JPH09170526A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の吸気装置において、インジェクタ
から噴射される燃料が吸気通路壁面に付着して壁流とな
らないようにする。 【解決手段】 吸気通路を運転条件に応じて絞る吸気流
制御バルブ８と、吸気通路壁面２０に対して溝状に窪み
吸気流制御バルブ８の閉弁時に吸気を通すガイド溝２１
と、ガイド溝２１に臨み吸気ポート１１に燃料を噴射す
るインジェクタ３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気装
置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インジェクタから吸気通路に噴射した燃
料を吸気と混合して燃焼室に吸入させる機関にあって
は、過渡的に運転状態が変化する際の特性向上のため
に、インジェクタから噴射される燃料が吸気通路壁面に
付着して壁流とならないようにすることが要求される。

【０００３】従来の内燃機関の吸気装置として、図１８
に示すようになものがある（実開昭６１−８０３６５号
公報、参照）。

【０００４】インジェクタ１０３の燃料噴口の近傍に一
端が開口し、空気流制御バルブ１０２より上流側の吸気
通路１０１に他端が開口する補助空気通路１０４が配設
される。

【０００５】空気流制御バルブ１０２の前後に生じる圧
力差により、吸気の一部である補助空気が補助空気通路
１０４を通ってインジェクタ１０３から噴射される燃料
に導かれ、シリンダに吸入される燃料の微粒化を促すよ
うになっている。

【０００６】また、空気流制御バルブ１０２が閉弁する
と、吸気通路１０１を流れる吸気が空気流制御バルブ１
０２の切欠き部を通って導かれることにより、燃焼室１
に流入する吸気流速を高めて、燃焼室に吸気旋回流を生
起するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の吸気装置にあっては、吸気流制御
バルブ１０２が閉弁した運転時に、吸気流制御バルブ１
０２の切欠き部を通過した高速の空気流によりインジェ
クタ１０３から噴射される燃料噴霧が偏向し、インジェ
クタ１０３の前方に位置する吸気通路壁面の上部に付着
して壁流となりやすいという問題点があった。

【０００８】吸気通路壁面に燃料の壁流が生じると、燃
料噴射量が変化する過渡時に燃焼室に供給される混合気
の空燃比の制御応答性が悪化する。また、燃料の微粒化
が妨げられてエミッションの悪化や燃費の悪化を招く可
能性がある。

【０００９】また、吸気流制御バルブ１０２が閉弁した
運転時に、吸気は吸気流制御バルブ１０２の切欠き部と
補助空気通路１０４の両方を通って導かれる構造のた
め、吸気流制御バルブ１０２の切欠き部を通過する吸気
流速が制限され、燃焼室に生起されるスワールないしタ
ンブルの空気流動の勢力を十分に高めることが難しい。
この結果、混合気の空燃比をリーン化できる領域が狭く
なり、燃費の悪化を招く可能性がある。

【００１０】本発明は上記の問題点を解消し、内燃機関
の吸気装置において、インジェクタから噴射される燃料
が吸気通路壁面に付着して壁流とならないようにするこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の内燃機
関の吸気装置は、燃焼室に吸気を導く吸気通路と、吸気
通路を運転条件に応じて絞る吸気流制御バルブと、吸気
通路壁面に対して溝状に窪み吸気流制御バルブの閉弁時
に吸気を通すガイド溝と、ガイド溝に臨み吸気通路に燃
料を噴射するインジェクタと、を備える。

【００１２】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１に記載の発明において、前記ガイド溝の上流側
にインジェクタが臨む凹部を形成する。

【００１３】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１または２に記載の発明において、前記燃焼室に
接続する２つの吸気ポートをＶ字形に分岐して形成し、
２つのガイド溝を各吸気ポートにＶ字形に分岐して形成
する。

【００１４】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項３に記載の発明において、前記Ｖ字形に分岐した
ガイド溝にインジェクタを臨ませ、ハの字形をしたガイ
ド溝を各吸気ポートにＶ字形のガイド溝を挟むようにし
て形成する。

【００１５】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項３に記載の発明において、前記Ｖ字形に分岐した
ガイド溝にインジェクタを臨ませ、吸気流制御バルブに
その閉弁時に吸気を通す切欠き部を形成し、切欠き部を
ガイド溝より吸気ポートの側方にオフセットして形成す
る。

【００１６】請求項６に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１または２に記載の発明において、前記燃焼室に
接続する２つの吸気ポートをＶ字形に分岐して形成し、
１つのガイド溝を一方の吸気ポートに向けて形成する。

【００１７】請求項７に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項６に記載の発明において、前記吸気流制御バルブ
にその閉弁時に吸気を通す切欠き部を形成し、切欠き部
をガイド溝が延びる吸気ポートに向けて形成する。

【００１８】請求項８に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項６に記載の発明において、前記吸気流制御バルブ
にその閉弁時に吸気を通す切欠き部を形成し、切欠き部
をガイド溝が延びる吸気ポートと異なる吸気ポートに向
けて形成する。

【００１９】請求項９に記載の内燃機関の吸気装置は、
請求項１または２に記載の発明において、前記燃焼室に
接続する３つの吸気ポートを分岐して形成し、１つのガ
イド溝を中央の吸気ポートに直線状に形成する。

