JPS602494B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気下器に設けた一次側・二次側の各燃料供給
系からの燃料を、別々の吸気導通路を介して燃焼室に案
内させるようにした内燃機関において、吸気行程時に気
体をィンダクション通路から燃焼室内に噴出させること
により、燃焼室内にスワール（渦流）を生起させるよう
にした内燃機関の吸気装置に関するものである。

従来から、低負荷運転城における燃料の霧化の促進と中
・高負荷運転城における出力低下防止を可能とするため
に、低負荷運転域に応じた一次側の燃料供給系と、中・
高負荷運転城において作動する二次側の燃料供給系とか
ら構成される複合気化器が案出されている。

斯る複合気化器の各燃料供給系からの燃料を、別々の吸
気導通路を介して燃焼室内に案内するようにした内燃機
関において、低負荷運転城における火炎伝播速度を向上
させるためには、混合気又は空気等の気体を吸気行程時
にィンダクションパィプから燃焼室内に噴出させて、燃
焼室内に強いスワールを生起させることが考えられる。

このスワール発生のための気体源としては「二次側の吸
気導通路のスロットルバルプ上流とすることが考えられ
る。然し乍ら、この場合、ィンダクションパィプを二次
側の吸気導通路に単に蓮通させたのみでは、内壁を伝わ
って燃焼室内に流れる液状燃料がィンダクション通路を
介して燃焼室に吸入されるため、燃焼室内に形成される
混合気が過濃となり、未燃焼成分（ＨＣ）の発生原因と
なる虜れがある。本発明は、この問題を解消した内燃機
関の吸気装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、ィンダクション通路の一端を、二次側の吸気
導通路内のスロットルバルブ上流に、この吸気導通路の
内壁面から内方に所定距離離して関口ごせることにより
、内壁を伝わって燃焼室側に流れる液状燃料がィンダク
ション通路内に及入されるのを防止可能としたことを特
徴とするものである。以下、本発明の一実施例を図面に
したがって説明する。

第１図において、１はシリンダヘツド、２は燃焼室、３
はシリンダヘツド１に形成された二次側の吸気ボート、
４な吸気ボート３途中に蓮適する一次側の吸気ボート、
５は吸気ボート３の燃焼室２への開閉をさせる吸気バル
ブである。また第１図中、６は気化器、７は吸気マニホ
ールド、８は吸気マニホールド７の各ブランチとシリン
ダヘツド１との間に介装されたアダプタである。

図中、９は吸気マニホールド７内の一次側の吸気通路、
１０１ま吸気マニホールド７内の二次側の吸気適路、１
１はアダプタ８内の一次側の吸気通路、１２はアダプタ
８内の二次側の吸気通路、１３は吸気マニホールド７と
アダプタ８とシリンダヘツドーとに跨って形成された冷
却通路、１４は吸気通路９と冷却水通路１３とを区画す
る盤、１５は冷却水通路１３内に向けて壁１４に設けら
れた吸熱フィンである。１６は気化器６のフロート室で
ある。

この気化器６は一次側の燃料供給系と二次側の燃料供Ｖ
給系を有する。−次側の燃料供給系は、一次側のメイン
燃料供給系と一次例のスロー燃料供給系を有する。

この一次側のメイン燃料供給系は、ベンチュリ１７と、
このベンチュリ１７内に配置されたメインノズル１８と
、メインノズル１８とフロート室１６の底部とを蓮通さ
せている燃料ウェル１９と、燃料ウェル１９とのフロー
ト室１６側に設けられたメインジェット２０と、メイン
ノズル１８とエアクリーナ側の通路６ａとを運速させて
いるパツセージ２１と、パツセージ２１内に設けられた
メインェアジェツト２２を有する。図中、２３はメイン
ノズル１８の上流側に設けられたチョークバルブ、２４
はメインノズル１８下流の吸気通路２４内に装着された
一次側のスロットルバルブである。

また、一次側のスロー燃料供給系は、スロットルバルブ
２５の直上流に閉口するバイパスボート２６と、スロッ
トルバルプ２５の直下流に閉口するアイドルボート２７
と燃料ウェル１９と通路６ａに通路するパッセージ２１
′と、パツセージ２１′途中に設けられたスロージェッ
ト２８と、パツセージ２１の通路母側に設けられたスロ
ーェアジェット２２′とバイパスボート２６及びアイド
ルボート２７とパツセージ２１′とを蓮通させているパ
ツセージ２９と、アイドルボート２７の開度調整をさせ
るスクリュー３０を有する。なお、及気通路２４，９，
１１と吸気ボートからなる一次側の吸気通路は、ベンチ
ュリ１７と吸気ボート３とを運速させている。

