JPS58174135A

JPS58174135A - 多気筒内燃機関

Info

Publication number: JPS58174135A
Application number: JP5711182A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Hayashi; 義正林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-10-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】関の改良に関する。

一般に、内燃機関を高い負荷状態で運転すると燃料消費
率が良好になる傾向があることから、多気筒内燃機関に
おいて負荷の低いときに一部気筒の作動を休止させて、
この分だけ残シの稼動側気筒の負荷を相対的に高め、全
体として低負荷域での燃費を改善するようにしたものが
提案されている。

一部気筒を休止させる手段としては、吸・排気弁の開作
動を停止するもの（特願昭５０−２８７７０号など）が
代表的であるが、燃料噴射装置の構造に着目し、休止側
気筒の燃料噴射弁の作動を停止して９気のみを供給する
ようにしたものも考えられている（実公昭５６−４２４
２３号など）。

しかしながら後者にあっては、稼動側気筒での燃焼作用
に基づく発生軸トルク（正トルク）と、休止側気筒の圧
縮仕事に費される軸トルク（負トルク）との間に大きな
差を生じ、この結果として振動や騒音が著増するという
問題、がある。

つｔり、例えば直列４気筒機関の２・３番気筒を休止側
気筒とした場合、全気筒運転で同一の要求負荷に対応す
る場合に較べて各気筒に供給される空気または混合気の
量は２倍になシ、その分だけ稼動側であるｌ・４番気筒
の燃焼圧力（発生トルク）が増加する一方、２・３番気
筒における空気圧縮に要する仕事量（ポンプ損失）も増
加するため、各気筒の圧縮〜膨張行程で順次クランク軸
に作用するトルク値が大きく変動し、これが機関ノ回転
バランスを著しく損って振動や騒音を助長する原因にな
るのである（第１図参照）。

本発明はこのような問題点く着目してなされたもので、
複数の機関気筒を、途中に第１０吸気通路部と第２の吸
気通路部とを形成した共通の吸気通路を介して大気圧連
通するとともに、アクセル開度に応動する第１の絞シ弁
を前記第１の吸気通路部に、同じく第２の絞シ弁を前記
第２の吸気通路部に各々介装し、かつ前記第１．第２の
吸気通路部の何れか一方に所定の低負荷運転域で開弁す
る開閉弁を介装し、さらに一部の気筒（体止冑気筒）の
吸気弁を閉弁保持するとともに開気筒の排気弁を開弁保
持する（第２図参照）弁制御装置を設けて、部分気筒運
転時の休止側気筒における圧縮仕事及びこれに続く膨張
作用に基づく軸トルクの変動を解消するものである。

本発明によれば、休止側気筒の吸気弁閉止によって部分
気筒運転に入〕、この部分気筒運転状態が続く間、前記
休止側気筒の排気弁は開いたままになる。つｔ）、休止
側気筒では、ピストン昇降に伴う排気／−）を介しての
排気の吸入及び排出が繰ル返されるのみである。そして
前記吸入・排出のための損失トルクは圧縮仕事を要する
場合に比較して著しく小さく、従って第３図に示したよ
うに稼動側気筒との間の軸トルク差は従来よシも大幅に
縮小し、換言すればトルク変動が最小に抑えられる。こ
の結果、良好な回転バランスが得られて機関の振動及び
騒音を減らすことができるのである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図において、１は直列４気筒機関（本体）、２はそ
の吸気通路、３は同じく排気通路、４は前記機関ｌの各
気筒すｌ〜す４毎に設けられた燃料噴射弁、５は吸気弁
、６は排気弁である。

吸気通路２はその途中に第１の吸気通路部２ａと第２の
吸気通路部２ｂとが形成され、さらに前記第１．第２の
吸気通路部２ｍ、２ｂＫは、アクセルペダル７と連動し
て互いに同位相で開閉する第１．第２の絞シ弁８ａ、８
ｂが各々介装される。

また第２の吸気通路部２ｂには、前記第２の絞シ弁８ｂ
よシも上流側に位置して、ダイア７２ム装置９で開閉駆
動される開閉弁ｌＯが介装される。

前記ダイアフラム装置９は、絞）弁２ｂよｐも下流１１
に発生する吸入負圧に基づいて作動し、負圧通路１１の
途中に備わる電磁弁１２が閉のときは開閉弁１０を全閉
保持、電磁弁１２が開いて吸入負圧が作用すると同じく
全開保持する設定である。

この実施例では、３．４番気筒す３．４が休止側気筒で
、それぞれの吸気弁５と排気弁６は、弁制御装置１４を
介して、所定の低負荷運転域で吸気弁５は全閉保持、同
じく排気弁６は全開保持するように制御される。