【００２０】

【作用】請求項１に記載の内燃機関の吸気装置におい
て、吸気流制御バルブが開弁した運転状態では、吸気流
制御バルブが吸気流を絞ることがなく、インジェクタか
ら噴射された燃料噴霧と混合しながら燃焼室へと吸入さ
れ、混合気の均一化がはかれる。

【００２１】吸気流制御バルブが閉弁した運転状態で
は、吸気の大部分がガイド溝に集められ、ガイド溝を流
れる吸気流速が高められることにより、インジェクタか
ら噴射された燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、
燃料噴霧が吸気通路壁面に付着して壁流となることを防
止する。

【００２２】こうして吸気通路壁面に燃料の壁流が生じ
ることが防止されるため、燃料噴射量が変化する過渡時
に空燃比の制御応答性が向上する。また、燃料の微粒化
が促進されるため、エミッションの改善がはかれるとと
もに、燃費の低減がはかれる。

【００２３】吸気流制御バルブが閉弁する運転条件で
は、ガイド溝に集められた高速吸気流が燃焼室に旋回流
を生起する。燃焼室に生起される旋回流によって燃料噴
霧と空気の混合が促進されることにより、良好な燃焼性
が得られ、空燃比を希薄化するリーンバーン領域を拡大
することが可能となる。

【００２４】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、インジェクタから噴射される燃料は凹部を介して
ガイド溝の上流側に噴射され、吸気流制御バルブが閉弁
した運転状態でガイド溝を流れる高速の吸気流と合流す
ることによって、燃料噴霧の微粒化が促進されるととも
に、燃料噴霧が吸気通路壁面に付着して壁流となること
を防止する。

【００２５】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、Ｖ字形に分岐したガイド溝をＶ字形に分岐した各
吸気ポートに形成したため、吸気流制御バルブが閉弁し
た運転状態で吸気の大部分がガイド溝を通ることによ
り、燃焼室に縦方向に旋回する旋回流を生起する。

【００２６】燃焼室に生起される旋回流によって燃料噴
霧と空気の混合が促進されることにより、良好な燃焼性
が得られ、空燃比を希薄化するリーンバーン領域を拡大
することが可能となる。

【００２７】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、吸気流制御バルブが閉弁する運転状態では、吸気
の大部分が各ガイド溝をそれぞれ通過する。インジェク
タから噴射される燃料は内側のガイド溝に噴射され、ガ
イド溝を流れる高速の吸気流に合流することによって、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面に付着して壁流となることを防止する。

【００２８】吸気流制御バルブが閉弁する運転条件で
は、内側のガイド溝に集められた高速吸気流が燃焼室の
中央部へと導かれ、燃焼室の中央部に縦方向に旋回する
旋回流を生起する。

【００２９】一方、吸気流制御バルブが閉弁する運転条
件で外側のガイド溝を通過した燃料を含まない高速の空
気流が燃焼室の側方部で縦方向に旋回する。

【００３０】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室の中央部で濃混合気が旋回するため、ピストンが
上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混合
気の成層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得ら
れ、リーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【００３１】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、吸気流制御バルブが閉弁する運転状態では、吸気
の大部分がガイド溝と切欠き部をそれぞれ通過する。イ
ンジェクタから噴射される燃料はガイド溝に噴射され、
ガイド溝を流れる高速の吸気流に合流することによっ
て、燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧
が吸気通路壁面に付着して壁流となることを防止する。

【００３２】吸気流制御バルブが閉弁する運転条件で
は、ガイド溝に集められた燃料を含む高速吸気流が燃焼
室の中央部へと導かれ、燃焼室の中央部に縦方向に旋回
する旋回流を生起する。一方、切欠き部を通過した燃料
を含まない高速空気流が燃焼室の側方部で旋回する。

【００３３】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室の中央部で濃混合気が旋回するため、ピストンが
上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混合
気の成層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得ら
れ、リーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【００３４】請求項６に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、１つのガイド溝をＶ字形に分岐した一方の吸気ポ
ートに形成したため、吸気流制御バルブが閉弁した運転
状態で吸気の大部分がガイド溝を通ることにより、燃焼
室に横方向に旋回成分を持つ旋回流を生起する。

【００３５】燃焼室に生起される旋回流によって燃料噴
霧と空気の混合が促進されることにより、良好な燃焼性
が得られ、リーンバーン領域を拡大することが可能とな
る。

【００３６】請求項７に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、吸気流制御バルブに切欠き部をガイド溝が延びる
吸気ポートに向けて形成したため、吸気流制御バルブが
閉弁した運転状態で吸気の大部分がガイド溝と切欠き部
を通り、同じ吸気ポートから燃焼室に流入することによ
り、燃焼室に生起される横方向に旋回成分を持つ旋回流
の勢力が強化される。

【００３７】燃焼室に生起される旋回流によって燃料噴
霧と空気の混合が促進されることにより、良好な燃焼性
が得られ、リーンバーン領域を拡大することが可能とな
る。

【００３８】請求項８に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、吸気流制御バルブに切欠き部をガイド溝が延びる
吸気ポートと異なる吸気ポートに向けて形成したため、
吸気流制御バルブが閉弁した運転状態で吸気の大部分が
ガイド溝と切欠き部を通り、異なる吸気ポートから燃焼
室に流入することにより、燃焼室に縦方向に旋回する旋
回流が生起される。

