JP4217227B2 - 多気筒エンジン用吸気装置 - Google Patents

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Description

本発明は,多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道と,これら吸気道を開閉する複数のスロットル弁と,上流端が大気又はスロットル弁より上流側の吸気道に開口すると共に,他端がスロットル弁より下流側の吸気道に開口する複数のバイパスと,これらバイパスを開閉する共通のバイパス制御弁とを備える,多気筒エンジン用吸気装置の改良に関する。
多気筒エンジン用吸気装置におけるバイパス制御弁は,主としてエンジンの暖機運転時,そのファーストアイドル回転数を適正に制御すべく,バイパスを通してエンジンに供給されるファーストアイドル空気量を調節するために作動する。
かゝる多気筒エンジン用吸気装置は,特許文献1に開示されるように,既に知られている。
特開2003−129924号公報
上記特許文献1に開示されている,かゝる多気筒エンジン用吸気装置では,バイパス制御弁が水平に配置されているため,バイパスに燃料や水滴が浸入すると,それらがバイパス制御弁の周囲に溜まる虞があり,したがって,バイパス制御弁には高価なシール手段を施す必要があり,しかもその周辺に溜まった燃料や水滴により,バイパス制御弁によるファーストアイドル空気量の適正な調節が妨げられる虞もある。
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,バイパスでの燃料や水滴の溜まりを防いで,バイパス制御弁には高価なシール手段を必要せず,若しくは簡単で安価なシール手段で足りようにすると共に,バイパス制御弁によるファーストアイドル空気量の適正な制御を可能にする,多気筒エンジン用吸気装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために,本発明は,多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道と,これら吸気道を開閉する複数のスロットル弁と,上流端が大気又はスロットル弁より上流側の吸気道に開口すると共に,他端がスロットル弁より下流側の吸気道に開口する複数のバイパスと,これらバイパスを開閉する共通のバイパス制御弁とを備える,多気筒エンジン用吸気装置において,バイパス制御弁を,シリンダ状の弁室に摺動可能に嵌装されて,その弁室の周壁に穿設された複数のバイパスに連通する計量孔を開閉するピストン状の弁体と,この弁体上方で,弁体の中心部のねじ孔に螺合する出力軸を正,逆転させることによって弁体を開閉作動する電動アクチュエータとで構成し,バイパスの,弁体より上流側のバイパス上流通路を弁体の下方に配置すると共に複数のバイパスに対して共通する単一通路に構成し,このバイパス上流通路から,対応する吸気道に達するアイドル空気通路を分岐させ,そのアイドル空気通路には,それぞれの吸気道に供給するアイドル空気量を個別に調整するアイドル調整ねじを設けたことを第1の特徴とする。
また本発明は,第1の特徴に加えて,複数のバイパスの,バイパス制御弁より下流の複数のバイパス下流通路を迷路状に構成したことを第2の特徴とする。
さらにまた本発明は,第1又は第2の特徴に加えて,前記複数のアイドル空気通路は,単一のバイパス上流通路と各吸気道に連通するバイパス下流通路の中間部とを連通させるものであることを第3の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば,バイパス制御弁を,シリンダ状の弁室に摺動可能に嵌装されて,その弁室の周壁に穿設された複数のバイパスに連通する計量孔を開閉するピストン状の弁体と,この弁体を,その上方で開閉作動する電動アクチュエータとで構成したので,バイパスで発生し,若しくはバイパスに浸入した水滴や燃料の電動アクチュエータへの流入を簡単に防ぐことができ,したがって電動アクチュエータには高価なシール手段を必要せず,簡単で安価なシール手段を施すだけで足りる。
