JPH0248725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの高負荷領域にて吸気を供
給する主吸気通路と、低負荷から高負荷領域にか
けて吸気を供給する補助吸気通路とを備えたエン
ジンの吸気装置において、特に燃焼室に供給され
る混合気にスワールおよびタービユランスを生成
させることにより、燃焼効率の向上を図つたもの
である。

（従来技術） 従来より、エンジンの低負荷から高負荷領域の
全域に亘つて燃焼性、燃焼効率および出力の向上
を図るために、吸気通路を主吸気通路と補助吸気
通路とで構成し、低負荷領域において吸気通路と
なる補助吸気通路は燃焼室に対し混合気を旋回
（スワール）させ、かつ流速を上げて供給し得る
ようにシリンダの接線方向に開口し、高負荷領域
において吸気通路となる主吸気通路は燃焼室に対
し多量の混合気を少ない吸気抵抗にて供給し得る
ようにシリンダの軸方向、すなわち燃焼室の軸方
向に開口したものがよく知られている（例えば実
開昭56−38122号公報）。

ところで、このような構成のエンジンの吸気装
置においては、一般に低負荷時にシリンダの外周
域における混合気のスワールは十分に生成され、
かつ流速も速いので、その部分の燃焼速度は速く
燃焼性は良好であるが、混合気のスワールが十分
に生成されないシリンダの内周域における燃焼
性、燃焼効率は必ずしも良好でない。

また、燃焼室内には点火プラグが臨設されてい
るが、補助吸気通路による吸気の流速が速いの
で、この補助吸気通路による吸気が点火プラグに
直接に衝突すると、点火プラグが冷却されて、着
火性、燃焼性に悪影響を及ぼすことがある。この
問題を末然に防止するため、上記公報に示される
ものでは、点火プラグを補助吸気通路の延長線上
の領域から外して点火プラグに直接、流速の速い
吸気が衝突しないようにしている。しかしなが
ら、このように構成したものにおいても、シリン
ダの内周域の燃焼性、燃焼効率の向上には何な寄
与し得るものではない。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、点火プラグと補助吸気通路の相対位置関係を
工夫することにより、シリンダの内周域に渦流
（タービユランス）を形成させて、燃焼室内の全
域に亘つて燃焼速度を上げて燃焼性、燃焼効率の
向上を図る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。

（発明の構成） 本発明は、高負荷領域にて燃焼室に吸気を供給
する主吸気通路と、低負荷から高負荷領域にかけ
て燃焼室に吸気を供給し、下流端が上記主吸気通
路の吸気弁直上流に開口するとともに、その開口
がシリンダの接線方向に指向する補助吸気通路を
備えたエンジンの吸気装置において、点火プラグ
の先端側外周縁が上記補助吸気通路より導入され
る気流に隣接するようにシリンダヘツドから燃焼
室内に相当量突出し、上記補助吸気通路の開口の
シリンダ内周側延長線が上記点火プラグの外周縁
に接するように、上記補助吸気通路および点火プ
ラグを配設したものである。

この構成により、低負荷時にシリンダの外周域
にはスワールが形成され、シリンダの内周域には
カルマン渦や乱流などのタービユランスが形成さ
れ燃焼速度が大となり、燃焼性が向上するもので
ある。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面に基いて
説明する。

第１図、第２図において、１は複数の気筒から
なるエンジンのシリンダブロツクに形成されたシ
リンダ、２はシリンダブロツクに固定されたシリ
ンダヘツドで、このシリンダヘツド２の底面には
ピストン上方に位置する燃焼室３を有し、さらに
吸気通路４、排気通路５を有する。上記吸気通路
４は２個の吸気ポート６，６にて燃焼室３に開口
し、排気通路５は排気ポート７にて燃焼室３に開
口し、また、上記吸気ポート６，６には吸気弁
８，８が設けられ、排気ポート７には排気弁９が
設けられており、これらの吸気弁８，８、排気弁
９はエンジン出力軸と連動させられたオーバーヘ
ツドカム機構１０により所定のタイミングで開閉
させられる。

