JPS61178555A - 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、燃料噴射式エンジンの吸気装置に関し、特に
各気筒に独立して連通ずる２つの吸気通路を持つものの
改良に関する。

（従来の技術） 従来、各気筒に独立して連通ずる２つの吸気通路を持つ
燃料噴射式エンジンの吸気装置として、例えば実開昭５
７−１６７２５４号公報に開示されているように、第１
および第２吸気通路にそれぞれ燃料噴射弁を配設し、第
２吸気通路に開閉弁を設けて、低速低角荷時等吸気量が
少ない運転時には第２吸気通路側の燃料噴射弁への燃料
送給を中止するとともに開閉弁を閉じて第２吸気通路を
閉鎖し、第１吸気通路のみから気筒内に混合気を供給す
ることにより、吸気流速を速めてスワールの生成を促進
し燃焼性の向上を図る一方、低速低負荷時を除く通常運
転時には両吸気通路の燃料噴射弁に燃料を送給するとと
もに開閉弁を開けて第２吸気通路を開放し、両吸気通路
から気筒内に混合気を供給することにより、吸気抵抗を
低減してエンジン出力の向上を図るようにしたものは知
られている。そして、このような吸気装置では、第２吸
気通路を閉鎖したり開放したりすることによって、吸気
の通路の通路面積を実質的に変化させることができるの
で、開閉弁を運転状態に応じて適切に制御することによ
り、広い運転域に亘り吸気の慣性効果を高めることが可
能である。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記従来の吸気装置では、各気筒につき２個
の燃料噴射弁が装備されているので、コスト的に高くつ
くという問題がある。

これに対して、特開昭５４−８４１２８号公報には燃料
噴射弁を第１吸気通路のみに配設したものが開示されて
おり、このものによれば上述のようなコスト負担が軽減
されるのであるが、第２吸気通路から（よ空気のみが気
筒内へ供給されることになるので、気筒内の混合気の濃
度が不均一となり、燃焼性の悪化を招くことになる。

そこで、各気筒につき装備する燃料噴射弁を１個としな
がらこの燃料噴射弁から両吸気通路に対して燃料を送給
すべく第１吸気通路と第２吸気通路とを途中で連通し、
該連通部に１個の燃料噴射弁を配設して、該燃料噴射弁
から噴射された燃料を上記連通部から両吸気通路に送給
することが考えられる。しかし、この場合、両吸気通路
が連通しているので、第２吸気通路閉鎖時におけるスワ
ール生成促進作用や吸気の慣性効果が損われるという問
題がある。

一方、このような燃料噴射弁を備えた吸気装置において
、燃料噴射弁から吸気通路に燃料を送給する場合、燃料
噴射弁に入力される噴射パルス信号に基づいて燃料噴射
弁から所定のタイミング〈上死点付近）で燃料を吸気通
路に噴射することが行われる。ところが、上述の如く第
２吸気通路に設けた開閉弁をエンジンの運転状態に応じ
て開閉するようにした吸気装置では、低速低負荷運転か
ら通常運転に移る時、第２吸気通路では吸気は開閉弁の
開作動によって応答性良く吸入されるものの、燃料は燃
料噴射弁から噴射パルス間隔で噴射されていて開閉弁の
開き始め時とは必ずしも同期して噴射されないので、こ
の開閉弁の開き始め時から燃料が噴射されるまで燃料の
送給遅れが生じ、そのために第２吸気通路の混合気が一
時的に希薄になり、気筒内の混合気の濃度が不均一とな
る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、各気筒に独立して連通ずる２つの吸
気通路に対して１個の燃料噴射弁から燃料を送給するよ
うにし、かつ吸気通路間の気密性を確保してスワール生
成促進作用および吸気の慣性効果を向上させるとともに
、上述のように第２吸気通路が開放される時に第２吸気
通路に燃料と吸気とがほぼ同時に供給されるようにして
、燃料の送給遅れを防止して、運転状態に拘らず両吸気
通路の空燃比を均一に維持することにある。

