JPH0433379Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0433379Y2
JPH0433379Y2 JP9082085U JP9082085U JPH0433379Y2 JP H0433379 Y2 JPH0433379 Y2 JP H0433379Y2 JP 9082085 U JP9082085 U JP 9082085U JP 9082085 U JP9082085 U JP 9082085U JP H0433379 Y2 JPH0433379 Y2 JP H0433379Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
intake valve
combustion chamber
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9082085U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62133U (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP9082085U priority Critical patent/JPH0433379Y2/ja
Publication of JPS62133U publication Critical patent/JPS62133U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0433379Y2 publication Critical patent/JPH0433379Y2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は複数吸気弁を具えた燃料噴射式内燃機
関に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a fuel-injected internal combustion engine with multiple intake valves.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

機関シリンダ内に供給される混合気を稀薄にす
ればするほど燃料消費率を向上することができ、
従つて燃料消費率を向上するためには機関シリン
ダ内に供給される混合気を可能な限り稀薄とする
たとが望ましい。しかしながら稀薄混合気を用い
た場合には着火性が低下するばかりでなく、たと
え着火しても火炎の伝播速度が遅いために良好な
燃焼が得られないという問題がある。
The leaner the air-fuel mixture supplied to the engine cylinders, the more fuel consumption can be improved.
Therefore, in order to improve the fuel consumption rate, it is desirable to make the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder as lean as possible. However, when a lean mixture is used, there is a problem that not only is the ignitability reduced, but even if the mixture is ignited, good combustion cannot be obtained because the flame propagation speed is slow.

このような問題を解決するために吸気通路を燃
焼室内の内周壁面に対して接線状に延設すると共
に吸気通路内に燃料噴射弁を配置し、燃料噴射弁
からの燃料噴射を吸気弁が閉弁するすこし前に停
止せしめるようにした内燃機関が公知である(特
開昭56−148636号公報)。この内燃機関では部分
負荷運転時の吸気行程前半に空気のみが燃焼室内
に供給され、吸気行程の後半に噴射燃料が燃焼室
内に供給されるので燃焼室頂部には濃混合気層が
形成され、燃焼室下方には稀薄混合気層が形成さ
れて燃焼室内が成層化せしめられる。その結果、
点火栓周りには濃混合気が集まるために着火性が
向上し、吸気通路から流入する空気流によつて燃
焼室内には旋回流が発生せしめられるので着火火
炎を燃焼室内に急速に伝播せしめることができ
る。
In order to solve this problem, the intake passage is extended tangentially to the inner circumferential wall of the combustion chamber, and a fuel injection valve is disposed within the intake passage, so that the intake valve directs the fuel injection from the fuel injection valve. An internal combustion engine is known in which the engine is stopped slightly before the valve closes (Japanese Unexamined Patent Publication No. 148636/1983). In this internal combustion engine, only air is supplied into the combustion chamber during the first half of the intake stroke during partial load operation, and injected fuel is supplied into the combustion chamber during the second half of the intake stroke, so a rich mixture layer is formed at the top of the combustion chamber. A lean air-fuel mixture layer is formed below the combustion chamber, and the inside of the combustion chamber is stratified. the result,
Ignition performance is improved because a rich air-fuel mixture gathers around the spark plug, and swirling flow is generated in the combustion chamber by the airflow flowing in from the intake passage, allowing the ignition flame to spread rapidly into the combustion chamber. I can do it.

ところでこのように成層化した場合において成
層化した混合気体の空燃比を一定とした場合には
成層化の度合を大きくしたほうが燃焼を向上させ
ることができる。例えば成層化した混合気全体の
空燃比が25であつて濃混合気の空燃比が20、稀薄
混合気の空燃比が30である場合と、濃混合気の空
燃比が15、稀薄混合気の空燃比が35である場合を
考えると後者の場合の方が前者の場合よりも良好
な燃焼が得られる。即ち、濃混合気の空燃比が20
の場合であつても点火栓により着火せしめること
ができるが濃混合気の燃焼による火炎が弱く、そ
の結果稀薄混合気を燃焼せしめるのに時間を要す
るために良好な燃焼を得るのが困難である。これ
に対して濃混合気の空燃比が15の場合には濃混合
気の燃焼による火炎が強く、従つてこの場合には
稀薄混合気がより稀薄であつても稀薄混合気を燃
焼せしめるのに要する時間が短くなり、斯くして
良好な燃焼が得られる。このような燃焼を得るに
は成層化の度合を高めることが必要である。
By the way, in the case of stratification as described above, if the air-fuel ratio of the stratified gas mixture is kept constant, combustion can be improved by increasing the degree of stratification. For example, if the air-fuel ratio of the entire stratified mixture is 25, the air-fuel ratio of the rich mixture is 20 and the air-fuel ratio of the lean mixture is 30, and the case where the air-fuel ratio of the rich mixture is 15 and the air-fuel ratio of the lean mixture is Considering the case where the air-fuel ratio is 35, better combustion can be obtained in the latter case than in the former case. In other words, the air-fuel ratio of the rich mixture is 20
Even in this case, it is possible to ignite with a spark plug, but the flame from the combustion of a rich mixture is weak, and as a result, it is difficult to achieve good combustion because it takes time to combust a lean mixture. . On the other hand, when the air-fuel ratio of the rich air-fuel mixture is 15, the flame due to combustion of the rich air-fuel mixture is strong. The time required is shorter and better combustion is thus obtained. To obtain such combustion, it is necessary to increase the degree of stratification.

しかしながら上述の内燃機関では噴射燃料が吸
入空気流と共に高速度で燃焼室内に流入するため
に噴射燃料が燃焼室内に広がりやすく、従つて成
層化が行なわれるものの成層化の度合が十分でな
いという問題がある。
However, in the above-mentioned internal combustion engine, the injected fuel flows into the combustion chamber at a high velocity together with the intake air flow, so the injected fuel tends to spread inside the combustion chamber.Therefore, although stratification occurs, the degree of stratification is not sufficient. be.

このような問題を解決するために第1吸気弁と
第2吸気弁と第3吸気弁とを具備し、第1吸気弁
を介して燃焼室内に連結された第1の吸気通路を
ヘリカル状に形成し、第2吸気弁を介して燃焼室
内に連結された第2の吸気通路内および第3吸気
弁を介して燃焼室内に連結された第3の吸気通路
内に夫々高負荷運転時に開弁する吸気制御弁を設
け、更に吸気制御弁下流の第3吸気通路内に燃料
噴射弁を配置した内燃機関が本出願人により既に
提案されている(実願昭59−103124号参照)。こ
の内燃機関では部分負荷運転時に吸気制御弁が閉
弁状態に保持されるので吸気行程時に第3吸気弁
が開弁すると吸気制御弁後流の第3吸気通路内の
圧力は燃焼室内圧力近くまで即座に低下する。そ
の結果、吸気制御弁後流の第3吸気通路内の圧力
と燃焼室内の圧力差が比較的小さな圧力差に維持
されるために第3吸気通路内に噴射された燃料は
ゆつくりした速度で燃焼室内に流入する。従つて
燃焼室内の噴射燃料は燃焼室内にさほど広がら
ず、斯くして成層化の度合を高くすることができ
る。
In order to solve this problem, a first intake valve, a second intake valve, and a third intake valve are provided, and the first intake passage connected to the combustion chamber through the first intake valve is shaped into a helical shape. a second intake passage connected to the combustion chamber via the second intake valve and a third intake passage connected to the combustion chamber via the third intake valve, each of which opens during high-load operation. The applicant of the present invention has already proposed an internal combustion engine which is provided with an intake control valve and further has a fuel injection valve disposed in a third intake passage downstream of the intake control valve (see Utility Model Application No. 103124/1983). In this internal combustion engine, the intake control valve is kept closed during partial load operation, so when the third intake valve opens during the intake stroke, the pressure in the third intake passage downstream of the intake control valve reaches close to the combustion chamber pressure. drops immediately. As a result, the pressure difference between the pressure in the third intake passage downstream of the intake control valve and the pressure in the combustion chamber is maintained at a relatively small pressure difference, so that the fuel injected into the third intake passage has a slow speed. Flows into the combustion chamber. Therefore, the injected fuel within the combustion chamber does not spread much within the combustion chamber, and thus the degree of stratification can be increased.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかしながらこの内燃機関において成層化の度
合を高くするために第3吸気弁を吸気行程の後半
に開弁せしめると第3吸気通路内の噴射燃料はゆ
つくりした速度でしか燃焼室内に流入しないため
に全噴射燃料が燃焼室内に流入しえず、流入しえ
なかつた噴射燃料が次の吸気行程において第3吸
気弁が開弁した瞬間に燃焼室内に流入する。とこ
ろがこのように第3吸気弁が開弁した瞬間に前回
の吸気行程において流入しえなかつた噴射燃料が
燃焼室内に流入するとこの噴射燃料は燃焼室の中
央部に集まることとなり、斯くして良好な成層化
が得られないという問題がある。一方、全噴射燃
料を吸気行程中に燃焼室内に供給するために第3
吸気弁の開弁時期を早めると吸気行程の早い時期
から第3吸気通路内の噴射燃料が燃焼室内に供給
されることになり、斯くしてこの場合も良好な成
層化を得るのは困難となつている。即ち、第3吸
気通路内に設けた吸気制御弁を閉弁することによ
つて成層化を達成しようとした場合には第3吸気
弁の開弁時期をどのように設定しても良好な成層
化を得ることができない。
However, in this internal combustion engine, if the third intake valve is opened in the latter half of the intake stroke in order to increase the degree of stratification, the injected fuel in the third intake passage will only flow into the combustion chamber at a slow speed. All of the injected fuel cannot flow into the combustion chamber, and the injected fuel that could not flow into the combustion chamber flows into the combustion chamber at the moment when the third intake valve opens in the next intake stroke. However, at the moment when the third intake valve opens, the injected fuel that could not enter in the previous intake stroke flows into the combustion chamber, and this injected fuel collects in the center of the combustion chamber, resulting in a good performance. There is a problem that proper stratification cannot be obtained. On the other hand, in order to supply all the injected fuel into the combustion chamber during the intake stroke,
If the opening timing of the intake valve is advanced, the injected fuel in the third intake passage will be supplied into the combustion chamber from the early stage of the intake stroke, and in this case as well, it will be difficult to obtain good stratification. It's summery. That is, when trying to achieve stratification by closing the intake control valve provided in the third intake passage, good stratification is achieved no matter how the opening timing of the third intake valve is set. cannot be obtained.

