JPH0448928B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの吸気装置、特に低負荷領域
から高負荷領域にわたる全負荷領域で燃焼室に吸
気を供給する１次側吸気通路と、高負荷領域で吸
気を供給する２次側吸気通路とを有するエンジン
の吸気装置に関する。

（従来技術） 一般にエンジンの出方は、吸気通路に設けたス
ロツトルバルブを開閉作動させて燃焼室への吸気
充填量を調整することにより制御されるが、この
ような制御方法によると、吸気量が少ない低負荷
時にスロツトルバルブの開度が小さくなることに
起因して所謂絞り損失ないしポンピングロスが増
大し、その結果、燃費性能が悪化するという問題
が生じる。

エンジンの吸気装置に関する上記のような問題
に対しては、例えば特開昭58−23245号公報に示
されているようにミラーサイクルエンジンと称せ
られるものが提案されている。これは、吸気通路
として、アクセルペダルの踏込み量が所定量以上
となつた時に開作動するシヤツタバルブが備えら
れた大径の主吸気通路（以下、２次側吸気通路と
いう）と、上記シヤツタバルブをバイパスする小
径のバイパス通路（以下、１次側吸気通路とい
う）とを設けると共に、１次側吸気通路の途中に
クランク軸ないしカム軸の回転によつて駆動され
るロータリバルブを備え、このロータリバルブの
開弁時期を吸気弁の開弁時期に対して変化させ
て、両バルブの開弁時期のオーバーラツプ期間を
負荷に応じて制御するように構成したものであ
る。これによれば、当該エンジンの低負荷時（ア
クセルペダルの踏込み量が所定量以下の時）にお
いて２次側吸気通路上のシヤツタバルブが閉じら
れている場合に、１次側吸気通路を通過する吸気
の流量が上記オーバーラツプ期間によつて調整さ
れることになり、低負荷時にスロツトルバルブの
開度を小さくすることにより吸気量を制限する場
合のようなポンピングロスの増大が回避されるこ
とになる。

しかし、このロータリバルブを備えたエンジン
においては、該バルブと、該バルブが摺動回転す
るハウジングとの間のシール性を確保するのが困
難であり、また構造上、該ロータリバルブを燃焼
室に近接させるのが困難で、該ロータリバルブと
吸気弁との間に比較的大きなデツドボリユームが
生じるため、精度の良い吸気量の制御がむずかし
いという問題がある。また、多気筒エンジンの場
合には、クランク軸方向に配置した１本のロータ
リバルブで全気筒に対する吸気量の制御を行うこ
とになるが、この場合、気筒間での空気の漏れが
生じて各気筒に対する吸気の分配が良好に行われ
ず、更に該ータリバルブの開弁時期を負荷に応じ
て変化させる構造が著しく複雑となる等の欠点が
ある。

（発明の目的） 本発明は、ポンピングロスを低減して燃費性能
の向上を図るための吸気装置として、上記の如き
ロータリバルブを使用しない吸気装置を実現し、
これにより吸気に対するシール性や各気筒への分
配性に優れて吸気量を精度良く調整することがで
き、また負荷に応じた吸気量の制御を比較的簡素
な構成で行い得ると共に、低負荷時におけるポン
ピングロスを有効に低減することができる吸気装
置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本考案に係るエンジンの吸気装置は、上記目的
達成のため次のように構成したことを特徴とす
る。

即ち、燃焼室に全負荷領域で吸気を供給する１
次側吸気通路と、低負荷領域で閉じられるシヤツ
タバルブが備えられて高負荷領域のみで吸気を供
給する２次側吸気通路とを有するエンジンにおい
て、上記１次側吸気通路及び２次側吸気通路を
夫々開閉する１次側吸気弁と２次側吸気弁とを備
え、これらの吸気弁の開、閉弁時期及びリフト量
を固定すると共に、両吸気弁の閉弁時期を、２次
側吸気弁は通常のピストン不死点過ぎに、１次側
吸気弁は上死点から下死点へのピストン下降行程
の略中間時期に夫々設定する一方、１次側吸気弁
のリフト量を２次側吸気弁のリフト量よりも少な
く設定する。そして、上記１次側吸気通路と２次
側吸気通路とが合流している吸気通路上流部に補
助スロツトバルブを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、低負荷時には、吸気
は１次側吸気通路のみから燃焼室に供給されるこ
とになるが、この１次側吸気通路を開閉する１次
側吸気弁の開弁期間は通常の開弁期間を有する２
次側吸気弁よりも短くなり、また、リフト量も２
次側吸気弁よりも少ないので、吸気量は２次側吸
気通路が閉じられることに加えて、１次側吸気弁
によつて大きく制限されることになる。そして、
このように吸気量が十分に制限される状態で、補
助スロツトバルブによつて該吸気量の負荷に応じ
た調整が行われることにより、吸気量が著しく少
ない極低負荷時においても、上記補助スロツトル
バルブを余り絞ることなく、該吸気量が十分に制
限されることになる。これにより、低負荷時にス
ロツトバルブを絞ることによつて吸気量を制限し
ていた従来のものに比較して、エンジンのポンピ
ングロスが効果的に低減されることになる。

そして、特に本発明においては、１次側吸気弁
の開弁期間を２次側吸気弁の開弁期間よりも短く
するに当たつて、該１次側吸気弁の閉弁時期を、
通常はピストン下死点過ぎであるところを上死点
から下死点へのピストン下降行程の略中間時期に
設定したことにより、吸気行程におけるピストン
速度が最も早くなる下降行程の中間時期以降は該
１次側吸気弁が閉じられることになり、これによ
り、低負荷時に吸気量が効果的に制限されること
になつて、補助スロツトルバルブの絞り量、即ち
ポンピングロスが一層低減されることになる。

（発明の効果） 以上のように本発明に係るエンジンの吸気装置
によれば、低負荷領域において吸気量を制限する
手段として実質的な吸気期間を制限するようにし
たから、ロータリバルブと吸気弁との開弁時期の
オーバーラツプ期間を変化させることにより吸気
量を制御するミラーサイクルエンジンと同様に、
低負荷時におけるポンピングロスが低減されるこ
とになる。そして、特に本発明によれば、上記効
果を１次側吸気通路及び２次側吸気通路を夫々開
閉する１次側吸気弁及び２次側吸気弁の開、閉弁
時期及びリフト量を固定しながら、１次側吸気弁
の閉弁時期をピストン下降行程の略中間時期に設
定し、且つ該１次側吸気弁のリフト量を２次側吸
気弁よりも少なくすることによつて実現するよう
にしたから、上記ポンピングロスが一層効果的に
低減され、しかも、ロータリバルブが有するシー
ル性、各気筒への吸気の分配性等の面における欠
点がなく、従つて各気筒に対する吸気量の制御を
精度良く行うことができると共に、ロータリバル
ブを用いる場合に比較して構造が簡素化される利
点がある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すように、エンジン１にはシリンダ
ボア２ａが形成されたシリンダブロツク２と、上
記シリンダボア２ａ内に嵌挿されたピストン３
と、シリンダブロツク２の上面に取付けられたシ
リンダヘツド４とで形成される燃焼室５が設けら
れていると共に、上記シリンダヘツド４にはその
両側から燃焼室５に夫々通じる吸気ポート６と排
気ポート７とが設けられている。そして、吸気ポ
ート６には吸気管８が接続され、また排気ポート
７には排気管９が接続されている。

然して第２図に示すように、上記吸気ポート６
は、各気筒毎に２つの吸気ポート６₁，６₂が設け
られていると共に、吸気管８はサージタンク部８
ａと、該サージタンク部８ａから分岐されて上記
２つの吸気ポート６₁，６₂に夫々接続された２つ
の分岐通路８₁，８₂とを有し、これによりサージ
タンク部８ａと各気筒の燃焼室５との間に１次側
吸気通路１０₁と２次側吸気通路１０₂とが形成さ
れている。

そして、両吸気通路１０₁，１０₂上に夫々燃料
噴射ノズル１１，１１が配設されていると共に、
２次側吸気通路１０₂にはアクセルペダル（図示
せず）の踏込み量が所定量以上となつた時に開く
シヤツタバルブ１２が備えられている。また、上
記吸気管８におけるサージタンク部８ａの入口８
ｂにはアクセルペダルに連動して開閉される補助
スロツトルバルブ１３が備えられていると共に、
更にその上流側にはエアクリーナ１４と、該クリ
ーナ１４からの吸入空気量を測定するエアフロー
メータ１５とが備えられている。

一方、上記シリンダヘツド４には、１次側及び
２次側吸気通路１０₁，１０₂（吸気ポート６₁，
６₂）の燃焼室５への開口部を夫々開閉する１次
側吸気弁１６₁及び２次側吸気弁１６₂と、排気ポ
ート７の開口部を開閉する排気弁１７とが備えら
れている。これらの弁１６₁，１６₂，１７はいず
れもスプリング１８……１８より閉方向に付勢さ
れていると共に、シリンダヘツド４の上部中央に
はクランク軸（図示せず）の回転によつて駆動さ
れるカム軸１９が配設され、該カム軸１９に設け
られた１次側、２次側吸気カム２０₁，２０₂によ
りロツカアーム２１，２１を介して上記１次側、
２次側吸気弁１６₁，１６₂が開動され、また排気
カム２２によつてロツカアーム２３を介して上記
排気弁１７が開動されるようになつている。その
場合に、上記１次側吸気カム２０₁はリフト部の
回転方向に対する後端位置が２次側吸気カム２０
_２のリフト部の後端位置より手前側に設定されて
おり、これに伴つて第３図に示すように１次側吸
気弁１６₁の閉弁時期がピストン下降行程の略中
間時期とされて、該１次側吸気弁１６₁が開弁期
間の短い所謂早閉じタイプの弁とされている。
次に、この実施例の作用を説明すると、先ずアク
セルペダルが所定量以上踏込まれている高負荷領
域においては、２次側吸気通路１０₂に設けられ
たシヤツタバルブ１２が開くので、エアクリーナ
１４から吸入された吸気はエアフローメータ１５
及び補助スロツトルバルブ１３を通過して吸気管
８のサージタンク部８ａに流入した後、該サージ
タンク部８ａと燃焼室５との間に設けられた１次
側及び２次側吸気通路１０₁，１０₂の両方を通つ
て、１次側および２次側吸気弁１６₁，１６₂の開
弁期間中に燃焼室５に導入されることになる。こ
れにより、高負荷時には２つの吸気通路１０₁，
１０₂から多量の吸気が燃焼室５に導入され、所
要のエンジン出力か得られることになる。尚、こ
の高負荷領域においては、上記補助スロツトルバ
ルブ１３の開度が比較的大きな状態でアクセルペ
ダルの踏込みに応じて増減され、従つて上記１次
側及び２次側吸気通路１０₁，１０₂から供給され
る吸気量ないしエンジン出力が負荷に応じて制御
されることになる。また、この吸気量はエアフロ
メータ１５によつて測定され、その測定値と別途
検出されるエンジン回転数とに応じて燃焼噴射ノ
ズル１１，１１からの燃料噴射量が制御される。

一方、アクセルペダルの踏込み量が所定量以下
の低負荷領域においては、２次側吸気通路１０₂
におけるシヤツタバルブ１２が閉じるので、吸気
は１次側吸気通路１０₁のみから燃焼室５に供給
されることになる。その場合に、この１次側吸気
通路１０₁を開閉する１次側吸気弁１６₁は、第３
図に示すように、開弁時期について通常の開弁期
間を有する２次側吸気弁１６₂と同様に排気行程
から吸気行程に移行するピストン上死点の手前位
置とされているが、閉弁時期はピストン下死点よ
りかなり手前のピストン下降行程の略中間時期と
されて、開弁期間が短く設定され、特にピストン
下降速度が最も速くなる下降行程の中間時期以降
は該１次側吸気弁１６₁は閉じた状態となる。そ
のため、この１次側吸気通路１０₁のみから吸気
が供給される低負荷領域においては、補助スロツ
トルバルブ１３を絞らなくても吸気量が少量に制
限されることになり、従つて吸気弁が通常の開弁
期間を有する場合においてスロツトルバルブ開度
を著しく小さくすることにより吸気量を制限する
場合のような大きなポンピングロスを生じないこ
とになる。尚、この低負荷領域においても負荷に
応じた吸気量の調整が必要なので、補助スロツト
ルバルブ１３が開閉されるのであるが、この場合
においては、上記のように１次側吸気弁１６₁の
閉弁時期を早くすることによつて吸気量が基本的
に制限されているから、極低負荷時にも補助スロ
ツトルバルブ１３を余り絞る必要がなく、従つて
大きなポンピングロスを生じることがないのであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るエンジン吸気装置の実施例
を示すもので、第１図は該吸気装置の全体構成を
示す縦断正面図、第２図は該吸気装置における吸
気通路の構成を示す要部概略横断平面図、第３図
は吸気弁の開弁時期を示すバルブリフト図であ
る。 ５……燃焼室、１０₁……１次側吸気通路、１
０₂……２次側吸気通路、１２……シヤツタバル
ブ、１３……補助スロツトルバルブ、１６₁……
１次側吸気弁、１６₂……２次側吸気弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃焼室に全負荷領域で吸気を供給する１次側
   吸気通路と、低負荷領域で閉じられるシヤツタバ
   ルブが備えられて高負荷領域のみで吸気を供給す
   る２次側吸気通路とを有するエンジンにおいて、
   上記１次側吸気通路及び２次側吸気通路を夫々開
   閉する１次側吸気弁と２次側吸気弁とを備え、こ
   れらの吸気弁の開、閉弁時期及びリフト量を固定
   すると共に、両吸気弁の閉弁時期を、２次側吸気
   弁はピストン不死点過ぎに、１次側吸気弁は上死
   点から下死点へのピストン下降行程の略中間時期
   に夫々設定する一方、１次側吸気弁のリフト量を
   ２次側吸気弁のリフト量よりも少なく設定し、且
   つ上記１次側吸気通路と２次側吸気通路とが合流
   している吸気通路上流部に補助スロツトルバルブ
   を備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。