JPH0335494B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１つの燃焼室に対して、それぞれ吸
気弁により開閉される２つの吸気通路すなわち２
つの吸気ポートを開口させてなるエンジンの吸気
装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの吸気装置のなかには、吸気通路面積
を大きくして特に高負荷時の充填効率を向上させ
るため、１つの燃焼室に対して、それぞれ吸気弁
により開閉される２つの吸気ポートを開口させる
ようにしたものがある（特開昭58−178454号公報
参照）。

このような１つの燃焼室に対して２つの吸気ポ
ートを設けられたものにあつては、高負荷時の充
填効率向上の点では有利な反面、低負荷時におけ
る十分な吸気流速を得る点において不利となる。
このため、一方の吸気ポート側の吸気通路に開閉
弁を設けて、この開閉弁を低負荷時には閉とする
ことにより、上記低負荷時における吸気流速を速
めるようにすることも考えられているが（特開昭
56−44419号公報参照）、元々吸気ポートそのもの
が高負荷時の充填効率向上のためにその開口面積
がかなり大きく設定されているため、十分な吸気
流速を得るには限度がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のような観点から、本出願人は、２つの吸
気通路に、低負荷時には閉となると共に高負荷時
には開となる開閉弁を設ける一方、入口端が上記
開閉弁上流の吸気通路に開口され、出口端が一方
の吸気弁近傍において一方の吸気通路にのみ開口
する通路面積の小さな補助吸気通路を設けること
により、高負荷時での充填効率向上を図りつつ、
低負荷時での吸気流速を十分に速め得るようにし
て、特に低負荷時での吸気のスワールを十分に生
成し得るようにしたものを開発した。

ところで、このような２つの吸気通路を有する
ものに対して燃料を供給する場合、燃料噴射弁の
数を極力少なくする一方、燃料を吸入空気との気
化、霧化を図るため、この燃料噴射弁を２つの吸
気通路のほぼ中間部分に配設して、この燃料噴射
弁からの燃料拡散作用を利用して、当該２つの吸
気通路を開閉する各吸気弁のバルブフエイスに向
けて燃料を噴射、分配することが考えられてい
る。

しかしながら、上述のような燃料噴射弁からの
燃料拡散作用を利用して２つの吸気弁のバルブフ
エイスに燃料を噴射、分配するようにした場合、
補助吸気通路からのみ吸入空気が供給される低負
荷時において、この補助吸気通路からの吸入空気
に対する燃料の混合性すなわち燃料の気化、霧化
が必らずしも満足のいくものとはならないことが
判明した。すなわち、燃料噴射弁から噴射、分配
される燃料は、２つの吸気通路間の隔壁に少から
ず付着して、補助吸気通路の出口端より流出した
吸入空気と十分に接触、混合され難くなる、とい
うことが判明した。勿論、このような補助吸気通
路出口端からの吸入空気に対する燃料の接触を良
好にするには、この出口端の開口面積を大きくす
ることも考えられるが、この場合は低負荷時にお
ける吸気流速が弱まり、補助吸気通路を設けた意
味合いが薄れてしまうことになる。

したがつて、本発明の目的は、１つの燃焼室に
対して、それぞれ吸気弁により開閉される２つの
吸気通路を開口させるようにしたものにおいて、
前述したようなエンジン負荷により作動する開閉
弁と、吸気流速を進めてスワールを生成するため
の補助吸気通路と、２つの吸気弁のバルブフエイ
スに向けて燃料を噴射、分配する燃料噴射弁と、
を設けた場合に、低負荷時における燃料の気化、
霧化をより良好に行なえるようにして、低負荷時
における燃焼安定性、ひいては燃費およびエミツ
シヨン対策の点でより効果的なエンジンの吸気装
置を提供することにある。

（問題を解決するための手段、作用） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、基本的には、補助吸気通路の出口端を、２つ
の吸気通路ほぼ中間部分に開口させて、この出口
端からの吸入空気に対する燃料噴射弁からの噴射
燃料の混合性すなわち気化、霧化が良好になるよ
うにしてある。

