JPH11270342A - 筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置 - Google Patents
筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置Info
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- JPH11270342A JPH11270342A JP10074629A JP7462998A JPH11270342A JP H11270342 A JPH11270342 A JP H11270342A JP 10074629 A JP10074629 A JP 10074629A JP 7462998 A JP7462998 A JP 7462998A JP H11270342 A JPH11270342 A JP H11270342A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼室内のガス流動を順タンブル流と逆タン
ブル流に切り換え可能で、運転条件に合わせて最適なガ
ス流動場を形成できる吸気制御装置の提供を図る。 【解決手段】 吸気ポート６，７の吸気弁ステム８ａ，
９ａの下流側に配設した制御弁１５を吸気流ａと略平行
な開位置にすると、燃焼室５内に順タンブル流ａ1 が形
成され、制御弁１５を吸気ポート６，７の横断面の半部
側を塞ぐ閉位置にすると、燃焼室５内に逆タンブル流ａ
2 が形成される。
ブル流に切り換え可能で、運転条件に合わせて最適なガ
ス流動場を形成できる吸気制御装置の提供を図る。 【解決手段】 吸気ポート６，７の吸気弁ステム８ａ，
９ａの下流側に配設した制御弁１５を吸気流ａと略平行
な開位置にすると、燃焼室５内に順タンブル流ａ1 が形
成され、制御弁１５を吸気ポート６，７の横断面の半部
側を塞ぐ閉位置にすると、燃焼室５内に逆タンブル流ａ
2 が形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内噴射式火花点火
機関の吸気制御装置に関する。
機関の吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射式火花点火機関の中には、例え
ば特開平９−２５０３５１号公報に示されているよう
に、吸気ポートの吸気弁ステムの上流側に近接してバタ
フライ弁を配設し、機関の運転状態に応じて該バタフラ
イ弁の開度を調節することによって燃焼室内のガス流動
を１つのタンブル流から２つのタンブル流に変化させる
ようにしたものが知られている。
ば特開平９−２５０３５１号公報に示されているよう
に、吸気ポートの吸気弁ステムの上流側に近接してバタ
フライ弁を配設し、機関の運転状態に応じて該バタフラ
イ弁の開度を調節することによって燃焼室内のガス流動
を１つのタンブル流から２つのタンブル流に変化させる
ようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】筒内噴射式火花点火機
関では周知のように機関の高負荷運転域では燃料の吸気
行程噴射により燃焼室に略均質な空燃比の混合気を形成
して均質燃焼を行わせる一方、低、中負荷運転域では燃
料の圧縮行程噴射により燃焼室中心部の点火プラグ周り
にのみ比較的濃い混合気を形成し、平均的な空燃比を非
常に大きく（希薄化）して成層燃焼を行わせるようにし
ているが、前記均質燃焼時には吸気効率を下げることが
ないように吸気ポートの傾斜向きに略沿って燃焼室に流
入する吸気流で燃焼室内のガス流動を、燃焼室中心側か
らピストン冠面に下向きに向かう順タンブル流として混
合気の均質化を積極的に行わせて出力の向上を図り、成
層燃焼時には前述とは逆に燃焼室内のガス流動を、吸気
弁配置側の燃焼室側部からピストン冠面に下向きに向う
逆タンブル流として、燃焼室の吸気弁近傍の側部から噴
射される燃料が燃焼室中心部の点火プラグに吹き当って
くすぶりの原因とならないようにすると共に、燃料の気
化促進と燃料の点火プラグ側への確実な搬送とを行える
ようにすることが望まれる。
関では周知のように機関の高負荷運転域では燃料の吸気
行程噴射により燃焼室に略均質な空燃比の混合気を形成
して均質燃焼を行わせる一方、低、中負荷運転域では燃
料の圧縮行程噴射により燃焼室中心部の点火プラグ周り
にのみ比較的濃い混合気を形成し、平均的な空燃比を非
常に大きく（希薄化）して成層燃焼を行わせるようにし
ているが、前記均質燃焼時には吸気効率を下げることが
ないように吸気ポートの傾斜向きに略沿って燃焼室に流
入する吸気流で燃焼室内のガス流動を、燃焼室中心側か
らピストン冠面に下向きに向かう順タンブル流として混
合気の均質化を積極的に行わせて出力の向上を図り、成
層燃焼時には前述とは逆に燃焼室内のガス流動を、吸気
弁配置側の燃焼室側部からピストン冠面に下向きに向う
逆タンブル流として、燃焼室の吸気弁近傍の側部から噴
射される燃料が燃焼室中心部の点火プラグに吹き当って
くすぶりの原因とならないようにすると共に、燃料の気
化促進と燃料の点火プラグ側への確実な搬送とを行える
ようにすることが望まれる。
【０００４】ところが、前記従来の吸気制御装置ではバ
タフライ弁を吸気ポートの吸気弁ステムの上流側に配設
してあるため、吸気弁ステムがガス流動の乱れの原因と
なってサイクルバラツキを生じ易く出力低下の要因とな
