JPS6075719A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのｌｌ！Ｌ気装置、特に２ポート等
の複数の吸気ボートをエンジンの燃焼室に開［コさせる
とともに、各吸気ボートに対し′にれを１１１■閉する
吸気弁を配置した型式の吸気装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、レシプロエンノンにおいて、各層、焼室に対
して、はぼ均管な開Ｉコ面槓を有する２つの吸気ボート
を開Ｌ」させて大きな開Ｌ」面積を確保するとともに、
シリングヘッド内に形成する吸気通路を各吸気ボートに
燃焼室の軸方向に沿った大角度で接続して吸気を燃焼室
にスルレートに流入させることにより、エンジ゛ンの充
填効率を最大限向上すせ、エンジンの高出力化を図った
エンノンの吸気構造はよく知られている。

かかる２ボ一ト型式の吸気構造は、高負荷運転時の高出
力化をしするという点で有利であるか、その反面、吸気
量の少ない低負荷運転時ｉ時には、吸気流速が弱まり、
燃統性か低ｊ・°シ、燃費の＋／＋ｉでも、エミッショ
ンの面でも不利となる欠点がある。

かかる欠点を解消するため、低工１荷用吸気通路とシャ
ッターバルブを分設しＩこ高負前用吸気通路とを−１−
記２つの吸気ポートに夫々接続し、エンジンの１店員荷
運１ｇ＋＋、鴇こけ、シャンターバルブをα１じて、低
負荷用吸気通路のみから吸気を行なうようにしたものか
知られている（例えは、特開昭５６−４４４１９号公報
参照）。

しかしなが呟ががる対策は低負荷対策として必らずしも
有効ではない。即ち、もともと高出方化のため２つの吸
気ボートの開１ｊ　ｉｊｉ積を最大限確保するようにし
たちのであるため、１つの吸気ボートのみを使用釘ると
しても吸気量が少ない極低負荷運転時には、開口面積が
依然大きすぎて吸気流速を有効に向」ニさせることがで
きず、燃焼性の向１゜にＩＩ：町欠なスワールを有効に
形成でｂない。

がかるＩ；只今は、１氏負荷用吸気通路の通路面積を絞
れば、それで解消しうるように思えるが、高出力化を図
る目的から吸気通路のポート接続部は前述したように、
燃焼室の軸方向に沿った方向に形成されているため、吸
気流速を早めることにょっ゛Ｃ燃焼室内に流速の早い流
れが生成されたとしても燃焼室の周方向に沿った有効な
スワールどして行程において早期に減衰されてしまうと
いった問題がある。そうがといって、流速をできるだけ
高めようとして低負荷用吸気通路を絞りすきれば、それ
だけ賄いうる負荷範囲が制限され、比較的低い負荷域で
シャッターバルブを開いて高負荷用吸気通路からも吸気
を供給する必要が生ずる。その場合、２つの吸気ボート
は、燃焼室の水平方向中心線に関して対向的に形成され
ているため、低負荷用吸気ポートから吸入される吸気流
と高負荷用吸気ポートから吸入される吸気流とが衝突し
て、スワールが消滅されないまでもますます弱められて
しまい、スワールによる良〃了な燃焼性を硫保し難い欠
点がある。

かがる問題を解消するため、本願１」へ願人は、複数の
吸気ボートをエンノンの燃焼室にそれぞれ開口させ、各
吸気ボートを吸気弁で開Ｉ、／Ｉするようにしたエンノ
ンの吸気装置において、複数の吸気ボートに接続される
吸気通路内に開閉ｔｒを配設して、この開閉弁を低負荷
運転時には閉し高負荷運転時°　には開くようにエンジ
ンの運転状態に応じて上記吸気通路の通路面積を増減制
御する一方、上記開閉弁よりも上流の吸気通路の底部か
ら分岐し、上記吸気ボートのいずれか一つに接続され、
通路面積が」１記吸気通路に比べて小さい補助吸気通路
を設けたエンジンの吸気装置を本願と同時の出願におい
て提案している。

