JPH0450425Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関の燃焼室内に供給する燃焼
用空気のスワール強度を制御する可変スワール装
置に関する。

［従来の技術］ 一般に内燃機関では、燃料とスワール化された
燃焼用空気を燃焼室に供給し、着火燃焼性に優れ
た混合気を生成して燃焼効率の向上を図つてい
る。また、燃焼用空気のスワール強度は、機関負
荷に応じて制御することが有効であるため第４図
に示す提案がなされている。

図示するように、シリンダヘツド１には、その
一側部より開口されて燃焼室（図示せず）に連通
し、その燃焼室に燃焼用空気をスワール化して供
給するためのヘリカル状の吸気ポート２が設けら
れている。また、その吸気ポート２には、これに
燃焼用空気を供給するための吸気管３が接続され
ている。

一方、吸気管３、吸気ポート２を介して燃焼室
内に供給する燃焼用空気のスワール強度を内燃機
関の負荷に応じて調整するために、上記シリンダ
ヘツド１内には、その吸気ポート２に沿い、かつ
吸気ポート２と吸気管３とを結ぶスワール調整ポ
ート４が形成されている。また、シリンダヘツド
１に接続される上記吸気管３の接続部は拡径さ
れ、その拡径部５には、上記吸気管３側のスワー
ル調整ポート４を開閉する開閉弁６を開閉弁用シ
リンダ７内に往復動自在に収容した開閉手段８が
設けられている。

従つて、上記開閉弁６がスワール調整ポート４
を閉にした際には、吸気ポート２内は高スワール
に設定されることになり、開閉弁６がスワール調
整ポート４を開にした際には、吸気ポート２内は
低スワールに設定されることになる。そのため従
来では、機関負荷に応じて開閉弁用シリンダ７に
接続された流体ホース９を開閉する電磁弁（図示
せず）をタイマ、またはリレー等と組み合わせて
上記開閉弁６を開閉作動していた。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、上記提案は、燃焼室からの燃焼ガス
の吹き返し、または空気に含まれるオイルミスト
等がスワール調整ポート４内に燃焼未燃物
（HC）として付着成長してしまいそのスワール
調整ポート４が徐々に閉塞され、吸気ポート２が
高スワールのみに設定されてしまうという問題が
あつた。

この問題点は、常時吸気ポート２を高スワール
に設定するために、ピストン、ピストンシリン
ダ、シリンダヘツド１等の温度が異常上昇し、亀
裂、破壊させる要因になつている。また、この問
題は、内燃機関の負荷に応じて顕著にあらわれる
ため、改善を求められていた。さらに、開閉弁を
作動する作動エアを大気開放していたため、不快
音が増加し問題になつていた。

［考案の目的］ 本考案は、上記問題点を解消すべく創案された
もので、本考案の目的は、内燃機関の吸気通路に
連通してスワール強度を制御するスワール調整ポ
ートの目詰りを防止して、機関の信頼性と燃焼効
率を向上し、また空気通路の開閉に伴う騒音を低
減できる可変スワール装置を提供するにある。

［考案の概要］ 本考案は、上記目的を達成すべくスワール強度
を調節すべく吸気ポート下流部と吸気管とを結ん
で設けられたスワール調整ポートと、車両の制御
用空気圧シリンダへ制御用の高圧空気を供給する
空気供給通路と、上記調整ポートのその上流から
下流端へ向けて高圧空気を供給すべく上記空気供
給通路とスワール調整ポートとを結んで設けられ
た空気排出通路とを備え、この空気排出通路と上
記空気供給通路との接続部に、空気供給通路と制
御用空気圧シリンダとの連通を遮断したときには
上記スワール調整ポートと制御用空気圧シリンダ
とを連通し、スワール調整ポートと制御用空気圧
シリンダの連通を遮断したときには空気供給通路
と制御用空気圧シリンダとを連通させる切換え弁
を設けたものである。

［実施例］ 以下、本考案の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

第１図は、内燃機関のシリンダホデイ１０上
に、ガスケツト等のシール部材１１を介してシリ
ンダヘツド１を接合した概略断面図である。

図示するように、シリンダヘツド１には、その
一端を開口し他端がシリンダホデイ１０内に形成
されたシリンダ室１２に連通する吸気ポート２が
形成されている。この吸気ポート２は、燃焼用空
気をスワール化してシリンダ室１２に供給するた
めにヘリカル状に形成される。吸気ポート２のシ
リンダ室１２側の端部には、弁座１３が一体的に
設けられ、その弁座１３には、シリンダヘツド１
に弁案内筒１４に吸気弁１５の弁傘部１５ａが着
座自在に設けられている。さらに、シリンダ室１
２には、耐摩耗性、シール性に優れたピストンリ
ング１６を介して、頂部に窪んだ燃焼室１７を有
するピストン１８が、往復動自在に設けられてい
る。

ところで、吸気ポート２内に導入される燃焼用
空気のスワール強度を調整するために、シリンダ
ヘツド１内には、その吸気ポート２の最下流部と
吸気管３とを結んで、燃焼用空気の一部をバイパ
スしてスワール強度を弱めるためのスワール調整
ポート４が形成されている。また、上記吸気管３
の接続部は、上記スワール調整ポート４に燃焼用
空気を供給すべく拡径され、その拡径部５には、
吸気管３側のスワール調整ポート４を開閉する開
閉手段８が一体的に設けられている。

この開閉手段８は、上記スワール調整ポート４
に着座してそれを開閉する開閉弁６と、先端に開
閉弁６が一体化された開閉弁用ロツド部材１９
と、そのロツド部材１９を往復動自在に収容する
開閉弁用シリンダ７と、ロツド部材１９の後端に
接続され開閉弁用シリンダ７内に供給される作動
流体圧によつて移動自在な開閉弁用ピストン部材
２０と、上記シリンダ７内に収容されると共に、
上記ロツド部材１９を包囲して、開閉弁用シリン
ダ７と開閉弁用ピストン部材２０との間で所定の
反発力を付勢する開閉弁用コイルばね２１とで構
成される。

ここで、内燃機関の負荷と回転数とに応じて、
燃焼空気のスワール強度を調整し、またスワール
調整ポート４内の燃焼未燃物を除去してその信頼
性を向上させるために、シリンダヘツド１には上
記スワール調整ポート４に連通し、吸気ポート２
下流側に高圧空気を供給してスワール調整ポート
４内に生成される燃焼未燃物（HC）を除去する
清浄用通路２２からなる高圧空気供給手段が接続
される。

この清浄用通路２２は具体的には、その一端が
シリンダヘツド１に開口し、他端がスワール調整
ポート４の略中央に連通して、上記吸気ポート２
側を臨むように形成され、その清浄用通路２２
に、各種空気制御系の高圧空気源が接続されてい
る。

スワールの調整は、上記開閉弁６が、閉方向に
作動してスワール調整ポート４を閉にしたとき
に、吸気ポート２内の燃焼用空気は高スワールに
設定され、上記開閉弁６が開作動してスワール調
整ポート４を開にした際には、燃焼用空気の一部
がスワール調整ポート４内にバイパスされ、その
結果吸気ポート２からシリンダ室１２に供給され
る燃焼用空気は低スワールに設定される。

一方、スワール調整ポート４内、特にスワール
調整ポート４の吸気ポート２側に顕著に生成され
る燃焼未燃物（HC）を除去するためには、上記
の如く清浄用通路２２内に高圧空気を供給すれば
良く、その清浄用の高圧空気にて生成されつつあ
る燃焼未燃物（HC）を除去すればスワール調整
ポート４の機能を有効に維持することが可能にな
る。

他方、上記開閉手段８及び清浄用通路２２内に
空気等の流体を供給してこれらを良好に作動する
ために、本実施例では空気制御系及び高圧空気供
給手段が以下の如く構成されている。

第１図に示すように、開閉手段８の開閉弁用シ
リンダ７の後端を開口し、その開口部には、これ
よりシリンダ７内に流体を供給する第１エアホー
ス２３を接続した継手部材２４が、一体的に設け
られている。この第１エアホース２３は、３方弁
からなる第１電磁弁２５を介してエアタンク２６
に接続される。また、このエアタンク２６には、
例えば機関の負荷と回転数に応じて過給圧を調整
する２つのターボ過給圧制御用シリンダ２７に、
作動エアを供給する第２、第３エアホース２８，
２９が、それぞれ３方弁からなる第２、第３電磁
弁３０，３１を介して接合されている。さらに、
第１、第２、第３電磁弁２５，３０，３１の各排
気ポート側は第４エアホース３２にて接続されて
いる。また、第１エアホース２３と第４エアホー
ス３２には、第５エアホース３３が接続され、そ
の第５エアホース３３には、第５電磁弁３４が接
続され、エアタンク２６のエアが第５エアホース
３３、第５電磁弁３４を介して排気ブレーキ用エ
アシリンダ３５に供給され、そのシリンダ３５が
作動され、そのシリンダ３５からの排出エアが第
５電磁弁３４の排気ポートから第５エアホースに
排出されるように接続される。さらに、その第４
エアホース３２には、上記清浄用通路２２に接続
される第６エアホース３６が接続されている。

ところで、上記各エアシリンダ２７，３５は、
第２図に示す如く構成される。

図示される如く、円筒状のエアシリンダ本体３
７内にシールリング３８を介して往復動自在にピ
ストン部材３９を設け、そのピストン部材３９の
後端軸芯にロツド部材４０が一体的に接続し、そ
のロツド部材４０を移動自在に嵌合し上記エアシ
リンダ本体３７の後端４１を閉塞するガイド部材
４２を一体的に設け、そのガイド部材４２と上記
ピストン部材３９との間で所定の弾発力を付勢す
るコイルばね４３を設け、さらに、エアシリンダ
本体３７の先端を開口してエアホースの接続部を
接続する開口部４４を形成して構成する。また、
ロツド部材４０の後端は、各作動リンク系がそれ
ぞれピン結合されている。

従つて、第１図に示す如く第２、第３電磁弁３
０，３１を切り換えて２つのターボ過給圧制御用
シリンダ２７にエアタンク２６からの作動エアを
第１、第２エアホース２３，２８を介して供給す
ると、エアシリンダ本体３７内のピストン部材３
９はコイルばね４３を押圧して、ロツド部材４０
を伸長方向に作動しターボ過給圧用リンク系４５
を作動する。さらに、その後第３図に示す如く第
２、第３電磁弁３０，３１を逆方向に切り換えた
際には、上記コイルばね４３の反発力により排出
される高圧の作動エアは、第４、第６エアホース
３２，３６を通つて清浄用通路２２内に供給さ
れ、これによりスワール調整ポート４内を清浄す
ることになる。この場合開閉手段８が閉作動した
際には、スワール調整ポート４の吸気ポート２側
に付着した燃焼未燃物をより一層除去できる。

排気ブレーキ用エアシリンダ３５もまた同様
に、エアタンク２６から供給される作動エアを第
４電磁弁３４に切り換え時に第４、第６エアホー
ス３２，３６を介して清浄用通路２２内に供給す
る。

また、開閉手段８も、エアタンク２６より供給
される作動エアを第１電磁弁２５の切り換えによ
り開閉作動し、その閉弁方向に作動する際には、
その開閉手段８内の作動エアを第４、第６エアホ
ース３２，３６内に排出し、それを清浄用通路２
２に供給するものである。

以上の如く空気制御系及び高圧空気供給手段を
構成することによつて、上記ターボ過給圧制御用
シリンダ２７、排気ブレーキ用エアシリンダ３５
及び開閉手段８は各電磁弁の切り換えによつて、
夫々独立、または連動して、任意に清浄用通路２
２内に作動エアを供給できるようになり、機関負
荷と回転数に応じて生成される燃焼未燃物
（HC）をスワール調整ポート４から除去し、こ
れによつてスワール調整ポート４の信頼性を大巾
に向上しそれによつて機関の燃焼効率を向上する
ものである。

また、従来において空気制御系を作動する作動
エアを大気開放せずに、清浄用通路２２に供給す
るように構成するため、作動エアを効率良く使用
できると共に、大気開放時に発生していた騒音を
除去し、不快音を低減することができる。

なお、本考案の実施例にあつて、第１エアホー
ス２３及び第３エアホース２９が空気供給通路
を、第６エアホース３６が空気排出通路を、第３
電磁弁３１が切換え弁を構成している。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば次の如き優
れた効果を発揮する。

(1) 従来、排出されていた高圧空気を捨てること
なくそのまま利用でき、経済的に且つ確実にス
ワール調整ポート内を清浄することができる。

(2) 機関の燃焼性能、耐久性、信頼性を可及的に
向上させることができる。

(3) 空気圧シリンダの不快な排気音をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の可変スワール装置を示す概略
断面図、第２図は空気制御系を作動させるシリン
ダの構造を示す概略断面図、第３図は第１図にお
いてスワール調整ポートを清浄する状態を示す概
略断面図、第４図は従来例を示す図である。 図中、１はシリンダヘツド、２は吸気ポート、
３は吸気管、４はスワール調整ポート、８は開閉
手段、１５は吸気弁、１８はピストン、２２は高
圧空気供給手段である清浄用通路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スワール強度を調節すべく吸気ポート下流部と
   吸気管とを結んで設けられたスワール調整ポート
   と、車両の制御用空気圧シリンダへ制御用の高圧
   空気を供給する空気供給通路と、上記調整ポート
   のその上流から下流端へ向けて高圧空気を供給す
   べく上記空気供給通路とスワール調整ポートとを
   結んで設けられた空気排出通路とを備え、該空気
   排出通路と上記空気供給通路との接続部に、空気
   供給通路と制御用空気圧シリンダとの連通を遮断
   したときにはスワール調整ポートと制御用空気圧
   シリンダとを連通し、スワール調整ポートと制御
   用空気圧シリンダとの連通を遮断したときには空
   気供給通路と制御用空気圧シリンダとを連通させ
   る切換え弁を設けたことを特徴とする可変スワー
   ル装置。