ってしまう。また、成層燃焼時に燃焼室に１つの逆タン
ブル流を得ようとした場合、バタフライ弁を全閉近くま
で回動する必要があって吸気ポートの絞りにより吸気効
率が極端に下がって出力の低下を来してしまう。
タフライ弁を吸気ポートの吸気弁ステムの上流側に配設
してあるため、吸気弁ステムがガス流動の乱れの原因と
なってサイクルバラツキを生じ易く出力低下の要因とな
ってしまう。また、成層燃焼時に燃焼室に１つの逆タン
ブル流を得ようとした場合、バタフライ弁を全閉近くま
で回動する必要があって吸気ポートの絞りにより吸気効
率が極端に下がって出力の低下を来してしまう。
【０００５】そこで、本発明は吸気のサイクルバラツキ
を生じることがなく、しかも、機関運転状態に応じて燃
焼室内のガス流動を、吸気効率の低下による出力の低下
を伴うことなく順タンブル流から強い逆タンブル流に変
化させることができる筒内噴射式火花点火機関の吸気制
御装置を提供するものである。
を生じることがなく、しかも、機関運転状態に応じて燃
焼室内のガス流動を、吸気効率の低下による出力の低下
を伴うことなく順タンブル流から強い逆タンブル流に変
化させることができる筒内噴射式火花点火機関の吸気制
御装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、吸気ポートの吸気弁ステムの下流側に、吸気ポート
を流通する吸気流と略平行な開位置から吸気ポート内の
吸気流と直交する断面の半部側に閉弁されることによ
り、燃焼室内のガス流動を燃焼室中心側からピストン冠
面に向かう順タンブル流から、吸気弁配置側の燃焼室側
部からピストン冠面に向かう逆タンブル流に変える制御
弁を設けたことを特徴としている。
は、吸気ポートの吸気弁ステムの下流側に、吸気ポート
を流通する吸気流と略平行な開位置から吸気ポート内の
吸気流と直交する断面の半部側に閉弁されることによ
り、燃焼室内のガス流動を燃焼室中心側からピストン冠
面に向かう順タンブル流から、吸気弁配置側の燃焼室側
部からピストン冠面に向かう逆タンブル流に変える制御
弁を設けたことを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明にあっては。請求項１に記
載の制御弁はその閉弁によって、吸気ポートの燃焼室中
心側の略半部を、平面視して該吸気ポートを流通する吸
気の主流に対して略直角に塞ぐようにしたことを特徴と
している。
載の制御弁はその閉弁によって、吸気ポートの燃焼室中
心側の略半部を、平面視して該吸気ポートを流通する吸
気の主流に対して略直角に塞ぐようにしたことを特徴と
している。
【０００８】請求項３の発明にあっては、請求項１に記
載の制御弁はその閉弁によって、吸気ポートの燃焼室中
心側の略半部を、燃焼室内に発生する逆タンブル流で燃
料を燃焼室中心に向けて搬送可能に塞ぐようにしたこと
を特徴としている。
載の制御弁はその閉弁によって、吸気ポートの燃焼室中
心側の略半部を、燃焼室内に発生する逆タンブル流で燃
料を燃焼室中心に向けて搬送可能に塞ぐようにしたこと
を特徴としている。
【０００９】請求項４の発明にあっては、請求項１に記
載の制御弁は２つの吸気ポートに配設されていて、これ
ら制御弁は閉弁時に各吸気ポートの燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポートの同一片側の略４半部を塞ぐようにし
たことを特徴としている。
載の制御弁は２つの吸気ポートに配設されていて、これ
ら制御弁は閉弁時に各吸気ポートの燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポートの同一片側の略４半部を塞ぐようにし
たことを特徴としている。
【００１０】請求項５の発明にあっては、請求項１に記
載の制御弁は２つの吸気ポートの一方に配設されてい
て、閉弁時に一方の吸気ポートの燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポートの他方の吸気ポートに隣接した側の略
４半部を塞ぐように構成され、かつ、該他方の吸気ポー
トの吸気弁は一方の吸気ポート内の制御弁が閉弁してい
る間は閉弁するようにしたことを特徴としている。
載の制御弁は２つの吸気ポートの一方に配設されてい
て、閉弁時に一方の吸気ポートの燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポートの他方の吸気ポートに隣接した側の略
４半部を塞ぐように構成され、かつ、該他方の吸気ポー
トの吸気弁は一方の吸気ポート内の制御弁が閉弁してい
る間は閉弁するようにしたことを特徴としている。
【００１１】請求項６の発明にあっては、請求項１〜５
に記載の吸気ポートの内周面には、制御弁の周縁の回動
軌跡に沿って形成されて該制御弁の周縁部を受容する凹
部を備えていることを特徴としている。
に記載の吸気ポートの内周面には、制御弁の周縁の回動
軌跡に沿って形成されて該制御弁の周縁部を受容する凹
部を備えていることを特徴としている。
【００１２】請求項７の発明にあっては、請求項１〜６
に記載の制御弁は均質燃焼運転時に開弁され、成層燃焼
運転時に閉弁されることを特徴としている。
に記載の制御弁は均質燃焼運転時に開弁され、成層燃焼
運転時に閉弁されることを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、吸気ポ
