JP2004003424A - Intake device for engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake device for an engine provided with an intake cushion valve capable of increasing an output of the engine and capable of controlling accurately an increasing rate of an engine speed. <P>SOLUTION: A valve element 32 of the intake cushion valve 31 is provided in a downstream of a throttle valve 46. The valve element 32 is formed to constitute one portion of a wall 28a of an intake passage 28. One end part of the valve element 32 is formed to be advanced and retracted to/from the intake passage 28 by turning thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁の開度面積が最適な面積より過度に大きい場合に吸気制御弁によって通路面積を最適になるように制御するエンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の吸気制御弁としては、例えば特開２００１−２６３１８６号公報に開示されているように、スロットル弁と同等の構造のバタフライ弁型のものがある。この吸気制御弁は、弁軸がスロットル弁の弁軸と平行になる状態でスロットル弁の上流側に設けられており、サーボモータ等のアクチュエータによって駆動する。
【０００３】
上述した従来の吸気制御弁は、例えばスロットル弁が急速に開かれたときなどに吸気通路の通路断面積が急速に拡大することがないように、スロットル弁より遅れて開くように構成されている。すなわち、この吸気制御弁は、スロットル弁開度とエンジン回転数とに基づいて決まる最適な通路断面積（そのときにエンジン出力が最大になるような通路断面積）が得られるように制御されている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２６３１８６（図２および図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように構成された吸気制御弁を備えた従来の吸気装置は、吸気抵抗が大きいためにエンジンの出力を向上させることができないという問題があった。吸気抵抗が大きくなるのは、吸気制御弁がバタフライ弁によって構成されており、スロットル弁が全開になる状態でも吸気制御弁の弁体と弁軸とが吸気通路中に存在しているからである。
【０００６】
また、従来の吸気装置は、制御の応答性が低く、望み通りのエンジン出力が得られないという問題もあった。これは、スロットル弁の上流側に吸気制御弁が設けられており、これにより吸入吸気量を制御しようとしても吸気制御弁の下流側に存在している大量の空気がエンジンに吸込まれるからであると考えられる。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、エンジンの出力を増大させることができるとともに、エンジン回転数の上昇率を正確に制御できる吸気制御弁を備えたエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るエンジンの吸気装置は、吸気制御弁の弁体をスロットル弁の下流側に設け、この弁体は、吸気通路の壁の一部を構成するように形成されるとともに、回動することによって一端部が吸気通路に対して出没するように形成されているものである。
【０００９】
本発明によれば、吸気制御弁の弁体が吸気通路の壁の一部を構成しているから、吸気制御弁には吸気通路中を横切るような部材がなく、吸気抵抗を低減することができる。
また、吸気制御弁がスロットル弁の下流側に設けられていることにより、スロットル弁が急速に開いた後に吸気をエンジンに吸入される途中で吸気制御弁によって絞ることができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、弁体は、吸気通路内に露出する表面が全開状態で吸気通路の隣接する壁面と略同一面上に位置するように形成されているものである。
この発明によれば、全開状態で吸気通路内に突出することがないように弁体を形成することができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１または請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体とスロットル弁との間にインジェクタの燃料噴射口を開口させたものである。
この発明によれば、燃料噴射口の下流側に吸気制御弁が位置付けられ、吸気制御弁によってベンチュリが構成されるから、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料の流速がベンチュリによって高められる。このため、ミスト状の燃料の粒が吸気通路壁面に付着するのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項４に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項３に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、シリンダヘッドに１気筒当たり複数の吸気ポートを形成し、このシリンダヘッドとスロットルボディとの間の吸気マニホールドに吸気制御弁を設けたものである。
【００１３】
この発明によれば、吸気通路をスロットルボディとシリンダヘッドとの間で吸気ポート毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールドに吸気制御弁が設けられているから、専ら吸気制御弁を設けるために用いる通路部材が不要になる。
【００１４】
請求項５に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項４に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部を上流側に位置付けて吸気制御弁の下流側が吸気通路に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁の開き側とを同一側部に位置付けたものである。
ここでいうスロットル弁の開き側とは、スロットル弁における吸気通路内壁面との間に吸気が最も多く流れるような隙間が形成される部位のことである。
【００１５】
スロットル部の開き側を通過する吸気は、スロットル弁の下流側で吸気通路内の一側部に偏って流れる。この発明によれば、前記一側部に偏って流れる吸気が吸気制御弁の近傍を通るようになるから、吸気制御弁による吸気の制御を効率よく行うことができる。
【００１６】
請求項６に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項５に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部とインジェクタ取付部とを同一側部に位置付けたものである。
この発明によれば、吸気制御弁が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁に当たり難くなる。
【００１７】
請求項７に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項６に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体は、シリンダヘッドに取付けられた吸気通路形成用の部材に回動自在に支持され、全開状態で回動端部がシリンダヘッドの吸気ポート内に臨むように形成されているものである。
この発明によれば、吸気通路形成用部材の全長を短く形成しながら、吸気制御弁の弁体を相対的に大きく形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る吸気装置を装備した自動二輪車用エンジンの側面図、図２は吸気制御弁とスロットル弁を断面で示す吸気通路の断面図、図３は吸気制御弁を拡大して示す断面図で、同図（ａ）は横断面図、同図（ｂ）は縦断面図、同図（ｃ）は（ｂ）図におけるＣ−Ｃ線断面図である。図４は吸気制御弁の動作を説明するための図で、同図（ａ）は弁体の角度が１０°の状態を示し、同図（ｂ）は弁体の角度が２０°の状態を示し、同図（ｃ）は弁体の角度が３０°の状態を示し、同図（ｄ）は弁体の角度が４０°の状態を示し、同図（ｅ）は弁体の角度が４５°の状態を示す。図５は吸気ポートの開口形状を示す図、図６はスライド式スロットル弁を用いる例を示す断面図である。
【００１９】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動二輪車用のＤＯＨＣ型４気筒エンジンである。図１において、２はシリンダボディを示し、３はクランクケース、４はシリンダヘッド、５はヘッドカバー、６は吸気カム軸、７は排気カム軸、８は吸気弁、９は排気弁、１０は吸気ポート、１１は排気ポートを示す。このエンジン１の内部の構造は、従来のものと同等であるから、ここにおいて詳細な説明は省略する。
