JP2000502774A - 内燃エンジンに用いる吸気システム用のフラップバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃エンジン（１０）における吸気システムに用いるバルブアレンジにおいて、当該吸気システムは、それぞれのシリンダの吸気バルブ／バルブ群と第１のエア供給チャンバ（１３）との間に延伸する第１のマニホールド部（１４ａ）を持った各エンジンシリンダ用の分配吸気マニホールドと第１のエア分配チャンバ（１３）と第２のエア分配チャンバ（１６）との間で結合を形成する第２のマニホールド部（１４ｂ）とを有する。各シリンダ用に配されたバルブは、第１の使用位置で吸気マニホールド部（１４ａ，１４ｂ）に接続され、第２の使用位置でエア分配チャンバ（１３）に向かってこれら吸気マニホールドを開放し、モータの速度に応じて制御する手段によってこれらの二つの位置でバルブ群を同時に操作可能とする。すなわち軸（２９）上で回転可能で、第１の使用位置で二つのマニホールド部（１４ａ，１４ｂ）との間に堅固な結合を形成するとともに、第２の使用位置でマニホールド部（１４ａ，１４ｂ）の端部が露出するようにその端部の外側に位置するコネクタパイプとしてデザインされるバルブボディ（１５）が各シリンダごとに配される。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃エンジンに用いる吸気システム用のフラップバルブ 技術分野 本発明は、内燃エンジンにおける吸気システムに用いるバルブアレンジであっ て、当該吸気システムは、それぞれのシリンダの吸気バルブ／バルブ群と第１の エア供給チャンバとの間に延伸する第１のマニホールド部を持った各エンジンシ リンダ用の分配吸気マニホールドと、第１のエア分配チャンバと第２のエア分配 チャンバとの間で結合を形成する第２のマニホールド部とを有し、各シリンダ用 に配されたバルブは、第１の使用位置で吸気マニホールド部に接続され、第２の 使用位置でエア分配チャンバに向かってこれら吸気マニホールドを開放し、モー タの速度に応じて制御する手段によってこれら二つの位置でバルブ群を同時に操 作可能としたバルブアレンジに関する。 発明の背景 複数のシリンダをもつ内燃エンジン用の吸気システムにおいて、コントロール 可能なバルブスロットルは、吸気チャンネルの長さをエンジンの動作コンディシ ョンに適合させるために用いられるものである。この解決法により、共振周波数 を利用して、異なるモータ速度領域において有利な体積効率を得ることができる 。 例えば、欧州特許EP-A-0492122は、エアー分配チャンバを持った吸気システム を開示している。この吸気システムは、吸気マニホールドによってモータの吸気 バルブに接続されるものである。延伸パイプは、エア分配チ ャンバのなかで車軸上に移動可能に設けられ、吸気マニホールドに延伸するよう に接続されるアクティブポジションと、延伸パイプの端部が吸気マニホールドの 部端から距離をもって位置するパッシブポジションとの間でマニホールドがシフ ト可能となっている。この既知の解決法は、延伸パイプを比較的短くすることが できる用途で主に適用される。 使用ポジションが一方からもう一方へシフトしたときに吸気チャネルの長さに より大きな変化を必要とする吸気システムにおいて、欧州特許EP-A-0492122に従 う構成では、大きな空間を必要とする。個人用の車のエンジンハウスのデザイン においては、多くの構成要素とシステムを狭い空間に一緒にパックしなければな らず、また同時に整備及び補修を行うためのアクセスを可能にすることを考慮す る必要がある。それゆえにもし吸気システムをコンパクトにすることができれば 、優位性が得られる。さらに、このようなケースにおける既知の解決法は、比較 的多くのかたまりが一方の位置から他方の位置へ非常に迅速に移動しなくてはな らず、これは、ベアリングを含む運転機構に対する高度な要求であるといえる。 本発明のコンディションは、信頼性における高い要求に対し良好に対処できるも のである。 発明の目的 従って本発明は、吸気システムのコンパクトな構造を提供し、さらに一方の機 能位置から他方の位置に簡単にシフトするバルブアレンジメントを提供すること を目的とするものである。 問題の解決 上記目的は発明に従う吸気システムにおいて得られた。すなわち、各シ リンダに対して接続パイプとしてデザインされたバルブボディがアレンジされ、 この接続パイプは、軸の周りを回転可能で、第１の使用位置では二つのマニホー ルド部分の間に堅固な接続を形成し、第２の使用位置ではマニホールド端部の外 側でこれらマニホールドが露出するように位置する。 本発明の好ましい実施の形態をサブクレームに開示する。 図面の説明 添付された図面に示される実施形態を参照して本発明を以下に詳述する。 図１は、６気筒の内燃エンジンに適用される本発明に従うバルブアレンジメン トを有する吸気システムの概念図である。 図２は、図１に従う吸気システムの技術的効果を示すダイアグラムである。 図３は、本発明に従うバルブアレンジメントを有する吸気システムの好ましい 実施の形態を示す図で、図１におけるラインIII−IIIの断面図である。 実施の形態の記述 図１は、６気筒内燃エンジン１０に用いる吸気システムを示す図である。吸気 システムは、図示しないエアフィルタハウジングからのアウトレットソケット１ １を含む。アウトレットソケットには、清浄化された空気の流量を調整するため のガススロットル１２が配されている。 アウトレットソケット１１は、吸気マニホールド１４ａ，１４ｂに接続される ように配されるエア分配チャンバ１３内にその端部を有する。吸気マニホールド １４ａ，１４ｂは、各モータシリンダの吸気バルブ／バルブ群とエア分配チャン バ１３内のクラックバルブ１５との間に延伸する第１の部分１４ａと、第１のエ ア分配チャンバ１３内のクラックバルブ１５と 第２のエア分配チャンバ１６との間に延伸する第２の部分１４ｂよりなる。上記 チャンバ１６は、隔壁１７によって音響上実質的に同等の体積隔室１６ａ，１６ ｂに分割されている。隔壁１７には、開放可能なバルブスロットル１８が設けら れ、これは二つの体積隔室１６ａ，１６ｂを音響的に結合して共通室とすること を可能としている。チャンバ１６の二つの体積隔室１６ａ，１６ｂは、共鳴チュ ーブ１９によってチャンバ１３にそれぞれ接続される。この共鳴チューブ１９は 、クラックバルブ１５とチャンバ１６との間で延伸する吸気マニホールドの部分 １４ｂと同じ音響長を有している。一方、共鳴チューブ１９の音響断面領域は、 吸気マニホールド１４ａ，１４ｂの断面領域とは異なっている。またクラックバ ルブ１５は、モータ１０からチャンバ１６までの距離のほぼ３分の１の距離をも って配されるようにすることが好ましい。 スロットル１８は、図示しないマイクロプロセッサによって開及び閉位置をと ることが可能である。このプロセッサは、モータ速度に基づく入力データを受け 取り、一方の位置から他方の位置へのスイッチイングをある所定のモータ速度で 自動的に行うようにするものである。同様にして、クラックバルブ１５は、モー タ速度に応じてそれぞれに対応する制御手段により同時に開閉操作を行う。 図２は、吸気システムの機能を形成するダイアグラムを示すもので、水平軸は モータ速度ｒ／ｓの増加を示し、垂直軸はねじれモーメントＮｍの増加を示す。 グラフ２０に示されるごとくに、低モータ速度領域において、有利なねじれモ ーメントは、クラックバルブ１５とスロットル１８を閉位置とすることにより得 られる。ここでは吸気システム内のエア体積の振動周期は、二つの吸気マニホー ルド１４ａ，１４ｂを加えた総振動長と、二つのチャ ンバセクション１６ａ，１６ｂそれぞれにおけるエア体積と、それぞれの共鳴チ ューブ１９におけるエア体積と、チャンバ１３におけるエア体積とによって決定 される。 グラフ２１に示されるごとくの中間のモータ速度領域では、有利なねじれモー メントはスロットル１８を開にすることにより得られる。ここでは吸気システム におけるエア体積の振動周期は、吸気マニホールド１４ａ，１４ｂの追加振動長 によって決定される。 グラフ２２に示されるごとくの高モータ速度領域では、有利なねじれモーメン トはクラックバルブ１５とスロットル１８とを開位置にすることにより得られる 。ここでは吸気システムにおけるエア体積の振動周期は、吸気マニホールド１４ ａの振動長によって決定される。 図２に示されるように、グラフ２０に従う調整状態は、グラフ２１のピークを 通過して、グラフ２２へさらに移行する部分で得られる。 図３は、図１に示す吸気システムの別の形態の垂直断面図で、空間的な理由か ら、エア分配チャンバ１６は上方へＵ型にベントし、モータ１０のシリンダヘッ ド上に位置する。 各吸気マニホールドの第１の部分１４ａには、燃料噴射ノズル２３が設けられ る。製造上の理由からチューブ部分１４ａは、エア分配チャンバ１３におけるチ ューブの入り口の前に配されるジョイント２４を有する。チャンバ１３内のチュ ーブ部分１４ａの端部は、図３に実線で示す位置にあるときに、曲率をもったチ ューブ部分としてデザインされたバルブボディ１５にシール状態で接続するよう にデザインされる。 各吸気マニホールドの他の部分１４ｂは、バルブボディ１５の反対側の端部に 同様の方法で接続され、また第２のエア分配チャンバ１６に向かって斜めにアー チ型の形状で延伸している。