ートに設けた制御弁を機関の運転条件に応じて開、閉作
動させることによって、燃焼室内のガス流動を順タンブ
ル流と逆タンブル流とに切り換えられるため、運転条件
に合わせて燃焼室内のガス流動場を最適にすることがで
きて、出力および排気エミッションを向上することがで
きる。
ートに設けた制御弁を機関の運転条件に応じて開、閉作
動させることによって、燃焼室内のガス流動を順タンブ
ル流と逆タンブル流とに切り換えられるため、運転条件
に合わせて燃焼室内のガス流動場を最適にすることがで
きて、出力および排気エミッションを向上することがで
きる。
【００１４】また、制御弁は吸気ポートの吸気弁ステム
の下流側に設けてあって、制御弁の開弁時に該制御弁が
吸気ポートの燃焼室側の開口近くに位置するため、成層
燃焼時に要求される強い逆タンブル流を発生させること
ができ、しかも、該制御弁は吸気ポート横断面の半部側
に閉弁されることで前記逆タンブル流を発生させるよう
にしてあるので当該運転時に吸気効率の極端な低下によ
る出力の低下を抑制することができる。
の下流側に設けてあって、制御弁の開弁時に該制御弁が
吸気ポートの燃焼室側の開口近くに位置するため、成層
燃焼時に要求される強い逆タンブル流を発生させること
ができ、しかも、該制御弁は吸気ポート横断面の半部側
に閉弁されることで前記逆タンブル流を発生させるよう
にしてあるので当該運転時に吸気効率の極端な低下によ
る出力の低下を抑制することができる。
【００１５】更に、制御弁が吸気弁ステムの下流側に配
置されているため、吸気弁ステムがガス流動の乱れの原
因となることがなく、吸気のサイクルバラツキを回避す
ることができる。
置されているため、吸気弁ステムがガス流動の乱れの原
因となることがなく、吸気のサイクルバラツキを回避す
ることができる。
【００１６】請求項２および請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１の発明の効果に加えて、何れも制御弁閉
弁時に燃焼室内に発生する強い逆タンブル流が燃焼室の
径外方向に指向するのを回避し、該逆タンブル流により
燃料を燃焼室の略中心部に集めることができて燃焼を安
定化することができる。
れば、請求項１の発明の効果に加えて、何れも制御弁閉
弁時に燃焼室内に発生する強い逆タンブル流が燃焼室の
径外方向に指向するのを回避し、該逆タンブル流により
燃料を燃焼室の略中心部に集めることができて燃焼を安
定化することができる。
【００１７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、２つの吸気ポートに配設した制
御弁はそれらの閉弁時に各吸気ポートの燃焼室中心側の
側部で、該吸気ポートの同一片側の略４半部を塞ぐよう
にしてあるため、燃焼室内のガス流動は該燃焼室の周方
向の一方向に旋回指向した斜め逆タンブル流となってス
ワール成分を含むようになるため、燃料の燃焼室中心側
への搬送作用を強化することができる。
の発明の効果に加えて、２つの吸気ポートに配設した制
御弁はそれらの閉弁時に各吸気ポートの燃焼室中心側の
側部で、該吸気ポートの同一片側の略４半部を塞ぐよう
にしてあるため、燃焼室内のガス流動は該燃焼室の周方
向の一方向に旋回指向した斜め逆タンブル流となってス
ワール成分を含むようになるため、燃料の燃焼室中心側
への搬送作用を強化することができる。
【００１８】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、制御弁は２つの吸気ポートのう
ち一方に配設してその閉弁時に一方の吸気ポートの燃焼
室中心側の側部で、該吸気ポートの他方の吸気ポートに
隣接した側の略４半部を塞ぐように構成してあって、他
方の吸気ポートの吸気弁は前記一方の吸気ポート内の制
御弁が閉弁している間は閉弁するようにしてあるため、
燃焼室内のガス流動を該燃焼室の周方向の一方向に旋回
指向した強い斜め逆タンブル流とすることができてスワ
ール成分を含むようになるため、燃料の燃焼室中心側へ
の搬送作用を強化することができる。
の発明の効果に加えて、制御弁は２つの吸気ポートのう
ち一方に配設してその閉弁時に一方の吸気ポートの燃焼
室中心側の側部で、該吸気ポートの他方の吸気ポートに
隣接した側の略４半部を塞ぐように構成してあって、他
方の吸気ポートの吸気弁は前記一方の吸気ポート内の制
御弁が閉弁している間は閉弁するようにしてあるため、
燃焼室内のガス流動を該燃焼室の周方向の一方向に旋回
指向した強い斜め逆タンブル流とすることができてスワ
ール成分を含むようになるため、燃料の燃焼室中心側へ
の搬送作用を強化することができる。
【００１９】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜５の発明の効果に加えて、制御弁の閉弁位置によって
該制御弁の周縁部と吸気ポート内周面との間に隙間が生
じることがないため、強い逆タンブル流を得ることがで
きる。
〜５の発明の効果に加えて、制御弁の閉弁位置によって
該制御弁の周縁部と吸気ポート内周面との間に隙間が生
じることがないため、強い逆タンブル流を得ることがで
きる。
【００２０】請求項７に記載の発明によれば、均質燃焼
運転時には制御弁の開弁により燃焼室内に順タンブル流
を発生させて混合気の均質化を積極的に行わせることが
できる一方、成層燃焼運転時には制御弁の閉弁により燃
焼室内に強い逆タンブル流を発生させて燃料を燃焼室中
