JP2003531997A - 火花点火型ピストン式内燃機関のシリンダ内の混合気形成および給気運動に影響を与える方法 - Google Patents
火花点火型ピストン式内燃機関のシリンダ内の混合気形成および給気運動に影響を与える方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、シリンダあたり少なくとも１個の吸気弁と少なくとも１個の排気弁を備え、これらの弁が完全可変の動弁機構、特に電磁式動弁機構を備え、かつ電子制御装置を介して制御可能である、ピストン式内燃機関のシリンダ内の混合気形成および給気運動に影響を与えるための方法であって、設定可能な回転数範囲およびまたは設定可能な負荷状態で、吸気弁およびまたは排気弁の少なくとも一部がその都度ピストンストロークに依存して、開放時点および閉鎖時点およびまたは開放幅までの開放時間およびまたは開放持続時間およびまたは運動速度に関して変更可能なストロークカーブで動くことができるように、電子制御装置が設計されている方法に関する。
Description
【０００１】
火花点火型ピストン式内燃機関のシリンダ内の混合気形成および給気運動に影
響を与えるために、ＷＯ９１／１４８５８により、吸気通路から吸気口を経てシ
リンダ内に達する際の流れを制御可能に偏向する手段を、それぞれ吸気弁の範囲
に設けることが知られている。この手段は、吸気管内の負圧不足のために不充分
な混合気形成によって生じる燃料蒸発の低下を改善する。流れの偏向手段として
、吸気通路内で吸気口の範囲内に直接配置されたスライダ、フラップ弁、揺動ノ
ズル等が提案されている。この要素は適当な操作手段を介して、エンジンの運転
状態に依存して制御装置によって操作される。それによって、吸気通路内を流れ
る空気と燃料の混合気（以下、ガス流と呼ぶ）の偏向と速度上昇により、所定の
運転状態下で、吸気行程中のシリンダ室内で所定の流れ、例えばいわゆるタンブ
ルが形成されるように偏向される。このタンブルの回転軸線はシリンダ軸線に対
してほぼ横方向に延びている。この構造の欠点は、操作手段が吸気口の直前で吸
気通路内に配置および支承される、すなわち付加的な部品のためにごくわずかな
スペースしか供されない範囲に配置および支承されることにある。
響を与えるために、ＷＯ９１／１４８５８により、吸気通路から吸気口を経てシ
リンダ内に達する際の流れを制御可能に偏向する手段を、それぞれ吸気弁の範囲
に設けることが知られている。この手段は、吸気管内の負圧不足のために不充分
な混合気形成によって生じる燃料蒸発の低下を改善する。流れの偏向手段として
、吸気通路内で吸気口の範囲内に直接配置されたスライダ、フラップ弁、揺動ノ
ズル等が提案されている。この要素は適当な操作手段を介して、エンジンの運転
状態に依存して制御装置によって操作される。それによって、吸気通路内を流れ
る空気と燃料の混合気（以下、ガス流と呼ぶ）の偏向と速度上昇により、所定の
運転状態下で、吸気行程中のシリンダ室内で所定の流れ、例えばいわゆるタンブ
ルが形成されるように偏向される。このタンブルの回転軸線はシリンダ軸線に対
してほぼ横方向に延びている。この構造の欠点は、操作手段が吸気口の直前で吸
気通路内に配置および支承される、すなわち付加的な部品のためにごくわずかな
スペースしか供されない範囲に配置および支承されることにある。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７３３１３９号公報により、電磁アクチ
ュエータによって、吸気弁を２つの開放段階で開放およびまたは閉鎖することが
知られている。そのために、このアクチュエータは小さなストロークで弁を開放
することができる追加磁石を備えている。しかし、開放時間に影響を及ぼす以外
に、流れ状態に影響を与える手段は設けられていない。というのは、このアクチ
ュエータによって、吸気弁の“開放”と“閉鎖”だけが２つの開放幅によっての
み制御可能であるからである。
ュエータによって、吸気弁を２つの開放段階で開放およびまたは閉鎖することが
知られている。そのために、このアクチュエータは小さなストロークで弁を開放
することができる追加磁石を備えている。しかし、開放時間に影響を及ぼす以外
に、流れ状態に影響を与える手段は設けられていない。というのは、このアクチ
ュエータによって、吸気弁の“開放”と“閉鎖”だけが２つの開放幅によっての
み制御可能であるからである。
【０００３】
本発明の根底をなす課題は、いろいろな負荷状態、特に低い回転数およびまた
は小さな負荷のために、制御装置によって動弁機構を制御することにより、混合
気形成および給気運動に影響を与える方法を提供することである。
は小さな負荷のために、制御装置によって動弁機構を制御することにより、混合