【００２０】
このエンジン１は、図示してはいないが、自動二輪車用車体フレームのダウンチューブにシリンダボディ２の前端部が支持されるとともに、リヤアームブラケット１２にシリンダボディ２とクランクケース３の後端部が支持されており、シリンダの軸線が前傾するとともにクランク軸１３の軸線方向が車幅方向を指向する状態で車体に搭載されている。
【００２１】
シリンダヘッド４は、１気筒当たり３本の吸気弁８と、２本の排気弁９とが設けられている。前記３本の吸気弁８によって開閉される三つの吸気ポート１０は、シリンダヘッド４の後面に後ろ斜め上方を指向するように開口され、本発明に係る吸気装置２１が接続されている。また、前記排気弁９によって開閉される排気ポート１１は、シリンダヘッド４の前面に開口され、排気管２２が接続されている。
【００２２】
吸気装置２１は、シリンダヘッド４に取付けられた吸気マニホールド２３と、この吸気マニホールド２３の上流側端部に取付けられたスロットル弁装置２４と、このスロットル弁装置２４を囲むように形成された吸気箱２５と、前記スロットル弁装置２４に設けられた第１および第２のインジェクタ２６，２７などによって構成されている。この吸気装置２１は、吸気マニホールド２３とスロットル弁装置２４とが気筒毎に設けられ、各気筒の三つの吸気ポート１０に各気筒用の一つのスロットル弁装置２４から吸気を供給するように構成されている。
すなわち、この実施の形態による吸気装置２１は、図２に示す吸気マニホールド２３とスロットル弁装置２４とが車幅方向に４組並設され、４個のスロットル弁装置２４が一つの吸気箱２５に収容されている。
【００２３】
前記吸気マニホールド２３は、図１〜図３に示すように、内部に吸気通路２８が形成され、この吸気通路２８を挾んで前記ヘッドカバー５とは反対側（図１，２においては右側であって車体後側）の一側部（以下、この一側部を後部という）に吸気制御弁３１が設けられている。
吸気マニホールド２３内の吸気通路２８は、図３（ｃ）に示すように、上流側端部の円形状の開口２３ａと下流側端部の長円状の開口２３ｂとを接続するように形成されており、上流側から下流側に向かうにしたがって断面形状が徐々に変化するように形成されている。
【００２４】
前記下流側端部の開口２３ｂは、シリンダヘッド４に１気筒当たり三つ形成された吸気ポート１０と対応するように、車幅方向に長くなるように形成されている。シリンダヘッド４における吸気ポート１０の開口部分（吸気マニホールド２３を取付ける部分）を図５に示す。吸気ポート１０の開口部分は、三つの吸気ポート１０を車幅方向へ一列に並べるようにして形成され、長円状に開口している。
【００２５】
吸気通路を一つのスロットル弁装置２４から三つの吸気ポート１０に延びるように三股状に形成するためには、この実施の形態で示すように、途中に吸気マニホールド２３を設けて通路断面の形状が緩やかに変わるようにすることが吸気抵抗を低減するうえで重要である。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールド２３に、本発明に係る吸気制御弁３１が設けられている。
【００２６】
吸気制御弁３１は、図２および図３に示すように、吸気マニホールド２３内の吸気通路２８の後部の壁２８ａの一部を構成するように板状に形成された弁体３２と、この弁体３２における吸気通路２８の上流側に位置する一端部に一体に形成されて車幅方向に延びる筒状の支軸３３と、この支軸３３を貫通して固定された駆動軸３４を有するアクチュエータ３５などによって構成されている。
前記弁体３２は、これに一体に形成された前記支軸３３が吸気マニホールド２３の軸孔３６に嵌合されることによって、吸気マニホールド２３に回動自在に支持されている。前記駆動軸３４は、前記吸気通路２８の断面形状の長円の長径方向と平行に設けられている。この構成を採ることにより、吸気制御弁３１の全閉時の突出量を少なく抑えることができ、回動角度が小さくなって応答性を向上させることができる。
【００２７】
前記弁体３２が閉じるときの回動方向は、図２中に矢印Ａで示すように、同図において時計方向で、後述するスロットル弁の開弁時の回動方向と同一方向である。この弁体３２は、全開状態では吸気マニホールド２３の前記壁２８ａに形成された凹陥部３７内に収容され、全閉状態では、図２，３に示すように、支軸３３を中心に前記Ａ方向に回動して吸気通路２８内に突出する。なお、図３（ｃ）は、図３（ｂ）における弁体３２が全閉状態にあるときのＣ−Ｃ線断面図である。すなわち、この弁体３２は、吸気通路２８の上流側に位置する一端部を中心にして回動し、他端部（下流側端部）が吸気通路２８に対して出没するように構成されている。
【００２８】
弁体３２を全開位置から全閉位置まで回動させることにより、吸気通路２８の開口面積は図４（ａ）〜（ｅ）に示すように徐々に小さくなる。図４（ａ）は、図３（ｂ）において弁体３２が全開位置から時計回りに１０°だけ閉側へ回動した状態で描いてある。図４（ｂ）に示す弁体３２の回動角度は２０°、同図（ｃ）に示す回動角度は３０°、同図（ｄ）に示す回動角度は４０°、同図（ｅ）に示す回動角度は４５°である。図４（ｅ）は弁体３２が全閉になる状態を示している。
【００２９】
また、弁体３２は、図３（ｂ）に示すように、前記凹陥部３７内に収納された全開状態において、吸気通路２８内に露出する表面３２ａが吸気通路２８の隣接する壁面３８と略同一面上に位置するように形成されている。すなわち、弁体３２が全開状態にあるときには、前記壁面３８と、吸気マニホールド２３の下流側端部の両側面３９（断面円弧状の凹曲面）とがそれぞれ弁体３２の前記表面３２ａに滑らかに接続する。
【００３０】
前記支軸３３は、図３（ｃ）に示すように、吸気通路２８の横幅と略等しい長さをもって形成され、軸線方向の中央部に前記弁体３２が設けられている。
前記駆動軸３４は、前記支軸３３の軸心部を貫通させた状態で支軸３３に固着されている。この実施の形態による駆動軸３４は、車幅方向に並ぶ４個の吸気マニホールド２３にそれぞれ設けられ、図示していないユニバーサルジョイントによって互いに連動するように連結されている。また、この４本の駆動軸３４を接続してなる軸組立体は、車体左側の端部にアクチュエータ３５が接続されるとともに、車体右側の端部に前記弁体３２の回動角度を検出するための回動角センサ４０（図２参照）が接続されている。この回動角センサ４０は、コントローラ４１（図１参照）に弁体３２の回動角度を示すデータを送出する構成のものである。また、駆動軸３４は、これを開方向へ付勢するためのねじりコイルばね（図示せず）が装着されている。
【００３１】
前記アクチュエータ３５は、図１に示すように、前記駆動軸３４にプーリ４２と２本のワイヤ４３，４３とを介してサーボモータ４４を接続した構成のものである。前記サーボモータ４４は、前記コントローラ４１に接続されており、このコントローラ４１から送られた制御信号によって作動し、前記ねじりコイルばねの弾発力に抗して駆動軸３４を弁体３２とともに回動させる。
【００３２】
前記スロットル弁装置２４は、図２に示すように、スロットルボディ４５にバタフライ弁からなるスロットル弁４６を設けた構造のもので、スロットルボディ４５の車体後側に位置する後壁４７に第１のインジェクタ２６が取付けられている。前記スロットルボディ４５は、上流側端部にエアファンネル４５ａが図示していない固定用ボルトによって取付けられている。また、このスロットルボディ４５内の吸気通路４８は、通路断面の形状が円形状に形成されている。なお、スロットル弁４６としては、上記したバタフライ弁型のものの他に、図６に示すように、弁体４６ａがスロットルボディ４５に対してスライドする構成のものを用いることができる。図６においては、図２で示したものと同等の部材については、同一の符号を付してある。
【００３３】
前記スロットル弁４６の弁軸４６ａは、その軸線が車幅方向を指向する状態でスロットルボディ４５を貫通してこれに回動自在に支持されており、軸端部に弁体４６ｂの角度（スロットル弁開度）を検出するためのスロットル開度センサ４９が接続されている。この実施の形態では、気筒毎のスロットルボディ４５に弁軸４６ａがそれぞれ設けられ、これら４本の弁軸４６ａどうしが互いに連動するように連結されている。この４本の弁軸４６ａは、途中にスロットルワイヤ（図示せず）が接続されている。前記スロットル開度センサ４９は、前記コントローラ４１にスロットル弁開度のデータを送出する構成のもので、車体右側の端部に位置する弁軸４６ａの軸端部に接続されている。
【００３４】
スロットル弁４６の弁体４６ｂは、開弁時に図２中に矢印Ｂで示す方向（同図においては時計方向）に回動するように前記弁軸４６ａに固定されている。図２は、スロットル弁４６をアイドリング位置から低速運転位置まで開いた状態で描いてある。このように弁体３２の開く方向を設定することによって、吸気は、スロットル弁装置２４を通過するときに、弁体４６ｂに沿ってスロットルボディ４５の前記後壁４７に近付くように流れる。このときに吸気の流れる方向を図２中に白抜き矢印によって示す。そして、吸気は、スロットル弁４６と前記後壁４７との間の隙間を通って下流側に流れる。この下流側には、前記吸気制御弁３１が位置付けられている。本発明に係るスロットル弁４６の開き側とは、前記弁体４６ｂにおける前記後壁４７との間に前記隙間が形成される部位のことである。図６に示すスライド式スロットル弁４６の開き側とは、弁体４６ａの先端部のことである。
【００３５】
