JP2023154256A - Intake system of internal combustion engine - Google Patents

Intake system of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2023154256A
JP2023154256A JP2022063467A JP2022063467A JP2023154256A JP 2023154256 A JP2023154256 A JP 2023154256A JP 2022063467 A JP2022063467 A JP 2022063467A JP 2022063467 A JP2022063467 A JP 2022063467A JP 2023154256 A JP2023154256 A JP 2023154256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
cam
intake
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022063467A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
泰宏 大久保
Yasuhiro Okubo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2022063467A priority Critical patent/JP2023154256A/en
Publication of JP2023154256A publication Critical patent/JP2023154256A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

To provide an intake system capable of making operation characteristics of an internal combustion engine variable.SOLUTION: An intake system includes: a first intake valve which is provided on a swirl port of a combustion chamber of an internal combustion engine; a second intake valve which is provided on a tumble port of the combustion chamber and in which a time of an open state is determined to be longer than a time of an open state of the first intake valve; and an adjustment valve which is provided on a tumble intake passage connected to the tumble port. In a close state of the adjustment valve, a swirl flow of a high swirl ratio is generated in the combustion chamber and an Otto cycle is realized, and in an open state of the adjustment valve, a mirror cycle is realized while lowering the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、内燃機関の吸気システムに関する。 The present disclosure relates to an intake system for an internal combustion engine.

従来から、エンジンバルブの作動特性を変えることによりエンジン(内燃機関)の動作特性を可変にする吸気システムが知られている(特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Intake systems that change the operating characteristics of an engine (internal combustion engine) by changing the operating characteristics of engine valves have been known (see Patent Document 1).

特開2014-102670号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-102670

ところで、従来から知られている吸気システムの場合、エンジンバルブの作動特性を可変にするための構成が複雑になる傾向にある。このため、吸気システム、延いては吸気システムが搭載された車両のコストが嵩んでしまう可能性がある。 By the way, in the case of conventionally known intake systems, the configuration for making the operating characteristics of engine valves variable tends to be complicated. For this reason, the cost of the intake system and, by extension, the vehicle equipped with the intake system may increase.

本開示は、内燃機関の動作特性を可変とすることができる内燃機関の吸気システムを低コストで提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an intake system for an internal combustion engine that can make the operating characteristics of the internal combustion engine variable at low cost.

本開示に係る内燃機関の吸気システムは、
内燃機関の燃焼室のスワールポートに設けられた第一吸気弁と、
燃焼室のタンブルポートに設けられ、開状態の時間が第一吸気弁の開状態の時間よりも長く設定された第二吸気弁と、
タンブルポートに接続されたタンブル吸気路に設けられた調整弁と、を備え、
調整弁の閉状態において、燃焼室に高スワール比のスワール流を発生させ、且つ、オットーサイクルを実現し、
調整弁の開状態において、燃焼室のスワール流のスワール比を下げつつ、ミラーサイクルを実現する。
An intake system for an internal combustion engine according to the present disclosure includes:
A first intake valve provided in a swirl port of a combustion chamber of an internal combustion engine;
a second intake valve that is provided at a tumble port of the combustion chamber and whose open state time is set longer than the open state time of the first intake valve;
A regulating valve provided in the tumble intake passage connected to the tumble port,
When the regulating valve is closed, a swirl flow with a high swirl ratio is generated in the combustion chamber, and an Otto cycle is realized.
When the regulating valve is open, the mirror cycle is realized while lowering the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber.

本開示によれば、内燃機関の動作特性を可変とすることができる内燃機関の吸気システムを低コストで提供できる。 According to the present disclosure, an intake system for an internal combustion engine that can make the operating characteristics of the internal combustion engine variable can be provided at low cost.

図1は、本開示の実施形態に係るエンジンの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an engine according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、第一カムの形状を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the shape of the first cam. 図3は、第二カムの形状を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of the second cam. 図4は、第一カム及び第二カムに関してクランク角とリフト量の関係を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between crank angle and lift amount regarding the first cam and the second cam. 図5は、吸気システムの動作を説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the intake system. 図6は、吸気システムの動作を説明するための模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the intake system. 図7は、吸気システムの動作を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operation of the intake system. 図8は、吸気システムの動作を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the intake system. 図9は、エンジンの運転状況と吸気システムの状態との関係を説明するための線図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the operating status of the engine and the status of the intake system.

以下、本開示に係る実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments according to the present disclosure will be described below based on the drawings.

<実施形態>
図1に、本開示の実施形態に係る内燃機関1の構成を示す。内燃機関1は、例えば、トラック等の車両に搭載されるディーゼルエンジンである。
<Embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of an internal combustion engine 1 according to an embodiment of the present disclosure. The internal combustion engine 1 is, for example, a diesel engine mounted on a vehicle such as a truck.

内燃機関1のシリンダブロック11には、複数のシリンダ12が設けられている。尚、図1では、一つのシリンダ12のみが示されている。 A cylinder block 11 of the internal combustion engine 1 is provided with a plurality of cylinders 12 . Note that in FIG. 1, only one cylinder 12 is shown.

シリンダ12には、ピストン13が設けられている。ピストン13は、クランク軸(不図示)にコンロッド14を介して連結されている。ピストン13は、クランク軸の回転に応じてシリンダ12内を上下方向に移動する。 The cylinder 12 is provided with a piston 13. The piston 13 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 14. The piston 13 moves up and down within the cylinder 12 in response to rotation of the crankshaft.

シリンダ12は、シリンダ12の内面とピストン13の上面とにより画定される燃焼室120を有する。燃焼室120は、吸気ポートであるスワールポート121及びタンブルポート122と、少なくとも1個(本実施形態の場合、2個)の排気ポート30、31(図5~図7参照)と、を有する。 Cylinder 12 has a combustion chamber 120 defined by the inner surface of cylinder 12 and the upper surface of piston 13 . The combustion chamber 120 has a swirl port 121 and a tumble port 122, which are intake ports, and at least one (in the case of this embodiment, two) exhaust ports 30 and 31 (see FIGS. 5 to 7).

スワールポート121には、スワール吸気路17が接続されている。又、タンブルポート122には、タンブル吸気路18が接続されている。スワール吸気路17及びタンブル吸気路18は、例えば、シリンダヘッド15に形成された吸気路と所謂インテークマニホールドに設けられた吸気路とを含む。 A swirl intake passage 17 is connected to the swirl port 121 . Further, the tumble intake passage 18 is connected to the tumble port 122. The swirl intake passage 17 and the tumble intake passage 18 include, for example, an intake passage formed in the cylinder head 15 and an intake passage provided in a so-called intake manifold.

スワール吸気路17を通りスワールポート121から燃焼室120に流入する空気は、燃焼室120内に高スワール比のスワール流を発生させる。 Air flowing into the combustion chamber 120 from the swirl port 121 through the swirl intake passage 17 generates a swirl flow with a high swirl ratio within the combustion chamber 120.

換言すれば、スワール吸気路17は、燃焼室120内で高スワール比のスワール流を発生させるための空気を、燃焼室120に供給できるような構成(形状及びスワールポート121に対する角度等)を有する。 In other words, the swirl intake passage 17 has a configuration (shape, angle with respect to the swirl port 121, etc.) that can supply air to the combustion chamber 120 to generate a swirl flow with a high swirl ratio within the combustion chamber 120. .

