JP2500928B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
- Publication number
- JP2500928B2 JP2500928B2 JP7128507A JP12850795A JP2500928B2 JP 2500928 B2 JP2500928 B2 JP 2500928B2 JP 7128507 A JP7128507 A JP 7128507A JP 12850795 A JP12850795 A JP 12850795A JP 2500928 B2 JP2500928 B2 JP 2500928B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- timing
- closing timing
- valve
- engine
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの吸気装置に関
し、とくに吸気圧力波を利用して出力の向上を図る装置
に関するものである。
し、とくに吸気圧力波を利用して出力の向上を図る装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、吸気圧力波の利用によりエン
ジンの特定回転数域でエンジントルクを高めるようにし
た吸気装置は種々提案されている。例えば実開昭５８−
２０３３１号公報に示されるように、吸気行程中に吸気
通路開放端で反射されてシリンダ側に返ってくる正圧波
を利用したいわゆる吸気慣性効果により出力の向上を図
るため、エンジンの各シリンダに対する吸気通路を、吸
気慣性効果をもたせるに適した所定の長さおよび断面積
に形成した吸気装置が知られている。また、複数気筒を
備えたエンジンの吸気通路に共鳴通路を設け、特定回転
数域で共鳴効果により充填効率が高められるようにした
ものもある（例えば特開昭５６−１１５８１８号参
照）。
ジンの特定回転数域でエンジントルクを高めるようにし
た吸気装置は種々提案されている。例えば実開昭５８−
２０３３１号公報に示されるように、吸気行程中に吸気
通路開放端で反射されてシリンダ側に返ってくる正圧波
を利用したいわゆる吸気慣性効果により出力の向上を図
るため、エンジンの各シリンダに対する吸気通路を、吸
気慣性効果をもたせるに適した所定の長さおよび断面積
に形成した吸気装置が知られている。また、複数気筒を
備えたエンジンの吸気通路に共鳴通路を設け、特定回転
数域で共鳴効果により充填効率が高められるようにした
ものもある（例えば特開昭５６−１１５８１８号参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の装置に
よると、吸気通路の長さおよび断面積と吸気弁の閉弁タ
イミングとによって決まる所定エンジン回転数で吸気圧
力波による動的効果が最も高められ、従ってこの回転数
付近では出力が高められるが、他の回転数領域では出力
トルクが低下し、とくに、上記所定エンジン回転数より
高回転側では、吸気圧力波による動的効果が低下するこ
とと回転数上昇によって吸入時間が短くなることとの両
方の影響で、回転数が高くなるにつれて出力トルクが大
きく落ち込む傾向が有り、これに対する対策が望まれて
いた。
よると、吸気通路の長さおよび断面積と吸気弁の閉弁タ
イミングとによって決まる所定エンジン回転数で吸気圧
力波による動的効果が最も高められ、従ってこの回転数
付近では出力が高められるが、他の回転数領域では出力
トルクが低下し、とくに、上記所定エンジン回転数より
高回転側では、吸気圧力波による動的効果が低下するこ
とと回転数上昇によって吸入時間が短くなることとの両
方の影響で、回転数が高くなるにつれて出力トルクが大
きく落ち込む傾向が有り、これに対する対策が望まれて
いた。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑み、所定エン
ジン回転数で吸気圧力波を利用してエンジントルクを高
めるとともに、吸気弁の少なくとも閉弁タイミングを変
更可能にするタイミング可変手段を用いて上記所定エン
ジン回転数より高回転側での出力トルクの落ち込みを抑
制し、とくに、１気筒当り２個の吸気弁を備えたエンジ
ンにおいてエンジン高回転側の運転領域で充分に出力を
確保し、しかも、上記タイミング可変手段の作動頻度を
少なくして信頼性を高めることができるエンジンの吸気
装置を提供するものである。
ジン回転数で吸気圧力波を利用してエンジントルクを高
めるとともに、吸気弁の少なくとも閉弁タイミングを変
更可能にするタイミング可変手段を用いて上記所定エン
ジン回転数より高回転側での出力トルクの落ち込みを抑
