JPH0693866A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアインダクション流に混合気を使用し、ま
た、エアインダクションノズルの流量を安定にして、混
合気燃焼を良くするようにした。 【構成】 各シリンダ２の吸気ポート５にエアインダク
ションノズル６を設け、各シリンダ毎にスロットルバル
ブ11を備え、かつ、各エアインダクションノズル６の基
部を連絡パイプ13で連通した。いずれか一つのシリンダ
２の吸気行程において吸気弁３が開くと、スロットルバ
ルブ11で調整された混合気が吸入され、エアインダクシ
ョンノズル６からは混合気がシリンダ内に吸気される。
このとき、他のシリンダ２においては吸気弁３が閉じら
れ、他のシリンダ２に取付けられたエアインダクション
ノズル６から混合気が連絡パイプ13内に吸入される。こ
のようにして連絡パイプ13内の圧力の復帰が早くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダ内
に渦流を発生させて、燃焼条件を良くするようにしたエ
ンジンの吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのシリンダに形成した吸
気ポート出口近傍にエアインダクションノズルを設け、
特に低中速負荷時においてシリンダ内に入る混合気の乱
流を発生させて燃焼効率を向上させているものがある。
エアインダクションノズルには混合気の貯留室を連設し
たものや、吸気系通路の別な箇所にバルブを介して連通
したものがある。図33に示す装置は、エンジン１のシリ
ンダ２の上部に吸気弁３および排気弁４が配設され、吸
気ポート５の出口近傍にエアインダクションノズル６が
吸気弁３の内側のシリンダ２内に向けて設けられている
ものである。エアインダクションノズル６は、流量調節
弁７を介してサージタンク８に接続されている。吸気ポ
ート５に接続されたブランチ９には燃料噴射弁10が設け
られ、その上流側にスロットルバルブ11が設けられてい
る。なお、12はピストンである。

【０００３】エアインダクションノズル６は、噴出する
空気が吸気弁３に当たらない向きに設定されており、エ
アインダクション流はシリンダ２内に渦流となって吸気
される。また、図33には示していないが、通常、吸気系
においてスロットルバルブ11の数は１個であり、複数気
筒エンジンにおいてはスロットルバルブ11を設けた後に
ブランチ９によって各シリンダ２に空気が分配される。

【０００４】エンジン１を安定に作動させるためには、
アイドリング時、エアインダクション流の流量を流量調
節弁７によって減少または止める操作がなされ、また、
低中速負荷時にはエアインダクションノズル６からのエ
アインダクション流によってシリンダ２内が乱流にな
り、燃焼条件を良くしている。このほか、シリンダにノ
ズルと連通する貯留室を連設すること（特公昭60-18809
号公報）や、シリンダ内に周方向の渦流を発生させる
（特公昭62-34927号公報および特公昭62-29613号公報）
ことによって燃焼を安定にすることが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図33に
示すエアインダクションノズル６は燃料噴射弁10より上
流のサージタンク８から空気を供給しているので、空気
噴出量に合わせて燃料噴射量を調節し空燃比の補正を行
う必要がある。また、各シリンダ２において、吸気行程
の時のみエアインダクションノズル６から空気を噴出す
るだけである。上記の公報では他の圧縮、膨張、排気の
行程のときに吸気ポート付近の空気の圧力差によって、
ノズルに混合気が逆流するようになっているが、ノズル
の通路は絞られているので元に戻るのに時間を要する。

【０００６】本発明は、エアインダクション流に混合気
を使用し、また、エアインダクションノズルの流量を安
定にして、混合気燃焼を良くするようにしたエンジンの
吸気装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、各シリンダの吸気ポートにエアインダクシ
ョンノズルを設け、前記シリンダ内に渦流を発生させる
ようにしたエンジンの吸気装置において、前記各シリン
ダ毎にスロットルバルブを設けると共に、各エアインダ
クションノズルの基部を連絡パイプで連通したことを特
徴とする。

