JP3392907B2 - Intake device for 4-cycle internal combustion engine - Google Patents
Intake device for 4-cycle internal combustion engineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、4サイクル内燃機関の
吸気装置に関し、詳細には吸気弁開口に連なる吸気通路
と該吸気通路の通路面積を制御する絞り弁とを備えた4
サイクル内燃機関において燃料の霧化を促進できるよう
にした吸気装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】4サイクル内燃機関において、燃費向上
の観点等から吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を
備えたものが提案されている。この種の4サイクル内燃
機関では、エンジン負荷に応じて燃料噴射弁の駆動時間
等を制御することにより燃料量を調節しているが、エン
ジン始動から低負荷域にかけての運転領域では吸気通路
内の流速が遅いため燃料の霧化はあまり行われておら
ず、また燃料が壁面に付着し易い。この結果失火が発生
する恐れがある。この傾向は、燃料が霧化しにくい冷間
始動時にとくに生じやすい。そこで、低負荷域において
も着火可能な空燃比の混合気を燃焼室内の火花発生位置
に形成すべく、低負荷運転時においては理論空燃比より
過濃となるように、より多量の燃料を吸気通路内に供給
するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この余分な
燃料の供給により、燃費が低下するばかりか、一酸化炭
素(CO),炭化水素(HC)等の有害な排気ガスが排
出されることになる。
【0004】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たもので、とくに低負荷域での燃料の霧化を促進でき、
排気ガスの低公害化と燃費改善を図れる4サイクル内燃
機関の吸気装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、吸気弁で開閉
される吸気弁開口に連なる吸気通路と、該吸気通路の通
路面積を制御する絞り弁とを各気筒毎に備えた4サイク
ル内燃機関の吸気装置において、上記吸気通路途中部分
と吸気弁開口近傍とを該吸気通路より小径の副吸気通路
で連通し、上記吸気通路途中部分の上記副吸気通路開口
近傍に上記絞り弁の開度に応じてピストンを進退させる
ことにより上記吸気通路を開閉する可変ベンチュリバル
ブを設け、該可変ベンチュリバルブのピストンに上記副
吸気通路開口側に燃料を導くための傾斜面からなるガイ
ド部を形成し、上記吸気通路内の上記可変ベンリュリバ
ルブより上流側でかつ上記絞り弁より下流側に燃料を供
給する燃料噴射弁を配設するとともに該燃料噴射弁の噴
射口を上記ガイド部に指向させ、隣接する気筒の副吸気
通路同士をバランス管で連結したことを特徴としてい
る。
【0006】
【0007】
【作用】本発明に係る吸気装置によれば、吸気通路より
小径の副吸気通路が設けられ、該副吸気通路開口近傍に
吸気通路を開閉する可変ベンチュリバルブが設けられて
いるので、低負荷運転域では絞り弁の開度に対応して可
変ベンチュリバルブが閉じ、これにより、空気と燃料の
混合気は吸気通路から副吸気通路内に導入され、該副吸
気通路を通ってシリンダに供給される。この副吸気通路
は吸気通路より小径となっているため混合気の流速が増
し、副吸気通路内において燃料の霧化が促進できる。ま
た、燃料の壁面付着量が減少することから空燃比を過濃
に設定する必要もなく、その結果排気ガスの低公害化と
燃費の改善が図られる。
【0008】また、燃料噴射弁から噴射された燃料は可
変ベンチュリバルブのガイド部に衝突するため、これに
より吸気通路内において燃料の霧化が促進できる。この
霧化された燃料はガイド部から副吸気通路開口に導か
れ、該副吸気通路内で流速を増してさらに霧化が促進で
きる。これにより排気ガスの低公害化と燃費の改善が図
られる。さらにガイド部に残留した燃料はバランス管に
より次の吸気行程の気筒用の副吸気通路内に導入され
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1ないし図4は本発明の一実施例による4
サイクルエンジンの吸気装置を説明するため図であり、
図1は本実施例装置が適用された4サイクルエンジンの
平面模式図、図2はその断面側面部分図、図3は本実施
例装置の可変ベンチュリバルブの縦断面図、図4は図3
のIV-IV 線矢視図である。
【0010】図1において、1は水冷式4サイクル4気
筒4バルブエンジンであり、これは、クランクケース2
上にシリンダブロック3,シリンダヘッド4を積層して
ヘッドボルトで締結し、該シリンダヘッド4の上側合面
にヘッドカバー5を装着した構造のものである。上記シ
リンダブロック3に形成された4つのシリンダボア3a
内にはそれぞれピストン7が摺動自在に挿入配置されて
おり、該各ピストン7はコンロッド8で図示しないクラ
ンク軸に連結されている。
【0011】上記シリンダヘッド4のシリンダブロック
3側の下側合面4aには燃焼室を構成する燃焼凹部4b
が凹設されている。該燃焼凹部4bの中央には点火プラ
グ9が螺挿されており、また該点火プラグ9の周囲には
吸気弁開口4c,排気弁開口4dがそれぞれ2つずつ開
口している。なお、上記各開口4c,4dは、これらの
部分に装着された概ねリング状のバルブシート28,2
9の各開口によってそれぞれ形成されている。また、各
排気弁開口4dには排気弁10のバルブヘッド10a
が、各吸気弁開口4cには吸気弁11のバルブヘッド1
