JPS6033976B2 - 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、特に吸入混合気の燃焼特
性を改善した吸気装置に関する。

内燃機関に吸入された混合気の燃焼特性を改善するため
の手段として、機関に吸入される混合気に乱れを与える
吸入混合気の均質化を図ると共に、該乱れにより燃焼速
度を速めるものが知られている。

従来、かかる吸入混合気に激しいガス流動を与える手段
として、吸気管を細くしたり、吸気弁リフトを小さくし
たりして吸気に絞り効果を与えたり、あるし「は吸気弁
にシュラウドを設け吸気の流れ方向を強制的に変えるよ
うにしていた（昭和４８年８月３１日■山海堂発行内燃
機関の燃焼９２頁参照）。

しかし、これらの手段では何れも機関の全開運転時に吸
気抵抗が大となり「充填効率が低下して機関の全開出力
が低下するという不都合がある。

そこで、吸気通路の絞弁をバィパスして側路を設け、該
側路より吸気通路の燃焼室近くに高速の空気又は混合気
を導入させるようにしたものも提案されているが「 こ
の場合、側路からは常時空気あるいは混合気が導入され
るため、吸気通路内の負圧が下がり混合気にガス流動を
与えるのに必要な吸入行程時に該側路よりの吸気割合が
減少し「所期するガス流動効果が然程得られないといっ
た不具合がある。またＬ常時流入する空気により、所望
の空燃比が乱され燃焼を悪化させる可能性もあった。更
に吸気弁の開閉タイミングに合わせて側路より吸気を行
わせようとするとト構造が複雑化してしまう憾があった
。本発明はかかる従来の実状に鑑み、吸気通路の鮫弁を
バィパスして吸気ボート内に閉口する側路に、該側路も
しくは吸気ポ−ト内の負圧がある所定値に達すると開弁
作動する弁装瞳を付設して「吸入行程時にのみ側路より
空気もしくは混合気を高速で噴射させるようにすること
により「吸入行程時における側路よりの吸気割合を増大
させ「吸入混合気のガス流動を大きくして特に燃焼室に
入ってからもこのガス流動を持続させて吸入混合気の均
質化を図り、燃焼を遠く行わせて機関の安定化と全開出
力の向上並びに燃料の燃え残しの低減とを実現し得るよ
うにすると共に所望の空燃比を維持して良好なる燃焼を
達成出来るもので、以下その実施例を図面と共に詳述す
る。

第８図において、川まシリンダ、２はシリンダヘッド、
３はピストン、４は燃焼室、５は吸気通路、６は吸気弁
ｔ Ｔは排気通路、８もま排気弁、９は吸気通路５に配
談した気化器、１Ｑ‘まベンチュリ部、量１は燃料ノズ
ルト翼２は鮫弁を示す。

前記吸気通路５には絞弁１２をバイパスする側路１３が
形成されている。この側路亀３の絞弁下流側出口亀３ａ
は吸気ボート５ａの吸気弁６近くに関口されていると共
に、鮫弁上流側入口１３ｂ‘まベンチュリ部ＩＱより上
流側、具体的にはェアクリ−ナ１４内に関口されてし、
て、機関吸入行程時に該出口亀３ａと入口１３ｂとの間
に生ずる差圧により燃焼室４近くの吸気ボート５ａに高
速の空気を導入するようにしてある。また「側路１３の
出口１３ａには前述の差圧を有効利用して該出口１３ａ
部で流速が増大するように最適な開口面積のオリフイス
１５を設けてある。そして、前記側路量３には、吸気ボ
ート５ａもしくは側路１３内の負圧がある所定値、つま
り機関が吸入行程に移行して吸気弁６が開き始めて吸気
ボート６ａ内の吸入負圧値が増大した時に関弁作動する
弁装置竃６を付設してある。