スロットル弁装置２４に設けられた第１および第２のインジェクタ２６，２７は、従来からよく知られているものと同等のものが用いられている。第１のインジェクタ２６は、図２に示すように、吸気通路４８の中心線Ｃに対して角度αだけ車体後側に傾斜するとともに、前記吸気制御弁３１の弁体３２とスロットル弁４６との間に先端部の燃料噴射口２６ａが開口するようにスロットルボディ４５に取付けられている。第２のインジェクタ２７は、前記第１のインジェクタ２６に支持用ステー５１（図１参照）を介して支持され、前記エアファンネル４５ａの上方に配置されている。
【００３６】
この第２のインジェクタ２７は、軸線がスロットルボディ４５内の吸気通路４８の中心線Ｃと略平行になるように設定されている。前記第１のインジェクタ２６は、エンジン運転域の全域にわたって燃料を供給するが、第２のインジェクタ２７は、高回転・高負荷運転時のみに燃料を補助的に供給する。なお、スロットル弁４６が全開状態であるときには、第２のインジェクタ２７のみから燃料が供給される。
スロットル弁装置２４を収容する吸気箱２５は、前端部にダクト５２が設けられており、このダクト５２を介して走行風が内部に導入され、この走行風の圧力がスロットルボディ４５内の吸気通路４８に加えられるように形成されている。
【００３７】
前記サーボモータ４４と二つのセンサ４０，４９とが接続されたコントローラ４１は、図示していない制御弁開度マップに基づいて吸気制御弁３１を制御する回路が採られている。前記マップは、スロットル弁４６の開度と、エンジン回転数の二つのパラメータとに基づく制御弁開度が示されてあり、そのときどきでのエンジンの出力が最大になる制御弁開度が得られるように構成されている。なお、制御弁開度を決めるパラメータとしては、車速や吸気通路の負圧、吸気箱２５に導入される動圧なども追加することができる。
【００３８】
この実施の形態によれば、例えば、低回転・低負荷運転状態で急速にスロットル弁４６が全開状態まで開いた場合、言い換えれば、スロットル弁４６の開度変化に車速の変化が敏感に追従するような場合には、全閉状態から図４の何れかの最適な状態まで弁体３２が回動する。
前記弁体３２が回動するときの角度は、上述した各因子に対応して図４（ａ）〜（ｅ）の何れかの状態になるように設定される。弁体３２が回動するときには、コントローラ４１は、回動角センサ４０が検出した弁体３２の角度と、前記因子に基づいて求めた目標角度とが一致するようにサーボモータ４４を制御する。
【００３９】
上述したように吸気制御弁３１が動作することにより、スロットル弁４６の下流側で吸気が制御され、そのときどきの状態おいてエンジン出力が最大になるように吸入空気量が制御される。このため、スロットル弁４６を急速に開いたときに適切な回転上昇率でエンジン回転数が上昇するようになり、スロットルワークが容易になる。このように閉側へ一旦回動した弁体３２は、サーボモータ４４によって全開状態に至るように徐々に戻される。
【００４０】
上述したように構成された吸気装置２１は、吸気制御弁３１の弁体３２が吸気通路２８の壁２８ａの一部を構成するように形成されており、吸気通路２８中を横切るような部材が吸気制御弁３１には設けられていないから、吸気制御弁３１がバタフライ弁によって構成された従来のものに較べて吸気抵抗を低減することができる。このため、この吸気装置２１を装備することによって、エンジン１の出力を向上させることができた。
【００４１】
また、吸気制御弁３１がスロットル弁４６の下流側に設けられているから、スロットル弁４６が急速に開いた後に吸気をエンジン１に吸入される途中で吸気制御弁３１によって絞ることができる。このため、スロットル弁４６が急速に開いたときに、スロットル弁４６の下流側に存在する大量の空気がエンジン１に吸入されるのを吸気制御弁３１によって確実に防ぐことができる。
【００４２】
吸気制御弁３１の弁体３２は、吸気通路２８内に露出する表面３２ａが全開状態で吸気通路２８の隣接する壁面３８，３９と略同一面上に位置するように形成されているから、全開状態で弁体３２が吸気通路２８内に突出することがない。このため、スロットル弁４６の開度が全開に近い状態（吸気制御弁３１が全開になる状態）では、吸気制御弁３１によって吸気抵抗が増加することはなく、吸気抵抗をより一層低減することができ、最高出力が増加する。
【００４３】
この実施の形態による吸気装置２１は、吸気制御弁３１の弁体３２とスロットル弁４６との間に第１のインジェクタ２６の燃料噴射口２６ａが位置付けられているから、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料を吸気制御弁３１によって制御することができるようになる。すなわち、吸気制御弁３１によってベンチュリが構成され、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料の流速がベンチュリによって高められるから、ミスト状の燃料の粒が吸気通路壁面に付着するのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、この実施の形態においては、シリンダヘッド４に１気筒当たり三つの吸気ポートが形成され、このシリンダヘッド４とスロットルボディ４５との間の吸気マニホールド２３に吸気制御弁３１が設けられているから、スロットルボディ４５とシリンダヘッド４との間で吸気通路を吸気ポート１０毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド２３内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路２８を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールド２３に吸気制御弁３１が設けられているから、専ら吸気制御弁３１を設けるために用いる通路部材が不要になる。
【００４５】
加えて、この実施の形態による吸気装置２１は、吸気制御弁３１の回動枢支部（支軸３３）を上流側に位置付けて吸気制御弁３１の下流側が吸気通路２８に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁４６の開き側とが同一側部に位置付けられているから、スロットル弁４６の弁体４６ｂによって流れる方向が変えられて吸気通路４８内の一側部に偏って流れる吸気が吸気制御弁３１の近傍を通るようになる。このため、吸気制御弁３１による吸気の制御を効率よく行うことができる。
【００４６】
さらに、この実施の形態によれば、吸気制御弁３１の回動枢支部（支軸３３）とインジェクタ取付部とが同一側部に位置付けられているから、吸気制御弁３１が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁３１に当たり難いから、吸気制御弁３１によって燃料が遮られることが少なくなり、出力向上を図ることができる。
【００４７】
さらにまた、吸気制御弁３１の動作としては、吸気制御弁３１をスロットル弁４６の開閉動作に連動するように常に駆動し、スロットル弁４６が急速に開いたときには吸気制御弁３１の開動作を遅らせるように構成することもできる。特に、スロットル弁４６の開く速度が速いときのみに吸気制御弁３１が閉じて吸気を絞る形態を採ることにより、吸気制御弁３１が必要でないときに吸気制御弁３１によって吸気抵抗が増えることがないから、前記他の形態を採る場合に較べてエンジン１の出力を向上させることができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、第１のインジェクタ２６がスロットルボディ４５の後壁４７に取付けられ、この第１のインジェクタ２６の軸線が吸気通路４８の中心線Ｃに対して角度αだけ傾斜しているから、吸気制御弁３１の弁体３２の回動角度が小さい（全開状態に近い）場合には、燃料が前記弁体３２に当たり難くなる。このため、スロットル弁４６の開く速度が相対的に遅い場合、すなわち車速が安定しているような場合には、燃料が途中で吸気制御弁３１によって遮られることなく円滑にエンジン１に供給されるから、空燃比を正確に制御できるようになり、燃費向上を図ることができる。
【００４９】
さらに、上述した実施の形態による吸気制御弁３１は、サーボモータ４４で駆動されるものであるから、開閉する時期、開度などを自由に設定することができる。このため、最適なエンジン特性が得られるように設定を変更することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
請求項７に記載した発明に係るエンジンの吸気装置を図７ないし図１２によって詳細に説明する。
図７は吸気制御弁の他の実施の形態を示す断面図、図８は吸気マニホールドの一部を破断して示す平面図、図９は吸気マニホールドの側面図、図１０は全気筒の吸気マニホールドを連結した状態を示す平面図、図１１は吸気制御弁と吸気通路の概略構成を示す斜視図で、吸気制御弁および吸気通路の一部を破断した状態で描いてある。図１２は吸気ポートの概略形状を示す斜視図である。これらの図において、前記図１〜図６によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００５１】
図７に示す吸気制御弁は、上述した第１の実施の形態で示したものに較べて全閉時の吸気通路２８の開口面積を小さくすることができるように、弁体３２の長さ（回動軸線とは直交する方向の長さ）が長く形成されている。詳述すると、この弁体３２は、図７に示す全開状態において、回動端部が吸気マニホールド２３のシリンダヘッド側端部から吸気ポート１０内へ突出する長さに形成されている。前記シリンダヘッド４における前記弁体３２が臨む部位には、弁体３２を収容するための凹陥部５１が形成されている。