1aがそれぞれ各開口を開閉可能に、すなわち上記バル
ブシート28,29の各シート面に当接可能に配置され
ている。この排気,吸気弁10,11のバルブステム1
0b,11bはカム軸方向に見て所定の挟み角をなすよ
うに気筒軸方向に斜め上方に延びており、その上端には
排気,吸気リフタ12,13がそれぞれ装着されてい
る。また該各リフタ12,13上には、これを押圧駆動
する排気,吸気カム軸14,15が気筒軸方向と直角方
向に向けて、かつ互いに平行に配置されている。
【0012】上記各排気弁開口4dは排気通路16でシ
リンダヘッド4の前壁4f側に導出されており、該排気
通路16の壁面開口16aには排気管16bが接続され
ている。上記各吸気弁開口4cは吸気通路17でシリン
ダヘッド4の後壁4g側に導出されており、該吸気通路
17の壁面開口17aには吸気管22が接続されてい
る。
【0013】上記吸気管22の上流端にはエア導入口2
3が形成され、該エア導入口23の下流側にはエアクリ
ーナ24が接続されている。またエアクリーナ24の下
流側には吸気管22の通路面積を制御するスロットル弁
25が配設されている。
【0014】上記吸気管22の中途部分には、可変ベン
チュリバルブ(開閉弁)30が設けられている。この可
変ベンチュリバルブ30は、図2に示すように、吸気管
22の天壁に固定されたチャンバ31と、該チャンバ3
1内に摺動自在に設けられ、上記吸気管22内に突出す
るピストン32とを備えている。
【0015】上記ピストン32により上記チャンバ31
内には2つの隔室31a,31bが形成されている。上
記隔室31a内には、上記ピストン32を上記吸気管2
2の閉方向に付勢するコイルばね33が縮設されてい
る。なお該隔室31aは上端開口に装着されたボルト3
6により閉塞されている。また上記ピストン32には上
下方向に延びる貫通孔34が形成され、該貫通孔34に
より上記隔室31a内と上記吸気管22内とが連通して
いる。さらに上記吸気管22の上部には孔35が形成さ
れ、該孔35により上記隔室31b内と吸気管22内と
を連通している。
【0016】上記吸気管22の底壁の上記ピストン32
と対向する部分には、該吸気管22よりも小径の副吸気
管40が接続されている。該副吸気管40の下流端開口
40bは上記吸気弁開口4c近傍の吸気通路17内に開
口している。また上記ピストン32の上流側(図2右
側)側部には傾斜面36が形成されており、該傾斜面3
6の下縁部分36aは上記副吸気管40の上流端開口4
0aの略中央上方に位置し、該開口40aの径と略同一
の長さ(幅)を有している(図3参照)。
【0017】また上記吸気管22の可変ベンチュリバル
ブ30上流側には、吸気管22内に燃料を噴射する単孔
式燃料噴射弁45が装着されている。該燃料噴射弁45
の噴出孔45aは上記可変ベンチュリバルブ30のピス
トン傾斜面36に指向している。また該噴出孔45aか
ら噴出される燃料流は、図3に示すように、燃料流先端
部分の幅が上記傾斜面36の下縁36a部分の幅よりも
少し広くなるように噴射角θが設定されている。
【0018】次に上記実施例の動作について説明する。
低負荷運転域においては、スロットル弁25が全閉位置
(図1実線位置)におかれる。これにより、吸気管22
内においてスロットル弁下流側にはほとんど流速が生じ
ず負圧状態となる。可変ベンチュリバルブ30の各隔室
31a,31bはそれぞれ孔34,35を介して吸気管
22内と連通しているため、各隔室31a,31b内も
同様の負圧状態になる。従ってピストン32はコイルば
ね33のばね力により下方に付勢されて、吸気管22内
を閉塞する全閉位置(図2実線位置)または小開度位置
に移動する。
【0019】この状態から燃料噴射弁45より燃料が噴
射されると、該燃料は吸気管22内を進んで可変ベンチ
ュリバルブ30のピストン傾斜面36に衝突する。する
と燃料は該傾斜面36で薄膜状に拡がり、傾斜面36に
沿って下方に移動する空気流と共に、副吸気管40の上
流端開口40aを通って該副吸気管40内に流入する。
【0020】副吸気管40は吸気管22よりも小径とな
っているため、副吸気管40内に流入した燃料及び空気
は該副吸気管40内で流速を増し、これにより燃料の霧
化が促進されるとともに、壁面への付着が防止される。
そして該燃料は副吸気管40の下流端開口40bから吸
気弁開口28近傍の吸気通路17内に流入し、該吸気弁
開口28を通って燃焼室内に流入する。このように吸気
管22における壁面流が防止されるので、壁面付着燃料
を補うために必要な余分な燃料を供給することなく、燃
焼室内の火花発生位置に着火可能な空燃比の混合気を供
給でき、これにより一酸化炭素(CO),炭化水素(H
C)等の有害な排気ガスの排出を抑制でき、排気ガスの
低公害化と燃費の改善を図ることができる。
【0021】なお上記低負荷運転域における燃料の噴射
開始時期は吸気行程の直前かあるいは吸気行程中に行う
のが好ましい。これは吸気流速が速まることを利用して
燃料の霧化を促進できるからである。
【0022】中負荷運転域においては、スロットル弁2
5が若干開位置(図1一点鎖線位置)におかれ、これに
より吸気管22内においてスロットル弁下流側に流速が
生じる。吸気管22内において可変ベンチュリバルブ3
0の取付部分はピストン32により通路面積が底壁側に
絞られているため、吸気管22内の流速は底壁側の方が
天壁側よりも大きくなり、この結果、底壁側の負圧が大
きくなる。
【0023】一方、可変ベンチュリバルブ30の各隔室
31a,31bはそれぞれ孔34,35を介して吸気管
22内と連通しており、このため隔室31a内の負圧が
大きくなり、隔室31b内はそれよりも高い圧力状態に
なる。この結果、ピストン32がコイルばね33のばね
力に抗して上方に移動し、吸気管22内の通路を少し開
く(図2一点鎖線参照)。この状態においてピストン3