本考案は第3吸気通路を常時開放すると共に吸
気弁の開弁時期および弁揚程を適切に定めること
によつて成層化の度合を高め、その際に要求され
る吸気弁の適切な開閉制御が可能な実用性のある
動弁系を提供することにある。
The present invention increases the degree of stratification by constantly opening the third intake passage and appropriately determining the opening timing and valve lift of the intake valve. The objective is to provide a valve train system that is as practical as possible.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために本考案によれば、
主吸気弁および副吸気弁からなる少なくとも2個
の吸気弁と、主吸気通路および副吸気通路からな
る少なくとも2個の吸気通路とを具備し、燃焼室
内に旋回流を発生させるための主吸気通路が主吸
気弁を介して燃焼室内に連結され、副吸気弁を介
して燃焼室内に連結された副吸気通路内に燃料噴
射弁を配置し、主吸気弁が吸気行程の上死点付近
から圧縮行程始めまで開弁すると共に副吸気弁が
吸気行程の中央付近から圧縮行程始めまで開弁す
る燃料噴射式内燃機関において、主吸気弁および
副吸気弁を駆動するための共通のカムシヤフトを
具備し、副吸気弁をカムシヤフトにより直接駆動
すると共に主吸気弁をロツカーアームを介してカ 〔実施例〕 第4図から第6図を参照すると、1は機関本
体、2はシリンダブロツク、3はシリンダブロツ
ク2内で往復動するピストン、4はシリンダブロ
ツク2上に固締されたシリンダヘツド、5はピス
トン3とシリンダヘツド4間に形成された燃焼
室、6は燃焼室5の頂部のほぼ中央に配置された
点火栓を夫々示す。シリンダヘツド4の内壁面上
には主吸気弁を構成する第1吸気弁7、第2吸気
弁8、副吸気弁を構成する第3吸気弁9からなる
3個の吸気弁と、第1排気弁10および第2排気
弁11からなる2個の排気弁とが配置される。第
1吸気弁7および第2吸気弁8はほぼ同じ弁径を
有し、第3吸気弁9は第1吸気弁7、第2吸気弁
8よりも小さな弁径を有する。更に、第3吸気弁
9は第1吸気弁7と第2吸気弁8との間に配置さ
れる。シリンダヘツド4内には主吸気通路を構成
する第1吸気通路12、第2吸気通路13、副吸
気通路を構成する第3吸気通路14からなる3個
の吸気通路と、排気弁10,11を介して燃焼室
5内に連結された排気通路15とが形成される。
第1吸気通路12、第2吸気通路13および第3
吸気通路14は一対の薄肉隔壁16,17により
互いに分離されてシリンダヘツド4内を互いにほ
ぼ平行に延びる。第3吸気通路14は第1吸気通
路12と第2吸気通路13との間に位置し、この
第3吸気通路14は第1吸気通路12および第2
吸気通路13よりも小さな断面を有する。第1吸
気通路12,第2吸気通路13および第3吸気通
路14は同一の吸気枝管18に連結されて吸気枝
管18の内部において互いに合流する。第1吸気
通路12は第1吸気弁7を介して燃焼室5内に連
結され、この第1吸気通路12は燃焼室5内に旋
回流を発生されるためにヘリカル状に形成され
る。第2吸気通路13は第2吸気弁8を介して燃
焼室5内に連結され、この第2吸気通路13はま
つすぐに延びるストレートポートとして形成され
る。第2吸気通路13の入口部には吸気制御弁1
9が配置され、吸気制御弁19の弁軸20は第1
吸気通路12、第2吸気通路13および第3吸気
通路14内を貫通して延びる。第3吸気通路14
は第3吸気弁9を介して燃焼室5内に連結され、
この第3吸気通路14はまつすぐに延びるストレ
ートポートとして形成される。第3吸気通路14
の上壁面には燃料噴射弁21が配置され、この燃
料噴射弁21から燃料が第3吸気弁9のかさ部背
面に向けて噴射される。
According to the present invention, in order to solve the above problems,
The main intake passage includes at least two intake valves consisting of a main intake valve and a sub-intake valve, and at least two intake passages consisting of a main intake passage and a sub-intake passage, and is configured to generate a swirling flow within the combustion chamber. is connected to the combustion chamber via the main intake valve, and the fuel injection valve is arranged in the auxiliary intake passage connected to the combustion chamber via the auxiliary intake valve. In a fuel injection internal combustion engine in which the valve is opened until the beginning of the stroke and the sub-intake valve is opened from near the center of the intake stroke to the beginning of the compression stroke, the engine is equipped with a common camshaft for driving the main intake valve and the sub-intake valve, [Embodiment] The auxiliary intake valve is directly driven by a camshaft, and the main intake valve is driven via a rocker arm. [Example] Referring to FIGS. 4 to 6, 1 is the engine body, 2 is the cylinder block, and 3 is the inside of the cylinder block 2. 4 is a cylinder head fixed on cylinder block 2, 5 is a combustion chamber formed between piston 3 and cylinder head 4, and 6 is placed approximately at the center of the top of combustion chamber 5. Each spark plug is shown. On the inner wall surface of the cylinder head 4, there are three intake valves: a first intake valve 7, a second intake valve 8, which constitutes a main intake valve, and a third intake valve 9, which constitutes a sub-intake valve, and a first exhaust valve. Two exhaust valves consisting of a valve 10 and a second exhaust valve 11 are arranged. The first intake valve 7 and the second intake valve 8 have substantially the same valve diameter, and the third intake valve 9 has a smaller valve diameter than the first intake valve 7 and the second intake valve 8. Furthermore, the third intake valve 9 is arranged between the first intake valve 7 and the second intake valve 8. Inside the cylinder head 4, there are three intake passages consisting of a first intake passage 12, a second intake passage 13, which constitutes a main intake passage, and a third intake passage 14, which constitutes a sub-intake passage, and exhaust valves 10, 11. An exhaust passage 15 connected to the combustion chamber 5 through the exhaust passage 15 is formed.
The first intake passage 12, the second intake passage 13 and the third
The intake passages 14 are separated from each other by a pair of thin partition walls 16 and 17 and extend substantially parallel to each other within the cylinder head 4. The third intake passage 14 is located between the first intake passage 12 and the second intake passage 13;
It has a smaller cross section than the intake passage 13. The first intake passage 12 , the second intake passage 13 , and the third intake passage 14 are connected to the same intake branch pipe 18 and merge with each other inside the intake branch pipe 18 . The first intake passage 12 is connected to the combustion chamber 5 via the first intake valve 7, and the first intake passage 12 is formed in a helical shape to generate a swirling flow within the combustion chamber 5. The second intake passage 13 is connected to the combustion chamber 5 via the second intake valve 8, and is formed as a straight port that extends straight. An intake control valve 1 is provided at the entrance of the second intake passage 13.
9 is arranged, and the valve shaft 20 of the intake control valve 19 is the first
It extends through the intake passage 12, the second intake passage 13, and the third intake passage 14. Third intake passage 14
is connected to the combustion chamber 5 via the third intake valve 9,
This third intake passage 14 is formed as a straight port that extends straight. Third intake passage 14
A fuel injection valve 21 is arranged on the upper wall surface, and fuel is injected from this fuel injection valve 21 toward the back surface of the bulk part of the third intake valve 9.

