(57)【要約】  【課題】  吸気ポート内に噴射燃料が付着することを防止する。  【解決手段】  内燃機関の吸気装置は、吸気ポート１の下流側部分がシリンダ軸線Ｗ方向に延在する隔壁３によって股状に分岐したものであって、隔壁３よりも上流側から吸気ポート１の下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁６を備え、隔壁３の吸気上流側面１３の吸気流れ方向で最奥となる最奥部Ｐが、シリンダ軸線Ｗ方向において、吸気ポート中心線Ｓよりも燃焼室１２側に形成される。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートの下流側部分がシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐しそれぞれが吸気弁を介して燃焼室に開口する内燃機関の吸気装置であって、前記隔壁よりも上流側から吸気ポートの下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記隔壁の吸気上流側面の吸気流れ方向で最奥となる最奥部が、シリンダ軸線方向において、吸気ポートの中心線よりも燃焼室側に形成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
燃料噴射弁から噴射される燃料の指向中心線が、吸気ポートの中心線と前記隔壁との交点よりも、シリンダ軸線方向において、燃焼室側を指向していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
燃料噴射弁は、シリンダ軸線方向において、前記最奥部を指向して燃料を噴射することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
シリンダ軸線方向において、燃料噴射弁から噴射される燃料の指向中心線の、吸気ポートの中心線を越えて燃焼室側に至る点よりも、前記最奥部が燃焼室側に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
吸気ポートの下流側部分がシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐しそれぞれが吸気弁を介して燃焼室に開口する内燃機関の吸気装置であって、吸気ポートの下流側部分が燃焼室に向かって湾曲形成されていると共に、前記隔壁よりも上流側から、かつ吸気ポートの中心線の反燃焼室側から吸気ポートの各下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記隔壁の吸気上流側面の吸気流れ方向で最奥となる最奥部が、シリンダ軸線方向において、吸気ポートの中心線よりも燃焼室側に形成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
燃料噴射弁から噴射される燃料の各指向中心線が、吸気ポートの中心線と前記隔壁との交点よりも、シリンダ軸線方向において、燃焼室側を指向していることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
燃料噴射弁は、シリンダ軸線方向でみて前記最奥部を指向し、かつ各吸気弁に向かって燃料を噴射することを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
シリンダ軸線方向において、燃料噴射弁から噴射される燃料の各指向中心線の、吸気ポートの中心線を越えて燃焼室側に至る点よりも、前記最奥部が燃焼室側に形成されることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項９】
吸気ポートは、シリンダヘッド内に型成形され、前記隔壁の吸気上流側面の形状は、前記隔壁と吸気ポートの中心線との交点から前記最奥部にかけて、型成形時の型抜き方向と一致していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、より詳しくは、吸気ポート内で燃料の予混合を行う内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート内で燃料の予混合を行う内燃機関においては、未燃焼ガスの排出抑制や、運転性の改善等の観点から、燃料噴霧を吸気ポート内の壁面に極力付着させずに、吸入空気と混合させることが望ましい。そのため、近年、より燃焼室に近い位置に燃料噴射弁を配置し予混合を促進する構成が主流となっている。
【０００３】
また、一つの気筒が複数に吸気弁を備えたいわゆるマルチバルブの内燃機関で燃焼室の上流側で燃料の予混合を行う場合には、特許文献１に見られるように、一つの気筒に開口する各吸気ポートに向かって、燃料噴射弁から燃料を噴射するものが従来から知られている。
