JP2007056733A - Variable intake system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関において主吸気管と副吸気管とを備えた可変吸気装置に関するものである。 The present invention relates to a variable intake device that includes a main intake pipe and a sub intake pipe in an internal combustion engine.
従来、この種の可変吸気装置としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。この可変吸気装置においては、図4に示すように、エンジン50の吸気口に吸気マニホールド51、スロットルボディ52及びエアクリーナ53が順に接続され、このエアクリーナ53の導入口に吸気管54が接続されている。吸気管54は、主吸気管55と、この主吸気管55よりも短い吸気通路を有する副吸気管56とによって構成されている。主吸気管55は、エンジン回転数が所定値未満の低回転域においてエアクリーナ53に空気を導入するための吸気管であり、副吸気管56は、エンジン回転数が所定値以上の高回転数域においてエアクリーナ53に連通され、より多くの空気を導入するための吸気管である。副吸気管56の内部には、副吸気管56を開閉するための開閉バルブ57が設けられている。この開閉バルブ57は、アクチュエータ58によって駆動され、吸気マニホールド51における負圧が低いエンジン50の低回転運転域においては閉じられることによってエアクリーナ53に対する副吸気管56の連通を遮断し、また、同負圧が高い高回転運転域においては開かれることによって副吸気管56をエアクリーナ53に連通させる。
Conventionally, as this type of variable intake device, for example, there is one described in Patent Document 1. In this variable intake device, as shown in FIG. 4, an
前記主吸気管55及び副吸気管56は、図5に示すように、エアクリーナ53の導入口59に対してほぼ並列に接続されている。すなわち、主吸気管55からエアクリーナ53に入る吸気の流路と、副吸気管56からエアクリーナ53に入る吸気の流路とは、実質的に分断されている。
上記特許文献1の可変吸気装置では、所定のクリーナ容積に対応した限られた大きさの断面積である導入口59に対して主吸気管55及び副吸気管56がほぼ並列に接続されるので、主吸気管55の流路断面積が導入口59の断面積よりも小さくなっている。このため、1つの吸気管のみを備えただけの可変吸気を行わない吸気装置に比較して、主吸気管55のみから吸気が行われる低回転域での吸気装置の通気抵抗が高くなっていた。このため、エンジンの低回転域での運転時における吸気効率を十分に向上することができなかった。
In the variable intake device disclosed in Patent Document 1, the
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、内燃機関の低回転運転域での運転時における吸気効率を向上することができる内燃機関の可変吸気装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a variable intake device for an internal combustion engine that can improve intake efficiency when the internal combustion engine is operated in a low-rotation operation region.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エアクリーナの導入口に接続された主吸気管と、同導入口に連通されるとともに開閉可能な副吸気管とを備えた内燃機関の吸気装置において、前記主吸気管の流路の断面積を、前記エアクリーナの導入口の断面積と同等以上とするとともに、前記副吸気管を同主吸気管を介して導入口に連通させたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an internal combustion engine including a main intake pipe connected to an inlet of an air cleaner, and an auxiliary intake pipe connected to the inlet and openable / closable. In the engine intake device, the cross-sectional area of the flow path of the main intake pipe is equal to or greater than the cross-sectional area of the inlet of the air cleaner, and the auxiliary intake pipe is communicated with the inlet through the main intake pipe. It is characterized by that.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に加えて、前記副吸気管を、前記エアクリーナの導入口の開口方向に延出したことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明に加えて、前記副吸気管の内部には、同副吸気管の前記エアクリーナに対する連通を遮断するための開閉バルブを設け、この開閉バルブを、同副吸気管の内部における前記主吸気管とは反対側の周壁内側に設けた凹部内に収容可能とするとともに、同凹部内において副吸気管の基端側に配置された支軸により回動可能に支持したことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in addition to the invention according to claim 1, the auxiliary intake pipe extends in the opening direction of the inlet of the air cleaner.
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect of the present invention, an opening / closing valve for blocking communication of the auxiliary intake pipe with the air cleaner is provided inside the auxiliary intake pipe. The opening / closing valve can be accommodated in a recess provided inside the peripheral wall on the opposite side of the main intake pipe inside the auxiliary intake pipe, and disposed on the proximal end side of the auxiliary intake pipe in the recess. It is characterized in that it is rotatably supported by the supported spindle.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明に加えて、前記開閉バルブは、前記主吸気管における前記副吸気管の接続部開口を同主吸気管の流路の断面形状を変化させないように塞ぐことにより、同副吸気管の同主吸気管に対する連通を遮断することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the third aspect of the present invention, the on-off valve has a cross-sectional shape of a flow path of the main intake pipe through the connection opening of the auxiliary intake pipe in the main intake pipe. By blocking so as not to change, the communication between the auxiliary intake pipe and the main intake pipe is blocked.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の発明において、前記主吸気管を、前記エアクリーナの導入口の開口方向に延出した後に流路の方向が変わるように湾曲させ、前記副吸気管を、同主吸気管の湾曲部外側の周壁から、前記導入口の開口方向に延出させたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the main intake pipe extends in the opening direction of the inlet of the air cleaner and then the direction of the flow path. The auxiliary intake pipe is extended from the peripheral wall outside the curved portion of the main intake pipe in the opening direction of the introduction port.