制し、とくに、１気筒当り２個の吸気弁を備えたエンジ
ンにおいてエンジン高回転側の運転領域で充分に出力を
確保し、しかも、上記タイミング可変手段の作動頻度を
少なくして信頼性を高めることができるエンジンの吸気
装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、所定エンジン回転数で吸気圧力波の利用
によりエンジントルクがピークとなるように吸気通路の
長さおよび断面積と吸気弁の基本閉弁タイミングとが設
定されている吸気通路を備えたエンジンの吸気装置であ
って、１気筒当り２個の吸気弁と、この両吸気弁のうち
の少なくとも一方の吸気弁の少なくとも閉弁タイミング
を変更可能にするタイミング可変手段と、上記所定回転
数までの低回転側の領域では上記両吸気弁の閉弁タイミ
ングを上記基本閉弁タイミングにて一定とし、上記所定
エンジン回転数以上の領域では少なくとも一方の吸気弁
の閉弁タイミングが高回転側で相対的に遅くなるように
エンジン回転数に応じて上記タイミング可変手段を作動
する制御手段と、この制御手段によるエンジン回転数に
応じたタイミング可変手段の作動を所定負荷以上の領域
においてのみ行わせる作動制限手段とを設けたものであ
る。
に、本発明は、所定エンジン回転数で吸気圧力波の利用
によりエンジントルクがピークとなるように吸気通路の
長さおよび断面積と吸気弁の基本閉弁タイミングとが設
定されている吸気通路を備えたエンジンの吸気装置であ
って、１気筒当り２個の吸気弁と、この両吸気弁のうち
の少なくとも一方の吸気弁の少なくとも閉弁タイミング
を変更可能にするタイミング可変手段と、上記所定回転
数までの低回転側の領域では上記両吸気弁の閉弁タイミ
ングを上記基本閉弁タイミングにて一定とし、上記所定
エンジン回転数以上の領域では少なくとも一方の吸気弁
の閉弁タイミングが高回転側で相対的に遅くなるように
エンジン回転数に応じて上記タイミング可変手段を作動
する制御手段と、この制御手段によるエンジン回転数に
応じたタイミング可変手段の作動を所定負荷以上の領域
においてのみ行わせる作動制限手段とを設けたものであ
る。
【０００６】
【作用】上記構成によると、充填効率向上に有利なよう
に１気筒当り２個の吸気弁を備えるとともに、所定エン
ジン回転数で吸気圧力波の利用によりエンジントルクが
ピークとなるように吸気通路の長さおよび断面積と吸気
弁の基本閉弁タイミングとが設定されて、所定回転数ま
では上記両吸気弁の閉弁タイミングが上記基本閉弁タイ
ミングに保たれることにより、上記所定エンジン回転数
で吸気の動的効果が有効に発揮されてエンジントルクが
充分に高められる。また、高負荷領域において所定エン
ジン回転数以上の領域では高回転側で吸気弁の閉弁タイ
ミングが遅らされることにより、高回転側域でのエンジ
ントルクの低下が抑制される。
に１気筒当り２個の吸気弁を備えるとともに、所定エン
ジン回転数で吸気圧力波の利用によりエンジントルクが
ピークとなるように吸気通路の長さおよび断面積と吸気
弁の基本閉弁タイミングとが設定されて、所定回転数ま
では上記両吸気弁の閉弁タイミングが上記基本閉弁タイ
ミングに保たれることにより、上記所定エンジン回転数
で吸気の動的効果が有効に発揮されてエンジントルクが
充分に高められる。また、高負荷領域において所定エン
ジン回転数以上の領域では高回転側で吸気弁の閉弁タイ
ミングが遅らされることにより、高回転側域でのエンジ
ントルクの低下が抑制される。
【０００７】また、エンジン回転数に応じたタイミング
可変手段の作動が所定負荷以上の領域でのみ行われるこ
とにより、所定負荷以上の領域での出力向上の要求が満
足されつつ、タイミング可変手段の作動頻度が少なくさ
れる。
可変手段の作動が所定負荷以上の領域でのみ行われるこ
とにより、所定負荷以上の領域での出力向上の要求が満
足されつつ、タイミング可変手段の作動頻度が少なくさ
れる。
【０００８】
【実施例】第１図および第２図は本発明の第１実施例を
示す。これらの図において、１は複数のシリンダ２を備
えたエンジン本体であって、シリンダブロック３、シリ
ンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５等で構成さ
れており、各シリンダ２にはピストン６が挿入され、ピ
ストン６の上方に燃焼室７が形成されている。この各燃
焼室７にはそれぞれ、点火プラグ８が装備されるととも
に、シリンダヘッド４に形成された２個ずつの吸気ポー
ト９，１０と排気ポート１１，１２とが開口しており、
これらのポート９〜１２が第１および第２の吸気弁１
３，１４と第１および第２の排気弁１５，１６とによっ
て開閉されるようになっている。上記両吸気ポート９，
１０は、シリンダヘッド４の側端部付近において互いに
