JPS5813084Y2 - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は多気筒内燃機関の吸気装置に関する。

通常、特にガソリン機関においては高速高負荷運転時に
おける充填効率を高め、それによって十分な出力を得ら
れるように吸気ポートは流体抵抗が小さなポート形状に
形成される。

しかしながらこのようなポート形状にした場合、高速高
負荷運転時には自然発生のかなり強力な乱れが燃焼室内
に生ずるので燃焼速度は十分に速められるが低速低負荷
運転時には燃焼室内に十分な乱れが発生せず、従がって
燃焼速度を十分に速めることができないという問題があ
る。

低速低負荷運転時に強力な乱れを発生させる方法として
、吸気ポートをヘノカル形状にしたり或いはシュラウド
弁を用いて燃焼室内に強制的に旋回流を発生させる方法
があるがこれらの方法では吸入混合気流に対する抵抗が
増大するため高速高負荷運転時における充填効率が低下
するという問題がある。

従がって高速高負荷運転時における高い充填効率を確保
しつつ低速低負荷運転時における燃焼速度を増大せしめ
るには吸気ポートを流体抵抗の小さなポート形状から形
成すると共に低速低負荷運転時に燃焼室内に強力な乱れ
を発生させるようにしなければならない。

また低速低負荷運転時における燃焼を改善する方法とし
て燃焼室内に強力な乱れを発生させる以外に燃料の気化
を促進させることが挙げられる。

即ち、低速低負荷運転時には気化器ベンチュリ部を流れ
る空気の流速が遅く、従がって噴出燃料と空気流との相
対速度が遅いために燃料を十分に微粒化することができ
ず、その結果多量の燃料が液状のままで燃焼室内に供給
され、これが燃焼を悪化させしかも排気エミッションを
悪化させる一原因となっている。

これら問題を解決するために気化器スロットル弁上流の
混合気通路から副吸気通路を分岐してこれを気化器スロ
ットル弁後流の吸気弁近傍の吸気ポート内に連結し、該
副吸気通路内に副スロツトル弁を設けた内燃機関が提案
されている。

この内燃機関では機関低負荷運転時に断面積の小さな副
吸気通路を介して混合気が燃焼室内に供給されるため副
吸気通路から高速度で噴出する混合気によって燃焼室内
に強力な乱れを発生することができしかも混合気が副吸
気通路内を高速度で流れる間に燃料の気化を促進するこ
とができるという利点がある。

しかしながら夫々別個の気筒に熱料を供給するための少
くとも一対の気化器を有する場合に各気化器に対して夫
々副吸気通路並びに副スロツトル弁を設けると気筒間の
燃料の分配が不均一となりしかも構造が複雑になるとい
う問題がある。

本考案は高負荷高速運転時における高い充填効率を確保
しつつ低負荷低速運転時に燃焼室内に強力な乱れを発生
できると共に気筒間の燃料の分配を均一にすることので
きる構造の簡単な吸気装置を提供することにある。

以下、添附図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、
３はシリンダブロック１上に固締されたシリンダヘッド
、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された燃
焼室、５は吸気ポート、６は吸気弁、７は排気ポート、
８は排気弁、９は排気マニホルド、１０は点火栓を夫々
示す。

なお第１図においてＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄは夫々１番気筒、２
番気筒、３番気筒、４番気筒を示す。

第１図に示されるようにシリンダヘッド３には一対の気
化器ハウジング１１．１２が固締され、これら各気化器
ハウジング１１゜１２に夫々可変ベンチュリ型気化器１
３．１４が取付けられる。

第２図に示されるようにこれら可変ベンチュリ型気化器
１３はサクションピストン１５と、サクションピストン
１５に固定された可動ニドル１６と、この可動ニードル
１６と協働する燃料計量ジェット１７とを具備し、よく
知られているようにサクションピストン１５はサクショ
ンピストン前後の圧力差がほば一定となるように上下動
する。

各気化器ハウジング１１．１２内に形成された混合気通
路１８．１９は夫々一対の混合気枝通路２０．２１ ：
２２．２３に分岐され、一対の混合気枝通路２０．２１
は１香気筒Ａ並びに２番気筒Ｂの吸気ポート５へ連結さ
れ、一対の混合気枝通路２２ 、２３は３香気筒Ｃ並び
に４番気筒りの吸気ポート５へ連結される。

一方、これら各混合気枝通路２０，２１．２２．２３内
には夫々スロットル弁２４が配置され、これら各スロッ
トル弁２４は互いに同期して開弁するように例えば共通
のスロットル軸２５に固定される。

第１図並びに第２図に示すように各気化器ハウジング１
１゜１２の下側にはシリンダヘッド３の長手方向に延び
る連通管２６と分配通路２７とが設けられ、この連通管
２６内に連通路２８が形成される。

