JPH0658105B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH0658105B2
JPH0658105B2 JP61097706A JP9770686A JPH0658105B2 JP H0658105 B2 JPH0658105 B2 JP H0658105B2 JP 61097706 A JP61097706 A JP 61097706A JP 9770686 A JP9770686 A JP 9770686A JP H0658105 B2 JPH0658105 B2 JP H0658105B2
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intake
intake passage
combustion chamber
passage
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浩康 内田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの吸気装置、特に吸気通路が、エンジ
ンの低負荷領域から高負荷領域に至る全領域で吸気を燃
焼室に供給する1次吸気通路と、高負荷領域においての
み吸気を供給する2次吸気通路とで構成されている多気
筒エンジンの吸気装置に関する。
(従来の技術) エンジンの吸気装置として、例えば特開昭60−101
224号公報に示されているように、吸気通路を通路断
面積の小さい1次吸気通路と通路断面積の大きい2次吸
気通路とで構成すると共に、2次吸気通路にエンジンの
低負荷時には閉じ且つ高負荷時には開く制御弁を備えた
ものがある。これは、吸入空気量の少ないエンジンの低
負荷時に通路断面積の小さい1次吸気通路のみから吸気
を燃焼室に供給することにより、該吸気の流速を高め或
いは燃焼室内に該吸気によるスワールを形成して、燃焼
の気化霧化や該燃料の着火後における火炎の伝播を促進
し、これにより低負荷時の燃焼性を向上させると共に、
高出力が要求されるエンジンの高負荷時には、上記1
次、2次吸気通路の両者から吸気を供給することにより
所要の吸気充填量を確保し得るようにしたものである。
一方、エンジンの吸気装置には燃焼室への燃料供給手段
として燃料噴射弁が設置されることがあるが、該噴射弁
の燃料噴射時期に関しては、各気筒の作動サイクルに無
関係に噴射する方式と、例えば特開昭57−10842
8号公報に示されているように、各気筒毎に燃料噴射弁
を備えて当該気筒の例えば吸気行程終了時に燃料を噴射
する方式(タイムインジェクション方式)とがあり、後
者の方式によれば、各気筒への燃料供給状態が均一化さ
れる利点がある。
更に、近年においては、エンジンの燃費性能や排気性能
を一層向上させるため、上記の如き吸気方式及び燃料供
給方式の採用に加えて、稀薄燃焼化の試みが行われてい
る。これは、燃焼室内における混合気を成層化させて、
該燃焼室上部における点火プラグの周辺に比較的リッチ
(燃料の濃度が大きい状態)な混合気を遍在させること
により、良好な着火性を確保しながら混合気全体として
の空燃比をリーン(燃料の濃度が小さい状態)化させる
ことを目的とするものである。これによれば、燃費が低
減され且つ排気中の有害成分の含有量が減少されること
になるが、この稀薄燃焼化に際しては、点火プラグによ
る着火時にその周辺に燃料を遍在させる必要上、燃料噴
射方式として上記のタイムドインジェクション方式が用
いられることになる。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、稀薄燃焼化を図るべくタイムドインジェクシ
ョン方式を採用して混合気を成層化させようとした場
合、燃料噴射弁を燃焼室或いは吸気通路に対してどのよ
うな位置関係で設置するのが最適であるかが問題とな
る。つまり、従来においては、上記特開昭57−108
428号公報に図示されているように、燃料噴射弁は吸
