JPS6325316A - 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） 本発明はエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） 一般にエンジンにおいては吸入空気量の少すい軽負荷運
転領域においては吸気流速が低下して混合気のミキシン
グ状態が悪化することから燃焼性が悪くなる傾向があり
、これを改善する方法として従来より吸気装置をその下
流位置に設けた隔壁により下通路面積を有する第１の通
路と小通路面積を有する第２の通路の２つの通路に区画
形成するとともに、該第１の通路にこれを開閉するシャ
ッター弁を配置し吸入空気量の多い高負荷運転領域にお
いてはシャッター弁を開いて第１の通路と第２の通路の
両方から吸気を導入し、これに対して吸入空気量の少な
い軽負荷運転領域においてはシャッター弁を閉じて第２
の通路のみから吸気を導入し、もって軽負荷運転時にお
ける吸気流速を高速に維持してスワール効果を高めるこ
とが知られている（例えば実開昭６０−３６５２６号公
報参照）。

ところで、このように吸気通路を分割したことによりも
たらされる作用効果（即ち軽負荷運転領域におけるスワ
ール効果の向上）は上記隔壁が上記吸気ポートに接近し
ているほど（換言すれば、第２の通路ができるだけ吸気
ポート近くまで形成されているほど）良好となる。（即
ち、第２の通路が吸気ポート近くまで形成されていると
該第２の通路で一旦絞られた吸気流が吸気ポート付近で
拡散されてその流速が低下する割合が少なくなるため）
。

ところが、このような吸気通路構成を燃料噴射式エンジ
ンに適用した場合には、通常燃料噴射弁は第１の通路側
にしかも吸気ポート側に向けて取付けられる（前掲の公
知例参照）ところから、上記隔壁が吸気ポート側に延出
していると上記燃料噴射弁から噴射される燃料噴流が該
隔壁の前端部と干渉することになる。この場合、第１の
通路が開かれているエンジンの高負荷運転領域において
は該第１の通路を流通する多量の吸気流により、該隔壁
側に向けて噴射された燃料噴流が吸気ポート側に偏向さ
れるため、燃料の隔壁前端部への付着という事態はほと
んど発生しないが、第１の通路が閉じられているエンジ
ンの軽負荷運転領域においては第１の通路内を流通する
吸気による燃料噴流の偏向作用は期待できないため燃料
の一部が隔壁前端部に付着し、その結果、混合気の空燃
比制御特性の悪化、加速応答性の悪化等の不具合が発生
するおそれがある。

また一方、このような燃料噴流の隔壁への付着を防ぐ方
法として例えば燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧流の
噴射角（燃料噴霧の広がり角度）を小さくすることが考
えられるが、このようにした場合には燃料の微粒化並び
に気化・霧化作用が阻害されることになるため燃焼性と
いう点において得策ではない。

このように、隔壁をできるだけ吸気ポート近くまで延出
させれば、軽負荷運転時における吸気流速を高めてスワ
ール効果を増進しもって燃焼性の改善が図れるという利
点が得られる反面、燃料噴射弁から噴射される燃料が隔
壁に付着して空燃比制御の制御特性の悪化を沼くという
等得失相反する現象が生じることになり、その両立は困
難であり、このため現状ではこの２つの課題、即ち、軽
負荷運転領域における吸気流速の高速維持と隔壁への燃
料の付着防止とを同時に解決したものは見当たらない。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、エンジンの吸気ポートに接続される吸
気通路を隔壁により通路面積の大きい第１の通路と通路
面積の小さい第２の通路の２つの通路に区画し、該第１
の通路にこれを開閉するシャッター弁を設ける一方、該
第１の通路の上記ンヤッター弁より吸気下流側に燃料噴
射弁を設け、該燃料噴射弁により燃料を上記吸気ポート
側に向けて噴射するようにしたエンジンの吸気装置にお
いて、特にエンジンの軽負荷運転時における燃焼性の向
上を図ることを目的とする乙のである。