【０００８】

【作用】本発明は上記のように構成したものであるか
ら、いずれか一つのシリンダの吸気行程において吸気弁
が開き、シリンダ内には吸気ポートからスロットルバル
ブで調整された混合気が吸入され、エアインダクション
ノズルからは混合気がシリンダ内に吸気される。このと
き、他のシリンダにおいては吸気弁が閉じられている。
そして、他のシリンダに取付けられたエアインダクショ
ンノズルからは、このエアインダクションノズルが吸気
行程のシリンダに通じる連絡パイプ内と連通されている
ので、連絡通路により負圧が働き、混合気の連絡パイプ
内への吸入が促進される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図３に示すように、シリンダ２の
吸気ポート５に接続されたブランチ９には燃料噴射弁10
およびスロットルバルブ11が取付けられており、これら
は各シリンダ毎に設けられている。ブランチ９はサージ
タンク８と接続されている。また、エアインダクション
ノズル６が各シリンダ２毎に設けられ、各エアインダク
ションノズル６はその基部が連絡パイプ13によって連通
されている。

【００１０】次に、エンジンの各行程による混合気の流
れを図２、図４および図５を参照して説明する。先ず、
図２に符号Ａで示す吸気行程にあるシリンダ２と図４に
おいて、ピストン12が降下して吸気弁３が開くと、ブラ
ンチ９内の圧力が低下し、ブランチ９内の混合気がシリ
ンダ２内へ流れる。同様にこの負圧により、連絡パイプ
13の内部の混合気がエアインダクションノズル６より噴
出され、シリンダ２内に渦流として流れ込む。これによ
ってシリンダ２内に乱流が起き燃焼条件が良くなる。

【００１１】一方、連絡パイプ13内の圧力は混合気噴出
量に応じて低下するが、連絡パイプ13は他のエアインダ
クションノズル６とも連通し、図２に符号Ｃで示す膨張
行程にあるシリンダ２および符号Ｄで示す排気行程を行
っているシリンダ２のエアインダクションノズル６から
混合気が補給され効率を上げている。符号Ｂで示す圧縮
行程では急激な逆流作用により追従が他より遅れる。

【００１２】図５においては、吸気弁３が閉じている状
態を示しており、圧縮、膨張および排気の行程のときで
ある。混合気は他のシリンダが吸気行程のとき強く連絡
パイプ13に流れる。したがって、連絡パイプ13内は常に
混合気を補充して当該シリンダの次の吸気行程に対応で
きるようになっている。図６は、エアインダクションノ
ズル６および連絡パイプ13を取付けない状態のときの、
吸気ポート５にかかる圧力を示したものであり、吸気行
程と圧縮行程の初期に圧力が特に低くなり、圧縮行程終
期、膨張行程および排気行程では高くなる。したがっ
て、いずれか一つのシリンダ２が吸気行程および圧縮行
程初期の状態のときにおいて、図２に示すように圧縮行
程終期、膨張行程および排気行程の状態である吸気ポー
ト５から矢印の方向に混合気が流れる。

【００１３】次に、エアインダクションノズル６の設置
と連絡パイプ13との関係について述べる。図７に示すも
のはエアインダクション流がシリンダ２の中心に向かっ
て流れ、図８に示すものは二つのエアインダクション流
がシリンダ２の中心を避けて流れ、また、図９に示すも
のにおいては二つのエアインダクション流がシリンダ２
の中心に向かって流れるので、これらのエアインダクシ
ョン流ではシリンダ２内に縦渦流を発生させるように噴
射される。また、図10に示すものは、四つのエアインダ
クション流がシリンダ２の内部を横断するようになって
いるので、これも縦渦流を発生させるように噴射され
る。

【００１４】図11に示すものはエアインダクション流が
シリンダ２の周壁に沿って向けられ、図12に示すものは
エアインダクション流がシリンダ２の中心を避けて噴出
するようにされ、また、図13に示すものはエアインダク
ション流が縁部からシリンダ２の周壁に沿って向けら
れ、それぞれシリンダ２の軸心を周る横渦流を発生させ
るように噴射される。