第5図を参照すると、吸気枝管18は共通のサ
ージタンク22に連結され、サージタンク22は
吸気ダクト23およびエアフローメータ24を介
して図示しないエアクリーナに連結される。吸気
ダクト23内には図示しないアクセルペダルに連
結されたスロツトル弁25が配置され、このスロ
ツトル弁25の弁軸26にはスロツトルスイツチ
27が連結される。このスロツトルスイツチ27
はスロツトル弁25がほぼ全開したとき、例えば
全開したときのスロツトル開度が90度であるとす
るとスロツトル開度が80度を越えたときにオンと
なる。一方、吸気制御弁19の弁軸20にはアー
ム28が固着され、このアーム28の先端部は制
御ロツド29を介して負圧アクチユエータ30の
ダイアフラム31に連結される。負圧アクチユエ
ータ30はダイアフラム31により分離された負
圧室32と大気圧室33とを具備し、負圧室32
内にはダイアフラム押圧用圧縮ばね34が配置さ
れる。負圧室32は大気に連通可能な電磁切換弁
35を介して負圧タンク36に連結される。負圧
タンク36は負圧タンク36からサージタンク2
2内に向けてのみ流通可能な逆止弁37を介して
サージタンク22内に連結されており、従つて負
圧タンク36内の負圧はサージタンク22内に発
生する最大負圧に維持される。一方、機関本体1
にはデイストリビユータ38が取付けられ、この
デイストリビユータ38のロータ39はクランク
シヤフトの1/2の回転速度でもつて機関により駆
動される。ロータ39には一対のデイスク40,
41が固定され、これらデイスク40,41の歯
付外周面に対面して一対のクランク角センサ4
2,43が配置される。クランク角センサ42は
例えば1番気筒が吸気上死点であるか否かを判別
するセンサであつて1番気筒が吸気上死点にある
ときに出力パルスを発生する。これに対してクラ
ンク角センサ43は例えばクランクシヤフトが30
度回転する毎に出力パルスを発生する。従つてク
ランク角センサ42,43の出力パルスから各気
筒のクランク角を計算することができ、またクラ
ンク角センサ43の出力パルスから機関回転数を
計算することができる。これらクランク角センサ
42,43は電子制御ユニツト50に接続され
る。
Referring to FIG. 5, the intake branch pipe 18 is connected to a common surge tank 22, and the surge tank 22 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake duct 23 and an air flow meter 24. A throttle valve 25 connected to an accelerator pedal (not shown) is disposed within the intake duct 23, and a throttle switch 27 is connected to a valve shaft 26 of the throttle valve 25. This throttle switch 27
is turned on when the throttle valve 25 is almost fully opened, for example, if the throttle opening is 90 degrees when fully opened, the throttle valve 25 is turned on when the throttle opening exceeds 80 degrees. On the other hand, an arm 28 is fixed to the valve shaft 20 of the intake control valve 19, and the tip of the arm 28 is connected to a diaphragm 31 of a negative pressure actuator 30 via a control rod 29. The negative pressure actuator 30 includes a negative pressure chamber 32 and an atmospheric pressure chamber 33 separated by a diaphragm 31.
A compression spring 34 for pressing the diaphragm is arranged inside. The negative pressure chamber 32 is connected to a negative pressure tank 36 via an electromagnetic switching valve 35 that can communicate with the atmosphere. The negative pressure tank 36 is connected to the surge tank 2 from the negative pressure tank 36.
The negative pressure tank 36 is connected to the inside of the surge tank 22 via a check valve 37 that allows flow only into the inside of the surge tank 22, so that the negative pressure inside the negative pressure tank 36 is maintained at the maximum negative pressure generated inside the surge tank 22. Ru. On the other hand, engine body 1
A distributor 38 is attached to the rotor 38, and a rotor 39 of the distributor 38 is driven by the engine at half the rotational speed of the crankshaft. The rotor 39 has a pair of disks 40,
41 is fixed, and a pair of crank angle sensors 4 are mounted facing the toothed outer peripheral surfaces of these disks 40 and 41.
2,43 are arranged. The crank angle sensor 42 is a sensor that determines, for example, whether or not the No. 1 cylinder is at the intake top dead center, and generates an output pulse when the No. 1 cylinder is at the intake top dead center. On the other hand, the crank angle sensor 43, for example,
Generates an output pulse every time it rotates. Therefore, the crank angle of each cylinder can be calculated from the output pulses of the crank angle sensors 42 and 43, and the engine speed can be calculated from the output pulses of the crank angle sensor 43. These crank angle sensors 42, 43 are connected to an electronic control unit 50.

電子制御ユニツト50はデイジタルコンピユー
タからなり、双方向性バズ51によつて相互に接
続されたROM(リードオンリメモリ)52,
RAM(ランダムアクセスメモリ)53、CPU(マ
イクロプロセツサ)54、入力ポート55および
出力ポート56を具備する。エアフローメータ2
4は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、こ
のエアフローメータ24はAD変換器57を介し
て入力ポート55に接続される。更に、入力ポー
ト55にはスロツトルスイツチ27およびクラン
ク角センサ42,43が接続される。一方、出力
ポート56は対応する駆動回路58,59を介し
て夫々燃料噴射弁21および電磁切換弁35に接
続される。
The electronic control unit 50 consists of a digital computer and includes ROM (read only memory) 52, which are interconnected by a bidirectional buzzer 51.
It includes a RAM (random access memory) 53, a CPU (microprocessor) 54, an input port 55, and an output port 56. air flow meter 2
4 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and this air flow meter 24 is connected to an input port 55 via an AD converter 57. Furthermore, a throttle switch 27 and crank angle sensors 42 and 43 are connected to the input port 55. On the other hand, the output port 56 is connected to the fuel injection valve 21 and the electromagnetic switching valve 35 via corresponding drive circuits 58 and 59, respectively.

本考案に係る内燃機関は部分負荷運転時には燃
焼室5内の混合気を成層化することにより平均空
燃比が25〜30といつた稀薄混合気を用いて運転
し、機関高負荷運転時には高出力を得るために燃
焼室5内の混合気を均一化すると共に平均空燃比
を小さくするようにしたものである。部分負荷運
転時における成層化の度合を高めるためには第3
吸気弁9の開弁時期並びに弁揚程および燃料噴射
弁21の噴射完了時期を適切に設定する必要があ
るが、まず始めに本考案による内燃機関の基本的
動作を説明した後に第3吸気弁9の開弁時期、弁
揚程並びに各吸気弁の動弁機構および燃料噴射弁
21の噴射完了時期について説明する。
The internal combustion engine according to the present invention stratifies the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 during partial load operation to operate using a lean air-fuel mixture with an average air-fuel ratio of 25 to 30. In order to obtain this, the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is made uniform and the average air-fuel ratio is made small. In order to increase the degree of stratification during partial load operation, the third
It is necessary to appropriately set the opening timing of the intake valve 9, the valve lift, and the injection completion timing of the fuel injection valve 21. First, the basic operation of the internal combustion engine according to the present invention will be explained, and then the third intake valve 9 will be set. The valve opening timing, valve lift, valve operating mechanism of each intake valve, and injection completion timing of the fuel injection valve 21 will be explained.