気マニホルドに設置されており、この場合、吸気行程の
所定の時期に燃料噴射弁から燃料を噴射しても、燃料噴
霧はシリンダヘッドに設けられた吸気ポート内を通り抜
けなければならないので、その間に該燃料噴霧が吸気ポ
ートの内壁面に衝突して拡散され、或いは該壁面に付着
することになる。そのため、燃焼室内への燃料供給時期
や供給状態が不安定となって該燃焼室内で混合気を良好
に成層化することが困難となり、その結果、稀薄燃焼化
が十分に達成されないのである。
また、上記特開昭60−101224号公報に示されて
いるように、吸気通路が1次吸気通路と2次吸気通路と
で構成されている場合には、燃料噴射弁が2次吸気通路
における制御弁の下流側に設置されるが、この場合にお
いても該噴射弁は吸気マニホルドに設置されるため、上
記と同様に混合気の成層化及び稀薄燃焼化を図ることが
困難となる。
そこで、このような不具合を回避する一手段として、燃
料噴射弁を燃焼室に近接させて配置することが考えら
れ、特に上記の如く1次吸気通路と2次吸気通路とを備
えてなるエンジンにおいては、上記噴射弁を1次吸気通
路の2次吸気通路への合流部近傍に設置することが考え
られるが、このような手段を多気筒エンジンに採用する
場合には次のような問題がある。
即ち、従来においては複数の燃料噴射弁を各2次吸気通
路における制御弁の直下流側に、具体的には吸気マニホ
ルドのシリンダヘッド側端部に上記各噴射弁を上方から
挿設し且つエンジン長手方向に対して直角に配置してい
たのであるが、上記の如く燃料噴射弁を1次吸気通路の
2次吸気通路への合流部近傍に設置して、該噴射弁から
の噴射燃料を燃焼室に確実且つ良好に供給しようとすれ
ば、該弁をエンジンの長手方向直角面に対し傾斜させて
配置せざるを得なくなる。その場合、上記1次吸気通路
がスワール生成用の通路とされた多気筒エンジンにおい
ては、該通路の燃焼室に対するオフセット方向(該通路
からのスワール流方向)が各気筒によって夫々異なるこ
とがあるが、このような場合には、上記燃料噴射弁の傾
斜方向ないし取付方向を各気筒毎に異ならせる必要性が
生じる。そして、これに起因して、隣接気筒間で燃料噴
射弁が互いに干渉し合うという不具合を招くと共に、各
噴射弁に燃料を分配供給するフュエルディスパイプを一
体形成して該パイプを各噴射弁の後端部に接続すること
が困難或いは不可能となり、その組付性ないし作業性が
極めて悪化することになる。
また、上記の如く燃料噴射弁の傾斜方向が各気筒によっ
て夫々異なる場合には、上記フュエルディスパイプから
各噴射弁に作用する燃料流の動圧も必然的に異なること
になり、そのため該パイプから各噴射弁に供給される燃
料量にバラツキが生じて各気筒に対する均一な燃料の分
配作用が損われることになる。
(問題点を解決するための手段) 本発明はエンジンの吸気装置、特に吸気通路が1次吸気
通路と2次吸気通路とで構成された多気筒エンジンの吸
気装置として、燃焼室内における混合気の成層化を良好
に行い得る吸気装置を実現すると共に、特に該装置に組
付けられる各燃料噴射弁の隣接気筒間での干渉を回避し
た上で該噴射弁とフュエルディスパイプとの接続ないし
組付けを良好に行い且つ該パイプから各噴射弁に分配供
給される燃料量の均一化を図ることを目的とするもので
あって、次のように構成したことを特徴とする。
即ち、各気筒の吸気通路を1次吸気通路と2次吸気通路
とで構成すると共に、2次吸気通路にエンジンの低負荷
時には該通路を閉じ且つ高負荷時には該通路を開く制御
弁を備えた構成において、上記1次吸気通路の2次吸気
通路への合流部近傍に、噴口部を燃焼室方向へ指向させ
て燃焼噴射弁を設置する。そして、該噴射弁を上記1次
吸気通路に対して側方からで且つ各気筒同一方向から挿
設したことを特徴とする。
(作 用) 上記の構成によれば、燃料噴射弁が1次吸気通路の2次
吸気通路への合流部、即ちシリンダヘッドにおける吸気
ポートの燃焼室への開口部近傍に噴口部を燃焼室方向に
