JPH07293257A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPH07293257A
JPH07293257A JP6091588A JP9158894A JPH07293257A JP H07293257 A JPH07293257 A JP H07293257A JP 6091588 A JP6091588 A JP 6091588A JP 9158894 A JP9158894 A JP 9158894A JP H07293257 A JPH07293257 A JP H07293257A
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JP
Japan
Prior art keywords
swirl control
control valve
internal combustion
intake
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP6091588A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ono
健児 小野
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】スワール制御弁を機関の回転数が比較的高い領
域まで広げることにより、最適な吸気流動を与えてリ−
ンバ−ンモ−ドを可能にし、もって燃料消費特性の優れ
た吸気装置を提供する。 【構成】絞り弁下流の吸気通路6に、スワ−ル制御弁5
を備えた内燃機関の吸気装置であって、スワ−ル制御弁
5は軸11を介してケ−シング7に装着され、かつ、こ
の軸に対して一方の側に切欠きを有し、他方の側には切
欠きの無い構成となっているものにおいて、切欠きを有
する側のケ−シング7の内壁面を垂直面とし、切欠きの
無い側のケ−シング内壁面7Aをスワ−ル制御弁5の先
端面の軌跡に沿った凹曲面に構成したことを特徴とす
る。 【効果】機関の低・中負荷域にはスワール制御弁が機関
の回転数等に応じて連続的に開閉され、吸気通路の開口
率が連続的に制御される。従って、比較的高い回転数領
域まで、燃焼室内に適切なスワ−ルを生成させることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置に
係り、特に絞り弁下流の吸気通路にスワール制御弁が設
けられた内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関においては、吸気量の少
ないアイドリング等低・中負荷運転域では燃焼室内にス
ワールを生成させてリ−ンバ−ン制御を行なうことによ
り燃焼効率を向上させる一方、吸気量の多くなる高負荷
運転域ではスワールを抑えて吸気充填効率を向上させる
方法が知られている。すなわち、絞り弁下流に設けたス
ワール制御弁を、機関の低負荷域で閉じて吸気通路を絞
る一方、高負荷域にはスワール制御弁を全開にし、各負
荷域に最適なスワールを得ようとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のスワ−ル制御弁
によるリ−ンバ−ン制御は、機関の回転数が比較的低い
領域を対象としており、機関の回転数が上昇すると、リ
−ンバ−ンモ−ドでは走行できなかった。
【0004】この発明は上記のような問題を解決するた
めに、スワール制御弁を機関の回転数が比較的高い領域
まで広げることにより、最適な吸気流動を与えてリ−ン
バ−ンモ−ドを可能にし、もって燃料消費特性の優れた
吸気装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、絞り弁下流の
吸気通路に、スワ−ル制御弁を備えた内燃機関の吸気装
置であって、前記スワ−ル制御弁は軸を介してケ−シン
グに装着され、かつ、該軸に対して一方の側に切欠きを
有し、他方の側には切欠きの無い構成となっているもの
において、前記切欠きを有する側のケ−シング内壁面を
垂直面とし、前記切欠きの無い側のケ−シング内壁面を
前記スワ−ル制御弁の先端面の軌跡に沿った凹曲面に構
成したことを特徴とする。
【0006】
【作用】このような構成において、機関の低・中負荷域
にはスワール制御弁が機関の回転数等に応じて連続的に
開閉され、吸気通路の開口率が連続的に制御される。従
って、比較的高い回転数領域まで、燃焼室内に適切なス
ワ−ルを生成させることができる。一方、高負荷域に達
するとスワール制御弁が全開となり、吸気は多量に燃焼
室に供給され、吸気充填効率が向上する。
【0007】
【実施例】以下、図面に基づきこの発明の実施例を説明
する。図1は多気筒内燃機関におけるこの発明の第1の
実施例の全体構成を示すものである。吸気管1と、燃焼
室に連通する吸気ポート3有するシリンダヘッドとの間
に、ケーシング7が装着され、これら吸気管1、ケーシ
ング7およびシリンダヘッドにより吸気通路6が形成さ