2の傾斜面36の下方への延長線は依然として副吸気管
40の開口40a内に位置している。燃料噴射弁45か
ら噴射された燃料はピストン傾斜面36に衝突して霧化
されるとともに下方に移動し、一部は副吸気管40の上
流端開口40aを通って該副吸気管40内に流入して霧
化が促進され、残りは吸気管22の底壁側を通る高速の
空気流により霧化,微粒化が促進されて吸気通路17か
ら燃焼室内に流入する。
【0024】さらに高負荷運転域においては、スロット
ル弁25が全開位置におかれ、これにより吸気管22内
の流速がさらに増して、吸気管22内の底壁(ピストン
対向部)側の負圧が他の部分に比べてさらに高まる。こ
れによりピストン32はピストン傾斜面36の下端面が
吸気管22の天壁面と一致する、あるいは傾斜面36が
わずかに突出する全開位置に上昇する。その結果、燃料
噴射弁45から噴射された燃料の一部はピストン傾斜面
36に衝突して霧化されつつ下方に移動し、上記噴射燃
料の大部分は通常のエンジンと同様に吸気管22内を高
速で流れつつ霧化されながら吸気通路17から燃焼室内
に流入する。
【0025】このように本実施例では、低負荷運転域に
おいては吸気管22よりも小径の副吸気管40内を燃料
が通るようにしたので、燃料の霧化を促進でき、これに
より有害な排気ガスの排出を抑制でき、燃費を改善でき
る。さらに吸気管22の開閉をピストンタイプの可変ベ
ンチュリバルブ30により行うようにしたので、エンジ
ン負荷に応じた、吸気管22,副吸気管40への燃料配
分を良好に行える。
【0026】また上記副吸気管40の上流端開口40a
を吸気管22の底壁側に開口させるとともに、該副吸気
管40を吸気管22の下方に配設するようにしたので、
上記霧化した燃料を副吸気管40内に確実に導入でき
る。
【0027】さらにまた本実施例では、隣接する気筒の
各副吸気管40をバランス管41(図1)により連結し
たので、例えば、1つの気筒用の燃料がピストン傾斜面
に付着残留した場合には、次の吸気行程の気筒用副吸気
管に導入され、この点からも燃料の霧化がさらに促進さ
れることになる。
【0028】なお上記実施例では、可変ベンチュリバル
ブ30の駆動について吸気管22内の負圧を利用したも
のを示したが、本発明の適用はこれに限定されない。例
えばスロットル弁25の開動と連動するリンク機構を設
け、該リンク機構により可変ベンチュリバルブ30を駆
動するようにしてもよい。さらにピストン32のアクチ
ュエータ(例えばステッピングモータ)を設けるととも
に、スロットル弁25の開度に対応するピストン32の
開度を予め制御部(ECU)に登録しておき、スロット
ル弁25の開度に応じた所望のピストン開度になるよう
上記アクチュエータを駆動するようにしてもよい。
【0029】また上記実施例では可変ベンチュリバルブ
30のピストン傾斜面36の形状を図4に示すようなも
のにしたが、これは図5または図6に示すようなもので
あってもよい。なお図5,図6において図4と同一符号
は同一または相当部分を示している。図6は傾斜面36
の両側壁36bが互いに平行に形成されている点が図3
と異なっており、また図5は傾斜面36に側壁が形成さ
れておらず他の二例に比較して傾斜面の面積が最も広く
なっている。従って、燃料を霧化させる点では図5が優
れているが、霧化した燃料を副吸気管開口40aに導く
作用をも考慮すると図4の実施例が最も好ましいと考え
られる。
【0030】なお、燃料噴射弁45とは別に高負荷専用
の燃料噴射弁として燃料噴射弁48(図1)をシリンダ
ヘッド4の後壁4gに、吸気弁開口に直接噴射するよう
に設けてもよい。この高負荷専用の燃料噴射弁48は、
高負荷時に単独噴射し、又は上述の燃料噴射弁45と共
に作動させることとなる。またこの噴射弁48は、吸気
弁開口に近接配置されているので噴射応答性を向上でき
る。また、燃料供給手段は噴射弁に限定されるものでは
なく、例えば気化器を設けても良い。さらにまた、噴射
弁あるいは気化器を各気筒共通のものとし、分配管によ
り分配するようにしても良い。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る4サイクル
内燃機関の吸気装置によれば、吸気通路より小径の副吸
気通路と、副吸気通路開口近傍の吸気通路を開閉する可
変ベンチュリバルブと、上記吸気通路の可変ベンチュリ
バルブより上流側に燃料を供給する燃料供給手段とを設
けたので、副吸気通路内において燃料の霧化が促進で
き、これにより排気ガスの低公害化と燃費の改善を図る
ことができる効果がある。
【0032】また、副吸気通路開口側に燃料を導くため
のガイド部を可変ベンチュリバルブのピストンに設ける
とともに、燃料噴射弁の噴射口を上記ガイド部に指向さ
せるようにしたので、該ガイド部により吸気通路内にお
いて燃料の霧化が促進できる。またこの霧化された燃料
はガイド部から副吸気通路開口に導かれるので、該副吸
気通路内でさらに霧化が促進でき、これにより排気ガス
の低公害化と燃費の改善を図ることができる効果があ
る。さらにまた、ガイド部に残留した燃料はバランス管
により次の吸気行程の気筒用副吸気通路に導入され、こ
こで霧化される。 Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for a four-stroke internal combustion engine, and more particularly, to an intake passage connected to an intake valve opening and a passage area of the intake passage. 4 with throttle valve