〈問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、各気
筒に独立して連通ずる第１および第２吸気通路を持ち、
該第２吸気通路に、エンジンの運転状態に応じて開閉す
る開閉弁を設けた燃料噴射式エンジンの吸気装置を対象
とし、これに対し、１つの燃料噴射弁から噴射された燃
料を各吸気通路にそれぞれ送給する燃料送給通路を設け
る。さらに、上記開閉弁が間き始める時に燃料噴射弁か
ら追加燃料を噴射させるよう制御ｌ′１Ｊる制御装置を
設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、１つの燃料噴射弁から
噴射した燃料を２つの燃料送給通路によって各鬼気通路
に送給するようにしたことにより、各気筒につき装備さ
れる燃料噴射弁を１個とすることができる。また、燃料
送給通路の形状を適切に設定することにより、両吸気通
路間の気密性を良好に維持することができる。しかも、
運転状態に応じて第２吸気通路を開放すべく開閉弁を開
くときには、噴射パルス信号に基づく燃料の噴射状態に
拘らず開閉弁が開き始めるときに同期し燃料噴射弁から
追加燃料が噴射されることになり、燃料の送給遅れなく
第２吸気通路に吸気と燃料とがほぼ同時に供給され、そ
の混合気が所定の空燃比に維持されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
はその概略構造を、第２図は要部構造を示す。両図にお
いて、１はエンジン本体、２，２・・・は該エンジン本
体１に形成された複数の気筒であって、該金気筒２には
それぞれ第１および第２吸気ポート３，４並びに第１お
よび第２排気ボート５．６が開口されており、該第１お
よび第２吸気ポート３，４にはそれぞれ第１および第２
吸気通路７．８の下流端が個別に接続され、該第１およ
び第２吸気通路７．８の上流端はそれぞれ吸気拡大室９
に連通しており、各気筒２に対し独立した２つの吸気通
路７．８によって吸気を供給するようになされている。

また、上記第１および第２排気ボート５．６には上流側
が二叉状に分岐された排気通路１０の各上流端が接続さ
れ、各気筒２からの排気ガスを排出するようになされて
いる。そして、上記第２吸気通路８にはアクチュエータ
１１によって作動され該第２吸気通路８を開閉する開閉
弁１２が設けられている。尚、１３は吸気拡大室９に吸
気を導入する吸気導入通路、１４は吸気導入通路１３の
上流側に設けられたエアクリーナ、１５．１６はそれぞ
れ吸気導入通路５に配設されたエアフローメータおよび
スロットル弁、１７．１７は第１および第２吸気ポート
３．４に設けられた吸気弁、１８．１８は第１および第
２排気ボート５，６に設けられた排気弁、１９はエンジ
ン回転数を検出する回転数センサ、２０はスロットル弁
１６の開度を検出するスロットル開度センサである。

上記両吸気通路７．８のほぼ中間位置には上記エアフロ
ーメータ１５によって検出される吸気量に応じた第３図
に示すような噴射パルス信号ＰＯ９ＰＯ・・・を受けて
燃料を上死点（ＴＤＣ）付近で噴射する燃料噴射弁２１
が配設されており、該燃料噴射弁２１と各吸気通路７．
８とは燃料送給通路２２．２３を介して連通されている
。該多燃料送給通路２２．２３はそれぞれ上流端が燃料
噴射弁２１の噴射孔に対向して互いに連通し、下流端が
各吸気通路７．８に対して鋭角をなして直線状に延びて
該各吸気通路７．８に開口しており、燃料噴射弁２１か
ら噴射した燃料を各吸気通路７．８に送給するようにな
されている。該燃料送給通路２２．２３は、その通路抵
抗によって両吸気通路７．８間で空気が流通するのを充
分に抑制し得るように各吸気通路７．８に較べてかなり
細く、例えばその断面積が各吸気通路７，８の１１５以
下に設定されている。また、燃料噴射弁２１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２２
．２３の下流側は上流側に較べて多少太く形成されてい
る。尚、第２吸気通路８における開閉弁１２と燃料送給
通路２３の下流側開口部の位置関係は、本実施例のよう
に開閉弁１２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。

また、上記燃料噴射弁２１の噴射孔は、各燃料送給通路
２３．２３に向って各々直線状に延びるように形成され
ていて、燃料噴射弁２１から噴射される燃料を上記各燃
料送給通路２２．２３の各々に向かって方向づけるよう
になされている。尚、２４．２４は各燃料送給通路２２
．２３の下流端に対向させて設けられた多孔板よりなる
ミキシングプレートであって、各吸気通路７．８内での
燃料と空気とのミキシングを促進するものである。

