JPH0751894B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
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- JPH0751894B2 JPH0751894B2 JP2244984A JP2244984A JPH0751894B2 JP H0751894 B2 JPH0751894 B2 JP H0751894B2 JP 2244984 A JP2244984 A JP 2244984A JP 2244984 A JP2244984 A JP 2244984A JP H0751894 B2 JPH0751894 B2 JP H0751894B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- valve
- intake passage
- timing
- sectional area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (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） 本発明のエンジンの吸気装置に関し、とくに吸気慣性効
果を利用して出力の向上を図る装置に関するものであ
る。
果を利用して出力の向上を図る装置に関するものであ
る。
（従来技術） 従来からエンジンの吸気装置においては、吸気通路内に
生じる圧力波のうちで、吸気通路開放端で反射されてシ
リンダ側に返ってくる正圧波を利用し、いわゆる吸気慣
性効果により吸入効率を高めて出力の向上を図るという
手法は知られている。この場合、例えばどのエンジン回
転数で吸気慣性効果が最も高くなるかは、吸気通路の長
さおよび断面積によって決まるため、一般には、出力上
の要求に応じた例えば特定回転数域で吸気慣性効果を高
めるように吸気通路が設定されているが、吸気通路の長
さおよび断面積が固定されている限り、上記特定回転数
域以外では出力トルクが低下してしまう。
生じる圧力波のうちで、吸気通路開放端で反射されてシ
リンダ側に返ってくる正圧波を利用し、いわゆる吸気慣
性効果により吸入効率を高めて出力の向上を図るという
手法は知られている。この場合、例えばどのエンジン回
転数で吸気慣性効果が最も高くなるかは、吸気通路の長
さおよび断面積によって決まるため、一般には、出力上
の要求に応じた例えば特定回転数域で吸気慣性効果を高
めるように吸気通路が設定されているが、吸気通路の長
さおよび断面積が固定されている限り、上記特定回転数
域以外では出力トルクが低下してしまう。
このため、例えば特開昭58−119919号公報に示すよう
に、吸気ポートに連通する２つの吸気通路のうちの１つ
の開閉弁を設けてこの開閉弁を開閉作動する等により、
吸気通路の実質的な断面積をエンジンの運転状態に応じ
て切替式に変化させるようにした装置、あるいは実開昭
57−10427号公報に示すように、吸気通路の途中に互い
に長さが異なる分岐通路部を設けて、これらの連通を弁
装置で切替える等により、吸気通路の実質的な長さをエ
ンジン回転数に応じて切替式に変化させるようにした装
置が開発されている。これらの装置によると、例えば、
所定回転数以下の低回転領域では吸気通路断面積を小さ
くしまたは吸気通路長を長くすることにより、この低回
転領域内に吸気慣性効果が最も高くなる吸気慣性同調回
転数域を存在させるとともに、所定回転数以上の高回転
領域では吸気通路断面積を大きくしまたは吸気通路長を
短くすることにより、この高回転領域内にも吸気慣性同
調回転数域を存在させることができる。従って、低回転
側および高回転側の各々における慣性同調回転数付近
で、吸気慣性効果により充填効率が高められて出力が向
上される。ただし、このようにしても、吸気慣性効果が
充分に得られない領域が残され、とくに高回転側の運転
領域の出力向上のためには、改善の余地がある。
に、吸気ポートに連通する２つの吸気通路のうちの１つ
の開閉弁を設けてこの開閉弁を開閉作動する等により、
吸気通路の実質的な断面積をエンジンの運転状態に応じ
て切替式に変化させるようにした装置、あるいは実開昭
57−10427号公報に示すように、吸気通路の途中に互い
に長さが異なる分岐通路部を設けて、これらの連通を弁
装置で切替える等により、吸気通路の実質的な長さをエ
ンジン回転数に応じて切替式に変化させるようにした装
置が開発されている。これらの装置によると、例えば、
所定回転数以下の低回転領域では吸気通路断面積を小さ
くしまたは吸気通路長を長くすることにより、この低回
転領域内に吸気慣性効果が最も高くなる吸気慣性同調回
転数域を存在させるとともに、所定回転数以上の高回転
領域では吸気通路断面積を大きくしまたは吸気通路長を
短くすることにより、この高回転領域内にも吸気慣性同
調回転数域を存在させることができる。従って、低回転
