JPS62291434A - 内燃機関の吸気装置 - 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】 ３、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つの吸気ブ「を（＋ｉｆｉえた内
燃機関の吸気装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の吸気装置の従来例としては例えば、
第５図に示すようなものがある。（特開昭６０−１１９
３２５号）。

このものは、気筒毎に２つの吸気弁ＩＡと吸気弁ＩＢと
を備えると共に、吸気弁ＩＡを介装した一方の吸気ボー
）２Ａに開閉弁３を備え、該開閉弁３を機関の低速域で
は閉し、高速域では開くようにしている。

即ち、低速域では、吸気弁ＩＢを介装した吸気ポート２
Ｂのみを通じて吸気を行うことにより、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
させることによって、低速時の燃焼性改善を図り、一方
、高速域では２つの吸気ポート２Ａ、２Ｂから吸気を行
う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。

また、開閉弁３は常用運転領域では開く頻度は少ないた
め、安定した空燃比制御の応答性を得るために燃料噴射
弁４を常時開通している吸気ボート２Ａ側に設けている
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の内燃機関の吸気装置に
あっては、開閉弁３を閉じる低速域で前記したようにス
ワールを発生させることができるが、機関回転数が２０
００ｒｐｍ以下のような低速域でかつ、低負荷域（例え
ばアイドリング状態）においては、スワールか弱過ぎて
、吸気乱れが充分発達するまでに到らないため、燃焼性
改善に限界があり、空燃比を希薄化させてより燃費向上
を図ろうとすることが困難であった。

本発明は、このような従来の実状に鑑みなされたもので
、低速低負荷域でスワールをより強化できる構成とする
ことにより、希薄燃焼性を高めて燃費改善を促進するよ
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、気筒毎に２つの吸気弁とこれら吸気
弁に至る２つの吸気通路を備え、一方の吸気ｉｉｌ路に
は機関運転条件に応じて開閉する開閉弁を介装すると共
に、主として他方の吸気通路に燃料を供給する燃料供給
手段を備えた内燃機関の吸気装置において、前記他方の
吸気通路に閉時に吸気通路面積を絞る吸気渦流制御弁を
介装すると共に、該吸気渦流制御弁を前記開閉弁が閉じ
る運転状態にあって、かつ、所定の運転状態で閉とする
開閉制御手段を設けた構成とする。

く作用〉 低速低負荷等の所定運転条件では、開閉弁と共に、吸気
渦流制御弁が閉じ、一方の吸気通路のみから吸気渦流制
御弁を介して吸気が行なわれ、吸気通路面積を絞られた
吸気流により燃焼室に強いスワールを生じ、燃焼性が改
善されて混合気の希薄化が促進される。

前記以外の開閉弁が閉じる運転条件では吸気渦流制御弁
が開かれ、該運転条件に見合った適度な強さのスワール
が発生して良好な燃焼性、充填効率が得られ、開閉弁、
吸気渦流制御弁共に開かれる高速高負荷等の運転時は吸
気抵抗の減少により吸気充填効率を可及的に高めて出力
向上が図れる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例を示す第１図〜第３図において機関１１は各気
筒毎に２つの吸気弁１２Ａ、１２Ｂを備えると共に、上
流側の吸気コレクタ１３から分岐して前記各気筒の吸気
弁１２Ａ、１２Ｂに至る長さの異なる二種類の吸気通路
１４Ａ、１４Ｂが配設されている。吸気コレクタ１３上
流側に接続される吸気管１５には絞り弁１６が介装され
ている。また通路長小側の吸気通路１４Ａには、開閉弁
１７が介装され、該開閉弁１７はその回転軸１８がレバ
ー１９を介してエアアクチュエータ２０に連結されてい
る。該アクチュエータ２０の圧力作動室には、チェック
パルプ２１を介して他方の吸気通路１４Ｂから吸気負圧
を導入して蓄圧するバキュームタンク２２に連通する負
圧通路２３と大気に連通ずる大気圧通路２４とを電磁制
御弁２５によってディレィパルプ２６を介して選択的に
連通させるようになっている。

