JPH0236772B2 - - Google Patents

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JPH0236772B2
JPH0236772B2 JP56124142A JP12414281A JPH0236772B2 JP H0236772 B2 JPH0236772 B2 JP H0236772B2 JP 56124142 A JP56124142 A JP 56124142A JP 12414281 A JP12414281 A JP 12414281A JP H0236772 B2 JPH0236772 B2 JP H0236772B2
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JP
Japan
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throttle valve
negative pressure
port
intake port
intake
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56124142A
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English (en)
Other versions
JPS5825514A (ja
Inventor
Yoshihiro Sogitani
Kazuo Kato
Kazuyuki Saito
Yoshio Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP56124142A priority Critical patent/JPS5825514A/ja
Publication of JPS5825514A publication Critical patent/JPS5825514A/ja
Publication of JPH0236772B2 publication Critical patent/JPH0236772B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は複数個の吸気弁を具えた燃焼室を有す
る型の内燃機関に関する。 〔従来技術とその解決すべき課題〕 従来から、低燃費化技術の一つとして燃焼室の
吸気ポートをヘリカルポートとして構成すること
により吸気新気に高スワールを与え燃焼させる方
法がある。しかしながら、特に高速・高負荷域に
おいてはそのヘリカル形状に起因する大きな吸気
抵抗により充填効率が低下し出力、燃費の悪化を
招くという問題があつた。 そこでこの欠点を補うべくヘリカルポート(第
1吸気ポート)に加え第2の吸気ポートを設けて
高速、高負荷時の充填効率を確保する方法が提案
されている。しかし、この方法によれば今度は逆
に、中低速、中負荷域あるいは減速時における吸
入新気の流速が小さくなり、有効なスワールを発
生させることが難しくなり、この域での燃焼安定
性が不良となり、延いては出力、燃費の悪化を招
いていた。 また、従来は上記の如き第2吸気ポートを備え
た内燃機関において、中低負荷時のみ空燃比をリ
ーンにして燃費を向上させるという考え方はなか
つた。 本発明は上述した中低速、中低負荷領域の燃焼
安定性不良という問題を解消するためになされた
もので、高速、高負荷時における充填効率を確保
しつつ中低速、中低負荷域あるいは減速時には2
次吸気ポートを遮断することによりかかる運転域
での燃焼安定性を向上せしめ、延いては出力、燃
費の向上を達成せんとするものである。 本発明の目的はまた、2次吸気ポートの開閉制
御により使用可能な空燃比の範囲が変動する点に
着目して、2次吸気ポートの開閉信号を空燃比の
制御信号として利用し2次吸気ポートの閉鎖時に
はリーン空燃比を使用可能ならしめ燃費を向上せ
しめることもある。 〔課題を解決するための手段〕 以上の目的を達成するために、本発明によれ
ば、ヘリカルポートの形態をした高スワール発生
用1次吸気ポートと該1次吸気ポートと同一方向
のスワールを発生する偏心2次吸気ポートとを有
し、該偏心2次吸気ポート内には主スロツトルバ
ルブを有する吸気通路内の吸気負圧に応動するア
クチユエータにより作動せしめられる副スロツト
ルバルブが設けられ、上記アクチユエータの作動
負圧回路を主スロツトルバルブのアイドルと全開
との間の所定開度位置で負圧を感知するバキユー
ムセンシングポートに連結して副スロツトルバル
ブを主スロツトルバルブの所定開度位置以下で全
閉させると共に所定開度位置以上で全開せしめる
ようになし、上記負圧回路の負圧をバキユームス
イツチにより感知してその信号に基き副スロツト
ルバルブの全閉時であつて且つアイドル時以外に
おいてフユエルインジエクタからの燃料噴射量を
制御してリーン空燃比となし得るようにしたこと
を特徴とする複数吸気ポート付燃焼室を有する内
燃機関が提供される。 〔作用〕 副スロツトルバルブは主スロツトルバルブの開
度がアイドルと全開との間の所定開度以下の時
(中、低負荷時に相当)に全閉し、従つてこの運
転域では1次吸気ポートのみから燃料が供給され
るので高スワール流となり燃焼安定性が確保され
る。また、副スロツトルバルブは上記所定開度以
上(高負荷時に相当)では開弁し、十分な充填効
率を確保する。更に副スロツトルバルブの全閉時
には必要に応じて燃料噴射量を減してリーン空燃
比とされるので燃費が向上する。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図に従つて説明す
