JPS6161918A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

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】 【産業上の利用分野１ 本発明は、内燃機関の吸気装置に関づるものであり、さ
らに具体的にいうと燃焼室内への混合気の吸入方式を改
良した内燃機関の吸気装置に関するものである。

【従来技術］ 内燃機関において、燃焼室内に吸入される混合気にスワ
ールを発生さＵて燃焼効率を烏める。１、うにＪること
は一般的となっている。かかるスワールの発住方法とし
ては、吸気ボー１〜をシリンダに対し接線方向に接続し
て設けたもの、燃焼室の壁面にスワール発生用のシュラ
ウドを付設したもの等がある。これイろの方法は、多少
の差はあるもののスワールの発生に対しては有効である
が、混合気の吸入抵抗を増Ｊ１という問題点を併せ右す
ることから、高負荷時において出力性能の低下を招いて
いた。

イこて、このようなスワールの発生と高負荷時の出力の
向上を満足させる方法として従来、例えば実公昭５６−
５０１３２号公報に記載されているＪ、うな複式吸気装
置が提案されている。これは、気化器のプライマリ通路
と連通づる低負荷用の吸気系と、セカンダリ通路と連通
ずる高負荷用の吸気系とを有し、低・中負荷時には低負
荷用の吸気系からのみ吸気を行ない、この場合の吸入ポ
ートはその出口を絞って吸気の流速を高めると共に旧つ
吸入ポートをシリンダの接線方向に向（プることで強力
なスワールを発生させるようにし、一方、高負荷時には
上記低負荷用の吸気系の他に、更に高負荷用の吸気系か
らも吸気を行って吸気量を増大し出力の向上を図ように
しているものて゛ある。

しかし近時、自ｆｆ１ｌ＋車用エンジンは高出力が求め
られており、上述の複式吸気装置では、機関の高速また
は高負荷時において、高負荷用の吸気系では特に吸入抵
抗の増大はないものの、低負荷用の吸気系では、その吸
気ポートにスワール発生機構どじでの絞りや、吸入ボー
１−を接線方向に接続していることから吸入抵抗の増大
があり、これによって大巾な内燃機関の高出力化は期時
し１ワイｒいという問題点があった。

【発明の目的］ 本発明は、上述の問題点を課題としで提案されたもので
、アイドリング開度イ」近の低速低負荷時においては強
いスワールを発生させて燃焼の改善を図り、また定常走
行の中負荷時には運転条イ１に適応したスワールを発生
させつつ混合気の吸入Ｗを増大して、これらの低速・低
負荷時、中速・中負荷時には主として燃焼の改善により
燃費の向上と出力および運転性の向上を図り、さらに高
負荷時においては吸入抵抗を減少させ、かつ混合気の吸
入量を多′＜シて通常の」ンジンよりも大巾な高山ノ］
が１与られるように改善された内燃機関の吸気装置を提
供づることを目的どづる。

［発明の構成１ 上）本の目的を達成ηるＩこめ、本発明は、１つの燃焼
室に、各別の吸気ポートを有する２個の吸気弁を設置′
Ｊ、ぞの一方の吸気弁は機関の運転状態に応じて吸気弁
を閉じたままにする弁停止機構を設け、また他方の吸気
弁側（Ｓ連通ずる吸気ポートには、低速または低負夕１
時に閉じる吸気制御弁を設けると共に、吸気制御弁の上
流ど下流とを連通ずるバイパスポートを設＋−Ｊ、ＪＺ
記バイパスポートの下流間口は、吸気弁の直上流であっ
てｕつ燃焼室の接線方向に向くように連通してなること
を特徴とするものである。

【実　施　例１ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。

第１図と第２図において、本発明の吸気装置を自動車用
内燃機関に適用した場合について説明Ｊると、符＠１は
機関本体であり、この機関本体１の吸気系２は、エアク
リーナ２１の下流に気化器２２が設置づらね、気化器２
２の下流には二叉に分岐する吸気マニホールド２４が連
設されていて、その一方の第１吸気ボー１〜２５Ｊ５よ
び他方の第２吸気ポート２６から、それぞれの吸気ポー
ト２５．２６に対応する吸気弁３および吸気弁４を介し
て機関本体１の燃焼室１１に連通した構成になっており
、燃焼室１１における４１気は排気弁９にり抽出される
。

