JPS62247172A

JPS62247172A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS62247172A
Application number: JP61090798A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Masuda; 益田　俊治; Hiroyasu Uchida; 浩康内田; Hiroyuki Oda; 博之小田; Toru Shiraishi; 徹白石
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-04-19
Filing date: 1986-04-19
Publication date: 1987-10-28
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JP2534629B2

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吸気装置、特にヘリカル型吸気ポー
トを有する燃料噴射式エンジンの吸気装置に関する。

（従来技術）エンジンには、例えば特開昭５９−１２１２６号公報に
示されているように、燃焼性を向上させる手段としてヘ
リカル型吸気ポートを備えたものがある。このヘリカル
型吸気ポートは、吸気を導入する入口通路部と、この通
路部の下流側に連設されて吸気弁周りに螺旋状に形成さ
れた渦巻部とから構成され、吸気行程の所定時に上記入
口通路部から渦巻部を通って燃焼室内に吸気が導入され
るようになっている。これによれば吸気が上記ポートの
渦巻部で吸気弁の周りを旋回しながら燃焼室に導かれて
スワールが形成されるため、燃料の着火後における火炎
の伝播が促進され、燃焼が安定して行われるようになる
。

一方、エンジンの吸気装置には燃焼室への燃料供給手段
として燃料噴射弁が設置されることがあるが、該噴射弁
の燃料噴射時期に関しては、各気筒の作動サイクルに無
関係に噴射する方式と、例えば特開昭５７−１０８４２
８号公報に示されているように、各気筒毎に燃料噴射弁
を備えて当該気筒の例えば吸気行程終了時（燃料を噴射
する方式（タイムドインジエクション方式）とがあり、
後者の方式によれば、各気筒への燃料供給状態が均一化
される利点がある。

更に、近年にＪ３いては、エンジンの燃費性能や排気性
能を一層向上させるため、上記の如き吸気方式及び燃料
供給方式の採用に加えて、稀薄燃焼化の試みが行われて
いる。これは、燃焼室内における混合気を成層化させて
、該燃焼室上部における点火プラグの周辺に比較的リッ
チ（燃料の濃度が大きい状態）な混合気を偏在させるこ
とにより、良好な着火性を確保しながら混合気全体とし
ての空燃比をリーン（燃料の濃度が小さい状！Ｉｌ）化
させることを目的とするものである。これによれば、燃
費が低減され且つ排気中の有害成分の含有量が減少され
ることになるが、この稀薄燃焼化に際しては、点火プラ
グによる着火時にその周辺に燃料を偏在させる必要上、
燃料噴射方式として上記のタイムドインジエクション方
式が用いられる。

（発明が解決しようとする問題点）然して、稀薄燃焼化を図るべくタイムドインジエクショ
ン方式を採用して混合気を成層化させようとした場合、
燃料の噴射弁を燃焼室に対してどのような位置関係で設
置するのが最適であるかが問題となるが、この点に関し
従来は噴射弁が吸気マニホールドの下流側又は吸気ポー
トにおける比較的上流側に配置されていた。しかし、こ
のように吸気ポートの上流側等に燃料噴射弁の先端部を
位置させる構成を上記ヘリカル型吸気ポートを有するエ
ンジンに適用した場合、次のような問題が生じる。即ち
、ヘリカル型吸気ポートを備えたエンジンにおいて、上
記のように該ポートの上流位置で燃料を噴射した場合、
燃焼室への燃料の導入が遅れる可能性があり、しかも該
燃料が吸気に乗って該ポートにおける渦巻部で旋回流と
なって燃焼室に吸入されるまでの間に、遠心力の作用で
その一部が吸気ポートの壁面、特に上記渦巻部の周壁に
付着するのである。そのため、燃焼室内における混合気
の成層化が困難になったり、燃料の気化霧化が悪化した
りし、ひいてはタイムドインジエクション方式による稀
薄燃焼化が妨げられることになる。

本発明はエンジンの吸気装置、特にヘリカル型吸気ポー
トを有する燃料噴射式エンジンの吸気装置に関する上記
のような問題に対処するもので、燃焼室内に燃料を素早
く導入し得るだけでなく、噴射燃料の吸気ポート壁面へ
の付着を防止することができ、しかも該燃料の気化霧化
を促進させることができる吸気装置を実現することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段）上記目的達成のため、本発明に係るエンジンの吸気装置
は次のように構成したことを特徴とする。

