JP2519566Y2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関に関する。

〔従来の技術〕

本出願人は実願平2-65430号において、単一の気筒に
対してスワールポートおよびストレートポートが接続さ
れ、ストレートポートには機関運転状態に応じてストレ
ートポートを開閉する吸気制御弁を設け、２つの噴口を
有する燃料噴射弁からスワールポートおよびストレート
ポートに燃料を噴射せしめるようにした内燃機関の吸気
装置をすでに提案している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこの内燃機関では、吸気制御弁閉弁時に
おいて、ストレートポートにはほとんど空気が流れない
ために、ストレートポート側に噴射された燃料の微粒化
が悪化し斯くして燃焼状態が悪化するという問題があ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案によれば、単一の気
筒に対してスワールポートおよびストレートポートを接
続し、ストレートポートには機関運転状態に応じてスト
レートポートを開閉する吸気制御弁を設け、スワールポ
ート、および吸気制御弁下流のストレートポートに燃料
を噴射するための燃料噴射弁を設け、ストレートポート
側のみの噴射燃料にエアアシストせしめるようにしてい
る。

〔作用〕

ストレートポート側の噴射燃料がエアアシストされる
ために、ストレートポート側に噴射された燃料の微粒化
を向上せしめることができる。一方、スワールポート側
の噴射燃料はエアアシストされないため、スワールポー
ト側に噴射された燃料が拡散してスワールポート内壁面
に付着することを防止することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面により本考案について説明する。第１
図は本考案による内燃機関の一例を示す略示図である。

図において、10はシリンダブロック、12は燃焼室、14
は点火プラグ、12a,12bは吸気ポートを夫々示す。吸気
ポートと排気ポートには夫々二つの吸気弁16a,16b、二
つの排気弁18a,18bが設けられ、所謂４バルブ構成を示
している。第１の吸気ポート12aは吸気スワールの形成
に都合のよい形状に構成されたスワールポートである。
また、第２の吸気ポート12bはストレート型である。

ストレート型の吸気ポート12bに続く吸気通路には蝶
型弁としての吸気制御弁32が設けられており、吸気制御
弁32の閉鎖状態ではスワールポート12aのみから吸入空
気の導入が行われ、シリンダ内に強力なスワール（旋回
流）を生成するため安定した希薄混合気の燃焼が可能と
なる。吸気制御弁32が開放されると双方の吸気ポート12
a,12bより空気の導入が行われ、吸気量が増大する。各
気筒の吸気制御弁32の弁軸にはレバー34が取付られ、こ
のレバー34はロッド36を介して負圧アクチュエータ38に
連結されている。負圧アクチュエータ38はダイヤフラム
40とスプリング41とから構成される。ダイヤフラム40に
負圧が印加されていないときは、スプリング41の働き
で、ダイヤフラム40は図の左方向に押され、吸気制御弁
32は開放位置をとる。ダイヤフラム40に負圧が印加され
ると、ダイヤフラム40はスプリング41に抗して右方向に
引っ張られ、吸気制御弁32は吸気ポート12bを閉鎖する
位置をとる。

ダイヤフラム40は電磁三方切換弁44を介して負圧タン
ク45に接続されている。また負圧タンク45はチェック弁
を介して吸気管20のスロットル弁22の下流側に設けた負
圧取出ポート24に接続されている。

チェック弁46はダイヤフラム40に加わる負圧を保持す
るものである。切換弁44は３つのポート44a,44b,44cを
具備しており、除電時はポート44aと44bとが連通されて
ダイヤフラム40は負圧ポート24に連通され、通電時はポ
ート44aと44cとが連通され、ダイヤフラム40は大気に連
通される。切換弁44は電子制御装置（ECU）50により作
動を制御されている。

また、スワールポート12aとストレートポート12bとを
仕切る隔壁28には燃料噴射弁26が配置されている。

本実施例においては燃料噴射弁26は１つの本体に２つ
の噴射口26a,26bを備えており、これらの噴射口26a,26b
はそれぞれスワールポート12aの吸気弁16aとストレート
ポート12bの吸気弁16bを指向するように設けられてい
る。

燃料噴射弁26は、アシスト用のエアを供給するための
エア供給管29を介してスロットル弁22上流に接続され
る。

第２図には燃料噴射弁26の先端部を示す。燃料噴射弁
26の先端はキャップ26cによって囲繞され、これらの間
にエア室26dが形成される。このエア室26dにはエア供給
管29が接続される。スワールポート側の噴射口26aは第
１ノズル通路26eに接続され、ストレートポート側の噴
射口26bは第２ノズル通路26fに接続される。これらのノ
ズル通路26eおよび26fは互いに合流している。第２ノズ
ル通路26fは途中でエア通路26gを介してエア室26dに接
続される。

スロットル弁22の上流と下流の圧力差によってエア供
給管29、エア室26d、およびエア通路26gを介してエアが
導入される。これによって、ストレートポート側の噴射
口26bから噴射される燃料はエアアシストされ、エアの
流れによって燃料が微粒化される。一方、スワールポー
ト側の噴射口26aから噴射される燃料はエアアシストさ
れない。