側および高回転側の各々における慣性同調回転数付近
で、吸気慣性効果により充填効率が高められて出力が向
上される。ただし、このようにしても、吸気慣性効果が
充分に得られない領域が残され、とくに高回転側の運転
領域の出力向上のためには、改善の余地がある。
なお、吸気通路の断面積および長さが固定されている場
合の吸入効率改善手段としては、吸気弁のタイミングを
調整する手段が知られているが、この手段を、前述の吸
気通路の断面積および長さを切替える装置における対策
として着目したものはなかった。またこのように吸気弁
のタイミングを調整するだけでは吸入効率の向上に限界
があるとともに、エンジンの運転状態の変化に応じて吸
気弁のタイミングを広範囲に調整することは機構的に難
しかった。
合の吸入効率改善手段としては、吸気弁のタイミングを
調整する手段が知られているが、この手段を、前述の吸
気通路の断面積および長さを切替える装置における対策
として着目したものはなかった。またこのように吸気弁
のタイミングを調整するだけでは吸入効率の向上に限界
があるとともに、エンジンの運転状態の変化に応じて吸
気弁のタイミングを広範囲に調整することは機構的に難
しかった。
（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気通路の断面積およ
び長さの少なくとも一方をエンジン回転数に応じて切替
式に変化させることにより、低回転側および高回転側の
運転領域で吸気慣性効果を高めるとともに、これと関連
させた閉弁タイミングの調整により、充分に高い回転数
域まで効果的に充填効率を高めることができる吸気装置
を提供するものである。
び長さの少なくとも一方をエンジン回転数に応じて切替
式に変化させることにより、低回転側および高回転側の
運転領域で吸気慣性効果を高めるとともに、これと関連
させた閉弁タイミングの調整により、充分に高い回転数
域まで効果的に充填効率を高めることができる吸気装置
を提供するものである。
（発明の構成） 本発明は、吸気通路の断面積および長さの少なくとも一
方を、エンジンの設定回転数を境にこれより高回転側の
運転領域と低回転側の運転領域とで切替式に変化させる
ことにより、それぞれの運転領域内で吸気慣性効果が高
められるように調整する吸気慣性調整手段を備えたエン
ジンの吸気装置において、吸気弁の少なくとも閉弁タイ
ミングを変更可能にするタイミング可変手段と、上記設
定回転数よりも高回転側の運転領域で、エンジン回転数
の上昇に応じて上記閉弁タイミングを遅れ方向に変更す
るように、上記タイミング可変状態を制御する制御装置
とを設けたものである。
方を、エンジンの設定回転数を境にこれより高回転側の
運転領域と低回転側の運転領域とで切替式に変化させる
ことにより、それぞれの運転領域内で吸気慣性効果が高
められるように調整する吸気慣性調整手段を備えたエン
ジンの吸気装置において、吸気弁の少なくとも閉弁タイ
ミングを変更可能にするタイミング可変手段と、上記設
定回転数よりも高回転側の運転領域で、エンジン回転数
の上昇に応じて上記閉弁タイミングを遅れ方向に変更す
るように、上記タイミング可変状態を制御する制御装置
とを設けたものである。
この構成によると、低回転側および高回転側でそれぞれ
吸気慣性効果を得るために、設定回転数以上になると吸
気通路が吸気慣性同調回転数を高めるように変更される
が、さらに、エンジン回転数が上昇すると吸気弁の開弁
タイミングが遅らされることで吸入効果が高められる。
吸気慣性効果を得るために、設定回転数以上になると吸
気通路が吸気慣性同調回転数を高めるように変更される
が、さらに、エンジン回転数が上昇すると吸気弁の開弁
タイミングが遅らされることで吸入効果が高められる。
（実施例） 第１図および第２図は本発明の第１実施例を示す。これ
らの図において、１は複数のシリンダ２を備えたエンジ
ン本体にあって、シリンダブロック３、シリンダヘッド
４およびシリンダヘッドカバー５等で構成されており、
各シリンダ２にはピストン６が挿入され、ピストン６の
上方に燃焼室７が形成されている。この各燃焼室７には
それぞれ、点火プラグ８が装備されるとともに、シリン
ダヘッド４に形成された２個ずつの吸気ポート9,10と排
気ポート11,12とが開口しており、これらのポート９〜1
2が第１および第２の吸気弁13,14と第１および第２の排
気弁15,16とによって開閉されるようになっている。上
記両吸気ポート9,10は、シリンダヘッド４の側端部付近
において互いに連通し、この連通部17に燃料噴射弁18が
装備されている。
らの図において、１は複数のシリンダ２を備えたエンジ
ン本体にあって、シリンダブロック３、シリンダヘッド
４およびシリンダヘッドカバー５等で構成されており、
各シリンダ２にはピストン６が挿入され、ピストン６の
上方に燃焼室７が形成されている。この各燃焼室７には
それぞれ、点火プラグ８が装備されるとともに、シリン
