JPS6319549Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、エンジンの燃焼室近傍において独
立した低負荷用吸気通路および高負荷用吸気通路
を備え、低負荷時には低負荷用吸気通路のみを通
して混合気を吸気させる一方、高負荷時には低負
荷用吸気通路および高負荷用吸気通路の双方を通
して混合気を吸気させるとともに、排気ガス性状
を改善するために、排気ガスの一部を吸気系に還
流させる形式のエンジンの吸気装置に関するもの
である。

従来、エンジンの吸気通路をエンジンの燃焼室
近傍において独立した低負荷用吸気通路と高負荷
用吸気通路とに分け、低負荷時には、高負荷用吸
気通路を補助弁によつて閉じることにより、低負
荷用吸気通路のみを通して大きな流速で混合気を
吸入させ、その希薄混合気の燃焼性を改善させる
一方、高負荷時には低負荷用吸気通路と高負荷用
吸気通路との双方を通して混合気を吸入させる方
式のエンジンの吸気装置がすでに提案されている
（たとえば、特開昭55−139924号公報）。

この種の吸気装置は、いわゆる複式吸気装置と
呼ばれているものであるが、この複式吸気装置を
備えるエンジンに、排気ガス還流方式を適用した
場合、吸入空気の少ない低負荷領域では通常の吸
気方式に比べ流速すなわち吸気スワールが強力で
あることから排気ガス還流による燃焼性の低下が
運転性に影響を及ぼすことはないが、吸入空気量
の多い高負荷時、特に高負荷用吸気通路が開かれ
た直後領域では流速すなわち吸気スワールが低下
し排気還流による燃焼性の低下が運転性に与える
影響は大きく現われるという問題があつた。

この考案は、以上の事情にかんがみてなされた
ものであり、エンジンの燃焼室近傍において独立
した低負荷用吸気通路および高負荷用吸気通路の
うち、高負荷用吸気通路に介設された補助弁の開
度を、排気ガス還流時に、排気ガスを還流させな
い場合における通常の吸入空気量に見合う開度よ
りも所定量小開度となるように、閉方向に補正す
る補助弁作動制御装置を設けることにより、高負
荷時に、低負荷用吸気通路を通過する混合気流速
を速めてスワール発生を促し、その燃焼性を改善
して燃費性能、出力性能などの運転性の低下を防
止することのできるエンジンの吸気装置を提案す
ることを目的とするものである。

つぎに、この考案の実施例を図面にしたがつて
説明する。

第１図において、１はシリンダヘツドであり、
これは、図示しないシリンダ本体に結合されてそ
の内部に燃焼室２を形成する。このシリンダヘツ
ド１には、燃焼室２の上部で開口する吸気ポート
３と排気ポート４とが左右に振り分けて形成され
る。そして、吸気通路開口部３ａには吸気弁５
が、また、排気通路開口部４ａには排気弁６がそ
れぞれ配置され、これらはそれぞれシリンダヘツ
ド１上面に設けられたスプリング７，８によつて
常時閉方向に付勢される。９はカムであり、これ
は図外のピストンの往復運動に同期して支軸１０
とともにその軸心周りで回転される。このカム９
と吸気弁５および排気弁６との間には、それぞ
れ、支軸１１，１２によつて揺動自在に支持され
たロツカアーム１３，１４が架設されており、上
記カム９の回転に追従してこれらのロツカアーム
１３，１４が一定のタイミングを保持して揺動さ
れ、それに伴なつて上記吸気弁５および排気弁６
が開閉動されるように構成されている。

つぎに、１５は吸気管を示す。この吸気管１５
の上部には、気化器が装着され、この気化器はベ
ンチユリ部１６を備え、このベンチユリ部１６に
は図外の燃料通路に連通されたメインノズル１７
が臨まれる。この気化器、吸気管１５および吸気
ポート３によつて燃焼室２に混合気を供給する吸
気通路１５ａを構成する。また、ベンチユリ部１
６近傍においてその下流側にスロツトル弁１８が
設けられる。このスロツトル弁１８は図外のアク
セルペダルに連動されており、その踏込み量が大
きくなるほど開度が大きくなるように構成され
る。さらに、吸気管１５は、その終端が上記シリ
ンダヘツド１の一側面に結合され、この状態で
は、吸気管１５がシリンダヘツド１の吸気ポート
３に連通される。

