JPH0663454B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH0663454B2
JPH0663454B2 JP60040921A JP4092185A JPH0663454B2 JP H0663454 B2 JPH0663454 B2 JP H0663454B2 JP 60040921 A JP60040921 A JP 60040921A JP 4092185 A JP4092185 A JP 4092185A JP H0663454 B2 JPH0663454 B2 JP H0663454B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/08Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • 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
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、吸気通路に吸気弁よりも遅れて開くタイミン
グバルブが設けられたエンジンの吸気装置に関するもの
である。
(従来技術) エンジンの空気装置のなかには、特開昭55−107018号公
報に示すように、吸気通路に吸気弁より、遅く開くタイ
ミングバルブを設けることにより吸気圧力変化の振幅を
大きくして吸気慣性効果を高め、もって充填効率すなわ
ちエンジントルクを増大させるようにしたものである。
そして、タイミングバルブの開時期をエンジン回転数に
応じて進角させる進角機構を設けて、エンジン低回転域
での吸気慣性効果をタイミングバルブによって積極的に
得る一方、元々吸気慣性効果の大きいエンジン高回転域
ではその開時期を早めて、タイミングバルブが吸気抵抗
とならないようにすなわちポンピングロスが極力小さく
なるようにしている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、エンジンの吸気弁は、一般にその閉時期が不
変であるが、この吸気弁の閉時期は、エンジン高回転域
における充填効率向上のため、かなり遅れた時期に設定
されている。
しかしながら、上述のように吸気弁の閉時期が不変とさ
れた通常のエンジンに、吸気振幅増大用のタイミンバル
ブを単に設けただけでは、エンジン低回転時にあって
は、吸気流速の遅いこともあって吸気の吹返しがかなり
激しくなり、タイミングバルブを設けた効果が十分に引
出せないものとなる。
この吹返しを防止するため、タイミングバルブの開時期
を遅らせることも考えられるが、タイミングバルブの開
時期は、吸気圧力振幅とポンピングロスで決定されるも
のであり、開時期を遅らせればポンピングロスが増大
し、また逆に進ませれば充分な圧力振幅が得られなくな
るため、むやみにタイミングバルブの開時期を変更する
ことはできない。
本発明は以上の事情を勘案してなされたもので、エンジ
ン吸気通路に、エンジン回転数に応じてその開時期が設
定されるタイミングバルブを設けたものにおいて、エン
ジン高回転時における充填効率を犠牲にすることなく、
エンジン低回転時での吸気の吹返しを極力少なくして、
このタイミングバルブによる吸気慣性効果をより向上し
得るようにしたエンジンの吸気装置を提供することを目
的とする。
(問題点を解決するための手段、作用) 前述の目的を達成するために、本発明にあっては、吸気
通路に吸気弁よりも遅れて開くタイミングバルブが設け
られ、該タイミングバルブの開時期をエンジン回転数の
上昇に応じて進角させる進角機構を備えたエンジンの吸
気装置において、 前記吸気通路に前記タイミングバルブの上流側において
設けられる容積室と、 前記吸気弁の閉時期をエンジン低回転時には高回転時よ
りも早くなるように変更する吸気弁制御装置と、 が備えられている、 構成としてある。
このような構成とすることにより、エンジン高回転時に
は吸入行程を十分長くして充填効率が確保される一方、
エンジン低回転時には、吸気の吹返しを防止ないしは抑
制してタイミングバルブによる吸気慣性効果を十分に利
用して充填効率を高めることができる。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。
本発明の第1実施例を示す第1図、第2図において、1
は直列4気筒とされたエンジン本体で、気筒2内に嵌挿
されたピストン3の往復動によって、連接棒4を介して
クランク軸5が回転駆動されるものとなっている。ピス
トン3によって画成された燃焼室6には、吸気ポート
7、排気ポート8が開口され、吸気ポート7は吸気弁9
により、また排気ポート8は排気弁10により、クランク
軸5の回転に同期して回転するカム(カムシャフト)11
あるいは12により、後述するタイミングで開閉されるよ
うになっている。
吸気ポート7に連なる吸気通路13は、図示を略すエアク
リーナより伸びる1本の共通通路14と、この下流端に設
けられたサージタンク15と、サージタンク15より各気筒
2における吸気ポート7に対して個々に独立して連なる
独立通路16とを備え、この独立通路16に、タイミングバ
ルブ17が設けられている。