ダヘッド４に形成された２個ずつの吸気ポート9,10と排
気ポート11,12とが開口しており、これらのポート９〜1
2が第１および第２の吸気弁13,14と第１および第２の排
気弁15,16とによって開閉されるようになっている。上
記両吸気ポート9,10は、シリンダヘッド４の側端部付近
において互いに連通し、この連通部17に燃料噴射弁18が
装備されている。
上記エンジン本体１に対する吸気系には、吸気通路の断
面積をエンジン回転数に応じて切替式にて２段階に変化
させるようにした次のような吸気慣性調整手段20が設け
られている。すなわち吸気系には、図外のエアクリーナ
からスロットル弁21を介して空気を導入するようにした
サージタンク22と、このサージタンク22から各シリンダ
２別に分岐して前記両吸気ポート9,10の連通部17に接続
された分岐管23とが具備され、この分岐管23には仕切壁
24によって第１吸気通路25と第２吸気通路26とが区画形
成されている。上記第２吸気通路26には開閉弁27が設け
られ、この開閉弁27は軸27a、レバー27bおよびロッド27
cを介してアクチュエータ28に連結されている。このア
クチュエータ28には、エンジン回転数センサ31の検出信
号を受ける制御回路30から制御信号が出力されている。
こうして、上記開閉弁が閉じられたときには、第１吸気
通路25のみから前記両吸気ポート9,10に吸気が供給され
ることにより実質的な吸気通路断面積が小さくなり、ま
た上記開閉弁27が開かれたときには、前記両吸気通路2
5,26から吸気が供給されることにより実質的な吸気通路
断面積が大きくなるようにしている。
面積をエンジン回転数に応じて切替式にて２段階に変化
させるようにした次のような吸気慣性調整手段20が設け
られている。すなわち吸気系には、図外のエアクリーナ
からスロットル弁21を介して空気を導入するようにした
サージタンク22と、このサージタンク22から各シリンダ
２別に分岐して前記両吸気ポート9,10の連通部17に接続
された分岐管23とが具備され、この分岐管23には仕切壁
24によって第１吸気通路25と第２吸気通路26とが区画形
成されている。上記第２吸気通路26には開閉弁27が設け
られ、この開閉弁27は軸27a、レバー27bおよびロッド27
cを介してアクチュエータ28に連結されている。このア
クチュエータ28には、エンジン回転数センサ31の検出信
号を受ける制御回路30から制御信号が出力されている。
こうして、上記開閉弁が閉じられたときには、第１吸気
通路25のみから前記両吸気ポート9,10に吸気が供給され
ることにより実質的な吸気通路断面積が小さくなり、ま
た上記開閉弁27が開かれたときには、前記両吸気通路2
5,26から吸気が供給されることにより実質的な吸気通路
断面積が大きくなるようにしている。
また、前記吸，排気弁13〜16に対する動弁機構として、
シリンダヘッド４上にはクランク軸（図示せず）によっ
て回転駆動される吸気弁用と排気弁用の各カム軸34,36
が配置され、各カム軸34,36にはカム35,37が配設されて
いる。そして、排気弁15,16はカム37によりタペット38
を介して一定のタイミングで開閉され、同様に第１吸気
弁13も一定のタイミングで開閉されるが、第２吸気弁14
は、次のようなタイミング可変手段40によって作動のタ
イミングが変更可能とされている。すなわち第２吸気弁
14に対しては、カム軸34を中心に回転可能な回動部材41
が装備され、この回動部材41の下部にタペット部材42が
保持されている。このタペット部材42は、カム軸34に設
けられたカム35と接触する上面42aがフラットに、下面4
2bがカム軸を中心とする円弧面もしくは球面状にそれぞ
れ形成されており、この下面42bに第２吸気弁14のバル
ブステム14aの上端が当接している。また上記回動部材4
1の上端突出部43にはカム軸34と平行な制御ロッド44が
貫通し、この制御ロッド44に制御レバー45が係合してい
る。この制御レバー45は、制御ロッド44の軸方向と直交
する方向に摺動可能とされ、シリンダヘッドカバー５の
側壁に取付けられたアクチュエータ46によって作動され
るようにしてあり、このアクチュエータ46には制御装置
としての前記制御回路30から制御信号が出力されてい
る。
シリンダヘッド４上にはクランク軸（図示せず）によっ
て回転駆動される吸気弁用と排気弁用の各カム軸34,36
が配置され、各カム軸34,36にはカム35,37が配設されて
いる。そして、排気弁15,16はカム37によりタペット38
を介して一定のタイミングで開閉され、同様に第１吸気
弁13も一定のタイミングで開閉されるが、第２吸気弁14
は、次のようなタイミング可変手段40によって作動のタ
イミングが変更可能とされている。すなわち第２吸気弁
14に対しては、カム軸34を中心に回転可能な回動部材41
が装備され、この回動部材41の下部にタペット部材42が
