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JPS6287611A - Suction device for engine - Google Patents

Suction device for engine

Info

Publication number
JPS6287611A
JPS6287611A JP22653885A JP22653885A JPS6287611A JP S6287611 A JPS6287611 A JP S6287611A JP 22653885 A JP22653885 A JP 22653885A JP 22653885 A JP22653885 A JP 22653885A JP S6287611 A JPS6287611 A JP S6287611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
valve
engine
suction
passage
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.)
Granted
Application number
JP22653885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0672538B2 (en
Inventor
Koji Onishi
晃二 大西
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Toshiki Okazaki
俊基 岡崎
Junzo Sasaki
潤三 佐々木
Kazunori Tominaga
冨永 和憲
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 JP22653885A priority Critical patent/JPH0672538B2/en
Publication of JPS6287611A publication Critical patent/JPS6287611A/en
Publication of JPH0672538B2 publication Critical patent/JPH0672538B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To aim at improvement in suction efficiency and stabilization in combustion, by installing a rotary on-off valve in a suction passage, synchronizing it with an engine speed, and making its on-off timing variable, while installing a suction turnover part at the upstream of the on-off valve, and also installing a swirl forming port in addition. CONSTITUTION:A rotary on-off valve 18 is installed in a converging part at the upstream of an independent suction passage of each cylinder 3, rotating it by a crankshaft 24 of an engine via a belt 26. An on-off timing adjuster 22 is installed in this driving system, whereby the suction passage is made so as to be opened by a control unit 31 at the specified timing after opening a suction valve 7 according to engine load and speed. At the time of opening, suction pulsation pressure is turned over at a part of an expansion chamber 16 at the upstream of the valve 18, thus charging efficiency is improved. A suction flow velocity at that time is speedy, making it into a high swirl by a swirl port form, and thereby combustion is stabilized. At the time of driving when neutralizing a function of the on-off valve 18, a valve 20 in a bypass passage 19 is opened.

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
行う吸気装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in an intake device that performs intake using pressure waves generated within 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) Engines have been proposed that utilize dynamic effects of intake air, such as intake inertia and resonance effects, to increase charging efficiency and thereby ensure 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
の改みを図る場合には、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、従って発生ず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ングは、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り効果を得ることが1月雄である。
However, when attempting to improve the filling efficiency by utilizing the effect of pressure waves of intake air, the following problems arise. When the engine speed decreases, the downward speed of the piston decreases, and therefore the generated negative pressure wave decreases, and the effect of improving the filling rate also decreases. In addition, while the propagation of pressure waves occurs at a constant speed, the speed of sound, the desired timing for the pressure wave to push the intake air changes depending on the engine rotational speed. It is January male to obtain the direction effect of filling efficiency.

このような事情に鑑がみ、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ず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、該管制弁と
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
溜の連通を制御して大きな吸気圧力変動を生じさせ、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 these circumstances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-107018 discloses an intake air reservoir provided in the intake passage upstream of the intake valve, and an intake passage that communicates the cylinder with the intake air reservoir, an air supply control valve having a valve plate that rotates at the same speed as the rotational speed of the crankshaft or one-half the rotational speed of the crankshaft, and the cylinder and the air supply reservoir are communicated with each other according to the rotational speed of the crankshaft through the control valve. An intake structure for an engine has been disclosed in which a large intake pressure fluctuation is caused by controlling the intake air pressure, and an effect of increasing the filling rate due to the pressure wave of the intake air is obtained.

(発明が解決しようとする問題点) 上記特開昭55−107018号に開示された装置では
、吸気管制弁の開弁時期を低回転時に遅れ側にずらすよ
うに制御し大きな負圧波を生じさせ、給気溜で反転させ
て大きな反射正圧波を燃焼室に導入し、これによって、
低回転時における充填効率を高めるようにしている。し
かし、低回転において、特に、高負荷運転時には、ノブ
キングが生じやすいという問題があり、上記開示された
装置は、ノブキング対策がなされておらず、従って、高
充填率を確保して出力の向上を図るという所期の目的を
達成することができないものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 55-107018 controls the opening timing of the intake control valve to be delayed at low engine speeds, thereby generating a large negative pressure wave. , which is reversed in the charge reservoir and introduces a large reflected positive pressure wave into the combustion chamber, thereby
The filling efficiency is increased at low rotation speeds. However, there is a problem in that knob kinging is likely to occur at low rotation speeds, especially during high load operation, and the device disclosed above does not take countermeasures against knob kinging. It is impossible to achieve the intended purpose.