心側に集めて搬送できるため、均質燃焼、成層燃焼の何
れをも安定化させることができて出力や燃費の向上を図
ることができる。
運転時には制御弁の開弁により燃焼室内に順タンブル流
を発生させて混合気の均質化を積極的に行わせることが
できる一方、成層燃焼運転時には制御弁の閉弁により燃
焼室内に強い逆タンブル流を発生させて燃料を燃焼室中
心側に集めて搬送できるため、均質燃焼、成層燃焼の何
れをも安定化させることができて出力や燃費の向上を図
ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
共に詳述する。
【００２２】図１において、１はシリンダブロック、２
はピストン、３はピストン２の冠面に設けたキャビティ
燃焼室、４はシリンダヘッド、５はこれらシリンダブロ
ック１，ピストン２およびシリンダヘッド４で形成され
た燃焼室を示す。
はピストン、３はピストン２の冠面に設けたキャビティ
燃焼室、４はシリンダヘッド、５はこれらシリンダブロ
ック１，ピストン２およびシリンダヘッド４で形成され
た燃焼室を示す。
【００２３】シリンダヘッド４には吸気弁８，９によっ
て開閉される２つの吸気ポート６，７と、排気弁１２，
１３によって開閉される２つの排気ポート１０，１１と
を対向的に設けてある。
て開閉される２つの吸気ポート６，７と、排気弁１２，
１３によって開閉される２つの排気ポート１０，１１と
を対向的に設けてある。
【００２４】また、シリンダヘッド４には燃焼室５の中
心部に臨んで点火プラグ１４を配設してあると共に、吸
気弁８，９の配設側の側部にはこれら吸気弁８，９の中
間位置から燃焼室５内に直接燃料を噴射する図外の燃料
噴射弁を設けてある。
心部に臨んで点火プラグ１４を配設してあると共に、吸
気弁８，９の配設側の側部にはこれら吸気弁８，９の中
間位置から燃焼室５内に直接燃料を噴射する図外の燃料
噴射弁を設けてある。
【００２５】吸気ポート６，７は何れも燃焼室５に対し
て適度の傾きをもって形成して、吸気弁８，９の開弁に
より図１の（イ）に示すように吸気が燃焼室５内の中心
側に向けて流入し、燃焼室５内のガス流動が燃焼室５の
中心側からピストン２の冠面に下向きに向かう順タンブ
ル流ａ1 が生じるようにしてある。
て適度の傾きをもって形成して、吸気弁８，９の開弁に
より図１の（イ）に示すように吸気が燃焼室５内の中心
側に向けて流入し、燃焼室５内のガス流動が燃焼室５の
中心側からピストン２の冠面に下向きに向かう順タンブ
ル流ａ1 が生じるようにしてある。
【００２６】これら吸気ポート６，７内には、吸気弁
８，９のステム８ａ，９ａの下流側に、吸気ポート６，
７を流通する吸気流Ａと略平行な開位置からこれら吸気
ポート６，７の横断面の半部側に閉弁されることによ
り、燃焼室５内のガス流動が図１の （イ）に示した前
記順タンブル流ａ1 から、図１の（ロ）に示すように吸
気弁８，９を配置した側の燃焼室５側部からピストン２
冠面に下向きに向かう逆タンブル流ａ2 に変える制御弁
１５を設けてある。
８，９のステム８ａ，９ａの下流側に、吸気ポート６，
７を流通する吸気流Ａと略平行な開位置からこれら吸気
ポート６，７の横断面の半部側に閉弁されることによ
り、燃焼室５内のガス流動が図１の （イ）に示した前
記順タンブル流ａ1 から、図１の（ロ）に示すように吸
気弁８，９を配置した側の燃焼室５側部からピストン２
冠面に下向きに向かう逆タンブル流ａ2 に変える制御弁
１５を設けてある。
【００２７】制御弁１５は略半円形に形成して、閉弁す
ることにより、吸気ポート６，７の燃焼室中心側の略半
部を塞ぐようにしてある。
ることにより、吸気ポート６，７の燃焼室中心側の略半
部を塞ぐようにしてある。
【００２８】図２は吸気ポート６，７及びそれらの燃焼
室側開口部と制御弁１５の燃焼室５に対する配置状態
を、排気ポート１０，１１の開口部および点火プラグ１
４の配置位置と共に上方から見て示す模式図である。
室側開口部と制御弁１５の燃焼室５に対する配置状態
を、排気ポート１０，１１の開口部および点火プラグ１
４の配置位置と共に上方から見て示す模式図である。
【００２９】図２の（イ）に示すように吸気ポート６，
７がシリンダ列に対して平面視して直角方向に平行に形
成されている場合や、同図の（ロ）に示すように吸気ポ
ート６，７が燃焼室５に平面視して開き角度をもって連
通形成されている場合には、前述の制御弁１５はその閉
弁によって吸気ポート６，７の燃焼室５中心側の略半部
を、平面視して吸気の主流Ａに対して略直角に塞ぐよう
な配置として、吸気流Ａが吸気ポート６，７の平面上の
形成向きに沿って燃焼室５内に流入し、該燃焼室５内に
発生する逆タンブル流ａ2 の反転流、即ち、ピストン２
の冠面に当って燃焼室５の上方へ反転する逆タンブル流
ａ2 が、燃焼室５の中心側を向くようにする。
７がシリンダ列に対して平面視して直角方向に平行に形
成されている場合や、同図の（ロ）に示すように吸気ポ
ート６，７が燃焼室５に平面視して開き角度をもって連
通形成されている場合には、前述の制御弁１５はその閉
弁によって吸気ポート６，７の燃焼室５中心側の略半部
を、平面視して吸気の主流Ａに対して略直角に塞ぐよう
な配置として、吸気流Ａが吸気ポート６，７の平面上の
形成向きに沿って燃焼室５内に流入し、該燃焼室５内に
発生する逆タンブル流ａ2 の反転流、即ち、ピストン２
の冠面に当って燃焼室５の上方へ反転する逆タンブル流
ａ2 が、燃焼室５の中心側を向くようにする。