一方、通路長大側の吸気通路１４Ｂには吸気渦流制御弁
３０を介装する。吸気渦流制御弁３０は第２図に示すよ
うにバタフライ式パルプの吸気通路１４Ａに近い側の一
部を切り欠いて形成され、閉時に切欠部分のみを開いて
吸気通路１４Ｂ面積を絞るようになっている。各吸気渦
流制御弁３０は開閉弁１７と同様一本の回転軸３１の端
部がレバー３２を介してエアアクチュエータ３３に連結
され、前記負圧通路２３から分岐させた負圧通路３４と
大気圧通路３５とを選択的に開く電磁制御弁３６及びデ
ィレィバルブ３７を介してエアアクチュエータ３３の圧
力作動室に吸気負圧又は大気圧が選択的に導かれるよう
になっている。

前記電磁制御弁３６はマイクロコンピュータを内蔵した
コントロールユニット２７からの信号により、例えばエ
アフロメータ２８によって検出される吸入空気流量が所
定値Ｑ、以上の高速高負荷域では負圧通路２３を開いて
エアアクチュエータ２０の出力口・ノドを引き込んで開
閉弁１７を開かせ、吸入空気流量が所定値０１未満の低
・中速紙・中負荷域では大気圧通路２４を開いてエアア
クチュエータ２０内藏のリターンスプリングにより出力
ロットを伸長させて開閉弁１７を閉じるように切換制御
される。

また通路長大側の吸気通路１４Ｂには燃料噴射弁２９が
装着されている。

コントロールユニット２７にはエアフロメータ２８から
の吸入空気流量信号の他、機関１１のウォータージャケ
ットに装着された水温センサ３８からの冷却水温度信号
が入力され、基本的には開閉弁１７の開閉切換時の設定
吸入空気流’ｔ　Ｑ　Ｉより小さいアイドリングを含む
低速低負荷運転状態に相当する吸入空気流量００未満で
電磁制御弁３７を大気圧通路３５開側に制御して吸気渦
流制御弁３０を閉じ、それ以外の時は負圧通路３４開側
に制御して吸気渦流制御弁３０を開かせるように制御す
るが、冷却水温度が設定値以下のときには、無条件で吸
気渦流制御弁３０を閉じるように制御する。

次に本実施例の一連の作用を説明する。

アイドリングを含む所定以下の低速低負荷運転時には、
開閉弁１７と共に、吸気渦流制御弁３０が閉じる。

これにより、通路長大の吸気通路１４Ｂのみから吸気が
行われ、吸気渦流制御弁３０に絞られて流速を速められ
た空気が燃料噴射弁２９から噴射された燃料と混合して
混合気となって燃焼室３９内に勢い良く流入し、強いス
ワールを生じる。

このように、空気流量が小さくともスワールを強化され
ることにより燃焼性が改善されるので空燃比を希薄化し
ても安定した燃焼が行なわれ、運転性を損なうことなく
燃費改善を促進できる。

また、吸気渦流制御弁３０の切欠きを吸気通路１４Ａ側
に設けているため、混合気は、燃焼室３９周辺から燃焼
室３９中夫の点火栓４０部分に集まりやすいので低温時
の始動が容易になると共に、燃料のオイル中への希釈も
抑制される。

尚、前記した″ように吸気渦流制御弁３０により空気流
速を速められるが、特に流速が大である吸気行程前半の
うちに燃料が吸気弁１２Ｂに到着するように噴射期間を
設定すれば燃料の気化が一層促進され、混合気濃度の均
一化により燃焼性はより良好となる。

また、このようにして燃焼性を改善できることにより、
吸気渦流制御弁３０の開閉の切換に対応して点火時期を
切換制御すれば、燃費向上をより促進できる。この場合
、吸気渦流制御弁３０の開度を検出する開度センサ又は
開度スイッチを設けることにより、コントロールユニッ
ト２７の信号を出力してから吸気渦流制御弁３０が開閉
動作するまでの遅れ時間のバラツキに充分対応して精度
よ（制御できる。

また、冷却水温度が所定値以下の低温時は吸入空気流量
に拘わりなく吸気渦流制御弁３０が閉に制御される。但
し、実際にはこのような低温時は、暖機完了前の運転状
態であるから吸入空気流量は小さく、従って開閉弁１７
は閉じている。

即ち、低温時は高温時に比較して燃料の気化性が悪いた
め吸入空気流量が多くともスワールをより強化して気化
、混合性を高める必要があるため、吸気渦流制御弁３０
を閉じるようにしている。

冷却水温度が設定温度以上でかつ、吸入空気流量が所定
値００以上かつ０１未満の中速・中負荷域では開閉弁１
７は閉じるが吸気渦流制御弁３０は開かれる。吸入空気
流量が増大すると吸気渦流側ａＵ弁３０を閉じてスワー
ルを強化するとスワールは過大となって却って燃焼性は
悪化し、吸気流による冷却作用も大となって燃費が悪化
する。

したがって、吸気渦流制御弁３０を開いて中速・中負荷
域での吸入空気流量に見合ったスワール強さを得るよう
にするのである。

また、吸気渦流制御弁３０を開くと燃焼期間が延びるこ
とによってＮＯｘ排出量は低下するのでいわゆる排気還
流（ＥＧＲ）制御を行う場合には排気還流率も減少する
ことが望ましい。

尚、以上の開閉弁１７が閉じる低・中速・低中負荷域で
は、通路長大の吸気通路１４Ｂにより慣性過給に適合し
た吸気が行われ、吸気充填効率を向上できる。

吸入空気流量がさらに増大して０２以上の高速・高負荷
域に達すると、吸気渦流制御弁３０と共に開閉弁１７も
開かれ、２つの吸気通路１４Ａ、１１ｉＢがら吸気が行
なわれ、特に吸気通路１４Ａは長さ小に形成されている
ため、吸気抵抗が可及的に減少し、最大出力を十分筋め
ることができる。尚吸気通路１４Ａの通路長を高速域で
の慣性過給に適合するように設定すればさらに吸気充填
効率を高めて一層出力を高めることもできる。尚、吸気
渦流制御弁３０及び開閉弁１７の開動作はディレィパル
プ３７．２６の作用により徐々に行なわれるのでトルク
変化を緩和できる。第４図は開閉弁１７と吸気渦流制御
弁３０との開閉領域を示す線図である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば気筒毎に設けられる
２つの吸気通路の一方に開閉弁を介装すると共に、他方
の吸気通路に吸気渦流制御弁を設けたことにより、低速
低負荷域における燃焼性がより改善されて空燃比の希薄
化により燃費改善を促進でき、その他の各運転領域でも
可及的に良好な運転性能が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す図、第２図
は同上実施例の要部底面図、第３図は同上実施例の要部
斜視図、第４図は同上実施例の開閉弁と吸気渦流制御弁
の開閉領域を示す線図、第５図は従来例の要部底面図で
ある。 １１・・・機関　　１２Ａ、１２Ｂ・・・吸気弁　　１
４Ａ、　１４Ｂ・・・吸気通路　　１７・・・開閉弁　
　２２・・・バキュームタンク　　２７・・・コントロ
ールユニット　　２９・・・燃料噴射弁　　３０・・・
吸気渦流制御弁　　３３・・・エアアクチュエータ　　
３６・・・電磁制御弁特許出願人　　日産自動車株式会
社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 神−や！　　　　　ヨエさべ Ｗ六

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に２つの吸気弁とこれら吸気弁に至る２つの吸気
   通路を備え、一方の吸気通路には機関運転条件に応じて
   開閉する開閉弁を介装すると共に、主として他方の吸気
   通路に燃料を供給する燃料供給手段を備えた内燃機関の
   吸気装置において、前記他方の吸気通路に閉時に吸気通
   路面積を絞る吸気渦流制御弁を介装すると共に、該吸気
   渦流制御弁を前記開閉弁が閉じる運転状態にあって、か
   つ、所定の運転状態で閉とする開閉制御手段を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の吸気装置。