JP2010071163A - バイパス空気制御装置が設けられた多気筒内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】バイパス空気に加えられた付加ガスが、複数の独立吸気通路にそれぞれ配置されたスロットル弁の下流の下流側吸気通路に導かれる多気筒内燃機関において、バイパス空気制御弁の小開度時にも付加ガスの十分な導入量の確保が可能で、かつ複数のシリンダ間での付加ガスの分配の均等化の向上を図る。
【解決手段】多気筒内燃機関Eには、各シリンダC1〜C4毎のスロットル弁18と、各独立吸気通路11〜14の下流側吸気通路11a〜14aに導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置Aとが設けられる。バイパス空気制御装置Aには、バイパス空気に加えられる付加ガスをバイパス通路20に導く付加ガス通路33と、バイパス空気と付加ガスとを混合する混合器35とが設けられる。バイパス通路20の共通通路21には、バイパス空気制御弁31の下流に付加ガス通路33の導入口33aが開口し、導入口33aの開口位置の下流に混合器35が配置される。
【選択図】図1
【解決手段】多気筒内燃機関Eには、各シリンダC1〜C4毎のスロットル弁18と、各独立吸気通路11〜14の下流側吸気通路11a〜14aに導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置Aとが設けられる。バイパス空気制御装置Aには、バイパス空気に加えられる付加ガスをバイパス通路20に導く付加ガス通路33と、バイパス空気と付加ガスとを混合する混合器35とが設けられる。バイパス通路20の共通通路21には、バイパス空気制御弁31の下流に付加ガス通路33の導入口33aが開口し、導入口33aの開口位置の下流に混合器35が配置される。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の独立吸気通路にそれぞれに配置された複数のスロットル弁と、各独立吸気通路におけるスロットル弁の下流の下流側吸気通路に導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置とが設けられた多気筒内燃機関に関する。
複数である所定数のシリンダにそれぞれ連通すると共に互いに独立した所定数の独立吸気通路と、各独立吸気通路毎に配置されたスロットル弁とが設けられた多気筒内燃機関において、パージガスなどの付加ガスが独立吸気通路に導入される場合、該付加ガスが、スロットル弁を迂回して該スロットル弁の下流の下流側吸気通路に導かれるバイパス空気に加えられるものは知られている(例えば特許文献1参照)。
また、付加ガスが、スロットル弁の下流の吸気側通路に直接導入される多気筒内燃機関も知られている(例えば特許文献2参照)。
また、付加ガスが、スロットル弁の下流の吸気側通路に直接導入される多気筒内燃機関も知られている(例えば特許文献2参照)。
多気筒内燃機関において、シリンダにより形成される燃焼空間に導かれる付加ガスの流量が複数のシリンダ間で異なると、シリンダ間での燃焼状態にバラツキが発生する原因になることから、複数のシリンダ間(または燃焼空間毎)での付加ガスの流量の分配を均等化することが望ましい。例えば、付加ガスが燃料を含んでいるパージガスである場合には、付加ガスが複数のシリンダ間で均等に分配されないと、シリンダ間での空燃比が不均等になって、排気エミッション性能の低下や、トルク変動の増大を招来することがある。
ところで、シリンダ毎(または独立吸気通路毎)にスロットル弁が設けられた多気筒内燃機関において、スロットル弁を迂回するバイパス通路を利用して、該バイパス通路を流れるバイパス空気に付加ガスが加えられることにより、付加ガスをスロットル弁下流の下流側吸気通路に直接導く付加ガス専用の通路を設ける場合に比べて、独立吸気通路周辺の通路構造が簡素化される。
しかしながら、バイパス空気をスロットル弁下流の下流側吸気通路に導くバイパス通路における付加ガスの導入位置が、バイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御弁の上流側であると、各シリンダに分配される付加ガスの流量がバイパス空気制御弁により制御されるために、付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁の開度により制約されて、内燃機関の運転状態によっては付加ガスの十分な導入量を確保できないことがある。また、バイパス空気制御弁が内燃機関のアイドル運転時に開弁され、内燃機関の負荷運転時に閉弁するものでは、内燃機関の負荷運転時に、複数のシリンダ間で付加ガスの分配の均等化および付加ガスの十分な導入量の確保は、付加ガスが下流側吸気通路毎に導入される場合に比べて劣ったものとなる。
