JPH02176115A

JPH02176115A - 内燃機関の吸気制御装置

Info

Publication number: JPH02176115A
Application number: JP63334877A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Matsuki; 松木　光夫; Akira Akimoto; 晃秋本; Kenzo Watanabe; 謙三渡辺
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-07-09
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JP2639720B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、２吸気弁式内燃機関に採用される吸気制御装
置において、吸気マニホールドより吸気ポートを介して
燃焼室に通ずる混合気通路内に、スワールコントロール
バルブ（以下ＳＣＶと称す）を有するスワール生成用側
溝を形成し、スワールの生成および混合気流速を増大さ
せ、低速、低負荷領域における燃焼の改善を図り、出力
、燃費を向上できるようにした内燃機関の吸気制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般に車両用エンジンの吸気系では、吸入空気量の少な
い低速、低負荷時の吸気効率、燃焼を改善するために、
混合気通路内に隔壁や絞り弁などのスワール生成手段を
設けて１、吸気慣性やスワール効果を向上させるように
した吸気制御装置が数多く提案されている。

そこで従来、上記吸気制御装置に関しては、例えば特開
昭５５−３５１７７号公報に示すように、低負荷時にス
ロットル弁と吸気管との間に形成される間隙により混合
気が偏流となって副吸気ポートに導入され、燃焼室内で
旋回流となり燃焼が改善されるようにしたもの、あるい
は実開昭５５−３９３６３号公報に示すように、スロッ
トル（スワールコントロール）弁の下流側に混合気通路
上壁面に沿って偏流混合気案内用長溝を形成したもの等
の先行技術が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕ところで、上記前者の先行技術では、スロットル弁と吸
入管との間に形成される間隙は、たとえ開口面積が小さ
くても、スロットル弁周辺に微小隙間が発生し、混合気
の収束効果が不十分となる。

すなわち、通常形状の吸気管とバタフライバルブとの微
小開きによって偏流を発生させようとすると、バタフラ
イバルブ周辺からの混合気のリーク゛により期待される
ほどの偏流効果は得られない。

また、上記後者の先行技術では、スロットル弁下流の吸
気ポート内にのみ混合気通路上壁面に沿って偏流混合気
案内用長溝を形成しただけであるから、十分なスワール
効果が得られず、しかも長溝をスロットル弁の混合気流
れ方向に沿って配置しているため、低負荷時の吸気管と
スロットル弁との微小開きによりて混合気を長溝へ導こ
うとしても、スロットル弁周辺と吸気管との微小隙間か
らの混合気のリークが起り、混合気を十分に長溝へ案内
できず、長溝への混合気収束効果が悪く、流速も低くな
って燃焼が安定しないという問題がある。

本発明は、上述した問題点を課題として提案されたもの
で、２吸気弁式内燃機関において、吸気マニホールドよ
り混合気が流通する吸気ポート入口部にＳＣｖを設置す
ると共に、上記ＳＣｖの上流側吸気マニホールドから一
方の吸気ポートの吸気弁直上流にかけて混合気を案内す
る側溝を形成して、スワールの生成と混合気流速とを増
大させ、エンジン低速、低負荷領域での燃焼の改善を図
り、出力、燃費を向上できるようにした内燃機関の吸気
制御装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による内燃機関の吸
気制御装置は、内燃機関の燃焼室に混合気を導入する混
合気通路内にバタフライ式スワールコントロールバルブ
を設置してなる２吸気弁式内燃機関の吸気制御装置にお
いて、上記ス７−ルコントロールバルブの上流側吸気マ
ニホールドから吸気ポートの一方側の吸気弁孔直上流に
かけて、上記スワールコントロールバルブをバイパスし
て混合気を案内する螺旋状の側溝を形成し、上記スワー
ルコントロールバルブを、全閉状態で上記側溝側におけ
る上記スワールコントロールバルブの上端縁が、上記側
溝側と反対側の上端縁より上流側に位置するように、所
定の傾き角をもって配設し、上記スワールコントロール
バルブの開度を、エンジン負荷によって変化する吸気管
負圧により作動するアクチュエータを介して制御するよ
う？１Ｍ成したことを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