第３図から第５図はスワールポート12aの詳細を示す
図である。本実施例ではスワールポートに続く吸気通路
20aは略直線状であり、スワールポート12aの吸気弁16a
上部のストレートポート12b側の壁面には三角錐形状の
スワール生成用突起部２が設けられている。突起部２は
吸気通路20aに突出した頂点2cと頂点2cから隔壁28の燃
料噴射弁26側に向けて延びる稜線2d及び稜線2dを介して
互いに接する第１の案内面2aと第２の案内面2bとを備え
ている。第１の案内面2aは吸気流を気筒外周へ向けて偏
向し、スワールポートの気筒外周側壁面に沿って流すこ
とにより吸気流に旋回速度成分を与える形状であり、
（第４図参照）第１の案内面とスワールポート壁面とを
連結する稜線2eと吸気通路20aの中心軸線との角度（第
４図にαで示す。）は適度な旋回流を生成するため45度
以下とするのが好ましい。

また第２の案内面2bは吸気流の一部を下向きに吸気弁
16aに向けて偏向するため水平面に対して角度θ（第５
図Ｂ）をなしているが、角度θは噴射燃料を吸気弁傘部
に導くため、燃料噴射弁のスワールポート側の噴射口の
軸線が水平面となす角度θ_０と同等又はそれ以上とさ
れ、好ましくは第５図に示すように第２の案内面2bが噴
射口の軸線と平行になるように頂点2cの高さが設定され
る。

第６図は燃料噴射口26aの位置から見たスワールポー
トの略示図である。第６図を参照すると、ポートの下半
分に障害物がなく燃料が噴射口から吸気弁16aに直接到
達可能であることがわかる。

吸気管20aを通り燃焼室12に流入する吸気流はスワー
ル生成用突起部２を通過する際にその一部が第１の案内
面2aにより偏向され、吸気弁16aの軸線を中心とする旋
回流として燃焼室12に流入する。

また、吸気流の他の一部は突起部２の第２の案内面2b
に沿って流れ、吸気弁16aから直線的に燃焼室下部に向
けて流入する。この２つの流れは吸気弁16a近傍で衝突
し、燃焼室内に水平面に対して傾斜したスワールを形成
する。

ところで吸気制御弁32閉弁時においては、ストレート
ポート12b内にはほとんど空気が流れないために、スト
レートポート12b側に噴射された燃料の微粒化が悪化し
斯くして燃焼状態が悪化するという問題がある。

この問題を解決するため本実施例によれば、ストレー
トポート12b内に噴射される燃料にエアアシストするよ
うにしている。これによってストレートポート12b内に
噴射される燃料は微粒化され、斯くして良好な燃焼を得
ることができる。一方、スワールポート12a内に噴射さ
れる燃料はエアアシストされない。これは、噴射燃料に
エアアシストすると噴射燃料の広がり角が大きくなり、
この広がった噴霧がスワールによってスワールポート内
壁面に液滴として多量に付着するため、これを防止する
ためである。

ストレートポート12bから燃焼室12内に流入する燃料
はエアアシストにより微粒化され、点火栓14近傍に均質
な混合気を形成する。これによって良好な燃焼を得るこ
とができ、NO_Xを低減することができる。一方、スワー
ルポート12aから燃焼室12内に流入する燃料は、ストレ
ートポート12bから流入した燃料の周囲に弱成層化して
分布する。これによってリーンリミットを向上せしめる
ことができ、燃費の向上を図ることができる。

なお、本実施例では２つの噴射口26a,26bを有する単
一の燃料噴射弁26を有する場合について説明したが、ス
ワールポート12aに燃料を噴射するための第１の燃料噴
射弁と、ストレートポート12bに燃料を噴射するための
第２の燃料噴射弁とを備え、第２の燃料噴射弁のみにエ
アアシストするようにしてもよい。

〔考案の効果〕

スワールポート内壁面に燃料がほとんど付着せず、ま
たストレートポート内の噴射燃料の微粒化を向上せしめ
ることができるため、良好な燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の全体図、第２図は燃料噴射弁の先端
部を示す拡大断面図、第３図はスワールポートの斜視
図、第４図および第５図はスワールポートの突起部の詳
細を示す図、第６図はスワールポートを燃料噴射口の位
置からみた図である。 12a……スワールポート、12b……ストレートポート、26
……燃料噴射弁、29……エア供給管、32……吸気制御
弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−118559（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−114071（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−176753（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−40978（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の気筒に対してスワールポートおよび
   ストレートポートを接続し、該ストレートポートには機
   関運転状態に応じて前記ストレートポートを開閉する吸
   気制御弁を設け、前記スワールポート、および前記吸気
   制御弁下流の前記ストレートポートに燃料を噴射するた
   めの燃料噴射弁を設け、前記ストレートポート側のみの
   噴射燃料にエアアシストせしめるようにした内燃機関。