さらに、付加ガスがバイパス通路に導入される場合、付加ガスをバイパス通路に単に導入するだけでは、バイパス空気と付加ガスとの比重の相違から、バイパス空気と付加ガストとを十分に混合させて均質化することは困難であり、このこともシリンダ間での付加ガスの分配の不均等が生じる原因になる。一方で、バイパス空気制御弁には、例えばアイドル運転時にバイパス空気の空気量を制御する場合のように、吸気通路を流れる吸入空気の空気量を制御するスロットル弁に比べて小流量のバイパス空気の空気量を高精度に制御するために、弁開度と空気量とがほぼ直線関係となる弁として、ロータリ弁や、弁体が一直線上を往復運動してリフト量が変更される弁(以下、「リニア弁」という。)が使用されることが多い。しかしながら、ロータリ弁やリニア弁によりバイパス空気制御弁が構成される場合には、バイパス空気制御弁やスロットル弁がバラフライ弁から構成されて、開弁状態にある該バタフライ弁により発生する空気の乱れで該空気と付加ガスとの混合が促進される場合とは異なり、ロータリ弁やリニア弁により発生するバイパス空気の乱れが小さく、バイパス空気の乱れを利用してバイパス空気と付加ガスとの混合状態を均質化するには限界があり、シリンダ間での付加ガスの分配の不均等が生じやすい。
ところで、シリンダ毎(または独立吸気通路毎)にスロットル弁が設けられた多気筒内燃機関において、スロットル弁を迂回するバイパス通路を利用して、該バイパス通路を流れるバイパス空気に付加ガスが加えられることにより、付加ガスをスロットル弁下流の下流側吸気通路に直接導く付加ガス専用の通路を設ける場合に比べて、独立吸気通路周辺の通路構造が簡素化される。
しかしながら、バイパス空気をスロットル弁下流の下流側吸気通路に導くバイパス通路における付加ガスの導入位置が、バイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御弁の上流側であると、各シリンダに分配される付加ガスの流量がバイパス空気制御弁により制御されるために、付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁の開度により制約されて、内燃機関の運転状態によっては付加ガスの十分な導入量を確保できないことがある。また、バイパス空気制御弁が内燃機関のアイドル運転時に開弁され、内燃機関の負荷運転時に閉弁するものでは、内燃機関の負荷運転時に、複数のシリンダ間で付加ガスの分配の均等化および付加ガスの十分な導入量の確保は、付加ガスが下流側吸気通路毎に導入される場合に比べて劣ったものとなる。
さらに、付加ガスがバイパス通路に導入される場合、付加ガスをバイパス通路に単に導入するだけでは、バイパス空気と付加ガスとの比重の相違から、バイパス空気と付加ガストとを十分に混合させて均質化することは困難であり、このこともシリンダ間での付加ガスの分配の不均等が生じる原因になる。一方で、バイパス空気制御弁には、例えばアイドル運転時にバイパス空気の空気量を制御する場合のように、吸気通路を流れる吸入空気の空気量を制御するスロットル弁に比べて小流量のバイパス空気の空気量を高精度に制御するために、弁開度と空気量とがほぼ直線関係となる弁として、ロータリ弁や、弁体が一直線上を往復運動してリフト量が変更される弁(以下、「リニア弁」という。)が使用されることが多い。しかしながら、ロータリ弁やリニア弁によりバイパス空気制御弁が構成される場合には、バイパス空気制御弁やスロットル弁がバラフライ弁から構成されて、開弁状態にある該バタフライ弁により発生する空気の乱れで該空気と付加ガスとの混合が促進される場合とは異なり、ロータリ弁やリニア弁により発生するバイパス空気の乱れが小さく、バイパス空気の乱れを利用してバイパス空気と付加ガスとの混合状態を均質化するには限界があり、シリンダ間での付加ガスの分配の不均等が生じやすい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1,2記載の発明は、バイパス空気に加えられた付加ガスが、複数である所定数の独立吸気通路にそれぞれ配置されたスロットル弁の下流の下流側吸気通路に導かれる多気筒内燃機関において、バイパス空気制御弁の小開度時にも付加ガスの十分な導入量の確保が可能で、かつ複数のシリンダ間での付加ガスの分配の均等化の向上を図ることを目的とする。そして、請求項2記載の発明は、さらに、バイパス空気制御弁がロータリ弁により構成される多気筒内燃機関において、請求項1記載の発明の目的の達成を図ることを目的とする。
