JPH01262317A - 多気筒内然機関の吸気装置 - Google Patents

多気筒内然機関の吸気装置

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JPH01262317A
JPH01262317A JP63092525A JP9252588A JPH01262317A JP H01262317 A JPH01262317 A JP H01262317A JP 63092525 A JP63092525 A JP 63092525A JP 9252588 A JP9252588 A JP 9252588A JP H01262317 A JPH01262317 A JP H01262317A
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    • F02B27/0268—Valves
    • F02B27/0273—Flap valves
    • 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、動弁ｊａ横に連動、連結された吸気弁により
開閉される吸気弁口に連なるべく機関本体に設けられた
吸気ボートが、機関の回転域のうら低速側に定められた
第１回転域に対応して長さおよび断面積が設定された第
１吸気通路を介して吸気室に接続されるとともに、機関
の回転域のうら高速側に定められた第２回転域で連通状
態となるべく連通、遮断を切換可能な第２吸気通路を介
して前記吸気室に接続される内燃機関の吸気装置に関す
る。
（２）従来の技術 従来、かかる吸気装置は、たとえば特開昭５９−８２５
２２号公報等により公知である。
（３）発明が解決しようとする課題 上記従来のものでは、機関の低速回転域に対応した低負
荷用吸気通路と、機関の高速回転域に対応した高負荷用
吸気通路とが吸気ポートに接続され、高負荷用吸気通路
の流通方向中間部に配設した開閉弁により高負荷用吸気
通路の連通、遮断状態を切換えている。したがって機関
の低速回転域で開閉弁を閉じているときに、高負荷用吸
気通路の前記開閉弁よりも下流側が低速用吸気通路に連
通しており、高負荷用吸気通路の開閉弁から下流端まで
がプツトスペースとなってしまい、低速回転時の吸気不
安定および低速回転からの急加速時の応答性低下の原因
となる。
また上記従来のものでは、低速回転域と高速回転域との
みに１つずつトルクピークが生じるものであり、より幅
の広い回転域で高出力を得るにはより多くのトルクピー
クを作ることが望ましい。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低
速回転域で第２吸気通路の下流側がデッドスペースとな
ることを極力回避して、低速回転域での吸気安定性およ
び栄、加速時の応答性を確保し得るようにした内燃機関
の吸気装置を提供することを第１の目的とする。
また本発明は、幅の広い範囲で高出力を得るようにすべ
（、多くのトルクビークを形成し得るようにした内燃機
関の吸気装置を提供することを第２の目的とする。
Ｂ０発明の構成 （１）　　課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するために、第２吸気通路の上流
端部および下流端部には、開閉制御可能な開閉弁がそれ
ぞれ配設されることを本発明の第１の特徴とする。
また上記第２の目的を達成するために、第２吸気通路の
両開閉弁が、相互に別に開閉制御されることを本発明の
第２の特徴とする。
さらに上記第２の目的を達成するために、動弁機構が、
機関の回転域のうちの低速側で第１回転域とは機関回転
数範囲を異ならせた第３回転域に対応する動弁態様と、
第３回転域よりも高速側で前記第２回転域とは機関回転
数範囲を異ならせた第４回転域に対応する動弁態様とを
