JPS6027811B2 - 内燃機関の吸気制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絞り弁下流の吸気通路に絞り弁に関連して開
閉制御される制御弁を設けるとともに、前記絞り弁と制
御との間の吸気運路から制御弁を側路して制御弁から燃
焼室内に至る部分に開口する副吸気通路を設け、機関の
低出力運転中は制御弁を最小関度に保つことにより副吸
気通路を通じて燃焼室内に副吸気流を供給して吸気行程
中に燃焼室内へ高速の源流を生じるよにした内燃機関に
関する。

この種機関な吸気行程中に燃焼室内へ吸入した混合気に
高速の渦流を付与することにより、点火栓による着火以
後混合気を高速度且つ安定に燃焼させるもので、従来燃
焼が不安定となりがちな低出力運転中の熱効率を向上さ
せ燃費の向上に寄与することがきる。

また燃焼が安定することを利用して希薄混合気運転ゆ排
気ガス再循環システムいわゆるＥＧＲなど排ガス浄化の
上から好しし、にも拘らず、燃焼を不安定にする要因を
内包するため利用上の制制限が内在する技術を活用する
ことができるなど種々の利点を有する。この発明はこの
ような利点を一層助長するための制御方法に関するもの
で、以下図面によって説明する。

第１図は多気筒内燃機関の一例を示し、図中１は燃焼室
でシリンダ２、シリングヘッド３及びピストン４によっ
て区画形成される。

５は吸気マニホールドで、吸気弁７を介して燃焼室１か
ら導かれる吸気通路８の一部を形成する吸気マニホール
ド５は集合部５ａと分岐部５ｂとからなり分岐部５ｂは
各気筒毎の燃焼室１に通じている。

５ｃは冷却水が導かれる温水室である。

６は吸気マニホールド５に連接される複式気化器で一次
通路６ａと二次通路６ｂとをする。

複式気化器６は更に人為的に開閉操作される一次絞り弁
６ｃ及び機関の高速高出力時に自動的に開弁作動する二
次絞り弁６ｄを有する。６ｅはチョーク弁。

６ｆは低速燃料燈口でパイロットスクリ服によってそこ
から噴出する燃料流量が設定される。

６ｈ‘まバイパス項口である。

第３図は気化器６の外観を示す。１１はダイヤフラム装
置で一次通路６ａ、二次通路ｂのベンチュリ負圧よって
前記したように二次絞り弁６ｄを開閉制御する。

１２ａ，１２ｂはそれぞれピン及びカムを示し、絞り弁
６ｃの低中関度域で二次絞り弁６ｄの開弁を阻止するも
のである。

１３はスロットルストツプスクリユ、１４はリタンスプ
リングである。

以上は従来周知の複式気化器の構成と略同様である。以
上説明した気化器において吸気通路５の一次絞り弁６ｃ
下流にはその弁６ｃの開閉に依存して開閉制御される制
御弁１５が設けられる。

制御弁１５はばね１６により閉じ方向に付勢されると共
に、第二絞り弁６ｃに付設したカム１７によって前記ば
ね１６に抗して開弁される。１８は制御弁の初期開度を
設定するストップスクリュである。制御弁１５の弁軸に
固設されたアーム１５ａには従動ピン１５ｂが設けられ
前記カムによって従動する。即ち絞り弁６ｃがアィドリ
ング開度にある時カムと従動ピンとの間には間隙が存し
、絞り弁６ｃが予定の開度に開かれるまで制御弁１５は
絞り弁６ｃに従動しない。カム１７が従動ピン１５ｂに
接した状態を第４図ａに示す。そして絞り弁６ｃの開度
が増と第４図ｂに示すように制御弁１５の関度が増大す
る。第４図ｃは絞り弁６ｃが嵩高開度に達し「ピン１２
ａ、カム１２ｂの係合が解かれ二次絞り弁６ｄが開弁を
開始する直前の状態を示す。絞り弁６ｃと制御弁１５と
の開度の変化を第５図に示してある。一次吸気運略６ａ
の絞り弁６ｃと制御弁１５との間から副吸気通路１９が
分汁皮される。

