JPH06323144A - 火花点火内燃機関の吸気管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】絞り弁８の下流直後から分岐させた流路９を、
吸気管４の気筒２の直前部に接続している。部分負荷時
には、分岐流路９の入り口は、絞り弁８の弁板の上流側
にあるため、分岐流路９に流れが生じ、吸気管４の気筒
２の入り口部で、吸気管４の中心軸方向の流れに対して
角運動量を持った空気が流入する。この角運動量は、気
筒２に入っても消滅すること無く、気筒２内に旋回流を
生じさせる。 【効果】可動部をつけ加えること無く、また、吸気管流
路内に部材を設けること無く、吸気に旋回力を与えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火花点火内燃機関に空
気を供給する吸気管に係り、特に、燃料消費量を低減す
る高効率な自動車用内燃機関の吸気管に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンは、自動車の走行速度・
加速度によって出力が変化する。一般に通常の定速走行
では、機関の最高出力よりもはるかに低い出力で運転さ
れる。従って、燃費の向上すなわち燃料消費量の削減の
ためには、この部分負荷時の燃料消費量の削減が重要な
課題である。このためガソリン機関では、部分負荷時に
空気に対する燃料の割合、すなわち、燃空比を、理論燃
空比よりも少なくする運転法が検討され、採用されよう
としている。しかし、燃料を少なくすると、点火時に燃
料と空気の混合ガスの燃焼が不安定になるとか、着火し
難くなるといった問題が生じる。このため従来のガソリ
ン機関では、図２に示すような吸気管が採用されること
があった。

【０００３】このガソリン機関では吸気管４を二股に分
け、片側に弁１２を設けてある。最高出力時には弁１２
は全開とされ、弁が無い場合と同様に運転される。部分
負荷時には、弁１２が閉じられ、空気が、弁の設けてな
い片側の吸気管４だけから供給される。このため、気筒
２に流入する空気は角運動量を持つことになり気筒２内
で旋回流を生じる。この結果、空気と燃料の混合が良く
なると同時に、流動により生じる乱流のため燃焼が良好
になる。

【０００４】一方、このような構造とすることにより次
のような問題点も生じた。一つは、出力に応じて開閉さ
れる弁等の可動部が増えることであり、もう一つは、全
開とは言え、吸気管中に弁板が存在することにより空気
の流動抵抗が増え、機関の最高出力が低下することであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、可動
部を追加すること無く、また吸気管中に部材を設けるこ
と無く、部分負荷時に気筒に流入する空気に旋回運動成
分を与えることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では絞り弁の下流直後から分岐させた流路
を、吸気管の気筒直前部に接続している。絞り弁直後の
分岐部は、絞り弁が大きく開いたときは弁板の上流側に
なり、絞り弁開度が小さいとき(アイドリング時)は弁板
の下流側になる位置に設ける。気筒直前部の接続箇所で
は、分岐流路は、吸気管の壁面の法線に対して角度を持
って流入するように開口させている。

【０００７】

【作用】絞り弁は、機関に要求される出力に応じて開閉
されるが、高出力時には、絞り弁が全開となるため、分
岐流路には流れが生じず流動抵抗が発生しない。低出力
時には、分岐流路の入り口は、絞り弁の弁板の上流側に
あるため、分岐流路に流れが生じ、吸気管の気筒入り口
部で、吸気管中心軸方向の流れに対して角運動量を持っ
た空気が流入する。この角運動量は、気筒に入っても消
滅すること無く、気筒内に旋回流を生じさせる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を、図１，図３，図４ないし
図６を用いて説明する。内部にピストン１を有する気筒
２上部に排気管３及び吸気管４が設けてある。気筒２
と、排気管３，吸気管４の境界にはそれぞれ排気弁５，
吸気弁６が設けてあり、ピストン１に接続されたクラン
ク軸と連動して開閉する。分配部７を介して吸気管４の
上流部には絞り弁８があり、アクセルペダルと連動して
開閉する。図示していないが気筒は複数個（ここでは４
気筒）あり、分配部７から枝分かれして一つの絞り弁８
につながっている。絞り弁８の下流側直後に分岐流路９
の入り口ノズルが開口している。分岐流路の下流端は図
３に示すように吸気管の気筒直前部に斜めに接続されて
いる。分岐流路９は途中の分岐部１０で枝分かれして、
それぞれの気筒入り口部に接続されている。

【０００９】次に動作について説明する。図４は、本発
明の効果が要求される定速走行時の絞り弁８の状態を示
したものである。絞り弁の弁板１１は中間開度となって
おり、弁の下流側気筒入り口までは吸気動作のため負圧
となっている。このため入り口，出口の差圧により分岐
流路９内には流れが生じ、気筒入り口部で吸気管へ吹き
出す。この噴流は吸気管壁面法線に対して角度を持って
いるため角運動量を保有し、吸気管内を一様に流れるの
ではなく気筒に流入したあと旋回流を生じる。この図の
場合には、吸気管の下側（この図の下側）の流速が速い
ので気筒内には反時計回り（この図上で）の旋回流が生
じる。

【００１０】機関に全出力が要求され、絞り弁８が全開
になったときの状態を図５に示す。この時、絞り弁８の
前後で大きな圧力損失は発生せず、分岐流路９内には流
れがほとんど生じない。このため、本発明の影響で、最
高出力が低下することはない。

【００１１】機関がアイドリング状態のときの絞り弁８
の状態を図６に示す。絞り弁８はほとんど閉じられ、機
関の回転が維持されるだけの空気が通過する。この時も
分岐流路９には流れが生じず、絞り弁８が閉じられたに
もかかわらず気筒に空気が流入して機関の出力が低下し
ないということは無い。

【００１２】本発明の他の実施例を図７に示す。図３に
示したものと異なるのは、吸気弁を二つもった吸気管４
が二股に分かれている点である。分岐流路８は、片側の
吸気管に開口している。動作については、前述のものと
同様である。

【００１３】分岐流路の出口の吸気管への接続法によ
り、角運動量の方向は異なる。気筒内に生じさせたい旋
回流の方向により接続法を選択することができる。ま
た、旋回流を強くするには、分岐流路８の出口での流体
の運動量ベクトルＶと出口から吸気管中心軸へ降ろした
垂線を表わすベクトルＮとの外積Ｖ×Ｎの絶対値をなる
べく大きくするように分岐流路出口部取付け角度を選べ
ば良い。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、可動部をつけ加えるこ
と無く、また、吸気管流路内に部材を設けること無く、
部分負荷時に吸気に旋回力を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図。

【図２】従来例の平面図。

【図３】分岐流路出口の接続構造の平面図。

【図４】定速走行時の絞り弁部の状態の断面図。

【図５】全出力時の絞り弁部の状態の断面図。

【図６】アイドリング時の絞り弁部の状態の断面図。

【図７】本発明の他の実施例の平面図。

【符号の説明】

２…気筒、４…吸気管、８…絞り弁、９…分岐流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気管に設けたバタフライ弁によって出力
   を制御する火花点火内燃機関において、前記バタフライ
   弁の下流側直後に気流を分岐する管を設け、前記バタフ
   ライ弁の開度に応じて分岐部が弁板の上流側にある場合
   と、下流側にある場合が生じるようにし、前記管の他端
   を前記吸気管の気筒の入口部に気流に旋回運動を与える
   ように開口させたことを特徴とする火花点火内燃機関の
   吸気管。