１１は上記シリンダ１に固定され吸気通路４を
有した吸気マニホールドで、この吸気通路４は上
記シリンダヘツド２の吸気通路４と連通してい
る。また、これらの吸気通路４は主吸気通路４２
と、この主吸気通路４２中に介設させた後記制御
弁１４をバイパスするように設けられた補助吸気
通路４１とを備え、この補助吸気通路４１は吸気
マニホールド１１における制御弁１４より上流側
の吸気通路４の底面に開口する補助吸気導入口４
１ａと、シリンダヘツド２における吸気弁８の直
上流の主吸気通路４２に開口する補助吸気吐出口
４１ｂとを有する。

また、本実施例では上記吸気ポート６は１気筒
につき２個設けられており、シリンダヘツド２内
の主吸気通路４２はその下流端が各々の吸気ポー
ト６に対して接続されるように仕切壁１２にて分
岐され、かつ、この主吸気通路４２は燃焼室３に
対してシリンダ１の軸線方向に開口するようにシ
リンダヘツド２内にて屈曲もしくは湾曲させられ
ている。さらに、上記補助吸気吐出口４１ｂは一
方の吸気ポート６に対して、その吸気弁８直上流
に、シリンダ１の接続方向を指向し、かつシリン
ダ１の軸心と略直交方向に開口させられ、かつ補
助吸気通路４１はこの補助吸気通路４１を流下す
る混合気の流速が上がるように開口断面積が絞ら
れている。

１３はエンジン負荷に応じて開閉して吸気量を
制御する、上記吸気マニホールド１１の吸気通路
４の上流に設けられたスロツトル弁、１４は主吸
気通路４２内に設けられた、少なくとも低負荷領
域において主吸気通路４２を閉止する制御弁で、
上記スロツトル弁１３と一定の関係をもつて連動
し、あるいは図示していないが吸気通路４内の吸
気負圧を検知して作動するように構成されてい
る。

１５は上記制御弁１４よりも下流の主吸気通路
４２内に臨むように設けた燃料噴射弁、１６は上
記燃焼室３内に臨むようにシリンダヘツド２の底
面に設けた点火プラグである。この点火プラグ１
６は、第１図の示すように、その先端側外周縁が
上記補助吸気通路より導入される気流に隣接する
ようにシリンダヘツド２から燃焼室３内に相当量
突出している。さらにこの点火プラグ１６は、第
２図に示される通り、その軸心が上記補助吸気通
路４１の開口のシリンダ内周側延長線ｌよりもシ
リンダ１の内周側にあつて、点火プラグ１６の外
周線が上記延長線ｌに実質的に接し、かつ中心電
極１６ａが内周側延長線ｌおよび外周側延長線ｍ
に挟まれた範囲から外れるように設けられてい
る。

また、第２図においてＳ１は補助吸気通路４１
の断面を、Ｓ２は主吸気通路４２の断面を模式的
に示している。

次に作用を説明する。

低負荷領域においては、スロツトル弁１３の開
度は小さく、制御弁１４は主吸気通路４２を閉止
しており、吸気は補助吸気通路４１を通してなさ
れる。この時の吸気は、補助吸気吐出口４１ｂが
吸気ポート６直上流の主吸気通路４２内に、シリ
ンダ１の接線方向で、かつシリンダ１の軸心と略
直交方向に開口しているため、シリンダ１の外周
域において強いスワールをもつて燃焼室３内に供
給される。従つて、吸入混合気の流量が絞られて
いても、この外周域における燃焼速度は速く、燃
焼性および燃焼効率が良好になる。

同時に、点火プラグ１６が上記延長線ｌに接す
るように設けられているため、補助吸気通路４１
を通つて補助吸気吐出口４１ｂよりシリンダ１の
軸心と略直交方向に吐出される混合気は点火プラ
グ１６の外周縁に触れ、これによりシリンダ１の
内周域において、カルマン渦や乱流などのタービ
ユランスが発生する。つまり、点火プラグ１６が
燃焼室３内に相当量突出し、この突出部分と補助
吸気通路４１から導入される高速気流とが接して
いることにより、その付近にカルマン渦等のター
ビユランスが有効に発生し、このタービユランス
が内周域全体に広がる。従つて、この内周域にお
いても均等に、かつ、速い速度で燃焼が行なわ
れ、燃焼性および燃焼効率が良好になる。

