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JPH0423094B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0423094B2
JPH0423094B2 JP57007837A JP783782A JPH0423094B2 JP H0423094 B2 JPH0423094 B2 JP H0423094B2 JP 57007837 A JP57007837 A JP 57007837A JP 783782 A JP783782 A JP 783782A JP H0423094 B2 JPH0423094 B2 JP H0423094B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
combustion chamber
engine
port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57007837A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58124019A (ja
Inventor
Toshio Tanahashi
Kenichi Nomura
Tetsuo Nagano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP57007837A priority Critical patent/JPS58124019A/ja
Publication of JPS58124019A publication Critical patent/JPS58124019A/ja
Publication of JPH0423094B2 publication Critical patent/JPH0423094B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • F02B31/085Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having two inlet valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサイアミーズ吸気2弁式内燃機関の改
良に関するものである。
従来、吸気2弁式内燃機関においては、低負荷
時に片側の吸気弁からの新気の流入を中止するこ
とにより、燃焼室内にシリンダ軸回りのスワール
を形成させて燃焼改善を図つている。しかし、吸
気弁と対向した位置に2個の排気弁を設けた所謂
4弁式の場合には、片側の排気弁の冷却が不充分
となり、ノツクキングが発生し易く、圧縮比を高
くとれなく、シリンダの軸と一致する燃焼室中心
に点火栓を配置した場合には、シリンダ軸付近に
吸気の滞留域が形成されて該点火栓付近の吸気流
速が遅くなり、点火栓の周りの掃気が不充分にな
つて、着火性が悪化するばかりか燃焼効率が低下
する。また、さらには、ガソリン噴射エンジンに
おいては、1個のインジエクタで行なう場合に
は、新気の流入を中止している吸気弁には燃料が
噴射できず、高出力時にこの吸気弁からは空気の
み流入するため、燃焼室内の混合気のミキシング
が不充分となり出力低下を来たす。この対策とし
てインジエクタを2個使用すると混合気は均一と
なるが、休止している吸気弁側のインジエクタの
制御が更に必要となり大幅なコストアツプとなる
など種々の問題点がある。
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもの
であり、シリンダ軸周りのスワールを発生させる
ことなく、点火栓に流速大なる吸気流を指向させ
ることで点火栓付近に吸気が滞流しないように
し、もつて着火性の向上および燃焼効率の増大に
大きく寄与する吸気2弁式内燃機関を提供するこ
とを目的とするものである。
本発明は、上記目的を達成するため、吸気ポー
トの上流側にサージタンクを設け、前記吸気ポー
トの燃焼室寄りの部分を縦壁により2つの吸気サ
ブポートに分割し、前記吸気サブポートのそれぞ
れを吸気弁を介して燃焼室に連通し、シリンダの
軸と一致する燃焼室の頂部の中心位置に点火栓を
配置すると共に、該点火栓を間に前記吸気弁と反
対側に排気弁を配置した吸気2弁式内燃機関にお
いて、前記縦壁を、前記シリンダの軸と交差させ
た吸気ポートの中心線上に設定すると共に、前記
2つの吸気サブポートを前記縦壁に対して略対称
位置に配置し、前記サージタンクと前記吸気ポー
トとを、前記縦壁に直交する面の上・下にそれぞ
れ下流側出口を配置した2つの吸気通路にて接続
し、該2つの吸気通路のうちの一方を他方より長
尺に形成し、前記2つの吸気通路の吸気ポート側
の合流部または相対的に短い吸気通路内に、機関
の低負荷若しくは低速回転時に該相対的に短い吸
気通路を全閉し前記吸気サブポートの上壁または
下壁に吸気を偏流させ、かつ機関の高負荷若しく
は高速回転時に該相対的に短い吸気通路を全開す
