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JPS58172422A - タ−ボ過給機付内燃機関における燃焼改善装置 - Google Patents

タ−ボ過給機付内燃機関における燃焼改善装置

Info

Publication number
JPS58172422A
JPS58172422A JP5633882A JP5633882A JPS58172422A JP S58172422 A JPS58172422 A JP S58172422A JP 5633882 A JP5633882 A JP 5633882A JP 5633882 A JP5633882 A JP 5633882A JP S58172422 A JPS58172422 A JP S58172422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
engine
exhaust
internal combustion
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.)
Pending
Application number
JP5633882A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Tsukamoto
塚本 裕彰
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP5633882A priority Critical patent/JPS58172422A/ja
Publication of JPS58172422A publication Critical patent/JPS58172422A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機関の全運転域に亘って混合気の燃焼を改善し
、燃費の向上と、排気中に発生するIIC。
CO等の有害成分の低減を図るようにした、ターボ過給
機付内燃機関における燃焼改善装置に関するものである
一般に排気系に、排気圧によって駆動される排気タービ
ンを設け、吸気系にその排気タービンによって駆動され
、該系を流れる排気を加圧するようにした、ターボコン
プレッサを設けた所M’f4 p −ボ過給機付内燃機
関は高性能、高出力機関として知られているが、本発明
はか\る機関においてその燃焼を改善しその全運転域に
亘って燃焼効率を高め、燃費を向上させるとともに排気
中のHC,CO等の未燃有害成分の低減を図るようにし
た、構成簡単なターボ過給機付内燃機関における燃焼改
善装置を提供することを主な目的とするものである。
明する。内燃機関本体Eは、普通のようにピストン3を
摺動自在に嵌合したシリンダブロック1と、その上に重
合連結されるシリンダヘッド2とを有し、シリンダヘッ
ド2とピストン3とで燃焼室4が形成され、この燃焼室
4に2つの吸気ボート51.5.と2つの排気ポー)6
1,6.とがそれぞれ並列して開口される。2つの吸気
ポート5l−5tの吸気弁ロア1.?、は吸気弁Fi1
1Vz2によってそれぞれ開閉され、また2つの排気ポ
ート61,62の排気弁口8..8.は排気弁V g1
# V e2によってそれぞれ開閉される。
吸気ポー)5s=5tおよび排気ポート6、。
6□はそれぞれ集合されて、吸気通路9および排気通路
10に接続され、これらの両通路9,10間に亘ってタ
ーボ過給機Sが設けられる。次に前記ターボ過給機Sの
構造を説明すると、これは排気通路10の途中に介装さ
れる排気タービンTと、前記吸気通路9の途中に介装さ
れるターボコンプレッサCとを有する。前記排気タービ
ンTは、排気通路10の途中に形成されるタービン室1
2内にタービン翼車14を収容して構成され、また前記
コンプレッサCは、吸気通路9の途中に形成されるコン
プレッサ室11内にコンプレッサ翼車13を収容して構
成されており、前記タービン室12とコンプレッサ室1
1とは、軸受ホルダ16によって一体に結合される。タ
ービン翼車14とコンプレッサ翼車13とは、前記軸受
ボルダ16内に軸受17,1Bを介して支承される回転
軸15により一体回転できるように連結されている。
絞り弁20が設置され、また絞り弁2oの上流側に吸気
通路9の一部の断面積を拡大して形成したブリチャンバ
21が設けられる。このブリチャンバ21とコンプレッ
