JPS5896127A - 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ボートの流路制御装置に関する
。

ヘリカル型吸気ボートは通常吸気置局りに形成された渦
巻部と、この渦巻部に＊＊状に接続されかつほぼまっす
ぐに延びる入口通路部とにより構成される。このような
ヘリカル型吸気ボ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１１１回流を
発生せしめようとすると吸気ボ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
＾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型吸気ボート
入口通路部から分岐されてヘリカル屋吸気ボート渦巻部
の渦巻終端部に連通ずる分岐路をシリンダヘッド内に形
成し、分岐路内にアクチュエー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１が所定量よりも
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型吸気ボート流路制御装
置が本出願人により既に提案されている。このヘリカル
型吸気ボートでは機関吸入空気量の多い機関篩速高負荷
運転時にヘリカル屋吸気ボート入口通路部内に送り込ま
れた吸入空気の一部が分岐路を介してヘリカル型吸気ボ
ート渦巻部内に送り込まれるた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は基本作動原理
を示しているにすぎず、従ってこの流路制御装置を実用
化するには組立工数、製造の容易さ、確実な作動。

製造コストの面で種々・の問題が残されている。

本発明は本願出願人によｐ既に提案されている上述の基
本作ＩＪＪ原理を実用化するのに適した構造を有するヘ
リカル型吸気ボート流路制御装置を提供することにある
。

以下、添付図Ｉｉｉ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、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロックｌ内で往復動するピストン、
３はシリンダブロックｌ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はシリンダヘッド３内に形成され
たヘリカル瀝吸気ボート、７は排気弁、８はシリンダヘ
ッド３内に形成された排気ボートを夫々示す。なお、図
には示さないが燃焼室４内に点火栓が配置される。

第３図から第５図にｔ４２図のヘリカル型吸気ボート６
の形状を図解的に示す。このヘリカル型吸気ボート６は
第４図に示されるように流路軸＠ａがわずかに彎曲した
人口通路部人と、吸気弁５の弁軸周９に形成された渦巻
部Ｂとにより構成され、入口通路部ムは渦巻ｓＢに接縁
状に接続されるＯ第３図、第４図並びに第７図に示され
るように入口通路部Ａの渦巻軸−すに近い側のａｍ咄面
の上方＠壁面９ａは下方を向いた傾斜面に形成され、こ
の傾斜面９ａの巾は渦巻部Ｂに近づくに従って広くなり
、入口通路部Ａと渦巻部Ｂとの接続部においては第７図
に示されるように側壁面９の全体が下方に向いた傾斜面
９ａ４ｆＣ形成される。側壁面９の上半分は吸気弁ガイ
ド１０（第２図）周りの吸気ボート上壁面上に形成され
た円筒状突起１１の周壁面に滑らかに接続され、−刃側
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ｇＡＩ！１面１２に面貌２れる。

一方、第１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ｗｒ面
の分岐路】４が形成され、この分岐路１４は渦巻・終熾
部Ｃに接続される。分岐路】４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の出口開口１６は渦巻終端部Ｃにおいて側壁
［ｆｒ１２の上端部に形成される。更に、シリンダヘッ
ド３内にを、Ｌ分岐路］４を貫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１Ｂが挿入される。このロー
タリ弁１８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リーブ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１Ｏ図を参照すると、各ロータリ弁１８の上端部に固
着されたアーム２２の先端部は負圧ダイアフラム装置４
０のダイアフラム４１に固着された制御ロッド４２に連
結ロッド４３を介して連結される。負圧ダイアフラム装
置４０はダイアフラム４１によって大気から隔離された
負圧室４４を有し、この負圧室４４内にダイアフラム押
圧用圧縮ばね４５が挿入される。シリンダヘッド３には
１次側気化器４６ｍと２次側気化器４６ｂからなるコン
パウンド臘気化器４６を具えた吸気マニホルド４７が取
付けられ、負圧室４４は負圧導管４８、負圧制御弁装置
４９並びに負圧導管５０を介して吸気マニホルド４７内
圧接続される。第１Ｏ図に示されるように負圧制御弁装
置４９は例えば超音波溶接によって互に結合された３個
のハウジング、即ち第】ハウジング５１と、第一２ハウ
ジング５２と、第３ハウジング５３とにより構成される
。第１ハウジング１はその内部に負圧導入管５４が形成
され、この負圧導入室５４は負圧導管５０を介して吸気
マニホルド４７内に接続される。

一方、第２ハウジング５２内には負圧制御弁装置４９の
軸縁上を延びる内部通路５５が形成され、この内部通路
５５はその両端部に夫々負圧ボート５６と大気ボート５
７を有する。この内部通路５５は負圧導管４８ｔ−介し
て負圧ダイアフラム装置４０の負圧室４４に接続される
。一方、第１ハウジング５１内に形成された負圧導入室
５４円には負圧ボート５６の開閉側＃をする逆上弁５８
が挿入される。この逆止弁５８は負圧ボー）５６ｔ−閉
鎖ｏＪ能な弁体５９と、弁体５９上に担持されたスプリ
ングリテーナ６ｏと、弁体５９ｆ、負圧ボート５６に向
けて付勢するためにスプリングリテ−す６０と負圧導入
室５４の頂面間に挿入された圧縮ばね６１とにより構成
される。一方、負圧制御弁装置４９内には大気開放弁６
２が一体的に組込まれており、この大気開放弁６２はダ
イアフラム６３を具備する。このダイアフラム６３の中
央部には大気ボート５７の開閉制御をする弁体６４が固
定され、メイアフラム６３の周縁部は第２ハウジング５
２と第３ハウジング５３間において挟持される。ダイア
フラム６３と第２ハウジング５２間には大気圧室６５が
形成され、この大気圧室６５は第２ハウジング５２内に
形成された大気導入孔６６並びにエアフィルタ６７′ｆ
ｔ介して大気に連通せしめられる。このエアフィルタ６
７は第２ハウジング５２上に低層固定されたキャップ６
８によって保持される。一方、ダイアフラム６３と第３
ハウジング５３間には負圧室６９が形成され、この負圧
室６９は１次側気化＠４６ａのベンチエリ部に開口する
負圧ボー）７１並びに２次側気化器４６ｂのベンチエリ
部に開口する負圧ボート７２に負圧導管７０ｔ−介して
接続される。ｔａ３ハウジング５３の下端部には調節ね
じ７３が螺着され、一方この調節ねじ７３の頂部に嵌着
されたスプリングリテーナ７４とダイアフラム６３の弁
体６４間には弁体６４を大気ボート５７に向けて押圧す
るための圧縮ばね７５が挿入される。

気化器４６は通常用いられる気化器であって１次側スロ
ットル弁７６が所定一度以上一弁したときに２次側スロ
ットル弁７７が開弁し、１次側スロットル弁７６が全開
すれば２次側スロットル弁７７も全開する。両負圧ボー
）７１．７２に接続された角圧導ｆ７０内に加わる負圧
は機関シリンダ内に供給される吸入空気量が増大するほ
ど大きくなり、従って負圧導管７０内に加わる負圧が予
め定められた一定圧よりも太きくなったときに、即ち機
関高速高負荷運転時に大気開放弁６２のダイアフラム６
３が圧縮ばね２５に抗して下方に移動し、その結果弁体
６４が大気ボート５７を開弁して負圧ダイアフラム装置
４０の負圧室４４を大気に開放する。このときダイアフ
ラム４１は圧縮ばね４５のばね力により負圧室４４から
離れる方向に移動し、その結果ロータリ弁１８が回転せ
しめられて分岐路１４を全開する１、一方、１次側スロ
ットル弁７６の開度が小さいときには負圧導管７０内に
加わる負圧が小さなために大気開放弁６２のダイアフラ
ム６３は圧縮ばね７５のばね力により上方に移動し、弁
体６４が大気ボート５７を閉鎖する。更にこのように１
次側スロットル弁７６のｇ度が小さいときには吸気マニ
ホルド４７内には大きな負圧が発生している。逆止弁５
８は吸気マニホルド４７内の負圧が負圧ダイアフラム装
置４０の負圧室４４内の負圧よりも大さくなると開弁し
、吸気マニホルド４７内の負圧が負圧室４４ｉ７’ｌの
負圧よりも小さくなると閉弁するので大気開閉−＊５１
が閉弁−している限り負圧室４４内の負圧は吸気マニホ
ルド４７内に発生する最大負圧に維持される。負圧室４
４内に負圧が加わるとダイアフラム４１は圧縮ばね４５
に抗して負圧室４４１１に移動し、その結果ロータリ弁
１８が回動せしめられて分岐路１４が閉鎖される。従っ
て機関低速低負荷運転時にはロータリ弁１８によって分
岐路１４が閉鎖されることになる。なお、高負荷運転時
であっても横開回転数が低い場合、並びに機関回転数が
高くても低負荷運転が行なわれている場合には負圧導管
２０内に加わる負圧が小さなために大気開放弁６２は閉
鎖され続けている。

従ってこのような低速高負荷運転時並びに高速低電荷運
転時には負圧室４４内の負圧が前述の最大負圧に維持さ
れているのでロータリ弁１８によって分岐路１４が閉鎖
されている。

上述したように吸入空気量が少ない機関低速低負荷運転
時にはロータリ弁１８が分岐路１４を遮断している。こ
のとき入口通路部Ａ内に送り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ＢＰ３ｔ−下降
し、次いて旋回しつつ燃焼室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、吸入
空気量が多い機関高速高負荷運転時にはロータリ弁１８
が開弁するので入口通路部Ａ内に送ｐ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
に送り込まれる・この混合気は入口通路部ムから渦巻部
Ｂｌｌ’ｉＫ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央し、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
開弁することによって全体の流路面積が増大するばかり
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。また、入口通路部ムに傾斜側壁部９ａを
設けることによって入口通路部Ａに送ｐ込まれた混合気
の一部は下向色の力を与えられ、その結果この混合気は
旋回することなく入口通路部ム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り、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。

第１Ｏ図に示されるように本発明によればロータリ弁駆
動用負圧ダイアフラム装置４０の負圧室４４に加える制
御圧を一体的に形成された唯一個の負圧制御弁装置４９
によって制御することができる。従って流路制御装置を
小型化できると共に信頼性が向上し、しかも製造コスト
を低減できるという利点がある。

【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、第２図は第１
図の１−■線にＥｌ−ｙてみた断面図、第３図はヘリカ
ル屋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面
断面図、第６図は第４図のＶｌ　−ｖｒｍに沿りてみた
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
体図である。 ５・・・吸気弁、６・・・ヘリカル臘吸気ボート、１４
・・・分岐路、１８・・・ロータリ弁、４０・・・負圧
ダイアフラム装置、４９・・・負圧制御弁装置、５８・
・・逆止弁、６２・・・大気開放弁。 第１回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気置局９に形成された渦巻部と、該渦巻部に接−状に
   接続されかつほぼまっすぐに延びる入口通路部とにより
   構成されたヘリカル型吸気ボートにおいて、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
   分岐路をシリンダヘッド内に形成すると共に該分岐路内
   に負圧ダイアフラム装置によりて作動される常時閉鎖型
   開閉弁を設けて該負圧ダイアフラム装置の負圧室を負圧
   通路ケ介して気化器スロットル弁後流の吸気通路内に連
   結し、更に該負圧室から該吸気通路内に向けてのみｔｌ
   ｔ、Ａ可能な逆止弁と、気化器ペンチエリ部に発生する
   負圧に応動して該負圧室を大気に連通μ［な大気開放弁
   とを一体的に組込んだ負圧制−升装一を上記負圧通路内
   に配置し、気化器ペンチエリ部の負圧が予め定められた
   一定圧よりも小さなときには上記吸気通路内に発生する
   負圧を上記逆止弁を通して上記負王室内に蓄積すること
   により上記開閉弁を閉弁状態に保持し、気化器ペンチエ
   リ部の負圧が上記一定圧よりも大匙なときには上記負王
   室を上記大気開放弁を通して大気に開放することにより
   上記開閉弁を開弁せしめるようにしたヘリカル型吸気ボ
   ートの流路制御ＩｉＪｇ置。