【００３９】ガイド溝に集められた燃料を含む高速吸気
流がガイド溝を通って一方の吸気ポートから燃焼室へと
吸入され、燃焼室に縦方向に旋回する旋回流を生起す
る。切欠き部を通過して燃料を含まない高速吸気流が他
方の吸気ポートから燃焼室へと吸入され、燃焼室に縦方
向に旋回する旋回流を生起する。

【００４０】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室の側方部で濃混合気が旋回するため、燃焼室の側
方部に点火栓を臨ませることにより、ピストンが上昇す
るのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混合気の成
層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得られ、リ
ーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【００４１】請求項９に記載の内燃機関の吸気装置にお
いて、３つの吸気ポートを分岐して形成し、１つのガイ
ド溝を中央の吸気ポートに直線状に形成する構造によ
り、吸気流制御バルブが閉弁する運転条件では、ガイド
溝に集められた燃料を含む高速吸気流が燃焼室の中央部
へと直線的に導かれる。これにより、ピストンが下降す
るのに伴って燃焼室の中央部で濃混合気が旋回するた
め、ピストンが上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料
を集める、混合気の成層化が行われ、リーンバーン領域
を拡大することが可能となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００４３】図２に示すように、シリンダヘッド１０の
燃焼室壁１８はペントルーフ形に傾斜して形成される。

【００４４】図１に示すように、燃焼室壁１８には２つ
の吸気ポート１１と２つの排気ポート１９が点火栓を挟
んで対向するように開口する。

【００４５】シリンダヘッド１０には、２つの吸・排気
ポート１１，１９の開口部に囲まれるようにして１つの
点火栓が取付けられるボス部１７が形成される。

【００４６】シリンダヘッド１０には、吸・排気ポート
１１，１９および点火栓ボス部１７のまわりにウォータ
ジャケット２５が形成される。ウォータジャケット２５
を循環する冷却水によって燃焼室壁１８等の熱が持ち去
られる。

【００４７】吸気ポート１１はその燃焼室１に対する開
口部に図示しないバルブシートが嵌められ、バルブシー
トに着座する吸気弁によって機関回転に同期して開閉さ
れる。

【００４８】機関は吸気弁が開かれるのに伴って吸気ポ
ート１１から燃焼室１に吸気（混合気）を吸入し、この
吸気をピストンで圧縮して、点火プラグで着火燃焼さ
せ、排気弁が開かれるのに伴って排気が各排気ポート１
９に排出され、これらの各行程が連続して繰り返される
ようになっている。

【００４９】吸気ポート１１より上流側の吸気通路には
図示しないスロットルバルブが介装される。スロットル
バルブはアクセルペダルに連動して開閉作動し、吸入空
気量を調節するようになっている。

【００５０】シリンダヘッド１０には吸気ポート１１に
臨むインジェクタ３が取付けられる。インジェクタ３か
ら吸気ポート１１に燃料を噴射するようになっている。

【００５１】インジェクタ３は、図示しない制御装置か
ら機関回転に同期して出力される駆動パルス信号により
開弁駆動されて、所定圧力に調節された燃料を噴射す
る。

【００５２】シリンダヘッド１０は、２つの吸気ポート
１１を仕切る隔壁２６を有する。

【００５３】図３のＢ−Ｂ断面図にも示すように、吸気
ポート１１の隔壁２６より上流側に吸気流制御バルブ８
が介装される。バタフライ式の吸気流制御バルブ８は、
弁体１５と、弁体１５を回動可能に支持する弁軸１６と
からなる。弁体１５は吸気ポート１１の通路断面形と同
じく長円形をした板状に形成される。

【００５４】吸気流制御バルブ８は、弁軸１６の一端に
図示しないアクチュエータが連結され、吸気通路２の通
路中心線と略平行な全開位置から、吸気通路２の通路中
心線に対して略直交する全閉位置にわたって回転駆動さ
れる。図示しない制御装置は機関の運転状態に応じて予
め設定されたマップの内容にしたがって所定の低速低負
荷域で吸気流制御バルブ８を閉じるように制御する。

【００５５】シリンダヘッド１０の吸気通路壁面２０に
は吸気流制御バルブ８の下方に２つのガイド溝２１が吸
気流れ方向に沿って形成される。吸気流制御バルブ８の
閉弁時に吸気の大部分が各ガイド溝２１を通って燃焼室
１へと直線的に導かれることにより、燃焼室１に吸気旋
回流を生起する。

【００５６】各ガイド溝２１は吸気流制御バルブ８の上
流側からバルブシートにわたって直線的に延びる。各ガ
イド溝２１は隔壁２６を挟むようにしてＶ字形に延び
る。

【００５７】各ガイド溝２１は、ペントルーフ型に傾斜
する燃焼室壁１８および排気弁のバルブフェイスに沿っ
て延びる。

【００５８】各ガイド溝２１はその中心の延長線が各吸
気弁の中心線よりもシリンダの中心側に位置するように
形成される。このため、吸気が各ガイド溝２１を通って
燃焼室壁１８へと直線的に導かれることにより、燃焼室
１の中央部で縦方向に旋回する吸気旋回流（タンブル）
を生起する。