尚、スワール比とは、ピストン13が1往復する間のスワール流の回転数を意味する。例えば、ピストン13が1往復する間のスワール流の回転数が2回転であれば、スワール比は2である。 Note that the swirl ratio means the number of rotations of the swirl flow during one reciprocation of the piston 13. For example, if the number of revolutions of the swirl flow during one reciprocation of the piston 13 is two revolutions, the swirl ratio is two.

又、タンブル吸気路18を通りタンブルポート122から燃焼室120に流入する空気は、燃焼室120内に高タンブル比のタンブル流を発生させる。 Furthermore, the air flowing into the combustion chamber 120 from the tumble port 122 through the tumble intake passage 18 generates a tumble flow with a high tumble ratio within the combustion chamber 120.

換言すれば、タンブル吸気路18は、燃焼室120内で高タンブル比のタンブル流を発生させるための空気を、燃焼室120に供給できるような構成(形状及びタンブルポート122に対する角度等)を有する。 In other words, the tumble intake passage 18 has a configuration (shape, angle with respect to the tumble port 122, etc.) that can supply air to the combustion chamber 120 to generate a tumble flow with a high tumble ratio within the combustion chamber 120. .

尚、タンブル比とは、ピストン13が1往復する間のタンブル流の回転数を意味する。例えば、ピストン13が1往復する間のタンブル流の回転数が2回転であれば、タンブル比は2である。 Note that the tumble ratio means the number of rotations of the tumble flow during one reciprocation of the piston 13. For example, if the number of revolutions of the tumble flow during one reciprocation of the piston 13 is two, the tumble ratio is two.

シリンダブロック11の上部を覆うシリンダヘッド15には、シリンダ12毎に、インジェクタ16、吸気システム2、及び排気システム3が設けられている。 A cylinder head 15 that covers the upper part of the cylinder block 11 is provided with an injector 16, an intake system 2, and an exhaust system 3 for each cylinder 12.

インジェクタ16は、例えばピエゾ式のインジェクタであり、着火用の燃料である軽油をシリンダ12内に噴射する。インジェクタ16からの軽油の噴射は、後述の制御部27によって制御される。 The injector 16 is, for example, a piezo type injector, and injects light oil, which is fuel for ignition, into the cylinder 12. The injection of light oil from the injector 16 is controlled by a control section 27, which will be described later.

次に、吸気システム2の構成について説明する。吸気システム2は、シリンダ12の燃焼室120に、吸気を供給するためのシステムである。吸気システム2は、シリンダ12毎に設けられている。以下、一つのシリンダ12に対応する吸気システム2の構成について説明する。 Next, the configuration of the intake system 2 will be explained. The intake system 2 is a system for supplying intake air to the combustion chamber 120 of the cylinder 12. An intake system 2 is provided for each cylinder 12. The configuration of the intake system 2 corresponding to one cylinder 12 will be described below.

吸気システム2は、第一吸気弁20、第二吸気弁21、調整弁22、カムシャフト23、第一カム24、第二カム25、過給機26、及び制御部27を有する。 The intake system 2 includes a first intake valve 20 , a second intake valve 21 , a regulating valve 22 , a camshaft 23 , a first cam 24 , a second cam 25 , a supercharger 26 , and a control section 27 .

第一吸気弁20は、シリンダ12の燃焼室120のスワールポート121に設けられている。第一吸気弁20は、スワールポート121を開閉するための弁である。 The first intake valve 20 is provided at the swirl port 121 of the combustion chamber 120 of the cylinder 12 . The first intake valve 20 is a valve for opening and closing the swirl port 121.

第一吸気弁20は、後述の第一カム24の回転に応じて、軸方向に移動することにより、開状態と閉状態とを取り得る。第一吸気弁20の開状態において、スワールポート121が開く。第一吸気弁20の閉状態において、スワールポート121が閉じる。 The first intake valve 20 can take an open state and a closed state by moving in the axial direction according to the rotation of a first cam 24, which will be described later. When the first intake valve 20 is in the open state, the swirl port 121 is opened. When the first intake valve 20 is in the closed state, the swirl port 121 is closed.

第一吸気弁20は、開状態の時間が第一所定時間となるように構成されている。第一所定時間は、後述の第一カム24の形状に基づいて設定される時間である。又、第一吸気弁20が完全に閉じるタイミングは、ピストン13が下死点に到達するタイミングと同じ又はほぼ同じである。 The first intake valve 20 is configured such that the time it is in the open state is a first predetermined time. The first predetermined time is a time set based on the shape of the first cam 24, which will be described later. Further, the timing at which the first intake valve 20 completely closes is the same or approximately the same as the timing at which the piston 13 reaches the bottom dead center.

第二吸気弁21は、シリンダ12の燃焼室120のタンブルポート122に設けられている。第二吸気弁21は、タンブルポート122を開閉するための弁である。 The second intake valve 21 is provided at the tumble port 122 of the combustion chamber 120 of the cylinder 12 . The second intake valve 21 is a valve for opening and closing the tumble port 122.

第二吸気弁21は、後述の第二カム25の回転に応じて、軸方向に移動することにより、開状態と閉状態とを取り得る。第二吸気弁21の開状態において、タンブルポート122が開く。第二吸気弁21の閉状態において、タンブルポート122が閉じる。 The second intake valve 21 can take an open state and a closed state by moving in the axial direction according to the rotation of a second cam 25, which will be described later. When the second intake valve 21 is in the open state, the tumble port 122 is opened. When the second intake valve 21 is in the closed state, the tumble port 122 is closed.

第二吸気弁21は、開状態の時間が第二所定時間となるように構成されている。第二所定時間は、後述の第二カム25の形状に基づいて設定される時間である。本実施形態の場合、第二所定時間は、第一所定時間よりも長い。又、第二吸気弁21が完全に閉じるタイミングは、ピストン13が下死点に到達してから所定時間経過後である。 The second intake valve 21 is configured so that the time in the open state is a second predetermined time. The second predetermined time is a time set based on the shape of the second cam 25, which will be described later. In the case of this embodiment, the second predetermined time is longer than the first predetermined time. Further, the timing at which the second intake valve 21 is completely closed is after a predetermined period of time has elapsed after the piston 13 reaches the bottom dead center.

調整弁22は、開度を調整可能な電磁弁であって、タンブル吸気路18に設けられている。調整弁22の動作は、後述の制御部27により制御される。調整弁22は、開度がゼロの閉状態と、開度がゼロより大きい開状態とを取り得る。又、調整弁22の開度が最大の状態を、全開状態と称する。 The regulating valve 22 is a solenoid valve whose opening degree can be adjusted, and is provided in the tumble intake passage 18 . The operation of the regulating valve 22 is controlled by a control section 27, which will be described later. The regulating valve 22 can take a closed state where the degree of opening is zero and an open state where the degree of opening is greater than zero. Further, a state in which the opening degree of the regulating valve 22 is at its maximum is referred to as a fully open state.

調整弁22が閉状態の場合、第二吸気弁21の状態にかかわらず、タンブルポート122から燃焼室120に吸気が供給されることはない。 When the regulating valve 22 is in the closed state, intake air is not supplied to the combustion chamber 120 from the tumble port 122 regardless of the state of the second intake valve 21.