【００３０】また、図２の（ハ）に示すように吸気ポー
ト６，７が燃焼室５に平面視して内側に湾曲して連通形
成されている場合には、制御弁１５はその閉弁によって
吸気ポート６，７から燃焼室内に平面視して径方向へ広
がり方向に流入する傾向となる吸気流Ａ1 を径方向内側
へ向く吸気流Ａに矯正し得るような制御弁１５，１５の
配置として、逆タンブル流ａ2 の反転流が燃焼室５の中
心側を向くようにして、これら（イ），（ロ），（ハ）
の何れの吸気ポート構造でも逆タンブル流ａ2で燃料を
燃焼室５の中心部の点火プラグ１４側へ搬送可能なよう
にしてある。
ト６，７が燃焼室５に平面視して内側に湾曲して連通形
成されている場合には、制御弁１５はその閉弁によって
吸気ポート６，７から燃焼室内に平面視して径方向へ広
がり方向に流入する傾向となる吸気流Ａ1 を径方向内側
へ向く吸気流Ａに矯正し得るような制御弁１５，１５の
配置として、逆タンブル流ａ2 の反転流が燃焼室５の中
心側を向くようにして、これら（イ），（ロ），（ハ）
の何れの吸気ポート構造でも逆タンブル流ａ2で燃料を
燃焼室５の中心部の点火プラグ１４側へ搬送可能なよう
にしてある。
【００３１】また、前記吸気ポート６，７の内周面に
は、図３に示すように制御弁１５の周縁の回動軌跡に沿
って形成されて該制御弁１５の周縁部を受容する凹部１
６を形成して、制御弁１５の閉弁位置によって該制御弁
１５の周縁と吸気ポート６，７の内周面との間に隙間が
生じないようにしてある。
は、図３に示すように制御弁１５の周縁の回動軌跡に沿
って形成されて該制御弁１５の周縁部を受容する凹部１
６を形成して、制御弁１５の閉弁位置によって該制御弁
１５の周縁と吸気ポート６，７の内周面との間に隙間が
生じないようにしてある。
【００３２】前記制御弁１５は図外のコントロールユニ
ットにより、均質燃焼を行う高負荷運転域では開弁さ
れ、成層燃焼を行う低、中負荷運転域では所用の閉弁角
度に閉弁するように作動制御される。
ットにより、均質燃焼を行う高負荷運転域では開弁さ
れ、成層燃焼を行う低、中負荷運転域では所用の閉弁角
度に閉弁するように作動制御される。
【００３３】図５にこのようなコントロールユニットに
よる制御弁１５の作動制御の一例をフローチャートで示
す。
よる制御弁１５の作動制御の一例をフローチャートで示
す。
【００３４】図５において、ステップ１で回転センサお
よび負荷センサによってエンジン回転数およびエンジン
負荷が検出されると、ステップ２でこれら回転センサ、
負荷センサの各検出値と図６に示すマップとの比較にも
とづいて成層燃焼に相応する運転域か、均質燃焼に相応
する運転域かが判断される。
よび負荷センサによってエンジン回転数およびエンジン
負荷が検出されると、ステップ２でこれら回転センサ、
負荷センサの各検出値と図６に示すマップとの比較にも
とづいて成層燃焼に相応する運転域か、均質燃焼に相応
する運転域かが判断される。
【００３５】ステップ２で成層燃焼運転域と判断された
場合（ＹＥＳ）、ステップ３に進み図外のアクチュエー
タにより制御弁１５を所定の閉弁角度、例えば図３に示
すＢ位置又はＣ位置に閉弁作動する。
場合（ＹＥＳ）、ステップ３に進み図外のアクチュエー
タにより制御弁１５を所定の閉弁角度、例えば図３に示
すＢ位置又はＣ位置に閉弁作動する。
【００３６】ステップ２で均質燃焼運転域と判断された
場合（ＮＯ）、ステップ４に進み制御弁１５を同アクチ
ュエータにより図３に示すＡ位置に開弁作動する。
場合（ＮＯ）、ステップ４に進み制御弁１５を同アクチ
ュエータにより図３に示すＡ位置に開弁作動する。
【００３７】このように、均質燃焼時にはコントロール
ユニットによって制御弁１５が吸気ポート６，７を流通
する吸気流Ａと略平行な開位置（図３のＡ位置）に開弁
されるため、この吸気流Ａは図１の（イ）に示すように
吸気ポート６，７の傾斜向きに略沿って燃焼室５内に流
入し、該燃焼室５内には、燃焼室５の中心側からピスト
ン２の冠面に下向きに向かう順タンブル流ａ1 が形成さ
れる。
ユニットによって制御弁１５が吸気ポート６，７を流通
する吸気流Ａと略平行な開位置（図３のＡ位置）に開弁
されるため、この吸気流Ａは図１の（イ）に示すように
吸気ポート６，７の傾斜向きに略沿って燃焼室５内に流
入し、該燃焼室５内には、燃焼室５の中心側からピスト
ン２の冠面に下向きに向かう順タンブル流ａ1 が形成さ
れる。
【００３８】この結果、ポンピングロスをなくして吸気
効率の低下を伴うことがなく、かつ、吸気行程中に図外
の燃料噴射弁から噴射される燃料はこの順タンブル流ａ
1 によって拡散と気化が促進されて均質化が良好に行わ
れ、均質燃焼を安定化させて高負荷運転に要求される高
出力が得られる。
効率の低下を伴うことがなく、かつ、吸気行程中に図外
の燃料噴射弁から噴射される燃料はこの順タンブル流ａ
1 によって拡散と気化が促進されて均質化が良好に行わ
れ、均質燃焼を安定化させて高負荷運転に要求される高
出力が得られる。
【００３９】一方、成層燃焼時には前記制御弁１５が運
転条件により図３のＢ又はＣ位置に閉弁作動され、吸気
ポート６，７の燃焼室中心側の略半部を塞ぐため、吸気
ポート６，７の吸気流Ａは図１の（ロ）に示すように吸
気弁８，９の傘部８ｂ，９ｂの下側から燃焼室５内に流
入し、該燃焼室５内には、吸気弁８，９の配置側の燃焼
室側部からピストン２の冠面に下向きに向かう逆タンブ
ル流ａ2 が形成される。
転条件により図３のＢ又はＣ位置に閉弁作動され、吸気
