JPS6361716A - ポンプ損失低減装置 - 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、低負荷時のポンピングロスを低減したポンプ
損失低減装置に関するものであり、さらに詳細には、通
路断面積の小さい第一次吸気通路と通路断面積の大きい
第二次吸気通路とを有し、第二次吸気通路内に、低負荷
時には閉じ、高負荷時には開く制御弁を備えたエンジン
のポンプ損失低減装置に関するものである。

先行技術 一般に、エンジンの運転状態に応じて、所望の量の吸気
が燃焼室に供給されるように制御がなされているが、従
来は、この吸入空気量の制御は、スロットル弁の開度を
制御することによって行うのが、通常であった。しかし
、スロットル弁の開度を制御して吸入空気量を制御する
場合には、エンジンの低負荷運転域では、スロットル弁
の開度を絞る必要が生じ、ポンピングロスが不可避であ
った。

そこで、低負荷運転域においても、スロットル弁の開度
を大きく保ったまま、吸気弁を早く閉じることにより、
ポンピングロスを防止しつつ、吸入空気量を制御する方
法が提案されている。

他方、吸気通路を、通路断面積の小さい第一次吸気通路
と第一次吸気通路の上方に設けた通路断面積の大きい第
二次吸気通路とにより構成し、第二次吸気通路内には、
低負荷時には閉じ、高負荷時には開く制御弁を備えたエ
ンジンが知られている。（たとえば、特開昭６０−１０
１２２４号など。）これは、吸入空気量の少ない低負荷
時においては、通路断面積の小さい第一次吸気通路のみ
から吸気を燃焼室に供給することにより、吸気の流速を
高め、あるいは燃焼室内に吸気によるスワールを形成し
て、燃料の気化霧化や燃料着火後における火炎の伝播を
促進し、低負荷時における燃焼性を向上させるとともに
、高出力が要求される高負荷時には、第一次吸気通路お
よび第二次吸気通路の双方から吸気を燃焼室に供給する
ことによって所要の吸気充填量を確保することができる
ようにしたものである。

このように、第一次および第二次吸気通路を備えたエン
ジンにおいては、低負荷時に、スロットル弁の開度を大
きく保ったまま、吸気弁を早く閉じることにより、吸入
空気量を適切にコントロールすることができ、スロット
ル弁の開度を小とすることに起因するポンピングロスを
低減することができる。

また、混合気の成層化を促進して、混合気の空燃比を上
げる（リーンにする）ことは、燃費を向上させる上で望
ましく、そのため、従来より、種々の方法が提案されて
いるが、現在では、まず、吸気を燃焼室内に吸入し、吸
気行程の後半に、燃料を噴射して上下方向の成層化を図
るというのが最も一般的である。

発明の解決しようとする問題点 しかしながら、低負荷時に、スロットル弁の開度を大き
く保ったまま、吸気弁を早く閉じることによって、ポン
ピングロスの低減を図る場合は、低負荷時には、吸気弁
のリフト量が小さいため、燃料を確実に燃焼室内に噴射
することが困難であった。すなわち、２つの吸気通路を
有する前述のエンジンにおいては、燃料噴射弁は上方に
位置する第二次吸気通路内のかなり上流側に設けられて
いるので、ポンピングロスを低減するため、吸気弁を吸
気行程の途中で閉じるときは、吸気弁のリフト量が小さ
いため、燃料噴射弁の燃料噴射方向に対して、吸気弁と
弁座との間隙がきわめて少なく、噴射した燃料が吸気弁
の傘部にあたって液滴となったり、或いは吸気弁に達す
るまでに混合気が希薄化したりして、所望の成層化を実
現することができなかった。

発明の目的 本発明は、成層燃焼を可能とするポンプ損失低減装置を
提供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、低負荷運転領域において、吸気
弁を吸気行程の途中で閉弁するように設定する吸気弁開
弁制御手段を設けるとともに、燃料噴射弁を、第一次吸
気通路内の吸気弁近傍の位置に、低負荷時においても該
吸気弁の傘部と弁座の間隙より燃料を燃焼室内に噴射可
能で略水平な方向に設けることによって達成される。

このように燃料噴射弁を、第一次吸気通路内の吸気弁近
傍に設けることにより、低負荷運転域で吸気弁のリフト
量が小さいときにも該吸気弁の傘部の間隙より燃料を燃
焼室内に噴射可能な略水平方向に設けることが可能とな
り、噴射された燃料が吸気弁の傘部にあたり、液滴とな
って付着することを防止することができ、また、吸気弁
の近傍に設けることにより、濃混合気を燃焼室内にタイ
ミングよく噴射供給することが可能となり、ポンピング
ロスを防止しつつ、混合気の成層化を促進することがで
き、燃費を著しく改善することが可能となる。

実施例 以下、添付図面に基づき、本発明の実施例について、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンの吸気部の
構成を示す略側面図であり、第２図は、その■−■断面
図である。また、第３図は、吸気弁の開弁タイミングを
示すグラフである。

第１図および第２図において、燃焼室１に吸気を供給す
る吸気通路は、下方に位置する通路断面積の小さい第一
次吸気通路２と、上方に位置する通路断面積の大きい第
二次吸気通路３より構成され、第二次吸気通路３内には
、低負荷時には閉じられ、高負荷時には開かれる制御弁
４が設けられており、低負荷運転域では、第一次吸気通
路２のみより吸気が燃焼室１に供給され、高負荷運転域
では、第一次吸気通路２及び第二次吸気通路３の双方か
ら吸気が燃焼室１に供給される。吸気弁５は、低負荷時
には、第３図のカーブＡで示されるように、早く、吸気
行程の途中で閉じられ、高負荷時には、第３図のカーブ
Ｂで示されるように、通常のタイミングで開弁されるよ
うに、図示しない動弁機構により制御されている。動弁
機構の詳細については、特公昭５８−１０５７３号など
に記載されている。６は燃料噴射弁であり、第一次吸気
通路２内の吸気弁５の近傍に略水平に設けられ、吸気弁
５のリフト量が小さい低負荷時においても、吸気弁５の
傘部と弁座の間隙より燃料を燃焼室１内に供給すること
のできる方向に設けられている。

７は排気弁である。

このように構成された本実施例のエーンジンは、次のよ
うに作動する。

低負荷運転領域においては、第二次吸気通路３内の制御
弁４が閉じられ、吸気は第一次吸気通路２のみより、燃
焼室１内に供給される。その後、吸気弁５が閉じられる
前に、燃料噴射弁６より燃料が燃焼室１内に噴射される
。ポンピングロスを低減するため、吸気弁５のリフト量
は、第３図のカーブΔで示されるように、小さいが、燃
料噴射弁６は、第一次吸気通路２内の吸気弁５近傍の位
置に、低負荷運転領域での吸気弁５のリフト量が小さい
ときにも該吸気弁５の傘部と弁座の間隙より燃料を燃焼
室１内に噴射可能で略水平な方向に設けられているので
、吸気弁５のリフト量が小さいにもかかわらず、燃料を
吸気弁５の傘部に付着させることなく、また濃混合気の
状態で燃焼室１内に供給するこきができる。更に、燃料
は略水平方向に噴射供給されるため、燃焼室１の上部、
ずなわち、図示しない点火プラグの近傍に濃混合気を偏
在させろことができ、良好な成層化が実現できる。燃料
噴射時期は、できるだけ遅い方が、成層化のために望ま
しい。その後、吸気行程の途中て、吸気弁５は閉じられ
、圧縮行程を経て、点火がなされる。

高負荷運転領域においては、第二次吸気通路３内の制御
弁４が開かれ、吸気は第一次吸気通路２および第二次吸
気通路３の双方から、燃焼室１内に供給される。高負荷
運転領域では、吸気量を大きくする必要があるので、吸
気弁５は、第３図のカーブＢで示されるように、吸気行
程の間、開かれている。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことは、言うまでもない。

発明の効果 本発明によれば、ポンピングロスを低減するために、低
負荷運転領域において、吸気弁を早く閉じるように制御
しているにもかかわらず、燃料を良好な成層化を可能と
するタイミングで燃焼室内に噴射供給することができる
から、ポンピングロスを低減するとともに成層化により
燃費を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンの吸気部の
構成を示す略側面図であり、第２図は、その■−■断面
図である。第３図は、吸気弁の開弁タイミングを示すグ
ラフである。 １・・・・・・燃焼室、　　２・・・・・・第一次吸気
通路、３・・・・・・第二次吸気通路、　４・・・・・
・制御弁、５・・・・・・吸気弁、　　　６・・・・・
・燃料噴射弁、７・・・・・・排気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通路断面積の小さい第一次吸気通路と該第一次吸気通路
   の上方に設けられた通路断面積の大きい第二次吸気通路
   とを有し、該第二次吸気通路に、低負荷時には閉じ、高
   負荷時には開く制御弁を備えたエンジンにおいて、低負
   荷運転域において、吸気弁を吸気行程の途中で閉弁する
   ように吸気弁のリフト量を小さく設定すると共に、燃料
   噴射弁を第一次吸気通路内の吸気弁近傍の位置に、低負
   荷運転域においても該吸気弁の傘部と弁座の間隙より燃
   料を燃焼室内に噴射可能で略水平な方向に設けたことを
   特徴とするポンプ損失低減装置。