CN1123692C - 发动机的进气控制装置 - Google Patents

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Abstract

在安装于发动机E进气系统In的空气滤清器17内形成相互并列设置的小断面积通路33a和大断面积通路33b，并设置开闭该大断面积通路33b的进气控制阀35，在该进气控制阀35连接促动器71，该促动器71在发动机E的低回转区域关闭该进气控制阀35并在高回转区域将其打开。这样，可确保发动机的低速输出性能，同时确实减少高速回转区域的进气阻力，提高高速输出性能。

Description

发动机的进气控制装置
技术领域
本发明涉及一种发动机的进气控制装置，该装置相应于发动机的运行状态控制发动机的进气系统，从低速回转区域到高速回转区域，都能发挥出良好的输出性能。
背景技术
过去，作为该进气控制装置，已知有例如特开昭58-155270号公报公开的进气控制装置，其中，在进气系统的空气滤清器的空气取入口设置溢流阀，当进气量达到规定值以上时，该溢流阀自动开阀，在该溢流阀设有小通气孔。在发动机的低速回转区域，当进行使节气门快速打开的发动机急加速操作时，这样的进气控制装置以溢流阀的小通气孔限制进气量，可抑制发动机吸入的混合气的稀薄化，使加速性良好，另外，当发动机进入高速回转区域时，随着进气量增加到一定值以上，溢流阀打开，减少进气阻力。
然而，在上述现有装置中，由于溢流阀受到闭阀方向的弹簧力，所以，该弹簧负荷成为溢流阀的开阀阻力，残存与此相应的进气阻力。
在日本昭64-73115号公报中，公开了一种内燃机用吸气装置，在该内燃机用吸气装置中，如图1所示，在安装于发动机进气系统的空气过滤器(14)内形成分别并列设置的多个吸气通路(9、10)及吸气管道(19、20)，该吸气通路(9、10)配置于滤芯(18)的左方、并向左方延伸，该吸气管道(19、20)配置滤芯(18)的右方、并向右方延伸，并且在该多个吸气通路中的一个通路(9)和一个吸气通道(19)中设置开闭该通路、通道的负压控制阀(11、21)，在这些进气控制阀(11、21)上分别连接作为促动器的真空马达(13、23)。该真空马达(13、23)在发动机的转速为低回转区域关闭上述负压控制阀(11、21)，在转速高回转区域打开上述负压控制阀(11、21)。
由于如上所述，在过滤器(14)内，上述吸气通路(9、10)、滤芯(18)、吸气管道(19、20)沿左右方向串联地设置，从使得过滤器(14)的左右方向的尺寸大。
本发明就是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于提供一种发动机的进气控制装置，该进气控制装置可确实地减少发动机在高速回转区域的进气阻力，提高输出性能，并能使过滤器紧凑。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的第1特征在于：以气缸体和气缸盖的前倾姿势在车架上搭载发动机，在该发动机连接节气门体，将用于净化流入到该节气门体的进气道的空气的空气滤清器配置在发动机上部，由滤清器箱和滤芯构成该空气滤清器，该滤芯将该滤清器箱内分隔成与大气连通的未净化室和与节气门体的进气道连通的净化室；在这样的机动二轮车中，在滤清器箱内将净化室配置在未净化室的上部，并使节气门体的进气道与该净化室连通，另外，在滤清器箱设置分隔壁和进气控制阀，该分隔壁将未净化室的中间部分隔成相互并列设置的多个通路，该进气控制阀对多个通路中的至少一个通路进行开闭，在该进气控制阀连接促动器，该促动器在发动机的低回转区域关闭该进气控制阀而在高回转区域将其打开。上述多个通路与后述的本发明实施例中的小断面积通路33a和大断面积通路33b对应，上述一个通路与大断面积通路33b对应。
