[go: up one dir, main page]

JPH0672537B2 - Engine intake system - Google Patents

Engine intake system

Info

Publication number
JPH0672537B2
JPH0672537B2 JP22551485A JP22551485A JPH0672537B2 JP H0672537 B2 JPH0672537 B2 JP H0672537B2 JP 22551485 A JP22551485 A JP 22551485A JP 22551485 A JP22551485 A JP 22551485A JP H0672537 B2 JPH0672537 B2 JP H0672537B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
pressure wave
passage
supercharger
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
JP22551485A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6285120A (en
Inventor
光夫 人見
俊基 岡崎
晃二 大西
潤三 佐々木
和憲 冨永
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda 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 Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP22551485A priority Critical patent/JPH0672537B2/en
Publication of JPS6285120A publication Critical patent/JPS6285120A/en
Publication of JPH0672537B2 publication Critical patent/JPH0672537B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、吸気通路内に生じる圧力波を利用して吸気を
行なう吸気装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of an intake device that performs intake using pressure waves generated in an intake passage.

(従来技術) 従来から、吸気慣性、共鳴効果等、吸気の動的効果を利
用して、充填効率を高めこれによって高出力を確保する
ようにしたエンジンが提案されている。
(Prior Art) Conventionally, an engine has been proposed in which dynamic effects of intake air, such as intake inertia and resonance effect, are utilized to improve the charging efficiency and thereby secure a high output.

しかし、吸気の圧力波による効果を利用して、充填効率
の改善を図る場合には、次のような問題がある。エンジ
ン回転数が低下するとピストンの下降速度が小さくな
り、従って発生する負圧波が小さくなって得られる充填
率向上効果も小さくなる。また、圧力波の伝播は、音速
という一定の速度で生じるのに対し、圧力波による吸気
の押し込み効果が望まれるタイミイグは、エンジンの回
転速度に応じて変化するため、広い回転数領域で圧力波
による充填効率の向上効果を得ることが困難である。
However, when the effect of the pressure wave of the intake air is used to improve the charging efficiency, there are the following problems. When the engine speed decreases, the lowering speed of the piston decreases, and thus the negative pressure wave generated decreases, and the effect of improving the filling rate also decreases. In addition, the propagation of the pressure wave occurs at a constant velocity called sonic velocity, whereas the timing imitation, which is desired to have the effect of pushing the intake air by the pressure wave, changes according to the engine speed, so the pressure wave is generated in a wide rotational speed range. It is difficult to obtain the effect of improving the filling efficiency.

このような事情に鑑み、特開昭55-107018号公報には、
吸気弁上流の吸気通路に設けられる給気溜と、シリンダ
と該給気溜とを連通する吸気通路に設けられ、クランク
軸の回転速度と同一または2分の1の速度で回動する弁
板を有する給気管制弁とを備え、該管制弁によってクラ
ンク軸の回転速度に応じてシリンダと給気溜の連通を制
御し、広い範囲の回転数領域で吸気の圧力波による充填
率増大効果が得られるようにしたエンジンの吸気構造が
開示されている。
In view of such circumstances, JP-A-55-107018 discloses that
A valve plate provided in an intake passage upstream of the intake valve and in an intake passage communicating with the cylinder and the intake passage, and rotating at the same speed as or half the rotational speed of the crankshaft. And a charge control valve having a control valve for controlling the communication between the cylinder and the charge reservoir according to the rotation speed of the crankshaft by the control valve, thereby increasing the filling rate by the pressure wave of intake air in a wide range of rotation speeds. An engine intake structure adapted to be obtained is disclosed.

(発明が解決しようとする問題点) 上記特開昭55-107018号では、吸気通路の途中に設けら
れ一定の容積を有する給気溜において下流側で生じた吸
気負圧波を正圧波に反転させこの反転正圧波により充填
効率を向上させるようにしている。しかし、このように
吸気通路に容積部を設けて反転部を構成する形式のもの
では、吸気装置が大型化し、限られたスペースのエンジ
ンルームにおいて、レイアウト上の問題が生じる。さら
に、このような吸気の圧力振動を利用する吸気装置に過
給機を組込んで構成することも可能であるが、この場合
には、過給機と別個に反転容積部を設けなければならず
上記レイアウト上の問題は、さらに深刻となる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 55-107018, an intake negative pressure wave generated on the downstream side in a charge reservoir having a certain volume provided in the intake passage is inverted into a positive pressure wave. The inversion positive pressure wave is used to improve the filling efficiency. However, in the type in which the volume is provided in the intake passage to form the reversing portion, the intake device becomes large, and a layout problem occurs in the engine room with a limited space. Further, it is possible to incorporate the supercharger into the intake device that utilizes such pressure oscillation of the intake air, but in this case, the reversing volume section must be provided separately from the supercharger. However, the above layout problem becomes more serious.