連通し、この連通部１７に燃料噴射弁１８が装備されて
いる。またこの連通部１７には、サージタンク２１から
各シリンダ２別に分岐した分岐管２２が接続されてお
り、上記サージタンク２１には図外のエアクリーナから
スロットル弁２３を介して空気が導入されるようにして
いる。こうして、上記分岐管２２から吸気ポート９，１
０にわたる部分によりシリンダ別の吸気通路が構成さ
れ、この吸気通路の長さおよび断面積は、要求に応じた
特定のエンジン回転数域で吸気慣性効果が高められるよ
うに定められている。
示す。これらの図において、１は複数のシリンダ２を備
えたエンジン本体であって、シリンダブロック３、シリ
ンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５等で構成さ
れており、各シリンダ２にはピストン６が挿入され、ピ
ストン６の上方に燃焼室７が形成されている。この各燃
焼室７にはそれぞれ、点火プラグ８が装備されるととも
に、シリンダヘッド４に形成された２個ずつの吸気ポー
ト９，１０と排気ポート１１，１２とが開口しており、
これらのポート９〜１２が第１および第２の吸気弁１
３，１４と第１および第２の排気弁１５，１６とによっ
て開閉されるようになっている。上記両吸気ポート９，
１０は、シリンダヘッド４の側端部付近において互いに
連通し、この連通部１７に燃料噴射弁１８が装備されて
いる。またこの連通部１７には、サージタンク２１から
各シリンダ２別に分岐した分岐管２２が接続されてお
り、上記サージタンク２１には図外のエアクリーナから
スロットル弁２３を介して空気が導入されるようにして
いる。こうして、上記分岐管２２から吸気ポート９，１
０にわたる部分によりシリンダ別の吸気通路が構成さ
れ、この吸気通路の長さおよび断面積は、要求に応じた
特定のエンジン回転数域で吸気慣性効果が高められるよ
うに定められている。
【０００９】また、前記吸，排気弁１３〜１６に対する
動弁機構として、シリンダヘッド４上にはクランク軸
（図示せず）によって回転駆動される吸気弁用と排気弁
用の各カム軸２４，２６が配置され、各カム軸２４，２
６にはカム２５，２７が配設されている。そして、排気
弁１５，１６はカム２７によりタペット２８を介して一
定のタイミングで開閉され、同様に第１吸気弁１３も一
定のタイミングで開閉されるが、第２吸気弁１４は、次
のようなタイミング可変手段３０によって作動のタイミ
ングが変更可能とされている。すなわち、第２吸気弁１
４に対しては、カム軸２４を中心に回転可能な回動部材
３１が装備され、この回動部材３１の下部にタペット部
材３２が保持されている。このタペット部材３２は、カ
ム軸２４に設けられたカム２５と接触する上面３２ａが
フラットに、下面３２ｂがカム軸を中心とする円弧面も
しくは球面状にそれぞれ形成されており、この下面３２
ｂに第２吸気弁１４のバルブステム１４ａの上端が当接
している。また上記回動部材３１の上端突出部３３には
カム軸２４と平行な制御ロッド３４が貫通し、この制御
ロッド３４に制御レバー３５が係合している。この制御
レバー３５は、制御ロッド３４の軸方向と直交する方向
に摺動可能とされ、シリンダヘッドカバー５の側壁に取
付けられたアクチュエータ３６によって作動されるよう
にしている。
動弁機構として、シリンダヘッド４上にはクランク軸
（図示せず）によって回転駆動される吸気弁用と排気弁
用の各カム軸２４，２６が配置され、各カム軸２４，２
６にはカム２５，２７が配設されている。そして、排気
弁１５，１６はカム２７によりタペット２８を介して一
定のタイミングで開閉され、同様に第１吸気弁１３も一
定のタイミングで開閉されるが、第２吸気弁１４は、次
のようなタイミング可変手段３０によって作動のタイミ
ングが変更可能とされている。すなわち、第２吸気弁１
４に対しては、カム軸２４を中心に回転可能な回動部材
３１が装備され、この回動部材３１の下部にタペット部
材３２が保持されている。このタペット部材３２は、カ
ム軸２４に設けられたカム２５と接触する上面３２ａが
フラットに、下面３２ｂがカム軸を中心とする円弧面も
しくは球面状にそれぞれ形成されており、この下面３２
ｂに第２吸気弁１４のバルブステム１４ａの上端が当接
している。また上記回動部材３１の上端突出部３３には
カム軸２４と平行な制御ロッド３４が貫通し、この制御
ロッド３４に制御レバー３５が係合している。この制御
レバー３５は、制御ロッド３４の軸方向と直交する方向
に摺動可能とされ、シリンダヘッドカバー５の側壁に取
付けられたアクチュエータ３６によって作動されるよう
にしている。
【００１０】このようなタイミング可変手段３０によれ
ば、上記アクチュエータ３６により制御レバー３５およ
び制御ロッド３４を介して回動部材３１が回動される