二次側の燃料供給系も、二次側のメイン燃料供給系と二
次側のスロー燃料供給系を有する。

二次側のメイン燃料供給系は、ベンチュリ３１と、ベン
チュリ３１内に酌薄されたメインノズル３２と、メイン
ノズル３２とフロート室の低部を蓮通させている燃料ウ
ェル３３と、燃料ゥェル３３のフロート室１６側に設け
られたメインジェット３４と、メインノズル３２とベン
チュリー上流の通路６ｂとを通達させているパッセージ
３５と、パツセージ３５に設けられたメインェアジェツ
ト３６を有する。図中、３７はメインノズル３１下流の
吸気通路、３８は吸気通路１１内に装着された二次側の
スロットルバルブである。

また、二次側のスロー燃料供給系は、スロットルバルプ
３８の直上流に開口するバイパスボート３９と、スロッ
トルバルブ３８直下流に閉口するアイドルボート４０と
これらと通路６ｂとを運速させているパツセージ４１と
、パツセージ４１の通路６ｂ側端部に設けられたメイン
ェアジェット４２と、燃料ウェル３３とパッセージ４１
を運速させているパツセージ７３と、パツセージ４３内
に設けられたスロージェット４３ａを有する。

なお、吸気通路３７，１０，１２と吸気ボート３からな
る二次側の吸気通路は、ベンチュリ３１と燃焼室２を蓮
通させている。図中、４４はアイドルボート４０に運遍
するアダプター８の排気吸入用のボート、４５はボート
４４と図示しない排気通路とを蓮通させている通路、４
６は通路４５途中に介装されたＥＧＲバルブである。

また、４７はスロットルバルプ２５を支持しているスロ
ットルシャフト、４８はスロットルバルブ３８を支持し
ているシャフト、４９はスロットルシャフト４７に固定
されたレバー、５川ましバー４９と図示しないアクセル
ペダルを運結しているワイヤ‐である。二次側のスロッ
トルバルプ３８は、吸気員圧を利用したバルブ操作装置
により開閉操作されると共に、一次側のスロットルバル
ブに連繋するりンク機構により関度が制限されるように
なっている。

以下、このバルブ操作装置およびリンク機構につき詳述
する。本実施例ではバルブ操作装置としてアクチェータ
５１を用いている。

このアクチエータ５１は、本体５２と本体５２に装着さ
れた蓋体５３と、本体５２と蓋体５３との間に挟持され
たダイヤフラム５４と、ダイヤフラム５４に支持された
ロッド５５と、ダイヤフラム５４ダイヤフラム５４と蓋
体６３との間に介装された圧縮コイルスプリング５６を
有する。。中、Ａは蓋体５３とダイヤフラム５４との間
に形成された負圧導入室、Ｂはダイヤフラム５４と本体
５２との間に形成された大気開放室である。この様なア
クチェー夕５１のロッド５５は、スロットルシャフト４
８に一体に固着されたレバー５７の先端部に枢着されて
いる。

また、５８はベンチュリ１７内に閉口する一次側の負圧
取入口、５９はベンチュリ３１内に開口する二次側の負
圧取入口である。

この負圧取入口５８は通路６０，６１とオリフイス６２
，６３を介して負圧導入室Ａに蓮通し、負圧取入口５９
は通路６０，６４とオリフイス６２，６５を介して負圧
導入室Ａに運通している。そして、アクチェータ５１は
、一次側のスロットルバルプ２５が全開近くまで関弁し
たときの負圧取入口５８に作用する圧力で作動して、二
次側のスロットルバルブ３８を開弁する様に設定されて
いる。上述したりンク機構は、スロットルシャフト４７
に装着されたレバー６６と、レバー部６７ａ６７ｂを有
し且つスロットルシャフト４８に回転自在に支持された
レバー６７と、レバー部６７ｂに一体に設けられた折曲
部６８と、レバー６６としバ一部６７ａを連結している
ロッド６９を有する。

７川ましバー５７の端部に突設した制限ピンで、この制
限ピン７０はしバー５７の時計方向への回動に伴ないし
バー５７と一体に回動して折曲部６８に当接し得る様に
設定されている。

