JP3071255B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気装置、
特に、複数の気筒を備え、これら各気筒毎に、該気筒の
燃焼室に連通する１対の吸気通路が設けられたエンジン
の吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の気筒を備えたエンジンにおける吸
気装置として、従来より、例えば実開昭６４−４６４７
３号公報に開示されているように、各気筒毎に、該気筒
の燃焼室に連通する１対の吸気通路が設けられた吸気装
置が知られており、さらに、両吸気通路の各々に開閉弁
および燃料インジェクタを設け、エンジン負荷に応じて
開閉弁の開閉制御および燃料インジェクタの噴射制御を
行うように構成された吸気装置も知られている。

【０００３】このような吸気装置においては、低負荷時
には一方の吸気通路のみから吸気を供給するとともに、
高負荷時には両吸気通路から吸気を供給するようになっ
ており、これにより、低負荷時には吸気流速を増大させ
て燃焼室内にスワール流を生成させ燃焼性能の向上を図
るとともに、高負荷時には十分な吸気充填量を得ること
ができるようにしている。

【０００４】また、従来より、上記公報に開示されてい
るように、各吸気通路を隣接気筒間で互いに隣接するよ
うに設けるとともに、これら隣接する各１対の吸気通路
をそれぞれ上流部で合流するようにして設け、その合流
部に燃料インジェクタを設けた吸気装置が知られてお
り、このようにすることにより、各吸気通路に専用の燃
料インジェクタを設けた場合に比して燃料インジェクタ
の設置本数の低減による低コスト化を図ることが可能と
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエンジンの吸気装置においては、吸気の切換えが低
負荷時と高負荷時との２段階にしか分けることができな
いので、低負荷、中負荷および高負荷の各負荷領域に対
応した吸気制御を行うことができず、このため燃焼性能
の向上を十分に図ることが困難となっていた。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、燃焼性能に優れた吸気制御を行うこと
ができるエンジンの吸気装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
吸気装置は、各気筒における１対の吸気通路の各々に設
けられる開閉弁のうち一方の開閉弁には切欠きを形成し
ておき、これら１対の開閉弁に対して所定の開閉制御を
行うようにするとともに、燃料インジェクタを各吸気通
路に対して所定の配置で設けることにより、上記目的達
成を図るようにしたものである。

【０００８】すなわち、請求項１に記載したように、複
数の気筒を備え、これら各気筒毎に、該気筒の燃焼室に
連通する第１および第２吸気通路が設けられたエンジン
の吸気装置において、前記各第２吸気通路が隣接気筒間
で互いに隣接するように設けられるとともに、これら隣
接する各１対の第２吸気通路がそれぞれ上流部で合流す
るようにして設けられ、前記各第１吸気通路に、切欠き
が形成された第１開閉弁が設けられるとともに、前記各
第２吸気通路に、切欠きが形成されていない第２開閉弁
が設けられ、前記各第１吸気通路の前記第１開閉弁下流
側に第１燃料インジェクタが設けられるとともに、前記
各１対の第２吸気通路の合流部に第２燃料インジェクタ
が設けられ、前記各第１開閉弁が、前記エンジンの低負
荷時に閉塞されるとともに中負荷時および高負荷時に開
放されるように構成され、前記各第２開閉弁が、前記エ
ンジンの低負荷時および中負荷時に閉塞されるとともに
高負荷時に開放されるように構成されている。更に、前
記中負荷時であっても、加速時には、前記各第１開閉弁
が閉塞されるとともに前記各２次開閉弁が開放されるよ
うに構成されている、ことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の作用および効果】上記構成に示すように、低負
荷時には、第１開閉弁および第２開閉弁が共に閉塞され
るが、第１開閉弁には切欠きが形成されているので、こ
の切欠きを通して第１吸気通路の下流端部には低負荷時
に必要な吸気が高い流速で供給されることとなる。これ
により、スワール流の生成を容易化して燃焼性能の向上
を図ることができる。しかも、第１燃料インジェクタ
は、第１吸気通路の第１開閉弁下流側に設けられている
ので、低負荷時における第１吸気通路内の燃料付着を最
小限に抑えることができる。

