JPH0821341A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給装置

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JPH0821341A
JPH0821341A JP6173397A JP17339794A JPH0821341A JP H0821341 A JPH0821341 A JP H0821341A JP 6173397 A JP6173397 A JP 6173397A JP 17339794 A JP17339794 A JP 17339794A JP H0821341 A JPH0821341 A JP H0821341A
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JP
Japan
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fuel
air
intake passage
internal combustion
combustion engine
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JP6173397A
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Inventor
直樹 ▲土▼田
Naoki Tsuchida
Hiroyuki Tsujiku
広幸 都竹
Takeshi Ito
健 伊藤
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • F02B31/087—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having three or more inlet valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/047—Injectors peculiar thereto injectors with air chambers, e.g. communicating with atmosphere for aerating the nozzles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を設け
た内燃機関の燃料供給装置において、低速低負荷と高速
高負荷の各運転状態で、それぞれエンジン性能を向上さ
せ、かつ、上記低速低負荷から高速高負荷に至る間での
成層の制御の自由度を向上させるようにする。 【構成】 一端が大気側に開口し、他端がシリンダ２内
の燃焼室５に向って開口する吸気通路９，２７を設け
る。この吸気通路９，２７に燃料３９を噴射する燃料噴
射弁３０を設ける。上記吸気通路９，２７側に空気３８
を供給する空気供給手段４２を設ける。上記燃料噴射弁
３０から噴射された燃料３９の向う方向が、上記空気供
給手段４２から供給される空気３８によって、変更させ
られるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、吸気通路に燃料を噴
射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料供給装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関には、従来、次のように構成さ
れたものがある。
【０００３】即ち、一端が大気側に開口し、他端がシリ
ンダ内の燃焼室に向って開口する吸気通路が設けられ、
この吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられて
いる。また、上記燃焼室に点火プラグの放電部が臨んで
いる。
【０００４】そして、内燃機関が駆動して、大気側から
空気が吸気通路を通って燃焼室に吸入されるとき、上記
燃料噴射弁が燃料を噴射して、この燃料と上記空気とに
より混合気が生成される。この混合気は、上記燃焼室に
吸入されてから圧縮され、この際、上記点火プラグの放
電により、上記混合気が点火、燃焼させられ、これによ
り、内燃機関が動力を出力するようになっている。
【０００５】また、上記構成において、ノッキング防止
や排気浄化のために、成層燃焼法が採られることがあ
る。つまり、混合気の平均空燃比（Ａ／Ｆ）の値はかな
り大きくするが、着火を確実に行わせるために、点火プ
ラグの放電部の近傍に濃い混合気を形成させる一方、そ
の周囲に薄い混合気を形成させることが行われており、
これは、例えば、燃焼室の形状を、ある特殊な形状にす
ることによって得られることとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特に、内燃
機関の低速低負荷時には、上記した成層燃焼法により、
ノッキングを防止してエンジン性能の向上が得られる。
