JPS63223322A

JPS63223322A - 過給機付エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS63223322A
Application number: JP5621987A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Uchida; 浩康内田; Kazuhiko Ueda; 和彦上田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-16
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2587230B2

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）本発明は、エンジンの幾何学的圧縮比を８．５以上の高
圧縮比に設定した過給機（＝１エンジンの吸気装置に関
するものである。

（従来技術）ターボヂャージャー等の過給機を備えたエンジン（例え
ば実開昭５６−１７１６３０号公報参照）では、過給域
で圧縮圧が上昇してノッキングを生じ易くなるため、通
常、圧縮比を低目に設定していた。また、過給圧の上昇
によって排気ガス温度が上かりすぎると、特にターボヂ
ャージャーの場合には、ターボチャージャー自体が熱的
に劣化してしまうという問題があり、また、機械式過給
機の場合でも、排気通路に設けられた触媒や０２センサ
か劣化するという問題があるので、高回転高負荷時等、
とくに排気ガスが高温となり易い運転領域では燃料をリ
ッチにすることにより、燃料の気化潜熱を利用して排気
ガス温度を下げるようにされていた。ところが、このよ
うに圧縮比を低く設定すると、非過給域つまり低負荷時
に燃焼性が悪くなるし、また燃料をリッチにすると、当
然のことながら燃費が悪化する。

ところで、上記のような従来の技術に代わる対策として
、エンジンの幾何学的圧縮比は高く設定しておき、これ
に対し吸気ポートの閉時期を遅らせることで有効圧縮比
を下げるようにすることが考えられる。つまり、エンジ
ンの幾何学的圧縮比ずなわち、ピストンが下死点位置に
あるときと上死点位置にあるときのシリンダ室容積の比
を８゜５以上の高圧縮比にしても、吸気ポートの閉時期
を下死点後５０°　（クランク角）以上の遅閉じとすれ
ば、吹き返しによって実際の圧縮比（有効圧縮比）は下
がるのでノッキングの発生は抑えられる。また、幾何学
的圧縮比は大きいから燃焼ガスの膨張比が大きく、それ
によって排気ガスの温度が低下する。また、吸気遅閉じ
によってボンピングロスが減るので燃費が改善されるし
、遅閉じによる吹き返しはあっても、もともと高圧縮比
であるので低負荷時の燃焼はそれほど悪化しない。なお
、高負荷時に空燃比をリッチにするようなことはしない
ので、高負荷時の燃費が悪化することはない。これを旨
く利用しようということである。

ところが、このように幾何学的圧縮比を上げ、吸気ポー
トを遅閉じとすると、どうしても低・中回転の高負荷時
に、吹き返しにより逆に充填効率が下がって出力が落ち
てしまう。また、アイドル時に、吹き返しによって燃料
も一緒に戻ってしまって燃焼室内の燃料量が一定になら
ないため、アイドル安定性が悪くなるという問題もある
。

（発明の目的）本発明は」−記のような問題点に鑑みてなされたもので
あって、高圧縮比と吸気遅閉じの効果によって、ノッキ
ングの抑止、排気ガス温度の低下および燃費の改善を図
った過給機付エンジンの吸気装置において、低・中速高
負荷時の出力を向」二させ、またアイドル特等低負荷域
での安定性を確保することを目的とする。

（発明の構成）本発明に係る過給機付エンジンの吸気装置は、エンジン
の幾何学的圧縮比を８５以」二の高圧縮比に設定した過
給機付エンジンの吸気装置において、吸気ポートを２つ
設けてその一方を下死点よりクランク角で５０°以上遅
れて閉じる遅閉じとし、また、遅閉じ側の吸気通路に吸
気を遮断する遮断手段を設け、該遮断手段をエンジンの
運転状態に応じて制御するよう構成したものである。

（作用）遅閉じ側の吸気通路に設けられた遮断手段は、高回転高
負荷時等の、過給圧が高くて排気ガス温度が」−昇し易
い領域、低・中速高負荷時等の、吹き返しによる出力低
下が問題になる領域、アイドル時等の、吹き返しにより
燃焼が不安定になり易い領域、といった運転領域毎の、
それぞれの条件に基づき、エンジンの運転状態に応じて
制御される。それによって吹き返しがコントロールされ
る。

したがって、エンジンの運転状態に応じ、高圧縮比の特
性を利用したエンジン作動、あるいは高圧縮比と吸気遅
閉じの組合わせによるエンジン作動が適宜行われる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示すもの
である。

第１図から明らかなように、このエンジン１０１は、気
筒毎に２つの吸気ポート１０２ａ、１０２ｂと２つの排
気ポート１０３ａ、１０３ｂを備えている。各吸気ポー
トｌ０２ａ、１０２ｂおよび各排気ポートｌ０３ａ、ｌ
０３ｂは、第２図に示ス、にウニ吸気弁１０４　（１０
４ａ、　　Ｉ　０４　ｂ）オヨヒ排気弁＋０５（１０５
ａ、ｌ０５ｂ）１．：よって開閉される。これら吸気弁
１０４および排気弁１０５は、それぞれハイドロラッシ
ュアジャスタ１０６．１０７を介し、吸気用カム！０８
および排気用カム１０９により駆動される。

