JP2586164B2 - 内燃機関の排気系 - Google Patents
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- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
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- F02D41/0002—Controlling intake air
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の排気系に関する。
実開昭60−128937号公報には、内燃機関からの排気を
２本の排気管により排出するようにした排気系におい
て、２本の排気管をその途中の予め定められた複数の位
置において各連通管により相互に連通し、この各連通管
には各連通管を夫々開閉する制御弁を設け、この各制御
弁を機関回転数に応じて開閉して、機関回転数が低回転
から高回転まで変化しても、排気管内の排気脈動による
負圧波を排気弁が開いた時点に排気弁部に到達させるこ
とができるようにした内燃機関の排気系が開示されてい
る。
２本の排気管により排出するようにした排気系におい
て、２本の排気管をその途中の予め定められた複数の位
置において各連通管により相互に連通し、この各連通管
には各連通管を夫々開閉する制御弁を設け、この各制御
弁を機関回転数に応じて開閉して、機関回転数が低回転
から高回転まで変化しても、排気管内の排気脈動による
負圧波を排気弁が開いた時点に排気弁部に到達させるこ
とができるようにした内燃機関の排気系が開示されてい
る。
しかしながらこの排気系では排気脈動による負圧波が
必ずしも吸気弁および排気弁が共に開弁しているいわゆ
るオーバラップ期間に排気弁部に到達しないため以下の
問題を解決することができない。
必ずしも吸気弁および排気弁が共に開弁しているいわゆ
るオーバラップ期間に排気弁部に到達しないため以下の
問題を解決することができない。
すなわち、シリンダ内に残留する既燃ガスがオーバラ
ップ期間内において吸気ポート内に逆流すると吸気行程
時における実質吸入空気量が減少し斯くして吸気効率が
低下するという問題がある。
ップ期間内において吸気ポート内に逆流すると吸気行程
時における実質吸入空気量が減少し斯くして吸気効率が
低下するという問題がある。
特に内燃機関が、オーバラップ期間の大小を変更する
オーバラップ期間変更機構を備えている場合、オーバラ
ップ期間が比較的長くされると、吸気ポート内に多量の
既燃ガスが逆流するようになり、その結果吸気効率がさ
らに低下するという問題点がある。
オーバラップ期間変更機構を備えている場合、オーバラ
ップ期間が比較的長くされると、吸気ポート内に多量の
既燃ガスが逆流するようになり、その結果吸気効率がさ
らに低下するという問題点がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば、２つの
機関排気通路に断面急拡大部を設け、該断面急拡大部よ
り上流位置で前記２つの機関排気通路を連通管によって
相互に接続し、該連通管内に該連通管を開閉する制御弁
を配置し、機関排気通路内の排気脈動による負圧波が吸
気弁および排気弁が共に開弁しているオーバラップ期間
内に排気弁部に到達するように前記断面急拡大部の位置
および前記連通管による２つの機関排気通路の接続位置
を決定しかつ前記制御弁の開閉制御を行なうようにした
内燃機関の排気系において、前記内燃機関が、吸気弁と
排気弁とのうち少なくとも一方の開弁時期を変更するこ
とによりオーバラップ期間を変更するオーバラップ期間
変更機構を具備しており、該オーバラップ期間変更機構
により定められるオーバラップ期間に応じて前記制御弁
の開閉制御を行うようにしている。
機関排気通路に断面急拡大部を設け、該断面急拡大部よ
り上流位置で前記２つの機関排気通路を連通管によって
相互に接続し、該連通管内に該連通管を開閉する制御弁
を配置し、機関排気通路内の排気脈動による負圧波が吸
気弁および排気弁が共に開弁しているオーバラップ期間
内に排気弁部に到達するように前記断面急拡大部の位置
および前記連通管による２つの機関排気通路の接続位置
を決定しかつ前記制御弁の開閉制御を行なうようにした
内燃機関の排気系において、前記内燃機関が、吸気弁と
排気弁とのうち少なくとも一方の開弁時期を変更するこ
とによりオーバラップ期間を変更するオーバラップ期間
変更機構を具備しており、該オーバラップ期間変更機構
により定められるオーバラップ期間に応じて前記制御弁
の開閉制御を行うようにしている。
吸気弁および排気弁が開弁しているいわゆるオーバラ
ップ期間の大小にかかわらず負圧波がオーバラップ期間
内に排気弁部に到達するために、オーバラップ期間にお
いてシリンダ内の既燃ガスが排気ポート内に吸い出され
吸気ポート内に逆流することがない。
ップ期間の大小にかかわらず負圧波がオーバラップ期間
内に排気弁部に到達するために、オーバラップ期間にお
いてシリンダ内の既燃ガスが排気ポート内に吸い出され
吸気ポート内に逆流することがない。
第１図には本考案の排気系の一実施例を採用した４気
筒内燃機関の全体図を示す。第１図を参照すると、１〜
４は第１〜第４気筒、５は吸気管、６は吸気管５内に配
置されたスロットル弁、７〜10は第１〜第４気筒に夫々
接続された第１〜第４排気枝管、11は吸気弁開閉時期制
御装置を夫々示す。第１排気枝管７と第４排気枝管10と
が合流して第１合流管12となり、第２排気枝管８と第３
排気枝管９とが合流して第２合流管13となる。
筒内燃機関の全体図を示す。第１図を参照すると、１〜
４は第１〜第４気筒、５は吸気管、６は吸気管５内に配
置されたスロットル弁、７〜10は第１〜第４気筒に夫々
接続された第１〜第４排気枝管、11は吸気弁開閉時期制
御装置を夫々示す。第１排気枝管７と第４排気枝管10と
が合流して第１合流管12となり、第２排気枝管８と第３
排気枝管９とが合流して第２合流管13となる。
第１合流管12と第２合流管13とは集合部14で合流して