しかし、高速高負荷時には、燃料噴射弁の制御により、
噴射燃料の量をより多くして平均空燃比の値を小さく
し、上記運転状態に対応することが行われる。
【０００７】この場合、放電部の近傍に濃い混合気が形
成されることから、点火プラグによる着火は確実に得ら
れるが、その反面、放電部の近傍にだけ極めて濃い混合
気層が形成されて、燃焼室における各部の空燃比が不均
一となることから、内燃機関が高速運転であるにも拘ら
ず、燃焼速度が遅くなり、このため、エンジン性能の向
上が十分には得られないという問題がある。
【０００８】また、上記した成層燃焼法では、燃焼室の
形状が固定的に定められているため、燃焼室で薄い混合
気層と、濃い混合気層とを成形すること（以下、これを
成層という）を、低速低負荷から高速高負荷に至る広範
囲の運転状態に対し、細かく制御することはできず、つ
まり、成層の制御の自由度が狭いという問題がある。
【０００９】
【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射
弁を設けた内燃機関の燃料供給装置において、低速低負
荷と高速高負荷の各運転状態で、それぞれエンジン性能
を向上させ、かつ、上記低速低負荷から高速高負荷に至
る間での成層の制御の自由度を向上させるようにするこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の内燃機関の燃料供給装置は、一端が大気側
に開口し、他端がシリンダ２内の燃焼室５に向って開口
する吸気通路９，２７を設け、この吸気通路９，２７に
燃料３９を噴射する燃料噴射弁３０を設けた内燃機関１
において、上記吸気通路９，２７側に空気３８を供給す
る空気供給手段４２を設け、上記燃料噴射弁３０から噴
射された燃料３９の向う方向が、上記空気供給手段４２
から供給される空気３８によって、変更させられるよう
にしたものである。
【００１１】上記の場合、燃焼室５に点火プラグ３４の
放電部３５を臨ませた内燃機関１において、シリンダ２
の軸心７に沿った視線でみて、燃料噴射弁３０から噴射
された燃料３９が上記点火プラグ３４の放電部３５の少
なくとも両側方に向うようにし、上記燃料噴射弁３０か
ら噴射された燃料３９ａが、空気供給手段４２から供給
される空気３８によって、同上シリンダ２の軸心７に沿
った視線でみて、上記放電部３５の近傍へ向わされるよ
うにしてもよい。
【００１２】また、吸気通路９，２７にスロットル弁２
８を設けた内燃機関１において、上記スロットル弁２８
よりも下流側の吸気通路９に向って上記燃料噴射弁３０
により燃料３９を噴射するようにし、空気供給手段４２
を、一端が上記スロットル弁２８よりも上流側の吸気通
路２７に開口し、他端が同上スロットル弁２８よりも下
流側の上記吸気通路９に開口する空気通路４５で構成し
てもよい。
【００１３】
【作 用】上記構成による作用は次の如くである。
【００１４】図１において、燃料噴射弁３０から噴射さ
れた燃料３９の向う方向が、空気供給手段４２から供給
される空気３８によって、変更させられるようになって
いる。
【００１５】このため、例えば、内燃機関１が低速低負
荷のときに、燃料噴射弁３０から噴射された燃料３９を
上記空気３８によって、図１中実線で示すように、燃焼
室５に臨ませた点火プラグ３４の放電部３５の近傍に向
わせるようにしてもよい。
【００１６】このようにすると、低速低負荷時におい
て、混合気４０の平均空燃比の値をかなり大きくした場
合でも、燃焼室５における上記放電部３５近傍には濃い
混合気層が形成される一方、その周囲には薄い混合気層
が形成され、所望の成層が得られることとなる。
【００１７】この場合、燃料噴射弁３０から噴射された
燃料３９が予め、燃焼室５の全体に分散されるようにし
ておけば、上記燃料３９が放電部３５の近傍だけに集中
することが防止され、上記燃焼室５の各部の空燃比が小
さい値で均一化される。
【００１８】上記の場合、シリンダ２の軸心７に沿った
視線でみて、燃料噴射弁３０から噴射された燃料３９が
上記点火プラグ３４の放電部３５の少なくとも両側方に
向うようにし、上記燃料噴射弁３０から噴射された燃料
３９が、空気供給手段４２から供給される空気３８によ
って、同上シリンダ２の軸心７に沿った視線でみて、上
記放電部３５の近傍へ向わされるようにしてもよい。
【００１９】このようにした場合には、内燃機関１が低
速低負荷のときに、燃料噴射弁３０から噴射された燃料
３９に上記空気３８を供給すれば、シリンダ２の軸心７
に沿った視線でみて、上記燃料３９は図１中実線で示す
ように、点火プラグ３４の放電部３５の近傍に向うこと
となる。
【００２０】すると、前記したと同じように、所望の成
層が得られることとなる。
【００２１】一方、内燃機関１の高速高負荷時には、通
常、混合気４０の平均空燃比の値が小さくされるため、
この場合には、空気供給手段４２による空気３８の供給
を抑制させ、もしくは停止させる。
【００２２】すると、燃料噴射弁３０から噴射された燃
料３９は、図１中二点鎖線で示すように、上記放電部３