サCとの間の吸気通路9から分岐通路22が延出され、
この分岐通路22はレゾナンスチャンバ23に連通され
る。
吸気通路9のターボコンプレッサCよりも上流はエアク
リーナACを介して大気に開口され、また排気通路10
の排気タービンTよりも下流側は排気マフラMを介して
大気に開口される。そして吸気ポー)呻2該気通路9、
およびエアクリーナAcは吸気系Inを構成し、また排
気ポート63.6□排気通路10、および排気マフラM
は排気系Exを構成する。
前記2つの吸気弁Vz1 @Figのうち、一方の吸気
弁VL1には、機関の中、低速運転域においてそ・1″
の開閉作動を休止するようにした弁体上機構Vzが付設
されている。次にこの弁体上機構Vzの構造を第1,3
図を参照して説明すると、シリンダヘッド2に摺動可能
に支持される吸気弁VL1は通常のように弁ばね251
によって閉弁位置に偏倚されている。吸気弁Vz1の上
端には上面に動弁カム26、が当接されるロッカアーム
27.の一端が接合されている。ロッカアーム271の
他端は、球面接子28を介してタペット29に接続され
ている。
タペット29は、シリンダヘッド2に形成したシリンダ
30内に上下摺動自在に嵌合されており、このタペット
29は圧縮ばね31を介して前記シリンダ30内に摺動
自在に嵌合されているピストン32上に支持されている
。シリンダ30のピストン32下方には油圧室33が形
成されており、この油圧室33はチェック弁34を介在
した油路35を介してオイルポンプ36に連通されてお
り、その内部にオイルポンプ36からの加圧オイルが封
入できるようになっている。前記油圧室33は’stm
リリーフ弁37を介して油溜Taに連通されている。電
磁IJ IJ−フ弁37は制御回路3Bに接続されてお
り、この制御回路38は前記ブリチャンバ21に設けた
圧力センサ39からの信号をうけて作動されるようにな
っており、前記圧力センサ39がブリチャンバ21内の
設定圧力(たとえば100mmH!I以下)を感知する
と動作され電磁リリーフ弁37に励磁信号を与えて該I
J IJ−フ弁37を開くようになっている。
前記2つの吸気弁V*1 p VJのうち他方の吸気弁
Vi2は機関の運転中従来公知の動弁機構により所定の
タイミングをもって開閉されるようになっており、すな
わち弁ばね25.によって閉弁方向に附勢される吸気弁
Vi2の上端に、シリンダヘッド2に揺動自在′に軸支
されるロッカアーム27.の先端が接合され、そのロッ
カアーム27.の上面に動弁カム26.が当接され、こ
のカム26.の回転により吸気弁Vi2が開閉作動され
る。
また前記一対の排気弁Ve1 p Ve2も従来公知の
動弁機構により所定のタイミングをもって開閉されるよ
うになっており、すなわち各弁ばね40によって閉弁方
向に附勢される排気弁Ve1.Ve2の上端に、シリン
ダヘッド2に揺動自在に軸支されるロッカアーム41の
先端が接合され、そのロッカアーム41の上面に動弁カ
ム42が当接され、このカム420回転により各排気弁
Ve1.Ve2が開閉作動される。
次に本発明の実施例の作用について説明する。
いま前記ターボ過給機付内燃機関が運転され、その排気
行程により燃焼室4から排気通路10へ排出される排気
は、排気タービンTを通過し、その際排気エネルギをタ
ービン翼車14に与える。
これによりタービン翼車14は回転し回転軸15を介し
てコンプレッサ翼車13を駆動するので、エアクリーナ
Acから吸気通路9に吸入された空気は、コンプレッサ
Cで加圧されてブリチャンバ21へ送られ、そして絞り
弁20により流量を調節された後、燃料噴射ノズル19
からの噴射燃料と混合し、機関の吸入行程時燃焼室4に
供給される。機関の運転中、吸気弁Vi1pVizの間
歇的作動等に起因して吸気通路9内に圧力脈動が惹起さ
れると、それはブリチャンバ21、およびレゾナンスチ
ャンバ23の存在により減衰され、これによりコンプレ
ッサCのサージング現象を防止し、充填効率を高めるこ
とができる。
ところで機関が高速運転されているときは、吸気通路9
内を流れる空気の圧力は高く、したがってブリチャンバ
21内の圧力も高く第3図に示すように電磁リリーフ弁
37は閉弁状態にあり、油、・11′ 圧室33内には高圧オイルが封入されており、圧縮ばね
31のばね力は弁ばね25.のばね力よりも強くなって
いるので、動弁カム26.の回転によりロッカアーム2
