JPH09264234A - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
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- JPH09264234A JPH09264234A JP8076693A JP7669396A JPH09264234A JP H09264234 A JPH09264234 A JP H09264234A JP 8076693 A JP8076693 A JP 8076693A JP 7669396 A JP7669396 A JP 7669396A JP H09264234 A JPH09264234 A JP H09264234A
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- Japan
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- intake
- valve
- engine
- timing
- fuel
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- 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
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タンブル流の生成により燃焼性の向上を図り
ながら、良好な混合気の成層化も実現する。 【解決手段】 吸気ポート８，９の開口部の周辺でかつ
ボア周縁側の部分に、燃焼室に導入される吸気の流通を
制限するマスク２６を設け、この流通の制限によって燃
焼室内にタンブル流を生成する。そして、上記マスク２
６により吸気の流通が制限される側の位置に向けて燃料
を噴射するように燃料噴射弁２３を配置するとともに、
吸気弁１２，１３の開弁初期にその弁傘部まで燃料が到
達するように上記燃料噴射のタイミングを設定する。
ながら、良好な混合気の成層化も実現する。 【解決手段】 吸気ポート８，９の開口部の周辺でかつ
ボア周縁側の部分に、燃焼室に導入される吸気の流通を
制限するマスク２６を設け、この流通の制限によって燃
焼室内にタンブル流を生成する。そして、上記マスク２
６により吸気の流通が制限される側の位置に向けて燃料
を噴射するように燃料噴射弁２３を配置するとともに、
吸気弁１２，１３の開弁初期にその弁傘部まで燃料が到
達するように上記燃料噴射のタイミングを設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンの燃焼性を向上させ、燃
費を改善する有力な手段の一つとして、燃焼室内にタン
ブル流を生成することが行われている（例えば、特開平
５−３２１６７８号公報）。
費を改善する有力な手段の一つとして、燃焼室内にタン
ブル流を生成することが行われている（例えば、特開平
５−３２１６７８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】エンジンの特定運転領
域（一般には低負荷運転領域）では、リーンバーンによ
る燃費向上を図るため、点火プラグの周囲に混合気の層
を生成する、いわゆる混合気の成層化を行うのが、好ま
しい。ところが、上記のようなタンブル流を生成するエ
ンジンでは、インジェクタから噴射された燃料全体が上
記タンブル流によって燃焼室内に広く拡散されてしま
い、その成層化が非常に困難となるおそれがある。
域（一般には低負荷運転領域）では、リーンバーンによ
る燃費向上を図るため、点火プラグの周囲に混合気の層
を生成する、いわゆる混合気の成層化を行うのが、好ま
しい。ところが、上記のようなタンブル流を生成するエ
ンジンでは、インジェクタから噴射された燃料全体が上
記タンブル流によって燃焼室内に広く拡散されてしま
い、その成層化が非常に困難となるおそれがある。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑み、タンブ
ル流の生成により燃焼性の向上を図りながら、良好な混
合気の成層化も実現できるエンジンの吸気装置を提供す
ることを目的とする。
ル流の生成により燃焼性の向上を図りながら、良好な混
合気の成層化も実現できるエンジンの吸気装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、燃焼室に開口する吸気ポート
の当該開口部が吸気弁により開閉され、かつ、この吸気
ポート開口部の周辺でかつボア周縁側の部分に、燃焼室
に導入される吸気の流通を制限して燃焼室内にタンブル
流を生成するマスクが設けられたエンジンの吸気装置で
あって、上記吸気ポートにおいて上記マスクにより吸気
の流通が制限される側の位置に向けて燃料を噴射するよ
うにインジェクタを配置するとともに、上記吸気弁の開
