JP4728195B2 - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ内にタンブルを発生させるためのエンジンの吸気制御装置に関するものである。

従来のこの種のエンジンの吸気制御装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。これらの特許文献１，２に示されているエンジンの吸気制御装置は、エンジン内の吸気通路をクランク軸の軸線方向から見て上側の吸気通路と下側の吸気通路とに仕切る仕切板と、この仕切板の上流側近傍に設けられて前記下側の吸気通路を開閉するタンブルコントロールバルブとを備えている。

特許文献１に示されている吸気制御装置は、タンブルコントロールバルブと連動して吸気の流れる方向を規制する整流部材を備えている。この整流部材は、上側の吸気通路の下流側端部の両側壁を構成するもので、タンブルコントロールバルブが開いているときは吸気弁から上流側に離間する位置にあり、タンブルコントロールバルブが閉じているときは、吸気弁に近接する位置に移動する。

この整流部材が吸気弁に接近することによって、吸気がシリンダの軸線方向から見て燃焼室の中央付近に集まるようになるから、タンブルが発生し易くなる。
このようにタンブルが発生し易いように吸気の流れる方向を変える機能は、特許文献２に示す吸気制御装置においては、仕切板を吸気弁に対して接近させることによって実現している。特許文献２に示す吸気制御装置の仕切板は、シリンダヘッドに吸気通路に沿って移動自在に設けられており、タンブルコントロールバルブの開閉と連動して平行移動するように構成されている。

これらの特許文献１，２に開示された吸気制御装置においては、タンブルコントロールバルブを閉じることによって、吸気が主に上側の吸気通路を流れるようになる。これとともに、この吸気制御装置においては、前記整流部材や仕切板の吸気弁側への移動により吸気の流れる方向が規制される。この結果、特許文献１や特許文献２に示す吸気制御装置を装備したエンジンにおいては、上側の吸気通路からシリンダ内に流入した吸気によってシリンダ内にタンブルが発生する。このタンブルとは、シリンダの軸線とは交差する方向に延びる中心線回りに旋回するような吸気の旋回流のことをいう。
特開２００３−２３９７５１号公報 特開２００３−２７８５５１号公報

上述したように構成された従来の吸気制御装置では、タンブルをさらに効果的に発生させるにも限界があった。これは、タンブルコントロールバルブが閉じることにより吸気の抵抗が大きくなり、いわゆる流量係数が大きく低下してしまうからと考えられる。
また、上述した従来の吸気制御装置は、タンブルを発生し易くするために移動自在な整流部材や仕切板を装備しなければならず、構造が複雑なものであった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、簡単な構造を採りながら、シリンダ内により一層効果的なタンブルを発生させることができるエンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るエンジンの吸気制御装置は、クランク軸の軸線方向から見て燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路の内部に設けられ、吸気通路内を上側の吸気通路と下側の吸気通路とに仕切る仕切板と、前記吸気通路における前記仕切板の上流側近傍に設けられ、前記吸気通路の一部を開閉するタンブルコントロールバルブとを備えたエンジンの吸気制御装置において、前記タンブルコントロールバルブを、前記仕切板より上側の吸気通路を開閉するように構成し、前記下側の吸気通路の入口付近を形成する壁のうち仕切板とは反対側に位置する底壁を、上流側に向かうにしたがって漸次仕切板から離間し、かつこの底壁の下流方向延長線が前記仕切板と交差するように傾斜して形成され、この傾斜した底壁より下流側の吸気通路の底壁は前記仕切板に沿うように形成されているものである。

請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気制御装置は、請求項１に記載したエンジンの吸気制御装置において、クランク軸の軸線方向から見た状態において、仕切板から燃焼室側に延ばした延長線が吸気弁の弁体の下面の中央と、前記弁体の下面における燃焼室の中央側に位置する端縁との間を通るように仕切板を傾斜させたものである。
請求項３に記載した発明に係るエンジンの吸気制御装置は請求項１または請求項２に記載したエンジンの吸気制御装置において、前記傾斜した底壁の前記仕切板に対する傾斜角度は、約２５°〜３０°に設定されているものである。
請求項４に記載した発明に係るエンジンの吸気制御装置は、請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載したエンジンの吸気装置において、前記傾斜した底壁の上流端は、前記仕切板と平行に延びる直線部に接続されているものである。
請求項５に記載した発明に係るエンジンの吸気制御装置は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載したエンジンの吸気装置において、前記燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路は、シリンダヘッドに取付けられた副吸気マニホールド内の吸気通路と、シリンダヘッドの吸気ポートとによって構成され、前記仕切壁は、前記副吸気マニホールドに支持された上流側仕切板と、前記シリンダヘッドに支持された下流側仕切板とによって構成され、前記タンブルコントロールバルブは、前記副吸気マニホールドに支持されているものである。

