JP2009079480A - Intake control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake control device of an internal combustion engine which realizes further improvement in combustion under various operating states of the internal combustion engine. <P>SOLUTION: The intake control device 20 of the internal combustion engine is equipped with an intake passage 30 which feeds air 14 in a cylinder 8 of an engine 1, a combustor 9 which forms combustion gas fed to the intake passage 30, an exhaust pipe 10 which connects the combustor 9 with the intake passage 30 and feeds combustion gas to the intake passage 30, and a jetting port 11 which is provided to a wall surface 32 of the intake passage 30 and which jets combustion gas from the exhaust pipe 10 in a direction of the cylinder 8 along the wall surface 32 of the intake passage 30, wherein the combustion gas 15 jetted through the jetting port 11 flows in the intake passage 30 with a speed faster than air 14 and a swirl 16 is generated in the cylinder 8. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関のシリンダ内にスワール流、タンブル流等の渦流を発生させる内燃機関の吸気制御装置に関する。   The present invention relates to an intake control device for an internal combustion engine that generates a swirl flow such as a swirl flow or a tumble flow in a cylinder of the internal combustion engine.

従来、内燃機関の吸気管に吸気制御弁を設け、吸気制御弁の上流から吸気管をバイパスする副吸気通路を設けた装置がある(特許文献1)。副吸気通路は、内燃機関のシリンダに通じる吸気ポートに開口している。副吸気通路を通る空気は噴流となり、吸気ポートを通ってシリンダ内に流入し、シリンダ内にスワール流を生成する。スワール流により、シリンダ内での空気と燃料の混合が促進され、内燃機関の燃焼改善を図ることができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus in which an intake control valve is provided in an intake pipe of an internal combustion engine, and an auxiliary intake passage that bypasses the intake pipe from upstream of the intake control valve is provided (Patent Document 1). The auxiliary intake passage opens to an intake port that communicates with a cylinder of the internal combustion engine. The air passing through the auxiliary intake passage becomes a jet flow, flows into the cylinder through the intake port, and generates a swirl flow in the cylinder. The swirl flow promotes the mixing of air and fuel in the cylinder, and can improve the combustion of the internal combustion engine.

また、内燃機関のシリンダに通じる吸気ポートに開口する噴射パイプを設け、圧縮空気を噴射パイプから吸気ポートに噴射する装置がある(特許文献2)。圧縮空気は、コンプレッサによってつくられ、噴射パイプを通って吸気ポートに噴射され、シリンダ内にスワール流を生成する。   There is also a device that provides an injection pipe that opens to an intake port that communicates with a cylinder of an internal combustion engine, and injects compressed air from the injection pipe to the intake port (Patent Document 2). Compressed air is created by the compressor and injected through the injection pipe into the intake port, creating a swirl flow in the cylinder.

また、ターボチャージャを備えた内燃機関において、シリンダに通じる吸気ポートに開口する空気供給通路を設け、圧縮空気を空気供給通路から吸気ポートに噴射する装置がある(特許文献3)。圧縮空気は、エアタンクによって供給され、車両の急加速時等、多量の吸気が必要とされる場合に、空気供給通路を通って吸気ポートに噴射される。エアタンク内の空気は、コンプレッサによって所定圧に維持される。
特許第3422024号公報 実開昭59−21030号公報 特開昭59−158324号公報
Further, in an internal combustion engine equipped with a turbocharger, there is a device that provides an air supply passage that opens to an intake port that communicates with a cylinder and injects compressed air from the air supply passage to the intake port (Patent Document 3). Compressed air is supplied by an air tank, and is injected into the intake port through the air supply passage when a large amount of intake air is required, such as during rapid acceleration of the vehicle. The air in the air tank is maintained at a predetermined pressure by the compressor.
Japanese Patent No. 3422024 Japanese Utility Model Publication No.59-21030 JP 59-158324 A