またバイパスの,弁体より上流側のバイパス上流通路を弁体の下方に配置し,このバイパス上流通路から,対応する吸気道に達するアイドル空気通路を分岐させたので,バイパスで発生し,若しくはバイパスに浸入した水滴や燃料は,バイパス上流通路に流下することになり,しかもこのバイパス上流通路では,弁体の開閉状態に拘らず常にアイドル空気通路から吸気道へ向かう空気の流れが生じることで,上記水滴や燃料をその空気の流れに乗せて吸気道に排出することができ,したがってバイパスでの燃料や水滴の溜まりを防いで,バイパス制御弁によるファーストアイドル空気量の適正な調節を確保することができる。
さらに,バイパス上流通路を,複数のバイパスに対して共通する単一通路に構成したので,バイパスのみならず,バイパス制御弁の構造の簡素化に寄与し得る。
また,複数のアイドル空気通路にそれぞれアイドル調整ねじを設けたので,各アイドル空気通路を流れてそれぞれの吸気道に供給されるアイドル空気量を個別に調整することができる。
さらに本発明の第の特徴によれば,複数のバイパスの,バイパス制御弁より下流の複数のバイパス下流通路を迷路状に構成したので,このバイパス下流通路により吸気道からガスの吹き返しを緩和し,燃料等のバイパス制御弁への浸入防止を図ることができる。
本発明の実施の形態を,添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係る多気筒エンジン用吸気装置の正面図,図2は図1の2矢視平面図,図3は図1の3部拡大図,図4は図1の4部拡大図,図5は図3の5−5線断面図,図6は図3の6−6線断面図,図7は図5の7−7線断面図,図8は図5の8−8線断面図,図9は図の9−9線断面図,図10は図4の10−10線断面図,図11は同吸気装置の全空気通路系統図である。
図1,図2及び図11において,符号Dは4気筒エンジン用吸気装置であって,並列に配置される第1及び第2スロットルボディ1A,1Bを備えており,これらスロットルボディ1A,1Bは,図示外のエンジンに向かう下流側を下向きにした互いに平行な一対の吸気道2,2;2,2が設けられて,ダウンドラフト型に構成され,この両スロットルボディ1A,1Bの上端部には,各吸気道2,2;2,2の上流端が開口するエアクリーナ3が取り付けられる。両スロットルボディ1A,1Bは,連結ボルト11により相互に一体的に連結され,それらの各一対の吸気道2,2;2,2は対称的に配置される。
図1〜図6に示すように,両各スロットルボディ1A,1Bには,それぞれの吸気道2,2;2,2を横断する弁軸4,4が回転自在に支承され,各吸気道2,2;2,2を開閉するスロットル弁5,5;5,5が各弁軸4,4に取り付けられる。両弁軸4,4は,同軸状に配置されると共に,互いに対向した端部同士がスロットルドラム6を介して連結され,このスロットルドラム6を回動操作することにより,全てのスロットル弁5,5;5,5を同時に開閉し得るようになっている。また各スロットルボディ1A,1Bには,スロットル弁5,5;5,5より下流側の吸気道2,2;2,2を通して,エンジンの吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁7,7;7,7が装着される。
図3,図5,図6及び図11に示すように,第1スロットルボディ1Aには,一対の吸気道2,2間に形成されて,第1スロットルボディ1Aの,エアクリーナ3側上端面に開口する一つの空気入口チャンバ8と,この空気入口チャンバ8から延出した誘導通路9とが形成され,この誘導通路9にバイパス制御弁10が接続される。空気入口チャンバ8及び誘導通路9によりバイパス上流通路12aが構成される。
バイパス制御弁10からは一対二組のバイパス下流通路12b,12b;12b,12bが延出し,一方の組のバイパス下流通路12b,12bは,第1スロットルボディ1Aの,各スロットル弁5,5より下流の吸気道2,2にそれぞれ開口し,他の組のバイパス下流通路12b 12bは,第2スロットルボディ1Bの,各スロットル弁5,5より下流の吸気道2,2にそれぞれ開口する。