【００５９】図３のＣ−Ｃ断面図にも示すように、各ガ
イド溝２１の断面形は略矩形をしている。各ガイド溝２
１は、垂直方向に延びる一対の側壁部３１と、各側壁部
３１を結ぶ底壁面３２とによって画成される。

【００６０】ガイド溝２１の途中にはインジェクタ３が
臨む凹部２２が形成される。凹部２２はガイド溝２１の
傾斜角度が変わる曲折部に配置される。凹部２２はガイ
ド溝２１の途中から上流側にかけて次第に深くなる。凹
部２２はインジェクタ３から噴射される燃料噴霧が通る
空間を画成している。

【００６１】インジェクタ３は２つの燃料噴口３３が凹
部２２に面して開口する。各燃料噴口３３の中心線Ｏ_3
3 は各ガイド溝２１上に配置される。各燃料噴口３３か
ら噴射される燃料噴霧が、図２に２点鎖線で示すよう
に、各ガイド溝２１に沿って拡散するようになってい
る。

【００６２】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００６３】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【００６４】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２１に集めら
れ、ガイド溝２１を流れる吸気流速が例えば６０ｍ／ｓ
と高められる。図４に示すように吸気流速をガイド溝２
１に沿って高められる。

【００６５】インジェクタ３から噴射される燃料は凹部
２２を介してガイド溝２１の上流側に噴射され、ガイド
溝２１を流れる高速の吸気流に合流することによって、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面２０に付着して壁流となることを防止する。

【００６６】こうして吸気通路壁面２０に燃料の壁流が
生じることが防止されるため、燃料噴射量が変化する過
渡時に燃焼室に供給される混合気の空燃比の制御応答性
が向上する。また、燃料の微粒化が促進されるため、エ
ミッションの改善がはかれるとともに、燃費の低減がは
かれる。

【００６７】また、吸気流制御バルブ８が閉弁する運転
条件では、ガイド溝２１に集められた高速吸気流が燃焼
室１の中央部へと直線的に導かれ、ペントルーフ型に傾
斜する燃焼室壁１８および排気弁のバルブフェイスに当
たって、図４に矢印で示すように、燃焼室１に縦方向に
旋回する旋回流を生起する。燃焼室１に生起される旋回
流によって燃料噴霧と空気の混合が促進されることによ
り、良好な燃焼性が得られ、空燃比を希薄化するリーン
バーン領域を拡大することが可能となる。

【００６８】各ガイド溝２１はその中心の延長線が各吸
気弁の中心線よりもシリンダの中心側に位置するように
形成されているため、吸気流制御バルブ８が閉弁する運
転条件では、混合気が燃焼室１の中央部で縦方向に旋回
し、ピストンが上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料
を集める、混合気の成層化が行われる。この結果、良好
な燃焼性が得られ、空燃比を希薄化するリーンバーン領
域を拡大することが可能となる。

【００６９】さらに、ガイド溝２４はシリンダヘッド１
０の鋳造時に一体形成することができ、穴加工等を不要
として生産性を高められる。

【００７０】次に、図５、図６に示す他の実施形態につ
いて説明する。なお、図１、図３との対応部分には同一
符号を付す。

【００７１】吸気ポート１１の吸気通路壁面２０には吸
気流制御バルブ８の下方にＶ字形をしたガイド溝２１が
隔壁２６に沿って形成され、ハの字形をした２つのガイ
ド溝２３がＶ字形のガイド溝２１の外側に沿って形成さ
れる。

【００７２】内側のガイド溝２１は吸気流制御バルブ８
の上流側からバルブシートにわたって直線的に延びる。
内側のガイド溝２１はその中心の延長線が各吸気弁の中
心線よりもシリンダの中心側に位置するように形成され
る。

【００７３】内側のガイド溝２１の上流側にはインジェ
クタ３が臨む凹部２２が形成される。凹部２２はガイド
溝２１の傾斜角度が変わる曲折部に配置される。

【００７４】外側のガイド溝２３は内側のガイド溝２１
と平行に延びる。外側のガイド溝２３は吸気流制御バル
ブ８の上流側からバルブシートにわたって直線的に延び
る。外側のガイド溝２３はその中心の延長線が各吸気弁
の中心線よりもシリンダの側方に位置するように形成さ
れる。

【００７５】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００７６】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【００７７】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分が各ガイド溝２１，２３
をそれぞれ通過する。インジェクタ３から噴射される燃
料は凹部２２を介して内側のガイド溝２１の上流側に噴
射され、ガイド溝２１を流れる高速の吸気流に合流する
ことによって、燃料噴霧の微粒化が促進されるととも
に、燃料噴霧が吸気通路壁面２０に付着して壁流となる
ことを防止する。

【００７８】吸気流制御バルブ８が閉弁する運転条件で
は、内側のガイド溝２１に集められた高速吸気流が燃焼
室１の中央部へと直線的に導かれ、ペントルーフ型に傾
斜する燃焼室壁１８および排気弁のバルブフェイスに当
たって、燃焼室１に縦方向に旋回する旋回流を生起す
る。

【００７９】内側のガイド溝２１はその中心の延長線が
各吸気弁の中心線よりもシリンダの中心側に位置するよ
うに形成されているため、吸気流制御バルブ８が閉弁す
る運転条件で内側のガイド溝２１を通過した混合気が燃
焼室１の中央部で縦方向に旋回する。