」−記第１の吸気ポート２５の途中には、吸気制御系５
により開閉制御さねる吸気制御弁５１が設【）られてい
る。吸気制御弁５１は、ダイヤフラム式アクチュエータ
５２によって制御されるもので、このダイヤフラム式ア
クチー１丁−タ５２のダイヤフラム室５３内に、吸気管
路にり負圧通路２７を介して吸入管負圧が導入され、こ
の負圧によりダイレフラムおよびリンク５４を作動させ
て上記吸気制御弁５１の支持軸５５を回動させるように
している。この際、吸入管負圧が浅くなる程、ダイヤフ
ラム式アクチコ■−夕５２により制御される吸気制御弁
５１は全開状態に近くなるが、負圧通路２７の途中に別
の制御弁５６が設置Ｊらね、この制御弁５Ｇが、機関本
体１の点火信号等（回転状態）をセンサー６１で検出し
てコントロールユニット６により駆動されるソレノイド
５７を介して吸気制御弁５１の制御に係わっている。

また第１の吸気ボー１〜２５には、吸気制御弁５１の上
流と下流とを連通ずるバイパスポート２８が設【プられ
ており、バイパスボー１−２８の下流の開口は、吸気弁
３の直上流に位置し、かつシリンダボア１２の接線方向
に向くように連通されている。

また第２の吸気ポート２６の吸気弁４は、通常では作動
せず閉じたままであるが、機関の回転数検出センサー６
１と自圧の圧力検出センサー６２とから上記のコントロ
ールユニット６により、機関の運転状態を締出して、後
述するように機関が所定の状態に達した場合（土に高負
荷時）に、弁停止機構７の作動を解除して吸気弁４を聞
＜Ｊ：うに制御される。

次いで第３図ないし第６図に基づいて上記構成からなる
吸気装置の動作について説明する。

ここで、本実施例においては、吸気制御弁５１の作動は
、第３図の機関の運転状態にお（Ｊる（１）の領域、り
なわち低回転または低負荷時においては閉状態で、６Ｄ
および６ｉＤの領域すなわち低、中速または中高負荷以
上においては開状態となるように設定され、また弁停止
機構７の作動は、〈１）および６１）の領域すむわら低
、中速または中高負荷以下において、吸気弁４が閉じた
ままであるにうに設定される。

したがって機関の運転状態を、第３図の（ｉ＞、（ｉｉ
＞および（ｉｉｉ）の領域に分（Ｊて吸気装置の動作を
説明するど、 （１）の領域、すなわち機関がアイドル開度付近の低負
荷または低速時においては、第４図に示すように、吸気
弁４は閉状態、吸気制御弁５１も開状態であるので、気
化器２２からの混合気は、ぞの全開がバイパスポー１−
２８だけを通過して吸気弁３側から燃焼室１１に流入Ｊ
−る形態となり、第４図中の矢印のように燃焼室内には
、混合気の強力なスワールが発生し、その強力なスワー
ルにより燃焼が大１］に改善されて低負荷での燃費が良
好となるように作用する。

６０の領域、寸なわら機関の低、中速または中高負荷時
においては、第５図に示すように、吸気弁４は開状態で
あるが、吸気制御弁５１は開状態となるので、混合気は
、吸気ポート２５とバイパスポート２８どに分流して吸
気弁３から燃焼室１１に流入覆る形態となり、第５図中
の矢印に示されるような流れを４１しる。よってこの定
常走行時は、バイパスポート２８を通る混合気の気流に
よって中程疫のスワール（運転条イ′１に適応したスワ
ール）を発生しつつ、一部の混合気が吸入ポート２５よ
り直接に吸入されることで混合気の吸入用が増大し、こ
ねにより燃焼改善が図られて燃費の向」−と出力および
運転性の向−Ｌが図らねると共に、かつ吸気の慣性効果
も高められて、混合気が燃焼室１１に速やかに流入され
るのでエンジン出力を増大させる作用をする。