【００１０】また、中負荷時には、第２開閉弁は閉塞さ
れたままで第１開閉弁が開放されるので、低負荷時の吸
気の流れをそのまま生かして吸気量の増大を図ることが
できる。しかも、第１燃料インジェクタは、第１吸気通
路の第１開閉弁下流側に設けられているので、低負荷時
と同様に、中負荷時における第１吸気通路内の燃料付着
を最小限に抑えることができる。

【００１１】すなわち、仮に、中負荷時に、第１開閉弁
を閉塞して第２開閉弁を開放するようにしたとすると、
低負荷時の吸気の流れと中負荷時の吸気の流れとが異な
ったものとなり、また、吸気通路断面積は第１吸気通路
における第１開閉弁の切欠き部分の断面積と第２吸気通
路の断面積との和となり吸気量が急激に増大するため、
スワールの生成が困難になり、しかも、第２吸気通路の
上流部に設けられた第２燃料インジェクタから噴射され
た燃料が第２吸気通路内に付着してしまうこととなる。
これに対し、本発明によれば上記作用効果を得ることが
できる。

【００１２】さらに、高負荷時には、第１開閉弁および
第２開閉弁が共に開放されるので、高負荷に対応した吸
気量の増大を図ることができる。しかも、第１および第
１吸気通路には、それぞれ第１および第２燃料インジェ
クタが設けられているので、増大した吸気に対するミキ
シングを効果的に行うことができる。

【００１３】このように、本発明によれば、低負荷領域
から高負荷領域まで、各負荷領域に対応した木目細かな
吸気制御を行うことができ、燃焼性能に優れた吸気制御
を行うことができる。

【００１４】また、本発明によれば、隣接気筒間で互い
に隣接するように設けられた各１対の第２吸気通路の合
流部に第２燃料インジェクタが設けられているので、各
第２吸気通路に専用の燃料インジェクタを設けた場合に
比して燃料インジェクタの設置本数の低減による低コス
ト化が可能となる。

【００１５】さらに、本発明によれば、中負荷時であっ
ても、加速時には、各第１開閉弁が閉塞されるとともに
各２次開閉弁が開放されるので、通常時に比して吸気量
を急激に増大させることができ、これにより加速時にお
けるトルクショックを防止することができる。なお、こ
の場合、加速時の大吸気量により、第２燃料インジェク
タから噴射された燃料の第２吸気通路内への付着は小さ
く抑えることができる。

【００１６】また、上記構成に加え、請求項２に記載し
たように、各気筒において、第２吸気通路の燃焼室への
連通部分が、第１吸気通路の燃焼室への連通部分よりも
下方を向くように形成されている構成とすれば、第１吸
気通路からの吸気により燃焼室内にスワール流（燃焼室
内を周方向に吸気が流れる横渦）を生成し、第２吸気通
路からの吸気により燃焼室内にタンブル流（燃焼室内を
周方向に吸気が流れる縦渦）を生成することができる。
したがって、第１吸気通路のみが用いられる低負荷時お
よび中負荷時には、燃焼室内にスワール流を容易に生成
することができる一方、第１および第２吸気通路が用い
られる高負荷時には、燃焼室内にスワール流およびタン
ブル流がミックスされたいわゆる斜めスワール流を容易
に生成することができ、これにより燃焼性能の一層の向
上を図ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００１８】図１〜４は、本発明に係るエンジンの吸気
装置の一実施例を示す構成概要図であり、図５は、図１
のＶ−Ｖ線断面図である。

【００１９】図１〜４のうち、図１は、エンジン１４の
低負荷時における吸気装置１２の作動状態を示してお
り、図２および３は、エンジン１４の中負荷時および高
負荷時における吸気装置１２の作動状態をそれぞれ示し
ており、図４は、エンジン１４の中負荷加速時における
吸気装置１２の作動状態を示している。

【００２０】図１に示すように、この吸気装置１２は、
直列４気筒のエンジン１４に設けられており、各気筒１
６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄ毎に、該気筒の燃焼
室１０に連通する第１および第２吸気通路１８ｐ、１８
ｓが設けられ、また、燃焼室１０の中央部には点火プラ
グ４０が設けられている。

【００２１】上記第１および第２吸気通路１８ｐ、１８
ｓの下流端部には第１および第２吸気弁２０ｐ、２０ｓ
が設けられており、その上流部はそれぞれサージタンク
２２に接続されている。このサージタンク２２の上流側
の吸気通路２４には、吸気量の調整を行うスロットル弁
２６が設けられている。