ここにおいて、互に連通された吸気ポート３、
吸気管１５の連通部に、これらの吸気ポート３、
吸気管１５を区画する仕切壁１９が設けられる。
図示例において、仕切壁１９は、その始端部側が
吸気管１５に形成され、その終端部側がシリンダ
ヘツド１の吸気ポート３に形成される。この場
合、仕切壁１９の下側の区画通路は絞り状のもの
になされて、これが低負荷用吸気通路２０ａとさ
れる一方、仕切壁１９の上側の区画通路は、上記
低負荷用吸気通路２０ａにおけるよりも断面積の
大きい高負荷用吸気通路２０ｂとされる。なお、
低負荷用吸気通路２０ａおよび高負荷用吸気通路
２０ｂは平面状態において燃焼室２の接線方向に
向つて開口し、さらに低負荷用吸気通路２０ａは
シリンダ軸線を含む面に対しほぼ直角になるよう
に開口し、燃焼室内でほぼ水平方向のスワールが
生成されるように形成されている。また高負荷用
吸気通路２０ｂはその中心が、シリンダ軸線に沿
うように形成されている。この高負荷用吸気通路
２０ｂの始端部には補助弁２１が介設されてお
り、この補助弁２１の開度調節に応じて、高負荷
用吸気通路２０ｂと低負荷用吸気通路２０ａとを
流れる吸気の流量が調節されるようになつてい
る。

上記のように、吸気ポート３を燃焼室２の近傍
において断面積の小さい低負荷用吸気通路２０ａ
と断面積の大きい高負荷用吸気通路２０ｂとに分
けているが、高負荷用吸気通路２０ｂに補助弁２
１を介設する理由はつぎのとおりである。

すなわち、エンジンの低負荷時には、燃費性能
を向上させる目的で希薄混合気が燃焼室２へ吸入
されるが、希薄混合気は着火性が劣悪であるため
燃焼不良などを起しやすい。これを防止するため
には、燃焼室２への吸入時に流速を速めてスワー
ルを発生させ、その希薄混合気の燃焼室性を高め
ることが有益である。そこで、上記のように、低
負荷用吸気通路２０ａを絞り状に構成しておき、
高負荷用吸気通路２０ｂを補助弁２１によつて閉
じておけば、上記希薄混合気がこの低負荷用吸気
通路２０ａを通過することによつて流速を速めら
れてスワールを発生し、その結果、燃焼性が高め
られることによる。また、エンジンが低負荷運転
から高負荷運転に移行した際には、低負荷用吸気
通路２０ａのみでは吸気必要量をまかなえず出力
不足となる。それ故、補助弁２１を開いて高負荷
用吸気通路２０ｂと低負荷用吸気通路２０ａとの
双方を使用して吸気を行なわせれば、エンジンの
高負荷運転に対処できることによる。

したがつて、仕切壁１９は、図示例ではエンジ
ンの燃焼室２の近傍の吸気ポート３、吸気管１５
の１部のみに設けられているが、これに限らず、
仕切壁１９の始端部を図外の気化器出口付近まで
延長させて気化器の２次スロツトル弁を補助弁２
１と採用化しても同等の効果がある。

つぎに、２２は排気ガス還流装置を示す。この
排気ガス還流装置２２は、上記シリンダヘツド１
の排気ポート４に連通された排気管２３の排気通
路２３ａと上記吸気管１５の吸気通路１５ａにお
けるスロツトル弁１８の直下流側とを連通する排
気ガス還流通路２４と、この排気ガス還流通路２
４の中途部に設けられた制御弁２５と、この制御
弁２５を開閉させるためのダイヤフラム装置２６
とからなる。そして、このダイヤフラム装置２６
には、スロツトル弁１８が全閉状態にあるときス
ロツトル弁１８の直上流に位置する負圧取出孔２
７ａから取出される制御負圧いわゆるVC負圧が
通路２７を経て導入されるようになつている。つ
まり、負圧取出孔２７ａにはスロツトル弁１８が
アイドル開度より若干開かれた状態で負圧が作用
する。また、この通路２７にバルブ２８が介装さ
れる。このバルブ２８は、エンジン温度（エンジ
ン冷却水温度）を検出する水温センサ２９からの
指令信号で開閉される。具体的には、エンジン温
度が低いときには、バルブ２８が閉じられて上記
制御圧力はダイヤフラム装置２６に導入されな
い。そのため、制御弁２５が閉状態を維持し、そ
の結果、排気ガスは吸気通路１５ａに還流されな
い。一方、エンジン温度の上昇が水温センサ２９
で検知され、その指令信号によつてバルブ２８が
開放される。そのため、ダイヤフラム装置２６に
制御圧力が導入されて制御弁２５が開動され、そ
の結果、排気ガスの一部が排気ガス還流通路２４
を経て吸気通路１５ａに還流される。