【特許文献１】特開平９−３０３１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、分岐した各吸気ポートに向かって、単に燃料を噴射する構成においては、隣接する吸気ポート同士を分岐させる壁面に噴射された燃料が付着し易く、排気／燃料応答性が悪化してしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明における内燃機関の吸気装置は、吸気ポートの下流側部分がシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐したものであって、隔壁よりも上流側から吸気ポートの下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、隔壁の吸気上流側面の吸気流れ方向で最奥となる最奥部が、シリンダ軸線方向において、吸気ポートの中心線よりも燃焼室側に形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、隔壁の壁面への燃料の付着を減少させることができるので、未燃焼ガスの排出を低減させることができる。また、吸気ポート内での予混合が促進されるので、出力向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２は、燃焼室の上流側で燃料の予混合を行う火花点火式内燃機関に本発明を適用した実施形態の構成を示した概略説明図であって、図１は吸気装置を上方から見た平面図に相当する説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図に相当する説明図である。尚、図１においてはＡ−Ａ線よりも上側のみを示しているが、これは吸気装置がＡ−Ａ線に略線対称となっているで、便宜上、Ａ−Ａ線よりも下側を省略したからである。
【０００９】
型成形されるシリンダヘッド１０には、各気筒毎に吸気ポート１が形成されている。吸気ポート１は、その吸気下流側部分が燃焼室１２に向かって湾曲形成されたものであって、集合通路部２と、集合通路部２の吸気下流側に位置し、隔壁３によって集合通路部２から二股状に分岐した分岐通路部４と、を備え、各気筒に一対づつ設けられた吸気弁（図示せず）によって先端を開閉している。
【００１０】
換言すれば、吸気ポート１の吸気下流側部分、すなわち分岐通路部４の吸気下流側となる先端部分が、シリンダ軸線Ｗ方向に延在する隔壁３によって２股状に分岐し、それぞれが吸気弁を介してシリンダヘッド１０とシリンダヘッド１０の下方に位置するシリンダブロック１１とによって画成された燃焼室１２に開口している。尚、図１及び図２中の５は、吸気弁のバルブステムが貫通する吸気弁取付穴である。
【００１１】
吸気ポート１の集合通路部２には、隔壁３よりも吸気上流側に位置に吸気ポート１内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が配設されている。この燃料噴射弁６は、シリンダヘッド１０に直接取り付けられたものであって、集合通路部２から各分岐管通路部４，４に、すなわち２方向に向かって燃料噴射を行っている。燃料噴射弁６から噴射される燃料の指向中心線Ｑは分岐通路部４の吸気下流側となる先端部分の略中心をそれぞれ指向している。換言すれば、燃料噴射弁６は、隔壁３よりも吸気上流側から、かつ燃焼室１２に対して吸気ポート中心線Ｓ（吸気ポートの中心線）を挟んで反対側から吸気ポート１の吸気下流側に向かって燃料噴射を行うものである。
【００１２】
ここで、集合通路部２から分岐通路部４を分岐させる隔壁３は、分岐通路部４の間、すなわち隣接する分岐通路部４の間に位置しており、図２に示すように、隔壁３の吸気上流側端部７は、燃料噴射弁６を基準として、噴射される燃料の噴霧方向で最も奥側となる最奥部Ｐが、吸気ポート中心線Ｓ（吸気ポートの中心線）よりも燃料の噴霧方向側に偏倚するよう形成されている。つまり、最奥部Ｐは、図２に示すように、シリンダ軸線Ｗに平行で、かつ吸気ポート中心線Ｓを含む平面上で、燃料噴射弁６から噴射される燃料の指向中心線Ｑと一致すると共に、吸気ポート中心線Ｓと燃料の指向中心線Ｑとの交点Ｔよりも燃料の噴霧方向側、すなわち吸気下流側に位置するよう形成されている。
【００１３】
換言すれば、隔壁３の吸気上流側面１３の吸気流れ方向Ｙで最奥となる最奥部Ｐが、シリンダ軸線Ｗ方向において、吸気ポート中心線Ｓよりも燃焼室１２側に形成されている。つまり、図２に示すように、燃料の各指向中心線Ｑが、吸気ポート中心線Ｓと隔壁３との交点Ｒよりも、シリンダ軸線Ｗ方向において、燃焼室１２側を指向していると共に、燃料噴射弁６がシリンダ軸線Ｗ方向でみて最奥部Ｐを指向し、かつ各吸気弁に向かって燃料を噴射するよう配設され、さらにシリンダ軸線Ｗ方向において、燃料の各指向中心線Ｑの、吸気ポート中心線Ｓを越えて燃焼室１２側に至る点よりも、最奥部Ｐが燃焼室１２側に形成されるている。
【００１４】