本発明によれば、吸気は、タンブルコントロールバルブを閉じることにより、仕切板より下側の吸気通路のみに流入する。下側の吸気通路は、その入口付近の底壁が上流側に向かうにしたがって漸次仕切板から離間するように傾斜しているために、入口が広く、吸気が流入し易い。

また、前記底壁の近傍を流れる吸気は、底壁に当たることによって流れる方向が変えられ、仕切板に向けて流れるようになる。このとき、下側の吸気通路の入口付近に形成されている底壁が実質的にエアファンネルとして機能する。このため、本発明に係る吸気制御装置によれば、吸気通路内に仕切板を備えているにもかかわらず、タンブルコントロールバルブが閉じている状態における吸気の流量係数が従来の吸気制御装置に較べて大きくなる。

この結果、この吸気制御装置においては、タンブルコントロールバルブを閉じることにより、下側の吸気通路内における仕切板の近傍に大量の吸気を仕切板に沿って流すことができる。この吸気は、このように仕切板の近傍に集中して分布する状態、言い換えれば上側の吸気通路と下側の吸気通路とからなる吸気通路の中心部分に多く流れる状態で、クランク軸の軸線方向から見て吸気通路の出口と吸気弁との間を通ってシリンダ内に斜めに流入する。

すなわち、タンブルコントロールバルブと連動して移動する整流用の部材を使用することなく、シリンダの軸線方向から見て燃焼室の中央を通るように吸気をシリンダ内に送ることができる。
このように吸気がシリンダの軸心付近に集まるようにシリンダ内に斜めに流入することによって、シリンダ内に燃焼に効果的なタンブルが発生する。ここでいう効果的なタンブルとは、圧縮行程の終期まで吸気が旋回する状態が持続するようなタンブルのことをいう。

このようにいわゆる強いタンブルがシリンダ内に発生することにより、圧縮行程の終期であって点火直前に混合気が燃焼室内で激しく流動するようになり、燃焼が良好になされると考えられる。
一方、タンブルコントロールバルブを開くと、上側の吸気通路と下側の吸気通路との両方を通って大量の吸気がシリンダ内に流入し、エンジンにおいて大きな出力が得られるようになる。

したがって、本発明に係る吸気制御装置を装備したエンジンにおいては、タンブルコントロールバルブを閉じることにより、上述したように燃焼に効果的なタンブルが発生することによって燃費が向上するとともに排ガス中の有害物質の発生を抑制することができる。また、このエンジンにおいては、タンブルコントロールバルブを開くことにより、高回転高出力運転が可能になる。

請求項２記載の発明によれば、タンブルコントロールバルブを閉じた状態で下側の吸気通路を通ってシリンダ内に流入する吸気のうち、吸気弁の弁体に当たった吸気は、クランク軸の軸線方向から見て吸気通路とは反対側に流れるようになる。したがって、この発明によれば、吸気が吸気弁の弁体に当たることによりタンブルを弱める方向に流れるのを防ぐことができるから、より一層効果的なタンブルを発生させることができる。