按照该第1特征，如上述那样，可提高发动机的输出性能，而且滤清器箱内的多个通路、进气控制阀和节气门体的进气道连通部合理，由此可实现空气滤清器的紧凑化，容易配置到发动机的上部。
根据本发明的第2特征，由于吸气控制阀的至少一部分沿上下方向重叠地配置在滤芯的下方，吸气控制阀的阀板的前端朝向多个通路的至少一个通路的上游侧，因此，可以使空气过滤器沿前后方向紧凑化。并且在阀板关闭时不会由负压打开阀板，由于在关闭方向上加着负压，因此，确保了气密性。而且由于在关闭方向上施加着负压，因此不需要使用于关闭阀板的复位弹簧(41)的弹簧常数过度地大。因此，不需要将在反抗复位弹簧的弹力打开阀板时所用的作动器做成强力的形式，可以使作动器小型、轻量化，因此，可以使车体整体小型化、轻量化。
附图说明
图1为设有本发明发动机进气和排气控制装置的机动二轮车的侧面图。
图2为进气控制装置的要部纵断侧面图。
图3为与图2对应的作用说明图。
图4为图2的4-4线断面图。
图5为图4的5-5线断面图。
图6为图4的6-6线断面图。
图7为排气系统的透视图。
图8为排气控制装置的侧面图。
图9为图8的9-9线断面图。
图10为与图9对应的作用说明图。
图11为进气控制阀和排气控制阀的驱动装置的平面图。
图12为图11的12-12线断面图。
图13为图11的13-13线断面图。
具体实施方式
下面根据附图所示本发明的一实施例说明本发明的实施形式。
图1为设有本发明发动机进气和排气控制装置的机动二轮车的侧面图，图2为进气控制装置的要部纵断侧面图，图3为与图2对应的作用说明图，图4为图2的4-4线断面图，图5为图4的5-5线断面图，图6为图4的6-6线断面图，图7为排气系统的透视图，图8为排气控制装置的侧面图，图9为图8的9-9线断面图，图10为与图9对应的作用说明图，图11为进气控制阀和排气控制阀的驱动装置的平面图，图12为图11的12-12线断面图，图13为图11的13-13线断面图。
在图1中，机动二轮车1的车架2由左右一对主构架4、4和车座轨5构成，该主构架4、4在前端具有头管3并朝后下延伸，而且后端相互连接，在一对主构架4、4安装并列的四缸发动机E。此时，发动机E使其气缸体8和气缸盖9稍朝前倾，并将其气缸盖9插入到主构架4、4间进行配置。
在头管3可转向地连接用于支承前轮7f的前叉6f，支承后轮7r的后叉6r通过枢轴11可上下摇动地连接于发动机E的曲轴箱10后部，在该后叉6r与主构架4、4间安装后缓冲装置12。配置于枢轴11前方的发动机E的输出轴13通过链传动装置14驱动后轮7r。
在主构架4、4上搭载燃料箱15，在车座轨5安装双人主车座16。
包含空气滤清器17和节气门体18的发动机E的进气系统In配置在气缸盖9的上方并由燃料箱15覆盖，包含排气管51a-51d和排气消声器54的发动机E的排气系统Ex从气缸盖9和气缸体8的前面，经曲轴箱10的下方朝斜上方延伸。
首先，根据图1-图6说明发动机E的进气系统In。
如图1-图4所示，在发动机E的气缸盖9连接与四缸对应的4个节气门体18、18…，在这些节气门体18、18…的进气道18a入口分别连接漏斗形通气筒21、21…。另外，在4个节气门体18、18…安装收容全部漏斗形通气筒21、21…的空气滤清器17的滤清器箱22。滤清器箱22由下部箱半体22b和上部箱半体22a构成，该下部箱半体22b固定在节气门体18、18…，该上部箱半体22a由螺钉27可分离地接合在该下部箱半体22b，在两箱半体22a、22b间夹持着配置将该滤清器箱22内隔成下部的未净化室23和上部的净化室24的滤芯安装板25。在设于该滤芯安装板25的安装孔25a安装滤芯26。
