JPS62174533A

JPS62174533A - デイ−ゼルエンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS62174533A
Application number: JP61017578A
Authority: JP
Inventors: Norio Minato; 湊　則男
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1987-07-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749770B2

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）本発明はディーゼルエンジンの吸気装置に関し、特にヘ
リカルポートとダイレクショナルポートとを併用して吸
気スワールを制御するようにしたものの改良に関する。

（従来の技術）従来、この種のディーゼルエンジンの吸気装置として、
例えば実開昭５８−１７５１２７号公報に開示されるよ
うに、燃焼室の上壁に、該燃焼室にスワールを生じさせ
るヘリカルポートを開口するとともに、上記燃焼室の側
壁に、上記スワールに衝突してスワールを弱める吸気を
導く副吸気ボートを間口し、該副吸気ボートに制御弁を
設け、この制御弁をエンジン回転数に応じて開閉制御し
てスワールに衝突する吸気の流量を変えることにより、
エンジン回転数に応じた所望の強さのスワールを得るよ
うにしたものが知られている。。

（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、スワールが直接当
たる燃焼室の側壁に副吸気ボー１−を開口しているので
、スワールを有効に弱めるには吸気の流量、流速を大き
く設定しなければならず、そのために副吸気ボートが大
きくかつ複刹［な形状になり易く、燃焼室周りの構造が
複雑になるという問題がある。

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、スワールが強く当らない燃焼室の土
壁からスワールに対して垂直に吸気を吹き付けることに
より、小規模な吸気の流れでもってスワールを有効に制
御することにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、ヘリカ
ルポートトとダイレクショナルポートとを有するディー
ゼルエンジンの吸気装置を前提とし、これに対し、上記
ダイレクショナルポートを、上記ヘリカルポートの巻部
先端方向でスワール下流側に配置され、且つスワールに
対して垂直に吸気を導くストレート部分を有するものに
するとともに、該ダイレクショナルポートに、エンジン
の低回転時に閉じ、エンジンの高回転時に開くスワール
制御片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、エンジンの低回転時に
は、制御弁が閉じてヘリカルポートのみから燃焼室に吸
気が供給され、燃焼室に強いスワールが形成されて空気
と燃料とのミキシングが促進される。

一方、エンジンのへ回転時には、制御弁が問いてヘリカ
ルポートトとダイレクショナルポートとから燃焼室に吸
気が導入されて充填効率が高められるとともに、ヘリカ
ルポートにより形成されたスワールに、ダイレクショナ
ルポートのストレート部分から吸気が垂直に吹き付けら
れてスワールが減衰され、燃料の過度な拡散が防止され
る。その場合、ストレート部分からの吸気の流れはスワ
ールに対して垂直に作用して、スワールを有効に抑える
ことができるので、大きな吸気の流量、流速の設定が不
要となり、その分ダイレクショ太ルポートをコンパクト
でかつ簡単な形状にすることができる。

（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図は本発明の一実施例に係るディーピルエンジンの
吸気装置の概略構成を示し、１はディーゼルエンジンで
あって、該エンジン１には４つの気筒２ａ〜２ｄが直列
状に形成され、この各気筒２ａ〜２ｄにはそれぞれ燃焼
室３が形成されている。該各燃焼全３の一側には、スワ
ールを生じさせるヘリカルポート４と、このスワールに
衝突してスワールを弱めさせる吸気流を生じさびるダイ
レクショナルポート５とが開口されているとともに、燃
焼室３の他側には排気ポート６が開口されている。

そして、上記各ヘリカルポート４は、第１吸気通路７を
介して、エンジン出力軸により駆動される機械式過給機
８に接続されていて、該機械式過給機８で過給された吸
気を各燃焼室３に導くようにしている。また、上記各ダ
イレクショナルポート５は、第２吸気通路９を介して排
気ターボ過給ｌ！１１０のコンプレツナ１０ａに接続さ
れており、該排気ターボ過給１１０のタービン１０ｂに
は上記各排気ポート６が排気通路゛１１を介して接続さ
れていて、排気エネルギーを動力源としてＩＪＦ気ター
ボ過給機１０で過給された吸気を各燃焼室３に導くよう
にしている。