而して,図11に明示するように,上記バイパス上流通路12a及びバイパス下流通路12b,12b;12b,12bにより,吸気道2,2;2,2に各スロットル弁5,5;5,5を迂回してそれぞれ接続されるバイパス12,12;12,12が構成され,バイパス上流通路12aは,全バイパス12,12;12,12に共通する単一通路となる。そしてバイパス制御弁10は,この単一のバイパス上流通路12aに導入された2次空気をバイパス下流通路12,12;12,12を通して吸気道2,2;2,2にそれぞれ分配すると共に,その分配空気量を同時に制御する機能を持つ。
さて,図3,図5,図6〜図9に基づいて,第1スロットルボディ1A側のバイパス12,12及びバイパス制御弁10の具体的構造について説明する。
第1スロットルボディ1Aの一側面に,制御ブロック15が複数のボルト16により取り外し可能にガスケット17を挟んで接合され,この制御ブロック15に,上下方向に延びるシリンダ状の弁室18が設けられ,前記空気入口チャンバ8の下部を弁室18の下部に連通する前記誘導通路9が第1スロットルボディ1Aから制御ブロック15にかけて設けられる。こうすることで,バイパス上流通路12aは,弁体26の下方に配置される。
弁室18の下部の周囲に2対の分配室32,32;32,32が設けられ,弁室18を上記分配室32,32;32,32に連通する2対の計量孔19,19;19,19が弁室18の周壁に穿設される。
弁室18には,上記計量孔19,19;19,19の開度を,その全閉から全開に亙り調節するピストン状の弁体26が上方から摺動可能に嵌装され,その際,弁体26の回転を阻止すべく,弁体26の側面にキー溝27が設けられると共に,それに係合するキー28が制御ブロック15に取り付けられる。この弁体26を開閉作動する電動アクチュエータ25が,弁室18の上端に連なって制御ブロック15に形成される装着孔29に装着され,ボルトで制御ブロック15に固着される。この電動アクチュエータ25は,下方に突出した出力軸30を弁体26の中心部のねじ孔31に螺合していて,その出力軸30を正,逆転させることにより,弁体26を昇降(開閉)することができる。電動アクチュエータ25の下端面と装着孔29の底面との間には,出力軸30の外周面に密接する板状のシール部材23が介装される。而して,上記弁体26及び電動アクチュエータ25により前記バイパス制御弁10が構成される。
制御ブロック15の,第1スロットルボディ1Aとの接合面15a(図7参照)には,前記一対の分配室32,32と,これら分配室32,32の下方に,隔壁33を挟んで並ぶ一対の第2迷路要素35,35とが開口するように形成される。一方,第1スロットルボディ1Aの,制御ブロック15との接合面1Aa(図参照)には,一対の第1迷路要素34,34と,これらの下方に位置する一対の通孔36,36とが開口するように形成される。而して,第1スロットルボディ1Aに制御ブロック15を接合すると,第1迷路要素34,34が分配室32,32を第2迷路要素35,35にそれぞれ連通すると共に,第2迷路要素35,35に通孔36,36が連通するようになっている。上記通孔36,36は,複数のドリル孔を連ねて構成され,その終端は,スロットル弁5,5より下流側の吸気道2,2に開口している。
而して,計量孔19,19,分配室32,32,第1迷路要素34,34,第2迷路要素35,35及び通孔36,36は,第1スロットルボディ1A側の一対のバイパス12,12の迷路状のバイパス下流通路12b,12bを構成する。
前記空気入口チャンバ8の下部と,通孔36,36の各中間部とは,アイドル空気通路37,37で連通され,これらアイドル空気通路37,37の中間部の通路面積をそれぞれ調整し得る一対のアイドル調整ねじ38,38が第1スロットルボディ1Aに螺着される(図11をも参照)。
制御ブロック15には,前記他方の一対の分配室32,32に連通する一対のジョイント管40,40が取り付けられる。
次に,図1,図4及び図10を参照しながら,第2スロットルボディ1B側のバイパス12,12の具体的構造について説明する。
