JP2995200B2 - エンジンの給気装置 - Google Patents
エンジンの給気装置Info
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- JP2995200B2 JP2995200B2 JP23627090A JP23627090A JP2995200B2 JP 2995200 B2 JP2995200 B2 JP 2995200B2 JP 23627090 A JP23627090 A JP 23627090A JP 23627090 A JP23627090 A JP 23627090A JP 2995200 B2 JP2995200 B2 JP 2995200B2
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- air supply
- speed
- branch pipe
- low
- pipe
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジン、殊に多気筒エンジンに空気を供給
する給気装置に関するものである。
する給気装置に関するものである。
［従来の技術］ エンジンの給気弁が開いて空気がシリンダに流入する
とき、流入空気は質量と速度とをもっているためある慣
性を有しており、この慣性によりピストンが下死点に達
してシリンダの容積増加がなくなった後も流入を続ける
が、ピストンが上昇運動に転じるとシリンダ内圧力が上
昇して流入空気の流速が急激に低下してゼロとなるこ
と、および流入速度がゼロとなるシリンダ内圧力が最大
となったとき給気弁を閉じれば最大の充填効率が得られ
ることは周知である。また、給気管内を流れる空気の慣
性効果はエンジン回転速度の上昇に伴って増大するた
め、最大充填効率が得られる回転速度域は限定されてお
り、それよりも低速域では慣性効果が小さいために流入
空気は早目に流速ゼロとなって吸気弁が閉じる前に逆流
を開始して充填効率を低下させ、それよりも高速域では
空気流入時間が短かいために充分に流入する前に吸気弁
が閉じて充填効率を低下させることも良く知られている
事柄である。
とき、流入空気は質量と速度とをもっているためある慣
性を有しており、この慣性によりピストンが下死点に達
してシリンダの容積増加がなくなった後も流入を続ける
が、ピストンが上昇運動に転じるとシリンダ内圧力が上
昇して流入空気の流速が急激に低下してゼロとなるこ
と、および流入速度がゼロとなるシリンダ内圧力が最大
となったとき給気弁を閉じれば最大の充填効率が得られ
ることは周知である。また、給気管内を流れる空気の慣
性効果はエンジン回転速度の上昇に伴って増大するた
め、最大充填効率が得られる回転速度域は限定されてお
り、それよりも低速域では慣性効果が小さいために流入
空気は早目に流速ゼロとなって吸気弁が閉じる前に逆流
を開始して充填効率を低下させ、それよりも高速域では
空気流入時間が短かいために充分に流入する前に吸気弁
が閉じて充填効率を低下させることも良く知られている
事柄である。
エンジンのトルク曲線が低速および高速域で低い山状
になる理由は前述の充填効率特性によるものであり、こ
の特性を改善してエンジンの全回転速度域で高トルクを
得るため、即ち全回転速度域で高充填効率を得るため
に、給気管を互いに独立してシリンダに接続された低速
用と高速用の２系統に分け回転速度に応じて両者を切換
え使用する可変給気システムが一部のエンジンに採用さ
れている。
になる理由は前述の充填効率特性によるものであり、こ
の特性を改善してエンジンの全回転速度域で高トルクを
得るため、即ち全回転速度域で高充填効率を得るため
に、給気管を互いに独立してシリンダに接続された低速
用と高速用の２系統に分け回転速度に応じて両者を切換
え使用する可変給気システムが一部のエンジンに採用さ
れている。
しかしながら、低速用給気管と高速用給気管とを具え
た前記従来の可変給気システムは、吸気マニホルドのブ
ランチが２系統となっていて絞り弁下流の給気管容積が
大きいため、絞り弁が低開度で給気管内が高負圧である
無負荷時や部分負荷時におけるシリンダ内既燃ガスの給
気管への逆流量が多い。従って、吸入工程においてシリ
ンダに流入する既燃ガスに対する新気の割合が小さくな
ってアイドリングの不安定や部分負荷運転の不良を招く
などの問題をもっている。
た前記従来の可変給気システムは、吸気マニホルドのブ
ランチが２系統となっていて絞り弁下流の給気管容積が
大きいため、絞り弁が低開度で給気管内が高負圧である
無負荷時や部分負荷時におけるシリンダ内既燃ガスの給
気管への逆流量が多い。従って、吸入工程においてシリ
ンダに流入する既燃ガスに対する新気の割合が小さくな
ってアイドリングの不安定や部分負荷運転の不良を招く
などの問題をもっている。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題は、給気管を低速用と
高速用の２系統に分けて高トルク域の拡張を計った可変
給気システムが無負荷時および部分負荷時においてエン
ジン運転性能の低下を招く、という点である。
高速用の２系統に分けて高トルク域の拡張を計った可変
給気システムが無負荷時および部分負荷時においてエン
ジン運転性能の低下を招く、という点である。
即ち、本発明は可変給気システムにおいて無負荷時お
よび部分負荷時に良好なエンジン運転性を得ることを計
ったものである。尚、本発明では給気管が２系統である
ことを利用して高トルク域の拡張、軽負荷域での運転安
定性向上のほかに可変スワールによる燃費向上を計っ
た。
よび部分負荷時に良好なエンジン運転性を得ることを計
ったものである。尚、本発明では給気管が２系統である
ことを利用して高トルク域の拡張、軽負荷域での運転安
定性向上のほかに可変スワールによる燃費向上を計っ
た。
