JPS6041211B2 - 多気筒内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多気筒内燃機関に関する。

特に、本発明は安定した運転が可能で、しかも燃料消費
量が少なく排気中の有害物質の量を低減できる多気筒内
燃機関に関する。内燃機関において、排気中の有害物質
の量を減少させるため、希薄混合気による運転を行なう
ことは種々提案されている。また、希薄混合気による運
転を安定して行なわせるため、混合気の層状化をはかる
ことも提案され、種々の形で実施されている。しかし、
希薄混合気のもとで、層状化により安定した運転を行な
うようにする従来の内燃機関では、近年の苛酷な有害物
質排出規制についての要求に合致し、かつ燃料消費量を
減少させることはきわめて困難である。本発明は、有害
物質の排出量及び燃料消費量の両方について要求を満足
させることができ、しかもドライバビリティの面でも満
足な性能を備えた内燃機関を提供することをその目的と
する。

すなわち、本発明は、それぞれの気筒に通じる分岐吸気
速路を有する形式の多気筒内燃機関に適用されるもので
、この吸気通路の各々に閉塞弁と副吸気運路とを設け、
該副吸気速路は一端を吸気口付近において主吸気通路に
閉口し、他端は閉塞弁より上流側においていずれかの主
吸気通路に閉口して、中低負荷のもとでの運転では混合
気がほとんど副吸気通路の時から燃焼室に送られるよう
にするとともに、副吸気通路は互に蓮通させたことを特
徴とする。本発明の上記特徴によれば、中低負荷のもと
でも混合気の流速を高い値に維持でき、混合気は高速で
燃焼室に導入されるため、燃焼室内には強い渦流が発生
する。

混合気粒子は大きな流速を与えられるだけでなく、強い
回転エネルギーも与えられて空気と燃料との非常に均一
な混合状態が得られる。その結果、混合気の燃焼速度が
増大し、窒素酸化物の生成を抑制でき、また安定した燃
焼状態が得られるため、より希薄な混合気による運転が
可能になり、排気中の炭化水素及び一酸化炭素等の有害
物質を一層減少でき、燃費を改善することができる。本
発明によれば、従来の内燃機に比し、燃焼状態が飛躍的
に向上するため、希薄混合気を用いなくても燃費の改善
を達成でき、また排気中の有害物質の量を減少させるこ
とができる。

さらに、本発明は、吸気通路に混合気を供給する形式だ
けでなく、供給空気量に応じた燃料たとえば吸気口部に
送られる形式の内燃機にも適用することができる。特に
本発明においては、副吸気通路が互に蓮適しているため
、閉塞弁より下流側で主吸気通路内圧力が周期的に大気
圧まで復帰することがなく、各気筒に通じる主吸気通路
は常時低い圧力に保持されることになる。

したがって、各気筒の吸気弁の開き始めの時刻に該気筒
に吸入される混合気のうち〜閉塞弁より下流側の主吸気
通路に停滞していた混合気の割合が減少し、大部分の浪
合気は、副吸気適路を通して吸入されることになる。こ
のため、吸気流遠を高い値に維持することが可能になる
。本発明は、主吸気通路が集合通路により一本にまとめ
られた形式の多気筒内燃機関に限らず、各主吸気通路に
気化器が別々に設けられた形式の多気筒内燃機関にも適
用できる。本発明のこの効果を一層高めるには「閉塞弁
より下流側の各主吸気通路の容積をできる限り小さくす
ることが望ましい。

また、閉塞弁からの混合気の漏洩は極力抑制しなければ
ならない。このためには、主吸気通路の内壁面をできる
限り平滑に仕上げ、閉塞弁がこの主吸気運礎内壁面に密
着するように構成することが望ましい。製造上の葛馬点
からは「主吸気適路の内壁面を全体にわたって精密仕上
げすることは好ましくなく、したがって、閉塞弁付近の
主吸気通路部分を他の部分と別体に製作して閉塞弁ケー
シングの形になく、各気筒のための閉塞弁ケーシングを
互に連続した一体部品として製造することが好ましい。
以下、本発明の実施例を図について説明する。