排気本管15となり、さらに排気本管15は２つの分岐管1
6,17に分岐される。排気本管15の断面積は第１および第
２合流管12,13の各断面積の約２倍とされ、従って集合
部14では断面積が急激に拡大され断面急拡大部となって
いる。このため、集合部14で排気脈動が反射され負圧波
が発生する。第１合流管12と第２合流管13とは途中で連
通管18によって接続され、この連通管18には連通管18を
開閉する制御弁19が配置される。制御弁19が開弁される
と第１合流管12は連通管18を介して第２合流管13にも連
通されるため第１合流管12の断面積は連通管18接続部で
実質的にほぼ２倍となり断面積が急激に拡大されること
となる。これは第２合流管13についても同様である。従
って制御弁19が開弁されると連通管18接続部において排
気脈動が反射され負圧波が発生する。
排気本管15となり、さらに排気本管15は２つの分岐管1
6,17に分岐される。排気本管15の断面積は第１および第
２合流管12,13の各断面積の約２倍とされ、従って集合
部14では断面積が急激に拡大され断面急拡大部となって
いる。このため、集合部14で排気脈動が反射され負圧波
が発生する。第１合流管12と第２合流管13とは途中で連
通管18によって接続され、この連通管18には連通管18を
開閉する制御弁19が配置される。制御弁19が開弁される
と第１合流管12は連通管18を介して第２合流管13にも連
通されるため第１合流管12の断面積は連通管18接続部で
実質的にほぼ２倍となり断面積が急激に拡大されること
となる。これは第２合流管13についても同様である。従
って制御弁19が開弁されると連通管18接続部において排
気脈動が反射され負圧波が発生する。
すなわち、制御弁19閉弁時においては断面急拡大部で
ある集合部14において排気脈動が反射され負圧波となっ
てシリンダ内に伝播していく。一方、制御弁19開弁時に
おいては連通管18接続部において排気脈動が反射され負
圧波となってシリンダ内に伝播していく。この場合排気
脈動のエネルギの大部分は連通管18接続部で反射される
ため、集合部14で反射されて発生する負圧波は非常に小
さくなるため実質的な影響を及ぼさない。
ある集合部14において排気脈動が反射され負圧波となっ
てシリンダ内に伝播していく。一方、制御弁19開弁時に
おいては連通管18接続部において排気脈動が反射され負
圧波となってシリンダ内に伝播していく。この場合排気
脈動のエネルギの大部分は連通管18接続部で反射される
ため、集合部14で反射されて発生する負圧波は非常に小
さくなるため実質的な影響を及ぼさない。
集合部14直前の第１および第２合流管12,13には触媒2
0,21が夫々配置され、排気本管15の下流にはサブマフラ
22が配置される。また、分岐管16,17には夫々メインマ
フラ23,24が配置される。サブマフラ22およびメインマ
フラ23,24は大容量とされ、これによって排気系路の平
均背圧を低下することができる。各気筒１〜４の各排気
弁（図示せず）から集合部14までの各排気経路の長さ
は、機関低速運転時において負圧波が排気弁閉弁時近傍
のオーバラップ期間に排気弁部に到達するように決定さ
れている。一方各排気弁から連通管18接続部までの排気
経路の長さは、機関中速運転時において負圧波が排気弁
閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁部に到達するよ
うに決定されており、排気弁から集合部14までの排気経
路の長さの約1/2である。
0,21が夫々配置され、排気本管15の下流にはサブマフラ
22が配置される。また、分岐管16,17には夫々メインマ
フラ23,24が配置される。サブマフラ22およびメインマ
フラ23,24は大容量とされ、これによって排気系路の平
均背圧を低下することができる。各気筒１〜４の各排気
弁（図示せず）から集合部14までの各排気経路の長さ
は、機関低速運転時において負圧波が排気弁閉弁時近傍
のオーバラップ期間に排気弁部に到達するように決定さ
れている。一方各排気弁から連通管18接続部までの排気
経路の長さは、機関中速運転時において負圧波が排気弁
閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁部に到達するよ
うに決定されており、排気弁から集合部14までの排気経
路の長さの約1/2である。
第１図において、電子制御ユニット30はディジタルコ
ンピュータからなり、双方向性バス31によって相互に接
続されたROM（リードオンリメモリ）32、RAM（ランダム
アクセスメモリ）33、CPU（マイクロプロセッサ）34、
入力ポート35および出力ポート36を具備する。機関回転
数を検出する回転数センサ40は入力ポート35に接続され
る。また吸気管５内の絶対圧を検出する絶対圧センサ41
はAD変換器37を介して入力ポート35に接続される。一
方、出力ポート36は各駆動回路38,39を介して夫々制御
弁19および吸気弁開閉時期制御装置11に接続される。
ンピュータからなり、双方向性バス31によって相互に接
続されたROM（リードオンリメモリ）32、RAM（ランダム
アクセスメモリ）33、CPU（マイクロプロセッサ）34、
入力ポート35および出力ポート36を具備する。機関回転
数を検出する回転数センサ40は入力ポート35に接続され
る。また吸気管５内の絶対圧を検出する絶対圧センサ41
はAD変換器37を介して入力ポート35に接続される。一
方、出力ポート36は各駆動回路38,39を介して夫々制御
弁19および吸気弁開閉時期制御装置11に接続される。
第５図には機関回転数NEと機関負荷を表わす吸気管絶
対圧Ｐとによって通常タイミング領域と早期タイミング
領域とを示す。第５図を参照すると、高負荷かつ低・中
回転領域には早期タイミングとされ、その他の運転領域
では通常タイミングとされる。
対圧Ｐとによって通常タイミング領域と早期タイミング
領域とを示す。第５図を参照すると、高負荷かつ低・中
回転領域には早期タイミングとされ、その他の運転領域