この連通路２８は一方では開口２９を介して混合気通路
１８内に連結され、他方では開「１３０を介して混合気
通路１９内に連結される。

従がって混合気通路１８．１９は連通路２８によって互
いに連結されることになる。

一方、シリンダヘッド３内には各気筒の吸気ポ〜ｌ−５
と分配通路２７とを連結する４本の枝通路３１が形成さ
れ、これら各枝通路３１の吸気ポー１−５への開口３２
は吸気弁開弁時に吸気弁６とその弁座間に形成される間
隙に指向される。

また、連通路２８の中央部と分配通路２７との中央部は
一本の連結通路３３を介して互いに連結され、この連結
通路３３内に副スロツトル弁３４が設けられる。

連結通路３３と分配通路２７との合流部には再循環排気
ガス（以下ＥＧＲと称す）ポート３５並びにアイドル燃
料供給ポート３６が開口する。

ＥＧＲポート３５はＥＧＲガス供給導管３７並びにＥＧ
Ｒガス流量制御弁３８を介して排気マニホルド９内に連
結され、一方アイドル燃料供給ポーｌ〜３６はアイドル
燃料供給導管３９を介して気化器本体１３に連結される
。

第３図はスロットル弁２４と副スロツ）ヘル弁３４の開
度変化を示す。

第３図において縦軸θはスロットル弁開度を示し、横軸
りはアクセルペタルの踏込み量を示す。

なお、第３図において曲線には副スロツトル弁３４を示
し、曲線Ｐはスロットル弁２４を示す。

第３図からアクセルベタルの踏込み量の少ないときには
スロワ１−ル弁２４が全閉状態に保持され、アクセルペ
タルがある程度以上踏込まれると副スロツトル弁３４が
全開状態に保持されることがわかる。

なおスロットル弁２４と副スロツトル弁３４とは第３図
に示す関係を満足するように図示しないリンク機構を介
してアクセルペタルに連結される。

機関運転時、アクセルの踏込み量が小さいときは一ヒ述
したように副スロツトル弁３４のみが開弁するので各気
化器本体１３．１４において形成された混合気は開口２
９．３０を介して連通路２８内に送り込まれ、次いで連
結通路３３、分配通路２７並びに各枝通路３１を介して
吸気ポート５内に噴出する。

なお分配通路２７内に送り込まれた混合気内にはＥＧＲ
ポート３５からＥＧＲガスが供給され、またアイドリン
グ運転時にはアイドル燃料供給ポート３６から燃料が供
給される。

第１図並びに第２図に示されるように分配通路２７、連
通路２８並びに枝通路３１の断面積は小さく、従がって
混合気はこれら通路２７，２８．３１内を高速度で流れ
るために燃料の気化が促進される。

またＥＧＲポート３５から供給されたＥＧＲガスは分配
通路２７内を混合気と共に高速度で流れる間に混合気と
混合され、同時にアイドル燃料供給ポート３６から供給
された燃料は気化が促進されることになる。

次いで混合気は枝通路３１から高速度で吸気ポート５内
に噴出するのが前述したように枝通路３１の開口３２は
吸気弁開弁時に吸気弁６とその弁座間に形成される間隙
に指向されているので枝通路３１から噴出した混合気は
上記間隙を通って燃焼室４内に高速度で流入し、斯くし
て燃焼室４内には第１図において矢印Ｗで示すような強
力な旋回流が発生する。

その結果、燃焼速度は大巾に速められ、斯くして安定し
た燃焼を得ることができる。

上述のように低負荷運転時には各気化器本体１３．１４
において形成された混合気は共通の連通路２８内に集め
られた後に分配通路２７を介して各気筒に分配されるた
めこれら両気化器の燃料供給量が異なっている場合でも
燃料の分配が均一となる。

また、ＥＧＲガスは副スロツトル弁３４並びにスロット
ル弁２４の後流側に供給されるためにこれらスロットル
弁３４ 、２４にＥＧＲガス中に含まれる例えば勿−ボ
ンが堆積する危険性がなく、斯くしてこれらスロットル
弁３４．２４の常時円滑な作動を確保することができる
。

アクセルペタルが大きく踏込まれると第３図に示される
ようにスロットル弁２４が開弁するために大部分の混合
気は流れ抵抗の小さな吸気ポート５を介して燃焼室４内
に流入し、斯くして高負荷高速運転時における高い充填
効率を確保することができる。

第４図並びに第５図に別の実施例を示す。

この実施例では分配通路２７と連通路２８との間に副分
配通路４０が設けられ、この副分配通路４０の中央部と
連通路２８の中央部とを連結する連結通路４１内に副ス
ロツトル弁３４が設けられる。

更にこの副分配通路４０は第４図に示すように連通ポー
ト４２を介して１香気筒Ａと２番気筒Ｂに通ずる両枝通
路３１の中間に位置する分配通路２７に連結され、また
連通ポート４３を介して３香気筒Ｃと４番気筒りに通ず
る両枝通路３１の中間に位置する分配通路２７に連結さ
れる。