The present invention relates to an improvement of an intake device capable of promoting atomization of fuel in a cycle internal combustion engine. 2. Description of the Related Art There has been proposed a four-cycle internal combustion engine having a fuel injection valve for injecting fuel into an intake passage from the viewpoint of improving fuel efficiency. In this type of four-stroke internal combustion engine, the fuel amount is adjusted by controlling the driving time of the fuel injection valve in accordance with the engine load. Since the flow velocity is low, atomization of the fuel is not performed much, and the fuel easily adheres to the wall surface. As a result, a misfire may occur. This tendency is particularly likely to occur during a cold start in which fuel is difficult to atomize. Therefore, in order to form a mixture having an air-fuel ratio that can be ignited even in a low-load region at a spark generating position in the combustion chamber, a larger amount of fuel is taken in so as to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio during low-load operation. It is supplied in the passage. [0003] However, the supply of the extra fuel not only reduces the fuel consumption but also emits harmful exhaust gas such as carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC). Will be. [0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and can promote atomization of fuel particularly in a low load region.
It is an object of the present invention to provide an intake device for a four-stroke internal combustion engine capable of reducing exhaust gas pollution and improving fuel efficiency. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises an intake passage connected to an intake valve opening and closed by an intake valve, and a throttle valve for controlling a passage area of the intake passage for each cylinder . In the intake device for a four-stroke internal combustion engine, a sub intake passage having a diameter smaller than that of the intake passage is formed between the middle part of the intake passage and the vicinity of the intake valve opening.
And the auxiliary intake passage opening in the middle of the intake passage
Move the piston back and forth according to the opening of the throttle valve in the vicinity
Variable venturibal that opens and closes the above intake passage
And the piston of the variable venturi valve is
Guy consisting of an inclined surface for guiding fuel to the intake passage opening side
And a variable ventilever in the intake passage.
Fuel upstream of the throttle valve and downstream of the throttle valve.