弁初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するように
上記インジェクタによる燃料噴射のタイミングを設定し
たものである。
の手段として、本発明は、燃焼室に開口する吸気ポート
の当該開口部が吸気弁により開閉され、かつ、この吸気
ポート開口部の周辺でかつボア周縁側の部分に、燃焼室
に導入される吸気の流通を制限して燃焼室内にタンブル
流を生成するマスクが設けられたエンジンの吸気装置で
あって、上記吸気ポートにおいて上記マスクにより吸気
の流通が制限される側の位置に向けて燃料を噴射するよ
うにインジェクタを配置するとともに、上記吸気弁の開
弁初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するように
上記インジェクタによる燃料噴射のタイミングを設定し
たものである。
【０００６】この装置では、吸気ポート開口部の周辺に
設けられたマスクによって吸気の流通が局所的に制限さ
れることにより、吸気の流れが偏向し、これにより燃焼
室内でのタンブル流の生成が促される。しかも、上記イ
ンジェクタからは、吸気ポートにおいて上記マスクによ
り吸気の流通が制限される側の位置に燃料が噴射され、
かつ、この燃料が吸気弁の開弁初期にこの吸気弁の弁傘
部に到達するタイミングで燃料が噴射されるため、この
燃料全体が上記タンブル流によって拡散されてしまうこ
とが回避され、良好な混合気の成層化が可能になる。
設けられたマスクによって吸気の流通が局所的に制限さ
れることにより、吸気の流れが偏向し、これにより燃焼
室内でのタンブル流の生成が促される。しかも、上記イ
ンジェクタからは、吸気ポートにおいて上記マスクによ
り吸気の流通が制限される側の位置に燃料が噴射され、
かつ、この燃料が吸気弁の開弁初期にこの吸気弁の弁傘
部に到達するタイミングで燃料が噴射されるため、この
燃料全体が上記タンブル流によって拡散されてしまうこ
とが回避され、良好な混合気の成層化が可能になる。
【０００７】ここで、上記吸気弁の開弁時期は、ピスト
ン上死点よりも遅い時期であって筒内圧力が吸気ポート
内圧力以下である時期まで遅らせるのが好ましい。この
時期では、筒内圧力が吸気ポート内圧力以下であり、ま
たピストン下降速度も十分立ち上がっているので、この
時期に上記弁傘部に燃料が到達するタイミングで燃料を
噴射することにより、この燃料はすばやく燃焼室内に導
入されることとなり、その微粒化が促進される。
ン上死点よりも遅い時期であって筒内圧力が吸気ポート
内圧力以下である時期まで遅らせるのが好ましい。この
時期では、筒内圧力が吸気ポート内圧力以下であり、ま
たピストン下降速度も十分立ち上がっているので、この
時期に上記弁傘部に燃料が到達するタイミングで燃料を
噴射することにより、この燃料はすばやく燃焼室内に導
入されることとなり、その微粒化が促進される。
【０００８】ただし、比較的負荷の高い運転領域では、
上記のような混合気の成層化はさほど要求されず、高い
吸気充填効率の確保に重点をおくのが好ましい。従っ
て、より好ましくは、上記吸気弁の開弁時期を変化させ
る開弁時期可変手段と、低負荷運転領域では上記吸気弁
の開弁時期を筒内圧力が吸気ポート内圧力以下である時
期とし、この領域よりも負荷の高い運転領域では上記吸
気弁の開弁時期を上記低負荷運転領域よりも早い時期と
するように上記開弁時期可変手段を作動させる開弁時期
制御手段とを備えるのがよい。
上記のような混合気の成層化はさほど要求されず、高い
吸気充填効率の確保に重点をおくのが好ましい。従っ
て、より好ましくは、上記吸気弁の開弁時期を変化させ
る開弁時期可変手段と、低負荷運転領域では上記吸気弁
の開弁時期を筒内圧力が吸気ポート内圧力以下である時
期とし、この領域よりも負荷の高い運転領域では上記吸
気弁の開弁時期を上記低負荷運転領域よりも早い時期と
するように上記開弁時期可変手段を作動させる開弁時期
制御手段とを備えるのがよい。
【０００９】さらに、上記燃料噴射が開始されるクラン
ク角を、上記低負荷運転領域における上記吸気弁の開弁
初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するタイミン
グに相当するクランク角に固定すれば、上記低負荷運転
領域よりも負荷の高い運転領域においては、吸気弁の開
弁時期が早められている分、この開弁時期からかなり時
間が経過した時点で燃料が噴射されることになり、この
燃料は良好に気流に乗って拡散され易くなる。従って、
空気利用率が高くなる。
ク角を、上記低負荷運転領域における上記吸気弁の開弁
初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するタイミン
グに相当するクランク角に固定すれば、上記低負荷運転
領域よりも負荷の高い運転領域においては、吸気弁の開
弁時期が早められている分、この開弁時期からかなり時
間が経過した時点で燃料が噴射されることになり、この
燃料は良好に気流に乗って拡散され易くなる。従って、
空気利用率が高くなる。