切換可能に構成されることを本発明の第３の特徴とする
。
（２）作用 上記第１の特徴によれば、第２吸気通路の上１Ｊ！［端
部および下流端部に開閉弁がそれぞれ配設されるので、
下流端部の開閉弁を閉したときに、第１吸気通路に連通
した状態となるデッドスペースを極めて小さくし、低速
回転域での吸気安定性およびゃ、加速時の応答性を確保
することができる。
また上記第２の特徴によれば、第２吸気通路における上
流端部の開閉弁のみを閉じると、第２吸見通路の殆どが
第１吸気通路に連通ずるので、吸気通路での固有振動数
が変わってトルクピークの位置をずらすことができ、ま
た第２吸気通路における下流端部の開閉弁のみを閉しる
と第２吸気通路の殆どが吸気室に連通ずるので吸気室の
固有振動数が変わってトルクピークの位置をずらせるこ
とができ、したがって両開閉弁の開弁時期をずらせるこ
とによりトルクピークを多くすることが可能となり、機
関回転数の幅広い範囲で高出力を得ることができる。
さらに第３の特徴によれば、第２吸気通路における両開
閉弁の開閉タイミングならびに動弁機構の切換タイミン
グを組み合わせて制御することにより、さらに多くのト
ルクピークを形成することができ、それにより機関回転
数のさらに幅広い範囲で高出力を得ることができる。
（３）実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
先ず本発明の一実施例を示す第１図において、この内燃
機関は多気筒内燃機関であり、各気筒に対応して機関本
体Ｅに一対ずつ設けられる吸気弁口１をそれぞれ開閉す
べく、各気筒一対ずつの吸気弁２が機関本体Ｅに配設さ
れ、各吸気弁２は動弁機構３により開閉駆動される。ま
た一対の吸気弁口ｌに共通に連なるべく機関本体Ｅには
各気筒１つずつの吸気ポート４が穿設されており、各吸
気ボート４は、各気筒に共通の吸気面５に吸気マニホー
ルド６を介して接続される。吸気面５は、さらに図示し
ないスロットルボディを介してエアクリーナ（図示せず
）に接続される。
吸気面５は、機関本体Ｅの気筒配列方向に沿って長い吸
気室７を形成するものであり、この吸気面５には、吸気
マニホールド６に通しるべく各気筒毎に一対ずつの第１
出口８と第２出口９とが相互に隣接して設けられる。
吸気マニホールド６は、その上流端側すなわち吸気面５
　ｔ１）’ｌから１ｌｌｉｊに、第１接続部材１０、通
路形成部材１）および第２接続部材１２が結合されて成
る。第１接続部材１０は吸気面５に結合されるものであ
り、この第１接続部材１０には吸気面５の第１出口８に
通じる通路部分１３と、第２出口９に通じる通路部分１
４とが相互に隣接して設けられる。また通路形成部材１
）には、通路部分１３に通じる通路部分１５と、通路部
分１４に通じる通路部分１６とが、相互に隣接しながら
比較的長い距離にわたって設けられる。さらに第２接続
部材１２は機関本体Ｅの吸気ボート４に接続されるもの
であり、この第２接続部材１２には、吸気ボート４およ
び通路部分１５間を連通ずる通路部分１７と、該通路部
分１７の中間部および通路部分１６間を結ぶ分岐通路部
分１８とが設けられる。
吸気マニホールド６を介して分岐函５および吸気ポート
４間を接続することにより、第１出口８から通路部分１
３．１５．　１）を経て吸気ボート４に至る第１吸気通
路１９が形成され、この第１吸気通路１９の長さおよび
横断面積は、第２図で示すように、機関の回転域のうち
低速側に定められた第１回転域Ａまたとえば一定回転数
Ｎ４以下の低・中回転域で最適の吸気慣性効果が得られ
るように設定される。また第２出口９から通路部分１４
．１６および分岐通路部分１８を経て上記第１吸気通路
１９の下流端部に接続される第２吸気通路２０が形成さ
れ、この第２吸気通路２０の長さおよび横断面積は、第
１吸気通路１９と合わせたときに、機関の回転域のうち
高速側に定められた第２回転域Ａまたとえば上記回転数
Ｎ４を超える高速回転域で最適の吸気慣性効果が得られ
るように設定される。
第２吸気通路２０の上流端部すなわち第１接続部材１０
における通路部分１４には、アクチュエータ２３により
開閉駆動されるバタフライ式開閉弁２１が配設され、第
２吸気通路２０の下流端部すなわち第２接続部材１２に
おける分岐通路部分１８には、アクチュエータ２４によ
り開閉駆動されるバタフライ式開閉弁２２が配設される
。しかも開閉弁２２は、その全閉時には第１吸気通路１
９における通路部分１９および吸気ボート４間で吸気流
の乱れが生じることを避けるべく鎖線で示す斜線部の容
積が極力小さくなるように、また開弁時には第１および
第２吸気通路１９．２０の吸気流を妨げることを回避し
得るようにして配設される。また第２接続部材１２には
、吸気ボート４に向けて燃料を噴射するための燃料噴射
弁２６が配設される。
前記アクチュエータ２３．２４は、コンピュータ等の制
御手段２５により個別に制御されるものであり、制御手
段２５は、回転数検出器２７で検出された機関回転数に
応じて各アクチュエータ２３．２４の作動を個別に制御
し、それにより開閉弁２１．２２もそれぞれ個別に開閉
駆動される。
すなわち開閉弁２１は、第２図で示すように、機関回転
数の比較的低いとき、すなわち前記回転数Ｎ４よりも低
い回転数Ｎｌを超えたときに開弁するとともに回転数Ｎ
ｌよりも高くかつ前記回転数Ｎ４よりも低い回転数Ｎ３
を超えると閉弁し、さらに回転数Ｎ４を超えると開弁す
る。また開閉弁２２は前記回転数Ｎ３を超えると開弁す
る。
第３図、第４図および第５図を併せて参照して、一対の
吸気弁２を開閉駆動するための動弁機構３は、機関のク
ランク軸（図示せず）から１／２の減速比で回転駆動さ
れるカムシャフト２８と、カムシャフト２８に一体に設
けられる一対の低速用カム２９．２９および高速用カム
３０と、カムシャフト２８と平行にして機関本体Ｅに固
定されるロッカシャフト３１と、該ロッカシャフト３１
に枢支される第１、第２および第３０ツカアーム３２．
３３．３４と、各ロッカアーム３２〜３４間に設けられ
る弁作動変更手段３５とを備えるカムシャフト２８は、
機関本体Ｅの上方で回転自在に配設されており、低速用
カム２９．２９は両吸気弁２，２に対応する位置でカム
シャフト２８に一体化され、高速用カム３０は両紙速用
カム２９．２９間でカムシャフト２８に一体化される。
低速用カム２９は、機関の回転域のうちの低速側で前記
第１回転域ＡＩとは機関回転数範囲を異ならせて設定さ
れる第３回転域Ａ３（第２図参照）に対応する動弁態様
すなわち低速作動態様を得るためのものであり、第３回
転域Ａ３は第３回転数Ｎ３よりも大きく第３回転数Ｎ３
よりも小さい第２回転数Ｎ２以下に設定される。また高
速用カム３０は、第３回転域Ａ３よりも高速側で前記第
２回転域Ａ２とは機関回転数範囲を異ならせて設定され
る第４回転域Ａ４（第２図参照）に対応する動弁態様す
なわち中・高速作動態様を得るためのものであり、第４
回転域Ａ４は上記第２回転数Ｎ２を超える回転数範囲に
設定される。また低速用カム２９は、カムシャフト２８
の半径方向に沿う突出量が比較的小さい高位部２９ａと
、一定半径のベース内部２９ｂとを有し、高速用カム３
０は、カムシャフト２８の半径方向に沿う突出量および
中心角範囲を前記高位部２９ａよりも大きくした高位部
３０ａと、一定半径のベース内部３０ｂとを有する。
ロッカシャフト３１には、一方の吸気弁２に連動、連結
される第１０ツカアーム３２と、他方の吸気弁２に連動
、連結される第３０ツカアーム３４と、第１および第３
０ツカアーム３２．３４間に配置される第２０ツカアー
ム３３とが相互に間接して枢支される。また第１０．カ
アーム３２の上部には一方の低速用カム２９に摺接する
カムスリッパ３６が設けられ、第２０ツカアーム３３の
上部には高速用カム３０に摺接するカムスリッパ３８が
設けられ、第３０ツカアーム３４の上部には他方の低速
用カム２９に摺接するカムスリッパ３７が設けられる。
各吸気弁２の上部には鰐部３９がそれぞれ設けられてお
り、これらの鍔部３９と機関本体Ｅとの間には弁ばね４
０がそれぞれ介設され、各吸気弁２はその弁ばね４０に
より閉弁方向すなわち上方に向けて付勢される。また第
１および第３０ツカアーム３２．３４の先端部には、各
吸気弁２の上端に当接し得るタペットねじ４１がそれぞ
れ進退可能に蛯着される。
第２０ンカアーム３３は、機関本体Ｅとの間に設けた弾
発付勢手段４２により高速用カム３０に摺接する方向に
弾発付勢される。この弾発付勢手段４２は、閉塞端を第
２０ツカアーム３３に当接させた有底円筒状のりツク４
３と、リフタ４３および機関本体Ｅ間に介設されるリフ
タばね４４と　　・を備え、リフタ４３は機関本体已に
穿設された有底穴４５に摺動可能に嵌合される。
弁作動変更手段３５は、第３および第２０ツカアーム３
４．３３間を連結し得る第１切換ピン５１と、第２およ
び第１０ツカアーム３３．３２間を連結し得る第２切換
ピン５２と、第１および第２切換ビン５１．５２の移動
を規制する第３切換ピン５３と、各切換ピン５１〜５３
を連結解除側に付勢する戻しばね５４とを備える。
第３０ツカアーム３４には、ロッカシャフト３１と平行
な有底のガイド穴５５がその開放端を第２０ツカアーム
３３側にして穿設されており、ごのガイド穴５５には第
１切換ビン５１が摺動可能に嵌合され、第１切換ピン５
１とガイド穴５５の閉塞端との間に油圧室５６が画成さ
れる。しかもガ・イド穴５５の中間部内面には開放端側
に臨んで規制段部５７が設けられており、第１切換ビン
５１はその一端を規制段部５７に当接したときに他端面
が第３および第２０ツカアーム３４．３３間に位置する
ような軸方向長さを有する。また第３０ンカアーム３４
には、油圧室５６に連通ずる連通路５８が穿設され、ロ
ッカシャフト３１内には油圧供給路５９が穿設される。
さらに連通路５８および油圧供給路５９は、ロッカシャ
フト３１の側壁に穿設した連通孔６０を介して、第３０
ツカアーム３４の揺動状態にかかわらず常時連通する。
第２０ツカアーム３３には、前記ガイド穴５５に対応す
る同一径のガイド孔６１がその両側面間にわたってロッ
カシャフト３１と平行に穿設され、このガイド孔６１に
は第２切換ビン５２が摺動可能に嵌合される。
第１０シカアーム３２には、前記ガイド孔６１に対応す
る同一径の有底ガイド穴６２がロッカシャフト３１と平
行にかつ開放端を第２０ツカアーム３３側にして穿設さ
れ、このガイド穴６２に第３切換ピン５３が摺動可能に
嵌合される。しかも第３切換ピン５３に同軸に連設した
軸部６３がガイド穴６２の閉塞端に穿設した案内孔６４
に移動自在に挿通される。また戻しばね５４は、軸部６
３を同軸に囲繞してガイド穴６２の閉塞端および第３切
換ピン５３間に介設され、この戻しばね５４により相互
に当接した各切換ピン５１〜５３が連結解除側すなわち
油圧室５６側に付勢される。
油圧室５６に供給される油圧を解放したときには、各切
換ピン５１〜５３は戻しばね５４のばね力により連結解
除側に移動しており、この状態では第１および第２切換
ピン５１．５２の当接面は第３および第２０ツカアーム
３４．３３間にあり、第２および第３切換ピン５２．５
３の当接面は第２および第１０ツカアーム３３．３２間
にあり、各ロッカアーム３２〜３４は連結されておらず
、低速作動態様となる。したがって吸気弁２，２は、低
速用カム２９．２９の形状すなわち第３回転域Ａ３に対
応したタイミングおよびリフト滑で開閉作動する。
油圧室５６に油圧を供給したときには、各切換ビン５１
〜５３は戻しばね５４のばね力に抗して油圧室５６から
離反する方向に移動し、第１切換ピン５１がガイド孔６
１に嵌合するとともに第２切換ピン５２がガイド穴６２
に嵌合して各ロッカアーム３２〜３４が連結され、中・
高速作動態様となる。したがって吸気弁２．２は、高速
用カム３０の形状すなわち第４回転域Ａ４に対応したタ
イミングおよびリフト星で開閉作動する。
再び第１図において、日ツカシャフト３１内の油圧供給
路５つに通しる油路６７と、油圧ポンプ等の油圧供給源
６８に通じる給油路６９および柚タンク７０に通しる戻
り油路７１との間には、ソレノイド６５の励磁および消
磁により切換作動する制御弁６６が介設される。この制
御弁６６のソレノイド６５は、制御手段２５により励磁
および消磁状態を切換えられるものであり、機関回転数
が第２回転数Ｎ２以下の第３回転域Ａ３ではソレノイド
６５は消磁されており、動弁機構３は低速作動態様であ
り、また機関回転数が第２回転数Ｎ２を超えた第４回転
域Ａ４ではソレノイド６５が励磁され、動弁機構３は中
・高速作動態様となる。
次にこの実施例の作用について第２図を参照しながら説
明すると、第１回転数Ｎ１以下の低速回転域では、両開
閉弁２１．２２が閉弁して第２吸気通路２０は遮断して
おり、動弁機構３は低速作動Ｂ様となっており、このと
きの出力トルクは破線で示す曲線ａとなる。すなわち第
１吸気通路Ｉ９の長さおよび横断面積は比較的低い第１
回転域Ａ１で最適の吸気慣性効果が得られるように設定
されているので、高いトルクを得ることができる。
しかも第２吸気通路２０における下流端部の開閉弁２２
が閉じていることにより、第２吸気通路２０の下流端に
生じるプツトスペースを極力小さくするごとができ、ア
イドル回転の安定性を確保することができるとともに、
アイドル回転付近から急加速するときの応答性を向上す
ることができる。
また第１回転数Ｎ１を趙えて第２回転数Ｎ２以下の回転
域では、動弁機構３は低速作動態様となっており、第２
吸気通路２０における上流端部の開閉弁２１は開弁じ、
下流端部の開閉弁２２は閉弁したままである。この回転
域では、第２映気通路２０の容積が吸気室７に加算され
るので、第１吸気通路１９での固有振動が変化し、トル
クピークを破線で示す曲線ｂ１のようにずらせることが
できる。
第２回転数Ｎ２を超えて第３回転数Ｎ３以下の回転域で
は、動弁機構３が低速作動態様から中・高速作動態様へ
と変化するので、トルクピークは破線で示す曲線ｂ２で
示すようにずれる。
さらに第３回転数Ｎ３を超えて第４回転数Ｎ４以下の回
転域では、動弁機構３が中・高速作動態様のままである
のに対し、第２吸気通路２０における上流端部の開閉弁
２１が閉弁し、ドアＡ端部の開閉弁２２が開弁する。こ
れにより、第２吸気通路２０の容積が第１吸気通路１９
に加算されるごとになり、第１吸気通路１９の固有振動
数が変わり、トルクピークが破線で示す曲％’ｉｂ３の
ようにずれる。しかも多気筒内燃機関の場合には吸気干
渉を生じる回転数をずらずことが可能である。
第４回転数Ｎ４を超える回転域では、両開閉弁２１．２
２が開弁じ、第２吸気通路２０は連通状態となる。この
第２吸気通路２０と第１吸気通路１９とを合わせた等価
管長および横断面積は、第４回転域Ａ４で最適の吸気慣
性効果が得られるように設定しているので、破線で示す
曲線Ｃのように高い出力を得ることが可能である。
このようにして、機関の全回転域では、ａ、　　ｂｌ、
ｂ２．ｂ３およびＣで示す５つのトルクピークを得るこ
とができ、実線で示す曲線のようにそれらのトルクピー
クを連ねた出力トルクを得ることが可能であり、幅広い
範囲で高出力を得ることが可能となる。
第６図は、本発明の他の実施例を示すものであり、動弁
機構３の動弁態様を機関の回転数にかかねらず一定であ
るとしても、開閉弁２１．２２の開閉タイミングを制ｍ
することにより、４つのトルクピークを得ることが可能
であり、したがって幅広い回転域にわたって高出力を得
ることができる。また開閉弁２２を低速回転域で閉弁し
ておくことにより、前記実施例と同様にアイドル回転の
安定性と２．加速時の応答性を確保するごとができる。
第７図は本発明のさらに他の実施例を示すものであり、
機関の回転数が第４回転数Ｎ４を超えたときに両開閉弁
２１．２２をともに開弁するようにし、機関の回転数が
第２回転数Ｎ２を超えたときに動弁機構３を低速作動態
様がら中・高速作動態様に変化させるようにしても、３
つのトルクピークを生じさせることができ、各トルクピ
ークを連ねて幅広い範囲で高出力を得ることができる。
また開閉弁２２が低速回転域で閉じているので、アイド
ル回転の安定性および急加速時の応答性を値保し得るの
は上記各実施例と同様である。
Ｃ１発明の効果 以上のように本発明の第１の特徴によれば、第２吸気通
路の上流端部および下流端部には、開閉制御可能な開閉
弁がそれぞれ配設されるので、低速回転域で第２吸気通
路の下流端部の開閉弁を閉じることにより、デッドスペ
ースを極力小さくし、低速回転域での吸気安定性および
低速回転域からの急加速時の応答性を向上することがで
きる。
また本発明の第２の特徴によれば、第２吸気通路の両開
閉弁は、相互に別に開閉制御されるので、両開閉弁の開
閉タイミングをずらせることによりトルクピークを従来
のものより多くして、機関回転数の幅広い範囲で高出力
を得ることができる。
また本発明の第３の特徴によれば、動弁機構が、機関の
回転域のうちの低速側で第１回転域とは機関回転数範囲
を異ならせた第３回転域に対応する動弁態様と、第３回
転域よりも高速側で前記第２回転域とは機関回転数範囲
を異ならゼた第４回転域に対応する動弁態様とを切換可
能に構成されるので、第２吸気通路における両開閉弁の
開閉タイミングおよび動弁機構の切換タイミングを組合
わせて制御することにより、より多くの１−ルクビーク
を生じせしめて、より幅の広い範囲で高出力を得ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は縦断側面図、第２図は出力トルク特性図、
第３図は第１図の■矢視拡大図、第４図は第３図のＩＶ
　−ＩＶ線断面図、第５図は第１図の■−Ｖ線拡線断大
断面図６図および第７図は本発明の他の実施例をそれぞ
れ示す出力Ｉ・ルク特性図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）動弁機構に連動、連結された吸気弁により開閉さ
    れる吸気弁口に連なるべく機関本体に設けられた吸気ポ
    ートが、機関の回転域のうち低速側に定められた第１回
    転域に対応して長さおよび断面積が設定された第１吸気
    通路を介して吸気室に接続されるとともに、機関の回転
    域のうち高速側に定められた第２回転域で連通状態とな
    るべく連通、遮断を切換可能な第２吸気通路を介して前
    記吸気室に接続される内燃機関の吸気装置において、第
    ２吸気通路の上流端部および下流端部には、開閉制御可
    能な開閉弁がそれぞれ配設されることを特徴とする内燃
    機関の吸気装置。
  2. （２）第２吸気通路の両開閉弁は、相互に別に開閉制御
    されることを特徴とする第（１）項記載の内燃機関の吸
    気装置。
  3. （３）動弁機構が、機関の回転域のうちの低速側で第１
    回転域とは機関回転数範囲を異ならせた第３回転域に対
    応する動弁態様と、第３回転域よりも高速側で前記第２
    回転域とは機関回転数範囲を異ならせた第４回転域に対
    応する動弁態様とを切換可能に構成されることを特徴と
    する第（１）項または第（２）項記載の内燃機関の吸気
    装置。
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