れる。9は燃料分配管である。吸気管1には絞り弁10
が設けられ、ケーシング7内には、燃料噴射弁4及び、
軸11を中心に回動可能なスワ−ル制御弁5が設けられ
ている。スワ−ル制御弁5は、機関の低・中負荷域で機
関回転数に応じた所定の開度となる一方、高負荷域で全
開となる。
【0008】切欠きを有する側のケ−シング7の内壁面
は垂直面となっており、また、切欠きの無い側のケ−シ
ング7の内壁面は、スワ−ル制御弁5の先端面の軌跡に
沿った凹曲面7Aに構成されている。
【0009】この凹曲面7Aは、スワ−ル制御弁5が全
閉から所定開度例えば40度までの間、スワ−ル制御弁
5により、吸気通路6の切欠きの無い側を遮蔽するよう
構成されている。
【0010】絞り弁10の開度、すなわちアクセルペダ
ル12の踏み込み量は、アクセルセンサ13によって検
知され、スワ−ルコントロ−ルユニット14に入力され
る。また機関の回転数Nが別途回転数センサ8によって
検知され、スワ−ルコントロ−ルユニット14に入力さ
れる。コントロ−ルユニット14は、予め与えられた所
定の特性に基づいて、スワ−ル制御弁5の開度を演算
し、軸11に連結されたモ−タ15の回転角を制御す
る。
【0011】なお、ケーシング7はプラスチック製とな
っている。
【0012】次に、上記のような構成の吸気装置の作用
を説明する。スワ−ルコントロールユニット14は、絞
り弁10が全閉あるいはそれに近く、機関がアイドリン
グを含む低・中速の低負荷域(一例として機関回転数N
が3500rpm以下)にあるとき、スワ−ル制御弁5
の開度を、図3のAに示したような特性に制御する。吸
気は、スワ−ル制御弁5の切欠き5Cによって与えられ
る比較的面積の小さい間隔から吸気ポート3に流出し、
燃焼室内に流入する。この吸気は吸気ポート3の上壁に
沿って流れ、燃焼室内には低負荷域のリ−ンバ−ンに最
適な強いスワールが生成される。
【0013】次に、この状態から絞り弁11が徐々に開
き、機関の負荷が増大し低・中速の高負荷域程度になる
と、スワ−ルコントロールユニット14の指示により、
制御弁5の開度は図3のBに示したように、所定角例え
ば0〜40度の範囲で可変となる。その結果、切欠き5
Cのみならず、吸気管内壁とスワール制御弁の間の間隙
5Dも流路となり、吸気通路6の開口率が大となる。吸
気はこの比較的面積の大きい間隙部を通って燃焼室に流
入する。従って吸気は、低負荷時より多くなり、前低負
荷域よりも弱い、中負荷域に最適なスワールが生成され
る。このスワ−ルによって、中負荷域でもリ−ンバ−ン
を継続できる。
【0014】一例として、図4に示す構成において、ス
ワ−ル制御弁5が全閉で切欠き5Cのみが開いていると
きの開口率は12.5%、スワ−ル制御弁5が40度開
かれたときの開口率は24.2%となり、その間は開口
率が連続的に変化する。
【0015】この状態から更に絞り弁11が開いて機関
負荷が増大し高速の高負荷域に達すると、スワ−ルコン
トロールユニット14の指示により、図3のCに示した
特性、すなわちスワ−ル制御弁5が全開となる。これに
伴い、吸気は多量に燃焼室に供給され吸気充填率は充分
なものとなる。
【0016】図5、図6により本発明の他の実施例にな
る吸負圧式のスワ−ルコントロ−ル装置の構成と作用を
説明する。なお、図5のI−I断面は図1と同じもので
ある。まず、絞り弁10が全閉あるいはそれに近く、機
関がアイドリングを含む低・中速の低負荷域(図3の領
域A)にあるときは、コントロ−ルユニット14の指示
により負圧アクチュエ−タ170の第1、第2の各三方
電磁弁143、145は、それぞれ負圧通路141と1
53とを連通させる。この結果、負圧室127には、V
Cタンク155から強い負圧が導かれ、ロッド131は
圧縮コイルスプリング135の力に打ち勝ってアクチュ
エ−タ170内に最も入り込んだ状態となる。このと
き、スワール制御弁5は全閉であり、吸気は比較的面積
の小さい切欠き部5Cから吸気ポ−ト3に流出し燃焼室
内に流入する。この吸気は吸気ポ−ト3の上壁に沿って
流れ、燃焼室内には低負荷域に最適な強いスワ−ルが生
成され、リ−ンバ−ンを可能とする。
【0017】次に、この状態から絞り弁11が徐々に開
き、機関の負荷が増大し低・中速の低負荷域(図3の領
域B)程度になると、スワ−ルコントロ−ルユニット1
4の指示により第2の三方電磁弁145は負圧通路14
1と大気通路149とを連通させる。この結果、負圧室
127には大気圧が導入され、ダイヤフラム123はス
プリング133が伸びる位置まで変位する。この結果、
ロッド131は負圧アクチュエ−タ170内から突出す
る方向に移動する。この移動によりロッド131がスワ
−ル制御弁5を開き、吸気管内壁とスワール制御弁の間
の間隙5Dも吸気流路となる。従って吸気は比較的面積
の大きい間隔(5C+5D)を通って燃焼室に流入す
る。この吸気は、低負荷時より多くなり、中負荷域に最
適なすなわち、低負荷域よりも弱いスワ−ルが生成され
リ−ンバ−ンモ−ドを維持できる。