【００１０】さらに、上記低負荷運転領域より負荷の高
い運転領域でも特に負荷の高い高負荷運転領域では、上
記燃料噴射が開始されるタイミングを吸気弁の開弁時期
よりも早い時期に設定することにより、予め燃料を吸気
と混合した状態で燃焼室内に導入するいわゆる予混合燃
焼ができ、これにより燃料の拡散化はさらに進められ
る。
い運転領域でも特に負荷の高い高負荷運転領域では、上
記燃料噴射が開始されるタイミングを吸気弁の開弁時期
よりも早い時期に設定することにより、予め燃料を吸気
と混合した状態で燃焼室内に導入するいわゆる予混合燃
焼ができ、これにより燃料の拡散化はさらに進められ
る。
【００１１】上記吸気ポートは単数でもよいが、２つの
吸気ポートを略水平方向に並ぶ位置に設け、上記マスク
をその中央部が両吸気ポート同士の間で燃焼室内壁から
燃焼室の中心に向けて突出する形状にするとともに、こ
の突出部分に向けて燃料を噴射するように上記インジェ
クタを配置するようにすれば、燃料をマスクよりの位置
に向けて噴射しながら、混合気を燃焼室内の中央に近い
位置に供給でき、より良好な成層化ができる。
吸気ポートを略水平方向に並ぶ位置に設け、上記マスク
をその中央部が両吸気ポート同士の間で燃焼室内壁から
燃焼室の中心に向けて突出する形状にするとともに、こ
の突出部分に向けて燃料を噴射するように上記インジェ
クタを配置するようにすれば、燃料をマスクよりの位置
に向けて噴射しながら、混合気を燃焼室内の中央に近い
位置に供給でき、より良好な成層化ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１３】図１及び図２に示すエンジン本体１は、シ
リンダブロック２、シリンダヘッド３、シリンダヘッド
カバー４等で構成されている。このエンジン本体１の各
気筒５内にはピストン６が装填され、このピストン６の
上方に燃焼室７が形成されている。
リンダブロック２、シリンダヘッド３、シリンダヘッド
カバー４等で構成されている。このエンジン本体１の各
気筒５内にはピストン６が装填され、このピストン６の
上方に燃焼室７が形成されている。
【００１４】上記シリンダヘッド３内には、２つの吸気
ポート８，９と、２つの排気ポート１０，１１とが形成
され、これらのポート８〜１１は燃焼室７内に開口して
いる。吸気ポート８，９は、燃焼室７の上方において一
方の側に横方向に並設され、排気ポート８，９は他方の
側に横方向に並設されている。そして、両吸気ポート
８，９を通じて吸気マニホールド１２からの流入空気が
燃焼室７内に導入され、両排気ポート１０，１１を通じ
て燃焼室７内のガスが排出されるようになっている。
ポート８，９と、２つの排気ポート１０，１１とが形成
され、これらのポート８〜１１は燃焼室７内に開口して
いる。吸気ポート８，９は、燃焼室７の上方において一
方の側に横方向に並設され、排気ポート８，９は他方の
側に横方向に並設されている。そして、両吸気ポート
８，９を通じて吸気マニホールド１２からの流入空気が
燃焼室７内に導入され、両排気ポート１０，１１を通じ
て燃焼室７内のガスが排出されるようになっている。
【００１５】上記両吸気ポート８，９は、タンブル流生
成用ポートとされている。すなわち、これらの吸気ポー
ト８，９から吸入された空気が燃焼室７内でいわゆる縦
スワールとしてのタンブル流を形成するようになってい
る。
成用ポートとされている。すなわち、これらの吸気ポー
ト８，９から吸入された空気が燃焼室７内でいわゆる縦
スワールとしてのタンブル流を形成するようになってい
る。
【００１６】両吸気ポート８，９には吸気弁１２，１３
が各々設けられ、両排気ポート１０，１１には排気弁１
４，１５が設けられている。これらの弁１２〜１５は動
弁機構１６によって駆動され、各ポート８〜１１の開口
部を開閉するように構成されている。
が各々設けられ、両排気ポート１０，１１には排気弁１
４，１５が設けられている。これらの弁１２〜１５は動
弁機構１６によって駆動され、各ポート８〜１１の開口
部を開閉するように構成されている。
【００１７】また、燃焼室７の頂部（略中央位置）に
は、着火手段である点火プラグ２２が設けられている。
は、着火手段である点火プラグ２２が設けられている。
【００１８】動弁機構１６は、動弁用カム１７を有する
カムシャフト１８と、このカムシャフト１８に駆動力を
伝達するカムプーリ１９とを備えている。さらに、吸気
側の動弁機構１６には、上記カムプーリ１９に対するカ
ムシャフト１８の回転位相を変化させるバルブタイミン
グ可変機構２０が設けられ、この回転位相の変化によっ
て吸気弁１２，１３の開閉タイミングが変更可能とされ
ている。
カムシャフト１８と、このカムシャフト１８に駆動力を
伝達するカムプーリ１９とを備えている。さらに、吸気
側の動弁機構１６には、上記カムプーリ１９に対するカ
ムシャフト１８の回転位相を変化させるバルブタイミン
グ可変機構２０が設けられ、この回転位相の変化によっ
て吸気弁１２，１３の開閉タイミングが変更可能とされ
