JP2009002173A - 可変動弁機構を備える内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸気弁66が配置される従属ポート60bと、吸気弁62が配置される主流ポート60aとを備える。当該吸気弁66の動弁特性と当該吸気弁62の動弁特性とを独立して変更可能とする吸気可変動弁機構40を備える。吸気弁66の閉じ時期を吸気弁62の閉じ時期よりも早める片弁早閉じ制御によって、筒内にスワールを生成する。従属ポート60bの特性を、片弁早閉じ制御の実行時において、吸気弁66のリフト量がフルリフト量よりも低いリフト量であるときにスワール比がピーク値に達し、かつ、当該フルリフト量であるときには上記ピーク値よりもスワール比が低くなるように構成する。
【選択図】図9
Description
前記スワール生成手段は、前記第1の吸気弁の閉じ時期を前記第2の吸気弁の閉じ時期よりも早める片弁早閉じ制御を実行することによって前記の吸入空気量の差を生じさせるものであって、
前記第1の吸気ポートは、前記片弁早閉じ制御の実行時において、前記第1の吸気弁のリフト量がフルリフト量よりも低いリフト量であるときにスワール比がピーク値に達し、かつ、当該フルリフト量であるときには前記ピーク値よりもスワール比が低くなる特性を有していることを特徴とする。
前記第2の吸気ポートがタンジェンシャルポートとして構成されていることを特徴とする。
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、4サイクルのディーゼルエンジン(圧縮着火式内燃機関)である。内燃機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ16によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール14内に蓄えられ、コモンレール14から各インジェクタ12に供給される。
(それぞれの吸気ポートに与えられる特性について)
本実施形態の内燃機関10は、吸気ポートの構成に特徴を有している。より具体的には、本実施形態では、上記片弁早閉じ制御の実行時において、リフト量が低くされる方の吸気弁66が配置される吸気ポートである従属ポート(第1の吸気ポート)には、低リフト状態で高いスワール比が得られるような特性が与えられている。より詳細に説明すると、従属ポートには、吸気弁66のリフト量がフルリフト量よりも低いリフト量であるときにスワール比がピーク値に達し、かつ、当該フルリフト量であるときには当該ピーク値よりもスワール比が低くなる特性(図6中の従属Aの特性)が与えられている。
図3は、上記のような主流ポートおよび従属ポートの特性を満足する吸気ポート60の構成の一例を表した平面図である。図3に示す一例では、上記片弁早閉じ制御の実行時にリフト量が高くされる方の吸気弁62が配置される吸気ポートである主流ポート60aが、タンジェンシャルポートとして構成されている。このようなタンジェンシャルポートは、基本的に、吸気弁62が高リフト状態にあるときに高いスワール比が得られる特性を有している。より具体的には、このように構成された主流ポート60aによれば、主流ポート60aがシリンダ64の接線方向に沿っているので、吸入空気流量が比較的多くなった高リフト時に、シリンダ64を利用して筒内に効果的にスワールを生成することができる。
図4は、本発明の実施の形態1の吸気ポート60の構成による効果を確認するために用意された主流ポートおよび従属ポートのそれぞれのサンプルの特性を示す図である。すなわち、図4に示すように、主流ポートとしては、「主流A」および「主流B」と称する2種類のサンプルが準備され、従属ポートとしても、「従属A」および「従属B」と称する2種類のサンプルが準備されている。ところで、スワール比と吸気ポートの流量係数との間には、基本的にトレードオフの関係がある。すなわち、基本的に、流量係数を高めるとスワール比が小さくなり(スワールが弱くなり)、逆に、スワール比を高めると流量係数が小さくなる。
18 排気通路
20 排気マニホールド
26 吸気通路
32 吸気マニホールド
40 吸気可変動弁機構
42 排気可変動弁機構
50 ECU(Electronic Control Unit)
60 吸気ポート
60a 主流ポート
60b 従属ポート
62 吸気弁(主流ポート側)
64 シリンダ
66 吸気弁(従属ポート側)
Claims (4)
- 第1の吸気弁が配置される第1の吸気ポートと、第2の吸気弁が配置される第2の吸気ポートと、当該第1の吸気弁の動弁特性と当該第2の吸気弁の動弁特性とを独立して変更可能とする可変動弁機構と、前記第1の吸気弁と前記第2の吸気弁を通過する吸入空気量に差がつくように前記可変動弁機構を制御することで筒内にスワールを生成するスワール生成手段とを備える内燃機関であって、
前記スワール生成手段は、前記第1の吸気弁の閉じ時期を前記第2の吸気弁の閉じ時期よりも早める片弁早閉じ制御を実行することによって前記の吸入空気量の差を生じさせるものであって、
前記第1の吸気ポートは、前記片弁早閉じ制御の実行時において、前記第1の吸気弁のリフト量がフルリフト量よりも低いリフト量であるときにスワール比がピーク値に達し、かつ、当該フルリフト量であるときには前記ピーク値よりもスワール比が低くなる特性を有していることを特徴とする可変動弁機構を備える内燃機関。 - 前記第2の吸気ポートは、前記片弁早閉じ制御の実行時において、前記第1の吸気ポートにスワール比の前記ピーク値が到来する際の前記第2の吸気弁のリフト量よりも当該第2の吸気弁のリフト量が高くなったときに当該第2の吸気ポートにスワール比のピーク値が到来するような特性を有していることを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記第1の吸気ポートがヘリカルポートとして構成されており、
前記第2の吸気ポートがタンジェンシャルポートとして構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の可変動弁機構を備える内燃機関。 - 前記第1の吸気ポートおよび前記第2の吸気ポートは、前記片弁早閉じ制御の実行時において、前記第1の吸気弁のリフト量がフルリフト量に達する前の低リフト状態で、前記第1の吸気ポートが生成するスワールの方が前記第2の吸気ポートが生成するスワールよりも強くなるような特性を有していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
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