(上記問題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
される少なくとも1つの吸気ポートと、該吸気ポート上
流の吸気通路に設けられ、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、少なくとも低負荷運
転時に前記制御弁の遅延制御を解除する解除手段と、前
記制御弁よりも上流側の吸気通路に設けられ制御弁の開
弁時に該制御弁の下流側で生じる吸気負圧波を反転させ
る反転部とを備えている。
(Means for solving the above problem) The present invention is configured to solve the above problem, and the intake device of the present invention includes at least one intake port that opens and closes in synchronization with the rotation of the engine. , a control valve that is provided in the intake passage upstream of the intake port and controls the intake passage to open after the intake port opening timing and after the suction dead center to delay the intake start timing; and at least during low load operation. a canceling unit for canceling the delay control of the control valve; and an inversion unit provided in the intake passage upstream of the control valve and inverting an intake negative pressure wave generated downstream of the control valve when the control valve is opened. We are prepared.

そして、本発明の装置の吸気ポートは、燃焼室内でスワ
ールを生じるように吸気を燃焼室壁面のほぼ接線方向に
向って導入するようになった、いわゆるスワールポート
として構成されている。
The intake port of the device of the present invention is configured as a so-called swirl port, which introduces intake air substantially tangentially to the wall surface of the combustion chamber so as to generate a swirl within the combustion chamber.

本発明の制御弁は、低速高負荷運転時等において吸入上
死点、即ち、TDCよりも遅れて開かれこれによって大
きな圧力波を発生し吸気行程の終期に吸気の押し込み効
果を与えるようになっている。
The control valve of the present invention opens later than the intake top dead center, that is, TDC, during low-speed, high-load operation, etc., thereby generating a large pressure wave and exerting a pushing effect on intake air at the end of the intake stroke. There is.

この場合、吸気はスワールポートを通じて、燃焼室壁面
に対してほぼ接線方向に導入される。また、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す
るように制御しても良いし、或いは、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。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、
:’r i御弁の開弁期間を吸気弁以上に設定しておき
、低負荷時、及び高回転時等においては、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
等には、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ず
るバイパス通路を設は該通路にバイパス弁を設置して、
この弁を低負荷時、高回転時等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。また、
本発明の吸気装置は、制御弁よりも上流側に、該制御弁
の開弁時に下流側で生じた吸気の負圧波を反転させる反
転部を備えている。この反転部は、各気筒に共通の吸気
通路に一定の容積を有する容債部を形成することによっ
て構成しても良いし、発生する負圧波の位相が半波長ず
れているような気筒の吸気管同志を対向させるように連
結して構成することもできる。
In this case, intake air is introduced through the swirl port substantially tangentially to the wall surface of the combustion chamber. Further, the opening timing of the control valve may be controlled to have a certain deviation from the opening timing of the intake valve, or may be controlled in stages or in accordance with changes in engine speed and load. It may be changed continuously. The delay control of the intake start timing by the control valve is canceled when the load is low and the engine speed is high. This release means is, for example,
:'r i Set the valve opening period of the control valve to be longer than the intake valve, and use the advance mechanism to match the opening period of the control valve to the intake valve at low loads and high rotations. It should be configured as follows. Additionally, a bypass passage that bypasses the control valve provided for each cylinder may be provided, and a bypass valve that opens and closes this bypass passage may be provided, and the bypass valve may be opened at times of low load, high rotation, etc. . moreover,
A bypass passage is provided to communicate the independent intake passages for each cylinder downstream of the control valve, and a bypass valve is installed in the passage.
This valve may be opened at times of low load, high rotation, etc., and intake air may be introduced through the intake passages of other cylinders. Also,
The intake device of the present invention includes, upstream of the control valve, an inversion section that inverts a negative pressure wave of intake air generated downstream when the control valve is opened. This reversal section may be constructed by forming a container section having a constant volume in the intake passage common to each cylinder, or may be constructed by forming a container section having a fixed volume in the intake passage common to each cylinder, or may be constructed by forming a cylinder section in which the phase of the generated negative pressure wave is shifted by half a wavelength. It is also possible to connect the tubes so that they face each other.