(上記問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題を解決するために構成されたもの
で、本発明の吸気装置は、エンジンの回転に同期して開
閉される吸気ポートと、該吸気ポート上流の吸気通路に
設けられ、少なくとも低回転高負荷時において、該吸気
通路を吸気ポートの開口時期よりも後であって吸入上死
点以降に開き吸気開始時期を遅延させる制御する制御弁
と、前記制御弁よりも上流側の吸気通路に設けられる容
積型過給機とを備えている。前記過給機は、吸気開始の
際吸気系に生じる圧力波と、過給機の作動によって吸気
系に生じる圧力波とが互いに逆転した位相関係で干渉す
るように、吸気開始時期と同期したタイミングで作動さ
せられるようになっている。
(Means for Solving the Problems) The present invention is configured to solve the above problems, and an intake device of the present invention includes an intake port opened and closed in synchronization with rotation of an engine, A control valve which is provided in the intake passage upstream of the intake port and controls the intake passage to be opened after the opening timing of the intake port and after the intake top dead center to delay the intake start timing, at least at low rotation and high load. And a positive displacement supercharger provided in the intake passage upstream of the control valve. The supercharger has a timing synchronized with the intake start timing so that the pressure wave generated in the intake system at the start of intake and the pressure wave generated in the intake system due to the operation of the supercharger interfere with each other in a reversed phase relationship. It can be operated with.

本発明の吸気装置は、制御弁よりも上流側に、容積型の
過給機を備えている。本発明の過給機は、容積型の過給
機であって、その作動により、吸気通路内に吐き出され
る吸気は、一定の圧力変動を伴う。本発明に適用するこ
とができる過給機としては、ベーンタイプ、ルーツタイ
プ、ピストンタイプ等の種々の容積型過給機が挙げられ
る。また、本発明の制御弁は、少なくとも低回転高負荷
運転時においては、吸入上死点、すなわち、TDCよりも
遅れて開かれるようになっており、吸気系には、制御弁
が開かれて吸気開始が行なわれるとき、大きな負圧波が
生じ、この負圧波は、吸気通路を上流側に伝播する。本
発明では、上記過給機の作動に起因して、吸気系に生じ
る圧力波と、制御弁の開弁時に生じる圧力波とが吸気通
路内で互いに逆転した位相関係で干渉するように、過給
機の作動がタイミングを決定している。そして、この干
渉により、制御弁の開弁時に生じた負圧波は、反転して
正圧波となり、吸気行程の終期に燃焼室に導入される。
The intake system of the present invention includes a positive displacement supercharger upstream of the control valve. The supercharger of the present invention is a positive displacement supercharger, and the intake air discharged into the intake passage due to its operation is accompanied by a constant pressure fluctuation. As the supercharger applicable to the present invention, various positive displacement superchargers such as a vane type, a roots type and a piston type can be mentioned. Further, the control valve of the present invention is designed to be opened later than the intake top dead center, that is, TDC, at least during low rotation and high load operation, and the control valve is opened in the intake system. When the intake is started, a large negative pressure wave is generated, and this negative pressure wave propagates through the intake passage to the upstream side. According to the present invention, due to the operation of the supercharger, the pressure wave generated in the intake system and the pressure wave generated when the control valve is opened interfere with each other in a mutually reversed phase relationship in the intake passage. The operation of the feeder determines the timing. Due to this interference, the negative pressure wave generated when the control valve is opened is inverted and becomes a positive pressure wave, which is introduced into the combustion chamber at the end of the intake stroke.

この場合制御弁の開弁時期は吸気弁の開弁時期に対して
一定のずれを有していてもエンジン回転数及び負荷の変
化に応じて、段階的または、連続的に変化させるように
しても良い。
In this case, the opening timing of the control valve should be changed stepwise or continuously according to changes in engine speed and load even if there is a certain deviation from the opening timing of the intake valve. Is also good.

本発明の好ましい態様では、上記制御弁による吸気開始
時期の遅延制御は、低負荷時、及び高回転時において
は、解除されるようになっている。この解除手段は、例
えば、制御弁の開弁時期を吸気弁以上に設定しておき、
低負荷時、及び高回転時においては、進角機構を用いて
制御弁の開弁時期を吸気弁に合わせるように構成すれば
よい。また、各気筒用に設けられる制御弁をバイパスす
るバイパス通路を設けるとともに、このバイパス通路を
開閉するバイパス弁を設け、低負荷時及び高回転時に
は、バイパス弁を開くようにしてもよい。さらに、制御
弁下流側の各気筒用の独立吸気通路を互いに連通するバ
イパス通路を設け、該通路にバイパス弁を設置して、こ
の弁を低負荷時、高回転時に開いて他の気筒の吸気通路
を介して吸気を導入するようにしてもよい。
In a preferred aspect of the present invention, the delay control of the intake start timing by the control valve is released during low load and high rotation. This releasing means sets, for example, the opening timing of the control valve to be equal to or more than the intake valve,
When the load is low and the rotation is high, the advance mechanism may be used to match the valve opening timing of the control valve with the intake valve. Further, a bypass passage for bypassing the control valve provided for each cylinder may be provided, a bypass valve for opening and closing the bypass passage may be provided, and the bypass valve may be opened during low load and high rotation. Further, a bypass passage is provided to connect the independent intake passages for the respective cylinders on the downstream side of the control valve to each other, and a bypass valve is installed in the passage, and this valve is opened at low load and high rotation to intake the other cylinders. The intake air may be introduced through the passage.

