JPH06341363A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各シリンダ毎に２つの吸気ポートを備えたエ
ンジンの吸気装置において、全運転領域で吸入空気と燃
料の混合を促進して燃焼を促進させる。 【構成】 各シリンダ毎に第１、第２ポート２，３の２
つの吸気ポートを設け、第２ポート３に吸気制御弁４を
設ける。第１、第２ポート２，３を連通路13により連通
させ、連通路13に開閉弁14を設ける。第１ポート２側に
インジェクタ６を設け、ノズル７をほぼ連通路13の開口
部に指向させる。低中速回転域では、制御弁４および開
閉弁14を閉じて吸入空気を第１ポート２のみに流すこと
により吸気流速を大きくし燃焼を促進させる。高速回転
域では、吸気制御弁４および開閉弁14を開いて吸入空気
を第１、第２ポート２，３に流すことにより吸気流量を
大きくし、また、ノズル７から噴射された燃料の一部を
連通路13を通して第２ポートへ流入させ、第１、第２ポ
ート２，３から均一な混合気を供給して燃焼を促進させ
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運転状況に応じ
て開閉する吸気制御弁を設けたエンジンの吸気装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンの吸気装置におい
て、各シリンダ毎に２つの吸気ポートを備え、運転状況
に応じて一方の吸気ポートを開閉する吸気制御弁を設け
たものがある。そして、エンジンの低中速回転域または
低負荷運転領域では、吸気制御弁を閉じ一方の吸気ポー
トを閉鎖して吸気通路を絞ることにより、吸気流速を大
きくして燃焼室にスワールを生成し、燃焼を促進させて
出力を増大させるようにしている。また、高速回転域お
よび高負荷運転領域では、吸気制御弁を開いて吸気通路
面積を大きくすることにより吸気流量を大きくして出力
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
エンジンの出力特性を向上させるようにしている。

【０００３】この種のエンジンの吸気装置に関する先行
技術として、例えば特開昭61-25916号公報には、吸気制
御弁の下流側に２つの吸気ポートを連通させる連通路を
設け、さらに、この連通路を開閉する弁装置を設け、中
速回転域で連通路を開いて吸気抵抗を小さくすることに
より中速回転域のエンジン出力を大きくするようにした
ものが記載されている。

【０００４】また、特開昭61- 283724号公報には、相互
に閉タイミングの異なるバルブを有する２つの吸気ポー
トを連通させる連通路を設け、さらに、この連通路を開
閉する開閉弁を設け、高速回転域で連通路を開いて先閉
じポート側の閉動作によって生じる圧縮波を連通路を介
して後閉じポート側へ作用させることにより過給効果を
得て高速回転域のエンジン出力を大きくするようにした
エンジンの吸気装置が記載されている。

【０００５】さらに、実開昭61-190438 号公報には、燃
料噴射弁の下流側に２つの吸気ポートを連通させる連通
路を設け、この連通路を開閉弁によってエンジン冷却水
温度に基づいて開閉することにより、出力特性を向上さ
せるようにしたエンジンの吸気装置が記載されている。

【０００６】ところで、上記のように各シリンダ毎に２
つの吸気ポートを備え、一方の吸気ポートを運転状況に
応じて開閉する吸気制御弁を設けたエンジンの吸気装置
では、常時開かれている一方の吸気ポート側のみに燃料
を噴射するインジェクタを配置すると、吸気制御弁が閉
じているときは問題ないが、高速回転域および高負荷運
転領域において、吸気制御弁が開いたとき、燃焼室へ一
方の吸気ポートから混合気が供給され、他方の吸気ポー
トから空気のみが供給されることになり、燃料と空気が
充分混合されないので燃焼効率が低下するという問題を
生じる。