気形成および給気運動に影響を与える方法を提供することである。
【０００４】
この課題は本発明に従い、請求項１に記載した方法によって解決される。スト
ロークカーブに対してこのように適切に影響を及ぼすことにより、混合気形成お
よび給気運動を、その都度の負荷ケースの条件に最適に適合させることができる
。例えば最初に小さな横断面を開放し、続いて横断面全体よりも小さな大きな横
断面を開放することによって、良好に形成された新気混合気を燃焼室に充填する
ことができる。この場合、ストローク運動の最初の相において、燃料と空気の混
合気は速い流速で、少しだけ開放した弁横断面を通って燃焼室内に流れる。この
場合、混合気形成と混合気均質化が促進される。一定の小さな開放横断面はアイ
ドリングためにのみ制御される。これはシリンダに燃料を直接噴射するピストン
式内燃機関にも当てはまる。この場合、吸い込まれる新気混合気の案内の代わり
に、空気の充填が適当な流れガイドによって行われる。それに所望な部分負荷点
を示すために必要な充填量は、開放相の開始時に小さな開放またはゆっくりした
開放の後で、続いて適当な制御によって弁を更に開放し、それによって所定の負
荷点のために新気混合気による燃焼の最適な充填が達成されることによって保証
される。吸気弁のストロークカーブが電磁式動弁機構を介して電子制御装置によ
って完全可変に制御可能であるので、ガス交換弁（吸気弁およびまたは排気弁）
のストロークカーブは、ピストンストロークに依存して、開放幅およびまたは開
放時間およびまたは運動速度に関して“形づくる”ことができる。このパラメー
タを変えることによって、燃焼室への流入時の流れ条件を最適化することができ
る。
ロークカーブに対してこのように適切に影響を及ぼすことにより、混合気形成お
よび給気運動を、その都度の負荷ケースの条件に最適に適合させることができる
。例えば最初に小さな横断面を開放し、続いて横断面全体よりも小さな大きな横
断面を開放することによって、良好に形成された新気混合気を燃焼室に充填する
ことができる。この場合、ストローク運動の最初の相において、燃料と空気の混
合気は速い流速で、少しだけ開放した弁横断面を通って燃焼室内に流れる。この
場合、混合気形成と混合気均質化が促進される。一定の小さな開放横断面はアイ
ドリングためにのみ制御される。これはシリンダに燃料を直接噴射するピストン
式内燃機関にも当てはまる。この場合、吸い込まれる新気混合気の案内の代わり
に、空気の充填が適当な流れガイドによって行われる。それに所望な部分負荷点
を示すために必要な充填量は、開放相の開始時に小さな開放またはゆっくりした
開放の後で、続いて適当な制御によって弁を更に開放し、それによって所定の負
荷点のために新気混合気による燃焼の最適な充填が達成されることによって保証
される。吸気弁のストロークカーブが電磁式動弁機構を介して電子制御装置によ
って完全可変に制御可能であるので、ガス交換弁（吸気弁およびまたは排気弁）
のストロークカーブは、ピストンストロークに依存して、開放幅およびまたは開
放時間およびまたは運動速度に関して“形づくる”ことができる。このパラメー
タを変えることによって、燃焼室への流入時の流れ条件を最適化することができ
る。
【０００５】
方法はいろいろな態様で変更することができる。例えば弁開放時間の開始時に
、吸気弁が短時間だけ少し開放し、運動速度が上昇するにつれて開放し、その後
で速い運動速度で閉鎖し、続いて大きな横断面で開放することができる。これに
よって、最初の少量の混合気充填によって、負圧を強めながらシリンダ室内の運
動が開始されるので、続いて大きな弁開放時にシリンダ内の高められた負圧と吸
気弁の手前の吸気通路内の動圧に基づいて、充填量が速い速度でシリンダ内に流
入することができる。
、吸気弁が短時間だけ少し開放し、運動速度が上昇するにつれて開放し、その後
で速い運動速度で閉鎖し、続いて大きな横断面で開放することができる。これに
よって、最初の少量の混合気充填によって、負圧を強めながらシリンダ室内の運
動が開始されるので、続いて大きな弁開放時にシリンダ内の高められた負圧と吸
気弁の手前の吸気通路内の動圧に基づいて、充填量が速い速度でシリンダ内に流
入することができる。
【０００６】
他方では、最初に大きな横断面を開放した後で吸気弁を先ず最初に小さな開放
横断面に戻し、続いて完全に閉鎖することができる。この方法態様の場合にも、
開放時間の終わり頃に、新気ガスの残りの量を高速でシリンダに入れ、吸気行程
中、特に吸気行程の終わり頃に、シリンダ内の給気運動に望ましい影響を与える
ことができる。この場合にも、制御装置の適当なプログラミングを介して、いろ
いろな負荷点に最適に適合させることによって、ストロークカーブを“形づくる
