JPH06341362A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの燃料噴射装置において、低速から
高速回転まで全域にわたって燃焼を促進させるようにす
る。 【構成】 各シリンダ毎に第１、第２ポート８，９の２
つの吸気ポートを設ける。第１ポート８には常時開閉す
る第１吸気バルブ10を設ける。第２ポート９には、低中
速回転域で閉弁し、高速回転域で開閉する第２吸気バル
ブ11を設ける。第１ポート８内の開口部8a付近にインジ
ェクタ５を設け、ノズル６を燃焼室12内の第２ポート９
の開口部9a付近に指向させる。第１吸気バルブ10の開弁
に同期させてノズル６から噴射した燃料は、低中速回転
域では第１ポート８の速い吸気流と混合してスワールを
生成し、高速回転域では第１ポート８の吸気流と混合す
るとともに第２ポート９の開口部9a付近で第２ポート９
の吸気流と速やかに混合して燃焼室12の全体に広がるの
で、低速から高速回転域まで燃焼を促進することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各シリンダ毎に２つの
吸気ポートを備え、一方の吸気ポートを開閉する吸気バ
ルブを運転状況に応じて停止できるようにしたエンジン
の燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンにおいて、各シリン
ダ毎に２つの吸気ポートを備え、一方の吸気ポートを開
閉する吸気バルブの作動を運転状況に応じて閉弁状態で
停止できるようにしたものがある。そして、この吸気バ
ルブを低中速回転域では停止させて吸気ポートを絞り、
吸気流速を大きくすることにより、燃焼室内でスワール
を生成させて燃焼を促進させ出力を増大させるようにし
ている。また、高速回転域では、両方の吸気ポートの吸
気バルブを開閉させて吸気通路面積を広げ、吸気流量を
大きくすることにより、出力を増大させるようにしてい
る。このようにして、低速回転域から高速回転域まで全
域にわたって出力を増大させてエンジンの出力特性を向
上させるようにしている。

【０００３】この種のエンジンでは、従来、例えば図４
に示すように、常時開閉する第１吸気バルブ１が設けら
れた第１ポート２と運転状況に応じて停止可能とした第
２吸気バルブ３が設けられた第２ポート４の２つの吸気
ポートの内、第１ポート２に連通する吸気管内に燃料噴
射装置のインジェクタ５を配置し、そのノズル６によ
り、常時第１ポート２から燃焼室内へ燃料を供給するよ
うにしたものがある。なお、図４中、７は点火プラグで
あり、また、点線はインジェクタ５から噴射された燃料
の軌跡を示す。

【０００４】また、例えば図５に示すように、第１ポー
ト２および第２ポート４に連通する吸気管の分岐点にイ
ンジェクタ５を配置し、そのノズル６により第１および
第２ポート２，４の双方から燃焼室内へ燃料を供給でき
るようにしたものがある。なお、図５においては、図４
に示すものと同様の部材には同一の番号を付してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４お
よび図５に示す燃料噴射装置では、次のような問題があ
る。すなわち、図４に示すものでは、低速回転域におい
て第２吸気バルブ３が停止して第２ポート４が閉じてい
る場合には問題ないが、高速回転域において第２吸気バ
ルブ３が作動して第２ポート４が開いた場合、燃焼室へ
は、インジェクタ５を有する第１ポート２から混合気が
供給され、第２ポート４から空気のみが供給されること
になり、燃料と空気が充分に混合されず燃焼効率が低下
することがある。なお、第１および第２ポート２，４の
双方にインジェクタを配置して、第２吸気バルブ３に連
動させて第２ポート４のインジェクタを作動させること
により、上記の問題を解決することができるが、このよ
うにした場合、各シリンダ毎に２つのインジェクタが必
要となるためコストが高くなるという問題がある。

【０００６】一方、図５に示すものでは、高速回転域に
おいて、第１および第２吸気バルブ１，３が作動して第
１および第２ポート２，４が開閉する場合は問題ない
が、低速回転域において第２吸気バルブ３が停止すると
インジェクタ５から噴射された燃料の一部が閉鎖された
第２ポート４内に滞留するため、燃焼効率が低下するこ
ともある。