この発明によれば、主吸気管の流路の断面積が、エアクリーナの導入口の断面積と同等以上とされるとともに副吸気管が同主吸気管を介して導入口に連通されるので、主吸気管の流路断面積が副吸気管の存在により制限されない。このため、主吸気管による吸気を行う内燃機関の低回転運転域において、可変供給装置の通気抵抗を低減させて吸気効率を向上することができる。 According to this invention, the cross-sectional area of the flow path of the main intake pipe is equal to or greater than the cross-sectional area of the air cleaner inlet, and the auxiliary intake pipe communicates with the inlet through the main intake pipe. The flow passage cross-sectional area of the main intake pipe is not limited by the presence of the auxiliary intake pipe. For this reason, in the low rotation operation range of the internal combustion engine that performs intake by the main intake pipe, it is possible to reduce the ventilation resistance of the variable supply device and improve the intake efficiency.
また、副吸気管を、エアクリーナの導入口の開口方向に延出することが好ましい。この場合には、副吸気管における通気抵抗が低減されるので、副吸気管による吸気を行う内燃機関の高回転運転域において、可変吸気装置の通気抵抗を低減させて吸気効率を向上することができる。 Moreover, it is preferable to extend the auxiliary intake pipe in the opening direction of the inlet of the air cleaner. In this case, since the ventilation resistance in the auxiliary intake pipe is reduced, it is possible to improve the intake efficiency by reducing the ventilation resistance of the variable intake device in the high speed operation range of the internal combustion engine that performs intake by the auxiliary intake pipe. it can.
また、副吸気管の内部には、開閉切替用の開閉バルブをその一端部において回動可能に支持して、この開閉バルブを、前記主吸気管の周壁の一部を形成する閉鎖位置に配置されるようにすることが好ましい。この場合には、主吸気管からの吸気時において主吸気管の周壁に副吸気管の流路が開口しないので、主吸気管における通気抵抗が低減され、低回転運転域における吸気効率が一層向上する。 Further, an open / close switching valve is rotatably supported at one end of the auxiliary intake pipe, and the open / close valve is disposed at a closed position forming a part of the peripheral wall of the main intake pipe. It is preferable to do so. In this case, since the flow passage of the auxiliary intake pipe does not open in the peripheral wall of the main intake pipe during intake from the main intake pipe, the ventilation resistance in the main intake pipe is reduced, and the intake efficiency in the low-rotation operation region is further improved. To do.
また、副吸気管の周壁に凹部を形成して、開放位置に配置された開閉バルブを同凹部内に収容できるようにすることが好ましい。この場合には、副吸気管からの吸気時において開閉バルブが吸気の障害にならないため、通気抵抗が増大し難く、高回転運転域における吸気効率がより一層向上する。 Further, it is preferable that a recess is formed in the peripheral wall of the auxiliary intake pipe so that the opening / closing valve disposed at the open position can be accommodated in the recess. In this case, since the opening / closing valve does not become an obstacle to intake during intake from the auxiliary intake pipe, it is difficult for the ventilation resistance to increase, and the intake efficiency in the high rotation operation range is further improved.
さらに、主吸気管を、エアクリーナの導入口の開口方向に延出した後に流路の方向が変わるように湾曲させ、副吸気管を、同主吸気管の湾曲部外側の周壁から、導入口の開口方向に延出させることが好ましい。この場合には、副吸気管が主吸気管に対してより鈍角をなすように接続され、主吸気管の周壁における副吸気管の開口面積が小さくなるので、副吸気管を主吸気管における湾曲部以外の部位に接続した場合に較べて開閉バルブを小型化できる。 Further, the main intake pipe is bent so as to change the direction of the flow path after extending in the opening direction of the inlet of the air cleaner, and the auxiliary intake pipe is bent from the peripheral wall outside the curved portion of the main intake pipe. It is preferable to extend in the opening direction. In this case, the auxiliary intake pipe is connected to form a more obtuse angle with respect to the main intake pipe, and the opening area of the auxiliary intake pipe in the peripheral wall of the main intake pipe is reduced. The opening / closing valve can be reduced in size compared to the case where it is connected to a part other than the part.
