JPH0331891B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの吸気装置に係
り、とくにヘリカルな形状を有する吸気ポートか
ら吸気を導入し、この吸気によつてシリンダ内に
スワールを形成して燃焼爆発を行なうようにした
デイーゼルエンジンの吸気装置に関する。

直噴型デイーゼルエンジンにおいては、ピスト
ンの頂部に凹部から成る燃焼室が設けられてお
り、この燃焼室の中に向けて燃料噴射ノズルから
燃料を噴射するとともに、シリンダヘツドに設け
られた吸気ポートから吸気の渦、すなわちスワー
ルを上記燃焼室内に導き、上記スワールによつて
吸気と燃料との混合を行ないながら燃焼爆発を行
なうようにしている。そして上記スワールの強さ
は、ほぼエンジンの回転数に比例しており、エン
ジンの回転数が高くなるに従つて一般にスワール
の強さも大きくなる。従つてエンジンの回転数が
高い領域において、理想的な燃焼が可能なスワー
ル速度を得るように、吸気ポートのヘリカルな形
状を設定すると、エンジンの回転数が低い場合に
は、スワールの強度が異常に小さくなつてしまつ
て、理想的な燃焼爆発が達成されなくなる。

そこで従来の直噴型デイーゼルエンジンにおい
ては、エンジンの回転数が中間的な回転数の場合
に、スワールの強さがほぼ理想的な燃焼を達成す
るような値となるように吸気ポートの形状を設定
している。従つてこのような従来のエンジンにお
いては、エンジンの回転数が低い場合にはスワー
ルの強度が不足し、また回転数が高い場合にはス
ワールの強度が必要以上に大きな値となつてしま
うという欠点を有している。よつて従来のエンジ
ンにおいては、広い回転範囲に亙つて燃料と空気
との混合を理想的に行なうことができなかつた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、吸気ポートによつて形成されるスワ
ールの強さを任意に調整できるようになし、これ
によつて広い回転範囲に亙つて燃料と空気とを理
想的に混合させ、常に良好な燃焼爆発を行なわせ
るようにして性能の向上を図るようにしたデイー
ゼルエンジンを提供することを目的とするもので
ある。

以下本発明を実施例につき図面を参照して説明
する。第１図は本発明の第１の実施例に係る吸気
装置を備えたエンジン１を示すものであつて、こ
のエンジン１の両側には吸気マニホールド２と排
気マニホールド３とがそれぞれ取付けられてい
る。これらのマニホールド２，３はそれぞれ吸気
管４および排気管５に接続されている。またマニ
ホールド２，３の他端は第２図に示すように、そ
れぞれのシリンダ６の上部において、シリンダブ
ロツク７に形成された吸気ポート８と排気ポート
９とに接続されている。これらのポート８，９は
それぞれ吸気バルブ１０および排気バルブ１１を
備えている。また吸気ポート８の先端の吸気導入
部８ａは第２図に示すようにヘリカルな形状にな
つており、吸気バルブ１０が開かれてシリンダ６
内へ吸気が導入される際に、スワールを生起する
ようになつている。

さらにこのエンジン１においては、上記シリン
ダヘツド７に形成された吸気導入部８ａと連通す
るように補助ポート１２が吸気ポート８の反対側
から設けられているこの補助ポート１２は吸気ポ
ート８の吸気バルブ１０の取付け位置の上部にお
いてこの導入部８ａと連通されており、この連通
する部分においては補助ポート１２が吸気導入部
８ａの外周部において、ほぼ接線方向に連通され
ている。従つてこの補助ポート１２は吸気導入部
８ａによつて形成されるスワールを効果的に強め
るように連通されることになる。そしてこの補助
ポート１２は補助吸気管１３の分岐部に接続され
るようになつている。すなわち補助吸気管１３は
６つの分岐部を備えており、これによつて各シリ
ンダ６の補助ポート１２と接続されるようになつ
ている。