And a fuel injection valve for supplying the fuel.
Directs the injection port to the above-mentioned guide part, and makes the auxiliary intake of the adjacent cylinder
The passages are connected by a balance tube . According to the intake device of the present invention, a sub intake passage having a smaller diameter than the intake passage is provided, and a variable venturi valve for opening and closing the intake passage is provided near the opening of the sub intake passage. In the low load operation range, it is possible to correspond to the opening of the throttle valve.
The variable venturi valve closes, whereby a mixture of air and fuel is introduced from the intake passage into the sub intake passage, and is supplied to the cylinder through the sub intake passage. Since the diameter of the auxiliary intake passage is smaller than that of the intake passage, the flow rate of the air-fuel mixture is increased, and the atomization of fuel can be promoted in the auxiliary intake passage. Further, since the amount of fuel adhering to the wall surface is reduced, it is not necessary to set the air-fuel ratio to an excessively high concentration. The fuel injected from the fuel injection valve is acceptable.
Since it collides with the guide portion of the variable venturi valve, the atomization of fuel can be promoted in the intake passage. The atomized fuel is guided from the guide portion to the sub intake passage opening, and the flow velocity is increased in the sub intake passage to further promote the atomization. As a result, low emission of exhaust gas and improvement of fuel efficiency are achieved. Further, the fuel remaining in the guide section is transferred to the balance pipe.
Is introduced into the auxiliary intake passage for the cylinder in the next intake stroke.
You. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 to FIG.
It is a diagram for explaining the intake device of the cycle engine,
1 is a schematic plan view of a four-stroke engine to which the apparatus of the embodiment is applied, FIG. 2 is a partial cross-sectional side view thereof, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a variable venturi valve of the apparatus of the embodiment, and FIG.
FIG. 4 is a view taken along line IV-IV of FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a water-cooled four-cycle four-cylinder four-valve engine, which comprises a crankcase 2
The cylinder block 3 and the cylinder head 4 are stacked on each other, fastened with head bolts, and a head cover 5 is attached to the upper surface of the cylinder head 4. Four cylinder bores 3a formed in the cylinder block 3
Each of the pistons 7 is slidably inserted therein, and each piston 7 is connected to a crankshaft (not shown) by a connecting rod 8. A combustion recess 4b constituting a combustion chamber is formed on a lower mating surface 4a of the cylinder head 4 on the cylinder block 3 side.
Is recessed. An ignition plug 9 is screwed into the center of the combustion recess 4b, and two intake valve openings 4c and two exhaust valve openings 4d are respectively opened around the ignition plug 9. The openings 4c and 4d are provided in the substantially ring-shaped valve seats 28 and 2 mounted on these portions.
Nine openings are formed respectively. Further, a valve head 10a of the exhaust valve 10 is provided in each exhaust valve opening 4d.
However, the valve head 1 of the intake valve 11 is provided in each intake valve opening 4c.
1a is arranged so as to be able to open and close each opening, that is, to be able to abut against each seat surface of the valve seats 28 and 29. The valve stem 1 of the exhaust and intake valves 10 and 11
Reference numerals 0b and 11b extend obliquely upward in the cylinder axis direction so as to form a predetermined clamping angle when viewed in the cam axis direction, and exhaust and intake lifters 12 and 13 are mounted on upper ends thereof, respectively. Exhaust and intake camshafts 14 and 15 for pressing the lifters 12 and 13 are disposed on the lifters 12 and 13 in a direction perpendicular to the cylinder axis direction and parallel to each other. Each of the exhaust valve openings 4d extends to the front wall 4f side of the cylinder head 4 in the exhaust passage 16, and an exhaust pipe 16b is connected to the wall opening 16a of the exhaust passage 16. Each of the intake valve openings 4c extends to the rear wall 4g side of the cylinder head 4 in the intake passage 17, and an intake pipe 22 is connected to a wall opening 17a of the intake passage 17. An air inlet 2 is provided at an upstream end of the intake pipe 22.
3 is formed, and an air cleaner 24 is connected downstream of the air introduction port 23. A throttle valve 25 for controlling the passage area of the intake pipe 22 is provided downstream of the air cleaner 24. A variable venturi valve (open / close valve) 30 is provided in the middle of the intake pipe 22. As shown in FIG. 2, the variable venturi valve 30 includes a chamber 31 fixed to a top wall of the intake pipe 22 and a chamber 31.
1 and a piston 32 that is slidably provided inside and protrudes into the intake pipe 22. The above-mentioned chamber 31 is formed by the above-mentioned piston 32.
Inside, two compartments 31a and 31b are formed. In the compartment 31a, the piston 32 is connected to the intake pipe 2.
2, a coil spring 33 for urging in the closing direction is contracted. The compartment 31a is provided with a bolt 3 mounted on the upper end opening.