請求項1記載の発明は、複数である所定数のシリンダ(C1〜C4)にそれぞれ連通すると共に互いに独立した前記所定数の独立吸気通路(11〜14)と、前記所定数の独立吸気通路(11〜14)にそれぞれ配置された前記所定数のスロットル弁(18)と、前記各独立吸気通路(11〜14)における前記スロットル弁(18)の下流の下流側吸気通路(11a〜14a)に導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置(A)とが設けられた多気筒内燃機関において、前記バイパス空気制御装置(A)には、前記バイパス空気を前記各下流側吸気通路(11a〜14a)に導くバイパス通路(20)と、前記バイパス通路(20)に配置されて前記バイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御弁(31)と、前記バイパス空気に加えられる付加ガスを前記バイパス通路(20)に導く付加ガス通路(33)と、前記バイパス空気と前記付加ガスとを混合する混合器(35,36,37)とが設けられ、前記バイパス通路(20)は、前記バイパス空気を取り入れる共通通路(21)と、前記共通通路(21)から分岐して前記各下流側吸気通路(11a〜14a)に前記バイパス空気および前記付加ガスを導く分配通路(23,24,26〜29)とから構成され、前記共通通路(21)には、前記バイパス空気制御弁(31)が配置されると共に、前記バイパス空気制御弁(31)の下流に前記付加ガス通路(33)の導入口(33a)が開口し、前記混合器(35,36,37)は、前記共通通路(21)において前記導入口(33a)の開口位置の下流に配置される多気筒内燃機関である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の多気筒内燃機関において、前記バイパス空気制御弁(31)は、ロータリ弁により構成されるものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の多気筒内燃機関において、前記バイパス空気制御弁(31)は、ロータリ弁により構成されるものである。
請求項1記載の発明によれば、所定数のシリンダ毎にスロットル弁が設けられた多気筒内燃機関のバイパス空気制御装置のバイパス通路において、所定数の独立吸気通路にそれぞれ配置された各スロットル弁の下流の下流側吸気通路に開口する分配通路よりも上流の共通通路で、バイパス空気制御弁の下流の導入口から導入された付加ガスは、バイパス空気制御弁により流量制御されたバイパス空気と混合して混合ガスを形成し、該混合ガスは、導入口よりも下流の共通通路において混合器により混合されて、その混合状態が均質化された後、各シリンダに連通する下流側吸気通路に分配通路を通じて導入されるので、複数のシリンダ間での付加ガスの分配の均等化が向上する。この結果、所定数のシリンダ間での付加ガスの分配のバラツキに起因する燃焼状態のバラツキが低減して、多気筒内燃機関の排気エミッション性能が向上し、トルク変動が低減する。
また、バイパス通路の共通通路において、付加ガスはバイパス空気制御弁の下流に導入されるので、下流側吸気通路への付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁の開度により直接制限されることが防止されて、バイパス空気制御弁の小開度時にも付加ガスの十分な導入量を確保できる。
しかも、バイパス空気制御弁の小開度時にも、付加ガスは混合器により攪拌されるので、混合器の下流のバイパス通路において付加ガスの偏在が抑制されて、複数のシリンダ間での付加ガスの分配の均等化の向上に寄与する。
請求項2記載の事項によれば、バイパス空気制御弁を構成するロータリ弁によるバイパス空気の空気量の高精度な制御を確保しながら、混合器により、付加ガスとバイパス空気とが混合した混合ガスの混合状態が均質化されて、所定数のシリンダ間での付加ガスの分配を均等化できる。
また、バイパス通路の共通通路において、付加ガスはバイパス空気制御弁の下流に導入されるので、下流側吸気通路への付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁の開度により直接制限されることが防止されて、バイパス空気制御弁の小開度時にも付加ガスの十分な導入量を確保できる。