【００２２】上記各第２吸気通路１８ｓは隣接気筒間で
互いに隣接するように設けられており、これら隣接する
各１対の第２吸気通路１８ｓ、１８ｓは、それぞれその
上流部で合流するようにして設けられている。また、各
第１吸気通路１８ｐには、切欠き２８が形成された第１
開閉弁３０ｐが設けられるとともに、各第２吸気通路１
８ｓには、切欠きが形成されていない第２開閉弁３０ｓ
が設けられている。第１開閉弁３０ｐは、第２開閉弁３
０ｓに対して少し下流側に位置して設けられている。上
記第１開閉弁３０ｐの切欠き２８は、第２吸気通路１８
ｓとは反対側の上部に９０°分の大きさで形成されてい
る。

【００２３】上記各第１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３
０ｐ下流側には第１燃料インジェクタ３２ｐが設けられ
るとともに、各１対の第２吸気通路１８ｓの合流部には
第２燃料インジェクタ３２ｓが設けられている。第１燃
料インジェクタ３２ｐは、噴射孔が１つの単噴孔インジ
ェクタであり、噴射角１０°で第１吸気弁２０ｐに向け
て燃料を噴射供給するようになっている。この第１燃料
インジェクタ３２ｐは、第１開閉弁３０ｐの切欠き２８
に対応して、第２吸気通路１８ｓとは反対側の第１吸気
通路１８ｐ上方に設けられている（図５参照）。また、
第２燃料インジェクタ３２ｓは、噴射孔が２つの２噴孔
インジェクタであり、両噴射孔の噴射方向は中心角２０
°をなしており、各噴射孔からはそれぞれ噴射角１０°
で上記合流部両側の第２吸気通路１８ｓ、１８ｓに燃料
を噴射供給するようになっている（図３参照）。

【００２４】上記各第１開閉弁３２ｐは、エンジン１４
の低負荷時に閉塞されるとともに中負荷時および高負荷
時に開放されるように構成されており、各第２開閉弁３
２ｓは、エンジン１４の低負荷時および中負荷時に閉塞
されるとともに高負荷時に開放されるように構成されて
いる。ただし、図４に示すように、中負荷時であって
も、加速時には、各第１開閉弁３２ｐが閉塞されるとと
もに各２次開閉弁３２ｓが開放されるように構成されて
いる。

【００２５】上記各第１燃料インジェクタ３２ｐは、第
１開閉弁３０ｐの開閉にかかわらず、所定の噴射タイミ
ングで燃料を噴射するようになっている。一方、第２燃
料インジェクタ３２ｓは、第２開閉弁３０ｓが開放され
ているときのみ上記所定の噴射タイミングで燃料を噴射
するようになっている。なお、この噴射タイミングは、
気筒１６ａおよび１６ｂと気筒１６ｃおよび１６ｄとの
２グループに分けてそれぞれクランクアングル７２０°
毎のタイミングに設定されている。

【００２６】上記各第１および第２開閉弁３０ｐ、３０
ｓならびに各第１および第２燃料インジェクタ３２ｐ、
３２ｓの作動は、図示しないコントロールユニットによ
り制御されるようになっている。

【００２７】図５に示すように、各第１吸気通路１８ｐ
の第１開閉弁３０ｐ下流側にはインサートプレート３４
が装着されている。このインサートプレート３４は、第
１開閉弁３０ｐの閉塞時、第１吸気通路１８ｐの第１開
閉弁３０ｐ下流側部分の断面積をその切欠き２８の形状
に合わせて１／４に絞るための部材であって、第１開閉
弁３０ｐ近傍から第１吸気通路１８ｐの下流端部近傍ま
で延びている。これにより、切欠き２８を通過した吸気
は、このインサートプレート３４に沿って断面積１／４
の状態を維持したまま燃焼室１０に導かれることとなる
ので、切欠き２８を形成しただけの場合に比して燃焼室
１０内におけるスワール流の生成を一層容易化すること
ができる。