次に、この発明を具体化した一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
図2に示すように、内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、単にエンジンという。)10の吸気ポートには、吸気マニホールド11が接続され、この吸気マニホールド11は、途中にスロットルボディ12が設けられた吸気延長管13を介してエアクリーナ14に接続されている。エアクリーナ14の導入口15には、この実施形態の吸気装置16が接続されている。
Next, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, an
図1(a),(b)に示すように、吸気装置16は、エアクリーナ14の導入口15に接続された主吸気管17と、主吸気管17に対して接続された副吸気管18とを備えている。主吸気管17は、導入口15の開口方向に延出する基端部17aと、流路の方向が変わるようにこの基端部17aの先端側からほぼ90°湾曲して延びる先端部17bとからなる。副吸気管18は、主吸気管17の湾曲部外側の周壁から、導入口15の開口方向に延出されている。すなわち、副吸気管18は、主吸気管17を介してエアクリーナ14の導入口15に連通されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図3(a)に示すように、主吸気管17の流路の延長方向に直交する平面における断面積(すなわち流路断面積)は、略矩形状をなす導入口15の断面積とほぼ同等とされている。一方、副吸気管18の流路の断面積は、導入口15の断面積よりも小さくされている。
As shown in FIG. 3A, the cross-sectional area in a plane orthogonal to the extension direction of the flow path of the main intake pipe 17 (that is, the cross-sectional area of the flow path) is substantially equal to the cross-sectional area of the
図1(a),(b)に示すように、副吸気管18における主吸気管17側と反対側の周壁内側には凹部19が設けられ、この凹部19内には、副吸気管18を開閉するための開閉バルブ20がその一端部において支軸21により回動可能に支持されている。開閉バルブ20は、凹部19内の位置と凹部19から外部へ突出した位置とに配置される。開閉バルブ20は、図1(b)に示すように、凹部19内に収容されることで、副吸気管18の流路を開く開放位置に配置可能とされている。また、開閉バルブ20は、図1(a)に示すように、凹部19の外側に突出することにより、副吸気管18の流路を閉じるとともに主吸気管17の周壁の一部を形成する閉鎖位置に配置可能とされている。なお、凹部19及び開閉バルブ20は、共に略矩形状をなしている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a
また、副吸気管18における凹部19の底壁の外側には、開閉バルブ20を前記閉鎖位置から回動させて開放位置に切り替えるための負圧アクチュエータ22が設けられている。図2に示すように、負圧アクチュエータ22は、三方切替弁24を介して負圧タンク25に接続され、負圧タンク25は逆止弁26を介して前記吸気マニホールド11に接続されている。また、三方切替弁24は、負圧タンク25及び逆止弁26を迂回して吸気マニホールド11に接続されている。負圧タンク25には、逆止弁26を介して吸気マニホールド11から負圧が導入される。三方切替弁24は、制御装置27からの作動信号によって動作し、負圧タンク25から負圧アクチュエータ22への負圧の導入、及び、負圧アクチュエータ22の負圧の解放を行う。
Further, a
図1(a),(b)に示すように、負圧アクチュエータ22は、凹部19の底壁を貫通して開閉バルブ20に連結される作動軸23を備え、内部の図示しないリターンスプリングの付勢力によってこの作動軸23を突出させることで開閉バルブ20を前記開放位置から前記閉鎖位置に切り替える。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
前記制御装置27は、エンジン回転数が所定回転数未満のときには負圧アクチュエータ22の負圧を解放させる。これにより、制御装置27は、エンジン10の低回転運転域での運転時、及び、エンジン10の停止中において、図1(a)に示すように、開閉バルブ20を閉鎖位置に配置し、主吸気管17を介した副吸気管18のエアクリーナ14への連通を遮断させる。また、制御装置27は、エンジン回転数が所定回転数以上のときには負圧アクチュエータ22に負圧を導入させる。これにより、制御装置27は、エンジン10の高回転運転域での運転時において、図1(b)に示すように、開閉バルブ20を開放位置に配置し、主吸気管17を介して副吸気管18をエアクリーナ14へ連通させる。
The
さて、上記のように構成された吸気装置16において、エンジン10の停止時には負圧アクチュエータ22に負圧が導入されないため、開閉バルブ20がリターンスプリングの付勢力により閉鎖位置に保持される。このため、エンジン10の停止中においては副吸気管18が閉状態となっており、外部から副吸気管18を通じてエンジン10側に塵や水等が入ることはない。
In the
また、エンジン10が低回転運転域で運転されているときにも負圧アクチュエータ22に負圧が導入されないため、開閉バルブ20が閉鎖位置に保持される。すると、エンジン10の低回転運転域において、主吸気管17を通じてエンジン10に空気が吸入される。このとき、主吸気管17の流路の断面積がエアクリーナ14の導入口15の断面積とほぼ同等とされているので、主吸気管17の通気抵抗が従来構成よりも低減され、エンジン10の低回転運転域での運転時における吸気効率が向上する。また、閉鎖位置に配置された開閉バルブ20が、主吸気管17の周壁の一部を形成するので、主吸気管17からの吸気時において主吸気管17の周壁に副吸気管18の流路が開口しない。このため、主吸気管17における通気抵抗が低減され、低回転運転域における吸気効率がさらに向上する。