また、上述のように、補助吸気通路の出口端を
２つの吸気通路のほぼ中間部分に開口させる関係
上、どうしてもこの出口端の開口面積が若干大き
くならざるを得ないこと、すなわち、吸気流速が
弱まつて吸気のスワール生成に若干不利となる点
を補償すべく、この補助吸気通路の燃焼室に対す
る指向方向すなわち出口端近傍部分の形状を、ス
ワール生成作用が弱まらないように工夫してあ
る。具体的には、 エンジンの１つの燃焼室に対して第１、第２の
２つの主吸気通路が開口され、該第１主吸気通路
の燃焼室に対する開口端が第１吸気弁により開閉
され、該第２主吸気通路の燃焼室に対する開口端
が第２吸気弁により開閉されるようにしたエンジ
ンの吸気装置において、 前記主吸気通路内に配設され、低負荷時には閉
とされると共に高負荷時には開とされる開閉弁
と、 入口端が前記開閉弁よりも上流の前記主吸気通
路内に開口され、出口端が上記第１吸気弁近傍に
おいて前記第１主吸気通路に開口されて、前記燃
焼室に吸気のスワールを生成する補助吸気通路
と、 前記２つの主吸気通路のほぼ中間部分に配設さ
れ、前記第１、第２の２つの吸気弁のバルブフエ
イスに向けて燃料を噴射、分配する燃料噴射弁
と、 を備え、前記補助吸気通路は、その出口端が前記
２つの主吸気通路のほぼ中間部分まで伸びるよう
に開口されると共に、少くとも該出口端近傍部分
が上流側に向かうにつれて第２主吸気通路へ向か
うような変向部を有する形状とされている、よう
な構成としてある。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて
説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示
すものである。これらの図において、１は多気筒
とされたエンジン本体であつて、シリンダブロツ
ク２、シリンダヘツド３およびシリンダヘツドカ
バー４等で構成されており、このエンジン本体１
の各気筒５内にはピストン６が装備され、このピ
ストン６の上方に燃焼室７が形成されている。こ
の燃焼室７には第１および第２の２つの吸気ポー
ト８，９と１つの排気ポート１０とが開口してい
る。上記両吸気ポート８，９にはそれぞれ吸気弁
１１（第２吸気ポート側の吸気弁は図示せず）が
装備され、排気ポート１０には排気１２が装備さ
れており、これらの弁は動弁機構１３によつて作
動され、それぞれ所定のタイミングで各ポート
８，９，１０を開閉するようになつている。また
燃焼室７には点火プラグ１４が具備されている。

１６はサージタンク、１７はサージタンク１６
に接続された気筒別の吸気管であり、上記サージ
タンク１６には、エアクリーナ１８、エアフロー
メータ１５、スロツトル弁１９を介して外気が導
入されるようになつている。上記吸気管１７はシ
リンダヘツド３に連結され、これにより、エアク
リーナ１８から燃焼室７に至る吸気通路すなわち
主吸気通路が構成されている。

吸気管１７とシリンダヘツド３の内部所定範囲
とにわたつては共通吸気通路２１とされており、
シリンダヘツド３内おいて、仕切壁２７により、
この共通吸気通路２１の下流端側から分岐され
て、それぞれ高負荷時用吸気通路となる第１およ
び第２の主吸気通路２２，２３とされている。上
記共通吸気通路２１の所定位置には、この共通吸
気通路２１を開閉する開閉弁２４が設けられてお
り、この開閉弁２４は、図外のアクチユエータに
より、所定負荷未満の低負荷運転領域で閉じられ
すなわち全閉もしくは微小開度に閉じられ、逆に
高負荷運転領域では開かれるようになつている。
またこの開閉弁２４より上流の共通吸気通路２１
所定箇所からは、低負荷用吸気通路としての補助
吸気通路２５が分岐している。この補助吸気通路
２５は比較的通路断面積が小さくて、共通吸気通
路２１の下側に沿つて設けられており、その上流
側の入口端２５ａが、前記開閉弁２４よりも上流
側で上記共通吸気通路２１に開口する一方、下流
端側の出口端２５ｂが、第１吸気ポート８開閉用
の第１吸気弁１１のバルブフエイス直上流におい
て、第１の主吸気通路２２と合流されている。そ
して、この出口端２５ｂは、後述するように、燃
焼室７の接線方向に向かつて開口、すなわち燃焼
室７内に吸気のスワールＳを構成すべく開口され
ている。