特許文献1に記載の装置では、吸気管内を流れる空気が副吸気通路を通って吸気ポートに噴出されるので、吸気ポートに噴出される空気の圧力は、吸気管内の空気の圧力や副吸気通路の内径等に依存する。このため、吸気ポートに噴出される空気の圧力を自由に変えることができず、シリンダ内に生成されるスワール流(渦流)の強さを自由に制御できない。したがって、内燃機関の運転状態によっては、スワール流による効果を十分には得られない可能性がある。   In the device described in Patent Document 1, since air flowing in the intake pipe passes through the auxiliary intake passage and is injected into the intake port, the pressure of the air injected into the intake port depends on the air pressure in the intake pipe and the auxiliary intake passage. Depends on the inner diameter etc. For this reason, the pressure of the air ejected to the intake port cannot be freely changed, and the strength of the swirl flow (vortex flow) generated in the cylinder cannot be freely controlled. Therefore, depending on the operating state of the internal combustion engine, the effect of the swirl flow may not be sufficiently obtained.

特許文献2に記載の装置では、吸気ポートに噴射される圧縮空気がコンプレッサによってつくられる。コンプレッサは、必要な圧力を発生させるのに、ある程度の時間(立ち上がり時間)を必要とする。このため、圧縮空気がコンプレッサの運転開始後すぐには噴射されず、内燃機関の運転状態によっては、必要とされるスワール流(渦流)をシリンダ内に生成できない可能性がある。また、特許文献3に記載の様に、コンプレッサとエアタンクを併用する方法も考えられるが、圧縮空気を連続して噴射できる回数がエアタンクの容量、蓄圧能力で決まってしまう。このため、内燃機関の運転状態によっては、必要とされるスワール流(渦流)をシリンダ内に生成できない可能性がある。   In the device described in Patent Document 2, compressed air that is injected into the intake port is generated by a compressor. The compressor needs a certain amount of time (rise time) to generate the necessary pressure. For this reason, compressed air is not injected immediately after the start of operation of the compressor, and depending on the operation state of the internal combustion engine, there is a possibility that a required swirl flow (vortex flow) cannot be generated in the cylinder. Further, as described in Patent Document 3, a method of using a compressor and an air tank in combination is also conceivable, but the number of times that compressed air can be continuously injected is determined by the capacity and pressure accumulation capacity of the air tank. For this reason, depending on the operating state of the internal combustion engine, a required swirl flow (vortex flow) may not be generated in the cylinder.

以上の様に、従来の装置では、燃焼改善に寄与する渦流の制御が十分ではなく、内燃機関の様々な運転状態において、さらなる燃焼改善の余地があった。   As described above, in the conventional apparatus, the control of the eddy current contributing to the combustion improvement is not sufficient, and there is room for further combustion improvement in various operating states of the internal combustion engine.

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の様々な運転状態において、さらなる燃焼改善を図ることができる内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an intake control device for an internal combustion engine that can further improve combustion in various operating states of the internal combustion engine.

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項1に記載の様に、内燃機関のシリンダ内に燃焼用空気を送る吸気通路と、前記吸気通路に送られる燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼器と前記吸気通路を連通し、前記燃焼ガスを前記吸気通路に送る排気管と、前記吸気通路の壁面に設けられ、前記排気管からの前記燃焼ガスを前記吸気通路の壁面に沿って前記シリンダの方向に噴出する噴出口と、を内燃機関の吸気制御装置が備え、前記燃焼ガスは前記燃焼用空気よりも早い速度で前記吸気通路内を流動し、前記シリンダ内に渦流を生成する構成としたことである。   In order to solve the above-mentioned problems, the technical means taken in the present invention are, as claimed in claim 1, an intake passage for sending combustion air into a cylinder of an internal combustion engine, and a combustion sent to the intake passage. A combustor that generates gas, an exhaust pipe that communicates the combustor and the intake passage, and sends the combustion gas to the intake passage; and a wall surface of the intake passage, the combustion gas from the exhaust pipe An intake control device for an internal combustion engine, and a jet outlet that jets in the direction of the cylinder along the wall surface of the intake passage, and the combustion gas flows in the intake passage at a faster speed than the combustion air, In this configuration, a vortex flow is generated in the cylinder.

好ましくは、請求項2に記載の様に、前記吸気通路は二つ以上の吸気ポートを介して前記シリンダに連通し、前記噴出口は二つ以上の前記吸気ポートのいずれか一つにのみ前記燃焼ガスを噴出すると良い。   Preferably, as described in claim 2, the intake passage communicates with the cylinder through two or more intake ports, and the ejection port is connected to only one of the two or more intake ports. Combustion gas should be ejected.

