(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に燃料噴射弁を備えた燃料供給装置において、エンジンの各シリンダが２個の吸気弁を有し、前記吸気通路の絞り弁下流が前記吸気弁に対応して二つに分岐され、この分岐通路の一方に少なくともエンジンが低負荷運転時に閉じるスワールコントロールバルブを設け、このスワールコントロールバルブが閉じるとシリンダ内に片側の分岐通路からの空気流によりスワールが生じるようにしてあり、
前記燃料噴射弁は、前記分岐通路の分岐点の上流に位置して前記分岐通路に対応して２方向に分けて燃料を噴射する２方向噴射弁よりなり、
かつ、前記低負荷運転時に吸気通路に流れる吸入空気を、前記絞り弁をバイパスさせて前記燃料噴射弁の２方向噴射口と前記吸気通路の前記分岐点との間における前記２方向噴射口の近辺に吹き出させるバイパス通路を設け、この吹き出し空気により前記燃料噴射弁から噴射した２方向に分かれた後の燃料噴霧を前記吸気通路で一本化して前記スワールコントロールバルブが無い方の分岐通路に偏向させ、偏向後の燃料噴霧が偏向前の燃料噴霧よりも一方の吸気弁のヘッド上の燃焼室中央寄りの位置或いは吸気弁・シート間の燃焼室中央寄りの位置に進行角度を変えて集中的に到達するよう設定してあることを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記一本化した噴射燃料は一方の吸気弁の弁体うち点火プラグに近い部分に衝突するように設定してある請求項１記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記バイパス通路の空気吹き出し口となる噴口は２個形成され、これらの噴口から吹き出される空気噴流は衝突するように設定され、かつ噴口の径は異なるように設定してある請求項１又は２記載のエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、吸気通路に燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より広く実用化されている吸気ポート燃料噴射装置（燃料供給装置）では、第８回内燃機関合同シンポジウム講演論文集（’９０−１−２４，２５，東京）の１７７頁〜１８１頁の“ガソリン機関の混合気形成に関する研究”に開示されている如く、燃料噴射弁の噴射燃料は、対向するシリンダ壁面の局所部分に衝突，付着し、徐々に蒸発し、シリンダ内のスワールによって輸送されるものであった。
【０００３】
また、実開昭６１−８０３６５号、実開平１−７６５６０号、実開平２−１４１６７８号、実開平２−１４１６７９号公報等に開示されるように、燃料噴射弁の噴射孔の周囲に、絞り弁を迂回した補助空気通路を用いて絞り弁上流からの空気を吹き出させて燃料微粒化を図ったものや、
特開昭６１−１６２６１号、特開昭６１−２２６５６３号公報に開示されるように、燃料噴射弁の噴射燃料を吸気ポート付近の吸気通路壁に衝突させると共に、吸気ポート壁に絞り弁上流からの空気を吹き出させるスワール通路を設けたり、
特開昭５９−２３１１３３号公報に開示されるように、エンジンの吸気弁近くに絞り弁上流の空気を導くパイプを設けたもの等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】
前述したように、従来より種々の燃料供給装置が提案されているが、燃料の大部分は吸気通路壁面や吸気弁に衝突したり、吸気弁のところで曲がる空気流に運ばれてシリンダの燃焼室壁面に衝突するが、このような方式によれば、吸気通路壁面，吸気弁，シリンダ壁面に付着したその一部が蒸発しきれずに液状のまま燃焼室に入りやすい。その結果、気化されない燃料が不完全燃焼されて排気されるので、未燃炭化水素の量が多くなる原因となり、また、燃焼室内に導入される混合気が不均一となって下部に濃いガス層を形成して、燃焼効率を低下させる原因となる。
【０００５】
そのため、従来は、噴射弁の燃料噴射タイミングを吸気行程前にして、吸気通路壁面，吸気弁等に付着した燃料を熱により気化させているが、これだけでは、液状燃料の気化としては充分ではなく、特に低温始動時には充分ではない。
【０００６】
このような問題に対処するため、従来はピストンの形状を複雑にし、スキュッシュ効果によって、混合気に乱れを与えて混合気を均一にする方法が上記論文に記載されているが、ピストンの形状が複雑になり、かつ、表面積が増し、熱損失が増大しやすい。