保持されている。このタペット部材42は、カム軸34に設
けられたカム35と接触する上面42aがフラットに、下面4
2bがカム軸を中心とする円弧面もしくは球面状にそれぞ
れ形成されており、この下面42bに第２吸気弁14のバル
ブステム14aの上端が当接している。また上記回動部材4
1の上端突出部43にはカム軸34と平行な制御ロッド44が
貫通し、この制御ロッド44に制御レバー45が係合してい
る。この制御レバー45は、制御ロッド44の軸方向と直交
する方向に摺動可能とされ、シリンダヘッドカバー５の
側壁に取付けられたアクチュエータ46によって作動され
るようにしてあり、このアクチュエータ46には制御装置
としての前記制御回路30から制御信号が出力されてい
る。
このような手段によれば、上記アクチュエータ46により
制御レバー45および制御ロッド44を介して回動部材41が
回動されると、それに伴って上記タペット部材42とカム
35との組対位相が変更されて、第２吸気弁14の開閉タイ
ミングが変更される。つまり、回動部材41がカム軸34の
回転方向Ｘの同方向に回動されたときには上記開閉タイ
ミングが遅らされ、これと逆の方向に回動されたときに
は上記開閉タイミングが早められる。
制御レバー45および制御ロッド44を介して回動部材41が
回動されると、それに伴って上記タペット部材42とカム
35との組対位相が変更されて、第２吸気弁14の開閉タイ
ミングが変更される。つまり、回動部材41がカム軸34の
回転方向Ｘの同方向に回動されたときには上記開閉タイ
ミングが遅らされ、これと逆の方向に回動されたときに
は上記開閉タイミングが早められる。
このタイミング可変手段40による場合、第３図に示すよ
うに、排気弁15,16および第１吸気弁13がそれぞれ所定
のタイミングで開閉されるのに対し、第２吸気弁14は第
１吸気弁13と同一タイミングからこれより遅れる方向へ
開閉タイミングが変更可能とされることにより、第１吸
気弁13による吸気弁開弁タイミングが一定に保たれなが
ら、第２吸気弁14によって決まる吸気弁閉弁タイミング
が調整されることとなる。
うに、排気弁15,16および第１吸気弁13がそれぞれ所定
のタイミングで開閉されるのに対し、第２吸気弁14は第
１吸気弁13と同一タイミングからこれより遅れる方向へ
開閉タイミングが変更可能とされることにより、第１吸
気弁13による吸気弁開弁タイミングが一定に保たれなが
ら、第２吸気弁14によって決まる吸気弁閉弁タイミング
が調整されることとなる。
前記制御回路30は、エンジン回転数検出信号に応じ、予
め設定された回転数域で吸気通路断面積を切替式に変更
するようにアクチュエータ28を介して前記開閉弁27を制
御するとともに、この吸気通路断面積が切替えられる回
転域でそれに応じて吸気弁の閉弁タイミングを変更する
ように前記タイミング可変手段40を制御している。具体
的には第４図のように吸気通路断面積および閉弁タイミ
ングが制御されている。すなわち、吸気通路断面積は線
Ａで示すように、エンジン回転数が設定回転数R1未満の
ときに前記開閉弁27が閉じられることによって小さくさ
れ、設定回転数R1以上になったときに開閉弁27が開かれ
ることによって大きくされる。一方、閉弁タイミング
は、設定回転数R1よりも高回転側では回転数上昇に応じ
て遅れ側に変更される。実施例では低回転側の領域でも
閉弁タイミングが変えられており、線Ｂで示すように、
上記設定回転数R1付近まではエンジン回転数が高くなる
につれて次第に遅らされるが、設定回転数R1およびその
付近の回転数域で吸気通路断面積の切替に対応させて所
定値だけ進められ、これより高回転側では再びエンジン
回転数が高くなるにつれて次第に遅らされる。
め設定された回転数域で吸気通路断面積を切替式に変更
するようにアクチュエータ28を介して前記開閉弁27を制
御するとともに、この吸気通路断面積が切替えられる回
転域でそれに応じて吸気弁の閉弁タイミングを変更する
ように前記タイミング可変手段40を制御している。具体
的には第４図のように吸気通路断面積および閉弁タイミ
ングが制御されている。すなわち、吸気通路断面積は線
Ａで示すように、エンジン回転数が設定回転数R1未満の
ときに前記開閉弁27が閉じられることによって小さくさ
れ、設定回転数R1以上になったときに開閉弁27が開かれ
ることによって大きくされる。一方、閉弁タイミング
は、設定回転数R1よりも高回転側では回転数上昇に応じ
て遅れ側に変更される。実施例では低回転側の領域でも
閉弁タイミングが変えられており、線Ｂで示すように、
上記設定回転数R1付近まではエンジン回転数が高くなる
につれて次第に遅らされるが、設定回転数R1およびその
付近の回転数域で吸気通路断面積の切替に対応させて所
定値だけ進められ、これより高回転側では再びエンジン
回転数が高くなるにつれて次第に遅らされる。
この吸気装置の作用を次に説明する。