一方、調整弁22が開状態の場合、第二吸気弁21の開状態において、タンブルポート122から燃焼室120に吸気が供給される。この際、タンブルポート122から燃焼室120に供給される吸気の量は、調整弁22の開度により調整される。 On the other hand, when the regulating valve 22 is in the open state, intake air is supplied from the tumble port 122 to the combustion chamber 120 when the second intake valve 21 is in the open state. At this time, the amount of intake air supplied from the tumble port 122 to the combustion chamber 120 is adjusted by the opening degree of the regulating valve 22.

カムシャフト23は、シリンダヘッド15に支持されている。カムシャフト23は、回転可能であり、規制機構(不図示)により軸方向の移動が規制されている。カムシャフト23は、クランクシャフト(不図示)の回転に基づいて回転する。 Camshaft 23 is supported by cylinder head 15. The camshaft 23 is rotatable, and its movement in the axial direction is restricted by a restriction mechanism (not shown). The camshaft 23 rotates based on the rotation of a crankshaft (not shown).

第一カム24は、第一吸気弁20を開閉させるためのカムである。第一カム24は、カムシャフト23に固定されている。つまり、本実施形態の場合、第一カム24は、カムシャフト23とともに回転可能であり、且つ、軸方向に移動しない。よって、第一吸気弁20の作動特性(開閉のタイミング及び開き量等)は、変化しない。 The first cam 24 is a cam for opening and closing the first intake valve 20. The first cam 24 is fixed to the camshaft 23. That is, in the case of this embodiment, the first cam 24 is rotatable together with the camshaft 23 and does not move in the axial direction. Therefore, the operating characteristics (opening/closing timing, opening amount, etc.) of the first intake valve 20 do not change.

第一カム24のカム面240は、第一吸気弁20の上端部に当接している。尚、第一カムは、第一吸気弁を開閉させることができれば、第一吸気弁に直接当接していなくてもよい。例えば、第一カムは、他の部材(例えば、ロッカーアーム)を介して、第一吸気弁を開閉させてもよい。 The cam surface 240 of the first cam 24 is in contact with the upper end of the first intake valve 20 . Note that the first cam does not need to be in direct contact with the first intake valve as long as it can open and close the first intake valve. For example, the first cam may open and close the first intake valve via another member (for example, a rocker arm).

本実施形態の場合、第一カム24は、カム面240の形状に基づいて、第一吸気弁20の開閉のタイミング、開き量(リフト量)、及び開状態の時間等を規定している。本実施形態の場合、第一カム24は、第一カム24の長径D1(カムの高さ)と短径d1(カムの幅)との差に基づいて、第一吸気弁20の開き量(リフト量)を第一開き量に規定している。 In the case of the present embodiment, the first cam 24 defines the opening/closing timing, opening amount (lift amount), open state time, etc. of the first intake valve 20 based on the shape of the cam surface 240. In the case of the present embodiment, the first cam 24 determines the amount of opening of the first intake valve 20 ( (lift amount) is specified as the first opening amount.

又、第一カム24は、カム面240におけるカムノーズ241の形状に基づいて、第一吸気弁20の開状態の時間を、第一所定時間に規定している。 Further, the first cam 24 defines the open state time of the first intake valve 20 to a first predetermined time based on the shape of the cam nose 241 on the cam surface 240.

第二カム25は、第二吸気弁21を開閉させるためのカムである。第二カム25は、カムシャフト23に固定されている。つまり、第二カム25は、カムシャフト23とともに回転可能であり、且つ、軸方向に移動しない。よって、第二吸気弁21の作動特性(開閉のタイミング及び開き量等)は、変化しない。 The second cam 25 is a cam for opening and closing the second intake valve 21. The second cam 25 is fixed to the camshaft 23. That is, the second cam 25 is rotatable together with the camshaft 23 and does not move in the axial direction. Therefore, the operating characteristics (opening/closing timing, opening amount, etc.) of the second intake valve 21 do not change.

第二カム25のカム面250は、第二吸気弁21の上端部に当接している。尚、第二カムは、第二吸気弁を開閉させることができれば、第二吸気弁に直接当接していなくてもよい。例えば、第二カムは、他の部材(例えば、ロッカーアーム)を介して、第二吸気弁を開閉させてもよい。 The cam surface 250 of the second cam 25 is in contact with the upper end of the second intake valve 21 . Note that the second cam does not need to be in direct contact with the second intake valve as long as it can open and close the second intake valve. For example, the second cam may open and close the second intake valve via another member (for example, a rocker arm).

本実施形態の場合、第二カム25は、カム面250の形状に基づいて、第二吸気弁21の開閉のタイミング、開き量(リフト量)、及び開状態の時間等を規定している。 In the case of the present embodiment, the second cam 25 defines the opening/closing timing, opening amount (lift amount), and open state time of the second intake valve 21 based on the shape of the cam surface 250.

第二カム25は、第二カム25の長径D2(カムの高さ)と短径d2(カムの幅)との差に基づいて、第二吸気弁21の開き量(リフト量)を第二開き量に規定している。 The second cam 25 controls the opening amount (lift amount) of the second intake valve 21 based on the difference between the major axis D2 (cam height) and the minor axis d2 (cam width) of the second cam 25. The opening amount is specified.

又、第二カム25は、カム面250におけるカムノーズ251の形状に基づいて、第二吸気弁21の開状態の時間を第二所定時間に規定している。 Further, the second cam 25 defines the open state time of the second intake valve 21 as a second predetermined time based on the shape of the cam nose 251 on the cam surface 250.

本実施形態の場合、第一吸気弁20の開き量(リフト量)である第一開き量と、第二吸気弁21の開き量(リフト量)である第二開き量とは、等しい。つまり、図2~図4に示すように、第一カム24の長径D1(カムの高さ)と短径d1(カムの幅)との差と、第二カム25の長径D2(カムの高さ)と短径d2(カムの幅)との差とは等しい。 In the case of this embodiment, the first opening amount, which is the opening amount (lift amount) of the first intake valve 20, and the second opening amount, which is the opening amount (lift amount) of the second intake valve 21, are equal. In other words, as shown in FIGS. 2 to 4, the difference between the major axis D1 (cam height) and minor axis d1 (cam width) of the first cam 24 and the major axis D2 (cam height) of the second cam 25 The difference between the short diameter d2 (the width of the cam) and the short diameter d2 (the width of the cam) is equal.

又、第二吸気弁21の開状態の時間である第二所定時間は、第一吸気弁20の開状態の時間である第一所定時間よりも長い。 Further, the second predetermined time, which is the time during which the second intake valve 21 is in the open state, is longer than the first predetermined time, which is the time during which the first intake valve 20 is in the open state.

ここで、図4は、第一カム24(第一吸気弁20)及び第二カム25(第二吸気弁21)に関する、クランク角とリフト量(開き量)との関係を示す線図である。図4における実線は、第一カム24(第一吸気弁20)に関する、クランク角とリフト量(開き量)との関係を示している。又、図4における点線は、第二カム25(第二吸気弁21)に関する、クランク角とリフト量(開き量)との関係を示している。 Here, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the crank angle and the lift amount (opening amount) regarding the first cam 24 (first intake valve 20) and the second cam 25 (second intake valve 21). . The solid line in FIG. 4 shows the relationship between the crank angle and the lift amount (opening amount) regarding the first cam 24 (first intake valve 20). Further, the dotted line in FIG. 4 indicates the relationship between the crank angle and the lift amount (opening amount) regarding the second cam 25 (second intake valve 21).