では通常タイミングとされる。
第２図には吸気弁開閉時期制御装置11を示す。第２図
は参照すると、41はカムシャフト、42はカムプーリ、43
はケーシングを夫々示す。カムシャフト41の図示しない
右方には吸気弁（図示せず）を開閉するためのカムが形
成される。従ってカムシャフト41が回転することによっ
て吸気弁は開閉される。カムプーリ42の外周面上には図
示しない歯付ベルトと噛合する歯42aが形成され、これ
によりカムプーリ42は歯付ベルトを介して機関クランク
シャフト（図示せず）によって駆動される。カムプーリ
42の内周部42bは円筒状に形成され、従って以下円筒状
部と称する。この円筒状部42b内にはカムシャフト41が
嵌入され、カムシャフト41とカムプーリ42とは相対的に
回転変位可能とされている。カムシャフト41の左端部に
はボルト44によってケーシング43が締結され、カムシャ
フト41とケーシング43とはこれらの間に配置されたキー
45によって一体回転可能とされている。ケーシング43は
カップ状に形成されており、カムプーリ42の円筒状部42
b外周面42cとケーシング43の内周面43aとが対向するよ
うに配置される。このためカムプーリ42の円筒状部42b
外周面42cとケーシング43の内周面43aとの間にほぼ円環
状のピストン室46が区画形成される。ピストン室46内に
はほぼ円感情のパワーピストン47がカムシャフト41の軸
線方向に摺動変位可能に配置され、これによってピスト
ン室46はパワーピストン47の左側に形成される圧力室46
aとパワーピストン47の右側に形成されるばね室46bとに
分離される。パワーピストン47は断面「コ」字状に形成
され、「コ」字状の凹部47aがばね室46bに開口するよう
に配置される。ばね室46b内には圧縮コイルばね48が配
置されパワーピストン47を図中左方向に常時付勢してい
る。パワーピストン47の内周面47bの右方部はカムプー
リ円筒状部42bの外周面42cに接しており、パワーピスト
ン47内周面47b左方部にはヘリカルギア47cが形成され、
カムプーリ円筒状部42b外周面42c上に形成されたヘリカ
ムギア42dと噛合している。これによってカムプーリ42
の回転力がパワーピストン47に伝達される。パワーピス
トン47の外周面47dの右方部とケーシング43の内周面43a
との間にはシールリング49が配置されオイルの漏れを防
止している。またパワーピストン47の外周面47d左方部
にはヘリカルギア47cと同じ向きに傾斜するヘリカルギ
ア47eが形成され、ケーシング43内周面43a上に形成され
たヘリカルギア43bと噛合する。これによってパワーピ
ストン47の回転力はケーシング43に伝達される。ばね室
46bの下方部はドレン通路50および51を介して図示しな
いオイルパンに接続される。一方、圧力室46aはオイル
通路52を介して切換弁53に接続される。ケーシング43の
端部外周面とカムプーリ42の間には軸受54が配置され、
これによってケーシング43とカムプーリ42とは相対的に
回転変位可能とされている。またケーシング43の外周面
には一側面上に凹凸を有するビスカスダンパ要素55が固
定され、カムプーリ42にはビスカスダンパ要素55に対向
して配置されたビスカスダンパ要素55の凹凸と互いに小
さな隙間を有して噛合する凹凸を有するビスカスダンパ
要素56が固定されている。これらビスカスダンパ要素55
および56の間にはシリコンオイルが満たされており、こ
れによってビスカスダンパ57を構成している。
は参照すると、41はカムシャフト、42はカムプーリ、43
はケーシングを夫々示す。カムシャフト41の図示しない
右方には吸気弁（図示せず）を開閉するためのカムが形
成される。従ってカムシャフト41が回転することによっ
て吸気弁は開閉される。カムプーリ42の外周面上には図
示しない歯付ベルトと噛合する歯42aが形成され、これ
によりカムプーリ42は歯付ベルトを介して機関クランク
シャフト（図示せず）によって駆動される。カムプーリ
42の内周部42bは円筒状に形成され、従って以下円筒状
部と称する。この円筒状部42b内にはカムシャフト41が
嵌入され、カムシャフト41とカムプーリ42とは相対的に
回転変位可能とされている。カムシャフト41の左端部に
はボルト44によってケーシング43が締結され、カムシャ
フト41とケーシング43とはこれらの間に配置されたキー
45によって一体回転可能とされている。ケーシング43は
カップ状に形成されており、カムプーリ42の円筒状部42
b外周面42cとケーシング43の内周面43aとが対向するよ
うに配置される。このためカムプーリ42の円筒状部42b
外周面42cとケーシング43の内周面43aとの間にほぼ円環
状のピストン室46が区画形成される。ピストン室46内に
はほぼ円感情のパワーピストン47がカムシャフト41の軸
線方向に摺動変位可能に配置され、これによってピスト
ン室46はパワーピストン47の左側に形成される圧力室46
aとパワーピストン47の右側に形成されるばね室46bとに
分離される。パワーピストン47は断面「コ」字状に形成
され、「コ」字状の凹部47aがばね室46bに開口するよう
に配置される。ばね室46b内には圧縮コイルばね48が配
置されパワーピストン47を図中左方向に常時付勢してい
る。パワーピストン47の内周面47bの右方部はカムプー
リ円筒状部42bの外周面42cに接しており、パワーピスト
ン47内周面47b左方部にはヘリカルギア47cが形成され、
カムプーリ円筒状部42b外周面42c上に形成されたヘリカ
ムギア42dと噛合している。これによってカムプーリ42
の回転力がパワーピストン47に伝達される。パワーピス
トン47の外周面47dの右方部とケーシング43の内周面43a
との間にはシールリング49が配置されオイルの漏れを防
止している。またパワーピストン47の外周面47d左方部
にはヘリカルギア47cと同じ向きに傾斜するヘリカルギ
ア47eが形成され、ケーシング43内周面43a上に形成され
たヘリカルギア43bと噛合する。これによってパワーピ
ストン47の回転力はケーシング43に伝達される。ばね室
