JPH0941979A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- JPH0941979A JPH0941979A JP7190612A JP19061295A JPH0941979A JP H0941979 A JPH0941979 A JP H0941979A JP 7190612 A JP7190612 A JP 7190612A JP 19061295 A JP19061295 A JP 19061295A JP H0941979 A JPH0941979 A JP H0941979A
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- intake port
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 副吸気ポートの流路断面積を変更することに
より、タンブル比の制御範囲の拡大による燃焼の改善を
図ることを目的とする。 【解決手段】 主吸気ポート４の底部には、主吸気ポー
ト４の入口部近傍から下流側にかけて、溝からなる偏流
形成用の副吸気ポート５が設けられ、また、主吸気ポー
ト４の入口部近傍に、主吸気ポート４を開閉する第１吸
気分流弁８と、副吸気ポート５を開閉する第２吸気分流
弁９が設けられている。第１吸気分流弁８は、弁体８ａ
が弁体取付軸８ｂを介して、弁体８ａを開閉するアクチ
ュエータ１０ａに連結する構成からなっている。また、
第２吸気分流弁９は、弁体９ａ、９ｂが弁体取付軸９ｃ
を介して、弁体９ａ、９ｂを開閉するアクチュエータ１
０ｂに連結する構成からなっている。アクチュエータ１
０ａ、１０ｂは、運転状態に基づき駆動制御され、第１
及び第２吸気分流弁８、９が開閉される。
より、タンブル比の制御範囲の拡大による燃焼の改善を
図ることを目的とする。 【解決手段】 主吸気ポート４の底部には、主吸気ポー
ト４の入口部近傍から下流側にかけて、溝からなる偏流
形成用の副吸気ポート５が設けられ、また、主吸気ポー
ト４の入口部近傍に、主吸気ポート４を開閉する第１吸
気分流弁８と、副吸気ポート５を開閉する第２吸気分流
弁９が設けられている。第１吸気分流弁８は、弁体８ａ
が弁体取付軸８ｂを介して、弁体８ａを開閉するアクチ
ュエータ１０ａに連結する構成からなっている。また、
第２吸気分流弁９は、弁体９ａ、９ｂが弁体取付軸９ｃ
を介して、弁体９ａ、９ｂを開閉するアクチュエータ１
０ｂに連結する構成からなっている。アクチュエータ１
０ａ、１０ｂは、運転状態に基づき駆動制御され、第１
及び第２吸気分流弁８、９が開閉される。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気装
置に関し、特に、燃焼室内に渦流を発生させるために、
シリンダヘッドの主吸気ポートに併設された副吸気ポー
トによる燃焼性改善技術に関する。
置に関し、特に、燃焼室内に渦流を発生させるために、
シリンダヘッドの主吸気ポートに併設された副吸気ポー
トによる燃焼性改善技術に関する。
【従来の技術】従来の燃焼室内に渦流を発生させるため
に、シリンダヘッドの主吸気ポートに併設された副吸気
ポートを有する内燃機関の吸気装置としては、管からな
る偏流形成用の副吸気ポート（以下、管形状の副吸気ポ
ートと記す）を有するものが、特開昭５５−２５５４６
号公報、特開昭６１−１６７１２２号公報等に開示され
ている。この管形状の副吸気ポートを有する吸気装置
は、その製造工程で、副吸気ポートを穿孔するためにド
リル加工等の後加工が必要となる他、副吸気ポートがシ
リンダヘッド中のウォータギャラリー内を通るため、冷
却性能が低下するおそれがある。また、燃料を主吸気ポ
ート内に噴射する燃料噴射方式の吸気装置では、燃料を
副吸気ポート出口部に正確に噴射する必要があるが、実
際には、噴射された燃料が拡散し、副吸気ポート出口部
以外の部分に噴射され、これが壁流となり、燃焼室内に
そのまま吸入され、エミッション、リーン性能を悪化さ
せるおそれがある。この他にも、実開昭５９−１９４５
３３号公報に開示されたような、管形状の副吸気ポート
の欠点を解消した凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポー
ト（以下、溝形状の副吸気ポートと記す）を有するもの
も考えられた。
に、シリンダヘッドの主吸気ポートに併設された副吸気
ポートを有する内燃機関の吸気装置としては、管からな
る偏流形成用の副吸気ポート（以下、管形状の副吸気ポ
ートと記す）を有するものが、特開昭５５−２５５４６
号公報、特開昭６１−１６７１２２号公報等に開示され
ている。この管形状の副吸気ポートを有する吸気装置
は、その製造工程で、副吸気ポートを穿孔するためにド
リル加工等の後加工が必要となる他、副吸気ポートがシ
リンダヘッド中のウォータギャラリー内を通るため、冷
却性能が低下するおそれがある。また、燃料を主吸気ポ
ート内に噴射する燃料噴射方式の吸気装置では、燃料を
副吸気ポート出口部に正確に噴射する必要があるが、実
際には、噴射された燃料が拡散し、副吸気ポート出口部
以外の部分に噴射され、これが壁流となり、燃焼室内に
そのまま吸入され、エミッション、リーン性能を悪化さ
せるおそれがある。この他にも、実開昭５９−１９４５
３３号公報に開示されたような、管形状の副吸気ポート
の欠点を解消した凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポー
ト（以下、溝形状の副吸気ポートと記す）を有するもの
も考えられた。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た溝形状の副吸気ポートを有する内燃機関の吸気装置
は、吸気分流弁により主吸気ポートのみを開閉する構成
となっているため、副吸気ポートの吸気流路断面積が一
定であり偏流の流速制御範囲、すなわち、タンブル比の
制御範囲が狭く、タンブル旋回流の強化による低燃費領
域（リーン領域）の拡大が現状以上には期待できなかっ
た。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、副吸気ポートの吸気流路断面積を変更することによ
り、タンブル比の制御範囲の拡大による燃焼の改善を図
ることを目的とする。
た溝形状の副吸気ポートを有する内燃機関の吸気装置
は、吸気分流弁により主吸気ポートのみを開閉する構成
となっているため、副吸気ポートの吸気流路断面積が一
定であり偏流の流速制御範囲、すなわち、タンブル比の
制御範囲が狭く、タンブル旋回流の強化による低燃費領
域（リーン領域）の拡大が現状以上には期待できなかっ
た。そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、副吸気ポートの吸気流路断面積を変更することによ
り、タンブル比の制御範囲の拡大による燃焼の改善を図
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍よ
り下流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポー
トを有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気ポ
ートの入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する第１吸
気分流弁と、前記副吸気ポートを開閉する第２吸気分流
弁とを有し、機関運転状態に応じて前記第１吸気分流弁
及び第２吸気分流弁を夫々開閉制御する制御手段を含ん
だ構成としたから、前記副吸気ポートの吸気流路断面積
が変化し、偏流の流速が制御される。請求項２記載の発
明は、シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍より下
流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポートを
有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気ポート
の入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する吸気分流弁
を有し、該吸気分流弁の弁体に前記副吸気ポートを開閉
する突起部を連接し、機関運転状態に応じて前記吸気分
流弁を開閉制御する制御手段を含んだ構成としたから、
前記副吸気ポートの吸気流路断面積が変化し、偏流の流
速が制御される。請求項３記載の発明は、前記副吸気ポ
ートを、全体を通じ略一定の流路断面形状に形成し、か
つ、吸気弁のリフト時に吸気弁隙間から吸気流を直接燃
焼室に流入する方向に指向したから、偏流の拡散が極力
抑えられる。