在下部箱半体22b的一侧设置使未净化室23向大气开放的空气取入孔28，另一方面，漏斗形通气筒21、21…贯通下部半体22b的底壁，并使入口朝净化室24开口。因此，在发动机E的工作过程中，从空气取入口28流入到未净化室23的空气由滤芯26过滤后，进入到净化室24，流入到漏斗形通气筒21和节气门体18，一边由各节气门体18内的节气门29调节流量，一边吸入到发动机E。此时，从安装于各节气门体18一侧壁的燃料喷射阀32朝发动机E的进入孔喷射燃料。
所有节气门体18的节气门29使其阀轴29a相互连动地连接，通过固定于其外侧的阀轴29a的皮带轮30和与其连接的操作钢丝绳31，由附设于机动二轮车1的转向柄的节气门操纵把进行开闭操作。
在下部箱半体22b一体形成分隔壁34，该发隔壁34将未净化室23的中间部分成下部的小断面积通路33a和上部的大断面积通路33b，在分隔壁34轴支用于开闭该大断面积通路33b的进气控制阀35。
进气控制阀35由阀板36、一体形成于该阀板36一侧端的阀轴37构成，在上述分隔壁34设置1个轴承38和左右一对轴承39、39，该1个轴承38可自由回转地支承该阀轴37的一端部，该左右一对轴承39、39可自由回转地支承阀轴37的另一端部。
如图3所示，进气控制阀35在第1进气控制位置A(参照图2)和第2进气控制位置B之间回转，当处于该第1进气控制位置A时，该阀板36的前端接触大断面积通路33b的顶面，将大断面积通路33b全闭，当处于第2进气控制位置B时，阀板36与分隔壁34平行，使该通路33b全开，其回转角度在图示例的场合大约为45度。在进气控制阀35的第2进气控制位置B，阀板36为前端朝大断面积通路33b的上游侧的倾斜姿势，发动机E的进气负压为了使阀板36朝闭方向施加力而作用。
在一体形成于阀轴37一端部的臂40连接复位弹簧41，该复位弹簧41通过其使阀板36朝关闭方向即第1进气控制位置A侧产生势能。另外，在阀轴37的另一端部于一对轴承39、39间可回转地安装从动皮带轮46，该从动皮带轮46通过第1传动钢丝绳75a连接于后述的促动器71的驱动皮带轮73，在该从动皮带轮46和阀轴37间设置将其相互连接的空转机构42。空转机构42由传动销43、圆弧槽44、及空转弹簧45构成，该传动销43凸设于阀轴37的一侧面，该圆弧槽44为了接合该传动销43形成在从动皮带轮46的内周面并沿周向延伸，该空转弹簧45使从动皮带轮46朝进气控制阀35的第1进气控制位置A侧形成势能。该圆弧槽44的中心角设定得比进气控制阀35的开闭角度大，当从动皮带轮46从后退位置朝进气控制阀35的开启方向即第2进气控制位置B侧回转时，超过规定的空转角度α后，圆弧槽44的一端面与传动销43接触，使进气控制阀35开始移动到第2进气控制位置B侧。
可是，滤清器箱22内的小断面积通路33a、大断面积通路33b、进气控制阀35及漏斗形通气筒21、21…的上述布置合理，由此可实现空气滤清器的紧凑化，容易地配置到发动机上部。
下面，按照图1、图7-图10详细说明发动机E的排气系统Ex。
在图1和图7中，发动机E的并列四气缸从车辆的左侧标为第1-第4气缸50a-50d，各气缸的点火按第1气缸50a、第2气缸50b、第4气缸50d、第3气缸50c的顺序进行。分别与第1-第4气缸50a-50d对应的第1-第4排气管51a-51d连接到气缸盖9的前面，这些排气管51a-51d沿发动机E的前面下降，在其下方朝后方弯曲。第1和第4排气管51a、51d配置于左右，第2和第3排气管51b、51c在第1和第4排气管51a、51d的正下方配置于左右。在这些排气管51a-51d超过发动机E的下方之处，第1和第4排气管51a、51d连接到将其集合的上部第1集合排气管52a，第2和第3排气管51b、51c连接到将其集合的下部第1集合排气管52b。之后，上述两集合排气管52a、52b连接到将其集合的第2集合排气管53，在其后端连接排气消声器54。