以下、本発明に係るエンジンの吸気制御装置の一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る吸気制御装置を装備したエンジンの正面図で、同図においては、吸気通路の上流部分を破断して描いてある。図２は要部を拡大して示す断面図、図３は筒内噴射インジェクタの取付部分を拡大して示す断面図である。図４は図２における吸気通路のIV−IV線断面図で、同図においては、図２の破断位置をII−II線によって示し、図３の破断位置をIII−III線によって示す。図５〜図７は吸気通路の断面図で、図５は図２におけるV−V線断面図、図６は図２におけるVI−VI線断面図、図７は図２におけるVII−VII線断面図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動車用エンジンを示す。このエンジン１は、Ｖ型６気筒エンジンで、図１において左側に位置する第１の気筒列２と、同図において右側に位置する第２の気筒列３とを備えている。この明細書においては、図１に示すように、このエンジン１をクランク軸４の軸線方向から見た状態で、各気筒列２，３において左右方向の両側のうち、他方の気筒列に近接する一方をＶバンク内側といい、他方をＶバンク外側という。これらの気筒列２，３は、互いに同等の構成が採られているから、以下においては第１の気筒列２について詳細に説明し、第２の気筒列３の各部材の説明は同一符号を付して省略する。

第１の気筒列２と第２の気筒列３とは、図１に示すように、両気筒列２，３で共有するシリンダブロック５に突設されたシリンダボディ６と、このシリンダボディ６の上に取付けられたシリンダヘッド７と、このシリンダヘッド７の上に取付けられたカムハウジング８およびヘッドカバー９などによって構成されている。前記シリンダボディ６には、３つのシリンダ孔１０がクランク軸４の軸線方向に並ぶように形成されている。図１において、符号１１はシリンダ孔１０に嵌挿されたピストンを示す。

前記シリンダヘッド７は、後述する吸気ポート１２と排気ポート１３とが形成されるとともに、これらのポート１２，１３を開閉するための吸気弁１４および排気弁１５と、これらの吸・排気弁１４，１５を駆動するための動弁装置１６と、筒内噴射インジェクタ１７および吸気通路噴射インジェクタ１８と、本発明に係る吸気制御装置２１の一部を構成する下流側仕切板２２とを備えている。

前記吸気弁１４と排気弁１５とは、シリンダヘッド７に１気筒当たり２本ずつ設けられている。前記動弁装置１６は、吸気カム軸２３と排気カム軸２４と、これら各カム軸毎のロッカーアーム２５とによって吸気弁１４と排気弁１５とを駆動する構成のものである。

前記吸気ポート１２は、本発明でいう吸気通路の一部を構成するもので、シリンダヘッド７のＶバンク内側に形成されている。この吸気ポート１２の下流側端部は、図４、図６および図７に示すように、隔壁２６により互いに仕切られた第１の分岐ポート２７と第２の分岐ポート２８とに分岐されて二股状に形成されている。これら第１の分岐ポート２７と第２の分岐ポート２８とは、前記２本の吸気弁１４，１４によって開閉される。

第１の分岐ポート２７と第２の分岐ポート２８の下流端は、図２に示すように、シリンダヘッド７における燃焼室３１の上壁３２となる部位に開口している。この実施の形態による吸気ポート１２は、図１に示すように、前記下流端の開口からシリンダの軸線ＣＬに対して斜め上方へ直線状に延びるように形成されている。

この吸気ポート１２の上流部は、シリンダヘッド７におけるＶバンク内側の端部に他方の気筒列へ向けて突出するように設けられた吸気管接続部３３に形成されている。この吸気管接続部３３の上端は、略水平な平坦面となるように形成されており、後述する吸気マニホールド３４（図１参照）が取付けられている。

前記吸気ポート１２内には、図１および図２に示すように、前記下流側仕切板２２が設けられている。この下流側仕切板２２は、後述する吸気マニホールド３４側の上流側仕切板３５とともに本発明でいう仕切板を構成するものである。この下流側仕切板２２は、アルミニウム合金によってシリンダヘッド７とは別体に形成されており、吸気ポート１２内を上側の吸気通路３６と下側の吸気通路３７とに仕切るように装備されている。この実施の形態による下流側仕切板２２は、図５に示すように、吸気ポート１２内を上流側から見た状態で吸気ポート１２の上下方向の略中央部に位置付けられている。

下流側仕切板２２の支持は、吸気ポート１２の内壁面に形成されたガイド溝３８（図４および図５参照）に下流側仕切板２２の両側部（図５において左右方向の両側部）を嵌合させることによって行われている。このガイド溝３８は、吸気ポート１２の上流側端部の開口（吸気管接続部３３の上端）から吸気の流れる方向に前記隔壁２６の上流側近傍まで延びるように形成されている。すなわち、下流側仕切板２２は、前記ガイド溝３８に吸気ポート１２の上流側から差し込まれて隔壁２６の上流側近傍まで挿入され、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート１２と平行になるように保持されている。この実施の形態においては、下流側仕切板２２は、図４に示すように、隔壁２６から上流側に長さＤだけ離間する長さに形成されている。