6 is closed. A vertically extending through hole 34 is formed in the piston 32, and the inside of the compartment 31 a and the inside of the intake pipe 22 communicate with each other through the through hole 34. Further, a hole 35 is formed in an upper portion of the intake pipe 22, and the inside of the compartment 31 b and the inside of the intake pipe 22 communicate with each other through the hole 35. The piston 32 on the bottom wall of the intake pipe 22
A sub-intake pipe 40 having a smaller diameter than the intake pipe 22 is connected to a portion opposed to the intake pipe 22. The downstream end opening 40b of the auxiliary intake pipe 40 opens into the intake passage 17 near the intake valve opening 4c. An inclined surface 36 is formed on the upstream side (right side in FIG. 2) of the piston 32.
The lower edge portion 36a of the sub-intake pipe 40 has an upstream end opening 4a.
0a, and has a length (width) substantially the same as the diameter of the opening 40a (see FIG. 3). A single-hole fuel injection valve 45 for injecting fuel into the intake pipe 22 is mounted upstream of the variable venturi valve 30 of the intake pipe 22. The fuel injection valve 45
Is directed to the piston inclined surface 36 of the variable venturi valve 30. As shown in FIG. 3, the injection angle θ of the fuel flow ejected from the ejection hole 45a is set such that the width of the fuel flow tip is slightly larger than the width of the lower edge 36a of the inclined surface 36. Have been. Next, the operation of the above embodiment will be described.
In the low load operation range, the throttle valve 25 is in the fully closed position (the position indicated by the solid line in FIG. 1). Thereby, the intake pipe 22
The flow velocity hardly occurs on the downstream side of the throttle valve in the inside, and a negative pressure state occurs. Since each of the compartments 31a and 31b of the variable venturi valve 30 communicates with the inside of the intake pipe 22 through the holes 34 and 35, the inside of each of the compartments 31a and 31b also has the same negative pressure. Accordingly, the piston 32 is urged downward by the spring force of the coil spring 33 and moves to the fully closed position (solid line position in FIG. 2) or the small opening position for closing the intake pipe 22. In this state, when fuel is injected from the fuel injection valve 45, the fuel advances through the intake pipe 22 and collides with the piston inclined surface 36 of the variable venturi valve 30. Then, the fuel spreads in the form of a thin film on the inclined surface 36, and flows into the auxiliary intake pipe 40 through the upstream end opening 40 a of the auxiliary intake pipe 40 together with the airflow moving downward along the inclined surface 36. Since the diameter of the auxiliary intake pipe 40 is smaller than that of the intake pipe 22, the flow rate of the fuel and air flowing into the auxiliary intake pipe 40 increases in the auxiliary intake pipe 40, whereby the fuel is atomized. While being promoted, adhesion to the wall surface is prevented.
The fuel flows from the downstream end opening 40b of the sub intake pipe 40 into the intake passage 17 near the intake valve opening 28, and flows into the combustion chamber through the intake valve opening 28. Since the wall flow in the intake pipe 22 is prevented in this manner, an air-fuel mixture having an ignitable air-fuel ratio is supplied to the spark generating position in the combustion chamber without supplying extra fuel necessary for supplementing the fuel adhered to the wall. And thereby produce carbon monoxide (CO), hydrocarbon (H
C) and the like, the emission of harmful exhaust gas can be suppressed, and the exhaust gas can be reduced in pollution and fuel efficiency can be improved. It is preferable that the fuel injection start timing in the low load operation range be performed immediately before the intake stroke or during the intake stroke. This is because the atomization of the fuel can be promoted by utilizing the increase in the intake flow velocity. In the medium load operation range, the throttle valve 2
5 is located at the slightly open position (the position indicated by the one-dot chain line in FIG. 1), whereby a flow velocity is generated in the intake pipe 22 downstream of the throttle valve. Variable venturi valve 3 in intake pipe 22
Since the passage area of the mounting portion 0 is narrowed to the bottom wall side by the piston 32, the flow velocity in the intake pipe 22 is larger on the bottom wall side than on the top wall side. Pressure increases. On the other hand, each of the compartments 31a and 31b of the variable venturi valve 30 communicates with the inside of the intake pipe 22 through the holes 34 and 35, respectively, so that the negative pressure in the compartment 31a increases, and The inside of 31b is in a higher pressure state. As a result, the piston 32 moves upward against the spring force of the coil spring 33, and slightly opens the passage in the intake pipe 22 (see the dashed line in FIG. 2). In this state, the piston 3
