JP3427452B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- control valve
- valve
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置に
関し、特に、気筒内に旋回流を発生させる吸気制御弁を
備えた吸気装置の改良に関する。
関し、特に、気筒内に旋回流を発生させる吸気制御弁を
備えた吸気装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、吸気通路の途中に吸気制御弁を
設け、この吸気制御弁の開閉によって気筒内でのスワー
ル生成を制御する吸気装置としては、例えば実開昭６１
−１０１６３６号公報等によって知られている。また、
この種の吸気制御弁は、吸気通路の中心に沿って設けら
れた弁軸と、この弁軸に設けられ、燃料噴射弁寄りの斜
め上部が切り欠かれて開口部となった平板状の弁体とか
らバタフライ弁として構成されている。
設け、この吸気制御弁の開閉によって気筒内でのスワー
ル生成を制御する吸気装置としては、例えば実開昭６１
−１０１６３６号公報等によって知られている。また、
この種の吸気制御弁は、吸気通路の中心に沿って設けら
れた弁軸と、この弁軸に設けられ、燃料噴射弁寄りの斜
め上部が切り欠かれて開口部となった平板状の弁体とか
らバタフライ弁として構成されている。
【０００３】そして、この従来の装置は、機関が低回転
低負荷域にある場合に、吸気制御弁を閉弁して気筒内に
スワール（横旋回流）を生成させ、このスワールにより
燃焼速度を早めて燃焼の安定性を図っている。
低負荷域にある場合に、吸気制御弁を閉弁して気筒内に
スワール（横旋回流）を生成させ、このスワールにより
燃焼速度を早めて燃焼の安定性を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術によるものでは、スワールの生成を制御する
ことができるものの、機関の運転状態によっては、この
横方向のスワールのほかに縦方向のタンブル（縦旋回
流）を必要とする場合がある。
た従来技術によるものでは、スワールの生成を制御する
ことができるものの、機関の運転状態によっては、この
横方向のスワールのほかに縦方向のタンブル（縦旋回
流）を必要とする場合がある。
【０００５】しかし、従来のものでは、吸気制御弁の全
開，全閉によってスワールのみをオンオフ的に制御しう
るため、機関の運転状態に応じてスワールを強めたり、
あるいはタンブルを強めたりすることができなかった。
開，全閉によってスワールのみをオンオフ的に制御しう
るため、機関の運転状態に応じてスワールを強めたり、
あるいはタンブルを強めたりすることができなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、吸気
制御弁の弁開度を３段階に制御し、機関の運転状態に応
じたスワールとタンブルを得ることとした。すなわち、
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、気筒とコレクタと
を連通するように各気筒毎に設けられた吸気通路と、こ
の吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交する
方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心よりも
気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路を
略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設けら
れてなる吸気制御弁と、この吸気制御弁を、低回転低負
荷域では全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域と
中回転低負荷域とでは半開とし、高回転域と高負荷域と
では全開とする弁駆動手段とを備えて構成されている。
制御弁の弁開度を３段階に制御し、機関の運転状態に応
じたスワールとタンブルを得ることとした。すなわち、
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、気筒とコレクタと
を連通するように各気筒毎に設けられた吸気通路と、こ
の吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交する
方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心よりも
気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路を
略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設けら
れてなる吸気制御弁と、この吸気制御弁を、低回転低負
荷域では全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域と
中回転低負荷域とでは半開とし、高回転域と高負荷域と
では全開とする弁駆動手段とを備えて構成されている。
【０００７】また、請求項２の構成では、前記吸気通路
の底面に、少なくとも吸気制御弁が全閉から半開に至る
開度範囲で前記弁体の下縁に近接する凹湾曲面を形成し
たことを特徴としている。
の底面に、少なくとも吸気制御弁が全閉から半開に至る