さらに、この下流側仕切板２２は、図２に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て、下流側仕切板２２から燃焼室３１側に延ばした延長線Ｌが吸気弁１４の弁体１４ａにおけるバルブフェースセンタＣ（弁体１４ａの下面の中央）と、前記弁体１４ａの下面における燃焼室３１の中央側に位置する端縁Ａとの間を通るように傾斜している。

このように構成された吸気ポート１２の上側に前記吸気通路噴射インジェクタ１８が設けられるとともに、下側に前記筒内噴射インジェクタ１７が設けられている。
吸気通路噴射インジェクタ１８は、前記吸気管接続部３３の上端部における吸気マニホールド３４が取付けられる部位と、シリンダヘッド７の上端部（前記カムハウジング８）との間の部位に取付けられている。言い換えると、吸気通路噴射インジェクタ１８は、シリンダヘッド７の上端部と吸気マニホールド３４とによって挟まれた空間Ｓ１内に位置付けられている。

この吸気通路噴射インジェクタ１８は、図２および図４に示すように、吸気ポート１２の上壁部分を上方に膨出させるようにして形成されたインジェクタ接続部３９内に燃料Ｆを噴射するように構成されている。この吸気通路噴射インジェクタ１８は、このインジェクタ接続部３９から前記第１の分岐ポート２７内と第２の分岐ポート２８内とにそれぞれ燃料Ｆを噴射する。この実施の形態による吸気通路噴射インジェクタ１８は、エンジン１の運転域が低、中速運転域にあるときに主に燃料を供給する。

前記筒内噴射インジェクタ１７は、シリンダヘッド７の下端部であってＶバンク内側の端部に取付けられている。言い換えると、この筒内噴射インジェクタ１７は、第１の気筒列２の吸気ポート１２と第２の気筒列３の吸気ポート１２とによって挟まれた内側の空間Ｓ２に設けられている。この実施の形態においては、この筒内噴射インジェクタ１７は、図１および図２に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート１２の下側に位置し、かつ吸気ポート１２と略並行に延びる状態でシリンダヘッド７に取付けられている。また、この筒内噴射インジェクタ１７は、図３および図７に示すように、第１の分岐ポート２７と第２の分岐ポート２８とを仕切る隔壁２６の下側近傍に位置付けられている。

この筒内噴射インジェクタ１７の燃料噴射部１７ａは、図３および図４に示すように、第１の分岐ポート２７と第２の分岐ポート２８の下流端の開口２７ａ，２８ａどうしの間に位置するように燃焼室３１の上壁３２に形成された燃料噴射孔４０に挿入されている。
この筒内噴射インジェクタ１７は、エンジン１の運転域が高回転・高負荷運転域にあるときに主に燃料を供給する。また、この筒内噴射インジェクタ１７は、吸気行程中に燃料を噴射するように噴射時期が設定されている。

前記排気ポート１３は、シリンダヘッド７のＶバンク外側に位置付けられ、吸気ポート１２と同様に二股状に形成されている。この排気ポート１３の排気出口には、図示してはいないが排気装置が接続されている。

前記吸気マニホールド３４は、図１に示すように、前記吸気管接続部３３に載置され固定された副吸気マニホールド４１（以下、単に副インマニという）と、この副インマニ４１の上端部に着脱可能に取付けられた主吸気マニホールド４２（以下、単に主インマニという）とによって構成されている。なお、以下において、吸気マニホールド３４側を指す場合には単にインマニ側という。

副インマニ４１は、アルミニウム合金を材料として鋳造によって所定の形状に成形されており、図１に示すように、一側部に第１の気筒列２の吸気ポート１２に接続する気筒毎のインマニ側吸気通路４３が形成されるとともに、他側部に第２の気筒列３の吸気ポート１２に接続する気筒毎のインマニ側吸気通路４４が形成されている。これらの副インマニ４１に形成されたインマニ側吸気通路４３，４４と、前記吸気ポート１２とによって、本発明でいう燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路が構成されている。これらのインマニ側吸気通路４３，４４は、吸気ポート１２を斜め上方に延長したような形状に形成されている。