しかも、バイパス空気制御弁の小開度時にも、付加ガスは混合器により攪拌されるので、混合器の下流のバイパス通路において付加ガスの偏在が抑制されて、複数のシリンダ間での付加ガスの分配の均等化の向上に寄与する。
請求項2記載の事項によれば、バイパス空気制御弁を構成するロータリ弁によるバイパス空気の空気量の高精度な制御を確保しながら、混合器により、付加ガスとバイパス空気とが混合した混合ガスの混合状態が均質化されて、所定数のシリンダ間での付加ガスの分配を均等化できる。
以下、本発明の実施形態を図1,図2を参照して説明する。
図1を参照すると、本発明が適用された多気筒内燃機関Eは、車両に搭載される直列4気筒の4ストローク内燃機関である。内燃機関Eは、ピストンが往復運動可能に嵌合する複数である所定数の、この実施形態では4つの第1〜第4シリンダC1〜C4を有するシリンダブロック1および該シリンダブロック1に結合されたシリンダヘッド2から構成される機関本体と、シリンダヘッド2にそれぞれ取り付けられた吸気装置Siおよび排気装置Seとを備える。
図1を参照すると、本発明が適用された多気筒内燃機関Eは、車両に搭載される直列4気筒の4ストローク内燃機関である。内燃機関Eは、ピストンが往復運動可能に嵌合する複数である所定数の、この実施形態では4つの第1〜第4シリンダC1〜C4を有するシリンダブロック1および該シリンダブロック1に結合されたシリンダヘッド2から構成される機関本体と、シリンダヘッド2にそれぞれ取り付けられた吸気装置Siおよび排気装置Seとを備える。
各シリンダC1〜C4およびシリンダヘッド2は、シリンダヘッド2と前記ピストンとの間に、吸気装置Siにより形成される吸気通路を通じて導かれる吸入空気と燃料供給手段である燃料噴射弁(図示されず)により供給された燃料とが混合して形成された混合気が燃焼する燃焼空間B1〜B4を形成する。各シリンダC1〜C4の燃焼空間B1〜B4で発生した燃焼ガスは、前記ピストンを駆動した後、排気ガスとして、シリンダヘッド2の排気ポート4に接続される排気通路5が設けられた排気装置Seを通じて内燃機関Eの外部に排出される。そして、燃焼ガスにより駆動されて往復運動する前記ピストンは、コンロッドを介して機関本体に回転可能に支持されたクランク軸を回転駆動する。
吸気装置Siには、外気から取り入れられた吸入空気を清浄にするエアクリーナ8と、エアクリーナ8により形成されるエアクリーナ室9の下流に接続されて該エアクリーナ室9からの吸入空気が流入する吸気チャンバ10と、吸気チャンバ10の下流に接続されて4つのシリンダC1〜C4にそれぞれ連通する前記所定数としての4つの独立吸気通路11〜14と、第1〜第4独立吸気通路11〜14にそれぞれ配置された前記所定数としての4つのスロットル弁18と、各スロットル弁18を迂回して各独立吸気通路11〜14におけるスロットル弁18の下流の通路部分である下流側吸気通路11a〜14aに導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置Aとが設けられる。
エアクリーナ室9および吸気チャンバ10は、集合吸気通路を構成し、各シリンダC1〜C4毎(または各燃焼空間B1〜B4毎)に互いに独立した4つの独立吸気通路11〜14のそれぞれは、該集合吸気通路から分岐した分岐吸気通路である。それゆえ、前記吸気通路は、前記集合吸気通路および独立吸気通路11〜14から構成される。
各独立吸気通路11〜14は、その上流端で吸気チャンバ10に開口し、その下流端でシリンダヘッド2に設けられて動弁装置により駆動される吸気弁により開閉される吸気ポート3に接続される。したがって、各独立吸気通路11〜14は、吸気ポート3を介して各シリンダC1〜C4の燃焼空間B1〜B4に連通する。
各独立吸気通路11〜14は、その上流端で吸気チャンバ10に開口し、その下流端でシリンダヘッド2に設けられて動弁装置により駆動される吸気弁により開閉される吸気ポート3に接続される。したがって、各独立吸気通路11〜14は、吸気ポート3を介して各シリンダC1〜C4の燃焼空間B1〜B4に連通する。
バタフライ弁から構成される各スロットル弁18は、内燃機関Eの運転状態であるアクセル操作量に応じて制御されるスロットル駆動手段としての電動モータ19により、同期して開閉駆動される。この実施形態では、内燃機関Eに備えられる制御装置7が、該制御装置7により制御されて駆動される電動モータ19を介して、各スロットル弁18の開度を制御し、しかも、すべてのスロットル弁18は互いに連結されて、共通の1つの電動モータ19により開閉駆動される。そして、各スロットル弁18は、内燃機関Eのアイドル運転時に、全閉状態またはほぼ全閉状態になる。