指向させて設置されることになるので、吸気行程中の所
定の時期に該噴射弁から燃料が噴射されると、燃料噴霧
は、あまり拡散されることなく、また吸気ポートの内壁
面等に付着することなく、空間的及び時間的に集中して
燃焼室の上部に導入されることになる。従って、該燃焼
室上部に位置する点火プラグの周辺に燃料噴霧ないし混
合気がリッチな状態で遍在することになって、該燃焼室
内における混合気の成層化が確実且つ速やかに実現され
ることになり、これに伴って混合気全体としての空燃比
をリーン化しても、良好な着火性が得られることにな
る。
そして、特に本発明によれば、燃料噴射弁が1次吸気通
路に対して側方からで且つ各気筒同一方向から挿設され
ているので、各噴射弁をエンジンの長手方向直角面に対
して傾斜させたにも拘わらず、隣接気筒間で燃料噴射弁
が互いに干渉し合うことはなく、またフュエルディスパ
イプを一体形成した上で該パイプと各噴射弁とを接続す
ることが可能となってその組付性が向上することにな
る。
更に、上記の如き構成によれば、フュエルディスパイプ
内の燃料流方向に対して各噴射弁が同一方向に傾斜され
ていることになるので、各噴射弁に作用する上記燃料流
の動圧も必然的に等しくなり、これにより各気筒に対す
る燃料供給量が均一化されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。尚、こ
の実施例は4気筒4弁式エンジンに本発明を適用したも
のである。
先ず、このエンジンにおける各気筒の燃焼室近傍の構成
を説明すると、第1図に示すように当該エンジン1の燃
焼室2は、シリンダブロック3に形成されたシリンダボ
ア3aと、該ボア3a内に嵌挿されたピストン4の上面
と、シリンダブロック3の上方に取付けられたシリンダ
ヘッド5の下面とで画成されていると共に、この実施例
においては、上記ピストン4の上部に形成された凹部4
aが該燃焼室2の一部を構成している。そして、上記シ
リンダヘッド5には、その一方の側面5aから燃焼室2
に通じる吸気ポート6と、他方の側面5bから燃焼室2
に通じる排気ポート7とが設けられていると共に、これ
らのポート6,7は、燃焼室2側が夫々二又状に分岐さ
れて、第1、第2吸気ポート6,6及び排気ポート
,7とされている(第2図参照)。
また、上記シリンダヘッド5には、この吸、排気ポート
,7(6,7)の燃焼室2への開口部に夫々
装着されたバルブシート8,9に対して密接離反して、
これらの開口部を夫々開閉する1次吸気弁10及び第
1排気弁11(第2図に第2吸、排気弁10,11
を示す)が備えられていると共に、該シリンダヘッド
5の上部にはこれらの弁10,11(10,11
)を開閉駆動する動弁機構12が配備されている。こ
の動弁機構12は、シリンダヘッド5の上部中央にシリ
ンダ列方向に配設されて軸受13により回転可能に保持
されたカム軸14と、該ヘッド5の両側部上方に吸、排
気弁10,11(10,11)に対応させて傾
斜状に螺着されたスクリュ部材15,15と、該部材1
5,15の半球状部15a,15aを夫々支点として揺
動可能に保持されて、上記カム軸14に形成されたカム
14a,14aの回転運動を上記吸、排気弁10,1
(10,11)の上下運動に変換するロッカア
ーム(もしくはスイングアーム)16,16とで構成さ
れている。そして、上記カム軸14に図示しないクラン
ク軸の回転が伝達されることによって、吸、排気弁10
,11(10,11)がバルブスプリング1
7,17に抗して夫々所定の時期に開作動されるように
なっていると共に、この動弁機構12を覆うヘッドカバ
ー18がシリンダヘッド5の上方に取付けられている。
更に、シリンダヘッド5には、排気ポート7側の側部上
方から燃焼室2の上部中央に向かって傾斜状に点火プラ
グ19が装着され、その先端の着火部が燃焼室2の上部
に形成された半球状のキャビティ2a内へ突出されてい
る。
一方、上記シリンダヘッド5の両側面5a,5bには吸
気マニホルド20及び排気マニホルド21が夫々接続さ
