JP2906895B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料供給装
置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低速時から安定した燃焼を得る方法とし
て、燃焼室に適度なスワール（旋回流）を生起すること
が有効である。

【０００３】スワールを生起する装置として、例えば実
開昭６２−５７７３１号公報にも見られるように、燃焼
室に吸入される吸気を運転条件に応じて絞るスワールコ
ントロールバルブを備えるものがある。

【０００４】従来例えば図４に示すように、スワールコ
ントロールバルブ３１は２つに分岐形成された吸気ポー
ト３２の上流側に配設され、スワールコントロールバル
ブ３１の直上流側に燃料噴射弁が配設されている。図中
３３は燃料噴射弁に対する取付座である。

【０００５】スワールコントロールバルブ３１の切欠き
部３１ａは吸気通路３４の中心線に対してオフセットし
て設けられ、燃焼室３５に吸入される吸気を絞ることに
より、一方の吸気ポート３２から吸入される吸気流速を
高め、燃焼室３５にスワールを生起するようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の燃料供給装置にあっては、スワー
ルコントロールバルブ３１の背後空間の圧力が低下する
ため、図中矢印で示すようにスワールコントロールバル
ブ３１の背後に吸気の渦流が生じ、燃料噴射弁から噴射
された燃料噴霧がスワールコントロールバルブ３１の背
後空間に巻き込まれて、吸気通路３４の内壁面に多くの
燃料が付着して、未燃焼ＨＣの排出量が増大したり、過
渡応答性が悪化するという問題があった。

【０００７】本発明は上記の問題点に着目し、内燃機関
の燃料供給装置において、スワールコントロールバルブ
の上流側から供給される燃料の輸送を円滑にすることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼室に吸入
される吸気を運転条件に応じて絞るスワールコントロー
ルバルブを吸気通路に設け、スワールコントロールバル
ブはそのその閉弁時に吸気通路の内壁面に近接する外周
縁部と同じく閉弁時に吸気流を通す切欠き部を有し、ス
ワールコントロールバルブより上流側に燃料供給手段を
設け、スワールコントロールバルブの外周縁部の直下流
側に位置して開口する噴口を設け、スワールコントロー
ルバルブの閉弁時に噴口に補助空気を供給する補助空気
供給手段を設ける。

【０００９】

【作用】低速時等の運転条件で、スワールコントロール
バルブが閉弁することにより、燃焼室に吸入される吸気
流速が高められて燃焼室にスワールが生起され、良好な
燃焼性が得られる。

【００１０】スワールコントロールバルブが閉弁する運
転条件では、補助空気供給手段を介して噴口から補助空
気が噴出する。噴口からスワールコントロールバルブの
外周縁部の直下流側に補助空気が噴出することにより、
スワールコントロールバルブの背後空間で圧力が低下す
ることを抑制し、切欠き部を通過した燃料噴霧がスワー
ルコントロールバルブの背後空間に巻き込まれることを
抑制する。これにより、燃料噴霧がスワールコントロー
ルバルブの背後空間に巻き込まれて、吸気通路の内壁面
に多くの燃料が付着して、未燃焼ＨＣの排出量が増大し
たり、過渡応答性が悪化することを防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づいて説明す
る。

【００１２】図１において、１は機関本体、２は吸気通
路、３は排気通路、４は吸気弁、５は排気弁、６は燃焼
室、７はピストンである。燃焼室６の中央部には図示し
ない点火栓が設けられている。

【００１３】吸気通路２のコレクタ部１３より上流側に
はスロットルバルブ１４が介装され、このスロットルバ
ルブ１４はアクセルペダルに連動して吸気量を調節す
る。

【００１４】吸気通路２は、一つの気筒の燃焼室６に開
口する２本の吸気ポート１１が分岐形成されている。

【００１５】一方の吸気ポート１１を通って燃焼室６に
導かれる吸気流を低負荷時に絞る手段として、各吸気ポ
ート１１の分岐点より上流側にスワールコントロールバ
ルブ１５が設けられる。

【００１６】スワールコントロールバルブ１５はその回
転軸１６に図示しないアクチューエータが連結され、そ
の制御装置により機関低負荷時に吸気通路２の中心線と
略直交する閉弁位置に保持され、中高負荷時に吸気通路
２の中心線と略平行となる開弁位置に保持される。

【００１７】図２にも示すように、スワールコントロー
ルバルブ１５は長円形に形成され、その閉弁時に吸気通
路２の内壁面２ａに近接する外周縁部１５ｂと、同じく
閉弁時に吸気通路２の内壁面２ａとの間で吸気流を通す
切欠き部１５ａを有している。