好ましくは、請求項3に記載の様に、前記噴出口は、前記吸気通路の壁面のうち、前記シリンダ側とは対向する側に設けられると良い。   Preferably, as described in claim 3, the jet port is provided on a side of the wall surface of the intake passage facing the cylinder side.

好ましくは、請求項4に記載の様に、前記噴出口は、二つ以上の前記吸気ポートの中心軸間に位置する領域の外側に前記燃焼ガスを噴出すると良い。   Preferably, as described in claim 4, the ejection port may eject the combustion gas to the outside of a region located between the central axes of two or more intake ports.

好ましくは、請求項5に記載の様に、前記燃焼器はパルスジェット燃焼であると良い。   Preferably, as described in claim 5, the combustor is pulse jet combustion.

請求項1に記載の発明によれば、燃焼ガスの噴出によってシリンダ内の空気(燃焼用空気)の流れに偏りができ、シリンダ内に渦流が生成する。燃焼ガスの圧力は、燃焼器での燃焼量を変えることによって制御できるので、シリンダに向けて噴出される所望の燃焼ガスの流速が可変となり、シリンダ内に生成される渦流の強さを内燃機関の運転状態に応じてより自由に制御できる。   According to the first aspect of the invention, the flow of the air (combustion air) in the cylinder can be biased by the ejection of the combustion gas, and a vortex is generated in the cylinder. Since the pressure of the combustion gas can be controlled by changing the amount of combustion in the combustor, the flow rate of the desired combustion gas ejected toward the cylinder becomes variable, and the strength of the vortex generated in the cylinder can be controlled by the internal combustion engine. It can be controlled more freely according to the driving state.

また、燃焼器の立ち上がり時間はコンプレッサの立ち上がり時間よりも短く、且つ燃焼ガスは連続的に生成可能なので、内燃機関の運転状態に応じて、必要とされる渦流をシリンダ内により好適に生成できる。   Also, the combustor rise time is shorter than the compressor rise time, and the combustion gas can be generated continuously, so that the required vortex flow can be generated more suitably in the cylinder according to the operating state of the internal combustion engine.

以上の様に、本発明の装置は、燃焼ガスによってシリンダ内に渦流を生成することにより、内燃機関の様々な運転状態において、シリンダ内での空気(燃焼用空気)と燃料の混合をさらに促進でき、内燃機関における燃焼改善を図ることができる。   As described above, the apparatus according to the present invention further promotes mixing of air (combustion air) and fuel in the cylinder in various operating states of the internal combustion engine by generating a vortex flow in the cylinder by the combustion gas. It is possible to improve combustion in the internal combustion engine.

請求項2に記載の発明によれば、吸気ポート間で空気の流速差が生じるので、シリンダ内にスワール流が生成される。これにより、シリンダ内での燃焼が促進され、内燃機関における燃焼改善をさらに図ることができる。   According to the second aspect of the present invention, since a flow velocity difference of air is generated between the intake ports, a swirl flow is generated in the cylinder. Thereby, the combustion in a cylinder is accelerated | stimulated and the combustion improvement in an internal combustion engine can further be aimed at.

請求項3に記載の発明によれば、吸気通路におけるシリンダ側とその対向する側との間で空気の流速差が生じるので、シリンダ内にタンブル流が生成される。これにより、シリンダ内での燃焼が促進され、内燃機関における燃焼改善をさらに図ることができる。   According to the third aspect of the present invention, since a difference in air flow velocity occurs between the cylinder side and the opposite side in the intake passage, a tumble flow is generated in the cylinder. Thereby, the combustion in a cylinder is accelerated | stimulated and the combustion improvement in an internal combustion engine can further be aimed at.