【００２８】図６は、インサートプレート３４を詳細に
示す図である。

【００２９】図６（ａ）に示すように、インサートプレ
ート３４は、円筒の一部をＬ字形に凹ませてなる筒状部
３４ａとこの筒状部３４ａのＬ字形に凹んだ部分を延長
形成してなるＬ字形延長部３４ｂとからなっており、そ
のＬ字形延長部３４ｂの水平面部には多数の小孔３６が
形成されている。図６（ａ）および（ｂ）に示す斜線部
分は第１開閉弁３０ｐの投影形状である。これらの図に
示すように、インサートプレート３４の断面形状は第１
開閉弁３０ｐと略同大同形状であるが、インサートプレ
ート３４のＬ字形延長部３４ｂの水平面部と第１開閉弁
３０ｐとの間には微小間隙３８が形成されるようになっ
ている。この微小間隙３８を得るため、第１開閉弁３０
ｐは、その切欠き２８が下方に少し拡大形成されてい
る。このような微小間隙３８を形成することより、図６
（ｃ）に示すように、第１開閉弁３０ｐの閉塞時、その
切欠き２８を通過した吸気の大部分は、インサートプレ
ート３４のＬ字形延長部３４ｂの水平面部の上方を流れ
るが、その一部分は、水平面部の下方を該水平面部に沿
って流れることとなる。

【００３０】上記インサートプレート３４を設けること
により、そのＬ字形延長部３４ｂの水平面部に第１燃料
インジェクタ３２ｐから噴射された燃料が付着しやすく
なるが、上記のように、インサートプレート３４のＬ字
形延長部３４ｂの水平面部には多数の小孔３６が形成さ
れているので、たとえ燃料が付着しても、この付着した
燃料は小孔３６を通して水平面部下面に回り込み、この
回り込んだ燃料は、水平面部の下面に沿って流れる吸気
により容易に霧化されることとなる。

【００３１】なお、上記のような小孔３６を形成する代
わりに、図７に示すように、インサートプレート３４の
Ｌ字形水平面部および鉛直面部（図示斜線部）に、テフ
ロン等の燃料が付着しにくい材料をコーティングし、こ
れによりインサートプレート３４への燃料付着を未然に
防止するようにしてもよい。

【００３２】以上詳述したように、本実施例において
は、低負荷時には、第１開閉弁３０ｐおよび第２開閉弁
３０ｓが共に閉塞されるが、第１開閉弁３０ｐには切欠
き２８が形成されているので、この切欠き２８を通して
第１吸気通路３０ｐの下流端部には低負荷時に必要な吸
気が高い流速で供給されることとなる。これにより、ス
ワール流の生成を容易化して燃焼性能の向上を図ること
ができる。しかも、第１燃料インジェクタ３２ｐは、第
１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３０ｐ下流側に設けられ
ているので、低負荷時における第１吸気通路１８ｐ内の
燃料付着を最小限に抑えることができる。

【００３３】また、中負荷時には、第２開閉弁３０ｓは
閉塞されたままで第１開閉弁３０ｐが開放されるので、
低負荷時の吸気の流れをそのまま生かして吸気量の増大
を図ることができる。しかも、第１燃料インジェクタ３
２ｐは、第１吸気通路１８ｐの第１開閉弁３０ｐ下流側
に設けられているので、低負荷時と同様に、中負荷時に
おける第１吸気通路１８ｐ内の燃料付着を最小限に抑え
ることができる。

【００３４】さらに、高負荷時には、第１開閉弁３０ｐ
および第２開閉弁３０ｓが共に開放されるので、高負荷
に対応した吸気量の増大を図ることができる。しかも、
第１および第２吸気通路１８ｐ、１８ｓには、それぞれ
第１および第２燃料インジェクタ３２ｐ、３２ｓが設け
られているので、増大した吸気に対するミキシングを効
果的に行うことができる。

【００３５】このように、本実施例によれば、低負荷領
域から高負荷領域まで、各負荷領域に対応した木目細か
な吸気制御を行うことができ、燃焼性能に優れた吸気制
御を行うことができる。

【００３６】また、本実施例によれば、隣接気筒間で互
いに隣接するように設けられた各１対の第２吸気通路１
８ｐ、１８ｓの合流部に第２燃料インジェクタ３２ｐが
設けられているので、各第２吸気通路１８ｓに専用の燃
料インジェクタを設けた場合に比して燃料インジェクタ
の設置本数の低減による低コスト化が可能となる。

