JPS647218Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直噴式デイーゼル機関のスワール制御
装置に関するものである。

従来の直噴式デイーゼル機関において、吸入ス
ワール比を大きくとることが、低速トルクの増大
による燃費の改善に不可欠なものであることは周
知の事実である。

しかしながら、その高速側でスワール比が大き
過ぎると、燃焼ガスがスワールの中心に閉じ込め
られ、空気利用率が悪化するいわゆる熱ピンチを
まねく恐れがあり、従来スワール比は上記の高速
側及び低速側の要求の妥協点におかれていた。

また、近年、直噴式デイーゼル機関の小型化に
伴い、回転域の幅が増大してゆく傾向にあり、こ
の妥協点のとり方がますます難かしくなつてきて
いる。

一方、従来の直噴式デイーゼル機関の可変スワ
ール機構は、吸気ポート断面積を絞り、流入空気
速度を増加させることによる強スワールを得る方
法が主流であるが、この場合、吸気抵抗の増大に
より体積効率の悪化が避けられない。

内燃機関のスワール制御装置に関する公知技術
としては、例えば次のものが提案されている。

その例として、(a)実開昭54−152810号公報、(b)
特開昭55−107019号公報、(c)特開昭53−80813号
公報等が提案されている。

前記(a)に記載された技術は、吸気ポートを二分
し、一方のポートを吸気バルブの根本部において
この吸気バルブの開口と共に開口し、噴霧された
燃料と吸気を撹拌するように構成しているが、吸
気バルブの根本部の渦室内にスワールを発生さ
せ、デイーゼル機関の回転数及び／または負荷に
応じて供給される吸気と混合して最適のスワール
を有する吸気を燃焼室に供給するものではない。

前記(b)に記載された技術は、吸気バルブの根本
部の吸気通路に排気ガスを還流する副吸気通路を
開口させたものであつて、吸気通路を二分し、一
方の通路に渦室に開口するポートライナを接続
し、低速運転において吸気バルブの根本部に強力
なスワールを発生させるように構成したものでは
ない。

前記(c)に記載された技術は、吸気ポートに設け
た絞り弁より上流側に細い側路を接続し、この側
路を吸気バルブの根本部において開口し、この根
本部においてスワールを発生させるようにしたも
のである。

しかし、この技術は細い側路より噴出した空気
が大容量を持つポート内で旋回流を形成すること
は実質的に困難である。即ち、絞られた空気の速
度エネルギーが急激な容積変化により減衰するた
めにこれによつて得られる旋回流は極く小さなも
のとなり、直噴式デイーゼル機関の低速運転時に
適した、高いスワールを有する吸気を行うことは
できないものである。

本考案は、前記従来技術の有する各種の問題点
を解消するために得られたものであり、吸気ポー
トを二分し、一方のポートにポートライナを接続
し、これによつて吸気ポート内のバルブガイドボ
ス部と、ポート内壁とにより形成されるらせん状
の渦室に強制的に空気が流れ込むようにしてスワ
ールを増大させ、吸気の流速の増大により体積効
率の悪化を防止する。

そして低速側で強力なスワールを、また高速側
で弱スワールを発生することが可能な装置を提供
することを目的とするものである。

前記目的を達成するための本考案にかかる直噴
式デイーゼル機関のスワール制御装置は、直噴式
デイーゼル機関の燃焼室に連通する吸気ポートを
二分し、一方のポートに吸気バルブのガイドボス
の根本部に形成された渦室に吸気を噴射するポー
トライナを接続し、他方のポートに弁装置を設
け、該弁装置は機関の回転数及び／または負荷に
応じて開度が制御されるように構成してなるもの
である。

以下図面を参照して、本考案の一実施例を説明
するが、まず図面は直噴式デイーゼル機関のシリ
ンダヘツド１０要部の縦断面図であり、このシリ
ンダヘツド１０に内蔵される吸気ポート４におい
て、吸入スワールの強さを制御することを目的と
して、吸気ポート４を通常の直噴式デイーゼル機
関の吸気ポート断面積の約30％以上拡大し、その
吸気ポート４のピストン１２と逆側に金属、また
は樹脂等からなる上記吸気ポート４の断面積の40
％以上の断面積をもつ筒状のポートライナ５を挿
入して、吸気ポート４を２分割すると共に、ポー
トライナ５がエアースワールを成形する吸気バル
ブガイドボス７部分と吸気ポート４の内壁とで構
成する渦室１３に臨むように、一方の口を開口さ
せ、他方の口はシリンダヘツド１０と吸気マニホ
ールド３間に狭まれるフラン部にて開口し、かつ
その流路を２分割された吸気マニホールド３の空
気流路３ａ，３ｂのうち、一方の空気流路３ａと
連通する構造とし、吸気マニホールド３のポート
ライナ５に連通する側と逆側の空気流路３ｂに吸
気の量を制御する弁装置としてバタフライバルブ
６を設けている。

