JPS5828530A - ヘリカル型吸気ポ−トの流路制御装置 - Google Patents

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】 本発明はヘリカル型吸気／−）の流路制御装置に関する
。

ヘリカル型吸気ポートは通常吸気介層りに形成され九渦
巻部と、との渦巻部に接線状に接続されかつほぼまっす
ぐに延びる入口通路部とＫより構成される。このような
ヘリカル型吸気ポートを用いて吸入空気量の少ない機関
低速低負荷運転時に機関燃焼室内に強力な旋回流を発生
せしめようとすると吸気ポート形状が流れ抵抗の大きな
形状になってしまうので吸入空気量の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題がある。

このような問題を解決するためにヘリカル臘吸気ポート
入口通路部から分岐されてヘリカルｍ吸気ポート渦巻部
の渦巻終端部に連通する分岐路をシリンダヘッド内く形
成し、分岐路内にアクチ、二一タによって作動される常
時閉鎖型開閉弁を設けて機関吸入空気量が所定量よシも
大きくなったときにアクチュエータを作動させて開閉弁
を開弁するようにしたヘリカルｍ吸気ポート流路制御装
置が本出願人により既に提案されている。このヘリカル
型吸気ポートでは機関吸入空気量の多い機関高速高負荷
運転時にヘリカル型吸気、ｄ−）入口通路部内に送シ込
まれた吸入空気の一部が分岐路を介してヘリカル型吸気
ポート渦巻部内に送シ込まれる念めに吸入空気流に対す
る流れ抵抗が低下し、斯くして高い充填効率を得ること
ができる。しかしながらこの流路制御装置では機関温度
に無関係に吸入空気量が所定量以上になったときに開閉
弁が開弁せしめられる。ところが機関温度が低いときに
は充填効率よ）もむしろ旋回流を強めることによ多燃料
の霧化を促進させて燃焼効率を向上させることが必要と
なるが上述の流路制御装置ではこのようなことを考慮し
ていない。

本発明は分岐路内に設けられた開閉弁の開弁動作を機関
温度に応じて制御し、機関温度が低いときの燃焼効率を
向上せしめるようにしたヘリカル型吸気ポート流路制御
装置を提供するととＫある。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図並びに第２図を参照すると、ｌけシリンダブμツ
ク、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、
３Ｆｉシリンダゾロ、り１上に固定されたシリンダヘッ
ド、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された
燃焼室、５は吸気弁、６はシリンダへ、ド３内に形成さ
れたヘリカル型吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダ
ヘッド３内に形成された排気ポートを夫々示す、なお、
図には示さないが燃焼室４内に点火橙が配置される。

第３図から篤５図に第２図のヘリカル型吸気ポート６の
形状を図解的に示す、このヘリカルｍ吸気ポート６は第
４図に示されるように流路軸線１がわずかに彎曲した入
口通路部Ａと、吸気弁５の弁軸周りに形成された渦巻部
Ｂとによ）構成され、入口通路部Ａは渦巻部Ｂに接線状
に接続される。

第３図、第４図及びに第７図に示されるように入口通路
部Ａの渦巻軸線すに近い側の側壁面９の上方側壁面９ａ
は下方を向いた傾斜面に形成され・この傾斜面９＠の巾
は渦巻部Ｂに近づくに従って広くなシ、入口通路部Ａと
渦巻部Ｂとの接続部において＃：を第７図に示されるよ
うに側壁ｉ１９の全体が下方に向いた傾斜面９ａに形成
される。側壁面９の上半分は吸気弁ガイド１０（第２図
）周りの吸気テート上壁面上に形成された円筒状突起１
１の周壁面に滑らかく接続され、一方何壁面９の下半分
は渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃにおいて渦巻部Ｂの側壁面１
２に接続される。

一方、＃Ｅ１図から第５図に示されるようにシリンダヘ
ッド３内には入口通路部Ａから分岐されたほぼ一様断面
の分岐路１４が形成され、この分岐路１４は渦巻終端部
Ｃに接続される０分岐路１４の入口開口１５は入口通路
部Ａの入口開口近傍において側壁面９上に形成され、分
岐路１４の出ロ開ロ１６ｔｉ渦巻終端部Ｃにおいて側壁
面１２の上端部に形成される。更に、シリンダヘッド３
内には分岐路１４を買通して延びる開閉弁挿入孔１７が
穿設され・この開閉弁挿入孔１７内には夫々開閉弁を構
成するロータリ弁１８が挿入される。このロータリ弁１
８は分岐路１４内に配置されかつ第９図に示すように薄
板状をなす弁体１９と、弁体１９と一体形成された弁軸
２０とを具備し、この弁軸２０は開閉弁挿入孔１７内に
嵌着された案内ス１−プ２１により回転可能に支承され
る。弁軸２０は案内スリーブ２１の頂面から上方に突出
し・この突出端部にアーム２２が固着される。

