JPS61116065A - 燃料噴射式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、１気筒につき２つの旨いに独立した吸気通路
を協え、かつ燃料噴射弁を具備した燃料噴射式エンジン
の吸気装置の改良に関するものである。

（従来技術） 従来から、１気筒につき２つの互いに独立した吸気通路
を備えた吸気装置（よ種々間発されてｄ５つ、一般にこ
の種の装嵌は第１の吸気通路が全運転域で開かれ、第２
の吸気通路が開閉弁等により運転状態に応じて開閉され
るようになっている。このような装置によると、例えば
吸気ωが少ない低速低負荷時等には上記第２の吸気通路
を閉鎖して第１の吸気通路のみから空気を供給すること
により吸気流速を高めて燃焼性を良くりる一方、高速高
負荷時等には第２の吸気通路を聞くことにより吸気抵抗
を低減して出力を確保することができる。

また第２の吸気通路を開閉することにより実質的に通路
面積が変化し、吸気圧力振動の周期が変化するので、こ
れを利用して広い運転域にわたり吸気の慣性効果を高め
るようにすることもできる。

このような吸気装置に燃ｒ１噴射弁を具備したものとし
ては、実開昭５７−１６７２５４号公報などにみられる
ように両吸気通路にそれぞれ燃料噴射弁を設けたもの、
あるいは特、Ｉ７Ｎ昭５４−８４１２８号公報などにみ
られるように第１の吸気通路にのみ燃料噴射弁をＫＸ　
Ｌ′ｊ７Ｃものがある。ところが、前者によると１気筒
につき２周の燃料１１Ｑ用弁が必要となってコスト的に
不利であり、また後者によると、両吸気通路が間かれて
いるとき、両吸気通路に燃料が分配供給されるものと比
べると、燃焼室内での空気と燃料のミキシングが不充分
となり易い。なお、このような装置のほかに、２つの吸
気通路を途中で部分的に合流させて、この合流部分に燃
料噴射弁を配したものもあるが、このように合流部分を
設けると、２つの吸気通路を独立させたものと比べ、前
述の低速低負荷時等に吸気流速を高める作用や吸気の慣
性効果が低下する。

このため、途中で合流することなく互いに独立した２つ
の吸気通路に対して１個の燃料噴射弁から燃料を供給し
たいという要求がある。特に、燃料供給の応答性を低下
させることなく上記要求を満足することが望まれる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、２つの吸気通路を独立
に形成し、かつ燃料噴射弁を１気筒につき１個としてコ
ストを低廉にしながら、両吸気通路に燃料を分配供給し
て、燃焼室内での燃料のミキシングを良くすることがで
き、しかも応答性良く燃料を供給することができる燃料
噴射式エンジンの吸気装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、１気筒につき２つの吸気通路を互いに独立し
て気筒に連通ずるように形成し、この両吸気通路のほぼ
中間に燃料噴射弁を配置し、この燃料噴射弁の噴射口か
ら上記各吸気通路にそれぞれ直線状に、かつ各吸気通路
の吸気流通方向に対して鋭角となる方向に延びる燃料送
給通路を設けたものである。つまり、２つの互いに独立
した吸気通路に対して燃料噴射弁から燃料送給通路を介
して燃料が分配供給されるようにし、かつ燃料送給通路
を上記構成とすることにより、燃料がすばやく吸気中に
混入されるようにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、これらの
図において、１はエンジン本体、２はこのエンジン本体
に配設された複数の気筒、３は各気筒２の燃焼室、４は
エンジン本体２に対する吸気系である。上記吸気系４に
は、吸気導入通路５に接続されたサージタンク６と各気
筒２との間に、１気筒につき２つの互いに独立した吸気
通路７゜８、が設けられ、上記両吸気通路７．８の下流
端は個別に燃焼室３に開口し、その各開口部７ａ、８ａ
がそれぞれ吸気弁９，１０によって開閉されるようにな
っている。上記両吸気通路７，８のうち゛の一方の吸気
通路（以下「第１吸気通路」という）７は常に吸気を燃
焼室３に供給し、他方の吸気通路（以下「第２吸気通路
」という）８は特定運転域でのみ吸気を供給するもので
、第２吸気通路８には、運転状態に応じてこの通路８を
開閉する開閉弁１１が設けられている。また、上記吸気
導入通路５にはエアクリーナ１２、エアフローメータ１
３およびスロットル弁１４が配設されている。

なお、１５は排気通路、１６は燃焼ｖ３への排気通路１
５の開口部１６ａに装備された排気弁、１７は点火プラ
グである。

また、２０は燃料噴射弁であって、周知のようにソレノ
イドで作動される弁体により開閉される噴射口２０ａか
ら燃料を噴射する構造となっており、前記エアフローメ
ータ１３によって検出される吸気量に応じた燃わ１を所
定のタイミングで噴射するように、図外の制御回路によ
り制御されている。この燃料噴射弁２０は、前記両吸気
通路７゜８のほぼ中間に配置されている。