また、上記エアフローメータ１５とスロットル弁１６と
の間の吸気導入通路１３にはメインエア通路２５が接続
され、該メインエア通路２５からは１気筒につき２つの
アシストエア通路２６，２７が分岐されていて、該各ア
シストエア通路２６゜２７は各燃料送給通路２２．２３
の上流端に互いに他方の燃料送給通路２２．２３の上流
端に向くように方向づけられて開口しており、吸気導入
通路１３からのアシストエアを燃料噴射弁２１の噴射孔
から噴射される燃料に吹付けて該燃料を燃料送給通路２
２．２３の上流端に向けて偏向させるようにしている。

そして、第１吸気通路７側の燃料送給通路２２に間口す
るアシストエア通路２６には該アシストエア通路２６を
開閉する電磁弁等よりなるコントロール弁２８が設けら
れている。

上記アクチュエータ１１、燃料噴射弁２１およびコント
ロール弁２８にはコントロールユニット２９が接続され
ており、該コントロールユニット２９には、回転数セン
サ１９およびスロットル開度センサ２０の各信号が入力
されており、エンジンの運転状態（エンジン回転数４３
よび負荷）に応じてアクチュエータ１１、燃料噴射弁２
１およびコントロール弁２８を作動制御し、低速低負荷
運転時にはアクチュエータ１１の不作動により開閉弁１
２を閉じておくとともにコントロール弁２８を閉じてお
き、低速低負荷時を除く通常運転時にはアクチュエータ
１１を作動させて開閉弁１２を開くとともにコントロー
ル弁２８を開き、低速低負荷運転から通常運転に移ると
きには第３図に示す如く開閉弁１２が開き始める時に燃
料噴射弁２１に追加パルス信号Ｐ１を入力させて該燃料
噴射弁２１から追加燃料を噴射させるようにした制御装
置３０が構成されている。

次に、上記実施例の作用を説明するに、上記コントロー
ルユニット２つの制御により、低速低負荷時を除く通常
運転時には、コントロール弁２８を開けて両アシストエ
ア通路２６．２’７からアシストエアを対向して吹出す
ともに開閉弁１２を開けて第２吸気通路８を開放するこ
とにより、アシストエアによる偏向作用を打消して燃料
噴射弁２１の噴射孔から噴射される燃料の霧化を促進さ
せるとともに燃料を各燃料送給通路２２．２３の各々に
方向づけで両吸気通路７，８に燃料を送給し、両吸気通
路７．８から気筒２内に混合気を送給する。このことに
より吸気抵抗を低減してエンジンの出力を向上させるこ
とができる。特に、その場合、燃料噴射弁２１の噴射孔
の形状が燃料を各燃料送給通路２２．２３の各々に方向
づけるように形成されているので、各燃料送給通路２２
．２３に対して燃料を片寄りなく精麿良くかつスムーズ
に均一に分配でき、このことから、両吸気通路７゜８か
ら気筒２にほぼ均等に空気と燃料とが混合された混合気
が供給され、気筒２内で混合気の濃度を均一にして燃焼
性の向上を図ることができる。

一方、低速低負荷運転時には、コントロール弁２８を閉
じて第２吸気通路８側の燃料送給通路２３に開口するア
シストエア通路２７のみからアシストエアを吹出すとと
もに開閉弁１２を閉じて第２吸気通路８を閉鎖すること
により、燃料噴射弁２１の噴射孔から噴射される燃料を
第１吸気通路γ側の燃料送給通路２２の上流端に向けて
偏向させて第１吸気通路７のみに燃料を送給し、第１吸
気通路７のみから気８２に混合気を供給する。このこと
により吸気流速を速めスワールの生成を促進して燃焼性
を向上させることができる。

また、各気筒２と吸気拡大室９との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
なる程高くなるが、上述のような開閉弁１２の作動によ
り実質的に低速域では吸気通路断面積が小さくなる一方
、高速域では吸気通路断面積が大きくなるので、低速域
と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、低速域
および高速域両方の高負荷時における吸気充填効率を高
めてエンジンの出力向上に寄与することができる。

さらに、低速低負荷運転時のように開閉弁１２が閉じら
れて第１吸気通路７を通して混合気が気筒２に供給され
る場合、両吸気通路７．８を連通ずる燃料送給通路２２
．２３は各吸気通路７．８に対して鋭角に延びているこ
とに加え、各吸気通路７．８に較べて細いので、両吸気
通路７．８間での空気の流通を抑制して気密性を良好に
維持することができ、スワール生成促進作用や吸気慣性
効果の実効を図ることができる。