第7図は第1吸気弁7、第2吸気弁8および第
3吸気弁9の開弁期間および弁揚程を示す。第7
図において縦軸Lは弁揚程を示し、横軸θはクラ
ンク角を示す。第1吸気弁7および第2吸気弁8
の開弁期間はほぼ同じであつてこれら第1吸気弁
7および第2吸気弁8の開弁期間が第7図におい
て曲線Aで示される。曲線Aからわかるように主
吸気弁を構成する第1吸気弁7および第2吸気弁
8は吸気行程の上死点(TDC)の少し手前で開
弁し、吸気行程の下死点(BDC)を少し越えた
圧縮行程始めにおいて閉弁する。一方、副吸気弁
を構成する第3吸気弁9の開弁期間が第7図にお
いて曲線Bで示される。曲線Bからわかるように
第3吸気弁9は吸気行程のほぼ中央において開弁
し、第1吸気弁7および第2吸気弁8と同時に閉
弁する。なお、第3吸気弁9の開弁時期は吸気行
程のほぼ中央に設定する必要があるが第3吸気弁
9の閉弁時期については若干の自由度があり、第
3吸気弁9を第1吸気弁7および第2吸気弁8が
閉弁するすこし前に閉弁させることもできるし、
第1吸気弁7および第2吸気弁8が閉弁したすこ
し後に閉弁させることもできる。燃料噴射弁21
の噴射時期については後に詳細に説明するが概略
的に言うと全噴射燃料が燃焼室5内に供給される
ように第3吸気弁9が閉弁する前に燃料噴射が完
了している。吸気制御弁19は部分負荷運転時に
全閉せしめられ、高負荷運転時には全開せしめら
れる。
FIG. 7 shows the opening periods and valve lifts of the first intake valve 7, the second intake valve 8, and the third intake valve 9. 7th
In the figure, the vertical axis L shows the valve lift, and the horizontal axis θ shows the crank angle. First intake valve 7 and second intake valve 8
The opening periods of the first intake valve 7 and the second intake valve 8 are almost the same, and the opening periods of the first intake valve 7 and the second intake valve 8 are shown by curve A in FIG. As can be seen from curve A, the first intake valve 7 and the second intake valve 8 that make up the main intake valve open a little before the top dead center (TDC) of the intake stroke, and close to the bottom dead center (BDC) of the intake stroke. The valve closes at the beginning of the compression stroke, which is a little beyond . On the other hand, the opening period of the third intake valve 9 constituting the auxiliary intake valve is shown by curve B in FIG. As can be seen from curve B, the third intake valve 9 opens approximately at the center of the intake stroke, and closes simultaneously with the first intake valve 7 and the second intake valve 8. Note that the opening timing of the third intake valve 9 needs to be set approximately at the center of the intake stroke, but there is some degree of freedom in the closing timing of the third intake valve 9. It is also possible to close the intake valve 7 and the second intake valve 8 a little before they close,
It is also possible to close the first intake valve 7 and the second intake valve 8 a little after they are closed. Fuel injection valve 21
The injection timing will be explained in detail later, but generally speaking, fuel injection is completed before the third intake valve 9 closes so that all the injected fuel is supplied into the combustion chamber 5. The intake control valve 19 is fully closed during partial load operation, and fully opened during high load operation.

次に第1図から第3図を参照して第1吸気弁
7、第2吸気弁8および第3吸気弁9を開閉制御
するための動弁機構について説明する。第1図を
参照すると各吸気弁7,8,9に対して共通のカ
ムシヤフト60が設けられ、このカムシヤフト6
0は第1吸気弁7に対するカム60aと、第2吸
気弁8に対するカム60bと、第3吸気弁9に対
するカム60cとの3個のカムを一体形成してい
る。第2図を参照すると副吸気弁を構成する第3
吸気弁9はシリンダヘツド4内に摺動可能に挿入
されたキヤツプ61を介してカムシヤフト60に
より直接駆動せしめられる。一方、第3図を参照
すると主吸気弁を構成する第1吸気弁7にはロツ
カーアーム62が配置される。このロツカーアー
ム62の一端部62aはシリンダヘツド4上にお
いて揺動可能に支持され、ロツカーアーム62の
他端部62bは第1吸気弁7の頂部と係合する。
また、ロツカーアーム62の中間部はカム60a
と係合し、従つて第1吸気弁7はロツカーアーム
62を介してカムシヤフト60により駆動され
る。なお、第2吸気弁8に対してもロツカーアー
ム62とほぼ同じ形状を有するロツカーアーム6
3(第1図)が設けられ、従つて第2吸気弁8も
ロツカーアーム63を介してカムシヤフト60に
より駆動される。斯くして各カム60a,60
b,60cの基準円に対するカム高さが仮に等し
いとしても第1吸気弁7および第2吸気弁8の弁
揚程の方が第3吸気弁9の弁揚程よりも大きくな
る(第7図)。後述するように第3吸気通路14
からは濃い混合気が供給されるが第3吸気弁9の
弁揚程を小さくすることによつて燃焼室5内に供
給された濃い混合気の拡散が防止されるので成層
化の度合を高めることができる。また、第1吸気
弁7および第2吸気弁8をロツカーアーム62,
63を介して駆動することにより第1吸気弁7お
よび第2吸気弁8の弁揚程を大きくすることがで
きるので機関高負荷運転時における充填効率を高
めることができる。また、このようにカムシヤフ
ト60による直接駆動方式およびロツカーアーム
62,63を用いた間接駆動方式を併用すること
によつて1個のカムシヤフト60によつて一直線
上に配置されていない第1吸気弁7、第2吸気弁
8および第3吸気弁9を同時に駆動することがで
き、斯くしてそれだけ動弁機構を簡素化すること
ができる。
Next, a valve operating mechanism for controlling the opening and closing of the first intake valve 7, the second intake valve 8, and the third intake valve 9 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Referring to FIG. 1, a common camshaft 60 is provided for each intake valve 7, 8, 9, and this camshaft 6
0 has three cams integrally formed: a cam 60a for the first intake valve 7, a cam 60b for the second intake valve 8, and a cam 60c for the third intake valve 9. Referring to FIG. 2, the third valve constituting the auxiliary intake valve
The intake valve 9 is directly driven by a camshaft 60 via a cap 61 which is slidably inserted into the cylinder head 4. On the other hand, referring to FIG. 3, a rocker arm 62 is disposed on the first intake valve 7 constituting the main intake valve. One end 62a of the rocker arm 62 is swingably supported on the cylinder head 4, and the other end 62b of the rocker arm 62 engages with the top of the first intake valve 7.
Also, the middle part of the rocker arm 62 is a cam 60a.
The first intake valve 7 is therefore driven by the camshaft 60 via the rocker arm 62. Note that a Rocker arm 6 having almost the same shape as the Rocker arm 62 is also used for the second intake valve 8.
3 (FIG. 1), so that the second intake valve 8 is also driven by the camshaft 60 via the rocker arm 63. In this way, each cam 60a, 60
Even if the cam heights relative to the reference circles b and 60c are equal, the valve lifts of the first intake valve 7 and the second intake valve 8 will be larger than the valve lift of the third intake valve 9 (FIG. 7). As described later, the third intake passage 14
A rich mixture is supplied from the combustion chamber 5, but by reducing the valve lift of the third intake valve 9, diffusion of the rich mixture supplied into the combustion chamber 5 is prevented, thereby increasing the degree of stratification. I can do it. Further, the first intake valve 7 and the second intake valve 8 are connected to the rocker arm 62,
63, it is possible to increase the valve lift of the first intake valve 7 and the second intake valve 8, thereby increasing the filling efficiency during high engine load operation. Further, by using both the direct drive method using the camshaft 60 and the indirect drive method using the rocker arms 62 and 63, the first intake valve 7 is not arranged in a straight line by one camshaft 60, The second intake valve 8 and the third intake valve 9 can be driven simultaneously, and the valve operating mechanism can thus be simplified accordingly.