５の両側方に向うこととなって、放電部３５の近傍に集
中することが抑制され、つまり、放電部３５の近傍にだ
け極めて濃い混合気層が形成されるということが防止さ
れて、この放電部３５の近傍を含む燃焼室５の各部の空
燃比が小さい値で均一化される。
【００２３】また、吸気通路９，２７にスロットル弁２
８を設けた内燃機関１において、上記スロットル弁２８
よりも下流側の吸気通路９に向って上記燃料噴射弁３０
により燃料３９を噴射するようにし、空気供給手段４２
を、一端が上記スロットル弁２８よりも上流側の吸気通
路２７に開口し、他端が同上スロットル弁２８よりも下
流側の上記吸気通路９に開口する空気通路４５で構成し
てもよい。
【００２４】このようにすれば、次の作用が生じる。
【００２５】即ち、図２において、内燃機関１の低速低
負荷時には、通常、スロットル弁２８の閉弁動作（図２
中実線図示）により、空気通路４５が閉じられる。この
ため、上記スロットル弁２８よりも上流側の吸気通路２
７に対し、下流側の吸気通路９の負圧は極めて大きくな
る。これにより、上記スロットル弁２８よりも上流側の
吸気通路２７内の空気３８が空気通路４５を通って、同
上スロットル弁２８よりも下流側の吸気通路９側に供給
される。
【００２６】よって、前記したように、上記空気３８が
噴射燃料３９ａに衝突して、放電部３５の近傍に濃い混
合気層が形成されることとなる。
【００２７】一方、高速高負荷には、通常、スロットル
弁２８の開弁動作（図２中仮想線図示）により、吸気通
路２７が開かれる。このため、上記スロットル弁２８の
上、下流側の吸気通路９，２７の負圧には大きな差はな
くなる。これにより、上記空気通路４５では空気３８が
流れなくなって、吸気通路９への空気３８の供給量は極
めて少なくなり、噴射燃料３９ａが吸気通路９側に向わ
されることが抑制され、前記したように、燃料噴射弁３
０から噴射された燃料３９が放電部３５の近傍に集中す
ることが抑制される。
【００２８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。
【００２９】（実施例１）
【００３０】図１から図７は実施例１を示している。
【００３１】図１と図２において、符号１は自動車に搭
載される４サイクルエンジンで、説明の便宜上、図中矢
印Ｆｒの方向を前方とし、下記する左右とはこの前方に
向っての方向をいうものとする。
【００３２】符号２はシリンダで、このシリンダ２のシ
リンダ本体２ａ上にシリンダヘッド３が取り付けられて
いる。上記シリンダ本体２ａ内にはピストン４が上下摺
動自在に嵌入され、上記シリンダ本体２ａ、シリンダヘ
ッド３、およびピストン４で囲まれた空間のシリンダヘ
ッド３側の部分が燃焼室５となっている。この場合、上
記シリンダ２の軸心７と、ピストン４の軸心および燃焼
室５の中心８は一致している。
【００３３】上記シリンダヘッド３の後部には吸気通路
９が形成されている。図１で示すように、上記シリンダ
２をその軸心７に沿った視線でみて（平面視）、上記吸
気通路９の一端は、エアクリーナを介しシリンダヘッド
３の後方の大気側に開口し、他端は上記燃焼室５に向っ
て開口し、この燃焼室５への吸気通路９の開口部は吸気
ポート１０とされている。なお、上記吸気通路９の一端
は、過給機を介して大気側に開口するものであってもよ
い。
【００３４】上記吸気ポート１０は、互いに独立した中
央ポート１２と、左右一対の側部ポート１３，１４とで
構成され、これらポート１２，１３，１４は上記吸気通
路９の上流側である吸気通路本体１１の下流端から燃焼
室５に向って分岐し、平面視で、互いにほぼ平行に延び
ている。
【００３５】上記中央ポート１２は、平面視で、上記吸
気通路９のほぼ中心を通る仮想中心線１５上に位置し、
かつ、上記燃焼室５の中心８よりも吸気通路本体１１側
（後側）に位置している。一方、上記側部ポート１３，
１４は上記仮想中心線１５の左右各側方に位置してい
る。上記各ポート１２，１３，１４はいずれも吸気通路
本体１１側からそれぞれ燃焼室５に向って下方に円弧状
に折れ曲がっており、この場合、中央ポート１２は各側
部ポート１３，１４に比べて小さい曲率半径で折れ曲が
っている。
【００３６】上記各ポート１２，１３，１４をそれぞれ
開閉する吸気弁１７が設けられている。これら各吸気弁
１７はシリンダヘッド３に上下摺動自在に支承される弁
棒１８と、上記各ポート１２，１３，１４を下方に向け
て貫通した上記弁棒１８の下端に一体成形される弁体１
９とを備えている。この弁体１９は各ポート１２，１
３，１４をその下側から閉弁させるようにばね２０で付
勢され、動弁機構の吸気カム軸２１によって、適宜開弁
動作させられるようになっている。
【００３７】上記シリンダヘッド３の前部には排気通路
２２が形成されている。この排気通路２２は、図１で示
すように、平面視で燃焼室５から前方に向って延びてい
る。上記排気通路２２の上流端は、互いに独立した左右
排気ポート２３，２３を通して上記燃焼室５に開口し、
これら排気ポート２３，２３は上記仮想中心線１５の左