The downward extension of the second inclined surface 36 is still located in the opening 40 a of the sub intake pipe 40. The fuel injected from the fuel injection valve 45 collides with the piston inclined surface 36 and is atomized and moves downward, and a part of the fuel passes through the upstream end opening 40 a of the sub intake pipe 40 and enters the sub intake pipe 40. The gas flows into the combustion chamber, and the atomization is promoted. The remainder is accelerated by the high-speed airflow passing through the bottom wall of the intake pipe 22 to promote the atomization and atomization, and flows into the combustion chamber from the intake passage 17. Further, in the high load operation range, the throttle valve 25 is set to the fully open position, whereby the flow velocity in the intake pipe 22 further increases, and the negative pressure on the bottom wall (piston-opposed portion) side in the intake pipe 22 is increased. Is higher than other parts. As a result, the piston 32 rises to a fully open position where the lower end surface of the piston inclined surface 36 matches the top wall surface of the intake pipe 22 or the inclined surface 36 slightly projects. As a result, a part of the fuel injected from the fuel injection valve 45 collides with the piston inclined surface 36 and moves downward while being atomized, and most of the injected fuel is stored in the intake pipe 22 similarly to a normal engine. Flows into the combustion chamber from the intake passage 17 while being atomized while flowing at high speed. As described above, in this embodiment, in the low load operation range, the fuel is made to pass through the sub-intake pipe 40 having a smaller diameter than the intake pipe 22, so that atomization of the fuel can be promoted, thereby causing harmfulness. Exhaust gas emission can be suppressed and fuel efficiency can be improved. Further, since the opening and closing of the intake pipe 22 is performed by the variable venturi valve 30 of the piston type, the fuel can be well distributed to the intake pipe 22 and the auxiliary intake pipe 40 according to the engine load. The upstream end opening 40a of the sub intake pipe 40
Is opened to the bottom wall side of the intake pipe 22 and the auxiliary intake pipe 40 is disposed below the intake pipe 22.
The atomized fuel can be reliably introduced into the sub intake pipe 40. Further, in this embodiment, since the auxiliary intake pipes 40 of the adjacent cylinders are connected by the balance pipe 41 (FIG. 1), for example, when fuel for one cylinder adheres and remains on the inclined surface of the piston. Is introduced into the cylinder sub-intake pipe in the next intake stroke, and from this point, the atomization of fuel is further promoted. In the above embodiment, the variable venturi valve 30 is driven by utilizing the negative pressure in the intake pipe 22. However, the application of the present invention is not limited to this. For example, a link mechanism linked to the opening and closing of the throttle valve 25 may be provided, and the variable venturi valve 30 may be driven by the link mechanism. Further, an actuator (for example, a stepping motor) for the piston 32 is provided, and the opening degree of the piston 32 corresponding to the opening degree of the throttle valve 25 is registered in the control unit (ECU) in advance. The actuator may be driven so as to have a desired piston opening. Further, in the above embodiment, the shape of the inclined piston surface 36 of the variable venturi valve 30 is as shown in FIG. 4 , but it may be as shown in FIG . 5 or FIG . 5 and 6 , the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same or corresponding parts. FIG.
FIG. 3 shows that both side walls 36b are formed in parallel with each other .
5 is different from that shown in FIG. 5 in that no side wall is formed on the inclined surface 36 and the area of the inclined surface is the largest compared to the other two examples. Therefore, although FIG. 5 is superior in atomizing the fuel, the embodiment of FIG. 4 is considered to be the most preferable in consideration of the function of guiding the atomized fuel to the sub intake pipe opening 40a. It should be noted that a fuel injection valve 48 (FIG. 1) may be provided separately from the fuel injection valve 45 as a fuel injection valve dedicated to high load, on the rear wall 4g of the cylinder head 4 so as to inject directly into the intake valve opening. Good. This high-load dedicated fuel injection valve 48
Independent injection is performed at a high load, or the fuel injection valve 45 is operated together with the fuel injection valve 45 described above. Further, since the injection valve 48 is arranged close to the intake valve opening, the injection responsiveness can be improved. Further, the fuel supply means is not limited to the injection valve, and for example, a carburetor may be provided. Furthermore, the injection valve or the carburetor may be common to each cylinder, and may be distributed by a distribution pipe. As described above, according to the intake system for a four-stroke internal combustion engine according to the present invention, it is possible to open and close the sub intake passage having a smaller diameter than the intake passage and the intake passage near the sub intake passage opening.