46bの下方部はドレン通路50および51を介して図示しな
いオイルパンに接続される。一方、圧力室46aはオイル
通路52を介して切換弁53に接続される。ケーシング43の
端部外周面とカムプーリ42の間には軸受54が配置され、
これによってケーシング43とカムプーリ42とは相対的に
回転変位可能とされている。またケーシング43の外周面
には一側面上に凹凸を有するビスカスダンパ要素55が固
定され、カムプーリ42にはビスカスダンパ要素55に対向
して配置されたビスカスダンパ要素55の凹凸と互いに小
さな隙間を有して噛合する凹凸を有するビスカスダンパ
要素56が固定されている。これらビスカスダンパ要素55
および56の間にはシリコンオイルが満たされており、こ
れによってビスカスダンパ57を構成している。
図示しない歯付ベルトによってカムプーリ42が回転駆
動されると、カムプーリ42の回転力はパワーピストン47
およびケーシング43を介してカムシャフト41に伝達され
る。
動されると、カムプーリ42の回転力はパワーピストン47
およびケーシング43を介してカムシャフト41に伝達され
る。
切換弁53はオイル供給通路58を介して図示しない加圧
オイル供給源に接続され、またオイル返戻通路59を介し
て図示しないオイルパンに接続される。切換弁53は駆動
回路39に接続され電子制御ユニット30（第１図参照）に
よって制御される。切換弁53はオンされるとオイル通路
52がオイル供給通路58に連通され、これによって圧力室
46a内に加圧されたエンジンオイルが供給される。圧力
室46a内に加圧オイルが供給されるとパワーピストン47
の左側面に加圧オイルによる圧力を受けるため、パワー
ピストン47は圧縮コイルばね48のばね力に抗して図中右
方向に変位する。パワーピストン47が図中右方向に変位
すると、ヘリカルギア42dと47cによってパワーピストン
47はカムプーリ42に対してカムプーリ42の回転方向に向
かって相対的に回転変位せしめられ、さらにヘリカルギ
ア47eと43bによってケーシング43はパワーピストン47に
対してパワーピストン47の回転方向に向かって相対的に
回転変位せしめられる。従ってパワーピストン47が図中
右方向に変位するとカムシャフト41がカムプーリ42に対
してカムプーリ42の回転方向に、パワーピストン47の回
転変位量とケーシング43の回転変位量の和だけ相対的に
回転変位することとなる。このため図示しない吸気弁の
開弁時期および閉弁時期がカムシャフトの回転変位量に
応じて早められることになる。パワーピストン47がピス
トン室46の右端位置にあるとき、早期タイミングと称す
る。
オイル供給源に接続され、またオイル返戻通路59を介し
て図示しないオイルパンに接続される。切換弁53は駆動
回路39に接続され電子制御ユニット30（第１図参照）に
よって制御される。切換弁53はオンされるとオイル通路
52がオイル供給通路58に連通され、これによって圧力室
46a内に加圧されたエンジンオイルが供給される。圧力
室46a内に加圧オイルが供給されるとパワーピストン47
の左側面に加圧オイルによる圧力を受けるため、パワー
ピストン47は圧縮コイルばね48のばね力に抗して図中右
方向に変位する。パワーピストン47が図中右方向に変位
すると、ヘリカルギア42dと47cによってパワーピストン
47はカムプーリ42に対してカムプーリ42の回転方向に向
かって相対的に回転変位せしめられ、さらにヘリカルギ
ア47eと43bによってケーシング43はパワーピストン47に
対してパワーピストン47の回転方向に向かって相対的に
回転変位せしめられる。従ってパワーピストン47が図中
右方向に変位するとカムシャフト41がカムプーリ42に対
してカムプーリ42の回転方向に、パワーピストン47の回
転変位量とケーシング43の回転変位量の和だけ相対的に
回転変位することとなる。このため図示しない吸気弁の
開弁時期および閉弁時期がカムシャフトの回転変位量に
応じて早められることになる。パワーピストン47がピス
トン室46の右端位置にあるとき、早期タイミングと称す
る。
一方、切換弁53がオフされるとオイル通路52はオイル
返戻通路59に連通され、これによって圧力室46a内の加
圧オイルはオイル返戻通路59を介してオイルパンに返戻
される。このため圧力室46a内からオイルが流出して圧
力が低下するため、パワーピストン47は圧縮コイルばね
48によって第１図に示す位置まで図中左方向に変位す
る。パワーピストン47が図中左方向に変位すると、前述
と逆の動作によってカムシャフト41はカムプーリ42に対
してカムプーリ42の回転方向と反対方向に相対的に回転
変位することとなる。このため図示しない吸気弁の開弁
時期および閉弁時期が早期タイミングより遅れることと
なる。パワーピストン47が第１図に示す位置にあると
き、通常タイミングと称する。
返戻通路59に連通され、これによって圧力室46a内の加
圧オイルはオイル返戻通路59を介してオイルパンに返戻
される。このため圧力室46a内からオイルが流出して圧
力が低下するため、パワーピストン47は圧縮コイルばね
48によって第１図に示す位置まで図中左方向に変位す
る。パワーピストン47が図中左方向に変位すると、前述
と逆の動作によってカムシャフト41はカムプーリ42に対
してカムプーリ42の回転方向と反対方向に相対的に回転
変位することとなる。このため図示しない吸気弁の開弁
時期および閉弁時期が早期タイミングより遅れることと
なる。パワーピストン47が第１図に示す位置にあると
き、通常タイミングと称する。
第３図には通常タイミングおよび早期タイミングにお
ける吸気弁の開閉弁時期、および排気弁の開閉弁時期を
示す。第３図を参照すると、吸気弁は通常タイミングに
おいては、例えば排気上死点前10度（ION）で開弁され
吸気下死点後60度（ICN）で閉弁される。一方、早期タ
イミングにおいては、例えば排気上死点前40度（IOF）
で開弁され吸気下死点後30度（ICF）で閉弁される。一
方、排気弁の開閉弁時期は変更されず、例えば排気下死