【０００７】このように、図４または図５に示すもので
は、低速回転域から高速回転域まで全域にわたっては充
分良好な燃焼状態を得ることができない。そこで、全回
転域において燃焼を促進させるため、種々の燃料噴射装
置が提案されている。例えば、特開平4-159452号公報に
は、吸入空気の流れ方向に対してインジェクタの燃料噴
射角度をエンジン回転数に応じて調整することにより、
全回転域にわたって吸入空気と燃料との混合を促進して
燃焼効率を向上させるようにした燃料噴射装置が記載さ
れている。また、特開平4-143456号公報には、吸気ポー
ト内に配置されたインジェクタから噴射した燃料を燃焼
室内の高温の排気バルブに衝突させることにより、燃料
の微粒化を促進して燃焼効率を向上させるようにした燃
料噴射装置が記載されている。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、低速回転域から高速回転域まで全域にわたって
燃焼を促進させるようにしたエンジンの燃料噴射装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、各シリンダ毎に、第１ポートと第２ポ
ートの２つの吸気ポートと、前記第１ポートを開閉する
第１吸気バルブと、前記第２ポートを開閉する第２吸気
バルブとを備え、運転状況に応じて前記第２吸気バルブ
を閉弁位置で停止できるようにしたエンジンの燃料噴射
装置において、前記第１ポートの燃焼室側の開口部付近
にインジェクタのノズルを設け、該ノズルを燃焼室内の
前記第２ポートの開口部付近に指向させ、さらに、前記
第１吸気バルブの開弁に同期させて前記ノズルから燃料
を噴射するようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】このように構成したことにより、第１ポート内
のインジェクタのノズルから噴射された燃料は、開弁し
た第１バルブと第１ポートの開口部の隙間を通って燃焼
室内の第２ポートの開口部付近に到達するので、第２吸
気バルブが停止している場合は、第１ポートによる速い
吸気流によって吸入空気と燃料が混合されて燃焼が促進
され、また、第２吸気バルブが作動している場合は、ノ
ズルから噴射された燃料が第１ポートの吸入空気と直接
混合されるとともに第２ポートの開口部付近で第２ポー
トの吸入空気と速やかに混合されて混合気が燃焼室全体
に広がり燃焼が促進される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１２】本実施例のエンジンの燃料噴射装置は、図
１ないし図３に示すように、各シリンダ毎に、第１ポー
ト８と第２ポート９の２つの吸気ポートを備えており、
第１ポート８には、第１吸気バルブ10が設けられ、第２
ポート９には、第２吸気バルブ11が設けられている。第
１吸気バルブ10と第２吸気バルブ11は、動弁機構（図示
せず）に連結されており、当該エンジンのクランクシャ
フト（図示せず）の回転に同期連動してそれぞれ第１ポ
ート８と第２ポート９を開閉するようになっている。こ
こで、第１吸気バルブ10は、常時作動状態にあり、第１
ポート８を開閉し、一方、第２吸気バルブ11は、エンジ
ン回転数等に応じて作動が制御されて閉弁状態で停止で
きるようになっており、例えばエンジンの低中速回転域
では停止して第２ポート９を閉鎖し、高速回転域では作
動して第２ポート９を開閉するようになっている。

【００１３】第１ポート８内の燃焼室12側の開口部8a付
近の側壁にインジェクタ５が取付けられている。インジ
ェクタ５のノズル６は、噴射された燃料が、開弁時の第
１吸気バルブ10と第１ポート８の開口部8aの隙間を通っ
て燃焼室12内の第２ポート９の開口部9a付近へ向かうよ
うに指向されている。また、インジェクタ５は、第１吸
気バルブ10の開弁に同期させて燃料を噴射するようにな
っている。

【００１４】なお、図中、７は点火プラグ、13は排気バ
ルブであり、また、点線はインジェクタ５のノズル６か
ら噴射された燃料の軌跡を示す。

【００１５】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。

【００１６】低中速回転域では、図１に示すように、第
２吸気バルブ11の作動が閉弁状態で停止して第２ポート
９が常時閉鎖されるため、吸入空気は第１ポート８のみ
を通って燃焼室12へ流入するので、吸気通路面積が絞ら
れて吸入空気の流速が大きくなる。第１吸気バルブ10の
開弁に同期してインジェクタ５のノズル６から適当量の
燃料が噴射され、第１吸気バルブ10と第１ポート８の開
口部8aの隙間を通って第２ポート９の開口部9a付近へ到
達する。そして、ノズル６から噴射された燃料は、流速
の大きい吸入空気と混合して燃焼室12内でスワールＳを
生成し（図３参照）、層状に広がって燃焼を促進させ
る。その結果、燃焼効率が向上してエンジン出力が増大
する。また、希薄燃焼限界が拡大するので燃費を向上さ
せることができる。このとき、燃料は、第１ポート８内
のノズル６から燃焼室12へ向かって噴射されるので、閉
鎖された第２ポート９内に滞留することがない。