（目的を達成するだめの手段） 本発明では上記の目的を達成するための手段として、エ
ンノンの燃焼室に臨んで開口する吸気ポートに接続され
る吸気通路を上記吸気ポートの近傍に設けた隔壁により
大きな通路面積を有する第１の通路と該第（の通路上り
小さな通路面積を有する第２の通路の２つの通路に区画
形成し、さらに上記第１の通路を運転状態に応じて開閉
するシャッター弁を設けるとともに上記第１の通路に臨
んで燃料噴射弁を装着してなるエンジンにおいて、上記
隔壁の吸気ポート側の前端部を上記燃料噴射弁からの燃
料噴霧流と干渉する位置まで上記吸気ポート側に延出さ
せる一方、上記第１の通路と上記シャッター弁との相対
関係を上記シャッター弁の全閉状態時における吸気漏れ
量が上記隔壁側において最大となるように設定したもの
である。

（作　用） 本発明では上記の手段により、 （１）　　吸入空気量の多い高負荷運転領域においては
ンヤソター弁を開いて第１の通路と第２の通路の両方か
ら吸気の導入が行われ、これに対して吸入空気量の少な
い軽負荷運転領域においてはシャッター弁を閉じて第２
の通路のみから吸気の導入が行われ、それによって吸気
量の少ない軽負荷運転領域においても吸気流速が高めら
れ、ミキシング状態の良好な混合気流が形成される、 （２）吸気通路を第１の通路と第２の通路とに区画形成
する隔壁が、その前端部が上記第１の通路に設けられた
燃料噴射弁から吸気ポート側に向けて噴射される燃料噴
霧流に当たるような位置まで吸気ポート側に延設されて
いるため、第１の通路から吸気ポート側に導入される吸
気は絞り状態のまま、即ち、高速状態を維持したまま吸
気ポートからエンジンの燃焼室内に導入され高水準のス
ワール流を発生させる、 （３）シャッター弁が閉じられた運転状態においては、
該シャッター弁と上記隔壁との間の隙間から漏れる吸気
流が該隔壁に沿って吸気ポート側に流れるため、例えば
燃料噴射弁の噴射角がその噴射燃料の一部が隔壁の前端
部に当たるように設定されている場合であっても、上記
隔壁にｔｏって流れる漏出吸気流により上記噴射燃料は
隔壁前端部から離間する方向に強制的に偏向せしめられ
る、（４）上記シャッター弁からの漏出吸気流に上記燃
料が隔壁に付着するのが可及的に防止されるところから
、燃料噴射弁の燃料噴射角をできるだけ広くとることが
可能であり、燃料の微粒化、気化、霧化が促進される、 等の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図を参照して本発明の好適な実施例を説明す
る。

第１図には本発明の実施例に係る自動車用燃料噴射式エ
ンジンの要部が示されており、同図において符号ｌはシ
リンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリンダブ
ロック１内に嵌挿されたピストンｉｔの頂面と上記シリ
ンダヘッド２の下面との間に形成された燃焼室である。

このシリンダヘッド２内には、上記燃焼室３に臨んで開
口する吸気ポート２１に接続され且つ吸気弁６により開
閉される吸気通路４と、上記燃焼室３に臨んで開口する
排気ポート２２に接続され且つ排気弁７により開閉され
る排気通路５とが形成されている。

この吸気通路４はその通路内に設けたヘッド側隔壁１４
により該通路の上部に位置し且つ大きな通路面積を有す
る主吸気通路４１と該主吸気通路４１の下側に位置し且
つ該主吸気通路４１より小さな通路面積を有する副吸気
通路４２の上下２つの通路に区画形成されている。この
場合、この実施例においては本発明を適用して、後述す
る隔壁８の前端部となる該ヘッド隔壁１４の前端部１４
ａを可及的に吸気ポート２１側に延出せしめている。

さらに、上記吸気通路４の外端部には、略短管状の接続
部材１２が接続固定されている。この接続部材１２内に
は、上記シリンダヘッド２側のヘッド側隔壁１４の外端
部１４ｂに連続する接続部材側隔壁１３が設けられてお
り、この接続部材側隔壁１３と上記ヘッド側隔壁１４と
で一連の隔壁８（特許請求の範囲中の隔壁に該当する）
が構成されている。またこの接続部材１２においては、
その上側壁部１２ａと上記隔壁８との間には上記主吸気
通路４１を開閉するためのシャッター弁９が取付けられ
ている。この場合、この実施例においては、本発明を適
用して、シャッター弁９と接続部材１２との相対関係を
次のように設定している。