第１０図を参照すると、各気筒のロータリ弁１８のアー
ム２２Ｊｄ互に連結ロッド３０によシ連結され、この連
結ロッド３０は負圧ダイアフラム装置３１のダイアフラ
ム３２に固定された制御ロッド３３に連結される。この
負圧ダイアフラム装置３１はダイアフラム３２によって
大気から隔離された負圧室３４を具備し、この負圧室３
４内にはダイアフラム押圧用圧縮ばね３５が挿入される
。負圧室３４は一方では絞シ３６を介して大気に連通し
、他方では負圧制御弁３７に接続される。負圧制御弁３
７Ｆｉダイアフラム３８によって大気から隔離された負
圧制御室３９と、隔壁４０によυ分隔された第１弁室４
１並びに第２弁室４２を具備し、負圧制御室３９内には
ダイアフラム押圧用圧縮ばね４３が挿入される。一方、
第１弁室４１内には隔壁４０上に形成された弁／−）　
４４の開閉制御をする弁体４５が挿入され、この弁体４
５は弁口、ド４６を介してダイアプラム３Ｂに連結され
る。

第２弁室４２Ｆｉ負圧室３４に接続され、第１負圧室４
１Ｆｉ負圧導管４７を介して吸気マニホルド４８内に接
続される。更に、負圧室３９は一方では絞シ４９並びに
負圧導管５０を介して吸気マニホルド４８内に接続され
、他方では絞シ５１、大気導管５２並びに感温遮断弁５
３を介して大気に連通ずる。この感温遮断弁５３Ｆｉ例
えば機関冷却水温に応動して機関冷却水温が予め定めら
れ友一定温度よシも低いときは大気導管５２を速断し、
機関冷却水温が上述の一定温度よシも高いときは大気導
管５２を大気に連通せしめる。なお、この感温遮断弁５
３は機関本体の壁温、或いは機関潤滑油温等に応動して
作動せしめることができる。“機関冷却水温が低いとき
には上述したように感温遮断弁５３が大気導管５２を遮
断している。従ってこのときには吸気マニホルド４８内
に発生する負圧と等しい負圧が負圧制御弁３７の負圧制
御室３９内に発生する。負圧制御室３９内の負圧が圧縮
ばね４３のばね力によ）定まる第１設定値よシも大きく
なるとダイアフラム３８が圧縮ばね４３に抗して上昇す
るために弁体４５が弁／　−）　４４を開口し、その結
果負圧ダイアフラム装置３１の負圧室３４内には負圧が
発生する。負圧室３４内に負圧が発生するとダイアフラ
ム３２＃：を圧縮ばね３５に抗して上昇し、それによっ
てロータリ弁１８が分岐路１４を閉鎖する。一方、負圧
制御室３９内の負圧が上述の第１設定値よりも小さくな
ると・　ダイアフラム３８が圧縮ばね４３のばね力にょ
９下降するので弁体４５が弁ポート４４を閉鎖する。

このとき負圧グイア７ラム装置３１の負圧室３４内には
絞シ３６を介して大気が導入されるために負圧室３４内
は大気圧となる。その結果ダイアフラム３２Ｆｉ圧縮ば
ね３５のばね力によシ下降してロータリ弁１８が分岐路
１４を全開する。

第１１図の実線ＡＦｉ第１設定値を示し、実線Ａよシも
上方のハツチング領域においてロータリ弁１８が分岐路
１４を全開する。第１１図は縦軸をトルクＴで、横軸を
機関回転数Ｎ　（ｒ、ｐ、ｍ　）で示したものであって
、夷線人は吸気マニホルド４８内の負圧、即ち吸気管負
圧がほぼ一定のところを示している。

一方、機関冷却水温が高くなると感温速断弁５３が大気
導管５２を大気に連通せしめるので負圧制御弁３７の負
圧制御室３９内には絞＃）５１を介して大気がブリード
される。その結果負圧制御室３９内に加わる吸気マニホ
ルド４８内の負圧はこのブリードエアによシ減少せしめ
られ、斯くして弁体４５が弁ポート４４を開口するとき
の吸気マニホルド４８内の負圧は前述の第１設定値よシ
も大きな＃Ｉ２設定値となる。この第２設定値が第１１
図の実線Ｂで示され、この実線Ｂよりも上方の７１゜チ
ング領域においてロータリ弁１８が分岐路１４を全開す
る。このようにロータリ弁１８が開弁せしめられるとき
の吸気管負圧は機関温度が高いときに比べて機関温度が
低いときのほうが小さくなることがわかる。