請求項4に記載の発明によれば、噴出口から噴出される燃焼ガスがシリンダ内の空気の流れにより強い偏りを生じさせるので、シリンダ内により強いスワール流が生成される。これにより、シリンダ内での燃焼が促進され、内燃機関における燃焼改善をさらに図ることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, since the combustion gas ejected from the ejection port causes a strong bias due to the air flow in the cylinder, a stronger swirl flow is generated in the cylinder. Thereby, the combustion in a cylinder is accelerated | stimulated and the combustion improvement in an internal combustion engine can further be aimed at.

請求項5に記載の発明によれば、パルスジェット燃焼によってより高圧の燃焼ガスが生成されるので、シリンダに向けて噴出される燃焼ガスの流速が連続燃焼の場合より高まり、より強い渦流がシリンダ内に生成される。これにより、シリンダ内での燃焼が促進され、内燃機関における燃焼改善をさらに図ることができる。   According to the invention described in claim 5, since higher pressure combustion gas is generated by pulse jet combustion, the flow velocity of the combustion gas injected toward the cylinder is higher than that in the case of continuous combustion, and a stronger vortex flow is generated in the cylinder. Generated within. Thereby, the combustion in a cylinder is accelerated | stimulated and the combustion improvement in an internal combustion engine can further be aimed at.

以下、本発明を実施するための形態を、図面を基に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明に係る吸気制御装置20を備えたエンジン1の概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of an engine 1 provided with an intake air control device 20 according to the present invention.

エンジン1(内燃機関)は、1気筒当たり2つのバルブを持つ公知の4気筒エンジンであって、吸気管2、スロットルボディ3、吸気マニホールド4、インジェクタ5、吸気ポート6、エンジン本体7、等を備える。エンジン本体7には、シリンダ8が設けられる。吸気管2に吸入された空気は、スロットルボディ3を通って吸気マニホールド4に送られる。吸気マニホールド4に送られた空気(燃焼用空気)は、インジェクタ5から噴射される燃料と吸気ポート6にて混合され、シリンダ8に送られる。吸気管2、スロットルボディ3、吸気マニホールド4、及び吸気ポート6は、本発明における吸気通路30を構成している。第1実施形態では、吸気通路30が一つの吸気ポート6を介してシリンダ8に連通している。   The engine 1 (internal combustion engine) is a known four-cylinder engine having two valves per cylinder, and includes an intake pipe 2, a throttle body 3, an intake manifold 4, an injector 5, an intake port 6, an engine body 7, and the like. Prepare. The engine body 7 is provided with a cylinder 8. The air sucked into the intake pipe 2 is sent to the intake manifold 4 through the throttle body 3. The air (combustion air) sent to the intake manifold 4 is mixed with fuel injected from the injector 5 at the intake port 6 and sent to the cylinder 8. The intake pipe 2, the throttle body 3, the intake manifold 4, and the intake port 6 constitute an intake passage 30 in the present invention. In the first embodiment, the intake passage 30 communicates with the cylinder 8 through one intake port 6.

エンジン1は、さらに、燃焼器9と、排気管10とを備える。燃焼器9は、燃料を燃焼させることによって燃焼ガスを生成する。排気管10は、燃焼器9と吸気通路30を連通し、燃焼器9にて生成された燃焼ガスを吸気通路30に送る。   The engine 1 further includes a combustor 9 and an exhaust pipe 10. The combustor 9 generates combustion gas by burning fuel. The exhaust pipe 10 communicates the combustor 9 with the intake passage 30 and sends the combustion gas generated in the combustor 9 to the intake passage 30.

図2は、吸気制御装置20の要部を示す図である。図3は、図2におけるIII−III線に沿う断面図である。吸気制御装置20は、吸気通路30と、燃焼器9と、排気管10と、噴出口11とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing a main part of the intake control device 20. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The intake control device 20 includes an intake passage 30, a combustor 9, an exhaust pipe 10, and an ejection port 11.