吸気マニホルド＋１０の各分岐管ＩＩＩ、１１２内は、
前記２つの吸気ポー）１０２ａ、＋０２ｂに合わせて、
隔壁！１３により途中から２つの分岐通路１１４，１１
５に分離されている。そしてその一方の分岐通路＋１５
には、吸気ポート１０２ｂに近接する位置に吸気遮断用
のシャッターバルブ１１６が設けられている。このシャ
ッターバルブ＋１６は、吸気マニホルド１１０の取付部
近傍を貫通するバルブシャフト＋１７に取す付けられて
おり、該バルブシャフト１１７の回転によって開閉作動
する。バルブシャフト１１７貫通位置直」二の吸気通路
壁には、隔壁１１３の真上から各分岐通路１１４，１１
５の中心部に向かう方向に一対の連通凹部１１８，１１
８が形成されており、該一対の連通凹部１１８，１１８
は、一対の噴口１１９．１１９を介して、隔壁１１３直
上に形成された１個のインジェクタ取付穴１２０に接続
されている。したがって、該インジェクタ取付穴１２０
に取付けられたインジェクタ＋２１から噴射される燃料
は、２方向に分かれてそれぞれの分岐通路１１４，１１
５に噴出する。このとき、噴口１１９．１１９直下流の
凹部壁面に形成されたアノストエア導入路＋２２から燃
料噴霧に向けてアシストエアが噴出されるようにされて
いる。

シャッターバルブ＋１６は、エンジンの回転数。

負荷、および吸入空気量に基づいて制御する。

高回転高負荷時等の吸入空気量の多い領域では、ンヤッ
ターバルブ＋１６を開いて遅閉じ側ポート＋０２ｂから
の吹き返し量を多くすることで有効圧縮比の調整を行い
、高速性能と燃費の改善とともに、排気ガス温度の低下
を図っている。

低・中速高負荷時には、シャッターバルブ１１６を閉し
て吹き返しを制限することにより充填効率の低下を防い
でいる。

また、アイドル時、低回転低負荷時等の吸入空気量の少
ない領域では、シャッターバルブ＋１６を閉じて吹き返
し世を制限することにより、有効圧縮比を高めて燃焼の
安定性を確保するとともに、レスポンスの向」二を図っ
ている。

なお、この実施例では、前記のようにアシストエアを噴
出さぜるためのアシストエア導入路１２２が設けられて
いるが、このアシストエア導入路１２２には、遅閉しに
よる吹き返しエアが連通路を介して他の気筒から導かれ
る。これにより燃料の霧化改善を図っている。

つぎに、本発明の第２の実施例を第３図および第４図に
よって説明する。

この実施例は、遅閉じ側の吸気ポート２０２ｂの通路面
積をもう一方の吸気ポート２０２ａの通路面積に対して
小さくした点に特徴がある。また、第３図から明らかな
ように、このエンジン２０１＝７＝の場合、吸気ポートは１つである。そして、各吸気ポー
ト２０２ａ、２０２ｂおよび各排気ポート２０３は、第
４図に示すように吸気弁２０４　（２０４ａ、２０４ｂ
）および排気弁２０５によって開閉される。これら吸気
弁２０４および排気弁は、それぞれのロッカーアーム２
２２，２２３を介し、１本のカム軸２２４に形成された
吸気用カム２０８および排気用カム２０９により駆動さ
れる。また、この実施例の場合、各吸気ポー）−２０２
ａ　。

２０２ｂに連通ずる２つの分岐通路２１４，２１５は、
吸気マニホルド２１０の集合部２２７に独立して接続さ
れている。インジェクタ２２１ａ。

２２１ｂは、各吸気ポート２０２ａ、２０２ｂに対して
１つずつ設けられている。エアクリーナ２２５から入っ
た燃焼用空気は、スロットル弁２２６を介して吸気マニ
ホルド２１０の集合部２２７に入り、各分岐通路２１４
，２１５に流れる。ンヤッターバルブ２１６は前記第１
の実施例のものと同様の態様で制御される。

この実施例では、上記のように遅閉じ側の吸気ポート２
０２ｂの通路面積を小さくしているので、シャッターバ
ルブ２１６を閉じた場合に、通路面積の広い方の吸気ポ
ー）２０２ａから十分に吸気を吸い込むことができる。

また、遅閉じ側のデッドボリュームが小さくなるので、
ツヤツタ−バルブ２１６による制御レスポンスが向」ニ
してエンジン制御性が向上するといった効果もある。

なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、そ
の他いろいろな態様で実施できるものである。

（発明の効果）本発明は以上のように構成されているので、ノッキング
の抑止、排気ガス温度の低下および燃費の改善が図れる
とともに、と（に低回転高負荷時の出力向上とアイドル
特等低負荷域での安定性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の水平方向断面図、第２
図は同実施例の垂直方向断面図、第３図は本発明の第２
の実施例の水平方向断面図、第４図は同実施例の垂直方
向断面図である。１０１，２０１＋エンジン、］０２ａ、１０２ｂ、２０
２ａ、２０２ｂ：吸気ポート、１１４　。１１５．２１４，２１５＋分岐通路、１１６，２１６　
シャッターバルブ（遮断手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの幾何学的圧縮比を８．５以上の高圧縮
比に設定した過給機付エンジンの吸気装置において、吸
気ポートを２つ設けてその一方を下死点よりクランク角
で５０°以上遅れて閉じる遅閉じとし、また、遅閉じ側
の吸気通路に吸気を遮断する遮断手段を設け、該遮断手
段をエンジンの運転状態に応じて制御するようにしたこ
とを特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。