第2スロットルボディ1Bには,第1及び第2吸気道2,2間においてエアクリーナ3側に開口する一つの空気入口チャンバ42と,空気入口チャンバ42の下方で第2スロットルボディ1Bの一側面に開口する一対の分配室43,43(図10には,その一方のみを示す。)と,これら分配室43,43から,スロットル弁5,5より下流の第1及び第2吸気道2,2に達する一対の通孔44,44と,これら通孔44,44の中間部を前記空気入口チャンバ42の下部に連通する一対のアイドル空気通路37,37とが設けられる。また第スロットルボディ1Bの一側面には,前記分配室43,43に連通する一対のジョイント管48,48を備えたジョイントブロック41がガスケット50を介してボルト47により接合される。そして,前記制御ブロック15のジョイント管40,40と,ジョイントブロック41のジョイント管48,48とが一対の連通パイプ49,49を介してそれぞれ接続される。
而して,計量孔19,19,分配室32,32,連通パイプ49,49及び通孔44,44は,第2スロットルボディ1B側の一対のバイパス12,12のバイパス下流通路12b,12bを構成する。
第2スロットルボディ1Bにも,アイドル空気通路37,37の中間部の通路面積を調整し得る一対のアイドル調整ねじ38,38が螺着される。
前記各アイドル空気通路37,37;37,37は,バイパス制御弁10によるバイパス12,12;12,12の全閉時,エンジンの通常のアイドリングに必要なアイドル空気量を確保するもので,そのアイドル空気量がアイドル調整ねじ38,38;38,38により調整される。
図6,図10及び図11に示すように,第1及び第2スロットルボディ1A,1Bの吸気道2,2;2,2の下流側に開口する各バイパス12,12;12,12の下流端部,即ち通孔36,36;44,44の出口は,それぞれ絞り孔36a,36a;44a,44aで構成されると共に,バイパス制御弁10を備える第1スロットルボディ1A側の絞り孔36a,36aより,バイパス制御弁10を持たない第2スロットルボディ1B側の絞り孔44a,44aを大径に形成される。これら絞り孔36a,36a;44a,44aの径の差は,それらに対応するバイパス下流通路12,12;12,12の長さの差によって決定されるものである。即ち,第1スロットルボディ1A側では,それに支持されるバイパス制御弁10は,一対の吸気道2,2に対して比較的短い等距離の位置に配置されるので,第1スロットルボディ1A側のバイパス下流通路12b,12bの長さは,比較的短く且つ互いに同一に設定され,したがってそれら絞り孔36a,36aは,比較的小径に且つ互いに同径に形成される。一方,スロットル制御弁10を持たない第2スロットルボディ1B側では,前記バイパス制御弁10から吸気道2,2までのバイパス下流通路12b,12bの長さが必然的に長くなるので,それらの絞り孔44a,44aは,比較的大径に且つ互いに同径に形成される。
次に,この実施例の作用について説明する。
エンジンの暖機運転時には,図示外の制御装置がエンジン温度に対応した電流をバイパス制御弁10の電動アクチュエータ25に供給して,電動アクチュエータ25を作動させるので,エンジンの低温時には,弁体26を大きく引き上げて,計量孔19,19;19,19の開度を大きく調整する。したがって,スロットル弁5,5;5,5を全閉にした状態では,バイパス12,12;12,12を通してエンジンに供給されるファーストアイドル空気は,上記計量孔19,19;19,19により比較的多く制御され,同時に,燃料噴射弁7,7;7,7から吸気道2,2;2,2の下流側に向けて電動アクチュエータ25の作動量に応じた燃料が噴射され,エンジンは,これらの供給を受けて暖機運転を促進するように,適正なファーストアイドリング回転数を保つことができる。
