JPS61142322A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- JPS61142322A JPS61142322A JP59261791A JP26179184A JPS61142322A JP S61142322 A JPS61142322 A JP S61142322A JP 59261791 A JP59261791 A JP 59261791A JP 26179184 A JP26179184 A JP 26179184A JP S61142322 A JPS61142322 A JP S61142322A
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- intake
- intake valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
- F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
- F02B31/085—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets having two inlet valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B27/00—Use 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
- F02B27/02—Use 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
- F02B27/0226—Use 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
- F02B27/0289—Intake runners having multiple intake valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
- F02D13/0226—Variable control of the intake valves only changing valve lift or valve lift and timing
-
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- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
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。
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〉
本発明は、気筒毎に２つの吸気弁を備えた内燃機関の吸
気系の改善技術に関する。
気系の改善技術に関する。
〈従来の技術〉
この種の内燃機関の吸気系の先行技術としては、例゛え
ば特願昭５８−２２５３５６号や特開昭５７−９３６２
６号に示されるものがある。
ば特願昭５８−２２５３５６号や特開昭５７−９３６２
６号に示されるものがある。
このものは、気筒毎に閉時期の遅れ大の高速型吸気弁と
閉時期の遅れ小の低速型吸気弁とを備えると共に、高速
型吸気弁に至る吸気ポートに機関の低速域では閉じ、高
速域では開くように制御される開閉弁を備えている。
閉時期の遅れ小の低速型吸気弁とを備えると共に、高速
型吸気弁に至る吸気ポートに機関の低速域では閉じ、高
速域では開くように制御される開閉弁を備えている。
即ち、低速域では、閉時期の遅れが小さな低速型吸気弁
のみを通じて吸気を行うことにより、実質的な圧縮比（