(本発明の効果) 本発明によれば、過給機の作動に起因して、吸気通路内
に生ずる圧力波と、制御弁の開動作によって吸気通路に
生じる圧力波とを、互いの位相が逆転した関係で両者を
干渉させるようにしている。これによって、制御弁の開
弁時に生じた負圧波は、反転して、反射正圧波となって
燃焼室内に戻り、吸気の押込み効果をもたらす。これに
よって、高充填率を確保することができ、出力の向上を
図ることができる。従って、本発明によれば、負圧波を
反転させるための特別の容積部を吸気系に設ける必要が
なくなり、装置をコンパクトに構成することができるの
で、レイアウト上極めて有利となる。
(Effect of the present invention) According to the present invention, the pressure wave generated in the intake passage due to the operation of the supercharger and the pressure wave generated in the intake passage due to the opening operation of the control valve are mutually in phase. They are trying to interfere with each other in a reversed relationship. As a result, the negative pressure wave generated when the control valve is opened is reversed and becomes a reflected positive pressure wave, which returns to the combustion chamber and brings about the effect of pushing the intake air. Thereby, a high filling rate can be secured and the output can be improved. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to provide a special volume portion for inverting the negative pressure wave in the intake system, and the device can be made compact, which is extremely advantageous in layout.

また、一般に吸気系に生じる圧力波による充填率増大効
果が得られるエンジン回転数(以下同調回転数という)
は、次の関係式で表わされる。
In addition, the engine speed (hereinafter referred to as the tuning speed) that generally provides the effect of increasing the filling rate due to the pressure wave generated in the intake system
Is represented by the following relational expression.

ここで、N:同調回転数(rpm)、θ:有効開弁期間(d
eg)、ν:吸気弁開弁期間中の吸気系の固有振動数(H
z)である。
Here, N: tuning rotation speed (rpm), θ e : effective valve opening period (d
eg), ν: Natural frequency of intake system during intake valve opening period (H
z).

有効開弁期間は、吸気弁の開弁期間を意味するものでは
なく、吸気が実際にシリンダ内に導入される期間であ
る。
The effective valve opening period does not mean the valve opening period of the intake valve, but is a period during which intake air is actually introduced into the cylinder.

本発明において、制御弁によって、吸気導入開始時期を
遅らせるようにして制御することは、第(1)式におい
て、有効開弁期間θを変更する制御を行なうことを意
味する。この結果、本発明の制御により、広い回転数領
域で同調回転数を得ることができ、異なる回転域の各々
において、圧力波による所望の充填効率増大効果を得る
ことができる。さらに本発明の好ましい態様では、高回
転時においては、上記制御弁による遅延制御が、通路抵
抗を増大させる結果むしろ弊害となることに鑑み、制御
弁による遅延制御を解除するように制御する。これによ
って、有効開弁期間が拡がり、すなわち、上記第(1)
式においてθが大きくなって通路抵抗が減少し、多量
吸気導入が可能となるとともに、このような運転領域に
おいて圧力波の同調回転数が得られるような固有振動数
を有するように吸気系を構成することにより、吸気の動
的効果も併せて得ることができ、さらに充填効率の改善
を図ることができる。
In the present invention, controlling by the control valve so as to delay the intake introduction start timing means performing control for changing the effective valve opening period θ e in the equation (1). As a result, according to the control of the present invention, it is possible to obtain a tuned rotation speed in a wide rotation speed range, and it is possible to obtain a desired effect of increasing the charging efficiency by the pressure wave in each of different rotation ranges. Further, in a preferred aspect of the present invention, at the time of high rotation, the delay control by the control valve is controlled so as to cancel the delay control by the control valve in view of the fact that the delay control is rather harmful as a result of increasing the passage resistance. This extends the effective valve opening period, that is, the above (1)
In the equation, θ e becomes large, the passage resistance is reduced, a large amount of intake air can be introduced, and the intake system is designed to have a natural frequency such that the rotational speed of the pressure wave can be tuned in such an operating region. With the configuration, the dynamic effect of intake air can be obtained together, and the charging efficiency can be further improved.