る制御弁を配置したことを特徴とする。そして、
このように構成することにより、機関の低負荷若
しくは低速回転時に制御弁を作動させることによ
り、燃焼室内に左右方向で均等の2軸のたてスワ
ールが発生し、吸気の流線ベクトルが燃焼室の頂
部の中心位置に設けた点火栓に指向して、点火栓
の周りの掃気が充分となる。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係る第1実施例を示した断面
図、第2図は第1図の−線に沿う断面図、第
3図は同じく第1実施例を示した4気筒エンジン
の概略平面図、第4図は第2実施例を示した断面
図、第5図は第4図の−線に沿う断面図、第
6図ないし第10図は他の実施例を示した説明図
である。
第1図ないし第3図において、1はシリンダヘ
ツド、2は1気筒あたり2個設けた排気弁、3は
シリンダ20の軸を中心として排気弁2と点対称
位置に設けた2個の吸気弁、21はシリンダ20
の軸と一致する燃焼室の頂部の中心位置に配置し
た点火栓、4は吸気ポートである。吸気ポート4
は、その燃焼室寄りの部分がシリンダの軸と交差
させた該吸気ポートの中心線上に設けた縦壁22
により2つの吸気サブポート4a,4bに分割さ
れ、各吸気サブポート4a,4bは吸気弁3を介
して燃焼室に連通している。5は吸気弁3に向つ
て燃料を噴射するインジエクタ、51は各気筒の
インジエクタ5に燃料を供給するデリバリーパイ
プ、6は全閉時に吸気ポート4の上部からのみ新
気を流入する切欠きを有した制御弁、7は制御弁
6が全開時に上下に2段に仕切られるブランチ、
71は制御弁6より上流側のブランチ7およびサ
ージタンク9を上下に2段に仕切つて距離の長い
第1のブランチ8と距離の短い第2のブランチ1
0とを形成するバツフル板である。なお、第1図
において、l1は第1のブランチ8の長さを、l2
第2のブランチ10の長さをそれぞれ示してい
る。また、72は制御弁6がある角度まで、切欠
き部を有する側の反対側の端部が沿う曲面と、制
御弁6の全閉時、該制御弁6の背面の一部接触す
る平面とよりなる壁面である。また、第3図にお
いて、11は冷間始動時に第2ブランチ10に燃
料を供給するスタートインジエクタ、61は各気
筒の制御弁6を連結する回転軸、62は回転軸6
1の端部に取付けたレバー、63はレバー62を
駆動するアクチユエータであり、エンジンの負荷
あるいは回転数に応じて制御弁6の開閉動作を司
るものである。12はアクセルペダル13に連動
したスロツトル弁である。
第1実施例の構成は以上述べた如くであるが、
次に作用を説明する。
アイドル時あるいは低負荷時あるいは低速低回
転時等においては、アクチユエータ63がそのエ
ンジン状態の信号により作動し、制御弁6は閉方
向に回動してサージタンク9から第1のブランチ
8を通つた新気は、制御弁6の上部の切欠きを通
つて吸気ポート4の上壁に偏流し、そのまゝ吸気
サブポート4a,4bの上壁に偏流して各吸気弁
3より燃焼室に流入し、排気弁2に向かつた後、
たて方向に渦巻き状に流れて、所謂2軸のたてス
ワールを形成する。このとき、排気弁2は新気に
より充分冷却され、また、点火栓の掃気も充分に
行なわれるので、着火性と耐ノツク性の向上が従
来技術における不具合を解消して果せる。また、
制御弁6と壁面72との働きにより、第2のブラ
ンチ10には新気が流れないので、サージタンク
9で反射した正圧波が長い第1のブランチ8を流
れてシリンダ内のピストン運動にうまくマツチン
グし、所謂吸気慣性効果により出力(トルク)の
向上が果せる。
高負荷時あるいは高速回転時においては、制御
弁6は全開となり、短い第2のブランチ10から
も新気が吸気ポート4内に流入するので、吸気慣
性効果は高速回転用にマツチングし、低速回転時
と同様に出力が向上する。なお、第1図において
2点鎖線で示すものは、制御弁6が全閉時から開
動作に移る中途を示している。
第4図は本発明に係る第2実施例を示したもの
であり、第5図は第4図の−線に沿う断面図
である。本実施例と第1実施例との相違点は、第
1実施例においては、バタフライ弁式で上部に切
欠きを有する制御弁6をインジエクタ5の上流側
に配設したが、本実施例においては、インジエク
タ5の下流側の吸気ポート4に制御ボデイ14を
形成し、該制御ボデイ14内に第5図に示すよう
に中心部に長穴状の開口部151を有するロータ
リ弁15を配設したことにある。したがつて、第
4図においては、第1実施例と同一構成要素のも
のには同一の符号を付し、それらの説明は省略す
る。
第4図において、2点鎖線で示すものは、ロー
タリ弁15の全閉時を示しており、このとき、第
1のブランチ8を通つた吸気は、斜めに傾いてい
る開口部151を通るため、吸気ポート4の下壁
に偏流して燃焼室に流入する。また、同図におい
て実線で示すロータリ弁15は全開の場合である
が、いずれにしても本第2実施例の作用、効果は
第1実施例と同等である。
第6図イ,ロは第3実施例を示したもので、制
御弁101を第2ブランチ側に設けたものであ
る。