このバタフライバルブ６は、このデイーゼル機
関の回転数及び負荷に応じて自動的にその開度が
制御されるようになつており、そのため機関の回
転数及び負荷を検出する回転数検出装置９１及び
負荷検出装置９２及びこれらの検出装置９１，９
２よりの検出信号を受けて出力し、アクチユエー
タ９３を作動させる電気制御装置９が設けられて
いる。

前記アクチユエータ９３の動きはレバー６ａを
介してバルブ６に伝達され、バルブ６が作動され
るようになつている。

そこで上記の構成からなるスワール制御装置の
機構について説明すると、インテークパイプ１の
途中から完全に２分割された空気流路がスワール
コントロール用バルブケース２を通つた後、吸気
マニホールド３において２分割された空気流路で
２層に分離されたまま各気筒に分岐し、吸気ポー
ト４内に導入される。

更に、シリンダヘツド１０内の吸気ポート４に
は、吸気ポート４を吸気バルブ８の摺動方向に２
分割するための吸気ポート４の断面積の40％以
上、例えば50％の断面積を有するポートライナ５
がシリンダボデイー１１内を往復動するピストン
１２と逆側に挿着されており、かつ、このポート
ライナ５の下流側先端部は、吸気バルブガイドボ
ス７の側面にまで達しており、吸気バルブガイド
ボス７及び吸気ポート４内壁からなり、エアース
ワールを生成させるら旋状の渦室１３に臨んでお
り、ポートライナ５を通る側の空気の流れの大半
は渦室１３に流れ込み、矢印Ｓで示す強力なスワ
ールを生成する。

一方、吸気ポート４内のピストン１２側の空気
流れは、渦室１３を通過しないため弱いスワール
となる。

上記上下に分割された２層の流れの混合割合を
ピストン１２側の流れの途中におかれたバタフラ
イバルブ６の開度を調節することにより、このデ
イーゼル機関の回転数および負荷に適したスワー
ル比に設定することができる。

なお、本吸気系の吸気ポート４は流入空気の流
速の増大による体積効率の悪化を防ぐため、可変
スワール機構無しの通常のデイーゼル機関の吸気
ポートの約30％増しの流路断面積としている。

前記のように本考案は、直噴式デイーゼル機関
の燃焼室に連通する吸気ポートを二分し、一方の
ポートに吸気バルブのガイドボスの根本部に形成
された渦室に吸気を噴射するポートライナを接続
し、他方のポートに弁装置を設け、該弁装置は機
関の回転数及び／または負荷に応じて開度が制御
されるように構成している。

従つて、吸入スワールをその機関の回転数及び
負荷に応じて変化させることにより、低速側では
主として吸気ポートより吸気することによつて渦
室内において強力なスワールを発生させ、高速側
では弁装置を開弁して吸気を加えることによつて
前記吸気ポート側で発生したスワールを弱めて弱
スワールを発生させ、その機関の燃焼状態を最適
にし、デイーゼル機関の燃費を向上させることが
できるものである。

なお、吸気ポート内に設けた弁装置であるバタ
フライバルブは、機関の回転数又は負荷、あるい
はこれらの両者の信号によつて制御することによ
つて機関を最適の状態で運転することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例における直噴式デイー
ゼル機関のスワール制御装置の要部縦断面図であ
る。 ３……吸気マニホールド、４……吸気ポート、
５……ポートライナ、６……バタフライバルブ、
７……吸気バルブガイドボス、９……電気制御装
置、１２……ピストン、１３……渦室、９１……
回転数検出器、９２……負荷検出器、９３……ア
クチユエータ、Ｓ……スワール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直噴式デイーゼル機関の燃焼室に連通する吸気
   ポートを二分し、一方のポートに吸気バルブのガ
   イドボスの根本部に形成された渦室に吸気を噴射
   するポートライナを接続し、他方のポートに弁装
   置を設け、該弁装置は機関の回転数及び／または
   負荷に応じて開度が制御されるように構成してな
   る直噴式デイーゼル機関のスワール制御装置。