A variable venturi valve and a variable venturi in the above intake passage
Since the fuel supply means for supplying the fuel upstream of the valve is provided, the atomization of the fuel can be promoted in the sub-intake passage, thereby reducing exhaust gas pollution and improving fuel efficiency. is there. Further, it provided with a guide portion for guiding the fuel to the piston of the variable venturi valve auxiliary air intake passage opening side, since the injection port of the fuel injection valves so as to direct the guide portion, by the guide portion Atomization of fuel can be promoted in the intake passage. Further, the atomized fuel is guided from the guide portion to the auxiliary intake passage opening, so that the atomization can be further promoted in the auxiliary intake passage, thereby reducing exhaust gas pollution and improving fuel efficiency. effective. Furthermore, the fuel remaining in the guide section is
By this, it is introduced into the cylinder auxiliary intake passage of the next intake stroke,
It is atomized here.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による吸気装置が適用された
4サイクルエンジンの平面模式図である。
【図2】上記実施例エンジンの断面側面部分図である。
【図3】上記吸気装置の可変ベンチュリバルブの縦断面
図(図4のIII−III 線断面図)である。
【図4】図3のIV-IV 線矢視図である。
【図5】図4の変形例を示す図である。
【図6】図4の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
11 吸気弁
17 吸気通路
22 吸気管(吸気通路)
25 スロットル弁
28 吸気弁開口
30 可変ベンチュリバルブ(開閉弁)
36 傾斜面(ガイド部)
40 副吸気管(副吸気通路)
40a 副吸気管開口
45 燃料噴射弁BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view of a four-stroke engine to which an intake device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a partial sectional side view of the engine of the embodiment. FIG. 3 is a longitudinal sectional view (a sectional view taken along line III-III in FIG. 4) of the variable venturi valve of the intake device. 4 is a view taken in the direction of arrows IV-IV in FIG. 3; FIG. 5 is a diagram showing a modification of FIG. 4; FIG. 6 is a diagram showing a modification of FIG. 4; [Description of Signs] 1 Engine 11 Intake valve 17 Intake passage 22 Intake pipe (intake passage) 25 Throttle valve 28 Intake valve opening 30 Variable venturi valve (open / close valve) 36 Inclined surface (guide portion) 40 Sub intake pipe (sub intake passage) ) 40a Secondary intake pipe opening 45 Fuel injection valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 69/04 F02M 69/00 320F (56)参考文献 特開 平5−86871(JP,A) 実開 昭59−99173(JP,U) 実開 昭63−69771(JP,U) 実開 昭62−110576(JP,U) 実開 昭60−107330(JP,U) 実開 昭60−15944(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 69/00 F02B 29/08 F02M 23/12 F02M 69/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02M 69/04 F02M 69/00 320F (56) References JP-A-5-86871 (JP, A) JP, U) Fully open 1988-69771 (JP, U) Fully open 1987-110576 (JP, U) Fully open, 60-107330 (JP, U) Fully open, 60-60944 (JP, U) (58) ) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02M 69/00 F02B 29/08 F02M 23/12 F02M 69/04
Claims (1)
吸気通路と、該吸気通路の通路面積を制御する絞り弁と
を各気筒毎に備えた4サイクル内燃機関の吸気装置にお
いて、上記吸気通路途中部分と吸気弁開口近傍とを該吸
気通路より小径の副吸気通路で連通し、上記吸気通路途
中部分の上記副吸気通路開口近傍に上記絞り弁の開度に
応じてピストンを進退させることにより上記吸気通路を
開閉する可変ベンチュリバルブを設け、該可変ベンチュ
リバルブのピストンに上記副吸気通路開口側に燃料を導
くための傾斜面からなるガイド部を形成し、上記吸気通
路内の上記可変ベンリュリバルブより上流側でかつ上記
絞り弁より下流側に燃料を供給する燃料噴射弁を配設す
るとともに該燃料噴射弁の噴射口を上記ガイド部に指向
させ、隣接する気筒の副吸気通路同士をバランス管で連
結したことを特徴とする4サイクル内燃機関の吸気装
置。(1) A four-stroke cycle provided with an intake passage connected to an intake valve opening and closed by an intake valve and a throttle valve for controlling a passage area of the intake passage for each cylinder. In the intake device for an internal combustion engine, the intake passage in the middle of the intake passage and the vicinity of the opening of the intake valve are closed.
The sub-intake passage, which is smaller in diameter than the air passage, communicates with the intake passage.
Near the opening of the sub intake passage in the middle part,
The intake passage is moved by moving the piston
A variable venturi valve that opens and closes is provided.
Introduce fuel to the above-mentioned auxiliary intake passage opening side to the revalve piston.
A guide section consisting of an inclined surface for
Upstream of the variable venturi valve in the road and above
Install a fuel injection valve that supplies fuel downstream of the throttle valve
And the injection port of the fuel injection valve is directed to the guide section.
And connect the auxiliary intake passages of adjacent cylinders with each other with a balance pipe.
Intake system of a four-cycle internal combustion engine, characterized in that the binding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10318693A JP3392907B2 (en) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | Intake device for 4-cycle internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
JPH06317238A JPH06317238A (en) | 1994-11-15 |
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