即ち、」１記提案のエンノンの吸気装置によれば、開閉
弁か閉しられるエンジンの低負荷運転時、吸気は専ら吸
気通路の底部側に形成された補助吸気通路からこの通路
が接続された吸気ボートを介して早い流速でエンジンの
燃焼室に供給される。その場合、補助吸気通路は、吸気
通路の底部側に形成％れていることか呟シリンダヘッド
とシリングフロンクとの介せ面に月して必然的に浅い角
度をなし、燃焼室内に流入しｊこ吸気は、燃焼室の周方
向にＪｌｊ回するスワールを生Ｊ＆することがでとる。

また、開閉弁が開かれるエンジンの高負荷運転１１、臂
こは、複数の吸気ボートから充填効率よく吸気が吸入さ
れ、本来の高出力を保証することができるのである。

なお、この発明と一見類似した吸気装置が特開昭５５　
２５５１１号公報に開示されている。該公報には、［１
個の気筒に２個の吸気弁を備え、主吸気通路の燃焼室近
傍に設けられた分岐管によって形成された２個の分岐吸
気通路を備えた内燃機関において、吸気の一部を燃焼室
内へ斜めに噴出する副吸気通路を備えると共に、この副
吸気通路の噴出口はシリンダ内壁面の前記分岐管に則し
略対称をなす位置を指向するよう各分岐吸気通路に形成
されていることを特徴とする内燃（溝間。」が記載され
ている。

しかしなか呟このものは、２つの噴出１」から噴出され
た吸気が燃焼室の周壁に山突した後、燃焼室の略中心に
臨設した点火プラグ（・１近で互いに干渉して６し流を
生ずるようにすることを１」的としているもので、燃焼
室の周方向に強いスワールを生成することをねらいとし
ている」１記発明とは観点が全く異なるものである。

（発明の目的） 本発明は、上記提案の技術思想を基礎とし、開閉弁下流
で吸気通路を分岐させ、各分岐吸気通路を各吸気ボート
に接続したタイプの吸気構造において、燃料噴射弁によ
って供給する燃料の配分の適正化を図るものである。

（発明の構成） このため、本発明は、燃料噴射弁によって供給される燃
料の配分割合が、補助吸気通路が接続される吸気ボート
で最も大とくなるように、燃料噴射弁を開閉弁下流の吸
気通路に設置し、開閉弁が閉じられるエンノンの低負荷
運転時に、補助吸気通路によって生成されるスワールに
より多く配分される燃料をのせて燃焼室内に持ち込むこ
とにより、燃料のミキシングを促進するようにしている
。

（発明の効果） 本発明によれば、したがって、低負荷運転時における燃
料のミキシングか促進され、補助吸気通路によって燃焼
室内に生成されるスワールの効果とあいまって、エンジ
ンの燃焼性が向上され、ひいては燃費性能およびエミッ
シシン性能が向上される。

（実施例） 以下、本発明の実施例についてよす具体的に説明する。

第１図に示すように、エンン゛ン１さの１つの気筒１の
ａｍ室２に１よ、エンノンＥのシリンダブロック（第２
図の３参照）の幅方向中心線ｒに関してほぼ対称に、は
ぼ同径の第１．第２の吸気ボート４゜５が開口され、長
手方向中心線１ｎをはさんで第２吸気ボート５とヌ・］
向する位置には、何気ボー１６が開口されている。