【００１８】切欠き部１５ａは回転軸１６より下方に位
置し、かつ一方の吸気ポートに対峙するように吸気通路
２の通路中心線に対してオフセットして開口される。こ
れにより、スワールコントロールバルブ１５の閉弁時に
切欠き部１５ａを通過する吸気の大部分が一方の吸気ポ
ート１１に導かれ、この吸気ポート１１から流入する吸
気流により燃焼室６にスワールを生起するようになって
いる。

【００１９】燃料供給手段として、吸気通路２の途中に
はスワールコントロールバルブ１５より上流側に燃料噴
射弁１０が設けられる。燃料噴射弁１０はスワールコン
トロールバルブ１５に対して所定の距離を持って配置さ
れ、その燃料噴射方向は吸気通路２の通路中心線と平行
に配置される。

【００２０】吸気管９にはスワールコントロールバルブ
１５の外周縁部１５ｂより直下流側に開口する３つの噴
口１７が形成される。

【００２１】各噴口１７は、吸気通路２の内壁面２ａの
上部に位置し、かつ吸気通路２の通路中心線に対してス
ワールコントロールバルブ１５の切欠き部１５ａと反対
側にオフセットして開口される。各噴口１７はスワール
コントロールバルブ１５の回転軸１６と直交して下向き
に形成される。

【００２２】スワールコントロールバルブ１５の閉弁時
に各噴口１７に補助空気を供給する手段として、各噴口
１７とスロットルバルブ１４より上流側の吸気通路２を
連通する補助空気供給通路１９が配設される。これによ
り、エアクリーナから取り込まれた吸気の一部がスロッ
トルバルブ１４の前後に生じる圧力差によって補助空気
供給通路１９を通って各噴口１７に噴出する。各噴口１
７の開口径によってこれから噴出する補助空気量が決ま
る。

【００２３】次に、作用について説明する。

【００２４】低速時等の運転条件で、スワールコントロ
ールバルブ１５が閉弁することにより、一方の吸気ポー
ト１１を通って燃焼室４に吸入される吸気流速が高めら
れて燃焼室６にスワールを生起し、燃料噴霧と空気の混
合が促進され、良好な燃焼性が得られる。

【００２５】スワールコントロールバルブ１５が閉弁す
る運転条件では、スワールコントロールバルブ１４は閉
弁に近い状態にあるので、スロットルバルブ１４の前後
差圧とスワールコントロールバルブ１５の前後差圧等に
より、補助空気供給通路１９を通って各噴口１７から吸
気の一部が噴出する。

【００２６】各噴口１７から切欠き部１５ａの反対側に
位置してスワールコントロールバルブ１５の直下流側に
補助空気が噴出することにより、スワールコントロール
バルブ１５の背後空間の圧力が低下することを抑制し
て、図１に矢印で示したように、切欠き部１５ａを通過
した燃料噴霧がスワールコントロールバルブ１５の背後
空間に巻き込まれることを抑制する。これにより、スワ
ールコントロールバルブ１５を通過した燃料噴霧が吸気
通路２の内壁面２ａに付着することを抑制して、未燃焼
ＨＣの排出量低減し、過渡応答性を改善する。

【００２７】仮にスワールコントロールバルブ１５の閉
弁時に各噴口１７からの補助空気の噴出が止められた場
合、図４に矢印で示すように、スワールコントロールバ
ルブ１５の背後に渦流が生じ、燃料噴霧がスワールコン
トロールバルブ１５の背後空間に巻き込まれて、吸気通
路２の内壁面２ａに多くの燃料が付着して、未燃焼ＨＣ
の排出量が増大したり、過渡応答性が悪化するのであ
る。

【００２８】さらに、図中矢印で示すように各噴口２１
から補助空気が噴出して、吸気がスワールコントロール
バルブ１５の背後空間に巻き込まれるのを抑制すること
により、切欠き部１５ａを通過する吸気の流れを円滑に
し、吸気流速を高めて燃焼室６に生起されるスワールを
強化できる。

【００２９】また、燃料噴射弁１０をスワールコントロ
ールバルブ１５の上流側に配置しても、燃料噴射弁１０
から噴射された燃料噴霧はシリンダの吸入負圧により切
欠き部１５ａへと吸引されて、スワールコントロールバ
ルブ１５の上流側では吸気流の乱れが少ないため、燃料
噴霧がスワールコントロールバルブ１５の前面に付着す
ることが抑えられる。

【００３０】中高負荷時等の運転条件で、スワールコン
トロールバルブ１５が開弁し、燃料噴射弁１０から噴射
される燃料噴霧は空気と混合しながら２つの吸気ポート
１１に均等に分流し、高速時は吸気流速が上昇するのに
伴って燃料噴霧と空気の混合が促進され、良好な燃焼性
が得られる。

【００３１】スロットルバルブ１４およびスワールコン
トロールバルブ１５の開度が大きくなるのに伴ってそれ
ぞれの前後差圧が減少することにより、補助空気供給通
路１９を通過する吸気量が減少する。このため、補助空
気供給通路１９の途中に開閉弁等を設けなくとも、スワ
ールコントロールバルブ１５の開度に応じて補助空気の
供給を制御することができる。