【００１７】高速回転域では、図２に示すように、第２
吸気バルブ11が作動して第２ポート９が開閉されるた
め、吸入空気は、第１ポート８および第２ポート９を通
って燃焼室12へ流入するので、吸気通路面積が大きくな
り吸入空気の流量が大きくなる。また、第１および第２
吸気バルブ10，11の開弁に同期してインジェクタ５のノ
ズル６から適当量の燃料が噴射され、第１吸気バルブ10
と第１ポート８の開口部8aの隙間を通って第２ポート９
の開口部9a付近、すなわち、第２吸気バルブ11と開口部
9aの隙間付近へ到達する。そして、ノズル６から噴射さ
れた燃料は、第１ポート８の吸入空気と直接混合される
とともに、第２ポート９から燃焼室12へ流入した吸入空
気と速やかに混合されるので、混合気が燃焼室12全体に
広がり燃焼を促進させる。その結果、燃焼効率が向上し
てエンジン出力が増大する。

【００１８】このようにして、低速回転域から高速回転
域まで全域にわたって燃焼効率を向上させることができ
エンジンの出力特性を向上させることができる。また、
各シリンダに必要なインジェクタは１つであるからコス
トもかからない。さらに、インジェクタの取付位置が燃
焼室に近いのでインジェクタが凍結しにくくなる。

【００１９】なお、インジェクタ５として、エアアシス
トインジェクタを用いてノズル６にアシストエアを導入
して燃料の微粒化を促進するようしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明のエンジンの燃料噴射装置は、以
上詳述したように、第１ポート内の開口部付近にインジ
ェクタを設け、インジェクタのノズルを燃焼室内の第２
ポートの開口部付近に指向させ、さらに、第１吸気バル
ブの開弁に同期させてノズルから燃料を噴射するように
したので、第１ポート内のインジェクタのノズルから噴
射された燃料は、開弁した第１バルブと第１ポートの開
口部の隙間を通って燃焼室内の第２ポートの開口部付近
に到達するので、第２吸気バルブが停止している場合
は、第１ポートによる速い吸気流によって吸入空気と燃
料が混合されて燃焼が促進され、また、第２吸気バルブ
が作動している場合は、ノズルから噴射された燃料が第
１ポートの吸入空気と直接混合されるとともに第２ポー
トの開口部付近で第２ポートの吸入空気と速やかに混合
されて混合気が燃焼室全体に広がり燃焼が促進される。
その結果、第２ポートの開閉にかかわらず燃焼を促進さ
せることができるので、エンジンの低速回転域から高速
回転域まで全域にわたって燃焼効率を向上させることが
でき、エンジンの出力特性を向上させることができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエンジンの燃料噴射装置に
おいて、第２吸気バルブの作動を停止した状態の要部を
示すシリンダヘッドの正面の縦断面図である。

【図２】図１の装置において、第２吸気バルブを作動さ
せた状態の要部を示すシリンダヘッドの正面の断面図で
ある。

【図３】図１の平面の横断面図である。

【図４】従来の第１ポートに連通する吸気管にインジェ
クタを配置したエンジンの燃料噴射装置の要部を示すシ
リンダヘッドの正面の縦断面図である。

【図５】従来の第１ポートおよび第２ポートに連通する
吸気管の分岐点にインジェクタを配置したエンジンの燃
料噴射装置の要部を示すシリンダヘッドの正面の縦断面
図である。

【符号の説明】

５ インジェクタ ６ ノズル ８ 第１ポート 8a 開口部 ９ 第２ポート 9a 開口部 10 第１吸気バルブ 11 第２吸気バルブ 12 燃焼室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各シリンダ毎に、第１ポートと第２ポー
   トの２つの吸気ポートと、前記第１ポートを開閉する第
   １吸気バルブと、前記第２ポートを開閉する第２吸気バ
   ルブとを備え、運転状況に応じて前記第２吸気バルブを
   閉弁位置で停止できるようにしたエンジンの燃料噴射装
   置において、前記第１ポート内の燃焼室側の開口部付近
   にインジェクタのノズルを設け、該ノズルを燃焼室内の
   前記第２ポートの開口部付近に指向させ、さらに、前記
   第１吸気バルブの開弁に同期させて前記ノズルから燃料
   を噴射するようにしたことを特徴とするエンジンの燃料
   噴射装置。