【００１５】図14のａ〜ｆに示す連絡パイプ13は、それ
ぞれの先端は各シリンダに向けられ上記のエアインダク
ションノズル６に接続されるものである。

【００１６】次に、他の実施例を説明する。図15に示す
ものの特徴は、連絡パイプ13の底部に熱交換室14を設け
たことにあり、エキゾーストパイプ15を熱交換室14に接
続している。これによって、排気ガスで連絡パイプ13内
の混合気が加温され、混合気の霧化混合を促進すること
ができる。また、暖かい混合気をシリンダ２内に供給す
ることができる。なお、エンジン全開状態においては、
エアインダクション流の量が少なくなるので、エンジン
吸入空気温度上昇による吸入空気量の低下、そしてエン
ジン全開出力の低下がごく僅かとなる。連絡パイプ13を
加温する熱源としては、排気ガス、電気ヒータ、温水等
がある。

【００１７】図16ないし図19は連絡パイプ13に第２の燃
料噴射弁16を設けた他の実施例を示すものである。これ
は各シリンダに設けた二つのエアインダクションノズル
６の近傍に燃料噴射弁16を設置しており、シリンダ２の
対極側に密度の濃い縦渦流が形成され層状給気が達成さ
れる（図19参照）。したがって、層状燃焼が行われ低中
速負荷時の燃費改善を図ることができる。図18は前述し
た燃料噴射弁10と第２の燃料噴射弁16とから噴出される
全体の噴射量を示している。

【００１８】図20ないし図22に示すものは並設した吸気
ポート５の隣同士に二つのエアインダクションノズル６
を中央部に近接して設置したものであり、二つのエアイ
ンダクションノズル６の近傍に燃料噴射弁16を設置して
いる。エアインダクション流はシリンダ２内で中心部に
濃い縦渦流を形成する（図22参照）。この場合の燃料噴
射量は図21のグラフで示す。

【００１９】また、図23ないし図26に示すものは並設し
た吸気ポート５の一方に、燃料噴射弁16を有する連絡パ
イプ13に接続したエアインダクションノズル６をシリン
ダ２の縁に取付け、第２のエアインダクションノズル17
を他方の吸気ポート５の縁に取付け、第２のエアインダ
クションノズル17の基部を第２の連絡パイプ18で連通し
たものである。エアインダクション流はシリンダ２内で
層状になり縦渦流を形成する（図26参照）。この場合の
燃料噴射量は図25のグラフで示す。

【００２０】図27は各シリンダ２の一対の吸気ポート５
において、二つのエアインダクションノズル６を中央部
に配置し、二つの第２のエアインダクションノズル17を
端部に配置したものである。エアインダクション流はシ
リンダ２内で中心部に濃い縦渦流を形成する（図22参
照）。この場合の燃料噴射量は図21のグラフで示す。

【００２１】図28および図29は各シリンダ２に一対の吸
気ポート５を配置し、二つのエアインダクションノズル
６をそれぞれ離して取付け、各シリンダ毎に第２の燃料
噴射弁16を設けたものにおいて（図17参照）、連絡パイ
プ13を流量調節弁19を介してサージタンク８に接続され
ている。これによりエアインダクション流の通路を空気
分配通路として利用することができる。また、図30およ
び図31に示すものは、上記の流量調節弁19の代わりに第
２のスロットルバルブ20を取付けたものである。スロッ
トルバルブ20を調節することでスロー系の副給気通路と
して利用することができる。図32にスロットルバルブ11
および第２のスロットルバルブ20の作動時の開度を示
す。