第１．第２吸気ボー）４．．５に吸気を供給する吸気通
路７は、シリンダヘッド（ｆ５２図の８参照）内におい
て徐々に分岐され、第１．第２吸気ボート４，５の手１
１ムでは、」−記幅方向中心線ｅにほぼ沿って突出する
ように形成された仕切Ｉ！１ゎ〕によって二叉に分岐さ
れ、これら分岐吸気通路＋（１，ＩＩが、第１．ｔｉＳ
２吸気ボーＩ・４，５にそれぞれ接続されている。図示
の如く、吸気通路７の中心線ρ゛は、前記幅方向中心線
でに対して第１吸気ポート４側に僅かに偏心させて、第
２吸気ボート５に比して第１吸気ボート１にストレート
に接続される設定とし、その」１流側にはシャッターバ
ルブ１２を介設している。このシャンク−バルブ１２は
具体的に図示しないが、周知の開閉制御機構（例えば、
スロンＩルバルフに連結されるリンク機構）によりエン
ノンＩ−〕の低負荷運転時には吸気通路７を閉し、高負
荷運転時には、負荷に応じて開くようにその開閉が制御
される。そして、吸気通路７のシャッターバルブ１２よ
り上流側には、吸気通路７の中心線Ｃ゛に関して、第２
吸気ボート５側に片寄せて補助吸気通路１３の」下流側
１１旧」１３ａを吸気通路゛７の底壁に開１１Ｌ、Ｉさ
せている。この補助吸気通路１　’Ａは、第１吸気ボー
ト４に近接して開１」シた１・−流側間Ｉ１１：（ｂを
有し、［−泥中心線ｐ゛を（（へ切るようにゆるやかに
湾曲して、」１流側聞１］１３ａと１ζ流側開１．Ｊ　
］　３ｂとを連通する。この補助吸気通路１：（は、第
２図により具体的に示すように、吸気通路７の底部を形
成する底壁１４に形成され、その■ζ流側開口１３１）
は上記仕切壁９の上流側端部、即ち分岐吸気通路Ｈ１，
１１の分岐点より下流で吸気弁１５によって開閉される
第１吸気ボート４にできるだけ接近した位置に設定され
ている。

このため、補助吸気通路１３を流下する吸気の全景は、
第１吸気ボート４から燃焼室２内に流入釘ることとなる
。補助吸気通路１３は、第１吸気ボート４の直」二部で
気筒１の軸方向に大きな曲率で湾曲されている分岐吸気
通路１０に対し、シリンダブロック３とシリンダへラド
８との合せ面Ａに対して僅かな傾き角をなすように文差
しており、したかって、燃焼室２の周方向に指向した方
向性を有するようになる。

」二記補助吸気通路１３の上流ｆｌｌｌｌｌｉｉｌＩ−
１１３ａより僅か下流には、吸気通路７を開閉するシャ
ンターバルブ１２をド流に向って斜め１・向きに傾斜さ
せて配設し、さらにシャッターバルブ１２より僅か下流
の吸気通路７の土壁１６に］Ｚめ設けた収ｊ・１部１６
ｇには、燃料噴射弁１７を取ｆ＝Ｉけている。この場合
、燃料噴射ｌコ１８は、シャッターパル７１２の回転軸
１２ａより僅が下流側でかつ吸気通路７の中心線／”ｌ
−に位置するように設定している（第１図参照）。　よ
く知られている。）、うに、燃料噴射弁１７によって噴
射された燃Ｉ＋は、ある距離までは拡がらずに直進し、
それ１υ、後コーン状に拡散する。したがって、−１−
記のように、燃料噴射［］１８を吸気通路７の中心線Ｃ
゛上に設定すれば、中心線Ｃ゛か、第１吸気ボート４側
に予め偏心されているため、コーン状に拡散［る燃料の
第１．第２吸気ポート、１．．５に月する配分比は、第
１吸気ボート４側で多くなる。

このため、第１吸気ボート・・１がら専ら吸気が行なわ
れるエンジンＩＥの低負荷運転時において、より多くの
燃料が吸気とミキシングされることとなり、混合気の燃
焼性が向−１−される。