”ことができる。考慮されるすべての負荷ケースについて、異なる特性マップを
設けることができる。
横断面に戻し、続いて完全に閉鎖することができる。この方法態様の場合にも、
開放時間の終わり頃に、新気ガスの残りの量を高速でシリンダに入れ、吸気行程
中、特に吸気行程の終わり頃に、シリンダ内の給気運動に望ましい影響を与える
ことができる。この場合にも、制御装置の適当なプログラミングを介して、いろ
いろな負荷点に最適に適合させることによって、ストロークカーブを“形づくる
”ことができる。考慮されるすべての負荷ケースについて、異なる特性マップを
設けることができる。
【０００７】
上述の異なる方法態様は、負荷要求に応じて互いに任意に組み合わせることが
できる。この場合更に、シリンダあたり複数の吸気弁を備えた内燃機関の場合、
当該のシリンダのすべての吸気弁または１個の吸気弁だけをこのように制御する
ことができる。
できる。この場合更に、シリンダあたり複数の吸気弁を備えた内燃機関の場合、
当該のシリンダのすべての吸気弁または１個の吸気弁だけをこのように制御する
ことができる。
【０００８】
概略的な図に基づいて本発明を詳しく説明する。
【０００９】
図１には実施の形態として、ガス交換弁（吸排気弁）２に作用連結された電磁
アクチュエータ１が示してある。電磁アクチュエータ１はアーマチュア３を備え
ている。このアーマチュアには閉鎖磁石４と開放磁石５が付設されている。両磁
石が電子制御装置Ｓに接続されているので、通電が適当に交代して制御されると
きに、アーマチュア３は両磁石４，５の間で往復運動可能である。しかも、開放
ばね６と閉鎖ばね７の戻し力に抗して往復運動可能である。アーマチュア３は完
全通電時に、それぞれの磁石の磁極面８に接触することによってその都度操作位
置を占める。図示した実施の形態では、両戻しばね６，７が同一に設計されてい
るので、電磁石に通電しないときに、アーマチュア３の中立位置は両磁極面の間
の中央にある。
アクチュエータ１が示してある。電磁アクチュエータ１はアーマチュア３を備え
ている。このアーマチュアには閉鎖磁石４と開放磁石５が付設されている。両磁
石が電子制御装置Ｓに接続されているので、通電が適当に交代して制御されると
きに、アーマチュア３は両磁石４，５の間で往復運動可能である。しかも、開放
ばね６と閉鎖ばね７の戻し力に抗して往復運動可能である。アーマチュア３は完
全通電時に、それぞれの磁石の磁極面８に接触することによってその都度操作位
置を占める。図示した実施の形態では、両戻しばね６，７が同一に設計されてい
るので、電磁石に通電しないときに、アーマチュア３の中立位置は両磁極面の間
の中央にある。
【００１０】
図１に示すように、閉鎖磁石４に通電されると、アーマチュア３は閉鎖磁石４
の磁極面に接触し、吸気弁２は閉鎖位置に保持される。閉鎖磁石４の電流が遮断
されると、開放ばね６の作用によってアーマチュアは吸気弁と共に閉鎖ばね７の
増大する力に抗して開放磁石５の方に移動する。アーマチュア３が上記の中立位
置を通過する際に、所定の時点で開放磁石５に通電されると、対応する磁場が発
生し、この磁場がアーマチュア３を“受け止め”、閉鎖ばね７の増大する力に抗
して開放磁石５の磁極面に接触させる。制御装置によって設定される開放時間の
後で、開放磁石５は電流を遮断され、続いて閉鎖磁石に通電されるので、アーマ
チュア３は再び図７に示す閉鎖位置に移動し、吸気口が閉じる。この“普通の”
ストロークカーブは図２に示した全負荷のためのストロークカーブに一致する。
ストロークカーブは運転者（ペダルＰ）による負荷設定に対応して制御装置Ｓを
介して制御される。
の磁極面に接触し、吸気弁２は閉鎖位置に保持される。閉鎖磁石４の電流が遮断
されると、開放ばね６の作用によってアーマチュアは吸気弁と共に閉鎖ばね７の
増大する力に抗して開放磁石５の方に移動する。アーマチュア３が上記の中立位
置を通過する際に、所定の時点で開放磁石５に通電されると、対応する磁場が発
生し、この磁場がアーマチュア３を“受け止め”、閉鎖ばね７の増大する力に抗
して開放磁石５の磁極面に接触させる。制御装置によって設定される開放時間の
後で、開放磁石５は電流を遮断され、続いて閉鎖磁石に通電されるので、アーマ
チュア３は再び図７に示す閉鎖位置に移動し、吸気口が閉じる。この“普通の”
ストロークカーブは図２に示した全負荷のためのストロークカーブに一致する。
ストロークカーブは運転者（ペダルＰ）による負荷設定に対応して制御装置Ｓを
介して制御される。
【００１１】
例えば上側の負荷範囲内でおよびまたは高い回転数時にもたらされるような、
図２に示した“普通の”ストロークカーブの場合、設定された制御に相応して、