右各側方に位置している。
【００３８】上記各排気ポート２３をそれぞれ開閉する
排気弁が設けられている。これら各排気弁は前記動弁機
構の排気カム軸によって、適宜開弁動作させられるよう
になっている。
【００３９】上記シリンダヘッド３の後端には吸気管２
６が取り付けられている。この吸気管２６の内部も上記
吸気通路９に連なる吸気通路２７となっており、この吸
気通路２７を開閉するスロットル弁２８が設けられてい
る。
【００４０】上記吸気ポート１０の各ポート１２，１
３，１４にまたがるように左右に延びる円柱状の吸気制
御弁２９が設けられ、この吸気制御弁２９は上記シリン
ダヘッド３にその軸心回り回動自在に支承されている。
また、この吸気制御弁２９を回動させるサーボモータ等
のアクチュエータ２９ａが設けられている。
【００４１】同上図１と図２において、符号３０は電磁
開閉式の燃料噴射弁で、噴射ノズル３１を有している。
この燃料噴射弁３０は、上記スロットル弁２８よりも下
流側の上記吸気通路９に上記噴射ノズル３１を通して燃
料３９を噴射可能とする。この燃料噴射弁３０の噴射ノ
ズル３１は、平面視で、ほぼ前記仮想中心線１５上に位
置し、同上燃料噴射弁３０はシリンダヘッド３に着脱自
在に取り付けられている。
【００４２】図１と図２において、上記燃焼室５のほぼ
中心８で、上記シリンダヘッド３には点火プラグ３４が
取り付けられ、この点火プラグ３４の放電部３５が上記
燃焼室５に臨んでいる。平面視で、上記中央ポート１２
は上記放電部３５に向って開口し、上記各側部ポート１
３，１４は上記放電部３５の左右各側方に向って開口し
ている。
【００４３】内燃機関１を電子的に制御するエンジン制
御装置３７が設けられており、このエンジン制御装置３
７に上記アクチュエータ２９ａ、燃料噴射弁３０および
点火プラグ３４が電気的に接続されている。
【００４４】図２で示すように、内燃機関１が駆動し
て、上記ピストン４が上死点から下降し始めるときが吸
入行程の開始時であり、このとき、上記吸気カム軸２１
の作動に連動して吸気弁１７が各ポート１２，１３，１
４を開き始める。これにより、吸気通路２７，９を通し
て大気側の空気３８が上記燃焼室５に吸入され始める。
【００４５】このとき、上記エンジン制御装置３７の制
御により、燃料噴射弁３０が開弁して燃料３９が所定期
間噴射され、この燃料３９と上記空気３８とにより混合
気４０が生成される。この混合気４０は上記燃焼室５に
吸入された後、ピストン４の上昇による圧縮行程で圧縮
され、このとき、エンジン制御装置３７により制御され
た点火プラグ３４の放電により着火され、かつ、燃焼さ
せられて内燃機関１の出力に供される。
【００４６】上記吸気通路９の外部から、この吸気通路
９内に向って空気３８を供給する空気供給手段４２が設
けられている。この空気供給手段４２は、空気パイプ４
３と空気ガイド４４とを有し、これら空気パイプ４３と
空気ガイド４４内には、互いに連通する空気通路４５が
形成されている。この空気通路４５の一端は上記スロッ
トル弁２８よりも上流側の吸気通路２７に開口し、同上
空気通路４５の他端は同上スロットル弁２８よりも下流
側の上記吸気通路９に開口している。
【００４７】そして、上記吸気通路２７から上記空気通
路４５を通って吸気通路９側に供給される空気３８が、
上記燃料噴射弁３０から噴射される噴射燃料３９ａに衝
突可能とされ、この衝突により、上記噴射された燃料３
９の向う方向が変更させられるようになっている。これ
を、より具体的に説明する。
【００４８】図１、図２、および図４から図６におい
て、上記空気ガイド４４は吸気通路９と燃料噴射弁３０
の噴射ノズル３１との間に介設されている。上記空気ガ
イド４４には、一端が上記噴射ノズル３１に連通し、他
端が前記吸気通路９の各側部ポート１３，１４に向って
それぞれ開口する二又状の第１燃料通路４７が形成され
ている。また、この第１燃料通路４７の中途部から分岐
して同上吸気通路９の中央ポート１２に向って開口する
第２燃料通路４８が形成されている。
【００４９】また、同上空気ガイド４４に形成される空
気通路４５は、上記空気パイプ４３の空気通路４５側か
ら上記第１燃料通路４７の上流端に連通する第１空気通
路４９と、同上空気パイプ４３の空気通路４５側から上
記第２燃料通路４８の中途部に連通する第２空気通路５
０とを備えている。
【００５０】そして、上記空気通路４５を通し空気３８
が供給されないときには、各図中二点鎖線で示すよう
に、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１から噴射された噴
射燃料３９ａは、そのまま直進して上記第１燃料通路４
７に向わされ、この燃料３９はこの第１燃料通路４７を
通って上記各側部ポート１３，１４に向わされる。これ
ら各側部ポート１３，１４は、平面視で、上記点火プラ
グ３４の放電部３５の左右各側方に向って開口している
ため、上記燃料３９は上記放電部３５の各側方に向わさ
れる。なお、この場合、燃料３９は、放電部３５の各側