先ず吸気慣性効果について説明しておくと、吸気行程で
ピストンが下降し始めるとシリンダ内が負圧となるとと
もに吸気弁直前に負圧波が生じ、この負圧波が吸気通路
内を伝播し、吸気通路の上流側開放端（サージタンク22
への開放端）で正負が反転して反射されることにより、
この第１反射波は正圧波となって吸気行程期間中にシリ
ンダ側に返ってくる。この正圧波が吸気行程後半の適正
は時期に返ってくるようにすると、BDC（ピストン下死
点）以後の時期にまで、吸気弁直前の圧力がシリンダ内
圧力により充分に高くなって吸入効率が高められる。こ
のような効果が吸気慣性効果と呼ばれ、この吸気慣性効
果は吸気通路の断面積および長さと関係し、かつエンジ
ン回転数等のエンジンの運転状態の変動によって変化
し、吸気通路の断面積および長さが一定であれば特定の
エンジン回転数で吸気慣性効果が最大となる。そしてこ
の吸気慣性効果は出力トルクに影響を与える。
ピストンが下降し始めるとシリンダ内が負圧となるとと
もに吸気弁直前に負圧波が生じ、この負圧波が吸気通路
内を伝播し、吸気通路の上流側開放端（サージタンク22
への開放端）で正負が反転して反射されることにより、
この第１反射波は正圧波となって吸気行程期間中にシリ
ンダ側に返ってくる。この正圧波が吸気行程後半の適正
は時期に返ってくるようにすると、BDC（ピストン下死
点）以後の時期にまで、吸気弁直前の圧力がシリンダ内
圧力により充分に高くなって吸入効率が高められる。こ
のような効果が吸気慣性効果と呼ばれ、この吸気慣性効
果は吸気通路の断面積および長さと関係し、かつエンジ
ン回転数等のエンジンの運転状態の変動によって変化
し、吸気通路の断面積および長さが一定であれば特定の
エンジン回転数で吸気慣性効果が最大となる。そしてこ
の吸気慣性効果は出力トルクに影響を与える。
吸気弁の閉弁タイミングが固定されているとした場合
に、前記開閉弁27を閉じて吸気通路断面積を小さくした
ときと、開閉弁27を開いて吸気通路断面積を大きくした
ときとにおけるエンジン回転数と出力トルクとの関係は
第５図に曲線Ｄと曲線Ｅとでそれぞれ示したようにな
る。つまり吸気通路断面積が小さいときには比較的低い
特定エンジン回転数R2で吸気慣性効果が高められて出力
トルクがピークとなり、この断面積に吸気通路が固定さ
れていると高回転側で出力が著しく低下する。一方、吸
気通路断面積が大きいときには比較的高い特定エンジン
回転数R3で吸気慣性効果が高められて出力トルクがピー
クとなり、この断面積に吸気通路が固定されている場合
は低回転側で出力トルクが著しく低下する。そこで前記
吸気慣性調整手段20においては、上記両曲線D,Eの交叉
点に相当する設定回転数R1で前記開閉弁27を作動させ、
吸気通路断面積を変化させている。これによってこの図
に曲線Ｆで示すように、広い回転数領域にわたって出力
トルクが高められることとなる。ただしこのように吸気
通路断面積を変化させるだけでは、この切替が行われる
設定回転数R1付近で出力トルクが急に変化し、加速によ
って上記設定回転数R1付近のエンジン回転数域でショッ
クを与える。
に、前記開閉弁27を閉じて吸気通路断面積を小さくした
ときと、開閉弁27を開いて吸気通路断面積を大きくした
ときとにおけるエンジン回転数と出力トルクとの関係は
第５図に曲線Ｄと曲線Ｅとでそれぞれ示したようにな
る。つまり吸気通路断面積が小さいときには比較的低い
特定エンジン回転数R2で吸気慣性効果が高められて出力
トルクがピークとなり、この断面積に吸気通路が固定さ
れていると高回転側で出力が著しく低下する。一方、吸
気通路断面積が大きいときには比較的高い特定エンジン
回転数R3で吸気慣性効果が高められて出力トルクがピー
クとなり、この断面積に吸気通路が固定されている場合
は低回転側で出力トルクが著しく低下する。そこで前記
吸気慣性調整手段20においては、上記両曲線D,Eの交叉
点に相当する設定回転数R1で前記開閉弁27を作動させ、
吸気通路断面積を変化させている。これによってこの図
に曲線Ｆで示すように、広い回転数領域にわたって出力
トルクが高められることとなる。ただしこのように吸気
通路断面積を変化させるだけでは、この切替が行われる
設定回転数R1付近で出力トルクが急に変化し、加速によ
って上記設定回転数R1付近のエンジン回転数域でショッ
クを与える。
そこで吸気通路断面積が切替えられる回転数域では、前
述のように吸気通路断面積が大きくされるに伴って閉弁
タイミングが所定値だけ進められることにより、出力ト
ルクの急変が抑制されている。
述のように吸気通路断面積が大きくされるに伴って閉弁
タイミングが所定値だけ進められることにより、出力ト
ルクの急変が抑制されている。
また、上記のように吸気通路断面積が変えられるととも
に、高回転側の運転領域などで吸気弁の閉弁タイミング
が前述のように変更されることにより、エンジン低回転
側から高回転側までのより一層広い範囲で充填効率が高
