JPS63198721A - 内燃機関の可変吸気管長装置 - 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、自動！■用エンジンの全運転領域にｄ３いて
、吸気の慣ゼｒ、脈動効果を得るため吸気管長さ８［ｊ
［変にしてなる内燃機関の可変吸気管段装置に閏する。 ［従来の技術］ 一般に、燃料噴射式内燃機関における１−ルク【ま、吸
気管長により、吸気の慣性、脈動効果の影響を受は易く
、低速域では長く、高速域で１よ短かくすることにより
各運転領域での１−ルク向上を図ることが出来る。 そこで、従来は、適正な吸気の慣性、脈動効果を１′す
るために１吸気管良を可変にしてなる種々の考案がなさ
れており、例えば、自然吸気の場合に適した例として、
特開［（５９−１０１５３５号公報に示すように、大気
中へ連通する吸気通路中に設けた吸気膨張室内を二つに
区画し、吸気管負圧によりエンジン側通路を伸縮可能に
形成してなるもの、あるいは過給機６ｊエンジンに適し
た例として、実開昭５８−１８１９３１′？ｊ公報に示
すように、過給圧に応じてｉ１動共鳴管をスライドさせ
て共鳴通路部の長さを用度にしてなるもの等が知られて
いる。 【発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上）ホした先行技術において、部名の場
合には、リンク！ａ横などにより制御するよう構成され
でおり、構造が複雑で作動の信頼性に劣るとともに、多
気筒エンジンでは、各吸気通路中のエンジン側通路を、
１個のダイヤフラムにより伸縮させる構造であるため、
外管、内管の加工による管軸心などの位置関係の精度が
要求され、偵産に（よ適していないという難点がある。 まｌこ、後者の場合には、過給圧に応じて共鳴通路部の
長さを可変にしているため、当然、自然吸気式エンジン
には適用できないものである。 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、
吸気管内部に、吸気通路部とベルマウス部を設け、これ
に可変吸気管長機構を組み合せることにより、低速域か
ら高速域における運転状態に応じた吸気管長に制御し、
吸気の慣性、脈動効果によるトルクの向上を図ることを
目的としてなる内燃機関の可変吸気管長装置４：１２供
するものである。 【問題点を解決するための手段］ 」−記目的を達成するために、本発明によれば、シリン
ダヘッドの吸気ボートに接続される吸気管のエンジン側
に先細状のテーバ面を有する吸気通路部を形成するとと
もに、上記吸気管のスロットル弁銅にサージタンク部を
一体に形成し、上記サージタンク部内に、上記吸気通路
部に対向づるベルマウス部を設置づるとともに、上記ベ
ルマウス部内に、上記吸気通路部側の先端にテーバ面を
形成した旧ｖＪ管を摺動自在に嵌入し、上記摺動管の後
端部にピストンロッドを介してシリンダ内を摺動する摺
動ピストンを設置するとともに、上記ピストンロッドを
支える仕切壁と摺動ピストンとの間にビス［〜ン室を形
成し、上記ピストン空白に介在づるスプリングにより、
上記摺動管を吸気管の吸気通路部より離れる方向に付勢
するとともに１、ト記ピストン室を、制御ユニットによ
り制御される電磁ブ↑を介して吸気管負圧を蓄圧してい
る負圧タンクまたは大気に連通させ、エンジンの低速、
低負荷１１，１にのみ、上記電磁弁を制御してピストン
室に負圧を作動させ１．［記摺動管と吸気管の吸気通路
部とを接続４るＪ：う構成してなるものである。 （作　　用］ 上記構成に基づいで、本発明によれば、エンジンの吸気
管内に吸気通路部とベルマウス部とを設けるどともに、
」−記ベルマウス管内にｍｓする摺動管を設け、１−記
虐動管をエンジンの低速、低負荷ＩＩ５にのみ吸気通路
部に接続して吸気管長を長くしてなるものであり、エン
ジンの全運転領域において適ｉ［な吸気管長を設定する
ことができ、吸気の慣性、脈動ダＪ果を得ることが可能
となり、出力の向上を図ることができる。 （実　施　例］ 以下、本発明による実施例を添付した図面に基づいて詳
細に説明する。 第１図は、本発明による一実施例である４気筒内燃機関
の可変吸気管長装置を示す一部破断した平面図、第２図
は第１図の■−■断面図であり、図において、符シ］１