ている。
【００１９】上記シリンダヘッド３には、両吸気ポート
８，９に共用される燃料噴射弁（インジェクタ）２３が
設けられている。この燃料噴射弁２３は、両吸気ポート
８，９同士の間の位置であって、両吸気ポート８，９よ
りも上側の位置に設けられている。
８，９に共用される燃料噴射弁（インジェクタ）２３が
設けられている。この燃料噴射弁２３は、両吸気ポート
８，９同士の間の位置であって、両吸気ポート８，９よ
りも上側の位置に設けられている。
【００２０】この燃料噴射弁２３は、先端部に２つの噴
口を有している。一方の噴口は、シリンダヘッド３に形
成された噴射路（図示せず）を介して一方の吸気ポート
８内に臨み、他方の噴口は、シリンダヘッド３に形成さ
れた噴射路２４を介して他方の吸気ポート９内に臨んで
いる。両噴口は比較的長く、かつ比較的細く絞られてお
り、図５に示すように、各噴口からは２方向に向けて速
度エネルギーの高い棒状の噴流（噴霧角が実質上０°の
噴流）２５が射出されるようになっている。
口を有している。一方の噴口は、シリンダヘッド３に形
成された噴射路（図示せず）を介して一方の吸気ポート
８内に臨み、他方の噴口は、シリンダヘッド３に形成さ
れた噴射路２４を介して他方の吸気ポート９内に臨んで
いる。両噴口は比較的長く、かつ比較的細く絞られてお
り、図５に示すように、各噴口からは２方向に向けて速
度エネルギーの高い棒状の噴流（噴霧角が実質上０°の
噴流）２５が射出されるようになっている。
【００２１】上記燃焼室７の上部には、図３及び図４に
示すようなマスク２６が形成されている。このマスク２
６は、両吸気ポート８，９の周辺においてボア周縁側の
位置に設けられ、かつ、両吸気ポート８，９の間におい
て上記ボア周縁から燃焼室中央に向かう方向に突出する
突出部２６ａを有している。図４に示すように、マスク
２６全体は、燃焼室７の天井面（吸気弁８，９の弁傘部
２７の周縁と接触するバルブシート２８が形成されてい
る面）から吸気弁１２，１３の弁軸と平行な方向に突出
しており、この燃焼室７に導入される吸気の流量を制限
する形状に形成されている。そして、このマスク２６に
より吸気流量が制限される側の位置、この実施の形態で
は前記突出部２６ａの両側面の近傍位置（図３では点Ｐ
１，Ｐ２の位置）に向けて燃料が噴射されるように、上
記燃料噴射弁２３が配置されている。
示すようなマスク２６が形成されている。このマスク２
６は、両吸気ポート８，９の周辺においてボア周縁側の
位置に設けられ、かつ、両吸気ポート８，９の間におい
て上記ボア周縁から燃焼室中央に向かう方向に突出する
突出部２６ａを有している。図４に示すように、マスク
２６全体は、燃焼室７の天井面（吸気弁８，９の弁傘部
２７の周縁と接触するバルブシート２８が形成されてい
る面）から吸気弁１２，１３の弁軸と平行な方向に突出
しており、この燃焼室７に導入される吸気の流量を制限
する形状に形成されている。そして、このマスク２６に
より吸気流量が制限される側の位置、この実施の形態で
は前記突出部２６ａの両側面の近傍位置（図３では点Ｐ
１，Ｐ２の位置）に向けて燃料が噴射されるように、上
記燃料噴射弁２３が配置されている。
【００２２】この燃料噴射弁２３及び前記バルブタイミ
ング可変機構２０の作動は、ＥＣＵ（コントロールユニ
ット：開弁時期制御手段）２１によって制御されるよう
になっている。具体的に、このＥＣＵ２１は、図７に示
す運転領域に応じて次のような吸気弁開弁時期制御及び
燃料噴射時期制御を行うように構成されている。
ング可変機構２０の作動は、ＥＣＵ（コントロールユニ
ット：開弁時期制御手段）２１によって制御されるよう
になっている。具体的に、このＥＣＵ２１は、図７に示
す運転領域に応じて次のような吸気弁開弁時期制御及び
燃料噴射時期制御を行うように構成されている。
【００２３】低回転低負荷領域Ａ１：吸気弁開弁時期を
図６の曲線Ｃ１に示すような時期、すなわち、ピストン
上死点から所定のクランク角度（図例では約２０°）を
過ぎた時点で開弁し、ピストン下死点を過ぎてから所定
のクランク角度を過ぎた時点で閉弁する時期にする。ま
た、燃料噴射時期は、噴射された燃料がちょうど吸気弁
開弁時期Ｄ（図６）に吸気弁１２，１３の弁傘部２７に
到達する時期、すなわち、上記時期Ｄよりも前の時期で
あって、ピストン上死点近傍から所定クランク角が経過
するまでの時期Ｅに設定する。
図６の曲線Ｃ１に示すような時期、すなわち、ピストン
上死点から所定のクランク角度（図例では約２０°）を
過ぎた時点で開弁し、ピストン下死点を過ぎてから所定
のクランク角度を過ぎた時点で閉弁する時期にする。ま
た、燃料噴射時期は、噴射された燃料がちょうど吸気弁
開弁時期Ｄ（図６）に吸気弁１２，１３の弁傘部２７に
到達する時期、すなわち、上記時期Ｄよりも前の時期で
あって、ピストン上死点近傍から所定クランク角が経過
するまでの時期Ｅに設定する。
【００２４】中回転中負荷領域Ａ２：吸気弁開弁時期を
図６の曲線Ｃ２に示すような時期、すなわち、ピストン