図4から、第二カム25(第二吸気弁21)のリフト量(開き量)が最大となるクランク角の範囲(つまり、時間)が、第一カム24(第一吸気弁20)のリフト量(開き量)が最大となるクランク角の範囲(つまり、時間)よりも長いことが分かる。 From FIG. 4, the crank angle range (that is, time) at which the lift amount (opening amount) of the second cam 25 (second intake valve 21) is maximum is the It can be seen that the amount (amount of opening) is longer than the range of crank angles (that is, the time) at which the amount (amount of opening) is maximum.

上述のような第二所定時間と第一所定時間との関係を規定するために、本実施形態の場合、第一カム24のプロフィール(具体的には、カムノーズ241の形状)と、第二カム25のプロフィール(具体的には、カムノーズ251の形状)とを、図2及び図3に示すように異ならせている。 In order to define the relationship between the second predetermined time and the first predetermined time as described above, in the case of this embodiment, the profile of the first cam 24 (specifically, the shape of the cam nose 241) and the second cam The profile of the cam nose 25 (specifically, the shape of the cam nose 251) is different from that of the cam nose 251 as shown in FIGS. 2 and 3.

尚、第一カム24と第二カム25とは、カムノーズ241、251の中心点が互いにカムシャフト23の周方向において同位相となる状態で、カムシャフト23に支持されている。 The first cam 24 and the second cam 25 are supported by the camshaft 23 such that the center points of the cam noses 241 and 251 are in phase with each other in the circumferential direction of the camshaft 23.

又、過給機26は、後述の制御部27の制御下で、圧縮空気を燃焼室120に供給する。過給機26は、例えば、所謂ターボチャージャ又はスーパーチャージャ等の従来から知られている過給機であってよい。又、過給機26は、電動の過給機であってもよい。 Further, the supercharger 26 supplies compressed air to the combustion chamber 120 under the control of a control section 27, which will be described later. The supercharger 26 may be, for example, a conventionally known supercharger such as a so-called turbocharger or a supercharger. Further, the supercharger 26 may be an electric supercharger.

制御部27は、吸気システム2を含む車両に搭載されている電子デバイス等の動作を制御する。制御部27は、例えば、車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)等の電子制御装置である。 The control unit 27 controls the operations of electronic devices and the like mounted on the vehicle, including the intake system 2. The control unit 27 is, for example, an electronic control device such as an ECU (Electronic Control Unit) mounted on the vehicle.

本実施形態の場合、制御部27は、内燃機関1の運転状況に応じて、調整弁22の開閉を制御する。又、制御部27は、過給機26の動作を制御する。制御部27の動作については、後述の吸気システム2の動作説明において説明する。 In the case of this embodiment, the control unit 27 controls opening and closing of the regulating valve 22 according to the operating status of the internal combustion engine 1. Further, the control unit 27 controls the operation of the supercharger 26. The operation of the control unit 27 will be explained in the explanation of the operation of the intake system 2, which will be described later.

以下、図8及び図9を参照しつつ、吸気システム2の動作を説明する。本実施形態に係る吸気システム2は、上述のように、内燃機関1の燃焼室120のスワールポート121に設けられた第一吸気弁20と、燃焼室120のタンブルポート122に設けられ、開状態の時間(第二所定時間)が第一吸気弁20の開状態の時間(第一所定時間)よりも長く設定された第二吸気弁21と、タンブルポート122に接続されたタンブル吸気路18に設けられた調整弁22と、を備えている。 The operation of the intake system 2 will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. As described above, the intake system 2 according to the present embodiment has the first intake valve 20 provided at the swirl port 121 of the combustion chamber 120 of the internal combustion engine 1 and the tumble port 122 of the combustion chamber 120, and is in an open state. The second intake valve 21 whose time period (second predetermined time period) is longer than the open state time (first predetermined time period) of the first intake valve 20 and the tumble intake passage 18 connected to the tumble port 122. A regulating valve 22 is provided.

そして、制御部27は、内燃機関1の運転状況に応じて、調整弁22の開閉を制御する。具体的には、制御部27は、調整弁22を閉状態とすることにより、燃焼室120に高スワール比のスワール流を発生させ、且つ、オットーサイクルを実現する。又、制御部27は、調整弁22を開状態とすることにより、燃焼室120のスワール流のスワール比を下げつつ、ミラーサイクルを実現する。 The control unit 27 then controls opening and closing of the regulating valve 22 according to the operating status of the internal combustion engine 1. Specifically, the control unit 27 closes the regulating valve 22 to generate a swirl flow with a high swirl ratio in the combustion chamber 120 and realize the Otto cycle. Furthermore, the control unit 27 opens the regulating valve 22 to realize the Miller cycle while lowering the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber 120.

図8は、吸気システム2の動作を説明するためのフローチャートである。吸気システム2の動作は、例えば、内燃機関1の始動により始まり、内燃機関1の停止により終わる。図9は、内燃機関1の運転状況と吸気システム2の状態との関係を説明するための線図である。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the intake system 2. The operation of the intake system 2 begins, for example, when the internal combustion engine 1 is started and ends when the internal combustion engine 1 is stopped. FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the operating status of the internal combustion engine 1 and the status of the intake system 2. As shown in FIG.

又、図9には、内燃機関1の回転数及び内燃機関1のトルクに対応する内燃機関1の3つの負荷領域が示されている。 Further, FIG. 9 shows three load regions of the internal combustion engine 1 corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine 1 and the torque of the internal combustion engine 1.

具体的には、図9において、右下がりの斜線が付された領域は、内燃機関1の負荷が低い領域である低負荷領域R1を示している。又、図9において、左下がりの斜線が付された領域は、内燃機関1の負荷が高い領域である高負荷領域R3を示している。又、図9において、斜格子が付された領域は、内燃機関1の負荷が低負荷領域R1より高く高負荷領域R3より低い領域である中負荷領域R2を示している。 Specifically, in FIG. 9, a region with diagonal lines downward to the right indicates a low load region R1 in which the load on the internal combustion engine 1 is low. Further, in FIG. 9, a region marked with diagonal lines downward to the left indicates a high load region R3 in which the load on the internal combustion engine 1 is high. Further, in FIG. 9, a region with a diagonal grid indicates a medium load region R2 in which the load of the internal combustion engine 1 is higher than the low load region R1 and lower than the high load region R3.

以上のように、図9は、内燃機関の回転数及び内燃機関のトルクに基づいて決定される内燃機関の運転状況(負荷状況)と、予め設定された負荷領域(低負荷領域R1、中負荷領域R2、及び高負荷領域R3)との関係を示す図でもある。 As described above, FIG. 9 shows the operating status (load status) of the internal combustion engine determined based on the rotational speed of the internal combustion engine and the torque of the internal combustion engine, and the preset load ranges (low load range R1, medium load range R1, It is also a diagram showing the relationship between the region R2 and the high load region R3.