在发动机E的下方，于第1-第4排气管51a-51d的中间部设置共用的排气控制阀55。该排气控制阀55具有圆筒状的阀壳56和可回转地设置于其内部的阀体57，该阀壳56完全介入到上部第1和第4排气管51a、51d的管路，并介入下部的第2和第3排气管51b、51c的管路上部，在第2和第3排气管51b、51c的上部设置连通孔58、58，该连通孔58、58在阀壳56开口。该阀壳56于其周壁气密地焊接第1-第4排气管51a-51d。
在阀壳56的两端壁设置轴承59、60，在这些轴承59、60可自由回转地分别支承一对阀轴61、62，该一对阀轴61、62从阀体57的两端凸出。一方的轴承59的外端由栓体63闭塞，在另一方的轴承60的外端安装密封构件64。
阀体57可在第1排气控制位置C(参照图9)和第2排气控制位置D(参照图10)之间回转约180度，具有分隔壁65、65和引导壁66、66，该分隔壁65、65在该第1排气控制位置C分别关闭第2和第3排气管51b、51c的连通孔58、58，该引导壁66、66在第2排气控制位置D分别通过连通孔58、58连通第1排气管51a与第2排气管51b及第4排气管51d与第3排气管51c之间。
支承于上述轴承60的阀轴62贯通密封构件64凸出到外方，在其端部固定从动皮带轮67，该从动皮带轮67由后述的促动器71的驱动皮带轮73通过第2和第3传动钢丝绳75b、75c驱动。
下面，参照图1、图11-图13说明上述进气控制阀35和排气控制阀55的驱动装置。
如图1和图11所示，在发动机E的曲轴箱10的上方，由螺栓78通过弹性构件77在固定设置于主构架4内侧面的一对托架70、70安装共用的促动器71。此时，促动器71到上述进气控制阀35和排气控制阀55的各距离大体相等。在图示例的场合，促动器71由可正反转的电动马达构成，固定于其输出轴72的驱动皮带轮73具有小直径的第1钢丝绳槽73a、大直径的第2和第3钢丝绳槽73b、73c。在该第1钢丝绳槽73a和上述进气控制阀35侧的从动皮带轮46(参照图6)的钢丝绳槽46a接合第1钢丝绳75a，并且其两端子与驱动和从动皮带轮73、46连接。另外，在第2和第3钢丝绳槽73b、73c及上述排气控制阀55侧的从动皮带轮67(参照图9)的一对钢丝绳槽67b、67c以相反的卷绕方向接合第2和第3传动钢丝绳75b、75c，并在驱动皮带轮73和从动皮带轮67分别连接其两端子。
促动器71由电子控制装置76控制驱动，该电子控制装置76从图中未示出的传感器接受基于发动机E的转速和增压负压的信号。
下面说明该实施例的作用。
在发动机E的低速回转区域，电子控制装置76与其相对应地使促动器71作动，这样，进气控制阀35被保持在第1进气控制位置A，排气控制阀55被保持在第1排气控制位置C。
当进气控制阀35保持在第1进气控制位置A时，如图2所示那样，由阀板36使大断面积通路33b全闭，所以，吸入到发动机E的空气当通过空气滤清器17时，不得不通过小断面积通路33a。因此，为了使发动机E的回转迅速加快，当节气门29的开度快速增大时，即使从燃料喷射阀32喷射的燃料的增量产生滞后，发动机E的进气也由小断面积通路33a的节流阻力抑制过度的增量，所以，可向发动机E供给适当浓度的混合气，可发挥出良好的加速性能。