【０００７】そこで、従来、例えば図７に示すように、
シリンダの燃焼室１に第１ポート２と第２ポート３の２
つの吸気ポートを連通させ、第２ポート３に吸気制御弁
４を設け、さらに、吸気制御弁４の下流側に第１ポート
２と第２ポート３と互いに連通させる連通路５を設け、
この連通路５に対向させてインジェクタ６を配置するよ
うにした吸気装置がある。そして、インジェクタ６のノ
ズル７から連通路５内に燃料を噴射して分配することに
より、第１ポート２および第２ポート３の双方から燃焼
室１へ混合気を供給できるようにしている。なお、図７
中、８は排気ポート、９は点火プラグであり、また、吸
排気バルブは図示を省略している。

【０００８】また、図８に示すように、吸気制御弁４の
上流側の第１ポート２および第２ポート３に連通する吸
気管の分岐点にインジェクタ６を配置して、吸気制御弁
４が開いたとき、第１および第２ポート２，３の双方か
ら燃焼室１へ燃料を供給できるようにした吸気装置があ
る。尚、図８においては、図５に示すものに対応する部
材には同一の番号を付している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７お
よび図８に示す従来例では、次のような問題がある。す
なわち、図７に示すものでは、連通路５によって第１ポ
ート２と第２ポート３とが常時連通されているため、低
速回転域または低負荷運転領域において、吸気制御弁４
が閉じているときでも、混合気が第２ポート３を流れる
ことになるので、吸気通路面積を充分絞ることができず
吸気流速が小さくなり燃焼効率が低下する虞がある。

【００１０】また、図８に示すものでは、低速回転域ま
たは低負荷運転領域において、吸気制御弁４が閉じてい
るとき、インジェクタ６のノズル７から噴射された燃料
の一部が第２ポート３内の吸気制御弁４の上流側に滞留
するため、空燃比にばらつきが生じやすくなり燃焼効率
が低下する虞がある。

【００１１】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、全運転領域において、吸入空気と燃料の混合を
促進して燃焼効率を向上させることを目的とする。

【００１２】

【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つの吸気ポートを備え、運転状況に応じて前記
第２ポートを開閉する吸気制御弁を設けたエンジンの吸
気装置において、前記第１ポートと第２ポートとを互い
に連通させる連通路と、前記吸気制御弁に連動して該吸
気制御弁が開弁したとき前記連通路を開き前記吸気制御
弁が閉弁したとき前記連通路を閉じる開閉弁とを設け、
さらに、前記第１ポート側にインジェクタを配置し、該
インジェクタのノズルを、噴射された燃料の一部が前記
連通路へ向かうように指向させたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】このように構成したことにより、吸気制御弁が
閉弁している場合は、開閉弁が連通路を閉鎖するので、
インジェクタのノズルから噴射された燃料は、第１ポー
トの吸入空気と混合して燃焼室へ供給され、また、吸気
制御弁が開弁している場合は、開閉弁が開き連通路を連
通させるので、インジェクタのノズルから噴射された燃
料は、第１ポートの吸入空気と混合されるとともに、そ
の一部が連通路を通って第２ポートへ流れて第２ポート
の吸入空気と混合することによって、混合気が第１およ
び第２ポートの双方から燃焼室へ供給される。

【００１４】

【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。

【００１５】本実施例のエンジンの吸気装置は、図１な
いし図４に示すように、各シリンダ毎に、第１ポート２
と第２ポート３の２つの吸気ポートを備えており、第１
および第２ポート２，３は、それぞれ吸気バルブ（図示
せず）を介してシリンダの燃焼室１に連通されている。
そして、吸気管10が、第１ポート２と第２ポート３に分
岐されて燃焼室１に連通されるようになっている。な
お、図中、８は排気ポート、９は点火プラグである。

【００１６】第２ポート３には、吸気制御弁４が設けら
れている。吸気制御弁４は、第２ポート３内に設けられ
た円板状の弁体11に、第１ポート２および第２ポート３
を貫通するシャフト12を連結したバタフライ弁であり、
アクチュエータ（図示せず）によりシャフト12を回転さ
せることによって、第２ポート３を開閉するようになっ
ている。そして、当該エンジンの運転状況に応じて、低
中速回転域または低負荷運転領域では閉弁し、高速回転
域および高負荷運転領域では開弁するようになってい
る。