点前60度（EO）が開弁され排気上死点後10度（EC）で閉
弁される。第４図には吸気弁および排気弁開閉弁時期を
弁リフト量との関係で示す。
ける吸気弁の開閉弁時期、および排気弁の開閉弁時期を
示す。第３図を参照すると、吸気弁は通常タイミングに
おいては、例えば排気上死点前10度（ION）で開弁され
吸気下死点後60度（ICN）で閉弁される。一方、早期タ
イミングにおいては、例えば排気上死点前40度（IOF）
で開弁され吸気下死点後30度（ICF）で閉弁される。一
方、排気弁の開閉弁時期は変更されず、例えば排気下死
点前60度（EO）が開弁され排気上死点後10度（EC）で閉
弁される。第４図には吸気弁および排気弁開閉弁時期を
弁リフト量との関係で示す。
ところで第３図および第４図に示すように、吸気弁お
よび排気弁が共に開弁しているオーバラップ期間におい
ては、シリンダ内に残留している既燃ガスが吸気ポート
内に逆流すると吸気行程時における実質吸入空気量が減
少し斯くして吸気効率が低下するという問題がある。
よび排気弁が共に開弁しているオーバラップ期間におい
ては、シリンダ内に残留している既燃ガスが吸気ポート
内に逆流すると吸気行程時における実質吸入空気量が減
少し斯くして吸気効率が低下するという問題がある。
特に早期タイミングにおいてはオーバラップ期間TOが
長くなるため既燃ガスが多量に吸気ポート内に逆流して
吸気効率が大幅に低下するおそれがある。
長くなるため既燃ガスが多量に吸気ポート内に逆流して
吸気効率が大幅に低下するおそれがある。
そこで本実施例では早期タイミング時において、低速
運転の場合には制御弁19を閉弁せしめることによって排
気脈動を集合部14で反射せしめ、斯くして負圧波が排気
弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁部に到達する
ようにしている。機関回転数の上昇に伴ない負圧波が排
気弁部に到達する時期が遅れるため、中速運転時には制
御弁19を開弁せしめて連通管18接続部において排気脈動
を反射せしめる。これによって中速運転時においても排
気弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に負圧波を排気弁部
に到達せしめることができる。このように、オーバラッ
プ期間の長くなる早期タイミング時に、機関低速および
中速運転時においても負圧波を排気弁閉弁時近傍のオー
バラップ期間に排気弁部に到達せしめることができるた
め、この負圧によってシリンダ内の既燃ガスが排気ポー
トに吸い出され吸気ポートからシリンダ内に流入する新
気量が増大する。この結果吸気効率が向上し機関出力を
大幅に向上せしめることができる。また、吸気ポートか
らシリンダ内に流入する新気による掃気によってシリン
ダ内のガス温度が低下するためノッキングの発生を抑制
することができる。
運転の場合には制御弁19を閉弁せしめることによって排
気脈動を集合部14で反射せしめ、斯くして負圧波が排気
弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁部に到達する
ようにしている。機関回転数の上昇に伴ない負圧波が排
気弁部に到達する時期が遅れるため、中速運転時には制
御弁19を開弁せしめて連通管18接続部において排気脈動
を反射せしめる。これによって中速運転時においても排
気弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に負圧波を排気弁部
に到達せしめることができる。このように、オーバラッ
プ期間の長くなる早期タイミング時に、機関低速および
中速運転時においても負圧波を排気弁閉弁時近傍のオー
バラップ期間に排気弁部に到達せしめることができるた
め、この負圧によってシリンダ内の既燃ガスが排気ポー
トに吸い出され吸気ポートからシリンダ内に流入する新
気量が増大する。この結果吸気効率が向上し機関出力を
大幅に向上せしめることができる。また、吸気ポートか
らシリンダ内に流入する新気による掃気によってシリン
ダ内のガス温度が低下するためノッキングの発生を抑制
することができる。
第６図には吸気弁開閉時期制御装置11および制御弁19
を制御するためのルーチンを示す。このルーチンは一定
時間毎に割込みによって実行される。
を制御するためのルーチンを示す。このルーチンは一定
時間毎に割込みによって実行される。
第６図を参照すると、まずステップ70において吸気管
絶対圧力Ｐが予め定められた圧力PH以上か否か、すなわ
ち機関負荷が高負荷か否か判定される。ステップ71では
機関回転数NEが例えば4400rpm以下か否か判定される。
ステップ70およびステップ71のうちいずれか一方におい
て否定判定されるとステップ72に進み吸気弁開閉時期が
通常タイミングとされ、また制御弁19が開弁せしめられ
る。本実施例では吸気弁開閉時期が通常タイミングの場
合には制御弁19を開弁状態とし機関中速運転時において
負圧波が排気弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁
部に到達するようにしている。これは、通常タイミング
領域においては早期タイミング領域に比べてオーバラッ
プ期間が短かいため、早期タイミング領域における程大
きな効果が得られないため制御弁19を開弁状態に維持し
ているのであるが、通常タイミング領域においても早期
タイミング領域と同様に制御弁19を制御してもよく、こ
の場合にも吸気効率を向上せしめることができる。
絶対圧力Ｐが予め定められた圧力PH以上か否か、すなわ
ち機関負荷が高負荷か否か判定される。ステップ71では
機関回転数NEが例えば4400rpm以下か否か判定される。
ステップ70およびステップ71のうちいずれか一方におい
て否定判定されるとステップ72に進み吸気弁開閉時期が
通常タイミングとされ、また制御弁19が開弁せしめられ
る。本実施例では吸気弁開閉時期が通常タイミングの場
合には制御弁19を開弁状態とし機関中速運転時において
負圧波が排気弁閉弁時近傍のオーバラップ期間に排気弁
部に到達するようにしている。これは、通常タイミング