【００２２】このように、連絡パイプ13を設けること
で、エアインダクション流を調節する機構を必要とせず
構造を簡単にすることができる。また、噴出されるガス
は既に混合気となっているので空燃比の補正を必要とせ
ず、エンジン全開近傍を除いた、広い負荷および回転数
に対して十分なエアインダクション流を得ることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したもので
あるから、いずれか一つのシリンダの吸気行程のとき
に、当該エアインダクションノズルからエアインダクシ
ョン流が流れ、また、他のシリンダに設けたエアインダ
クションノズルから混合気が逆流して連絡パイプに流れ
るので、連絡パイプ内の圧力の復帰が早くなりエアイン
ダクション流を良好にすることができる。また、空燃比
の補正をしなくても良く、エアインダクションノズル内
を混合気が出入することで、燃料の霧化混合が促進され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例のエンジンの吸気装置の要
部断面図である。

【図２】図１に示すエンジンの平面図である。

【図３】図１に示すエンジンの断面図である。

【図４】図１に示すエンジンの吸気行程中の状態を示す
断面図である。

【図５】図１に示すエンジンの圧縮、膨張および排気の
行程中の状態を示す断面図である。

【図６】図１に示す吸気ポート付近の圧力を示すグラフ
である。

【図７】図１に示すエアインダクションノズルの配置状
態を示す平面図である。

【図８】他のエアインダクションノズルの配置状態を示
す平面図である。

【図９】他のエアインダクションノズルの配置状態を示
す平面図である。

【図１０】他のエアインダクションノズルの配置状態を
示す平面図である。

【図１１】他のエアインダクションノズルの配置状態を
示す平面図である。

【図１２】他のエアインダクションノズルの配置状態を
示す平面図である。

【図１３】他のエアインダクションノズルの配置状態を
示す平面図である。

【図１４】図１に示すエンジンに使用される連絡パイプ
のａ〜ｆ通りの形状を示した平面図である。

【図１５】図１に示す連絡パイプの加温装置を示す断面
図である。

【図１６】図１に示すエンジンの連絡パイプに燃料噴射
弁を付加した状態を示す断面図である。

【図１７】図16に示すエンジンの平面図である。

【図１８】図16に示すエンジンの燃料噴射量を示すグラ
フである。

【図１９】図16に示すシリンダ内のエアインダクション
流を示す説明図である。

【図２０】図１に示すエンジンの連絡パイプに燃料噴射
弁を付加し、エアインダクションノズルをシリンダ中心
部に向けた状態を示す断面図である。

【図２１】図20に示すエンジンの燃料噴射量を示すグラ
フである。

【図２２】図20に示すシリンダ内のエアインダクション
流を示す説明図である。

【図２３】図16に示すエンジンに、さらに連絡パイプお
よびエアインダクションノズルを別回路で付加した状態
を示す断面図である。

【図２４】図23に示すエンジンの平面図である。

【図２５】図23に示すエンジンの燃料噴射量を示すグラ
フである。

【図２６】図23に示すシリンダ内のエアインダクション
流を示す説明図である。

【図２７】図23に示すエンジンのエアインダクションノ
ズルの位置および本数を変えた状態を示す断面図であ
る。

【図２８】図16に示すエンジンの連絡パイプに流量調節
弁を付加した状態を示す断面図である。

【図２９】図28に示すエンジンの平面図である。

【図３０】図16に示すエンジンの連絡パイプにスロット
ルバルブを付加した状態を示す断面図である。

【図３１】図30に示すエンジンの平面図である。

【図３２】図30に示すエンジンの二つのスロットルバル
ブの開度を示すグラフである。

【図３３】従来のエアインダクションノズルを設けたエ
ンジンの断面図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ シリンダ ３ 吸気弁 ４ 排気弁 ５ 吸気ポート ６ エアインダクションノズル 11 スロットルバルブ 13 連絡パイプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各シリンダの吸気ポートにエアインダク
   ションノズルを設け、前記シリンダ内に渦流を発生させ
   るようにしたエンジンの吸気装置において、前記各シリ
   ンダ毎にスロットルバルブを設けると共に、各エアイン
   ダクションノズルの基部を連絡パイプで連通したことを
   特徴とするエンジンの吸気装置。