そして補助ポート１２にはシリンダバルブ１４
がそれぞれ取付けられている。シリンダバルブ１
４は第２図に示すように、エアアクチユエータ１
５のピストン１６とピストンロツド１７を介して
結合されている。またこのエアアクチユエータ１
５のピストン１６は、戻しばね１８によつて復動
方向に押されている。また上記エアアクチユエー
タ１５は第１図に示すコントロールバルブ１９に
接続されており、さらにこのコントロールバルブ
１９は電磁弁２０を介してエアタンク２１と接続
されるようになつている。

以上のような構成において、第２図において鎖
線で示すようにシリンダバルブ１４が閉じられて
いる場合には、補助ポート１２を通してシリンダ
６内に空気が導入されることがなく、吸気ポート
８を通る吸気のみによつてスワールがシリンダ６
内に形成される。すなわち図外のエアクリーナを
通して導入された空気は、吸気管４および吸気マ
ニホールド２を通して吸気ポート８に導かれ、吸
気バルブ１０が開かれると導入部８ａのヘリカル
な形状によつてシリンダ６内にスワールが生起さ
れることになる。このスワールが吸気と燃料との
混合を促して良好な燃焼爆発を行なうことによ
り、エンジン１が出力を生ずるようになつてい
る。なおシリンダ６内における燃焼爆発によつて
生じた排気ガスは、排気バルブ１１が開かれる
と、排気ポート９、排気マニホールド３、および
排気管５を通して外部に放出されるようになつて
いる。

つぎにエンジン１の各シリンダ６内において生
起されるスワールを強くしたい場合には、第１図
に示す電磁弁２０を閉じればよい。電磁弁２０を
閉じるとエアタンク２１からコントロールバルブ
１９を通してエアアクチユエータ１５への圧縮空
気の供給が絶たれることになり、それぞれのエア
アクチユエータ１５内の空気はコントロールバル
ブ１９あるいは電磁弁２０の排気ポートから排出
される。従つて第２図に示すエアアクチユエータ
１５の戻しばね１８によつてピストン１６が復動
し、シリンダバルブ１４が同図において実線で示
すように開かれることになる。

従つてこの場合には補助ポート１２を通して空
気の導入が図られることになる。上述の如く補助
ポート１２はスワールを強めるように吸気導入部
８ａとほぼ接線方向に連通されているために、補
助ポート１２から空気が導入されると吸気導入部
８ａによつて得られるスワールの強さが強くな
る。従つて例えばエンジン１の回転数が低く、吸
気ポート８のみによつては十分なスワールの強さ
を得られない場合には、エアアクチユエータ１５
によつてバルブ１４を開くことにより、エンジン
１の回転数が低い場合にも十分に吸気と燃料との
混合を行なうことができ、これによつて理想的な
燃焼を達成し、エンジン１の性能の向上を図るこ
とができるようになる。

つぎに本発明の第２の実施例を第３図〜第５図
につき説明する。なおこの実施例において、上記
第１の実施例と対応する部分には同一の符号を付
すとともに、同一の構成の部分についてはその説
明を省略する。この第２の実施例の特徴は総ての
シリンダ６の補助ポート１２への空気の供給およ
び遮断を制御するために、円筒状をなすコントロ
ールバルブ２２を用いていることにある。このバ
ルブ２２はその一端が補助吸気管１３に接続され
るとともに、コントロールバルブ２２の側面側に
は、各シリンダ６へ空気を供給するための分岐管
２３が接続されている。

そしてバルブ２２は第４図に示すようにスプー
ル２４を備えており、スプール２４には６つの溝
２５が形成されている。これらの溝２５はスプー
ル２４の中心部に形成された中心孔２６と横孔２
７を介して連通されるようになつている。そして
スプール２４を収納したシリンダ２８に上記６つ
の分岐管２３と接続された開口が所定の間隔で設
けられている。そしてこのコントロールバルブ２
２のスプール２４は第３図に示すエアシリンダ１
５のピストンロツドに連結されており、このエア
シリンダ１５への空気の供給および遮断が電磁弁
２０によつて制御されるようになつている。電磁
弁２０はマイクロコンピユータ２９の制御信号に
基づいて制御されるようになつている。なおマイ
クロコンピユータ２９へは、エンジン１の回転を
検出する回転検出センサ３０およびエンジン１の
負荷を検出するロードセンサ３１のそれぞれの検
出出力が入力されるようになつている。

