JPH02123216A

JPH02123216A - 圧縮着火式エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH02123216A
Application number: JP63275035A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Hidetoshi Nobemoto; 秀寿延本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-10
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2709100B2

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】（産業上の利用分野）本発明は所定運転領域での着火性を高め得るようにした
圧縮着火式エンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術）ディーゼルエンジンの名称で代表されるような圧縮着火
式エンジンにあっては、圧縮熱によって着火を行なうた
め、圧縮行程における吸気温度を十分に高める必要があ
る。このためには、圧縮比を大きくすることがもっとも
簡単ではあるが、この場合はボンブロスが大きくなり、
かつエンジンの信頼性確保の点からも限度がある。

このため最近では、圧縮比をあまり大きくするこなとく
吸気温度を十分高めるため、吸気連間き、すなわち吸気
開始時期を吸気上死点後にすることが提案されている。

これによれば、吸気上死点から吸気開始されまでの間に
燃焼室内の負圧が十分に高められて、吸気開始直後の吸
気流速が極めて速いものとされる。そして、速い吸気流
速の有する運動エネルギが然エネルギに変換されて、吸
気温度が十分高められることになる。

従来、上記吸気連間きとするため、実開昭５９−　Ｉ　
０７９３６号公報に示すように、吸気弁上流の吸気通路
に絞り弁を設けて、着火性が特に問題となる始動時には
、該絞り弁を閉じる一方、この絞り弁をバイパスするバ
イパス通路を吸入行程終期から圧縮行程初期の間におい
て開くようにしている。換言すれば、絞り弁を閉じるこ
とにより吸気弁により設定されている吸気開始時期を遅
らせて、実質的な吸気開始時期をバイパス通路が開き始
めるターｒミングによって決定するようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、１−記従来のように、吸気開始を遅める
ための変更手段としての絞り弁を吸気弁り流に設けた場
合は、この絞り弁と吸気弁との間にかなりの容積を有す
るデッドボリュームが形成されることとなり、このため
吸気温度ト芹を十分満足するレベルにまで高めることが
難しいものとなっていた。これに加えて、絞り弁のよう
なものは、少なからず漏れを何するが、特に着火性が要
求されるような低ｆｉ荷時での漏れというものは。

わずかであっても吸気ｈ１全体の割合としてはかなり大
きなものとなり、この点からも吸気温度を十分高めるこ
とに限界を生じていた。

したがって１本発明の［１的は、吸気近間きによって吸
気８１４度を高めるようにしたものを前提として、同じ
圧縮比であればより十分に吸気温度を高め得るようにし
た圧縮着火式エンジンの吸気装置を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段１作用）１γ１述の目的
を達成するため、本発明にあっては次のような構成とし
である。すなわち、所定の運転領域において吸気開始時
期を吸気１−死点後に変更する吸気開始タイミング変更
手段を備えた圧縮着火式エンジンにおいて。

曲記吸気開始タイミング変更手段が、直接的に燃焼室に
臨んで該燃焼室を画成する開閉弁を備えて、該開閉弁の
作動によって吸気開始時期を吸気１−死点後に変更する
ように設定されている、ような構成としである。

このような構成とすることにより、変更Ｒ段下流側のデ
ッドボリュームを事実上なくすことができるばかりでな
く、変更手段からの吸気の漏れというものもなくすこと
が可能になって、吸気近間きの利点を十分に生かして吸
気温度をト分に高めることができる１゜吸気開始タイミング変更手段を構成して燃焼室に臨む開
閉弁としては、例えば吸気弁そのものを利用することが
できる。この場合は、いわゆる可変吸気機構を利用すれ
ばよく、例えば吸気弁を開閉駆動するカムとして通常運
転用と吸気近間き用との２種類設けて、運転状態に応じ
て用いるカムを選択すればよい。また、吸気弁（主吸気
弁）とは別途独立してこれと並列に副吸気弁を設けて、
通常は主吸気弁を作動させて通常の吸気開始タイミング
を得る一方、始動時等着火性が要求される運転領域にお
いては、主吸気弁を停止（閉のまま）させると共に副吸
気弁を作動させて吸気近間きのタイミングとすればよい
、。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図〜第６図は本発明の第１実施例を示しもので、吸
気開始タイミング変更手段用の開閉弁として吸気弁その
ものを利用して、この吸気弁駆動用のカムを、通常運転
用と吸気近間き用との２種類設けたものとしである。

先ず、第１図において、ｌはエンジン本体で、シリンダ
ブロック２と、シリンダヘッド３と、ピストン４とによ
り燃焼室が５画成されている。この燃焼室５には、吸気
ボート６および排気ボート７が開口され、吸気ボート６
は吸気弁８により、また排気ボート７は排気弁９により
開閉される。

エンジン出力軸によって機械的に回転駆動されるカムシ
ャフト！ｌには、前記排気弁９を開閉するためのカム１
２が一体的に形成されている。このカム１２は、従来と
同様のタイミングで排気弁９を開閉するように形状設定
されている（一般には下死点＋ｉｉＪに開き、−に死点
後に閉じる）。また、カムシャフト１１には、前記吸気
弁８を開閉するための主と副との両カム１３．１４が設
けられている。この主カム１３は、通常運転用として形
状設定されて、この主カム１３による吸気弁８の開閉タ
イミングは、第６図に示すように、吸気」−死点前から
開き、吸気下死点後に閉じられる。

方、副カム１４は、吸気遅開き用として形状設定されて
、この副カム１４による吸気弁の開タイミングは、第６
図に示すように、吸気上死点よりもかなり遅れるように
設定されている。なお、副カム１４による吸気弁８の閉
タイミングは、特に問わないものである。

前記主カム１３と副カムＩ４とについて５第２図〜第５
図をも参照しつつ説明する。先ず、副カム１４は、カム
シャフト１１と一体形成されている。この副カム１４の
一側面には、ガイド部１４ａが突出形成され、このガイ
ド部１４ａに対して、主カム１３がカムシャフト１１の
径方向に摺動可能に保持されている。なお、主カム１３
は、その取付けの関係から、第１ピース１３Δと第２ピ
ース１３Ｂとの分割体を組立てることにより構成されて
いる。このような主カム１３は、ガイド部１４ａに対す
る摺動に応じて、副カム１４に対して、カムシャフト１
１の径方向外方側へ突出した作動位置（第４図参照）と
、カムシャフト１１の径方向内方側へ退出した非作動位
置（第５図参照）をとり得るようになっていおり、常時
はリターンスプリング１５によって上記非作動位置とさ
れる。また、両カム１３と１４との間には作動室１６が
画成されて、この作動室１６には、カムシャフトｌｌ内
に形成した油路１７を介して圧油が供給、解放される。

そして、作動室１６に圧油が供給されたときは、上記ス
プリング１５に抗して主カム１３が第４図の作動位置と
なる。

主カム１３が第４図に示す作動位置となると。

吸気弁８の開閉タイミングは、当該主カム１３の形状設
定にしたがうものとなる（通常運転用）。

また、主カム１３が第５図に示す非作動位置となると、
吸気弁８の開閉タイミングは副カム１４の形状設定にし
たがうことになる（吸気遅開き用）。

両カム１３と１４との間には、主カム１３の所定作動位
置を確実とするため、ストッパ機構１９が介在されてい
る。このストッパ機構１９は、カムシャフトＩＩと両カ
ム１３．１４とにそれぞれ形成された孔１９ａ、１９ｂ
、１９ｃと、孔１９ａに摺動自在に嵌合された押しビン
１９ｄと、孔１９ｂに摺動自在に嵌合された係止ビン１
９ｅと、この係止ビン１９ｅを孔１９ｂに向けて付勢す
るスプリング＋９ｆと、を備えている。そして、上記番
孔１９ａ〜１９ｃは、主カム１３が作動位置となったと
きに、第３図に示すように互いに整合され、主カム１３
が非作動位置となると、第２図に示すように、孔１９ａ
と１９ｃは整合するも孔１９ｂが孔１９ａ、１９ｃに対
して位置ずれされる。そして、番孔１９ａ〜１９ｃは、
第３図の整合状態において、押しビン１９ｄの先端に向
かうにつれて（第３図右方へ向かうにつれて）、カムシ
ャフト１１の軸心へ向かうように若干傾斜されている。

上記押しビン＋９ｄの背面には作動室１９ｇが形成され
て、この作動室１９ｇが前記油路１７に連なっている。

したがって、作動室１９ｇに油路１７からの圧油が供給
されると、すなわち主カム１３が作動位置となると、孔
１９ａｘ１９ｃが整合する一方、押しビン１９ｄが係Ｉ
Ｌビン１９ｅを押圧して、当該係止ビン１９ｅを両カム
１３と１４との間に跨がる位置となる（係上作用）。ま
た、作動室１９ｇへの圧油が解放されると、係止ビン１
９ｅはスプリング１９「によって、Ｌカム１３内の孔１
９ａ内に戻される（係１ヒ解除）。

両び第１図において１図中２１はコンプレックスと呼ば
れる過給機である。このコンプレックス２１は、そのケ
ーシング２２内に回転自在に配置されたセル２３を有し
、このセル２３が、エンジン出力軸によって回転駆動さ
れる。このセル２３は、その周方向等間隔に多数の連通
路２３ａが分割形成されている。そして、セル２゛３の
一端面側が吸気ボート６に連なる吸気通路２４に臨み、
セル２３の他端面側が排気ボート７に連なる排気通路２
５に臨んでいる。これによりセル２３（内の分割通路２
３ａ）を介して排気の圧力波が吸気に伝播されて、過給
が行われることになる。

ここで、少なくともエンジン始動時、実施例ではエンジ
ン始動時を含む低負荷低回転領域において、主カム１３
が非作動位置とされて、吸気近間きとされる。これによ
り、吸気温度が十分高められ、着火性が改善される。そ
して、吸気近間きによる吸気期間の短くなるのを、過給
による充填７向ｌ−によって補償して、十分な吸気量が
確保される。−・方、エンジ・ン高回転あるいは高負荷
時には、主カム１３が作動位置とされて、吸気弁８は通
常運転用の開閉タイミングで開閉されることになる。

なお、油路１７からの作動室１６あるいは１９ｇへの圧
油の供給、解放は、油路１７に接続された電磁式の切換
弁（図示略）を制御することにより行われる。

第７図〜第１０図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、前記実施例と同一構成には同一符号を付してその説
明は省略する。本実施例では５通常運転用の主吸気弁と
並列に、吸気近間き用の副吸気弁を設けたものである。

先ず、第７図〜第８図に示すように、燃焼室５には、ｎ
いに独立して、主吸気ボート６Δと副吸気ボート６Ｂと
が開口されて、副吸気ボート６Ａと６Ｂとはシリンダヘ
ッド３内において合流している。これにより、燃焼室５
には、主吸気ボート６Δあるいは副吸気ボート６Ｂから
個々独立して吸気供給が可能とされている。

主吸気ボート６Ａは主吸気弁８Δにより開閉され、副吸
気ボート６Ｂは副吸気弁８Ｂにより開閉される。この副
吸気弁８Ａと８Ｂとを駆動する動弁機構は、いわゆるＯ
　ＨＶ式とされている。すなわち、吸気弁８Ａ、８Ｂ下
方となるシリンダブロック２側部にカムシャフト３１が
配設され、このカムシャフト３１に対して、主吸気弁８
Ａ用のｔカム３２と副吸気弁８Ｂ用の副カム（図示略）
とが一体的に形成されている。そして、この両カムの形
状設定は、第９図に示すようにされて、副カムは吸気近
間き用とされている。このｔカム３２とＹ吸気弁８Ａと
は、後述する油圧式伝達機構３３、主ブツシュロッド３
４．主ロツカアーム３５を介して連係されている。また
、副カムと副成アーム３７を介して連係されている。し
たがって、副吸気弁８Ｂは、常時副カムによって、第９
図に示すような開閉タイミングで開閉される。

前記油圧式の伝達機構３３は、第１０図にも示すように
、シリンダブロック２にヒ下動自在に保持された中空の
ケーシング４１と、該ケーシング４１内にＦ下動自在に
嵌挿された押圧子４２と、該押圧子４２を−Ｌ方へ付勢
するスプリング４３と、を備えている。そし、て、ケー
シング４Ｉ内は、−Ｆ記抑圧子４２の下方において作動
室４４が画成され、この作動室４４には、切換弁４５が
接続された油路４６が連なっている。上記ケーシング４
１の下面が主カム３２に当接され、また上記抑圧子４２
の上面が主ブツシュロッド３４の下端と当接されている
。

以上のような構成とされた伝達機構３３は、その作動室
４４に対する圧油の供給、解放が、切換弁４５の切換作
用によって行われる。この作動室４４に圧油が供給され
たとき、ケーシング４１と抑圧子４２とは互いに一体動
し、これにより、主カム３２の形状設定に応じて主吸気
弁８Ａが開閉される。このとき５副吸気弁８Ｂも副カム
の形状設定通りに開閉されるので、結局吸気期間は、第
９図に示す主カム３２によるものと副カムとによるもの
との合成したものとなる（通常運転用）。

一方１作動室４４から圧油が解放されると、ケーシング
４１がト方動したときに、押圧子４２は該ケーシング４
１に対して相対的に下方動（主吸気弁８Ａ用の主スプリ
ング３８Ａは、伝達機構３３のスプリング４３よりも強
い）、主吸気弁８Ａは閉じたままとされる。したがって
、このときは。

副カム（副吸気弁８Ｂ）による吸気近間きとされる。勿
論、作動室４４への圧油の供給、解放、すなわち切換弁
４５の制御は、前記実施例で説明した運転領域に応じて
行われる。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、吸気近間
きによる利点を十分に生かして、同じ圧縮、比であれば
吸気温度をより一層高めて、着火性を向トさせることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体断面図。第２図は第１図の吸気弁用カム部分の詳細を示すもので
、主カムが非作動位置にあるときの断面図、第３図は吸気弁用カム部分の詳細を示すもので、主カム
が作動位置にあるときの断面図、第４図は主カムが作動
位置にあるときの断面図で、第５図に対応した図、第５図は第２図・のｘ−Ｘ線断面図。第６図は主カムと副カムとによる吸気弁の開閉タイミン
グを示す図、である。第７図〜第１Ｏ図は本発明の他の実施例を示すもので、第７図は全体断面図。第８図は主吸気ボートと副吸気ボートと排気ボートとの
配置関係を示す簡略平面図、第９図は主カムと副カムと排気弁用カムとにより設定さ
れる開閉タイミングを示す図、第１０図は第７図の要部
拡大断面図、である。ｌ：エンジン本体５：燃焼室６：吸気ボート８：吸気弁ｌ：カムシャフト３：主カム４：副カム６：作動室７：油路６Ａ：主吸気ボート６Ｂ：副吸気ボート８Ａ：主吸気弁８Ｂ＝副吸気弁３１：カムシャフト３２：主カム３３油圧式伝達機構３４：主ブツシュロッド３５：主ロッカアーム４１：ケーシング４２：押圧子４４：作動室４５：切換弁４６：油路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の運転領域において吸気開始時期を吸気上死
点後に変更する吸気開始タイミング変更手段を備えた圧
縮着火式エンジンにおいて、前記吸気開始タイミング変更手段が、直接的に燃焼室に
臨んで該燃焼室を画成する開閉弁を備えて、該開閉弁の
作動によって吸気開始時期を吸気上死点後に変更するよ
うに設定されている、ことを特徴とする圧縮着火式エン
ジンの吸気装置。