上記燃料噴射弁２０の噴射口２０ａと上記両吸気通路７
．８との間には、上記噴射口２０ａに通じる基端部から
２又に分かれた第１および第２の燃料送給通路２１．２
２が形成されている。この両燃料送給通路２１．２２は
直線状に形成され、かつ、各吸気通路７．８の吸気流通
方向に対して鋭角となる方向に延び、つまり斜めに吸気
通路下流側に向かって延びており、下流端が各吸気通路
７．８に開口している。なお、上記燃料送給通路２１．
２２を通して両吸気通路７．８間で空気が流通するのを
充分に抑制しくｑるように、各燃料送給通路２１．２２
は各吸気通路７，８と比べてかなり細くし、具体的には
所面梢で各吸気通路７゜８の１１５以下としておき、さ
らに燃料噴射弁２Ｑから噴射された燃料の拡がりに対応
するように、燃料送給通路２１．２２の下流側を上流側
と比べて多少太く形成しておく。第２吸気通路８におけ
る前記開閉弁１１と第２燃料送給通路２２の下流端間口
部との位置関係としては、図のように開閉弁１１を上記
開口部より上流に配置してもよいし。

開口部より下流に配置してもよい。

上記各燃料送給通路２１．２２に対しては、燃料の霧化
を促進するとともに、燃料送給方向を効果的に制御する
ためにはアシストエアを供給するようにすればよい。図
に示す実施例では、エア７０−メータ１３とスロットル
弁１４との間の吸気導入通路５に上流端が接続された通
路２３から分岐して、１気筒当り２つのアシストエア通
路２４゜２５が形成され、この各アシストエア通路２４
゜２５が前記噴射口２０ａの近傍の両側通路壁にそれぞ
れ開口している。そして、第１燃料送給通路２１側の壁
面から第２燃料送給通路２２に向けて開口する一方のア
シストエア通路２４には、前記開閉弁１１に対応して開
閉作動する電磁弁等を用いたコントロール弁２６がＨ２
Ｇノられており、開開弁１１が閉じられているときは、
コントロール弁２６により上記一方のアシストエア通路
２４が閉じられて、他方のアシストエア通路２５のみか
ら第１１！！料送給通路２１に向りてアシストエアが供
給されることにより、燃料噴射弁２０から噴射された燃
料が第１吸気通路７側に偏向されるようになっている。

このようなアシストエアによる燃料送給方向の調整作用
を効果的に元厚させるため、少なくとも第２吸気通路８
が閉鎖されている運転域では燃料噴射弁２０からの燃料
噴射が吸気行程で行われるようにしておくことが望まし
い。また、各吸気通路７，８内での燃料と空気とのミキ
シングを良くするため、第２図およびＩ′Ｔ３図に示す
ように、各吸気通路７，８内には、各燃料送給通路２１
．２２の下流端に対向させて、多孔板からなるミキシン
グプレート２７．２８を配設しておくことが望ましい。

第４図は前記開閉弁１１が開かれる領域および閉じられ
る領域の一例を示しており、この例では、負荷が高くな
るほど低回転側にずれるように予め設定したエンジン回
転数基準値を境に、これより低回転側では開閉弁１１を
閉じ、高回転側では開閉弁１１を開くこととしている。

こうすることにより、吸気量が少ない低負荷低回転時等
には、第１吸気通路７のみを通して吸気が燃焼室３に導
入されるのて・、吸気流速が高められるとともに燃焼室
３内に吸気スワールが生じて燃焼性が良くなり、一方、
吸気量が多い高負荷高回転時等には、両眼′気通路７，
８を通して吸気が燃焼室３に導入されるので、吸気抵抗
が増大することがなく、吸気充填■の低下が防止される
。また、各気筒２とサージタンク６と間での圧力波の伝
播によって気筒別の吸気通路内には吸気圧力振動が生じ
・、この吸気圧力振動の周波数は吸気通路の断面積が大
きくなる程高くなるので、上記のような開閉弁１１の作
動により実質的に低速域では吸気通路断面積を小さくし
、高速域では吸気通路断面積を大きくして低速域ど高速
域とにおいてそれぞれ吸気圧力振動を吸気弁開閉周期に
マツチングさせて吸気の慣性効果を高め、低速および高
速両方の高負荷における吸気充填効率を高め出力向上を
図っている。従って、上記開開弁１１の開閉制御は、単
に回転数のみの信号で低速域で閉じるようにしてもよく
、具体的な作動の制御は、図外の制御回路によりアクチ
ュエータを介して行われるようにしておけばよい。