(本発明の効果) 本発明によれば、低、中回転の中高負荷運転時などでは
、制御弁が吸入上死点よりも遅く開かれるように制御さ
れ、吸気通路の制御弁下流側に大きな負圧波が生じ、こ
の負圧波は、吸気通路内を上流に伝播し、反転部で反転
して正圧波となり、この正圧波は反射波として下流に伝
播し吸気行程終期に燃焼室に吸気の押し込み効果を与え
る。この効果により、本発明に係るエンジンは高充填効
率を確保でき、従って、出力の向上を図ることができる
ものである。
(Effects of the present invention) According to the present invention, during medium-high load operation at low and medium rotation speeds, the control valve is controlled to open later than the suction top dead center, and a large A negative pressure wave is generated, and this negative pressure wave propagates upstream in the intake passage, reverses at the reversal section, and becomes a positive pressure wave. This positive pressure wave propagates downstream as a reflected wave, pushing intake air into the combustion chamber at the end of the intake stroke. give effect. Due to this effect, the engine according to the present invention can ensure high charging efficiency, and therefore can improve output.

この場合吸気は、導入時期が遅れ側にずらされているこ
と、及び、正圧波による押込効果があること、によって
高流速で燃焼室内に導入される。
In this case, the intake air is introduced into the combustion chamber at a high flow rate because the introduction timing is delayed and because there is a pushing effect due to the positive pressure wave.

本発明では、この吸気を、スワールポートを通じて、燃
焼室にタンジェンシャルに導入するようにしているので
、吸気が高流速を有することと相まって燃焼室内には、
強力なスワールが形成される。
In the present invention, this intake air is tangentially introduced into the combustion chamber through the swirl port, so that the intake air has a high flow rate and there are
A powerful swirl is formed.

この結果、吸気の着火性が向上し、特に低回転高負荷時
において、ノッキング等の間圧を解消することができ、
高充填率を確保して、有効に出力向上を図ることができ
る。
As a result, the ignitability of the intake air is improved, and it is possible to eliminate interpressure such as knocking, especially at low rotation speeds and high loads.
It is possible to ensure a high filling rate and effectively improve output.

なお、本発明の好ましい態様では、高回転時においては
上記のスワールポートによる吸気導入では、吸気の通路
抵抗が大きくなること、スワールが強くなりすぎること
及び、ディーゼルエンジン等では、騒音の問題が生じる
等の事情を考慮し、制御弁による吸気導入開始時期の遅
延制御を解除するようになっている。
In a preferred embodiment of the present invention, when the intake air is introduced through the swirl port at high rotation speeds, the air passage resistance increases, the swirl becomes too strong, and in diesel engines, etc., noise problems occur. Taking these circumstances into consideration, the delay control of the intake air introduction start timing by the control valve is canceled.

また、低負荷時ボンピングロスが増大し燃費に悪影ワを
与えることとなるので、同様に上記遅延制御を解除する
ようことが望ましい。
Furthermore, since the pumping loss increases at low loads and has a negative impact on fuel efficiency, it is desirable to cancel the delay control as well.

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、次の関係式で表される。
In addition, the engine rotation speed (hereinafter referred to as the tuned rotation speed) at which the filling rate can be increased by the pressure waves that generally occur in the intake system.
is expressed by the following relational expression.