【００８０】一方、外側のガイド溝２３はその中心の延
長線が各吸気弁の中心線よりもシリンダの側方に位置す
るように形成されているため、吸気流制御バルブ８が閉
弁する運転条件で外側のガイド溝２３を通過した燃料を
含まない空気が燃焼室１の側方部で縦方向に旋回する。

【００８１】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室１の中央部で濃混合気が旋回するため、ピストン
が上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混
合気の成層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得
られ、リーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【００８２】次に、図７に示す他の実施形態について説
明する。なお、図３との対応部分には同一符号を付す。

【００８３】図７のＢ−Ｂ断面図に示すように、吸気流
制御バルブ８の弁体１５は吸気ポート１１の通路断面形
と同じく長円形をした板状に形成され、その上部に２つ
の切欠き部１４が形成される。

【００８４】ガイド溝２１の上流部は吸気ポート１１の
通路中心線上に配置される。２つの切欠き部１４はガイ
ド溝２１より吸気ポート１１の側方にオフセットして形
成される。２つの切欠き部１４はガイド溝２１を挟んで
対称的に形成される。２つの切欠き部１４はガイド溝２
１からできるだけ離して形成される。

【００８５】シリンダヘッド１０の構造は図１に示す実
施形態と同じく、吸気ポート１１の吸気通路壁面２０に
は吸気流制御バルブ８の下方に２つのガイド溝２１が吸
気流れ方向に沿ってＶ字形に形成される。ガイド溝２１
の上流側にはインジェクタ３が臨む凹部２２が形成され
る。

【００８６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００８７】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【００８８】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２１と切欠き
部１４をそれぞれ通過する。

【００８９】インジェクタ３から噴射される燃料は凹部
２２を介してガイド溝２１の上流側に噴射され、ガイド
溝２１を流れる高速の吸気流に合流することによって、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面２０に付着して壁流となることを防止する。

【００９０】吸気流制御バルブ８が閉弁する運転条件で
は、ガイド溝２１に集められた高速吸気流が燃焼室１の
中央部へと直線的に導かれ、ペントルーフ型に傾斜する
燃焼室壁１８および排気弁のバルブフェイスに当たっ
て、燃焼室１に縦方向に旋回する旋回流を生起する。

【００９１】各ガイド溝２１はその中心の延長線が各吸
気弁の中心線よりもシリンダの中心側に位置するように
形成されているため、吸気流制御バルブ８が閉弁する運
転条件でガイド溝２１を通過した混合気が燃焼室１の中
央部で縦方向に旋回する。一方、各切欠き部１４はガイ
ド溝２１を挟んで対称的に形成されているため、各切欠
き部１４を通過した燃料を含まない吸気が燃焼室１の側
方部で縦方向に旋回する。このようにピストンが下降す
るのに伴って燃焼室１の中央部で濃混合気が旋回するた
め、ピストンが上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料
を集める、混合気の成層化が行われる。この結果、良好
な燃焼性が得られ、リーンバーン領域を拡大することが
可能となる。

【００９２】次に、図８、図９に示す他の実施形態につ
いて説明する。なお、図１、図３との対応部分には同一
符号を付す。

【００９３】吸気通路壁面２０には吸気流制御バルブ８
の下方から一方の吸気ポート１１に延びる１つのガイド
溝２４が形成される。

【００９４】ガイド溝２４は吸気流制御バルブ８の上流
側からバルブシートにわたって延びる。ガイド溝２４は
隔壁２６に沿って直線的に延びる。

【００９５】ガイド溝２４の途中にはインジェクタ３が
臨む凹部２２が形成される。凹部２２はガイド溝２４の
途中から上流側にかけて次第に深くなる。凹部２２はイ
ンジェクタ３から噴射される燃料噴霧が通る空間を画成
している。

【００９６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００９７】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入される。

【００９８】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２４に集めら
れ、ガイド溝２４を通って一方の吸気ポート１１から燃
焼室１へと吸入され、燃焼室１に横方向に旋回する成分
を持つ旋回流を生起する。燃焼室１に生起される旋回流
によって燃料噴霧と空気の混合が促進されることによ
り、良好な燃焼性が得られ、空燃比を希薄化するリーン
バーン領域を拡大することが可能となる。

【００９９】インジェクタ３から噴射される燃料は凹部
２２を介してガイド溝２４の上流側に噴射され、ガイド
溝２４を流れる高速の吸気流に合流することによって、
インジェクタ３の噴霧角度を大きく設定しても、ガイド
溝２４に沿って燃焼室１へと向かい、燃料噴霧の微粒化
が促進されるとともに、燃料噴霧が吸気通路壁面２０に
付着して壁流となることを防止する。

【０１００】次に、図１０に示す他の実施形態について
説明する。なお、図９との対応部分には同一符号を付
す。

【０１０１】図１０のＢ−Ｂ断面図に示すように、吸気
流制御バルブ８の弁体１５は吸気ポート１１の通路断面
形と同じく長円形をした板状に形成され、その上部に１
つの切欠き部１３が形成される。