前記副インマニ４１の内部には、吸気ポート１２内の下流側仕切板２２とともに本発明でいう仕切板を構成する上流側仕切板３５が設けられているとともに、タンブルコントロールバルブ４５が設けられている。
前記上流側仕切板３５は、アルミニウム合金によって副インマニ４１とは別体に形成され、図２に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て前記下流側仕切板２２を斜め上方へ延長したような位置に、下流側仕切板２２と同一の傾斜角度となるように設けられている。

上流側仕切板３５の支持は、下流側仕切板２２の支持構造と同じ支持構造によって副インマニ４１に支持されている。すなわち、上流側仕切板３５は、副インマニ４１の吸気通路の内壁に形成されたガイド溝４６（図４参照）に両側部が嵌合されることによって、副インマニ４１に保持されている。この実施の形態による上流側仕切板３５は、クランク軸４の軸線方向から見た状態で、このインマニ側吸気通路４３，４４を上側の吸気通路４７と下側の吸気通路４８とに仕切るような位置に設けられている。

また、この上流側仕切板３５は、副インマニ４１の下端から副インマニ４１の上下方向の中央部より僅かに上側となる部位まで延びるように形成されている。この上流側仕切板３５の下端は、幅方向の全域において下流側仕切板２２の上端に接触し、この仕切板２２，３５どうしの接続部分において上側の吸気通路４７，３６と下側の吸気通路４８，３７とが互いに連通することがないように形成されている。

タンブルコントロールバルブ４５は、副インマニ４１内のインマニ側吸気通路４３，４４の一部を開閉するバタフライ弁からなり、副インマニ４１における上流側仕切板３５の上流側近傍に設けられている。このタンブルコントロールバルブ４５を有する副インマニ４１と、前記下流側仕切板２２および上流側仕切板３５とによって、本発明でいう吸気制御装置２１が構成されている。

タンブルコントロールバルブ４５の弁体４５ａは、クランク軸４の軸線方向に延びる弁軸４５ｂに支持されており、弁軸４５ｂの回動により副インマニ４１内で図２において実線で示す開位置と、同図中に２点鎖線で示す閉位置との間で回動する。
前記弁体４５ａは、図４に示すように、インマニ側吸気通路４３，４４の上半部の断面形状と同等の形状の板によって形成されている。この弁体４５ａは、前記開位置に回動した状態においては、吸気の流れる方向と平行になり、前記閉位置に回動することによって、上側の吸気通路４７の上流側端部を閉じる。

前記弁軸４５ｂは、副インマニ４１をクランク軸４の軸線方向に貫通しており、隣接する他の気筒用のタンブルコントロールバルブ４５（図示せず）と共有されている。この弁軸４５ｂは、図示していないモータに接続され、所定の時期に回動させられる。この実施の形態によるタンブルコントロールバルブ４５は、エンジン１の運転域が低回転・低負荷運転域にあるときに閉じ、その他の運転域にあるときには開くように構成されている。

副インマニ４１内に設けられた上側の吸気通路４７と下側の吸気通路４８とは、前記タンブルコントロールバルブ４５が入口付近に位置するように形成されている。
下側の吸気通路４８の入口付近を形成する壁のうち上流側仕切板３５とは反対側に位置する底壁５１は、図２に示すように、上流側に向かうにしたがって漸次上流側仕切板３５から離間するように傾斜している。この実施の形態による前記底壁５１の上流側仕切板３５に対する傾斜角度α（図２参照）は、約２５°〜３０°に設定されている。この傾斜した底壁５１の上流端は、副インマニ４１の上流側端部から上流側仕切板３５と平行に下方へ延びる直線部５２に接続されている。

前記副インマニ４１の上流側端部に接続された主インマニ４２は、図１に示すように、副インマニ４１のインマニ側吸気通路４３，４４に接続された管状部５３と、この管状部５３の上流側端部に設けられたサージタンク５４とから構成されている。この実施の形態による主インマニ４２は、プラスチック製の３個の分割体を振動溶着により溶着し組立てることによって所定の形状となるように形成されている。
前記管状部５３は、図１に示すように、副インマニ４１から第２の気筒列３の上方に延びるように形成されている。このため、第２の気筒列３の吸気通路噴射インジェクタ１８が位置する空間Ｓ１は、上方が管状部５３によって覆われている。

サージタンク５４は、図１に示すように、第２の気筒列３のヘッドカバー９の上方に配設されており、クランク軸４の軸線方向の一端部に第１の気筒列２側へ延びる空気入口管５５が設けられている。この空気入口管５５の先端部分は第１の気筒列２の上方に位置しており、この先端部分にはスロットル弁５６が設けられている。

このスロットル弁５６を通った吸気は、空気入口管５５内、サージタンク５４内、管状部５３内、インマニ側吸気通路４３，４４および吸気ポート１２とを通って燃焼室３１内に流入する。
上述したように構成された吸気制御装置２１を装備したエンジン１においては、タンブルコントロールバルブ４５が閉じている場合、吸気は、副インマニ４１内の下側の吸気通路４８のみに流入する。この下側の吸気通路４８は、その入口付近の底壁５１が上流側に向かうにしたがって漸次上流側仕切板３５から離間するように傾斜しているために、入口が広く、吸気が流入し易い。

また、前記底壁５１の近傍を流れる吸気は、底壁５１に当たることによって流れる方向が変えられ、図２中に矢印で示すように、上流側仕切板３５に向けて流れるようになる。このとき、下側の吸気通路４８の入口付近に形成されている底壁５１が実質的にエアファンネルとして機能し、吸気が副インマニ４１内から吸気ポート１２内に円滑に流入するようになる。

このため、この実施の形態による吸気制御装置２１によれば、吸気ポート１２と副インマニ４１内の吸気通路内に上流側仕切板３５と下流側仕切板２２とを備えているにもかかわらず、タンブルコントロールバルブ４５が閉じている状態における吸気の流量係数を従来の吸気制御装置に較べて大きくとることができた。

このように吸気の流量係数が大きくなった結果、この吸気制御装置２１においては、タンブルコントロールバルブ４５を閉じることにより、副インマニ４１内と吸気ポート１２内の下側の吸気通路において、大量の吸気を上流側仕切板３５および下流側仕切板２２の近傍でこれらの仕切板２２，３５に沿うように流すことができる。

この吸気は、上流側仕切板３５と下流側仕切板２２の近傍に集中して分布する状態、すなわち上側の吸気通路３６，４７と下側の吸気通路３７，４８とからなる吸気通路の中心部分に多く流れる状態で、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート１２の下流端の開口２７ａ，２８ａ（吸気通路の出口）と吸気弁１４との間を通ってシリンダ内に斜めに流入する。このときに吸気が流れる方向を図２中に矢印によって示す。

このため、この実施の形態による吸気制御装置２１によれば、タンブルコントロールバルブと連動して移動する整流用の部材を使用することなく、シリンダの軸線方向から見て燃焼室３１の中央を通るように吸気をシリンダ内に送ることができる。このようにシリンダ内に吸気が流入することにより、吸気がシリンダ孔１０の孔壁面におけるシリンダヘッド７側の端部に直接吹き付けられるようなことはないから、吸気の流れる方向と流速とが可及的長く維持されるようになる。すなわち、この実施の形態による吸気制御装置によれば、吸気がシリンダの軸心付近に集まるようにシリンダ内に斜めに流入することになるから、シリンダ内に効果的なタンブルが発生する。

一方、タンブルコントロールバルブ４５を開くと、副インマニ４１の上側の吸気通路４７にも吸気が流入するようになり、副インマニ４１および吸気ポート１２の上側の吸気通路３６，４７と下側の吸気通路３７，４８との両方を通って大量の吸気がシリンダ内に流入し、エンジン１において大きな出力が得られるようになる。

したがって、この実施の形態による吸気制御装置２１を装備したエンジン１においては、タンブルコントロールバルブ４５を閉じることにより、効果的なタンブルが発生することによって燃費の向上と排ガスの清浄化とを図ることができ、タンブルコントロールバルブ４５を開くことにより、高回転高出力運転が可能になる。