前述したように部分負荷運転時には吸気制御弁
19が全開せしめられる。従つて第1吸気弁7お
よび第2吸気弁8が開弁して吸気行程が開始され
ても吸入空気が第2吸気通路13から燃焼室5内
に供給されることがなく、吸入空気は第1吸気通
路12のみを介して燃焼室5内に供給される。前
述したように第1吸気通路12はヘリカル状に形
成されているために空気は旋回しつつ燃焼室5内
に流入し、斯くして燃焼室5内には強力な旋回流
が発生せしめられる。ピストン3が半ストローク
程度下降すると第3吸気弁9が開弁するので燃料
噴射弁21からの噴射燃料により第3吸気通路1
4内に形成された混合気が第3吸気弁9を介して
燃焼室5内に流入する。第3吸気弁9が開弁した
当初は第3吸気弁9の弁揚程が小さいために燃焼
室5内に流入する混合気量も少なく、この混合気
は燃焼室5内の空気と混合して燃焼室5の頂部付
近に稀薄な混合気を形成する。このときピストン
3の頂面付近は空気のみとなつている。次いでピ
ストン3が更に下降すると第3吸気弁9の弁揚程
が増大し、第3吸気通路14から燃焼室5内に流
入する濃混合気が次第に増大する。吸気行程の後
半になると第1吸気弁7の弁揚程が次第に小さく
なるために第1吸気通路12から燃焼室5内に流
入する吸入空気量は減少し、これに対して第3吸
気弁9の弁揚程が増大するために第3吸気通路1
4から燃焼室5内に流入する混合気量が増大す
る。このとき第3吸気弁9の弁揚程が比較的小さ
いために混合気が燃焼室5の下方に向けて拡散す
るのが防止され、斯くして混合気が燃焼室5の頂
部に集められるために燃焼室5の頂部に形成され
る混合気は次第に濃くなつていく。第1吸気弁7
が閉弁時期に近づくとこの傾向は更に強まり、斯
くして第1吸気弁7および第3吸気弁9が閉弁し
たときには燃焼室5の頂部には濃い混合気が集ま
り、混合気の濃度はピストン3に向けて徐々に薄
くなつてピストン3の頂面上では空気のみとな
る。次いで圧縮行程が開始されるとピストン3頂
面の空気は周囲の稀薄混合気と混合して稀薄混合
気となり、従つて圧縮行程末期には燃焼室5の頂
部には濃い混合気が集まり、ピストン3頂面近傍
には稀薄な混合気が集まる。斯くして燃焼室5内
の混合気は成層化されることになる。燃焼室5の
頂部には濃い混合気が集まつているので点火栓6
の周りには濃い混合気が集まつており、従つて混
合気は容易に着火せしめられる。このとき燃焼室
5内には旋回流が発生しているので着火火炎が急
速に燃焼室5内に広がる。
As mentioned above, the intake control valve 19 is fully opened during partial load operation. Therefore, even if the first intake valve 7 and the second intake valve 8 are opened and the intake stroke is started, the intake air is not supplied into the combustion chamber 5 from the second intake passage 13, and the intake air is not supplied into the combustion chamber 5 from the second intake passage 13. 1 is supplied into the combustion chamber 5 only through the intake passage 12. As described above, since the first intake passage 12 is formed in a helical shape, the air flows into the combustion chamber 5 while swirling, thereby generating a strong swirling flow within the combustion chamber 5. When the piston 3 descends by about half a stroke, the third intake valve 9 opens, and the fuel injected from the fuel injection valve 21 causes the third intake passage 1 to be opened.
The air-fuel mixture formed in the combustion chamber 4 flows into the combustion chamber 5 via the third intake valve 9. Initially, when the third intake valve 9 opens, the lift of the third intake valve 9 is small, so the amount of air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 5 is also small, and this air-fuel mixture mixes with the air inside the combustion chamber 5. A lean mixture is formed near the top of the combustion chamber 5. At this time, only air exists near the top surface of the piston 3. Next, when the piston 3 further descends, the valve lift of the third intake valve 9 increases, and the rich air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 5 from the third intake passage 14 gradually increases. In the second half of the intake stroke, the valve lift of the first intake valve 7 gradually becomes smaller, so the amount of intake air flowing into the combustion chamber 5 from the first intake passage 12 decreases. In order to increase the valve lift, the third intake passage 1
4, the amount of air-fuel mixture flowing into the combustion chamber 5 increases. At this time, since the valve lift of the third intake valve 9 is relatively small, the air-fuel mixture is prevented from diffusing downward into the combustion chamber 5, and thus the air-fuel mixture is collected at the top of the combustion chamber 5. The air-fuel mixture formed at the top of the combustion chamber 5 gradually becomes richer. First intake valve 7
This tendency becomes even stronger as the valve approaches the closing time, and when the first intake valve 7 and the third intake valve 9 close, a rich mixture gathers at the top of the combustion chamber 5, and the concentration of the mixture decreases. It gradually becomes thinner toward the piston 3, and there is only air on the top surface of the piston 3. Next, when the compression stroke starts, the air on the top surface of the piston 3 mixes with the surrounding lean mixture to form a lean mixture. Therefore, at the end of the compression stroke, a rich mixture gathers at the top of the combustion chamber 5, and the piston 3 Lean mixture gathers near the top surface. In this way, the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 becomes stratified. Since the rich mixture gathers at the top of the combustion chamber 5, the ignition plug 6
A rich air-fuel mixture gathers around the air-fuel mixture, so the air-fuel mixture is easily ignited. At this time, since a swirling flow is generated within the combustion chamber 5, the ignition flame rapidly spreads within the combustion chamber 5.

前述したように成層化した場合において良好な
燃焼を得るには成層化の度合を高くする必要があ
り、そのためには第3吸気弁9の開弁時期並びに
弁揚程と燃料噴射弁21の噴射完了時期を適切に
定めなければならない。即ち、第3吸気弁9の開
弁時期を早くすると吸気行程の初期から混合気が
燃焼室5内に供給されるために成層化の度合は小
さくなつてしまう。一方、第3吸気弁9の開弁時
期を遅くすると第3吸気弁9が開弁している間に
全噴射燃料が燃焼室5内に流入できず、流入でき
なかつた燃料は第3吸気通路14内に滞留して次
の吸気行程において第3吸気弁9が開弁したとき
に一気に燃焼室5内に流入する。しかしながらこ
のように滞留した燃料が第3吸気弁9の開弁直後
に一気に燃焼室5内に流入すると吸気行程の中期
において燃焼室5内に濃い混合気が形成されるた
めにもはや成層化の度合を高めることはできな
い。本考案者による実験によれば第3吸気弁9の
開弁時期を吸気行程のほぼ中央に設定すると最も
成層化の度合を高めることができることが判明し
ており、従つて本考案においては第3吸気弁9の
開弁時期が吸気行程のほぼ中央に設定されてい
る。
As mentioned above, in order to obtain good combustion in the case of stratification, it is necessary to increase the degree of stratification, and for this purpose, the opening timing of the third intake valve 9, the valve lift, and the completion of injection of the fuel injection valve 21 are important. The timing must be determined appropriately. That is, if the opening timing of the third intake valve 9 is advanced, the air-fuel mixture is supplied into the combustion chamber 5 from the beginning of the intake stroke, so that the degree of stratification becomes smaller. On the other hand, if the opening timing of the third intake valve 9 is delayed, all the injected fuel cannot flow into the combustion chamber 5 while the third intake valve 9 is open, and the fuel that cannot flow into the combustion chamber 5 is transferred to the third intake passage. It stays in the combustion chamber 14 and flows into the combustion chamber 5 at once when the third intake valve 9 opens in the next intake stroke. However, if the fuel accumulated in this way flows into the combustion chamber 5 at once immediately after opening the third intake valve 9, a rich air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 5 in the middle of the intake stroke, so that the degree of stratification is no longer high. cannot be increased. According to experiments conducted by the inventor of the present invention, it has been found that the degree of stratification can be maximized by setting the opening timing of the third intake valve 9 to approximately the center of the intake stroke. The opening timing of the intake valve 9 is set approximately at the center of the intake stroke.

次に、上述したように噴射燃料が第3吸気通路
14内に滞留すると良好な成層化を得ることがで
きず、また加速応答性も悪化するので噴射された
全燃料を吸気行程のうちに燃焼室5内に流入せし
める必要がある。この場合、あまり早く燃料噴射
を行なうと第3吸気通路14内に燃料が滞留し、
この滞留した燃料が第3吸気弁9の開弁時に燃焼
室5内に流入するために成層化の度合が小さくな
つてしまう。即ち、燃料噴射時期はできるだけ遅
らすことが必要なのである。ところで本考案者の
実験によれば第7図の鎖線Cで示されるほぼ吸気
下死点(BDC)までに噴射燃料が第3吸気通路
14の内壁面或いは第3吸気弁9のかさ部背面に
達していれば全噴射燃料を燃焼室5内に供給でき
ることが判明している。燃料噴射弁21から噴射
された燃料が例えば第3吸気弁9のかさ部背面に
達するには或る時間を要し、この時間はほぼ一定
であるがこの時間をクランク角に換算すると機関
回転数に応じて変化することになる。即ち、噴射
燃料が第3吸気弁9のかさ部背面に達するまでの
クランク角は機関回転数が高くなるほど大きくな
る。従つて最後に噴射された燃料が吸気下死点付
近において第3吸気弁9のかさ部背面に達するよ
うにするには燃料噴射弁21の噴射完了時期を機
関回転数の増大に応じて早めなければならない。
また、噴射された燃料が第3吸気弁9のかさ部背
面に達するまでの時間は第3吸気通路14内を流
れる吸入空気の流速によつても変化する。即ち、
機関回転数が高くなれば第3吸気通路14内を流
れる吸入空気の流速が速くなり、従つて吸入空気
の流速という点からだけみれば機関回転数が高く
なるにつれて噴射完了時期を遅らせる必要があ
る。
Next, as described above, if the injected fuel stays in the third intake passage 14, good stratification cannot be obtained and the acceleration response also deteriorates, so all the injected fuel is combusted during the intake stroke. It is necessary to flow into the chamber 5. In this case, if the fuel is injected too early, fuel will remain in the third intake passage 14,
Since this stagnant fuel flows into the combustion chamber 5 when the third intake valve 9 is opened, the degree of stratification becomes small. That is, it is necessary to delay the fuel injection timing as much as possible. However, according to experiments conducted by the present inventor, the injected fuel reaches the inner wall surface of the third intake passage 14 or the back surface of the third intake valve 9 by approximately the intake bottom dead center (BDC) shown by the chain line C in FIG. It has been found that all the injected fuel can be supplied into the combustion chamber 5 if the combustion chamber 5 is reached. For example, it takes a certain amount of time for the fuel injected from the fuel injection valve 21 to reach the back surface of the third intake valve 9, and this time is almost constant, but when this time is converted into a crank angle, the engine rotation speed It will change accordingly. That is, the crank angle at which the injected fuel reaches the rear surface of the bulk portion of the third intake valve 9 increases as the engine speed increases. Therefore, in order for the last injected fuel to reach the rear surface of the bulk part of the third intake valve 9 near the intake bottom dead center, the injection completion timing of the fuel injection valve 21 must be advanced according to the increase in engine speed. Must be.
Further, the time taken for the injected fuel to reach the back surface of the bulk portion of the third intake valve 9 also changes depending on the flow velocity of the intake air flowing inside the third intake passage 14. That is,
As the engine speed increases, the flow velocity of the intake air flowing through the third intake passage 14 increases, and therefore, from the viewpoint of the flow velocity of the intake air, it is necessary to delay the injection completion timing as the engine speed increases. .