制御部27は、図9に示される情報を予めマップ(以下、「負荷領域マップ」と称する。)として記憶している。つまり、制御部27は、負荷領域マップを参照することで、図9から読み取ることができる種々の情報を取得可能である。 The control unit 27 stores the information shown in FIG. 9 in advance as a map (hereinafter referred to as "load area map"). That is, the control unit 27 can obtain various information that can be read from FIG. 9 by referring to the load area map.

尚、内燃機関の低負荷領域、中負荷領域、及び後負荷領域は、例えば、車種毎に予め設定される領域であって、図9の場合に限定されるものではない。例えば、低負荷領域と中負荷領域とは、内燃機関の排気ガス中のスモーク濃度に基づいて実験的に設定されてよい。又、中負荷領域と後負荷領域とは、内燃機関の体積効率に基づいて実験的に設定されてよい。 Note that the low load area, medium load area, and afterload area of the internal combustion engine are, for example, areas that are preset for each vehicle type, and are not limited to the case shown in FIG. For example, the low load region and the medium load region may be determined experimentally based on the smoke concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine. Further, the medium load region and the afterload region may be set experimentally based on the volumetric efficiency of the internal combustion engine.

制御部27は、内燃機関1の運転状況が、低負荷領域、中負荷領域、及び後負荷領域のうちの何れかの領域に属しているかを判定し、当該判定の結果に応じて、調整弁22の状態を変える。 The control unit 27 determines whether the operating condition of the internal combustion engine 1 belongs to a low load region, a medium load region, or an afterload region, and adjusts the adjustment valve according to the result of the determination. Change the state of 22.

以下、図8を参照しつつ、吸気システム2の動作の一例について説明する。図8に示される動作の主体は、制御部27である。以下、図8において制御部27が実行する制御の総称を、吸気制御と称する。 Hereinafter, an example of the operation of the intake system 2 will be described with reference to FIG. 8. The main body of the operation shown in FIG. 8 is the control unit 27. Hereinafter, the control executed by the control unit 27 in FIG. 8 will be collectively referred to as intake control.

尚、図8に示すフローチャートは、吸気システム2の動作の一例を示すものである。説明の便宜上、図8において、吸気システム2の動作の一部は省略されている。よって、吸気システム2の動作は、図8に示される動作に限定されるものではない。 Note that the flowchart shown in FIG. 8 shows an example of the operation of the intake system 2. For convenience of explanation, some operations of the intake system 2 are omitted in FIG. 8. Therefore, the operation of the intake system 2 is not limited to the operation shown in FIG.

具体的には、図8のステップS101において、制御部27は、内燃機関1の運転状況が低負荷領域R1に該当するか否かを判定する。制御部27は、内燃機関1の回転数及び内燃機関1のトルクを取得する。次に、制御部27は、取得した内燃機関1の回転数及び内燃機関1のトルクに基づいて、内燃機関1の運転状況を取得する。そして、制御部27は、予め記憶した負荷領域マップに基づいて、取得した内燃機関1の運転状況が、低負荷領域R1に属するか否かを判定する。 Specifically, in step S101 of FIG. 8, the control unit 27 determines whether the operating condition of the internal combustion engine 1 corresponds to the low load region R1. The control unit 27 obtains the rotation speed of the internal combustion engine 1 and the torque of the internal combustion engine 1. Next, the control unit 27 acquires the operating status of the internal combustion engine 1 based on the acquired rotational speed of the internal combustion engine 1 and the acquired torque of the internal combustion engine 1. Then, the control unit 27 determines whether the obtained operating condition of the internal combustion engine 1 belongs to the low load region R1 based on the load region map stored in advance.

制御部27は、内燃機関1の運転状況が低負荷領域R1に該当する場合(図8のステップS101においてYES)、制御処理をステップS102に進める。低負荷領域R1に属する内燃機関1の運転状況は、第一状況に相当する。一方、制御部27は、内燃機関1の運転状況が低負荷領域R1に該当しない場合(図8のステップS101においてNO)、制御処理をステップS103に進める。 If the operating condition of the internal combustion engine 1 falls within the low load region R1 (YES in step S101 of FIG. 8), the control unit 27 advances the control process to step S102. The operating situation of the internal combustion engine 1 that belongs to the low load region R1 corresponds to the first situation. On the other hand, if the operating condition of the internal combustion engine 1 does not fall under the low load region R1 (NO in step S101 in FIG. 8), the control unit 27 advances the control process to step S103.

図8のステップS102において、制御部27は、調整弁22を閉状態(全閉状態)とする。図8のステップS102において、既に調整弁22が閉状態の場合には、制御部27は、調整弁22の閉状態を維持する。 In step S102 of FIG. 8, the control unit 27 closes the regulating valve 22 (fully closed state). In step S102 of FIG. 8, if the regulating valve 22 is already in the closed state, the control unit 27 maintains the regulating valve 22 in the closed state.

図8のステップS102において、調整弁22が開状態の場合には、制御部27は、調整弁22を閉じて閉状態とする。その後、制御部27は、制御処理を終了した後、吸気制御をステップS101から繰り返す。 In step S102 of FIG. 8, when the regulating valve 22 is in the open state, the control unit 27 closes the regulating valve 22 to bring it into the closed state. Thereafter, after completing the control process, the control unit 27 repeats the intake control from step S101.

図8のステップS102において、調整弁22が閉状態となると、吸気システム2は、図5に示す状態(低負荷対応状態とも称する。)となる。 In step S102 of FIG. 8, when the regulating valve 22 is closed, the intake system 2 enters the state shown in FIG. 5 (also referred to as a low load compatible state).

吸気システム2の低負荷対応状態において、スワールポート121から燃焼室120に吸気が供給される。一方、吸気システム2の低負荷対応状態において、タンブルポート122から燃焼室120に吸気が供給されない。つまり、燃焼室120には、スワールポート121及びタンブルポート122のうちのスワールポート121のみから吸気が供給される。 When the intake system 2 is in a low-load compatible state, intake air is supplied from the swirl port 121 to the combustion chamber 120 . On the other hand, when the intake system 2 is in a low-load compatible state, intake air is not supplied from the tumble port 122 to the combustion chamber 120. That is, intake air is supplied to the combustion chamber 120 only from the swirl port 121 of the swirl port 121 and the tumble port 122.

この結果、燃焼室120には、高スワール比のスワール流が発生する。又、第一吸気弁20が完全に閉じるタイミングは、ピストン13が下死点に到達するタイミングと同じ又はほぼ同じであるため、吸気システム2の低負荷対応状態において、内燃機関1では、所謂オットーサイクルが実現される。 As a result, a swirl flow with a high swirl ratio is generated in the combustion chamber 120. Furthermore, since the timing at which the first intake valve 20 completely closes is the same as or almost the same as the timing at which the piston 13 reaches the bottom dead center, when the intake system 2 is in a low-load compatible state, the internal combustion engine 1 has a so-called otto The cycle is realized.

本実施形態の吸気システム2は、吸気システム2の低負荷対応状態において、燃焼室120に高スワール比のスワール流を発生させることができるため、内燃機関1の排気性能を向上できる(つまり、スモーク濃度を下げることができる)とともに燃費性能を向上できる。 The intake system 2 of this embodiment can generate a swirl flow with a high swirl ratio in the combustion chamber 120 when the intake system 2 is in a low-load compatible state, so that the exhaust performance of the internal combustion engine 1 can be improved (that is, smoke (concentration can be lowered) and fuel efficiency can be improved.

