JPH0335492B2 - - 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、特に吸気混合気にスワ
ールとタービユランスを形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。

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、一般に主吸気通路の燃焼室に対す
る吸気ポートには吸気弁が設けられ、吸気弁直上
流の主吸気通路内へ補助吸気通路が開口してお
り、この吸気弁のバルブステムが吸気通路内の一
部を貫通しているが、このバルブステムに特に低
負荷用の補助吸気通路からの吸気が衝突して吸気
の邪魔になるようなことがないように、補助吸気
通路の開口を、その中心線の延長線が吸気弁の軸
心すなわちバルブステムを逸れる方向に指向させ
ている（例えば実開昭55−4355号公報）。

ところが、このような構成にあつては、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、上記とは逆に、補助吸気通路の開口を吸
気弁のバルブステムに指向させて、補助吸気通路
の吸気とバルブステムとの干渉により、吸気に乱
れを生起させることにより、燃焼性の改善を図ろ
うとしたものがある（例えば、特開昭57−91318
号公報）。しかしながら、このように構成したも
のにおいても、バルブステムの両側に分れたスワ
ールに遮られてシリンダの内周域には吸気の乱れ
を生成できず、その部分の燃焼性、燃焼効率の向
上は達し得ないものであつた。

（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、吸気弁のバルブステム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
域に広範囲に広がる渦流（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、上記補助吸
気通路の開口のシリンダ外周側延長線が、上記吸
気弁のバルブステム外周よりシリンダ外周側に指
向するとともに、上記開口のシリンダ内周側延長
線が上記バルブステム中心よりシリンダ内周側の
バルブステム外周面に指向するように上記補助吸
気通路を設定したものである。

この構成により、低負荷時にシリンダの外周域
には強力なスワールが形成され、シリンダの内周
域には広範囲に広がる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。なお、吸気弁８の中心軸に位置する
バルブステム８ａは、その一部が吸気通路４の下
流端を貫通するごとく設けられている。

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の接線方向を指向し、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。

また、上記補助吸気通路４１の開口と、上記バ
ルブステム８ａとの位置関係は、補助吸気通路４
１の開口のシリンダ外周側が、吸気弁８のバルブ
ステム８ａ外周よりシリンダ外周側に指向すると
ともに、上記開口のシリンダ内周側がバルブステ
ム８ａ中心よりシリンダ内周側のバルブステム８
ａ外周面に指向するように構成されている。すな
わち、第３図に示す通り、補助吸気通路４１の開
口からのシリンダ内周側延長線ｌとシリンダ外周
側延長線ｍとに挟まれた領域を流下する補助吸気
流Ｄに関して、上記延長線ｍがバルブステム８ａ
外周よりシリンダ外周側に位置し、上記延長線ｌ
がバルブステム８ａ中心とシリンダ内周側のバル
ブステム８ａ外周面との間の領域Ｅの範囲に位置
するように補助吸気通路４１が設定されている。

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。

なお、第２図における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、第３図からも明らかなように、補助吸
気流Ｄのうち、シリンダ内周側にはバルブステム
８ａに衝突する気流に矢印のごとく、カルマン渦
や乱流などのタービユランスが発生し、しかも、
このタービユランスはシリンダ内周側へ向けて生
じる。従つてシリンダ内周域に広範囲に広がるタ
ービユランスが形成されることになり、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。

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。

なお、補助吸気通路４１の開口のシリンダ内周
側延長線ｌが第３図に示した上述の領域Ｅを外れ
ると、すなわち、例えば上記延長線ｌがバルブス
テム８ａの中心よりシリンダ外周側に位置する
と、発生するタービユランスはシリンダ内周域に
向けたものにならず、広範囲なタービユランスの
形成ができない。また、上記延長線ｌがシリンダ
内周側のバルブステム８ａ外周面よりも内周側に
位置すると、上述した後者の従来技術と同様に、
シリンダ内周域にタービユランスを形成すること
ができない。

（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外周側が、上記吸気弁の
バルブステム外周よりシリンダ外周側に指向する
とともに、上記開口のシリンダ内周側が上記バル
ブステム中心よりシリンダ内周側のバルブステム
外周面に指向するように上記補助吸気通路を設定
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、シリンダ内周域には広範囲に亘つてタービユ
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、第３図は同装置
要部の構成作用を示す説明図である。 １……シリンダ、３……燃焼室、４……吸気通
路、８……吸気弁、８ａ……バルブステム、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、上記補助吸気通路の
   開口のシリンダ外周側延長線が、上記吸気弁のバ
   ルブステム外周よりシリンダ外周側に指向すると
   ともに、上記開口のシリンダ内周側延長線が上記
   バルブステム中心よりシリンダ内周側のバルブス
   テム外周面に指向するように上記補助吸気通路を
   設定したことを特徴とするエンジンの吸気装置。