副吸気通路１９はマニホールド５のシリンダヘツド３に
対する合い面に分岐部１９ａを有し各気筒毎の副吸気路
１９ｂに分配される。副吸気通路１９は各気筒毎に分岐
された後に燃焼室１内にシリンダの麹線から一側に偏し
て閉口した副吸気口１９ｃに蓬適する。副吸気□１９ｃ
の大きさは副吸気弁２１との隙間面積が副吸気速路１９
の面積と同等かや）きくなるよう設定してある。なお、
第２図は副吸気口の変形例を示すものであり、副吸気通
路１９は下流端は吸気通路８の吸気弁７近傍から燃焼室
１内の接線方向を指向して閉口さた副吸気□１９ｄを示
す。２１は副吸気口１９ｅを開閉する副吸気口１９ｃを
開閉する劉吸気弁で糾気弁７と略同位相に開閉する。

９は点火栓の電極を示す。

２２は副吸気□１９ｃと副吸気弁２１の弁座を有する筒
体でシリンダヘッド３に着脱自在に螺着されている。

本発明は以上の構成を有するもので、その作動を第５図
によって説明する。

第５図は機軸にり弁６ｃ又は制御弁１５の開度を示し、
縦軸に絞り弁６ｃ又は制御弁１５の通風面積を示す。弁
の通風面積とは弁の外周との間に出来る吸気流が通過す
る間隙の面積である。今、機関の絞り弁が開弁操作され
ていないアィドリング運転中は、絞り弁６ｃがばね１４
に弾発されてストップスクリュー３によって設定される
最小限に保たれる。

このときは制御弁１５側の従動ピン１５ｂと絞り弁６ｃ
側のカム１７とが間隙を介して対向している。

この状態が第３図に示されている。機関の出力を増すべ
く絞り弁６ｃの関度を増し、その通風面積が副吸気通路
の最少断面積部分である各気筒の副吸気□１９ｃ又は１
９ｄの総和の約１／３に達するとこれ以上の開度では副
吸気通路１９の通気抵抗が副吸気に対して有効になる。
即ち、第５図中二点鎖線のように副吸気通路１９の流量
の増加割合が減少する煩向を生じる。そこで「 この通
気抵抗による損失を防ぐべく、この発明ではその段階で
制御弁１５を僅かに開き、そこを通して吸気の一部を燃
焼室１へ送ることによって副吸気適路１９の気抵抗の影
響を排除している。更に次の発明は副制御弁１５をこの
ように制御しつ）絞り弁６ｃを開き、その通風面積が各
副吸気口１９ｃ又は１９ｄの総面積に至ったとき、制御
弁１５の通風面積は各副吸気□１９ｃ又は１９ｄの総面
積の約１／３になるよう制御することである。制御弁１
５がこの開度に至ると吸気通路８を経て直接に燃焼室１
へ向う主吸気流の割合が急速に増加し、副吸気流の割合
が減ずる。これは燃焼室１内に生じる渦流・乱流に対す
る副吸気流の貢献度が減少することを意味するとともに
更に制御弁１５を通過した吸気によって燃焼室１内に生
じる渦流・乱流の程度が変化を受けるようになるので、
これに対して精密な補償を行うことは大量生産を前提と
する内燃機関では品質管理上実際に即さない。また、万
一副吸気流量の制御が不適正に行われるとその結果が燃
焼速度の変動となって表れ、点火時期の不適正を生じる
こと）なる。

そこで更に次の発明はそのような過渡的な不安定状態を
最少にするために制御弁１５を絞り弁６ｃに比し急速に
全開することである。何故ならば副吸気通路の断面積は
自動車が時速１００物／Ｈ前後で走行できる程度の低負
荷運転を副吸気によって充当するよう絞り弁６ｃｃの通
風面積の最大値の約１／３に設定するので、制御弁１５
を開弁すべき時期には機関の充填効率も向上しており燃
焼も相当に効率よく行われる時である。

