JPH05231275A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 閉弁したスワールコントロールバルブによっ
てさえぎられる燃料噴霧を、整流した空気の流れに乗せ
ることにより、バルブ表面への燃料付着を防止する。 【構成】 サイアミーズ構造の吸気ポート６に臨んでイ
ンジェクタ１５を設け、このインジェクタ１５から２方
向に分けて噴射供給するとともに、インジェクタ１５の
すぐ下流にあって一部に切欠き１１を有する平板状のス
ワールコントロールバルブ１１を、低負荷時に吸気流に
対しほぼ直角な位置まで閉じる。バルブ１１の全閉状態
で一方の分岐ポート６ｂに向けて噴かれた燃料をさえぎ
らず、他方の分岐ポート６ｃに向けて噴かれた燃料をさ
えぎるように切欠き１２を設けるとともに、他方の分岐
ポート６ｃに向けて噴かれた燃料をさえぎる位置から切
欠き１２にかけてのバルブ部分１１ｃを吸気下流側でか
つ前記切欠き１２の側に三次元的に湾曲させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの吸気装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの低負荷時はもともと燃焼が悪
くなりがちであるため、スロットルバルブ下流の吸気通
路にこの通路を開閉するスワールコントロールバルブを
設けた装置が各種提案されている（実開昭６１−８４１
３８号公報、実開昭６３−１５４７３０号公報参照）。

【０００３】これは、高負荷時にはスワールコントロー
ルバルブを全開にすることによりスワールコントロール
バルブがないのと同じ状態にして充填効率を高める一方
で、低負荷時になると、スワールコントロールバルブを
全閉に保持し、このバルブの一部に設けた切欠きだけか
ら吸気を流すことによって吸気の流速を増し、この流速
の増した吸気をスワールポートを介し燃焼室の接線方向
に導いて強いスワールを生じさせ、これによって燃焼改
善を行うのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６で示し
たように、スワールポートと他の分岐ポートの２つの分
岐ポートが燃焼室３に開口するサイアミーズ構造の吸気
ポート６に対し、２つの分岐ポートに分けて均等に燃料
が供給されるように２方向に燃料を噴射することの可能
なインジェクタ１５を吸気ポート６に臨んで設けるとと
もに、このインジェクタ１５のすぐ下流位置に平板状の
スワールコントロールバルブ１１を設けたものがある。

【０００５】このものでは、インジェクタ１５からの噴
射方向と、スワールコントロールバルブ１１の一部に形
成する切欠き位置との関係によっては、インジェクタ１
５から噴かれた燃料がバルブ１１に付着することを避け
られないことがある。

【０００６】たとえば、図６のように全閉状態でスワー
ルコントロールバルブ１１が空気の流れに対しほぼ直角
な位置に置かれ、かつこの全閉状態でのスワールコント
ロールバルブ１１に対し噴射燃料もほぼ直角に噴かれ、
しかも図７（図６のＳ矢視図である）で示したように、
バルブ１１中心より左側に所定量だけ偏った位置１６に
向けて噴かれた燃料は全閉位置でのバルブ１１によって
さえぎられないが、右側に所定量だけ偏った位置１７に
向けて噴かれた燃料は全閉位置でのバルブ１１によって
さえぎられるように切欠き１２が設けられたときは、所
定位置１７の近くから切欠き１２にかけてのバルブ部分
に向かう空気が、バルブ１１とほぼ直角に衝突すること
になって、空気の流れが乱れ、所定位置１７に向けて噴
かれた燃料を空気の流れに乗せて切欠き１２の方へと運
ぶことができない。

【０００７】そのため、バルブ表面に衝突して付着した
燃料は、重力により鉛直下方に垂れ、その後吸気流入の
少ない吸気ポート内を燃料壁流としてゆっくり移動し、
やがて燃焼室内に流入した場合には、この燃焼室内に流
入した燃料壁流によって、点火プラグが濡れ、プラグの
くすぶりが引き起こされるだけでなく、燃料と空気の混
合不良（ひいては燃焼不良）となり、未燃ＨＣやカーボ
ン排出量を増大させたり燃料消費を多くすることもあ
る。