上記開閉弁２４より下流の共通吸気通路２１に
は、１つの燃料噴射弁２６が装備されている。こ
の燃料噴射弁２６は、第１図に示すように、共通
吸気通路２１の幅方向ほぼ中間部分において配設
されて、その噴口部２６ａが、共通吸気通路２１
の幅方向中間部すなわち２つの吸気ポート８と９
との間の仕切壁２７部分に向けて指向されてい
る。これにより、燃料噴射弁２６の噴口部２６ａ
から噴射された燃料は、その拡散作用により、２
つの吸気ポート８，９に対して分散供給されるこ
とになる。

ここで、第１図により、各吸気ポート８，９の
配置関係、補助吸気通路２５の形状等について詳
述することとするが、説明の都合上、気筒５の軸
心をＯ、この軸心Ｏを通つて気筒配列方向に伸び
る燃焼室７の中心線をｍ、軸心Ｏを通つて中心線
ｍと直交する中心線をｌとする。

先ず、２つの吸気ポート８，９は、それぞれ中
心線ｍよりも、該吸気ポート８，９の吸気管１７
接続側端面すなわち、エンジン本体１の一側面１
ａ側に位置し、かつ中心線ｌを挟んだような位置
関係に形成されて、その開口面積はほぼ等しくさ
れている。また、排気ポート１０は、中心線ｍを
挟んで吸気ポート９と対抗する位置に形成され
て、エンジン本体１の他側面１ｂ側に開口されて
いる。そして、点火プラグ１４（の着火部）は、
軸心Ｏ近傍部分で、かつ補助吸気通路２５により
生成されるスワールＳの旋回方向において、この
スワールＳが排気ポート１０へ至る前に当該スワ
ールＳと接触されるような位置に配置されてい
る。このようにして、エンジン本体１の一側面１
ａ側からの吸入空気は、燃焼された後でエンジン
本体１の他側面１ｂ側へと流れるクロスフロータ
イプとされている。

一方、２つの吸気ポート８，９は、それぞれほ
ぼ中心線ｌに沿うように形成されて、共通吸気通
路２１特に吸気管１７のシリンダヘツド３への接
続部分の中心線が、中心線ｌ上に位置するように
されている。これにより、２つの吸気ポート８，
９の仕切壁２７および燃料噴射弁２６が、中心線
ｌ上に位置するようにされている。

さらに、補助吸気通路２５は、共通吸気通路２
１の下側において形成されているが、その出口端
２５ｂは、２つの吸気ポート８，９のほぼ中間部
分すなわち中心線ｌ直近にまで伸びるように比較
的その開口面積が大きく形成され、このような出
口端２５ｂの位置関係上、仕切壁２７の長さが極
めて短くされている。この補助吸気通路２５の形
状は、全体的にほぼ円弧上となるようにされてい
る。すなわち、出口端２５ｂから入口端２５ｂへ
向けてその形状を順状説明していくと、出口端２
５ｂの近傍部分は、中心線ｌを跨いで上流へ向か
うにつれて吸気ポート９側へ向かうようなほぼス
トレート形状とされ、このストレート形状部分
が、燃焼室７のほぼ接線方向となるような変向部
２５ｃとされている。すなわち、変向部２５ｃが
燃焼室７のほぼ接線方向を向く関係状、出口端２
５ｂから流出された吸入空気は、燃焼室７内で強
いスワールＳとされる。また、上記変向部２５ｃ
より上流側部分は、略Ｕ字状を描くようにして再
び中心線ｌに向かうような湾曲部２５ｄとされ
て、入口端２５ａに連なるようにされている。

以上のような構成において、低負荷時には前記
開閉弁２４が閉じられることにより、高負荷用吸
気通路としての第１および第２の主吸気通路２
２，２３への吸気の流入が阻止もしくは抑制さ
れ、吸気は主に補助吸気通路２５を通り、その出
口端２５ｂから燃焼室７に送り込まれる。これに
よつて吸気流速が速められると共に、燃焼室７に
スワールＳが生じ、低負荷時における燃焼性の向
上、ひいては燃費やエミツシヨン対策上有利な吸
気条件が与えられる。特に、燃料噴射弁２６より
噴射された燃料は、仕切壁２７に付着するのが少
なくなつて応答性が向上する一方、補助吸気通路
２５の出口端２５ｂからの吸入空気と接触する度
合が高まるので、その気化、霧化が促進されて、
燃焼安定性の点でより優れたものとなる。そし
て、分岐吸気通路２５のうち出口端２５ｂ近傍部
分が、燃焼室７のほぼ接線方向を向くように指向
されているので、出口端２５ｂの開口面積が若干
大きくなつたことを補つて強いスワールＳを生成
することができ、このスワールＳ生成の点におい
ても格別の支承がなく、少くとも上述した気化、
霧化促進の分だけ燃焼安定性が向上される。