の発明は、シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍よ
り下流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポー
トを有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気ポ
ートの入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する第１吸
気分流弁と、前記副吸気ポートを開閉する第２吸気分流
弁とを有し、機関運転状態に応じて前記第１吸気分流弁
及び第２吸気分流弁を夫々開閉制御する制御手段を含ん
だ構成としたから、前記副吸気ポートの吸気流路断面積
が変化し、偏流の流速が制御される。請求項２記載の発
明は、シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍より下
流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポートを
有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気ポート
の入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する吸気分流弁
を有し、該吸気分流弁の弁体に前記副吸気ポートを開閉
する突起部を連接し、機関運転状態に応じて前記吸気分
流弁を開閉制御する制御手段を含んだ構成としたから、
前記副吸気ポートの吸気流路断面積が変化し、偏流の流
速が制御される。請求項３記載の発明は、前記副吸気ポ
ートを、全体を通じ略一定の流路断面形状に形成し、か
つ、吸気弁のリフト時に吸気弁隙間から吸気流を直接燃
焼室に流入する方向に指向したから、偏流の拡散が極力
抑えられる。
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１〜３は、本発明の一実施例の内
燃機関の吸気装置を示す。吸気装置には、各燃焼室（シ
リンダ）１に対応して夫々単一設けられた吸気通路２か
ら分岐して同一の燃焼室１に夫々吸気弁３ａ、３ｂを介
して連通する２つの主吸気ポート４ａ、４ｂが設けられ
ている。また、前記主吸気ポート４ａ、４ｂの底部に
は、主吸気ポート４ａ、４ｂの入口部近傍から、吸気弁
３ａ、３ｂと吸気ポート仕切り部６との中間部を指向し
て、全体を通じ略一定の流路断面形状に形成された凹溝
からなる偏流形成用の副吸気ポート５ａ、５ｂが設けら
れている。なお、前記副吸気ポート５ａ、５ｂは、でき
るだけ強いタンブル旋回流（縦方向スワール流）７を発
生させるため、吸気弁３ａ、３ｂのリフト時の弁隙間か
ら吸気流を直接燃焼室１に流入させる方向に指向するよ
う形成されている。また、吸気通路２には、前記主吸気
ポート４ａ、４ｂを開閉する第１吸気分流弁８と、前記
副吸気ポート５ａ、５ｂを開閉する第２吸気分流弁９が
設けられている。前記第１吸気分流弁８は、弁体８ａが
弁体取付軸８ｂを介して、該弁体取付軸８ｂを回動する
ことによって弁体８ａを開閉するアクチュエータ１０ａ
に連結されている構成からなっている。前記第２吸気分
流弁９は、弁体９ａ、９ｂが弁体取付軸９ｃを介して、
該弁体取付軸９ｃを回動することによって弁体９ａ、９
ｂを開閉するアクチュエータ１０ｂに連結されている構
成からなっている。前記アクチュエータ１０ａ、１０ｂ
は、機関回転数及び機関負荷（吸気流量）に基づく運転
状態により、後述する制御手段の機能を有するコントロ
ールユニットＦにより駆動制御され、前記第１吸気分流
弁８及び第２吸気分流弁９は、夫々独立して開閉され
る。前記第１吸気分流弁８を閉じたときは、前記主吸気
ポート４ａ、４ｂを塞ぎ、吸気通路２を流れる吸気の大
部分が前記副吸気ポート５ａ、５ｂを通過するようにな
る。また、前記第２吸気分流弁９は、副吸気ポート５
ａ、５ｂの流路断面積を増減し、副吸気ポート５ａ、５
ｂを流れる偏流の流速を変化させる。なお、本実施例に
おいては、前記副吸気ポート５ａ、５ｂは、各吸気弁３
ａ、３ｂ毎に独立して設けたが、これを単一の凹溝から
なる偏流形成用の副吸気ポートとしても良い。ここで、
前記コントロールユニットＦによる内燃機関の吸気装置
の制御概要を図４に示し説明する。機関運転状態として
の機関回転数及び負荷を検出する回転センサＡ、負荷セ
ンサＢの出力は、入力手段Ｃを介して制御手段Ｄに夫々
