JPH0424106Y2 - - Google Patents
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- JPH0424106Y2 JPH0424106Y2 JP1985022566U JP2256685U JPH0424106Y2 JP H0424106 Y2 JPH0424106 Y2 JP H0424106Y2 JP 1985022566 U JP1985022566 U JP 1985022566U JP 2256685 U JP2256685 U JP 2256685U JP H0424106 Y2 JPH0424106 Y2 JP H0424106Y2
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- Japan
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- passage
- engine
- resonance
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、内燃機関の吸気装置に係り、詳しく
は、膨張比を変化させることなく実質圧縮比を変
更できるようにした吸気装置に関する。
は、膨張比を変化させることなく実質圧縮比を変
更できるようにした吸気装置に関する。
（従来の技術）
デイーゼル機関の膨張比を変化させることなく
実質圧縮比を可変制御して燃費、スモーク、始動
性及び白煙を改善し、筒内最高圧の低減を図りつ
つ高出力化を図る従来の装置としては、例えば特
開昭56−115818号公報に記載されているように、
吸気開弁時期が相互にオーバラツプする複数の気
筒群に接続する各吸気通路の合流点を、機関回転
速度の増大に応じて下流側に移動させるこによ
り、共鳴通路の長さを可変制御して慣性過給のマ
ツチング領域を拡大させるようにしたものがあ
り、あるいは、特開昭55−148932号公報に記載さ
れているように、バルブタイミングを変化させる
ことによつて吸気弁が閉じた時点の圧力を変化さ
せ、これにより、実質圧縮比を可変制御できるよ
うにしたものがある。
実質圧縮比を可変制御して燃費、スモーク、始動
性及び白煙を改善し、筒内最高圧の低減を図りつ
つ高出力化を図る従来の装置としては、例えば特
開昭56−115818号公報に記載されているように、
吸気開弁時期が相互にオーバラツプする複数の気
筒群に接続する各吸気通路の合流点を、機関回転
速度の増大に応じて下流側に移動させるこによ
り、共鳴通路の長さを可変制御して慣性過給のマ
ツチング領域を拡大させるようにしたものがあ
り、あるいは、特開昭55−148932号公報に記載さ
れているように、バルブタイミングを変化させる
ことによつて吸気弁が閉じた時点の圧力を変化さ
せ、これにより、実質圧縮比を可変制御できるよ
うにしたものがある。
（考案が解決しようとする問題点）
しかしながら、前者のように吸気通路の合流点
を機関の運転状態に応じて移動させるようにした
ものでは制御（移動）範囲に限界があるために、
例えば自動車用機関のように運転領域が広い内燃
機関の吸気装置としては必ずしも充分ではなかつ
た。
を機関の運転状態に応じて移動させるようにした
ものでは制御（移動）範囲に限界があるために、
例えば自動車用機関のように運転領域が広い内燃
機関の吸気装置としては必ずしも充分ではなかつ
た。
又、後者のように可変バルブタイミング機構に
よつて実質圧縮比を変更できるようにしたもので
は、機関による駆動が必要になるので装置が複雑
かつ高価になつてしまうというような問題点があ
つた。
よつて実質圧縮比を変更できるようにしたもので
は、機関による駆動が必要になるので装置が複雑
かつ高価になつてしまうというような問題点があ
つた。
本考案はこのような従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、共鳴通路の有効長さに
よつて定まる慣性過給の同調回転速度を広範囲に
亙つて容易に変更できる構成の簡単な内燃機関の
吸気装置を提供することを目的としている。
めになされたものであり、共鳴通路の有効長さに
よつて定まる慣性過給の同調回転速度を広範囲に
亙つて容易に変更できる構成の簡単な内燃機関の