吸気通路30は、通路31と、吸気ポート6とを備える。通路31は、吸気マニホールド4の出口部41に設けられる。吸気マニホールド4の出口部41は、エンジン本体7に取り付けられる。吸気ポート6は、通路31と連続してエンジン本体7に設けられ、シリンダ8と連通する。吸気ポート6は、エンジン本体7に設けられた吸気バルブ71によって開閉される。吸気ポート6は、吸気管2、スロットルボディ3(図1参照)を通って吸気マニホールド4(通路31)に送られた空気14(燃焼用空気)を、インジェクタ5から噴射される燃料51とともに、シリンダ8内に送る。   The intake passage 30 includes a passage 31 and an intake port 6. The passage 31 is provided at the outlet 41 of the intake manifold 4. An outlet 41 of the intake manifold 4 is attached to the engine body 7. The intake port 6 is provided in the engine body 7 continuously with the passage 31 and communicates with the cylinder 8. The intake port 6 is opened and closed by an intake valve 71 provided in the engine body 7. The intake port 6 passes the air 14 (combustion air) sent to the intake manifold 4 (passage 31) through the intake pipe 2 and the throttle body 3 (see FIG. 1) together with the fuel 51 injected from the injector 5. It feeds into the cylinder 8.

燃焼器9は、燃料を燃焼させることによって燃焼ガスを生成する。燃焼器9として、例えば、パルスジェット燃焼によって高圧の燃焼ガスを間欠的に生成するパルスジェット燃焼器を用いることができる。燃焼器9で用いられる空気は、ポンプ12および配管13を介して吸気管2から供給される(図1参照)。燃焼器9で用いられる燃料は、エンジン1の燃料と同じものでも良いし、エンジン1の燃料と異なる専用のものでも良い。   The combustor 9 generates combustion gas by burning fuel. As the combustor 9, for example, a pulse jet combustor that intermittently generates high-pressure combustion gas by pulse jet combustion can be used. Air used in the combustor 9 is supplied from the intake pipe 2 via the pump 12 and the pipe 13 (see FIG. 1). The fuel used in the combustor 9 may be the same as the fuel of the engine 1 or may be a dedicated fuel different from the fuel of the engine 1.

排気管10は、燃焼器9と吸気通路30を連通し、燃焼器9にて生成された燃焼ガスを吸気通路30に送る。排気管10は、燃焼ガスの圧力損失低減のため、できるだけ短い方が良い。   The exhaust pipe 10 communicates the combustor 9 with the intake passage 30 and sends the combustion gas generated in the combustor 9 to the intake passage 30. The exhaust pipe 10 should be as short as possible to reduce the pressure loss of the combustion gas.

噴出口11は、吸気通路30(通路31)の壁面32に設けられる。噴出口11は、通路31の壁面32のうち、シリンダ側33ではなく、シリンダ側とは対向する側34に設けられる。噴出口11は、排気管10からの燃焼ガスを、通路31の壁面32及び吸気ポート6の壁面6aに沿ってシリンダ8の方向に(シリンダ8に向けて)噴出する。噴出口11から噴出された燃焼ガス15は、シリンダ8内に送られる空気14(燃焼用空気)よりも早い速度で吸気通路30(通路31、吸気ポート6)内を流動し、シリンダ8内の流れに偏りを生じさせ、シリンダ8内に渦流16を生成する。   The ejection port 11 is provided on the wall surface 32 of the intake passage 30 (passage 31). The spout 11 is provided not on the cylinder side 33 but on the side 34 facing the cylinder side of the wall surface 32 of the passage 31. The ejection port 11 ejects combustion gas from the exhaust pipe 10 in the direction of the cylinder 8 (toward the cylinder 8) along the wall surface 32 of the passage 31 and the wall surface 6 a of the intake port 6. The combustion gas 15 ejected from the ejection port 11 flows in the intake passage 30 (passage 31, intake port 6) at a speed faster than the air 14 (combustion air) sent into the cylinder 8, The flow is biased and a vortex 16 is generated in the cylinder 8.

なお、図4に示す様に、噴出口11の内周面に螺旋状の溝を形成し、燃焼ガス15が噴出口11から噴出される速度(流速)を向上することもできる。   In addition, as shown in FIG. 4, the spiral groove | channel is formed in the internal peripheral surface of the jet nozzle 11, and the speed (flow velocity) at which the combustion gas 15 is jetted from the jet nozzle 11 can also be improved.

(第2実施形態)
次に、本発明に係る吸気制御装置20の第2実施形態について、図5乃至図7を参照して説明する。なお、第1実施形態と共通する点については、詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the intake control device 20 according to the present invention will be described with reference to FIGS. Detailed description of points common to the first embodiment will be omitted.