【０００８】そこでこの発明は、閉弁したスワールコン
トロールバルブによってさえぎられる燃料噴霧を、整流
した空気の流れに乗せることにより、バルブ表面への燃
料付着を防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、２つの分岐
ポートを有するサイアミーズ構造の吸気ポートと、この
吸気ポートに臨み前記２つの分岐ポートに対応して２方
向に噴射供給するインジェクタと、このインジェクタの
すぐ下流にあって一部に切欠きを有し、エンジンの運転
条件により開閉する平板状のスワールコントロールバル
ブとを備え、このバルブが低負荷時になると吸気流に対
しほぼ直角な位置まで閉じられるエンジンの吸気装置に
おいて、前記スワールコントロールバルブの全閉状態で
前記インジェクタから前記分岐ポートの一方に向けて噴
かれた燃料をさえぎらず、前記他方の分岐ポートに向け
て噴かれた燃料をさえぎるように前記切欠きを設けると
ともに、前記他方の分岐ポートに向けて噴かれた燃料を
さえぎる位置から前記切欠きにかけてのバルブ部分を吸
気下流側でかつ前記切欠きの側に三次元的に湾曲させ
た。

【００１０】

【作用】高負荷域ではインジェクタから２つの分岐ポー
トに対応して２方向に噴射された燃料は、各分岐ポート
を流れる空気のそれぞれと混合して均質な混合気を形成
する。

【００１１】低負荷になると、分岐ポートの一方をねら
って噴かれた燃料は、全閉状態のスワールコントロール
バルブによってさえぎられることのないように切欠きが
設けられているので、この燃料は、切欠きを流速を増し
て流れる空気とすみやかに混合して、分岐ポートの一方
から燃焼室に流入する。

【００１２】ところが、他方の分岐ポートをねらって噴
かれた燃料は、全閉状態にあるスワールコントロールバ
ルブにさえぎられる。

【００１３】この場合に、他方の分岐ポートをねらって
噴かれた燃料がさえぎられるバルブ位置から切欠きにか
けてのバルブ部分が、吸気下流側でかつ切欠きの側に向
けて三次元的に湾曲して形成されていると、この湾曲部
に沿って空気が切欠きの方へよどみなく流れる。このよ
どみなく流れる空気に噴霧燃料が乗せられ、切欠きのほ
うへと流されると、他方の分岐ポートをねらって噴かれ
た燃料のバルブへの付着が防止される。

【００１４】

【実施例】図１，図２において、１はシリンダヘッド、
２はシリンダブロック、３は燃焼室である。

【００１５】シリンダヘッド１に形成される吸気ポート
６と排気ポート７は、吸排気がクロスフローのため、ペ
ントルーフ型の燃焼室３を中心にして、図２で示したよ
うに左右対称に位置される。

【００１６】左右のポート６，７はいずれもサイアミー
ズ構造で、吸気ポート６では集合部６ａから２つに分岐
する各分岐ポート６ｂ，６ｃが燃焼室３に開口する。同
様にして、排気ポート７では、燃焼室３に開口する分岐
ポート７ｂ，７ｃが集合部７ａで１つに合流されてい
る。

【００１７】これら分岐ポートの燃焼室３への４つの開
口端３ａ〜３ｄには、これら開口端を公知の動弁機構に
よって所定のタイミングで開閉するため、吸気弁４と排
気弁５がシリンダヘッド１に１気筒当たり２個ずつ配置
される。

【００１８】シリンダヘッド１にはまた、図１において
右側から所定長さの連接管８が取り付けられ、連接管８
内に形成される吸気通路８ａが上記吸気ポート集合部６
ａとなめらかに連通される。吸気通路８ａには、上流側
（図１で右側）からアクセルペダルと連動するスロット
ルバルブ（図示せず）によって流量の制御された吸入空
気が導入される。

【００１９】吸気ポート集合部６ａは、図３（図１のＳ
矢視図）でも示したように、断面が横長の小判状に形成
され、この集合部６ａにこの集合部６ａを開閉するスワ
ールコントロールバルブ１１が設けられる。回転自由な
シャフト９によって支持されるこのスワールコントロー
ルバルブ１１は、図示しないアクチュエータにより、低
負荷域には図１のように吸気の流れとほぼ直角な位置ま
で閉じられ（この位置が全閉状態）、高負荷域ではほぼ
９０度回転した全開位置に戻される。

【００２０】平板状のスワールコントロールバルブ１１
も、図３のように吸気ポート集合部６ａの断面形状に合
わせた横長の小判状である。さらに、スワールコントロ
ールバルブ１１の一部が、一方の分岐ポート（スワール
ポート）６ｂの側に偏らせて切欠かれており、低負荷域
でスワールコントロールバルブ１１が全閉状態にされる
と、この切欠１２を通してだけ吸気が燃焼室３へと流れ
る。低負荷域で流路面積を絞ることで、スワールポート
６ｂから流入する吸気の流速を高めることによって燃焼
室３内に強力なスワールを生じさせ、これによって低負
荷域での燃焼を改善しようとするのである。