そして、低速低負荷運転から通常運転に移る時には、第
３図の如く噴射パルス信号Ｐｏ　、ＰＯ間で開閉弁１２
が開いても、この開閉弁１２の開き始め時と同期して追
加パルス信号Ｐ１に基づいて燃料噴射弁２１から追加燃
料が噴射されるので、開閉弁１２の開き始め時から次の
噴射パルス信号ＰＯが入力されるまでの燃料の送給遅れ
ＴＯを生ずることがなく、上記追加燃料による第２吸気
通路８への燃料の送給開始時期と開閉弁１２の開作動に
より第２吸気通路８に吸気が流れ始める時期とがほぼ一
致する。このことにより、低速低負荷運転から通常運転
に移る過渡時においても第２吸気通路８の混合気が第１
吸気通路７の混合気と同様に所定の空燃比に維持されて
気筒２内の混合気濃度を均一にできることから、運転状
態に拘らず燃焼性の向上を図ることができる。

尚、この低速低負荷運転から通常運転に移る過渡時には
、上述した追加燃料の噴射に加えてアシストエア量の増
量補正および燃料噴射圧力の増大補正を併用するように
すれば、燃料の送給遅れをより有効にかつ確実に防止す
ることが可能となり好ましい。

しかも、燃料噴射弁２１から噴射した燃料を２つの燃料
送給通路２２．２３によって第１および第２吸気通路７
．８に送給するようにしたので、各気筒２につき装備さ
れる燃料噴射弁２１を１個として吸気装置のコスト低減
を図ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば、送給燃料の振り分けの制御は、上述したようなア
シストエアを使わずに、第２吸気通路８側の燃料送給通
路２３に開閉弁を設けて該開閉弁を開閉制御することに
より行ってもよく、上記実施例と同様の作用、効果を秦
する。また、このような開閉弁とアシストエアとの双方
を併用するようにしてもよい。さらに、前記開閉弁１２
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気筒２に送り込むことができ
る。また、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１２の代りに、第２吸気通路
８の下流側の吸気弁１７．１７を開閉弁１２の閉作動域
と同様の低負荷低回転時に不作動とする機構を採用して
もよい。

加えて、上記実施例では、両吸気通路７，８の下流端を
個別に気筒２に開口させて、その各吸気ポート３．４に
それぞれ吸気弁１７．１７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つの吸気ポートで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。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の燃料噴射式エンジンの吸
気装置によれば、各気筒に独立して連通ずる第１および
第２の２つの吸気通路に対して燃料噴射弁から噴射した
燃料を２つの燃料送給通路によって送給するようにした
ので各気筒につき装備される燃料噴射弁を１個として吸
気装置のコストを低減することができる。また、燃料送
給通路の通路抵抗等により両吸気通路間の気密性を良好
に維持できるので、一方の吸気通路を閉鎖した場合のス
ワールの生成促進や吸気の慣性効果を効果的に行うこと
が可能である。しかも、運転状態に応じて第２吸気通路
を開放すべく開閉弁を開くときには開閉弁が開き始める
時に同期して燃料噴射弁から追加燃料を強制的に噴射さ
せるようにしたので、燃料の送給遅れが防止でき、第２
吸気通路において燃料と吸気とがほぼ同時に供給されて
第２吸気通路の混合気が第１吸気通路の混合気と同様に
所定の空燃比に維持され気筒内の混合気濃度を均一化で
きることから、運転状態に拘らず燃焼性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体概略構成図
、第２図は１気筒についての吸気系を示ず要部の拡大図
、第３図は開閉弁の作動タイミングと燃料噴射パルス信
号のタイミングとの関係を示す説明図である。 ２・・・気筒、７・・・第１吸気通路、８・・・第２吸
気通路、１２・・・開閉弁、２１・・・燃料噴射弁、２
２，２第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒に独立して連通する第１および第２吸気通
   路を持ち、該第２吸気通路に、エンジンの運転状態に応
   じて開閉する開閉弁を設けた燃料噴射式エンジンの吸気
   装置において、１つの燃料噴射弁から噴射された燃料を
   各吸気通路にそれぞれ送給する燃料送給通路と、上記開
   閉弁が開き始める時に燃料噴射弁から追加燃料を噴射さ
   せるよう制御する制御装置と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。