と、それに伴って上記タペット部材３２とカム２５との
相対位相が変更されて、第２吸気弁１４の開閉タイミン
グが変更される。つまり、回動部材３１がカム軸２４の
回転方向Ｘと同方向に回動されたときには上記開閉タイ
ミングが遅らされ、これと逆の方向に回動されたときに
は上記開閉タイミングが早められる。
ば、上記アクチュエータ３６により制御レバー３５およ
び制御ロッド３４を介して回動部材３１が回動される
と、それに伴って上記タペット部材３２とカム２５との
相対位相が変更されて、第２吸気弁１４の開閉タイミン
グが変更される。つまり、回動部材３１がカム軸２４の
回転方向Ｘと同方向に回動されたときには上記開閉タイ
ミングが遅らされ、これと逆の方向に回動されたときに
は上記開閉タイミングが早められる。
【００１１】このタイミング可変手段３０による場合、
第３図に示すように、排気弁１５，１６および第１吸気
弁１３がそれぞれ所定のタイミングで開閉されるのに対
し、第２吸気弁１４は第１吸気弁と同一タイミングから
これより遅れる方向へ開閉タイミングが変更可能とされ
ることにより、第１吸気弁１３による吸気弁開弁タイミ
ングが一定の保たれながら、第２吸気弁１４によって決
まる吸気弁閉弁タイミングが調整されることとなる。そ
して、このような可変範囲内で閉弁タイミングが最も進
められたときを基本タイミングとして、この基本タイミ
ングが後述の吸気慣性同調回転数Ｒ0 で最適な閉弁タイ
ミングとなるように、予めタイミング可変手段３０が設
計されている。
第３図に示すように、排気弁１５，１６および第１吸気
弁１３がそれぞれ所定のタイミングで開閉されるのに対
し、第２吸気弁１４は第１吸気弁と同一タイミングから
これより遅れる方向へ開閉タイミングが変更可能とされ
ることにより、第１吸気弁１３による吸気弁開弁タイミ
ングが一定の保たれながら、第２吸気弁１４によって決
まる吸気弁閉弁タイミングが調整されることとなる。そ
して、このような可変範囲内で閉弁タイミングが最も進
められたときを基本タイミングとして、この基本タイミ
ングが後述の吸気慣性同調回転数Ｒ0 で最適な閉弁タイ
ミングとなるように、予めタイミング可変手段３０が設
計されている。
【００１２】４０は前記タイミング可変手段３０を制御
する制御回路であって、エンジン回転数センサ４１と負
荷センサ４２とからの検出信号を入力し、前記アクチュ
エータ３６に制御信号を出力している。この制御回路４
０により、次に述べるようなエンジン回転数に応じたタ
イミング可変手段３０の作動の制御を行う制御手段と、
このタイミング可変手段３０の作動を出力の向上が要求
される所定負荷以上の領域でのみ行わせる作動制限手段
とが構成されている。
する制御回路であって、エンジン回転数センサ４１と負
荷センサ４２とからの検出信号を入力し、前記アクチュ
エータ３６に制御信号を出力している。この制御回路４
０により、次に述べるようなエンジン回転数に応じたタ
イミング可変手段３０の作動の制御を行う制御手段と、
このタイミング可変手段３０の作動を出力の向上が要求
される所定負荷以上の領域でのみ行わせる作動制限手段
とが構成されている。
【００１３】すなわち、上記制御回路４０によるエンジ
ン回転数に応じた制御としては、後に詳述するような第
４図に示したエンジン回転数と図示平均有効圧力Ｐｉと
の関係に基づき、第５図に示すように、吸気慣性同調回
転数Ｒ0 より低い回転数領域では吸気弁閉弁タイミング
を最も進めた状態（基本閉弁タイミング）で一定とし、
吸気慣性同調回転数Ｒ0 以上ではエンジン回転数が高く
なるにつれて上記閉弁タイミングを遅らせるようにタイ
ミング可変手段３０を制御している。また、制御回路４
０は、上記のようなエンジン回転数に応じたタイミング
可変手段３０の作動を、負荷センサ４２によって検出さ
れるエンジン負荷が所定値以上の高負荷側の領域でのみ
行うようになっている。従って、所定負荷より低負荷側
では吸気弁開閉タイミングが固定され、例えば基本閉弁
タイミングで固定される。
ン回転数に応じた制御としては、後に詳述するような第
４図に示したエンジン回転数と図示平均有効圧力Ｐｉと
の関係に基づき、第５図に示すように、吸気慣性同調回
転数Ｒ0 より低い回転数領域では吸気弁閉弁タイミング
を最も進めた状態（基本閉弁タイミング）で一定とし、
吸気慣性同調回転数Ｒ0 以上ではエンジン回転数が高く
なるにつれて上記閉弁タイミングを遅らせるようにタイ
ミング可変手段３０を制御している。また、制御回路４
０は、上記のようなエンジン回転数に応じたタイミング
可変手段３０の作動を、負荷センサ４２によって検出さ
れるエンジン負荷が所定値以上の高負荷側の領域でのみ
行うようになっている。従って、所定負荷より低負荷側
