JPS5820370B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の吸気装置に関する。

通常特にガソリン機関においては高速高負荷運転時にお
ける充填効率を高め、それによって十分な出力が得られ
るように吸気ポートは流体抵抗が小さなポート形状に形
成される。

しかしながらこのようなポート形状にした場合、高速高
負荷運転時には自然発生のかなり強力な乱れが燃焼室内
に生ずるので燃焼速度は十分に速められるが低速低負荷
運転時には燃焼室内に十分な乱れが発生せず、従って燃
焼速度を十分に速めることができないという問題がある
。

低速低負荷運転時に強力な乱れを発生させる方法として
、吸気ポートをヘリカル形状にしたり或いはシュラウド
弁を用いて燃焼室内に強制的に旋回流を発生させる方法
があるがこれらの方法では吸入混合気流に対する抵抗が
増大するため高速高負荷運転時における充填効率が低下
するという問題がある。

従って高速高負荷運転時における高い充填効率を確保し
つつ低速低負荷運転時における燃焼速度を増大せしめる
には吸気ポートを流体抵抗の小さなポート形状から形成
すると共に低速低負荷運転時に燃焼室内に強力な乱れを
発生させるようにしなげればならない。

また低速低負荷運転時における燃焼を改善する方法とし
て燃焼室内に強力な乱れを発生させる以外に燃料の気化
を促進させることが挙げられる。

即ち、低速低負荷運転時には気化器ベンチュリ部を流れ
る空気の流速が遅く、従って噴出燃料と空気流との相対
速度が遅いために燃料を十分に微粒化することができず
、その結果多量の燃料が液状のままで燃焼室内に供給さ
れ、これが燃焼を悪化させしかも排気エミッションを悪
化させる一原因となっている。

これらの問題点を解決するために気化器スロットル弁後
流の吸気通路内に第２スロツトル弁を設け、気化器スロ
ットル弁と第２スロットル弁間の吸気通路から副吸気通
路を分岐してこの副吸気通路を第２スロツトル弁後流の
吸気通路内に再び連結するようにした内燃機関が特開昭
５３−１３７３２０号公報並びに特開昭５３− １２７９１４号公報に記載されている。

この内燃機関では低負荷運転時に第２スロツトル弁を閉
弁することにより断面積の小さな副吸気通路から混合気
を供給し、副吸気通路から噴出する混合気によって燃焼
室内に乱れを発生せしめると共に副吸気通路内を混合気
が高速度で流れるので燃料の気化が促進される。

しかしながらこの内燃機関では副吸気通路がパイプから
形成されるか、或いは吸気マニホルド壁面内に穿設され
た孔から形成されているためにパイプを用いろ場合には
余分な部品が必要となるばかりでなくパイプ配管のため
のスペースが必要となる問題があり、吸気マニホルド壁
面内に孔を穿設する場合には複雑な加工を必要とすると
いう問題がある。

本発明は簡単な構造でもって高速高負荷運転時における
高い充填効率を解保しつつ低速低負荷運転時に燃焼室内
に強力な乱れを発生できると共に燃料の気化を促進でき
るようにした内燃機関を提供することにある。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリ
ンダブロック１内で往復動するピストン、３はシリンダ
ブロック１上に固定されたシリンダ。

ヘッド、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成さ
れたウェッジ型燃焼室、５はシリンダヘッド３内に形成
された吸気ポート、６は吸気弁、７は吸気マニホルド、
８は排気マニホルド、９はライザ一部、１０は点火栓、
１１は気化器、１２は。

アクセルペタルにより作動される気化器スロットル弁を
夫々示す。

第１図に示されるように吸気マニホルド７はスペーサ１
３を介してシリンダヘッド３に固定され、このスペーサ
１３内には断面拡大部２７が形成されてこの断面拡大部
２７内に第。

２スロツトル弁２８が挿着される。

吸気ポート５の上部内壁面上には吸気ポート５に沿って
延びる切溝２９が断面拡大部２７から吸気弁かさ部近傍
に至る範囲に亘って形成される。

また第２スロツトル弁２８が閉弁した際に切溝２９の延
長上に位。

置する第２スロツトル弁２８の周辺部上に第４図に示す
ような切欠き３０が形成される。

一方、第１図に示されるように第２スロツトル弁２８の
スロットル軸１８にはアーム１９が固着され、このアー
ム１９の先端部に負圧ダイアフラム装置２０の制御ロッ
ド２１が枢着される。