更に、二次側のベンチュリ３１の上流側には、内部の吸
気員圧により開閉する可変バルブ７１が装着されている
。

この可変バルブ７１は、気化器６の突部７２と、この突
部７２に取付けられた蓋体７３と突部７２と蓋体７３と
の間に挟持されたダイヤフラム７４と、通路６ｂ内に設
けられた突部７５と、ダイヤフラム７４に支持され且つ
突部７５に対して進退自在に保持されたピストンバルブ
７６と、蓋体７３とダイヤフラム７４との間に介菱され
た圧縮コイルスプリング７７とを有する。そして、突部
７５とダイヤフラム７４との間には大気開放室Ｃが形成
され、ダイヤフラム７４と蓋体７３との間には負圧導入
室Ｄが形成されている。この大気開放室Ｃは気化器６の
通路７８を介してェアクリーナ側に蓮通し、負圧導入室
Ｄはピストンバルブ７６に形成した孔７９を介してピス
トンバルブ７６と突部７５との間の可変ベンチュリ８０
‘こ運適している。第１図中、吸気通路１１，１２を区
画している隔壁８１には、スロットルバルブ３８の直上
流と吸気通路１１を蓮通さている側路８２が形成されて
いる。

また、スロットルバルブ３８の直上流と吸気バルブ５直
上流とは後述するィンダクション通路を介して運通して
いる。このインダクション通路は、スロットルバルブ３
８の直上流において吸気通路１２に突設されたパイプ８
３と、アダプタ８に形成された通路８４と、シリンダヘ
ッドに装着されたインダクションパィプ８５等から構成
されている。

そして、パイプ８３内にはジェット８６が設けられてお
り、このパイプ８３の吸気速路１２内への関口部は吸気
通路１２の内壁から中心方向にｈ（第３図参照）だけ離
れている。また、ィンダクションパィプ８５の先端は、
吸気ボート３，４と同方向に向けられている。このよう
なィンダクション通路は、各気筒毎に設けられている。

次に、この様な構成の内燃機関の吸気装置の作用を説明
する。

｛１１ アイドリング時 アイドリング時には一次側のスロットルバルブ２５及び
二次側のスロットルバルブ３８は全閉となっている。

このために、アィドリング時における吸気行程時にはア
イドルボート２７，４０側路８２及びィンダクションパ
イプ８５の部分に高吸気負圧が作用する。この結果、ア
ィドリング時における吸気行程時にはメインジェット３
４を介してフロート室１０から燃料ウェル３３内に供給
された燃料が、パツセージ４３、スロージェット４３ａ
を介してパッセージ４１内に吸引される。

これと同時に、ェアクリーナ側からのェアがスローェア
ジェツト４２を介してバツセージ内に吸引される。この
ようにしてパッセージ４１内に吸引された燃料およびェ
アは、混合された後にアイドルボート４０から二次側の
スロットルバルブ３８下流に贋霧される。この頃覆され
た混合気は二次側の吸気通路１２吸気ボート３を介して
燃焼室２内に吸入される。一方、メインジェット２０を
介してフロート室１０から燃料ウェル１９内に供給され
た燃料がパッセージ２１′、スロージェット２８を介し
てパッセージ２９内に吸引される。

また、これと同時にェアクリーナからのェアがスローェ
アジェット２２′及びパツセージ２１′を介してパッセ
ージ２９内に吸引される。このようにしてパッセージ２
９内に吸引されたェア及び燃料は混合されてアイドルボ
ート２７から一次側のスロットルバルプ２５の下流に頃
覆される。この頃霧された混合気は、一次側の吸気通路
９，１１、吸気ボート４を介して燃焼室２内に周万向に
向けて高速で噴出される。なお、この際、混合気は、側
路８２を介して吸気通路１１内に吸入される二次側から
の空気によって蝿拝されて、更に微粒化が促進される。
一方、ィンダクションバィブ８５に作用する吸気員圧に
よって、ェアクリーナ側のェア又は混合気（スーパーリ
ーン）可変ベンチュリ８０、通路６ｂ、ベンチュリ３１
、吸気速路１０を介して吸気通路１２に吸入される。

そして、このェア又は混合気は、パイプ８３、通路８４
及びィンダクションパィプ８５を介して燃焼室２内に周
方向（吸気ボート３，４から燃焼室２に吸入される混合
気と同方向）に向けて高速で噴出される。従って、アィ
ドリング時における吸気行程時には、燃焼室２内に混合
気の強い渦流が形成される。

■ 軽負荷時（低負荷時） 図示しないアクセルペダルによりワイヤ一５０を操作し
てレバー４９を時計方向に回動させることにより、一次
側のスロットルバルブ２５が関弁し、その関度が増大す
る。