また、低負荷時ポンピングロスが増大し燃費に悪影響を
与えることとなるので、同様に上記遅延制御を解除する
のが望ましい。このように制御弁を制御することによ
り、高回転時において十分な吸気量を確保することがで
きるとともに、低負荷時の燃費低下も防止することがで
きる。
Further, since pumping loss at low load increases and fuel consumption is adversely affected, it is desirable to cancel the delay control in the same manner. By controlling the control valve in this manner, it is possible to secure a sufficient intake air amount at the time of high rotation, and it is also possible to prevent a decrease in fuel consumption at the time of low load.

(実施例の説明) 以下図面を参照しつつ、本発明の実施例につき説明す
る。
(Description of Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図を参照すれば、本例のエンジン1は、
4気筒エンジンであり、シリンダブロック2には4つの
シリンダボア3が形成され各シリンダボア3にはピスト
ン4が往復動自在に配置される。シリンダブロック2の
上方にはシリンダヘッド5が結合されており、シリンダ
ボア3のピストン上方部空間とシリンダヘッド5の下部
凹部とによって形成される空間は、燃焼室6を構成す
る。燃焼室6には、吸気ポート7及び排気ポート8が開
口しており、シリンダヘッド5には該吸気ポート7、排
気ポート8に通じるように吸気通路9、排気通路10が形
成される。そして、吸気ポート7には、吸気弁11が、排
気ポート8には排気弁12がそれぞれ組合わされる。ま
た、シリンダヘッド5には点火プラグ12aがその先端部
が燃焼室内に突出するように配置される。各気筒の吸気
通路9には、マニホルドが接続されこの接続部付近に燃
料噴射ノズル12bが取付けられるとともに各吸気通路9
は上流で合流して主吸気通路13が形成されさらに上流に
延びている。主吸気通路13の上流端にはエアクリーナ14
が設置され、エアクリーナ14の下流には吸気流量を計量
するエアフローメータ15が設けられる。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the engine 1 of this example is
It is a four-cylinder engine, and four cylinder bores 3 are formed in the cylinder block 2, and a piston 4 is reciprocally arranged in each cylinder bore 3. A cylinder head 5 is coupled above the cylinder block 2, and a space formed by a space above the piston of the cylinder bore 3 and a lower recess of the cylinder head 5 constitutes a combustion chamber 6. An intake port 7 and an exhaust port 8 are opened in the combustion chamber 6, and an intake passage 9 and an exhaust passage 10 are formed in the cylinder head 5 so as to communicate with the intake port 7 and the exhaust port 8. An intake valve 11 is associated with the intake port 7, and an exhaust valve 12 is associated with the exhaust port 8. Further, a spark plug 12a is arranged on the cylinder head 5 so that its tip portion projects into the combustion chamber. A manifold is connected to the intake passage 9 of each cylinder, a fuel injection nozzle 12b is attached near this connection portion, and each intake passage 9 is connected.
Merging upstream, a main intake passage 13 is formed and extends further upstream. An air cleaner 14 is provided at the upstream end of the main intake passage 13.
Is installed, and an air flow meter 15 for measuring the intake air flow rate is provided downstream of the air cleaner 14.