7.は球面接子28を支点として上下に揺動して一方の
吸気弁Vz、を通常のように所定のタイミングをもって
開閉する。
したがって絞り弁20の開度が太きい機関の高速運転域
では、2つの吸気弁VtIp V t2はともに通常通
り所定のタイミングを以て開閉作動されるので、吸気通
路9内の吸気は2つの吸気ポート51 .52の吸気弁
ロア1.7□を通って燃焼室4内に導入され高出力運転
がなされる。
次に絞り弁20がパーシャル開度となる機関の中、低速
運転域では、吸気通路9内を流れる吸気圧が減じ、ブリ
チャンバ21内の圧力が設定圧(100m紡g)以下ま
で降下すると、これを感知して圧力センサ39が閉じ制
御回路38は電磁IJ IJ−フ弁3Tに附勢信号を与
えて該リリーフ弁37を開弁するに至る。これにより油
圧室33内は油溜Taに開放して減圧され、圧縮ばね3
1のばね力が弁ばね25.のばね力よりも弱くなり、動
弁カム26、の回転によるも、最早一方の吸気弁Vi、
は閉弁状態にロックされて休止状態となる。
したがって機関の中、低速運転域では、他方の吸気弁V
z2のみが通常通りに開閉作動され吸気通路9を流れる
吸気は他方の吸気ポート5□のみを通って燃焼室4内に
導かれる。その結果この運転域では吸気通路9に導入さ
れる空気流量が少なくてもこれはターボコンプレッサC
による過給のもとで一つの吸気ポート5.より燃焼室4
内に勢いよく噴入して該室4内に強力な乱流を生ぜしめ
、燃料噴射ノズル19からの噴霧燃料とよく混合して燃
焼効率の向上を図ることができ、排気中のHC,Co等
の未燃成分の生成を可及的に低減することができる。
第4,5図には本第2発明の一実施例が示される。この
実施例では前記第1発明において弁体上機構Vsを付設
しない方の吸気弁Vz2の吸気ポート52に案内壁43
が設けられ、この案内壁43は三ケ月状に形成されると
ともに若干螺旋状に捩られており、吸気ポート52より
燃焼室4へ導かれる吸入混合気を、該室4内の接続方向
に流入させてスワールを生ぜしめるように案内する。
機関の中、低速運転域では、吸気通路9を流れる吸気は
弁体上機構Vsを付設しない方の吸気弁Vt2の吸気ポ
ート52のみを通って燃焼室4内に勢いよく噴入される
が、その際その過給空気は案内壁43によって燃焼室4
内を接続方向に流れて該室4内に強力なスワールを発生
させ混合気の燃焼の一層の促進が図れる。
以上のように本第1発明によれば、ターボ過給機付内燃
機関において、該機関の燃焼室に、吸気系に連通ずる2
つの吸気ポートの吸気弁口をそれぞれ開閉する2つの吸
気弁を設け、それらのうち何れか一方の吸気弁に、機関
の中、低速運転域においてその開閉作動を休止する弁体
上機構を設けたので、機関の中、低速運転域では比較的
流量の少ない吸気を、ターボコンプレッサによる過給の
下で一つの吸気弁口を通して勢いよく燃焼室内に噴入し
、該燃焼室内では加圧混合気は流速をはやめて強力な乱
流を生じ燃焼効率が高められる。また、機関の高速運転
域では流量の多い混合気はターボコンプレッサによる過
給の下で2つの吸気弁口を通って勢いよく燃焼室内に噴
入し高い燃焼効率が得られる。したがって全体として機
関の全運転域にわたってターボ過給機付機関として所望
の高出力が得られ、しかも排気再燃焼用の二次空気を必
要とすることなく燃焼効率が大幅に改善され:1 燃費を向上するとともに排気中のEC,CO等の未燃有
害成分の生成が可及的に低減される。
また本第2発明によれば、弁体上機構を付設しない側の
吸気弁の吸気ポートに案内壁を設け、この案内壁により
燃焼室内に流入される混合気に強力なスワールを生起さ
せることカーでき、混合気の一層の燃焼改善が促進され
、前記第1発明による作用効果を一層顕著なものとする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本第1発明の一実施例を示し、第1図はそ
の全体概略系統図、第2図は機関の吸。 排気弁部の斜視図、第3図は弁体上機構の縦断側面図、
第4,5図は本第2発明の一実施例を示し、第4図は前
記第2図と同じ斜視図、第5図は燃焼室の平面図である
。 C・・・ターボコンプレッサ、E・・・内燃機関本体、
Ex・・・排気系、In・・・吸気系、T・・・排気タ
ービン、J’JI・・・弁体上機構、V・L1gVi2
・・・吸気弁、4・・・燃焼室、51,5□・・・吸気
ボート、71.72・・・吸気弁口、43・・・案内壁
。 第3図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 内燃機関の排気系(Ex)の途中に、該系(Ex)
    を流れる排気の排気圧によって駆動される排気タービン
    CT)を介装し、また内燃機関の吸気系(IrL)の途
    中に、前記排気タービン(T)によって駆動され該系(
    Ia)を流れる吸気を加圧するためのターボコンプレッ
    サ(C)を介装してなる、ターボ過給機付内燃機関にお
    いて、前記機関の機関本体(E)には、その燃焼室(4
    )に前記吸気系(I3)に連通ずる2つの吸気ボート(
    5゜52)を開口するとともにそれら吸気ポート(51
    ゜52)の吸気弁口(7s −7z )をそれぞれ開閉
    する2つの吸気弁(Vel 5Vz2 )を設け、それ
    らのうちの何れか一方の吸気ボVil)には前記機関の
    中、低速運転域においてその開閉作動を休止させるため
    の弁体止機構(V s )を付設してなる、ターボ過給
    機付内燃機関における燃焼改善装置。 ■ 内燃機関の排気系(p、x)の途中に、該系(Ex
    )を流れる排気の排気圧によって駆動される排気タービ
    ン(r)を介装し、また内燃機関の吸気系(Ia)の途
    中に、前記排気タービン(T)によって駆動され該系(
    In)を流れる吸気を加圧するためのターボコンプレッ
    サな介装してなる。 ターボ過給機付内燃機関において、前記機関の機関本体
    (E)には、その燃焼室(4)に前記吸気系(IrL)
    に連通ずる2つの吸気ボー)(51,52)を開口する
    とともにそれらの吸気弁口(7□、7.)をそれぞれ開
    閉する2つの吸気弁(Vt1 gVi2 )を設け、前
    記2つの吸気弁(Vzt pVz2 )の伺れか一方の
    吸気弁(Vj)には、前記機関の中、低速運転域に  
      −おいてその開閉作動を休止させるための弁体主機
    構(VS)を付設し、また他方の吸気弁(Ftz)側の
    吸気ポー)(St)に前記燃焼室(4)に吸入される混
    合気に渦流を生起させるための案内壁(43)を設けて
    なるターボ過給機付内燃機関における燃焼改善装置。
JP5633882A 1982-04-05 1982-04-05 タ−ボ過給機付内燃機関における燃焼改善装置 Pending JPS58172422A (ja)

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JP (1) JPS58172422A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545342A (en) * 1983-06-29 1985-10-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for the control of valve operations in internal combustion engine
US4679532A (en) * 1984-08-15 1987-07-14 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Valve arrangement for internal combustion engine
USRE33499E (en) * 1983-06-29 1990-12-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for the control of valve operations in internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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USRE33499E (en) * 1983-06-29 1990-12-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for the control of valve operations in internal combustion engine
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