【０００７】
その他の対策としては、噴射弁の燃料を１０ミクロンメータ以下に微細にする必要がある。しかし、気流による燃料の微粒化，超音波による微粒化等は少量のの燃料を処理できるだけで、また、壁面，吸気弁等に付着して液膜化される問題を残しているため、充分な効果を上げるまでは至っていない。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目的は、上記問題を解消して燃焼室の混同気形成を良好にし、燃焼効率，排気浄化を高めることのできる燃料供給装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、基本的には次のような課題解決手段を提案する。
【００１０】
本発明は、エンジンの吸気通路に燃料噴射弁を備えた燃料供給装置において、エンジンの各シリンダが２個の吸気弁を有し、前記吸気通路の絞り弁下流が前記吸気弁に対応して二つに分岐され、この分岐通路の一方に少なくともエンジンが低負荷運転時に閉じるスワールコントロールバルブを設け、このスワールコントロールバルブが閉じるとシリンダ内に片側の分岐通路からの空気流によりスワールが生じるようにしてあり、
前記燃料噴射弁は、前記分岐通路の分岐点の上流に位置して前記分岐通路に対応して２方向に分けて燃料を噴射する２方向噴射弁よりなり、
かつ、前記低負荷運転時に吸気通路に流れる吸入空気を、前記絞り弁をバイパスさせて前記燃料噴射弁の２方向噴射口と前記吸気通路の前記分岐点との間における前記２方向噴射口の近辺に吹き出させるバイパス通路を設け、この吹き出し空気により前記燃料噴射弁から噴射した２方向に分かれた後の燃料噴霧を前記吸気通路で一本化して前記スワールコントロールバルブが無い方の分岐通路に偏向させ、偏向後の燃料噴霧が偏向前の燃料噴霧よりも一方の吸気弁のヘッド上の燃焼室中央寄りの位置或いは吸気弁・シート間の燃焼室中央寄りの位置に進行角度を変えて集中的に到達するよう設定してある。
前記バイパス通路は、低負荷運転時に絞り弁上下流の吸気管圧力差により高速空気流を形成する手段となる。このような発明の実施例は、例えば図５、６に示されている。
【００２２】
【実施例】
本発明の実施例を図面により説明する。
【００２３】
図１〜図４に本発明の第１実施例を示す。本実施例は、請求項１の具体例である。
【００２４】
エンジン１は通常のガソリンエンジンである。吸気通路２２の絞り弁１５下流位置で吸気弁の２近くに燃料噴射弁３が配置してある。燃料噴射弁（以下、噴射弁とする）３は例えば、電磁噴射弁が使用される。噴射弁２のノズルボディ４の燃料噴射口４ａは吸気弁２のヘッド上面のうち燃焼室１０の中央側に向いている。
【００２５】
ノズルボディ４の周りに空気ノズルボディ６が設けられて、燃料噴射口４ａの先端周縁に空気ノズルボディ６の噴口９ａ，９ｂが配設してある。
【００２６】
噴口９ａ，９ｂは、吸気通路２２の絞り弁１５をバイパスさせた通路８の空気吹出口となるもので、バイパス通路８の入口が絞り弁１５上流に開口する。
【００２７】
噴口９ａ，９ｂは例えば２個で、その形状，角度，位置は、噴射弁３から噴射される燃料が空気噴口９ａ，９ｂから吹き出される高速空気流に囲まれて吸気弁２のヘッド上面のうちシリンダ１０壁から離れた所（ここでは点火プラグ１１に近い燃焼室中央寄り）に集中的に到達するように設定してある。高速空気流は、例えば低負荷運転のような絞り弁上下流の圧力差が大きくなった場合に生じる。
【００２８】
空気噴口９ａ，９ｂからの噴流は、斜めに衝突して横断面が楕円状の噴流（空気流）が合成され、且つ２個の噴口９ａ，９ｂの孔径を異ならせることで、噴流は破線Ｂ方向に偏向し、この中を通る噴射燃料も破線Ｂ方向に偏向される。この偏向Ｂ方向が環状部（吸気弁２とそのシート間）５のうち燃焼室１０中央寄りの位置、すなわち点火プラグ１１に近い方となるように、噴口９ａ，９ｂの設計をしておく。
【００２９】
本実施例では、エンジン１の吸気行程の前に噴射弁３から燃料を噴出させる。
【００３０】