方を含む燃焼室５の全体に向わされるようにしてもよ
い。
【００５１】一方、上記吸気通路９側に向って上記第１
空気通路４９を通し空気３８が供給されるときは、各図
中実線で示すように、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１
から噴射された噴射燃料３９ａに上記空気３８が衝突し
て、この衝突により、上記噴射燃料３９ａが第２燃料通
路４８に向わされ、かつ、この燃料３９はこの第２燃料
通路４８を通って上記中央ポート１２に向わされる。こ
の中央ポート１２は、平面視で、上記放電部３５の近傍
に向って開口しているため、上記燃料３９は上記放電部
３５の近傍に向わされる。また、上記第２燃料通路４８
を通る燃料３９には第２空気通路５０から空気３８が供
給され、これにより、十分に微細化されて、燃焼し易い
燃料３９が噴射される。
【００５２】図２において、上記空気パイプ４３の中途
部に開閉調整弁５３が介設され、この開閉調整弁５３は
電磁式のアクチュエータ５４によって開閉量が調整可能
とされ、つまり、このアクチュエータ５４により、空気
通路４５を通る空気３８の量が可変とされている。上記
アクチュエータ５４は上記エンジン制御装置３７に電気
的に接続されている。この場合、開閉調整弁５３は単に
空気通路４５を全閉、全開させるだけのものであっても
よい。
【００５３】上記エンジン制御装置３７には、上記の他
に、内燃機関１の回転数を検出する速度検出センサ５６
と、内燃機関１の負荷の大きさをスロットル弁２８の開
度により検出する負荷検出センサ５７とがそれぞれ電気
的に接続され、これら各センサの検出信号が上記エンジ
ン制御装置３７に入力されるようになっている。
【００５４】内燃機関１が、図７中斜線で示す低速低負
荷域にあるときには、上記空気ガイド４４において、噴
射燃料３９ａに上記空気３８を衝突させるようにされて
いる。
【００５５】これをより具体的に説明する。
【００５６】上記開閉調整弁４６は、内燃機関１の通常
運転時には、エンジン制御装置３７の制御により、常に
全開とされている。
【００５７】図２において、内燃機関１の低速低負荷時
には、通常、スロットル弁２８の閉弁動作（図２中実線
図示）により、空気通路４５が閉じられる。このため、
上記スロットル弁２８よりも上流側の吸気通路２７に対
し、下流側の吸気通路９の負圧は極めて大きくなる。こ
れにより、上記スロットル弁２８よりも上流側の吸気通
路２７内の空気３８が空気通路４５を通って、同上スロ
ットル弁２８よりも下流側の吸気通路９側に供給され
る。
【００５８】すると、図４と図５において、図中実線で
示すように、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１から噴射
された噴射燃料３９ａに上記空気３８が衝突して、上記
噴射燃料３９ａが第２燃料通路４８に向わされ、かつ、
この燃料３９はこの第２燃料通路４８を通って上記中央
ポート１２に向わされる。
【００５９】図１で示すように、上記中央ポート１２は
平面視で上記点火プラグ３４の放電部３５に向って開口
しており、つまり、上記中央ポート１２に向わされた燃
料３９は上記点火プラグ３４の放電部３５の近傍に向っ
て流れることとなる。
【００６０】一方、図２において、内燃機関１が図７中
斜線で示した低速低負荷域よりも、より高速高負荷域に
あるときには、通常、スロットル弁２８の開弁動作（図
２中仮想線図示）により、吸気通路２７が開かれる。こ
のため、上記スロットル弁２８の上、下流側の吸気通路
９，２７の負圧には大きな差はなくなる。これにより、
空気通路４５では空気３８が流れなくなって、吸気通路
９への空気３８の供給量は極めて少なくなり、よって、
噴射燃料３９ａが中央ポート１２側に向わされることが
抑制される。
【００６１】すると、図４と図５において、図中二点鎖
線で示すように、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１から
噴射された噴射燃料３９ａは、そのまま直進することに
より、上記第１燃料通路４７に向わされ、つまり、この
第１燃料通路４７を通って上記各側部ポート１３，１４
に向わされる。
【００６２】図１で示すように、上記側部ポート１３，
１４は平面視で上記点火プラグ３４の放電部３５の側方
に向って開口しており、つまり、上記側部ポート１３，
１４に向わされた噴射燃料３９ａは上記点火プラグ３４
の放電部３５の各外側方に向って流れることとなる。
【００６３】このようにして、内燃機関１の低速低負荷
時において、混合気４０の平均空燃比の値をかなり大き
くした場合でも、燃焼室５における上記放電部３５近傍
には濃い混合気層が形成される一方、その周囲には薄い
混合気層が形成され、所望の成層が得られるようになっ
ている。
【００６４】一方、内燃機関１の高速高負荷時には、燃
料噴射弁３０から噴射された燃料３９が、図１中二点鎖
線で示すように、上記放電部３５の両側方に向わされる
ため、上記燃料３９が放電部３５の近傍に集中すること