第7図イ,ロは第4実施例を示したもので、制
御弁102が出没するタイプのものである。
以上、述べたように本発明にかゝる吸気2弁内
燃機関によれば、機関の低負荷若しくは低速回転
時に制御弁を作動させることにより燃焼室内に左
右均等の2軸のたてスワールが発生し、燃焼室の
頂部の中心位置に設けた点火栓の周りの掃気が充
分となつて着火性が向上するばかりか燃焼効率も
向上する効果が得られる。また、2個の排気弁を
有する4弁式内燃機関に適用した場合には、前記
たてスワールが発生によつて排気弁の冷却も充分
となり、耐ノツキング性の低下を未然に防止でき
る。さらに、機関の低負荷時または低速回転時に
は相対的に長い方の吸気サブ通路を選択的に吸気
が流れるので、吸気慣性効果が低速回転用にマツ
チングする一方、高速回転時には短い方の吸気サ
ブ通路も開かれるので、吸気慣性効果は高速回転
用にマツチングし、低速回転、高速回転の双方に
おいて出力の向上が果せる。しかも、1つの制御
弁にたてスワールを発生させる作用と吸気慣性慣
性を最大限に発揮させる作用とを併せ持たせるよ
うにしたので、構造は簡単となる。
また、本発明は第1、第2実施例に示した如
く、ガソリン噴射エンジンに適用すれば、インジ
エクタを吸気サブポートの集合部に1個配置する
だけで、燃料を各吸気弁から燃焼室に均等に供給
することができるので、混合気のミキシングの不
充分による出力低下を防止できるという効果が追
加される。
また燃料供給装置として、インジエクタに代え
て各気筒に気化器を用いても本発明は同等の効果
を奏するものである。
また、本発明によれば、過給機と組み合せた場
合には過給圧をアクチユエータの制御圧力に用い
て過給が本格的に作動するまでのトルク低下を吸
気慣性効果により補うことができる。また、第
1、第2ブランチを共有させて過給機の作動時期
を低回転から行なうこともできる。
また、本発明を水噴射によるノツキング防止と
組み合せた場合には、第2実施例と同様な位置よ
り水を噴射させて偏流による霧化を促進できる。
また、本発明をサージタンク内に燃料を供給す
る方法と組み合せた場合には、ブランチ状を脈動
によつて高速で流動することにより気化が促進さ
れる。
また、デイーゼルエンジンと本発明を組み合せ
た場合には、デイーゼルノツクの防止、スモーク
の減少ができる。
なお、実施例の吸気ポートの一方または両方に
ヘリカルポートを用いた場合には、吸気ポートの
上壁面に沿つた偏流を作る方が望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る第1実施例の断面図、第
2図は第1図の−線に沿う断面図、第3図は
第1実施例における4気筒エンジンの概略平面
図、第4図は第2実施例の断面図、第5図は第4
図の−線に沿う断面図、第6図イ,ロは第3
実施例の説明図、第7図イ,ロは第4実施例の説
明図である。 3……吸気弁、4……吸気ポート、6,15,
101,102,103,104,105,10
6……制御弁、7……ブランチ、8……第1のブ
ランチ、9……サージタンク、10……第2のブ
ランチ、71……バツフル板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吸気ポートの上流側にサージタンクを設け、
    前記吸気ポートの燃焼室寄りの部分を縦壁により
    2つの吸気サブポートに分割し、前記吸気サブポ
    ートのそれぞれを吸気弁を介して燃焼室に連通
    し、シリンダの軸と一致する前記燃焼室の頂部の
    中心位置に点火栓を配置すると共に、該点火栓を
    間に前記吸気弁と反対側に排気弁を配置した吸気
    2弁式内燃機関において、前記縦壁を、前記シリ
    ンダの軸と交差させた吸気ポートの中心線上に設
    定すると共に、前記2つの吸気サブポートを前記
    縦壁に対して略対称位置に配置し、前記サージタ
    ンクと前記吸気ポートとを、前記縦壁に直交する
    面の上・下にそれぞれ下流側出口を配置した2つ
    の吸気通路にて接続すると共に、該2つの吸気通
    路のうちの一方を他方より長尺に形成し、前記2
    つの吸気通路の吸気ポート側の合流部または相対
    的に短い吸気通路内に、機関の低負荷若しくは低
    速回転時に該相対的に短い吸気通路を全閉し前記
    吸気サブポートの上壁または下壁に吸気を偏流さ
    せ、かつ機関の高負荷若しくは高速回転時に該相
    対的に短い吸気通路を全開する制御弁を配置した
    ことを特徴とする吸気2弁式内燃機関。
JP57007837A 1982-01-21 1982-01-21 吸気2弁式内燃機関 Granted JPS58124019A (ja)

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JPS58124019A JPS58124019A (ja) 1983-07-23
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