【００５２】
この凹陥部５１は、吸気マニホールド２３の弁体収容用凹陥部３７との間に段差なく接続するように形成されるとともに、ここに収容された弁体３２の表面３２ａ（吸気通路２８に露出する面）が吸気ポート１０の通路壁面１０ａと略同一面上に位置するように形成されている。すなわち、弁体３２が図７に示すように全開状態にあるときには、前記通路壁面１０ａおよび吸気マニホールド２３の内壁面と、弁体３２の前記表面３２ａとが滑らかに接続する。
【００５３】
このように弁体３２が相対的に大きく形成された吸気制御弁３１を装備したエンジンは、第１の実施の形態で示した吸気制御弁を用いる場合に較べて、スロットル弁４６が急速に開いたとき（吸気制御弁３１が全閉になるとき）の吸気通路の開口面積が小さくなるから、エンジン回転数の上昇率をより一層正確に制御することができるようになる。
【００５４】
また、この実施の形態による吸気制御弁３１は、弁体３２を大きく形成するに当たって、弁体３２の回動端部が吸気マニホールド２３からシリンダヘッド４側へ突出する構成が採られているから、吸気マニホールド２３の全長を長く形成することなく大型の弁体３２を装備することができる。このため、大型の弁体３２の全体を吸気マニホールド２３内に収容する構成（第１の実施の形態の構成）に較べて、吸気マニホールド２３を小型に形成することができ、燃焼室からスロットル弁４６までの距離、いわゆる吸気管長を短く形成することができる。
【００５５】
この実施の形態による吸気制御弁３１は、図８〜図１０に示すように、気筒毎の４個が互いにジョイント５２を介して連動するように連結されている。また、各吸気制御弁３１には、弁体３２を開方向へ付勢するリターンスプリング５３が設けられている。このリターンスプリング５３は、ねじりコイルばねからなり、図８に示すように、吸気制御弁３１の駆動軸３４に固着された復帰用レバー５４のボス５４ａに嵌合保持され、この復帰用レバー５４と吸気マニホールド２３との間に、弁体３２を開方向へ付勢する状態で弾装されている。
【００５６】
このようにリターンスプリング５３を吸気制御弁３１毎に設けることにより、駆動用ワイヤ４３（図１，１０参照）が切断したときや、前記ジョイント５４に緩みが生じたりこれが破損したときに、リターンスプリング５３の弾発力によって弁体３２が全開位置に復帰するから、このような場合に弁体３２によって吸気抵抗が不必要に増大することを阻止することができる。
【００５７】
上述した第２の実施の形態では、吸気制御弁３１を吸気マニホールド２３に設ける例を示したが、吸気マニホールド２３の代わりにスロットル弁装置２４がシリンダヘッド４に直接取付けられるような場合には、このスロットル弁装置２４に吸気制御弁３１が設けられる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吸気制御弁に吸気通路中を横切るような部材が吸気制御弁にはなく、吸気抵抗を低減することができるから、エンジンの出力を増大させることができる。
また、吸気制御弁がスロットル弁の下流側に設けられていることにより、スロットル弁が急速に開いた後に吸気をエンジンに吸入される途中で吸気制御弁によって絞ることができる。このため、スロットル弁が急速に開いたときに、スロットル弁の下流側に存在する大量の空気がエンジンに吸入されるのを確実に防ぐことができ、エンジン回転数の上昇率を正確に制御することができる。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、全開状態で吸気通路内に突出することがないように弁体を形成することができるから、吸気抵抗をより一層低減することができる。
請求項３記載の発明によれば、スロットル弁が急速に開いたときに、吸気に乗るようにしてエンジンに供給される燃料が増加するのを防ぐことができ、前記燃料を吸気制御弁によって正確に制御できるようになるから、エンジン回転数の上昇率をより一層正確に制御することができる。
【００６０】
請求項４記載の発明によれば、吸気通路をスロットルボディとシリンダヘッドとの間で吸気ポート毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールドに吸気制御弁が設けられているから、専ら吸気制御弁を設けるために用いる通路部材が不要になる。
したがって、吸気抵抗がより一層低減するとともに、専ら吸気制御弁を設けるための通路部材が不要になって吸気装置のコストダウンと小型化とを図ることができる。
【００６１】
請求項５記載の発明によれば、スロットル弁を通過した吸気が吸気制御弁の近傍に多く流れるようになるから、吸気制御弁による吸気の制御を効率よく行うことができ、より一層スロットルワークが容易になる。
【００６２】
請求項６記載の発明によれば、吸気制御弁が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁に当たり難くなるから、吸気制御弁によって燃料が遮られることが少なくなり、出力向上を図ることができる。
【００６３】
請求項７記載の発明によれば、吸気通路形成用部材の全長を短く形成しながら、吸気制御弁の弁体を相対的に大きく形成することができ、吸気制御弁の全閉時の吸気通路の開口面積をより一層小さくすることができる。このため、吸気管長を短く形成して応答性を向上させることができるとともに、エンジン回転数の上昇率を吸気制御弁によってより一層正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸気装置を装備した自動二輪車用エンジンの側面図である。
【図２】吸気制御弁とスロットル弁を断面で示す吸気通路の断面図である。
【図３】吸気制御弁を拡大して示す断面図である。
【図４】吸気制御弁の動作を説明するための図である。
【図５】吸気ポートの開口形状を示す図である。
【図６】スライド式のスロットル弁を用いる例を示す断面図である。
【図７】吸気制御弁の他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】吸気マニホールドの一部を破断して示す平面図である。
【図９】吸気マニホールドの側面図である。
【図１０】全気筒の吸気マニホールドを連結した状態を示す平面図である。
【図１１】吸気制御弁と吸気通路の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】吸気ポートの概略形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…エンジン、４…シリンダヘッド、１０…吸気ポート、２１…吸気装置、２３…吸気マニホールド、２６…第１のインジェクタ、２６ａ…燃料噴射口、２８，４８…吸気通路、３１…吸気制御弁、３２…弁体、３２ａ…表面、３８，３９…壁面、４５…スロットルボディ、４６…スロットル弁、４６ａ…弁軸、５１…凹陥部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an engine that controls a passage area to be optimized by an intake control valve when an opening area of a throttle valve is excessively larger than an optimum area.
[0002]
[Prior art]
As a conventional intake control valve of this type, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-263186, there is a butterfly valve type having a structure equivalent to a throttle valve. The intake control valve is provided upstream of the throttle valve with the valve axis parallel to the valve axis of the throttle valve, and is driven by an actuator such as a servomotor.
[0003]
The above-described conventional intake control valve is configured to open later than the throttle valve so that the passage cross-sectional area of the intake passage does not increase rapidly, for example, when the throttle valve is rapidly opened. . That is, the intake control valve is controlled such that an optimum passage cross-sectional area determined based on the throttle valve opening and the engine speed (a passage cross-sectional area that maximizes the engine output at that time) is obtained. I have.