図2を併せて参照すると、バイパス空気制御装置Aは、内燃機関Eの特定運転時としてのアイドル運転時に、アイドル回転速度を制御するために、バイパス空気の空気量を制御する。そのために、バイパス空気制御装置Aには、バイパス空気を各下流側吸気通路11a〜14aに導くバイパス通路20と、バイパス通路20に配置されてバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御弁31と、制御装置7により制御されてバイパス空気制御弁31を開閉駆動するソレノイドなどのアクチュエータ32と、バイパス空気に加えられる付加ガスをバイパス通路20に導く付加ガス通路33と、バイパス空気制御弁31の下流でバイパス空気と付加ガスとを混合して混合ガス(以下、「混合ガス」という。)を形成する混合器35とが設けられる。
そして、この実施形態では、バイパス空気制御弁31は、アイドル運転時以外の内燃機関Eの運転時である非特定運転時にも開弁状態にある。
そして、この実施形態では、バイパス空気制御弁31は、アイドル運転時以外の内燃機関Eの運転時である非特定運転時にも開弁状態にある。
制御装置7は、アイドル運転時の内燃機関Eの運転状態(例えば、空調装置や発電機などの内燃機関Eの補機の駆動に基づく負荷状態)に応じて、アクチュエータ32を介してバイパス空気制御弁31の開度を制御する。
付加ガスは、前記燃料噴射弁に供給される燃料が貯留される燃料タンクなどの蒸発燃料を吸着するキャニスタからパージされた燃料を含むパージガスや、ブローバイガスなど、燃料が含まれている燃料含有ガスである。
バイパス通路20は、吸気チャンバ10に開口する取入口21aを有すると共に該吸気チャンバ10内の吸入空気を取入口21aからバイパス空気として取り入れる1つの共通通路21と、1つの分岐部22において共通通路21から分岐すると共に各下流側吸気通路11a〜14aに混合ガス(すなわちバイパス空気および付加ガス)を導く分配通路とから構成される。該分配通路において、各下流側吸気通路11a〜14aに開口する流出口26a〜29aは、各下流側吸気通路11a〜14a毎に、少なくとも1つ設けられる。
共通通路21には、バイパス空気制御弁31が配置され、バイパス空気制御弁31よりも下流に付加ガス通路33の導入口33aが開口する。
前記分配通路は、各下流側吸気通路11a〜14a毎に少なくとも1つ設けられると共に流出口26a〜29aを有する最下流分岐通路26〜29と、全ての最下流分岐通路26〜29に混合ガスを導くために共通通路21に開口する複数の上流分岐通路23,24とから構成される。この実施形態では、前記分配通路は、2つの上流分岐通路23,24と、各上流分岐通路23,24が2つに分岐して設けられた4つの最下流分岐通路26〜29とから構成されるが、別の例として、各最下流分岐通路26〜29毎に1つの上流分岐通路が設けられてもよい。
前記分配通路は、各下流側吸気通路11a〜14a毎に少なくとも1つ設けられると共に流出口26a〜29aを有する最下流分岐通路26〜29と、全ての最下流分岐通路26〜29に混合ガスを導くために共通通路21に開口する複数の上流分岐通路23,24とから構成される。この実施形態では、前記分配通路は、2つの上流分岐通路23,24と、各上流分岐通路23,24が2つに分岐して設けられた4つの最下流分岐通路26〜29とから構成されるが、別の例として、各最下流分岐通路26〜29毎に1つの上流分岐通路が設けられてもよい。
内燃機関Eの点火順序は、第1シリンダC1、第3シリンダC3、第4シリンダC4、第2シリンダC2の順であり、各上流分岐通路23;24は、点火順序が連続する1対のシリンダC1,C2;C3,C4毎に設けられる。
また、前記分配通路において、分岐部22から各流出口26a〜29aまでの通路長は、すべてのシリンダC1〜C4に関して、ほぼ等しく設定されているので、第1〜第4シリンダC1〜C4間での混合ガスまたは付加ガスの分配の均等性が向上する。
また、前記分配通路において、分岐部22から各流出口26a〜29aまでの通路長は、すべてのシリンダC1〜C4に関して、ほぼ等しく設定されているので、第1〜第4シリンダC1〜C4間での混合ガスまたは付加ガスの分配の均等性が向上する。
バイパス空気制御弁31は、アクチュエータ32により駆動されてアイドル運転時に開弁して共通通路21の通路面積を制御するロータリ弁により構成される。バイパス空気制御弁31は、共通通路21に設けられた弁口21bの開口面積を制御することにより、各流出口26a〜29aから各下流側吸気通路11a〜14aに供給されるバイパス空気の空気量を制御する。