即ち、第１図に示すようにシャッター弁９の全閉状態に
おいては、該シャッター弁９の周囲に形成される隙間（
換言すれば、吸気の漏出通路面積）の大きさが、上記隔
壁８に対向する部分において最大となるように設定して
いる（換言すれば、シャッター弁９の全閉状態において
隔壁８側に吸気の漏出通路を積極的に形成している）。

尚、このシャッター弁９は、エンジンの軽負荷運転領域
においては開弁保持され、高負荷運転領域においては閉
弁されるようにその作動特性が設定される。

また一方、接続部材１２の上側壁部１２ａのしかも上記
シャッター弁９取付部より吸気下流位置には、インジェ
クター１０がその噴射方向を上記吸気ポート２１に向け
た状態で取付けられている。

この場合、このインジェクターＩＯの燃料噴射角０は、
上記隔壁８の前端部８ａをその噴射範囲に含むような角
度に設定されている。

このように構成された吸気装置を備えたエンジンにおい
ては、エンジンの高負荷運転領域においてはシャッター
弁９が開弁保持されているため、吸気は主吸気通路４１
と副吸気通路４２の両方から燃焼室３内に多量に導入さ
れる。この際、インジェクターｌＯからの噴射燃料の内
、特に隔壁８の面端部８ａ側に向けて噴射される燃料は
主吸気通路４１内を流通する吸気流により強制的に燃焼
室中心寄りに偏向せしめられる。従って、隔壁８の前端
部８ａへの燃料付着がほとんどなく応答性の良好な空燃
比制御が行なわれるとともに、燃焼室３の混合気の成層
化が促進され、より高水準の燃焼性能が得られる。また
、この際、インジェクター１０の燃料噴射角θを大きく
とっているため、燃料の微粒化及び気化・霧化が促進さ
れ、燃焼性能がより一層向上せしめられる。

これに対して、エンジンの軽負荷運転領域においては、
シャッター弁９が閉じられているため吸気は副吸気通路
４２から絞られながら燃焼室３内に導入されるが、この
場合、この実施例においては、隔壁８を可及的に吸気ポ
ート２１側に延出させているため（換言すれば副吸気通
路４２ができるだけ吸気ポート２１近くまで形成されて
いるため）、−旦副吸気通路４２において絞られた吸気
が吸気ポート２１部分において再び拡散されてその流速
が低下せしめられる度合が少なく　、それだけ吸気を高
速状態を維持したまま燃焼室３内に導入して該燃焼室３
内に強力なスワール流を発生させることができ、それだ
け混合気のミキシング作用が促進され、より高水準の燃
焼性能が得られることになる。

また一方、この状態においては主吸気通路４１からの正
規の吸気導入が行なわれないためインジェクター１０か
らの噴射燃料の一部が隔壁８の前端部８ａに当たってこ
こに付着するおそれがあるが、この実施例においては本
発明を適用して、シャッター弁９の全閉状態においては
該シャッター弁９の上記隔壁８に対向する部分から集中
的に比較的多量の吸気が燃焼室３側に漏出するようにし
ているため、漏出燃料が第１図において矢印Ｆで示す如
く隔壁８に沿って燃焼室３側に流通することにより該隔
壁８の前端部８ａ側に向けて噴射される燃料は効率良く
燃焼室３の中心側に向って偏向せしめられ、該前端部８
ａへの燃料の付着が可及的に防止されることになる。従
って、隔壁８の前端部８ａに付着した燃料が燃焼室３側
に流入することによる不具合、例えば空燃比の一時的な
リッチ状態あるいはリーン状態による空燃比制御特性の
悪化あるいはトルクショックの発生等が未然に防止され
ることになる。