【０１０２】シリンダヘッド１０の構造は図８に示す実
施形態と同じく、吸気通路壁面２０には吸気流制御バル
ブ８の下方から一方の吸気ポート１１に延びる１つのガ
イド溝２４が直線状に形成される。ガイド溝２４の上流
側にはインジェクタ３が臨む凹部２２が形成される。

【０１０３】ガイド溝２４の上流部は吸気ポート１１の
通路中心線上に配置される。切欠き部１３はガイド溝２
４より吸気ポート１１の側方にオフセットして形成され
る。切欠き部１３はガイド溝２４が延びる吸気ポート１
１と同じ側に形成される。切欠き部１３はガイド溝２４
からできるだけ離して形成される。

【０１０４】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【０１０５】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【０１０６】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２４と切欠き
部１３をそれぞれ通過する。

【０１０７】インジェクタ３から噴射される燃料は凹部
２４を介してガイド溝２４の上流側に噴射され、ガイド
溝２４を流れる高速の吸気流に合流することによって、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面２０に付着して壁流となることを防止する。

【０１０８】吸気流制御バルブ８が閉弁する運転条件で
は、ガイド溝２４に集められた高速吸気流がガイド溝２
４を通って一方の吸気ポート１１から燃焼室１へと吸入
され、燃焼室１に横方向の旋回成分を持つ旋回流を生起
する。切欠き部１３を通過する高速吸気流もガイド溝２
４が形成された吸気ポート１１から燃焼室１へと吸入さ
れ、燃焼室１に横方向の旋回成分を持つ旋回流を生起す
る。

【０１０９】こうして燃焼室１に生起される旋回流の勢
力を強化することにより燃料噴霧と空気の混合が促進さ
れて、良好な燃焼性が得られ、リーンバーン領域を拡大
することが可能となる。

【０１１０】次に、図１１、図１２に示す他の実施形態
について説明する。なお、図１、図３との対応部分には
同一符号を付す。

【０１１１】シリンダヘッド１０にはＶ字形をした２つ
の吸気ポート１１と１つの排気ポート１９が形成され
る。

【０１１２】燃焼室壁１８には、一方の吸気ポート１１
に対向して排気ポート１９が開口し、他方の吸気ポート
１１に対向して図示しない点火栓が臨む。シリンダヘッ
ド１０には排気ポート１９に隣接して点火栓が取付けら
れるボス部１７が形成される。

【０１１３】吸気通路壁面２０には吸気流制御バルブ８
の下方から一方の吸気ポート１１に延びる１つのガイド
溝２４が直線状に形成される。ガイド溝２４の上流側に
はインジェクタ３が臨む凹部２２が形成される。

【０１１４】図１２のＢ−Ｂ断面図に示すように、吸気
流制御バルブ８の弁体１５は吸気ポート１１の通路断面
形と同じく長円形をした板状に形成され、その上部に１
つの切欠き部２７が形成される。

【０１１５】ガイド溝２４の上流部は吸気ポート１１の
通路中心線上に配置される。切欠き部２７はガイド溝２
４より吸気ポート１１の側方にオフセットして形成され
る。切欠き部２７はガイド溝２４が延びる吸気ポート１
１と反対側に形成される。切欠き部２７はガイド溝２４
からできるだけ離して形成される。

【０１１６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【０１１７】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【０１１８】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２４と切欠き
部２７をそれぞれ通過する。

【０１１９】インジェクタ３から噴射される燃料は凹部
２４を介してガイド溝２４の上流側に噴射され、ガイド
溝２４を流れる高速の吸気流に合流することによって、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面２０に付着して壁流となることを防止する。

【０１２０】吸気流制御バルブ８が閉弁した運転状態で
は、略同量の吸気がガイド溝２４と切欠き部２７をそれ
ぞれ通過する。ガイド溝２４に集められた燃料を含む高
速吸気流がガイド溝２４を通って一方の吸気ポート１１
から燃焼室１へと吸入され、燃焼室１に縦方向に旋回す
る旋回流を生起する。切欠き部２７を通過して燃料を含
まない高速吸気流が他方の吸気ポート１１から燃焼室１
へと吸入され、燃焼室１に縦方向に旋回する旋回流を生
起する。

【０１２１】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室１の側方部で濃混合気が旋回するため、ピストン
が上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混
合気の成層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得
られ、空燃比を希薄化するリーンバーン領域を拡大する
ことが可能となる。

【０１２２】次に、図１３、図１４に示す他の実施形態
について説明する。なお、図１、図３との対応部分には
同一符号を付す。

【０１２３】シリンダヘッド１０には３つの吸気ポート
１１が分岐形成されるとともに、２つの排気ポート１９
が分岐形成される。燃焼室１の中央部に点火栓が臨む。

【０１２４】１つのガイド溝２８が中央の吸気ポート１
１に形成される。ガイド溝１１は、吸気流制御バルブ８
の下方からバルブシートへと直線状に延びる。ガイド溝
２８はその中心がシリンダの中心に位置するように形成
される。

【０１２５】内側のガイド溝２８の上流側にはインジェ
クタ３が臨む凹部２２が形成される。凹部２２はガイド
溝２８の傾斜角度が変わる曲折部に配置される。

【０１２６】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【０１２７】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【０１２８】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２８を通過す
る。インジェクタ３から噴射される燃料は凹部２２を介
してガイド溝２８の上流側に噴射され、ガイド溝２８を
流れる高速の吸気流に合流することによって、燃料噴霧
の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸気通路壁
面２０に付着して壁流となることを防止する。