入力される。また、制御手段Ｄの出力は、出力手段Ｅを
介してアクチュエータ１０ａ及び１０ｂに夫々出力され
る。この制御手段Ｄは、機関運転状態に基づき吸気装置
の制御内容を決定し、アクチュエータ１０ａ及び１０ｂ
を駆動制御することによって、吸気装置の制御を行な
う。次に、前記制御による内燃機関の吸気装置の動作内
容を以下に詳述する。燃焼室１内のタンブル旋回流７を
強化するために、第１吸気分流弁８を閉じると、吸気通
路２を流れている吸気の大部分は、副吸気ポート５ａ、
５ｂを通過するようになる。この場合には、副吸気ポー
ト５ａ、５ｂ内の偏流は、溝によりその流速の拡散が極
力抑えられ、吸気弁隙間より燃焼室１に直接吸入され
る。第１吸気分流弁８を閉じた状態で、第２吸気分流弁
９を閉じていくと、副吸気ポート５ａ、５ｂの流路断面
積は徐々に減少し、その結果、偏流はその流速を強め
る。そのため、燃焼室１内のタンブル旋回流７は、第１
吸気分流弁８を閉じたときよりも強化される。ここで、
第２吸気分流弁９の開閉により、タンブル比がどの様に
変化するかを表した実験データを図１０に示す。上記の
動作の結果、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９の
開閉によって変化する本実施例における吸気通路２（＝
主吸気ポート＋副吸気ポート）の開口率（＝分流弁隙間
面積／通路断面積）とタンブル比の関係を示したものが
図８である。第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
が、共に全開状態であるときを基準（開口率１００％、
タンブル比１）とし、開口率及びタンブル比の変化を説
明する。この状態から、第１吸気分流弁８のみを閉じて
いくと、主吸気ポート４ａ、４ｂの流路断面積が減少
し、全閉状態では開口率は約１５％程度になる。開口率
の減少に伴い、副吸気ポート５ａ、５ｂを通過する吸気
の割合が増加するため、副吸気ポート５ａ、５ｂには偏
流が発生し、タンブル旋回流を発生させる。このため、
タンブル比は、約１〜３まで増加する。第１吸気分流弁
８が全閉状態のまま、第２吸気分流弁９のみを閉じてい
くと、副吸気ポート５ａ、５ｂの流路断面積がさらに減
少し、全閉状態では開口率が約５％程度となる。開口率
の減少に伴い、副吸気ポート５ａ、５ｂ内の偏流はその
流速をさらに強めるため、タンブル旋回流がさらに強ま
り、タンブル比は、約５まで増加する。しかし、タンブ
ル比を増加させると、サイクル変動、すなわち機関の安
定性が低下するため、低回転・低負荷時（アイドル時を
含む）の領域では、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流
弁９を共に全閉とすることは望ましくない。また、中速
・高負荷域では、開口率をあまり小さくすると、吸気流
量が低下し、軸トルクが発生しないので、この場合に
も、第２吸気分流弁９を開いておく必要がある。以上の
ことを考慮し、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
の制御内容をまとめると、図９のようになる。ところ
で、以上説明した一実施例では、吸気通路２の開口率を
変化させるのに第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
を共に使用したが、これを簡略化し、１つの吸気分流弁
により開口率を変化させるようにした他の実施例を図５
〜７に示し、以下に詳述する。これは、前記第１吸気分
流弁８及び第２吸気分流弁９に代え、主吸気ポート４
ａ、４ｂ及び副吸気ポート５ａ、５ｂを単一の吸気分流
弁１１により開閉するようにしたものである。前記吸気
分流弁１１は、主吸気ポート４ａ、４ｂを開閉する弁体
１１ａに、該弁体１１ａが閉じるに従って副吸気ポート
５ａ、５ｂの流路断面積を減少させる突起部１１ｂ、１
１ｃを連接した弁体１１ａが弁体取付軸１１ｄを介し
て、該弁体取付軸１１ｄを回動することによって弁体１
１ａを開閉するアクチュエータ１０ｃに連結されている
構成からなっている。前記アクチュエータ１０ｃは、機
関回転数及び機関負荷（吸気流量）に基づく運転状態に
より、前述したコントロールユニットＦにより駆動制御
され、前記吸気分流弁１１は開閉される。かかる構成に
おいては、吸気分流弁１１は、主吸気ポート４ａ、４ｂ
の開閉制御に加え、副吸気ポート５ａ、５ｂの開閉を単