ここで、N:同調回転数(rpm)、θe:有効有効開
開期間eg)  、シ:吸気弁開弁期間中の吸気系の固
有振動数(fiz)である。
Here, N: tuned rotational speed (rpm), θe: effective opening/opening period (eg), and C: natural frequency (fiz) of the intake system during the opening period of the intake valve.

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、吸気が実際にンリング内に導入される期間である
The effective valve opening period does not mean the opening period of the intake valve, but is the period during which intake air is actually introduced into the ring.

本発明において、制御弁によって、吸気導入開始時期を
後らせるようにした制御することは、第(])式におい
て、有効開弁期間θeを変更する制御を行うことを意味
する。従って、所望の回転数領域で同調回転数を得るこ
とができるように吸気系の構造を定めることにより異な
る回転域の各々において、広い回転数領域で圧力波によ
る充填効率増大効果を得ることができる。
In the present invention, controlling the intake air introduction start timing to be delayed by the control valve means performing control to change the effective valve opening period θe in equation ( ). Therefore, by determining the structure of the intake system so that a synchronized rotation speed can be obtained in a desired rotation speed range, it is possible to obtain the filling efficiency increasing effect by pressure waves over a wide rotation speed range in each of different rotation speed ranges. .

〈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 Examples> Examples of the present invention will be described below 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
Referring to FIGS. 1 and 2, the engine 1 of this example is as follows:
It is a four-cylinder engine, and four cylinder bores 3 are formed in a cylinder block 2, and a piston 4 is arranged in each cylinder bore 3 so as to be able to reciprocate. A cylinder head 5 is connected above the cylinder block 2 , and a space formed by the space above the piston of the cylinder bore 3 and the lower recess of the cylinder head 5 constitutes a combustion chamber 6 .

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。本例の吸気ポート7は、吸気を燃焼室6の壁面
に対して接線方向に導入するいわゆるスワールポートと
して構成されている。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12
a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
の下流には吸気流遣を計量するエアフローメータ15が
設けられるとともに、その下流側には、吸気系で生じた
負圧波を反転させるための一定の容量を有する容積部1
6が設けられる。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、ノ\イパス弁20がそれぞね取付けられる
。また、ノ\イパス通路19の上流側は、主吸気通路1
3の分岐部とスロ・7)ル弁17との間に接続されてい
る。ロークリアXI /シブ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没けられている。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。
An intake port 7 and an exhaust port 8 are open 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 exhaust port 8. The intake port 7 in this example is configured as a so-called swirl port that introduces intake air tangentially to the wall surface of the combustion chamber 6. An intake valve 11 is associated with the intake port 7, and an exhaust valve 12 is associated with the exhaust port 8. Further, the cylinder head 5 has a spark plug 12.
a is arranged so that its tip protrudes into the combustion chamber. A manifold is connected to the intake passage 9 of each cylinder, and a fuel injection nozzle 12b is attached near this connection, and the intake passages 9 join upstream to form a main intake passage 13, which extends further upstream. An air cleaner 14 is installed at the upstream end of the main intake passage 13.
An air flow meter 15 for measuring the intake flow rate is provided downstream of the air flow meter 15, and a volume section 1 having a certain capacity for reversing the negative pressure wave generated in the intake system is provided downstream of the air flow meter 15.
6 is provided. Further, a throttle valve 17 is disposed in the main intake passage 13, and a cylindrical rotary valve 18 as shown in FIG. 3 is rotatably disposed at a branch portion downstream of the throttle valve. The intake passages 9 to each cylinder downstream of the branching portion are communicated with each other by a bypass passage 19, and a bypass valve 20 is installed at the connection portion between the bypass passage 19 and each intake passage 9. . In addition, the upstream side of the air pass passage 19 is the main intake passage 1.
3) and the throttle valve 17. Openings 21 communicating with the intake passages 9 of each cylinder at predetermined rotational positions are recessed in the peripheral wall of the low clear XI/shib 18, corresponding to each cylinder. In this example, the ignition is 1
-3-4-2, so in order to avoid interference of each other's intake air, the opening positions for the first and fourth cylinders,
The opening positions for the second and third cylinders are formed in the same orientation.