開度範囲で前記弁体の下縁に近接する凹湾曲面を形成し
たことを特徴としている。
【０００８】さらに、請求項３の構成では、気筒内のタ
ンブルを強めるように吸気制御弁下流の吸気ポートに略
直線状の部分を備えていることを特徴としている。
ンブルを強めるように吸気制御弁下流の吸気ポートに略
直線状の部分を備えていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】吸気制御弁が全閉状態の場合には、弁体の上部
の一側部に形成された切欠部のみを介して吸入空気が流
通しうるため、吸入空気の流れは吸気通路の上部の一側
部に偏る。これによって、吸気制御弁より下流の吸気通
路内では、特に、切欠部に対応する一側部の空気流と切
欠部に対応しない他側部の空気流との均衡が崩れて、左
右方向の流量差の影響が強く生じるため、気筒の水平面
に沿ったスワールが発生し、低回転低負荷域での燃焼が
安定化する。
の一側部に形成された切欠部のみを介して吸入空気が流
通しうるため、吸入空気の流れは吸気通路の上部の一側
部に偏る。これによって、吸気制御弁より下流の吸気通
路内では、特に、切欠部に対応する一側部の空気流と切
欠部に対応しない他側部の空気流との均衡が崩れて、左
右方向の流量差の影響が強く生じるため、気筒の水平面
に沿ったスワールが発生し、低回転低負荷域での燃焼が
安定化する。
【００１０】次に、吸気制御弁が半開状態の場合は、全
閉時の弁体に対する投影面積が減少し、弁体の上部と吸
気通路との間、弁体の下部と吸気通路との間に新たな隙
間が発生する。ここで、吸気制御弁は吸気通路の中心よ
りも気筒軸の下方に偏心して設けられているため、弁体
の上部付近に生じる隙間の方が弁体の下部付近に生じる
隙間よりも大きくなる。従って、吸入空気の流れに上下
方向の偏りが生じ、スワールに略直交するタンブルが発
生する。
閉時の弁体に対する投影面積が減少し、弁体の上部と吸
気通路との間、弁体の下部と吸気通路との間に新たな隙
間が発生する。ここで、吸気制御弁は吸気通路の中心よ
りも気筒軸の下方に偏心して設けられているため、弁体
の上部付近に生じる隙間の方が弁体の下部付近に生じる
隙間よりも大きくなる。従って、吸入空気の流れに上下
方向の偏りが生じ、スワールに略直交するタンブルが発
生する。
【００１１】一方、この新たな隙間によって左右方向の
開口面積が増大し、この左右方向の全開口面積に占める
切欠部の開口面積の割合が相対的に低下するため、全閉
状態のときよりもスワールが弱まる。これにより、低回
転中負荷域、中回転中負荷域、中回転低負荷域の各運転
状態に応じた強さのタンブルとスワールを生成すること
が可能となる。
開口面積が増大し、この左右方向の全開口面積に占める
切欠部の開口面積の割合が相対的に低下するため、全閉
状態のときよりもスワールが弱まる。これにより、低回
転中負荷域、中回転中負荷域、中回転低負荷域の各運転
状態に応じた強さのタンブルとスワールを生成すること
が可能となる。
【００１２】吸気制御弁が全開状態の場合は、吸気通路
内に左右方向，上下方向のいずれにも開口面積の差異が
生じないため、スワール、タンブル共に吸気制御弁に起
因する生成を停止させることができる。
内に左右方向，上下方向のいずれにも開口面積の差異が
生じないため、スワール、タンブル共に吸気制御弁に起
因する生成を停止させることができる。
【００１３】また、請求項２の構成によれば、吸気制御
弁が全閉から半開に至る開度範囲で弁体の下縁と凹湾曲
面とが近接するため、吸気制御弁が半開状態の場合に、
弁体の下部と吸気通路との間に生じる隙間を可及的に小
さくすることができる。これにより、吸気制御弁が半開
状態の場合において、弁体の上部と吸気通路との間にの
み実質的に隙間を形成することができ、タンブルを強め
ることができる。
弁が全閉から半開に至る開度範囲で弁体の下縁と凹湾曲
面とが近接するため、吸気制御弁が半開状態の場合に、
弁体の下部と吸気通路との間に生じる隙間を可及的に小
さくすることができる。これにより、吸気制御弁が半開
状態の場合において、弁体の上部と吸気通路との間にの
み実質的に隙間を形成することができ、タンブルを強め
ることができる。
【００１４】さらに、請求項３の構成によれば、半開状
態の吸気制御弁によって発生したタンブルが吸気ポート
の略直線状部に流れ込むため、タンブルの発生を促進
し、強化することができる。
態の吸気制御弁によって発生したタンブルが吸気ポート
の略直線状部に流れ込むため、タンブルの発生を促進
し、強化することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図８に基づ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１６】まず、図１は本発明の実施例に係る吸気装
置の全体構成を示す構成説明図であって、内燃機関の各
気筒１（１個のみ図示）内にはピストン２によって燃焼
室３が画成されている。
置の全体構成を示す構成説明図であって、内燃機関の各
気筒１（１個のみ図示）内にはピストン２によって燃焼
室３が画成されている。
【００１７】吸気通路４は、各気筒１毎にそれぞれ設け
られ、この吸気通路４の上流側はコレクタ５を介して吸
気集合通路６に接続され、吸気通路４の下流側は二股に
分岐して吸気ポート４Ａ（片側のみ図示）となってい
る。また、この吸気ポート４Ａは、湾曲したヘリカルポ
ートとは異なり、後述する吸気制御弁８の下流から先の