では吸気弁開閉タイミングが固定され、例えば基本閉弁
タイミングで固定される。
【００１４】この吸気装置の作用を次に説明する。
【００１５】先ず吸気慣性効果について説明しておく
と、吸気行程でピストンが下降し始めるとシリンダ内が
負圧となるとともに吸気弁直前に負圧波が生じ、この負
圧波が吸気通路内を伝播し、吸気通路の上流側開放端
（サージタンク２１への開放端）で正負が反転して反射
されることにより、この第１反射波は正圧波となって吸
気行程期間中にシリンダ側に返ってくる。この第１反射
波が吸気行程後半の適正な時期に返ってくるようにする
と、ＢＤＣ（ピストン下死点）以後の時期にまで、吸気
弁直前の圧力がシリンダ内圧力より充分に高くなって吸
入効率が高められる。このような効果が吸気慣性効果と
呼ばれる。また吸気慣性同調回転数とは、上記第１反射
波が吸入終期（吸気弁閉弁時期直前）に吸気ポート下流
端位置（吸気弁直前位置）にまで返ってくることにより
吸気慣性効果が最も高められるようになるエンジン回転
数を意味し、この回転数は吸気通路の長さおよび断面積
と吸気弁閉弁時期とによって決まる。この吸気同調回転
数以外の回転数領域では上記第１反射波が返ってくるタ
イミングがずれるため吸気慣性効果が低下する。そし
て、この吸気慣性効果は出力トルクに影響を与える。
と、吸気行程でピストンが下降し始めるとシリンダ内が
負圧となるとともに吸気弁直前に負圧波が生じ、この負
圧波が吸気通路内を伝播し、吸気通路の上流側開放端
（サージタンク２１への開放端）で正負が反転して反射
されることにより、この第１反射波は正圧波となって吸
気行程期間中にシリンダ側に返ってくる。この第１反射
波が吸気行程後半の適正な時期に返ってくるようにする
と、ＢＤＣ（ピストン下死点）以後の時期にまで、吸気
弁直前の圧力がシリンダ内圧力より充分に高くなって吸
入効率が高められる。このような効果が吸気慣性効果と
呼ばれる。また吸気慣性同調回転数とは、上記第１反射
波が吸入終期（吸気弁閉弁時期直前）に吸気ポート下流
端位置（吸気弁直前位置）にまで返ってくることにより
吸気慣性効果が最も高められるようになるエンジン回転
数を意味し、この回転数は吸気通路の長さおよび断面積
と吸気弁閉弁時期とによって決まる。この吸気同調回転
数以外の回転数領域では上記第１反射波が返ってくるタ
イミングがずれるため吸気慣性効果が低下する。そし
て、この吸気慣性効果は出力トルクに影響を与える。
【００１６】また、吸気弁の閉弁タイミングは次のよう
な点でも出力トルクに影響を及ぼす。つまり、吸気弁直
前圧力がシリンダ内圧力よりも高い間はシリンダ内への
吸入が可能であり、シリンダ内圧力が吸気弁直前圧力よ
りも高くなる時期まで吸気弁が開いていると吹き返しが
生じるため、吸気弁直前圧力とシリンダ内圧力とがほぼ
一致する時期に吸気弁を閉じることが吸入効率にとって
最適となり、出力トルクが高められる。
な点でも出力トルクに影響を及ぼす。つまり、吸気弁直
前圧力がシリンダ内圧力よりも高い間はシリンダ内への
吸入が可能であり、シリンダ内圧力が吸気弁直前圧力よ
りも高くなる時期まで吸気弁が開いていると吹き返しが
生じるため、吸気弁直前圧力とシリンダ内圧力とがほぼ
一致する時期に吸気弁を閉じることが吸入効率にとって
最適となり、出力トルクが高められる。
【００１７】そこで、所定エンジン回転数Ｒ0 で吸気圧
力波の利用によりエンジントルクがピークとなるよう
に、つまり、所定エンジン回転数Ｒ0 において吸気慣性
効果が高められる（反射波によって吸入終期に吸気弁直
前位置の圧力が高められる）とともにその所定エンジン
回転数（吸気慣性同調回転数）Ｒ0 で吸気弁の閉弁タイ
ミングが最適となるように、吸気通路の長さおよび断面
積と吸気弁の基本閉弁タイミングとが予め設定されてい
る。
力波の利用によりエンジントルクがピークとなるよう
に、つまり、所定エンジン回転数Ｒ0 において吸気慣性
効果が高められる（反射波によって吸入終期に吸気弁直
前位置の圧力が高められる）とともにその所定エンジン
回転数（吸気慣性同調回転数）Ｒ0 で吸気弁の閉弁タイ
ミングが最適となるように、吸気通路の長さおよび断面
積と吸気弁の基本閉弁タイミングとが予め設定されてい
る。
【００１８】また、上記閉弁タイミングが吸気慣性同調
回転数Ｒ0 で最適となる基本閉弁タイミングに固定され
ているとした場合、第４図に破線で示すように、吸気慣
性同調回転数Ｒ0 で出力トルク（この図ではシリンダの
図示平均有効圧力Ｐｉをもって示す）が最大となるが、
例えばそれより低回転側や高回転側では、吸気慣性同調
回転数Ｒ0 から遠ざかるほど、吸気慣性効果が低下する
とともに最適閉弁タイミングがずれるため出力トルクが
低下し、とくに、前述のように高回転側で出力トルクが
大きく落ち込む傾向がある。