ポート６，７の燃焼室中心側の略半部を塞ぐため、吸気
ポート６，７の吸気流Ａは図１の（ロ）に示すように吸
気弁８，９の傘部８ｂ，９ｂの下側から燃焼室５内に流
入し、該燃焼室５内には、吸気弁８，９の配置側の燃焼
室側部からピストン２の冠面に下向きに向かう逆タンブ
ル流ａ2 が形成される。
【００４０】この結果、圧縮行程の途中で図外の燃料噴
射弁から噴射される燃料が点火プラグ１４に吹き当るの
回避して、くすぶりの原因をなくし、かつ、該ピストン
２の冠面に向かう逆タンブル流ａ2 によって燃料はピス
トン２の冠面に吹き当って気化が促進されると共に、燃
焼室中心部の点火プラグ１４に向けて搬送されて安定し
た成層燃焼が行われる。
射弁から噴射される燃料が点火プラグ１４に吹き当るの
回避して、くすぶりの原因をなくし、かつ、該ピストン
２の冠面に向かう逆タンブル流ａ2 によって燃料はピス
トン２の冠面に吹き当って気化が促進されると共に、燃
焼室中心部の点火プラグ１４に向けて搬送されて安定し
た成層燃焼が行われる。
【００４１】前記制御弁１５のＡ，Ｂ，Ｃ位置における
燃焼室５内のガス流動強さを図４の（イ）にタンブル比
とスワール比として示す。図４の（イ）のガス流動強さ
Ａ，Ｂ，Ｃは図３の制御弁位置Ａ，Ｂ，Ｃに対応してい
る。
燃焼室５内のガス流動強さを図４の（イ）にタンブル比
とスワール比として示す。図４の（イ）のガス流動強さ
Ａ，Ｂ，Ｃは図３の制御弁位置Ａ，Ｂ，Ｃに対応してい
る。
【００４２】ここで、制御弁１５は前述のように吸気弁
８，９のステム８ａ，９ａの下流側に設けてあって、制
御弁１５の閉弁時に該制御弁１５が吸気ポート６，７の
燃焼室５側の開口近くに位置するため、成層燃焼時に要
求される強い逆タンブル流ａ2 を発生させることがで
き、しかも、該制御弁１５は吸気ポート６，７の断面の
略半部のみを閉塞することで前記逆タンブル流ａ2 を発
生させることができるので、成層燃焼運転時にあっても
吸気効率の極端な低下による出力の低下を回避すること
ができる。
８，９のステム８ａ，９ａの下流側に設けてあって、制
御弁１５の閉弁時に該制御弁１５が吸気ポート６，７の
燃焼室５側の開口近くに位置するため、成層燃焼時に要
求される強い逆タンブル流ａ2 を発生させることがで
き、しかも、該制御弁１５は吸気ポート６，７の断面の
略半部のみを閉塞することで前記逆タンブル流ａ2 を発
生させることができるので、成層燃焼運転時にあっても
吸気効率の極端な低下による出力の低下を回避すること
ができる。
【００４３】また、制御弁１５が吸気弁８，９のステム
８ａ，９ａの下流側に配置されているため、吸気弁ステ
ム８ａ，９ａがガス流動の乱れの原因となることがな
く、吸気のサイクルバラツキを回避することができる。
８ａ，９ａの下流側に配置されているため、吸気弁ステ
ム８ａ，９ａがガス流動の乱れの原因となることがな
く、吸気のサイクルバラツキを回避することができる。
【００４４】一方、前記制御弁１５は図２の（イ）又は
（ロ）又は（ハ）に示すように、その閉弁により燃焼室
５内に形成される強い逆タンブル流ａ2 が、燃焼室５の
径外方向に指向するのを回避して燃焼室５の中心部に集
合し得るような配置としてあるため、成層燃焼運転時に
燃料を該燃焼室中心の点火プラグ１４に向けて確実に搬
送することができて、成層燃焼をより一層安定化するこ
とができる。
（ロ）又は（ハ）に示すように、その閉弁により燃焼室
５内に形成される強い逆タンブル流ａ2 が、燃焼室５の
径外方向に指向するのを回避して燃焼室５の中心部に集
合し得るような配置としてあるため、成層燃焼運転時に
燃料を該燃焼室中心の点火プラグ１４に向けて確実に搬
送することができて、成層燃焼をより一層安定化するこ
とができる。
【００４５】更に、吸気ポート６，７の内周面には、制
御弁１５の周縁の回動軌跡に沿って該制御弁１５の周縁
を受容する凹部１６を形成してあるため、制御弁１５の
前記図３のＢ，Ｃ何れの閉弁位置にあっても制御弁１５
の周縁部と吸気ポート６，７の内周面との間に隙間が生
じることがなく、閉弁角度に応じて強い逆タンブル流ａ
2 を形成することができる。
御弁１５の周縁の回動軌跡に沿って該制御弁１５の周縁
を受容する凹部１６を形成してあるため、制御弁１５の
前記図３のＢ，Ｃ何れの閉弁位置にあっても制御弁１５
の周縁部と吸気ポート６，７の内周面との間に隙間が生
じることがなく、閉弁角度に応じて強い逆タンブル流ａ
2 を形成することができる。
【００４６】図７，８は本発明の第２実施形態を示すも
ので、吸気ポート６，７の吸気弁ステム８ａ，９ａの下
流側に配設した制御弁１５Ａは、前記第１実施形態にお
ける半円形の制御弁１５の略半分の扇形状に形成されて
いて、これら吸気ポート６，７の燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポート６，７の同一片側の略４半分部を閉塞
し得るようにしてある。
ので、吸気ポート６，７の吸気弁ステム８ａ，９ａの下
流側に配設した制御弁１５Ａは、前記第１実施形態にお
ける半円形の制御弁１５の略半分の扇形状に形成されて
いて、これら吸気ポート６，７の燃焼室中心側の側部
で、該吸気ポート６，７の同一片側の略４半分部を閉塞
し得るようにしてある。
【００４７】従って、この実施形態では成層燃焼運転時
に制御弁１５Ａを閉弁すると、吸気ポート６，７を流通
する吸気流Ａは制御弁１５Ａにより吸気弁８，９の傘部