部分が燃焼室３に向けて傾斜する略直線状に形成され、
これによりいわゆるタンブルポートとなっている。
られ、この吸気通路４の上流側はコレクタ５を介して吸
気集合通路６に接続され、吸気通路４の下流側は二股に
分岐して吸気ポート４Ａ（片側のみ図示）となってい
る。また、この吸気ポート４Ａは、湾曲したヘリカルポ
ートとは異なり、後述する吸気制御弁８の下流から先の
部分が燃焼室３に向けて傾斜する略直線状に形成され、
これによりいわゆるタンブルポートとなっている。
【００１８】さらに、吸気通路４には、図２，図３にも
示す如く、吸気制御弁８の下端近傍に凹湾曲面７が設け
られている。この凹湾曲面７は、少なくとも吸気制御弁
８が全閉状態から半開状態に至る開度範囲で、該吸気制
御弁８の弁体１１の下端に近接するように、当該下端の
移動軌跡に沿った曲率をもって形成されている。
示す如く、吸気制御弁８の下端近傍に凹湾曲面７が設け
られている。この凹湾曲面７は、少なくとも吸気制御弁
８が全閉状態から半開状態に至る開度範囲で、該吸気制
御弁８の弁体１１の下端に近接するように、当該下端の
移動軌跡に沿った曲率をもって形成されている。
【００１９】ここで、本実施例において、「弁体１１の
下端に近接」とは、弁体１１の下端と凹湾曲面７とが近
付く場合のほか、両者が接触する場合も含むもので、弁
体１１の下端と凹湾曲面７との間に、タンブルの生成に
影響を与える程の吸入空気が流れる実質的な隙間が生じ
ないように近付いていれば足りることを意味する。
下端に近接」とは、弁体１１の下端と凹湾曲面７とが近
付く場合のほか、両者が接触する場合も含むもので、弁
体１１の下端と凹湾曲面７との間に、タンブルの生成に
影響を与える程の吸入空気が流れる実質的な隙間が生じ
ないように近付いていれば足りることを意味する。
【００２０】吸気制御弁８は、シリンダヘッド寄りに取
り付けられた燃料噴射弁９よりも上流側で、すなわち、
吸気ポート４Ａの分岐部上流の近傍に設けられている。
この吸気制御弁８は、図２の斜視図に示す如く、吸気通
路４の軸中心Ｏ−Ｏよりも所定寸法δだけ下側にオフセ
ットして設けられた回動中心たる弁軸１０と、この弁軸
１０に取り付けられた板状の弁体１１とから、バタフラ
イ弁として構成されている。ここで、本実施例における
上下方向とは、気筒１の軸線方向を基準とし、上死点に
向かう方向が上方向、下死点に向かう方向が下方向とな
る。
り付けられた燃料噴射弁９よりも上流側で、すなわち、
吸気ポート４Ａの分岐部上流の近傍に設けられている。
この吸気制御弁８は、図２の斜視図に示す如く、吸気通
路４の軸中心Ｏ−Ｏよりも所定寸法δだけ下側にオフセ
ットして設けられた回動中心たる弁軸１０と、この弁軸
１０に取り付けられた板状の弁体１１とから、バタフラ
イ弁として構成されている。ここで、本実施例における
上下方向とは、気筒１の軸線方向を基準とし、上死点に
向かう方向が上方向、下死点に向かう方向が下方向とな
る。
【００２１】弁体１１には、全閉時の略垂直状態を基準
とする斜め上部を略半分程度切り欠くことにより、所定
の面積を有する切欠部１２が形成されている。具体的に
は、全閉時に吸気通路４の中心線Ｏ−Ｏと直交する弁体
１１の中心線Ｏ1−Ｏ1よりも燃料噴射弁９側にある上半
分のうち、吸入空気の進行方向左側、すなわち弁体１１
の背面側から見て左側の部分が略半分程度切り欠かれて
いる。また、切欠部１２の面積は、全閉状態で発生する
スワールが低回転低負荷域に最適な強さとなるように設
定されている。
とする斜め上部を略半分程度切り欠くことにより、所定
の面積を有する切欠部１２が形成されている。具体的に
は、全閉時に吸気通路４の中心線Ｏ−Ｏと直交する弁体
１１の中心線Ｏ1−Ｏ1よりも燃料噴射弁９側にある上半
分のうち、吸入空気の進行方向左側、すなわち弁体１１
の背面側から見て左側の部分が略半分程度切り欠かれて
いる。また、切欠部１２の面積は、全閉状態で発生する
スワールが低回転低負荷域に最適な強さとなるように設
定されている。
【００２２】吸気制御弁８は、リンク１３，連接棒１４
を介して吸気制御弁アクチュエータ１５に接続されてい
る。この吸気制御弁アクチュエータ１５は、例えばダイ
ヤフラムの変位によって連接棒１４を伸縮するもので、
負圧制御弁（いずれも図示せず）から導入された負圧に
より作動するものとして構成される。なお、これに限ら
ず、シリンダやモータ等により連接棒１４を往復動させ
る機構として構成してもよい。
を介して吸気制御弁アクチュエータ１５に接続されてい
る。この吸気制御弁アクチュエータ１５は、例えばダイ
ヤフラムの変位によって連接棒１４を伸縮するもので、
負圧制御弁（いずれも図示せず）から導入された負圧に
より作動するものとして構成される。なお、これに限ら
ず、シリンダやモータ等により連接棒１４を往復動させ
る機構として構成してもよい。
【００２３】連接棒１４の途中には、リンク１３，連接
棒１４，吸気制御弁アクチュエータ１５と共に弁駆動手
段としての弁駆動機構を構成する弁開度調整機構１６が
設けられている。この弁開度調整機構１６は、図４の構
成説明図に示す如く、連接棒１４の途中に傾斜して固着
された固定板１６Ａと、連接棒１４が吸気制御弁アクチ
ュエータ１５により全閉状態まで引っ張られた状態で、
この固定板１６Ａの端部に摺接する可動ストッパとして
の可動板１６Ｂと、後述するコントロールユニット２１
からの制御信号によって、この可動板１６Ｂを固定板１
６Ａに向けて押し付け、固定板１６Ａを所定寸法だけ前
