JPS632570Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、燃料噴射式内燃機関の改良に関す
る。

従来、燃料噴射式内燃機関においては、燃費を
向上させる方法の１つとして、混合気の成層化に
よる希薄燃焼方式があるが、機関冷間時は、機関
の運転性を向上させるために混合気の平均空燃比
を小さくするので、成層化の方法いかんによつて
は、点火プラグの近傍の混合気が濃くなり過ぎ、
特に、機関の低負荷域において、着火が困難とな
るという問題があつた。

本考案の目的は、燃料噴射式内燃機関におい
て、燃料の微粒化、霧化の促進及び、混合気の成
層化をはかることにより燃焼を速めると共に、特
に、機関冷間時、混合気過濃による点火プラグの
着火不良を防止することにある。

係る目的は、本考案によれば、機関燃焼室に対
してほぼ接線方向に接続された略矩形断面形状を
有する吸気ポート内に、それぞれスワール流とプ
ラグ掃気流の二流の偏流を生成する第１の偏流空
気通路と第２の偏流空気通路とを形成する偏流板
を設け、該偏流板の上流側であつて、該偏流板の
近傍から、前記第１の偏流空気通路の略中心に向
けて燃料を噴射するようにした燃料噴射式内燃機
関によつて達成される。

つぎに、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。第１図ないし、第４図は、本考案の
第１の実施例を示し、第１図は、本考案の燃料噴
射式内燃機関の要部縦断面図、第２図は、第１図
の横断面図、第３図は、第１図の−断面図、
第４図は、第１図の偏流板の斜視図である。第１
図及び、第２図において、１はシリンダヘツド、
２は燃焼室、３はシリンダヘツド１内に形成され
た吸気ポート、４は吸気弁、５は吸気マニホール
ド、６は吸気ポート３内に挿入された偏流板、７
は燃焼室２内に設けられた点火プラグを示す。第
２図に示されるように、吸気ポート３は、燃焼室
２に対してほぼ接線方向に接続されており、ま
た、第３図に示されるように、吸気ポート３は、
略矩形断面形状を有している。第１図に示される
ように、吸気ポート３の入口部近傍の上側内壁面
３ａには、回動軸８が配置され、該回動軸８には
偏流板６の上流側端部６ａが固定される。回動軸
８は、図示しない駆動装置に連結され、該駆動装
置によつて偏流板６は矢印Ａの範囲において回動
制御される。第４図に見られるように、偏流板６
は、回動軸８から吸気弁４に向かつて延びる湾曲
基部６ｃと、該湾曲基部６ｃの中央部に形成され
た湾曲中央部６ｄとを有する。湾曲中央部６ｄ
は、偏流板６の上流側端部６ａと下流側端部６ｂ
との中間から下流側端部６ｂに向けて徐々に巾が
広くなるように延び、従つて、湾曲中央部６ｄの
両側に位置する湾曲基部６ｃは、下流側端部６ｂ
に向けて徐々に狭くなる。湾曲基部６ｃと湾曲中
央部６ｄとは、互いに対面するほぼ三角形状の垂
直連結部６ｅ，６ｆを介して一体的に連結されて
いる。第３図に示されるように、湾曲基部６ｃと
垂直連結部６ｅとによつて凹部９ａが形成され、
湾曲基部６ｃと湾曲連結部６ｆとによつて凹部９
ｂが形成される。一方、湾曲基部６ｃに対面する
吸気ポート３の下側内壁面３ｂにもコの字形断面
形状の凹溝１０ａ，１０ｂが形成され、湾曲基部
６ｃと凹溝１０ａ，１０ｂとの間には、それぞれ
第１の偏流空気通路１１ａと第２の偏流空気通路
１１ｂが形成される。第１図に示されるように、
各凹溝１０ａ，１０ｂは、吸気ポート３の入口部
から吸気弁４の近傍まで滑らかに延びており、従
つて、凹溝１０ａ，１０ｂの底壁面と湾曲基部６
ｃとの間隔は、吸気弁４に近づくにつれて徐々に
減少する。第３図に示されるように、吸気ポート
３の上側内壁面３ａには、湾曲基部６ｃを受容す
るための一対の凹溝１２ａ，１２ｂが形成され
る。第１図と第２図にて示されるように、偏流板
６の上流側であつて、偏流板６に近い吸気マニホ
ールド５の出口部付近の上側壁面には、噴口１３
が前記第１の偏流空気通路１１ａの略中心に向け
られた燃料噴射弁１４が取付けられている。