【００３７】さらに、本実施例によれば、中負荷時であ
っても、加速時には、各第１開閉弁３０ｐが閉塞される
とともに各２次開閉弁３０ｓが開放されるようになって
いるので、通常時に比して吸気量を急激に増大させるこ
とができ、これにより加速時におけるトルクショックを
防止することができる。なお、この場合、加速時の大吸
気量により、第２燃料インジェクタ３２ｓから噴射され
た燃料の第２吸気通路１８ｓ内への付着は小さく抑える
ことができる。

【００３８】上記実施例においては、各気筒毎に第１吸
気通路１８ｐと第２吸気通路１８ｓとが平行に配置され
た構成とされているが、図８に示すように、各気筒にお
いて、第２吸気通路１８ｓの燃焼室１０への連通部分
が、第１吸気通路１８ｐの燃焼室１０への連通部分より
も下方を向くように形成されている構成とすれば、第１
吸気通路１８ｐからの吸気により燃焼室１０内にスワー
ル流を生成し、第２吸気通路１８ｓからの吸気により燃
焼室１０内にタンブル流を生成することができる。した
がって、第１吸気通路１８ｐのみが用いられる低負荷時
および中負荷時には、燃焼室１０内にスワール流を容易
に生成することができる一方、第１および第２吸気通路
１８ｐ、１８ｓが用いられる高負荷時には、燃焼室１０
内にスワール流およびタンブル流がミックスされたいわ
ゆる斜めスワール流を容易に生成することができ、これ
により燃焼性能の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施例を
示す構成概要図であり、エンジンの低負荷時における吸
気装置の作動状態を示す図

【図２】図１と同様の図であって、エンジンの中負荷時
における吸気装置の作動状態を示す図

【図３】図１と同様の図であって、エンジンの高負荷時
における吸気装置の作動状態を示す図

【図４】図１と同様の図であって、エンジンの中負荷加
速時における吸気装置の作動状態を示す図

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図

【図６】上記実施例のインサートプレートを示す図

【図７】上記実施例のインサートプレートの他の例を示
す図

【図８】本発明に係るエンジンの吸気装置の他の実施例
を示す、図５と同様の図

【符号の説明】

１０ 燃焼室 １２ 吸気装置 １４ エンジン １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 気筒 １８ｐ 第１吸気通路 １８ｓ 第２吸気通路 ２０ｐ 第１吸気弁 ２０ｓ 第２吸気弁 ２８ 切欠き ３０ｐ 第１開閉弁 ３０ｓ 第２開閉弁 ３２ｐ 第１燃料インジェクタ ３２ｓ 第２燃料インジェクタ ３４ インサートプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水戸部 典郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 井口 勇 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 原田 政樹 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−93229（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−116069（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−119833（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 69/00 360 F02B 31/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を備え、これら各気筒毎に、
   該気筒の燃焼室に連通する第１および第２吸気通路が設
   けられたエンジンの吸気装置において、 前記各第２吸気通路が隣接気筒間で互いに隣接するよう
   に設けられるとともに、これら隣接する各１対の第２吸
   気通路がそれぞれ上流部で合流するようにして設けら
   れ、 前記各第１吸気通路に、切欠きが形成された第１開閉弁
   が設けられるとともに、前記各第２吸気通路に、切欠き
   が形成されていない第２開閉弁が設けられ、 前記各第１吸気通路の前記第１開閉弁下流側に第１燃料
   インジェクタが設けられるとともに、前記各１対の第２
   吸気通路の合流部に第２燃料インジェクタが設けられ、 前記各第１開閉弁が、前記エンジンの低負荷時に閉塞さ
   れるとともに中負荷時および高負荷時に開放されるよう
   に構成され、 前記各第２開閉弁が、前記エンジンの低負荷時および中
   負荷時に閉塞されるとともに高負荷時に開放されるよう
   に構成され、 前記中負荷時であっても、加速時には、前記各第１開閉
   弁が閉塞されるとともに前記各２次開閉弁が開放される
   ように構成されている ことを特徴とするエンジンの吸気
   装置。
2. 【請求項２】 前記各気筒において、前記第２吸気通路
   の燃焼室への連通部分が、前記第１吸気通路の燃焼室へ
   の連通部分よりも下方を向くように形成されていること
   を特徴とする、請求項１記載のエンジンの吸気装置。