図5は、吸気制御装置20の第2実施形態を示す図で、第1実施形態の図1に対応する図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a second embodiment of the intake air control device 20, and corresponds to FIG. 1 of the first embodiment.

エンジン1(内燃機関)は、1気筒当たり4つのバルブを持つ公知の4気筒エンジンである。吸気管2に吸入された空気は、スロットルボディ3を通って吸気マニホールド4に送られる。吸気マニホールド4に送られた空気(燃焼用空気)は、インジェクタ5から噴射される燃料と吸気ポート6にて混合され、シリンダ8に送られる。吸気管2、スロットルボディ3、吸気マニホールド4、及び吸気ポート6は、本発明における吸気通路30を構成している。第2実施形態では、吸気通路30が二つの吸気ポート6、6を介してシリンダ8に連通している。   The engine 1 (internal combustion engine) is a known four-cylinder engine having four valves per cylinder. The air sucked into the intake pipe 2 is sent to the intake manifold 4 through the throttle body 3. The air (combustion air) sent to the intake manifold 4 is mixed with fuel injected from the injector 5 at the intake port 6 and sent to the cylinder 8. The intake pipe 2, the throttle body 3, the intake manifold 4, and the intake port 6 constitute an intake passage 30 in the present invention. In the second embodiment, the intake passage 30 communicates with the cylinder 8 via the two intake ports 6 and 6.

エンジン1は、さらに、燃焼器9と、排気管10とを備える。燃焼器9は、燃料を燃焼させることによって燃焼ガスを生成する。排気管10は、燃焼器9と吸気通路30を連通し、燃焼器9にて生成された燃焼ガスを吸気通路30に送る。   The engine 1 further includes a combustor 9 and an exhaust pipe 10. The combustor 9 generates combustion gas by burning fuel. The exhaust pipe 10 communicates the combustor 9 with the intake passage 30 and sends the combustion gas generated in the combustor 9 to the intake passage 30.

図6及び図7は、吸気制御装置20の第2実施形態を示す図で、第1実施形態の図3に対応する図である。   FIGS. 6 and 7 are views showing a second embodiment of the intake air control device 20 and corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.

噴出口11は、排気管10からの燃焼ガスを、吸気ポート6の壁面6aに沿ってシリンダ8の方向に(シリンダ8に向けて)噴出する。噴出口11は、二つの吸気ポート6、6のいずれか一方(図6及び図7では左側の吸気ポート6)にのみ、燃焼ガスを噴出する。噴出口11から噴出された燃焼ガスは、シリンダ8内に送られる空気(燃焼用空気)よりも早い速度で吸気ポート6内を流動し、シリンダ8内の流れに偏りを生じさせ、シリンダ8内に渦流を生成する。図7の例では、噴出口11は、二つの吸気ポート6、6の中心軸6b、6b間に位置する領域6cの外側に、燃焼ガスを噴出する。   The ejection port 11 ejects the combustion gas from the exhaust pipe 10 along the wall surface 6 a of the intake port 6 in the direction of the cylinder 8 (toward the cylinder 8). The ejection port 11 ejects combustion gas only to one of the two intake ports 6 and 6 (the left intake port 6 in FIGS. 6 and 7). The combustion gas ejected from the ejection port 11 flows in the intake port 6 at a faster speed than the air (combustion air) sent into the cylinder 8, causing the flow in the cylinder 8 to be biased, and in the cylinder 8. Generate eddy currents. In the example of FIG. 7, the ejection port 11 ejects combustion gas to the outside of the region 6 c located between the central axes 6 b and 6 b of the two intake ports 6 and 6.

本発明に係る吸気制御装置20は、燃焼器9にて生成された燃焼ガスを吸気ポート6内に噴出することによって、シリンダ8内に渦流16を生成する。燃焼ガスの圧力は、燃焼器9での燃焼の強さを変えることによって制御できるので、噴出口11から噴出される燃焼ガス15の流速が可変となり、シリンダ8内に生成される渦流16の強さをエンジン1の運転状態に応じてより自由に制御できる。   The intake control device 20 according to the present invention generates a vortex 16 in the cylinder 8 by ejecting the combustion gas generated in the combustor 9 into the intake port 6. Since the pressure of the combustion gas can be controlled by changing the strength of combustion in the combustor 9, the flow velocity of the combustion gas 15 ejected from the ejection port 11 is variable, and the strength of the vortex 16 generated in the cylinder 8 is increased. This can be controlled more freely according to the operating state of the engine 1.