ここで、吸気ポート中心線Ｓとは、吸気ポート１の上流側においては集合通路部２の中心線と一致し、吸気ポート１の下流側においては隣接する分岐通路４，４の中央を通り、かつ吸気ポート１の湾曲に追従して燃焼室１２に向かって湾曲したものであって、図１にあってはＡ−Ａ線と重なるものである。
【００１５】
さらに、図２に示すように、吸気ポート中心線Ｓと隔壁３の吸気上流側端部７との交点Ｒから最奥部Ｐに至るまでの吸気上流側端部７の形状は、型成形時の型抜き方向と一致するよう形成されている。
【００１６】
換言すれば、隔壁３の吸気上流側面１３の形状は、隔壁３と吸気ポート中心線Ｓとの交点Ｒから最奥部Ｐにかけて、型成形時の型抜き方向と一致するよう形成されている。
【００１７】
図３及び図４は、上述した本願発明に係る実施形態に対する比較例を示したものであり、上述した実施形態とは、集合通路部２０から分岐通路部２１を分岐させる分岐壁２２の吸気上流側端部２３の形状が異なったものである。この比較例は、集合通路部２０から単に略Ｙ字状に分岐通路部２１を分岐させたものであり、分岐壁２２の吸気上流側端部２３は、燃料噴射弁２４を基準として、燃料噴射弁２４から噴射される燃料の噴霧方向で最も奥側となる最奥端点Ｐ1が、集合通路部２０の長手方向に沿った集合通路部中心線Ｓ1上に位置している。そのため、このような構成の比較例においては、図４に示す網掛け領域Ｍにおいて、分岐壁２２の壁面に燃料が付着し易くなっている。
【００１８】
しかしながら、上述した本実施形態においては、燃料が付着し易い領域を避けるように、隔壁３の吸気上流側面１３の吸気流れ方向Ｙで最奥となる最奥部Ｐが、シリンダ軸線Ｗ方向において、吸気ポート中心線Ｓよりも燃焼室１２側に形成され、燃料噴射弁６から噴射される燃料の指向中心線Ｑが、吸気ポート中心線Ｓと隔壁３との交点Ｒよりも、シリンダ軸線Ｗ方向において、燃焼室１２側を指向し、燃料噴射弁６がシリンダ軸線Ｗ方向でみて最奥部Ｐを指向し、かつ各吸気弁に向かって燃料を噴射するよう配設されている。換言すれば最奥部Ｐが燃料の噴霧方向側に引っ込んだ形状となっている。そのため、吸気ポート１の壁面、すなわち隔壁３の吸気上流側面１３、あるいは吸気上流側端部７に付着する燃料を減少させることができる。
【００１９】
つまり、図５に示すように、本実施形態における吸気装置は、噴射した燃料が分岐壁２２の壁面に付着し易い比較例に対して、未燃焼ガス（ＨＣ）の排出を低減することができる。尚、図５は、冷機始動後の所定時間の間にエンジンから排出される未燃ガス（ＨＣ）量を模式的に示したものである。
【００２０】
また、本実施形態においては、吸気ポート１内の壁面に燃料が付着しにくく、吸気ポート１内で噴射された燃料の予混合が促進されるので、図６に示すように、比較例に対して、エンジン回転数が中速域のスロットルバルブ全開時において、出力向上を図ることができると共に、最大トルクを発生させる空燃比を相対的に薄くすることができる。
【００２１】
さらに、本実施形態においては、隔壁３の吸気上流側面１３の形状が、隔壁３と吸気ポート中心線Ｓとの交点Ｒから最奥部Ｐにかけて、型成形時の型抜き方向と一致するよう形成されているので、吸気ポート１を型成型する際に用いる中子の分割面を吸気ポート中心線Ｓ上に設定することができ、中子の型と噴霧の関係が複雑になることはなく、生産性が悪化することを防止することができる。
【００２２】
尚、上述した実施形態においては、１つの気筒に吸気弁が２つある吸気装置を例に説明したが、本願発明は、１つの気筒に吸気弁が２つある場合に限定されるものではなく、１つの気筒に３つ、あるいはそれ以上の吸気弁を備えた吸気装置に広く適用可能である。
【００２３】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００２４】
（１）  吸気ポートの下流側部分がシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐しそれぞれが吸気弁を介して燃焼室に開口する内燃機関の吸気装置であって、前記隔壁よりも上流側から吸気ポートの下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記隔壁の吸気上流側面の吸気流れ方向で最奥となる最奥部が、シリンダ軸線方向において、吸気ポートの中心線よりも燃焼室側に形成される。これによって、隔壁の壁面への燃料の付着を減少させることができるので、未燃焼ガスの排出を低減させることができる。また、吸気ポート内での予混合が促進されるので、中速域の回転数のアクセル全開時にて、出力向上を図ることができると共に、最大トルクを発生させるための空燃比を相対的に薄くすることができる。
【００２５】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、燃料噴射弁から噴射される燃料の指向中心線が、吸気ポートの中心線と前記隔壁との交点よりも、シリンダ軸線方向において、燃焼室側を指向している。
【００２６】