が抑制され、つまり、放電部３５の近傍にだけ極めて濃
い混合気層が形成されるということが防止されて、この
放電部３５の近傍を含む燃焼室５の各部の空燃比が小さ
い値で均一化される。
【００６５】よって、点火プラグ３４による着火は確実
に行われると共に、この着火が行われたときには、高速
の火炎伝播による燃焼が得られる。
【００６６】図１から図３において、特に、図２中実線
で示すようにスロットル弁２８が閉弁しているときに
は、この開度を検出した負荷検出センサ５７の検出信号
により、内燃機関１は低負荷であると、エンジン制御装
置３７によって判断される。また、これに加えて、速度
検出センサ５６の検出信号により、内燃機関１が低速運
転であると同上エンジン制御装置３７によって判断され
れば、アクチュエータ２９ａの作動により吸気制御弁２
９が回動して各ポート１２，１３，１４の上部を残して
大きく閉じられるようになっている。
【００６７】このため、吸入行程において、混合気４０
は各ポート１２，１３，１４の上面側に沿ってシリンダ
２内に吸入され、この吸入行程と、これに続く圧縮行程
とで、上記混合気４０の流れは図２中二点鎖線で示すよ
うなタンブルとされる。なお、図２で示しタンブルは側
部ポート１３，１４を通ってシリンダ２内に吸入された
混合気４０によるもの（順タンブル）であり、中央ポー
ト１２を通ってシリンダ２内に吸入される混合気４０は
上記とは逆回りのタンブル（逆タンブル）となる。
【００６８】そして、上記各タンブルが形成されること
により、前記した濃い混合気層と、薄い混合気層による
所望の成層がより確実に得られることとなる。
【００６９】一方、図２中二点鎖線で示すように、スロ
ットル弁２８が開弁しているときには、この開度を検出
した負荷検出センサ５７の検出信号により、内燃機関１
は高負荷であるとエンジン制御装置３７によって判断さ
れる。また、これに加えて、速度検出センサ５６の検出
信号により、内燃機関１が高速運転であると同上エンジ
ン制御装置３７によって判断されれば、アクチュエータ
２９ａの作動により、吸気制御弁２９が回動して、各ポ
ート１２，１３，１４が大きく開かれるようになってい
る。
【００７０】このため、吸入行程において、混合気４０
は迅速にシリンダ２内に吸入され、前記と同じようにタ
ンブルとされて燃焼に供される。
【００７１】なお、上記エンジン制御装置３７によりア
クチュエータ５４を作動させて、内燃機関１が低速低負
荷に向うときには、開閉調整弁５３の開度を徐々に大き
くし、高速高負荷に向うときには、開閉調整弁５３の開
度を徐々に小さくさせるようにして、空気３８の量を広
範囲の運転状態に細かく合致させるようにしてもよい。
【００７２】また、上記内燃機関１は吸気弁１７が３つ
のものを示したが、吸気弁１７が、１、２、もしくは４
つのものでもよく、また、点火プラグ３４の取り付け位
置は燃焼室５の一側部であってもよく、この点火プラグ
３４は複数であってもよい。
【００７３】以下の各図は他の実施例を示している。な
お、これら各実施例と上記実施例１とが共通する構成や
作用については、図面に共通の符号を付してその重複し
た説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００７４】（実施例２）
【００７５】図８から図１０は、実施例２を示してい
る。
【００７６】空気ガイド４４の吸気通路９側の面には、
三角形状の第３燃料通路５９が形成され、この第３燃料
通路５９の頂部は燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１に連
通し、底部は吸気通路９に向って開口している。上記第
３燃料通路５９の内面は一対の緩斜面６０，６０と、一
つの急斜面６１とで形成されている。
【００７７】また、上記空気ガイド４４に形成される空
気通路４５は、上記空気パイプ４３の空気通路４５側か
ら上記各緩斜面６０，６０を貫通して第３燃料通路５９
内に連通する一対の第３空気通路６２，６２を備えてい
る。
【００７８】そして、上記第３空気通路６２に空気３８
が供給されないときには、各図中二点鎖線で示すよう
に、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３１から噴射された噴
射燃料３９ａは、そのまま第３燃料通路５９内を直進し
て各側部ポート１３，１４に向わされる。
【００７９】一方、上記吸気通路９側に向って上記第３
空気通路６２を通し空気３８が供給されるときには、各
図中実線で示すように、燃料噴射弁３０の噴射ノズル３
１から噴射された噴射燃料３９ａに上記空気３８が衝突
して、上記噴射燃料３９ａが急斜面６１に沿う方向に向
わされ、これにより、燃料３９は上記中央ポート１２に
向わされる。
【００８０】（実施例３）
【００８１】図１１から図１３は、実施例３を示してい
る。
【００８２】この実施例の空気ガイド４４は、実施例１
のものとほぼ同様であるが、燃料噴射弁３０の噴射ノズ
ル３１は二又状とされて、各第１燃料通路４７に向って
