JPS6282226A - 内燃機関の可変慣性過給型吸気装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等内燃機関の可変慣性過給型吸気装
置に関する。

〔従来技術〕

自動車用ディーゼル機関においては、例えば特開昭５６
−１１５８１９号公報等に開示されているように、慣性
過給（又は共鳴過給）と呼称される吸気供給方式を採用
したものがある。

このものは吸気開始時吸気ボート付近に発生した負の圧
力波が吸気導入口方向に向けて吸気上流側に伝播し、正
の圧力波となって吸気ポート方向に戻される吸気圧力振
動が生じることを利用している。即ち、吸気弁が閉じる
寸前に前記圧の圧力波が吸気弁のところまで伝達される
ように吸気圧力振動の周期と吸気弁開閉周期とをマツチ
ング（共鳴）させることにより正の圧力波を有した空気
が慣性によって押し込まれるようにしたものであり、該
慣性による過給で吸気充填効率を改善できる。

かかる慣性過給方式（特に、ラム室式慣性吸気マニホー
ルド）を採用した従来の内燃機関にには、吸気管の有効
管長等を機関回転速度に応じて増減制御して、吸気圧力
振動の固有振動数を機関回転速度の増大に応じて増大さ
せ、これによって機関の全速度域に亘って良好な慣性過
給効果を得ようというもの（実開昭５７−２２６２９号
、実開昭５７−１４５７２５号公報等参照）と、吸気通
路面積を変更させて同様の効果を得ようと言うもの（実
開昭５Ｅ１８１３１８号公報参照）とがある。

しかしながら、これらの先行技術は、いずれも機関の全
回転域に渡り全負荷時に高い慣性過給効率を得るように
考慮されているため、低負荷時には、フリクシジンが増
大するという欠点を持っている。即ち、部分負荷、特に
低負荷時には、空燃費が増大し、アイドリング時には１
００近くにも及び、空気量が過大となり、圧縮仕事によ
る損失の増大、即ちポンピング・ロスが増大してＭＯＷ
が悪化するという問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、係る従来の問題点に着目し゛て案出された
もので、その目的とするところは機関の中、高負荷域で
は慣性過給により積極的に空気を取り入れて吸気充填効
率アップによる出力性能の向上をはかるが、機関の低負
荷域は逆に吸気を妨げてポンピング・ロスを低減するよ
うにした内燃機関の可変慣性過給型吸気装置を提供する
ものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、この発明の可変慣性過給型
吸気装置は、慣性過給に適合させる変更手段を備えた吸
気通路を、機関の低負荷時には、制御装置によって慣性
過給に通さないように前記変更手段を作動させることを
特徴とするものである。

〔実施例〕

以下添附図面に基づき、この発明の詳細な説明する。

第１図において、１は機関本体、２は吸気マニホールド
、３は燃料噴射ポンプである。

機関本体１には機関回転速度検出手段としての回転セン
サ４が、また燃料噴射ポンプ３には機関負荷検出手段と
してのラックセンサ５が、それぞれ設けられる。

上記両センサ４，５の検出信号は後述する制御回路６に
入力されている。

前記吸気マニホールド２は、第２図に示すように、分枝
管７内が仕切壁８により二つの吸気通路？ａ、７ｂに区
画形成され、そのうちの一つの吸気通路７ｂには、吸気
通路面積の可変手段としての開閉弁９が介装されるよう
になっている。

上記開閉弁９はコントロールワイヤ１０を介してモトロ
イド１１に連繋され、該モトロイド１１は上述した制御
回路６により駆動制御される。

制御回路６は、上述した両センサ４，５からの信号に基
づいて、機関低負荷域以外の運転域でのみ吸気通路内気
柱の固有振動数が機関回転速度に応じて慣性過給に適合
した振動数を有するように、前記開閉弁９をモトロイド
１１を介して制御するように回路構成される。

次に、第３図の制御回路６に格納している制御プログラ
ムのフローチャートに基づいて動作を説明する。

なお、図中のＰ１〜Ｐ５はフローチャートの各ステップ
を示す。

プログラムがスタートすると、先ずステップＰ１で機関
回転速度が定格のＡ以上か否かを比較演算する。定格の
２以上であれば、ステップＰ２で今度は機関負荷が２０
一ド以上か否かを比較演算する。そして２０一ド以上で
あれば、ステップＰ３で開閉弁９を開作動し、２０−ド
に達しない場合は、ステップＰ４で開閉弁９を閉作動す
る。

一方、機関回転速度が定格の〃に達しない場合は、ステ
ップＰ５で機関負荷が２０−ド以下か否かを比較演算す
る。そして、２０−ドを越えている場合は、ステップＰ
４で開閉弁９を閉作動し、〃ロード以下であれば、ステ
ップＰ３で開閉弁９を開作動する。