ノズル４から噴射した燃料は、部分負荷運転時には、噴口９ａ，９ｂからの空気噴流に囲まれて拡散することなくＢ方向の軌道に乗り、図２の符号Ｃに示すように吸気弁２のヘッド上面における点火プラグ１１に近い位置に局所的に衝突する。吸気弁２が開くと、図３に示すように噴口９ａ，９ｂからの高速空気流（この時、ノズル４からは燃料が噴射されていない）が環状部５のうち燃焼室中央寄りの位置を通過し、これにより吸気弁２に付着した燃料が吹き飛ばされて微粒化されると共に、負圧で吸引されるいわゆるベンチュリ効果により気化促進されて、燃焼室１０中央に入り、点火プラグ１１近傍に良好な混合気が形成される。
【００３１】
本実施例によれば、燃料が拡散することなく吸気管壁，シリンダ壁，ピストン面に燃料が付着するのを回避できる。
【００３２】
また、吸気弁２を通る空気Ｅは図３のＥ１，Ｅ２で示すごとく燃料を包むように流入し、燃料はＥ１の流れに乗って燃焼室中央に導かれ、シリンダ壁面への再付着が防止される。
【００３３】
さらに、本実施例のもう一つの効果として空気ノズル６の空気により燃焼室１０内に微小な乱れをつくることができ、この小さな渦流に微粒化燃料が燃焼室中央から拡散していくので、混合気の均一形成を助長する。
【００３４】
次に、エンジンの負荷が増大すると吸気管２２の圧力が増大し、噴口９ａ，９ｂの噴流Ｂの速度が低下し、図４のＡで示す如く燃料は環状部５に均一に供給されるようになる。このときは、空気ノズル６が高速空気流を形成しなくとも吸気弁２を通る空気のＥ１，Ｅ２の速度が大きくなるので吸入空気によって燃料がＤのごとく再微粒化される。
【００３５】
次に第２実施例を図５，図６により説明する。第２実施例も請求項１の具体例である。
【００３６】
本実施例はエンジン１の各シリンダ１０が２個の吸気弁２，２１を有し、燃料噴射弁３のノズルボディ４が２吸気弁に対応した複数の噴射口４ａ，４ｂを有する方式の燃料供給装置である。
【００３７】
吸気通路２２のうちシリンダ１０近くの位置に隔壁２２′を設けて各吸気弁２，２１に対応する分岐通路２２ａ，２２ｂが形成され、この分岐通路の一方２２ａには、エンジンの負荷に応じて開閉制御されるスワールコントロール弁（以下、ＳＣＶと略する）１３が設けてある。このＳＣＶ１３は、高負荷の時に開、低負荷の時に閉となる。
【００３８】
一方、燃料噴射弁３は絞り弁下流で分岐通路２２ａ，２２ｂの中間に位置し、また、噴射弁のノズルボディ４の周囲に空気ノズルボディ６を配する。空気ノズルボディ６は、その噴口９，９１が燃料噴射口４ａ，４ｂの先端周囲に位置し、噴口９，９１により、吸気通路２２の絞り弁をバイパスさせた空気通路８からの絞り弁上流の空気を噴射する。噴口９，９１は、低負荷運転時に燃料噴射弁３の各噴射口４ａ，４ｂから噴射される燃料を分岐通路のうちＳＣＶ１３の無い方２２ｂに偏向させる高速空気流（高速空気流は、低負荷運転時のように絞り弁上下流の圧力差が大きくなった場合に生じる）が吹き出すよう設定してある。これは、例えば、噴口９，９１を円形とし、噴口９の径Φ１と９１の径Φ２が異なるようにすれば（Φ１＞Φ２）、噴口９，９１から出る空気噴流は衝突し、図６のＣで示した如き楕円状の噴流が形成され、しかも、上記のように径Φ１，Φ２を異ならせることで、その空気噴流の力に差が生じて図６のＢのように偏向し、この中を通る噴射弁ノズル４ａ，４ｂからの噴射燃料も一本化されて上記空気噴流の偏向の影響を受ける。
【００３９】
そのため、偏向方向Ｂを図５のＣに示すように吸気弁２・シート間の環状部のうち燃焼室１０の中央寄りに設定しておけば、燃料噴射弁３の噴射口４ａ，４ｂから噴射される燃料は、低負荷運転時に空気ノズル９，９１から吹き出される高速空気流によりＳＣＶ１３の無い方の分岐通路２２ｂに偏向されつつその対応の吸気弁２の図５に示すＣ領域に集中的に案内される。従って、噴射弁３から噴射される燃料は、この空気流に囲まれ拡散することなく、吸気弁２の環状部５の点火プラグ１１に近い位置Ｃに衝突する。そして、吸気弁２が開くと、空気噴流Ｂによって第１実施例でも述べた作用と同様にしてＣ位置の付着燃料が再微粒化されて燃焼室１０の点火プラグ１１近くに供給される。
【００４０】
さらに、本実施例では、低負荷運転時には、ＳＣＶ１３が閉じることで、シリンダ１１内には片側の分岐通路からの空気流により渦流が発生し、このスワールが燃焼室中央に入る微細燃料を全体に拡散させ、良好な混合気を形成する。
【００４１】
負荷が増大して高負荷運転になるとＳＣＶ１３が開く。この場合には、絞り弁の上下流の差圧が小さい状態にあるため、噴口９，９１からの高速空気流が生ぜず、噴射される燃料は、それぞれ別れて分岐通路２２ａ，２２ｂを通り、各吸気弁２１，２２に衝突する。