まず第１図及び第２図を参照すると、図示された内燃機
関は直列４気筒型で、シリンダプロック１内に形成され
た４個のシリンダ２と各シリンダ２内を往復運動するピ
ストン３を有し、シリング２の上部にはシリンダヘツド
４が取付けられて、シリンダ軍及びピストン３と共に燃
焼室９を形成する。シリンダヘッド４には各燃焼室９に
関口する吸気口５及び排気口６が形成され、これら吸気
□５及び排気口６にはそれぞれ弁座りング？，８が埋め
込まれ、シリンダヘッド亀にはこれら弁座りングＴ？
８と対応するように吸気弁１０及び排気弁１１が設けら
れ、周知の弁開閉機構によりピストン３の運動に同期し
て同期的に開閉される。シリンダヘッド４には、各シリ
ング２の燃焼室９に露出するように点火桧竃２が配置さ
れている。排気口６は周知のように排気管１３に接続さ
れる。吸気□５は、集合管１４内に形成された吸気遜路
竃５をこ接続され、各吸気通路１５は集合管１４内の集
合通路１６に接続されている。集合管１４の上方には絞
り弁ＩＴａ，亀Ｔｂを有する気化器蔓７が配置され、こ
の気化器亀７により形成された空燃混合気が集合通路畳
６から各吸気運路亀５に送られる。シリンダヘッド４と
集合管１４との間には、閉塞弁ケーシング１８が配置さ
れ、このケーシング１８‘こは各吸気通路１５及び吸気
□５に蓮適する通路亀轟ａが形成され、各通路１８ａに
閉塞弁１亀が配置されている。

各閉塞弁曾９は共通軸１９ａ上に装着され、該軸１９ａ
に取付けられたレバー１９ｂを介して開閉作動させらる
。集合管１４には、その壁部を通して横方向に遍路穴２
瞳が形成され、この通路穴２０‘ま通路穴２を介して集
合通路１６に接続されている。

各吸気遍路１５に沿って通路穴２０から吸気□５に向い
副吸気通路２２が形成され、この副吸気遍路２２の末端
はノズル２３により吸気□５の近傍に閉口している。閉
塞弁１９の作動用レバー１９ｂは押し棒２５を介して真
空式作動器２４の作動鞠２４ａに接続されている。

作動鞠２４ａは、作動器ケーシング２４ｂ内に配置され
たダイヤフラム２４ｃに結合されている。ダイヤフラム
２４ｃはケーシング２４ｂ内を大気圧２４ｄ及び負圧室
２４ｅに仕切っており、負圧室２４ｅは負圧ライン２６
を介して集合通路１６に接続されている。負圧ライン２
６には、冷却水ラィザ２７内の冷却水温度に応じて鋤ら
きその温度が所定値以上のとき開く感温弁２８を設ける
ことが好ましい。以上述べた構成の内燃機関においては
、始動後に機関温度が所定値に達すると、弁２８が開か
れて集合通路１６内の吸気負圧が作動器２４の負圧室２
４ｅに導かれる。

機関の負荷が比較的小さい領域、たとえば中又は低負荷
運転時には、吸気貸圧が比較的高く、従って絶対圧力で
表示すれば比較的低圧の状態にあるため、閉塞弁１９は
作動器２４により閉位置に保持される。したがって、集
合通路１６内の混合気は、副吸気通路２２からノズル２
３を経て燃焼室９に送られる。副吸気通路２２及びノズ
ル２３の通路断面積は吸気通路１５に比し小さいので、
混合気はノズル２３から高速で燃焼室９に吹き込まれ、
燃焼室９内に強い渦流を生じさせ、燃料と空気との均一
な混合を達成するとともに、燃焼速度を増大させる。こ
のため、希薄混合気によって安定した運転を維持でき、
燃費特性の向上及び排気中の有害物質の低減をはかるこ
とができる。この効果を達成するためには、閉塞弁１９
が閉じた状態において、燃焼室９に吸入される混合気の
ほとんどが副吸気速路２２を経て送られることが肝要で
ある。

その第１の条件としては、吸気行程以外の行程において
閉塞弁１９の下流側に停滞して次の吸気行程で燃焼室９
に吸入される混合気の量を極力減少させることである。
そのためには、閉塞弁１９の下流側の容積をできる限り
小さくすること、及び閉塞弁１９からの漏洩を極力防ぐ
ことが必要である。本発明においては、さらに閉塞弁１
９の下流側の圧力をできる限り低圧に保つことにより、
その効果を一層高めるようにしている。すなわち、各劉
吸気通路２２は通路穴２０により互に接続されているた
め、吸気行程にないシリングにおいて、閉塞弁より下流
側の気体は、副吸気通路及び通路穴２０を経て吸気行程
にあるシリンダに吸引され、閉塞弁より下流側が低圧に
保持される。したがって、このシリンダが吸気行程に移
った際に、閉塞弁下流側に滞留していた混合気がシリン
ダに吸入される割合は大中に減少し、大部分の混合気が
副吸気運路からノズルを経てシリンダに高速で噴出され
ることになる。閉塞弁からの漏洩を極力防止するために
は、該閉塞弁に対応する通路内壁面が精密に仕上げられ
ていることが必要である。本例においては、閉塞弁ケー
シング１８が別体に形成されているため、内壁面の精密
仕上げが比較的容易になる。上述の例は、各シー」ンダ
のための吸気通路が一本の集合通路に接続されているも
のであるが、本発明は、各吸気遭路に別個に気化器が設
けられた配置にも同様に適用できる。