開口し、空気３８が供給されていないときには、図中二
点鎖線で示すように、噴射燃料３９ａは上記第１燃料通
路４７に円滑に流入するようになっている。
【００８３】（実施例４）
【００８４】図１４から図１６は、実施例４を示してい
る。
【００８５】空気ガイド４４は、噴射ノズル３１から噴
射される噴射燃料３９ａの道筋に二又状の第１燃料通路
４７と、この第１燃料通路４７の二又の間を通る第２燃
料通路４８とが形成されている。また、上記第１燃料通
路４７と第２燃料通路４８の各上流側の合流部には、分
流棒６４が上記噴射燃料３９ａの道筋を横切るように設
けられている。
【００８６】そして、空気３８が供給されないときに
は、各図中二点鎖線で示すように、燃料噴射弁３０の噴
射ノズル３１から噴射された噴射燃料３９ａは上記分流
棒６４に衝突して分流される。このように分流された各
噴射燃料３９ａはそれぞれ第１燃料通路４７に向わさ
れ、この第１燃料通路４７を通って各側部ポート１３，
１４に向わされる。
【００８７】一方、上記空気３８が供給されるときに
は、各図中実線で示すように、燃料噴射弁３０の噴射ノ
ズル３１から噴射された噴射燃料３９ａに上記空気３８
が衝突して、上記噴射燃料３９ａの分流後に合流させら
れ、この噴射燃料３９ａは第２燃料通路４８に向わさ
れ、この燃料３９は上記第２燃料通路４８を通って上記
中央ポート１２に向わされる。
【００８８】
【発明の効果】この発明によれば、一端が大気側に開口
し、他端がシリンダ内の燃焼室に向って開口する吸気通
路を設け、この吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を
設けた内燃機関において、上記吸気通路側に空気を供給
する空気供給手段を設け、上記燃料噴射弁から噴射され
た燃料の向う方向が、上記空気供給手段から供給される
空気によって、変更させられるようにしてある。
【００８９】このため、内燃機関の運転状態に応じて空
気供給手段により空気を供給し、もしくは供給停止すれ
ば、成層の成形や解消が自由に選択できる。
【００９０】よって、低速低負荷と高速高負荷の各運転
状態で、それぞれエンジン性能の向上が達成される。
【００９１】しかも、上記のように、噴射された燃料の
向きを変更させるという成層の制御は空気によって行わ
れるのであって、このような空気は、その量の調整等、
処理が容易であって、上記成層の制御を細かくすること
ができる。
【００９２】よって、成層の制御を燃焼室の固定的な形
状によって行っていた従来に比べて、本発明によれば、
内燃機関の低速低負荷から高速高負荷に至る広範囲の運
転状態において、成層の制御の自由度が向上する。
【００９３】上記の場合、燃焼室に点火プラグの放電部
を臨ませた内燃機関において、上記シリンダの軸心に沿
った視線でみて、上記燃料噴射弁から噴射された燃料が
上記点火プラグの放電部の少なくとも両側方に向うよう
にし、上記燃料噴射弁から噴射された燃料が、上記空気
供給手段から供給される空気によって、同上シリンダの
軸心に沿った視線でみて、上記放電部の近傍へ向わされ
るようにしてもよい。
【００９４】このようにした場合において、内燃機関が
低速低負荷のときには、燃料噴射弁から噴射された燃料
に空気を供給する。すると、シリンダの軸心に沿った視
線でみて、上記燃料は、点火プラグの放電部の近傍に向
うこととなる。
【００９５】このため、低速低負荷時において、混合気
の平均空燃比の値をかなり大きくした場合でも、燃焼室
における上記放電部近傍には濃い混合気層が形成される
一方、その周囲には薄い混合気層が形成され、所望の成
層が得られることとなる。
【００９６】よって、ノッキングが防止されると共に、
点火プラグによる着火が確実に行われることとなって、
エンジン性能が向上する。
【００９７】一方、内燃機関の高速高負荷時には、通
常、混合気の平均空燃比の値が小さくされるため、この
場合には、空気供給手段による空気の供給を抑制させ、
もしくは停止させる。
【００９８】すると、燃料噴射弁から噴射された燃料
は、上記放電部の少なくとも両側方に向うこととなっ
て、放電部の近傍に集中することが抑制され、つまり、
放電部の近傍にだけ極めて濃い混合気層が形成されると
いうことが防止されて、この放電部の近傍を含む燃焼室
の各部の空燃比が小さい値で均一化される。
【００９９】よって、点火プラグによる着火は確実に行
われると共に、この着火が行われたときには、高速の火
炎伝播による燃焼が得られて、エンジン性能が向上す
る。
【０１００】また、吸気通路にスロットル弁を設けた内
燃機関において、上記スロットル弁よりも下流側の吸気
通路に向って上記燃料噴射弁により燃料を噴射するよう
にし、空気供給手段を、一端が上記スロットル弁よりも
上流側の吸気通路に開口し、他端が同上スロットル弁よ
りも下流側の上記吸気通路に開口する空気通路で構成し
てもよい。
【０１０１】このようにすれば、次の作用、効果が生じ
る。
【０１０２】即ち、内燃機関の低速低負荷時には、通
