(57)【要約】【課題】  液相の燃料の点火栓への付着を抑制することのできる新規な手段を提供する。【解決手段】  吸気ポート３ａ，３ｂと点火栓５との間に開口した吸気サブポート６を備える。吸気サブポート６からの流入空気層により、吸気ポート３ａ，３ｂに配置された燃料噴射弁１８ａ，１８ｂからの液相の燃料ｆが点火栓５に付着するのを抑制できる。液相燃料の供給により燃焼室２内での気化潜熱効果を得られる上、点火栓５の燃料被りによるくすぶりを抑制することができる。【選択図】  図２
2006194158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火栓を有する燃焼室に連通した吸気ポートと、前記燃焼室内に燃料を液相で供給する燃料噴射弁と、を備えたエンジンの吸気装置であって、
前記燃焼室内であって前記吸気ポートよりも前記点火栓に近接した位置に開口した吸気サブポートを更に備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの吸気装置であって、
前記燃料噴射弁が前記吸気ポート内に配置されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの吸気装置であって、
前記燃料噴射弁は、前記吸気ポートの開口隙間のうち前記点火栓に近接した部分から、前記燃焼室内に燃料を供給することを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジンの吸気装置であって、
２個の前記吸気ポートを備え、当該２個の前記吸気ポートの開口中心から等しい距離に前記吸気サブポートが開口していることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室に燃料と空気とを供給するエンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内直噴式のエンジンは、燃料を液相で燃焼室内に供給することから、燃料の蒸発の際の気化潜熱効果によって、エンジンの冷却とこれによる体積効率ηｖの向上・ノック改善による性能向上を期待できる。しかし筒内直噴式のエンジンは、高圧化で噴射でき高温高圧に耐えうる燃料噴射弁および燃料供給系が必要であるため、コストアップにつながる。
【０００３】
この点、特許文献１は、吸気ポートに設置された燃料噴射弁の先端に、燃料を吸気弁近傍までガイドする筒状体を設けた構成を開示している。しかし、特許文献１の構成は、燃料を吸気弁の近傍から噴射するものであるため、液相の燃料が点火栓に付着して、燃料の被りを生ずるおそれがある。
【０００４】
他方、特許文献２は、筒内直噴式エンジンにおいて、空気を導入するサブポートを吸気ポート内に突出させ、このサブポートからの吸気が燃料噴射弁と点火栓との中間位置を指向するようにした構成を開示している。しかし、特許文献２の構成は筒内直噴式エンジンにおいて効果的であるとしても、ポート噴射式のエンジンに同様のサブポートを設けることを考えた場合、サブポートからの吸気と燃料噴射弁からの燃料とが燃焼室に入る前に吸気ポート内で混合してしまうため、必ずしも効果的とは言いがたい。
【０００５】
特許文献３は、単一の燃焼室に第１および第２の吸気ポートを設け、これら第１および第２の吸気ポートの間に、混合気供給ポートを配置した構成を開示している。混合気供給ポートは、第１および第２の吸気ポートの開口中心を結ぶ線よりもシリンダボア中心側に、その開口部の少なくとも一部が位置させられている。この構成は、混合気供給ポートからの混合気を、第１および第２の吸気ポートからの吸気によって点火栓の近傍に集めることで良好な成層化を図るものであり、液相の燃料が点火栓に付着する問題は解消できない。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７３６０１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４３８５５号公報
【特許文献３】特開平７−３３２０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の目的は、液相の燃料の点火栓への付着を抑制することのできる新規な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明は、点火栓を有する燃焼室に連通した吸気ポートと、前記燃焼室内に燃料を液相で供給する燃料噴射弁と、を備えたエンジンの吸気装置であって、前記燃焼室内であって前記吸気ポートよりも前記点火栓に近接した位置に開口した吸気サブポートを更に備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置である。