負圧ダイアフラム装置２０はダイアフラム２２により隔
離された大気圧室２３と負圧室２４とを有し、この負圧
室２４内にはダイアフラム押圧用の圧縮ばね２５が挿入
される。

負圧室２４は負圧導管２６を介して気化器スロットル弁
１２後流の吸気マニホルド７内に連結され、ダイアフラ
ム２２には制御ロッド２１が固定される。

気化器スロットル弁１２の開度が小さな低負荷運転時に
は吸気マニホルド７内の負圧は大きく、その結果ダイア
フラム２２は圧縮ばね２５のばね力に抗して下降するの
で第２スロツトル弁２８は第１図に示すような閉鎖位置
にある。

このとき吸気ポート５は第２スロツトル弁２８の切欠き
３０を介してのみ吸気マニホルド７内に連通ずる。

従って混合気は切欠き３０を通過した後切欠き３０の上
流側端部と整夕１ルた切溝２９内に流入し、この切溝２
９内を案内されて燃焼室４内に流入する。

第１図並びに第２図に示されるように切溝２９の断面積
は極めて小さく、従って混合気は高速度で切溝２９内を
流れるために切溝２９内において液状燃料の気化が促進
されることになる。

次いでこの切溝２９の終端部から混合気が高速度で吸気
ポート５内に流出するが切溝２９の終端部が吸気弁軸線
に沿って延びているのでこの流出混合気は燃焼室４内に
矢印Ａで示すような水平軸回りの旋回流を発生する。

その結果、燃焼速度は大巾に速められることになる。

第１図に示すようなウェッジ型燃焼室４或いはバスタブ
型燃焼室を有するカウンタフロー型内燃機関ではその燃
焼室形状により本来垂直軸回りの強力な旋回流を発生さ
せるのが困難であり、本発明のように水平軸回りの旋回
流の方が強力な旋回流を得ることができる。

一方、機関高負荷運転時には吸気マニホルド７内の負圧
が小さくなるためにダイアフラム２２は圧縮ばね２５の
ばね力により上昇し、その結果第２スロツトル弁２８が
全開する。

一般的に言って吸気通路中にスロットル弁を設けた場合
にはスロットル弁全開時におけるスロットル弁並びにス
ロットル軸が大きな流体抵抗となってしまうが本発明で
は第２スロットル弁２８周りの断面積を太きく形成しで
あるために流体抵抗が極めて小さく、従って高い充填効
率を得られるという利点がある。

第２スロツトル弁２８は可能な限り吸気弁６の近傍に設
けることが好ましく、こうすることによって車両減速時
に第２スロツトル弁２８が全閉した際第２スロツトル弁
２８後流の吸気ポート表面積が小さなために吸気ポート
内壁面上に付着した燃料が即座に気化したとしてもさほ
ど過濃とはならない。

また低負荷運転時には吸気ポート５は切欠き３０を介し
てのみ吸気マニホルド７内と連結するために吸気干渉を
緩和できるばかりでな（切溝２９内を流れる混合気の流
速を極めて高速度にすることができるので燃料の気化が
大巾に促進できると共に強力な水平軸線回りの旋回流を
燃焼室内に発生させることができる。

このように本発明によれば加工が容易で簡単な構造を有
する切溝２９を設けることによって全運転領域に亘って
燃焼速度を速めることができ、斯くして安定した燃焼が
得られるばかりでな（排気エミッションが改善され、更
に燃料消費率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の側面断面図、第２図は
第１図の■−■線に沿ってみた断面図、第３図は第１図
の■−■線に沿ってみた断面図、第４図は第１図の第２
スロツトル弁の正面図である。 −５・・・・・・吸気ポート、６・・・・・・吸気弁、
１２・・・・・・気□化器スロットル弁、２０・・・・
・・負圧ダイアフラム装置、２８・・・・・・第２スロ
ツトル弁、２９・・・・・・切溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気化器スロットル弁後流の吸気通路内に第２スロツ
   トル弁を設けると共に該吸気通路上壁面上に該第２スロ
   ツトル弁から該吸気通路上壁面に沿って吸気弁近傍まで
   延びる切溝を形成して該切溝の終端部を吸気弁近傍にお
   いて吸気弁軸線に沿って延設し、該第２スロツトル弁が
   閉弁した際に該切溝の延長上に位置する該第２スロット
   ル弁周辺部に切欠きを形成し、更に機関高負荷運転時に
   上記第２スロツトル弁を全開すると共に機関低負荷運転
   時に上記第２スロツトル弁を全開にするスロットル弁駆
   動機構を具備する内燃機関の吸気装置。