【００１７】吸気制御弁４の下流側に、第１ポート２と
第２ポート３とを連通させる連通路13が設けられてお
り、連通路13には、開閉弁14が設けられている。開閉弁
14は、第１ポート２の管壁に沿って摺動する弁体15によ
って連通路13を開閉するものであり、弁体15はシャフト
12に連結されている。そして、シャフト12の回転によ
り、吸気制御弁４の弁体11が第２ポート３を閉じている
とき弁体15が連通路13を閉じ（図１および図２参照）、
弁体11が第２ポート３を開いているとき弁体15が連通路
13を開く（図３および図４参照）ようになっている。す
なわち、開閉弁14の開閉は、制御弁４の開閉に連動する
ようになっている。

【００１８】吸気管10の第１ポート２側の側方の管壁に
は、燃料噴射装置のインジェクタ６が設けられている。
インジェクタ６は、そのノズル７が、ほぼ連通路13の第
１ポート２側の開口部へ指向するように配置されてお
り、ノズル７から第１ポート２内へ噴射された燃料の一
部（約半分）が連通路13を通って第２ポート３へ流れ、
残りの一部は第１ポート２内へ噴射されるようになって
いる。

【００１９】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。

【００２０】エンジンの運転状況が低中速回転域または
低負荷運転領域では、図１および図２に示すように、吸
気制御弁４および開閉弁14が閉じて第２ポート３および
連通路13が閉鎖される。よって、吸気管10の吸入空気
は、第１ポート２を通って燃焼室１へ流入し、吸気通路
面積が絞られて吸入空気の流速が大きくなり、燃焼室１
にスワールが生成され燃焼が促進して出力が大きくな
る。このとき、開閉弁14によって連通路13が閉じている
ため、吸入空気は、連通路13を通って第２ポート３へ流
れることがないので、吸気通路面積を充分絞ることがで
き吸気流速が低下することがない。また、インジェクタ
６のノズル７から連通路13に向けて連噴射された燃料
は、開閉弁14によって連通路13が閉鎖されているので第
２ポート３へ流れることなく、第１ポート２の吸気空気
と混合されて燃焼室１へ供給される。

【００２１】一方、エンジンの運転状況が高速回転域お
よび高負荷運転領域では、図３および図４に示すよう
に、吸気制御弁４および開閉弁14が開いて連通路13によ
って第１ポート２と第２ポート３とが連通される。よっ
て、吸気管10の吸入空気は、第１ポート２および第２ポ
ート３通って燃焼室１へ流入し、吸気通路面積が広がっ
て吸入空気の流量が大きくなり出力が大きくなる。ま
た、開閉弁14が開いて連通路13が連通されているので、
インジェクタ６のノズル７から連通路13に向けて噴射さ
れた一部（約半分）の燃料は、連通路13を通って第２ポ
ート３へ流れ、第２ポート３の吸入空気と混合されて燃
焼室１へ供給され、他の燃料は、第１ポート２の吸気空
気と混合されて燃焼室１へ供給される。したがって、第
１および第２ポート２，３の双方から燃焼室１へ均一な
混合気が供給されるので、燃焼が促進され出力が大きく
なるとともに排気ガスの浄化が促進される。

【００２２】このようにして、低中速回転域または低負
荷運転領域では、連通路13を閉じることにより吸気流速
を低下させることがなく、また、高速回転域および高負
荷運転領域では、連通路13を開くことにより第１および
第２ポートの双方から均一な混合気を供給することがで
きるので、低速から高速回転域まで、低負荷から高負荷
運転領域まで、全運転領域において燃焼を促進して出力
を大きくす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、また、排気ガスの浄化を促進することが
できる。