回転数Ｒ0 で最適となる基本閉弁タイミングに固定され
ているとした場合、第４図に破線で示すように、吸気慣
性同調回転数Ｒ0 で出力トルク（この図ではシリンダの
図示平均有効圧力Ｐｉをもって示す）が最大となるが、
例えばそれより低回転側や高回転側では、吸気慣性同調
回転数Ｒ0 から遠ざかるほど、吸気慣性効果が低下する
とともに最適閉弁タイミングがずれるため出力トルクが
低下し、とくに、前述のように高回転側で出力トルクが
大きく落ち込む傾向がある。
【００１９】そこで、吸気慣性同調回転数Ｒ0 以上の高
回転数領域で出力向上の要求を満足するように、前記制
御回路４０により、この高回転数領域でエンジン回転数
の変動に応じて閉弁タイミングを変化させるようにタイ
ミング可変手段３０を制御している。つまり、エンジン
回転数が高くなるにつれて最適閉弁タイミングは遅れ側
にずれるため、これに対応させて第５図に示すように上
記高回転数領域で閉弁タイミングを変化させている。こ
れによって第４図に実線で示すように、上記高回転数領
域でエンジントルクを向上することができる。
回転数領域で出力向上の要求を満足するように、前記制
御回路４０により、この高回転数領域でエンジン回転数
の変動に応じて閉弁タイミングを変化させるようにタイ
ミング可変手段３０を制御している。つまり、エンジン
回転数が高くなるにつれて最適閉弁タイミングは遅れ側
にずれるため、これに対応させて第５図に示すように上
記高回転数領域で閉弁タイミングを変化させている。こ
れによって第４図に実線で示すように、上記高回転数領
域でエンジントルクを向上することができる。
【００２０】とくにこの吸気装置は、充填効率の向上に
有利なように１気筒当り２個の吸気弁１３，１４を備
え、この両吸気弁１３，１４の基本閉弁タイミングが吸
気慣性同調回転数Ｒ0 において最適タイミングとなるよ
うに設定されていることによりこの回転数Ｒ0 で大幅に
エンジントルクが高められ、また、吸気慣性同調回転数
Ｒ0 より高回転側では少なくとも一方の吸気弁（当実施
例では第２吸気弁１４）のバルブタイミングが変えられ
てその閉弁タイミングが遅らされることによりエンジン
トルクの低下を抑制する作用が充分に得られる。
有利なように１気筒当り２個の吸気弁１３，１４を備
え、この両吸気弁１３，１４の基本閉弁タイミングが吸
気慣性同調回転数Ｒ0 において最適タイミングとなるよ
うに設定されていることによりこの回転数Ｒ0 で大幅に
エンジントルクが高められ、また、吸気慣性同調回転数
Ｒ0 より高回転側では少なくとも一方の吸気弁（当実施
例では第２吸気弁１４）のバルブタイミングが変えられ
てその閉弁タイミングが遅らされることによりエンジン
トルクの低下を抑制する作用が充分に得られる。
【００２１】また、上記のようなエンジン回転数に応じ
たタイミング可変手段３０の作動による吸気弁開閉タイ
ミングの変更は所定負荷以上の領域でのみ行われ、所定
負荷より低負荷側の領域では吸気弁開閉タイミングが固
定とされるため、タイミング可変手段３０の作動頻度が
必要最小限に少なくされ、タイミング可変手段３０の可
動部分の摩耗、劣化等が抑制されて信頼性が高められ
る。
たタイミング可変手段３０の作動による吸気弁開閉タイ
ミングの変更は所定負荷以上の領域でのみ行われ、所定
負荷より低負荷側の領域では吸気弁開閉タイミングが固
定とされるため、タイミング可変手段３０の作動頻度が
必要最小限に少なくされ、タイミング可変手段３０の可
動部分の摩耗、劣化等が抑制されて信頼性が高められ
る。
【００２２】この吸気装置において吸気慣性同調回転数
Ｒ0 より低い回転数域で閉弁タイミングを一定としてい
るのは、前記タイミング可変手段３０の機構上、エンジ
ンの全運転領域に見合うような広い範囲にわたって閉弁
タイミングを変更することが難しく、このような制約の
もとで一部の回転数領域で閉弁タイミングを変更しよう
とする場合に、低回転側で閉弁タイミングを早めるよう
にするよりも、高回転側で閉弁タイミングを遅らせるよ
うにする方が、吸入時間を確保することができる点で出
力向上に有利となるためである。そして、このような条
件下でも、出力が要求される回転数領域に応じ、吸気通
路の長さおよび断面積と吸気弁の少なくとも閉弁タイミ
ングの可変範囲とを設定しておくことにより、適切に出
力の向上が図れることとなる。
Ｒ0 より低い回転数域で閉弁タイミングを一定としてい
るのは、前記タイミング可変手段３０の機構上、エンジ
ンの全運転領域に見合うような広い範囲にわたって閉弁
タイミングを変更することが難しく、このような制約の
もとで一部の回転数領域で閉弁タイミングを変更しよう
とする場合に、低回転側で閉弁タイミングを早めるよう
にするよりも、高回転側で閉弁タイミングを遅らせるよ