また、高負荷領域においては、スロツトル弁１
３の開度が大きく、制御弁１４が主吸気通路４２
を開路しており、吸気は主として主吸気通路４２
を通して２個の吸気ポート６から少ない吸気抵抗
にて燃焼室３内にシリンダ１の軸心方向に供給さ
れる。従つて、高負荷時に必要とされる多量の混
合気を充填効率良く、しかも適度な流速でもつて
供給することができ、燃焼効率および出力の向上
が図れる。

なお、点火プラグ１６の外周縁には一般にネジ
部があるため、このネジ部の凹凸により、上述タ
ービユランスの形成は、確実かつ能率的になされ
る。

また、上述では１気筒につき２個の吸気ポート
６を有する実施例について説明したが、本発明
は、１気筒につき１個の吸気ポート６を有するも
のであつても同様に実施可能であり、また、吸気
通路４として主吸気通路４２の上流域は集合し下
流域が分岐し、この分岐下流部が２個の吸気ポー
ト６に接続された実施例を示したが、主吸気通路
４２の全域に亘つて２本の通路を有し、各々の通
路に制御弁１４を設け、かつ一方の主吸気通路４
２に補助吸気通路４１を付設し、あるいは一方の
主吸気通路４２から他方の主吸気通路４２へ交叉
するごとく補助吸気通路４１を付設したものであ
つてもよい。

また、本発明では、補助吸気通路４１の開口の
シリンダ内周側延長線ｌが点火プラグ１６の外周
縁に実質的に接するように構成しているが、点火
プラグ１６の略軸心部に位置する中心電極１６ａ
が、内周側延長線ｌおよび外周側延長線ｍに挟ま
れた範囲から外れているので、上記放電電極部が
補助吸気通路４１の開口からの吸気により冷却さ
れて着火性が悪くなつたりするようなことはな
く、点火プラグ１６は補助吸気通路４１の開口か
ら流入される領域に近接して設けられているので
着火に関して何ら支障はないものである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、主吸気通路の吸
気弁直上流に補助吸気通路を開口させ、かつ、こ
の開口をシリンダ接線方向に指向させるととも
に、この開口のシリンダ内周側延長線が、燃焼室
内に相当量突出した点火プラグの外周縁に接する
ようにしたことにより、低負荷時には吸入混合気
に、シリンダ外周域に強力なスワールが形成で
き、一方、燃焼室内に突出した点火プラグ外周縁
と補助吸気通路より導入される高速気流が接する
ことによりシリンダ内周域にはタービユランスが
形成でき、従つて、燃焼室内の全域に亘つて燃焼
速度が上り、燃焼性、燃焼効率の向上を図ること
ができる。また、高負荷時には、主吸気通路から
必要とされる多量の混合気を少ない吸気抵抗にて
充填効率良く、しかも適度な流速にて供給するこ
とができ、燃焼効率および出力の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの吸
気装置の全体構成を示す断面図、第２図は同装置
の要部を模式的に示した平面図である。 １……シリンダ、３……燃焼室、４……吸気通
路、８……吸気弁、１６……点火プラグ、４１…
…補助吸気通路、４１ｂ……補助吸気吐出口（開
口）、４２……主吸気通路、ｌ……補助吸気通路
開口のシリンダ内周側延長線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高負荷領域にて燃焼室に吸気を供給する主吸
   気通路と、低負荷から高負荷領域にかけて燃焼室
   に吸気を供給し、下流端が上記主吸気通路の吸気
   弁直上流に開口するとともに、その開口がシリン
   ダの接線方向に指向する補助吸気通路を備えたエ
   ンジンの吸気装置において、点火プラグの先端側
   外周縁が上記補助吸気通路より導入される気流に
   隣接するようにシリンダヘツドから燃焼室内に相
   当量突出し、上記補助吸気通路の開口のシリンダ
   内周側延長線が上記点火プラグの外周縁に接する
   ように、上記補助吸気通路および点火プラグを配
   設したことを特徴とするエンジンの吸気装置。