以下実圧縮比という）を高めて吸気充填効率を高めると
共に、接線方向に流入する吸気流を利用して燃焼室内に
スワールを大きく発生させることにより、低速時の燃焼
性改善を図り、一方、高速域では閉時期の遅れが大きな
高速型吸気弁を併用して吸気を行うことにより、吸気の
慣性効果を有効に利用し、かつ、２つの吸気ポートを開
通させることにより吸気抵抗を減少させて吸気充填効率
を高め、出力向上を図っている。
のみを通じて吸気を行うことにより、実質的な圧縮比（
以下実圧縮比という）を高めて吸気充填効率を高めると
共に、接線方向に流入する吸気流を利用して燃焼室内に
スワールを大きく発生させることにより、低速時の燃焼
性改善を図り、一方、高速域では閉時期の遅れが大きな
高速型吸気弁を併用して吸気を行うことにより、吸気の
慣性効果を有効に利用し、かつ、２つの吸気ポートを開
通させることにより吸気抵抗を減少させて吸気充填効率
を高め、出力向上を図っている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、この種の吸気装置においては、開閉弁が閉じ
る低速域において低速型吸気弁が閉じた後、高速型吸気
弁が閉じるまでの間、混合気の一部は開閉弁下流の吸気
ポート内に吹き戻されて圧縮され、高速型吸気弁が閉じ
た後に再度開かれた時に燃焼室内に流入する。
る低速域において低速型吸気弁が閉じた後、高速型吸気
弁が閉じるまでの間、混合気の一部は開閉弁下流の吸気
ポート内に吹き戻されて圧縮され、高速型吸気弁が閉じ
た後に再度開かれた時に燃焼室内に流入する。
この時、燃焼室内に再流入した混合気により燃焼室内の
残留排気が排気ポートへ押し出されるため、いわゆる掃
気作用を生じる。掃気作用を促進することは、高温の残
留排気を減少することにより吸気温度の上昇が防止され
るので、ノッキングを抑制することができ、これにより
点火時期を進めて最適点火時期に近づけることができる
ために燃費、出力を向上でき、排気温度を低下する効果
がある。
残留排気が排気ポートへ押し出されるため、いわゆる掃
気作用を生じる。掃気作用を促進することは、高温の残
留排気を減少することにより吸気温度の上昇が防止され
るので、ノッキングを抑制することができ、これにより
点火時期を進めて最適点火時期に近づけることができる
ために燃費、出力を向上でき、排気温度を低下する効果
がある。
しかし、開閉弁下流の吸気ポートに蓄圧される混合気量
が多過ぎると、燃焼室内の排気を掃出後も混合気が排気
ポートに吹き抜けてしまい、燃焼に寄与しないまま排出
されることにより、未燃ＨＣが増大すると共に燃費の悪
化を招き、さらに、この吹き抜は混合気が高温の排気に
さらされて燃焼することにより、排気温度が上昇し、排
気通路中に介装される排気浄化用の触媒やターボチャー
ジャ等を破損させる要因となるので好ましくない。
が多過ぎると、燃焼室内の排気を掃出後も混合気が排気
ポートに吹き抜けてしまい、燃焼に寄与しないまま排出
されることにより、未燃ＨＣが増大すると共に燃費の悪
化を招き、さらに、この吹き抜は混合気が高温の排気に
さらされて燃焼することにより、排気温度が上昇し、排
気通路中に介装される排気浄化用の触媒やターボチャー
ジャ等を破損させる要因となるので好ましくない。
従来、開閉弁下流の吸気ポートに蓄圧される混合気量を
考慮した設計は行われていなかったため、排気ポートへ
の吹き抜けを生じて上記の問題を生じることがあった。
考慮した設計は行われていなかったため、排気ポートへ
の吹き抜けを生じて上記の問題を生じることがあった。
本発明は、上記従来の実状に鑑みなされたもので、吸気
弁の閉時期や開閉弁下流の吸気ポート容積等を適切に設
定することにより、混合気の排気ポートへの吹き抜けを
抑制しつつ残留排気の掃気作用をもたせて燃費、出力の
向上を図れるようにした内燃機関の吸気装置を提供する