一のアクチュエータ１０ｃによって制御するために、角
度制御を正確に行なう必要がある。この場合、アクチュ
エータ１０ｃの回動角度により、主吸気ポート４ａ、４
ｂが開状態及び副吸気ポート５ａ、５ｂが開状態、主吸
気ポート４ａ、４ｂが閉状態及び副吸気ポート５ａ、５
ｂが開状態、主吸気ポート４ａ、４ｂが閉状態及び副吸
気ポート５ａ、５ｂが閉状態の３通りの状態を考える
と、これは、図９における上述した一実施例における制
御内容と同一となり、同様な効果が得られる。さらに、
かかる実施例によれば、単一の吸気分流弁１１のみで吸
気装置の制御が行なわれるため、使用するアクチュエー
タ等の構成部品点数が削減するから、吸気装置の構造・
制御が簡単になり、コストの低減を図ることもできる。
なお、上述した各実施例のように凹溝からなる偏流形成
用の副吸気ポート（以下、溝形状の副吸気ポートと記
す）を有する吸気装置は、従来の管からなる偏流形成用
の副吸気ポート（以下、管形状の副吸気ポートと記す）
を有するものに比べて以下の様な効果（利点）がある。
管形状の副吸気ポートの場合、長さＬを有する主吸気ポ
ートに対し、長さＬ’（Ｌ≠Ｌ’）の副吸気ポートが並
列に配設されるため、長さＬに同調するように所定の回
転数において出力向上マッチングを行なったときにも、
Ｌ’の分の不同調分が生じ、出力低下が発生する。これ
に対し溝形状の副吸気ポートの場合には、不同調分が生
じないため、出力低下の問題は発生しない。また、溝形
状の副吸気ポートは管形状の副吸気ポートに比較し、管
の壁に相当する一面分の吸気抵抗が少ないため、同一流
量の吸気を流す場合に、流路面積を小さく、すなわち、
コンパクトにできる。他にも、鋳造により溝形状若しく
は管形状の副吸気ポートを形成する場合において、溝形
状の副吸気ポートは中子の形状変更のみで対応できる
が、管形状の副吸気ポートは中子の追加或いは追加機械
加工が必要となる。すなわち、管形状の副吸気ポートの
場合には、製造コストの増加が伴ってしまう。
本発明を詳述する。図１〜３は、本発明の一実施例の内
燃機関の吸気装置を示す。吸気装置には、各燃焼室（シ
リンダ）１に対応して夫々単一設けられた吸気通路２か
ら分岐して同一の燃焼室１に夫々吸気弁３ａ、３ｂを介
して連通する２つの主吸気ポート４ａ、４ｂが設けられ
ている。また、前記主吸気ポート４ａ、４ｂの底部に
は、主吸気ポート４ａ、４ｂの入口部近傍から、吸気弁
３ａ、３ｂと吸気ポート仕切り部６との中間部を指向し
て、全体を通じ略一定の流路断面形状に形成された凹溝
からなる偏流形成用の副吸気ポート５ａ、５ｂが設けら
れている。なお、前記副吸気ポート５ａ、５ｂは、でき
るだけ強いタンブル旋回流（縦方向スワール流）７を発
生させるため、吸気弁３ａ、３ｂのリフト時の弁隙間か
ら吸気流を直接燃焼室１に流入させる方向に指向するよ
う形成されている。また、吸気通路２には、前記主吸気
ポート４ａ、４ｂを開閉する第１吸気分流弁８と、前記
副吸気ポート５ａ、５ｂを開閉する第２吸気分流弁９が
設けられている。前記第１吸気分流弁８は、弁体８ａが
弁体取付軸８ｂを介して、該弁体取付軸８ｂを回動する
ことによって弁体８ａを開閉するアクチュエータ１０ａ
に連結されている構成からなっている。前記第２吸気分
流弁９は、弁体９ａ、９ｂが弁体取付軸９ｃを介して、
該弁体取付軸９ｃを回動することによって弁体９ａ、９
ｂを開閉するアクチュエータ１０ｂに連結されている構
成からなっている。前記アクチュエータ１０ａ、１０ｂ
は、機関回転数及び機関負荷（吸気流量）に基づく運転
状態により、後述する制御手段の機能を有するコントロ
ールユニットＦにより駆動制御され、前記第１吸気分流
弁８及び第２吸気分流弁９は、夫々独立して開閉され
る。前記第１吸気分流弁８を閉じたときは、前記主吸気
ポート４ａ、４ｂを塞ぎ、吸気通路２を流れる吸気の大
部分が前記副吸気ポート５ａ、５ｂを通過するようにな
る。また、前記第２吸気分流弁９は、副吸気ポート５
ａ、５ｂの流路断面積を増減し、副吸気ポート５ａ、５
ｂを流れる偏流の流速を変化させる。なお、本実施例に
おいては、前記副吸気ポート５ａ、５ｂは、各吸気弁３
ａ、３ｂ毎に独立して設けたが、これを単一の凹溝から
なる偏流形成用の副吸気ポートとしても良い。ここで、
前記コントロールユニットＦによる内燃機関の吸気装置
の制御概要を図４に示し説明する。機関運転状態として
の機関回転数及び負荷を検出する回転センサＡ、負荷セ