タイミングバルブ17は、それぞれ、気筒配列方向に長く
伸びるケーシング17aと、この内部に軸受18を介して回
転自在に配設された回転子17bとを有するロータリ式と
され、この回転子17bに、気筒2の数に応じた数の4つ
の連通口17cが開口されている。この4つの連通口17cは
それぞれ気筒配列方向に間隔をあけて、かつ互いに回転
子17bの周回り方向に90゜づつずれて形成されている
(第2図では、連通口17cの存在を明確にするため、こ
の周回り方向の位置関係を同一として示してある)。
このタイミングバルブ17(の回転子17b)は、クランク
軸5によって、進角機構19を介して機械的に駆動される
ようになっている。すなわち、進角機構19は、回転子17
bの一端に取付けた第1ヘリカルギア20と、この第1ヘ
リカルギア20に軸方向において対向して配置されて中間
軸21に取付けられた第2ヘリカルギア22とを有し、中間
軸21に設けたプーリ23とクランク軸5に設けたプーリ24
との間にタイミングベルト25が張設されて、当該中間軸
21がクランク軸5により回転駆動されるようになってい
る。そして、両ヘリカルギア20と22とに対して調整駒26
が噛合されて、この調製駒26を回転子17bの軸方向に変
位させることによって、第2ヘリカルギア22(すなわち
クランク軸5)に対する第1ヘリカルギア20(すなわち
回転子17b)の相対回転位置(すなわち進角量)が変更
されるようになっている。
ここで、進角機構19は、エンジン回転数に応じてその進
角量が変更されるもので、このため、調整駒26駆動用の
アクチュエータ27が、エンジン回転数が入力される制御
ユニット28によって作動されるようになっている。この
制御ユニット28により設定されるタイミングバルブ17の
開時期を吸気弁9の開閉時期との関係で第3図に示して
あり、図中破線がエンジン低回転域での状態を、また図
中実線がエンジン高回転域での状態を示してあり、この
図からも理解されるように、エンジン回転数が大きくな
るほど進角される(吸気弁7の開時期に対するタイミン
グバルブ17の開時期の遅れが小さくなる)。
一方、前記吸気弁9は第1可変機構29を介して、また排
気弁10は第2可変機構30を介して、それぞれカム11ある
いは12により開閉制御されるものとなっている。上記第
1可変機構29は、吸気弁9の閉時期を変更する吸気弁制
御装置の主構成要素となるもので、例えば特開昭59−65
509号公報で示すようなもの利用して構成されて、カム1
1の回転中心を中心として揺動自在な保持部材31と、こ
の保持部材31に摺動自在に保持されたタペット32とを有
し、この保持部材31の揺動措置に応じて、カム11の回転
角に対するタペット32の接触位置が変更されて、これに
より、カム11の回転位置に対する吸気弁9の開閉時期が
変更されるようになっている。すなわち、吸気弁9は第
3図に示すように、エンジン高回転時には遅く、またエ
ンジン低回転時には早く閉じられるように、エンジン回
転数に応じてその閉時期が連続的に変更されるようにな
っている。そして、保持部材31の揺動は、これにピン33
を介して連結されたロッド34を、アクチュエータ35によ
り進退動させることにより行われる。勿論、このアクチ
ュエータ35は、前記制御ユニット28により、エンジン回
転数に応じて作動される。
なお、第2可変機構30もその構成自体は実質的に第1可
変機構29と同一なのでその重複した説明は省略するが、
この第2可変機構30により、排気弁10は、エンジン低回
転時には高回転時に比してその開時期が遅くなるように
されている。
なお、第1図、第2図中36はスロットル弁であり、37は
燃料噴射弁(第2図においては図示略)である。
次に、以上のような構成の作用について説明する。先ず
エンジン低回転域においては、吸気の振幅を大きくして
吸気慣性効果を高めるべく、タイミングバルブ17の開時
期が、吸気弁9の開時期よりも大きく遅らされることに
なる。そして、このエンジン低回転域においては、第1
可変機械構29によって吸気弁9の閉じる時期が早くされ
るので、吸気の吹返しが防止あるいは極力抑制される。
このため、タイミングバルブ17により吸気慣性効果が十
分に活かされて、エンジン低回転域での充填効率すなわ
ちエンジントルクが向上される。
また、元々吸気慣性効果が大きくかつ吸気の吹返しの生
じにくいエンジン高回転域においては、タイミングバル
ブ17の開時期が進角され、かつ吸気弁9の閉時期も遅ら
されるため、吸入行程(実際に吸入を行うクランク作動
角)が長くなって充填効率が高められる。
なお、実施例のようにサージタンク15を利用すれば吸気
慣性効果を効果的に発揮させることができる。
ここで、吸気慣性効果は、吸気弁9の閉弁時に正圧波が
くるのが充填効率向上の上でもっとも好ましいものであ
るが、上記実施例のように吸気弁9の閉時期を連続的に
可変とすれば、タイミンバルブ17はもっぱら吸気の圧力
振幅とポンピングロスとを勘案してその進角量を決定で
きる一方、上記正圧波が生じるタイミングは吸気弁9の
閉時期で対処することができるので、圧力振幅増大ひい
ては充填効率向上の上で極めて有利なものとなる。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、前記実施例