この弁装置亀６としては、第２図イ，ローこ示すように
所定負圧値で関弁作動されるリード弁亀？〜ボールチェ
ック弁１８等の逆止弁１９の他、第３図に示す如きダイ
ヤフラム弁２０を用いることができる。

このダイヤフラム弁２０もま側路１３に直交して配した
スブール弁体２０ａと、該スプール弁体２０ａをロッド
２Ｑｃを介して作動させるダイヤフラム２Ｑｂとからな
り、このダイヤフラム２０ｂにより隅成された負圧室２
０ｄは負圧導入路２０ｅを介して吸気ボート５ａに運通
している。ここで、負圧検出を敏速に行わせるため、負
圧導入ボート２Ｑｆを吸気弁６の近くに設定することが
望ましい。又スプール弁体２０ａの形状は第３図口の如
く円筒の一部に孔Ａを設けた形状あるいは、第３図ハの
如く円筒の外周の一部を削り取った形状にしておく。従
って、吸気弁６が開き始める吸入行程時には、逆止弁１
９もし〈はダイヤフラム弁２０が増大する吸入員圧によ
り関弁作動するので、側路１３より差圧により燃焼室４
近くに高速で空気が噴出される。

特に本発明によればこの空気噴出が前述の如く吸入工程
時にのみ噴出されるので常時空気がｌｊ−クしているも
のに比し、吸気ボート５ａ内の負圧が高く側路亀３より
の吸気割合が増大するため、吸入混合気のガス流動を著
しく増大して混合を促進しつつ燃焼室４に流入させるこ
とができ「 しかも該燃焼室４内でも前述のガス流動が
持続されるため吸入混合気が均質化され、この結果、混
合気の燃焼を速めて機関の安定化を実現できると共に「
燃料の燃え残しを著しく低減できるのである。また、吸
気抵抗が大となることがないので混合気充填率の低下が
なく、のって全開出力を低下させることもない。更には
過剰の空気によるミスフアィャ等の燃焼の悪化を防止す
ることが出来る。前述のガス流動を燃焼室４内でもより
効果的に持続させるためには、第４図に示すように側路
１３の出口１３ａを吸気ボート５ａの円周方向に向けれ
ばよく、この場合、混合気は旋回して燃焼室４内に導入
されるためミキシングが積極的に行われ、早い燃焼を助
長することができる。

また、前記側路１３の絞弁上流側入口１３ｂを第１図銀
線で示す如く、絞弁１２と燃料ノズル１１との間に西己
設するようにしてもよい。

この場合、側路１３の出、入口１３ａ，１３ｂ間の差圧
が前記実施例の場合よりも小さくなるため、吸入混合気
の乱れ効果が若干低下するが、気化器９で設定された空
燃比の狂いをなくせる。また、燃料供給装置として電子
制御燃料噴射装置を用いる場合、第５図に例示するよう
に吸入空気量を測定するェアフローメータ２１（吸気に
対して若干の抵抗をもつ）の上流に側路入口１３ｂを閉
口すれば吸気の乱れ効果を大とすることができる。

また、鎖線で示すようにェアフローメータ２１と絞弁１
２との間に側路入口１３ｂを閉口すれば吸気の乱れ効果
は若干低下するが、吸気量の測定が正確に行えるので空
燃比の狂いを最小限に抑えることができる。なお、前述
の如く側路入口１３ｂをベンチュリ部１０やェアフロー
メータ２１上流に閉口させる場合、気化器の設定空燃比
あるいは燃料噴射装置の設定空燃比は若干濃くしておく
ことは勿論である。第６図に示す実施例は側路１３の弁
装置１６上流に絞弁２２を設けて側路１３の出、入口間
の差圧を調整し得るようにしたもので、この絞弁２２は
例えば吸気通路５の絞弁１２と運動されて機関の運転状
態に応じて関度制御される。