付加ガスとバイパス空気とが混合した混合ガスの混合状態を一層均質化する混合器35は、バイパス通路20において導入口33aの開口位置よりも下流に配置され、この実施形態では、分岐部22よりも上流で、共通通路21に配置される。混合器35として、バイパス空気および付加ガスを混合する種々の構造の混合器が使用可能であるが、混合器35は、ここではスタティックミキサから構成される。
さらに、バイパス空気制御弁31の小開度時にも、混合器35は導入口33aからバイパス通路20に導入された付加ガスを攪拌して、導入口33aよりも下流のバイパス通路20での付加ガスの偏在を抑制する。
さらに、バイパス空気制御弁31の小開度時にも、混合器35は導入口33aからバイパス通路20に導入された付加ガスを攪拌して、導入口33aよりも下流のバイパス通路20での付加ガスの偏在を抑制する。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
前記所定数としての4つのシリンダC1〜C4にそれぞれ連通すると共に互いに独立した前記所定数の独立吸気通路11〜14と、各独立吸気通路11〜14におけるスロットル弁18の下流の下流側吸気通路11a〜14aに導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置Aとが設けられた多気筒内燃機関Eにおいて、アイドル運転時には、バイパス空気制御弁31によりバイパス空気の空気量が制御されて、アイドル回転速度が制御される。
前記所定数としての4つのシリンダC1〜C4にそれぞれ連通すると共に互いに独立した前記所定数の独立吸気通路11〜14と、各独立吸気通路11〜14におけるスロットル弁18の下流の下流側吸気通路11a〜14aに導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置Aとが設けられた多気筒内燃機関Eにおいて、アイドル運転時には、バイパス空気制御弁31によりバイパス空気の空気量が制御されて、アイドル回転速度が制御される。
そして、バイパス空気制御装置Aには、バイパス空気制御弁31により流量制御されたバイパス空気に加えられる付加ガスをバイパス通路20に導く付加ガス通路33と、バイパス空気と付加ガスとを混合する混合器35とが設けられ、バイパス通路20の共通通路21には、バイパス空気制御弁31が配置されると共に、バイパス空気制御弁31の下流に付加ガス通路33の導入口33aが開口し、混合器35は、バイパス通路20において導入口33aの開口位置の下流に配置される。この構造により、シリンダC1〜C4毎にスロットル弁18が設けられた内燃機関Eのバイパス空気制御装置Aのバイパス通路20において、4つの独立吸気通路11〜14にそれぞれ配置された各スロットル弁18の下流の下流側吸気通路11a〜14aに開口する前記分配通路よりも上流の共通通路21で、バイパス空気制御弁31の下流の導入口33aから導入された付加ガスは、バイパス空気制御弁31により流量制御されたバイパス空気と混合して混合ガスを形成し、該混合ガスは、共通通路21において混合器35により混合されて、その混合状態が均質化された後、各シリンダC1〜C4に連通する下流側吸気通路11a〜14aに前記分配通路を通じて導入されるので、複数のシリンダC1〜C4間での付加ガスの分配の均等化が向上し、付加ガスが導入されるすべてのシリンダC1〜C4間で付加ガスの導入による空燃比のバラツキが抑制される。この結果、前記所定数のシリンダC1〜C4間での付加ガスの分配のバラツキに起因する燃焼状態のバラツキが低減して、内燃機関Eの排気エミッション性能が向上し、トルク変動が低減する。
また、バイパス通路20の共通通路21において、付加ガスはバイパス空気制御弁31の下流に導入されるので、下流側吸気通路11a〜14aへの付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁31の開度により直接制限されることが防止されて、バイパス空気制御弁31の小開度時にも付加ガスの十分な導入量を確保できる。
しかも、バイパス空気制御弁31の小開度時にも、付加ガスは混合器35により攪拌されるので、混合器35の下流のバイパス通路20、例えば上流分岐通路23,24や最下流分岐通路26〜29において付加ガスの偏在が抑制されて、前記所定数のシリンダC1〜C4間での付加ガスの分配の均等化の向上に寄与する。
また、バイパス通路20の共通通路21において、付加ガスはバイパス空気制御弁31の下流に導入されるので、下流側吸気通路11a〜14aへの付加ガスの導入量がバイパス空気制御弁31の開度により直接制限されることが防止されて、バイパス空気制御弁31の小開度時にも付加ガスの十分な導入量を確保できる。
しかも、バイパス空気制御弁31の小開度時にも、付加ガスは混合器35により攪拌されるので、混合器35の下流のバイパス通路20、例えば上流分岐通路23,24や最下流分岐通路26〜29において付加ガスの偏在が抑制されて、前記所定数のシリンダC1〜C4間での付加ガスの分配の均等化の向上に寄与する。
バイパス空気制御弁31はロータリ弁により構成されることにより、該ロータリ弁によるバイパス空気の空気量の高精度な制御を確保しながら、混合器35により、付加ガスとバイパス空気とが混合した混合ガスの混合状態が均質化されて、前記所定数のシリンダC1〜C4間での付加ガスの分配を均等化できる。
以下、前述した実施形態の一部が変更された形態について、変更された部分を中心に説明する。
前記実施形態では、1つのシリンダC1〜C4に対して1つの独立吸気通路11〜14が設けられたが、所定数のシリンダの少なくとも1つのシリンダに対して、独立吸気通路が、互いに独立した2以上の独立吸気通路部分を有していてもよく、該各独立吸気通路部分にスロットル弁が配置されていてもよく、また独立吸気通路がスロットル弁の下流で複数の分岐吸気通路に分岐していてもよい。
さらに、混合器が、共通通路21および前記分配通路にそれぞれ配置されてもよい。具体的には、混合器35が、上流側混合器として共通通路21に配置され、図1に二点鎖線で示されるように、各上流分岐通路23,24に配置される混合器36または各最下流分岐通路26〜29に配置される混合器37が、下流側混合器として前記分配通路に配置される。これにより、混合ガスの混合状態の均質性が一層向上する。
付加ガスは、パージガスなどの燃料が含まれている燃料含有ガス以外に、例えば、内燃機関Eの排気ガス、または水蒸気など、燃料が含まれていない非燃料ガスであってもよい。また、付加ガス通路が複数の通路から構成されて、それら通路から異なる種類の付加ガスまたは同じ付加ガスが、バイパス空気制御弁31の下流で共通通路21に導入されてもよい。
バイパス空気制御弁31は、リニア弁、例えばリニアソレノイド弁で構成されてもよい。
前記集合吸気通路は、吸気チャンバ10のみで構成されてもよい。
多気筒内燃機関Eは、各バンクが2以上のシリンダから構成されるV型内燃機関であってもよい。そして、この場合、吸気装置Siには、両バンクに共通の吸気チャンバおよびエアクリーナが設けられてもよく、または、バンク毎に吸気チャンバおよびエアクリーナの少なくとも一方が設けられてもよい。
前記スロットル駆動手段は、各スロットル弁毎に設けられてもよく、また所定数のスロットル弁が1または複数のスロットル弁からなる複数のグループに分けられて、各グループ毎にスロットル駆動手段が設けられてもよい。
バイパス空気制御装置Aは、空燃比を制御するための2次空気のように、内燃機関のアイドル運転時以外の運転時にバイパス空気を下流側吸気通路に導くものであってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
前記実施形態では、1つのシリンダC1〜C4に対して1つの独立吸気通路11〜14が設けられたが、所定数のシリンダの少なくとも1つのシリンダに対して、独立吸気通路が、互いに独立した2以上の独立吸気通路部分を有していてもよく、該各独立吸気通路部分にスロットル弁が配置されていてもよく、また独立吸気通路がスロットル弁の下流で複数の分岐吸気通路に分岐していてもよい。
さらに、混合器が、共通通路21および前記分配通路にそれぞれ配置されてもよい。具体的には、混合器35が、上流側混合器として共通通路21に配置され、図1に二点鎖線で示されるように、各上流分岐通路23,24に配置される混合器36または各最下流分岐通路26〜29に配置される混合器37が、下流側混合器として前記分配通路に配置される。これにより、混合ガスの混合状態の均質性が一層向上する。
付加ガスは、パージガスなどの燃料が含まれている燃料含有ガス以外に、例えば、内燃機関Eの排気ガス、または水蒸気など、燃料が含まれていない非燃料ガスであってもよい。また、付加ガス通路が複数の通路から構成されて、それら通路から異なる種類の付加ガスまたは同じ付加ガスが、バイパス空気制御弁31の下流で共通通路21に導入されてもよい。
バイパス空気制御弁31は、リニア弁、例えばリニアソレノイド弁で構成されてもよい。