另一方面，当将排气控制阀55保持在第1排气控制位置C时，如图9所示那样，由于分隔壁65、65闭锁第2和第3排气管51b、51c的连通孔58、58，所以，第1-第4排气管51a-51d的有效管长为从发动机E到上部和下部第1集合排气管52a、52b的最大长度。这些设定的最大有效管长使得其产生的排气惯性效果和/或排气脉动效果可提高低速回转区域的发动机E的容积效率，因此，可提高发动机E的低速输出性能。
这样，由于可具有低速对应进气系统In和排气系统Ex双方的功能，所以可有效地提高发动机E的低速输出性能。
当发动机E进入到高速回转区域时，促动器71从电子控制装置76接受与其对应的信号，使驱动皮带轮73正转。通过该驱动皮带轮73的正转，第1和第2传动钢丝绳75a、75b同时进行牵引，而第3传动钢丝绳75c松弛。这样一来，进气控制阀35侧的从动皮带轮67与排气控制阀55的阀轴62一体接合，所以，立即使该阀55朝第2排气控制位置D回转，但前者的从动皮带轮46反抗空转弹簧45的弹性力以空转角度α单独回转，在该空转角度α，阀轴37的传动销43与其圆弧槽44的一端接触，当超过该空转角度α时，从动皮带轮46通过传动销43反抗复位弹簧41的弹性力使进气控制阀35开始朝第2进气控制位置B侧回转。进气控制阀35和排气控制阀55分别同时到达第2进气控制位置B和第2排气控制位置D。
当由促动器71使进气控制阀35积极地回转到第2进气控制位置B时，如图3所示，阀板36处于使断面积通路33b全开的状态，所以，吸入到发动机E的空气通过空气滤清器17时，不仅可通过不受阀板36阻碍的大断面积通路33b，而且也通过小断面积通路33a，因此，可有效地减小进气阻力，提高发动机E的容积效率，提高高速输出性能。
另一方面，当排气控制阀55作动到第2排气控制位置D时，如图10所示，连通孔58、58开放，并由引导壁66、66分别连通第1和第4排气管51a、51d与第2和第3排气管51b、51c，所以，第1、第4的排气管51a、51d的有效管长为从发动机E到排气控制阀55的最小长度。设定的这些最小有效管长使得由其产生的排气惯性效果和/或排气脉动效果可提高高速回转区域的发动机E的容积效率，因此，可提高发动机E的高速输出性能。
这样，由于使进气系统In和排气系统Ex双方具有高速对应功能，所以，可有效提高发动机E的高速输出性能。
可是，当促动器71使驱动皮带轮73正转时，如前述那样，通过使开始回转到回转角度小的进气控制阀35的第2进气控制位置B的时期适当滞后于开始回转到回转角度大的排气控制阀55的第2排气控制位置D的时期，由共用的促动器71，可将回转角度不同的进气控制阀35和排气控制阀55分别同时地进入到第2进气控制位置B和第2排气控制位置D。
当发动机E再次返回到低速回转区域时，促动器71使驱动皮带轮73反转，使第1和第2传动钢丝绳75a、75b松弛，牵引第3传动钢丝绳75c。通过使第1传动钢丝绳75a的松弛，可由空转弹簧45的弹性力使从动皮带轮46反转，并使进气控制阀35在复位弹簧41的弹性力的作用下返回到第1进气控制位置A。
另外，当牵引第3传动钢丝绳75c时，从动皮带轮67反转，排气控制阀55返回到第1排气控制位置C。
在该场合，由于进气控制阀35和排气控制阀55同时开始反转，所以，在排气控制阀55返回到第1排气控制位置C之前，回转角度小的进气控制阀35到达第1进气控制位置A。之后，在排气控制阀55随着驱动皮带轮73的反转到达第1排气控制位置C之前，通过使圆弧槽44的一端壁从进气控制阀35的传动销43离开，从而使从动皮带轮46继续反转。