また、燃焼器9の立ち上がり時間(運転開始後、燃焼ガスを生成するまでの時間)はコンプレッサの立ち上がり時間よりも短く、且つ燃焼ガスは連続的に生成可能なので、エンジン1の運転状態に応じて、必要とされる渦流16をシリンダ8内により好適に生成できる。   Further, the rise time of the combustor 9 (the time until the combustion gas is generated after the start of operation) is shorter than the rise time of the compressor, and the combustion gas can be continuously generated. The required vortex flow 16 can be generated more suitably in the cylinder 8.

以上の様に、本発明に係る吸気制御装置20は、燃焼ガスによってシリンダ8内に渦流16を生成することにより、エンジン1の様々な運転状態において、シリンダ8内での空気(燃焼用空気)と燃料の混合をさらに促進でき、エンジン1における燃焼改善をさらに図ることができる。   As described above, the intake control device 20 according to the present invention generates the vortex 16 in the cylinder 8 by the combustion gas, so that the air in the cylinder 8 (combustion air) in various operating states of the engine 1. And fuel can be further promoted, and combustion in the engine 1 can be further improved.

さらに、本発明に係る吸気制御装置20では、燃焼ガスという高温の不活性ガスがシリンダ8内に流入するので、NOx低減(EGR効果)、コールドスタート時の燃焼改善、エンジン1の暖機の効果が得られる。   Further, in the intake air control device 20 according to the present invention, since a high-temperature inert gas called combustion gas flows into the cylinder 8, NOx reduction (EGR effect), combustion improvement at cold start, and warm-up effect of the engine 1 Is obtained.

さらに、図3に示す様に、燃焼ガスを噴出する噴出口11が、吸気通路30の壁面32のうち、シリンダ側とは対向する側34に設けられる場合には、吸気通路30におけるシリンダ側とその対向する側との間で空気の流速差が生じるので、シリンダ8内にタンブル流が生成される。これにより、シリンダ8内での燃焼が促進され、エンジン1における燃焼改善をさらに図ることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, when the outlet 11 from which the combustion gas is ejected is provided on the side 34 facing the cylinder side of the wall surface 32 of the intake passage 30, Since a difference in air flow velocity occurs between the opposite sides, a tumble flow is generated in the cylinder 8. Thereby, combustion in the cylinder 8 is promoted, and combustion in the engine 1 can be further improved.

さらに、図5乃至図7に示す様に、吸気通路30が二つの吸気ポート6、6を介してシリンダ8に連通し、噴出口11が二つの吸気ポート6、6のいずれか一方にのみ燃焼ガスを噴出する場合には、二つの吸気ポート6、6間で空気の流速差が生じるので、シリンダ8内にスワール流が生成される。これにより、シリンダ8内での燃焼が促進され、エンジン1における燃焼改善をさらに図ることができる。なお、図7の様に噴出口11を配置すれば、噴出口11から噴出される燃焼ガスがシリンダ8内の空気の流れにより強い偏りを生じさせるので、シリンダ8内により強いスワール流が生成される。   Further, as shown in FIGS. 5 to 7, the intake passage 30 communicates with the cylinder 8 through the two intake ports 6, 6, and the ejection port 11 burns only in one of the two intake ports 6, 6. When gas is ejected, a flow velocity difference of air is generated between the two intake ports 6, 6, so that a swirl flow is generated in the cylinder 8. Thereby, combustion in the cylinder 8 is promoted, and combustion in the engine 1 can be further improved. If the ejection port 11 is arranged as shown in FIG. 7, the combustion gas ejected from the ejection port 11 causes a strong bias due to the air flow in the cylinder 8, so that a stronger swirl flow is generated in the cylinder 8. The