【００２１】その一方で高負荷域にも強いスワールを与
えるとかえって燃焼室内の火種が吹き消されることがあ
るので、高負荷域ではスワールコントロールバルブ１１
が全開状態に保持され、流路面積を絞ることなく大量の
吸気を導入することによって吸気の充填効率が高められ
る。

【００２２】ところで、燃料供給のため、吸気ポート６
に臨んで（たとえば吸気ポート集合部６ａ近くの連接管
８に）設けられるインジェクタ１５には、噴射された燃
料が２つの分岐ポート６ｂ，６ｃに均等に供給されるよ
うに噴射が２方向に分かれるものが採用されている。図
３においてバルブ中心より左に偏った所定の位置１６に
向かって噴射された燃料がその延長上にあるスワールポ
ート６ｂに向かうように、また右に偏った所定の位置１
７に向けて噴かれた燃料はその延長上にある他方の分岐
ポート６ｃに向かうように、かつ左右に分けて噴かれた
燃料が全開位置のスワールコントロールバルブ１１とい
ずれも重ならないように、噴射方向と所定の位置１６，
１７が定められるのである。

【００２３】ただし、低負荷域になると、左側に偏った
所定位置１６に向けて噴射された燃料は全閉位置のスワ
ールコントロールバルブ１１によってさえぎられない
が、右側に偏った所定位置１７に向けて噴射された燃料
のほうは全閉位置のバルブ１１によってさえぎられるよ
うに、図３において、所定位置１６より少し下を通り、
シャフト取付ネジ１０Ａ，１０Ｂを結んだ線と水平にバ
ルブ中央まで延びる直線部１１ａと、これに滑らかに接
続され、所定位置１７より左側で上方に曲がって延びる
曲線部１１ｂとでスワールコントロールバルブ１１が切
欠かれている。

【００２４】さらに、所定位置１７に向けて噴かれた燃
料が全閉位置のバルブ１１によってさえぎられる位置の
近くから曲線部１１ｂまでのバルブ部分（図３の斜線で
示した斜線部分）が、図４（図３の底面図）や図５（図
３の右側面図）でも示したように、吸気下流側でかつ切
欠き１２の側に３次元的に湾曲して形成される。

【００２５】ここで、この例の作用を説明すると、高負
荷域でインジェクタ１５から２つの方向に分けて均等に
噴射された燃料は、各分岐ポート６ｂ，６ｃをほぼ同量
で流れる空気のそれぞれと混合して均質な混合気を形成
する。スワールポート６ｂをねらって噴かれた燃料は、
このスワールポート６ｂを流れる空気と混合して、また
他方の分岐ポート６ｃに向かって噴かれた燃料は、その
分岐ポート６ｃを流れる空気と混合して燃焼室３に流入
するのである。

【００２６】低負荷域になると、負荷の減少に合わせて
インジェクタ１５からの噴射燃料量が減るものの、イン
ジェクタ１５から２つの噴射方向に均等に分けて燃料が
噴射されることに変わりない。

【００２７】この場合に、スワールポート６ｂをねらっ
て（図３で左側に所定量だけ偏った所定位置１６に向け
て）噴かれた燃料は、低負荷域で閉じられたスワールコ
ントロールバルブ１１に衝突することのないように切欠
き１２が設けられているので、この燃料は、切欠き１２
を流速を増して流れる空気とすみやかに混合して、スワ
ールポート６ｂから燃焼室３に流入する。

【００２８】ところが、他方の分岐ポート６ｃをねらっ
て（図３で右側に所定量だけ偏った所定位置１７に向け
て）噴かれた燃料は、全閉位置にあるスワールコントロ
ールバルブ１１にさえぎられる。

【００２９】この場合に、図３で示した斜線部のバルブ
部分（１１ｃ）が残りのバルブ部分と同じに平らであれ
ば、この斜線部のバルブ部分に向かうに空気がほぼ直角
にバルブと衝突することになって、空気の流れが乱れ、
所定位置１７に向けて噴かれた燃料を空気の流れに乗せ
て切欠き１２の方へと運ぶことができず、バルブ表面に
燃料が付着してしまう。この付着した燃料が燃料壁流と
してやがて燃焼室３に流入するとすれば、点火プラグの
くすぶり、燃焼不良などを引き起こす。