は、内燃機関のシリンダヘッド、２は、各気筒の燃焼室
、３は吸気弁、４は排気弁、５は吸気管、６はスロット
ル弁をそれぞれ示している。 上記シリンダヘッド１の各吸気ボート７に接続される吸
気管５のエンジン側には、先細のテーパ角θを右する吸
気通路部８が形成されており、この吸気通路部８にテー
バ面８ａが設けられている。 また、上記吸気管５のスロワ１〜ル弁６側にはサージタ
ンク部９が一体に設けられており、このサージタンク部
９内には、各気筒の吸気通路部８に対向してベルマウス
部１０がＩ　Ｆｆされている。 上記ベルマウス部１０の筒内には、吸気通路部８側の先
端外周にテーバ面１１ａを形成した摺動管１１が摺動自
在に嵌入されでおり、上記明勤管１１の後端部には一体
に固着されたビス］・ンロツド１２を介して開動ピスト
ン１３がシリンダ１４内に設置さｔしているとと６に、
上記摺動ピストン１３は、仕切壁１５と［！ｌ　ｆＪＪ
ピストン１３の間に形成されたピストン室１Ｇ内に介在
するスプリング１７にＪ：す、通常は吸気管５の吸気通
路部８より離れた位置に設定されて（Ｘる１、 一方、上記吸気管５には、負圧取出しバイ１１８が設け
られ、この０圧取出しバイア１８は、一方向弁１９、負
圧タンク２０．および電磁弁２１を介してピストン室１
ｆｉ内に連通されるとともに、上記電磁弁２１を介して
大気開放１］２２を右し、上記Ｎ磁弁２１を制御ユニツ
］・２３からの信号により切換えることにより、ピスト
ン室１Ｇ内の圧力を調整するようになっている。 なお、図中、符号２４は仕切壁１５に設けられたピスト
ンロッド１２のシールであり、サージタンク部９とピス
トン室１Ｇとの間の空気洩れを防止してむ）る。また１
４ａｉａシリンダ１４内を常に大気圧に保１．５し７で
いる空気扱き孔である。 ここで、上記７ｆｆ磁弁２１をｆｆ１ｌＩ御寸ろ制ｉｌ
ｌコーニツ１−２３は、第３２図に示すように、マイコ
ン等により構成されており、制御ユニット２３からの信
号によりリレースイッｆ２５がＯＮ１゛ると、バラｉり
一電源２Ｇが電磁弁２１のコイル２１ａを励磁させるの
で１通常は（１圧タンク２０側が閉じて、ビス［・ン？
１６を大気開放している弁体２１１２が大気１１１ｗ口
２２を開じて負圧タンク２０とピストン室１Ｇを連通さ
せ、活動ビス１−ン１３をスプリング１７に抗ｉ）で摺
動させ、第２図に示寸ようにｍ動管１１の先端部を吸気
？１５の吸気通路部８に接続する。 上記制御ユニット２３は、エンジンの：ｊイ１、＜トリ
ピユータ等に設置されたエンジン回転数セン４ノ２７、
および吸入管負圧を検出づる吸入管圧力ヒン十Ｊ２８か
らの信号が制御ユニット２３の回転数枠出部３０、吸入
管圧力譚出郡３１にそれぞれ入力ざｆ＋、そのときのエ
ンジン回転数Ｎと吸入管圧力Ｐ　／Ｊ＜　降出される。 上記回転′ｒ！ｌ１ｇ出部３０と、吸入管圧力尊出部３
１からの出力信号がテーブル検索部３２に入力され、こ
こで第４図に示すようにテーブルルックアップし、その
ときのエンジン回転数ＮがＪ々定回転数ＮＧより低い低
速域か、吸入管圧力Ｐが規定値ｐｃより深い低負荷時か
を判定し、低速、低負荷時のみ、テーブル検索部３２か
ら出力回路３３に信号が出力され、リレースイッチ２５
をＯＮ？ｌる。 また、上記制御ユニット２３では、エンジンの低速、低
負荷１１４以外のときには、テーブル検索部３２からの
信号が出力されず、出力回路３３からの出力信シ３がな
いのでリレースイッチ２５がＯＦ　Ｆの状態となり、１
！磁弁２１の弁体２１ｂはスプリング２１Ｃに付勢され
て負圧タンク２０側通路を閉じ、ビスｉ〜ン室１６を大
気開放していている。 ついで、上述したように構成された本発明による可変吸
気管長装置の作動を第５図のフＩ］−チャー１へ図にＵ
づいて説明する。 まず、エンジンが運転されると、ステップＳ１ではエン
ジン回ｌｌ１７１数はンサ２７、吸入管圧カレンサ２８
からの出力信号によりエンジンの回転数Ｎお、よび吸入
管圧力Ｐが算出され、ステップＳ２で規準回私数ＮＧ、
規準吸入管圧力［）Ｃに対重る上記エンジン四転数Ｎど
吸入管圧力Ｐとによりテーブルルックアップされ、ステ
ップＳ３で低速低負荷域か高速高負荷域か判定される。 上記ステップＳ３の判定が低速域、低負荷時には、ステ
ップＳ４で制御ユニット２３からリレースイッチ２５ヘ