このように構成された吸気装置においては、前記開開弁
１１が開かれて両吸気通路ア、８を通して吸気が燃焼室
３に供給される状態どなっているとき、１気筒につき１
個の燃料噴射弁２０から前記各燃料送給通路２１．２２
を通して両吸気通路７．８に燃料が分配供給される。従
って、両吸気通路７，８から燃焼室３に、はぼ均等に空
気と燃料とが混合された混合気が供給され、燃焼室３内
で混合気の濃度が不均一になることが確実に防止される
。そしてこの場合に、上記燃料送給通路２１．２２が直
線状に、かつ吸気゛通路７，８の空気流通方向に対して
鋭角となる方向に形成されているので、燃料噴射弁２０
から噴射された燃料が速やかに吸気通路７，８内の気流
に乗って燃焼室３に送り込まれ、吸気量変化に対しても
応答性良く追従して燃料供給が行われこととなる。

また前記開閉弁１１が閉じられて、第１吸気通路７を通
して吸気が燃焼室３に供給される状態にあるとき、両吸
気通路７，８に連通する燃料送給通路２１．２２は吸気
流通方向に対して鋭角に形成されているので、第１吸気
通路７と第２吸気通路８との間での吸気の流通は生じに
くく、特に燃料送給通路７．８を細く形成しておけば両
吸気通路７，８間での吸気の流通はほぼ確実に阻止され
る。従って、両吸気通路７，８が実質的に独立した状態
が保たれ、吸気流速を高めるとともに吸気スワールを生
じさせる作用、および吸気慣性効果を高める作用が良好
に保たれること・どなる。さらにこの場合に、前記アシ
ストエア通路２４．２５とその一方の通路２４に設けた
コントロール弁２６とによって前述のように燃料送出方
向を調整するようにしておけば、燃料噴射弁２０から噴
射された燃料も殆どが第１吸気通路７に送り込まれ、第
１吸気通路７を流れる空気に混入して燃焼室３に供給さ
れることとなる。

なお、本発明装置における各部の具体的構造は種々変更
可能である。例えば、前記開閉弁１１は、閉弁状態でも
完全に第２吸気通路８を閉塞せずに少量の空気を流通さ
せるようにしてもよく、こうしておけば、この状態で燃
料が第２吸気通路８に多少入っても、この燃料を良好に
霧化して燃焼室３に送り込むことができる。第２吸気通
路８を運転状態に応じて開閉する手段としては、上記開
閉弁１１の代りに、第２吸気通路８の下流側の吸気弁１
０を開閉弁１１の開作Ｉｌ！ＩＩ域と同様の低負荷低回
転時もしくは低負荷低回転および高負荷低回転時に不作
動とする機構を採用してもよい。

また図に示す実施例では、両吸気通路７．８の下流端を
個別に燃焼室３に開口させて、その各間口部にそれぞれ
吸気弁９．１０を配備しているが、吸気弁に近接する位
置まで両吸気通路を独立に形成しておきさえすれば、１
つの吸気弁を両吸気通路に共用するようにしてもよい。

また、前記燃料噴射弁２０は、一般の燃料噴射式エンジ
ンに用いられているものを使用して差し支えないが、噴
射口２０ａを楕円形状等にすることにより燃料を両燃料
送給通路２１．２２に分散させて噴射する構造としても
よい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、１気筒当り２つの互いに独立し
た吸気通路に対し、この両吸気通路のほぼ中間に燃料噴
射弁を設けるとともに、その噴射口から両吸気通路に、
直線状に、かつ両吸気通路の吸気流通方向に対して鋭角
となる方向に延びる燃料送給通路を設けているため、燃
料噴射弁を１気筒当り１個としてコストを安くし、かつ
両吸気通路の独立性を保ちながら両吸気通路にそれぞれ
燃料を供給することができて空気とのミキシングを良く
し、しかも応答性良く燃料供給を行うことができるもの
である。

【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全体格造の概略平
面図、第２図はその要部の説明図、第３図は具体構造を
示′ｒＪ断面図、第４図は第２吸気通路に設けられた開
閉弁が間かれる須１ｊ、ｇおよび閉じられる領域を示す
説明図である。 １・・・エンジン本体、２・・・気筒、７，８・・・吸
気通路、２０・・・燃料噴射弁、２１．２２・・・燃料
送給通路。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、１気筒につき２つの吸気通路を互いに独立して気筒
   に連通するように形成し、この両吸気通路のほぼ中間に
   燃料噴射弁を配置し、この燃料噴射弁の噴射口から上記
   各吸気通路にそれぞれ直線状に、かつ各吸気通路の吸気
   流通方向に対して鋭角となる方向に延びる燃料送給通路
   を設けたことを特徴とする燃料噴射式エンジンの吸気装
   置。