ところで,バイパス制御弁10は,第1スロットルボディ1A側に取り付けられるので,バイパス制御弁専用の取り付け部材を不要とすることができ,吸気装置Dの構造の簡素化を図ることができる。しかも第1及び第2スロットルボディ1A,1Bの吸気道2,2;2,2の下流側に開口する各バイパス12,12;12,12の下流端部はそれぞれ絞り孔36a,36a;44a,44aで構成されると共に,バイパス制御弁10を備える第1スロットルボディ1A側の絞り孔36a,36aは小径に,バイパス制御弁10を持たない第2スロットルボディ1B側の絞り孔44a,44aは大径に形成されるので,バイパス制御弁10から各スロットルボディ1A,1Bまでの複数のバイパス下流通路12b,12b;12b,12bの長さが,第1スロットルボディ1A側では短く,第2スロットルボディ1B側では長いにも拘らず,全てのバイパス下流通路12b,12b;12b,12bの流路抵抗の均等化を図ることができ,したがって複数のバイパス12,12;12,12を通してエンジンの複数の気筒に供給するファーストアイドル空気量の均等化を図ることができる。
このようなファーストアイドリング状態でも,アイドル空気通路37,37;37,37では,エンジンに供給される空気の流れが多少とも存在する。
暖機運転の進行によりエンジン温度が上昇すると,それに応じて電動アクチュエータ25が弁体26を下降させて,計量孔19,19;19,19の開度を減少していくので,バイパス12,12;12,12を通してエンジンに供給するファーストアイドル空気が減少され,エンジン回転数が低下していく。そしてエンジン温度が所定の高温になると,電動アクチュエータ25が弁体26を全閉状態まで下降し,バイパス12,12;12,12を全て遮断するので,吸気道2,2;2,2のスロットル弁5,5;5,5を閉じた状態では,アイドル空気通路37,37;37,37のみを通して最少のアイドル空気がエンジンに供給されることになり,これによってエンジンは通常のアイドル回転数に制御される。その際,アイドル空気通路37,37;37,37を流れるアイドル空気量は,アイドル調整ねじ38,38;38,38の進退調節により個別に調整することができる。
ところで,第1スロットルボディ1Aに設けられるバイパス制御弁10は,一対二組のバイパス12,12;12,12を開閉する弁体26と,この弁体26を,その上方で開閉作動する電動アクチュエータ25とで構成されるので,特にバイパス制御弁10に近い第1スロットルボディ1A側のバイパス12,12で水滴が発生したり,エンジンの吹き返し現象により燃料がバイパス12,12に浸入しても,これら水滴及び燃料の電動アクチュエータ25への流入を簡単に防ぐことができ,したがって電動アクチュエータ25には高価なシール手段を必要せず,簡単で安価なシール手段を施すだけで足りる。
また弁体26より上流側のバイパス上流通路12a,即ち空気入口チャンバ8及び誘導通路9は,弁体26の下方に配置され,その空気入口チャンバ8の下部から,第1スロットルボディ1Aの吸気道2,2に達するアイドル空気通路37,37が延出するので,バイパス12,12で発生し,若しくはバイパス12,12に浸入した水滴や燃料は,バイパス上流通路12aに流下することになり,しかもこのバイパス上流通路12aでは,弁体26の開閉状態に拘らず常にアイドル空気通路37,37から吸気道2,2の下流側に向かう空気の流れが生じることで,上記水滴や燃料をその空気の流れに乗せて吸気道2,2に排出することができ,したがってバイパス12,12での燃料や水滴の溜まりを防いで,バイパス制御弁10によるファーストアイドル空気量の適正な調節を確保することができる。
またバイパス上流通路12aを構成する空気入口チャンバ8及び誘導通路9は,第1スロットルボディ1A側のバイパス12,12のみならず,第2スロットルボディ1B側のバイパス12,12に対して共通する単一通路を構成するので,バイパス12,12;12,12のみならず,バイパス制御弁10の構造の簡素化に寄与することができる。しかも連通パイプ49,49は,バイパス制御弁10と,該弁10を持たない第2スロットルボディ1Bとの間に配管するのみで足り,配管の簡素化を図ることができる。
さらにバイパス制御弁10に近接した第1スロットルボディ1A側の,バイパス制御弁10より下流のバイパス下流通路12b,12bは,第1迷路要素34,34及び第2迷路要素35,35により迷路状に構成されるので,吸気道2,2からのガスの吹き返しを緩和し,燃料等のバイパス制御弁10への浸入防止を図ることができる。