またＥＧＲポート３５並びにアイドル燃料供給ポート３
６は副スロットル弁３４後流の連結通路４１内に開口す
る。

第１図に示す実施例では分配通路２７内に供給されたＥ
ＧＲガス並びにアイドル燃料の分配量がＥＧＲポート３
５並びにアイドル燃料供給ポーＩ・３６から遠い方の１
香気筒Ａ並びに４番気筒では少なくなり、それらに近い
方の２番気筒Ｂ並びに３香気筒Ｃでは多くなる危険性が
ある。

しかしながら第４図に示すように副分配通路４０を設け
て１香気筒Ａ並びに２番気筒Ｂの両枝通路３１の中間、
並びに３香気筒Ｃと４番気筒りの両枝通路３１の中間に
夫々ＥＧＲガス並びにアイドル燃料を供給することによ
って各気筒へのＥＧＲガスの分配並びにアイドル燃料の
分配を均一にすることができる。

第６図並びに第７図に更に別の実施例を示す、この実施
例でも第７図に示されるように第１図ど同様に分配通路
２７、連通路２８、枝通路３１並びに副スロツトル弁３
４が設けられるがこれらの各通路２７．２８．３１並び
に副スロツトル弁３４は第６図では省略されている。

第６図並びに第７図を参照すると、気化器ハウジング１
１．１２の上側にシリンダヘッド３の長手方向に延びる
連通路４４が形成され、この連通路４４は各枝通路４５
を介して夫々各気筒の吸気ポー１〜５内に連結される。

また連通路間の中央部にはＥＧＲポート３５並びにアイ
ドル燃料供給ポート３６が開口する。

第６図に示すような４気筒内燃機関において点火順序が
１−３−４−２とすると１２番気筒が吸気行程のとき３
番気筒は排気行程にある。

一般的に云って排気行程末期には吸気弁と排気弁が共に
開弁する弁重合時期があり、このとき燃焼室内の既燃ガ
スが吸気ポート内に吹き返す。

従がって例えば３番気筒が排気行程末期であるとすると
既燃ガスの吹き返し作用により３香気筒Ｃの吸気ポート
５内の圧力は高くなり、一方このとき吸気行程にある１
香気筒Ａの吸気ポート内には大きな負圧が発生している
。

その結果、３香気筒Ｃの吸気ポート５内の混合気或いは
既燃ガスが枝通路４５、連通路４４を介して１香気筒Ａ
の吸気ポー１−５に開口する枝通路４５から吸気ポート
５内に噴出し、この噴出混合気流或いは既燃ガス流によ
り燃焼室４内に強力な乱れが発生せしめられる。

このことは他の気筒についても同様である。

従がって第６図並ひ゛に第７図に示す実施例では枝通路
３１から噴出する混合気流と枝通路４５から噴出する混
合気流或いは既燃ガス流の双方により燃焼室４内に強力
な乱れが発生することになる。

上述したように機関運転時には非重合時期の吹き返し作
用による成る気筒から他の気筒へ混合気或いは既燃ガス
が連通路４４内を流れる。

従がってＥＧＲポート３５から供給されたＥＧＲガスは
連通路４４内を混合気と共に流れる間に混合気と混合さ
れ、ア、イドル燃料供給ポート３６から供給された燃料
は気化が促進されることになる。

以上述べたように本考案によれば一対の気化器において
形成された混合気を互いに混合した後に再び分配するの
で各気筒間の燃料の分配が均一となり、しかも副吸気弁
が１個ですむので構造が簡単となる。

また上述のように互いに混合された混合気にＥＧＲガス
或いはアイドル燃料が供給されるので、これらＥＧＲガ
ス並びにアイドル燃料を各気筒に均一に分配することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関の平面図、第２図は第１
図の側面断面図、第３図はスロットル弁と副スロツトル
弁の開度変化を示すグラフ、第４図は別の実施例の平面
図、第５図は第４図の側面断面図、第６図は更に別の実
施例の平面図、第７図は第６図の側面断面図である。 ５・・・・・・吸気ポート、６・・・・・・吸気弁、１
３．１４・・・・・・気化器、１８．１９・・・・・・
混合気通路、２４・・・・・・スロットル弁、２７・・
・・・・分配通路、２８，４４・・・・・・連通路、３
１．４５・・・・・・枝通路、３３．４１・・・・・・
連結通路、３４・・・・・・副スロツトル弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 夫々別個の気筒に燃料を供給するための少くとも一対の
   気化器を有する内燃機関において、各気化器のスロット
   ル弁上流の混合気通路を連通路により互いに連結すると
   共に各気化器スロット弁後流の混合気通路を分配通路に
   より互いに連結し、更に上記連通路と分配通路とを一本
   の連結通路により互いに連結すると共に該連結通路内に
   副スロツトル弁を設け、機関低負荷運転時には上記気化
   器スロットル弁を閉鎖状態に保持しつつ副スロツトル弁
   を負荷の増大に応じて開弁し、機関高負荷運転時には気
   化器スロットル弁を開弁せしめるようにした多気筒内燃
   機関の吸気装置。