この結果、吸気行程時における吸気負圧が−次側のベン
チュリ１７にも作用して、ェアクリーナからのェアが一
次側のベンチュリ１７を介して一次側のス。

ツトルバルブ２５側に吸引される。これによって、メイ
ンジェット２０を介してフロート室１０から燃料ウェル
１９内に吸入された燃料がメインノズル１８内に吸入さ
れると共に、ェアクリーナナ側からのェアがメインェア
ジェツト２２、パツセージ２１を介してメインノズル１
８内に吸入される。このようにしてメインノズル１８内
に吸入された燃料およびェアは、メインノズル１８から
一次側のベンチュリ１７内に曙覆されて、ェアクリーナ
からのェアと混合される。この混合気は、吸気通路２４
，９，１１吸気ボート４を介して燃焼室２内に周方向に
向けて噴出される。この燃焼室２内に噴出される混合気
の量および速度は一次側のスロットルバルブ２５の関度
が大きくなるにしたがって増大する。

また、側路８２からは吸気遍路１１内にェアが噴出され
、上述したィンダクションパィプ８５からはェアが燃焼
室２内に噴出される。一方、この際は一次側のベンチュ
リ１７の下流側の吸気員圧が負圧取入口５８、通路６１
オリフイズ６３，６２、通路６０を介してアクチェータ
５１の負圧導入室Ａ内に導入される。

この吸気負圧は圧縮コイルスプリング５６のバネ力より
も十分に小さいので、アクチェー夕５１は作動しない。
‘３｝ 中・高負荷時（中・高負荷城） ｛ィー ー次側のスロットルバルブ２５が低負荷域から
中負荷城まで開弁させられると、一次側のベンチュリ１
７を流れる流体の速度が増大して、負圧取入口５８１こ
発生する負圧が更に増大する。

この負圧は上述したようにアクチュェータ５１の負圧導
入室Ａに作用しており、しかも、この中負荷城の吸気員
圧はアクチェータ５１の圧縮コイルスプリング５６のバ
ネ力よりも大きいので、中負一次側のスロットルバルブ
２５が開弁させられると、アクチヱータ５１のダイヤフ
ラム５４及びロッド５５が負圧取入口５８からの吸気員
圧により圧縮コイルスプリング５６に抗して蓋体５３側
に変位させられる。

これによってレバー５７及び二次側のスロットルバルブ
３８が反時計方向に回動変位させられて、二次側のスロ
ットルバルブ３８が関弁させられる。【口’この様に、
二次側のスロットルバルブ３８が開弁させられると、ス
ロットルバルブ３８下流の吸気負圧が吸気通路１０，３
７及び可変ベンチュリ８０に作用する。

この可変ベンチュリ８０に作用する吸気負圧は、通路７
９を介して負圧導入室Ｄに導入されて、ダイヤフラム７
４を圧縮コイルスプリング７７に抗して右方に変位させ
ようとする。然し乍ら、可変バルブ７１のピストンバル
ブ７６は、負圧導入室Ｂ内の圧力が所定値に達しないと
、右変に変位して関度が増大しない。

しかも、負圧は細径の通路７９を介して負圧導入室Ｄに
伝達されるので、可変ベンチュリ８０‘こ所定の吸気負
圧が作用した時点から負圧導入室Ｄ内の圧力が所定値に
達するまでは若干の時間を要する。また、ピストンバル
ブ７６を右方に変位させるには、吸翁負圧がピストンバ
ルブ７６の質量による慣性力に抗する必要がある。この
結果、可変ベンチュリ８川こ所定の吸気負圧が作用した
時点から可変バルブ７１の開度（可変ベンチュリ８０の
関度）が増大し始めるまでには若干時間遅れがある。一
方、吸気通路１０，３７内の吸気負圧が所定値に達する
までは、一次側の吸気負圧の低下が生じて、燃料の蒸発
が損われて、一次側の混合気が適正でなくなる。

しかし、吸気通路１０，３７の吸気負圧が所定値に達し
た後一定時間経過するまでは、可変バルブ７１の開度が
非常に小さいため、ェアクリーナからのェアはほとんど
ベンチュリ３１側に吸入されることなく、燃料がメイン
ノズル３２からベンチュリ３１内に贋霧される。従って
、二次側の作動し始めに一次側の混合気の適正化が損わ
れても、この二次側で発生する燃料流が−次側の混合気
と吸気ボート３内で混合されて、適正な値の混合気が燃
焼室２内に吸入される。この様な、こ次側の作動し始め
には、一次的なチョーク効果が得られるので、過度特性
に於ける燃料の出遅れにより生ずる一時的な混合比（Ａ
／Ｆ）のリーン化（希薄化）が防止できる。