このような構成において、本発明では、２吸気弁式内燃
機関のアイドリング時および低負荷時に、吸気管負圧に
よつて作動するアクチュエータを介してＳＣｖが吸気マ
ニホールドを閉塞状態となし、吸気マニホールド内を流
通する混合気は、ＳＣｖの上流側吸気マニホールドの側
溝から一方の吸気ポートの吸気弁孔直上流にかけて形成
された側溝に沿って流れ、吸気弁孔より燃焼室内に流入
する。

このとき、上記ＳＣｖの上端縁の傾角は混合気の流れを
そぎ取る方向に配設されており、しかも吸気ポートの側
溝は螺旋状に形成されているので、混合気のスワール生
成と混合気流速とを増大させて低速、低負荷運転時の燃
焼の改善を図ることができる。

また、エンジン負荷が中、高負荷になると、ＳＣＶを作
動させる吸気管負圧が小となってＳＣＶを開き、混合気
は２吸気弁孔より燃焼室に流入する。このとき、吸気マ
ニホールドより吸気ポートにかけての通路断面積は十分
に確保されると共に、吸気ポートより燃焼室内に流入す
る混合気は、側溝によって壁面流が形成されるので燃焼
室内での混合気の乱流が生じ、燃焼が促進されて出力、
燃費が向上する。

さらに、上記ＳＣＶ上流側の吸気マニホールドから一方
の吸気ポートの吸気弁直上流にかけて形成された側溝に
おいて、上記吸気ポート側にのみ側溝と吸気ポートとの
間に隔壁を形成したものでは、混合気のスワール効果が
一層高まり、低負荷から高負荷まで、全領域における燃
焼が促進される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を添付した図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明を適用した２吸気弁式水平対向形４気筒
エンジンの吸気系を示す概略構成図である。図において
、符号１はエンジンの本体であり、クランクケース２の
左右バンク３．３のシリンダヘッド４．４に燃焼室５．
５を有し、この燃焼室５．５には第３図に示すように２
つの吸気弁孔６°ａ、６°ｂに吸気弁８ａ、　６ｂおよ
び２つの排気弁孔７°ａ、７°ｂに排気弁７ａ、　７ｂ
が設けられ、燃焼室５．５の略中心に点火プラグ取付穴
８が形成されている。

そして上記２つの吸気弁孔６“ａｌ、６°ｂには二叉状
の吸気ボー）９ａ、９ｂが、２つの排気弁孔７°ａ。

７°ｂには排気ポートＩＯが連通し、吸気弁６ａ、　６
ｂおよび排気弁７ａ、　７ｂをそれぞれ吸気系動弁機構
１１゜１１および排気系動弁機構１２．１２により所定
のタイミングで開閉動作するようになっている。

次いで、吸気系について述べると、左右バンク３．３側
のシリンダヘッド４．４に形成された吸気ポート９ａ、
　９ｂには、第３図に示すように５ＣＶ１３、１３を設
置したＳＣＶボデー１４．１４を介して湾曲した等長の
吸気マニホールド１５が連結されており、上記吸気マニ
ホールド１５の略中央部には、図示しないエアクリーナ
から吸入された空気を導入する吸気管１６が連結されて
いる。そしてこの吸気管１６には、燃料噴射用インジェ
クタ１７および吸入空気量を制御するスロットル弁１８
が設置されている。

以下、左右バンク３．３が対称であることから、右側バ
ンク３側について説明する。

先ず、上記ＳＣｖボデー１４は、エンジン本体［のシリ
ンダへラド４に連結するフランジ１４ａを有し、吸気マ
ニホールド１５のフランジ１５ａと共にスペーサ１９お
よびガスケットＬ９ａ　、　１９ｂを介して連結するよ
うになっている。