【０００９】
第１の本発明では、吸気サブポートが、燃焼室内であって吸気ポートよりも点火栓に近接した位置に開口しているので、この吸気サブポートからの流入空気層により、燃料噴射弁からの燃料が点火栓に付着するのを抑制することができる。
【００１０】
本発明における燃料噴射弁は、第２の本発明のように吸気ポート内に配置されているのが好ましい。
【００１１】
また、吸気ポート内に配置された燃料噴射弁は、第３の本発明のように、吸気ポートの開口隙間のうち点火栓に近接した部分から、燃焼室内に燃料を供給することとするのが特に好適である。
【００１２】
第４の本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジンの吸気装置であって、２個の前記吸気ポートを備え、当該２個の前記吸気ポートの開口中心から等しい距離に前記吸気サブポートが開口していることを特徴とするエンジンの吸気装置である。
【００１３】
第４の本発明では、２個の吸気ポートを備え、当該２個の吸気ポートの開口中心から等しい距離に吸気サブポートが開口しているので、２個の吸気ポートの配置の対称性によって、燃焼室内の吸気流を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明によるエンジンを示す概略構成図である。同図に示されるエンジン１は、いわゆるポート噴射式の４サイクルガソリン内燃機関であり、その燃焼室２には、２個の吸気ポート３ａ，３ｂが接続されている。また、燃焼室２には２個の排気ポート４ａ，４ｂが接続されている。燃焼室２の頂面の概ね中央には、点火栓５がセットされている。
【００１６】
吸気ポート３ａ，３ｂと点火栓５との間には、吸気サブポート６が接続され、燃焼室２内に開口している。図１では吸気サブポート６は一点鎖線で示されている。
【００１７】
図２に示されるように、吸気ポート３ａ，３ｂには吸気弁１３ａ，１３ｂがセットされている。また、吸気サブポート６には、サブ吸気弁１６がセットされている。図２においては図示を省略しているが、排気ポート４ａ，４ｂには排気弁がそれぞれセットされている。これら吸気弁１３ａ，１３ｂ、サブ吸気弁１６および排気弁は、いずれもポペット弁であって、不図示のバルブスプリングおよびバルブコッタ等を介して、常時閉方向（図中上向き）に付勢されており、不図示の動弁機構によって開閉駆動される。なお、この動弁機構はいわゆる可変バルブタイミング機構であり、吸気弁１３ａ，１３ｂ、サブ吸気弁１６および排気弁をそれぞれ任意のタイミングで開閉することができる。
【００１８】
吸気サブポート６は、燃焼室２内であって吸気ポート３ａ，３ｂよりも点火栓５に近接した位置に開口している。すなわち、吸気サブポート６の開口部のうち点火栓５に最も近い点は、吸気ポート３ａ，３ｂの開口部のうち点火栓５に最も近い点よりも、点火栓５に近接している。また、吸気サブポート６は、少なくともその一部が、吸気ポート３ａ，３ｂの開口中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分よりシリンダボア中心側に位置しているのが好ましい。より好ましくは、吸気サブポート６の開口中心Ｃ３が、吸気ポート３ａ，３ｂの開口中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分よりシリンダボア中心側に位置しているのが好ましい。また、更に好ましくは、吸気サブポート６の全体が、吸気ポート３ａ，３ｂの開口中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分よりシリンダボア中心側に位置しているのが好ましい。
【００１９】
また、吸気サブポート６の開口中心Ｃ３は、２個の吸気ポート３ａ，３ｂの各開口中心Ｃ１，Ｃ２から等しい距離にある。
【００２０】
吸気ポート３ａ，３ｂには、燃料噴射弁１８ａ，１８ｂがそれぞれ配置されている。燃料噴射弁１８ａ，１８ｂは、燃焼室２内に燃料を液相で供給することが意図されており、このために、燃焼室２に十分近接して配置されている。燃料噴射弁１８ａ，１８ｂは、吸気ポート３ａ，３ｂの開口隙間のうち点火栓５に近接した部分（点火栓５に最も近い点から所定範囲内）に向けられており、この部分から燃焼室２内に燃料を供給する。図２に示されるとおり、吸気弁１３ａ，１３ｂは、いずれも軸部が吸気側に傾斜しており、このため燃料噴射弁１８ａ、１８ｂは水平に近い角度で燃焼室２内に燃料を噴射することになる。ピストン７の上面には、燃焼室２内のタンブル流Ａを促進するために凹部７ａが設けられている。