方に戻して吸気制御弁８を半開状態とする駆動源１６Ｃ
とから構成されている。なお、駆動源１６Ｃとしては、
比較的制御が容易で、開度調整が可能である等の観点よ
りステッピングモータを用いるのが好ましいが、これに
限らず、サーボモータ，ソレノイド，エアシリンダ等も
利用できる。
棒１４，吸気制御弁アクチュエータ１５と共に弁駆動手
段としての弁駆動機構を構成する弁開度調整機構１６が
設けられている。この弁開度調整機構１６は、図４の構
成説明図に示す如く、連接棒１４の途中に傾斜して固着
された固定板１６Ａと、連接棒１４が吸気制御弁アクチ
ュエータ１５により全閉状態まで引っ張られた状態で、
この固定板１６Ａの端部に摺接する可動ストッパとして
の可動板１６Ｂと、後述するコントロールユニット２１
からの制御信号によって、この可動板１６Ｂを固定板１
６Ａに向けて押し付け、固定板１６Ａを所定寸法だけ前
方に戻して吸気制御弁８を半開状態とする駆動源１６Ｃ
とから構成されている。なお、駆動源１６Ｃとしては、
比較的制御が容易で、開度調整が可能である等の観点よ
りステッピングモータを用いるのが好ましいが、これに
限らず、サーボモータ，ソレノイド，エアシリンダ等も
利用できる。
【００２４】さらに、吸気集合通路６にはスロットル弁
１７が設けられ、このスロットル弁１７にはスロットル
開度を検出するスロットルセンサ１８が付設されてい
る。このスロットルセンサ１８は、吸入空気量を検出す
るエアフローメータ１９と、機関のクランク角を検出す
るクランク角センサ２０と、図示しない水温センサ，酸
素センサ等と共に、コントロールユニット２１に接続さ
れている。
１７が設けられ、このスロットル弁１７にはスロットル
開度を検出するスロットルセンサ１８が付設されてい
る。このスロットルセンサ１８は、吸入空気量を検出す
るエアフローメータ１９と、機関のクランク角を検出す
るクランク角センサ２０と、図示しない水温センサ，酸
素センサ等と共に、コントロールユニット２１に接続さ
れている。
【００２５】機関を電気的に集中制御するコントロール
ユニット２１は、マイクロコンピュータシステムとして
構成されている。そして、コントロールユニット２１
は、図５と共に後述する如く、スロットルセンサ１８、
エアフローメータ１９，クランク角センサ２０等の出力
信号に基づいて機関の回転数と負荷（トルク）とを検出
し、この機関回転数，機関負荷により定まる機関の運転
状態に応じて、吸気制御弁８の開度を制御するようにな
っている。
ユニット２１は、マイクロコンピュータシステムとして
構成されている。そして、コントロールユニット２１
は、図５と共に後述する如く、スロットルセンサ１８、
エアフローメータ１９，クランク角センサ２０等の出力
信号に基づいて機関の回転数と負荷（トルク）とを検出
し、この機関回転数，機関負荷により定まる機関の運転
状態に応じて、吸気制御弁８の開度を制御するようにな
っている。
【００２６】なお、２２は吸気弁、２３は排気弁をそれ
ぞれ示す。
ぞれ示す。
【００２７】次に、本実施例の構成による作用について
図５〜図８を参照しつつ詳細に説明する。
図５〜図８を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】まず、図５に基づきコントロールユニット
２１による弁開度制御について説明する。すなわち、図
５は弁開度制御マップを示す説明図であって、機関の運
転状態が所定の回転数ＮLおよび所定のトルク（負荷）
ＴL以下の低回転低負荷域Ａにある場合は吸気制御弁８
を全閉状態とする。
２１による弁開度制御について説明する。すなわち、図
５は弁開度制御マップを示す説明図であって、機関の運
転状態が所定の回転数ＮLおよび所定のトルク（負荷）
ＴL以下の低回転低負荷域Ａにある場合は吸気制御弁８
を全閉状態とする。
【００２９】また、機関の運転状態が所定の回転数ＮH
および所定のトルクＴH以下であり、かつ低回転低負荷
域Ａを除いた領域Ｂにある場合は、吸気制御弁８を半開
状態とする。
および所定のトルクＴH以下であり、かつ低回転低負荷
域Ａを除いた領域Ｂにある場合は、吸気制御弁８を半開
状態とする。
【００３０】ここで、この領域Ｂは、回転数ＮL以下で
トルクＴLからトルクＴHまでの範囲の低回転中負荷域
と、回転数ＮLから回転数ＮHまでで、かつトルクＴLか
らトルクＴHまでの範囲の中回転中負荷域と、回転数ＮL
から回転数ＮHまででトルクＴL以下の範囲の中回転低負
荷域とから構成されている。
トルクＴLからトルクＴHまでの範囲の低回転中負荷域
と、回転数ＮLから回転数ＮHまでで、かつトルクＴLか
らトルクＴHまでの範囲の中回転中負荷域と、回転数ＮL
から回転数ＮHまででトルクＴL以下の範囲の中回転低負
荷域とから構成されている。
【００３１】さらに、機関の運転状態が回転数ＮH以上
の高回転域と、トルクＴH以上の高負荷域とからなる領
域Ｃに入った場合には、吸気制御弁８を全開状態とす
る。
の高回転域と、トルクＴH以上の高負荷域とからなる領
域Ｃに入った場合には、吸気制御弁８を全開状態とす
る。
【００３２】次に、具体的制御動作について説明する。
【００３３】まず、機関の運転状態が低回転低負荷域Ａ
に入った場合は、図６中の（ａ）に示す如く、吸気制御
弁アクチュエータ１５に負圧を導入して連接棒１４を引
っ張ることにより、リンク１３を傾動させて弁体１１を
略垂直に起立させ、図３中の（ａ）に示す如く、吸気制
御弁８を全閉状態とする。
に入った場合は、図６中の（ａ）に示す如く、吸気制御
弁アクチュエータ１５に負圧を導入して連接棒１４を引
っ張ることにより、リンク１３を傾動させて弁体１１を
略垂直に起立させ、図３中の（ａ）に示す如く、吸気制
御弁８を全閉状態とする。
【００３４】これにより、図７に示す如く、吸入空気は
切欠部１２のみを通過するため、吸入空気の流れに、左
右方向（中心線Ｏ1−Ｏ1方向）で差異が生じ、気筒１の
水平面に略平行な横旋回流たるスワールが発生する。
切欠部１２のみを通過するため、吸入空気の流れに、左
右方向（中心線Ｏ1−Ｏ1方向）で差異が生じ、気筒１の
水平面に略平行な横旋回流たるスワールが発生する。
【００３５】次に、機関の運転状態が低回転中負荷域，
中回転中負荷域，中回転低負荷域からなる領域Ｂに入っ
た場合は、図６中の（ｂ）に示す如く、弁開度調整機構
１６によって全閉状態まで引っ張られた連接棒１４を所
定寸法だけ前方に押し戻し、リンク１３を傾動させて、
図３中の（ｂ）に示す如く、弁体１１を略垂直状態から
例えば３０°程度の所定角度θだけ流れ方向（閉弁方
向）に傾斜させ、吸気制御弁８を半開状態とする。
中回転中負荷域，中回転低負荷域からなる領域Ｂに入っ
た場合は、図６中の（ｂ）に示す如く、弁開度調整機構
１６によって全閉状態まで引っ張られた連接棒１４を所
定寸法だけ前方に押し戻し、リンク１３を傾動させて、
図３中の（ｂ）に示す如く、弁体１１を略垂直状態から
例えば３０°程度の所定角度θだけ流れ方向（閉弁方
向）に傾斜させ、吸気制御弁８を半開状態とする。
【００３６】これにより、図８に示す如く、吸気通路４
と弁体１１の上側との間に、略三日月状の隙間Ｓが形成
され、吸入空気が切欠部１２と隙間Ｓとを通過するた
め、吸入空気の流れに、左右方向の差異に加えて上下方
向の差異も生じる。
と弁体１１の上側との間に、略三日月状の隙間Ｓが形成
され、吸入空気が切欠部１２と隙間Ｓとを通過するた
め、吸入空気の流れに、左右方向の差異に加えて上下方
向の差異も生じる。
【００３７】ここで、弁軸１０は吸気通路４の中心線Ｏ
−Ｏよりも所定寸法δだけ下側に偏心すると共に、弁体
１１の下端は凹湾曲面７に近接して実質的にシールさ
れ、弁体１１の下側の流れに影響を与える程の隙間が生
じないため、弁体１１の上側にのみ比較的大きな隙間Ｓ
が形成される。従って、吸入空気の流れに上下方向での
差異が比較的大きく発生し、気筒１の縦断面に略平行な
縦方向の旋回流たるタンブルが強く生成される。
−Ｏよりも所定寸法δだけ下側に偏心すると共に、弁体
１１の下端は凹湾曲面７に近接して実質的にシールさ
れ、弁体１１の下側の流れに影響を与える程の隙間が生
じないため、弁体１１の上側にのみ比較的大きな隙間Ｓ
が形成される。従って、吸入空気の流れに上下方向での
差異が比較的大きく発生し、気筒１の縦断面に略平行な
縦方向の旋回流たるタンブルが強く生成される。
【００３８】一方、隙間Ｓは、弁体１１の上側で左右方
向に亘って形成されるため、吸入空気の流れの左右方向
の差異に占める切欠部１２の影響力が相対的に低下し、
全閉時よりもスワールの強さが低下する。
向に亘って形成されるため、吸入空気の流れの左右方向
の差異に占める切欠部１２の影響力が相対的に低下し、
全閉時よりもスワールの強さが低下する。
【００３９】最後に、機関の運転状態が高回転域，高負
荷域からなる領域Ｃに入った場合には、図６中の（ｃ）
に示す如く、吸気制御弁アクチュエータ１５によって連
接棒１４を前方に押し出し、リンク１３をさらに傾動さ
せて、図３中の（ｃ）に示す如く、弁体１１を半開状態
から流れ方向に向けて約６０°程度倒し、水平状態に寝
かせて吸気制御弁８を全開状態とする。
荷域からなる領域Ｃに入った場合には、図６中の（ｃ）
に示す如く、吸気制御弁アクチュエータ１５によって連
接棒１４を前方に押し出し、リンク１３をさらに傾動さ
せて、図３中の（ｃ）に示す如く、弁体１１を半開状態
から流れ方向に向けて約６０°程度倒し、水平状態に寝
かせて吸気制御弁８を全開状態とする。
【００４０】これにより、吸気通路４内の流動抵抗が実
質的になくなり、吸入空気の流れに左右方向，上下方向
のいずれにおいても差異が生じない。従って、スワー
ル，タンブルの吸気制御弁８に起因する生成が停止す
る。
質的になくなり、吸入空気の流れに左右方向，上下方向
のいずれにおいても差異が生じない。従って、スワー
ル，タンブルの吸気制御弁８に起因する生成が停止す
る。
【００４１】このように、本実施例によれば、所定の運
転状態ではスワールよりもタンブルの方が燃焼状態の改
善に有効であるとの知見に基づき、斜め上部に切欠部１
２が形成された吸気制御弁８の回動中心を下側に偏心さ
せると共に、吸気制御弁アクチュエータ１５，弁開度調
整機構１６等からなる弁駆動機構によって、低回転低負
荷域Ａでは全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域
と中回転低負荷域とからなる領域Ｂでは半開とし、高回
転域と高負荷域とからなる領域Ｃでは全開とする構成に
したため、吸気制御弁の開度に応じて吸入空気の流れに
左右方向，上下方向の差異を与えることができ、機関の
運転状態に適したスワールとタンブルとを得ることがで
きる。
転状態ではスワールよりもタンブルの方が燃焼状態の改
善に有効であるとの知見に基づき、斜め上部に切欠部１
２が形成された吸気制御弁８の回動中心を下側に偏心さ
せると共に、吸気制御弁アクチュエータ１５，弁開度調
整機構１６等からなる弁駆動機構によって、低回転低負
荷域Ａでは全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域
と中回転低負荷域とからなる領域Ｂでは半開とし、高回
転域と高負荷域とからなる領域Ｃでは全開とする構成に
したため、吸気制御弁の開度に応じて吸入空気の流れに
左右方向，上下方向の差異を与えることができ、機関の
運転状態に適したスワールとタンブルとを得ることがで
きる。
【００４２】この結果、広い運転領域に亘って、燃焼状
態を改善することができ、安定した希薄燃焼運転を行う
ことも可能になる。
態を改善することができ、安定した希薄燃焼運転を行う
ことも可能になる。
【００４３】また、弁体１１の下側に凹湾曲面７を設
け、吸気制御弁８が全閉から半開に至る開度範囲（所定
角度θ）で、弁体１１の下側を凹湾曲面７に近接させる
構成としたため、吸気制御弁８が半開状態にある場合
に、この凹湾曲面７によって弁体１１の下側に隙間が生
じるのを実質的に防止することができ、吸入空気の流れ
における上下方向の差異を大きくして、タンブルを強め
ることができる。
け、吸気制御弁８が全閉から半開に至る開度範囲（所定
角度θ）で、弁体１１の下側を凹湾曲面７に近接させる
構成としたため、吸気制御弁８が半開状態にある場合
に、この凹湾曲面７によって弁体１１の下側に隙間が生
じるのを実質的に防止することができ、吸入空気の流れ
における上下方向の差異を大きくして、タンブルを強め
ることができる。
【００４４】さらに、吸気通路４の吸気ポート４Ａは、
吸気制御弁８の下流から燃焼室３に向けて略直線状に傾
斜するタンブルポートとして形成したため、吸気制御弁
８の半開時に、確実にタンブルを発生させることがで
き、このタンブルを強めることができる。
吸気制御弁８の下流から燃焼室３に向けて略直線状に傾
斜するタンブルポートとして形成したため、吸気制御弁
８の半開時に、確実にタンブルを発生させることがで
き、このタンブルを強めることができる。
【００４５】また、弁軸１０を下側に偏心させ、かつ弁
体１１の上端が下流側に開く構成としたため、吸入空気
の流れによって弁体１１を常時開弁方向に付勢すること
ができ、これにより、吸気制御弁８が全閉したたま固着
するという固着現象を未然に防止して、信頼性を向上す
ることができる。
体１１の上端が下流側に開く構成としたため、吸入空気
の流れによって弁体１１を常時開弁方向に付勢すること
ができ、これにより、吸気制御弁８が全閉したたま固着
するという固着現象を未然に防止して、信頼性を向上す
ることができる。
【００４６】さらに、リンク１３と吸気制御弁アクチュ
エータ１５との間の連接棒１４の途中に、固定板１６
Ａ，可動板１６Ｂ，駆動源１６Ｃからなる弁開度調整機
構１６を設ける構成のため、比較的簡易な構成でありな
がら、確実に弁開度を半開状態に保持することができ
る。
エータ１５との間の連接棒１４の途中に、固定板１６
Ａ，可動板１６Ｂ，駆動源１６Ｃからなる弁開度調整機
構１６を設ける構成のため、比較的簡易な構成でありな
がら、確実に弁開度を半開状態に保持することができ
る。
【００４７】なお、前記実施例では、略垂直に起立した
全閉状態から吸入空気の流れ方向に３０°程度倒すこと
により、半開状態を得るものとして述べたが、本発明は
これに限らず、３０°未満あるいは３０°以上でもよ
く、機関の特性等に応じて適宜定められるものでる。
全閉状態から吸入空気の流れ方向に３０°程度倒すこと
により、半開状態を得るものとして述べたが、本発明は
これに限らず、３０°未満あるいは３０°以上でもよ
く、機関の特性等に応じて適宜定められるものでる。
【００４８】また、前記実施例では、凹湾曲面７を断面
半楕円状に形成する場合を例示したが、半円状等の他の
曲面に形成してもよい。
半楕円状に形成する場合を例示したが、半円状等の他の
曲面に形成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る内燃機
関の吸気装置によれば、機関が低回転低負荷域にあると
きは吸気制御弁を全閉状態として気筒内にスワールを生
成し、機関が低回転中負荷域と中回転中負荷域と中回転
低負荷域とにあるときは吸気制御弁を半開状態としてス
ワールのほかにタンブルをも生成し、機関が高回転域と
高負荷域とにあるときは吸気制御弁を全開状態としてス
ワール，タンブルの生成を停止することができる。この
結果、機関の運転状態に応じた適切なスワールとタンブ
ルとを得ることができ、広い運転領域に亘って燃焼状態
を改善することができる。
関の吸気装置によれば、機関が低回転低負荷域にあると
きは吸気制御弁を全閉状態として気筒内にスワールを生
成し、機関が低回転中負荷域と中回転中負荷域と中回転
低負荷域とにあるときは吸気制御弁を半開状態としてス
ワールのほかにタンブルをも生成し、機関が高回転域と
高負荷域とにあるときは吸気制御弁を全開状態としてス
ワール，タンブルの生成を停止することができる。この
結果、機関の運転状態に応じた適切なスワールとタンブ
ルとを得ることができ、広い運転領域に亘って燃焼状態
を改善することができる。
【００５０】また、請求項２の構成によれば、吸気制御
弁が半開状態のときに、凹湾曲面によって弁体の下縁と
吸気通路との間に実質的な隙間が生じるのを防止するこ
とができ、弁体の上側から流れ込む空気流を強めて、容
易にタンブルを生成することができる。
弁が半開状態のときに、凹湾曲面によって弁体の下縁と
吸気通路との間に実質的な隙間が生じるのを防止するこ
とができ、弁体の上側から流れ込む空気流を強めて、容
易にタンブルを生成することができる。
【００５１】さらに、請求項３の構成によれば、吸気制
御弁より下流の吸気ポートが備えた略直線状の部分によ
って、吸気制御弁の半開時に生じるタンブルを強めるこ
とができる。
御弁より下流の吸気ポートが備えた略直線状の部分によ
って、吸気制御弁の半開時に生じるタンブルを強めるこ
とができる。
【図１】本発明の実施例に係る吸気装置の全体を示す構
成説明図。
成説明図。
【図２】吸気制御弁と吸気制御弁アクチュエータ，弁開
度調整機構等との関係を示す斜視図。
度調整機構等との関係を示す斜視図。
【図３】吸気制御弁の開度変化を示す断面図。
【図４】弁開度調整機構の構成を示す構成説明図。
【図５】弁開度制御マップを示す説明図。
【図６】リンク，弁開度調整機構の作動を示す作動説明
図。
図。
【図７】全閉状態の吸気制御弁を上流側からみた正面
図。
図。
【図８】半開状態の吸気制御弁を上流側からみた正面
図。
図。
１…気筒
４…吸気通路
４Ａ…吸気ポート
５…コレクタ
７…凹湾曲面
８…吸気制御弁
１０…弁軸
１１…弁体
１２…切欠部
１３…リンク
１４…連接棒
１５…吸気制御弁アクチュエータ
１６…弁開度調整機構
Ｏ−Ｏ…吸気通路の中心線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｄ
Ｆ１６Ｋ 1/22 Ｆ１６Ｋ 1/22 Ｈ
(56)参考文献 特開 平３−134226（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−235621（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−166723（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−27534（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 31/00 - 31/02
F02D 9/10
F16K 1/22
F02B 31/02
Claims (3)
- 【請求項１】 気筒とコレクタとを連通するように各気
筒毎に設けられた吸気通路と、 この吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交す
る方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心より
も気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路
を略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設け
られてなる吸気制御弁と、 この吸気制御弁を、低回転低負荷域では全閉とし、低回
転中負荷域と中回転中負荷域と中回転低負荷域とでは半
開とし、高回転域と高負荷域とでは全開とする弁駆動手
段と、 を備えてなる内燃機関の吸気装置。 - 【請求項２】 前記吸気通路の底面には、少なくとも吸
気制御弁が全閉から半開に至る開度範囲で前記弁体の下
縁に近接する凹湾曲面を形成したことを特徴とする請求
項１に記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項３】 気筒内のタンブルを強めるように吸気制
御弁下流の吸気ポートに略直線状の部分を備えているこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機
関の吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32148093A JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32148093A JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174028A JPH07174028A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3427452B2 true JP3427452B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=18133038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32148093A Expired - Fee Related JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427452B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7529613B2 (en) | 2006-06-16 | 2009-05-05 | Denso Corporation | Controller for internal combustion engine |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19743419A1 (de) * | 1997-10-01 | 1999-04-15 | Ford Global Tech Inc | Einlaßanordnung eines Verbrennungsmotors |
| JP3726503B2 (ja) * | 1998-01-06 | 2005-12-14 | 日産自動車株式会社 | 直噴火花点火式内燃機関 |
| NL1012316C2 (nl) * | 1999-06-14 | 2000-12-15 | Zwaan Adrianus J | Klep en werkwijze onder toepassing van die klep voor het regelen van een luchtstroming door een leiding. |
| KR100387404B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | 가변스월 2 행정기관 디젤엔진의 예혼합연소 시스템 |
| KR100482059B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-04-13 | 현대자동차주식회사 | 차량 엔진의 흡기 유량 가변 차지 모션 장치 |
| KR100457307B1 (ko) * | 2002-02-08 | 2004-11-16 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 텀블형 흡기장치 |
| KR20040003143A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-13 | 현대자동차주식회사 | 차량용 흡기매니폴드 |
| JP2005256779A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 可変吸気装置 |
| JP2006283696A (ja) | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
| US7128050B1 (en) | 2005-06-16 | 2006-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake apparatus for internal combustion engine |
| JP4760565B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2011-08-31 | トヨタ自動車株式会社 | 気流制御装置 |
| JP2007071163A (ja) | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気ポート構造 |
| EP2031209B1 (en) * | 2006-05-24 | 2011-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake device for internal combustion engine |
| FR2902464B1 (fr) * | 2006-06-20 | 2012-11-09 | Renault Sas | Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur a combustion interne |
| JP4485541B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2010-06-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
| KR100831582B1 (ko) * | 2007-03-14 | 2008-05-22 | 주식회사 케피코 | 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체 |
| CN102536548A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-07-04 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机的进气控制装置及发动机 |
| CN103089396B (zh) * | 2013-01-31 | 2015-03-11 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机进气涡流叶片驱动连接机构 |
| CN105715385A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 雄和崴有限公司 | 进气系统的负压进吸气调控方法及装置 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32148093A patent/JP3427452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7529613B2 (en) | 2006-06-16 | 2009-05-05 | Denso Corporation | Controller for internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174028A (ja) | 1995-07-11 |
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