ガス交換弁は設定された開放時間にわたって速い運動速度でその全ストロークＨ
で開放する。従って、ガス流が全部の開放横断面を経て燃焼室に流入することが
できる。続いて、吸気弁は再び完全に閉じられる。しかし、このようなストロー
クカーブによって、特に部分負荷範囲においてあるいはアイドリングのときに、
オットーエンジンの動作方式では最適な混合気形成は達成できない。
図２に示した“普通の”ストロークカーブの場合、設定された制御に相応して、
ガス交換弁は設定された開放時間にわたって速い運動速度でその全ストロークＨ
で開放する。従って、ガス流が全部の開放横断面を経て燃焼室に流入することが
できる。続いて、吸気弁は再び完全に閉じられる。しかし、このようなストロー
クカーブによって、特に部分負荷範囲においてあるいはアイドリングのときに、
オットーエンジンの動作方式では最適な混合気形成は達成できない。
【００１２】
制御装置Ｓは、吸気弁２のストロークカーブを“形づくる”ために、要求負荷
に依存して、場合によっては記憶された特性マップを介して、電磁石の通電の管
理によってアーマチュア運動ひいては弁運動に影響を与えるように設計されてい
る。アーマチュア３の変位、その都度の位置とその都度の速度は、示唆的に示し
た適当なセンサ機構９を介して検出され、制御装置Ｓにおいてストロークカーブ
を形づくるために考慮される。検出すべき値はアーマチュアの範囲においてある
いはアーマチュアに連結された案内棒の範囲においてピックアップすることがで
きる。更に、制御装置の電流およびまたは電圧の検出によって、この値を決定す
ることもできる。
に依存して、場合によっては記憶された特性マップを介して、電磁石の通電の管
理によってアーマチュア運動ひいては弁運動に影響を与えるように設計されてい
る。アーマチュア３の変位、その都度の位置とその都度の速度は、示唆的に示し
た適当なセンサ機構９を介して検出され、制御装置Ｓにおいてストロークカーブ
を形づくるために考慮される。検出すべき値はアーマチュアの範囲においてある
いはアーマチュアに連結された案内棒の範囲においてピックアップすることがで
きる。更に、制御装置の電流およびまたは電圧の検出によって、この値を決定す
ることもできる。
【００１３】
次に概略的に示すいろいろな形に形づくられたストロークカーブは、適当に設
計された制御装置を介してストロークカーブひいてはシリンダ内部の流れに対し
てどの程度影響を与えることができるかだけを示している。
計された制御装置を介してストロークカーブひいてはシリンダ内部の流れに対し
てどの程度影響を与えることができるかだけを示している。
【００１４】
図３に示すように、吸気弁が吸気行程の開始時に遅い運動速度で短いストロー
クΔＨ1 だけ開放されると、負圧の発生に相応して、ガス流がそのとき吸気弁に
よって開放した小さな流れ横断面を通って高速で燃焼室に流入する。従って、そ
れに続いて、吸気弁を更にΔＨ1 まで開放すると、燃焼室が完全に充填される。
この場合、開始時に生じる渦によって混合気形成および充填運動が改善される。
ここで示したストロークカーブの場合、吸気弁は、完全に開放しないように、す
なわちアーマチュア３がいわゆる自由飛行によって開放磁石５に近接するがその
磁極面８に接触することができないように制御される。なぜなら、制御装置Ｓを
介して、開放磁石５の通電が早く遮断され、設定された要求に従って閉鎖磁石４
が再び通電されるからである。
クΔＨ1 だけ開放されると、負圧の発生に相応して、ガス流がそのとき吸気弁に
よって開放した小さな流れ横断面を通って高速で燃焼室に流入する。従って、そ
れに続いて、吸気弁を更にΔＨ1 まで開放すると、燃焼室が完全に充填される。
この場合、開始時に生じる渦によって混合気形成および充填運動が改善される。
ここで示したストロークカーブの場合、吸気弁は、完全に開放しないように、す
なわちアーマチュア３がいわゆる自由飛行によって開放磁石５に近接するがその
磁極面８に接触することができないように制御される。なぜなら、制御装置Ｓを
介して、開放磁石５の通電が早く遮断され、設定された要求に従って閉鎖磁石４
が再び通電されるからである。
【００１５】
制御装置Ｓによって通電を管理することにより、図３から判るように、開放速
度および開放幅およびいろいろな開放幅の開放時間に関して、任意のあらゆるス
トロークカーブを実際に制御することができる。
度および開放幅およびいろいろな開放幅の開放時間に関して、任意のあらゆるス
トロークカーブを実際に制御することができる。
【００１６】
図４に示すように、弁が開放ストロークの開始時に短時間だけ小さなストロー
クΔＨ1 で開放し、そして再び閉じ、続いて再び迅速に開放し、しかも完全開放