れ、吸気マニホルド20の内部通路20aと上記吸気ポ
ート6(第1,第2吸気ポート6,6)とで構成さ
れて吸気を燃焼室2に供給する吸気通路22と、排気マ
ニホルド21の内部通路21aと上記排気ポート7(第
1,第2排気ポート7,7)とで構成されて燃焼室
2内で発生する排気ガスを外部に導く排気通路23とが
設けられている。そして、上記吸気通路22の下方に
は、吸気マニホルド20の内部通路20aから分岐され
てシリンダヘッド5の第1吸気ポート6における燃焼
室2への開口部直上流に合流する通路断面積の小さい通
路が設けられ、この通路がエンジン1の低負荷領域から
高負荷領域に至る全領域で吸気を燃焼室2に供給する1
次吸気通路24とされている。また、上記吸気マニホル
ド20の内部通路20aにおける1次吸気通路24の分
岐部の直下流側には当該エンジン1の低負荷時に閉じ且
つ高負荷時に開く制御弁25が設置されて、上記吸気通
路22における該制御弁25より下流側にエンジン1の
高負荷時にのみ吸気を燃焼室2に供給する2次吸気通路
26とされている。尚、以上の吸、排気通路22,23
の通路状態は、第2図に示す第1〜第4気筒1〜1
に対して全て同一の構成とされている。
然して、上記シリンダヘッド5における1次吸気通路2
4の側方からは、該1次吸気通路24の2次吸気通路2
6への合流部近傍にその噴口部27aが位置された燃料
噴射弁27が装着されていると共に、該弁27の噴口部
27aからの燃料噴射方向が燃焼室2方向となるように
設定されている。この場合において、上記燃料噴射弁2
7は、当該気筒における吸気行程の終了時(予め設定さ
れた最適時期)に燃料を噴射するように噴射時期が制御
されるようになっている。
そして、本発明の特徴として、第2図からも明らかなよ
うに第1〜第4気筒1〜1に対応する各燃料噴射弁
27…27が全て同一方向に向けて配設されている。即
ち、同図における平面視で上記各燃料噴射弁27…27
が、エンジン長手方向直角面に対して全て同一の傾斜角
で且つ同一方向に傾斜させて(この実施例においては図
面上各1次吸気通路24…24の左側方から傾斜させ
て)取付けられていると共に、上記1次吸気通路24…
24も全て同一形状に湾曲され且つ燃焼室2…2に対し
て同一方向にオフセットして開口されている。更に、こ
れらの燃料噴射弁27…27の後端部つまり燃料導入部
27b…27bは、フュエルディスパイプ28の各分岐
部28a…28aに嵌着されて、該パイプ28内に導入
された燃料が上記各燃料噴射弁27…27に分配供給さ
れるようになっていると共に、この実施例においては該
パイプ28内の燃料流方向xと各噴射弁27…27への
燃料供給方向(各分岐部28a…28aの傾斜方向)と
の交差角α…αが鋭角になるように設定されている。
次に、この実施例の作用を説明する。
先ず、エンジン1の低負荷時においては、2次吸気通路
26における制御弁25が閉じているので、第1、第2
吸気弁10,10が開く吸気行程時に、吸気は1次
吸気通路24のみから第1吸気ポート6の開口部を通
って燃焼室2に供給されることになる。その場合に、該
1次吸気通路24は通路断面積が小さいので、吸気量が
少ない低負荷時であるにも拘わらず、吸気は流速が高め
られて勢い良く燃焼室2に供給されると共に、該1次吸
気通路24は、二又状に分岐された第1、第2吸気ポー
ト6,6の一方(第1吸気ポート6)に沿って設
けられて、第2図に明らかなように燃焼室2に対して略
接線方向に開口されており、従って該通路24からの吸
気により燃焼室2内にスワールAが形成されることにな
る。一方、エンジン1の高負荷時には上記制御弁25が
開くので、吸気は上記1次吸気通路24と2次吸気通路
26の両者から第1,第2吸気ポート6,6を通っ
て燃焼室2に供給されることになり、従って所要の出力
を得るのに必要な多量の吸気が燃焼室2に供給されるこ
とになる。尚、いずれの場合にも、吸気行程の終了時に
は燃料噴射弁27から燃料が噴射されて燃焼室2内に混