また、本実施例において、各副吸気通路２２を接続する
通路穴２川まずしも必要でなく、副吸気通路２２は集合
通路１６のみにより互に接続されるようにしてもよい。
第３図ないし第５図は本発明の別の実施例を示すもので
、対応する部分は前例と同一の符号を付して示す。本例
においては、吸気通路１５の各々には可変ベンチュリ１
７ａを有する気化器１７が配置されている。副吸気通路
２２は一端が閉口２３を介して吸気□５の近傍に接続さ
れ、他端が運通路２０１こ接続されている。蓬通路２川
ま通路２１を介して閉塞弁蔓９の上流側で吸気通路１５
に接続されている。各副吸気通路２２には絞り弁３０の
作動レバー３０ａは空動き機構３１を介して閉塞弁１９
の作動レバー１９ｂに結合されている。この空動き機構
３１は、矢印方向に動かされたときまず絞り弁３０を開
かせ、絞り弁３０が全開になったとき閉塞弁１９を開き
始めさせるように働らく。その後の高負荷領域において
は、閉塞弁１９は絞り弁とし鰯らき、その開度は機構３
１により定められる。尚、本例においては、運遍路２川
ますべての吸気通略１５に接続されているが、これを一
つの吸気通路１５のみに接続し、中及び低負荷領域では
、一つの気化器１７からすべてのシリンダ２に混合気を
供給するように礎成することも可能である。以上の説明
から明らかなように「本発明によれば、中及び低負荷領
域においてシリンダに吸入される混合気のほとんどが副
吸気通路を経て送られることになるため、混合気の流入
速度は高速に維持され、希薄混合気による安定した運転
が確保でき、また燃費の向上及び排気中の有害物質の低
減をはかることができる。

勿論、前述したように、本発明は通常運転時に必ずしも
希薄混合気を用いない内燃機関に適用しても同様な効果
があり、また燃料が混合気の形でなく吸気口部に吹き込
まれるような形式の内燃機関にも適用できる。図面の溝
単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す４気筒内燃機関の垂直
断面図、第２図は一部を功欠し、て示す平面図、第３図
は他の実施例の一部を示す垂直断面図、第４図は絞り弁
作動機構を示す拡大図、第５図は一部を切欠いて示す平
面図である。

第１図 第３図 第２図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絞り弁を備えた吸気系が各気筒に通じる分岐した主
   吸気通路により構成された多気筒内燃機関において、前
   記主吸気通路の各々には、少くとも中及び低負荷運転時
   に該通路を閉塞する閉塞弁と、一端が吸気口付近におい
   て前記主吸気通路に開口し他端が前記閉塞弁より上流側
   でかつ前記絞り弁より下流側においていずれかの主吸気
   通路に開口する副吸気通路が設けられ、前記副吸気通路
   は連通路により互に連通させられたことを特徴とする多
   気筒内燃機関。 ２ 前記第１項において、前記主吸気通路は上流側にお
   いて集合通路により互に接続され、前記集合通路に前記
   絞り弁が設けられた多気筒内燃機関。 ３ 前記第２項において、前記絞り弁は前記集合通路に
   混合気を供給するための気化器に設けられた多気筒内燃
   機関。 ４ 前記第１項において、前記絞り弁は前記主吸気通路
   の各々に設けられ、互に連通する副吸気通路は、少くと
   も１個の主吸気通路に、絞り弁と閉塞弁との間で接続さ
   れた多気筒内燃機関。 ５ 前記第１項において、前記副吸気通路には第２の絞
   り弁が設けられ、前記第２の絞り弁がほぼ全開になつた
   時に前記閉塞弁が開き始めるようにする連動機構が設け
   らた多気筒内燃機関。 ６ 前記第１項ないし第５項のいずれかにおいて、閉塞
   弁の位置する吸気通路部分は、他の部分と別体に形成さ
   れた弁ケーシングの形であり、各シリンダに対応する弁
   ケーシングは他のシリンダのための弁ケーシングと互に
   一体に形成された多気筒内燃機関。