JP3525206B2 - エンジンのスワール制御弁 - Google Patents

エンジンのスワール制御弁

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JP3525206B2 JP02192894A JP2192894A JP3525206B2 JP 3525206 B2 JP3525206 B2 JP 3525206B2 JP 02192894 A JP02192894 A JP 02192894A JP 2192894 A JP2192894 A JP 2192894A JP 3525206 B2 JP3525206 B2 JP 3525206B2
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    • 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

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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)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はエンジンの吸気通路に設
置されて低・中速回転域で閉弁状態とされ燃焼室内にス
ワールを発生させるが、高速回転域で全開状態とされ要
求空気量を確保させるように働くスワール制御弁に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】自動車エンジンにおいて、希薄混合気を
燃焼させることは燃料経済性、排気対策に有効な手段の
一つであり、吸入空気量が少ない低・中速回転域で燃焼
室内にスワールを発生させることにより失火させること
なく希薄混合気を燃焼させることができ、またそのため
に排気再循環量を大幅に増量して燃料経済性の向上を計
ることが可能となることは周知の技術である。 【0003】エンジンの燃料室内にスワールを発生させ
る手段には、広く知られているように吸気マニホルドの
各枝管を二つに分けてその一方に制御弁を設置しその閉
弁時にもう一方を流れる空気でスワールを発生させるよ
うにしたものと、枝管を二つに分けることなく制御弁を
設置してその閉弁時に弁板の切欠きなどからなる開口部
を通過する空気でスワールを発生させるようにしたもの
とがある。また、制御弁は特開昭54−99826号公
報に代表されるように吸気マニホルド負圧により変位す
るダイヤフラムで全閉・全開の二位置制御をさせるのが
普通であるが、エンジン要求空気量に応じて動作するス
テッピングモータで無段階の位置制御をさせることもあ
る。 【0004】前記のスワール発生手段を弁板に開口部を
設けた制御弁をダイヤフラム式のアクチュエータで駆動
する構成とすると、構成が簡単であるとともに低価格で
提供することができる、という利点がある。 【0005】ところが、制御弁は弁板が平板の蝶形弁で
あるため、ダイヤフラム式のアクチュエータで二位置制
御すると開弁をはじめたときスワールが急激に減少して
しまい、吸入空気量に対するスワール制御可能な範囲が
きわめて狭い、という問題がある。そこで、図4に示す
ように弁板52の中心線上の弁軸51を挟んだ一方の弁
板部53を開口部57が設けられたもう一方の弁板部5
5よりも厚肉に形成したものが開発されつつある。 【0006】即ち、厚肉側の弁板部53の最大肉厚個所
である外側周縁54が全閉位置から或る開度まで枝管5
8の管壁59にほぼ接しており、その一方で薄肉側の弁
板部55の外側周縁56が開きはじめと同時に管壁59
から離れることにより、この隙間と開口部57とからの
み空気を通過させスワール制御可能な範囲を拡げようと
するものである。 【0007】しかしながら、広い範囲の低・中速回転域
に亘ってスワール制御を行なわせるため厚肉側の弁板部
53の肉厚を大きくすると、全開時の吸気抵抗が増大し
て高負荷運転域でのエンジン出力が低下する、という不
都合が発生する。加えて、弁軸51が弁板52の中心線
上に配置されているので、全閉時と厚肉側の弁板部53
が管壁59から離れはじめる時点との開口面積差が小さ
く、そのためにこの間の吸入空気量が弁板52の回転角
度に対応して増加せずエンジン出力が不足しやすい、と
いう問題がある。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、平板の弁板に代えて弁軸を挟んで開口部の
反対側の弁板部を厚肉としスワール制御可能範囲の拡大
を計ったスワール制御弁は全開時に吸気抵抗を増大させ
高負荷運転域でのエンジン出力を低下させる、という点
およびこれに加えて厚肉側の弁板部が開きはじめるまで
の間はエンジン出力が不足しやすい、という点である。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は弁板の弁軸を挟
んだ一方の弁板部を開口部が設けられたもう一方の弁板
部よりも厚肉としたスワール制御弁がもっている前記課
題を解決し、全開時における吸気抵抗の増加を小さく
し、更に開きはじめから全開に至るまでエンジンの要求
空気量を供給させることを目的とするものである。そし
て、このような目的を達成させるため、本発明は弁板を
その中心線よりも厚肉側に偏心した個所で弁軸に取付
、弁軸を挟んだ二つの弁板部のうちで厚肉側の弁板部
は外側周縁へ向かって次第に厚肉となる断面三角形状で