本例の吸気装置は、エアフローメータ15の下流側に容積
型過給機16を備えるとともに、該過給機16の上下流を連
結する。リリーフ通路33を有する。このリリーフ通路に
は過給機のリリーフ量を調整するためのリリーフ弁34が
設けられている。過給機16のエアポンプを駆動するため
の駆動軸16aには、プーリ35が取付けられており、この
プーリ35は、クランク軸24の端部に取付けられた駆動プ
ーリ25によりタイミングベルト26を介して駆動されるよ
うになっている。さらに主吸気通路13には、スロットル
弁17が配置されるとともに、該スロットル弁下流の分岐
部には、第3図に示されるような筒状のロータリバルブ
18が回動自在に配置される。分岐部下流の各気筒への吸
気通路9は、バイパス通路19によって互いに連通されて
おり、該バイパス通路19と各吸気通路9との接続部に
は、バイパス弁20がそれぞれ取付けられる。また、バイ
パス通路19の上流側は、主吸気通路13の分岐部とスロッ
トル弁17との間に接続されている。ロータリバルブ18の
周壁には所定の回転位置で各気筒の吸気通路9に連通す
る開口21が各気筒に対応してそれぞれ設けられている。
本例では点火が1−3−4−2の順で行なわれるので、
互いの吸気の干渉を避けるため、第1及び第4気筒に対
する開口位置と、第2、及び第3気筒に対する開口位置
とをそれぞれ同じオリエンテーションで形成している。
第1図に示すように、ロータリバルブ18の回動軸18a
は、進角機構22を介してプーリ23に接続されている。プ
ーリ23は、クランク軸24の駆動プーリ25にタイミングベ
ルト26を介して接続されている。本例では、プーリ23と
プーリ25とは同じ径を有しており、従って、両者は同じ
速度で回転するようになっている。進角機構22は、プー
リ23の回転軸23aの端部に取付けられたヘリカルギア27
と、ロータリバルブ18の回転軸18aの端部に取付けられ
上記プーリ23側のヘリカルギア27に対向して配置される
ヘリカルギア28と、両ヘリカルギア27、28に噛合する調
整駒29とを備えている。調整駒29はヘリカルギア27及び
28との噛合位置をロータリバルブ18の回転軸方向に変更
できるようになっており、調整駒29が上記軸方向に移動
して噛合位置が変化するとヘリカルギア27、28との相対
回転位置が変わり、これによって、進角量が変化するよ
うになっている。調整駒29の軸方向の位置を調整するた
めに、アクチュエータ30が設けられており、このアクチ
ュエータは、好ましくは、マイコンを組み込んで構成さ
れるコントロールユニット31からの命令信号によって作
動するようになっている。本例ではコントロールユニッ
ト31には、エンジン回転数を表わす信号が入力されるよ
うになっており、コントロールユニット31は、この回転
数信号に応じた進角量を決定し、アクチュエータ30を介
して進角機構22を駆動する。また、コントロールユニッ
ト31はエンジン負荷信号も入力されるようになってお
り、コントロールユニット31は、回転数及び、負荷の値
に応じ、バイパス弁20のアクチュエータ20aに対して所
定の運転領域では、バイパス弁20を開くように命令信号
を出力するようになっている。
The intake system of the present example includes a positive displacement supercharger 16 on the downstream side of the air flow meter 15 and connects the upstream and downstream of the supercharger 16. It has a relief passage 33. A relief valve 34 for adjusting the relief amount of the supercharger is provided in this relief passage. A pulley 35 is attached to a drive shaft 16a for driving the air pump of the supercharger 16, and this pulley 35 is driven by a drive pulley 25 attached to the end of the crankshaft 24 via a timing belt 26. It is designed to be driven. Further, a throttle valve 17 is arranged in the main intake passage 13, and a cylindrical rotary valve as shown in FIG. 3 is provided at a branch portion downstream of the throttle valve.
18 is rotatably arranged. The intake passages 9 to the respective cylinders downstream of the branch portion are communicated with each other by a bypass passage 19, and a bypass valve 20 is attached to a connection portion between the bypass passage 19 and each intake passage 9. The upstream side of the bypass passage 19 is connected between the branch portion of the main intake passage 13 and the throttle valve 17. An opening 21 that communicates with the intake passage 9 of each cylinder at a predetermined rotation position is provided on the peripheral wall of the rotary valve 18 for each cylinder.
In this example, since ignition is performed in the order of 1-3-4-2,
In order to avoid mutual interference of intake air, the opening positions for the first and fourth cylinders and the opening positions for the second and third cylinders are formed in the same orientation.
As shown in FIG. 1, the rotary shaft 18a of the rotary valve 18
Are connected to a pulley 23 via an advance mechanism 22. The pulley 23 is connected to the drive pulley 25 of the crankshaft 24 via a timing belt 26. In this example, the pulley 23 and the pulley 25 have the same diameter, so that they rotate at the same speed. The advance mechanism 22 includes a helical gear 27 attached to the end of the rotary shaft 23a of the pulley 23.
A helical gear 28 that is attached to the end of the rotary shaft 18a of the rotary valve 18 and that faces the helical gear 27 on the pulley 23 side; and an adjustment piece 29 that meshes with both helical gears 27, 28. ing. The adjusting piece 29 is a helical gear 27 and
The meshing position with 28 can be changed in the rotation axis direction of the rotary valve 18, and when the adjusting piece 29 moves in the axial direction and the meshing position changes, the relative rotation position with the helical gears 27, 28 changes. By this, the amount of advance angle is changed. An actuator 30 is provided to adjust the axial position of the adjustment piece 29, and the actuator is preferably operated by a command signal from a control unit 31 including a microcomputer. There is. In this example, a signal indicating the engine speed is input to the control unit 31, and the control unit 31 determines the advance amount according to the speed signal, and advances it via the actuator 30. Drives the angular mechanism 22. Further, the control unit 31 is also adapted to receive an engine load signal, and the control unit 31 controls the actuator 20a of the bypass valve 20 to bypass in a predetermined operating region in accordance with the rotation speed and the load value. A command signal is output to open the valve 20.