ンサＢの出力は、入力手段Ｃを介して制御手段Ｄに夫々
入力される。また、制御手段Ｄの出力は、出力手段Ｅを
介してアクチュエータ１０ａ及び１０ｂに夫々出力され
る。この制御手段Ｄは、機関運転状態に基づき吸気装置
の制御内容を決定し、アクチュエータ１０ａ及び１０ｂ
を駆動制御することによって、吸気装置の制御を行な
う。次に、前記制御による内燃機関の吸気装置の動作内
容を以下に詳述する。燃焼室１内のタンブル旋回流７を
強化するために、第１吸気分流弁８を閉じると、吸気通
路２を流れている吸気の大部分は、副吸気ポート５ａ、
５ｂを通過するようになる。この場合には、副吸気ポー
ト５ａ、５ｂ内の偏流は、溝によりその流速の拡散が極
力抑えられ、吸気弁隙間より燃焼室１に直接吸入され
る。第１吸気分流弁８を閉じた状態で、第２吸気分流弁
９を閉じていくと、副吸気ポート５ａ、５ｂの流路断面
積は徐々に減少し、その結果、偏流はその流速を強め
る。そのため、燃焼室１内のタンブル旋回流７は、第１
吸気分流弁８を閉じたときよりも強化される。ここで、
第２吸気分流弁９の開閉により、タンブル比がどの様に
変化するかを表した実験データを図１０に示す。上記の
動作の結果、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９の
開閉によって変化する本実施例における吸気通路２（＝
主吸気ポート＋副吸気ポート）の開口率（＝分流弁隙間
面積／通路断面積）とタンブル比の関係を示したものが
図８である。第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
が、共に全開状態であるときを基準（開口率１００％、
タンブル比１）とし、開口率及びタンブル比の変化を説
明する。この状態から、第１吸気分流弁８のみを閉じて
いくと、主吸気ポート４ａ、４ｂの流路断面積が減少
し、全閉状態では開口率は約１５％程度になる。開口率
の減少に伴い、副吸気ポート５ａ、５ｂを通過する吸気
の割合が増加するため、副吸気ポート５ａ、５ｂには偏
流が発生し、タンブル旋回流を発生させる。このため、
タンブル比は、約１〜３まで増加する。第１吸気分流弁
８が全閉状態のまま、第２吸気分流弁９のみを閉じてい
くと、副吸気ポート５ａ、５ｂの流路断面積がさらに減
少し、全閉状態では開口率が約５％程度となる。開口率
の減少に伴い、副吸気ポート５ａ、５ｂ内の偏流はその
流速をさらに強めるため、タンブル旋回流がさらに強ま
り、タンブル比は、約５まで増加する。しかし、タンブ
ル比を増加させると、サイクル変動、すなわち機関の安
定性が低下するため、低回転・低負荷時（アイドル時を
含む）の領域では、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流
弁９を共に全閉とすることは望ましくない。また、中速
・高負荷域では、開口率をあまり小さくすると、吸気流
量が低下し、軸トルクが発生しないので、この場合に
も、第２吸気分流弁９を開いておく必要がある。以上の
ことを考慮し、第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
の制御内容をまとめると、図９のようになる。ところ
で、以上説明した一実施例では、吸気通路２の開口率を
変化させるのに第１吸気分流弁８及び第２吸気分流弁９
を共に使用したが、これを簡略化し、１つの吸気分流弁
により開口率を変化させるようにした他の実施例を図５
〜７に示し、以下に詳述する。これは、前記第１吸気分
流弁８及び第２吸気分流弁９に代え、主吸気ポート４
ａ、４ｂ及び副吸気ポート５ａ、５ｂを単一の吸気分流
弁１１により開閉するようにしたものである。前記吸気
分流弁１１は、主吸気ポート４ａ、４ｂを開閉する弁体
１１ａに、該弁体１１ａが閉じるに従って副吸気ポート
５ａ、５ｂの流路断面積を減少させる突起部１１ｂ、１
１ｃを連接した弁体１１ａが弁体取付軸１１ｄを介し
て、該弁体取付軸１１ｄを回動することによって弁体１
１ａを開閉するアクチュエータ１０ｃに連結されている
構成からなっている。前記アクチュエータ１０ｃは、機
関回転数及び機関負荷（吸気流量）に基づく運転状態に
より、前述したコントロールユニットＦにより駆動制御
され、前記吸気分流弁１１は開閉される。かかる構成に
おいては、吸気分流弁１１は、主吸気ポート４ａ、４ｂ
の開閉制御に加え、副吸気ポート５ａ、５ｂの開閉を単
