JPH036854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、低負荷用吸気通路と高負荷用吸気通
路とを備えたエンジンの燃料噴射装置に関するも
のである。

（従来技術） 従来より、レシプロエンジンにおいて、各燃焼
室に対して、ほぼ均等な開口面積を有する２つの
吸気ポートを開口させて大きな開口面積を確保す
るとともに、シリンダヘツド内に形成する吸気通
路を各吸気ポートに燃焼室の軸方向に沿つた大角
度で接続して吸気を燃焼室にストレートに流入さ
せることにより、エンジンの充填効率を最大限向
上させ、エンジンの高出力化を図つたエンジンの
吸気構造はよく知られている。

かかる２ポート型式の吸気構造は、高負荷運転
時の高出力化を図るという点で有利であるが、そ
の反面、吸気量の少ない低負荷運転時には、吸気
流速が弱まり、燃焼性が低下し、燃費の面でも、
エミツシヨンの面でも不利となる欠点がある。

かかる欠点を解消するため、低負荷用吸気通路
とシヤツタバルブを介設した高負荷用吸気通路と
を上記２つの吸気ポートに夫々接続し、エンジン
の低負荷運転時には、シヤツタバルブを閉じて、
低負荷用吸気通路のみから吸気を行なうようにし
たものが知られている（例えば、特開昭56−
44419号公報参照）。

しかしながら、かかる対策は低負荷対策として
必らずしも有効ではない。即ち、もともと高出力
化のため２つの吸気ポートの開口面積を最大限確
保するようにしたものであるため、１つの吸気ポ
ートのみを使用するとしても吸気量が少ない極低
負荷運転時には、開口面積が依然大きすぎて吸気
流速を有効に向上させることができず、燃焼性の
向上に不可欠なスワールを有効に形成できない。

かかる不具合は、特開昭56−146015号公報に開
示された如く、低負荷用吸気通路の通路面積を絞
れば、それで解消しうるように思えるが、その場
合には、高負荷用吸気通路の通路面積を余程大き
くしなければ高出力化という本来の目的を達成す
ることはできず、実際に通路面積を大きくすると
低負荷用吸気通路の通路面積とのアンバランスが
大きくなつて、低負荷用吸気通路を開く低負荷か
ら高負荷への切替えに際して所謂切替シヨツクを
生じ、また、高負荷時には、吸気抵抗の少ない高
負荷用吸気通路に吸気が集中して、実質的には高
出力化を達成するのに有効な吸気通路面積を確保
できないという矛盾がある。さらに、高出力化を
図る目的から吸気通路のポート接続部は前述した
ように、燃焼室の軸方向に沿つた方向に形成され
ているため、吸気流速を早めにことによつて燃焼
室内に流速の早い流れが生成されたとしても燃焼
室の周方向に沿つた有効なスワールとして生成さ
れない。このため、この吸気の流れは圧縮行程に
おいて早期に減衰されてしまうといつた問題があ
る。そうかといつて、流速をできるだけ高めよう
として、低負荷用吸気通路を絞りすぎれば、それ
だけ賄いうる負荷範囲が制限され、比較的低い負
荷域でシヤツタバルブを開いて高負荷用吸気通路
からも吸気を供給する必要が生ずる。その場合、
２つの吸気ポートは、燃焼室の水平方向中心線に
関して対向的に形成されているため、低負荷用吸
気ポートから吸入される吸気流と高負荷用吸気ポ
ートから吸入される吸気流とが衝突して、スワー
ルが消滅されないまでもますます弱められてしま
い、スワールによる良好な燃焼性を確保し難い欠
点がある。

以上のように、低負荷用吸気通路およびこれに
接続される吸気ポートを絞ることは、高出力化を
図る目的とは相容れないのみならず、種々の新た
な不具合を招来する。

本出願人は、エンジンの高出力化をねらつた２
吸気ポート方式を実質的に変更することなしに、
エンジンの低負荷運転時において燃焼室内に燃焼
性の向上を図るのに有効なスワールを生成するこ
とができる吸気構造を備えたエンジンの吸気装置
を特願昭58−176776号において既に提案してい
る。

この提案にかかる発明は、複数の吸気ポートを
エンジンの燃焼室にそれぞれ開口させ、各吸気ポ
ートを吸気弁で開閉するようにしたエンジンの吸
気装置において、複数の吸気ポートに接続される
吸気通路内に開閉弁を配設して、この開閉弁を低
負荷運転時には閉じ、高負荷運転時にはエンジン
の運転状態に応じて上記吸気通路の通路面積を増
減制御する一方、上記開閉弁よりも上流の吸気通
路の底部から分岐し、上記吸気ポートのいずれか
一つに接続され、通路面積が上記吸気通路に比べ
て小さい補助吸気通路を設けたことを基本的な特
徴としている。