【００４２】
この場合には、吸気通路２２の空気流速が速いために、燃料は吸気弁２，２１を通る吸入空気によって微粒化される。
【００４３】
噴射弁３の構造を図６に示す。噴射弁３のノズルボディ４には、燃料噴射口４ａ，４ｂが設けられている。弁３１は電磁コイルの電磁力により引き上げられる。噴射弁３はシール２３を介して吸気管２２に取付けられる。ノズルボディ４の先端に空気ノズルボディ６が取付けられ、その噴口９１，９２が設けてある。空気ノズル６には、吸気管２２に設けられたバイパス通路８を介して絞り弁上流から空気が導入される。
【００４４】
本実施例によれば、１シリンダにつき２吸気弁仕様のエンジンであっても、第１実施例同様の効果を得る。
【００４５】
図７は上記第１実施例，第２実施例と比較するため例示した従来の２吸気弁／１シリンダ仕様のエンジンの燃料供給装置で、噴射弁１から噴射された燃料は、吸気弁２，２１を通りシリンダ１０に入る。そのとき、シリンダ壁のＦ１，Ｆ２部に燃料が付着する。また、図８は、上記第１，第２実施例と比較するため例示した１吸気弁／１シリンダ仕様のエンジンの燃料供給装置で、吸気通路のうちシリンダ近くの位置に分岐通路が形成され、この分岐通路の一方にＳＣＶ１３′が設けてある。この場合、部分負荷運転時にＳＣＶ１３′を閉じて、ＳＣＶ１３′無しの分岐通路に燃料及び吸入空気を導入した場合、噴射弁３から噴射された燃料は、吸気弁２を通り、シリンダ４のＦ３部に付着する。
【００４６】
これらの図７，図８の燃料供給装置では、壁面付着燃料は、壁から熱をもらって蒸発するが、スワールによって、シリンダの中心に移動することはなく、混合気を均一にするためには、強力なスキュッシが必要である。縦スワールを生じさせても、中心部に燃料蒸気が移動するのは困難である。なお、第２実施例でもＳＣＶ１３を用いているが、この場合には、燃焼室中央に微粒化燃料が集中して入り、これが中央からその周りに拡散されるので、図８のような不具合は生じない。
【００４７】
すなわち、以上のような問題を解消するには、第１，第２実施例のように、吸気弁２のヘッド上面のうち燃焼室中央寄りの位置（点火プラグに近い位置）に吸気行程の前に噴射燃料を集め、これを空気ノズルからの高速空気流によるベンチュリ効果により再微粒化すれば達成できる。
【００４８】
図９（ａ）に、従来の別のタイプのエンジンの燃料供給装置を示す。
【００４９】
この従来例において、噴射弁５０から吸気通路５１に噴射された燃料は、吸気通路５２の吸気ポートで曲がる空気流に運ばれるが、空気流はヘッド上面のスロープにそって流れが横方向になってしまい、この空気流に乗る噴射燃料が燃焼室壁面５３に衝突して液膜５４を形成する。その結果、液膜が不完全燃焼して、排気され、未燃炭化水素の量が多くなる原因となる。この問題は特に、部分負荷運転域に生じる。
【００５０】
これを防止するためには、図９（ｂ）に示すように、吸気通路５１の絞り弁下流に燃料噴射弁５０を設けるほかに、エンジンの吸気弁５２近くに低負荷運転時に高速空気流を形成する手段、例えば補助空気通路５７を配設し（高速空気流の形成手段の具体例については、後述する）、この補助空気通路５７の吹出口が、吹き出される補助空気が吸気弁５２の通過位置で縦方向の流れとなる吹出角度を設定することで達成される。
【００５１】
このようにすれば、部分負荷運転時であっても、補助吸気通路５７からの高速空気流５６に燃料を乗せて燃焼室中央部に混合気を形成することができ、燃料は燃焼室壁面５３に衝突することがないので、燃料付着をなくして、燃焼効率を良好にし排気中の未燃炭化水素の量は大幅に低減される。
【００５２】
図１０に図９（ｂ）の原理を実現させるための一例（第３実施例）を示す。本例は、請求項２の具体例である。
【００５３】
本実施例は、燃料噴射弁６０が吸気通路６９の絞り弁６７下流側に配置され、吸気通路６９のうち絞り弁６７下流の通路を上下に主空気通路６６と補助空気通路６３とに分け、下側通路となる主空気通路６６に補助弁６４が設けてある。補助弁６４は、アクチュエータを用いて低負荷運転時に閉じるように制御するか、絞り弁６７と連動するようにする。補助空気通路（上側通路）６３の吹出口は、吸気弁６１のヘッド周縁のうち燃焼室６８の中央寄りの位置に向けて空気を吹き出すよう設定する。噴射弁６０は、噴射燃料が吸気弁６１のヘッドのうち燃焼室中央寄りに噴射されるようにしてある。