一のアクチュエータ１０ｃによって制御するために、角
度制御を正確に行なう必要がある。この場合、アクチュ
エータ１０ｃの回動角度により、主吸気ポート４ａ、４
ｂが開状態及び副吸気ポート５ａ、５ｂが開状態、主吸
気ポート４ａ、４ｂが閉状態及び副吸気ポート５ａ、５
ｂが開状態、主吸気ポート４ａ、４ｂが閉状態及び副吸
気ポート５ａ、５ｂが閉状態の３通りの状態を考える
と、これは、図９における上述した一実施例における制
御内容と同一となり、同様な効果が得られる。さらに、
かかる実施例によれば、単一の吸気分流弁１１のみで吸
気装置の制御が行なわれるため、使用するアクチュエー
タ等の構成部品点数が削減するから、吸気装置の構造・
制御が簡単になり、コストの低減を図ることもできる。
なお、上述した各実施例のように凹溝からなる偏流形成
用の副吸気ポート（以下、溝形状の副吸気ポートと記
す）を有する吸気装置は、従来の管からなる偏流形成用
の副吸気ポート（以下、管形状の副吸気ポートと記す）
を有するものに比べて以下の様な効果（利点）がある。
管形状の副吸気ポートの場合、長さＬを有する主吸気ポ
ートに対し、長さＬ’（Ｌ≠Ｌ’）の副吸気ポートが並
列に配設されるため、長さＬに同調するように所定の回
転数において出力向上マッチングを行なったときにも、
Ｌ’の分の不同調分が生じ、出力低下が発生する。これ
に対し溝形状の副吸気ポートの場合には、不同調分が生
じないため、出力低下の問題は発生しない。また、溝形
状の副吸気ポートは管形状の副吸気ポートに比較し、管
の壁に相当する一面分の吸気抵抗が少ないため、同一流
量の吸気を流す場合に、流路面積を小さく、すなわち、
コンパクトにできる。他にも、鋳造により溝形状若しく
は管形状の副吸気ポートを形成する場合において、溝形
状の副吸気ポートは中子の形状変更のみで対応できる
が、管形状の副吸気ポートは中子の追加或いは追加機械
加工が必要となる。すなわち、管形状の副吸気ポートの
場合には、製造コストの増加が伴ってしまう。
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、副吸気ポートの開閉を行なう第２吸気分流
弁により、副吸気ポートの吸気流路断面積が変化し、偏
流の流速が制御されるため、タンブル比の制御範囲が広
くなり、低燃費の領域（リーン領域）を広くすることが
できる。請求項２記載の発明によれば、副吸気ポートの
開閉を行なう突起部により、前記請求項１の発明の効果
に加え、吸気装置の構造・制御が簡単になるため、吸気
装置のコストの低減を図ることができる。請求項３記載
の発明によれば、副吸気ポートを流れる偏流が各吸気弁
隙間から直接燃焼室に流入することにより、偏流の拡散
が極力抑えられるため、各燃焼室に発生するタンブル旋
回流を強化できる。
明によれば、副吸気ポートの開閉を行なう第２吸気分流
弁により、副吸気ポートの吸気流路断面積が変化し、偏
流の流速が制御されるため、タンブル比の制御範囲が広
くなり、低燃費の領域（リーン領域）を広くすることが
できる。請求項２記載の発明によれば、副吸気ポートの
開閉を行なう突起部により、前記請求項１の発明の効果
に加え、吸気装置の構造・制御が簡単になるため、吸気
装置のコストの低減を図ることができる。請求項３記載
の発明によれば、副吸気ポートを流れる偏流が各吸気弁
隙間から直接燃焼室に流入することにより、偏流の拡散
が極力抑えられるため、各燃焼室に発生するタンブル旋
回流を強化できる。
【図１】 本発明の一実施例を示す平面断面図
【図２】 同上実施例の正面断面図
【図３】 同上実施例の図１における断面Ａ−Ａを示す
図
図
【図４】 同上実施例の制御概要を示す制御ブロック図
【図５】 本発明の他の実施例を示す平面断面図
【図６】 同上実施例の正面断面図
【図７】 同上実施例の図５における断面Ｂ−Ｂを示す
図
図
【図８】 本発明の一実施例における開口率とタンブル
比の関連図
比の関連図
【図９】 同上実施例における吸気分流弁の一制御内容
を示す図
を示す図
【図10】 同上実施例における第２吸気分流弁の開度と
タンブル比の実験データ
タンブル比の実験データ
４ａ、４ｂ 主吸気ポート ５ａ、５ｂ 副吸気ポート ８ 第１吸気分流弁 ８ａ 弁体 ９ 第２吸気分流弁 ９ａ、９ｂ 弁体 １１ 吸気分流弁 １１ａ 弁体 １１ｂ、１１ｃ 突起部 Ａ 回転センサ Ｂ 負荷センサ Ｆ コントロールユニット
Claims (3)