められる。つまり、吸気弁直前圧力がシリンダ内圧力よ
りも高い間は圧力的に吸入が可能な状態にあるため、吸
気弁直前圧力とシリンダ内圧力とが一致する時点で吸気
弁を閉じることが吸入効率にとって最適であるが、この
最適閉弁タイミングはエンジン回転数が高くなるにつれ
て遅れ側にずれ、かつ吸気通路断面積が変ったときにも
変化し、また上記閉弁タイミングが遅らされることは高
回転時の吸入時間の確保にも有利となる。従って、設定
回転数より高回転側の運転領域で、吸気通路断面積が大
きくされる上に、回転数上昇に応じて吸気弁の閉弁タイ
ミングが遅らされることにより、上記設定回転数よりも
さらに大きくエンジン回転数が上昇する領域まで、充填
効率が充分に高められる。さらに、低回転側も含めて第
４図のように閉弁タイミングを調整すれば、第５図に線
Ｇで示すように、全体的に吸入効率が高められて出力が
向上される。
に、高回転側の運転領域などで吸気弁の閉弁タイミング
が前述のように変更されることにより、エンジン低回転
側から高回転側までのより一層広い範囲で充填効率が高
められる。つまり、吸気弁直前圧力がシリンダ内圧力よ
りも高い間は圧力的に吸入が可能な状態にあるため、吸
気弁直前圧力とシリンダ内圧力とが一致する時点で吸気
弁を閉じることが吸入効率にとって最適であるが、この
最適閉弁タイミングはエンジン回転数が高くなるにつれ
て遅れ側にずれ、かつ吸気通路断面積が変ったときにも
変化し、また上記閉弁タイミングが遅らされることは高
回転時の吸入時間の確保にも有利となる。従って、設定
回転数より高回転側の運転領域で、吸気通路断面積が大
きくされる上に、回転数上昇に応じて吸気弁の閉弁タイ
ミングが遅らされることにより、上記設定回転数よりも
さらに大きくエンジン回転数が上昇する領域まで、充填
効率が充分に高められる。さらに、低回転側も含めて第
４図のように閉弁タイミングを調整すれば、第５図に線
Ｇで示すように、全体的に吸入効率が高められて出力が
向上される。
また、全回転数領域にわたって吸気通路の断面積および
長さを固定したままで、吸気弁直前圧力とシリンダ内圧
力とが一致する時点で吸気弁を閉じるようにその閉弁タ
イミングを調整しようとする場合には、閉弁タイミング
を広範囲に変える必要があるが、このように閉弁タイミ
ング可変範囲を広くすることは機構的に非常に難しい。
これと比べ、吸気通路断面積の切替と併せて閉弁タイミ
ングの調整を行えば、吸気通路断面積が切替えられる回
転数域までエンジン回転数が上昇すると閉弁タイミング
が所定値だけ進み側に戻されるため、閉弁タイミング調
整範囲を小さくすることができ、機構的にも有利であ
る。
長さを固定したままで、吸気弁直前圧力とシリンダ内圧
力とが一致する時点で吸気弁を閉じるようにその閉弁タ
イミングを調整しようとする場合には、閉弁タイミング
を広範囲に変える必要があるが、このように閉弁タイミ
ング可変範囲を広くすることは機構的に非常に難しい。
これと比べ、吸気通路断面積の切替と併せて閉弁タイミ
ングの調整を行えば、吸気通路断面積が切替えられる回
転数域までエンジン回転数が上昇すると閉弁タイミング
が所定値だけ進み側に戻されるため、閉弁タイミング調
整範囲を小さくすることができ、機構的にも有利であ
る。
なお、このような吸入効率の向上が要求されるには主に
高負荷運転域であるため、エンジン負荷が所定値以上の
ときにのみエンジン回転数に応じた吸気慣性の同調およ
びこれに対応させた吸気弁の少なくとも閉弁タイミング
の調整を行い、低負荷時にはポンピングロス低減等のた
め吸気慣性を同調させないように制御してもよい。この
場合、前記制御回路30には、エンジン回転数センサ31か
らの検出信号に加えて、第１図および第２図に二点鎖線
で示す負荷センサ32からの検出信号を入力させておけば
よい。
高負荷運転域であるため、エンジン負荷が所定値以上の
ときにのみエンジン回転数に応じた吸気慣性の同調およ
びこれに対応させた吸気弁の少なくとも閉弁タイミング
の調整を行い、低負荷時にはポンピングロス低減等のた
め吸気慣性を同調させないように制御してもよい。この
場合、前記制御回路30には、エンジン回転数センサ31か
らの検出信号に加えて、第１図および第２図に二点鎖線
で示す負荷センサ32からの検出信号を入力させておけば
よい。
第６図は本発明の第２実施例を示し、この実施例では、
吸気通路長さを切替式に２段階に調整するように吸気慣
性調整手段50が構成されている。すなわち、直線状のシ
リンダ２別分岐管53を一体に連設したケーシング51の内
部に、円弧状のサージタンク52が固定されるとともに、
上記ケーシング51に、上記分岐管53に連通する環状の吸
気通路延長部54がサージタンク52の外周に沿って形成さ
れている。この吸気通路延長部54はケーシング51の長さ
方向に一定間隔で設けられた図外の仕切壁により、各分
岐管53に対応するようにシリンダ２別に区画形成されて