うにする方が、吸入時間を確保することができる点で出
力向上に有利となるためである。そして、このような条
件下でも、出力が要求される回転数領域に応じ、吸気通
路の長さおよび断面積と吸気弁の少なくとも閉弁タイミ
ングの可変範囲とを設定しておくことにより、適切に出
力の向上が図れることとなる。
【００２３】なお、比較的低いエンジン回転数域で高出
力が要求される場合には、それに応じて吸気慣性同調回
転数を低くするように吸気通路の断面積および長さを設
定した状態で、上記実施例と同様に閉弁タイミングを制
御してもよい。
力が要求される場合には、それに応じて吸気慣性同調回
転数を低くするように吸気通路の断面積および長さを設
定した状態で、上記実施例と同様に閉弁タイミングを制
御してもよい。
【００２４】また、上記実施例では両吸気弁１３，１４
のうちの第２吸気弁１４の開閉タイミングのみを変更可
能としているが、両吸気弁の開閉タイミングをともに変
更可能としてもよい。タイミング可変手段としては、図
示した構造のほかに、例えば、立体カムを用いてその軸
方向位置を調整可能とし、またはプッシュロッド式動弁
機構に油圧等で作動する動弁調整部材を介在させ、ある
いはクランク軸とカム軸との間のベルト伝動機構に位相
差調整手段を組込む等の構造も採用することができる。
そして立体カム等を用いる場合に、第６図に示すように
両吸気弁の開閉タイミングならびにバルブリフト量を変
更可能とし、つまり、両吸気弁のバルブリフト特性を基
本特性（実線）と、これよりも閉弁タイミングが遅く、
開弁タイミングが早く、バルブリフト量が大きい特性
（一点鎖線）とに変更可能としてもよい。
のうちの第２吸気弁１４の開閉タイミングのみを変更可
能としているが、両吸気弁の開閉タイミングをともに変
更可能としてもよい。タイミング可変手段としては、図
示した構造のほかに、例えば、立体カムを用いてその軸
方向位置を調整可能とし、またはプッシュロッド式動弁
機構に油圧等で作動する動弁調整部材を介在させ、ある
いはクランク軸とカム軸との間のベルト伝動機構に位相
差調整手段を組込む等の構造も採用することができる。
そして立体カム等を用いる場合に、第６図に示すように
両吸気弁の開閉タイミングならびにバルブリフト量を変
更可能とし、つまり、両吸気弁のバルブリフト特性を基
本特性（実線）と、これよりも閉弁タイミングが遅く、
開弁タイミングが早く、バルブリフト量が大きい特性
（一点鎖線）とに変更可能としてもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、１気筒当り２個
の吸気弁を備え、所定エンジン回転数で吸気圧力波の利
用によりエンジントルクがピークとなるように吸気通路
の長さおよび断面積と吸気弁の基本閉弁タイミングとを
設定して、上記所定エンジン回転数までは上記両吸気弁
の閉弁タイミングを上記基本閉弁タイミングに保ち、上
記所定エンジン回転数以上の領域ではタイミング可変手
段の作動により少なくとも一方の吸気弁の閉弁タイミン
グが高回転側で相対的に遅くなるようにしているため、
上記所定エンジン回転数でエンジントルクを充分に高め
ることができるとともに、これより高回転側の領域での
エンジントルクの低下を防止して出力性能を確保するこ
とができる。しかも、このようなエンジン回転数に応じ
たタイミング可変手段の作動を所定負荷以上の領域での
み行うようにしているため、所定負荷以上の領域での出
力向上の要求を満足しつつ、タイミング可変手段の作動
頻度を少なくして、信頼性を高めることができる。
の吸気弁を備え、所定エンジン回転数で吸気圧力波の利
用によりエンジントルクがピークとなるように吸気通路
の長さおよび断面積と吸気弁の基本閉弁タイミングとを
設定して、上記所定エンジン回転数までは上記両吸気弁
の閉弁タイミングを上記基本閉弁タイミングに保ち、上
記所定エンジン回転数以上の領域ではタイミング可変手
段の作動により少なくとも一方の吸気弁の閉弁タイミン
グが高回転側で相対的に遅くなるようにしているため、
上記所定エンジン回転数でエンジントルクを充分に高め
ることができるとともに、これより高回転側の領域での
エンジントルクの低下を防止して出力性能を確保するこ
とができる。しかも、このようなエンジン回転数に応じ
たタイミング可変手段の作動を所定負荷以上の領域での
み行うようにしているため、所定負荷以上の領域での出
力向上の要求を満足しつつ、タイミング可変手段の作動
頻度を少なくして、信頼性を高めることができる。
【図１】本発明装置の実施例を示す垂直断面図である。
【図２】図１のII―II線に沿った断面図である。
【図３】吸，排気弁の開閉タイミングを示す説明図であ
る。
る。
【図４】エンジン回転数とシリンダの図示平均有効圧力
との関係を示す説明図である。