- 【請求項１】シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍
より下流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポ
ートを有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気
ポートの入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する第１
吸気分流弁と、前記副吸気ポートを開閉する第２吸気分
流弁とを有し、機関運転状態に応じて前記第１吸気分流
弁及び第２吸気分流弁を夫々開閉制御する制御手段を含
んで構成されたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 【請求項２】シリンダヘッドの主吸気ポート入口部近傍
より下流側にかけて凹溝からなる偏流形成用の副吸気ポ
ートを有する内燃機関の吸気装置において、前記主吸気
ポートの入口部近傍に、該主吸気ポートを開閉する吸気
分流弁を有し、該吸気分流弁の弁体に前記副吸気ポート
を開閉する突起部を連接し、機関運転状態に応じて前記
吸気分流弁を開閉制御する制御手段を含んで構成された
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 【請求項３】前記副吸気ポートは、全体を通じ略一定の
流路断面形状に形成され、かつ、吸気弁のリフト時に吸
気弁隙間から吸気流を直接燃焼室に流入する方向に指向
させたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関
の吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19061295A JP3367288B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19061295A JP3367288B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941979A true JPH0941979A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3367288B2 JP3367288B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=16260976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19061295A Expired - Fee Related JP3367288B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367288B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1344926B1 (en) * | 2002-03-11 | 2009-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake port of internal combustion engine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102406016B1 (ko) | 2017-10-17 | 2022-06-08 | 현대자동차주식회사 | 가변 위치이동방식 흡기유동강화시스템 및 엔진 |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP19061295A patent/JP3367288B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1344926B1 (en) * | 2002-03-11 | 2009-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake port of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3367288B2 (ja) | 2003-01-14 |
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