The applicant has not found any prior art documents related to the present invention other than the prior art documents specified by the prior art document information described in the present specification by the time of filing.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-263186 (FIGS. 2 and 4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional intake device including the intake control valve configured as described above has a problem that the output of the engine cannot be improved due to a large intake resistance. The reason why the intake resistance is increased is that the intake control valve is constituted by a butterfly valve, and the valve body and the valve shaft of the intake control valve are present in the intake passage even when the throttle valve is fully opened. .
[0006]
In addition, the conventional intake device has a problem that control responsiveness is low and an engine output as desired cannot be obtained. This is because an intake control valve is provided on the upstream side of the throttle valve, and even if an attempt is made to control the intake intake air amount, a large amount of air existing downstream of the intake control valve is sucked into the engine. It is believed that there is.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to increase the output of an engine and to provide an intake device for an engine having an intake control valve capable of accurately controlling the rate of increase of the engine speed. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the intake device for an engine according to the present invention, a valve body of an intake control valve is provided on a downstream side of a throttle valve, and the valve body is formed so as to constitute a part of a wall of an intake passage. In addition, it is formed such that one end protrudes and retracts with respect to the intake passage by rotating.
[0009]
According to the present invention, since the valve body of the intake control valve forms a part of the wall of the intake passage, the intake control valve has no member that crosses in the intake passage, so that intake resistance can be reduced. it can.
Further, since the intake control valve is provided downstream of the throttle valve, the intake control valve can throttle the intake air while the intake air is being taken into the engine after the throttle valve is rapidly opened.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the intake system for an engine according to the first aspect, the valve body is adjacent to the intake passage with a surface exposed in the intake passage being fully open. It is formed so as to be located substantially on the same plane as the wall surface.
According to the present invention, the valve body can be formed so as not to protrude into the intake passage in the fully opened state.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an intake system for an engine according to the first or second aspect of the invention, wherein a fuel for an injector is provided between a valve body of an intake control valve and a throttle valve. It is the one that the injection port was opened.
According to the present invention, since the intake control valve is positioned downstream of the fuel injection port, and the venturi is formed by the intake control valve, the flow velocity of the mist-like fuel flowing on the intake air is increased by the venturi. Therefore, it is possible to prevent mist-like fuel particles from adhering to the intake passage wall surface.
[0012]
An intake device for an engine according to a fourth aspect of the present invention is the intake device for an engine according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of intake ports per cylinder are formed in the cylinder head. An intake control valve is provided in an intake manifold between the cylinder head and the throttle body.
[0013]
According to the present invention, when forming the intake passage so as to be branched for each intake port between the throttle body and the cylinder head, the intake passage is formed such that the shape of the passage cross section gradually changes in the intake manifold. In addition, the intake resistance can be reduced. As described above, since the intake manifold is used for reducing the intake resistance, the intake control valve is provided, so that the passage member used exclusively for providing the intake control valve becomes unnecessary.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the engine intake device according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the rotation control portion of the intake control valve is provided on the upstream side. In this arrangement, the downstream side of the intake control valve protrudes and retracts into the intake passage, and the pivoting support portion and the opening side of the throttle valve are positioned on the same side.
Here, the opening side of the throttle valve is a portion where a gap is formed between the throttle valve and the inner wall surface of the intake passage so that intake air flows most.
[0015]
The intake air passing through the opening side of the throttle portion flows to one side in the intake passage downstream of the throttle valve. According to the present invention, the intake air flowing to the one side portion passes near the intake control valve, so that the intake control by the intake control valve can be efficiently performed.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an intake device for an engine according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the pivot control portion of the intake control valve and the injector mounting portion are provided. Are positioned on the same side.
According to the present invention, it is difficult for the fuel to hit the intake control valve unless the intake control valve is in the fully closed state or a state close to the fully closed state.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the engine intake device according to any one of the first to sixth aspects, the valve body of the intake control valve is attached to a cylinder head. Is rotatably supported by a member for forming an intake passage, and is formed so that a rotating end portion faces the inside of an intake port of the cylinder head in a fully opened state.
According to the present invention, the valve body of the intake control valve can be formed relatively large while the overall length of the intake passage forming member is reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of an intake device for an engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 is a side view of a motorcycle engine equipped with an intake device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an intake passage showing a sectional view of an intake control valve and a throttle valve, and FIG. 3 is an enlarged view of the intake control valve. 2A is a cross-sectional view, FIG. 2B is a vertical cross-sectional view, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1B. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the intake control valve. FIG. 4A shows a state where the angle of the valve body is 10 °, and FIG. 4B shows a state where the angle of the valve body is 20 °. (C) shows a state where the angle of the valve body is 30 °, (d) shows a state where the angle of the valve body is 40 °, and (e) shows a state where the angle of the valve body is 45 °. Indicates the state of °. FIG. 5 is a view showing the shape of the opening of the intake port, and FIG. 6 is a sectional view showing an example using a slide-type throttle valve.
[0019]
In these figures, the reference numeral 1 designates a DOHC type four-cylinder engine for a motorcycle according to this embodiment. In FIG. 1, 2 indicates a cylinder body, 3 indicates a crankcase, 4 indicates a cylinder head, 5 indicates a head cover, 6 indicates an intake camshaft, 7 indicates an exhaust camshaft, 8 indicates an intake valve, 9 indicates an exhaust valve, and 10 indicates intake. Port 11 indicates an exhaust port. Since the internal structure of the engine 1 is the same as that of the conventional engine, detailed description is omitted here.
[0020]
Although not shown, the front end of the cylinder body 2 is supported by a down tube of a motorcycle body frame, and the rear end of the cylinder body 2 and the crankcase 3 are supported by a rear arm bracket 12. The crankshaft 13 is mounted on the vehicle body with the axis of the cylinder inclined forward and the axis of the crankshaft 13 oriented in the vehicle width direction.
[0021]
The cylinder head 4 is provided with three intake valves 8 and two exhaust valves 9 per cylinder. The three intake ports 10 opened and closed by the three intake valves 8 are opened at the rear surface of the cylinder head 4 so as to point obliquely rearward and upward, and are connected to the intake device 21 according to the present invention. An exhaust port 11 opened and closed by the exhaust valve 9 is opened on the front surface of the cylinder head 4 and is connected to an exhaust pipe 22.
[0022]
The intake device 21 includes an intake manifold 23 attached to the cylinder head 4, a throttle valve device 24 attached to an upstream end of the intake manifold 23, and an intake box formed to surround the throttle valve device 24. 25, and first and second injectors 26 and 27 provided in the throttle valve device 24, and the like. The intake device 21 is provided with an intake manifold 23 and a throttle valve device 24 for each cylinder, and is configured to supply intake air to three intake ports 10 of each cylinder from one throttle valve device 24 for each cylinder. ing.
That is, in the intake device 21 according to this embodiment, four sets of the intake manifold 23 and the throttle valve device 24 shown in FIG. 2 are arranged side by side in the vehicle width direction, and the four throttle valve devices 24 are provided in one intake box 25. Is contained.
[0023]
As shown in FIGS. 1 to 3, the intake manifold 23 has an intake passage 28 formed therein. The intake manifold 28 is located on the opposite side of the intake passage 28 from the head cover 5 (the right side in FIGS. 1 and 2). An intake control valve 31 is provided on one side of the rear side of the vehicle (hereinafter, this one side is referred to as a rear side).
As shown in FIG. 3 (c), the intake passage 28 in the intake manifold 23 is formed so as to connect the circular opening 23a at the upstream end and the oval opening 23b at the downstream end. It is formed such that the cross-sectional shape gradually changes from the upstream side to the downstream side.
[0024]
The opening 23b at the downstream end is formed to be longer in the vehicle width direction so as to correspond to three intake ports 10 formed per cylinder in the cylinder head 4. FIG. 5 shows an opening portion of the intake port 10 in the cylinder head 4 (a portion where the intake manifold 23 is mounted). The opening of the intake port 10 is formed by arranging the three intake ports 10 in a line in the vehicle width direction, and is open in an oval shape.
[0025]
In order to form the intake passage in a forked shape so as to extend from one throttle valve device 24 to the three intake ports 10, as shown in this embodiment, an intake manifold 23 is provided in the middle and the passage cross-sectional shape is reduced. A gradual change is important in reducing intake resistance. Thus, the intake manifold 23 used for reducing the intake resistance is provided with the intake control valve 31 according to the present invention.
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 3, the intake control valve 31 includes a valve body 32 formed in a plate shape so as to form a part of a rear wall 28 a of the intake passage 28 in the intake manifold 23. An actuator having a tubular support shaft 33 integrally formed at one end of the body 32 located upstream of the intake passage 28 and extending in the vehicle width direction, and a drive shaft 34 fixed through the support shaft 33. 35 and the like.
The valve body 32 is rotatably supported by the intake manifold 23 by fitting the support shaft 33 formed integrally therewith into a shaft hole 36 of the intake manifold 23. The drive shaft 34 is provided in parallel with the major axis direction of an oval cross section of the intake passage 28. By adopting this configuration, the amount of protrusion of the intake control valve 31 when fully closed can be reduced, and the rotation angle can be reduced to improve the responsiveness.
[0027]
The rotation direction when the valve body 32 is closed is clockwise in FIG. 2, as indicated by an arrow A in FIG. 2, and is the same direction as the rotation direction when the throttle valve described later is opened. The valve body 32 is housed in a concave portion 37 formed in the wall 28a of the intake manifold 23 in the fully opened state. In the fully closed state, as shown in FIGS. It rotates in the direction and projects into the intake passage 28. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line CC when the valve element 32 in FIG. 3B is in a fully closed state. That is, the valve element 32 is configured to rotate around one end located upstream of the intake passage 28 and to have the other end (downstream end) protruding and retracting with respect to the intake passage 28. I have.
[0028]
By rotating the valve element 32 from the fully open position to the fully closed position, the opening area of the intake passage 28 gradually decreases as shown in FIGS. FIG. 4A illustrates a state in which the valve element 32 is rotated clockwise by 10 ° to the closing side from the fully open position in FIG. 3B. The rotation angle of the valve element 32 shown in FIG. 4B is 20 °, the rotation angle shown in FIG. 4C is 30 °, and the rotation angle shown in FIG. ) Is 45 °. FIG. 4E shows a state where the valve body 32 is fully closed.
[0029]
As shown in FIG. 3B, when the valve body 32 is fully opened in the recess 37, the surface 32a exposed in the intake passage 28 is substantially equal to the wall surface 38 adjacent to the intake passage 28. They are formed so as to be located on the same plane. That is, when the valve body 32 is in the fully open state, the wall surface 38 and both side surfaces 39 (concave curved surface having an arc-shaped cross section) of the downstream end of the intake manifold 23 are smoothly formed on the surface 32a of the valve body 32, respectively. Connecting.
[0030]
As shown in FIG. 3C, the support shaft 33 is formed to have a length substantially equal to the lateral width of the intake passage 28, and the valve body 32 is provided at a central portion in the axial direction.
The drive shaft 34 is fixed to the support shaft 33 in a state where the drive shaft 34 penetrates the axis of the support shaft 33. The drive shafts 34 according to this embodiment are provided on four intake manifolds 23 arranged in the vehicle width direction, and are connected to each other by a universal joint (not shown) so as to interlock with each other. The shaft assembly formed by connecting the four drive shafts 34 has an actuator 35 connected to the left end of the vehicle body and detects the rotation angle of the valve body 32 at the right end of the vehicle body. Angle sensor 40 (see FIG. 2) is connected. The rotation angle sensor 40 is configured to transmit data indicating the rotation angle of the valve body 32 to the controller 41 (see FIG. 1). The drive shaft 34 is provided with a torsion coil spring (not shown) for urging the drive shaft 34 in the opening direction.
[0031]
As shown in FIG. 1, the actuator 35 has a configuration in which a servomotor 44 is connected to the drive shaft 34 via a pulley 42 and two wires 43, 43. The servo motor 44 is connected to the controller 41 and is operated by a control signal sent from the controller 41 to rotate the drive shaft 34 together with the valve 32 against the elastic force of the torsion coil spring. Let it.
[0032]
As shown in FIG. 2, the throttle valve device 24 has a structure in which a throttle valve 46 composed of a butterfly valve is provided on a throttle body 45, and a first wall is provided on a rear wall 47 located on the vehicle body rear side of the throttle body 45. An injector 26 is mounted. An air funnel 45a is attached to the upstream end of the throttle body 45 by a fixing bolt (not shown). The intake passage 48 in the throttle body 45 has a circular cross section. As the throttle valve 46, besides the above-mentioned butterfly valve type, a structure in which the valve body 46a slides with respect to the throttle body 45 as shown in FIG. 6 can be used. 6, the same reference numerals are given to members equivalent to those shown in FIG.
[0033]
A valve shaft 46a of the throttle valve 46 is rotatably supported by penetrating through the throttle body 45 with its axis directed in the vehicle width direction. A throttle opening sensor 49 for detecting the valve opening) is connected. In this embodiment, a valve shaft 46a is provided in each throttle body 45 for each cylinder, and these four valve shafts 46a are connected so as to interlock with each other. A throttle wire (not shown) is connected to the four valve shafts 46a in the middle. The throttle opening sensor 49 is configured to transmit throttle valve opening data to the controller 41, and is connected to a shaft end of a valve shaft 46a located at the right end of the vehicle body.
[0034]
The valve body 46b of the throttle valve 46 is fixed to the valve shaft 46a so as to rotate in a direction indicated by an arrow B in FIG. 2 (clockwise in FIG. 2) when the valve is opened. FIG. 2 illustrates the throttle valve 46 opened from the idling position to the low-speed operation position. By setting the opening direction of the valve body 32 in this way, the intake air flows so as to approach the rear wall 47 of the throttle body 45 along the valve body 46b when passing through the throttle valve device 24. At this time, the direction in which the intake air flows is indicated by a white arrow in FIG. Then, the intake air flows downstream through a gap between the throttle valve 46 and the rear wall 47. On the downstream side, the intake control valve 31 is positioned. The opening side of the throttle valve 46 according to the present invention refers to a portion of the valve body 46b where the gap is formed between the valve body 46b and the rear wall 47. The open side of the slide-type throttle valve 46 shown in FIG. 6 is the tip of the valve body 46a.
[0035]
As the first and second injectors 26 and 27 provided in the throttle valve device 24, those equivalent to those conventionally well known are used. As shown in FIG. 2, the first injector 26 is inclined rearward by an angle α with respect to the center line C of the intake passage 48, and the first injector 26 is connected to the valve body 32 of the intake control valve 31 and the throttle valve 46. It is attached to the throttle body 45 so that the fuel injection port 26a at the front end is open. The second injector 27 is supported by the first injector 26 via a support stay 51 (see FIG. 1), and is disposed above the air funnel 45a.
[0036]
The second injector 27 is set such that the axis is substantially parallel to the center line C of the intake passage 48 in the throttle body 45. The first injector 26 supplies fuel over the entire engine operating range, while the second injector 27 supplementarily supplies fuel only during high-speed, high-load operation. When the throttle valve 46 is fully open, fuel is supplied only from the second injector 27.
The intake box 25 accommodating the throttle valve device 24 is provided with a duct 52 at the front end, through which the traveling wind is introduced, and the pressure of the traveling wind is applied to the intake passage in the throttle body 45. 48.
[0037]
The controller 41 to which the servomotor 44 and the two sensors 40 and 49 are connected has a circuit for controlling the intake control valve 31 based on a control valve opening map (not shown). The map shows the control valve opening based on the opening of the throttle valve 46 and two parameters of the engine speed, and the control valve opening at which the output of the engine becomes maximum at that time is obtained. It is configured as follows. In addition, as a parameter for determining the control valve opening, a vehicle speed, a negative pressure in the intake passage, a dynamic pressure introduced into the intake box 25, and the like can be added.