合気が生成されると共に、圧縮行程から膨張行程への移
行時には点火プラグ19が点火され、これにより上記混
合気が着火されて燃焼が行われることになる。
そして、上記燃料噴射弁27は上記1次吸気通路24の
2次吸気通路26への合流部近傍に先端の噴口部27a
が位置されている共に、該噴口部27aが燃焼室2の上
部中央を指向しているので、吸気弁10,10が開
いている吸気行程の終了時に該燃料噴射弁27から燃料
が噴射されると、その燃料噴霧Bはポート内壁面等に付
着することなく、第1吸気ポート6の開口部における
バルブシート8と第1吸気弁10との間を通って燃焼
室2の上部中央、即ち点火プラグ19における着火部周
辺の至近距離から集中的に噴射供給されることになる。
そのため、燃料噴霧Bが点火プラグ19の着火部周辺に
リッチな状態で遍在することになって、燃焼室2内で混
合気が良好に成層化されることになり、これにより吸気
量に対して燃料噴射量を相対的に少なくしても、上記点
火プラグ19による混合気の着火が良好に行われ、これ
に伴って混合気全体としての空燃比をリーン化させるこ
とが可能となる。そして、このようにして混合気が着火
されると、特にエンジン1の低負荷時には、燃焼室2内
に形成されているスワールにより火炎が該燃焼室2内の
全領域に速やかに伝播され、低負荷時における燃焼状態
が改善されることになる。
然して、第1〜第4気筒1〜1における各燃料噴射
弁27…27からの燃料の噴射は、第2図に示すフュエ
ルディスパイプ28の各分岐部28a…28aから上記
噴射弁27…27の各燃料導入部27b…27bに燃料
が圧送されることにより行われる。その場合、各燃料噴
射弁27…27は、上記フュエルディスパイプ28に対
して全て同一方向に傾斜して接続されているので、各噴
射弁27…27の燃料導入部27b…27bに作用する
上記パイプ28からの燃料流の動圧が全て等しくなり、
これにより各気筒1〜1に夫々分配される燃料供給
量の均一化が図られることになる。
更に、各1次吸気通路24…24の湾曲形状及びその燃
焼室2…2に対するオフセット方向を同一にした上で、
上記燃料噴射弁27…27を各1次吸気通路24…24
に対し側方からで且つ同一方向(第2図における左側部
斜め上方)から挿設する構成としたことにより、平面視
で各噴射弁27…27を傾斜させて取付けたにも拘わら
ず、隣接気筒間で各弁27…27が干渉し合うことはな
く、またこのような構成により上記フュエルディスパイ
プ28を一体形成した上で該パイプ28と各噴射弁27
…27の燃料導入部27b…27bとを接続ないし嵌着
させることが可能となってその組付け性の悪化を招くこ
とが防止される。
また、この実施例においては、上記フュエルディスパイ
プ28内の燃料流方向xと各噴射弁27…27への燃料
分配方向との交差角α…αが鋭角とされているので、第
3図に示すように各燃料噴射弁27…27内で発生した
ベーパ(気泡)z…zが燃料流Xによって該弁27…2
7内から上記パイプ28の各分岐部28a…28aを介
して該パイプ28のメイン通路28bに吸い出されるこ
とになる。つまり、上述の如く燃料噴射弁27…27を
燃焼室2…2に近接配置する構成によれば、該弁27…
27の温度が上昇ないし過上昇して上記ベーパz…zが
発生し易くなり且つレイアウトの関係上各噴射弁27…
27の水平面に対する傾斜角が小さくなるために、上記
ベーパz…zが噴射弁27…27内に残留して燃料の噴
射状態や噴射量の分配性を悪化させることになるが、上
記のようにフュエルディスパイプ28に対する燃料噴射
弁27…27の傾斜角度を適切に設定したことにより、
このような問題が効果的に解消されるのである。
尚、上記実施例は4気筒4弁式エンジンに本発明を適用
したものであるが、他の多気筒エンジン、或いは2弁、
3弁式エンジンに本発明を適用することも可能である。
(発明の効果) 以上のように本発明は、吸気通路が1次吸気通路と制御
弁を備えた2次吸気通路とで構成されているエンジンの