【００５４】
６７は絞り弁６７をバイパスして絞り弁上流の空気を噴射弁６０のノズルに導入して噴射燃料を微粒化させるもので、以下の効果を奏するには、バイパス６７がなくともよい。
【００５５】
上記の構成において、部分負荷運転時には補助弁６４が閉じられる。これにより、絞り弁６７下流に流れる空気は開口面積を絞った補助空気通路６３に導かれるので、空気流速が増大し、高速空気流が形成される。
【００５６】
噴射弁６０から噴射された燃料は、吸気弁６１上の燃焼室中央側に衝突する。この噴射された燃料に、ちょうど吸気弁６１上で当たるように、補助空気通路６３からの空気流６２を供給する。補助弁６４を閉じた場合、エンジンに吸入される空気は、大部分、補助空気通路６３を流れる。これにより、縦方向の空気流６５が燃焼室内に形成される。この渦により混合気は横方向に進むことなく、また、燃料は気流に乗って燃焼室中央側に集中的に供給されるので、壁面への付着は防止できる。
【００５７】
また補助弁６４を閉じているので、燃料６６に空気流は当たらず、噴霧方向は曲げられず、吸気弁６１上の狙った位置に直進する。
【００５８】
全開運転時には、補助弁６４は開かれ、吸気抵抗無しにエンジンに空気が吸入される。
【００５９】
図１１は、図１０の実施例の原理を２吸気弁／シリンダ型のエンジンに応用したもの（第４実施例）である。
【００６０】
燃料噴射弁７３が２吸気弁に対応した複数の燃料噴射口を有し、吸気通路７６のうちシリンダ近くの位置に吸気弁７０，７０に対応する分岐通路７６ａ，７６ｂが形成される。
【００６１】
分岐通路は、それぞれメイン流路７６ａ′（７６ｂ′）と補助空気通路（縦方向気流形成手段）７６ａ”（７６ｂ”）とに分けてある。メイン流路７６ａ′及び７６ｂ′は補助弁７１により開閉制御される。ここでも、燃料は絞り弁７４をバイパスした空気通路７５から供給される空気流で微粒化してあるが、バイパス７５の無い方の噴射弁であってもよい。補助弁７１は、絞り弁７４と連動するようにしてもよいし、低負荷時に開くように吸気管７６の負圧により動作するよう負圧ダイアフラムで駆動しても良い。
【００６２】
図１２も図１０の応用例（第５実施例）である。
【００６３】
本実施例も、エンジンは２吸気弁／シリンダ型で、吸気通路８４のうちシリンダ８５近くの位置に各吸気弁８０に対応する分岐通路８４ａ，８４ｂが形成され、この分岐通路の一方８４ｂにのみ燃料噴射弁８１から燃料が噴射されるようにしてある。図１２（ｂ）は横からみた図で、分岐通路８４ｂのシリンダ近くが上下に二つに分けられ、この分けた通路のうち下側通路にエンジンの負荷状態に応じて開閉制御される補助弁８２が設けられ、上側通路８３を縦方向気流形成手段として機能するよう設定してある。
【００６４】
本実施例では、一方の吸気弁からは燃料と空気の混合気が供給され、もう一方の吸気弁からは空気のみが供給される。このようにすると、燃焼室８５内の混合気分布をある部分を濃く、ある部分を薄くすることができ、燃焼室全体では薄い混合気で燃焼させ、リーンバーンモードを得ることができる。
【００６５】
また、部分負荷運転時に補助弁８２を閉じると、空気が上半分の通路８３を通り、吸気弁８０の燃焼室８５中央に縦方向の流れとなって流入し、縦渦を形成する。この渦により、混合気が撹拌され、混合気分布が均一となる。
【００６６】
図１３に第６実施例を示す。本実施例は、１吸気弁／シリンダの吸気通路１０７の絞り弁１０４下流の一部を上下に通路を分けて、その下側通路１０７ｂに補助弁１０３を設け、この補助弁１０３が閉じた時に上側の通路１０７ｂが第５実施例同様の縦方向気流形成手段として機能するようにしてある。１０５は噴射弁１０６の先端部に空気を導く燃料微粒化用のバイパスである。
【００６７】
本実施例によれば、補助弁１０３を閉じた時に吸気管の上半分の通路１０７ｂに空気が流れることで、吸気弁８９の燃焼室中央部に縦方向の流れの空気が流入し、燃焼室中央に縦方向の渦流を発生して燃焼室内を良く撹拌して良好な混合気を形成する。
【００６８】
図１４に第７実施例を示す。本実施例は請求項３の具体例である。
【００６９】
本実施例も燃料噴射弁９５が吸気通路９６の絞り弁９１下流側に配置されるが、補助弁は設けていない、補助空気通路９０が、絞り弁９１をバイパスした形で形成されている。補助空気通路９０から導入する絞り弁上流からの空気（補助空気）は、吸気弁９４近くに吹き出し、吸気弁９４とそのシート間のうち燃料室中央寄りの位置に向けて縦方向の空気流を形成するようにしてある。