第1図に示すように、ロークリバルブ18の回動・袖1
3aは、進角機構22を介してプーリ23に13 K売
されている。プーリ23は、クランク軸24の端部に取
付けられた駆動プーリ25にベルト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。
As shown in FIG.
3a is connected to the pulley 23 via the advance mechanism 22 by 13K. The pulley 23 is connected via a belt 26 to a drive pulley 25 attached to the end of the crankshaft 24. In this example, pulley 23 and pulley 25 have the same diameter, and therefore both rotate at the same speed.

進角機構22は、プーリ23の回転軸23aの端部に取
付)す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手記プーリ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2
8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。
The advance mechanism 22 includes a helical gear 27 (attached to the end of the rotating shaft 23a of the pulley 23) and a rotary valve 18.
The helical gear 2 is attached to the end of the rotating shaft 18a and is arranged opposite to the helical gear 27 on the manual pulley 23 side.
8, and an adjustment piece 29 that meshes with both helical gears 27 and 28.
It is equipped with

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」二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て構成される
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人力されるようにな
っており、コントロールユニット31は、回転数々び、
負荷の値に応じ、バイパス弁20のアク手ユエータ20
a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 adjustment piece 29 can change the meshing position with the helical gears 27 and 28 in the direction of the rotation axis of the rotary valve 18, and when the adjustment piece 29 moves in the direction of the two axes and the meshing position changes, the helical gear The relative rotational position with respect to 27 and 28 changes, and the amount of advance angle changes accordingly. In order to adjust the axial position of the adjustment piece 29,
An actuator 30 is provided, and this actuator is preferably operated by a command signal from a control unit 31 incorporating a microcomputer. In this example, a signal representing the engine rotation speed is input to the control unit 31, and the control unit 31 determines the amount of advance according to this rotation speed signal, and controls the actuator 30.
The advance angle mechanism 22 is driven via. In addition, the control unit 31 is configured such that the engine load signal is also input manually, and the control unit 31 receives the engine load signal manually.
Depending on the load value, the actuator 20 of the bypass valve 20
In a predetermined operating range for a, a command signal is output to open the bypass valve 20.

以上の構造において本例ではロークリバルブ18:ま、
クランク軸24と同じ速度で回転する。
In the above structure, in this example, the low revalve 18:
It rotates at the same speed as the crankshaft 24.

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に連通ずるタイミングすなわちロークリバルブ18
の開弁期間は、各気筒の吸気弁11の開弁期間に対して
対応するようになっている。
Therefore, the timing when the opening 21 of the rotary valve 18 communicates with the intake passage 9 of each cylinder, that is, the rotary valve 18
The valve opening period corresponds to the valve opening period of the intake valve 11 of each cylinder.

本例では、吸気弁11が開いておりかつ、ロータリバル
ブ18が開いている期間に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図と併わせで参照すれば、ロークリバルブ1
8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
ようにロークリバルブ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、ロークリバルブ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。ロークリバルブ18が開いたどき実際に吸気が
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、ロークリバルブ18の下流側には吸気の負圧波が
生じる。この負圧波は、吸気通路13を上流に伝播して
容積部16に到達する。容積部16において、負圧波は
反転して正圧波となり吸気通路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 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, and therefore, this period becomes the effective valve opening period. If you refer to Fig. 4, the low revalve 1
The opening period of the valve 8 is changed according to the engine speed, and as the engine speed increases, the opening period of the low-return valve 18 changes to the opening period of the intake valve 11, as shown by the broken line in the figure. set to approach. On the other hand, when the engine is running at low speed, the opening timing of the low-return valve 18 is shifted to the delayed side by the operation of the advance mechanism 22, as shown by the solid line in the figure. When the low-resolution valve 18 opens, intake air is actually introduced into the combustion chamber 6, and when the low-resolution valve 18 opens, a negative pressure wave of the intake air is generated on the downstream side of the low-resolution valve 18. This negative pressure wave propagates upstream through the intake passage 13 and reaches the volume portion 16 . In the volume portion 16, the negative pressure wave is reversed and becomes a positive pressure wave, which propagates downstream within the intake passage 13 and finally reaches the combustion chamber 6.