また、１５稼読み出し専用メモＩＪ（ＲＯＭ）、随時読
み出し書無込みメモり（ＲＡＭ）、　　入出力装置（Ｉ
ｌｏ）、中央処理装置（ＣＰＵ）などからなる制御回路
で、アクセルペダル７の開度（踏込量）に基づいて機関
ｌの負荷状態を判断し、上記電磁弁１２、弁制御装置１
４及び燃料噴射弁４の作動を制御する。この場合、全気
筒運転されるべ事高負荷這転域では、電磁弁１２を閉じ
て開閉弁１０を全閉保持させるとともに休止側気筒す３
．◆４の吸、排気弁５，６が本来のタイミングで開閉動
するように弁制御装置１４を制御し、また全気筒φ１〜
す４の燃料噴射弁４を所定の燃料噴射制御グログラムに
従って作動させる。これに対して、所定の低負荷運転域
では、電磁弁１２を開いて開閉弁ｌＯを全開保持させる
とともに気筒φ３．φ４の吸気弁５が閉弁、阿じく排気
弁６が開弁となるように弁制御装置１４を制御し、さら
に前記休止側気筒す３．す４の燃料噴射弁４の作動を停
止して鋏気筒φ３．φ４への燃料供給を断つとともに稼
動側である気筒φｌ、φ２の燃料噴射弁４の開弁時間を
増補圧して同一負荷全気筒運転の条件と比較して略２倍
の量の燃料を供給する。

要するに１部分気筒運転域では、同一負荷全気筒運転の
場合に比して稼動側気筒すｌ、φ２には２倍量の混合気
が供給されるが、休止側気筒す３゜φ４では吸気作用が
なされず、単に排気通路３との間でのガスの出入シが繰
ｐ返されるにすぎない。

この結果、部分気筒運転状態での休止側気筒φ３゜＋４
でのトルクの変動分を解消して、既に述べたように機関
の振動及び騒音を低減できるという効果を生じるのであ
る。

次に、上記弁制御装置１４の実施例について第５図〜第
７図に基づいて説明する。

第５図において、２０は多気筒内燃機関のシリンダヘラ
Ｐ（休止側気筒部）％　２１ａ〜２１ｅ　はシ□　リ／
メヘッドＩＫ＆ルト等（図示せず）を介して締着された
ロッカプラケット、２２はロツカプラタン）２１ａ〜２
１ｃ　　に支承され、たロッカ軸、２３ｍは２つのプラ
タン）２１ｍ、ｂ間で摺動かつ揺動自由なようにロッカ
軸２２に支持された吸気弁用のロッカアーム、２３ｂ　
　線同じくプラケット２１ｂ、ｃ間で摺動・揺動しうる
ように支持され九排気弁用のロッカアームである。

中央のプラタン）　２１ｂは、その両端面側からロッカ
軸２２を包囲するようにシリンダ部２４ａ、ｂが形成さ
れ、さらにこの２つのシリンダ部２４ａ、ｂＫは、ロッ
カ軸２２１Ｃ沿って進退しうるように環状のピストン２
５ａ、ｂがそれぞれ収装される。前記各シリンダ部２４
＆、ｂの底部には、ブラケット２ｂ及びシリンダヘッド
２０を貫通して形成され圧油圧通路２６が開口し、この
油圧通路２６を介して機関油圧が供給される。前記通路
２６は、図示しない制御回路（第４図で１５）からの信
号に応動する電磁弁２７を介して開閉されるが、この場
合、例えばアクセルベ〆ルスイッチ、吸入負圧センサ、
絞〕弁開度センサ等の周知の負荷検出手段との協働によ
シ、所定の低負荷域では開弁、同じく高負荷域では閉弁
、・、となるように前記電磁弁２７が制御される。なお
、電磁弁２７は、閉弁時には油圧通路２６を低圧側へ開
放する。

また、吸・排気弁用のロッカアーム２３ａ、ｂは、各々
の向かい合ったプラタン）２１ａ、ｃとの間に介装され
九コイルバネ２８ｉ、ｂの弾力に基づいてそｔぞれのピ
ストン２５ａ、ｂに当接し、ピストン２！５１　、　ｂ
ともども互いに接近する方向に付勢されている。このた
め、ロッカアーム２３ａ、ｂ並びにピストン２５ａ、ｂ
は、油圧通路２６が低圧状態になる高負荷運転域ではコ
イルバネ２８ａ、ｂに押されて最も退避した位置（図示
位置、以下「退避位置」という）にあるが、低負荷域で
電磁弁８が開いて油圧通路２６を介しての機関油圧が作
用するとコイルバネ２８ａｗｂに抗してピストン２５亀
、ｂが伸び出し、これに伴ってロッカアーム２３ａ、ｂ
も移動する。この場合、ロッカアーム２３ａ、ｂｔｉ、
それぞれプラタン）２１ａ、ｅとの間に設けられたスペ
ーサ２９ａ、ｂに当接する位置（以下「伸長位置」）ま
で移動する。

一方、第６図（＆）　、Φ）に示したように、カム軸３
１に形成された吸気弁カム３２は、１０ツカアーム２３
ａを介して吸気弁５（図（ｂ））を駆動するためのプロ
フィールが付与された主カム部３２ａと、この主カム部
３２ａのベースサークル部と同径の真円状をなす副カム
部３２ｂ及び前記各カム部３２ａ、ｂの段差を滑らかに
接げる中間部３２ｅなどからなシ、位置関係としては、
ロッカアーム２３１Ｌのフォロワ部２３ａ！が退避位置
では主カム部３２ｍに、伸長位置では副カム部３２ｂに
相対するようになっている。