横断面まで開放するがしかし、開放磁石５によって受け止められないときにも、
上記と類似の作用が達成可能である。両開放ストロークの間の短い閉鎖時間の間
にピストンがシリンダ内で更に移動するので、この中間時間内に燃焼室内の負圧
が高まり、その結果残りのガス流が高い速度で燃焼室内に衝撃的に流入すること
ができる。このストロークカーブは逆の順序でも実施可能である。すなわち、先
ず最初に弁が完全に開放して早く閉じ、続いて“短いストローク運動”を行うこ
とができる。この両方の場合、ガス交換弁、ここでは吸気弁が短時間開放保持さ
れるように、通電することもできる。
クΔＨ1 で開放し、そして再び閉じ、続いて再び迅速に開放し、しかも完全開放
横断面まで開放するがしかし、開放磁石５によって受け止められないときにも、
上記と類似の作用が達成可能である。両開放ストロークの間の短い閉鎖時間の間
にピストンがシリンダ内で更に移動するので、この中間時間内に燃焼室内の負圧
が高まり、その結果残りのガス流が高い速度で燃焼室内に衝撃的に流入すること
ができる。このストロークカーブは逆の順序でも実施可能である。すなわち、先
ず最初に弁が完全に開放して早く閉じ、続いて“短いストローク運動”を行うこ
とができる。この両方の場合、ガス交換弁、ここでは吸気弁が短時間開放保持さ
れるように、通電することもできる。
【００１７】
図５，６のストロークカーブは、制御装置の設定によって異なるように形づく
られた、変形ストロークカーブを示している。このストロークカーブは開放運動
と閉鎖運動のために異なるように形成された傾斜部Ｒを有する。このストローク
カーブにより、吸気行程の終わりに、流入するガス流は再び高い流れ速度で燃焼
室に流入し、ピストンの下降運動時に遅くなるシリンダ内への流れが加速される
ので、この流れが安定化される。
られた、変形ストロークカーブを示している。このストロークカーブは開放運動
と閉鎖運動のために異なるように形成された傾斜部Ｒを有する。このストローク
カーブにより、吸気行程の終わりに、流入するガス流は再び高い流れ速度で燃焼
室に流入し、ピストンの下降運動時に遅くなるシリンダ内への流れが加速される
ので、この流れが安定化される。
【００１８】
例示的に示した上記のストロークカーブは、シリンダあたり１個の吸気弁とシ
リンダあたり１個の排気弁を備えたピストン式内燃機関にも、シリンダあたり２
個以上の吸気弁およびまたはシリンダあたり２個以上の排気弁を備えたピストン
式内燃機関にも適用可能である。
リンダあたり１個の排気弁を備えたピストン式内燃機関にも、シリンダあたり２
個以上の吸気弁およびまたはシリンダあたり２個以上の排気弁を備えたピストン
式内燃機関にも適用可能である。
【００１９】
シリンダあたり２個の吸気弁を備えている場合、吸気弁の両方または一方だけ
を、形づくられたストロークカーブによって操作することができる。しかし、一
方の吸気弁を閉鎖保持し、他方の吸気弁をこのように操作することができる。こ
の場合、長い運転の際この負荷範囲において、両吸気弁を交互に操作することが
合目的である。
を、形づくられたストロークカーブによって操作することができる。しかし、一
方の吸気弁を閉鎖保持し、他方の吸気弁をこのように操作することができる。こ
の場合、長い運転の際この負荷範囲において、両吸気弁を交互に操作することが
合目的である。
【００２０】
シリンダあたり２個の吸気弁を備えている場合、一方の吸気弁が長い時間にわ
たって閉鎖保持され、そして各々の吸気行程であるいは複数の圧縮行程が続いた
後で周期的に短く開放される。それによって、弁の手前に集積した燃料を“吸い
出す”ことができる。
たって閉鎖保持され、そして各々の吸気行程であるいは複数の圧縮行程が続いた
後で周期的に短く開放される。それによって、弁の手前に集積した燃料を“吸い
出す”ことができる。
【００２１】
図７には、ガス交換弁２の弁座の実施の形態が断面図で示してある。この場合
、ガス交換弁２には弁座リング１０が付設されている。この弁座リングの場合、
弁座１１の端部は燃焼室ルーフ１２に対して幾分後退している。弁座リング１０
は燃焼室側においてその周囲の一部にわたって弁座リング１０上のガス流の案内
手段として、切削部１３を備えている。この切削部１３は弁座リング１０のシリ
ンダ軸線寄りの側に設けられ、所望なシリンダ流れ（スワールまたはタンブル）
に応じて、図８，９に示すように、弁座リングによって画成される吸気口の周方
向において適切な向きおよび適切な長さが生じるように形成されている。
、ガス交換弁２には弁座リング１０が付設されている。この弁座リングの場合、
弁座１１の端部は燃焼室ルーフ１２に対して幾分後退している。弁座リング１０
は燃焼室側においてその周囲の一部にわたって弁座リング１０上のガス流の案内