図8のステップS103において、制御部27は、内燃機関1の運転状況が中負荷領域R2に該当するか否かを判定する。当該判定の手順は、ステップS101における判定の手順とほぼ同様である。 In step S103 of FIG. 8, the control unit 27 determines whether the operating condition of the internal combustion engine 1 falls under the medium load region R2. The procedure for this determination is almost the same as the procedure for determination in step S101.

制御部27は、内燃機関1の運転状況が中負荷領域R2に該当する場合(図8のステップS103においてYES)、制御処理をステップS104に進める。中負荷領域R2に属する内燃機関1の運転状況は、第二状況に相当する。一方、制御部27は、内燃機関1の運転状況が中負荷領域R2に該当しない場合(図8のステップS103においてNO)、制御処理をステップS107に進める。 If the operating condition of the internal combustion engine 1 falls within the medium load region R2 (YES in step S103 of FIG. 8), the control unit 27 advances the control process to step S104. The operating situation of the internal combustion engine 1 belonging to the medium load region R2 corresponds to the second situation. On the other hand, if the operating condition of the internal combustion engine 1 does not fall under the medium load region R2 (NO in step S103 of FIG. 8), the control unit 27 advances the control process to step S107.

図8のステップS104において、制御部27は、調整弁22の開度を調整する。その後、制御部27は、制御処理を、ステップS105に進める。 In step S104 in FIG. 8, the control unit 27 adjusts the opening degree of the regulating valve 22. After that, the control unit 27 advances the control process to step S105.

図8のステップS104において、調整弁22が閉状態の場合には、制御部27は、調整弁22を開いて開状態としつつ、調整弁22の開度を調整する。 In step S104 of FIG. 8, when the regulating valve 22 is in the closed state, the control unit 27 opens the regulating valve 22 to bring it into the open state, and adjusts the degree of opening of the regulating valve 22.

又、図8のステップS104において、既に調整弁22が開状態の場合には、制御部27は、調整弁22の開度を調整する。 Further, in step S104 of FIG. 8, if the regulating valve 22 is already in the open state, the control unit 27 adjusts the opening degree of the regulating valve 22.

図8のステップS104において、制御部27は、内燃機関1の燃費及び排気性能が最適となるように、調整弁22の開度を調整する。制御部27は、予め記憶した制御マップに基づいて、内燃機関1の燃費及び排気性能が最適となる調整弁22開度を、調整弁22に設定する。 In step S104 in FIG. 8, the control unit 27 adjusts the opening degree of the regulating valve 22 so that the fuel efficiency and exhaust performance of the internal combustion engine 1 are optimized. The control unit 27 sets the opening degree of the regulating valve 22 at which the fuel efficiency and exhaust performance of the internal combustion engine 1 are optimized based on a control map stored in advance.

制御マップは、内燃機関1の運転状況(内燃機関の回転数及び内燃機関のトルク)と、燃費及び排気性能が最適となるような調整弁22の開度との関係を、実験的に求めることにより得られたものである。 The control map is obtained by experimentally determining the relationship between the operating condition of the internal combustion engine 1 (rotational speed of the internal combustion engine and the torque of the internal combustion engine) and the opening degree of the regulating valve 22 that optimizes fuel efficiency and exhaust performance. This was obtained by

図8のステップS104において、調整弁22の開度が調整されると、吸気システム2は、例えば、図6に示す状態(中負荷対応状態とも称する。)となる。図6において、調整弁22は、開状態である。 When the opening degree of the regulating valve 22 is adjusted in step S104 in FIG. 8, the intake system 2 enters, for example, the state shown in FIG. 6 (also referred to as a medium load compatible state). In FIG. 6, the regulating valve 22 is in an open state.

吸気システム2の中負荷対応状態において、スワールポート121から燃焼室120に吸気が供給される。又、吸気システム2の中負荷対応状態において、タンブルポート122から燃焼室120に、調整弁22の開度に応じた量の吸気が供給される。つまり、吸気システム2の中負荷対応状態において、燃焼室120には、スワールポート121及びタンブルポート122の両方から吸気が供給される。 When the intake system 2 is in a state corresponding to a medium load, intake air is supplied from the swirl port 121 to the combustion chamber 120 . Further, when the intake system 2 is in a state corresponding to a medium load, an amount of intake air is supplied from the tumble port 122 to the combustion chamber 120 in accordance with the opening degree of the regulating valve 22. That is, when the intake system 2 is in a state corresponding to a medium load, intake air is supplied to the combustion chamber 120 from both the swirl port 121 and the tumble port 122.

この結果、スワールポート121から燃焼室120に流入される吸気とタンブルポート122から燃焼室120に流入する吸気とが干渉して、燃焼室120のスワール流のスワール比が、低負荷対応状態における燃焼室120のスワール流のスワール比よりも小さくなる。 As a result, the intake air flowing into the combustion chamber 120 from the swirl port 121 and the intake air flowing into the combustion chamber 120 from the tumble port 122 interfere with each other, and the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber 120 changes when the combustion chamber 120 is in a state corresponding to a low load. It is smaller than the swirl ratio of the swirl flow in the chamber 120.

又、第一吸気弁20が完全に閉じるタイミングは、ピストン13が下死点に到達するタイミングと同じ又はほぼ同じであるが、第二吸気弁21が完全に閉じるタイミングは、ピストン13が下死点に到達してから所定時間経過後であるため、吸気システム2の中負荷対応状態において、内燃機関1では、所謂ミラーサイクルが実現される。ミラーサイクルの度合いは、調整弁22の開度に応じて決定される。この結果、本実施形態に係る吸気システム2は、吸気システム2の中負荷対応状態における燃費性能を向上できる。 Further, the timing at which the first intake valve 20 completely closes is the same as or approximately the same as the timing at which the piston 13 reaches the bottom dead center, but the timing at which the second intake valve 21 completely closes is the timing at which the piston 13 reaches the bottom dead center. Since a predetermined period of time has elapsed since reaching this point, a so-called Miller cycle is realized in the internal combustion engine 1 when the intake system 2 is in a state corresponding to a medium load. The degree of the mirror cycle is determined according to the opening degree of the regulating valve 22. As a result, the intake system 2 according to the present embodiment can improve fuel efficiency in the medium load state of the intake system 2.

図8のステップS105において、制御部27は、過給機26を使用するか否かを判定する。制御部27は、内燃機関1の燃費性能等の観点で、過給機26を使用するか否かを判定してよい。換言すれば、制御部27は、過給機26を使用することで、内燃機関1の燃費性能が向上するようの状況だった場合に、過給機26を使用すると判定する。 In step S105 of FIG. 8, the control unit 27 determines whether or not the supercharger 26 is used. The control unit 27 may determine whether to use the supercharger 26 from the viewpoint of fuel efficiency of the internal combustion engine 1 or the like. In other words, the control unit 27 determines to use the supercharger 26 when the situation is such that the fuel efficiency of the internal combustion engine 1 is improved by using the supercharger 26.