尚、上記実施例においてはシャッター弁９の周囲に形成
される隙間寸法を調整することによりシャッター弁９の
全閉状態時における漏出吸気量を隔壁８側の部分におい
て最大となるようにしているが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、例えばシャッター弁９の周囲の隙間を
その全周においてほぼ均一に設定するかわりに、接続部
材１２の上側壁部＋２ａに鎖線図示する如き遮閉部材１
６を通路内に突出させて形成し、この遮閉部材１６によ
り該上側壁部１２ａ側における吸気漏出量を少なくし、
相対的に隔壁８側の吸気漏出量を多くするとか、あるい
はシャッター弁９の周囲の隙間をその全周においてほぼ
均一に設定して該隙間からの吸気漏出を可及的に抑制す
るかわりに、シャッター弁９の隔壁８寄り部分に吸気流
通用の小孔を形成し、この小孔から吸気を積極的に漏出
させるようにすることもできる。

（発明の効果） 本発明は、エンジンの燃焼室に臨んで開口する吸気ポー
トに接続される吸気通路を上記吸気ポートの近傍に設け
た隔壁により大きな通路面積を有する第１の通路と該第
１の通路より小さな通路面積を有する第２の通路の２つ
の通路に区画形成し、さらに上記第１の通路を運転状態
に応じて開閉するシャッター弁を設けるとともに上記第
１の通路に臨んで燃料噴射弁を装着してなるエンジンに
おいて、上記隔壁の吸気ポート側の前端部を上記燃料噴
射弁からの燃料噴霧流と干渉する位置まで上記吸気ポー
ト側に延出させる一方、上記第１の通路と上記ンヤッタ
ー弁との相対関係を上記シャッター弁の全閉状態時にお
ける吸気漏れ量が上記隔壁側において最大となるように
設定したことを特徴とするものである。

従って、本発明のエンジンの吸気装置によれば、（１）
　　吸気通路を第１の通路と第２の通路とに区画形成す
る隔壁が、その前端部が上記第１の通路に設けられた燃
料噴射弁から吸気ポート側に向けて噴射される燃料流に
当たるような位置まで吸気ポート側に延設せしめられて
いるため、第１の通路から吸気ポート側に導入される吸
気は絞り状態のまま、即ち、高速状態を維持したまま吸
気ポートからエンジンの燃焼室内に導入され該燃焼室内
に強力なスワール流が発生し、混合気のミキシング作用
が促進される、 （２）　ツヤツタ−弁が閉じられた運転状態においては
、該シャッター弁と上記隔壁との間から漏れて該隔壁に
沿って流れる漏出吸気流により上記噴射燃料の該隔壁へ
の付着が可及的に防止される、（３）隔壁前端部に向け
て燃料が噴射されても上記シャッター弁からの漏出吸気
流に上記燃料、が隔壁に付着するのが可及的に防止され
るところから、燃料噴射弁の燃料噴射角をできるだけ広
くとって燃料の微粒化、気化、霧化の促進を図ることが
可能ならしめられる、 等のことから特に第１の通路がシャッター弁により閉じ
られる運転領域、例えばエンジンの軽負荷運転領域にお
ける燃焼性が向上するという効果が得られることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はは本発明の実施例に係る吸気装置を備えたエン
ジンの要部縦断面図である。 ｌ　・・・・・シリンダブロック ２　・・・・・シリンダヘッド ３　・・・・・燃焼室 ４　・・・・・吸気通路 ５　・・・・・排気通路 ６　・・・・・吸気弁 ７　・・・・・排気弁 ８　・・・・・隔壁 ９　・・・・・シャッター弁 ｌＯ・・・・・インジェクター ２１・・・・・吸気ポート ２２・・・・・排気ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの燃焼室に臨んで開口する吸気ポートに接
   続される吸気通路を上記吸気ポートの近傍に設けた隔壁
   により大きな通路面積を有する第１の通路と該第１の通
   路より小さな通路面積を有する第２の通路の２つの通路
   に区画形成し、さらに上記第１の通路を運転状態に応じ
   て開閉するシャッター弁を設けるとともに上記第１の通
   路に臨んで燃料噴射弁を装着してなるエンジンにおいて
   、上記隔壁の吸気ポート側の前端部を上記燃料噴射弁か
   らの燃料噴霧流と干渉する位置まで上記吸気ポート側に
   延出させる一方、上記第１の通路と上記シャッター弁と
   の相対関係を上記シャッター弁の全閉状態時における吸
   気漏れ量が上記隔壁側において最大となるように設定し
   たことを特徴とするエンジンの吸気装置。