Further, since the negative pressure is not introduced into the
エンジン10が高回転運転域で運転されているときには、制御装置27により負圧アクチュエータ22に負圧が導入されるため、開閉バルブ20が負圧アクチュエータ22の作動により閉鎖位置から開放位置に切り替えられる。すると、エンジン10の高回転運転域において、副吸気管18を通じてエンジン10に空気が吸入される。このとき、副吸気管18がエアクリーナ14の導入口15の開口方向に延出されているので、副吸気管18における通気抵抗が小さくなり、空気の吸入効率がより一層向上する。さらに、開放位置に配置された開閉バルブ20は、副吸気管18の凹部19内に収容されて副吸気管18の流路から退避するので、副吸気管18における通気抵抗は殆ど増大しない。このため、高回転運転域における吸気効率がさらに向上する。
When the
従って、この実施形態によれば、従来の吸気装置とは異なり、主吸気管17の流路の断面積が副吸気管18の存在により制限されないので、エンジン10の低回転運転域において長い吸気通路を有する主吸気管17の吸気効率を向上することができる。
Therefore, according to this embodiment, unlike the conventional intake device, the cross-sectional area of the flow path of the
また、主吸気管17を、エアクリーナ14の導入口15の開口方向に延出させた後に湾曲させ、副吸気管18を、主吸気管17の湾曲部外側の周壁から導入口15の開口方向に延出させた。このため、副吸気管18が主吸気管17に対してより鈍角をなすように接続され、主吸気管17の周壁における副吸気管18の開口面積が小さくなるので、図1(b)に二点鎖線で示すように、副吸気管18を主吸気管17における湾曲部以外の部位に接続した場合に較べて開閉バルブ20を小型化できる。
Further, the
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することもできる。
・ 図3(b)に示すように、エアクリーナ14の導入口15の形状、及び、主吸気管17の流路の断面形状を共に円形とする。または、略楕円形とする。
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
As shown in FIG. 3B, the shape of the
・ 図1(b)に二点鎖線で示すように、副吸気管18の流路の幅方向中央に設けた支軸21によって開閉バルブ20を支持する構成とする。
・ 図1(b)に二点鎖線で示すように、副吸気管18を、エアクリーナ14の導入口15の開口方向からそれて湾曲するように主吸気管17の湾曲部外側の周壁から延出させる。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1B, the opening / closing
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1B, the
・ 負圧アクチュエータ22に代えて、作動軸を直動させるタイプのステップモータを設けた構成とする。この場合、負圧アクチュエータ22の作動軸23に代わり、ステップモータの作動軸の進退により開閉バルブ20を開閉動作させる。または、軸を回転させるタイプの通常のステップモータを設け、支軸21を回動動作させることにより開閉バルブ20を開閉させる。
-Instead of the
10…内燃機関としてのガソリンエンジン、14…エアクリーナ、15…導入口、16…吸気装置、17…主吸気管、17a…接続部開口、18…副吸気管、19…凹部、20…開閉バルブ、21…支軸。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記主吸気管の流路の断面積を、前記エアクリーナの導入口の断面積と同等以上とするとともに、前記副吸気管を同主吸気管を介して導入口に連通させたことを特徴とする内燃機関の可変吸気装置。 In a variable intake device for an internal combustion engine comprising a main intake pipe connected to an inlet of an air cleaner, and an auxiliary intake pipe communicated with the inlet and openable and closable,
The cross-sectional area of the flow path of the main intake pipe is equal to or larger than the cross-sectional area of the inlet of the air cleaner, and the auxiliary intake pipe communicates with the inlet through the main intake pipe. A variable intake system for an internal combustion engine.
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CN102400771A (en) * | 2010-09-15 | 2012-04-04 | 本田技研工业株式会社 | Suction device of engine |
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JP2004044528A (en) * | 2002-07-15 | 2004-02-12 | Mazda Motor Corp | Intake device for rotary engine |
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