【0018】この状態から更に絞り弁11が開いて機関
負荷が増大し高速の高負荷域(図3の領域C)に達する
と、コントロ−ルユニット14の指示により第1の三方
電磁弁143は第1の負圧通路139と大気通路147
とを連通させる。この結果、負圧室127が大気に開放
されるので、ダイヤフラム121は大気圧室125側に
変位し、これと共にロッド131はアクチュエ−タ11
7内から最突出位置まで移動する。この移動によりスワ
−ル制御弁5を全閉にする。これにより吸気は多量に燃
焼室に供給され吸気充填率は充分なものとなる。
【0019】また、ケーシング7がプラスチック製であ
るため、燃焼室と燃料分配管9との間の断熱性を高めて
いる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、機関の低・中負荷域に
はスワール制御弁が機関の回転数等に応じて連続的に開
閉され、吸気通路の開口率が連続的に制御される。これ
によって、吸気はスワール制御弁を通って燃焼室内に流
入し、燃焼に適したスワ−ルを生成させる。
【0021】本発明によれば、リ−ンバ−ンモ−ドの対
象となる領域を、機関の比較的高い回転数域まで拡大さ
せることによって、燃費を大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例になる吸気装置の全体構
成を示す図である。
【図2】図1のコントロ−ルユニットの一例を示す図で
ある。
【図3】スワ−ル制御弁の制御特性を示す図である。
【図4】図1の吸気装置のスワ−ル制御弁部分の底面を
示す図である。
【図5】本発明の他の実施例になるスワ−ル制御部の構
成を示す図である。
【図6】図5の実施例のスワ−ル制御弁部分の底面を示
す図である。
【符号の説明】
5…スワ−ル制御弁、12…アクセルペダル、14…ス
ワ−ルコントロ−ルユニット、15…モ−タ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絞り弁下流の吸気通路に、スワ−ル制御弁
    を備えた内燃機関の吸気装置であって、前記スワ−ル制
    御弁は軸を介してケ−シング装着され、かつ、該軸に対
    して一方の側に切欠きを有し、他方の側には切欠きの無
    い構成となっているものにおいて、 前記切欠きを有する側の前記ケ−シング内壁面を垂直面
    とし、前記切欠きの無い側の前記ケ−シング内壁面を前
    記スワ−ル制御弁の先端面の軌跡に沿った凹曲面に構成
    したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
  2. 【請求項2】前記凹曲面は、前記スワ−ル制御弁が全閉
    から所定開度までの間、該スワ−ル制御弁により前記吸
    気通路の前記切欠きの無い側を遮蔽するよう構成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の吸気装
    置。
  3. 【請求項3】前記所定開度が40度であることを特徴と
    する請求項2記載の内燃機関の吸気装置。
  4. 【請求項4】前記スワ−ル制御弁を、機関の低・中負荷
    域で連続的に開閉することにより前記吸気通路の開口率
    を連続して制御し、高負荷域では全開となるよう制御す
    るスワ−ルコントロ−ルユニットを備えたことを特徴と
    する請求項1または2記載の内燃機関の吸気装置。
  5. 【請求項5】前記スワ−ルコントロ−ルユニットの出力
    により前記スワ−ル制御弁を開閉するモ−タを備えたこ
    とを特徴とする請求項4記載の内燃機関の吸気装置。
  6. 【請求項6】前記スワ−ルコントロ−ルユニットの出力
    により前記スワ−ル制御弁を開閉する負圧アクチュエ−
    タを備えたことを特徴とする請求項4記載の内燃機関の
    吸気装置。
  7. 【請求項7】前記ケーシングをプラスチック製とし、該
    ケーシングに装着された燃料噴射弁に燃料分配管を接続
    した請求項1記載の内燃機関の吸気装置。
JP6091588A 1994-04-28 1994-04-28 内燃機関の吸気装置 Pending JPH07293257A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029104A2 (en) 2005-09-08 2007-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Intake port structure for internal combustion engine
JP2013133749A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Mahle Filter Systems Japan Corp 吸気流制御弁

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040526