【００７０】
このため、絞り弁９１が全開以外の時（部分負荷運転時）には、補助空気通路９０を通って空気が流れ、吹き出し孔９３からは、高速の空気流が噴出する。この空気流は、吸気弁９４の、燃焼室中央側に衝突するように噴射する。このため、燃焼室の中央部には、微小な渦が形成される。この渦により、混合気が撹拌されて、燃焼室内の混合気分布が均一になる。
【００７１】
また、本実施例では、補助空気通路９０に、アイドル運転時に閉じるカット弁９５を設けてもよい。アイドル運転時には、要求空気量が少ないので、補助空気を流すと回転数が増加してしまい燃費が悪くなるためである。
【００７２】
さらに精度を高めるには、図１５の第８実施例に示すように、補助空気通路９０に制御弁（電磁弁）１２４を用いるとよい。１２５は電磁弁１２４の制御ユニットである。
【００７３】
図１６に電磁弁１２４の制御動作のタイムチャートの一例を示す。（イ）はある気筒の吸気の状態を示している。この吸気状態の時に、（ロ）のように電磁弁１２４を開けて補助空気を供給し、燃焼室内に微小な渦流を形成する。吸気行程以外の時に補助空気を流していると、吸気弁近くに残った燃料が、吸気管の上流に吹き上がるため、上記のような電磁弁制御を行えばこれを防止できる。
【００７４】
またアイドル運転時などは、吸気量が多くなり、回転数が増加してしまう。
【００７５】
（ハ）は、別の気筒の吸気行程を示している。これに対応して、（ニ）のように電磁弁１２４を動作させる。
【００７６】
図１７に、第８実施例の変形例（第９実施例）を示す。図１６の電磁弁１２４の代わりに分配器１２６を設けた。分配器１２６は、補助空気を各気筒に対応した通路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄに供給する。供給するタイミングは、各気筒が吸気行程の時に空気が流れるように分配器１２６を構成する。
【００７７】
この分配器１２６は、回転式で、１２８がその駆動源で、例えばエンジンのクランクで駆動しても良いし、エンジンの回転に同期して回転するモータでも良い。  このような構成でも第８実施例同様の動作が可能である。
【００７８】
また、上記第８実施例の電磁弁に代えて、連続制御が可能な電磁弁を用いてアイドル回転制御ユニットにより補助空気通路を開度制御してもよい。
【００７９】
図１８は本発明の第１０実施例で、請求項４の具体例である。
【００８０】
本実施例は、エンジンの各シリンダが２個の吸気弁１０９ａ，１０９ｂを有し、吸気通路１０７の絞り弁下流が吸気弁に対応して二つに分岐され、この分岐通路の一方１０７ａにエンジンの負荷運転状態に応じて開閉制御される補助弁１０８が設けてある。補助弁１０８は部分負荷運転時に閉じ、全開負荷運転時に開く。
【００８１】
燃料噴射弁１１０は、図１８（ａ）に示すように、補助弁１０８が開いている時には、分岐通路１０７ａ，１０７ｂの双方に向けて均等に燃料を噴射し、補助弁無１０８が閉じる時には、図１８（ｂ）に示すように、補助弁無しの通路１０７ｂに燃料を偏向して噴射するように設定してある。
【００８２】
図１９に、図１８の噴射弁先端の構成を示した。図１９（ａ）は、補助弁を閉じている時に、燃料を一方の吸気弁に供給している状態である。１１３は、例えば絞り弁上流から空気を導くバイパス通路の吹き出し通路で、この通路１１３から噴出する高速空気流を、計量オリフィス１１２からの噴射直後の燃料に当てることで燃料の軌道を偏向させている。この偏向角度は、図１８の通路１０７ａである。
【００８３】
図１９（ｂ）は、空気通路１１３からの空気流を止めた状態を示している。燃料は曲がることなくまっすぐに噴出する。これは、図１８の補助弁１０７が開いた時に行われる。
【００８４】
本実施例によれば、補助弁１０７を閉じた時には、吸気を一方の通路１０７ａからのみ供給し、燃焼室内に大きな渦を形成して、空気と燃料の撹拌を促進させ、混合気形成を良好にする。補助弁１０７が閉じている時には、これに噴射燃料が付着するのを防止する。
【００８５】
図２０は第１１実施例の部分断面図及びその上面図、図２１は本実施例を別の方向からみた図で、請求項５の具体例である。
【００８６】