即ち、この発明においては、開閉弁が閉じられ
るエンジンの低負荷運転時、吸気は専ら吸気通路
の底部側に形成された低負荷用吸気通路としての
補助吸気通路から、この通路が接続された吸気ポ
ートを介して早い流速でエンジンの燃焼室に供給
される。その場合、補助吸気通路は、吸気通路の
底部側に形成されてていることから、シリンダヘ
ツドとシリンダブロツクとの合せ面に対して必然
的に浅い角度をなし、燃焼室内に流入した吸気
は、燃焼室の周方向に旋回するスワールを生成す
ることができ、また、開閉弁が開かれるエンジン
の高負荷運転時には、複数の吸気ポートから充填
効率よく吸気が吸入され、本来の高出力を保証す
ることができるのである。

したがつて、この発明によれば、エンジンの高
出力化という２吸気ポート方式本来の目的を何ら
損なうことなしに、低負荷運転時における燃焼性
の向上、さらには、燃費性能およびエミツシヨン
性能の向上を図ることができるのである。

ところで、上記の吸気構造において燃料噴射弁
を配置する場合、高負荷時に２つの高負荷用吸気
通路にほぼ均等に分配する必要があることから、
２つの高負荷用吸気通路の対称軸線上に配置する
必要があるが、その場合には低負荷時に燃焼室の
周方向に生成されるスワールに噴射燃料の全量を
乗せることができず、燃料噴射弁から噴射される
燃料の約半分は、吸気流に無関係に燃焼室に供給
されるため、空気利用率が悪化し、最大燃焼圧も
低下するといつた問題がある。

（考案の目的） 本考案は、燃料噴射弁によつて噴射される燃料
の方向をエンジンの負荷状態に応じて制御するこ
とにより、特にエンジンの低負荷運転時の燃焼性
を向上させることを目的としている。

（考案の構成） このため、本考案においては、開閉弁によつて
開閉される２つの高負荷用吸気通路と、開閉弁上
流といずれか一方の高負荷用吸気通路の下流とを
連通する低負荷用吸気通路とを備え、開閉弁下流
に燃料噴射弁を配置するとともに、一端がスロツ
トル弁上流の吸気通路に開口し、他端が燃料噴射
弁の噴射孔近傍に開口する燃料微粒化用空気通路
を設けている。

この燃料微粒化用空気通路は、燃料噴射弁から
噴射される燃料を低負荷用吸気通路が接続された
一方の高負荷用吸気通路に偏向させるような空気
流を生成する通路構造に設定されている。そし
て、燃料微粒化用空気通路は、スロツトル弁の上
流と下流との間の差圧が大きいエンジンの低負荷
運転時には、差圧による空気流が生成されて噴射
燃料を偏向させることができ、エンジンの高負荷
運転時には、差圧が減少して空気流が実質的に消
滅し、２つの高負荷用吸気通路にほぼ均等に燃料
が分配されるここととなる。

（考案の効果） 本考案によれば、高負荷時において燃料の均等
分配性を確保したうえで、低負荷時における燃料
性を向上することができる。

また、燃料噴射弁を開閉弁下流に配置したの
で、開閉弁が閉じられている間、燃料微粒化用空
気通路には、強い吸気負圧が作用し、その結果、
確実に微粒化用空気を供給することができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例についてより具体的に説
明する。

第１図に示すように、エンジンＥの１つの気筒
１の燃焼室２には、エンジンＥのシリンダブロツ
クの幅方向中心線ｌに関してほぼ対称に、ほぼ同
径の第１，第２の吸気ポート３，４が開口され、
長手方向中心線ｍをはさんで第１吸気ポート３と
対向する位置には、排気ポート５が開口されてい
る。

第１，第２吸気ポート３，４に吸気を供給する
吸気通路６は、シリンダヘツド（第２図30参照）
内において徐々に分岐され、第１，第２吸気ポー
ト３，４の手前では、上記幅方向中心線ｌにほぼ
沿つて突出するように形成された仕切壁７によつ
て二叉に分岐され、これら分岐吸気通路８，９
が、第１，第２吸気ポート３，４にそれぞれ接続
されている。図示の如く、吸気通路６の下流側分
岐点よる上流側にはシヤツタバルブ１０を介設し
ている。このシヤツタバルブ１０は具体的に図示
しないが、周知の開閉制御機構（例えば、スロツ
トルバルブに連結されるリンク機構）によりエン
ジンＥの低負荷運転時には吸気通路６を閉じ、高
負荷運転時には、負荷に応じて開くようにその開
閉が制御される。即ち、上記分岐吸気通路８，９
は上流側が共通に接続された２つの高負荷用吸気
通路を構成する。そして、吸気通路６のシヤツタ
バルブ１０より上流側には、低負荷用吸気通路１
１の上流側開口１１ａを吸気通路６の底壁に開口
させている。この低負荷用吸気通路１１は、第１
吸気ポート３に近接して開口した下流側開口１１
ｂを有し、上記幅方向中心線ｌを横切るようにゆ
るやかに湾曲して、上流側開口１１ａと下流側開
口１１ｂとを連通する。