【０１２９】吸気流制御バルブ８が閉弁する運転条件で
は、ガイド溝２８に集められた高速吸気流が燃焼室１の
中央部へと直線的に導かれ、ペントルーフ型に傾斜する
燃焼室壁１８および排気弁のバルブフェイスに当たっ
て、燃焼室１に縦方向に旋回する旋回流を生起する。

【０１３０】このようにピストンが下降するのに伴って
燃焼室１の中央部で濃混合気が旋回するため、ピストン
が上昇するのに伴って点火栓の近傍に燃料を集める、混
合気の成層化が行われる。この結果、良好な燃焼性が得
られ、リーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【０１３１】次に、図１５、図１６、図１７に示す他の
実施形態について説明する。この実施形態はインジェク
タ３が吸気ポート１１よりも上側に設けられる機関に本
発明を適用したものである。なお、図１、図２、図３と
の対応部分には同一符号を付す。

【０１３２】燃焼室壁１８には２つの吸気ポート１１と
２つの排気ポート１９が点火栓を挟んで対向するように
開口する。

【０１３３】吸気通路壁面２０には吸気流制御バルブ８
の上方に２つのガイド溝２９が吸気流れ方向に沿って形
成される。吸気流制御バルブ８の閉弁時に吸気の大部分
が各ガイド溝２９を通って燃焼室１へと直線的に導かれ
ることにより、燃焼室１に吸気旋回流を生起する。

【０１３４】各ガイド溝２９は吸気流制御バルブ８の上
流側からバルブシートにわたって直線的に延びる。各ガ
イド溝２９は隔壁２６を挟むようにしてＶ字形に延び
る。

【０１３５】各ガイド溝２９はその中心の延長線が各吸
気弁の中心線よりもシリンダの中心側に位置するように
形成される。

【０１３６】ガイド溝２９の途中にはインジェクタ３が
臨む凹部２２が形成される。

【０１３７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【０１３８】吸気流制御バルブ８が開弁した運転状態で
は、吸気流制御バルブ８が吸気の流れを絞ることがな
く、インジェクタ３から噴射された燃料噴霧と混合しな
がら燃焼室１へと吸入され、混合気の均一化がはかれ
る。

【０１３９】所定の低速低負荷域で、吸気流制御バルブ
８が閉弁すると、吸気の大部分がガイド溝２９に集めら
れ、インジェクタ３から噴射される燃料がガイド溝２９
を流れる高速の吸気流に合流することによって、燃料噴
霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸気通路
壁面２０に付着して壁流となることを防止する。

【０１４０】また、吸気流制御バルブ８が閉弁する運転
条件では、ガイド溝２９に集められた高速吸気流が燃焼
室１の中央部へと直線的に導かれ、燃焼室１に縦方向に
旋回する旋回流を生起する。燃焼室１に生起される旋回
流によって燃料噴霧と空気の混合が促進されることによ
り、良好な燃焼性が得られ、空燃比を希薄化するリーン
バーン領域を拡大することが可能となる。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の内
燃機関の吸気装置は、吸気流制御バルブが閉弁した運転
状態で、ガイド溝を流れる吸気流速によりインジェクタ
から噴射された燃料噴霧の微粒化が促進されるととも
に、燃料噴霧が吸気通路壁面に付着して壁流となること
を防止し、過渡時の空燃比制御応答性が向上し、エミッ
ションの改善がはかれるとともに、燃費の低減がはかれ
る。

【０１４２】請求項２に記載の内燃機関の吸気装置は、
吸気流制御バルブが閉弁した運転状態で、インジェクタ
から凹部を介してガイド溝の上流側に噴射された燃料が
ガイド溝を流れる高速の吸気流と合流することにより、
燃料噴霧の微粒化が促進されるとともに、燃料噴霧が吸
気通路壁面に付着して壁流となることを防止し、良好な
燃焼性が得られる。

【０１４３】請求項３に記載の内燃機関の吸気装置は、
Ｖ字形に分岐したガイド溝をＶ字形に分岐した各吸気ポ
ートに形成したため、吸気流制御バルブが閉弁した運転
状態で吸気の大部分がガイド溝を通ることにより、燃焼
室に縦方向に旋回する旋回流を生起し、良好な燃焼性が
得られる。

【０１４４】請求項４に記載の内燃機関の吸気装置は、
吸気流制御バルブが閉弁する運転条件で外側のガイド溝
を通過した燃料を含まない高速の空気流が燃焼室の側方
部で縦方向に旋回し、燃焼室の中央部で濃混合気が旋回
するため、混合気の成層化が行われ、空燃比を希薄化す
るリーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【０１４５】請求項５に記載の内燃機関の吸気装置は、
吸気流制御バルブが閉弁する運転状態で、ガイド溝に集
められた燃料を含む高速吸気流が燃焼室の中央部に縦方
向に旋回する旋回流を生起する一方、切欠き部を通過し
た燃料を含まない高速空気流が燃焼室の側方部で縦方向
に旋回する旋回流を生起するため、混合気の成層化が行
われ、リーンバーン領域を拡大することが可能となる。

【０１４６】請求項６に記載の内燃機関の吸気装置は、
１つのガイド溝をＶ字形に分岐した一方の吸気ポートに
形成する構造のため、吸気流制御バルブが閉弁した運転
状態で、燃焼室に横方向に旋回成分を持つ旋回流を生起
し、良好な燃焼性が得られる。

【０１４７】請求項７に記載の内燃機関の吸気装置は、
同じ吸気ポートに対して、ガイド溝が延びるとともに、
吸気流制御バルブに形成された切欠き部が向けられる構
造のため、吸気流制御バルブが閉弁した運転状態で吸気
の大部分がガイド溝と切欠き部を通り、同じ吸気ポート
から燃焼室に流入することにより、燃焼室に生起される
横方向に旋回成分を持つ旋回流の勢力が強化され、良好
な燃焼性が得られる。

【０１４８】請求項８に記載の内燃機関の吸気装置は、
一方の吸気ポートにガイド溝が延びるとともに、他方の
吸気ポートに対して吸気流制御バルブに形成された切欠
き部が向けられる構造のため、燃焼室の側方部で濃混合
気が旋回し、燃焼室の側方部に臨む点火栓の近傍に燃料
を集める、混合気の成層化が行われ、リーンバーン領域
を拡大することが可能となる。

【０１４９】請求項９に記載の内燃機関の吸気装置は、
３つの吸気ポートを分岐して形成し、１つのガイド溝を
中央の吸気ポートに直線状に形成する構造により、混合
気の成層化が行われ、リーンバーン領域を拡大すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す機関の平面断面図。

【図２】同じく機関の横断面図。

【図３】同じく図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、
Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図４】同じく吸気の流速分布図。

【図５】他の実施の形態を示す機関の平面断面図。

【図６】同じく図５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、
Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図７】さらに他の実施の形態を示す図１のＡ−Ａ線、
Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面
図。

【図８】さらに他の実施の形態を示す機関の平面断面
図。

【図９】同じく図８のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、
Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図１０】さらに他の実施の形態を示す図８のＡ−Ａ
線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断
面図。

【図１１】さらに他の実施の形態を示す機関の平面断面
図。

【図１２】同じく図１１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線、Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図１３】さらに他の実施の形態を示す機関の平面断面
図。

【図１４】同じく図１３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線、Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図１５】さらに他の実施の形態を示す機関の平面断面
図。

【図１６】同じく機関の横断面図。

【図１７】同じく図１５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ
線、Ｄ−Ｄ線のそれぞれに沿う断面図。

【図１８】従来例を示す機関の横断面図。

【符号の説明】

１ 燃焼室 ３ インジェクタ ４ ピストン ８ 吸気流制御バルブ １０ シリンダヘッド １１ 吸気ポート １３ 切欠き部 １４ 切欠き部 １８ 燃焼室壁 ２０ 吸気通路壁面 ２１ ガイド溝 ２２ 凹部 ２３ ガイド溝 ２４ ガイド溝 ２７ 切欠き部 ２８ ガイド溝 ２９ ガイド溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｒ 69/00 ３５０Ｗ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室に吸気を導く吸気通路と、 吸気通路を運転条件に応じて絞る吸気流制御バルブと、 吸気通路壁面に対して溝状に窪み吸気流制御バルブの閉
   弁時に吸気を通すガイド溝と、 ガイド溝に臨み吸気通路に燃料を噴射するインジェクタ
   と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 【請求項２】前記ガイド溝の上流側にインジェクタが臨
   む凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の内
   燃機関の吸気装置。
3. 【請求項３】前記燃焼室に接続する２つの吸気ポートを
   Ｖ字形に分岐して形成し、 ２つのガイド溝を各吸気ポートにＶ字形に分岐して形成
   したことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機
   関の吸気装置。
4. 【請求項４】前記Ｖ字形に分岐したガイド溝にインジェ
   クタを臨ませ、 ハの字形をしたガイド溝を各吸気ポートにＶ字形のガイ
   ド溝を挟むようにして形成したことを特徴とする請求項
   ３に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 【請求項５】前記Ｖ字形に分岐したガイド溝にインジェ
   クタを臨ませ、 吸気流制御バルブにその閉弁時に吸気を通す切欠き部を
   形成し、 切欠き部をガイド溝より吸気ポートの側方にオフセット
   して形成したことを特徴とする請求項３に記載の内燃機
   関の吸気装置。
6. 【請求項６】前記燃焼室に接続する２つの吸気ポートを
   Ｖ字形に分岐して形成し、 １つのガイド溝を一方の吸気ポートに向けて形成したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸
   気装置。
7. 【請求項７】前記吸気流制御バルブにその閉弁時に吸気
   を通す切欠き部を形成し、 切欠き部をガイド溝が延びる吸気ポートに向けて形成し
   たことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の吸気装
   置。
8. 【請求項８】前記吸気流制御バルブにその閉弁時に吸気
   を通す切欠き部を形成し、 切欠き部をガイド溝が延びる吸気ポートと異なる吸気ポ
   ートに向けて形成したことを特徴とする請求項６に記載
   の内燃機関の吸気装置。
9. 【請求項９】前記燃焼室に接続する３つの吸気ポートを
   分岐して形成し、 １つのガイド溝を中央の吸気ポートに直線状に形成した
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の
   吸気装置。