いる。上記サージタンク52には、分岐管53と吸気通路延
長部54との連通箇所に開口する開口部55が設けられ、こ
の開口部55と分岐管53の上流端部との間には、制御装置
としての制御回路30からの信号に応じて図外のアクチュ
エータにより作動される切替弁56が設けられている。そ
して、エンジン回転数が設定回転数未満のときには、上
記切替弁56が実線で示すように上記開口部55と分岐管53
との直接的な連通を阻止する位置に作動されて、サージ
タンク52から吸気通路延長部54を経て分岐管53に吸気が
送られるようにし、設定回転数以上では、上記切替弁56
が二点鎖線で示すように上記開口部55と分岐管53とを直
接連通させるとともに吸気通路延長部54の一端を閉じ
て、サージタンク52から分岐管53に直接吸気が送られる
ようにしている。このようにして、実質的な吸気通路長
が切替式に変更可能となっている。吸気弁14に対するタ
イミング可変手段40等の構造は第１実施例とほぼ同様で
ある。
吸気通路長さを切替式に２段階に調整するように吸気慣
性調整手段50が構成されている。すなわち、直線状のシ
リンダ２別分岐管53を一体に連設したケーシング51の内
部に、円弧状のサージタンク52が固定されるとともに、
上記ケーシング51に、上記分岐管53に連通する環状の吸
気通路延長部54がサージタンク52の外周に沿って形成さ
れている。この吸気通路延長部54はケーシング51の長さ
方向に一定間隔で設けられた図外の仕切壁により、各分
岐管53に対応するようにシリンダ２別に区画形成されて
いる。上記サージタンク52には、分岐管53と吸気通路延
長部54との連通箇所に開口する開口部55が設けられ、こ
の開口部55と分岐管53の上流端部との間には、制御装置
としての制御回路30からの信号に応じて図外のアクチュ
エータにより作動される切替弁56が設けられている。そ
して、エンジン回転数が設定回転数未満のときには、上
記切替弁56が実線で示すように上記開口部55と分岐管53
との直接的な連通を阻止する位置に作動されて、サージ
タンク52から吸気通路延長部54を経て分岐管53に吸気が
送られるようにし、設定回転数以上では、上記切替弁56
が二点鎖線で示すように上記開口部55と分岐管53とを直
接連通させるとともに吸気通路延長部54の一端を閉じ
て、サージタンク52から分岐管53に直接吸気が送られる
ようにしている。このようにして、実質的な吸気通路長
が切替式に変更可能となっている。吸気弁14に対するタ
イミング可変手段40等の構造は第１実施例とほぼ同様で
ある。
このように吸気通路長を変えることによっても吸気慣性
効果を調整することができ、またこの場合も、吸気弁の
閉弁タイミングを第４図のように変更することにより、
第１実施例による場合と同様の作用が発揮される。
効果を調整することができ、またこの場合も、吸気弁の
閉弁タイミングを第４図のように変更することにより、
第１実施例による場合と同様の作用が発揮される。
なお、本発明装置の具体的構成は上記実施例以外にも種
々考えられ、例えば吸気慣性調整手段は吸気通路の断面
積または長さをエンジン回転数等のエンジンの運転状態
に応じて３段階以上に切替えるようにしてもよい。また
タイミング可変手段としては、図示した構造のほかに、
例えば、立体カムを用いてその軸方向位置を調整可能と
し、またはプッシュロッド式動弁機構に油圧等で作動す
る動弁調整部材を介在させ、あるいはクランク軸のカム
軸との間のベルト伝動機構に位相差調整手段を組込む等
の構造も採用することができる。そして立体カム等を用
いる場合に、第７図に示すように吸気弁の開閉タイミン
グならびにバルブリフト量を調整可能としてもよい。
々考えられ、例えば吸気慣性調整手段は吸気通路の断面
積または長さをエンジン回転数等のエンジンの運転状態
に応じて３段階以上に切替えるようにしてもよい。また
タイミング可変手段としては、図示した構造のほかに、
例えば、立体カムを用いてその軸方向位置を調整可能と
し、またはプッシュロッド式動弁機構に油圧等で作動す
る動弁調整部材を介在させ、あるいはクランク軸のカム
軸との間のベルト伝動機構に位相差調整手段を組込む等
の構造も採用することができる。そして立体カム等を用
いる場合に、第７図に示すように吸気弁の開閉タイミン
グならびにバルブリフト量を調整可能としてもよい。
（発明の効果） 以上のように本発明は、吸気通路の断面積および長さの
少なくとも一方を、エンジンの設定回転数を境にこれよ
り高回転側の運転領域と低回転側の運転領域とで切替式
に変化させるとともに、上記設定回転数よりも高回転側
の運転領域で、エンジン回転数の上昇に応じて吸気弁の
閉弁タイミングを遅れ方向に変更することにより、充分
に高回転側まで充填効率を高めている。このため、従来
の比べ、より一層広範囲にわたる運転領域でエンジン出
力を向上することができる。
少なくとも一方を、エンジンの設定回転数を境にこれよ