上死点よりも少し前の時点から開弁し、ピストン下死点
を過ぎた直後に閉弁する時期にする。燃料噴射時期は、
前記時期Ｅのままとする。
図６の曲線Ｃ２に示すような時期、すなわち、ピストン
上死点よりも少し前の時点から開弁し、ピストン下死点
を過ぎた直後に閉弁する時期にする。燃料噴射時期は、
前記時期Ｅのままとする。
【００２５】高回転高負荷領域Ａ３：吸気弁開弁時期は
上記曲線Ｃ２に示される時期にする。燃料噴射時期は、
ピストン上死点よりも十分早い時期に設定する。
上記曲線Ｃ２に示される時期にする。燃料噴射時期は、
ピストン上死点よりも十分早い時期に設定する。
【００２６】次に、この装置の作用を説明する。
【００２７】まず、低回転低負荷領域Ａ１では、吸気弁
開弁時期が図６の曲線Ｃ１に示される時期まで遅延さ
れ、ピストン上死点から所定クランク角度が過ぎた時点
で吸気弁１２，１３が開弁される。ここで、吸気ポート
８，９の開口部においてマスク２６が設けられている側
では、吸気流量が制限されるため、これと反対側に吸気
流量が偏る。このような吸気の偏流によって燃焼室７内
でのタンブル流の生成が促進され（図１の矢印）、燃焼
性の向上ひいては燃費の改善が果たされる。
開弁時期が図６の曲線Ｃ１に示される時期まで遅延さ
れ、ピストン上死点から所定クランク角度が過ぎた時点
で吸気弁１２，１３が開弁される。ここで、吸気ポート
８，９の開口部においてマスク２６が設けられている側
では、吸気流量が制限されるため、これと反対側に吸気
流量が偏る。このような吸気の偏流によって燃焼室７内
でのタンブル流の生成が促進され（図１の矢印）、燃焼
性の向上ひいては燃費の改善が果たされる。
【００２８】しかも、燃料噴射弁２３による燃料噴射時
期Ｅは、この噴射された燃料が上記吸気弁１２，１３の
開弁初期Ｄに弁傘部に到達する時期とされており、しか
も、この燃料は上記マスク２６により吸気流量が制限さ
れている側、すなわち、吸気流量が偏っている側と反対
の側に噴射されるため、この噴射された燃料全体がいき
なり上記タンブル流に巻き込まれて燃焼室７内に拡散さ
れてしまうのを回避でき、良好な混合気の成層化を果た
すことができる。すなわち、上記タンブル流を生成しな
がらも良好なリーンバーン運転ができる。
期Ｅは、この噴射された燃料が上記吸気弁１２，１３の
開弁初期Ｄに弁傘部に到達する時期とされており、しか
も、この燃料は上記マスク２６により吸気流量が制限さ
れている側、すなわち、吸気流量が偏っている側と反対
の側に噴射されるため、この噴射された燃料全体がいき
なり上記タンブル流に巻き込まれて燃焼室７内に拡散さ
れてしまうのを回避でき、良好な混合気の成層化を果た
すことができる。すなわち、上記タンブル流を生成しな
がらも良好なリーンバーン運転ができる。
【００２９】さらに、この吸気弁開弁時期は、ピストン
上死点から所定のクランク角度が過ぎた時点であって、
筒内圧力が吸気ポート圧力以下の時点であり、またピス
トン下降速度も十分に立ち上がっている時点であるの
で、図１に示すように、燃料Ｆは比較的高い流速ですば
やく燃焼室７内に導入され、その分燃料Ｆの微粒化が促
進される。
上死点から所定のクランク角度が過ぎた時点であって、
筒内圧力が吸気ポート圧力以下の時点であり、またピス
トン下降速度も十分に立ち上がっている時点であるの
で、図１に示すように、燃料Ｆは比較的高い流速ですば
やく燃焼室７内に導入され、その分燃料Ｆの微粒化が促
進される。
【００３０】一方、中回転中負荷領域Ａ２では、吸気弁
１２，１３の開弁時期が図６の曲線Ｃ１で示した時期か
ら同図曲線Ｃ２で示した時期（ノーマルな時期）まで早
められるため、吸気充填効率が高まり、要求出力を満足
させることができる。しかも、燃料噴射を行うクランク
角は低回転低負荷領域Ａ１から変更せず、上記吸気弁開
弁時期のみを早めているので、燃料は吸気弁１２，１３
が十分開いた段階で燃焼室７内に導入されることにな
り、これにより燃焼室７内への燃料の拡散化が促進され
る。従って、エンジン負荷に見合った空気利用率を確保
できる。
１２，１３の開弁時期が図６の曲線Ｃ１で示した時期か
ら同図曲線Ｃ２で示した時期（ノーマルな時期）まで早
められるため、吸気充填効率が高まり、要求出力を満足
させることができる。しかも、燃料噴射を行うクランク
角は低回転低負荷領域Ａ１から変更せず、上記吸気弁開
弁時期のみを早めているので、燃料は吸気弁１２，１３
が十分開いた段階で燃焼室７内に導入されることにな
り、これにより燃焼室７内への燃料の拡散化が促進され
る。従って、エンジン負荷に見合った空気利用率を確保
できる。
【００３１】さらに、高回転高負荷領域Ａ３では、ピス
トン上死点よりも十分早い時点、すなわち、吸気弁１
２，１３がまだ開いていない時点から燃料が噴射される
ため、この燃料とエアを予め混合してから燃焼室７内に
導入するいわゆる予混合燃焼が行われ、燃料の拡散化は
さらに促進される。
トン上死点よりも十分早い時点、すなわち、吸気弁１