前記集合吸気通路は、吸気チャンバ10のみで構成されてもよい。
多気筒内燃機関Eは、各バンクが2以上のシリンダから構成されるV型内燃機関であってもよい。そして、この場合、吸気装置Siには、両バンクに共通の吸気チャンバおよびエアクリーナが設けられてもよく、または、バンク毎に吸気チャンバおよびエアクリーナの少なくとも一方が設けられてもよい。
前記スロットル駆動手段は、各スロットル弁毎に設けられてもよく、また所定数のスロットル弁が1または複数のスロットル弁からなる複数のグループに分けられて、各グループ毎にスロットル駆動手段が設けられてもよい。
バイパス空気制御装置Aは、空燃比を制御するための2次空気のように、内燃機関のアイドル運転時以外の運転時にバイパス空気を下流側吸気通路に導くものであってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
11〜14…独立吸気通路、18…スロットル弁、20…バイパス通路、21…共通通路、23,24…上流分岐通路、26,27,28,29…最下流分岐通路、31…バイパス空気制御弁、33…付加ガス通路、35,36,37…混合器、
E…多気筒内燃機関、C1〜C4…シリンダ。
E…多気筒内燃機関、C1〜C4…シリンダ。
Claims (2)
- 複数である所定数のシリンダにそれぞれ連通すると共に互いに独立した前記所定数の独立吸気通路と、前記所定数の独立吸気通路にそれぞれ配置された前記所定数のスロットル弁と、前記各独立吸気通路における前記スロットル弁の下流の下流側吸気通路に導かれるバイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御装置とが設けられた多気筒内燃機関において、
前記バイパス空気制御装置には、前記バイパス空気を前記各下流側吸気通路に導くバイパス通路20と、前記バイパス通路に配置されて前記バイパス空気の空気量を制御するバイパス空気制御弁と、前記バイパス空気に加えられる付加ガスを前記バイパス通路に導く付加ガス通路と、前記バイパス空気と前記付加ガスとを混合する混合器とが設けられ、
前記バイパス通路は、前記バイパス空気を取り入れる共通通路と、前記共通通路から分岐して前記各下流側吸気通路に前記バイパス空気および前記付加ガスを導く分配通路とから構成され、
前記共通通路には、前記バイパス空気制御弁が配置されると共に、前記バイパス空気制御弁の下流に前記付加ガス通路の導入口が開口し、
前記混合器は、前記共通通路において前記導入口の開口位置の下流に配置されることを特徴とする多気筒内燃機関。 - 前記バイパス空気制御弁は、ロータリ弁により構成されることを特徴とする請求項1記載の多気筒内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008238618A JP2010071163A (ja) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | バイパス空気制御装置が設けられた多気筒内燃機関 |
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ID=42203187
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JP2008238618A Pending JP2010071163A (ja) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | バイパス空気制御装置が設けられた多気筒内燃機関 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014043855A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-03-13 | Tatsuya Kimura | エンジン吸気管 |
JP2018091332A (ja) * | 2016-11-30 | 2018-06-14 | アイシン精機株式会社 | 吸気装置 |
JP7491656B2 (ja) | 2022-03-28 | 2024-05-28 | ダイハツ工業株式会社 | 吸気マニホールド |
-
2008
- 2008-09-17 JP JP2008238618A patent/JP2010071163A/ja active Pending
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