（ｉｉｉ＞の領域、すなわち機関の高負荷時においては
第６図に示されるように、吸気弁４は作動状態となり、
吸気制御弁５１も全開状態となるので、混合気は、流速
も速く、第６図中の矢印のように２つの吸気弁３，４か
ら燃焼室１１に流入する形態となり、この際はバイパス
ポート２８に混合気は殆んど流れないのでスワールも発
生せず、よって吸入抵抗が大巾に低減し、また２つの吸
気弁から混合気が流入することで、混合気の吸入量も多
（、機関の大巾な高出力化が得られる。

以上のようにアイドリング間痕付近の低速・低負荷時お
よび定常走行の中速・中負荷時においては、燃焼の改善
による燃費の向上と、出力の向−りとが図れるが、さら
に２つの吸気弁３．４は独立しているので、一方の吸気
弁３のバルブタイミングの開閉を小さくして低速型に設
定し、他方の吸気弁４のバルブタイミングの開角を大き
くして高速型にそれぞれ独立して設定１−ることができ
、このように設定覆ることにより、上記（１）および（
１ｉ）の領域においては、吸気弁の全体作動が低速型の
バタイミングとしてのみ作動するので、実圧縮比が向−
卜し、残留ガス率も低下して、燃焼もさらに改善される
作用を有し、また６１０の領域においても吸気弁４が高
速型のバルブタイミングで作動するので、通常の吸気弁
の機関に比べて大１］に機関の出力を向上さ１！る作用
も右している。

［発明の効果１ 本発明は、上述したＪ、うに、２つの吸気弁と吸気制御
弁おＪ、びバイパスポートとの組合せにより第３図の＜
ｉ＞の低負荷領域においては強力なスワールを発生させ
て燃焼の改善による燃費の向上を図ることができ、また
Ｏｉ）の中負荷領域においては運転条件に適応しＩこ適
度のスワールを発生ざぜることができ、また吸気慣性効
果も得られることから燃費と出力が向上でき、さらに（
ｔｌｔ）の高負荷領域においてはスワールを殆んど発／
ｌさせず、２つの吸気弁により吸気抵抗を大巾に低減し
て吸気量を増大できるので、機関の高出力化が得られ、
機関の全運転領域（ｉ）、　６１）、　（ｌｉＤで低燃
費で高出力がｉｑられるという効果を有する。

ざらに強力なスワールに６Ｌる燃焼改善効果にＪ、って
燃焼変動も減少し、リーン限界やＥ　Ｇ　Ｒ限界し拡大
して、振動が減少することから、機関の運転性が大きく
改善されるという効果もｉｆｆられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された吸気装置を通り八゛の内燃
機関に適用した一例を承り構成図、第２図は第１図にお
（〕る燃焼室の構成図、第３図は機関の運転領１或を説
明する説明図、第４図は第３図の（１）の領域での吸気
装置の作動状態を示した図、第５図は第３図の６１）の
領域での１￥動状態を示しｌこ図、第６図（よ第３図の
（ｉ：＋＞の領域での作動状態を示した図である。 １・・・機関本体、１１・・・燃焼室、１２・・・シリ
ングボア、２５、２６・・・吸気ボー１へ、２８・・・
バイパスボー１〜．３゜４・・・吸気弁、５・・・吸気
制御弁、７・・・弁停止１］機構。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １つの燃焼室に、各別の吸気ポートを有する２個の吸気
   弁を設け、その一方の吸気弁は機関の運転状態に応じて
   吸気弁を閉じたままにする弁停止機構を設け、また他方
   の吸気弁側に連通する吸気ポートには、低速または低負
   荷時に閉じる吸気制御弁を設けると共に、吸気制御弁の
   上流と下流とを連通するバイパスポートを設け、上記バ
   イパスポートの下流開口は、吸気弁の直上流であって且
   つ燃焼室の接線方向に向くように連通してなることを特
   徴とする内燃機関の吸気装置。