以上の構造において本例ではロータリバルブ18はタイミ
ングベルト26を介してエンジン動力がプーリ25からプー
リ23に伝達されることにより、クランク軸24同じ速度で
回転する。またタイミングベルト26が過給機16の駆動プ
ーリ35をめぐってかけさせられていることにより、エア
ポンプの駆動軸はロータリバルブと同様にタイミングベ
ルト26によって駆動される。従ってロータリバルブ18の
開口21が各気筒の吸気通路9に連通するタイミングすな
わちロータリバルブ18の開弁期間は、各気筒の吸気弁11
の開弁期間に対して対応するとともに過給機の作動もこ
れと同期して生じる。本例では、吸気弁11が開いており
かつ、ロータリバルブ18が開いている期間が実際に吸気
が燃焼室6内に導入されることになり従って、この期間
が有効開弁期間となる。第4図と併せて参照すれば、ロ
ータリバルブ18の開弁期間は、エンジン回転数に応じて
変更されるようになっており、回転数が増大すると、図
の破線で示すようにロータリバルブ18の開弁時期は吸気
弁11の開弁時期に近づくように設定される。一方、エン
ジンの低回転時には、ロータリバルブ18の開弁時期は進
角機構22の作動によって図に実線で示すように遅れ側に
ずらされる。ロータリバルブ18が開いたとき実際に吸気
が燃焼室6内に導入されることとなるが、この開弁時に
おいて、ロータリバルブ18の下流側には吸気の負圧波が
生じ、この負圧波は、吸気通路13を上流に伝播する。一
方、過給機16においては、その作動によって、吸気が一
定の圧力変動をもって、吸気通路13内に吐き出される。
この過給機16の作動に基づく圧力波は吸気通路13の下流
側に向かって生じる。そして、本例の吸気装置では、ロ
ータリバルブ18の開作動に基づく圧力波と、過給機16の
作動に基づく圧力波とは、共にクランク軸の回転と一定
の関係をもって生じることに鑑み、2つの圧力波が吸気
通路内で互いに逆転した位相関係で干渉するように吸気
系を構成している。これによって、ロータリバルブ18の
開作動に起因して生じた負圧波は、反転して正圧波とな
って吸気通路13内を下流側に伝播して最終的に燃焼室6
に到達する。
In the above structure, in this example, the rotary valve 18 rotates at the same speed as the crankshaft 24 by transmitting the engine power from the pulley 25 to the pulley 23 via the timing belt 26. Further, since the timing belt 26 is wound around the drive pulley 35 of the supercharger 16, the drive shaft of the air pump is driven by the timing belt 26 like the rotary valve. Therefore, when the opening 21 of the rotary valve 18 communicates with the intake passage 9 of each cylinder, that is, the opening period of the rotary valve 18, the intake valve 11 of each cylinder is opened.
The operation of the supercharger occurs in synchronization with the valve opening period of. In this example, intake air is actually introduced into the combustion chamber 6 during the period when the intake valve 11 is open and the rotary valve 18 is open. Therefore, this period is the effective valve opening period. Referring to FIG. 4 together, the opening period of the rotary valve 18 is adapted to be changed according to the engine speed, and as the speed increases, the rotary valve 18 is changed as shown by the broken line in the figure. The valve opening timing of is set so as to approach the valve opening timing of the intake valve 11. On the other hand, when the engine speed is low, the valve opening timing of the rotary valve 18 is shifted to the delay side by the operation of the advance mechanism 22 as shown by the solid line in the figure. The intake air is actually introduced into the combustion chamber 6 when the rotary valve 18 is opened, but at the time of opening this valve, a negative pressure wave of the intake air is generated on the downstream side of the rotary valve 18, and this negative pressure wave is Propagate upstream through the intake passage 13. On the other hand, in the supercharger 16, the operation thereof causes the intake air to be discharged into the intake passage 13 with a constant pressure fluctuation.
A pressure wave resulting from the operation of the supercharger 16 is generated toward the downstream side of the intake passage 13. In the intake device of this example, the pressure wave based on the opening operation of the rotary valve 18 and the pressure wave based on the operation of the supercharger 16 are both generated in a certain relationship with the rotation of the crankshaft. The intake system is configured so that the two pressure waves interfere with each other in a mutually reversed phase relationship in the intake passage. As a result, the negative pressure wave generated due to the opening operation of the rotary valve 18 is inverted and becomes a positive pressure wave, which propagates in the intake passage 13 to the downstream side and finally reaches the combustion chamber 6.
To reach.