また高負荷時には前記開閉弁２４が開かれるこ
とにより、各吸気通路２２，２３，２５から吸気
が送られて、充填効率が高められることになる。
特に、この高負荷時には、燃料噴射弁２６から噴
射された燃料は、両吸気ポート８，９を通して燃
焼室７へ供給されるので、燃焼室７内で部分的に
燃料が編在することなくほぼ全体的に均一に存在
することとなつて、空気利用率の向上すなわち完
全燃焼を得る上で好ましいものとなる。勿論、こ
の完全燃焼により、出力向上、燃費向上、排気ガ
ス中の有害成分減少が図られるものである。ま
た、低負荷時と同様に、仕切壁２７に付着する燃
料が少なくなるので、応答性が良好になると共
に、この分燃料の気化、霧化が促進されて出力向
上が図れることとなる。

なお、燃料噴射弁２６は、吸気工程に合わせて
各気筒別に噴射するタイムドインジエツクシヨン
タイプでもよく、あるいは全ての気筒に対して同
時に噴射する同時噴射式のものであつてもよい。
また、燃料噴射弁２６が２つの噴孔を有して、そ
の一方が第１吸気弁のバルブフエイスに、また他
方が第２吸気弁のバルブフエイスへ向けて燃料を
噴射するようなものであつてもよい。特に、上記
タイムドインジエツクシヨンタイプでかつ２つの
噴孔を有するものを用いると有利である。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
低負荷時に、吸気のスワールを犠牲にすることな
く燃料の気化、霧化を促進することができ、この
結果より一層の燃焼安定性確保やリーン化を行う
ことができる。

また、高負荷時にも、燃料と吸入空気との混合
が良好に行えて、出力や燃費向上さらには排気対
策上も有利なものが得られる。

さらに、補助吸気通路の出口端を両吸気ポート
のほぼ中間に開口させた関係状、当該両吸気ポー
トを仕切る仕切壁の長さが短くなつてこの仕切壁
に付着する燃料が少なくなり、この結果応答性の
点でも有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図。第２
図は第１図の−線に沿つた断面図。 １：エンジン本体、５：気筒、７：燃焼室、
８，９：吸気ポート、２１：共通吸気通路、２
２，２３：主吸気通路（高負荷用吸気通路）、２
４：開閉弁、２５：補助吸気通路、２５ａ：入口
端、２５ｂ：出口端、２５ｃ：変向部、２６：燃
料噴射弁、２６ａ：噴口部、２７：仕切壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの１つの燃焼室に対して第１、第２
   の２つの主吸気通路が開口され、該第１主吸気通
   路の燃焼室に対する開口端が第１吸気弁により開
   閉され、該第２主吸気通路の燃焼室に対する開口
   端が第２吸気弁により開閉されるようにしたエン
   ジンの吸気装置において、 前記主吸気通路内に配設され、低負荷時には閉
   とされると共に高負荷時には開とされる開閉弁
   と、 入口端が前記開閉弁よりも上流の前記主吸気通
   路内に開口され、出口端が上記第１吸気弁近傍に
   おいて前記第１主吸気通路に開口されて、前記燃
   焼室に吸気のスワールを生成する補助吸気通路
   と、 前記２つの主吸気通路のほぼ中間部分に配設さ
   れ、前記第１、第２の２つの吸気弁のバルブフエ
   イスに向けて燃料を噴射、分配する燃料噴射弁
   と、 を備え、前記補助吸気通路は、その出口端が前記
   ２つの主吸気通路のほぼ中間部分まで伸びるよう
   に開口されると共に、少くとも該出口端近傍部分
   が上流側に向かうにつれて第２主吸気通路へ向か
   うような変向部を有する形状とされている ことを特徴とするエンジンの吸気装置。