即ち、吸気弁周りに形成された渦巻部と該渦巻部に接続
される入口通路部とでなるヘリカル型吸気ポートを備え
たエンジンにおいて、上記渦巻部の燃焼室側開口部近傍
に噴口部が位置するように燃料噴射弁を配設する。その
場合、燃料噴射弁の噴口部に関しては、該噴口部の指向
方向がヘリカル型吸気ポートの吸気の流れに対して例え
ば対向ないし直交するように設定する。

（作　　　用）上記の構成によれば、燃料噴射弁の噴口部がヘリカル型
吸気ポートにおける渦巻部の燃焼室側開口部近傍つまり
該ポートの最下流側に位置されているので、該噴口部か
ら噴射された燃料噴霧は上記渦巻部の上流部及び中流部
を通過することなく燃焼室内に導入されるようになり、
その間の時間及び距離が短くなる。これにより燃焼室内
に燃料が素早く導入されることになると共に、吸気ポー
ト壁面への燃料付着が防止ないし抑制されることになる
。

尚、このように燃料噴射弁の噴口部を燃焼室に近づけて
配置した場合、一般的には燃料が十分に気化霧化される
前に上記燃焼室内に導入されてしまう嫌いがある。しか
し、上記したようにヘリカル型吸気ポートの流れに対し
て対向ないし直交する方向に燃料噴射弁の噴口部を指向
させて配置すれば、該噴口部から噴射された燃料が上記
吸気流によって拡散ないし分散して微粒化されるため、
該燃料の燃焼室までの到達距離を短くしたことによる上
記のような事態を未然に回避することができるだけでな
く、更に該燃料の気化霧化を一層促進させ得るようにな
る。

（実　　施　　例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は４弁式エンジンの吸気装置に本発明を適用した
１例を示すもので、同図に示すように、このエンジン１
のシリンダヘッド２には、下方の燃焼室３に連通して当
該エンジン１の第１吸気通路４及び第２吸気通路５の各
下流部を夫々構成している第１吸気ポート６及び第２吸
気ポート７と、同じく燃焼室３に夫々通じる第１排気ポ
ート８及び第２排気ボー１−９と、図示しない動弁機構
により駆動されて各吸気ポート６．７及び排気ポート８
．９の燃焼室３への開口部６ａ、７ａ及び８ａ。

９ａを夫々開閉する第１．第２吸気弁１ｏ、ｉｉ及び第
１．第２排気弁１２．１３とが設けられている。

上記第１．第２吸気ポート６．７のうち第１吸気ポート
６は所謂ヘリカル型の吸気ポートであって、第１吸気弁
１０の周りに螺旋状に形成された渦巻部６ｂと、該渦巻
部６ｂの上流側に連設された入口通路部６Ｃとで構成さ
れており、第１吸気弁１０の開弁時には図示しないエア
クリーナから第１吸気通路４内に吸入された空気を該入
口通路部６Ｃを介して渦巻部６ｂに導いた上で、該渦巻
部６ｂで螺旋状に旋回させながら上記間口部６ａから燃
焼室３内に導入するようになっている。ここで、上記第
２吸気通路５における吸気ポート７の上流側には間開弁
１４が備えられており、低負荷時には該弁１４が閉じら
れることにより第１吸気ポート６のみから燃焼室３内に
吸気が導入されると共に、高負荷時には該弁１４が聞か
れることにより両吸気ポート６．７を通じて燃焼室３内
に吸気が導入されるようになっている。

尚、シリンダヘッド２には点火プラグ装着用の孔１５が
形成されているが、この実施例においては眼孔１５は、
点火プラグの先端が上記燃焼室３の上方の中央部に位置
するように配設されている。

然して、このエンジン１においては、第１図及び第２図
に示すように上記ヘリカル型の第１吸気ポート６側に燃
料噴射弁１６が配設されて、その噴口部１６ａが上記渦
巻部６ｂの燃焼室側開口部６ａの近傍、つまり該ポート
６の最下流側の集合部６ｂ’　に臨むように位置されて
いる。そして、吸気が渦巻部６ｂでスワールとなって燃
焼室３内に導入される時に、上記集合６ｂ’　まで流れ
てきた吸気スワール（第２図において矢印Ａで示す）に
対して噴口部１６ａの先端から燃料Ｂを噴射するように
なっている。その場合、この実施例においては、燃料の
気化霧化を促進させるべく、上記燃料噴射弁１６の噴口
部１６ａの指向方向（燃料噴射方向）は上記吸気スワー
ルＡの流れに対して対向ないし直交する角度に設定され
ている。

上記の構成によれば、吸気行程の所定時には第１、第２
吸気弁１０．１１の双方が開かれるが、特に低負荷時に
おいては第２吸気通路５における間開弁１４が閉状態に
あるから、吸気は第１吸気通路４を通ってシリンダヘッ
ド２におけるヘリカル型の第１吸気ポート６のみから燃
焼室３内に導入される。その場合、従来においては、例
えばヘリカル型吸気ポートの比較的上流側で燃料を噴射
していたために、その噴射燃料がポート壁面に付着する
割合が多かったのであるが、上記構成においては燃料噴
射弁１６は、上記第１吸気ポート６の最下流部である燃
焼室側開口部６ａの近ｆｙ′Ｊ（集合部６ｂ′）に噴口
部１６ａが臨むように配置されている。つまり第１吸気
弁１０が第２図の実線の状態から開動されて吸気が第１
吸気ポート６における入口通路部６Ｇから渦巻部６ｂを
通り同図矢印へで示すスワールとなって開口部６ａから
燃焼室３内に導入される場合に、該開口部６ａの直上流
位置の集合部６ｂ’で該吸気スワールＡに対して燃料噴
射弁１６の噴口部１６ａから燃料Ｂが噴霧されるように
なっている。従って、この場合、燃料噴射弁１６から噴
射された燃料Ｂは、上記渦巻部６ｂの上流部及び中流部
を旋回しながら通過することなく、スワール△に乗って
比較的短時間に上記集合部６ｂ’　から燃焼室３内に導
入されることになる。これにより、この種ポートの壁面
への燃料の付着が回避ないし抑制されると共に、上記噴
射弁１６から噴射された所定量の燃料が吸気行程の所定
時期にタイミングを合わせて素早く燃焼室３内に供給さ
れることになる。

そして、特に上記実施例においては、燃料噴射弁１６の
噴口部１６ａの指向方向が上記集合部６ｂ′に至った吸
気の流れ（スワール）Ａに対して対向ないし直交するよ
うに設定され、その方向に向けて該噴口部１６ａから燃
料が噴射されることにより、該燃料の微粒化が促進され
ることになる。

これにより、燃料噴射弁１６を燃焼室３側に近づけたこ
とによる燃料の気化霧化の悪化が効果的に防止され、場
合によっては従来よりも該燃料の気化霧化が一層促進さ
れることになる。

尚、上記の実施例は４弁式エンジンに本発明を適用した
場合のものであるが、３弁式ないし２弁式のエンジンに
も同様の構成で本発明を適用することが可能である。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、ヘリカル型吸気ポートを
有する燃料噴射式エンジンの吸気装置において、燃料噴
射弁から噴射された燃料の上記ポート壁面への付着が回
避されて、所定間の燃料が素早く、しかも良好な気化霧
化状態で燃焼室内に供給されるようになる。これにより
、この種のエンジンにタイムドインジェクション方式を
用いて例えば稀薄燃焼化を行う場合に、燃焼室内におけ
る混合気の成層化が従来よりも容易に実現されることに
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は該実施例
に係る吸気装置の構成を示す一部省略横断平面図、第２
図は第１図■−■線で切断した縦断面図である。１・・・エンジン、３・・・燃焼室、６・・・ヘリカル
型吸気ポート（第１吸気ポート）、６ａ・・・燃焼室側
開口部、６ｂ・・・渦巻部、６ｃ・・・入口通路部、１
０・・・吸気弁（第１吸気弁）、１６・・・燃料噴射弁
、１６ａ・・・噴口部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気弁周りに形成された渦巻部と該渦巻部に接続
される入口通路部とでなるヘリカル型吸気ポートを備え
たエンジンにおいて、上記渦巻部の燃焼室側開口部近傍
に噴口部が位置するように燃料噴射弁を配設したことを
特徴とするエンジンの吸気装置。
（２）燃料噴射弁の噴口部の指向方向は、ヘリカル型吸
気ポートの吸気の流れに対向ないし直交する角度に設定
されている特許請求の範囲第１項記載のエンジンの吸気
装置。