JPH0550032U - 吸気２弁式エンジンの可変スワール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行状態に応じてスワールの強さを調整して
排気ガス中の不燃物質などを極力除去すると共に、簡単
な構造による吸気２弁式エンジンの可変スワール装置を
提供する。 【構成】 吸気２弁式エンジンの２つの吸気弁２、３に
それぞれ連通した吸気ポート４、５のいずれか一方に開
閉動作を行なうスワール調整弁７を配設し、走行状態に
応じて該調整弁７を開閉する。この調整弁７が閉成され
ている場合には一方の吸気弁２のみから吸気されるか
ら、強いスワールが形成され、調整弁７が開放されてい
る場合には２つの吸気弁２、３からの吸気が干渉し合っ
てスワールが弱くなる。なお、スワール調整弁７の開閉
は走行状態を検出してモータやエアシリンダなどの操作
手段を介して行なえば、自動制御することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、吸気用に２つのバルブを備えた吸気２弁式エンジンの、シリンダ 内に燃焼用空気を吸気する際に、空気に指向性を付与してシリンダの中心軸のま わりに旋回運動をさせるスワール装置であって旋回運動による渦流の強さなどを 変更させる可変スワール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンでは燃料をシリンダ内に噴霧して燃焼させる噴霧燃焼であ り、高圧噴射された高濃度の噴霧が空間的に均一な状態で極めて短時間で燃焼す る必要がある。そのため、燃焼用空気に積極的に流動を与えてシリンダ中心軸を 中心とする旋回流を形成し、噴霧に横風を与えるようにした装置があり、空気に 流動を形成する装置として、吸気の際に空気に指向性を付与するスワール装置が ある。

【０００３】 従来のこの種のスワール装置としては、吸気１弁式エンジンに具備された装置 として、噴射ノズルをシリンダ中心軸から適宜に偏倚させた位置に設けて、噴射 時に渦流を形成するようにしてある。

【０００４】 また、一般に、シリンダ内で良好な燃焼を得るためには、エンジン回転数に応 じてスワールの強さなどを変更する手段が採用されており、そのために可変スワ ール装置がある。従来の可変スワール装置は、吸気１弁式エンジンでは、副ポー ト式のものが用いられている。すなわち、シリンダに連通して空気を吸込む主ポ ートと該主ポートのシリンダとの接続部近傍に連通した副ポートとを設け、該副 ポートにスワールの調整弁を設けた構造となっている。そして、比較的強いスワ ールを形成する場合には、上記調整弁を閉じて主ポートによってシリンダ中心軸 から偏倚した位置から吸気を行なう。また、弱いスワールを形成する場合には、 上記調整弁を開いて主ポートの端部に副ポートから空気を吸込ませて、主ポート からシリンダに吸気される空気に干渉させる。このため、該主ポートからの空気 の勢が弱められて弱いスワールが得られる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の可変スワール装置では、主ポートに対して副ポ ートを形成した構造で、これらのポートはシリンダヘッドに形成されているから 、該シリンダヘッドが複雑な形状となり、これを製作するための鋳型や製造工程 が複雑なものとなり、形状の管理が煩雑であった。

【０００６】 ところで、最近のディーゼルエンジンの高性能化への対策として、２つの吸気 弁と２つ排気弁とを備えた４弁式エンジンが開発されている。このような吸気２ 弁式エンジンは、シリンダに２つの吸気ポートから空気が吸込まれるもので、こ れら吸気ポートに設けられたそれぞれの吸気弁が同時に開閉するようにしてある 。しかも、２つの吸気ポートから同時に吸気されるから、それぞれの吸気ポート からの吸気が干渉し合うことになる。このため、この干渉によってスワールの強 さが変更される。

【０００７】 すなわち、この考案は、吸気２弁式エンジンが開発されたことに着目し、シリ ンダヘッドその他が簡単な構造で製造工程などが複雑とならない可変スワール装 置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成する技術的手段として、この考案に係る可変スワール装置は 、シリンダ内への燃焼用空気を供給するために開閉するとともに、該空気に流動 を付与するために該シリンダの中心軸から偏倚した位置に配設された２つの吸気 弁を有し、吸気マニホールドとこれら２つの吸気弁のそれぞれを連通させる２つ の吸気ポートを有する吸気２弁式エンジンのスワール装置において、前記２つの 吸気ポートのうちの少なくとも一方に、該吸気ポートを開閉するスワール調整弁 を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

上記スワール調整弁を開放した状態で吸気を行なえば、２つの吸気ポートから 吸気されるから、それぞれの吸気ポートから吸気された空気は干渉し合ってスワ ールが弱められる。

【００１０】 また、スワール調整弁を閉成して１つの吸気ポートからの吸気を停止すると、 他方の吸気ポートからのみ吸気されるから、強いスワールが得られる。

【００１１】

【実施例】

以下、図示した実施例に基づいて、この考案に係る可変スワール装置を具体的 に説明する。

【００１２】 図１および図２はシリンダ１の上部の概略平面図で、シリンダ１の上部であっ て、該シリンダ１の中心軸から適宜に偏倚した位置に第１吸気弁２と第２吸気弁 ３とが配設されている。これら吸気弁２、３はそれぞれ第１吸気ポート４と第２ 吸気ポート５とを介して吸気マニホールド６に連通しており、該吸気マニホール ド６から燃焼用空気が供給される。また、吸気ポート４、５から吸気弁２、３に 対しては吸気弁２、３の中心から偏倚した位置から空気が吸込まれるため、該吸 気は吸気弁２、３の中心軸を中心として渦流となるようにしてある。