上記のようにして吸気通路１５ａに還流された
排気ガスは、混合気とともに低負荷用吸気通路２
０ａのみあるいは低負荷用吸気通路２０ａおよび
高負荷用吸気通路２０ｂの双方を通して燃焼室２
へ吸入され、混合気の燃焼速度を抑制する。これ
により、排気ガス性状が改善される。なお、エン
ジンの高負荷時には、上記補助弁２１は後述する
補助弁作動制御装置３０によつて適当な開度に開
かれている。

つぎに、３０は補助弁作動制御装置を示す。こ
の実施例において、補助弁作動制御装置３０は、
補助弁２１の回転軸３１に吸気通路１５ａの外部
で連結されたレバー３２と、このレバー３２に連
結された作動杆３３ａを備えたダイヤフラム装置
３３と、上記排気ガス還流通路２４内における制
御弁２５の上流側の排気ガス背圧をダイヤフラム
装置３３に導入する背圧通路３４とからなる。こ
の場合、ダイヤフラム装置３３は、吸気通路１５
ａを通る吸入空気量が少ないとき、すなわち、エ
ンジンが低負荷状態にあるときの排気ガス背圧に
よつては作動せず、上記吸入空気量が多くなつて
エンジンが高負荷状態にあるときの排気ガス背圧
によつてはじめて作動し、その作動杆３３ａを押
下げて補助弁２１を開動させるように調節されて
いる。

したがつて、吸入空気量が多くなり、エンジン
が低負荷状態から高負荷状態に移行すると、排気
ガス量が増大し、その一部が、制御弁２５が開か
れた排気ガス還流通路２４を通つて吸気通路１５
ａへ還流され、そのときの背圧がダイヤフラム装
置３３を作動させて補助弁２１を開動させること
になる。しかしながら、上記背圧が、排気ガス還
流通路２４における制御弁２５の上流側から取出
されている関係上、補助弁２１の開度は、通常の
吸入空気量に見合う開度よりも所定量小開度とな
るように、閉方向に補正されていることになる。
すなわち、排気ガスが還流されているときの排気
ガスの背圧は、排気ガスが還流されていないと
き、つまり、制御弁２５が閉状態にあるときの排
気ガスの背圧よりも低下するから、その低下分だ
けの圧力差に見合うように補助弁２１の開度が通
常の吸入空気量に見合う開度よりも閉方向に補正
されることになる。その結果、補助弁２１の開度
の閉方向補正分だけ高負荷用吸気通路２０ｂが絞
られ、それに伴なつて低負荷用吸気通路２０ａを
通過する混合気の流速が速められてスワール発生
が促される。このような作用により、還流排気ガ
スを含む混合気の燃焼性が高められて、燃費性能
および出力性能が改善される。特に、補助弁２１
の開弁初期に吸気が一気に高負荷用吸気通路２０
ｂに流れ込み、この結果低負荷用吸気通路２０ａ
のスワール生成作用が低下して、EGRガスによ
る燃焼性の悪化が生じるという事態を、補助弁２
１を絞り込むことで上記スワール生成作用の低下
を抑え、よつて燃焼性の改善を図ることが可能と
なる。

以上は、排気ガス還流通路２４の背圧をダイヤ
フラム装置３３の作動圧力として利用することに
より、補助弁２１を、吸入空気量の少ないときに
閉じるとともに吸入空気量の多いときに開く一
方、排気ガス還流装置２２の作動時に補助弁２１
を閉方向に補正するようにしたものの例示である
が、上記作動圧力としてベンチユリ部１６に生じ
るベンチユリ負圧を利用することも可能である。