手段として、切削部１３を備えている。この切削部１３は弁座リング１０のシリ
ンダ軸線寄りの側に設けられ、所望なシリンダ流れ（スワールまたはタンブル）
に応じて、図８，９に示すように、弁座リングによって画成される吸気口の周方
向において適切な向きおよび適切な長さが生じるように形成されている。
【００２２】
ガス交換弁２が小さなストロークで開放すると、吸気口は先ず最初に切削部１
３の範囲においてのみ開放し、反対側はまだ弁座リング１０によって遮蔽されて
いるので、流入するガス流は所定の向きで燃焼室に入ることができる。これに対
して、ガス交換弁が完全に開放すると、ガス流に対する切削部１３の作用がもは
や生じないので、ガス流はほぼガス交換弁の運動軸線によって設定された方向か
ら燃焼室に流入することができる。
３の範囲においてのみ開放し、反対側はまだ弁座リング１０によって遮蔽されて
いるので、流入するガス流は所定の向きで燃焼室に入ることができる。これに対
して、ガス交換弁が完全に開放すると、ガス流に対する切削部１３の作用がもは
や生じないので、ガス流はほぼガス交換弁の運動軸線によって設定された方向か
ら燃焼室に流入することができる。
【００２３】
２個の吸気弁を備えたピストン式内燃機関の場合、切削部１３の向きに応じて
、燃焼室ルーフの方に見た図８に示すように、シリンダ軸線１４の方向に燃焼室
内で平行に向向けて、タンブル流れを生じることができる。
、燃焼室ルーフの方に見た図８に示すように、シリンダ軸線１４の方向に燃焼室
内で平行に向向けて、タンブル流れを生じることができる。
【００２４】
スワール流れによってガス交換するピストン式内燃機関のために、図９に示す
ように切削部１３を向けることができる。この切削部はシリンダ軸線１４に対し
てほぼ接線方向に向いている。更に、エンジンコンセプトに応じて、１個だけの
弁座リングが１つの切削部を備えていることで充分である。
ように切削部１３を向けることができる。この切削部はシリンダ軸線１４に対し
てほぼ接線方向に向いている。更に、エンジンコンセプトに応じて、１個だけの
弁座リングが１つの切削部を備えていることで充分である。
【００２５】
図１０に示した実施の形態に対応して、吸気弁２の弁体１５に、いわゆる弁シ
ェードを配置することができる。この弁シェードはウェブとして形成され、弁体
１５の上面の一部範囲にわたって周方向に延びている。
ェードを配置することができる。この弁シェードはウェブとして形成され、弁体
１５の上面の一部範囲にわたって周方向に延びている。
【００２６】
開放ストロークが小さい場合、弁シェード１６は燃焼室に流入するガス流れの
向きに対して大きな影響を与えるので、周方向に偏向され、シリンダ軸線１４の
回りに回転するスワール流れを生じる。吸気弁が完全に開放すると、案内手段と
しての働きをする弁シェード１６の、ガス流に対する影響はあまり重要ではなく
なる。
向きに対して大きな影響を与えるので、周方向に偏向され、シリンダ軸線１４の
回りに回転するスワール流れを生じる。吸気弁が完全に開放すると、案内手段と
しての働きをする弁シェード１６の、ガス流に対する影響はあまり重要ではなく
なる。
【００２７】
それぞれ２個以上の吸気弁または排気弁を備えたピストン式内燃機関の場合に
は、運転方法に応じて、上記の方法に対応して互いにずらして開閉されるように
、弁の開閉制御を行うことができる。
は、運転方法に応じて、上記の方法に対応して互いにずらして開閉されるように
、弁の開閉制御を行うことができる。
【図１】
ガス交換弁を操作するための電磁アクチュエータの実施の形態を示す図である
。
。
【図２】
全負荷運転時のピストンストローク（クランク角度）に依存して吸気弁のスト
ローク変化を示す図である。
ローク変化を示す図である。
【図３】
開放ストロークを開始するために小さなストローク開放を有する形づくられた
ストロークカーブを示す図である。
ストロークカーブを示す図である。
【図４】
ストロークカーブの開始時に短時間の特別な開放ストロークを有し、それに続
いて全ストロークを有する、形づくられたストロークカーブを示す図である。
いて全ストロークを有する、形づくられたストロークカーブを示す図である。
【図５】
ストローク運動開始時に全開放横断面を有し、ストローク運動の終わりに開放
横断面が減少するストロークカーブを示す図である。
横断面が減少するストロークカーブを示す図である。
【図６】
開放がゆっくり行われ、閉鎖が加速されるストロークカーブを示す図である。
【図７】
案内手段を備えた弁座リングを示す断面図である。
【図８】
タンブル流れを発生するための、図７の弁座リングの配置を概略に示す図であ
る。
る。
【図９】
スワール流れを発生するための、図７の弁座リングの配置を概略に示す図であ