【００２３】さらに、吸気制御弁４および開閉弁14の開
閉を一本のシャフト12の回転によって行うようにしてい
るので、構造が簡単でコストもかからない。

【００２４】次に、上記実施例において、インジェクタ
の配置を変更した他の実施について図５および図６を用
いて説明する。なお、本実施例は、上記実施例に対して
インジェクタの配置が異なるのみであるから、以下、図
１ないし図４に示すものと同様の部材には同一の番号を
付し、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

【００２５】図５および図６に示すように、第１ポート
２の上方の管壁に、インジェクタ６が設けられている。
インジェクタ６のノズル７は、噴射された燃料の一部
（約半分）が連通路13の第１ポート２側の開口部へ向か
うように噴射角度が設定されており、ノズル７から第１
ポート２内へ噴射された燃料の一部（約半分）が連通路
13を通って第２ポート３へ流れ、残りの一部は第１ポー
ト２内へ噴射されるようになっている。

【００２６】この構成により、図１ないし図４に示す実
施例と同様に、低中速回転域または低負荷運転領域で
は、連通路13を閉じることにより（図５参照）、吸気流
速を低下させることがなく、また、高速回転域および高
負荷運転領域では、連通路13を開くことにより（図６参
照）、第１および第２ポート２，３の双方から均一な混
合気を供給することができるので、全運転領域において
燃焼を促進して出力を大きくす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、また、排気ガスの浄
化を促進することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明のエンジンの吸気装置は、以上詳
述したように、第１ポートと第２ポートとを互いに連通
させる連通路と、吸気制御弁と連動して連通路を開閉す
る開閉弁とを設け、インジェクタのノズルを噴射された
燃料の一部が連通路へ向かうように指向させたことによ
り、吸気制御弁が閉弁している場合は、開閉弁が連通路
を閉鎖するので、インジェクタのノズルから噴射された
燃料は、第１ポートの吸入空気と混合して燃焼室へ供給
され、また、吸気制御弁が開弁している場合は、開閉弁
が開き連通路を連通させるので、インジェクタのノズル
から噴射された燃料は、第１ポートの吸入空気と混合す
るとともに、その一部が連通路を通って第２ポートへ流
れて第２ポートの吸入空気と混合し、混合気が第１およ
び第２ポートの双方から燃焼室へ供給される。その結
果、吸気制御弁が閉じているときは、連通路が閉じて吸
気流速を低下させることがなく、また、吸気制御弁が開
いているときは、連通路が開き第１および第２ポートの
双方から均一な混合気を供給することができるので、全
運転領域において燃焼を促進して出力を大きくすること
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吸気装置におい
て、吸気制御弁および開閉弁が開いた状態を示す要部の
平面の横断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による縦断面図である。

【図３】図１の装置の吸気制御弁および開閉弁が閉じた
状態を示す要部の平面の横断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線による縦断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の吸気制御弁および開閉弁
が開いた状態を示す要部の平面の横断面図である。

【図６】図６の装置の吸気制御弁および開閉弁が閉じた
状態を示す要部の平面の横断面図である。

【図７】従来の第１、第２ポートを互いに連通させる連
通路を有するエンジンの吸気装置の平面の横断面図であ
る。

【図８】従来の第１、第２ポートの分岐点の上流側にイ
ンジェクタを配置したエンジンの吸気装置の平面の横断
面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ２ 第１ポート ３ 第２ポート ４ 吸気制御弁 ６ インジェクタ ７ ノズル 10 吸気管 13 連通路 14 開閉弁

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つの吸気ポートを備え、運転状況に応じて前記第
   ２ポートを開閉する吸気制御弁を設けたエンジンの吸気
   装置において、前記第１ポートと第２ポートとを互いに
   連通させる連通路と、前記吸気制御弁に連動して該吸気
   制御弁が開弁したとき前記連通路を開き前記吸気制御弁
   が閉弁したとき前記連通路を閉じる開閉弁とを設け、さ
   らに、前記第１ポート側にインジェクタを配置し、該イ
   ンジェクタのノズルを、噴射された燃料の一部が前記連
   通路へ向かうように指向させたことを特徴とするエンジ
   ンの吸気装置。