８ｂ，９ｂの下側へ該制御弁１５Ａの配置側と反対方向
への旋回指向性を持って偏向されて燃焼室５内に流入
し、燃焼室５内に図８に示すように周方向の一方向に旋
回指向した斜め逆タンブル流ａ3 を形成してスワール成
分を含むようになり、燃焼室中心の点火プラグ１４側へ
の燃料の搬送作用を強化することができる。
に制御弁１５Ａを閉弁すると、吸気ポート６，７を流通
する吸気流Ａは制御弁１５Ａにより吸気弁８，９の傘部
８ｂ，９ｂの下側へ該制御弁１５Ａの配置側と反対方向
への旋回指向性を持って偏向されて燃焼室５内に流入
し、燃焼室５内に図８に示すように周方向の一方向に旋
回指向した斜め逆タンブル流ａ3 を形成してスワール成
分を含むようになり、燃焼室中心の点火プラグ１４側へ
の燃料の搬送作用を強化することができる。
【００４８】図９に示す第３実施形態は、一方の吸気ポ
ート６にのみ制御弁１５Ａを前述の第２実施形態と同様
にして配置してあり、そして、他方の吸気ポート７の吸
気弁９は図外の可変動弁機構により、成層燃焼運転時に
制御弁１５Ａが閉弁している間は該吸気弁９Ａのリフト
が停止して閉弁状態を維持するようにしたものである。
ート６にのみ制御弁１５Ａを前述の第２実施形態と同様
にして配置してあり、そして、他方の吸気ポート７の吸
気弁９は図外の可変動弁機構により、成層燃焼運転時に
制御弁１５Ａが閉弁している間は該吸気弁９Ａのリフト
が停止して閉弁状態を維持するようにしたものである。
【００４９】従って、この実施形態では成層燃焼運転時
に一方の吸気ポート６内の制御弁１５Ａが閉弁すると、
他方の吸気ポート７の吸気弁９が閉弁状態を維持するた
め、図８に示したものと同様の斜め逆タンブル流ａ3 を
強めることができる。
に一方の吸気ポート６内の制御弁１５Ａが閉弁すると、
他方の吸気ポート７の吸気弁９が閉弁状態を維持するた
め、図８に示したものと同様の斜め逆タンブル流ａ3 を
強めることができる。
【００５０】これら第２，第３実施形態の制御弁１５Ａ
の開閉制御による燃焼室５内のガス流動強さを、図３に
示したＡ，Ｂ，Ｃの弁位置に対応させて図４の（ロ）に
タンブル比とスワール比として示す。
の開閉制御による燃焼室５内のガス流動強さを、図３に
示したＡ，Ｂ，Ｃの弁位置に対応させて図４の（ロ）に
タンブル比とスワール比として示す。
【００５１】なお、本発明の吸気制御装置は吸気ポート
燃料噴射式の機関に適用しても有効であることは云うま
でもない。
燃料噴射式の機関に適用しても有効であることは云うま
でもない。
【図１】本発明の第１実施形態の略示的断面説明図で、
（イ）は順タンブル流形成時を、（ロ）は逆タンブル流
形成時を示す。
（イ）は順タンブル流形成時を、（ロ）は逆タンブル流
形成時を示す。
【図２】（イ），（ロ），（ハ）は各異なるポート形状
の吸気ポートと制御弁との配置関係を上方からみて示し
た模式図。
の吸気ポートと制御弁との配置関係を上方からみて示し
た模式図。
【図３】制御弁と凹部との関係を示す略示的断面斜視
図。
図。
【図４】（イ），（ロ）は制御弁の弁位置によるガス流
動強さを示す特性図。
動強さを示す特性図。
【図５】制御弁の作動制御の一例を示すフローチャー
ト。
ト。
【図６】制御弁作動制御に用いられる成層燃焼運転と均
質燃焼運転とを判別するためのマップ。
質燃焼運転とを判別するためのマップ。
【図７】本発明の第２実施形態を示す図２と同様の模式
図。
図。
【図８】同第２実施形態の略示的断面説明図。
【図９】本発明の第３実施形態を示す図２と同様の模式
図。
図。
１ シリンダブロック ２ ピストン ４ シリンダヘッド ５ 燃焼室 ６，７ 吸気ポート ８，９ 吸気弁 ８ａ，９ａ 吸気弁ステム １４ 点火プラグ １５，１５Ａ 制御弁 １６ 凹部 Ａ 吸気流 ａ1 順タンブル流 ａ2 逆タンブル流 ａ3 斜め逆タンブル流
Claims (7)
- 【請求項１】 吸気ポートの吸気弁ステムの下流側に、
吸気ポートを流通する吸気流と略平行な開位置から吸気
ポート内の吸気流と直交する断面の半部側に閉弁される
ことにより、燃焼室内のガス流動を燃焼室中心側からピ
ストン冠面に向かう順タンブル流から、吸気弁配置側の
燃焼室側部からピストン冠面に向かう逆タンブル流に変
える制御弁を設けたことを特徴とする筒内噴射式火花点
火機関の吸気制御装置。 - 【請求項２】 制御弁はその閉弁によって、吸気ポート
の燃焼室中心側の略半部を、平面視して該吸気ポートを
流通する吸気の主流に対して略直角に塞ぐようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火花点火機
関の吸気制御装置。 - 【請求項３】 制御弁はその閉弁によって、吸気ポート
の燃焼室中心側の略半部を、燃焼室内に発生する逆タン
ブル流で燃料を燃焼室中心に向けて搬送可能に塞ぐよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式火
花点火機関の吸気制御装置。 - 【請求項４】 制御弁は２つの吸気ポートに配設されて
いて、これら制御弁は閉弁時に各吸気ポートの燃焼室中
心側の側部で、該吸気ポートの同一片側の略４半部を塞
ぐようにしたことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴
射式火花点火機関の吸気制御装置。 - 【請求項５】 制御弁は２つの吸気ポートの一方に配設
されていて、閉弁時に一方の吸気ポートの燃焼室中心側