この場合の実施例が第２図に示される。すなわ
ち、第２図において、３６は補助弁作動制御装置
を示し、これは、第１図で説明したレバー３２お
よびダイヤフラム装置３３と、ベンチユリ負圧を
ダイヤフラム装置３３に導入するための負圧通路
３７とからなり、負圧通路３７を通してベンチユ
リ部１６からダイヤフラム装置３３に負圧が導入
された場合に、補助弁２１が開方向に付勢される
ように構成される。また、排気ガス還流装置２２
のダイヤフラム装置２６にポジシヨンセンサ３８
が付設される一方、上記負圧通路３７の中途部に
大気開放弁装置３９が設けられ、ポジシヨンセン
サ３８と大気開放弁装置３９とが制御回路４０に
よつて連継される。そして、スロツトル弁１８が
全閉で負圧取出孔２７ａに負圧が作用していない
かあるいはその開度が小さいときには、ポジシヨ
ンセンサ３８によつて制御弁２５の閉状態が検知
され、その信号が制御回路４０を介して大気開放
弁装置３９に入力されて、これが閉状態に保持さ
れる。したがつて、排気還流の行われていない時
には、ベンチユリ負圧がダイヤフラム装置３３に
導入されることから、補助弁２１は吸入空気量に
応じて開閉される。これに対し、スロツトル弁１
８が開かれて負圧取出孔２７ａに負圧が作用し、
かつエンジン温度が高いときバルブ２８およびダ
イヤフラム装置２６の作動を通じて排気ガスの還
流が開始されると、ポジシヨンセンサ３８がこれ
を検知し、その信号が制御回路４０を介して大気
開放弁装置３９に入力され、これが開かれる。そ
のため、ベンチユリ負圧が大気によつて希釈され
る。この時、補助弁２１が開かれているとその開
度は閉方向に補正される。また、低負荷から高負
荷への移行時には補助弁２１の開作動は、ベンチ
ユリ負圧の希釈分だけ遅れ、より高負荷状態で開
かれることになる。

したがつて、第１図で説明したところと同様
に、補助弁２１の開度の閉方向補正分だけ高負荷
用吸気通路２０ｂが絞られ、それに伴なつて低負
荷用吸気通路２０ａを通過する混合気の流速が速
められてスワール発生が促され、還流排気ガスを
含む混合気の燃焼性が高められて、燃費性能が改
善される。なお、第２図において、第１図におけ
るものと同一作用を奏する要素には同一符号を付
してその説明を省略した。

以上の説明から明らかなように、この考案によ
れば、エンジンの低負荷時であつて吸入空気量の
少ないときには、補助弁によつて高負荷用吸気通
路が閉じられるので、混合気は低負荷用吸気通路
のみを通過することによつて流速を速め、スワー
ルを発生してその燃焼性が高められた状態で燃焼
室へ吸入される。したがつて、希薄混合気であつ
ても良好な燃焼状態が得られる。一方、エンジン
が高負荷状態に移行され、吸入空気量が増大した
ときには、補助弁が開動して高負荷用吸気通路が
開放されるので、混合気は低負荷用吸気通路およ
び高負荷用吸気通路の双方を通して燃焼室へ吸入
される。この場合に、排気ガスの一部は排気ガス
還流装置によつて吸気通路へ還流されて、その混
合気の燃焼性を低下させるが、補助弁の開度は、
排気ガスの還流を加味しない通常の吸入空気量に
見合う開度よりも閉方向に補正されているので、
その補正量に見合う分だけ高負荷用吸気通路が絞
られ、それに伴なつて低負荷用吸気通路を流れる
混合気の流速が速められて、その燃焼性が高めら
れる。したがつて、運転性を良好に維持できる。
特に、補助弁の開弁過渡域における燃焼悪化を、
高負荷用吸気通路を流れる吸気の量を絞り込むこ
とによつて、改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断側面図、第
２図は同他の実施例を示す縦断側面図である。 ２……燃焼室、３……吸気ポート、１５ａ……
吸気通路、４……排気ポート、２３ａ……排気通
路、２０ａ……低負荷用吸気通路、２０ｂ……高
負荷用吸気通路、２１……補助弁、２２……排気
ガス還流装置、２４……排気ガス還流通路、２５
……制御弁、２６，３３……ダイヤフラム装置、
３０，３６……補助弁作動制御装置、３４……背
圧通路、３７……負圧通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 少なくともエンジンの燃焼室近傍において独立
   した低負荷用吸気通路および高負荷用吸気通路を
   設け、そのうち低負荷用吸気通路をスワール生成
   用通路とする一方、上記高負荷用吸気通路に吸入
   空気量の少ないときに閉じ、吸入空気量の多いと
   きに開く補助弁を介設し、エンジンの排気ガスの
   一部を吸気系に還流するために排気ガス還流装置
   を備えたエンジンにおいて、 上記補助弁が開かれる領域において、排気ガス
   還流装置の作動時の補助弁開度を、排気ガス還流
   装置の非作動時の補助弁開度に比べ所定量小開度
   とするように該補助弁を閉方向に補正する補助弁
   作動制御装置を備えたことを特徴とするエンジン
   の吸気装置。