次に、上記へりカルボート４、ダイレクショナルポート
５および排気ポート６について第２図〜第４図に基づい
て詳述するに、ヘリカルポート４は、上流端が燃焼室３
の斜め−Ｅ方のエンジンの側壁に間口し、下流端が燃焼
室３の上方から徐々に下方に向いつつ第２図時計方向に
螺旋状に巻くさ部１２を形成して燃焼室３の側壁に近い
土壁に開口しており、このヘリカル吸気ボート４を流通
ずる吸気でもって燃焼室３に第５図に実線で示づ速度分
布のスワールを生じさせるものである。

また、ダイレクショナルポート５は、上流端が上記ヘリ
カルポート４の上流端の側方に開口し、下流端が、第３
図に示すようにへりカルポート４の下流端の斜め上方を
通り、ス１−レート部分１３を介して燃焼室３の上壁に
開口している。該ストレート部分１３は、第４図に示す
ように、Ｌ記ヘリカルポート４の巻部１２先端方向でス
ワール下流側に配置され、■つスワールに対して垂直に
吸気を導くように燃焼室３の土壁に対して略垂直に形成
されていて、そのスワールの減衰要求時には、第５図に
示すように、ヘリカルポート４の巻部１２先端方向でス
ワール下流側に向おうとするスワール成分に対してその
上方から略垂直に吸気を吹き付（）で、上記スワール成
分を下方に押しやり、スワールの速度分布を第５図に点
線で示す速度分布にまで抑制し、スワールを減衰させる
ものである。

さらに、排気ボート６は、下流端が燃焼室３の上壁に開
口し、下流端が吸気系の各ポート４，５の場合とは反対
側のエンジン側壁に開口している。

また、吸気系の各ポート４．５の下流端には該各ボート
４．５を開閉する吸気弁１４．１５がそれぞれ配設され
ているとともに、排気ボート６の上流端には該排気ボー
ト６を開閉する排気弁１６が配設されている。そして、
第６図に示すように、ヘリカルポート４の吸気弁１４の
シート角θ】は小ざ目に設定されており、ヘリカルポー
ト４からの吸気に横方向の達磨成分を十分に与えて強い
スワールを生じさせるようにしているとともに、第７図
に示すようにダイレクショナルポート５の吸気弁１５ａ
のシート角θ２は太き目に設定されており、グイレクシ
ョナルボート５からの吸気をスワールに対して可及的に
垂直に方向づけでこの吸気によっ【スワールを確実に減
衰させるようにしている。

さらに、上記ダイレクショナルポート５の上流端には、
該ダイレクシ３ナルボート５を開閉するスワール制御弁
１７が配設され、該スワール制御弁１７の上流側には、
電気式のエアヒータ１８が配設され、該エアヒータ１８
は暖気スイッチ１９を介してバッテリ２０に接続されて
いる。一方、上記ヘリカルポート４の上流端には、該へ
りカルポート４を開閉する始動弁２１が配設されている
。

尚、２３は燃料噴射弁である。

そして、上記スワール制御弁１７、暖気スイッチ１９及
び始動弁２１は、エンジン回転数及び外気温度の各信号
が入力されているコントローラ２２によって制御される
。すなわち、エンジン始動時には、始動弁２１を閉じる
とともにスワール制御弁１７を間き、ダイレクショナル
ポート５のみから燃焼室３に吸気を導入してスワールを
弱め、火炎の吹き消え防止及び燃料の偏在化を図って始
動性を向上させるとともに、このエンジン始動時におい
て特に外気温度の低い時には、暖気スイッチ１９を閉じ
てエアと一夕１８をＯＮ作動させ、ダイレクショナルポ
ート５からの吸気を加熱して燃料の霧化を促進し冷間始
動性を向上させる。一方、始ｆｆＪ）　１０において、
エンジンの低回転時には、始動弁２１を開くとともにス
ワール制御弁１７を閉じ、へりカルポート４のみから燃
焼室３に吸気を導入してスワールを強めるとともに、エ
ンジンの高回転時には、始動弁２１及びスワール制御弁
１７を共に聞いてヘリカルポー１−４とダイレクショナ
ルポート５との両方から燃焼室３に吸気を導入して充填
効率を高めるとともにスワールを減衰させるようにして
いる。