这样，即使进气控制阀35和排气控制阀55的回转角度存在差别，空转机构42也可吸收该差别，所以，可由共用的促动器71确实地使两控制阀35、55作动，因此，可实现其驱动系统构成的简化，同时获得提高发动机性能和减少成本的效果，并使其轻量化。
本发明不限于上述各实施例，在不脱离其要旨的范围内可作多种设计变更。例如，进气控制阀35也可这样构成，即，使进气系统In的有效管长可相应于发动机E的运行状态变化。另外，本发明当然也可用于单缸发动机和其它多缸发动机的进气系统和排气系统。
按照本发明的第1特征，在安装于发动机进气系统的空气滤清器内形成相互并列设置的多个通路，并设置开闭这些多个通路中至少一个通路的进气控制阀，在该进气控制阀连接促动器，该促动器在发动机的低回转区域关闭该进气控制阀并在高回转区域将其打开，所以，在发动机的低速回转区域，由促动器将进气控制阀保持在关闭多个通路中至少一个通路的状态，限制进气量，这样，当进行发动机的急加速操作时，可抑制发动机的吸入混合气稀薄化，使加速性良好，另外，在当发动机处于高速回转区域时，由促动器积极地打开进气控制阀，可使不受进气控制阀阻碍的全部通路打开，因此，可有效地减小进气阻力，提高发动机E的容积效率，获得高输出。
按照本发明的第2特征，以气缸体和气缸盖的前倾姿势在车架上搭载发动机，在该发动机连接节气门体，将用于净化流入到该节气门体的进气道的空气的空气滤清器配置在发动机上部，由滤清器箱和滤芯构成该空气滤清器，该滤芯将该滤清器箱内分隔成与大气连通的未净化室和与节气门体的进气道连通的净化室；在这样的机动二轮车中，在滤清器箱内将净化室配置在未净化室的上部，并使节气门体的进气管与该净化室连通，另外，在滤清器箱设置分隔壁和进气控制阀，该分隔壁将未净化室的中间部分隔成相互并列设置的多个通路，该进气控制阀对多个通路中的至少一个通路进行开闭，在该进气控制阀连接促动器，该促动器在发动机的低回转区域关闭该进气控制阀而在高回转区域将其打开，所以，如上述那样，可提高发动机的输出性能，而且滤清器箱内的多个通路、进气控制阀和节气门体的进气道连通部的布置合理，可实现空气滤清器的紧凑化，容易地配置到发动机的上部。

Claims (2)

1.一种发动机的进气控制装置，在机动二轮车中，以气缸体(8)和气缸盖(9)的前倾姿势在车架(2)上搭载发动机(E)，在该发动机(E)上连接节气门体(18)，将用于净化流入到该节气门体(18)的进气道(18a)的空气的空气滤清器(17)配置在发动机(E)上部，由滤清器箱(22)和滤芯(26)构成该空气滤清器(17)，该滤芯(26)将该滤清器箱(22)内分隔成与大气连通的未净化室(23)和与节气门体(18)的进气道(18a)连通的净化室(24)；其特征在于：在滤清器箱(22)内将净化室(24)配置在未净化室(23)的上部，并使节气门体(18)的进气道(18a)与该净化室(24)连通，另外，在滤清器箱(22)设置分隔壁(34)和进气控制阀(35)，该分隔壁(34)将未净化室(23)的中间部分隔成相互并列设置的多个通路(33a、33b)，该进气控制阀(35)对多个通路(33a、33b)中的至少一个通路(33b)进行开闭，在该进气控制阀(35)上连接促动器(71)，该促动器(71)在发动机(E)的低回转区域关闭该进气控制阀(35)而在高回转区域将其打开。
2.如权利要求1所述的进气控制装置，其特征在于，吸气控制阀(35)的至少一部分沿上下方向重叠地配置在滤芯(26)的下方，吸气控制阀(35)的阀板(36)的前端朝向多个通路(33a、33b)的至少一个通路的上游侧。
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