また・シャンターハル７１２を補助吸気通路１３のｌ　
ｉ＆側側聞’、−Ｉ　Ｊ　：３　ａと燃料噴射１」１８
との間で、ネ゛１め手刀に傾けて配置して、第２図に実
線で示を全開位置（イ）がら１反想線で示１全開位置（
ロ）まで時多１廻りに開く設定とすれば、シャンターパ
ル７１２の閉時におけるシャンターバルブ下流の吸気通
路ホリュームを最小限とすることかでざる。ｐ（、料噴
射弁１７の設置位置は、第１．第２吸気ボート４．５の
仕切壁９の一１ｅｔイこ側で、燃料を両方の分岐吸気通
路４（１，１１にまたかってコーン状に分散させる必要
かあることが呟むやみに下流に設定することはできない
が、その」二部側に設置買する必要かあるシャッターバ
ルブ１２を」−１記のように配設すれば、燃料噴射弁１
７に最も近接し　しがモ最小の専有スペースでシャンタ
ーバルブ１２を設置することか”できるため、シャッタ
ーバルブ１２の閉時デ゛ンドボリュームとなるシャンク
−パル７１２下流の吸気通路ボリュームを最小限とする
ことかでトる。

なお、第１吸気ボート４を開閉する１汲気弁１５゜第２
吸気ボート５を開閉する吸気弁（図示せず）および排気
ポー１６を開＋！＋　１−る囲気弁１！Ｊは、周知のオ
ーバーへンドカムｍＪＲ２ｆ、ｌにより、エンジンＥの
回転に同期した所定のタイミングで夫々開閉駆動される
。

また、第１図に示すように、点火プラグ２１は、第１．
第２吸気ボート４，５および排気ポート６か設けられて
いない部分、より具体的には、補助吸気通路１：（か開
口する第１吸気ポーレ１に燃焼室２の縦方向中心線ＩＯ
をはさんで対向する位置に配置［る。

このプラグ配置では、補助吸気通路１３によって形成さ
れるスワールの旋回軌跡−Ｌに点火プラグ２１か′（ｉ
″ＬＬ置ｒとになるため、点火プラグ２１によゲζ混合
気を良好な着火性でもって着火させることかでとる。

次に、第３図（１）〜（９）に、第４図の断面（１）〜
（！〕）に、ｔ＝１応した吸気通路°７のシリングへン
ド８内の断面形状の変化を示すように、最初円形断面の
吸気通路７は、１′：流に向かうにしたがって、伶円形
状からかいこ形状に変化して、最後は２つの円形断面を
有する分岐吸気通路１０ｉ１に分岐される。

そして、吸気弁７の下Ｉｌｌに位置する偏平な長方形状
の断面を有し、かつ吸気通路７の通路断面積に比して十
分車さい通路断面積を有する補助吸気通路１３は、最初
吸気通路７のｆ５２吸気ボート５側（図の右側）に偏心
した位置か呟徐々に第１吸気ポー）４ｊｌｌｌ＋（図の
左側）に変位していき、第１吸気ポー１−４に接続され
る分岐吸気通路１０の底面に交わって最終的には、第１
吸気ボー１□　、１のｉｆｊ、Ｊｚ流で開口する。

第・１図に示すように、吸気通路７の底面を形成する底
１ｉ１４内に補助吸気通路１；（を形成する。二とによ
り、補助吸気通路１３は、シリンダブロック３とシリン
ダヘッド８との合せ面）＼に利して比較的小さい傾斜角
度に形成され、また平面形状としてみたと外に、第２吸
気ポート５側から第１吸気ボート４側にクロスしてなめ
らかに湾曲されていることにより、特に、シャッターバ
ルブ１２が全閉されているエンンントコの１店賃１；；
ｊ運転１１４＋ｉＩこＪｊいて、専ら補助吸気通路１ｊ
）を通して流１・［る吸気は絞り込まれて流速を早め、
燃焼室２の周方向を指向しつつ第１吸気ボート４からそ
の全量が燃焼室２内に流れ込んで、燃焼室２内に周方向
のスツールを生成する。