の側部で、該吸気ポートの他方の吸気ポートに隣接した
側の略４半部を塞ぐように構成され、かつ、該他方の吸
気ポートの吸気弁は一方の吸気ポート内の制御弁が閉弁
している間は閉弁するようにしたことを特徴とする請求
項１に記載の筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置。 - 【請求項６】 吸気ポートの内周面には、制御弁の周縁
の回動軌跡に沿って形成されて該制御弁の周縁部を受容
する凹部を備えていることを特徴とする請求項１〜５の
何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装
置。 - 【請求項７】 制御弁は均質燃焼運転時に開弁され、成
層燃焼運転時に閉弁されることを特徴とする請求項１〜
６の何れかに記載の筒内噴射式火花点火機関の吸気制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07462998A JP3641931B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07462998A JP3641931B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270342A true JPH11270342A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3641931B2 JP3641931B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=13552694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07462998A Expired - Lifetime JP3641931B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 筒内噴射式火花点火機関の吸気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3641931B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004150361A (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Mitsubishi Motors Corp | 直噴型火花点火式内燃機関 |
| GB2402969A (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-22 | Thomas Tsoi Hei Ma | I.c. engine intake port for reverse tumble |
| JP2009013915A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの燃焼室構造 |
| US20180347451A1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder head for an internal combustion engine, internal combustion engine, and method for operating an internal combustion engine |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP07462998A patent/JP3641931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004150361A (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Mitsubishi Motors Corp | 直噴型火花点火式内燃機関 |
| GB2402969A (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-22 | Thomas Tsoi Hei Ma | I.c. engine intake port for reverse tumble |
| GB2402969B (en) * | 2003-06-17 | 2006-05-24 | Thomas Tsoi Hei Ma | Intake port for reverse tumble |
| JP2009013915A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの燃焼室構造 |
| US20180347451A1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Cylinder head for an internal combustion engine, internal combustion engine, and method for operating an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3641931B2 (ja) | 2005-04-27 |
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