２，１３がまだ開いていない時点から燃料が噴射される
ため、この燃料とエアを予め混合してから燃焼室７内に
導入するいわゆる予混合燃焼が行われ、燃料の拡散化は
さらに促進される。
【００３２】なお、この予混合燃焼は省略し、例えば高
回転高負荷領域Ａ３でも中回転中負荷領域Ａ２と同じ条
件で燃料噴射及び吸気弁の開閉を行うようにしてもよ
い。
回転高負荷領域Ａ３でも中回転中負荷領域Ａ２と同じ条
件で燃料噴射及び吸気弁の開閉を行うようにしてもよ
い。
【００３３】また、本発明では吸気ポートの個数を問わ
ず、例えば単数の吸気ポートをもつエンジンにも適用が
可能である。この場合も、マスクにより吸気の流通が制
限される側の位置（一般にはボア周縁の位置）に向けて
燃料を噴射することにより、この燃料がいきなりタンブ
ル流に乗るのを防いで良好な混合気の成層化が果たせ
る。ただし、図３に示すように２つの吸気ポート８，９
を横方向に並設し、その間でボア周縁から燃焼室中央に
向かって突出する突出部２６ａをマスク２６に形成した
上で、この突出部２６ａの近傍位置に燃料を噴射するよ
うにすれば、この燃料をマスク２６の近傍位置でありな
がら点火プラグ２２に近接した位置で燃焼室７内に導入
することが可能となり、この点火プラグ２２回りでの混
合気の成層化をより容易にできる利点がある。
ず、例えば単数の吸気ポートをもつエンジンにも適用が
可能である。この場合も、マスクにより吸気の流通が制
限される側の位置（一般にはボア周縁の位置）に向けて
燃料を噴射することにより、この燃料がいきなりタンブ
ル流に乗るのを防いで良好な混合気の成層化が果たせ
る。ただし、図３に示すように２つの吸気ポート８，９
を横方向に並設し、その間でボア周縁から燃焼室中央に
向かって突出する突出部２６ａをマスク２６に形成した
上で、この突出部２６ａの近傍位置に燃料を噴射するよ
うにすれば、この燃料をマスク２６の近傍位置でありな
がら点火プラグ２２に近接した位置で燃焼室７内に導入
することが可能となり、この点火プラグ２２回りでの混
合気の成層化をより容易にできる利点がある。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明は、吸気ポートにお
いて上記マスクにより吸気の流通が制限される側の位置
に向けて燃料を噴射するようにインジェクタを配置する
とともに、上記吸気弁の開弁初期に上記吸気弁の弁傘部
まで燃料が到達するように上記インジェクタによる燃料
噴射のタイミングを設定したものであるので、上記マス
クの配設によりタンブル流を生成して燃焼性の向上を図
りながら、このタンブル流によって燃料全体が拡散され
てしまうのを回避し、良好な混合気の成層化を実現する
ことができ、これにより空燃比のリーン化を可能にして
燃費を改善できる効果がある。
いて上記マスクにより吸気の流通が制限される側の位置
に向けて燃料を噴射するようにインジェクタを配置する
とともに、上記吸気弁の開弁初期に上記吸気弁の弁傘部
まで燃料が到達するように上記インジェクタによる燃料
噴射のタイミングを設定したものであるので、上記マス
クの配設によりタンブル流を生成して燃焼性の向上を図
りながら、このタンブル流によって燃料全体が拡散され
てしまうのを回避し、良好な混合気の成層化を実現する
ことができ、これにより空燃比のリーン化を可能にして
燃費を改善できる効果がある。
【００３５】ここで、上記吸気弁の開弁時期を、ピスト
ン上死点よりも遅い時期であって筒内圧力が吸気ポート
内圧力以下である時期に設定すれば、この時期に上記弁
傘部に燃料が到達するタイミングで燃料を噴射すること
により、この燃料をすばやく燃焼室内に導入でき、その
微粒化を促進できる効果が得られる。
ン上死点よりも遅い時期であって筒内圧力が吸気ポート
内圧力以下である時期に設定すれば、この時期に上記弁
傘部に燃料が到達するタイミングで燃料を噴射すること
により、この燃料をすばやく燃焼室内に導入でき、その
微粒化を促進できる効果が得られる。
【００３６】また、上記吸気弁の開弁時期を変化させる
開弁時期可変手段と、低負荷運転領域では上記吸気弁の
開弁時期を筒内圧力が吸気ポート内圧力以下である時期
とし、この領域よりも負荷の高い運転領域では上記吸気
弁の開弁時期を上記低負荷運転領域よりも早い時期とす
るように上記開弁時期可変手段を作動させる開弁時期制
御手段とを備えれば、低負荷運転領域ほど混合気の成層
化がさほど要求されない比較的高負荷の運転領域では、
開弁時期を早めて吸気充填効率を高めることにより、要
求出力を満足させることができる。
開弁時期可変手段と、低負荷運転領域では上記吸気弁の
開弁時期を筒内圧力が吸気ポート内圧力以下である時期
とし、この領域よりも負荷の高い運転領域では上記吸気
弁の開弁時期を上記低負荷運転領域よりも早い時期とす
るように上記開弁時期可変手段を作動させる開弁時期制
御手段とを備えれば、低負荷運転領域ほど混合気の成層
化がさほど要求されない比較的高負荷の運転領域では、
開弁時期を早めて吸気充填効率を高めることにより、要
求出力を満足させることができる。
【００３７】さらに、上記燃料噴射が開始されるクラン
ク角を、上記低負荷運転領域における上記吸気弁の開弁
初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するタイミン
グに相当するクランク角に固定すれば、上記低負荷運転
領域よりも負荷の高い運転領域においては、吸気弁が十
分開いた状態で燃料を燃焼室内に導入でき、その拡散を
促進して高い空気利用率を確保できる効果が得られる。
ク角を、上記低負荷運転領域における上記吸気弁の開弁
初期に上記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するタイミン
グに相当するクランク角に固定すれば、上記低負荷運転
領域よりも負荷の高い運転領域においては、吸気弁が十
分開いた状態で燃料を燃焼室内に導入でき、その拡散を
促進して高い空気利用率を確保できる効果が得られる。
【００３８】さらに、上記低負荷運転領域より負荷の高
い運転領域でも特に負荷の高い高負荷運転領域では、上
記燃料噴射が開始されるタイミングを吸気弁の開弁時期
よりも早い時期に設定することにより、予め燃料を吸気
と混合した状態で燃焼室内に導入するいわゆる予混合燃
焼ができ、これにより燃料の拡散をさらに促進できる。
い運転領域でも特に負荷の高い高負荷運転領域では、上
記燃料噴射が開始されるタイミングを吸気弁の開弁時期
よりも早い時期に設定することにより、予め燃料を吸気
と混合した状態で燃焼室内に導入するいわゆる予混合燃
焼ができ、これにより燃料の拡散をさらに促進できる。
【００３９】また、２つの吸気ポートを略水平方向に並
ぶ位置に設け、上記マスクをその中央部が両吸気ポート
同士の間で燃焼室内壁から燃焼室の中心に向けて突出す
る形状にするとともに、この突出部分に向けて燃料を噴
射するように上記インジェクタを配置するようにすれ
ば、燃料をマスクよりの位置に向けて噴射しながら、混
合気を燃焼室内の中央に近い位置に供給でき、燃焼室内
でより良好な混合気の成層化ができる効果が得られる。
ぶ位置に設け、上記マスクをその中央部が両吸気ポート
同士の間で燃焼室内壁から燃焼室の中心に向けて突出す
る形状にするとともに、この突出部分に向けて燃料を噴
射するように上記インジェクタを配置するようにすれ
ば、燃料をマスクよりの位置に向けて噴射しながら、混
合気を燃焼室内の中央に近い位置に供給でき、燃焼室内
でより良好な混合気の成層化ができる効果が得られる。
【図１】本発明にかかる吸気装置を備えたエンジンの本
体を示す一部断面正面図である。
体を示す一部断面正面図である。
【図２】上記エンジンの要部を示す平面図である。
【図３】上記エンジンに設けられるマスクの配置を示す
断面平面図である。
断面平面図である。
【図４】上記マスクと吸気弁との位置関係を示す断面正
面図である。
面図である。
【図５】上記エンジンに設けられる燃料噴射弁の平面図
である。
である。
【図６】上記エンジンにおいて設定される吸気弁の開弁
時期を示すグラフである。
時期を示すグラフである。
【図７】上記エンジンにおいて区画される各運転領域を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ エンジン本体 ８，９ 吸気ポート １２，１３ 吸気弁 ２０ バルブタイミング可変機構（開弁時期可変手段） ２１ ＥＣＵ（開弁時期制御手段） ２３ 燃料噴射弁（インジェクタ） ２６ マスク ２６ａ 突出部 ２７ 弁傘部
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｄ 41/34 9523−3Ｇ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ｂ
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼室に開口する吸気ポートの当該開口
部が吸気弁により開閉され、かつ、この吸気ポート開口
部の周辺でかつボア周縁側の部分に、燃焼室に導入され
る吸気の流通を制限して燃焼室内にタンブル流を生成す
るマスクが設けられたエンジンの吸気装置であって、上
記吸気ポートにおいて上記マスクにより吸気の流通が制
限される側の位置に向けて燃料を噴射するようにインジ
ェクタを配置するとともに、上記吸気弁の開弁初期に上
記吸気弁の弁傘部まで燃料が到達するように上記インジ
ェクタによる燃料噴射のタイミングを設定したことを特
徴とするエンジンの吸気装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの吸気装置にお
いて、上記吸気弁の開弁時期をピストン上死点よりも遅
い時期であって筒内圧力が吸気ポート内圧力以下である
時期に設定したことを特徴とするエンジンの吸気装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のエンジンの吸気装置にお