る。
る。
【図１０】
案内手段を備えた吸気弁の側面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ザルバー・ヴォルフガング
ドイツ連邦共和国、アーヘン、ニルマー・
ストラーセ、46
(72)発明者 エッシュ・トーマス
ドイツ連邦共和国、アーヘン、ゼルザー・
ヴィンケル、35
Ｆターム(参考） 3G018 AB08 AB09 AB16 CA12 DA34
DA45 DA70 EA02 EA11 FA01
FA06 FA07 FA08 FA25
3G092 AA01 AA10 AA11 DA01 DA02
DA07 DA11 DA12 DA14 EA12
EA13 FA06 HA13X
Claims (6)
- 【請求項１】 シリンダあたり少なくとも１個の吸気弁と少なくとも１個の
排気弁を備え、これらの弁が完全可変の動弁機構、特に電磁式動弁機構を備え、
かつ電子制御装置を介して制御可能である、ピストン式内燃機関のシリンダ内の
混合気形成および給気運動に影響を与えるための方法であって、設定可能な回転
数範囲およびまたは設定可能な負荷状態で、吸気弁およびまたは排気弁の少なく
とも一部がその都度ピストンストロークに依存して、開放時点および閉鎖時点お
よびまたは開放幅までの開放時間およびまたは開放持続時間およびまたは運動速
度に関して変更可能なストロークカーブで動くことができるように、電子制御装
置が設計されている方法。 - 【請求項２】 開放時間の開始時およびまたは終了時に、ストロークカーブ
が、全負荷運転の開放運動よりも遅い運動速度を有することを特徴とする請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 開放時間の開始時およびまたは終了時に、ストロークカーブ
が、開放時間の一部範囲において、全開放よりも小さな開放幅を有することを特
徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 少なくとも２個の吸気弁およびまたは少なくとも２個の排気
弁を備えたピストン式内燃機関の場合に、１個の吸気弁または１個の排気弁が普
通のストークカーブで運動し、他の吸気弁または排気弁が吸気行程中小さな開放
幅で短時間だけ開放することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の
方法。 - 【請求項５】 少なくとも２個の吸気弁およびまたは少なくとも２個の排気
弁を備えたピストン式内燃機関の場合に、連続する作業サイクルで交互に、一方
の吸気弁およびまたは排気弁が完全に開放し、他方の吸気弁または排気弁が部分
開放することを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 ストロークカーブを制御することによって補助するために、
弁座範囲およびまたは弁頭に設けた案内手段を介して吸気流れに影響を及ぼすこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10019744.2 | 2000-04-20 | ||
| DE10019744A DE10019744A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Verfahren zur Beeinflussung von Gemischbildung und Ladungsbewegung in einem Zylinder einer fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschine |
| PCT/EP2001/004272 WO2001081745A1 (de) | 2000-04-20 | 2001-04-14 | Verfahren zur beeinflussung von gemischbildung und ladungsbewegung in einem zylinder einer fremdgezündeten kolbenbrennkraftmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003531997A true JP2003531997A (ja) | 2003-10-28 |
Family