領域においては早期タイミング領域に比べてオーバラッ
プ期間が短かいため、早期タイミング領域における程大
きな効果が得られないため制御弁19を開弁状態に維持し
ているのであるが、通常タイミング領域においても早期
タイミング領域と同様に制御弁19を制御してもよく、こ
の場合にも吸気効率を向上せしめることができる。
ステップ70およびステップ71の両者において肯定判定
された場合にはステップ73に進み吸気弁開閉時期は早期
タイミングとされる。ステップ74では機関回転数NEが34
00rpm以下か否か判定される。NE≦3400rpmのとき、すな
わち低速運転時においてはステップ75に進み制御弁19が
閉弁せしめられ集合部14において排気脈動が反射せしめ
られる。一方、ステップ74において否定判定された場
合、すなわち中速運転時と判定された場合にはステップ
76に進み制御弁19が開弁せしめられる。これにより排気
脈動は連通管18接続部で反射されることになる。
された場合にはステップ73に進み吸気弁開閉時期は早期
タイミングとされる。ステップ74では機関回転数NEが34
00rpm以下か否か判定される。NE≦3400rpmのとき、すな
わち低速運転時においてはステップ75に進み制御弁19が
閉弁せしめられ集合部14において排気脈動が反射せしめ
られる。一方、ステップ74において否定判定された場
合、すなわち中速運転時と判定された場合にはステップ
76に進み制御弁19が開弁せしめられる。これにより排気
脈動は連通管18接続部で反射されることになる。
第７図には排気弁から排気脈動反射位置までの排気経
路長さと低速運転時における機関トルクとの関係の実験
値を示す。排気経路長さのL1は連通管18接続部に対応す
る位置であって制御弁19を開弁したときに相当し、L2は
集合部14に対応する位置であって制御弁19を閉弁したと
きに相当する。低速運転時においては、早期タイミング
時に排気経路長さをL2まで長くする（制御弁19を閉弁す
る）ことによってトルクを大幅に向上することができ
る。一方、通常タイミングにおいては排気経路長さがL1
（制御弁19開弁）よりL2の方が若干良いが、本実施例で
は通常タイミング時には制御弁19を開弁状態としてい
る。なお前述のように通常タイミング時においても低速
運転時には制御弁19を閉弁する（排気経路長さをL2とす
る）ことによって機関性能をさらに向上することができ
る。
路長さと低速運転時における機関トルクとの関係の実験
値を示す。排気経路長さのL1は連通管18接続部に対応す
る位置であって制御弁19を開弁したときに相当し、L2は
集合部14に対応する位置であって制御弁19を閉弁したと
きに相当する。低速運転時においては、早期タイミング
時に排気経路長さをL2まで長くする（制御弁19を閉弁す
る）ことによってトルクを大幅に向上することができ
る。一方、通常タイミングにおいては排気経路長さがL1
（制御弁19開弁）よりL2の方が若干良いが、本実施例で
は通常タイミング時には制御弁19を開弁状態としてい
る。なお前述のように通常タイミング時においても低速
運転時には制御弁19を閉弁する（排気経路長さをL2とす
る）ことによって機関性能をさらに向上することができ
る。
第８図には排気経路長さと最高出力（中速運転時）と
の関係の実験値を示す。早期タイミング時には排気経路
長さをL1にする（制御弁19を開弁する）ことによって最
高出力を大幅に増大させることができる。一方、通常タ
イミングにおいては排気経路長さがL2よりL1の方が若干
良い。
の関係の実験値を示す。早期タイミング時には排気経路
長さをL1にする（制御弁19を開弁する）ことによって最
高出力を大幅に増大させることができる。一方、通常タ
イミングにおいては排気経路長さがL2よりL1の方が若干
良い。
第９図には本実施例と従来例のトルクを示している。
機関回転数の全範囲において本実施例では従来例に対し
機関性能を大幅に向上することができる。
機関回転数の全範囲において本実施例では従来例に対し
機関性能を大幅に向上することができる。
なお、本実施例では連通管18を１つだけ設けている
が、連通管18を複数設けてより細かい制御をすることに
よりさらに機関性能を向上することができる。
が、連通管18を複数設けてより細かい制御をすることに
よりさらに機関性能を向上することができる。
また、本実施例では断面急拡大部を集合部14としてい
るが、第１および第２合流管12,13を集合させることな
く夫々に断面急拡大部を設けてもよい。
るが、第１および第２合流管12,13を集合させることな
く夫々に断面急拡大部を設けてもよい。
オーバラップ期間の大小にかかわらずオーバラップ期
間において既燃ガスが吸気ポート内に逆流することがな
いため、オーバラップ期間の大小にかかわらず吸気効率
を向上せしめることができる。
間において既燃ガスが吸気ポート内に逆流することがな
いため、オーバラップ期間の大小にかかわらず吸気効率
を向上せしめることができる。
第１図は本発明の排気系の一実施例を採用した４気筒内
燃機関の全体図、第２図は吸気弁開閉時期制御装置の縦
断面図、第３図および第４図は吸気弁および排気弁の開
閉弁時期を示す線図、第５図は吸気弁開閉時期制御装置
および制御弁の切換領域を示す線図、第６図は吸気弁開
閉時期制御装置および制御弁を制御するためのフローチ
ャート、第７図は排気経路長さと低速時トルクとの関係
を示す線図、第８図は排気経路長さと最高出力との関係
を示す線図、第９図は本実施例と従来例のトルクを示す
線図である。 12……第１合流管、13……第２合流管、 14……集合部、18……連通管、 19……制御弁。
燃機関の全体図、第２図は吸気弁開閉時期制御装置の縦
断面図、第３図および第４図は吸気弁および排気弁の開
閉弁時期を示す線図、第５図は吸気弁開閉時期制御装置
および制御弁の切換領域を示す線図、第６図は吸気弁開
閉時期制御装置および制御弁を制御するためのフローチ
ャート、第７図は排気経路長さと低速時トルクとの関係
を示す線図、第８図は排気経路長さと最高出力との関係
を示す線図、第９図は本実施例と従来例のトルクを示す