吸入空気の流速を考慮した最適の燃料噴射完了
時期が第7図の曲線Dで示される。なお、第7図
において縦軸Nは機関回転数を示し、横軸θはク
ランク角を示す。曲線Dからわかるようにクラン
ク角θで表わした噴射完了時期は概略的に言うと
機関回転数Nの増大に伴つて早められる。しかし
ながら機関回転数Nが高くなると第3吸気通路1
4内を流れる吸入空気の流速が速くなるために機
関回転数Nの増大に対する噴射完了時期の変化量
は小さくなる。第7図の曲線Dで示すクランク角
において燃料噴射が完了すれば機関回転数Nにか
かわらずに最後に噴射された燃料が吸気下死点付
近において第3吸気弁9のかさ部背面に達し、斯
くして全燃料が第3吸気弁9の開弁期間中に燃焼
室5内に供給されると共に吸気行程末期に多量の
混合気が燃焼室5内に供給されるために成層化の
度合を高めることができる。なお、第7図におい
てτ0は噴射完了時期から吸気下死点までの制御時
間を示し、τは燃料噴射期間を示す。
The optimum fuel injection completion timing in consideration of the flow velocity of intake air is shown by curve D in FIG. In addition, in FIG. 7, the vertical axis N shows the engine speed, and the horizontal axis θ shows the crank angle. As can be seen from the curve D, the injection completion time represented by the crank angle θ is generally advanced as the engine speed N increases. However, when the engine speed N increases, the third intake passage 1
Since the flow velocity of the intake air flowing through the engine 4 becomes faster, the amount of change in the injection completion timing with respect to an increase in the engine speed N becomes smaller. When fuel injection is completed at the crank angle shown by curve D in FIG. 7, the last injected fuel reaches the back surface of the bulk part of the third intake valve 9 near the intake bottom dead center, regardless of the engine speed N. In this way, all the fuel is supplied into the combustion chamber 5 while the third intake valve 9 is open, and a large amount of air-fuel mixture is supplied into the combustion chamber 5 at the end of the intake stroke, so that the degree of stratification is reduced. can be increased. In FIG. 7, τ 0 indicates the control time from the injection completion time to the intake bottom dead center, and τ indicates the fuel injection period.

一方、機関高負荷運転時には吸気制御弁19が
全開せしめられると共に噴射燃料が予め定められ
た割合だけ増量せしめられる。吸気制御弁19が
全開すると第1吸気通路12から供給される吸入
空気に加えて流路抵抗の小さな第2吸気通路13
からも吸入空気が供給されるために充填効率が高
められる。また、このとき噴射完了時期は第7図
の鎖線Eで示すように第1吸気弁7および第2吸
気弁8が開弁するすこし前に設定される。第7図
のτ′はこのときの燃料噴射期間を示している。こ
のように噴射完了時期が早められると前述したよ
うに第3吸気通路14に噴射燃料が滞留し、この
噴射燃料が第3吸気弁9の開弁時に燃焼室5内に
供給されるために成層化の度合が低くなる。更
に、第3吸気通路14内に滞留した燃料が第1吸
気通路12および第2吸気通路13内を流れる吸
入空気流によつて第1吸気通路12および第2吸
気通路13内に吸い出されるために第1吸気通路
12および第2吸気通路13からも混合気が燃焼
室5内に供給されることになる。従つて高負荷運
転時には成層化の度合が極度に弱められて均一に
近い混合気が燃焼室5内に形成されるために噴射
燃料が一定割合だけ増量せしめられても点火栓6
の周りが極度に過濃となることはない。従つて良
好な着火性を確保することができ、噴射燃料が増
量せしめられることによつて高出力を得ることが
できる。
On the other hand, during high engine load operation, the intake control valve 19 is fully opened and the amount of injected fuel is increased by a predetermined ratio. When the intake control valve 19 is fully opened, in addition to the intake air supplied from the first intake passage 12, the second intake passage 13, which has a small flow resistance, is
Since intake air is also supplied from the fuel tank, the filling efficiency is increased. Further, at this time, the injection completion timing is set slightly before the first intake valve 7 and the second intake valve 8 open, as shown by the chain line E in FIG. τ' in FIG. 7 indicates the fuel injection period at this time. If the injection completion timing is advanced in this way, the injected fuel will remain in the third intake passage 14 as described above, and this injected fuel will be supplied into the combustion chamber 5 when the third intake valve 9 is opened, resulting in stratification. The degree of Further, the fuel accumulated in the third intake passage 14 is sucked out into the first intake passage 12 and the second intake passage 13 by the intake air flow flowing through the first intake passage 12 and the second intake passage 13. The air-fuel mixture is also supplied into the combustion chamber 5 from the first intake passage 12 and the second intake passage 13. Therefore, during high-load operation, the degree of stratification is extremely weakened and a nearly uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 5, so even if the amount of injected fuel is increased by a certain percentage, the spark plug 6
The area around the area will not be extremely dense. Therefore, good ignitability can be ensured, and high output can be obtained by increasing the amount of injected fuel.

次に第8図および第9図に示すフローチヤート
を参照しつつ燃料噴射弁21および吸気制御弁1
9の制御について説明する。
Next, referring to the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9, the fuel injection valve 21 and the intake control valve 1 will be explained.
9 will be explained.