【００３２】また、燃料噴射弁１０はスワールコントロ
ールバルブ１５の上流側に配置されることで、燃料噴射
弁１０から噴射された燃料噴霧が燃焼室６に到達するま
での輸送距離を十分に確保でき、冷間時から燃料噴霧の
空気との混合および気化が促され、混合気の燃焼性を高
められる。

【００３３】次に、図３に示した他の実施例は、３つの
噴口２１をスワールコントロールバルブ１５の切欠き部
１５ａの方に向けて形成するものである。なお、図１と
の対応部分には同一符号を付して示すことにする。

【００３４】各噴口２１は、吸気通路２の内壁面２ａの
上部に位置し、かつ吸気通路２の通路中心線に対してス
ワールコントロールバルブ１５の切欠き部１５ａと反対
側にオフセットして開口される。各噴口２１はスワール
コントロールバルブ１５の切欠き部１５ａの方を指向す
るようにスワールコントロールバルブ１５の回転軸１６
に対して所定角度で傾斜して形成される。

【００３５】各噴口２１の途中は突起２２が突出形成さ
れる。この突起２２により、各噴口２１の断面積が絞ら
れ、各噴口２１から噴出する補助空気の流速を高めるよ
うになっている。

【００３６】次に、作用について説明する。

【００３７】スワールコントロールバルブ１５が閉弁す
る運転条件では、スロットルバルブ１４の前後差圧とス
ワールコントロールバルブ１５の前後差圧等により、補
助空気供給通路１９を通って各噴口２１から吸気の一部
が噴出する。

【００３８】各噴口２１からスワールコントロールバル
ブ１５の切欠き部１５ａに向けて補助空気が噴出するこ
とにより、スワールコントロールバルブ１５の背後空間
の圧力が低下することを抑制するとともに、各噴口２１
から噴出した補助空気が切欠き部１５ａに向かう勢力を
持つことにより、切欠き部１５ａを通過した燃料噴霧が
スワールコントロールバルブ１５の背後空間に巻き込ま
れることを有効に抑制する。これにより、スワールコン
トロールバルブ１５を通過した燃料噴霧が吸気通路２の
内壁面２ａに付着することを抑制して、未燃焼ＨＣの排
出量低減し、過渡応答性をさらに改善する。なお、突起
２２は補助空気に対して切欠き１５ちに向かう勢力を助
長する働きをする。

【００３９】さらに、各噴口２１から切欠き部１５ａに
向けて補助空気が噴出して、吸気がスワールコントロー
ルバルブ１５の背後空間に巻き込まれるのを抑制するこ
とにより、切欠き部１５ａを通過する吸気の流れを円滑
にし、吸気流速を高めて燃焼室６に生起されるスワール
を強化できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、燃焼室に
吸入される吸気を運転条件に応じて絞るスワールコント
ロールバルブを吸気通路に設け、スワールコントロール
バルブはそのその閉弁時に吸気通路の内壁面に近接する
外周縁部と同じく閉弁時に吸気流を通す切欠き部を有
し、スワールコントロールバルブより上流側に燃料供給
手段を設け、スワールコントロールバルブの外周縁部の
直下流側に位置して開口する噴口を設け、スワールコン
トロールバルブの閉弁時に噴口に補助空気を供給する補
助空気供給手段を設けたため、スワールコントロールバ
ルブを経て行われる燃料の輸送を円滑にし、燃料噴霧が
スワールコントロールバルブの背後空間に巻き込まれ
て、吸気通路の内壁面に多くの燃料が付着して、未燃焼
ＨＣの排出量が増大したり、過渡応答性が悪化すること
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す機関の横断面図。

【図２】同じく吸気通路の縦断面図。

【図３】他の実施例を示す吸気通路の縦断面図。

【図４】従来例を示す機関の横断面図。

【符号の説明】

２ 吸気通路 ６ 燃焼室 １０ 燃料噴射弁（燃料供給手段） １５ スワールコントロールバルブ １５ａ 切欠き部 １５ｂ 外周縁部 １７ 噴口 １９ 補助空気供給通路（補助空気供給手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室に吸入される吸気を運転条件に応
   じて絞るスワールコントロールバルブを吸気通路に設
   け、スワールコントロールバルブはそのその閉弁時に吸
   気通路の内壁面に近接する外周縁部と同じく閉弁時に吸
   気流を通す切欠き部を有し、スワールコントロールバル
   ブより上流側に燃料供給手段を設け、スワールコントロ
   ールバルブの外周縁部の直下流側に位置して開口する噴
   口を設け、スワールコントロールバルブの閉弁時に噴口
   に補助空気を供給する補助空気供給手段を設けたことを
   特徴とする内燃機関の燃料供給装置。