よって制御弁１５を急速に全開しても何等の支障もない
からである。制御弁１５が全開すれば副吸気流は無視で
きる程度に少くなり機関は従釆の機関と略同様に作動す
るようになる。そして、制御弁１５の関弁特性は機関に
ＥＣＲを付加したときにも大きな変化は必要としなかっ
た。本発明は以上詳述したように燃焼室に蓮る吸気通路
に吸気流量を制御する絞り弁とその絞り弁の下流側に位
置して前記絞り弁に関連して開閉制御される制御弁とを
設け、吸気通路に絞り弁と制御弁と制御弁との間から分
岐され、制御弁を側略して制御弁から燃焼室に至る部分
に運通する副吸気流によって燃焼室内に高速の渦流を生
じるようにした内燃機関において、絞り弁と制御弁とを
リンク機構を介して連結し、そのリンク機構を制御弁が
絞り弁より遅れて開き始めるようにしたから、制御弁が
開く以前は吸気の全量を断面積の小さい副吸気運路を通
して燃焼室へ供給するので燃焼室内へ吸気による高速の
渦流・乱流を生じさせることができて低負荷運転中の混
合気の燃焼を安定且つ高速に行いその効率を向上させる
ことができる。

更に、その後制御弁を絞り弁に比し急速に全開するから
制御弁が途中閥度にあるとき生じ易い副吸気による前記
過流・乱流生成が一時的な不安定を避けることができる
。

然もその制御はリンク機構を用いるものでその制御にお
ける経時変化がなく、且つ生産性のよい機関が得られる
効果がある。

なお、以上の説明は複式気化器を用いた機関を例にとっ
たが、本発明はそれに限られるものではない。

又、制御弁を多気筒に共通の１枚を用いた例を示したが
気筒毎に制御弁を用いる場合を除外する意味ではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す。 第１図は内燃機関の一部を示す断面図。第２図は本発明
を適用すべき他の機関の例を示す。第３図は要部の外面
図、第４図はその作動を示す説明図である。第５図は本
発明の作動を示す図面である。１・・・燃焼室、５・・
・吸気マニホールド、６・・・気化器、６ｃ・・・絞り
弁、７・・・吸気弁、８・・・吸気運路、１１・・・ダ
イヤフラム装置、１５・・・制御弁、１５ｂ・・・従動
ピン、１７・・・カム、１９・・・副吸気通路、２１・
・・副吸気弁。 図 船 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室に連なる吸気通路に吸気流量を制御する絞り
   弁とその絞り弁の下流側に位置して前記絞り弁に関連し
   て開閉制御される制御弁とを設け、吸気通路に絞り弁と
   制御弁との間から分岐され、制御弁を側路して制御弁か
   ら燃焼室に至る部分に連通する副吸気通路を設け、その
   副吸気通路を通じる副吸気流によつて燃焼室内に高速の
   過流を生じるようにした内燃機関において、絞り弁と制
   御弁とをリンク機構を介して連結し、そのリンク機構を
   制御弁が絞り弁より遅れて開き始め、且つ、制御弁の通
   風面積の増加割合が絞り弁のそれに比して大きい割合で
   開くように構成した吸気制御方法。 ２ 制御弁の開弁初期における通風面積増加割合を比較
   的緩徐に行い、その後急速に行うよう制御する第１項記
   載の吸気制御方法。 ３ 制御弁は絞り弁より先に全開するように制御する第
   １項記載の制御方法。 ４ 各気筒の副吸気口の面積の総和を絞り弁の最大通風
   面積の約１／３に設定した第１項記載の制御方法。 ５ 絞り弁を開き始めて、その通風面積が各気筒の副吸
   気口の面積の総和の約１／３に達したとき制御弁を開よ
   うに制御する第１項記載の制御方法。