制御部27は、過給機26を使用する場合(図8のステップS105においてYES)、制御処理をステップS106に進める。一方、制御部27は、過給機26を使用しない場合(図8のステップS105においてNO)、制御処理を終了した後、吸気制御をステップS101から繰り返す。 When using the supercharger 26 (YES in step S105 in FIG. 8), the control unit 27 advances the control process to step S106. On the other hand, if the supercharger 26 is not used (NO in step S105 in FIG. 8), the control unit 27 repeats the intake control from step S101 after completing the control process.

図8のステップS106において、制御部27は、過給機26を動作させて過給する。過給機26から供給される圧縮空気は、タンブル吸気路18と通り、タンブルポート122から燃焼室120に供給される。 In step S106 of FIG. 8, the control unit 27 operates the supercharger 26 to perform supercharging. Compressed air supplied from the supercharger 26 passes through the tumble intake passage 18 and is supplied to the combustion chamber 120 from the tumble port 122.

過給機により圧縮空気が燃焼室120に供給されることにより、内燃機関1の体積効率が上がるため、内燃機関1の燃費性能が向上する。 By supplying compressed air to the combustion chamber 120 by the supercharger, the volumetric efficiency of the internal combustion engine 1 increases, so that the fuel efficiency of the internal combustion engine 1 improves.

図8のステップS107において、制御部27は、調整弁22の開度を最大開度に設定して、調整弁22を全開状態とする。その後、制御部27は、制御処理を、ステップS108に進める。 In step S107 of FIG. 8, the control unit 27 sets the opening degree of the regulating valve 22 to the maximum opening degree, and brings the regulating valve 22 into a fully open state. After that, the control unit 27 advances the control process to step S108.

尚、図8のステップS103とステップS107との間で、内燃機関1の運転状況が高負荷領域R3に該当するか否かを判定する制御処理を実行してもよい。 Note that between step S103 and step S107 in FIG. 8, a control process may be executed to determine whether the operating condition of the internal combustion engine 1 corresponds to the high load region R3.

但し、実用的な運転領域である実用運転領域R4(図9において点線で囲まれた領域)において、内燃機関1の運転状況が低負荷領域R1及び中負荷領域R2に属していなければ、内燃機関1の運転状況は高負荷領域R3に属する。このため、内燃機関1の運転状況が高負荷領域R3に該当するか否かを判定する制御処理は実行しなくてもよい。尚、高負荷領域R3に属する内燃機関1の運転状況は、第三状況に相当する。 However, if the operating condition of the internal combustion engine 1 does not belong to the low load area R1 or the medium load area R2 in the practical operating area R4 (the area surrounded by the dotted line in FIG. 9), which is the practical operating area, the internal combustion engine The operating situation No. 1 belongs to the high load region R3. Therefore, it is not necessary to execute the control process for determining whether or not the operating condition of the internal combustion engine 1 corresponds to the high load region R3. Note that the operating situation of the internal combustion engine 1 that belongs to the high load region R3 corresponds to the third situation.

図8のステップS107において、調整弁22が全開状態となると、吸気システム2は、図7に示す状態(高負荷対応状態とも称する。)となる。 In step S107 of FIG. 8, when the regulating valve 22 becomes fully open, the intake system 2 enters the state shown in FIG. 7 (also referred to as a high load compatible state).

図8のステップS108において、制御部27は、過給機26を動作させて過給する。過給機26から供給される圧縮空気は、タンブル吸気路18と通り、タンブルポート122から燃焼室120に供給される。 In step S108 of FIG. 8, the control unit 27 operates the supercharger 26 to perform supercharging. Compressed air supplied from the supercharger 26 passes through the tumble intake passage 18 and is supplied to the combustion chamber 120 from the tumble port 122.

吸気システム2の高負荷対応状態において、スワールポート121及びタンブルポート122の両方から燃焼室120に吸気が供給される。 When the intake system 2 is in a high-load compatible state, intake air is supplied to the combustion chamber 120 from both the swirl port 121 and the tumble port 122.

この結果、スワールポート121から燃焼室120に流入される吸気とタンブルポート122から燃焼室120に流入する吸気とが干渉して、燃焼室120のスワール流のスワール比が、低負荷対応状態及び中負荷対応状態における燃焼室120のスワール流のスワール比よりも小さくなる。尚、調整弁22の開度が高くなるほど、燃焼室120のスワール流のスワール比は小さくなる。 As a result, the intake air flowing into the combustion chamber 120 from the swirl port 121 and the intake air flowing into the combustion chamber 120 from the tumble port 122 interfere, and the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber 120 changes between the low load compatible state and the medium load state. The swirl ratio is smaller than the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber 120 in the load corresponding state. Note that the higher the opening degree of the regulating valve 22, the smaller the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber 120.

又、吸気システム2の中負荷対応状態と同様に、吸気システム2の高負荷対応状態において、内燃機関1では、所謂ミラーサイクルが実現される。吸気システム2の高負荷対応状態において、調整弁22は最大開度で開いているため、ミラーサイクルの度合いも最大となる。 Furthermore, in the same manner as in the medium-load compatible state of the intake system 2, when the intake system 2 is in the high-load compatible state, the so-called Miller cycle is realized in the internal combustion engine 1. When the intake system 2 is in a state corresponding to a high load, the regulating valve 22 is opened at its maximum opening degree, so the degree of Miller cycle is also maximized.

ミラーサイクルが実現されている状況では、内燃機関1の圧縮工程において燃焼室120の吸気の一部が、タンブルポート122から吸気側に戻ってしまい、燃焼室120の吸気量が減ってしまう可能性がある。 In a situation where the Miller cycle is realized, part of the intake air in the combustion chamber 120 may return to the intake side through the tumble port 122 during the compression process of the internal combustion engine 1, and the amount of intake air in the combustion chamber 120 may decrease. There is.

これに対して、本実施形態の吸気システム2は、吸気システム2の高負荷対応状態において、過給機26による過給を実行する。この結果、吸気システム2の高負荷対応状態において、燃焼室120における必要な吸気量を確保できるため、内燃機関1の燃費性能を向上できる。 In contrast, the intake system 2 of the present embodiment performs supercharging by the supercharger 26 when the intake system 2 is in a high-load compatible state. As a result, when the intake system 2 is in a high-load compatible state, the required amount of intake air in the combustion chamber 120 can be secured, so that the fuel efficiency of the internal combustion engine 1 can be improved.

(本実施形態の作用・効果)
上述のような本実施形態に係る吸気システム2の場合、運転状況に応じて調整弁22の状態を調整するといった簡易な構成を採用することにより、上述のように内燃機関の動作特性を所望の状態に変えることができる。この結果、本実施形態によれば、内燃機関の動作特性を可変とすることができる内燃機関の吸気システムを低コストで提供できる。その他、本実施形態に係る吸気システム2の作用・効果は、既述の通りである。
(Actions and effects of this embodiment)
In the case of the intake system 2 according to the present embodiment as described above, by adopting a simple configuration in which the state of the regulating valve 22 is adjusted according to the operating situation, the operating characteristics of the internal combustion engine can be adjusted to desired values as described above. can change the state. As a result, according to this embodiment, an intake system for an internal combustion engine that can make the operating characteristics of the internal combustion engine variable can be provided at low cost. Other functions and effects of the intake system 2 according to this embodiment are as described above.