また、この絞弁２２上流に燃料供給装置２３を付設して
燃焼室４近くの吸気通路５に混合気を高速で噴出させる
ようにすることもできる。以上のように本発明装置によ
れば、吸気通路の鮫弁をバイパスする側路より吸入行程
時の差圧を利用して吸気ボートの吸気弁近傍に空気又は
混合気を高速で噴出させ、吸入混合気に激しいガス流動
を生起させるので、吸気の混合を促進させて速い燃焼を
行わせることができ、機関の安定化と燃料の燃え残しの
低減を実現でき、しかも吸気通路の紬蚤化やシュラゥド
等によってガス流動を行わせるものと異なり、吸気抵抗
がないので全開出力を向上できるのである。

また、特に前述の空気又は混合気の噴出は側路または吸
気ボート内負圧に応動する弁装置により吸入行程時にの
み行わせるので、吸気弁の閉弁状態では該側路よりの空
気又は混合気のりークがなく、のって、吸気ボート内の
負圧が低くならす、吸入行程時における該側路よりの吸
気割合が高まるので前述のガス流動を顕著に行わせるこ
とができ、速い燃焼をより効果的に行うことができる。
又、過剰空気の流入を防止出来るので所望の空然比によ
る燃焼が可能となる。そして、このように速い燃焼を実
現できるため、高排気還流、空燃比の稀薄比が可能とな
り、Ｎ○ｋ対策上有利であると共に燃費を向上すること
ができるという実用上優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す説明図、第２，３
図は弁装置の各異なる例を示す説明図、第４図は第１図
のＮ−Ｎ線に沿う断面説明図、第５，６図は各異なる実
施例を示す説明図である。 １……シリンダ、２……シリンダヘツド、３……ピスト
ン、４・・・・・・燃焼室、５・・・・・・吸気通路、
５ａ・・・・・・吸気ボート、６・・・…吸気弁、１２
……絞弁、１３・・・・・・側路、１６・・・・・・弁
装置。 第２図第３図 第１図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の吸気通路に設けられた絞弁をバイパスし
   て側路を設け、該側路の絞弁下流側出口を吸気ポート内
   に開口させ、かつ該側路に吸気ポートもしくは側路内に
   負圧が吸気弁の開弁に伴つてある所定値以上に達した時
   に開弁して、前記出口より吸気ポートの吸気弁近傍にス
   ワール発生用の空気又は混合気を噴射させる弁装置を付
   設したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 ２ 側路の絞弁上流側入口を、吸気通路に設けられた気
   化器のベンチユリ部より上流側に開口させてなる特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置。 ３ 側路の絞弁上流側入口を、吸気通路に設けられたエ
   アフローメータより上流側に開口させてなる特許請求の
   範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置。 ４ 側路の絞弁上流側入口を、吸気通路に設けられた気
   化器の燃料ノズルと絞弁との間に開口させてなる特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置。 ５ 側路の絞弁上流側入口を、吸気通路に設けられたエ
   アフローメータと絞弁との間に開口させてなる特許請求
   の範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置。 ６ 側路の絞弁下流側出口を、吸気弁の近くに開口させ
   てなる特許請求の範囲第１項及至第５項のいずれかに記
   載の内燃機関の吸気装置。 ７ 側路の絞弁下流側出口を、吸気ポート円周方向に向
   けてなる特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに
   記載の内燃機関の吸気装置。 ８ 側路は機関運転状態に応じて開度制御される絞弁を
   有してなる特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   に記載の内燃機関の吸気装置。 ９ 弁装置が、側路内負圧によつて開閉作動される逆止
   弁である特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに
   記載の内燃機関の吸気装置。 １０ 弁装置が、吸気通路内負圧の応動するダイヤフラ
   ム弁である特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか
   に記載の内燃機関の吸気装置。 １１ ダイヤフラム弁の負圧導入ポートが吸気弁に近い
   部位に設けられてなる特許請求の範囲第１０項記載の内
   燃機関の吸気装置。