[0038]
According to this embodiment, for example, when the throttle valve 46 is rapidly opened to the fully open state in the low rotation speed / low load operation state, in other words, the change in the vehicle speed sensitively follows the change in the opening degree of the throttle valve 46. In such a case, the valve body 32 rotates from the fully closed state to any one of the optimum states in FIG.
The angle at which the valve element 32 rotates is set so as to be in one of the states shown in FIGS. When the valve body 32 rotates, the controller 41 controls the servomotor 44 so that the angle of the valve body 32 detected by the rotation angle sensor 40 matches the target angle obtained based on the above factors.
[0039]
By operating the intake control valve 31 as described above, the intake air is controlled on the downstream side of the throttle valve 46, and the intake air amount is controlled such that the engine output is maximized at any time. Therefore, when the throttle valve 46 is rapidly opened, the engine speed is increased at an appropriate rotation rate, and the throttle work is facilitated. The valve body 32 that has once rotated to the closing side is gradually returned by the servomotor 44 so as to reach a fully open state.
[0040]
In the intake device 21 configured as described above, the valve body 32 of the intake control valve 31 is formed so as to constitute a part of the wall 28a of the intake passage 28, and a member that crosses the inside of the intake passage 28 is provided. Since the intake control valve 31 is not provided, the intake resistance can be reduced as compared with a conventional intake control valve 31 configured by a butterfly valve. For this reason, the output of the engine 1 could be improved by equipping the intake device 21.
[0041]
Further, since the intake control valve 31 is provided on the downstream side of the throttle valve 46, the intake control valve 31 can restrict the intake air while the throttle valve 46 is rapidly opened and the intake air is drawn into the engine 1. Therefore, when the throttle valve 46 is rapidly opened, the intake control valve 31 can reliably prevent a large amount of air existing downstream of the throttle valve 46 from being sucked into the engine 1.
[0042]
The valve body 32 of the intake control valve 31 is formed so that the surface 32a exposed in the intake passage 28 is located on the substantially same plane as the adjacent wall surfaces 38 and 39 of the intake passage 28 in a fully opened state. In this state, the valve body 32 does not protrude into the intake passage 28. Therefore, in a state where the opening of the throttle valve 46 is almost fully opened (a state where the intake control valve 31 is fully opened), the intake resistance is not increased by the intake control valve 31, and the intake resistance can be further reduced. Yes, the maximum output increases.
[0043]
In the intake device 21 according to this embodiment, since the fuel injection port 26a of the first injector 26 is located between the valve body 32 of the intake control valve 31 and the throttle valve 46, the intake device 21 flows so as to ride on the intake air. The mist-like fuel can be controlled by the intake control valve 31. That is, since a venturi is formed by the intake control valve 31 and the flow rate of the mist-like fuel flowing so as to ride on the intake air is increased by the venturi, it is possible to prevent the particles of the mist-like fuel from adhering to the intake passage wall surface. it can.
[0044]
Further, in this embodiment, three intake ports are formed per cylinder in the cylinder head 4, and the intake control valve 31 is provided in the intake manifold 23 between the cylinder head 4 and the throttle body 45. In forming the intake passage between the throttle body 45 and the cylinder head 4 so as to be branched for each intake port 10, the intake passage 28 is formed so that the cross-sectional shape of the passage gradually changes in the intake manifold 23. In addition, the intake resistance can be reduced. As described above, since the intake control valve 31 is provided in the intake manifold 23 used for reducing the intake resistance, a passage member exclusively used for providing the intake control valve 31 is not required.
[0045]
In addition, the intake device 21 according to the present embodiment is configured such that the pivot portion (support shaft 33) of the intake control valve 31 is positioned on the upstream side, and the downstream side of the intake control valve 31 projects into the intake passage 28. Since the pivot portion and the opening side of the throttle valve 46 are located on the same side, the flow direction is changed by the valve body 46b of the throttle valve 46, so that it is biased to one side in the intake passage 48. The flowing intake air passes near the intake control valve 31. Therefore, the intake control by the intake control valve 31 can be efficiently performed.
[0046]
Furthermore, according to this embodiment, since the pivot portion (support shaft 33) of the intake control valve 31 and the injector mounting portion are located on the same side, the intake control valve 31 is fully closed or fully closed. Unless the state is close to the closed state, the fuel hardly hits the intake control valve 31, so that the fuel is less likely to be blocked by the intake control valve 31, and the output can be improved.
[0047]
Further, as the operation of the intake control valve 31, the intake control valve 31 is always driven so as to be linked with the opening / closing operation of the throttle valve 46, and when the throttle valve 46 is rapidly opened, the opening operation of the intake control valve 31 is delayed. It can also be configured as follows. In particular, the intake control valve 31 is closed only when the opening speed of the throttle valve 46 is high and the intake air is throttled, so that the intake control valve 31 does not increase the intake resistance when the intake control valve 31 is not necessary. As a result, the output of the engine 1 can be improved as compared with the case of adopting the other form.
[0048]
In the above-described embodiment, the first injector 26 is attached to the rear wall 47 of the throttle body 45, and the axis of the first injector 26 is inclined at an angle α with respect to the center line C of the intake passage 48. Therefore, when the rotation angle of the valve body 32 of the intake control valve 31 is small (close to the fully opened state), it is difficult for the fuel to hit the valve body 32. Therefore, when the opening speed of the throttle valve 46 is relatively low, that is, when the vehicle speed is stable, the fuel is smoothly supplied to the engine 1 without being interrupted by the intake control valve 31 on the way. Therefore, the air-fuel ratio can be accurately controlled, and the fuel efficiency can be improved.
[0049]
Furthermore, since the intake control valve 31 according to the above-described embodiment is driven by the servomotor 44, the timing of opening and closing, the degree of opening, and the like can be freely set. Therefore, the settings can be changed so as to obtain the optimum engine characteristics.
[0050]
(Second embodiment)
The intake system for an engine according to the seventh aspect of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
7 is a sectional view showing another embodiment of the intake control valve, FIG. 8 is a plan view showing a part of the intake manifold cut away, FIG. 9 is a side view of the intake manifold, and FIG. 10 is an intake manifold of all cylinders. And FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of the intake control valve and the intake passage, with the intake control valve and the intake passage partially broken. FIG. 12 is a perspective view showing a schematic shape of the intake port. In these drawings, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be appropriately omitted.
[0051]
The intake control valve shown in FIG. 7 has a length (the length of the valve body 32 (so that the opening area of the intake passage 28 when fully closed can be made smaller than that of the intake control valve shown in the above-described first embodiment). The length (the length in the direction orthogonal to the rotation axis) is formed long. More specifically, the valve body 32 is formed to have a length such that a rotation end protrudes from the cylinder head side end of the intake manifold 23 into the intake port 10 in the fully opened state shown in FIG. A concave portion 51 for accommodating the valve element 32 is formed in a portion of the cylinder head 4 facing the valve element 32.
[0052]
The concave portion 51 is formed so as to be connected without a step between the concave portion 37 for accommodating the valve body of the intake manifold 23, and the surface 32 a of the valve body 32 accommodated therein (exposed to the intake passage 28). (Surface) is formed so as to be located substantially on the same plane as the passage wall surface 10a of the intake port 10. That is, when the valve body 32 is in the fully open state as shown in FIG. 7, the passage wall surface 10a and the inner wall surface of the intake manifold 23 are smoothly connected to the surface 32a of the valve body 32.
[0053]
In the engine equipped with the intake control valve 31 in which the valve body 32 is formed relatively large as described above, the throttle valve 46 opens more rapidly than in the case where the intake control valve shown in the first embodiment is used. When the intake control valve 31 is fully closed (when the intake control valve 31 is fully closed), the rate of increase of the engine speed can be controlled more accurately.
[0054]
In addition, the intake control valve 31 according to this embodiment has a configuration in which the rotating end of the valve body 32 projects from the intake manifold 23 toward the cylinder head 4 when the valve body 32 is formed large. A large valve body 32 can be provided without making the entire length of the intake manifold 23 long. For this reason, the intake manifold 23 can be formed in a small size as compared with the configuration in which the entire large valve element 32 is housed in the intake manifold 23 (the configuration of the first embodiment), and the throttle valve can be removed from the combustion chamber. The distance up to 46, the so-called intake pipe length, can be made shorter.
[0055]
As shown in FIGS. 8 to 10, four intake control valves 31 according to this embodiment are connected to each other via a joint 52 so as to interlock with each other through four joints. Each intake control valve 31 is provided with a return spring 53 for urging the valve body 32 in the opening direction. The return spring 53 is formed of a torsion coil spring, and is fitted and held on a boss 54a of a return lever 54 fixed to the drive shaft 34 of the intake control valve 31, as shown in FIG. The valve body 32 is elastically mounted between the intake manifold 23 and the valve body 32 so as to urge the valve body 32 in the opening direction.
[0056]
By providing the return spring 53 for each intake control valve 31 in this manner, when the driving wire 43 (see FIGS. 1 and 10) is cut, or when the joint 54 becomes loose or breaks, the return spring 53 is provided. Since the valve element 32 returns to the fully open position by the resilience of 53, in such a case, the valve element 32 can prevent the intake resistance from unnecessarily increasing.
[0057]
In the above-described second embodiment, the example in which the intake control valve 31 is provided in the intake manifold 23 has been described. However, when the throttle valve device 24 is directly mounted on the cylinder head 4 instead of the intake manifold 23, An intake control valve 31 is provided in the throttle valve device 24.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the intake control valve does not have a member that crosses the intake passage in the intake control valve, the intake resistance can be reduced, and the output of the engine can be increased. .
Further, since the intake control valve is provided downstream of the throttle valve, the intake control valve can throttle the intake air while the intake air is being taken into the engine after the throttle valve is rapidly opened. Therefore, when the throttle valve is rapidly opened, it is possible to reliably prevent a large amount of air existing downstream of the throttle valve from being sucked into the engine, and to accurately control the rate of increase of the engine speed. be able to.
[0059]
According to the second aspect of the present invention, since the valve body can be formed so as not to protrude into the intake passage in the fully opened state, the intake resistance can be further reduced.
According to the third aspect of the present invention, when the throttle valve is rapidly opened, it is possible to prevent the fuel supplied to the engine from increasing by taking in the intake air, and the fuel is accurately controlled by the intake control valve. , The rate of increase of the engine speed can be controlled more accurately.
[0060]
According to the fourth aspect of the present invention, when forming the intake passage so as to be branched for each intake port between the throttle body and the cylinder head, the intake passage is formed so that the shape of the passage cross section gradually changes in the intake manifold. A passage is formed, and intake resistance can be reduced. As described above, since the intake manifold is used for reducing the intake resistance, the intake control valve is provided, so that the passage member used exclusively for providing the intake control valve becomes unnecessary.
Therefore, the intake resistance is further reduced, and a passage member for exclusively providing the intake control valve is not required, so that the cost and size of the intake device can be reduced.
[0061]
According to the fifth aspect of the present invention, since the intake air that has passed through the throttle valve flows more in the vicinity of the intake control valve, the intake control by the intake control valve can be efficiently performed, and the throttle work can be further reduced. It will be easier.
[0062]
According to the invention described in claim 6, since it is difficult for the fuel to hit the intake control valve unless the intake control valve is in a fully closed state or a state close to the fully closed state, the fuel is less likely to be blocked by the intake control valve, Output can be improved.
[0063]
According to the invention described in claim 7, the valve body of the intake control valve can be formed relatively large while the overall length of the intake passage forming member is reduced, and the intake passage when the intake control valve is fully closed. Can be further reduced. Therefore, the responsiveness can be improved by reducing the length of the intake pipe, and the rate of increase in the engine speed can be more accurately controlled by the intake control valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a motorcycle engine equipped with an intake device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an intake passage showing a cross-section of an intake control valve and a throttle valve.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing an intake control valve.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of an intake control valve.
FIG. 5 is a view showing an opening shape of an intake port.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example using a slide type throttle valve.
FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the intake control valve.
FIG. 8 is a plan view showing a part of the intake manifold cut away.
FIG. 9 is a side view of the intake manifold.
FIG. 10 is a plan view showing a state in which intake manifolds of all cylinders are connected.
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of an intake control valve and an intake passage.
FIG. 12 is a perspective view showing a schematic shape of an intake port.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 4 ... Cylinder head, 10 ... Intake port, 21 ... Intake device, 23 ... Intake manifold, 26 ... First injector, 26a ... Fuel injection port, 28, 48 ... Intake passage, 31 ... Intake control valve, 32: valve body, 32a: surface, 38, 39 ... wall surface, 45: throttle body, 46: throttle valve, 46a: valve shaft, 51: concave portion.

Claims (7)

スロットル弁とは別に吸入空気量を制御可能とする吸気制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、前記吸気制御弁の弁体をスロットル弁の下流側に設け、前記弁体は、吸気通路の壁の一部を構成するように形成されるとともに、回動することによって一端部が吸気通路に対して出没するように形成されているエンジンの吸気装置。In an intake device for an engine having an intake control valve capable of controlling an intake air amount separately from a throttle valve, a valve element of the intake control valve is provided downstream of a throttle valve, and the valve element is provided on a wall of an intake passage. An intake device for an engine, which is formed so as to constitute a part of the intake passage, and is formed so that one end thereof protrudes and retracts with respect to an intake passage by rotating. 請求項１記載のエンジンの吸気装置において、弁体は、吸気通路内に露出する表面が全開状態で吸気通路の隣接する壁面と略同一面上に位置するように形成されているエンジンの吸気装置。2. The intake system for an engine according to claim 1, wherein the valve body is formed such that a surface exposed in the intake passage is located substantially flush with an adjacent wall surface of the intake passage in a fully opened state. . 請求項１または請求項２記載のエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体とスロットル弁との間にインジェクタの燃料噴射口を開口させてなるエンジンの吸気装置。3. The intake system for an engine according to claim 1, wherein a fuel injection port of an injector is opened between a valve body of an intake control valve and a throttle valve. 請求項１ないし請求項３のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、シリンダヘッドに１気筒当たり複数の吸気ポートを形成し、このシリンダヘッドとスロットルボディとの間の吸気マニホールドに吸気制御弁を設けてなるエンジンの吸気装置。4. An intake system for an engine according to claim 1, wherein a plurality of intake ports are formed per cylinder in a cylinder head, and an intake control valve is provided in an intake manifold between the cylinder head and a throttle body. Engine intake device provided. 請求項１ないし請求項４のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部を上流側に位置付けて吸気制御弁の下流側が吸気通路に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁の開き側とを同一側部に位置付けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。The intake device for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein a pivot portion of the intake control valve is positioned on an upstream side, and a downstream side of the intake control valve protrudes and retracts into an intake passage. An intake device for an engine, wherein a pivoting support portion and an opening side of a throttle valve are located on the same side. 請求項１ないし請求項５のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部とインジェクタ取付部とを同一側部に位置付けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。The intake device for an engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the pivot support portion of the intake control valve and the injector mounting portion are located on the same side. 請求項１ないし請求項６のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体は、シリンダヘッドに取付けられた吸気通路形成用の部材に回動自在に支持され、全開状態で回動端部がシリンダヘッドの吸気ポート内に臨むように形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。The intake device for an engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the valve body of the intake control valve is rotatably supported by an intake passage forming member attached to the cylinder head, and is fully open. An intake device for an engine, wherein a rotation end portion is formed so as to face an intake port of a cylinder head.

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