ことを目的とする。
弁の閉時期や開閉弁下流の吸気ポート容積等を適切に設
定することにより、混合気の排気ポートへの吹き抜けを
抑制しつつ残留排気の掃気作用をもたせて燃費、出力の
向上を図れるようにした内燃機関の吸気装置を提供する
ことを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
このため、本発明は、前述したように気筒毎に低速型吸
気弁と高速型吸気弁と開閉弁を備えてなる内燃機関の吸
気装置において、開閉弁下流から高速型吸気弁に至る吸
気ポート部分の容積ＶＰと、高速型吸気弁が閉じる時の
燃焼室容積Ｖ、と、低速型吸気弁が閉じる時の燃焼室容
積ｖ２と、ピストン上死点における燃焼室容積ＶＣとを
ＶＰ（Ｖ２−Ｖ＋）＜Ｖｃ（Ｖ＋＋Ｖｒ）なる関係を満
たすように設定した構成とする。
気弁と高速型吸気弁と開閉弁を備えてなる内燃機関の吸
気装置において、開閉弁下流から高速型吸気弁に至る吸
気ポート部分の容積ＶＰと、高速型吸気弁が閉じる時の
燃焼室容積Ｖ、と、低速型吸気弁が閉じる時の燃焼室容
積ｖ２と、ピストン上死点における燃焼室容積ＶＣとを
ＶＰ（Ｖ２−Ｖ＋）＜Ｖｃ（Ｖ＋＋Ｖｒ）なる関係を満
たすように設定した構成とする。
（作用〉
かかる構成とすれば、断熱に近い圧縮がなされる機関に
おいて、開閉弁下流の吸気ポートに蓄圧される混合気量
が吸気行程時に排気を掃出する量以下に抑えられるため
（理由については実施例で説明する）、混合気の排気ポ
ートへの吹き抜けを防止しつつ残留排気を掃気できるの
で、確実に燃費を向上でき、吹き抜は混合気の排気中で
の燃焼を防止して触媒やターボチャージャ等の熱的劣化
を防止できる。
おいて、開閉弁下流の吸気ポートに蓄圧される混合気量
が吸気行程時に排気を掃出する量以下に抑えられるため
（理由については実施例で説明する）、混合気の排気ポ
ートへの吹き抜けを防止しつつ残留排気を掃気できるの
で、確実に燃費を向上でき、吹き抜は混合気の排気中で
の燃焼を防止して触媒やターボチャージャ等の熱的劣化
を防止できる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１図は一実施例の構成を示し、図示しない排気ターボ
過給機を備えた内燃機関の各気筒毎に高速型吸気弁ＩＡ
、低速型吸気弁ＩＢ及びこれらを介装した吸気ポート２
Ａ、２Ｂと２つの排気弁３Ａ、３Ｂ及びこれらを介装し
た排気ポート４Ａ。
過給機を備えた内燃機関の各気筒毎に高速型吸気弁ＩＡ
、低速型吸気弁ＩＢ及びこれらを介装した吸気ポート２
Ａ、２Ｂと２つの排気弁３Ａ、３Ｂ及びこれらを介装し
た排気ポート４Ａ。
４Ｂとが設けられ、吸気ボー）２Ａには開閉弁５、吸気
ポート２Ｂにはフューエルインジェクタ６が夫々装着さ
れる。７は燃焼室である。
ポート２Ｂにはフューエルインジェクタ６が夫々装着さ
れる。７は燃焼室である。
ここで、高速型吸気弁ＩＡと低速型吸気弁ＩＢの開閉特
性は、第２図に示すようになっており、高速型吸気弁Ｉ
Ａの閉時期は圧縮行程半ばに遅らせて設定してあり、低
速型吸気弁ＩＢの閉時期はこれより速く圧縮行程下死点
付近に設定しである。
性は、第２図に示すようになっており、高速型吸気弁Ｉ
Ａの閉時期は圧縮行程半ばに遅らせて設定してあり、低
速型吸気弁ＩＢの閉時期はこれより速く圧縮行程下死点
付近に設定しである。
前記開閉弁５は、その支軸５ａがリンク機構を介してダ
イアフラム式アクチュエータ８の出力ロット８ａに連結
し、該アクチュエータ８の圧力作動室８ｂに導かれる過
給圧が機関回転速度が急増するインターセプト点付近の
圧力以上になると、リターンスプリング８Ｃの付勢力に
抗して出力ロット８ａが延び出して、開閉弁５を閉から
開に切換作動するようになっている。
イアフラム式アクチュエータ８の出力ロット８ａに連結