また、第７図（ａ）　、　（ｂ）に示し友ように、同じ
くカム軸３１に形成された排気弁カム３４は、排気弁６
（図伽））を駆動するためのプロフィールを有する主カ
ム部３４１、主カム部３４１の最大リフト部に対応する
外径の真円状の副カム部３４ｂ及び中間部３４ｃからな
シ、ロッカアームフォロワ部２３ｂ’ハ退避位置では主
カム部３４＆に、伸長位置では副カム部３４ｂに相対す
る。

このような吸・排気弁カム３２．３４とロッカアーム２
３ａ、ｂとの関係から、全気筒運転される高負荷域では
ロッカアーム２３ａ、ｂはそれぞれ主カム部３２ｍ、３
４ｍ　　に従動して吸・排気弁５．６を開閉する本来の
作動を行なうが、この状態から低負荷域に移行すると、
退避位置から伸長位置への移動に伴い、μツカアーム２
３＆は吸気弁カム中関部３２ｃを経て副カム部３２ｂへ
と、またロッカアーム２３ｂは排気弁カム中間部３４ｅ
を経て副カム部３４ｂへとそれぞれ乗夛移る。

吸気弁副カム部３２ｂは主カム部３２１のベースサーク
ルと同径、排気弁副カム部３４ｂは主カム部３４＆の最
大リフトに相当する外径であるから、上記作動に基づき
吸気弁５は閉弁保持するとともに排気弁６は開弁保持と
いう所期の作用が得られる。

なお、このような弁制御装置では、部分気筒運転時には
休止側気筒の吸・排気弁５，６が作動しないことから、
動弁系の機械的騒音が減る他、弁駆動のための出力損失
が減少するので燃費をさらに低減できるという利点もあ
る。

また、弁駆動装置としては、上記実施例に限らず、吸気
弁または排気弁の作動を制御する手段として既に提案さ
れている周知めものを適用して４良いことは勿論である
。さらに本発明は燃料噴射機関にのみ適用可能なのでは
なく、気化器式機関にも適用しうる。すなわち、第１の
吸気通路部及び第２の吸気通路部に各々気化器（バレル
）を備え、かつ第２の吸気通路部側の気化器のベース空
燃比を理論空燃比よシ濃い目に設定しておけば、本発明
の所期の目的を違つしうるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の各行程における所要トルクまたは発生
トルクの関係を全気筒運転時と部分気筒運転時とくつい
て示した説明図である。第２図は本発明による休止側気
筒の吸気弁並びに排気弁の開閉制御を弁リフト特性で示
した説明図、第３図は同じく部分気筒運転時の休止側気
筒と稼動側気筒との間のトルク値の関係を示した説明図
である。第４図は本発明の一実施例を示す全体システム図であム
第５図は本発明の弁制御装置の実施例の正面断面図、第
６図６）はその吸気弁カム部の正面図、第６図Φ）は同
側面図、第７図（ａ）は同じく排気弁カム部の正面図、
第ζ７図６）は同側面図である。ｌ・・・機関（本体）、２・・・吸気通路、２１・・・
第１の吸気通路部、２ｂ・・・第２の吸気通路部、３・
・・排気通路、４・・・燃料噴射弁、５・・・吸気弁、
６・・・排気弁、８ａ・・・第１の絞シ弁、８ｂ・・・
第２の絞夛弁、１０・・・開閉弁、１５・・・制御回路
、２０・・・機関シリンダヘッド％　２１ａ〜２１ｃ・
・・ロッカプラケット、２２・・・ロッカ軸、２３ａ・
・・吸気弁用のロッカアーム、２３ｂ・・・排気弁用の
ロッカアーム、２４ｍ、２４ｂ・・・シリンダ部、２５
ｍ、２５ｂ”’ピストン、２６・・・油圧通路、２７・
・・％磁弁、２８　ｍ　、　２８ｂ・・・コイル／４＄
％２９亀。２９ｂ・・・スペーサ、３１・・・カム軸、３２・・・
吸気弁カム、３４・・・排気弁カム。特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

複数の機関気筒を、途中に第１の吸気通路部と第２の吸
気通路部とを形成した共通の吸気通路を介して大気に連
通するとともに、アクセル開度に応動する第１の絞シ弁
を前記第１の吸気通路部に、同じく第２の絞シ弁を第２
の吸気通路部に各々介装し、かつ第１．第２の吸気通路
部の何れか一方に所定の低負荷運転域で開弁する開閉弁
を介装し、さらに前記所定の低負荷運転域で一部気筒の
吸気弁を閉弁保持するとともに同気筒の排気弁管開弁保
持する弁制御装置を設けたことを４１徴とする多気筒内
燃機関。