以下同様にして上記動作を繰り返す。

これにより、■機関の低速高負荷域（ｐ＋　−Ｐ５−Ｐ
４）では、開閉弁９が閉じられて吸気通路の通路断面積
が減少し、これに伴って吸気通路内気柱の固有振動数が
減少するため、当該運転域の吸気弁の開閉サイクルとマ
ツチングして良好な慣性過給作用が得られ、また、■機
関の高速高負荷域（Ｐｌ−Ｐ２−Ｐ３）では、開閉弁９
が開かれて吸気通路の通路断面積が増大し、これに伴っ
て吸気通路内気柱の固有振動数が増大するため、当該運
転域の吸気弁の開閉サイクルとマツチングして良好な慣
性過給作用が得られるために、第４図の実線で示すよう
に機関回転速度の全域を通じて吸入効率が向上する。

また、■機関の低速低負荷域（Ｐ＋→Ｐ５→Ｐ３）では
、逆に開閉弁９が開かれて吸気通路の通路断面積が増大
し、これに伴なって吸気通路内気柱の固有振動数が増大
するため、当該運転域の吸気弁の開閉サイクルとはマツ
チングせず、吸入効率が低下し、また、■機関の高速低
負荷域（Ｐ　１−Ｐ　２−Ｐ　４）では、逆に開閉弁９
が閉じられて吸気通路の通路断面積が減少し、これに伴
って吸気通路内気柱の固有振動数が減少するため、当該
運転域の吸気弁の開閉サイクルとはマツチングせず、吸
入効率が低下するので、第５図の実線で示すように、機
関回転速度の全域を通じて吸入効率が低下するので、圧
縮行程におけるポンピング・ロスが低減されるのである
。

第６図は、この発明の別の実施例を示すもので、吸気通
路形状可変手段として、吸気マニホールド２の分枝管７
に該分枝管の長さ方向に摺動自在な可動管１２をガイド
１３を介して内装し、該可動管１２をラック１４ａとピ
ニオン１５ｂからなる駆動機構によりスライドさせるこ
とによって、ラックセンサ５で検出された負荷がある負
荷以上の場合は回転センサ４で検知される出力に合わせ
、低速域で管長を長く、高速域で短かくなるように制御
し、検出された負荷がある負荷以下の場合は逆に高速域
で長く、低速域で短かくなるように制御するものである
。

この実施例によっても、上記実施例と同様の作用効果が
得られる。

第７図は、この発明の更に別の実施例を示すもので、デ
ュアルマニホールド２人の各々の集合吸気通路１５Ａ、
１５Ｂを仕切壁８Ａ、８Ｂによりメイン吸気通路１６ａ
とサブ吸気通路１６ｂとに分割形成し、そのうちの流路
面積の大きいメイン吸気通路１６ａに第２図と同様に機
関の高速低負荷域で閉じる開閉弁９Ａ、９Ｂをそれぞれ
介装したものである。

第７図の例では、サブ吸気通路１６ｂを低負荷時用とし
、開閉弁９Ａ、９Ｂをアクセルペダルと連動させて低負
荷時にサブ吸気通路６ｂに切り換えるように構成するこ
ともできる。このときは、機関の高速域でも低ないし部
分負荷時には、吸気通路の通路断面積の小さい流路を空
気が流れ、吸気脈動の位相が変化する。

この位相変化の様子を第８図及び第９図に示す。図は、
横軸がクランク角、縦軸が吸気ポート圧を表しており、
図中に吸気弁が開いている区間が実線で示されている。

全負荷時には、開閉弁９Ａ、９Ｂが開いて第８図に示す
ように吸入工程中の吸気ポート圧が低く、吸気工程終了
時に高くなり吸入空気量が多いが、低負荷乃至部分負荷
時には、前記開閉弁９Ａ、９Ｂが閉じて当該運転域の吸
気弁の開閉サイクルとはマツチングしなくなり、第９図
に示すように、吸入行程中の吸気ポート圧が高く、吸入
行程終了時のポート圧が低くなって吸入効率が低下し、
第２図と同様の作用効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、吸気通路面積を
機関低負荷域以外の運転域でのみ吸気通路内気柱の固有
振動数が機関回転速度に応じて慣性過給に適合した振動
数を有するように可変制御するようにしたので、通常以
上の負荷で運転される場合は、回転数と吸気通路形状が
良好にマツチングされ機関出力性能が向上し、低負荷域
には逆にマツチングを崩れ、不必要な吸気を絞る効果に
よりボンピング・ロスが軽減され燃費が向上するという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す概略構成図、第２
図はその要部拡大断面図、第３図は同じく制御回路にお
ける制御プログラムのフローチャート、第４図及び第５
図は同じく吸入効率の各々の特性図、第６図はこの発明
の第２実施例を示す要部断面図、第７図はこの発明の第
３実施例を示す要部断面図、第８図及び第９図は同じく
吸気ボート圧の各々の特性図である。 ２・・・吸気マニホールド、４・・・回転センサ、５・
・・ラックセンサ、６・・・制御回路、７・・・分岐管
、９・・・開閉弁、１２・・・可動管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 慣性過給に適合させる変更手段を備えた吸気通路を、機
   関の低負荷時には、制御装置によって慣性過給に通さな
   いように前記変更手段を作動させることを特徴とする内
   燃機関の可変慣性過給型吸気装置。