吸気装置を提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
斯る目的を達成するために本考案では、吸気開
弁時期が実質的に相互にオーバラツプしない気筒
を一つの共鳴通路に接続し、該共鳴通路を介して
吸気を導入すると共に、該共鳴通路の一部を、内
周側が開口された螺旋状の通路と該螺旋状通路の
中心を内周面に沿つて軸方向に移動可能に配設し
た筒部材とで構成すると共に、機関の運転状態に
応じて前記筒部材を往復動させて螺旋状通路の内
周面閉塞位置を変化させて吸気を螺旋状に案内可
能な前記螺旋状通路の実質的長さを可変制御する
手段を設けた構成としている。
弁時期が実質的に相互にオーバラツプしない気筒
を一つの共鳴通路に接続し、該共鳴通路を介して
吸気を導入すると共に、該共鳴通路の一部を、内
周側が開口された螺旋状の通路と該螺旋状通路の
中心を内周面に沿つて軸方向に移動可能に配設し
た筒部材とで構成すると共に、機関の運転状態に
応じて前記筒部材を往復動させて螺旋状通路の内
周面閉塞位置を変化させて吸気を螺旋状に案内可
能な前記螺旋状通路の実質的長さを可変制御する
手段を設けた構成としている。
（作用）
これにより、機関の運転状態に応じて筒部材を
移動させて螺旋状の通路の有効長さ（共鳴通路の
等価長さ）を変化させて吸気の充填効率（吸気閉
弁時の筒内圧力）を変化させることにより、膨張
比を変化させることなく機関の運転状態に応じて
実質圧縮比を最適制御できるようにしている。
移動させて螺旋状の通路の有効長さ（共鳴通路の
等価長さ）を変化させて吸気の充填効率（吸気閉
弁時の筒内圧力）を変化させることにより、膨張
比を変化させることなく機関の運転状態に応じて
実質圧縮比を最適制御できるようにしている。
（実施例）
以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本考案の一実施例を示す全体構成図で
あり、低圧ターボ過給機１と高圧ターボ過給機２
とを直列に接続した直列４気筒デイーゼル機関３
の吸気マニフオールド４の集合部と前記高圧ター
ボ過給機２のコンプレツサ２ａの下流とを共鳴通
路５を介して接続している。１ａは低圧ターボ過
給機１のコンプレツサ、１ｂは同じくタービン、
２ｂは高圧ターボ過給機２のタービン、６はエア
クリーナ、７はマフラ、８はインタークーラであ
り、エアクリーナ６によつて濾過されて低圧ター
ボ過給機１のコンプレツサ１ａによつて加圧され
た空気が高圧ターボ過給機２のコンプレツサ２ａ
によつて更に加圧され、インタークーラ８による
冷却作用を受けた後に共鳴通路５及び吸気マニフ
オールド４を経て各気筒に夫々供給される。尚、
本実施例では、前記インタークーラ８がサージタ
ンクの役目も兼ねているが、インタークーラ８と
後述の通路９との間に独立にサージタンクを設け
てもよい。
あり、低圧ターボ過給機１と高圧ターボ過給機２
とを直列に接続した直列４気筒デイーゼル機関３
の吸気マニフオールド４の集合部と前記高圧ター
ボ過給機２のコンプレツサ２ａの下流とを共鳴通
路５を介して接続している。１ａは低圧ターボ過
給機１のコンプレツサ、１ｂは同じくタービン、
２ｂは高圧ターボ過給機２のタービン、６はエア
クリーナ、７はマフラ、８はインタークーラであ
り、エアクリーナ６によつて濾過されて低圧ター
ボ過給機１のコンプレツサ１ａによつて加圧され
た空気が高圧ターボ過給機２のコンプレツサ２ａ
によつて更に加圧され、インタークーラ８による
冷却作用を受けた後に共鳴通路５及び吸気マニフ
オールド４を経て各気筒に夫々供給される。尚、
本実施例では、前記インタークーラ８がサージタ
ンクの役目も兼ねているが、インタークーラ８と
後述の通路９との間に独立にサージタンクを設け
てもよい。
ここで、前記共鳴通路５の一部を内周が開放さ
れた螺旋状の通路９と、この通路９の開口部（内
周）を開閉するよう通路９の中心に軸方向移動可
能に装着した筒部材１０とで構成している。尚、
筒部材１０は前記螺旋状の通路９の中心に下流側
から挿入されており、この筒部材１０をアクチユ
エータであるステツプモータ１１によつて軸方向
（図中左右方向）に移動させれば筒部材１０によ
つて閉じられている通路９の長さ（共鳴通路５の
有効長さ）が変化するようになつている。
れた螺旋状の通路９と、この通路９の開口部（内
周）を開閉するよう通路９の中心に軸方向移動可
能に装着した筒部材１０とで構成している。尚、
筒部材１０は前記螺旋状の通路９の中心に下流側
から挿入されており、この筒部材１０をアクチユ
エータであるステツプモータ１１によつて軸方向
（図中左右方向）に移動させれば筒部材１０によ
つて閉じられている通路９の長さ（共鳴通路５の
有効長さ）が変化するようになつている。
又、前記ステツプモータ１１を制御するコント
ローラ１２には、図示しない回転センサ及び負荷
センサから夫々機関の回転速度Ｎ及び負荷Ｌの検
出信号が供給される。
ローラ１２には、図示しない回転センサ及び負荷
センサから夫々機関の回転速度Ｎ及び負荷Ｌの検
出信号が供給される。
上記の構成において、機関が運転されると、こ
れにともなつてターボ過給機１，２がともに駆動
されるので初期の過給が実行される。
れにともなつてターボ過給機１，２がともに駆動
されるので初期の過給が実行される。
この時、筒部材１０の突入長さＸを最大Xmax
としたときは、これにともなつて螺旋状の通路９
の内周開口部が全て閉塞されて吸気を螺旋状に案
内する通路９の長さが最長となつて共鳴通路５の
有効長さを最大となり、逆に筒部材１０の突入長
さＸを最小Xnioにしたときには螺旋状の通路９の
内周開口部が全て開口されて吸気を螺旋状に案内
する通路９の長さが最短となつて共鳴通路５の長
さが最も短くなる。又、共鳴通路５の長さが長く
なるにともなつてその共鳴振動数が低くなること
は良く知られている。
としたときは、これにともなつて螺旋状の通路９
の内周開口部が全て閉塞されて吸気を螺旋状に案
内する通路９の長さが最長となつて共鳴通路５の
有効長さを最大となり、逆に筒部材１０の突入長
さＸを最小Xnioにしたときには螺旋状の通路９の
内周開口部が全て開口されて吸気を螺旋状に案内
する通路９の長さが最短となつて共鳴通路５の長
さが最も短くなる。又、共鳴通路５の長さが長く
なるにともなつてその共鳴振動数が低くなること
は良く知られている。
いま、機関３が例えば低速高負荷で運転されて
いるとすると、機関の要求空気流量が大きいにも
拘らず、ターボ過給機１，２による過給がさほど
期待できず、出力不足を招く場合がある。従つ
て、このように実際に供給される空気の流量が要
求流量より少ない場合は、コントローラ１２から
の信号によつてステツプモータ１１を介して筒部
材１０を大きく突入させて共鳴通路５の共鳴振動
数を低くする。すると、この共鳴通路５の気柱振
動を利用した慣性過給を行なわせることができる
ため、第３図に示す吸気閉弁時IVCの筒内圧力
Paを大気圧P1より高くすることができるため、
機関の膨張比が変化しないにも拘らず実質圧縮比
を高くしたのと同等の効果が発揮されて機関の出
力が向上する。
いるとすると、機関の要求空気流量が大きいにも
拘らず、ターボ過給機１，２による過給がさほど
期待できず、出力不足を招く場合がある。従つ
て、このように実際に供給される空気の流量が要
求流量より少ない場合は、コントローラ１２から
の信号によつてステツプモータ１１を介して筒部
材１０を大きく突入させて共鳴通路５の共鳴振動
数を低くする。すると、この共鳴通路５の気柱振
動を利用した慣性過給を行なわせることができる
ため、第３図に示す吸気閉弁時IVCの筒内圧力
Paを大気圧P1より高くすることができるため、
機関の膨張比が変化しないにも拘らず実質圧縮比
を高くしたのと同等の効果が発揮されて機関の出
力が向上する。
逆に、機関が高速低負荷で運転されている場合
は、要求空気流量が低いにも拘らず、ターボ過給
機１，２が高速運転されているので吸気圧力が高
くなり過ぎ、これによつてポンピングロスが高く
なつて燃費が悪化する場合が生じる。従つて、こ
のように実際に供給される空気の流量が要求流量
より多い場合は、コントローラ１２からの信号に
よつてステツプモータ１１を介して筒部材１０を
移動させて共鳴通路５の共振振動数を機関の運転
域から大きく外す。すると、共鳴通路５の気柱の
振動が逆に作用して第４図に示すように吸気閉弁
時IVCの筒内圧力Paを大気圧P1より低くするた
め、実質圧縮比を低くした場合と同様に機関のポ
ンピングロスが減少して燃費が向上する。
は、要求空気流量が低いにも拘らず、ターボ過給
機１，２が高速運転されているので吸気圧力が高
くなり過ぎ、これによつてポンピングロスが高く
なつて燃費が悪化する場合が生じる。従つて、こ
のように実際に供給される空気の流量が要求流量
より多い場合は、コントローラ１２からの信号に
よつてステツプモータ１１を介して筒部材１０を
移動させて共鳴通路５の共振振動数を機関の運転
域から大きく外す。すると、共鳴通路５の気柱の
振動が逆に作用して第４図に示すように吸気閉弁
時IVCの筒内圧力Paを大気圧P1より低くするた
め、実質圧縮比を低くした場合と同様に機関のポ
ンピングロスが減少して燃費が向上する。
又、高速高負荷のようにターボ過給機１，２の
過給圧力が極めて高くなる領域では、筒内圧力が
必要以上に高くなつて騒音及び振動が激しくなる
場合があるが、この場合には共鳴通路５の共鳴振
動数を低くして吸気閉弁時の筒内圧力の上昇を抑
制すればよい。
過給圧力が極めて高くなる領域では、筒内圧力が
必要以上に高くなつて騒音及び振動が激しくなる
場合があるが、この場合には共鳴通路５の共鳴振
動数を低くして吸気閉弁時の筒内圧力の上昇を抑
制すればよい。
つまり、筒部材１０の突入長さＸを変化させて
共鳴通路５の共振振動数を変化させることによ
り、機関の運転状態（回転速度Ｎ及び負荷Ｌ）に
応じて共鳴通路５の共鳴振動数を機関の吸気脈動
にマツチングさせ、あるいはミスマツチングさせ
ることによつて吸気閉弁時IVCの筒内圧力を可変
制御して実質圧縮比を最適制御できるために、タ
ーボ過給機１，２の過給作用では処理しきれなか
つた領域をも運転状態に応じて最適制御すること
ができる。尚、４気筒機関の場合、吸気開弁時期
が相互にオーバラツプする気筒が存在するが、オ
ーバラツプの機関が短く、貫性過給に支障を来す
吸気の干渉が生じるような実質的な吸気開弁時期
のアーバラツプはない。
共鳴通路５の共振振動数を変化させることによ
り、機関の運転状態（回転速度Ｎ及び負荷Ｌ）に
応じて共鳴通路５の共鳴振動数を機関の吸気脈動
にマツチングさせ、あるいはミスマツチングさせ
ることによつて吸気閉弁時IVCの筒内圧力を可変
制御して実質圧縮比を最適制御できるために、タ
ーボ過給機１，２の過給作用では処理しきれなか
つた領域をも運転状態に応じて最適制御すること
ができる。尚、４気筒機関の場合、吸気開弁時期
が相互にオーバラツプする気筒が存在するが、オ
ーバラツプの機関が短く、貫性過給に支障を来す
吸気の干渉が生じるような実質的な吸気開弁時期
のアーバラツプはない。
又、例えば直列６気筒機関のように一つの共鳴
通路５に全ての気筒を接続すれば吸気が干渉する
内燃機関の場合は、例えば第５図に示す実施例の
ように２つの共鳴通路５1，５2を設け、これらの
共鳴通路５1、５2に接続された２つの通路９1，
９2を２条ねじ形に配設することにより、同一の
筒部材１０によつて両通路９1，９2の有効長さを
同時に可変制御することもできる。
通路５に全ての気筒を接続すれば吸気が干渉する
内燃機関の場合は、例えば第５図に示す実施例の
ように２つの共鳴通路５1，５2を設け、これらの
共鳴通路５1、５2に接続された２つの通路９1，
９2を２条ねじ形に配設することにより、同一の
筒部材１０によつて両通路９1，９2の有効長さを
同時に可変制御することもできる。
（考案の効果）
以上説明したように本考案によれば、機関の回
転速度に基づく効率の変化を、共鳴通路の有効長
さを変化させることによつて補正して機関の要求
空気流量と実際に供給される空気流量とを限りな
く一致させるようにしているために、低負荷時の
燃費を犠牲にすることなく高負荷時の出力を確保
することができ、あるいは、高速高負荷時の筒内
圧力の最高値を抑制して機関の騒音及び耐久性を
改善できる。又、有効長さが調整される通路を螺
旋状に形成しているために、共鳴通路を設けるに
必要なスペースを小さくできると共に、筒部材の
移動量に対比して通路の有効長さの変化量を大き
くすることができるので、自動車用機関のように
運転領域が広い内燃機関に対しても充分に対処で
きる。更に、筒部材を往復動するだけで螺旋状の
通路の長さを実質でき可変できる構成であるた
め、筒部材の移動機構が簡単であり、螺旋状通路
部の構造が簡略化され組立作業が容易であり、生
産性が良い等の利点がある。
転速度に基づく効率の変化を、共鳴通路の有効長
さを変化させることによつて補正して機関の要求
空気流量と実際に供給される空気流量とを限りな
く一致させるようにしているために、低負荷時の
燃費を犠牲にすることなく高負荷時の出力を確保
することができ、あるいは、高速高負荷時の筒内
圧力の最高値を抑制して機関の騒音及び耐久性を
改善できる。又、有効長さが調整される通路を螺
旋状に形成しているために、共鳴通路を設けるに
必要なスペースを小さくできると共に、筒部材の
移動量に対比して通路の有効長さの変化量を大き
くすることができるので、自動車用機関のように
運転領域が広い内燃機関に対しても充分に対処で
きる。更に、筒部材を往復動するだけで螺旋状の
通路の長さを実質でき可変できる構成であるた
め、筒部材の移動機構が簡単であり、螺旋状通路
部の構造が簡略化され組立作業が容易であり、生
産性が良い等の利点がある。
第１図は本考案の一実施例の装置全体を示す構
成図、第２図は慣性過給のマツチング領域を示す
図、第３図は低速高負荷領域のＰ−Ｖ線図、第４
図は高速低負荷領域でのＰ−Ｖ線図、第５図は本
考案の他の実施例を示す要部の断面図である。 １……低圧ターボ過給機、２……高圧ターボ過
給機、５，５1，５2……共鳴通路、９，９1，９2
……螺旋状の通路、１０……筒部材、１１……ス
テツプモータ、１２……コントローラ。
成図、第２図は慣性過給のマツチング領域を示す
図、第３図は低速高負荷領域のＰ−Ｖ線図、第４
図は高速低負荷領域でのＰ−Ｖ線図、第５図は本
考案の他の実施例を示す要部の断面図である。 １……低圧ターボ過給機、２……高圧ターボ過
給機、５，５1，５2……共鳴通路、９，９1，９2
……螺旋状の通路、１０……筒部材、１１……ス
テツプモータ、１２……コントローラ。
Claims (1)
- 吸気開弁時期が実質的に相互にオーバラツプし
ない複数の気筒を一つの共鳴通路に接続し、該共
鳴通路を介して吸気を導入すると共に、該共鳴通
路の一部を、内周側が開口された螺旋状の通路と
該螺旋状通路の中心を内周面に沿つて軸方向に移
動可能に配設した筒部材とで構成すると共に、機
関の運転状態に応じて前記筒部材を往復動させて
螺旋状通路の内周面閉塞位置を変化させて吸気を
螺旋状に案内可能な前記螺旋状通路の実質的長さ
を可変制御する手段を設けてなる内燃機関の吸気
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985022566U JPH0424106Y2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985022566U JPH0424106Y2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61140127U JPS61140127U (ja) | 1986-08-30 |
| JPH0424106Y2 true JPH0424106Y2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=30514980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985022566U Expired JPH0424106Y2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424106Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012626B2 (ja) * | 1977-12-02 | 1985-04-02 | 富士写真フイルム株式会社 | カラ−拡散転写法用写真要素 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012626U (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の吸気装置 |
-
1985
- 1985-02-21 JP JP1985022566U patent/JPH0424106Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012626B2 (ja) * | 1977-12-02 | 1985-04-02 | 富士写真フイルム株式会社 | カラ−拡散転写法用写真要素 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61140127U (ja) | 1986-08-30 |
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