し、該アクチュエータ８の圧力作動室８ｂに導かれる過
給圧が機関回転速度が急増するインターセプト点付近の
圧力以上になると、リターンスプリング８Ｃの付勢力に
抗して出力ロット８ａが延び出して、開閉弁５を閉から
開に切換作動するようになっている。
ここで、本発明に係る構成として、前記のように閉時期
を設定された高速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢに対
し、開閉弁５下流から高速型吸気弁ＩＡに至る吸気ポー
ト２Ａ部分の容積Ｖ、をＶ、（Ｖ、−Ｖυ＜ Ｖｃ（Ｖ
＋＋ ＶＰ） ＝・”（１）なる関係を満たすように設
定する。但し、■Ｉ：高速型吸気弁ＩＡが閉じる時の燃
焼室７容積 ｖ２；低速型吸気弁ＩＢが閉じる時の燃焼室７容積 ■ｃ：ピストン上死点における燃焼室７容積とする。
を設定された高速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢに対
し、開閉弁５下流から高速型吸気弁ＩＡに至る吸気ポー
ト２Ａ部分の容積Ｖ、をＶ、（Ｖ、−Ｖυ＜ Ｖｃ（Ｖ
＋＋ ＶＰ） ＝・”（１）なる関係を満たすように設
定する。但し、■Ｉ：高速型吸気弁ＩＡが閉じる時の燃
焼室７容積 ｖ２；低速型吸気弁ＩＢが閉じる時の燃焼室７容積 ■ｃ：ピストン上死点における燃焼室７容積とする。
特に、本実施例では、上記関係を満たす範囲でＶ Ｐ
（Ｖ ｚ Ｖ ＋ ）をＶｃ（Ｖ＋＋Ｖｐ）に十分近
づけた値となるように設定する。
（Ｖ ｚ Ｖ ＋ ）をＶｃ（Ｖ＋＋Ｖｐ）に十分近
づけた値となるように設定する。
次に′、本実施例の作用を説明する。
機関回転速度が例えば１６００ｒｐｍ以下の低・中速域
では、排気ターボ過給機の過給圧が小さいため、アクチ
ュエータ８の出力ロット８ａはリターンスプリング８ｃ
の付勢力によって最短長さまで引き込まれており、この
状態で各気筒の開閉弁１５は全閉となっている。
では、排気ターボ過給機の過給圧が小さいため、アクチ
ュエータ８の出力ロット８ａはリターンスプリング８ｃ
の付勢力によって最短長さまで引き込まれており、この
状態で各気筒の開閉弁１５は全閉となっている。
かかる低・中速域では、吸入空気は吸気ポート２Ｂのみ
を通じて燃焼室７内に供給され、閉時期の遅れが小さな
低速型吸気弁ＩＢにより吸気充填効率が高められると共
に、燃焼室７内にスワールが大きく形成され、燃焼速度
が増大して燃費、安定度が向上する。
を通じて燃焼室７内に供給され、閉時期の遅れが小さな
低速型吸気弁ＩＢにより吸気充填効率が高められると共
に、燃焼室７内にスワールが大きく形成され、燃焼速度
が増大して燃費、安定度が向上する。
次に、かかる開閉弁５の閉じた低・中速域において、高
速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢの閉時期と開閉弁５
下流の吸気ボー）２Ａ部分の容積の前述した関係式によ
りなされる本発明に係る作用を第３図に基づいて説明す
る。
速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢの閉時期と開閉弁５
下流の吸気ボー）２Ａ部分の容積の前述した関係式によ
りなされる本発明に係る作用を第３図に基づいて説明す
る。
第３図面は、ピストンが吸気下死点を過ぎて圧縮行程初
期に高速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢとも未だ開弁
状態にある時を示す。
期に高速型吸気弁ＩＡ、低速型吸気弁ＩＢとも未だ開弁
状態にある時を示す。
この場合、ピストンの上昇に伴い、燃焼室７から混合気
が低速型吸気弁ｌＢを通じて吸気ポート２Ｂに逆流する
が、開閉弁５が閉じているため、高速型吸気弁ＩＡを通
じての吸気ポート２Ａへの逆流がなく、また、燃焼室７
内の圧力も殆ど上昇しない。
が低速型吸気弁ｌＢを通じて吸気ポート２Ｂに逆流する
が、開閉弁５が閉じているため、高速型吸気弁ＩＡを通
じての吸気ポート２Ａへの逆流がなく、また、燃焼室７
内の圧力も殆ど上昇しない。
第３図０は、前記の状態からピストンがさらに上昇して
低速型吸気弁ＩＢが閉じるが、高速型吸気弁ＩＡは未だ
開かれた状態にあるときを示す。
低速型吸気弁ＩＢが閉じるが、高速型吸気弁ＩＡは未だ
開かれた状態にあるときを示す。
この場合、混合気は低速型吸気弁ＩＢが閉じて吸気ボー
）２Ｂへの流入が停止し、逃げ場を失うため、一部は高
速型吸気弁ＩＡを通じて吸気ボー）２Ａ内に逆流し、燃
焼室７及び開閉弁５下流の吸気ボー）２Ａ部分を含めた
空間内の圧力がピストンの上昇に伴って増大する。これ
により実質的な圧縮が開始されるので、開閉弁５を利用
した低速型と高速型の吸気弁による実質的なバルブタイ
ミング可変機能が得られる。
）２Ｂへの流入が停止し、逃げ場を失うため、一部は高
速型吸気弁ＩＡを通じて吸気ボー）２Ａ内に逆流し、燃
焼室７及び開閉弁５下流の吸気ボー）２Ａ部分を含めた
空間内の圧力がピストンの上昇に伴って増大する。これ
により実質的な圧縮が開始されるので、開閉弁５を利用
した低速型と高速型の吸気弁による実質的なバルブタイ
ミング可変機能が得られる。
そして、この場合、圧力上昇により密度が増大した分に
相当する量の混合気が吸気ボー）２Ａ内に流入すること
になり、第３図りに示すように、この状態で高速型吸気
弁ＩＡが閉じると吸気ボー）２Ａ内にはその時点までに
昇圧した圧力状態で混合気が閉じ込められる。
相当する量の混合気が吸気ボー）２Ａ内に流入すること
になり、第３図りに示すように、この状態で高速型吸気
弁ＩＡが閉じると吸気ボー）２Ａ内にはその時点までに
昇圧した圧力状態で混合気が閉じ込められる。
この状態で機関は圧縮を終了し、膨張、排気行程に移行
するが、排気行程の末期に高速型吸気弁ＩＡが開弁する
ため、吸気ポート２Ａは再び燃焼室７と連通ずる。この
時、排気弁３Ａ、３Ｂは未だ開弁じているため、燃焼室
７内の圧力は排気圧（低速域では大気圧に略等しい）と
なっており、一方間閉弁５下流の吸気ボー）２Ａ内の混
合気圧力は吸気圧力から幾分昇圧した圧力となっている
が、吸気圧力が大気圧に近い絞り弁全開領域では排気圧
力よりも前記吸気ボー）２Ａ内の混合気圧力の方が高い
ため、この圧力差により吸気ポート２Ａ内の混合気が燃
焼室７内に噴出すると共に、燃焼室７内の残留排気が混
合気に押されて排気弁３Ａ、３Ｂより排気ポート４Ａ、
４Ｂに流出し、掃気作用が行われる。
するが、排気行程の末期に高速型吸気弁ＩＡが開弁する
ため、吸気ポート２Ａは再び燃焼室７と連通ずる。この
時、排気弁３Ａ、３Ｂは未だ開弁じているため、燃焼室
７内の圧力は排気圧（低速域では大気圧に略等しい）と
なっており、一方間閉弁５下流の吸気ボー）２Ａ内の混
合気圧力は吸気圧力から幾分昇圧した圧力となっている
が、吸気圧力が大気圧に近い絞り弁全開領域では排気圧
力よりも前記吸気ボー）２Ａ内の混合気圧力の方が高い
ため、この圧力差により吸気ポート２Ａ内の混合気が燃
焼室７内に噴出すると共に、燃焼室７内の残留排気が混
合気に押されて排気弁３Ａ、３Ｂより排気ポート４Ａ、
４Ｂに流出し、掃気作用が行われる。
そして、この場合本実施例では前記した関係式により、
十分効果的に掃気作用を行いつつ混合気の排気ポート４
Ａ、４Ｂへの吹き抜けは防止されることを以下に説明す
る。
十分効果的に掃気作用を行いつつ混合気の排気ポート４
Ａ、４Ｂへの吹き抜けは防止されることを以下に説明す
る。
まず、高速型吸気弁ＩＡが閉じる時点及び低速型吸気弁
ＩＢが閉じる時点での燃焼室７圧力を夫々Ｐ＋、Ｐｚと
すると、断熱圧縮が行われるとして、Ｐ １（Ｖｌ ＋
Ｖｐ）ｋ＝Ｐ ｚ（Ｖｚ＋ ＶＰ）Ｋ−−（２）が成
り立つ。
ＩＢが閉じる時点での燃焼室７圧力を夫々Ｐ＋、Ｐｚと
すると、断熱圧縮が行われるとして、Ｐ １（Ｖｌ ＋
Ｖｐ）ｋ＝Ｐ ｚ（Ｖｚ＋ ＶＰ）Ｋ−−（２）が成
り立つ。
次に、開閉弁５下流の吸気ポート２Ａに閉じ込められた
混合気が排気行程の末期に排気圧力に等しくなるまで膨
張した時の容積の増加分をΔｖＰとし、排気圧力をＰ５
とすると、 Ｐｂ（ｖＰ＋ΔＶｒ）”＝ Ｐ ｔ ＶＰ” −−（３
）が成り立つ。
混合気が排気行程の末期に排気圧力に等しくなるまで膨
張した時の容積の増加分をΔｖＰとし、排気圧力をＰ５
とすると、 Ｐｂ（ｖＰ＋ΔＶｒ）”＝ Ｐ ｔ ＶＰ” −−（３
）が成り立つ。
ここで、Ｐｔは圧縮行程開始直前の燃焼室７圧力であり
、また、Ｐｂは排気行程末期の排気圧力（燃焼室７圧力
）であるから、共に略大気圧Ｐ０に等°しいとすると、
＋２）、 （３）式より（Ｖ＋＋ＶＰ）（ＶＦ＋ΔＶＰ
）＝ＶＰ（Ｖ２＋ＶＦ） ・”（４）となる。
、また、Ｐｂは排気行程末期の排気圧力（燃焼室７圧力
）であるから、共に略大気圧Ｐ０に等°しいとすると、
＋２）、 （３）式より（Ｖ＋＋ＶＰ）（ＶＦ＋ΔＶＰ
）＝ＶＰ（Ｖ２＋ＶＦ） ・”（４）となる。
そして、Δ■、≧Ｖｃとなると、混合気の排気ポート４
Ａ、４Ｂへの吹き抜けが開始するため、これを避けるた
めにはΔＶ、＜ＶＣとすればよい。
Ａ、４Ｂへの吹き抜けが開始するため、これを避けるた
めにはΔＶ、＜ＶＣとすればよい。
したがって、（５）式より
、’、 ＶＦ（ＶＺ−Ｖ ｌ） ＜ ｖｃ（ｖ Ｉ ＋
ＶＰ） ・・−・・・（７）となって（１１式と一致
する。
ＶＰ） ・・−・・・（７）となって（１１式と一致
する。
つまり、かかる関係を満たすように、Ｖ、、Ｖ、。
Ｖ、、Ｖ、を設定すれば、混合気の吹き抜けを防止しつ
つ残留排気を掃気できるわけであり、特に、本実施例の
ようにこの関係を満たしつつＶ Ｐ （Ｖ を−Ｖ＋）
をＶ（（■＋ ＋Ｖｒ）に十分近づけた値に設定すれば
、掃気効率を可及的に高めることができ、燃費、出力を
可及的に向上できる。但し、ある程度残留掃気を残すよ
うに、Ｖ Ｐ （Ｖ ｚ Ｖ ＋ ）の値をＶｃ（Ｖ
＋＋Ｖｒ）より所定量小さく設定していわゆる内部ＥＧ
Ｒを行ってＮＯｘの低減を図ることもできる。
つ残留排気を掃気できるわけであり、特に、本実施例の
ようにこの関係を満たしつつＶ Ｐ （Ｖ を−Ｖ＋）
をＶ（（■＋ ＋Ｖｒ）に十分近づけた値に設定すれば
、掃気効率を可及的に高めることができ、燃費、出力を
可及的に向上できる。但し、ある程度残留掃気を残すよ
うに、Ｖ Ｐ （Ｖ ｚ Ｖ ＋ ）の値をＶｃ（Ｖ
＋＋Ｖｒ）より所定量小さく設定していわゆる内部ＥＧ
Ｒを行ってＮＯｘの低減を図ることもできる。
次に、実際の機関の数値による具体的な計算結果を示す
。
。
排気ｉｔ １８００ｃｃ、 ４気筒、圧縮比１０．高速
型吸気弁ＩＡの閉時期をθ（下死点後のクランク角）と
し、同じく低速型吸気弁ＩＢの閉時期を下死点後２０°
とした場合の開閉弁５下流の吸気ポート容積Ｖ、の（１
）式を満たす許容範囲は、第４図に示すようになる。
型吸気弁ＩＡの閉時期をθ（下死点後のクランク角）と
し、同じく低速型吸気弁ＩＢの閉時期を下死点後２０°
とした場合の開閉弁５下流の吸気ポート容積Ｖ、の（１
）式を満たす許容範囲は、第４図に示すようになる。
また、第５図は、ｖ２とＨＣ排出量との関係を示し、ｖ
２が限界値 を超えて混合気の吹き抜けを生じると、ＨＣの排出量は
急増し、このため第６図に示すように、燃費が急激に悪
化し、さらに第７図に示すように、吹き抜は混合気が高
温の排気系の中（触媒等）で燃焼することにより排気温
度が上昇し、触媒やターボチャージャ等を劣化させるこ
とが明らかである。
２が限界値 を超えて混合気の吹き抜けを生じると、ＨＣの排出量は