この実施の形態による下流側仕切板２２は、この下流側仕切板２２を燃焼室３１側へ延長した延長線Ｌが吸気弁１４のバルブフェースセンタＣと、弁体１４ａの下面における燃焼室３１の中央側に位置する端縁Ａとの間を通るように傾斜している。このため、この構成を採る吸気制御装置２１においては、タンブルコントロールバルブ４５を閉じた状態で下側の吸気通路３７，４８を通ってシリンダ内に流入する吸気のうち、吸気弁１４の弁体１４ａに当たった吸気は、図２中に矢印で示すように、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート１２とは反対側に流れるようになる。したがって、吸気が吸気弁１４の弁体１４ａに当たることによりタンブルを弱める方向に流れるのを防ぐことができるから、より一層効果的にタンブルを発生させることができる。

上述した実施の形態においては、本発明でいう「燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路」を吸気ポート１２と副インマニ４１とによって形成した例を示したが、本発明はこのような限定にとらわれることはなく、上記吸気通路を吸気ポート１２のみによって構成することもできる。この場合、タンブルコントロールバルブ４５は、シリンダヘッド７に装備される。

上述した実施の形態においては、一つの気筒に筒内噴射インジェクタ１７と吸気通路噴射インジェクタ１８とを装備する例を示したが、これらのインジェクタ１７，１８は、いずれか一方を装備するだけでもよい。

本発明に係る吸気制御装置を装備したエンジンの正面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 筒内噴射インジェクタの取付部分を拡大して示す断面図である。 図２における吸気通路のIV−IV線断面図である。 図２におけるV−V線断面図である。 図２におけるVI−VI線断面図である。 図２におけるVII−VII線断面図である。

符号の説明

１…エンジン、４…クランク軸、７…シリンダヘッド、１２…吸気ポート、１４…吸気弁、１７…筒内噴射インジェクタ、１８…吸気通路噴射インジェクタ、２１…吸気制御装置、２２…下流側仕切板、３４…吸気マニホールド、３５…上流側仕切板、３６，４７…上側の吸気通路、３７，４８…下側の吸気通路、４１…副インマニ、４５…タンブルコントロールバルブ、５１…底壁。

Claims (5)

1. クランク軸の軸線方向から見て燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路の内部に設けられ、吸気通路内を上側の吸気通路と下側の吸気通路とに仕切る仕切板と、
   前記吸気通路における前記仕切板の上流側近傍に設けられ、前記吸気通路の一部を開閉するタンブルコントロールバルブとを備えたエンジンの吸気制御装置において、
   前記タンブルコントロールバルブは、前記仕切板より上側の吸気通路を開閉するように構成され、
   前記下側の吸気通路の入口付近を形成する壁のうち仕切板とは反対側に位置する底壁は、上流側に向かうにしたがって漸次仕切板から離間し、かつこの底壁の下流方向延長線が前記仕切板と交差するように傾斜して形成され、この傾斜した底壁より下流側の吸気通路の底壁は前記仕切板に沿うように形成されていることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの吸気制御装置において、
   仕切板は、クランク軸の軸線方向から見た状態において、仕切板から燃焼室側に延ばした延長線が吸気弁の弁体の下面の中央と、前記弁体の下面における燃焼室の中央側に位置する端縁との間を通るように傾斜していることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載のエンジンの吸気制御装置において、前記傾斜した底壁の前記仕切板に対する傾斜角度は、約２５°〜３０°に設定されていることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載のエンジンの吸気装置において、前記傾斜した底壁の上流端は、前記仕切板と平行に延びる直線部に接続されていることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載のエンジンの吸気装置において、前記燃焼室から斜め上方に延びる吸気通路は、シリンダヘッドに取付けられた副吸気マニホールド内の吸気通路と、シリンダヘッドの吸気ポートとによって構成され、
   前記仕切壁は、前記副吸気マニホールドに支持された上流側仕切板と、前記シリンダヘッドに支持された下流側仕切板とによって構成され、
   前記タンブルコントロールバルブは、前記副吸気マニホールドに支持されていることを特徴とするエンジンの吸気制御装置。

Images