（３）  上記（１）または（２）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、燃料噴射弁が、シリンダ軸線方向において、前記最奥部を指向して燃料を噴射する。
【００２７】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、シリンダ軸線方向において、燃料噴射弁から噴射される燃料の指向中心線の、吸気ポートの中心線を越えて燃焼室側に至る点よりも、前記最奥部が燃焼室側に形成される。
【００２８】
（５）  吸気ポートの下流側部分がシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐しそれぞれが吸気弁を介して燃焼室に開口する内燃機関の吸気装置であって、吸気ポートの下流側部分が燃焼室に向かって湾曲形成されていると共に、前記隔壁よりも上流側から、かつ吸気ポートの中心線の反燃焼室側から吸気ポートの各下流側部分に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記隔壁の吸気上流側面の吸気流れ方向で最奥となる最奥部が、シリンダ軸線方向において、吸気ポートの中心線よりも燃焼室側に形成される。
【００２９】
換言すれば、内燃機関のシリンダに吸気ポートが接続され、かつこの吸気ポートの吸気下流側の先端を吸気弁が開閉する内燃機関の吸気装置であって、吸気ポートは、集合通路部と、この集合部からシリンダ軸線方向に延在する隔壁によって股状に分岐し、それぞれの吸気下流側の先端が吸気弁を介して燃焼室に開口する複数の分岐通路と、を備え、集合通路部内に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する内燃機関の吸気装置において、シリンダ軸線に平行で、かつ集合通路部中心線Ｓを含む平面上で、隣接する分岐通路部の間に位置して集合通路部から分岐通路部を分岐させる隔壁の吸気上流側端部は、燃料噴射弁を基準として、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧方向で最も奥側となる最奥部が、吸気ポート中心線よりも燃料の噴霧方向側に偏倚するよう形成されている。
【００３０】
これによって、隔壁の壁面への燃料の付着を減少させることができるので、未燃焼ガスの排出を低減させることができる。また、吸気ポート内での予混合が促進されるので、中速域の回転数のアクセル全開時にて、出力向上を図ることができると共に、最大トルクを発生させるための空燃比を相対的に薄くすることができる。
【００３１】
（６）  上記（５）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、燃料噴射弁から噴射される燃料の各指向中心線が、吸気ポートの中心線と前記隔壁との交点よりも、シリンダ軸線方向において、燃焼室側を指向している。
【００３２】
（７）  上記（５）または（６）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、燃料噴射弁が、シリンダ軸線方向でみて前記最奥部を指向し、かつ各吸気弁に向かって燃料を噴射する。
【００３３】
（８）  上記（５）〜（７）のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、シリンダ軸線方向において、燃料噴射弁から噴射される燃料の各指向中心線の、吸気ポートの中心線を越えて燃焼室側に至る点よりも、前記最奥部が燃焼室側に形成される。
【００３４】
（９）  上記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置は、吸気ポートが、シリンダヘッド内に型成形され、前記隔壁の吸気上流側面の形状は、前記隔壁と吸気ポートの中心線との交点から前記最奥部にかけて、型成形時の型抜き方向と一致している。これによって、吸気ポートを型成形する際に生産性が悪化してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸気装置の一実施の形態を示す説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】比較例の吸気装置を示す説明図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図５】本実施形態における吸気装置の未燃ガス量の低減効果を示す説明図。
【図６】本実施形態における吸気装置の出力向上効果を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１…吸気ポート
３…隔壁
１２…燃焼室
１３…吸気上流側面
【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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