急増し、このため第６図に示すように、燃費が急激に悪
化し、さらに第７図に示すように、吹き抜は混合気が高
温の排気系の中（触媒等）で燃焼することにより排気温
度が上昇し、触媒やターボチャージャ等を劣化させるこ
とが明らかである。
本発明は、（１１式を満たすことにより、Ｖ、を限界値
未満に抑えであるため、未燃ＨＣ排出量の低減、燃費向
上、排気温度低下による触媒やターボチャージャの耐久
性向上等を図れるのである。
未満に抑えであるため、未燃ＨＣ排出量の低減、燃費向
上、排気温度低下による触媒やターボチャージャの耐久
性向上等を図れるのである。
尚、部分負荷時は吸気圧力が全体的に低下するため、吸
気ポート２Ａに閉じ込められる混合気の圧力は排気圧力
以下となるため、この領域では混合気による残留排気の
掃気作用は行われず、吹き抜けも生じない。
気ポート２Ａに閉じ込められる混合気の圧力は排気圧力
以下となるため、この領域では混合気による残留排気の
掃気作用は行われず、吹き抜けも生じない。
一方、機関回転速度が増大して１６００ｒｐｍを超え、
排気ターボ過給機の過給圧が約２００ｍｍＨｇ以上に達
すると、アクチュエータ８の出力ロッド８ａが延び出し
、各気筒の開閉弁５が開き、第１の吸気ポート２Ａを開
通させる。
排気ターボ過給機の過給圧が約２００ｍｍＨｇ以上に達
すると、アクチュエータ８の出力ロッド８ａが延び出し
、各気筒の開閉弁５が開き、第１の吸気ポート２Ａを開
通させる。
この結果、吸気ポート２Ａ、２Ｂの双方から吸気が行わ
れ、通路抵抗が減少して吸気充填効率が高められる一方
、高速域においては、吸気の慣性が増大するため、高速
型吸気弁ＩＡの閉時期を遅らせたことによる実圧縮比の
低下が慣性による過給効果を高め、この慣性過給は吸気
温度を上昇させないため、ノッキング発生効果を助長さ
せることがない。
れ、通路抵抗が減少して吸気充填効率が高められる一方
、高速域においては、吸気の慣性が増大するため、高速
型吸気弁ＩＡの閉時期を遅らせたことによる実圧縮比の
低下が慣性による過給効果を高め、この慣性過給は吸気
温度を上昇させないため、ノッキング発生効果を助長さ
せることがない。
したがって、高速域においては、ノッキングの発生を抑
制しつつ、可及的に吸気充填効率を高めて出力、燃費を
大幅に向上できる。
制しつつ、可及的に吸気充填効率を高めて出力、燃費を
大幅に向上できる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、開閉弁下流の吸
気ポート内に閉じ込められる混合気の吹き抜けを確実に
防止できるように各諸元を設定する構成としたため、未
燃ＨＣ排出量の低減、燃費の向上、排気温度低下による
触媒やターボチャージャ等の耐久性向上等を図れるもの
である。
気ポート内に閉じ込められる混合気の吹き抜けを確実に
防止できるように各諸元を設定する構成としたため、未
燃ＨＣ排出量の低減、燃費の向上、排気温度低下による
触媒やターボチャージャ等の耐久性向上等を図れるもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同上
実施例の吸・排気弁の開閉特性を示す線図、第３図は同
上実施例の一連の作用を説明する図、第４図は同上実施
例において混合気が吹き抜ける限界特性を示す線図、第
５図は同上実施例の開閉弁下流吸気ポート容積■２とＨ
Ｃ排出量との関係を′朱す線図、第６図は同上実施例の
上記ＶＣと燃料消費率との関係を示す線図、第７図は同
上実施例の上記■、と排気温度との関係を示す線図であ
る。 １Ａ・・・高速型吸気弁 ＩＢ・・・低速型吸気弁２
Ａ、２Ｂ・・・吸気ポート ５・・・開閉弁 ８・
・・アクチュエータ 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第２図 第８図 （Ａ） 第８図 （Ｂ） （Ｃ） 下死九 第４図 ＵＫ’！ｔ＃ Ｉ Ａ ｚ＞ 閘−ｈ阿（下Ｎｕ）第５
図 第６図 ｐ 第７図
実施例の吸・排気弁の開閉特性を示す線図、第３図は同
上実施例の一連の作用を説明する図、第４図は同上実施
例において混合気が吹き抜ける限界特性を示す線図、第
５図は同上実施例の開閉弁下流吸気ポート容積■２とＨ
Ｃ排出量との関係を′朱す線図、第６図は同上実施例の
上記ＶＣと燃料消費率との関係を示す線図、第７図は同
上実施例の上記■、と排気温度との関係を示す線図であ
る。 １Ａ・・・高速型吸気弁 ＩＢ・・・低速型吸気弁２
Ａ、２Ｂ・・・吸気ポート ５・・・開閉弁 ８・
・・アクチュエータ 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島 冨二雄 第２図 第８図 （Ａ） 第８図 （Ｂ） （Ｃ） 下死九 第４図 ＵＫ’！ｔ＃ Ｉ Ａ ｚ＞ 閘−ｈ阿（下Ｎｕ）第５
図 第６図 ｐ 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 気筒毎に低速型吸気弁と圧縮行程中に前記低速型吸気弁
より遅れて閉じる高速型吸気弁と、これら吸気弁に至る
２つの独立した吸気ポートとを備えると共に、高速型吸
気弁に至る吸気ポートに機関運転条件に応じて開閉制御
される開閉弁を備えてなる内燃機関の吸気装置において
、前記開閉弁下流から高速型吸気弁に至るまでの吸気ポ
ート部分の容積Ｖ＿Ｐと、高速型吸気弁が閉じる時の燃
焼室容積Ｖ＿１と、低速型吸気弁が閉じる時の燃焼室容
積Ｖ＿２と、ピストン上死点での燃焼室容積Ｖ＿Ｃと、
を Ｖ＿Ｐ（Ｖ＿２−Ｖ＿１）＜Ｖ＿ｃ（Ｖ＿１＋Ｖ＿Ｐ）
なる関係を満たすように設定したことを特徴とする内燃
機関の吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59261791A JPS61142322A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59261791A JPS61142322A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142322A true JPS61142322A (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=17366760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59261791A Pending JPS61142322A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142322A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572215B1 (ja) * | 1969-02-07 | 1982-01-14 | ||
| JPS5949725B2 (ja) * | 1977-05-11 | 1984-12-04 | 株式会社日立製作所 | 表面弾性波装置 |
-
1984
- 1984-12-13 JP JP59261791A patent/JPS61142322A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572215B1 (ja) * | 1969-02-07 | 1982-01-14 | ||
| JPS5949725B2 (ja) * | 1977-05-11 | 1984-12-04 | 株式会社日立製作所 | 表面弾性波装置 |
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