したがって、上記実施例においては、エンジン低回転時
にＪ５いてヘリカルポート４のみを使用してスワールの
強化による空気と燃料とのミキシング性の向上を図り、
エンジン高回転時にはへりカルポート４とグイレクショ
ナルボート５とを併用して充填効率の向上及びスワール
の減衰による燃料の過剰拡散防止を図ったので、エンジ
ンの全回転域に亘り燃焼性を向上させることができる。

また、ダイレクショナルポート５のストレート部分１３
により、スワールに対してその上方から略垂直に吸気を
吹き付けて、スワールを有効に減衰させることかできる
ので、スワールに対向して吸気を導く場合のように大き
な吸気の流帛、流速の設定が不要となり、その分ダイレ
クショナルボ−１−５がコンパクトでかつ簡単な形状の
もので間に合い、燃焼室３周りの構造を簡単なものにす
ることができる。

さらに、ヘリカルポート４の吸気ｆ？　１４のシート角
θ１を小さ目に設定してスワールを強化したので、エン
ジン低回転時の空気と燃料とのミキシング性を一層向上
できるとともに、ダイレクショナルポート５の吸気弁１
５のシート角θ２を太き目に設定してスワールを確実に
減衰Ｊ゛るようにしたので、エンジン高回転時における
燃料の過剰拡散を確実に防止することができる。

また、ダイレクショナルポート５にエアヒータ１８を配
設したので、ダイレクショナルポート５のみを使用する
エンジン始動時であって外気温度の低温時には、吸気加
熱により＋４７　Ｉｕｌ　’ｌｈ動性を有効に改善する
ことができる。

加えて、エンジンの低回転域でも確実な過給効果が得ら
れる機械式過給機８を、主として低回転域で使われるヘ
リカルポート４に接ｖ；：′ＴＪるとともに、エンジン
の高回転域で大きな過給効果が得られる排気ターボ過給
機１０を、高回転域のみで使われるダイレクショナルポ
ート５に接続したので、エンジンの全回転域に亘って出
力トルクを増大させることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のディーゼルエンジンの吸
気装置によれば、ヘリカルポートとダイレクショナルポ
ートとをエンジン回転数に応じて使い分けて、エンジン
低回転時におけるスワールの強化と、エンジン高回転時
における充填効率の向上及びスワールの減資とを両立さ
せて燃焼性の向上を図りながら、ダイレクショナルポー
トからスワールに対して垂直に吸気を導いてスワールを
制御することにより、ダイレクショナルポートをコンパ
クトでかつ菌中な構造にすることができ、燃焼室周りの
構造を簡単なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はディーゼルエン
ジンの吸気装置の概略樹成を示す図、第２図は第１図の
要部拡大図、第３図は第２図の■−■轢断面図、第４図
は第２図のＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図はスワールの
達文分布を示す説明図、第６図はヘリカルポート開口部
の断面図、第７図はダイレクショナルポート開口部の断
面図である。１・・・エンジン、４・・・ヘリカルポート、５・・・
ダイレクショナルポート、１２・・・巻部、１３・・・
ストレート部分、１７・・・スワール制御弁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ヘリカルポートとダイレクショナルポートとを有
するディーゼルエンジンの吸気装置において、上記ダイ
レクショナルポートは、上記ヘリカルポートの巻部先端
方向でスワール下流側に配置され、且つスワールに対し
て垂直に吸気を導くストレート部分を有しているととも
に、該ダイレクショナルポートには、エンジンの低回転
時に閉じ、エンジンの高回転時に開くスワール制御弁が
設けられていることを特徴とするディーゼルエンジンの
吸気装置。