さらに、燃焼器9がパルスジェット燃焼器の場合には、パルスジェット燃焼によってより高圧の燃焼ガスが生成され、シリンダ8に向けて噴出される燃焼ガス15の流速がより高まる。これにより、より強い渦流16がシリンダ8内に生成され、シリンダ8内での燃焼が促進され、エンジン1における燃焼改善をさらに図ることができる。  Further, when the combustor 9 is a pulse jet combustor, higher-pressure combustion gas is generated by pulse jet combustion, and the flow velocity of the combustion gas 15 ejected toward the cylinder 8 is further increased. As a result, a stronger vortex 16 is generated in the cylinder 8, combustion in the cylinder 8 is promoted, and combustion in the engine 1 can be further improved.

本発明に係る吸気制御装置20を備えたエンジン1の概略図。1 is a schematic diagram of an engine 1 including an intake control device 20 according to the present invention. 吸気制御装置20の要部を示す図。The figure which shows the principal part of the intake control apparatus. 図2におけるIII−III線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the III-III line in FIG. 噴出口11の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the jet nozzle 11. FIG. 吸気制御装置20の第2実施形態を示す図。The figure which shows 2nd Embodiment of the intake control apparatus. 吸気制御装置20の第2実施形態を示す図。The figure which shows 2nd Embodiment of the intake control apparatus. 吸気制御装置20の第2実施形態を示す図。The figure which shows 2nd Embodiment of the intake control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
6 吸気ポート
6b 中心軸
6c 領域
8 シリンダ
9 燃焼器
10 排気管
11 噴出口
14 空気(燃焼用空気)
15 燃焼ガス
16 渦流
20 吸気制御装置(内燃機関の吸気装置)
30 吸気通路
32 壁面
33 シリンダ側
34 シリンダ側とは対向する側
1 engine (internal combustion engine)
6 Intake port 6b Center shaft 6c Region 8 Cylinder 9 Combustor 10 Exhaust pipe 11 Jet port 14 Air (combustion air)
15 Combustion gas 16 Swirl 20 Intake control device (intake device for internal combustion engine)
30 Intake passage 32 Wall surface 33 Cylinder side 34 The side opposite to the cylinder side

Claims (5)

内燃機関のシリンダ内に燃焼用空気を送る吸気通路と、
前記吸気通路に送られる燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器と前記吸気通路を連通し、前記燃焼ガスを前記吸気通路に送る排気管と、
前記吸気通路の壁面に設けられ、前記排気管からの前記燃焼ガスを前記吸気通路の壁面に沿って前記シリンダの方向に噴出する噴出口と、を備え、
前記燃焼ガスは前記燃焼用空気よりも早い速度で前記吸気通路内を流動し、前記シリンダ内に渦流を生成する、ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
An intake passage for sending combustion air into the cylinder of the internal combustion engine;
A combustor for generating combustion gas sent to the intake passage;
An exhaust pipe that communicates the combustor and the intake passage and sends the combustion gas to the intake passage;
A jet port provided on a wall surface of the intake passage, and jetting the combustion gas from the exhaust pipe along the wall surface of the intake passage in the direction of the cylinder,
The intake control apparatus for an internal combustion engine, wherein the combustion gas flows in the intake passage at a speed higher than that of the combustion air, and generates a vortex flow in the cylinder.
前記吸気通路は二つ以上の吸気ポートを介して前記シリンダに連通し、前記噴出口は二つ以上の前記吸気ポートのいずれか一つにのみ前記燃焼ガスを噴出する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake passage communicates with the cylinder via two or more intake ports, and the jet port ejects the combustion gas only to one of the two or more intake ports. Item 2. An intake control device for an internal combustion engine according to Item 1. 前記噴出口は、前記吸気通路の壁面のうち、前記シリンダ側とは対向する側に設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。   2. The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ejection port is provided on a side of the wall surface of the intake passage facing the cylinder side. 前記噴出口は、二つ以上の前記吸気ポートの中心軸間に位置する領域の外側に前記燃焼ガスを噴出する、ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the ejection port ejects the combustion gas to the outside of a region located between the central axes of two or more intake ports. 前記燃焼器はパルスジェット燃焼である、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。   The intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the combustor is pulse jet combustion.
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