また、上記ＳＣｖボデー１４内には、バタフライ式の５
ｃｖｔａを固着したＳＣＶ用シャフト２０が設置されて
おり、上記ＳＣｖ用シャフト２０は、第４図に示すよう
にダイヤフラム式のアクチュエータ２１により作動ロッ
ド２１ｂおよびリンク２２を介して回動できるようにな
っている。

上記アクチュエータ２１のダイヤフラム室２１ａには、
吸気マニホールド１５内の吸気管負圧が負圧通路２３を
介して導入され、運転状態に応じて変化する吸負管負圧
によって作動ロッド２１ｂを上下動さ七、５ＣＶ１３の
開度を制御するものであり、第４図ないし第６図に示す
ように上記５ＣＶ１３の作動角範囲における全閉位置お
よび全閉位置は、それぞれストッパ２４ａ　、　２４ｂ
によって規制される。

さらに、上記ＳＣｖ用シャフト２０は、第５図に示すよ
うに右側バンク３側に配設されている２つの気筒に対応
しており、ＳＣＶボデー１４内の５ＣＶ１３．１３が一
体的に連動するようになっている。

一方、上記ＳＣＶボデー１４に設置された５Ｃｖ１３は
、第２図および第７図に示すように、全閉状態で傾角β
が５度〜３０度の範囲に設定されており、しかも上記５
ＣＶ１３の上端縁部により混合気の流れをそぎ取る方向
で混合気通路の上壁面に沿って、ひねり角α（３０度〜
４５度）を有する側溝３０が形成されている。

また、第１図および第３図に示すように、上記ＳＣｖボ
デー１４の上流側に連結した吸気マニホールド１５およ
び下流側に連結したシリンダヘッド４の一方の吸気ポー
ト９ａには、上記ＳＣＶボデー１４に形成した側溝３０
に連通して混合気の流れを妨げない形状の側溝３１．３
２が形成されている。

すなわち、上記吸気マニホールド１５の混合気通路上壁
面に沿って形成された側溝３１は、５ＣＶ１３の上流側
吸気マニホールド１５内に適正な長さに延長され、かつ
吸気ポート９ａに形成された側溝３２は、吸気弁６ａに
おける吸気弁孔６’ａの直上流まで延長されている。

また、上記吸気ポート９ａの側溝３２は、第３図および
第８図に示すようにやや螺旋状態に形成され、吸気弁孔
６°ａの直上流部は燃焼室５の接線方向に向いており、
上記側溝３２を流れる混合気にスワールが生成されるよ
うになっている。

なお、図において、符号３５はシリンダヘッド４内に冷
却水が流通するウォータジャケット、３６は吸気マニホ
ールド１５内の吸気予熱を行なう冷却水通路をそれぞれ
示している。

また、本発明による実施例は、吸気管１Ｂにインジェク
タ１７を設置したシングルポイントインジェクションタ
イプであるが、吸気マニホールド１５より各気筒に対応
する側溝３１．３１の直上流にインジェクタを設置して
なるマルチポイントインジェクションタイプにすること
ができるものであり、説明を省略する。

次いで、このように構成された内燃機関の吸気制御装置
の作用を説明する。

先ず、アイドリング状態を含む低負荷運転時は、吸気マ
ニホールド１５の吸気管負圧によりアクチュエータ２１
のダイヤフラム室２１ａ内に負圧が導入され、作動ロッ
ド２１ｂを持ち上げるので、５ＣＶ１３はＳＣｖボデー
１４内で閉塞状態となる。このとき混合気は、吸気マニ
ホールド１５の側溝３１に誘導されてＳＣｖボデー１４
の側溝３０を通過すると共に、吸気ポート９ａの側溝３
２に沿って流れ、吸気弁６ａが開くことにより燃焼室５
内に導入される。

上記吸気マニホールド１５の側溝３１の混合気の流れは
、５ＣＶ１３によってそぎ取られるので、吸気ポート９
ａの螺旋状側溝３２を通る混合気は層状に流れ、しかも
スワール比が上がって燃焼室５内に混合気の乱流が形成
されるので、燃焼が良好に行なわれる。