あって外側周縁が回転中心を中心とする円弧面に形成さ
れているとともに、もう一方の弁板部は均一肉厚の薄板
状に形成されて開口部を有している、という構成とし
た。 【0010】 【作用】全閉時に空気は開口部を主な通路として弁板の
周囲を通過し燃焼室でスワールを発生する。開弁を開始
すると、薄肉側の弁板部は管路の管壁から離れて吸入空
気量を増大させるが、厚肉側の弁板部が管壁に接してい
る間は空気流れが偏っているためスワールを急激に減少
させない。また、弁軸は弁板中心よりも厚肉側に偏心し
ているので、厚肉側の弁板部を薄くしても全閉位置から
大きく開かれるまで閉止状態を維持し、その一方で薄肉
側の弁板部は管壁から大きく離れるためスワールを発生
させつづけさせながら吸入空気量を弁板の回転角度に対
応して増加させることとなる。更に、最大肉厚を小さく
できることにより全開時の吸気抵抗増加を小さくしてエ
ンジンの要求空気量を供給させるものである。 【0011】 【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、弁板1はほぼ長円形であってその長経方向において
弁軸8に取付けられている。この弁軸8を挟んだ二つの
弁板部2、4の一方の弁板部2は外側周縁3へ向かって
次第に厚肉となる断面三角形状に形成されているととも
に、もう一方の弁板部4は均一肉厚の薄板状に形成され
ている。 【0012】弁軸8は弁板1の長経方向中心線よりも厚
肉側の弁板部2の方へ偏心しており、従って二つの弁板
部2、4の短経方向長さは薄肉側の弁板部4の方が大き
い。また、薄肉側の弁板部4の一側方に切欠きからなる
開口部5が設けられている。 【0013】このような構成の本実施例は、図1に示す
ように弁板1の短経方向中心線が管路11の中心線A−
Aに直角の状態を全閉位置とするものであって、厚肉側
の弁板部2は開弁回転方向後方へ向かって拡がってい
る。このとき、空気は開口部5を主な通路として弁板1
の周囲を通過し燃焼室でスワールを発生する。 【0014】開弁を開始すると、図3の(1)に示すよ
うに厚肉側の弁板部2の拡がり角θに相当する角度だけ
回転する間は、その最大肉厚部分である外側周縁3が回
転中心を中心とする円弧面であるため管壁12にほぼ接
して閉止状態を維持している。一方、薄肉側の弁板部4
の外側周縁6は弁軸8が中心に配置されているものに比
べて同一回転角度で管壁12から大きく離れ、回転角度
に対応して吸入空気量を増大させエンジンの要求空気量
を確保するが、厚肉側の弁板部2が管壁12に接してい
るため空気は開口部5が設けられている方を偏って流
れ、スワールを急激に減少させることなく発生させ続け
る。 【0015】全閉位置から角度θ以上回転すると、図3
の(2)に示すように厚肉側の弁板部2の外側周縁3が
管壁12から離れてこの隙間からも空気が自由に流れる
ようになり、吸入空気量は更に増加するとともにスワー
ルは減少して消滅に至る。 【0016】図3の(3)は全開位置を示しており、厚
肉側の弁板部2の最大肉厚を薄くしても開きはじめか
閉止状態を維持する回転角度範囲を大きくとれるので、
スワール制御可能な範囲の拡大をりながら全開時にお
ける弁板1の投影面積を小さくし吸気抵抗の増加を低く
押えて高負荷運転域の要求空気量を確保させることがで
きる。 【0017】尚、弁板1は全体を断面三角形状とするこ
とも考えられるが、厚肉側の弁板部のみを断面三角形状
し、もう一方の弁板部を均一肉厚の薄板状に形成した
本発明のものは材料費、重量の面で有利である。また、
開口部5は切欠きに代えて孔としてもよいことは言うま
でもない。 【0018】 【発明の効果】以上から明かなように、中心線よりも厚
肉側に偏心した個所で弁板を弁軸に取付けた本発明によ
ると、厚肉側の弁板部を薄くしてもスワール制御可能な
範囲を広くすることができるとともに、開弁に伴ってス
ワールを初期に急激に減少させるという不都合を伴うこ
となく薄肉側の弁板部が大きく開かれることによって吸
入空気量を弁板の回転角度に対応して増加することがで
きる。また、厚肉側の弁板部を薄くできることにより、
全開時に高負荷運転域の要求空気量を確保しエンジンの
出力低下を招くことがなくなり、これらによりエンジン
の全運転域に亘って要求空気量を供給し所要のエンジン
出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例を示す側面図。 【図2】図1の正面図。 【図3】図1の実施例の動作を説明する側面図。 【図4】従来例の側面図。 【符号の説明】 1 弁板,2,4 弁板部, 3 外側周縁, 5 開
口部, 8 弁軸,

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 弁板の弁軸を挟んだ一方の弁板部を開口
    部が設けられたもう一方の弁板部よりも厚肉としたエン
    ジンのスワール制御弁において、前記弁板がその中心線
    よりも厚肉側に偏心した個所で弁軸に取付けられ、前記
    弁軸を挟んだ二つの弁板部のうちで厚肉側の弁板部は外
    側周縁へ向かって次第に厚肉となる断面三角状であって
    前記外側周縁が回転中心を中心とする円弧面に形成され
    ているとともに、もう一方の弁板部は均一肉厚の薄板状
    に形成されて前記開口部を有していることを特徴とする
    スワール制御弁。
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