と同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略す
る。
本実施例では、各気筒2がそれぞれ、吸・排気ポートす
なわち吸・排気弁を2つづつ有する形式とされ、1次用
となる一方の吸気ポート7Aがそれぞれ1次用独立通路16
Aを介して、また2次用となる他方の吸気ポート7Bがそ
れぞれ2次用独立通路16Bを介して、サージタンク15に
接続されている。そして、タイミングバルブ17(の回転
子17b)は、この各独立通路の数に応じた数の連通口17c
を有するものとされている。そして、各2次用独立通路
16Bには、タイミングバルブ17下流においてそれぞれシ
ャタ弁41が配設されている。各シャッタ弁41は、1つの
ロッド42に連結されて、アクチュエータ43によって開閉
駆動されるようになっており、エンジンの高回転時には
第5図に示すように開とされ、逆に低回転時には閉とさ
れる。
また、それぞれ図示は略すが、1次用吸気ポート7Aを開
閉する1次用吸気弁および2次用吸気ポート7Bを開閉す
る2次用吸気弁は、その開閉タイミングが第6図に示す
ように互いに異なったものとされている。すなわち、2
次用吸気弁は、1次用吸気弁に比して、早く開くと共に
遅く閉じるようにされている。なお、タイミングバルブ
17の開タイミングは前記第1実施例と同じである。
上述した第2実施例のものにおいては、エンジン低回転
時には、シャッタ弁41が閉じられているため、吸入空気
は、閉吸気の早い1次用吸気弁によって開閉制御される
1次用吸気ポート7Aを通してのみ供給される。これによ
り、エンジン低回転時における吸気の吹返しが防止され
て、タイミングバルブ17により生じた圧力振幅によって
効果的な慣性効果が得られる。
また、エンジン高回転時には、シャッタ弁41が開くた
め、吸入空気は両吸入ポート7A、7Bの両方から供給され
る。そして、2次用吸気弁の閉時期は遅いため、吸入行
程がエンジン低回転時よりも実質的に拡大されて、充填
効率向上の点で何等支承のないようにされている。
以上実施例について説明したが、進角機構19としては、
例えば遠心式等機械的にエンジン回転数に対応して進角
量を変更するもの等、適宜形式のものを採択し得る。ま
た、第2実施例のものにおいて、例えば2次用吸気弁に
対して第1実施例のような可変機構29を付設するように
してもよく、この場合は、シャッタ弁41をエンジン負荷
に応じて開閉するようにしてもよい。
(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、エンジン
高回転時の充填効率を犠牲にすることなく、エンジン低
回転時での吸気の吹返しを防止あるいは制御して、タイ
ミングバルブを利用した吸気慣性効果を十分に引き出す
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す側面系統図。 第2図は第1図の平面系統図。 第3図は吸気弁とタイミングバルブの開閉タイミングを
示すグラフ。 第4図〜第6図は本発明の第2実施例を示すもので、第
4図は第2図に対応した平面系統図。 第5図はエンジン回転数に対するタイミングバルブの開
時期とシャッタ弁の開閉態様を示すグラフ。 第6図は1次用吸気弁と2次用吸気弁とタイミングバル
ブとの開閉タイミングを示すグラフ。 1:エンジン本体 2:気筒 7、7A、7B:吸気ポート 13:吸気通路 16、16A、16B:独立通路 17:タイミングバルブ 19:進角機構 29:可変機構 41:シャッタ弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路に吸気弁よりも遅れて開くタイミ
    ングバルブが設けられ、該タインミングバルブの開時期
    をエンジン回転数の上昇に応じて進角させる進角機構を
    備えたエンジンの吸気装置において、 前記吸気通路に前記タイミングバルブの上流側において
    設けられる容積室と、 前記吸気弁の閉時期をエンジン低回転時には高回転時よ
    りも早くなるように変更する吸気弁制御装置と、 が備えられている、 ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
JP60040921A 1985-03-01 1985-03-01 エンジンの吸気装置 Expired - Lifetime JPH0663454B2 (ja)

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JP60040921A JPH0663454B2 (ja) 1985-03-01 1985-03-01 エンジンの吸気装置

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JPS61200324A JPS61200324A (ja) 1986-09-04
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JPS61200324A (ja) 1986-09-04

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