【００１３】 そして、上記第２吸気ポート５の中間部に開閉自在なスワール調整弁７が設け られており、該スワール調整弁７を開放した状態では第２吸気弁３と吸気マニホ ールド６とが連通し、閉成した状態では第２吸気弁３と吸気マニホールド６とが 遮断されるようにしてある。なお、このスワール調整弁７は、エアシリンダやモ ータなど図示しない操作手段によって開閉動作されるようにしてある。

【００１４】 以上により構成したこの考案に係る可変スワール装置の作用を、以下に説明す る。

【００１５】 燃焼用空気はシリンダ１内の図示しないピストンの降下によって第１吸気弁２ と第２吸気弁３が開放して吸込まれることにより、該シリンダ１内に供給される 。このとき、該吸気は吸気弁２、３の中心軸を中心とした渦が形成された状態と なる。また、第１吸気弁２と第２吸気弁３のいずれもシリンダ１の中心軸から偏 倚した位置に配設されているから、これら吸気弁２、３から吸込まれた空気はシ リンダ１の中心軸を中心とした旋回流が形成される。このため、シリンダ１内に スワールが形成されることになる。

【００１６】 図１に示すように、スワール調整弁７を開放した状態ではシリンダ１には第１ ポート４と第２ポート５のいずれからも空気が吸込まれる。この状態では、第１ 吸気弁２を通過した空気と第２吸気弁３を通過した空気とが干渉し合って渦流を 解消し合うから、シリンダ１内には弱いスワールが形成される。

【００１７】 また、図２に示すようにスワール調整弁７を閉成した状態では、吸気は第１ポ ート４から第１吸気弁２を通ってのみ行なわれるから、シリンダ１内には該第１ 吸気弁２によってスワールが形成される。このため、該スワールは２つの吸気弁 ２、３から吸気された場合よりも強くなる。したがって、スワール調整弁７を開 閉することによりスワールの強さを調整できる。

【００１８】 図３はスワールの調整制御の一例を示す制御マップで、エンジン回転数Ｎを横 軸で示し、エンジン負荷Ｌを縦軸で示してある。同図において、低速高負荷時と なるＡ領域では、スワールを強くする。また、低速低負荷時となるＢ領域では強 いスワールは必要でないから、吸気のポンピングロスを低減するために２つの吸 気弁２、３から吸気を行なうようにする。さらに、高速時となるＣ領域では強い スワールは必要とならないから、吸込空気量を増大するために２つの吸気弁２、 ３から吸気を行なうようにする。なお、この制御マップはエンジンによって異な る。

【００１９】 次に、図４に基づいてスワールの強さを変更する手順の一例を説明する。

【００２０】 エンジンが作動している状態で、エンジン回転数Ｎが所定の値Ｎ₀ よりも小さ いか否かを判断する（ステップ401 ）。所定の値Ｎ₀ よりも小さい場合には低速 時と判断されてステップ402に進む。ステップ402では、例えばアクセルの開度や 燃料噴射ポンプのラック位置からエンジン負荷Ｌの大きさが所定の値Ｌ₀ よりも 大きいか否かを判断し、大きい場合にはステップ403 に進んで、図示しない操作 手段によってスワール調整弁７を閉じる。したがって、低速時であってエンジン 負荷が大きい場合、即ち図３においてＡ領域にある場合にはスワール調整弁７を 閉じてスワールを強くして燃焼効率を高める。

【００２１】 他方、上記ステップ401またはステップ402においてＮＯと判断された場合には 、図３におけるＡ領域以外の場合であるから、ステップ404 に進んでスワール調 整弁７を開いて吸込空気量を増大させる。そして、ステップ403 またはステップ 404の処理が終了した場合には、ステップ401に戻って上記手順を繰り返す。

【００２２】 本実施例では、スワール調整弁７を全開した場合と全閉した場合とについて説 明したが、該スワール調整弁７の開度を調整することによってスワールの強さを 調整することもでき、エンジン仕様によって使い分ければよい。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案に係る可変スワール装置によれば、吸気２弁式 エンジンにおいて、２つの吸気弁に通じる２つの吸気ポートの少なくとも一方に スワール調整弁を設け、該調整弁を開閉自在としたから、該調整弁が開放されて いる場合には２つの吸気弁から吸込まれる空気が干渉し合ってスワールを弱くし 、該調整弁を閉成した状態では一方の吸気弁のみから吸気されるから、強いスワ ールを形成することができる。

【００２４】 しかも、吸気ポートにスワール調整弁を配設した構造であるから、シリンダヘ ッドなどに複雑な構造部を形成する必要がなく、該シリンダヘッドの製造が容易 となると共に、形状管理が簡便となる。

【００２５】 さらに、スワールの強さを調整できるから、車両の走行状態に応じたスワール に調整することにより、排気ガス中の不燃物質などを極力除去することができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダの上部の概略平面図でシリンダを想像
線で示してあり、スワール調整弁を開放した状態を示
す。

【図２】シリンダの上部の概略平面図でシリンダを想像
線で示してあり、スワール調整弁を閉成した状態を示
す。

【図３】スワールを制御する場合の一例を示す制御マッ
プである。

【図４】スワールの調整手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ 第１吸気弁 ３ 第２吸気弁 ４ 第１吸気ポート ５ 第２吸気ポート ６ 吸気マニホールド ７ スワール調整弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内への燃焼用空気を供給するた
   めに開閉するとともに、該空気に流動を付与するために
   該シリンダの中心軸から偏倚した位置に配設された２つ
   の吸気弁を有し、吸気マニホールドとこれら２つの吸気
   弁のそれぞれを連通させる２つの吸気ポートを有する吸
   気２弁式エンジンのスワール装置において、 前記２つの吸気ポートのうちの少なくとも一方に、該吸
   気ポートを開閉するスワール調整弁を設けたことを特徴
   とする吸気２弁式エンジンの可変スワール装置。