【００２１】
以上のとおり構成された本実施形態において、吸気行程では、吸気弁１３ａ，１３ｂおよびサブ吸気弁１６が開いた状態で、シリンダ内をピストン７が下降する。そして燃料噴射弁１８ａ，１８ｂから、燃料（例えばガソリン）が噴射されると、燃料は吸気流にのって吸気ポート３ａ，３ｂの開口隙間から、燃焼室２内に供給される。燃焼室２内に入った段階での燃料は液相の霧状である。
【００２２】
ここで、本実施形態では、吸気サブポート６およびサブ吸気弁１６からの流入空気層ａ（図１および図２では散点で示される）により、霧状の燃料ｆ（図１および図２ではハッチングで示される）の経路が、図２に示されるように下向きに偏向され、これによって、液相の燃料ｆが点火栓５に付着する事態が回避される。また、この燃料ｆの流れの偏向と、流入空気層ａの作用による気化の促進とによって、液相の燃料ｆのシリンダのボア壁８への付着が抑制される。そして、このような燃料ｆの流れの偏向によってタンブル流Ａの形成が促進されることになる。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態では、燃焼室２内であって吸気ポート３ａ，３ｂよりも点火栓５に近接した位置に開口しているので、この吸気サブポート６からの流入空気層ａにより、吸気ポート３ａ，３ｂに配置された燃料噴射弁１８ａ，１８ｂからの燃料ｆが点火栓５に付着するのを抑制することができる。したがって、燃焼室２内での気化潜熱効果を得られる上、点火栓５の燃料被りによるくすぶりを抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、２個の吸気ポート３ａ，３ｂを備え、当該２個の吸気ポート３ａ，３ｂの開口中心から等しい距離に吸気サブポート６が開口しているので、吸気サブポート６に関する２個の吸気ポート３ａ，３ｂの配置の対称性によって、燃焼室２内の吸気流を安定化することができる。
【００２５】
また本実施形態では、液相の燃料ｆのボア壁８への付着が抑制されるので、燃料ｆによるエンジンオイルの希釈化や、エミッションの悪化、燃費の悪化を抑制することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、上記実施形態では２個の吸気ポート３ａ，３ｂのそれぞれに燃料噴射弁を配置したが、このような構成に代えて、図３に示されるように、２個の吸気ポート１０３ａ，１０３ｂに燃焼室２の近傍で分岐するＹ字型吸気ポート１０３を用い、その分岐点の近傍かつ上流側に燃料噴射弁１１８を配置する構成としてもよい。このような構成においては、燃料噴射弁１１８から噴射された燃料ｆが液相で燃焼室２内に供給される点において上記図１および図２に示される実施形態と変わるところはなく、このような構成も本発明の範疇に属するものである。また、本発明は燃料噴射弁が吸気ポートに配置されている所謂ポート噴射式のエンジンに特に好適に適用できるが、筒内直噴式のエンジンにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る吸気装置を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る吸気装置を概略的に示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る吸気装置の変形例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１０１        エンジン
２        燃焼室
３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ    吸気ポート
４ａ，４ｂ      排気ポート
５        点火栓
６        吸気サブポート
７        ピストン
８        ボア壁
１３ａ，１３ｂ        吸気弁
１６        サブ吸気弁
【図１】
2006194158.tif 000003
【図２】
2006194158.tif 000004
【図３】
2006194158.tif 000005