との関係を示す説明図である。
【図５】エンジン回転数に応じた吸気弁閉弁タイミング
の制御例を示す説明図である。
の制御例を示す説明図である。
【図６】吸，排気弁の開閉タイミングの別の例を示す説
明図である。
明図である。
１ エンジン本体 ９，１０ 吸気ポート １３ 第１吸気弁 １４ 第２吸気弁 ２２ 分岐管 ３０ タイミング可変手段 ４０ 制御回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｊ
Claims (1)
- 【請求項１】 所定エンジン回転数で吸気圧力波の利用
によりエンジントルクがピークとなるように吸気通路の
長さおよび断面積と吸気弁の基本閉弁タイミングとが設
定されている吸気通路を備えたエンジンの吸気装置であ
って、１気筒当り２個の吸気弁と、この両吸気弁のうち
の少なくとも一方の吸気弁の少なくとも閉弁タイミング
を変更可能にするタイミング可変手段と、上記所定回転
数までの低回転側の領域では上記両吸気弁の閉弁タイミ
ングを上記基本閉弁タイミングにて一定とし、上記所定
エンジン回転数以上の領域では少なくとも一方の吸気弁
の閉弁タイミングが高回転側で相対的に遅くなるように
エンジン回転数に応じて上記タイミング可変手段を作動
する制御手段と、この制御手段によるエンジン回転数に
応じたタイミング可変手段の作動を所定負荷以上の領域
においてのみ行わせる作動制限手段とを設けたことを特
徴とするエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7128507A JP2500928B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7128507A JP2500928B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | エンジンの吸気装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2368284A Division JPH0639898B2 (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | エンジンの吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07305632A JPH07305632A (ja) | 1995-11-21 |
| JP2500928B2 true JP2500928B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=14986460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7128507A Expired - Lifetime JP2500928B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500928B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810573B2 (ja) * | 1978-11-21 | 1983-02-26 | 日産自動車株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
| JPS5581213A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-19 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus for controlling valve opening and closing timing |
| JPS5596312A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-22 | Nissan Motor Co Ltd | Valve timing controller |
| JPS55106320U (ja) * | 1980-02-20 | 1980-07-25 | ||
| JPH0639898B2 (ja) * | 1984-02-10 | 1994-05-25 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP7128507A patent/JP2500928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07305632A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |