JPS6019914A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JPS6019914A
JPS6019914A JP58128490A JP12849083A JPS6019914A JP S6019914 A JPS6019914 A JP S6019914A JP 58128490 A JP58128490 A JP 58128490A JP 12849083 A JP12849083 A JP 12849083A JP S6019914 A JPS6019914 A JP S6019914A
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JP
Japan
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rotor
intake
engine
length
intake air
Prior art date
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Pending
Application number
JP58128490A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Yoshikawa
康雄 吉川
Yasuo Matsumoto
松本 泰郎
Kazuyuki Miidokoro
三井所 和幸
Seinosuke Hara
誠之助 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS6019914A publication Critical patent/JPS6019914A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0247Plenum chambers; Resonance chambers or resonance pipes
    • F02B27/0257Rotatable plenum chambers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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】 (産業上の利用分野) この発明は内燃機関の吸気装置、詳しくは自動車用内燃
機関の吸気通路の実質上の長さを該機関の運転状態に応
じて可変とした内燃機関の吸゛気装置に関する。
(従来技術) 吸気通路の実質上の長さを機関回転数に応じて可変とし
該回転数に最適の吸気充愼りJ率を得る目的の内燃機関
の吸気装置としては、例えば第1図に示すものく特開昭
57−195854号公報)が従来より周知となってい
る。ごの吸気装置は同図に示すように、吸気通路の集合
部(容積部)1に配設した沿接板2を、アクチュエータ
3により矢印X方向に活動させることにより、各気筒の
吸気ボートと集合部1とを接続する分岐部(分岐通路)
4の実質上のJηさを可変としたものである。すなわち
、集合部1と連通ずる分岐部4の開口4Aを沿接板2の
金1辺部2Aで開閉可能とし、回転数センサ6で検出し
た機関回転数に基づき制御回路7によってアクチュエー
タ3を駆動し沿接板2を矢印X方向に滑動させる。この
結果、集合部1から分岐部4への空気導入開口端4Aが
斜辺部2Aにより分岐部4の長さ方向(矢印Y方向)に
移動し、分岐部4の実質上の長さく上記開口端4Aから
吸気弁までの長さ)が変更されるのである。このように
して機関回転数に対応した吸気管の長さを得て吸気の慣
性効果により該回転数に最適の吸気充填効率を得ている
。図中5は各気筒の燃焼室である。
しかしながら、このような従来の吸気装置にあっては、
一枚の板材からなる沿接板2をX方向に滑動させる構成
のため、沿接板2を支持する集合部のハウジングが同方
向に長大化しく少なくとも機関本体のシリンダ列方向の
長さよりも長くなる。)、また、摩擦による摺動抵抗が
大きく、したがって、装置自体の大型化と共にアクチュ
エータの大容量化によるコストアンプという問題点が生
じていた。
(発明の目的) そこで本発明は、ロータを回転させることによって分岐
部の上流開口をその長さ方向に変位させ、吸気通路の実
質上の長さを可変とすることにより、上記問題点を解決
することを目的としている。
(発明の構成) 本発明に係る内燃機関の吸気装置は、集合部と、この集
合部から分岐して各気筒の吸気ボートに接続された分岐
部と、を有する吸気通路を備え、この吸気通路により各
気筒に吸気を供給するものである。この吸気通路を形成
する/’%ウジング内にはロータが回転自在に設けられ
、該ロータの外壁面とハウジングの内壁面との間には上
記分岐部の上流部分が形成されている。
また、ロータは機関の運転状態に応じて回転され、この
回転により分岐部の長さは可変とされる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第2図乃至第5図は本発明の一実施例を示すものである
まず、構成を説明する。第2図及び第3図において、1
1は直列4気筒の機関本体であり、12は各気筒の燃焼
室を、13はその吸気ボートを、さらに、14は吸気弁
を示している。また、15はピストンを、16.17は
排気ポート及び排気弁を示している。吸気通路を構成す
るハウジング20は平面断面が略長方形で(第3図参照
)、垂直断面において(第2図参照)一端側の側壁21
は垂直で、かつ、他端側の側壁22は所定曲率で弧状に
湾曲している。また、この他端側の側壁22はその水平
断面がコの字形に屈曲しており(第3図参照)、該側壁
22により互いに分離した4個の突出空間23A、23
B、23C123Dを形成している。なお、これらの突
出空間23A、23B。
23C123Dはそれぞれ上記曲率で弧状に湾曲して延
在している。ハウジング20の底部は上記各吸気ボート
13にそれぞれ接続されるよう4枝に分岐した分岐管2
4A、24B、24C124Dと一体に形成されており
、これらの分岐管24A、24B、24G、24Dは上
記突出空間23A、23B、23C223Dにそれぞれ
連通している。また、5は分岐管24A、24B、24
G、24Dの一部上壁を構成するハウジング20の底壁
であり、26は」1記側壁22に連続するハウジング2
0の上壁である。27は−1−壁26に形成した流入口
であり、この流入D 27 J、リハウジング20内に
はエアクリーナ等を通った外気が導入される。したがっ
て、このハウシング20の内部には、側壁21、底壁2
5及び上226で形成される所定容積の吸気通路の集合
部30と、上記分岐管24A、24B、24C,24D
及び突出空間23A、23B、23C,23Dとからな
る吸気通路の分岐部31とが形成されていることになる
。また、該集合部30の中央部分には両端をヘアリング
32に支持された回転自在の半円筒状のロータ33が配
設されており、このロータ33の回転軸34はシリンダ
列と平行に設けられている。ロータ33は第4図に示す
ように円筒部材をその軸線を含む平面で2分割したもの
の片方で構成され、上記側壁22と同じ曲率で弧状に湾
曲した外壁35を有している。この外壁35はハウジン
グ20の上記側壁22(その凹部骨)及び底壁25に対
して摺接可能に配置され、集合部30と各分岐部31と
を分離している。すなわち、ロータ33の外壁35は弧
状に湾曲した側壁22との間に各分岐部31の上流部分
である突出空間23A、23B、23C123Dを画成
し、この突出空間23A、23B、23C123Dの上
流開口(集合部30“との連通部分)はロータ33の回
転に応じてその円周方向に沿って変化する。その結果、
各分岐部31の長さβはロータ33の回転(矢印Z方向
)に応じて可変とされていることになる。なお、36は
ロータ33に固着したバランスウェイトであり、37は
外壁35と回転軸34との連結部(スポーク)である。
また、第5図a、bに示すように、ロータ33の外壁3
5と底壁25との摺接端部にはシールバネ40が設けら
れている。シールバネ40は板バネ材の基端をピン41
により底壁25に固着したもので、その先端にはテフロ
ンチップ42を有しており、該チップ42が外壁35に
摺接している。なお、第5図すはシールバネ40の無負
荷時(ロータ33非装着時)を示している。該ロータ3
3を回転させるアクチュエータ50は、本実施例では、
入力信号のパルスに応じて所定角度回転可能なステッピ
ングモータが用いられ、該モータ50への入力信号は、
機関回転数センサ51からの回転数信号が入力される制
御回路52により設定される。
次に作用について説明する。
内燃機関の運転時、吸気管内には吸気の脈動が生じて疎
密波が発生する。吸気弁閉時期に気筒内に新気の高密度
部分が生じるとその充填効率が向上し高出力が得られる
。ずなわち、吸気弁閉弁時、正の最大圧力が吸気弁の付
根イ・]近に発生すれば、気筒内には最も密度の高い空
気が充填される。これを慣性過給効果と呼び、この脈動
の周波数は主として吸気管によって決定される。そこで
、本実施例では機関の回転速度に応じて吸気管の長さく
実質上の長さであり、集合部との開口端から吸気弁の付
根までの吸気分岐路の長さのこと)を変化さセ、常に吸
気弁閉弁時に気筒内に高密度の波が生しるように制御し
、吸気の充填効率を高めている。
すなわら、回転数センサ51により機関の回転数を検出
して制御回路52が該回転数に対応する入力信号をステ
ッピングモータ50に送出する。
ステッピングモータ50は該入力信号に応じてロータ3
3を所定角度だけ回転させる。この結果、分岐部31の
開口位置が変化し、分岐部31の長さpが変更される。
これにより、機関の運転状態(本実施例では回転速度)
に最適の慣性過給効果が得られる。なお、上記制御回路
52は例えばマイクロコンピュータで構成し、ステッピ
ングモータ50の回転軸の位置とこれに対応する上記分
岐部31の有効長さ!との関係、及び、機関の回転速度
と該速度に対応する最適の慣性過給効果が得られる有効
長さlとの関係が予めメモリに記憶されている。また、
集合部3oは各分岐部31に対して充分に大きな容積を
有し、各分岐部31内の吸気脈動の影響を受けず、開口
部において該脈動の腹として作用する。さらに、カウン
タウェイト36は上記ロータ33の回動時その回転軸3
4回りのモーメントを相殺し、ステッピングモータ50
の負荷を小さくする。また、シールバネ40は半円筒状
の外壁35と底壁25との間のシールを行い、ピン41
はロータ33の回転角度を規制するストッパとして作用
する。なお、テフロンチップ42はシールバネ40と外
壁35との摺動抵抗を極めて小さくしている(シールハ
ネ40のスプリング力も適正に設定している。)。
第6図及び第7図は本発明の他の実施例を示している。
この実施例は、ロークロ0を円↑1)I状部材で形成し
、その外壁61の一部に軸方向に延在する開口62を形
成したものである。集合部6;3はロータ60の内部に
画成され、開口62で集合部63と連通ずる各分岐部6
4は円筒状のハウジング65の内壁面65Aとロータ6
0の外壁61との間に画成されている。また、新気の流
入口66は「ュータ60の軸方向一端部に形成されてい
る。したがって、分岐部64の長さβはロータ60の回
転により可変とされる。なお、67は開口62の一端側
に形成され、その放射外方に向かって外壁61より突出
する仕切板であり、この仕切板67は該仕切板67と隔
壁68との間に画成される閉端部空間69(第6図参照
)に、ロータ60の回転位置によっては発生することの
ある吸気の反射波がロータ60の回りに環状に画成され
た分岐部64内の吸気にIfを及ぼすことを阻止すると
ともに、該隔壁6日と当接してロータ60の回転(特に
その第6図中反時計回りの回転)を規制するストッパと
しても作用する。また、隔壁68の端部は外壁61と密
封下に摺接している。その他の構成(アクチュエータ等
)及びその作用は前述の実施例と同様である。
第8図は上記各実施例における制御回路及びアクチュエ
ータの他の例を示している。同図において、回転数セン
サに代るガバナ機構70は、クランク軸(あるいはカム
軸等)に同期して回転するガバナ回転軸71と、該回転
軸71の端部に配設されその遠心力により揺動するガバ
ナウェイト72と、該ウェイト72により押し上げられ
るロッド73と、ロッド73をウェイト72に向かつて
付勢するスプリング74と、を有している。ロッド73
の上端は支点75を中心として揺動自在に設けられたレ
バー76の一端に連結されており、レバー76の他端は
ワイヤ77を介してロータ60の回転軸34端に固着し
たプーリ78に連結されている。
したがって、機関回転数の上昇に伴いガバナウェイト7
2がロッド73を押し上げるとレバー76は図中時計回
りの方向に揺動しワイート77、プーリ78を介してロ
ータ60が回転されることになる。
(効果) 以上説明してきたように、この発明によれば、吸気管の
ハウジングを小型化でき、l−ュータ回転時の抵抗も小
さくすることができ、その結果、該吸気装置自体を小型
化できると共に、アクチュエータも小容量化でき、大幅
なコストダウンを達成することができる。
また、第6.7図に示す実施例ではロータ内部を四合部
としている結果、ハウジングをさらに小型化できるとい
う効果もあり、第8図のそれは機械的なガバナ機構を用
いたため装置全体を極めて安価に製作でき、さらに、こ
のガバナ機構は遠心進角装置あるいは噴射ポンプのガバ
ナ等を供用することが可能(さらにコストダウン可能)
となるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は吸気管長可変吸気装置の従来例を示す平面断面
図、第2図乃至第5図a、bは本発明吸気装置の一実施
例を示すものであり、第2図はその概略縦断面図、第3
図は第2図の■−m矢視断面図、第4図はロータの斜視
図、第5図a、bはそのシールバネを示す断面図、第6
図は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図、第7図は
第6図の■−■矢視断面図、第8図はロータの作動機構
の他の例を示す概略全体図である。 13−−−一吸気ボート、 20.65−−−−−ハウジング、 22.65 A −−−−−−ハウジングの内壁面、3
0.63−−−−−・吸気通路の集合部、31.64−
−−−−一吸気通路の分岐部、33.60−−−−−・
ロータ、 35.61−−一−・・ロータの外壁面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 集合部と、この集合部から分岐して各気筒の吸気ポート
    に接続された分岐部と、を介して各気筒に吸気を供給す
    る吸気通路を備えた内燃機関の吸気装置において、上記
    吸気通路を形成するハウジング内にロータを回転自在に
    設け、該ロータの外壁面とハウジングの内壁面との間で
    上記分岐部の上流部分を形成し、ロータを機関の運転状
    態に応じて回転させることにより分岐部の長さを可変と
    したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
JP58128490A 1983-07-14 1983-07-14 内燃機関の吸気装置 Pending JPS6019914A (ja)

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