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、ロークリバ
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1)られることに鑑がみ、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″′−クリへ′ルブ18の開弁時
期を遅らせ、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il
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θe (deg) 及び吸気系の固
有振動数ν(Hz)との関数としてN=θe・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θe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 this positive pressure wave reaches the combustion chamber 6 at the end of the intake stroke, and thereby, by utilizing the pushing effect of the intake air due to the positive pressure wave, high filling efficiency of the intake air is achieved. I'm trying to get it. In view of the fact that the greater the amplitude of the negative pressure wave that occurs when the low-pressure valve 18 is opened, the larger the reverse positive pressure wave is generated, resulting in a greater filling efficiency increasing effect (1), in this example, the piston speed is slow; , the opening timing of the valve 18 is delayed to form a larger negative pressure wave at low rotation speeds when the generated negative pressure wave tends to be smaller. The filling rate increasing effect due to il
The engine rotational speed, that is, the tuned rotational speed N (rpm
) is expressed as N=θe·ν/6 as a function of the effective valve opening period θe (deg) and the natural frequency ν (Hz) of the intake system. In the device of this example, the advance angle mechanism 22 is used. Since the effective valve opening period θe is changed according to the change in rotation speed, it is possible to obtain a synchronized rotation speed over a wide rotation speed range, and as a result, filling is possible over a wide rotation speed range from low to medium rotation speeds The effect of increasing the rate can be obtained.

この場合、本例の構造では、吸気は、吸気ポート7を通
じて、燃焼室壁面に対して接線方向に導入される。ロー
クリバルブ18によって、開弁時期を遅らせ有効開弁期
間を制御するような運転領域では、吸気流速は増大する
ので、燃焼室に導入される吸気は、強力なスワールを生
成する。これによって、ノッキング等の異常燃焼を防止
することができ、商売m効率をf4Fで、有効に出力の
向上を図ることができる。
In this case, in the structure of this example, intake air is introduced through the intake port 7 in a tangential direction to the wall surface of the combustion chamber. In an operating range in which the valve opening timing is delayed and the effective valve opening period is controlled by the low-return valve 18, the intake air flow rate increases, so that the intake air introduced into the combustion chamber generates a strong swirl. As a result, abnormal combustion such as knocking can be prevented, and output can be effectively improved with a commercial efficiency of f4F.

なお、エンジンの高回転領域においては、特(ごスワー
ルポートを有する吸気構造では一、ヒ古己のよ′)にロ
ークリバルブを遅れ側にずらすような制11114行な
うと通路抵抗の増大が顕著となり、かえって商売填遣の
確保に対する弊害となる恐れがある。
In addition, in the high speed range of the engine, especially if the control is carried out by shifting the low-return valve to the lag side (especially in the case of an intake structure with a swirl port), the increase in passage resistance becomes noticeable. On the contrary, there is a risk that it will be detrimental to securing business funding.

従って、本例では、高回転時には、アクチュエータ20
a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。
Therefore, in this example, during high rotation, the actuator 20
a to open the bypass valve 20 and introduce intake air from the bypass passage 19 as well.

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てき3゜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
のようなロークリバルブ18の開弁時期を遅らせるよう
な制御を行なうと、ボンピングロスが増大し、燃費の悪
化が顕著となるのて゛、同様にバイパス弁20を開き、
バイパス通路11]からも吸気を導入して、実質的にロ
ークリバルブ18の遅延制御を解除するようにしている
ing. This solves the problem of insufficient air intake at high rotation speeds.3゜Furthermore,
When the engine speed is relatively low and the load is low, if control is performed to delay the opening timing of the low-return valve 18 as described above, the pumping loss will increase and the deterioration of fuel efficiency will become noticeable. Open the valve 20,
Intake air is also introduced from the bypass passage 11 to substantially cancel the delay control of the low-return valve 18.