ID=7639551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001578803A Withdrawn JP2003531997A (ja) | 2000-04-20 | 2001-04-14 | 火花点火型ピストン式内燃機関のシリンダ内の混合気形成および給気運動に影響を与える方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6701887B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003531997A (ja) |
| DE (1) | DE10019744A1 (ja) |
| WO (1) | WO2001081745A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016539279A (ja) * | 2013-12-11 | 2016-12-15 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ | レシプロエンジン及びその運転方法 |
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| JP4325492B2 (ja) * | 2003-06-17 | 2009-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | 可変動弁の制御装置及び方法 |
| US7021289B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-04-04 | Ford Global Technology, Llc | Reducing engine emissions on an engine with electromechanical valves |
| US7128043B2 (en) | 2004-03-19 | 2006-10-31 | Ford Global Technologies, Llc | Electromechanically actuated valve control based on a vehicle electrical system |
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| US7240663B2 (en) * | 2004-03-19 | 2007-07-10 | Ford Global Technologies, Llc | Internal combustion engine shut-down for engine having adjustable valves |
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| US7032581B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Engine air-fuel control for an engine with valves that may be deactivated |
| US7079935B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-07-18 | Ford Global Technologies, Llc | Valve control for an engine with electromechanically actuated valves |
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| US7555896B2 (en) * | 2004-03-19 | 2009-07-07 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder deactivation for an internal combustion engine |
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- 2000-04-20 DE DE10019744A patent/DE10019744A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-04-14 JP JP2001578803A patent/JP2003531997A/ja not_active Withdrawn
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- 2001-04-14 US US10/018,684 patent/US6701887B2/en not_active Expired - Lifetime
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