リレースイツヂ２５をＯＮする信号が出力され、リレー
スイッチ２５が０Ｎ１Ｊることにより電磁弁２１が作動
して負圧タンク２０とピストン室１６を連通させ、上記
ピストン室１Ｇ内に負Ｆｔを導入して摺動ビス１ヘン１
３を第１図の状態から第２図の状態に示号ように移動さ
せる。 これに伴なって、摺動管１１は、ベルマウス部１０内を
摺動じて吸気管５の吸気通路部８に接続され、スロット
ル弁６を介してり一−ジタンク部９内に導入された吸気
（ま、ベルマウス部１０の後部より各気筒に吸引される
。このときの吸気ｆ〜長は夕、（１２＞Ｉ！、ｉ　）と
なり、ＦＪ初警１１を接続していないとさの吸気管長Ｊ
！、１より艮くすることができる。 また、ステップＳ３の判定によりエンジンが高速高負間
域で運転されていると、ステップＳ５により制御ユニッ
ト２３からリレースイッチ２５へ信号が出力されず、こ
のためリレースイッチ２５がＯＦＦすることにより？δ
磁弁２１が作動Ｕず、ピストン室１Ｇ内は大気開放され
た状態になっている。したがってｊ習動ピストン１３は
スプリング１７の付勢力により第１図の状態に保持され
、吸気は、吸気管５の吸気通路部８より直接各気筒に吸
引され、吸気管長は１１となる。 【発明の効架】 以上詳■目こ説明したｊ；うに、本発明による内燃機関
の可変吸気管長＃＆置は、エンジンの運転状態に応じて
、低速、低ｆ１′ｆｊＪ時には吸気管長を長く、高速、
高負荷１ｒ、）には吸気管長を短かく設定するよう構成
したちのであり、吸気管長を単−長さとしＩζ従来のエ
ンジンに対して、低速、低負荷領域での燃費率を向上す
るとともに、全運転領域における出力向上を図ることが
できる。 また、本発明によれば、吸気管内部に吸気通路部と、ベ
ルマウス部を設４Ｊ１これに）Ｍ　ｆ、ＩＪ管を設置し
た可変吸気管長装置を組み合せ、１気筒当り１つの装置
を具備した簡単な構造により、従来のリンク機構などに
よる可変吸気管長Ｓ１ｉ置に比べて構造、［の信頼性ら
高く、吸気能力を向上させるとともに、出力の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による一実施例である４気筒内燃機関
の可変吸気管長装置を示り一部破断した平面図、第２図
は第１図のＵ−ＩＩ断面図、第３図は本発明による制御
ユニットを示す説明図、第４図（よ制御ユニット内のテ
ーブルルックアップ部の特性図、第５図は本発明による
作動を示す〕１コ一ヂト一ト図である。 ５・・・吸気管、６・・・スロットル弁、８・・・吸気
通路部、８ａ・・・テーバ面、９・・・サージタンク部
、１０・・・ベルマウス部、１１・・・開動管、１１ａ
・・・テーバ面、１３・・・開動ピストン、１４・・・
シリンダ、１５・・・仕切壁、１Ｇ・・・ピストン室、
１７・・・スプリング、１９・・・一方向弁、２０・・
・負バタンク、２１・・・電磁弁、２３・・・制御ユニ
ット。 同　　　　弁理士　　　　村　　井　　　　　進第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリンダヘッドの吸気ボートに接続される吸気管のエン
   ジン側に先細状のテーパ面を有する吸気通路部を形成す
   るとともに、上記吸気管のスロットル弁側にサージタン
   ク部を一体に形成し、上記サージタンク部内に、上記吸
   気通路部に対向するベルマウス部を設置するとともに、
   上記ベルマウス部内に、上記吸気通路部側の先端にテー
   パ面を形成した摺動管を摺動自在に嵌入し、上記摺動管
   の後端部にピストンロッドを介してシリンダ内を摺動す
   る摺動ピストンを設置するとともに、上記ピストンロッ
   ドを支える仕切壁と摺動ピストンとの間にピストン室を
   形成し、 上記ピストン室内に介在するスプリングにより、上記摺
   動管を吸気管の吸気通路部より離れる方向に付勢すると
   ともに、上記ピストン室を、制御ユニットにより制御さ
   れる電磁弁を介して吸気管負圧を蓄圧している負圧タン
   クまたは大気に連通させ、 エンジンの低速、低負荷時にのみ、上記電磁弁を制御し
   てピストン室に負圧を作動させ、上記摺動管と吸気管の
   吸気通路部とを接続するよう構成したことを特徴とする
   内燃機関の可変吸気管長装置。