第8図を参照すると、まず始めにステツプ70に
おいて機関回転数Nを表わすクランク角センサ4
3の出力信号、および吸入空気量Qを表わすエア
フローメータ24の出力信号をCPU54内に取
込み、ステツプ71においてQ/Nを計算する。こ
のQ/Nは一サイクル当りに各気筒に吸入される
空気量を表わしており、従つてQ/Nは機関負荷
に相当する。次いでステツプ72では基本燃料噴射
パルス巾τpがτp=K1・Q/Nなる式から求められ
る。ここでK1は定数である。次いでステツプ73
ではスロツトルスイツチ27がオンであるか否か
が判別される、即ちスロツトル弁25がほぼ全開
であるが否かが判別される。スロツトル弁25が
ほぼ全開でない場合にはステツプ74に進んで機関
回転数Nが予め定められた回転数No、例えば
3000r.p.mよりも大きいか否かが判別される。N
≦Noの場合にはステツプ75に進んで電磁制御弁
35を消勢すべきデータが出力ポート56に出力
される。このとき負圧アクチユエータ30の負圧
室32は電磁切換弁35を介して負圧タンク36
に連結され、その結果ダイアフラム31が負圧室
32側に移動して吸気制御弁19が全閉せしめら
れる。次いでステツプ76では前述した噴射完了時
期から吸気下死点までの制御時間τ0が計算され
る。第10図は制御時間τ0と機関回転数Nとの関
係を示しており、第10図に示す関係は関数或い
はデータテーブルの形で予めROM52内に記憶
されている。次いでステツプ77では増量係数K2
を1.0とし、ステツプ78に進む。ステツプ78では
燃料噴射パルス巾τがτ=K2・K3・τp+τrなる
式から計算される。ここでK3は補正係数であり、
τrは無効噴射時間である。次いでステツプ79では
燃料噴射弁21の噴射開始時期θ1がθ1=θ0−(τ
+τ0)なる式から計算される。ここでθ0は吸気下
死点のクランク角を示す。τは燃料噴射が行なわ
れるクランク角度、τ0はクランク角度で表わした
制御時間を示しており、従つてステツプ79では吸
気下死点を基準とした噴射開始クランク角θ1が計
算される。次いでステツプ80ではθ2=θ0−τ0なる
式から吸気下死点を基準とした噴射完了クランク
角θ2が計算される。次いでステツプ81では斯くし
て計算された噴射時間クランク角θ1および噴射完
了クランク角θ2がRAM53に記憶される。
Referring to FIG. 8, first, in step 70, a crank angle sensor 4 indicating the engine speed N is
3 and the output signal of the air flow meter 24 representing the intake air amount Q are taken into the CPU 54, and in step 71, Q/N is calculated. This Q/N represents the amount of air taken into each cylinder per cycle, and therefore, Q/N corresponds to the engine load. Next, in step 72, the basic fuel injection pulse width τ p is determined from the equation τ p =K 1 ·Q/N. Here K 1 is a constant. Then step 73
Then, it is determined whether or not the throttle switch 27 is on, that is, it is determined whether or not the throttle valve 25 is almost fully open. If the throttle valve 25 is not nearly fully open, the process proceeds to step 74, where the engine speed N is changed to a predetermined speed No., for example.
It is determined whether or not it is greater than 3000r.pm. N
If ≦No, the process advances to step 75 and data for deenergizing the electromagnetic control valve 35 is output to the output port 56. At this time, the negative pressure chamber 32 of the negative pressure actuator 30 is connected to the negative pressure tank 36 via the electromagnetic switching valve 35.
As a result, the diaphragm 31 moves toward the negative pressure chamber 32, and the intake control valve 19 is fully closed. Next, in step 76, the control time τ 0 from the injection completion time to the intake bottom dead center is calculated. FIG. 10 shows the relationship between the control time τ 0 and the engine speed N, and the relationship shown in FIG. 10 is stored in advance in the ROM 52 in the form of a function or a data table. Then, in step 77, the increase factor K 2
Set it to 1.0 and proceed to step 78. In step 78, the fuel injection pulse width τ is calculated from the formula τ=K 2 ·K 3 ·τ pr . where K 3 is the correction factor,
τ r is the invalid injection time. Next, in step 79, the injection start timing θ 1 of the fuel injection valve 21 is determined as θ 10 −(τ
0 ). Here, θ 0 indicates the crank angle at intake bottom dead center. τ indicates the crank angle at which fuel injection is performed, and τ 0 indicates the control time expressed in crank angle. Therefore, in step 79, the injection start crank angle θ 1 is calculated with reference to the intake bottom dead center. Next, in step 80, the injection completion crank angle θ 2 with reference to the intake bottom dead center is calculated from the equation θ 20 −τ 0 . Next, in step 81, the thus calculated injection time crank angle θ 1 and injection completion crank angle θ 2 are stored in the RAM 53.

一方、ステツプ73においてスロツトルスイツチ
27がオンであると判別されたとき、又はステツ
プ74においてN>N0であると判別されたとき
はステツプ82に進む。ステツプ82では電磁切換弁
35を付勢すべきデータが出力ポート56に出力
される。このとき負圧アクチユエータ30の負圧
室32は電磁切換弁35を介して大気に開放され
るためにダイアフラム31は大気圧室33側に移
動し、斯くしてこのとき吸気制御弁19は全開せ
しめられる。次いでステツプ83では制御時間τ0
一定値Gが入れられる。この一定値Gは第7図に
示されるように第1吸気弁7および第2吸気弁8
が開弁する少し前のクランク角Eから吸気下死点
Cまでのクランク角度である。次いでステツプ84
では増量係数K2が求められる。この増量係数K2
は第11図に示すようにQ/NとNとにより定ま
り、第11図に示す各増量係数K11…Knoはマツ
プの形で予めROM52内で記憶されている。こ
の増量係数K2は1.0よりも大きく、しかもQ/N
およびNが大きくなるにつれて大きくなる。次い
でステツプ78では燃料噴射パルス巾τが求められ
るがK2が1.0よりも大きいために燃料が増量され
ることになる。また、ステツプ80においては噴射
完了クランク角θ2が求められるがτ0が一定値Gで
あるので燃料噴射完了時期は第1吸気弁7および
第2吸気弁8が開弁するすこし前のクランク角に
固定されることになる。
On the other hand, if it is determined in step 73 that the throttle switch 27 is on, or if it is determined in step 74 that N>N 0 , the process advances to step 82. At step 82, data for energizing the electromagnetic switching valve 35 is output to the output port 56. At this time, the negative pressure chamber 32 of the negative pressure actuator 30 is opened to the atmosphere via the electromagnetic switching valve 35, so the diaphragm 31 moves toward the atmospheric pressure chamber 33, and thus the intake control valve 19 is fully opened at this time. It will be done. Next, in step 83, a constant value G is entered into the control time τ 0 . This constant value G is determined by the first intake valve 7 and the second intake valve 8 as shown in FIG.
This is the crank angle from the crank angle E just before the valve opens to the intake bottom dead center C. Then step 84
Then, the increase coefficient K 2 is determined. This increase factor K 2
is determined by Q/N and N as shown in FIG. 11, and each increase coefficient K 11 . . . K no shown in FIG. 11 is stored in advance in the ROM 52 in the form of a map. This increase coefficient K 2 is larger than 1.0 and Q/N
and increases as N increases. Next, in step 78, the fuel injection pulse width τ is determined, but since K 2 is greater than 1.0, the amount of fuel is increased. In addition, in step 80, the injection completion crank angle θ 2 is determined, and since τ 0 is a constant value G, the fuel injection completion timing is determined at the crank angle slightly before the first intake valve 7 and the second intake valve 8 open. It will be fixed at

第9図は燃料噴射処理ルーチンを示す。このル
ーチンは時間割込みによつて行なわれる。第9図
を参照するとまず始めにステツプ90においてクラ
ンク角センサ42,43の出力パルスから現在の
クランク角CAが計算される。次いでステツプ91
では現在のクランク角CAがRAM53に記憶さ
れた噴射開始クランク角θ1であるか否かが判別さ
れ、噴射開始クランク角θ1であればステツプ92に
進んで燃料噴射を開始すべきデータが出力ポート
56に出力されて燃料噴射弁21からの燃料噴射
が開始される。一方、噴射開始クランク角θ1でな
い場合にはステツプ93に進んで現在のクランク角
CAが噴射完了クランク角θ2であるか否かが判別
され、噴射完了クランク角θ2であればステツプ94
に進んで燃料噴射を停止すべきデータが出力ポー
ト56に出力されて燃料噴射弁21からの燃料噴
射が停止される。
FIG. 9 shows the fuel injection processing routine. This routine is performed by time interrupt. Referring to FIG. 9, first, in step 90, the current crank angle CA is calculated from the output pulses of the crank angle sensors 42, 43. Then step 91
Then, it is determined whether the current crank angle CA is the injection start crank angle θ 1 stored in the RAM 53, and if the injection start crank angle θ 1 is the injection start crank angle θ 1, the process advances to step 92 and data to start fuel injection is output. The signal is output to the port 56 and fuel injection from the fuel injection valve 21 is started. On the other hand, if the injection start crank angle θ is not 1 , the process advances to step 93 and the current crank angle is
It is determined whether CA is the injection completion crank angle θ 2 , and if the injection completion crank angle θ 2 is the injection completion crank angle θ 2 , step 94 is performed.
Then, data for stopping fuel injection is output to the output port 56, and fuel injection from the fuel injection valve 21 is stopped.

従つて第8図に示すフローチヤートからわかる
ようにスロツトル弁25の開度が予め定められた
開度よりも小さくかつ機関回転数が予め定められ
た回転数N0よりも低いときには吸気制御弁19
が閉弁せしめられ、燃料噴射が第7図の曲線Dで
示す時期に完了せしめられる。その結果、前述し
たように成層化の度合が高くなり、斯くして良好
な燃焼を得ることができる。また、第3吸気弁9
が開弁すると第3吸気通路14内を吸入空気が流
れるので噴射燃料の気化が促進され、斯くして良
好な着火性を確保することができる。一方、スロ
ツトル弁25がほぼ全開するか又は機関回転数N
が予め定められた回転数N0よりも高いときには
吸気制御弁19が全開せしめられ、燃料噴射が第
7図の鎖線Eで示す一定時期に完了せしめられ
る。その結果、前述したように成層化の度合が弱
められてほぼ一様な混合気が燃焼室5内に形成さ
れる。またこのときには燃料が増量されて平均空
燃比が小さくなるが成層化の度合が弱められるた
めに点火栓6周りの混合気が過濃になることはな
く、斯くして良好な着火性を確保することができ
る。更に平均空燃比が小さくなることによつて高
出力が得られることになる。
Therefore, as can be seen from the flowchart shown in FIG. 8, when the opening degree of the throttle valve 25 is smaller than the predetermined opening degree and the engine speed is lower than the predetermined rotation speed N0 , the intake control valve 19 is
is closed, and fuel injection is completed at the time indicated by curve D in FIG. As a result, the degree of stratification increases as described above, and thus good combustion can be obtained. In addition, the third intake valve 9
When the valve is opened, intake air flows through the third intake passage 14, which promotes vaporization of the injected fuel, thus ensuring good ignitability. On the other hand, if the throttle valve 25 is almost fully opened or the engine speed N
When the engine speed is higher than a predetermined rotational speed N 0 , the intake control valve 19 is fully opened, and fuel injection is completed at a certain time indicated by the chain line E in FIG. As a result, as described above, the degree of stratification is weakened and a substantially uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 5. Also, at this time, the amount of fuel is increased and the average air-fuel ratio becomes smaller, but the degree of stratification is weakened, so the air-fuel mixture around the spark plug 6 does not become too rich, thus ensuring good ignition performance. be able to. Further, by reducing the average air-fuel ratio, high output can be obtained.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