常、スロットル弁の閉弁動作により、空気通路が閉じら
れる。このため、上記スロットル弁よりも上流側の吸気
通路に対し、下流側の吸気通路の負圧は極めて大きくな
る。これにより、上記スロットル弁よりも上流側の吸気
通路内の空気が空気通路を通って、同上スロットル弁よ
りも下流側の吸気通路側に供給される。
【０１０３】よって、前記したように、上記空気が噴射
燃料に衝突して、放電部の近傍に濃い混合気層が形成さ
れ、上記効果が得られることとなる。
【０１０４】一方、高速高負荷には、通常、スロットル
弁の開弁動作により、吸気通路が開かれる。このため、
上記スロットル弁の上、下流側の吸気通路の負圧には大
きな差はなくなる。これにより、上記空気通路では空気
が流れなくなって、吸気通路への空気の供給量は極めて
少なくなり、噴射燃料が吸気通路側に向わされることが
抑制される。
【０１０５】よって、前記したように、燃料噴射弁から
噴射された燃料が放電部の近傍に集中することが抑制さ
れて、この放電部の近傍を含む燃焼室の各部の空燃比が
小さい値で均一化される。
【０１０６】そして、上記の場合、空気供給手段にはス
ロットル弁の動作が有効利用され、かつ、単なる空気通
路で構成されて、制御機器等が不要であるため、空気供
給手段は構成が極めて簡単であり、保守等の作業も容易
にできる。また、上記空気通路は設置空間が狭くて済む
ものであるため、余剰空間の少ない車両用の内燃機関に
とって、上記空気制御手段の配置は極めて容易にできる
という利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で、全体平面断面図である。
【図２】実施例１で、全体側面断面図である。
【図３】実施例１で、吸気制御弁の斜視図である。
【図４】実施例１で、図２の部分拡大断面図である。
【図５】実施例１で、図４の５‐５線矢視断面図であ
る。
【図６】実施例１で、図４の６‐６線矢視図である。
【図７】実施例１で、速度と負荷の領域を示す図であ
る。
【図８】実施例２で、図４に相当する図である。
【図９】実施例２で、図８の９‐９線矢視断面図であ
る。
【図１０】実施例２で、図８の１０‐１０線矢視図であ
る。
【図１１】実施例３で、図４に相当する図である。
【図１２】実施例３で、図１１の１２‐１２線矢視断面
図である。
【図１３】実施例３で、図１１の１３‐１３線矢視断面
図である。
【図１４】実施例４で、図４に相当する図である。
【図１５】実施例４で、図１４の１５‐１５線矢視断面
図である。
【図１６】実施例４で、図１４の１６‐１６線矢視断面
図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ シリンダ ２ａ シリンダ本体 ５ 燃焼室 ７ 軸心 ９ 吸気通路 ２７ 吸気通路 ２８ スロットル弁 ３０ 燃料噴射弁 ３４ 点火プラグ ３５ 放電部 ３７ エンジン制御装置 ３８ 空気 ３９ 燃料 ３９ａ 噴射燃料 ４０ 混合気 ４２ 空気供給手段 ４３ 空気パイプ ４４ 空気ガイド ４５ 空気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｂ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端が大気側に開口し、他端がシリンダ
    内の燃焼室に向って開口する吸気通路を設け、この吸気
    通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を設けた内燃機関にお
    いて、 上記吸気通路側に空気を供給する空気供給手段を設け、
    上記燃料噴射弁から噴射された燃料の向う方向が、上記
    空気供給手段から供給される空気によって、変更させら
    れるようにした内燃機関の燃料供給装置。
  2. 【請求項２】 燃焼室に点火プラグの放電部を臨ませた
    内燃機関において、 シリンダの軸心に沿った視線でみて、燃料噴射弁から噴
    射された燃料が上記点火プラグの放電部の少なくとも両
    側方に向うようにし、上記燃料噴射弁から噴射された燃
    料が、空気供給手段から供給される空気によって、同上
    シリンダの軸心に沿った視線でみて、上記放電部の近傍
    へ向わされるようにした請求項１に記載の内燃機関の燃
    料供給装置。
  3. 【請求項３】 吸気通路にスロットル弁を設けた内燃機
    関において、 上記スロットル弁よりも下流側の吸気通路に向って上記
    燃料噴射弁により燃料を噴射するようにし、空気供給手
    段を、一端が上記スロットル弁よりも上流側の吸気通路
    に開口し、他端が同上スロットル弁よりも下流側の上記
    吸気通路に開口する空気通路で構成した請求項１、もし
    くは２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
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