制御ユニットはスロットル１８ を制御するためにチャンバ１６に位置する。製造上の理由から、チューブ部分１ ４ｂは、エア分配チャンバ１３の外側でジョイント２６と２７とを有し、エア分 配チャンバ１６に隣接して設けられる。 エア分配チャンバ１３は、軸２９用のベアリングが設けられるカバー２８を有 し、バルブボディ１５は、回転可能に設置され、図３の実線で示される位置から 鎖線で示される位置に旋回することができる。鎖線位置に旋回することにより、 吸気マニホールドの部分１４ａと１４ｂとの間のバルブボディ１５による結合が 解除され、これは吸気システムが図２のグラフに従って作動しないことを意味す る。 旋回軸２９は、曲率を持った接続パイプの外側で、かつチューブ部分１４ａに 接続可能なバルブボディ１５の端部に近接して位置する。これは、バルブボディ １５がチューブ部分１４ａの開口を完全に露出することを意味し、これによりバ ルブボディはチューブ１４ａに対するエアーフローを乱さないようにする。バル ブボディの操作は、チャンバ１３の壁部のシーリング３１を貫通して延伸するプ ッシュロッド３０によって同時に実行される。バルブボディ１５のリターンもま た図示しないスプリングによって同時に実行される。 本発明は、示された実施形態に限定されることはなく、以下のクレームの範囲 内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。例えば、クラックバルブ１ ５を操作するための手段は、記述されたものとは異なる手段を用いてもよい。ま たスロットル１８は、図３に示されるものとは異なる方法で配してもよい。本発 明によれば、示されたアクティブ吸気システムの他のタイプ、例えば４気筒モー タにも適用することが勿論可能である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 配される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃エンジン（１０）における吸気システムのためのバルブ配列であって、 前記吸気システムは、各エンジンシリンダの吸気バルブ／バルブ群と第１のエア 分配チャンバ（１３）との間に延伸する第１のマニホールド部（１４ａ）を有す る前記各エンジンシリンダ用の分配吸気マニホールドと、前記第１のエア分配チ ャンバ（１３）と第２のエア分配チャンバ（１６）との間で接続を形成する第２ のマニホールド部（１４ｂ）とを有し、各シリンダ用に配され、第１の使用位置 と第２の使用位置をとる前記バルブが、前記第１の使用位置で前記吸気マニホー ルド部（１４ａ，１４ｂ）に接続し、前記第２の使用位置で前記第１のエア分配 チャンバ（１３）に向かってこれら吸気マニホールドを開く動作を行い、前記バ ルブ群は前記エンジン速度に応じる制御手段によりこれら二つの使用位置間で同 時に操作可能であるようにしたバルブ配列において、 ピボット軸（２９）を中心に回転可能で、かつ前記第１の使用位置で二つの前 記マニホールド部（１４ａ，１４ｂ）の間で堅固な結合を形成し、前記第２の使 用位置で前記マニホールド部（１４ａ，１４ｂ）が露出するように二つの該マニ ホールド部（１４ａ，１４ｂ）の端部の外側に位置する接続パイプとしてデザイ ンされるバルブボディ（１５）を各シリンダに対して配したことを特徴とするバ ルブ配列。 ２．請求項１記載のバルブ配列において、各接続パイプ（１５）は、一方の面で 湾曲したチャネル部を形成することを特徴とするバルブ配列。 ３．請求項２記載のバルブ配列において、前記一方の面を横切って延伸する共通 のピボット軸上で他のバルブとともに設置されることを特徴とするバルブ配列。 ４．請求項３記載のバルブ配列において、前記ピボット軸（２９）は、湾曲した 前記接続パイプの外側で、該接続パイプに近接して位置することを特徴とするバ ルブ配列。 ５．請求項１記載のバルブ配列において、前記バルブボディ／バルブボディ群（ １５）の操作は、スプリングの作用に対抗して動作する少なくとも一つのプッシ ュロッド（３０）によりなされることを特徴とするバルブ配列。 ６．請求項１記載のバルブ配列において、前記第２のエア分配チャンバ（１６） は、音響的に実質同等のふたつの体積隔室（１６ａ，１６ｂ）に分割されること を特徴とするバルブ配列。 ７．請求項６記載のバルブ配列において、前記第１及び第２のエア分配チャンバ の間で二つの共鳴チューブ（１９）が配され、該共振チューブの開口部において 前記二つの体積隔室（１６ａ，１６ｂ）を音響的に結合または分割するためのバ ルブスロットル（１８）が配されることを特徴とするバルブ配列。