本例では、この正圧波が吸気行程の終期に燃焼室6に到
達するように吸気系を構成しており、これによって、上
記正圧波による吸気の押し込み効果を利用して、吸気の
高充填効率を得るようにしている。そして、ロータリバ
ルブ18の開弁時に生じる負圧波の振幅が大きい程、大き
な反転正圧波が生じ、結果として大きな充填効率増大効
果が得られることに鑑み、本例ではピストン速度が遅
く、従って、生じる負圧波が小さくなる傾向となる低回
転時において、ロータリバルブ18の開弁時期を高回転時
よりも遅らせ、より大きな負圧波を形成するように構成
している。また、上記圧力波による充填率増大効果が得
られるエンジン回転数すなわち同調回転数N(rpm)
は、有効開弁期間θ(deg)及び吸気系の固有振動数
ν(Hz)との関数としてN=θ・ν/6として表わされ
るが、本例の装置では、進角機構22を用いて有効開弁期
間θを回転数変化に応じて変化させるようにしている
ので、広い回転数領域にわたって同調回転数を得ること
ができ、この結果、低回転から中回転にわたる広い回転
数範囲で充填率増大効果を得ることができる。
In this example, the intake system is configured so that the positive pressure wave reaches the combustion chamber 6 at the end of the intake stroke, and thus the intake pressure pushing effect of the positive pressure wave is utilized to achieve high intake efficiency. Trying to get. Then, in consideration of the fact that the larger the amplitude of the negative pressure wave generated when the rotary valve 18 is opened, the larger the reversal positive pressure wave is generated, and as a result, the larger effect of increasing the charging efficiency is obtained, the piston speed is slower in the present example, and therefore, the resulting The configuration is such that, at the time of low rotation in which the negative pressure wave tends to be small, the valve opening timing of the rotary valve 18 is delayed compared with the time of high rotation, and a larger negative pressure wave is formed. Further, the engine speed at which the effect of increasing the filling rate by the pressure wave is obtained, that is, the tuning speed N (rpm)
Is expressed as N = θ e · ν / 6 as a function of the effective valve opening period θ e (deg) and the natural frequency ν (Hz) of the intake system. In the device of this example, the advance mechanism 22 is Since the effective valve opening period θ e is changed according to the rotation speed change, the tuning rotation speed can be obtained over a wide rotation speed range, and as a result, a wide rotation speed range from low rotation speed to middle rotation speed can be obtained. Thus, the effect of increasing the filling rate can be obtained.

なお、エンジンの高回転領域では、上記のようにロータ
リバルブを遅れ側にずらすような制御を行なうと通路抵
抗が増大して、かえって高充填量の確保に対する弊害と
なる恐れがある。従って、本例では、高回転時には、ア
クチュエータ20aを作動させて、バイパス弁20を開き、
バイパス通路19からも吸気を導入するようにしている。
これによって、高回転において、吸気不足が生じるとい
った問題を解消することができる。さらに、エンジンの
比較的低回転でかつ低負荷時において、上記のようなロ
ータリバルブ18の開弁時期を遅らせるような制御を行な
うと、ポンピングロスが増大し、燃費の悪化が顕著とな
るので、同様にバイパス弁20を開き、バイパス通路19か
らも吸気を導入して、実質的にロータリバルブ18の遅延
制御を解除するようにしている。
In the high engine speed region, when the control for shifting the rotary valve to the delay side is performed as described above, the passage resistance increases, which may adversely affect the securing of the high filling amount. Therefore, in this example, when the rotation speed is high, the actuator 20a is operated to open the bypass valve 20,
The intake air is also introduced from the bypass passage 19.
As a result, it is possible to solve the problem that intake air shortage occurs at high rotation speeds. Further, when the control is performed such that the opening timing of the rotary valve 18 is delayed at a relatively low engine speed and a low load, the pumping loss increases, and the deterioration of fuel efficiency becomes remarkable. Similarly, the bypass valve 20 is opened, and the intake air is also introduced from the bypass passage 19 to substantially cancel the delay control of the rotary valve 18.

以上のように本例の構造では、過給機をその機能を損う
ことなく、ロータリバルブ18の開弁時期に生じる吸気負
圧波の反転機能をもたせることができるので、負圧波を
反転させるための特別な容積部を設ける必要がなく、コ
ンパクトに吸気系を構成することができる。
As described above, in the structure of the present example, the supercharger can be provided with the function of reversing the intake negative pressure wave generated at the opening timing of the rotary valve 18 without impairing its function. It is not necessary to provide a special volume part of, and the intake system can be configured compactly.

また、第5図には、本発明の他の実施例が示されてお
り、本例では、エアポンプの駆動軸と駆動プーリ35との
間に、前例におけるロータリバルブ18の進角機構と同様
なエアポンプの吸気の吐出タイミングをロータリバルブ
18の開弁タイミングに精密に整合させるための吐出タイ
ミング可変機構36が設けられている。また、吸気通路13
の過給機16の下流側に、僅かな拡がりをもって容積部1
6′を形成している。これによってロータリバルブの開
弁動作によって生じる負圧波と、過給機作動に基づく圧
力波との位相が正確に逆転した関係で干渉するように調
整することができるとともに、効果的に負圧波の反転現
象を生じさせることができる。
In addition, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, between the drive shaft of the air pump and the drive pulley 35, the same advance mechanism as the rotary valve 18 in the preceding example is provided. The rotary valve controls the intake timing of the air pump.
A discharge timing variable mechanism 36 for precisely matching the valve opening timing of 18 is provided. In addition, the intake passage 13
Downstream of the supercharger 16 of the
Forming a 6 '. This makes it possible to adjust the negative pressure wave generated by the valve opening operation of the rotary valve and the pressure wave caused by the supercharger operation so that they interfere with each other in an exactly reversed relationship, and also effectively reverse the negative pressure wave. A phenomenon can occur.