吸気装置において、上記1次吸気通路における2次吸気
通路への合流部近傍に、噴口部を燃焼室側に指向させて
燃料噴射弁を設置するようにしたから、吸気行程中の所
定時期に該噴射弁から燃料が噴射されると、燃料噴霧は
燃焼室の上部中央に集中的に供給されることになる。そ
のため、点火プラグの着火部周辺に燃料がリッチな状態
で遍在することになって混合気が効果的に成層化される
ことになり、これにより良好な着火性を確保しながら混
合気全体としての空燃比のリーン化ないし稀薄燃焼化が
達成され、その結果、燃費性能や排気性能が効果的に改
善されることになる。
そして、特に本発明によれば、燃料噴射弁を1次吸気通
路に対して側方からで且つ各気筒同一方向から挿設した
ことにより、隣接気筒間で上記噴射弁が互いに干渉し合
うことがなくなると共に、フュエルディスパイプを一体
形成した上で各噴射弁に接続することが可能となってそ
の組付性ないし作業性の悪化が防止され、更には上記各
噴射弁に作用する燃料流の動圧が夫々等しくなって各気
筒に対する燃料供給量の分配性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はエンジン
における燃焼室周辺を示す縦断面図、第2図は上記エン
ジンの要部横断平面図、第3図は上記実施例における作
用を示すフュエルディスパイプの要部拡大断面図であ
る。 1……エンジン、2……燃焼室、24……1次吸気通
路、25……制御弁、26……2次吸気通路、27……
燃料噴射弁、27a……噴口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 55/02 340 B 9248−3G 69/00 360 C 7825−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒の吸気通路を1次吸気通路と2次吸
    気通路とで構成すると共に2次吸気通路に該通路を開閉
    する制御弁を備え、エンジンの低負荷時には上記1次吸
    気通路のみから、高負荷時には上記制御弁の開動により
    1次吸気通路と2次吸気通路との両通路から吸気を燃焼
    室に供給するようにしたエンジンの吸気装置であって、
    上記1次吸気通路の2次吸気通路への合流部近傍に、噴
    口部を燃焼室方向へ指向させて燃料噴射弁が設置されて
    いると共に、該噴射弁は、上記1次吸気通路に対して側
    方からで且つ各気筒同一方向から挿設されていることを
    特徴とするエンジンの吸気装置。
JP61097706A 1986-04-25 1986-04-25 エンジンの吸気装置 Expired - Lifetime JPH0658105B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61097706A JPH0658105B2 (ja) 1986-04-25 1986-04-25 エンジンの吸気装置
US07/039,452 US4779594A (en) 1986-04-25 1987-04-17 Intake system for an internal combustion engine
DE3713628A DE3713628C2 (de) 1986-04-25 1987-04-23 Ansaugsystem für Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61097706A JPH0658105B2 (ja) 1986-04-25 1986-04-25 エンジンの吸気装置

Publications (2)

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JPS62253956A JPS62253956A (ja) 1987-11-05
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