上述したように吸気管負圧が大きな機関低負荷運転時に
はロータリ弁１８が分岐路１４を速断している。このと
き入口通路部Ａ内に送シ込まれた混合気は渦巻部Ｂの上
壁面１３に沿って旋回しつつ渦巻部Ｂ内を下降し、次い
で旋回しつつ燃焼室４内に流入するので燃焼室４内には
強力な旋回流が発生せしめられる。一方、吸気管負圧が
小さな機関高負荷運転時にはロータリ弁１８が開弁する
ので入ロ通路部Ａ内圧送シ込まれた混合気の一部が流れ
抵抗の小さな分岐路１４を介して渦巻部Ｂ内に送シ込ま
れる。この混合気は入口通路部Ａから渦巻部Ｂ内に流入
して渦巻部Ｂの上壁面１３に沿って流れる混合気流に正
面から衝突し、その結果この渦巻部上壁面１３に沿って
流れる混合気流は減速せしめられて旋回流が弱められる
。このように機関高速高負荷運転時にはロータリ弁１８
が開弁する仁とによって全体の流路面積が増大するばか
シでなく旋回流が弱められるので高い充填効率を確保す
ることができる。ｔた、入口通路部Ａに傾斜側壁部９ａ
を設けることによって入口通路部Ａに送シ込まれた混合
気の一部は下向きの力を与えられ、その結果この混合気
は旋回することなく入口通路部Ａの下壁面に沿って渦巻
部Ｂ内に流入するために流入抵抗は小さくなシ、斯くし
て高速高負荷運転時における充填効率を更に高めること
ができる。

本発明によれば、第１１図の実線Ａかられかるように機
関温度が低いときには機関負荷がかなシ大きな領域まで
ロータリ弁１８Ｆｉ閉弁され続け、それによって強力な
旋回流が燃焼室内に発生せしめられる０機関温度が低い
ときには燃料の霧化が不十分なので燃焼が悪化するがこ
のように機関負荷がかなシ大きな領域まで強力な旋回流
を燃焼室内に発生せしめることによって燃料の霧化は良
好となシ、斯くして燃焼効率を向上することができる。

更に１機関負荷がかなシ大きな領域まで強力な旋回流を
燃焼室内に発生せしめることによって稀薄混合気を用い
て十分に安定した燃焼を確保できる負荷領域が広が９、
従ってチ、−り弁開度や暖機増量を混合気が稀薄となる
ように設定できるので燃料消費率を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の平面図、ｔＩ！Ｅ２図
は第１図の■〜■線に沿ってみた断面図、第３図はヘリ
カル型吸気ポートの形状を示す斜視図、第４図は第３図
の平面図、第５図は第３図の分岐路に沿って切断した側
断面図、第６図は第４図の■−■線に沿ってみた断面図
、第７図は第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第８
図は第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第９図はロ
ータリ弁の斜視図、第１０図は流路制御装置の全体図、
第１１図はトルクと機関回転数の関係を示す図である。 ５・・・吸気弁、６・・・ヘリカル屋吸気／−）、１４
・・・分岐路、１８・・・四−タリ弁、３７・・・負圧
制御弁。 ５３・・・感温遮断弁。 第１０ ・　　ス 第４１ 第５回 ２ 第８回　　　第９回 第１０口 一一一」 第１１回 Ｎ（ｒ、ｐ、ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁層りに形成された渦巻部と、該渦巻部に接線状に
   接続されかつほぼまっすぐに延びる入口通路部とＫより
   構成され九ヘリカル型吸気ポートにおいて、上記入口通
   路部から分岐されて上記渦巻部の渦巻終端部に連通ずる
   分岐路をシリンダへ、部内に形成すると共に該分岐路内
   に機関温度並びに吸気管負圧に応動する常時閉鎖型開閉
   弁を設けて該吸気管負圧が予め定められた設定値よシも
   小さくなったときに上記開閉弁を開弁し、該設定値を機
   関温度に応じて変化させて機関温度が予め定められた所
   定温度よりも低いときには上記設定値を第１設定値に設
   定し、機関温度が鋏所定温度よシも高いときには上記設
   定値を該第１設定値よシも大きな第２設定値に設定する
   ようＫしたヘリカル型吸気−一部の流路制御装置。