また第1スロットルボディ1Aと,バイパス制御弁10を取り付ける制御ブロック15とは,接合,分離可能に別体に構成されることで,複数のバイパス12,12も分割構成されることになり,これらバイパス12,12;12,12の形成が容易となる。しかも制御ブロック15及びバイパス制御弁10の組立体を,第1スロットルボディ1Aとは別個に組み立てることが可能であるから,組立性も良好となり,また制御ブロック15は第1スロットルボディ1Aから分離することも可能であるから,バイパス制御弁10等のメンテナンス性も良好である。
以上,本発明の実施例について説明したが,本発明はそれに限定されることなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば,バイパス制御弁10を備える第1スロットルボディ1Aは,2気筒エンジン用吸気装置として,これを単独で使用することもできる。また本発明は,吸気道を略水平にしたホリゾン型スロットルボディに適用することもでき,その場合でも,電動アクチュエータ25,弁体26及びバイパス上流通路12aの上下関係は上記実施例と変わらない。
本発明に係る多気筒エンジン用吸気装置の正面図。 図1の2矢視平面図。 図1の3部拡大図。 図1の4部拡大図。 図3の5−5線断面図。 図3の6−6線断面図。 図5の7−7線断面図。 図5の8−8線断面図。 の9−9線断面図。 図4の10−10線断面図。 同吸気装置の全空気通路系統図。
符号の説明
D・・・・・多気筒エンジン用吸気装置
1A・・・・スロットルボディ
,2・・・吸気道
,5・・・スロットル弁
10・・・・バイパス制御弁
12,12・・・バイパス
12a・・・バイパス上流通路
12b,12b・・・バイパス下流通路
25・・・・電動アクチュエータ
26・・・・弁体
37,37・・・アイドル空気通路

Claims (3)

  1. 多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道(2,2)と,これら吸気道(2,2)を開閉する複数のスロットル弁(5,5)と,上流端が大気又はスロットル弁(5,5)より上流側の吸気道(2,2)に開口すると共に,他端がスロットル弁(5,5)より下流側の吸気道(2,2)に開口する複数のバイパス(12,12)と,これらバイパス(12,12)を開閉する共通のバイパス制御弁(10)とを備える,多気筒エンジン用吸気装置において,
    バイパス制御弁(10)を,シリンダ状の弁室(18)に摺動可能に嵌装されて,その弁室(18)の周壁に穿設された複数のバイパス(12,12に連通する計量孔(19 ,19 を開閉するピストン状の弁体(26)と,この弁体(26)上方で,弁体(26)の中心部のねじ孔(31)に螺合する出力軸(30)を正,逆転させることによって弁体(26)を開閉作動する電動アクチュエータ(25)とで構成し,バイパス(12,12)の,弁体(26)より上流側のバイパス上流通路(12a)を弁体(26)の下方に配置すると共に複数のバイパス(12 ,12 )に対して共通する単一通路に構成し,このバイパス上流通路(12a)から,対応する吸気道(2,2)に達するアイドル空気通路(37,37)を分岐させ,そのアイドル空気通路(37 ,37 )には,それぞれの吸気道(2 ,2 )に供給するアイドル空気量を個別に調整するアイドル調整ねじ(38 ,38 )を設けたことを特徴とする,多気筒エンジン用吸気装置。
  2. 請求項1記載の多気筒エンジン用吸気装置において,
    複数のバイパス(12 ,12 )の,バイパス制御弁(10)より下流の複数のバイパス下流通路(12b ,12b )を迷路状に構成したことを特徴とする,多気筒エンジン用吸気装置。
  3. 請求項1又は2記載の多気筒エンジン用吸気装置において,
    前記複数のアイドル空気通路(37 ,37 )は,単一のバイパス上流通路(12a)と各吸気道(2 ,2 )に連通するバイパス下流通路(12b ,12b )の中間部とを連通させるものであることを特徴とする,多気筒エンジン用吸気装置。
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