なお、以上の実施例では、レシプロエンジンについて本
発明を適用した例について説明したが、本発明は、ロー
タリピストンエンジンについても同様に適用することが
できるものである。
In addition, in the above embodiments, the example in which the present invention is applied to the reciprocating engine has been described, but the present invention can also be applied to the rotary piston engine in the same manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の1実施例に係るエンジンのぜんたい
概略図、第2図は、第1図のエンジンの部分断面図、第
3図は、ロータリバルブの斜視図、第4図は、バルブの
開弁タイミングを示すグラフ、第5図は、本発明の他の
実施例に係るエンジンの概略図である。 1……エンジン、2……シリンダブロック、 3……シリンダボア、4……ピストン、 5……シリンダヘッド、6……燃焼室、 9……吸気通路、10……排気通路、 13……主吸気通路、14……エアクリーナ、 15……エアフローメータ、16……過給機、 17……スロットルバルブ、18……ロータリバルブ、 19……バイパス通路、20……バイパス弁、 22……進角機構、 31……コントロールユニット。
1 is a schematic view of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view of the engine of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a rotary valve, and FIG. FIG. 5 is a graph showing the valve opening timing of the valve, and FIG. 5 is a schematic view of an engine according to another embodiment of the present invention. 1 ... Engine, 2 ... Cylinder block, 3 ... Cylinder bore, 4 ... Piston, 5 ... Cylinder head, 6 ... Combustion chamber, 9 ... Intake passage, 10 ... Exhaust passage, 13 ... Main intake Passage, 14 ... Air cleaner, 15 ... Air flow meter, 16 ... Supercharger, 17 ... Throttle valve, 18 ... Rotary valve, 19 ... Bypass passage, 20 ... Bypass valve, 22 ... Advance mechanism , 31 …… Control unit.

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 潤三 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 冨永 和憲 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内Front page continuation (72) Inventor Junzo Sasaki No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Kazunori Tominaga No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンの回転に同期して開閉される吸気
ポートと、該吸気ポート上流の吸気通路に設けられ少な
くとも低回転高負荷時において該吸気通路を吸気ポート
の開口時期よりも後であって吸入上死点以降に開き吸気
開始時期を遅延させる制御弁と、前記制御弁よりも上流
側の吸気通路に設けられる容積型過給機とを備え、前記
過給機は、吸気開始の際吸気系に生じる圧力波と、過給
機の作動によって吸気系に生じる圧力波とが互いに逆転
した位相関係で干渉するように、吸気開始時期と同期し
たタイミングで作動させられるようになったことを特徴
とするエンジンの吸気装置。
1. An intake port that is opened and closed in synchronization with the rotation of an engine, and an intake port that is provided in an intake passage upstream of the intake port and that opens the intake passage after the opening timing of the intake port at least at low rotation and high load. A control valve that opens after intake top dead center and delays the intake start timing, and a positive displacement supercharger that is provided in the intake passage upstream of the control valve. In order that the pressure wave generated in the intake system and the pressure wave generated in the intake system due to the operation of the supercharger interfere with each other in a reversed phase relationship, it was possible to operate at a timing synchronized with the intake start timing. Characteristic engine intake device.
JP22551485A 1985-10-09 1985-10-09 Engine intake system Expired - Lifetime JPH0672537B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22551485A JPH0672537B2 (en) 1985-10-09 1985-10-09 Engine intake system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22551485A JPH0672537B2 (en) 1985-10-09 1985-10-09 Engine intake system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6285120A JPS6285120A (en) 1987-04-18
JPH0672537B2 true JPH0672537B2 (en) 1994-09-14

Family

ID=16830507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22551485A Expired - Lifetime JPH0672537B2 (en) 1985-10-09 1985-10-09 Engine intake system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0672537B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6285120A (en) 1987-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4932378A (en) Intake system for internal combustion engines
JP3422033B2 (en) Intake device for engine with mechanical supercharger
US4738233A (en) Intake system for internal combustion engines
JPH06108858A (en) Intake device of engine
US4566412A (en) Intake system for rotary piston engine
JPH0672537B2 (en) Engine intake system
JPH071009B2 (en) Engine intake control device
US4627395A (en) Intake system for rotary piston engines
JPH0742860B2 (en) Engine intake system
JPH0672534B2 (en) Multi-cylinder engine intake system
JPH0672536B2 (en) Engine intake system
JPS60164610A (en) Suction device for engine
JPS6287611A (en) Suction device for engine
JPH0672535B2 (en) Engine intake system
JPH0778371B2 (en) Engine intake system
JPH0672539B2 (en) Engine intake system
JPS6282227A (en) Suction device for multicylinder engine
JPS63111222A (en) Suction device for engine
JPH0745814B2 (en) Engine intake system
JPH0823294B2 (en) Engine intake system
JPS6357821A (en) Suction device for engine with supercharger
JPH086600B2 (en) Engine intake system
JPH0545769B2 (en)
JPH0568612B2 (en)
JPS6079119A (en) Engine intake-air device