このスワールは、周方向に形１反されているため、容易
には減衰されず、圧縮行程終期において、点火プラグ２
１の点火により良好に着火燃焼する。

以−Ｌの実施例では、シャンターバルブ１２の下）皮で
吸気通路７を分岐させるとともに、補助吸気通路１３を
第２吸気ポート５１１ｔｌＩから第１１及気ボー）４１
１１１１にクロスさせて形成したが、本発明はこれに限
定されるものではない。

即ち、第５図に示すように、補助吸気通路２３を第１吸
気ポート４に接続される分岐吸気通路１０の延長線に）
；Ｎっでストレートに形成してもよい。

」１記の実施例では、燃料噴射弁１７を補助吸気通路１
３が接続さｊｔた第１吸気ポート４側に片寄せて配置し
たが、第１吸気ポート４．　（ｌｌｌｌの燃料の配分比
か第２吸気ボート５に比して火きくなるように、燃料噴
Ｉ・１弁１７を第１吸気ボート４に指向さぜるよ）に設
置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジンの要部断面説明
図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線方向の縦断面図、第
３図（１）〜（（Ｊ）は吸気通路断面形状の変化を示す
各断面説明図、第４図は第３図（１）〜（９）の各断面
位置を示す縦断面説明図、第５図は本発明の池の実施例
を示す第１図と同様のエンジンの要部断面説明図である
。 ２・・・燃焼室 ４．５・・・第１．第２吸気ボート ７・・・吸気通路 １０ｉ１・・分岐吸気通路 １２・・・シャッターバルブ １３・・・補助吸気通路 １４・・・底壁 １５・・・吸気弁 １７・・・ａ０噴躬弁 特　ｉｉ’ｌ　出　願　人　東洋一１掻−株式会ネ１代
　理　人　弁理士　”ｆ　ＩＩ　葆ばか２名手続補正書
　（自発） １事件の表示 昭和５８年特許願第　１７６７７８　号２発明の名称 エンジンの吸気装置 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 １１１１　ｆ１１５’ｌ　ｌ’　Ｉ　ｊ　ｉ　’、＋　
１１　：Ｓ　Ｆｌ’　′！、”Ｊ４ｊ＋ｊ　’一括）ア
　１　グ　フプ　−９　Ｉ−ｔ　’７　＋／ンプ住所　
広島・！１すに、じ゛、ｌ！ｌ：　Ｉｉ’ｌ中町２＋・
Ｉｔ！！　３番ｌじ名称（３］３）マツダ（′１：式会
社 代表、１′″ｉ山　崎　芳樹 ４代理人 別紙の通り。 特許請求の範囲 「（１）それぞれ吸気弁により開閉される複数の吸気ポ
ートを燃焼室に開口させるとともに、低負荷運軒時閉じ
高負荷運転時開く開閉弁によって開閉され、該開閉弁の
下流で分岐され、名分岐端が吸気ポートにそれぞれ接続
された吸気通路を備え、上記開閉弁よりも上流の吸気通
路から分岐し上記吸気ポートのいずれか一つに接続され
る補助吸気通路を設け、」二記開閉弁下流の吸気通路に
、補助吸気通路が接続された吸気ポートへの燃料の配分
割合が池の吸気ポートに比して大ぎくなるように燃料噴
射弁を設置したことを特徴とする工ンシ゛ンの吸気装置
。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ吸気弁により開閉される複数の吸気ボー
   トを燃焼室に開口させるとともに、低負荷運転時ｆｆＪ
   し商工１荷運較時開く開閉弁によって１３１Ｊ閉され、
   該開閉弁の下流で分岐され、各分岐端が吸気ボーＩにそ
   れぞれ接続された吸気通路を備え、１−記聞閉弁よりも
   」二部の吸気通路の底部から分岐し−に記吸気ビートの
   いずれが−・っに接続される補助吸気通路を設け、」−
   記聞閉弁ｊ・”流の吸気通路に、補助吸気通路か接続さ
   れた吸気ボートへの燃料の配分割合か池の吸気ボートに
   比して天外くなるようにａ）、１噴ηｊ弁を設置したこ
   とを特徴とｒるエンノンの吸気装置。