る。 第1図、第2図において、1はエンジンのシリ
ンダヘツド、2は燃焼室である。燃焼室2の点火
栓4近傍に、高スワール発生用のヘリカル型1次
吸気ポート3が開口し、その対向位置に排気ポー
ト5が開口している。 また、燃焼室2内の1次吸気ポート3の近傍に
は、好ましくは1次吸気ポート3と同一方向のス
ワールを発生させる2次吸気ポート(偏心ポー
ト)6が設けられる。各々のポート3,6,5に
は、夫々のカムにより独立的に作動せしめられる
1次吸着バルブ7、2次吸着バルブ8、および排
気バルブ(図示せず)が配設される。 1次吸気ポート3は十分な高スワールが得られ
るようにヘリカルポートとなつており、一方、2
次吸気ポート6は吸気抵抗をできるだけ小さくで
きるように設けられるもので、1次吸気ポートよ
りも小径に形成され、且つ1次吸気ポート3より
発生したスワールを適切に付勢するようシリンダ
壁に沿う偏流を与える偏心ポートとなつている。
2次吸気ポート6の上流には中高負荷域で開く流
路制御バルブ(副スロツトルバルブ)9が設けら
れる。この流路制御バルブ9はエンジン負荷ある
いは回転数に応じて作動する。 図示の実施例ではバルブ9は負圧作動式アクチ
ユエータ20によりエンジン負荷(吸気負圧)に
応じて開閉制御せしめられる。そのためバルブ9
はリンク機構23を介してアクチユエータ20の
作動ロツド25に連結される。アクチユエータ2
0はダイヤフラム27により仕切られる負圧作動
室31と大気圧に開放する室33とを有し、ロツ
ド25はダイヤフラム27に連結されダイヤフラ
ムに連動する。負圧作動室31は管路37を介し
て吸気通路15の主スロツトルバルブ17の近傍
に設けられるバキユームセンシングポート45に
連結される。尚、35はダイヤフラム27のリタ
ーンスプリングである。吸気通路15からの吸気
は分岐されて各1次吸気ポート3及び2次吸気ポ
ート6に送られる。バキユームセンシングポート
45は主スロツトルバルブ17が全閉位置からみ
て或る開度θ、例えば吸気負圧が−350mmHgとな
るときに相当する開度の直ぐ下流に設けられる。
即ち、バキユームセンシングポート45は例えば
−350mmHgの吸気負圧を検知するものである。 今、第1図に示す如く、主スロツトルバルブ1
7のアイドル位置をa、定常走行位置をb、全開
加速位置をcとすれば、位置bはバキユームセン
シングポート45がオン(負圧感知)からオフ
(大気圧)あるいはオフからオンに切り替わる位
置である。従つて図示の実施例では定常走行を位
置bを境界として2つに分け、位置aからbの範
囲を第1定常走行位置bからcの範囲を第2定常
走行位置と呼ぶことにする。通常の加速位置は第
2定常走行位置、即ちbとcの間に含まれる。斯
くして主スロツトルバルブ17がバキユームセン
シングポート45の上流側に位置するときはバキ
ユームセンシングポート45には吸気負圧が作用
し、アクチユエータ20を作動せしめ副スロツト
ルバルブ9を閉じる。またこれとは逆に主スロツ
トルバルブ17がバキユームセンシングポート4
5の下流側に位置するときはバキユームセンシン
グポート45には大気圧が作用することになるの
でアクチユエータ20は不作動位置を占め、副ス
ロツトルバルブ9を開放せしめる。すなわち、副
スロツトルバルブ9は主スロツトルバルブ17の
低開度域で全閉し、かつ主スロツトルバルブ17
の高開度域にて全開するべく、吸気負圧(即ち、
負荷)によつてのみ開閉制御される。 吸気通路15には主スロツトルバルブ17のア
イドル位置(全閉位置)及び全開位置を検知する
アイドルスイツチ41及びパワースイツチ42が
夫々設けられる。アイドルスイツチ41及びパワ
ースイツチ42は共に例えば主スロツトルバルブ
17の全閉位置及び全開位置において主スロツト
ルバルブ17に接触する電気的なリミツトスイツ
チでよい。アクチユエータ20は吸気負圧が作用
したときのみ副スロツトルバルブ9を閉じ、2次
吸気ポート6からの吸気をカツトする。 上述した構成を有するエンジンでは、アイドル
時、急減速時あるいは第1定常走行時等のスロツ
トル全閉時ないしは所定開度θ以下において、流
路制御バルブ9は前述の如く閉じている。従つ
て、新混合気は1次吸気ポート3のみから燃焼室
2内に吸入されることになるので、十分に大きな
流速が得られ高スワールが発生する。その結果特
にアイドル時における層状燃焼が可能となり、従
来できなかつた空燃比をリーンにすることがで
き、これにより高出力、低燃費が達成できる。こ
の関係を第3図に示す。第3図に示す如く副スロ
ツトルバルブ9が全閉のときは吸気の十分な流速
とスワールが得られるので従来使用していた空燃
比A/Fの範囲に対し、リーン側の空燃比(例え
ばA/F=19〜21位まで)を使用し得ることが伴
明した。そこで本発明はこの点に着目し副スロツ
トルバルブの閉鎖時にはリーン空燃比を使用する
ことを提案するものである。(但し、アイドル時
には失火してしまうため従来通り、例えばA/F
=14.5〜14.7位の理論空燃比にすることが必要で
ある。) そのため、本発明の一実施例によれば第1図に
示す如く負圧信号1、パワースイツチ42からの
信号S2、アイドルスイツチ41からの信号S3
び/又はエンジン回転数信号S4がコンピユータユ
ニツト50に入力されそれらの信号に応じて燃料
の増減をフユエルインジエクタ60に指令するよ
うになつている。一般に、排気浄化装置として3
元触媒(図示せず)を使用する場合にはO2セン
サ53により排気ガスの空燃比を検出しコンピユ
ータユニツト50により設定空燃比(例えば、理
論空燃比)となるべくフイードバツク(クローズ
ドループ)制御することが行われている。そこで
本発明では必要なときのみフイードバツクを解除
し空燃比をリーン(あるいはリツチ)にするもの
である。 負圧管路37の負圧信号はバキユームスイツチ
51により検出される。バキユームスイツチ51
はそれ自体公知の、例えばダイヤフラム式の電気
的なON−OFFスイツチでよく、負圧管路37に
所定の負圧(例えば−350mmHg)が作用したとき
のみオンになり、負圧信号S1をコンピユータユニ
ツト(CPU)50に入力する。また、O2センサ
53からのフイードバツク信号S5もコンピユータ
ユニツト50に送られる。尚、減速時には一般に
燃料をカツトするかあるいはリーンにすることが
できるので、設定空燃比に保持する必要のあるア
イドル時と区別するのが好ましい。しかしなが
ら、減速時とアイドル時は主スロツトルバルブ1
7は全閉位置にあるのでアイドル信号S3のみでは
減速時と区別できない。そのため、好ましくはタ
コメータ52等のエンジン回転数信号S4を利用す
る(減速時の回転数はアイドル時の回転数よりは
るかに大きい)。吸気マニホルド3に設けられる
フユエルインジエクタ60はCPU50からの信
号に応じて燃料噴射量を加減する。 本発明を用いて3元触媒使用時において使用空
燃比A/Fの制御態様の一例を示せば次表の通り
である。尚、この表において信号センサはONに
なるセンサのみについて記載し、従つて記載され
ていないセンサはOFFである。
〔発明の効果〕
以上説明したことから明らかな如く、本発明に
よれば2次吸気ポートにエンジン負荷に応じて閉
鎖する流路制御弁(副スロツトルバルブ)を設け
ることにより、高速、高負荷領域における十分な
充填効率を確保しつつ、中低速、中低負荷時並び
にアイドル時あるいは減速時の高スワールを確保
することにより燃焼性を向上することができる。
また、副スロツトルバルブ全閉時において必要に
応じて空燃比をリーンにすることにより燃費の向
上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す内燃機関の燃
焼室まわりの要部を図解的に示す図、第2図は第
1図の−線断面図、第3図は本発明における
使用空燃比範囲を従来技術との比較において示す
図。 2……燃焼室、4……点火栓、3……1次吸気
ポート、6……2次吸気ポート、9……副スロツ
トルバルブ、17……主スロツトルバルブ、20
……アクチユエータ、41……アイドルスイツ
チ、42……パワースイツチ、45……バキユー
ムセンシングポート、60……フユエルインジエ
クタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ヘリカルポートの形態をした高スワール発生
    用1次吸気ポートと該1次吸気ポートと同一方向
    のスワールを発生する偏心2次吸気ポートとを有
    し、該偏心2次吸気ポート内には主スロツトルバ
    ルブを有する吸気通路内の吸気負圧に応動するア
    クチユエータにより作動せしめられる副スロツト
    ルバルブを設け、上記アクチユエータの作動負圧
    回路を主スロツトルバルブのアイドルと全開との
    間の所定開度位置で負圧を感知するバキユームセ
    ンシングポートに連結して副スロツトルバルブを
    主スロツトルバルブの所定開度位置以下で全閉さ
    せると共に所定開度位置以上で全開せしめ、上記
    負圧回路の負圧をバキユームスイツチにより感知
    してその信号に基き副スロツトルバルブの全閉時
    であつて且つアイドル時以外においてフユエルイ
    ンジエクタからの燃料噴射量を制御してリーン空
    燃比となし得るようにしたことを特徴とする複数
    吸気ポート付燃焼室を有する内燃機関。
JP56124142A 1981-08-10 1981-08-10 複数吸気ポ−ト付燃焼室を有する内燃機関 Granted JPS5825514A (ja)

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JP56124142A JPS5825514A (ja) 1981-08-10 1981-08-10 複数吸気ポ−ト付燃焼室を有する内燃機関

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JP56124142A JPS5825514A (ja) 1981-08-10 1981-08-10 複数吸気ポ−ト付燃焼室を有する内燃機関

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Publication Number Publication Date
JPS5825514A JPS5825514A (ja) 1983-02-15
JPH0236772B2 true JPH0236772B2 (ja) 1990-08-20

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ID=14877959

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JP56124142A Granted JPS5825514A (ja) 1981-08-10 1981-08-10 複数吸気ポ−ト付燃焼室を有する内燃機関

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JPS5825514A (ja) 1983-02-15

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