上記低負荷用吸気通路１１は、第２図により具
体的に示すように、吸気通路６の底部を形成する
底壁１２に形成され、その下流側開口１１ｂは上
記仕切壁７の上流側即ち、高負荷用吸気通路８，
９の分岐点より下流で吸気弁１３によつて開閉さ
れる第１吸気ポート３にできるだけ接近した位置
に設定されている。このため、低負荷用吸気通路
１１を流下する吸気の全量は、第１吸気ポート３
から燃焼室２内に流入することとなる。そして、
低負荷用吸気通路１１は、第１吸気ポート３の直
上流で気筒１の軸方向に湾曲されている高負荷用
吸気通路８に対し、シリンダブロツク３１とシリ
ンダヘツド３０との合せ面Ｃに対して僅かな傾き
角をなすように交差しており、したがつて、燃焼
室２の周方向に指向した方向性を有するようにな
る。

上記低負荷用吸気通路１１の上流側開口１１ａ
より僅か下流には、吸気通路６を開閉するシヤツ
タバルブ１０を下流に向つて斜め方向に傾斜させ
て配設し、さらにシヤツタバルブ１０より僅か下
流の吸気通路６の吸気マニホールド１４によつて
形成される上壁には、燃料噴射弁１５を取付けて
いる。この場合、燃料噴射孔１６は、シヤツタバ
ルブ１０の回転軸１０ａより僅か下流側でかつ吸
気通路６の中心線である幅方向中心線ｌ上に位置
するように設定している。

なお、第１吸気ポート３を開閉する吸気弁１
３，第２吸気ポート４を開閉する吸気弁（図示せ
ず）および排気ポート５を開閉する排気弁２０
（他方は図示せず）は、周知のオーバーヘツドカ
ム機構により、エンジンＥの回転に同期した所定
のタイミングで夫々駆動される。

そして、上記燃料噴射弁１５に対しては、燃料
微粒化用空気通路１７を設ける。この燃料微粒化
用空気通路１７は、その上流端１７ａが吸気通路
６の上流に介設したスロツトルバルブ１８上流に
開口し、下流端１７ｂは、燃料噴射弁１５の噴射
孔１６に斜め側方から開口している。スロツトル
バルブ１８が閉じているか、低開度に保持される
エンジンＥの低負荷運転時には、下流端１７ｂに
作用する吸気負圧によつて、スロツトルバルブ１
８上流の空気が吸引され、空気流ａとして下流端
１７ｂから噴射孔１６に噴射される。この空気流
ａは、低負荷用吸気通路１１の下流側開口１１ｂ
に指向するよう方向付けされており、吸気弁１３
が開かれるのに同期して、燃料噴射弁１５から幅
方向中心線ｌ方向に噴射される燃焼ｆを、空気流
ａによつて低負荷用吸気通路１１が接続される第
１吸気ポート３（高負荷用吸気通路８）に向ける
よう偏向させる。

このため、低負荷時には、燃料噴射弁１５によ
つて噴射される燃料のほぼ全量が、低負荷用吸気
通路１１の接続された高負荷用吸気通路８に集中
され、低負荷用吸気通路１１によつて燃焼室２の
周方向に生成されるスワールＳに燃料の全量に乗
せることにより、燃料の霧化・気化が促進され
る。そして、スワールＳに乗つて霧化・気化され
た燃料は、圧縮行程において、点火プラグ１９の
点火により爆発的に燃焼する。

一方、スロツトルバルブ１８が大きく開かれ、
かつシヤツタバルブ１０が開かれるエンジンの高
負荷運転時には、スロツトルバルブ１８の下流側
も大気圧に近い圧力となるため、上記燃料微粒化
用空気通路１７を通る空気流は消滅し、燃料噴射
弁１５から噴射される燃料は、２つの高負荷用吸
気通路８，９、即ち第１，第２吸気ポート３，４
にほぼ均等に分配され、２ポート本来の高出力を
保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すエンジンの要部
の水平断面説明図、第２図は同じく縦断面図であ
る。 ２……燃焼室、３，４……第１，第２吸気ポー
ト、６……吸気通路、８，９……高負荷用吸気通
路、１０……シヤツタバルブ、１１……低負荷用
吸気通路、１５……燃料噴射弁、１６……噴射
孔、１７……燃料微粒化用空気通路、１８……ス
ロツトルバルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの低負荷時閉じ高負荷時開く開閉弁を
   設けた吸気通路と、該吸気通路の上記開閉弁より
   下流において分岐して形成した２つの高負荷用吸
   気通路と、上記開閉弁より上流において上記吸気
   通路から分岐し、下流が、上記２つの高負荷用吸
   気通路のいずれか一方に接続される低負荷用吸気
   通路とを備えてなるエンジンにおいて、 上記開閉弁より下流の吸気通路に噴射中心線が
   上記２つの高負荷用吸気通路の対称中心線にほぼ
   合致するように燃料噴射弁を設置するとともに、
   一端が上記開閉弁上流の吸気通路に設けられたス
   ロツトルバルブ上流に接続され、他端が上記燃料
   噴射弁の噴射孔近傍に、その方向が低負荷用吸気
   通路の接続された高負荷用吸気通路方向に開口す
   る燃料微粒化用空気通路を設けたことを特徴とす
   るエンジンの燃料噴射装置。