【００３０】これに対して、この例では、斜線部のバル
ブ部分、つまり他方の分岐ポート６ｃをねらって噴かれ
た燃料がさえぎられるバルブ位置１７の近くから曲線部
１１ｂにかけてのほぼ扇形形状のバルブ部分（つまり湾
曲部１１ｃ）が、吸気下流側でかつ切欠き２０の側に向
けて三次元的に湾曲して形成されていると、この湾曲部
１１ｃに沿って空気が切欠き１２の方へよどみなく流れ
る。このよどみなく流れる空気に、所定位置１７に向け
て噴射された燃料が乗せられ、切欠き２０のほうへ流さ
れる。

【００３１】言い換えると、インジェクタ１５から２方
向に噴射される燃料のうちスワールポートでないほうの
分岐ポートに向けて噴射された燃料が、低負荷域で閉じ
たスワールコントロールバルブバルブと衝突することで
バルブ表面に付着しがちであった燃料を、湾曲部１１ｃ
で整流した空気に乗せて空気流の多い切欠き側へと運ぶ
ことによって、バルブ１１への燃料付着を防止するので
ある。これによって、全閉状態のバルブに向けて噴かれ
た燃料についての霧化が促進されることになり、点火プ
ラグのくすぶりをなくせるばかりでなく、燃料と空気の
混合を均質にして未燃ＨＣやカーボンの排出量増大を防
ぐとともに燃費を向上することができる。

【００３２】

【発明の効果】この発明は、２つの分岐ポートを有する
サイアミーズ構造の吸気ポートに臨んでインジェクタを
設け、このインジェクタから２方向に分けて噴射供給す
るとともに、インジェクタのすぐ下流にあって一部に切
欠きを有する平板状のスワールコントロールバルブを、
低負荷時に吸気流に対しほぼ直角な位置まで閉じるよう
にしたエンジンの吸気装置において、スワールコントロ
ールバルブの全閉状態でインジェクタから分岐ポートの
一方に向けて噴かれた燃料をさえぎらず、他方の分岐ポ
ートに向けて噴かれた燃料をさえぎるように切欠きを設
けるとともに、他方の分岐ポートに向けて噴かれた燃料
をさえぎる位置から切欠けにかけてのバルブ部分を吸気
下流側でかつ切欠きの側に三次元的に湾曲させたため、
全閉状態のバルブに向けて噴かれた燃料についての霧化
が促進され、点火プラグのくすぶりをなくせるばかりで
なく、未燃ＨＣやカーボンの排出量増大を防ぐとともに
燃費を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダヘッド部の縦断面図である。

【図２】ポート配置を示すシリンダヘッド部の横断面図
である。

【図３】図１のＳ矢視図である。

【図４】スワールコントロールバルブの底面図である。

【図５】スワールコントロールバルブの側面図である。

【図６】従来例のシリンダヘッド部の縦断面図である。

【図７】図６のＳ矢視図である。

【符号の説明】

６ 吸気ポート ６ｂ スワールポート（一方の分岐ポート） ６ｃ 他方の分岐ポート １１ スワールコントロールバルブ １１ｂ 曲線部 １１ｃ 湾曲部 １２ 切欠き １５ インジェクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの分岐ポートを有するサイアミーズ
   構造の吸気ポートと、この吸気ポートに臨み前記２つの
   分岐ポートに対応して２方向に燃料を噴射供給するイン
   ジェクタと、このインジェクタのすぐ下流にあって一部
   に切欠きを有し、エンジンの運転条件により開閉する平
   板状のスワールコントロールバルブとを備え、このバル
   ブが低負荷時になると吸気流に対しほぼ直角な位置まで
   閉じられるエンジンの吸気装置において、前記スワール
   コントロールバルブの全閉状態で前記インジェクタから
   前記分岐ポートの一方に向けて噴かれた燃料をさえぎら
   ず、前記他方の分岐ポートに向けて噴かれた燃料をさえ
   ぎるように前記切欠きを設けるとともに、前記他方の分
   岐ポートに向けて噴かれた燃料をさえぎる位置から前記
   切欠きにかけてのバルブ部分を吸気下流側でかつ前記切
   欠きの側に三次元的に湾曲させたことを特徴とするエン
   ジンの吸気装置。