軸心を０、この軸心Ｏを
通って気筒配列方向に伸びる燃焼室７の中心線をｍ、軸
心Ｏを通って中心線ｍと直交する中心線を文とする。

先ず、２つの吸気ボート８．９は、それぞれ中心線ｍよ
りも、該吸気ボート８，９の吸気管１７接続側端面すな
わち、エンジン本体ｌの一側面ｌａ側に位置し、かつ中
心縁立を挟んだような位置関係に形成されて、その開口
面積はほぼ等しくされている。また、排気ボート１０は
、中心線ｍを挟んで吸気ボート９と対抗する位置に形成
されて、エンジン本体ｌの他側面ｌｂ側に開口されてい
る。そして、点火プラグ１４（の着火部）は、軸心０近
傍部分で、かつ補助吸気通路２５により生成されるスワ
ールＳの旋回方向において、このスワールＳが排気ボー
）１０へ至る前にＭＵスワールＳと接触されるような位
置に配置されている。このようにして、エンジン本体ｌ
の一側面ｌａ側からの吸入空気は、燃焼された後でエン
ジン本体ｌの他側面ｌｂ側へと流れるクロスフロータイ
ブとされている。

一方、２つの吸気ボート８，９は、それぞれほぼ中心縁
立に沿うように形成されて、共通吸気通路２１特に吸気
管１７のシリンダヘッド３への接続部分の中心線が、中
心縄文上に位置するようにされている。これにより、２
つの吸気ボート８．９の仕切壁２７および燃料噴射弁２
６が、中心線見上に位置するようにされている。

さらに、補助吸気通路２５は、共通吸気通路２１の下側
において形成されているが、その出口端２５ｂは、２つ
の吸気ボート８．９のほぼ中間部分すなわち中心縁立直
近にまで伸びるように比較的その開口面積が大きく形成
され、このような出口端２５ｂの位置関係上、仕切壁２
７の長さが極めて短くされている。この補助吸気通路２
５の形状は、全体的にほぼ円弧上となるようにされてい
る。すなわち、出口端２５ｂから入口端２５ｂへ向けて
その形状を顆状説明していくと、出口端２５ｂの近傍部
分は、中心縁立を跨いで上流へ向かうにつれて吸気ポー
ト９側へ向かうようなほぼストレート形状とされ、この
ストレート形状部分が、燃焼室７のほぼ接線方向となる
ような変向部２５ｃとされている。すなわち１、変向部
２５ｃが燃焼室７のほぼ接線方向を向く関係状、出口端
２５ｂから流出された吸入空気は、燃焼室７内で強いス
ワールＳとされる。また、上記変向部２５Ｃより上流側
部分は、略Ｕ字状を描くようにして再び中心縁立に向か
うような湾曲部２５ｄとされて、入口端２５ａに連なる
ようにされている。

以上のような構成において、低負荷時には前記開閉弁２
４が閉じられることにより、高負荷用吸気通路としての
第１および第２の主吸気通路２２．２３への吸気の流入
が阻止もしくは抑制され、吸気は主に補助吸気通路２５
を通り、その出口端２５ｂから燃焼室７に送り込まれる
。これによって吸気流速が速められると共に、燃焼室７
にスワールＳが生じ、低負荷時における燃焼性の向上、
ひいては燃費やエミッション対策上有利な吸気条淋が与
えられる。特に、燃料噴射弁２６より噴射された燃料は
、仕切壁２７に付着するのが少なくなって応答性が向上
する一方、補助吸気通路２５の出口端２５ｂからの吸入
空気と接触する度合が高まるので、その気化、霧化が促
進されて、燃焼安定性の点でより優れたものとなる。そ
して、分岐吸気通路２５のうち出口端２５ｂ近傍部分が
、燃焼室７のほぼ接線方向を向くように指向されている
ので、出口端２５ｂの開口面積が若干大きくなったこと
を補って強いスワールＳを生成することができ、このス
ワールＳ生成の点においても格別の支承がなく、少くと
も上述した気化、霧化促進の分だけ燃焼安定性が向上さ
れる。

また高負荷時には前記開閉弁２４が開かれることにより
、各吸気通路２２．２３．２５から吸気が送られて、充
填効率が高められることになる。

特に、この高負荷時には、燃料噴射弁２６から噴射され
た燃料は、両吸気ボート８．９を通して燃焼室７へ供給
されるので、燃焼室７内で部分的に燃料が編布すること
なくほぼ全体的に均一に存在することとなって、空気利
用率の向上すなわち完全燃焼を得る上で好ましものとな
る。勿論、この完全燃焼により、出力向上、燃費向上、
排気ガス中の有害成分減少が図られるものである。また
。

低負荷時と同様に、仕切壁２７に付着する燃料が少なく
なるので、応答性が良好になると共に、この分燃料の気
化、霧化が促進されて出力向上が図られることとなる。

なお、燃料噴射弁２６は、吸気工程に合わせて各気筒別
に噴射するタイムドインジェツクションタイプでもよく
、あるいは全ての気筒に対して同時に噴射する同時噴射
式のものであってもよい。

また、燃料噴射弁２６が２つの噴孔を有して、その一方
が第１吸気弁のバルブフェイスに、また他方が第２吸気
弁のバルブフェイスへ向けて燃料を噴射するようなもの
であってもよい。特に、上記タイムドインジェクション
タイプでかつ２つの噴孔を有するものを用いると有利で
ある。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかな・ように、低負荷
時に、吸気のスワールを犠牲にすることなく燃料の気化
、霧化を促進することができ、この結果より一層の燃焼
安定性確保やリーン化を行うことができる。

また、高負荷時にも、燃料と吸入空気との混合が良好に
行えて、出力や燃費向上さらには排気対策上も有利なも
のが得られる。

さらに、補助吸気通路の出口端を両吸気ポートのほぼ中
間に開口させた関係状、当該両吸気ボートを仕切る仕切
壁の長さが短くなってこの仕切壁に付着する燃料が少な
くなり、この結果応答性の点でも有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図。第２図は第１図の１１−　ＩＩ線に沿った断面図。１：エンジン本体５：気筒７：燃焼室８．９：吸気ボート２１：共通吸気通路２２．２３二主吸気通路（高負荷用吸気通路）２４：開
閉弁２５：補助吸気通路２５ａ：入口端２５ｂ＝出口端２５ｃ：変向部２６：燃料噴射弁２６ａ：噴口部２７：仕切壁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの１つの燃焼室に対して第１、第２の２
つの主吸気通路が開口され、該第１主吸気通路の燃焼室
に対する開口端が第１吸気弁により開閉され、該第２主
吸気通路の燃焼室に対する開口端が第２吸気弁により開
閉されるようにしたエンジンの吸気装置において、前記主吸気通路内に配設され、低負荷時には閉とされる
と共に高負荷時には開とされる開閉弁と、入口端が前記開閉弁よりも上流の前記主吸気通路内に開
口され、出口端が上記第１吸気弁近傍において前記第１
主吸気通路に開口されて、前記燃焼室に吸気のスワール
を生成する補助吸気通路と、前記２つの主吸気通路のほぼ中間部分に配設され、前記
第１、第２の２つの吸気弁のバルブフェイスに向けて燃
料を噴射、分配する燃料噴射弁と、を備え、前記補助吸気通路は、その出口端が前記２つの
主吸気通路のほぼ中間部分まで伸びるように開口される
と共に、少くとも該出口端近傍部分が上流側に向かうに
つれて第２主吸気通路へ向かうような変向部を有する形
状とされている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置
。