以上のような構成において、例えばエンジン１
の回転数が低い場合には、このことを回転検出セ
ンサ３０が検出してマイクロコンピユータ２９に
その検出出力を入力する。従つてこの場合はマイ
クロコンピユータ２９の指令によつて電磁弁２０
が開かれ、エアタンク２１からエアアクチユエー
タ１５に圧縮空気が供給されることになる。する
とこのエアアクチユエータ１５のピストンが押さ
れて、このピストンと連結されているコントロー
ルバルブ２２のスプール２４は第４図に示す位置
から第５図に示す位置へ移動することになる。す
なわちシリンダ２８内においてスプール２４が変
位することにより、このシリンダ２８の分岐管２
３との接続部の開口がそれぞれスプール２４の溝
２５と整合することになる。従つてこのコントロ
ールバルブ２２が開かれることになり、空気は補
助吸気管１３からスプール２４の中心孔２６に導
入され、横孔２７および溝２５を通つて各分岐管
２３に供給されることになる。そしてこの分岐管
２３は上述の如く、各シリンダ６の吸気ポート８
と連通する補助ポート１２に接続されているため
に、補助ポート１２を通して空気が導入され、ス
ワールを強めるように働くことになる。

従つて本実施例に係るエンジン１においても、
例えばその回転数が低い場合にはコントロールバ
ルブ２２を開くことによつてスワールの強さを強
くすることができ、エンジン１の低速回転域にお
ける燃焼状態をより良好なものとすることが可能
になり、エンジン１の出力の向上を図ることが可
能になる。従つて第２の実施例においても、上記
第１の実施例と同様の作用効果を奏することにな
る。

以上本発明を図示の２つの実施例につき述べた
が、本発明はこれらの実施例によつて限定される
ことなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の
変更が可能である。

以上に述べたように本発明は、ヘリカルな形状
を有する吸気ポートから吸気を導入し、この吸気
によつてシリンダ内にスワールを形成して燃焼爆
発を行なうようにした装置において、前記吸気ポ
ートの吸気導入部のヘリカル形状をエンジン高回
転域で適正なスワールが生じるようにし、前記吸
気導入部に前記吸気ポートの反対側から補助ポー
トをスワールを強くするほぼ接線方向に連通さ
せ、該補助ポートをエアアクチユエータによつて
開閉する弁を設け、該エアアクチユエータを電磁
弁を介してエアタンクに接続したことを特徴とす
るデイーゼルエンジンの吸気装置に関するもので
ある。従つて本発明によれば、弁を用いて補助ポ
ートを通して導入される空気を制御することによ
つて、スワールの強さを制御することが可能とな
り、エンジンの状態に応じてより適切なスワール
の強さに調整することにより、エンジンの性能の
向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る吸気装置
を備えたデイーゼルエンジンの平面図、第２図は
このエンジンのシリンダヘツドの拡大横断面図、
第３図は本発明の第２の実施例に係る吸気装置を
備えたエンジンの平面図、第４図はこの吸気装置
に用いられるコントロールバルブの断面図、第５
図は開いた状態における同コントロールバルブの
断面図である。なお図面に用いた符号において、 ６……シリンダ、８……吸気ポート、１２……
補助ポート、１３……補助吸気管、１４……シリ
ンダバルブ、１５……エアアクチユエータ、２０
……電磁弁、２２……コントロールバルブ、２３
……分岐管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヘリカルな形状を有する吸気ポートから吸気
   を導入し、この吸気によつてシリンダ内にスワー
   ルを形成して燃焼爆発を行なうようにした装置に
   おいて、前記吸気ポートの吸気導入部のヘリカル
   形状をエンジン高回転域で適正なスワールが生じ
   るようにし、前記吸気導入部に前記吸気ポートの
   反対側から補助ポートをスワールを強くするほぼ
   接線方向に連通させ、該補助ポートをエアアクチ
   ユエータによつて開閉する弁を設け、該エアアク
   チユエータを電磁弁を介してエアタンクに接続し
   たことを特徴とするデイーゼルエンジンの吸気装
   置。