本開示に係る内燃機関の吸気システムは、種々の内燃機関に適用できる。 The intake system for an internal combustion engine according to the present disclosure can be applied to various internal combustion engines.

1 内燃機関
11 シリンダブロック
12 シリンダ
120 燃焼室
121 スワールポート
122 タンブルポート
13 ピストン
14 コンロッド
15 シリンダヘッド
16 インジェクタ
17 スワール吸気路
18 タンブル吸気路
2 吸気システム
20 第一吸気弁
21 第二吸気弁
22 調整弁
23 カムシャフト
24 第一カム
240 カム面
241 カムノーズ
25 第二カム
250 カム面
251 カムノーズ
26 過給機
27 制御部
3 排気システム
30、31 排気ポート
R1 低負荷領域
R2 中負荷領域
R3 高負荷領域
R4 実用運転領域
1 Internal Combustion Engine 11 Cylinder Block 12 Cylinder 120 Combustion Chamber 121 Swirl Port 122 Tumble Port 13 Piston 14 Connecting Rod 15 Cylinder Head 16 Injector 17 Swirl Intake Path 18 Tumble Intake Path 2 Intake System 20 First Intake Valve 21 Second Intake Valve 22 Adjustment Valve 23 Camshaft 24 First cam 240 Cam surface 241 Cam nose 25 Second cam 250 Cam surface 251 Cam nose 26 Supercharger 27 Control section 3 Exhaust system 30, 31 Exhaust port R1 Low load range R2 Medium load range R3 High load range R4 Practical driving area

Claims (5)

内燃機関の燃焼室のスワールポートに設けられた第一吸気弁と、
前記燃焼室のタンブルポートに設けられ、開状態の時間が前記第一吸気弁の開状態の時間よりも長く設定された第二吸気弁と、
前記タンブルポートに接続されたタンブル吸気路に設けられた調整弁と、を備え、
前記調整弁の閉状態において、前記燃焼室に高スワール比のスワール流を発生させ、且つ、オットーサイクルを実現し、
前記調整弁の開状態において、前記燃焼室のスワール流のスワール比を下げつつ、ミラーサイクルを実現する、
内燃機関の吸気システム。
A first intake valve provided in a swirl port of a combustion chamber of an internal combustion engine;
a second intake valve that is provided at a tumble port of the combustion chamber, and whose open state time is set longer than the open state time of the first intake valve;
a regulating valve provided in the tumble intake passage connected to the tumble port,
generating a swirl flow with a high swirl ratio in the combustion chamber when the regulating valve is closed, and realizing an Otto cycle;
A mirror cycle is realized while lowering the swirl ratio of the swirl flow in the combustion chamber when the adjustment valve is in an open state.
Internal combustion engine intake system.
前記第一吸気弁を開閉する第一カムと、
前記第二吸気弁を開閉し、プロフィールが前記第一カムと異なる第二カムと、
回転可能であり、軸方向への移動が規制され、前記第一カム及び前記第二カムを支持するカムシャフトと、を更に備え、
前記第二カムにより前記第二吸気弁が開かれている時間が、前記第一カムにより前記第一吸気弁が開かれている時間よりも長い、請求項1に記載の内燃機関の吸気システム。
a first cam that opens and closes the first intake valve;
a second cam that opens and closes the second intake valve and has a different profile from the first cam;
further comprising a camshaft which is rotatable, whose movement in the axial direction is restricted, and which supports the first cam and the second cam;
The intake system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the time period during which the second intake valve is opened by the second cam is longer than the time period during which the first intake valve is opened by the first cam.
前記第一カムと前記第二カムとは、カムノーズの形状が異なり、カムノーズの中心点が互いに前記カムシャフトの周方向において同位相となる状態で、前記カムシャフトに支持されている、請求項2に記載の内燃機関の吸気システム。 2. The first cam and the second cam have different cam nose shapes, and are supported by the camshaft such that the center points of the cam noses are in phase with each other in the circumferential direction of the camshaft. The internal combustion engine intake system described in . 前記内燃機関の運転状況に応じて、前記調整弁の開閉を制御する制御部を、更に備え、
前記制御部は、
前記内燃機関の運転状況が第一状況に該当する場合に、前記調整弁を閉状とし、
前記内燃機関の運転状況が第二状況に該当する場合に、前記内燃機関の運転状況に応じて前記調整弁の開度を調整し、
前記内燃機関の運転状況が第三状況に該当する場合に、前記調整弁を全開状態とする、
請求項1に記載の内燃機関の吸気システム。
further comprising a control unit that controls opening and closing of the regulating valve according to operating conditions of the internal combustion engine,
The control unit includes:
closing the regulating valve when the operating condition of the internal combustion engine corresponds to a first condition;
when the operating situation of the internal combustion engine corresponds to a second situation, adjusting the opening degree of the regulating valve according to the operating situation of the internal combustion engine;
When the operating state of the internal combustion engine corresponds to a third situation, the regulating valve is fully opened;
An intake system for an internal combustion engine according to claim 1.
前記制御部は、前記調整弁の開状態において、圧縮空気を前記燃焼室に送るように過給機を制御する、請求項4に記載の内燃機関の吸気システム。
The intake system for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the control unit controls the supercharger to send compressed air to the combustion chamber when the regulating valve is in an open state.
JP2022063467A 2022-04-06 2022-04-06 Intake system of internal combustion engine Pending JP2023154256A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022063467A JP2023154256A (en) 2022-04-06 2022-04-06 Intake system of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022063467A JP2023154256A (en) 2022-04-06 2022-04-06 Intake system of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023154256A true JP2023154256A (en) 2023-10-19

Family

ID=88372580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022063467A Pending JP2023154256A (en) 2022-04-06 2022-04-06 Intake system of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023154256A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4124224B2 (en) Control device for four-cycle premixed compression self-ignition internal combustion engine
KR100879486B1 (en) Engine
US7856958B2 (en) Piston for internal combustion engine, and internal combustion engine using the piston
JP6011477B2 (en) Engine control device
US20030213449A1 (en) System and method for controlling engine operation
KR20090013007A (en) Engine with variable valve driving mechanism
KR20060051868A (en) Engine
JP2013532797A (en) Internal combustion engine and method of operating the same
EP2728139B1 (en) Six-cycle engine
JP5116465B2 (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine implementing the method
US20130104840A1 (en) Internal combustion engine operable in homogeneous-charge compression mode
WO2014208137A1 (en) Engine control device
US11898448B2 (en) Hydrogen-powered opposed-piston engine
US8418663B2 (en) Cam actuation mechanism with application to a variable-compression internal-combustion engine
JP2023154256A (en) Intake system of internal combustion engine
JP2006307658A (en) 2-stroke engine
JP4400421B2 (en) Control method for dual injection internal combustion engine
US20170298841A1 (en) Diesel engine and method for operating a diesel engine
CN114941592A (en) Internal combustion engine
JP4591300B2 (en) 4-cycle spark ignition engine
JP2001059431A (en) Cylinder injection type internal combustion engine
JP6870350B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2006257999A (en) Internal combustion engine
Haas et al. Get ready for the combustion Strategies of tomorrow
JP6252167B2 (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230509

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231031