り高回転側の運転領域と低回転側の運転領域とで切替式
に変化させるとともに、上記設定回転数よりも高回転側
の運転領域で、エンジン回転数の上昇に応じて吸気弁の
閉弁タイミングを遅れ方向に変更することにより、充分
に高回転側まで充填効率を高めている。このため、従来
の比べ、より一層広範囲にわたる運転領域でエンジン出
力を向上することができる。
第１図は本発明装置の第１実施例を示す垂直断面図、第
２図は第１図のII−II線に沿った断面図、第３図は吸，
排気弁の開閉タイミングを示す説明図、第４図はエンジ
ン回転数に応じた吸気通路断面積および吸気弁閉弁タイ
ミングの制御例を示す説明図、第５図はエンジン回転数
と出力トルクとの関係を示す説明図、第６図は第２実施
例を示す垂直断面図、第７図は吸，排気弁の開閉タイミ
ングの別の例を示す説明図である。 １……エンジン本体、13,14……吸気弁、20,50……吸気
慣性調整手段、30……制御回路、40……タイミング可変
手段。
２図は第１図のII−II線に沿った断面図、第３図は吸，
排気弁の開閉タイミングを示す説明図、第４図はエンジ
ン回転数に応じた吸気通路断面積および吸気弁閉弁タイ
ミングの制御例を示す説明図、第５図はエンジン回転数
と出力トルクとの関係を示す説明図、第６図は第２実施
例を示す垂直断面図、第７図は吸，排気弁の開閉タイミ
ングの別の例を示す説明図である。 １……エンジン本体、13,14……吸気弁、20,50……吸気
慣性調整手段、30……制御回路、40……タイミング可変
手段。
Claims (1)
- 【請求項１】吸気通路の断面積および長さの少なくとも
一方を、エンジンの設定回転数を境にこれより高回転側
の運転領域と低回転側の運転領域とで切替式に変化させ
ることにより、それぞれの運転領域内で吸気慣性効果が
高められるように調整する吸気慣性調整手段を備えたエ
ンジンの吸気装置において、吸気弁の少なくとも閉弁タ
イミングを変更可能にするタイミング可変手段と、上記
設定回転数よりも高回転側の運転領域で、エンジン回転
数の上昇に応じて上記閉弁タイミングを遅れ方向に変更
するように、上記タイミング可変状態を制御する制御装
置とを設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244984A JPH0751894B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244984A JPH0751894B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | エンジンの吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166706A JPS60166706A (ja) | 1985-08-30 |
| JPH0751894B2 true JPH0751894B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=12083020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244984A Expired - Lifetime JPH0751894B2 (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751894B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6123827A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の吸気装置 |
| JP4946624B2 (ja) * | 2007-05-21 | 2012-06-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58119919A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
| JPS5990718A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの吸気弁制御装置 |
| JPS60156930A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Mazda Motor Corp | エンジンの吸気装置 |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP2244984A patent/JPH0751894B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60166706A (ja) | 1985-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |