JPS63201336A - 多連スロツトル式内燃機関 - 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、各気筒の吸気通路毎に相互に連接した絞弁を
有する多連スロットル式内燃機関に関し特に、燃料供給
系及び吸気系の構造に関する。

〈従来の技術〉 この種の多連スロットル式内燃機関としては、例えば、
第４図に示すようなものがある（トヨタ技術　昭和５９
年６月　第３４巻第１号第４１頁〜第４７頁参照）。

即ち、かかる多連スロットル式内燃機関は、一般的にモ
ータスポーツにおけるレース用、ラリ−用のエンジンに
使用される。

その理由は、図に示すように、絞弁２０下流の吸気弁２
１間の容積が小さくできるために、絞弁２０開閉による
シリンダ２２内への吸入空気遅れが無（なり、運転者の
アクセル操作に敏感に呼応してエンジンのトルクレスポ
ンスが非常に良（、上記レース用、ラリ−用のエンジン
の目的とする性能にマツチするからである。

このような多連スロットル式内燃機関の吸気系に対する
燃料供給系としては、古くは独立型気化器であったが、
近年では電子制御式の燃料噴射弁、　　が多用されてい
る。

図に示した従来例は、後者の電子制御式の燃料噴射弁２
３が使用されるものであり、該燃料噴射弁２３は絞弁２
０に対して上流側に配置される。尚、燃料噴射弁２３を
絞弁２０に対して下流側に配置させたものも、従来例と
しては存在する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の多連スロットル式内燃
機関にあっては、高回転高負荷状態で運転されるレース
用、ラリ−用等のスポーツ専用車両に適合する特性を有
したものであったため、一般公道を走る乗用車の実用エ
ンジンとしては、排気ガス規制、燃費、運転性が適合せ
ず、特に、低回転低負荷時のエンジン安定性が悪いので
適用できないというのが実情である。

そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み、多連スロッ
トル式内燃機関の持つ高レスポンス性を維持しつつ高性
能化を図った実用エンジンの提供を目的とし、低回転低
負荷時の燃費、運転性、排気規制の適合性を図るべく、
燃料供給系及び吸気系の改良を図った多連スロットル式
内燃機関を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、各気筒毎に設けられた吸気ポート
付近に燃料噴射弁を夫々備えると共に、各気筒毎に機関
の負荷に応じて吸入空気量を制御する絞弁を相互に連接
させて夫々備えてなる多連スロットル式内燃機関におい
て、前記夫々の燃料噴射弁の先端部周りに開口する予混
合気供給通路を設ける一方、前記絞弁と連動し該絞弁開
度に応じて前記予混合気供給通路の開度を制御する弁装
置を各気筒毎に設けた構成とする。

く作用〉 そして、例えば、絞弁が閉じ側の時に、各予混合気供給
通路が開くとすると、該通路を介して予混合気が燃料噴
射弁先端周りから吸気ポートに供給され、シリンダ内に
入って安定燃焼が行われる。

この時は、予混合気のみによって機関は運転される。機
関負荷１回転数の上昇に伴い絞弁が開き、各予混合気供
給通路が半開となるとすると、予混合気供給量が低下し
、燃料噴射が始まる。次に、絞弁が全開に近づき、各予
混合気供給通路が全閉となるとすると、該通路を介して
の予混合気供給は行われず、混合気供給は燃料噴射弁に
よるもののみとなる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を第１図〜第３図に基づいて説明
する。

第１図及び第２図において、コレクタ３に連結された吸
気管２からなる吸気通路が各気筒Ｉ１１〜−４毎に設け
られている。この吸気管２には、各気筒１１〜Ｉ４の吸
気ポート１７に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁６と、
該燃料噴射弁６の上流側に配置され、機関の負荷に応じ
て吸入空気量を制御する絞弁５とが夫々備えられている
。前記絞弁５の弁軸１１両端は夫々各吸気管２壁に貫通
されて軸受１８により回転自由に支持されており、隣接
する絞弁５の弁軸１１両端は連接部１２で連接されてい
る。一方、単−通路部８から複数の通路部１５に分岐し
て夫々前記燃料噴射弁６の先端部周りに開口する予混合
気供給通路を構成する予混合気供給管１９が設けられて
いる。この予混合気供給管１９の単−通路部８の基端部
には、ブローパイ用配管、キャニスタ−用配管及び補助
空気調整用（ＡＡＣ用）配管が夫々連結されている。又
、予混合気供給管１９の単−通路部８の先端側には、予
混合気形成手段としての燃料噴射弁９と超音波振動子１
０とが備えられている。更に、該単一通路部８の燃料噴
射弁９と超音波振動子１０の上流側には、アイドル等低
負荷時の空気量を調整するアイドルスピードコントロー
ルバルブ７が設けられている。

そして、前記絞弁５と連動し該絞弁５の開度に応じて前
記予混合気供給管１９の分岐通路部１５の開度を制御す
る弁装置１６が各気筒１〜１１４毎に設けられている。

この弁装置１６は次のように構成される。

即ち、予混合気供給管１９の分岐通路部１５先端側は、
吸気管２の外壁面に沿って後に該吸気管２先端部内に延
びるように、該吸気管２壁に一体に成形される管部１３
から構成される。

この場合、上記管部１３の一部は、前記絞弁５の弁軸１
１の吸気管２壁からの貫通端部と軸直角に交差するよう
に設けられ、絞弁５の弁軸１１の前記交差部には管部１
３内の通路断面積と合致する通路断面積を有する連通孔
１４が貫通形成される。

従って、絞弁５の回動即ち、弁軸１１の回動により連通
孔１４の管部１３内通路との関係が変化し、絞弁５の開
度に応じて分岐通路部１５の開度が制御されることにな
る。

この場合、絞弁５の開度と分岐通路部１５の開閉状態と
の関係は、第３図（ａ）に示すように、絞弁５が全開の
時分岐通路部１５は全開状態であり、第３図ら）に示す
ように、絞弁５が半開の時分岐通路部１５は半開状態で
あり、第３図（Ｃ）に示すように、絞弁５が全開の時分
岐通路部１５は全閉状態である。

次にかかる構成の作用・効果について説明する。

絞弁５が閉じ側の時には、第３図（ａ）に示すように、
連通孔１４が開放され、予混合気供給管１９を介して予
混合気が燃料噴射弁６先端周りから各吸気ポート１７に
供給され、シリンダ内に入って安定燃焼が行われる。こ
の時は、燃料噴射弁６の作動はなく、予混合気のみによ
って機関は運転されことになる。

又、機関負荷９回転数の上昇に伴い絞弁５が開いてくる
と、第３図（ロ）に示すように、連通孔１４は半開状態
となり、予混合気供給量の低下を伴うので、燃料噴射弁
６からの燃料噴射が少量から始まる。

この場合、例えば、排気管４に設けた図示しない酸素セ
ンサの出力を用いたフィードバック制御回路によって、
空気量に見合った空燃比を設定する構成により、負荷の
変化（絞弁の開度変化）に応じて燃料噴射弁間の燃料供
給量移動が滑らかに連続して行われる。尚、空気量の検
出は、第１図のスロットルドラム１に直結した図示しな
い抵抗の変化により信号を出力する図示しないスロット
ルセンサで行うことができる。

そして、更に絞弁５が開いた第３図（Ｃ）の全開状態に
近づくと、連通孔１４は全閉状態となり、混合気の供給
は、燃料噴射弁６による燃料噴射を主としたものとなる
０、・〉 かかる構成によれば、従来の多連スロットル式内燃機関
に予混合気供給系を付加し、この予混合気を絞弁５の開
度に応じて供給するようにしたから、機関の低速低負荷
及び無負荷時から全開時まで夫々安定した量と性状の混
合気を供給でき、機関の低速低負荷及び無負荷時には、
サージ、振動のない滑らかな運転が可能となると共に、
過渡運転時、全開高速運転時等には、吸入空気の追従性
が良くなることから、スポーティな運転ができる等、従
来の多連スロットル式内燃機関の特徴である高レスポン
ス性を維持しつつ低回転低負荷時等の燃費、運転性、排
気規制の適合性を図れ、機関の高性能化を図れる。

又、かかる構成によれば、燃料噴射弁６の先端部周りか
ら予混合気を吸気ポート１７に噴出させるようにしたか
ら、カーボン汚損状態にある燃料噴射弁６先端を洗浄で
きると共に、絞弁５の中間開度即ち、燃料噴射弁６によ
る燃料噴射が行われながら連通孔１４からの予混合気が
供給されているという２つの燃料供給系のオーバラップ
時の遷移域で、燃料噴射弁６から噴射される燃料粒子を
予混合気流によって微粒化（エアアシスト効果）でき、
混合気性状の改善が図れる。

更に、絞弁５の全開時には、連通孔１４を全開にするよ
うにしたから、予混合気供給通路同士を気筒１１．１４
間で連通でき、コレクタ３．吸気管２との慣性吸気を問
題な（利用できるので、充填効率低下をきたさず、出力
向上を妨げることがない。

尚、従来の多連スロットル式内燃機関では、処理が困難
であったブローバイガス、キャニスタガス等の気筒間分
配を、上述のような予混合気供給管１９にアイドルスピ
ードコントロールバルブ９を介装した構成の燃料供給系
及、び吸気系で実行することができ、その結果、アイド
ルを含む低負荷時の各気筒間の図示平均有効圧力（有効
仕事）が均一化し、安定した機関とすることができる利
点がある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、多連スロットル
式内燃機関において、燃料供給系゛及び吸気系の改良を
図ることによって、低回転低負荷時の燃費、運転性、排
気規制の適合性を図れ、運転領域全般にわたって安定し
た燃焼状態を得られ、もって、多連スロットル式内燃機
関の持つ高レスポンス性を維持しつつ高性能化を図れる
実用エンジンを市場に提供できるものである。特に、燃
料噴射弁の先端部周りから予混合気を噴出させるように
したから、カーボン汚損状態にある燃料噴射弁先端を洗
浄できると共に、例えば、２つの燃料供給系のオーバラ
ップ時の遷移域で、燃料噴射弁から噴射される燃料粒子
を予混合気流によって微粒化（エアアシスト効果）でき
、混合気性状の改善が可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる多連スロットル式内燃機関の一
実施例を示す平面断面図、第２図は同上実施例の側面断
面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は夫々絞弁開度と連通孔開
度の関係を示す断面図、第４図は従来の多連スロットル
式内燃機関を示す概略図である。 ２・・・吸気管　　３・・・コレクタ　　５・・・絞弁
６・・・燃料噴射弁　　８・・・単−通路部　　９・・
・燃料噴射弁　　１０・・・超音波振動子　　１１・・
・弁軸１３・・・管部　　１４・・・連通孔　　１５・
・・分岐通路部１６・・・弁装置　　１７・・・吸気ポ
ート１９・・・予混合気供給管　　１１〜１４・・・気
筒 特許出願人　　　　日産自動車株式会社株式会社日立製
作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒毎に設けられた吸気ポート付近に燃料噴射弁を夫
   々備えると共に、各気筒毎に機関の負荷に応じて吸入空
   気量を制御する絞弁を相互に連接させて夫々備えてなる
   多連スロットル式内燃機関において、前記夫々の燃料噴
   射弁の先端部周りに開口する予混合気供給通路を設ける
   一方、前記絞弁と連動し該絞弁開度に応じて前記予混合
   気供給通路の開度を制御する弁装置を各気筒毎に設けた
   ことを特徴とする多連スロットル式内燃機関。