一方、エンジン負荷が増大して中、高負荷運転になると
、５ＣＶ１３を作動させる吸気管負圧が小さくなり、ア
クチュエータ２１の作動ロッド２１ｂが下降して５ＣＶ
１３を開き、混合気は吸気ポート９ａ。

９ｂより燃焼室５内に導入される。このとき、吸気ポー
ト９ａより流入した混合気には側溝３２による壁面流が
生じて、燃焼室５内に乱流が発生し、燃焼が促進される
。

第９図および第１０図は本発明による他の実施例であり
、シリンダヘッド４側の一方の吸気ポート９ａに形成し
た側溝３２にのみに側溝３２を囲むように隔壁３３を設
け、低負荷時および中、高負荷時に吸気ポート９ａの側
溝３２を流れる混合気の偏流効果によりスワール比を一
層高めるようにしている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、２吸気弁式エン
ジンにおいて、吸気マニホールドより混合気が流通する
吸気ポート入口部にＳＣｖを設置すると共に、上記ＳＣ
Ｖの上流側吸気マニホールドから一方の吸気ポートの吸
気弁孔直上流にかけて混合気を案内する螺旋状の側溝を
形成したので、低負荷時は偏流によるスワールの生成と
混合気流速とが増大し、混合気のミキシングと燃焼の向
上が図られ、エンジンの実用域における燃焼改碧が達成
される。

さらに、中、高負荷時においては、混合気の乱れ効果に
より有効な燃焼が行なわれ、出力、燃費の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による２吸気弁式水平対向型４気筒エン
ジンの吸気系を示す概略構成図、第２図はシリンダヘッ
ドの吸気ポート入口部を示す正面図、第３図は第１図の
■−■断面図、第４図はアクチュエータを示す一部破断
した正面図、第５図は第１図のｖ−■断面図、第６図は
第５図の■−■断面図、第７図は第２図の■−■断面図
、第８図は本発明による吸気ポートの各位置における断
面形状を示す説明図、第９図は吸気ポートの他の実施例
を示す説明図、第１０図は第９図のＺ矢視図である。ｌ・・・エンジン本体、４・・・シリンダヘッド、５・
・・燃焼室、６ａ、　６ｂ・・・吸気弁、６’ａ、６°
ｂ・・・吸気弁孔、９ａ、　９ｂ・・・吸気ポート、１
３・・・スワールコントロールバルブ、１４・・・スワ
ールコントロールバルブボデー２０・・・スワールコン
トロールバルブ用シャフト、２１・・・アクチュエータ
、３０・・・側溝、３１．３２・・・側溝。特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　浮量

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関の燃焼室に混合気を導入する混合気通路
内にバタフライ式スワールコントロールバルブを設置し
てなる２吸気弁式内燃機関の吸気制御装置において、上記スワールコントロールバルブの上流側吸気マニホー
ルドから吸気ポートの一方側の吸気弁孔直上流にかけて
、上記スワールコントロールバルブをバイパスして混合
気を案内する螺旋状の側溝を形成し、上記スワールコントロールバルブを、全閉状態で上記側
溝側における上記スワールコントロールバルブの上端縁
が、上記側溝側と反対側の上端縁より上流側に位置する
ように、所定の傾き角をもって配設し、上記スワールコントロールバルブの開度を、エンジン負
荷によって変化する吸気管負圧により作動するアクチュ
エータを介して制御するよう構成したことを特徴とする
内燃機関の吸気制御装置。
（２）上記スワールコントロールバルブの上流側吸気マ
ニホールドから吸気ポートの一方側吸気弁孔直上流にか
けて、上記スワールコントロールバルブをバイパスして
混合気を案内する側溝を形成した２吸気弁式内燃機関に
おいて、上記吸気ポート側にのみ、側溝と吸気ポートとの間に隔
壁を形成したことを特徴とする請求項（１）記載の内燃
機関の吸気制御装置。