線図である。 12……第１合流管、13……第２合流管、 14……集合部、18……連通管、 19……制御弁。
Claims (1)
- 【請求項１】２つの機関排気通路に断面急拡大部を設
け、該断面急拡大部より上流位置で前記２つの機関排気
通路を連通管によって相互に接続し、該連通管内に該連
通管を開閉する制御弁を配置し、機関排気通路内の排気
脈動による負圧波が吸気弁および排気弁が共に開弁して
いるオーバラップ期間内に排気弁部に到達するように前
記断面急拡大部の位置および前記連通管による２つの機
関排気通路の接続位置を決定しかつ前記制御弁の開閉制
御を行なうようにした内燃機関の排気系において、前記
内燃機関が、吸気弁と排気弁とのうち少なくとも一方の
開弁時期を変更することによりオーバラップ期間を変更
するオーバラップ期間変更機構を具備しており、該オー
バラップ期間変更機構により定められるオーバラップ期
間に応じて前記制御弁の開閉制御を行うようにした排気
系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023638A JP2586164B2 (ja) | 1990-02-03 | 1990-02-03 | 内燃機関の排気系 |
| US07/646,206 US5134850A (en) | 1990-02-03 | 1991-01-28 | Exhaust system of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023638A JP2586164B2 (ja) | 1990-02-03 | 1990-02-03 | 内燃機関の排気系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03229918A JPH03229918A (ja) | 1991-10-11 |
| JP2586164B2 true JP2586164B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=12116116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023638A Expired - Fee Related JP2586164B2 (ja) | 1990-02-03 | 1990-02-03 | 内燃機関の排気系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2586164B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2267310B (en) * | 1992-05-27 | 1996-04-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | System for controlling a valve mechanism for an internal combustion engine |
| US5946908A (en) * | 1996-01-17 | 1999-09-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine control and wall temperature sensor |
| DE19840096A1 (de) * | 1998-09-03 | 2000-03-09 | Porsche Ag | Abgasanlage einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine |
| JP2002317678A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-10-31 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気系異常検出装置 |
| FR2824105A1 (fr) * | 2001-04-25 | 2002-10-31 | Faurecia Sys Echappement | Ligne d'echappement pour un moteur thermique et groupe de motorisation la comportant |
| DE10231056A1 (de) * | 2002-07-10 | 2004-02-05 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Abgasanlage |
| US7347045B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-03-25 | Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. | Motorcycle dynamic exhaust system |
| JP2006029224A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Toyota Motor Corp | 過給器付エンジンの排気装置 |
| EP1628014B1 (en) * | 2004-08-19 | 2014-12-03 | Perkins Engines Company Limited | Exhaust manifold arrangement |
| DE102005052619B4 (de) * | 2005-11-02 | 2012-10-18 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Schalldämpfer für eine Abgasanlage |
| JP5015646B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-08-29 | 本田技研工業株式会社 | 自動２輪車用排気装置 |
| DE102007026812A1 (de) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Abgasanlage |
| JP5471720B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-04-16 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気装置 |
| JP5910034B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2016-04-27 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気装置 |
| JP5998503B2 (ja) * | 2012-02-07 | 2016-09-28 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの吸排気装置 |
| JP5998524B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-09-28 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気装置 |
| EP2657494A1 (de) * | 2012-04-23 | 2013-10-30 | Ford Global Technologies, LLC | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit die mindestens zwei Zylinder trennendem Wandabschnitt |
| DE102019213132A1 (de) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Betreiben eines Wasserstoffverbrennungsmotors mit interner Abgasrückführung, Motorsystem, Kraftfahrzeug und Computerprogrammprodukt |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1755817A (en) * | 1927-04-30 | 1930-04-22 | Raymond H Dibley | Internal-combustion engine |
| IT1093715B (it) * | 1978-03-24 | 1985-07-26 | Alfa Romeo Spa | Variatore di fase della distribuzione per motore alternativo a combustione interna |
| DE2852736A1 (de) * | 1978-12-06 | 1980-06-19 | Daimler Benz Ag | An einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine angeordnete abgasanlage |
| JPS57148024A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | Hino Motors Ltd | Intake and exhaust for diesel engine |
| JPS57148023A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | Hino Motors Ltd | Intake or exhaust device for diesel engine |
| JPS6027710A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-12 | Mazda Motor Corp | エンジンのバルブタイミング制御装置 |
| JPS60128937A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-10 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の補機駆動装置 |
| JPS61145806A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | 三菱電機株式会社 | 感温材料 |
| JPH0629548B2 (ja) * | 1985-03-18 | 1994-04-20 | ヤマハ発動機株式会社 | 多気筒エンジンの排気装置 |
| JPH01262319A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-19 | Suzuki Motor Co Ltd | 四サイクル四気筒エンジンの排気装置 |
| US5050378A (en) * | 1989-04-14 | 1991-09-24 | Clemmens William B | Exhaust recharging of a four cycle internal combustion engine |
-
1990
- 1990-02-03 JP JP2023638A patent/JP2586164B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-28 US US07/646,206 patent/US5134850A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03229918A (ja) | 1991-10-11 |
| US5134850A (en) | 1992-08-04 |
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