本実施例は、エンジンが２吸気弁／シリンダ型で、吸気通路９６の絞り弁９９下流が吸気弁１００ａ，１００ｂに対応して二つに分岐してある。バイパス通路９６ａは、吸気通路９６の絞り弁９９上流から補助空気を取り入れ、絞り弁下流に吹き出す。バイパス通路９６ａの空気吹出口９６ａ′を、分岐通路近くの上流位置で分岐通路の仕切壁９７の一端面に対向させてある。また、隔壁９７及び空気吹出口９６ａ′の延長線上で空気吹出口９６ａ′のすぐ近くの上流に燃料噴射弁９８が配置してある。
【００８７】
バイパス通路９６ａから供給される空気流は、隔壁９７の端面に衝突するように噴出する。このようにすると、燃焼室中央部に微小な渦が形成される。噴射弁９８から噴出した燃料は、この渦にのって拡散しながら燃焼室に分散してゆき、燃焼室内の混合気分布が均一になる。この場合、燃料は、吸気弁１００ａ，１００ｂの外側１０１にはあまり噴射しないようにした方が良い（外側に燃料を供給すると、燃焼室の壁に燃料が飛散してゆき、付着燃料が発生するためである。）これは噴射弁９８の噴霧の方向性で達成することができる。
【００８８】
図２２（ａ）は第１２実施例を示し、請求項６の具体例である。
【００８９】
本実施例は、燃料噴射弁１１５の噴射口にパイプ１１６を接続し、パイプ１１６を介して、噴射される燃料をエンジンの吸気弁１１７とそのシート間のうち燃焼室中央寄りの位置に導くようにした。このようにすると、噴射燃料が、吸気管１１８の気流に流されずに直進し、狙った位置に到達する。
【００９０】
本実施例においても、噴射燃料が燃焼室壁に付着するのを防止できる。
【００９１】
図２２（ｂ）は第１２実施例の変形例（第１３実施例）で、請求項７の具体例である。燃料噴射弁１２２が絞り弁１２１下流に配置され、絞り弁１２１をバイパスする通路１２０から導入される絞り弁上流の空気が燃料噴射弁１２１の噴射口周囲から吹き出す。燃料噴射弁１２２の噴射口にはエンジンの吸気弁に向けたパイプ１１９が接続され、パイプ１１９の角度は、噴射された燃料をバイパス通路１２０から吹き出される空気と共にエンジンの吸気弁１１７・シート間のうち燃焼室中央寄りの位置に導くよう設定してある。
【００９２】
本実施例によれば、第１２実施例同様の効果を奏するほかに、吸気行程時に燃料噴射を行った場合でも、バイパス通路１２０及びパイプ１１９を介して吹き出される空気流によって、燃焼室内に微小な渦６５が形成され、この空気流により噴射弁１２２から噴射される燃料が微粒化され、混合気形成をより一層良好にし、しかも、吸気行程時の燃料供給により燃料制御の応答性を向上させることができる。
【００９３】
図２３は第１３実施例の変形例（第１４実施例）で、第１３実施例と異なる点は、燃料噴射行程を吸気行程前としたものである。
【００９４】
本実施例によれば、パイプ１１９を介して吸気弁１１７に衝突した噴射燃料は、パイプ１１９を介して吹き出される空気流により吸気弁１１７で微粒化される。この場合も、燃料は吸気弁上の燃焼室中央寄りにパイプ１１９を開口する。
【００９５】
図２４は上記パイプ１１９と噴射弁１２２との接続構造を示す一例で、バイパス通路１２０からの空気は噴射弁１２２の下部に設けたチャンバ１２３に供給される。ここから、孔１２４を通ってパイプ１１９内に供給される。パイプ１１９内では、噴射燃料が空気に包まれるようにして、パイプ内壁に衝突することなくパイプの端部１２５から吹き出される。
【００９６】
図２５は上記パイプ１１９の他の例で、パイプ１１９二重通路構造として、その内側通路１１９ｂに噴射燃料を通し、外側通路１１９ａにバイパス通路１２０からの空気を通すようにしてある。
【００９７】
パイプ１１９の内側通路１１９ｂは、連通路１２７を介して吸気管１１８の圧力と同レベルにしてある。外側通路１１９ａから開口１１９ａ′を介して吹き出される空気は燃料１２６と衝突し微粒化される。連通路１２７がない場合には、パイプ内１１９ｂは、噴射燃料により負圧になり、燃料が広がりパイプ内壁に付着する。連通路１２７を設けると、吸気管内１１８の圧力とパイプ内１１９ｂの圧力が等しくなって、燃料の広がり防止ひいては燃料付着防止を図れる。
【００９８】
図２６は本発明の第１５実施例で、第１２〜第１４実施例の変形例で請求項８の具体例である。
【００９９】
本実施例は、２吸気弁／シリンダ型のエンジンに適用したもので、吸気弁１１７ａに対応する分岐通路の一方１１８ａにエンジンの負荷状態に応じて開閉制御されるＳＣＶ１０８が設けられ、パイプ１１９は、分岐通路のうちＳＣＶの無い方１１８ｂに導入されている。パイプ１１９は、一方の吸気弁１１７ｂのみに燃料を供給し、吸気弁１１７ｂの燃焼室中央寄りの位置に供給するようにしてある。
【０１００】
このようにすると、燃料は、燃焼室中心に分布するようになり、点火プラグ１３１の着火性が向上する。また、分岐通路１１８ａの吸気ポートをＳＣＶ１０８で閉じると、燃焼室内にスワールが形成され、混合気の形成，燃焼が促進される。
【０１０１】
図２７は第１５実施例の変形例（第１６実施例）でパイプ１１９は吸気弁１１７ｂのヘッド中心に燃料が供給されるように開口されている。このようにしても、燃焼室の中心に混合気を分布させることができる。
【０１０２】
図２８は、二重構造パイプ１１９の変形例で、パイプ１１９の端部にくさび型部材１３５を設けて、噴射燃料がここに衝突するように設定する。さらに、くさび型部材１３５に外側通路１１９ａから噴射された空気が当たるように、燃料の微粒化を図っている。図２９に図２８のパイプ１１９を用いた実施例（第１７実施例）を示した。燃料はくさび部材１３５により二方向に分割されて、各吸気弁１１７ａ，１１７ｂに分配される。
【０１０３】
図３０に二重構造パイプ１１９の他の例を示す。パイプ１１９の外側通路１１９ａを通った空気は、端部１１９ａ′から吹き出される時に、吸気弁１１７上か、吸気弁１１７・シート１３６の隙間で衝突するように、空気吹出口１１９ａ′の方向を決める。このようにすると、燃料は、直接燃焼室内に流入することができ、パイプ１１９から噴出する空気は燃料の微粒化に用いられるばかりでなく、燃焼室内に微小な乱流１３７を形成して、燃料の混合を促進する。さらに、この乱流により燃焼が促進される。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、燃焼室壁面への燃料付着を防止しつつ微粒化燃料を燃焼室に供給できるので、燃焼室の混合気形成を良好にし、燃焼効率，排気浄化を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図
【図２】第１実施例の燃料噴射後の吸気弁の燃料付着状態を示す説明図
【図３】第１実施例の動作を示す説明図
【図４】第１実施例の動作を示す説明図
【図５】本発明の第２実施例を示す説明図
【図６】第２実施例に用いる噴射弁のノズル部を示す断面図
【図７】従来例の問題点を示した説明図
【図８】従来例の問題点を示した説明図
【図９】（ａ）は従来例の問題点を示す説明図、（ｂ）は本発明の原理を示す説明図
【図１０】本発明の第３実施例を示す説明図
【図１１】本発明の第４実施例を示す説明図
【図１２】本発明の第５実施例を示す説明図
【図１３】本発明の第６実施例を示す説明図
【図１４】本発明の第７実施例を示す説明図
【図１５】本発明の第８実施例を示す説明図
【図１６】第８実施例の動作状態を示すタイムチャート
【図１７】本発明の第９実施例を示す説明図
【図１８】本発明の第１０実施例を示す説明図
【図１９】第１０実施例に用いる噴射弁のノズル部を示す説明図
【図２０】本発明の第１１実施例を示す説明図
【図２１】第１１実施例の別の角度からみた図
【図２２】（ａ）は本発明の第１２実施例，（ｂ）は第１３実施例を示す説明図
【図２３】本発明の第１４実施例を示す説明図
【図２４】第１３，第１４実施例に用いる噴射弁及びパイプの一例を示す説明図
【図２５】上記パイプの他の例を示す説明図
【図２６】本発明の第１５実施例を示す説明図
【図２７】本発明の第１６実施例を示す説明図
【図２８】上記パイプの他の例を示す説明図
【図２９】本発明の第１７実施例を示す説明図
【図３０】上記パイプの他の例を示す説明図
【符号の説明】
１…エンジン、２，２１…吸気弁、３…噴射弁、４…噴射ノズルボディ、４ａ…燃料噴射口、５…吸気弁・シート間（環状部）、６…空気ノズルボディ、８…バイパス通路（高速空気流形成手段）、９ａ，９ｂ…空気吹出口、９，９１…空気吹出口、１０…燃焼室、１１…点火プラグ、１３…ＳＣＶ、１５…絞り弁、２２′…仕切壁、２２ａ，２２ｂ…分岐通路、５７…バイパス通路（縦方向気流形成手段）、１１９…パイプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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