また、第5図を参照すれば、本発明の他の実施例が示さ
れており、本例では、吸気ポート7が燃焼室6の周壁に
寄せて配置されているとともに、吸気通路9が周壁に沿
って、この吸気ポート7に連通ずるように設けられてい
る。この構造においても、吸気は壁面に接線方向に導入
され、強いスワールを生成する。
Further, referring to FIG. 5, another embodiment of the present invention is shown, in which the intake port 7 is arranged close to the peripheral wall of the combustion chamber 6, and the intake passage 9 is arranged close to the peripheral wall of the combustion chamber 6. It is provided so as to communicate with this intake port 7 along. In this structure as well, the intake air is introduced tangentially to the wall surface, creating a strong swirl.

なお、以上の説明では、単一の吸気ポートを有する例に
ついて説明したが、第6図に示すように本発明は、複数
の吸気ポートを有するエンジンについても適用すること
ができるものである。この実施例では、すべての運転領
域で吸気導入を行う大径の1次側ポート?aと高負荷運
転時のみ機能する小径の2次側ポー)7bとが設けられ
ている。
In the above description, an example having a single intake port has been described, but as shown in FIG. 6, the present invention can also be applied to an engine having a plurality of intake ports. In this example, a large-diameter primary port that introduces intake air in all operating ranges is used. (a) and a small diameter secondary port (7b) that functions only during high-load operation.

この場合1次側ポートからの吸気導入の際において主と
してスワールが生成する。
In this case, swirl is mainly generated when intake air is introduced from the primary port.

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
ク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 the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a reciprocating engine has been described, but the present invention can be similarly applied to a low reciprocating engine.

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

第1図は、本発明の1実施例に係るエンジンの全体概略
図、第2図は、第1図のエンジンの部分断面図、第3図
は、ロークリバルブの斜視図、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、本発明の池の実施
例に係るエンジンの平面図、第6図は、本発明のさらに
池の例に係るエンジンの平面図である。 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!i’6    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・・・・・・容h4部17・・・・
・・スロットルバルブ 18・・・・・・ロークリバルブ 19・・・・・・バイパス通路  20・・・・・・バ
イパス弁22・・・・・・進角機構 31・・・・・・コントロールユニソトTDCBDCク
ランク角
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the engine of FIG. FIG. 5 is a plan view of an engine according to an embodiment of the pond according to the present invention, and FIG. 6 is a plan view of an engine according to a further example of the pond according to the present invention. 1... Engine 2... Cylinder block 3... Cylinder bore 4...
・Piston 5...Cylinder head 6...
...Combustion chamber 9°°°゛'' intake ventilation! i'6 10
...Exhaust passage 13...Main intake passage
14... Air cleaner 15... Air flow meter 16... Volume h4 part 17...
...Throttle valve 18...Lower valve 19...Bypass passage 20...Bypass valve 22...Advance mechanism 31...Control unit TDCBDC crank angle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの回転に同期して開閉される少なくとも1つの
吸気ポートと、該吸気ポート上流の吸気通路に設けられ
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
、少なくとも低負荷運転時に前記制御弁の遅延制御を解
除する解除手段と前記制御弁よりも上流側の吸気通路に
設けられ制御弁の開弁時に該制御弁の下流側で生じる吸
気負圧波を反転させる反転部とを備え、前記吸気ポート
は、少なくとも、上記制御弁により吸気開始時期が遅延
される運転状態において燃焼室内でスワールを生じるよ
うに構成されたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
At least one intake port that opens and closes in synchronization with the rotation of the engine, and the intake passage is provided in an intake passage upstream of the intake port, and opens the intake passage after the intake top dead center after the opening timing of the intake port. a control valve that delays the start timing; a release means that releases the delay control of the control valve at least during low load operation; and a release means that is provided in the intake passage upstream of the control valve and downstream of the control valve when the control valve is opened. and an inversion part that inverts an intake negative pressure wave generated at the side, and the intake port is configured to generate a swirl in the combustion chamber at least in an operating state where the intake start timing is delayed by the control valve. The intake system of the engine.
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