カムシヤフトによる吸気弁の直接駆動方式およ
びロツカーアームを用いた間接駆動方式を併用す
ることによつてカムシヤフトの延長方向に対して
一直線上に配置されていない複数の吸気弁を同時
に開閉制御することができる。その結果、各気筒
の複数個の吸気弁を1個のカムシヤフトにより駆
動することができるので動弁機構の構造を簡素化
することができる。また、第3吸気弁の弁揚程を
小さくすることによつて第3吸気通路から燃焼室
内に流入する濃い混合気の拡散を防止することが
できるので燃焼室内の成層化の度合を高めること
ができ、斯くして平均空燃比が25から30といつた
稀薄混合気を用いても良好な燃焼を得ることがで
きる。また、第1吸気弁および第2吸気弁の弁揚
程をカムシヤフトにより直接駆動する場合に比べ
て大きくすることができるので機関高負荷運転時
における充填効率を高めることができる。
By using both the direct drive method of the intake valves using the camshaft and the indirect drive method using the rocker arm, it is possible to simultaneously open and close a plurality of intake valves that are not arranged in a straight line with respect to the extending direction of the camshaft. As a result, a plurality of intake valves for each cylinder can be driven by one camshaft, so the structure of the valve operating mechanism can be simplified. Furthermore, by reducing the valve lift of the third intake valve, it is possible to prevent the rich air-fuel mixture flowing into the combustion chamber from the third intake passage from diffusing, thereby increasing the degree of stratification within the combustion chamber. In this way, good combustion can be obtained even when using a lean mixture with an average air-fuel ratio of 25 to 30. Further, since the valve lifts of the first intake valve and the second intake valve can be made larger than in the case where they are directly driven by a camshaft, it is possible to increase the filling efficiency during high-load operation of the engine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はカムシヤフトによる動弁機構の平面
図、第2図は第1図の−線に沿つてみた側面
断面図、第3図は第1図の−線に沿つてみた
側面断面図、第4図は内燃機関の側面断面図、第
5図は第4図の平面断面図、第6図は内燃機関の
全体図、第7図は吸気弁の開弁期間と噴射完了時
期を示す線図、第8図は噴射開始クランク角およ
び噴射完了クランク角を求めるフローチヤート、
第9図は燃料噴射処理のためのフローチヤート、
第10図は制御時間と機関回転数の関係を示す線
図、第11図はROMに記憶された増量係数を示
す線図である。 5……燃焼室、6……点火栓、7……第1吸気
弁、8……第2吸気弁、9……第3吸気弁、12
……第1吸気通路、13……第2吸気通路、14
……第3吸気通路、19……吸気制御弁、21…
…燃料噴射弁。60……カムシヤフト、60a,
60b,60c……カム、62,63……ロツカ
ーアーム。
Fig. 1 is a plan view of a valve mechanism using a camshaft, Fig. 2 is a side sectional view taken along the - line in Fig. 1, Fig. 3 is a side sectional view taken along the - line in Fig. 1, and Fig. 3 is a side sectional view taken along the - line in Fig. 1. Fig. 4 is a side sectional view of the internal combustion engine, Fig. 5 is a plan sectional view of Fig. 4, Fig. 6 is an overall view of the internal combustion engine, and Fig. 7 is a diagram showing the intake valve opening period and injection completion timing. , FIG. 8 is a flowchart for determining the injection start crank angle and the injection completion crank angle,
Figure 9 is a flowchart for fuel injection processing;
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between control time and engine speed, and FIG. 11 is a diagram showing the increase coefficient stored in the ROM. 5... Combustion chamber, 6... Spark plug, 7... First intake valve, 8... Second intake valve, 9... Third intake valve, 12
...First intake passage, 13...Second intake passage, 14
...Third intake passage, 19...Intake control valve, 21...
...Fuel injection valve. 60...camshaft, 60a,
60b, 60c...cam, 62, 63...Rotzker arm.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主吸気弁および副吸気弁からなる少なくとも2
個の吸気弁と、主吸気通路および副吸気通路から
なる少なくとも2個の吸気通路とを具備し、燃焼
室内に旋回流を発生させるための主吸気通路が主
吸気弁を介して燃焼室内に連結され、副吸気弁を
介して燃焼室内に連結された副吸気通路内に燃料
噴射弁を配置し、主吸気弁が吸気行程の上死点付
近から圧縮行程始めまで開弁すると共に副吸気弁
が吸気行程の中央付近から圧縮行程始めまで開弁
する燃料噴射式内燃機関において、主吸気弁およ
び副吸気弁を駆動するための共通のカムシヤフト
を具備し、副吸気弁をカムシヤフトにより直接駆
動すると共に主吸気弁をロツカーアームを介して
カムシヤフトにより駆動することにより主吸気弁
の弁揚程を副吸気弁の弁揚程よりも大きくした複
数の吸気弁を具えた燃料噴射式内燃機関。
At least two consisting of a main intake valve and a sub-intake valve
and at least two intake passages consisting of a main intake passage and a sub-intake passage, and the main intake passage is connected to the combustion chamber via the main intake valve to generate a swirling flow within the combustion chamber. The fuel injection valve is placed in the auxiliary intake passage connected to the combustion chamber via the auxiliary intake valve, and the main intake valve opens from near the top dead center of the intake stroke to the beginning of the compression stroke, and the auxiliary intake valve opens. A fuel injection internal combustion engine that opens from near the center of the intake stroke to the beginning of the compression stroke is equipped with a common camshaft for driving the main intake valve and the sub-intake valve. A fuel injection type internal combustion engine equipped with a plurality of intake valves in which the valve lift of the main intake valve is made larger than the valve lift of the auxiliary intake valve by driving the intake valves by a camshaft via a Rocker arm.
JP9082085U 1985-06-18 1985-06-18 Expired JPH0433379Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9082085U JPH0433379Y2 (en) 1985-06-18 1985-06-18

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9082085U JPH0433379Y2 (en) 1985-06-18 1985-06-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62133U JPS62133U (en) 1987-01-06
JPH0433379Y2 true JPH0433379Y2 (en) 1992-08-11

Family

ID=30646154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9082085U Expired JPH0433379Y2 (en) 1985-06-18 1985-06-18

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0433379Y2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2731547B2 (en) * 1988-10-19 1998-03-25 ヤマハ発動機株式会社 4 cycle engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62133U (en) 1987-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4667636A (en) Fuel injection type internal combustion engine
US5797367A (en) Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine
JPH0247239Y2 (en)
EP0806559A1 (en) Method of controlling the operation of an internal combustion engine of the two-stroke cycle and direct fuel injection type and internal combustion engine
JPH1047121A (en) Control device of in-cylinder injection type spark ignition type internal combustion engine
JPH0559270B2 (en)
US8718903B2 (en) Direct injection spark ignition internal combustion engine, and fuel injection control method therefor
JPH0222223B2 (en)
JP3182787B2 (en) Fuel supply control device for internal combustion engine
JPS60230544A (en) Fuel injector for engine
JPH0433379Y2 (en)
JPH0433377Y2 (en)
JPH0433378Y2 (en)
JP2788612B2 (en) Automotive engine
JPH0635834B2 (en) Double intake valve engine
JPS61261638A (en) Fuel injection type internal combustion engine equipped with plurality of suction valves
JPS63201341A (en) Two cycle internal combustion engine
JP2006132399A (en) Control device and control method for an engine with supercharger
JP3617419B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH08200116A (en) Cylinder fuel injection-type internal combustion engine
JPS61261639A (en) Fuel injection type internal combustion engine equipped with plurality of suction valves
JPS62243924A (en) Fuel injection type internal combustion engine associated with plural intake valves
JPS61164037A (en) Fuel supply device of internal-combustion engine
JP3661769B2 (en) In-cylinder injection spark ignition type internal combustion engine control device
JP2002332849A (en) Controller for spark ignition type direct-injection engine