上記の第１の実施例の作用を説明する。機関の
冷間時あるいは負荷が小さいときは、偏流板６
は、第１図から第３図に示す位置にあり、第３図
に示されるように、偏流板６の湾曲中央部６ｄの
下流側端部６ｂは、吸気ポート３の下側内壁面３
ｂに当接しており、従つて、湾曲中央部６ｄの下
流側端部６ｂと吸気ポート３の下側内壁面３ｂと
は密閉されている。

一方、湾曲基部６ｃと凹溝１０ａとの間には、
略矩形断面形状の第１の偏流空気通路１１ａが形
成され、湾曲基部６ｃと凹溝１０ｂとの間には、
略矩形断面形状の第２の偏流空気通路１１ｂが形
成され、従つて、このとき吸入空気は、これら第
１と第２の偏流空気通路を介して流れる。前述し
たように、湾曲基部６ｃと凹溝１０ａ，１０ｂの
底壁面との間の間隔は、吸気弁４に近づくにつれ
て滑らかに徐々に減少しているため、斯くして第
１と第２の偏流空気通路１１ａ，１１ｂを流れる
吸入空気は滑らかに徐々に増速される。第２図に
示されるように、燃料は、偏流板６の上流側であ
つて、偏流板６の近傍に設けられた燃料噴射弁１
４より第１の偏流空気通路１１ａの略中心に向け
て噴射され、吸入空気流に乗せられるため、吸気
ポート３の内壁面や偏流板６に付着することはほ
とんどない。第１の偏流空気通路１１ａは、燃焼
室２の中心から離れた側に位置する吸気ポート３
の側壁面３ｃに沿つて延びており、また、吸気ポ
ート３は、燃焼室２に対してほぼ接線方向に接続
されているため、第１の偏流空気通路１１ａから
流出した高速の吸入空気と燃料は、矢印Ｂで示さ
れるように、吸気弁４を介して燃焼室２内に、燃
焼室２の周辺方向に向かつて流入し、燃焼室２内
において強力な施回流となる。このため、ここで
は、第１の偏流空気通路１１ａにより形成される
吸入空気Ｂをスワール流と呼ぶ。一方、第２の偏
流空気通路１１ｂは、燃焼室２の中心に近い側に
位置する吸気ポート３の側壁面３ｄに沿つて延び
ているため、第２の偏流空気通路１１ｂから流出
した高速の吸入空気と燃料は、矢印Ｃで示される
ように、吸気弁４を介して燃焼室２内を点火プラ
グ７に向かつて流れ、乱流となると共に、点火プ
ラグ７の掃気を行う。従つて、ここでは、第２の
偏流空気通路１１ｂにより形成される吸入空気流
Ｃをプラグ掃気流と呼ぶ。以上述べたように、燃
料は、高速のスワール流Ｂとプラグ掃気流Ｃに乗
せられて強力な施回流となるために、スワール流
Ｂとプラグ掃気流Ｃ内においては、吸入空気と燃
料とは充分に混合されて、燃料の微粒化、霧化が
非常に良好となつている。また、プラグ掃気流Ｃ
は燃料と空気の希薄混合気、スワール流Ｂは燃料
と空気の濃混合気であるために、燃焼室２内にお
いて成層化が行われるとともに、希薄混合気が点
火プラグの近傍に集中するため、機関の冷間時、
機関の運転性を向上させる目的で、混合気の平均
空燃比を小さくしても、点火プラグ７の近傍の混
合気が濃くなりすぎることはなく、着火が困難に
なることはない。

機関の負荷が増大すると、偏流板６は、第１図
において、反時計回りに回動せしめられ、吸気ポ
ート３の上側内壁面３ａに密着する。従つて、偏
流板６による偏流作用がなくなると共に、偏流板
６は吸気ポート３を流れる空気流の邪魔にならな
いため、斯くして高い充填効率が確保される。

第５図に本考案に係る第２の実施例を示す。第
１の実施例と同じ部品は同じ番号を付して説明す
る。第５図においては、湾曲中央部６ｄが吸気ポ
ート３の側壁面３ｄの近傍まで延設されており、
従つて、凹溝１０ｂの底壁面と湾曲中央部６ｄと
の間に小断面積の第２の偏流空気通路１１ｂが形
成される。このように、第１と第２の偏流空気通
路１１ａ，１１ｂの断面積を変えることによつ
て、スワール流の空気量とプラグ掃気流の空気量
とを任意の割合で振り分けることが可能となる。
その他の構成、作用については、第１の実施例の
場合と全く同じであるので、その説明は省略す
る。

第６図と第７図に本考案の第３の実施例を示
す。第１の実施例と同じ部品は同じ番号を付して
説明する。この実施例では、第６図に示されるよ
うに、偏流板６は第５図に示す第２の実施例と同
様な形状をなすが、凹溝１０ｂは、吸気ポート３
の下側内壁面３ｂのほぼ中央部に形成され、該凹
溝１０ｂの底壁面と湾曲中央部６ｄとの間に第２
の偏流空気通路１１ｂが形成される。第７図に示
されるように、第２の偏流空気通路１１ｂは、第
１の偏流空気通路１１ａから離れるように、ある
角度をもつて形成されている。従つて、第２の偏
流空気通路１１ｂによつて生成するプラグ掃気流
Ｄは、第１の偏流空気通路１１ａによつて生成す
るスワール流Ｂから離れる方向にあり、第１、第
２の実施例に比べて、プラグ掃気流Ｄとスワール
流Ｂとが混合することが、より少なくなる。斯く
して、濃混合気となつているスワール流Ｂと希薄
混合気となつているプラグ掃気流Ｄとの成層化の
度合がより強くなり、より希薄な混合気を燃焼さ
せることが可能となり、機関の冷間時、混合気の
平均空燃比をより小さくすることが可能となる。

なお、第１、第２、第３の実施例ともに、燃料
噴射弁１４からの燃料噴射時期は、各気筒の吸気
行程に同期するようにした方が望ましい。

以上述べたように、本考案に係る燃料噴射式内
燃機関によれば、スワール流とプラグ掃気流の二
つの偏流のうち主にスワール流に大部分の燃料を
混合させて濃混合気とし、プラグ掃気流は希薄混
合気としているので、燃料の微粒化、霧化及び、
混合気の成層化が行われると共に、特に、機関冷
間時、混合気の過濃による点火プラグの着火不良
が防止されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１の実施例を示す燃料噴
射式内燃機関の要部縦断面図、第２図は、第１図
の横断面図、第３図は、第１図の−断面図、
第４図は、第１図の偏流板の斜視図、第５図は、
第３図と同様な断面に沿つてみた本考案の第２の
実施例の断面図、第６図は、第３図と同様な断面
に沿つてみた本考案の第３の実施例の断面図、第
７図は、第６図に示す燃料噴射式内燃機関の要部
縦断面図である。 ２……燃焼室、３……吸気ポート、３ａ……吸
気ポートの上側内壁面、３ｂ……吸気ポートの下
側内壁面、６……偏流板、６ａ……偏流板の上流
側端部、６ｂ……偏流板の下流側端部、６ｃ……
湾曲基部、６ｄ……湾曲中央部、７……回動軸、
９ａ，９ｂ……凹部、１０ａ，１０ｂ……凹溝、
１１ａ……第１の偏流空気通路、１１ｂ……第２
の偏流空気通路、１４……燃料噴射弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関燃焼室に対してほぼ接線方向に接続された
   略矩形断面形状を有する吸気ポート内には、その
   上流側端部を該吸気ポートの上側内壁面に回動可
   能に支持された偏流板が設けられ、前記燃焼室の
   中心から離れた側に位置する吸気ポートの側壁面
   に沿つて、前記偏流板の下流側端部或いは、前記
   吸気ポートの下側内壁面の少なくともいずれか一
   方に、前記偏流板の下流側端部と前記吸気ポート
   の下側内壁面とで第１の偏流空気通路を形成する
   第１の凹部が設けられ、該第１の凹部に対して間
   隔を隔てられた前記偏流板の下流側端部或いは、
   前記吸気ポートの下側内壁面の少なくともいずれ
   か一方には、前記偏流板の下流側端部と前記吸気
   ポートの下側内壁面とで第２の偏流空気通路を形
   成する第２の凹部が設けられ、少なくとも機関の
   冷間時には偏流作用が行われ、偏流作用時、前記
   第１と第２の凹部を除く前記偏流板の下流側端部
   と前記吸気ポートの下側内壁面との間が密閉さ
   れ、前記偏流板の上流側であつて、前記偏流板の
   近傍には、その噴孔が前記第１の偏流空気通路の
   略中心に向けられた燃料噴射弁が取付けられてい
   ることを特徴とする燃料噴射式内燃機関。