この結果、二次側の作動し始めにおけるる運転の也滑性
が改善され、しかも、燃料の微粒化も改善されて、安定
した燃焼が得られる。し一 更に、スロットルバルプ斑
の開度の増大に伴なし、可変ベンチュリ８川こ作用する
吸気員圧が増大すると、可変ベンチュリ８０の開度が増
大させられる。これに伴ない、その開度に応じた量のヱ
アがベンチュリ３１内を流れるので、ス。

ツトルバルブ３８の開度の増大に伴ない、ベンチュリ３
１内では適正な値の混合気が発生する。

この混合気は上述したように燃焼室２内に及入され、イ
ンダクションパイプ８５からは混合気が燃焼室２内に噴
出され、燃焼室２内に強いスワールが形成される。８
一方、このような作用とは、一次側のスロットルバルブ
２６の開度が増大すると、レバー６６が時計方向にスロ
ットルバルブ２５と一体に回動する。この回動は、ロッ
ド６９を介してレバー６７に伝達され、レバー６７が反
時計方向に回動させられている。したがって、アクチエ
ータ５１によって一次側のスロットルバルブ３８が反時
計方向に回動させられても、レバー５７の制限ピン７０
がレバー６７の折曲部６８に当接するので、スロットル
バルプ３８は一次側のスロットルバルブ２５に若干遅れ
て追従することになる。

‘村 また、減速時等において、二次側の吸気通路３７
，１０，１２の底壁を伝わってスロットルバルブ３８側
に流れる液状燃料は、パイプ８３内に吸入されずに側路
８２から一次側に高速で噴出して、一次側を流れる混合
気と混合され、微粒化される。

‘４’ィンダクションパィプ８５粘焼室２への気体噴出
量、上述した様にィンダクションパイプ８５から燃焼室
２内に噴出される気体の量は、第４図に曲線Ｅで示した
如く車遠が上がるにつれて（すなわち、負荷が増大する
につれて）低下するが、図の如く、低・中負荷域ではそ
の必要最小量が確保される。

本発明は、以上説明したように、ィンダクション通路の
一端を、二次側の吸気導通路内のスロットルバルブ上流
に、この吸気導通路の内壁面から内方に所定距離離して
開口させた構成としたので、減速等において内壁を伝わ
って燃焼室側に流れる液状燃料がィンダクション遍路内
に吸入されるのを簡単な構成で確実に防止できる。

この結果、未燃炭火物等の夫燃焼成分の発生を抑制でき
る。また、この構成により実用領域の空気スピードが高
められ、スワールの生成も促進される。従ってアィドリ
ンクで適性流量になるようにィンダクション通路のオリ
フイス（ジェット）の断面積を設定すれば実用領域でも
必要最小限の流量が確保でき、特別のコントロール機構
が不要となる。また各枝通路からェアを吸入れるので、
気筒間のバランスが損われることなく、適性流量が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す内燃機関の吸気装置
の断面図。 第２図は、第１図に示した気化器の平面図、第３図は、
第１図のｍ−ｍ線断面図。第４図は第１図に示したィン
ダクションパイプからの気体の噴出量を示す特性曲線図
。２…燃焼室、３，４・・・吸気ボート、５・・・吸気
バルブ、６・・・気化器、９，１０，１１，１２，２４
，３７…吸気通路、１７…ベンチュリ（一次側）、２５
・・・スロットルバルプ（一次側）３１・・・ベンチュ
リ（二次側）、３８・・・スロットルバルブ（二次側）
、８３…パイプ・・・（ィンダクション通路）、８４・
・・通路（ィンダクション通路）、８５・・・インダク
ションパイブ（インダクション通路）。 第２図第３図 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダヘツドに形成された二次側の吸気ポートの
   途中に一次側の吸気ポートを連通させ、両吸気ポートを
   気化器に設けた二次側と一次側の各燃料供給系にそれぞ
   れ連通させ、これら両燃料供給系からの燃料をシリンダ
   ヘツドに設けられ前記二次側の吸気ポートと燃料室との
   開閉をする一つの吸気バルブを介して燃焼室に導くよう
   にした内燃機関において、インダクシヨン通路の一端を
   、前記二次側の吸気ポートに連通する二次側の吸気導通
   路内のスロツトルバルブ上流に、該吸気導通路の内壁面
   から内方向に所定距離離して開口させると共に、前記イ
   ンダクシヨン通路の他端を、前記二次側の吸気ポートの
   燃焼室への開閉をする吸気バルブの直上流に開口させた
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置に
   おいて、各気筒毎にインダクシヨン通路を設けたもの。