いて、上記吸気弁の開弁時期を変化させる開弁時期可変
手段と、低負荷運転領域では上記吸気弁の開弁時期を筒
内圧力が吸気ポート内圧力以下である時期とし、この領
域よりも負荷の高い運転領域では上記吸気弁の開弁時期
を上記低負荷運転領域よりも早い時期とするように上記
開弁時期可変手段を作動させる開弁時期制御手段とを備
えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のエンジンの吸気装置にお
いて、上記燃料噴射が開始されるクランク角を、上記低
負荷運転領域における上記吸気弁の開弁初期に上記吸気
弁の弁傘部まで燃料が到達するタイミングに相当するク
ランク角に固定したことを特徴とするエンジンの吸気装
置。 - 【請求項５】 請求項３記載のエンジンの吸気装置にお
いて、中負荷運転領域及び上記低負荷運転領域では、上
記燃料噴射が開始されるクランク角を、上記低負荷運転
領域における上記吸気弁の開弁初期に上記吸気弁の弁傘
部まで燃料が到達するタイミングに相当するクランク角
に固定し、上記中負荷運転領域よりも負荷の高い高負荷
運転領域では、上記燃料噴射が開始されるタイミングを
吸気弁の開弁時期よりも早い時期に設定したことを特徴
とするエンジンの吸気装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のエンジ
ンの吸気装置において、２つの吸気ポートを略水平方向
に並ぶ位置に設け、上記マスクをその中央部が両吸気ポ
ート同士の間で燃焼室内壁から燃焼室の中心に向けて突
出する形状にするとともに、この突出部分の近傍に向け
て燃料を噴射するように上記インジェクタを配置したこ
とを特徴とするエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07669396A JP3586963B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07669396A JP3586963B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | エンジンの吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264234A true JPH09264234A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3586963B2 JP3586963B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=13612568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07669396A Expired - Fee Related JP3586963B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3586963B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003239749A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料供給装置 |
| JP2007239582A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| JP2012154209A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置及び内燃機関 |
| CN110080873A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07669396A patent/JP3586963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003239749A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料供給装置 |
| JP2007239582A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| JP2012154209A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置及び内燃機関 |
| CN110080873A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
| CN110080873B (zh) * | 2018-01-25 | 2021-03-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3586963B2 (ja) | 2004-11-10 |
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