［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明が講じた手段は次の
通りである。
通りである。
即ち、吸気マニホルドが低速用給気管と高速用分岐管
とに分岐し、更にこれらがエンジンのシリンダ毎に低速
用給気枝管と高速用給気枝管とに分岐してシリンダに各
別に接続し、且つシリンダ毎の低速用給気枝管と高速用
給気枝管とを連通路によって連通させた。そして、高速
用給気管の入口附近に第一の給気制御弁を設け、高速用
給気枝管の連通路の上流側および下流側に第二の給気制
御弁およびスワール制御弁を設けた。
とに分岐し、更にこれらがエンジンのシリンダ毎に低速
用給気枝管と高速用給気枝管とに分岐してシリンダに各
別に接続し、且つシリンダ毎の低速用給気枝管と高速用
給気枝管とを連通路によって連通させた。そして、高速
用給気管の入口附近に第一の給気制御弁を設け、高速用
給気枝管の連通路の上流側および下流側に第二の給気制
御弁およびスワール制御弁を設けた。
第一、第二の給気制御弁は慣性効果の可変即ち高トル
ク域の拡張と給気管容積の可変即ち軽負荷域での運転性
向上とを実現させ、スワール制御弁は既知のように燃費
向上を実現させるものである。
ク域の拡張と給気管容積の可変即ち軽負荷域での運転性
向上とを実現させ、スワール制御弁は既知のように燃費
向上を実現させるものである。
尚、低速用給気枝管を高速用給気枝管よりも小径且つ
長大とすること、二つの給気制御弁を同時に開閉駆動す
ることが好ましい。
長大とすること、二つの給気制御弁を同時に開閉駆動す
ることが好ましい。
［作用］ 軽負荷域ではエンジンの回転速度に関係なく第一、第
二の給気制御弁とスワール制御弁とを閉弁しておくこと
により、低速用給気枝管のみで空気をシリンダに流入さ
せ強力なスワールを発生させ且つ給気管容積を小さくす
る。低速高負荷域では第一、第二の給気制御弁を閉弁し
スワール制御弁を開弁しておくことにより、空気流量を
増大させるとともに充填効率を向上させる。高速高負荷
域では第一、第二の給気制御弁とスワール制御弁とを開
弁しておくことにより、空気流量を更に増大させ高い充
填効率を得る。
二の給気制御弁とスワール制御弁とを閉弁しておくこと
により、低速用給気枝管のみで空気をシリンダに流入さ
せ強力なスワールを発生させ且つ給気管容積を小さくす
る。低速高負荷域では第一、第二の給気制御弁を閉弁し
スワール制御弁を開弁しておくことにより、空気流量を
増大させるとともに充填効率を向上させる。高速高負荷
域では第一、第二の給気制御弁とスワール制御弁とを開
弁しておくことにより、空気流量を更に増大させ高い充
填効率を得る。
［実施例］ 図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図示しないエアクリーナを通過した空気の流量を制御
してエンジン１の出力（回転速度）を制御する絞り弁７
を具えたスロットルボディ８の下流に吸気マニホルド９
が接続されている。エンジン１のシリンダ２は互いに独
立した低速用ポート３と高速用ポート５とを有しそれぞ
れ吸気弁４、６によって各別に開閉される。
してエンジン１の出力（回転速度）を制御する絞り弁７
を具えたスロットルボディ８の下流に吸気マニホルド９
が接続されている。エンジン１のシリンダ２は互いに独
立した低速用ポート３と高速用ポート５とを有しそれぞ
れ吸気弁４、６によって各別に開閉される。
吸気マニホルド９は低速用給気管10と高速用給気管12
とに分岐し、更にこれらはシリンダ２毎に低速用給気枝
管11と高速用給気枝管13とに分岐して低速用ポート３と
高速用ポート５とに接続されている。低速用給気枝管11
は高速用給気枝管13よりも小径且つ長大に形成されてお
り、エンジン１に近い個所でシリンダ２毎に連通路14に
よって互いに連通させられている。
とに分岐し、更にこれらはシリンダ２毎に低速用給気枝
管11と高速用給気枝管13とに分岐して低速用ポート３と
高速用ポート５とに接続されている。低速用給気枝管11
は高速用給気枝管13よりも小径且つ長大に形成されてお
り、エンジン１に近い個所でシリンダ２毎に連通路14に
よって互いに連通させられている。
また、高速用給気枝管13の集合部である高速用給気管
12の入口附近に第一の給気制御弁15が設置されていると
ともに、高速用給気枝管13の連通路14との接続個所の上
流側および下流側に第二の給気制御弁17およびスワール
制御弁19が設置されている。これらの制御弁15、17、19
は蝶形であって第二の給気制御弁17とスワール制御弁19
とはそれぞれ一本の弁軸18、20に取付けられて一斉に開
閉動作するようになっている。第一の給気制御弁15の弁
軸16と第二の給気制御弁17の弁軸18とはリンク機構21に
よって連結されていて、電磁石を有する電磁式のアクチ
ュエータ22により同時に開閉駆動される。スワール制御
弁19の弁軸20はダイヤフラムを有する負圧式のアクチュ
エータ23により開閉駆動され、吸気マニホルド負圧が高
い軽負荷域で閉弁しているが吸気マニホルド負圧が低い
高負荷域で開弁してスワール制御を行なうことは従来の
ものと同じである。給気制御弁15、17のアクチュエータ
22は例えば自動車に搭載したマイクロコンピュータから
送られる駆動信号により二つの給気制御弁15、17を同時
に開閉駆動する。
12の入口附近に第一の給気制御弁15が設置されていると
ともに、高速用給気枝管13の連通路14との接続個所の上
流側および下流側に第二の給気制御弁17およびスワール
制御弁19が設置されている。これらの制御弁15、17、19
は蝶形であって第二の給気制御弁17とスワール制御弁19
とはそれぞれ一本の弁軸18、20に取付けられて一斉に開
閉動作するようになっている。第一の給気制御弁15の弁
軸16と第二の給気制御弁17の弁軸18とはリンク機構21に
よって連結されていて、電磁石を有する電磁式のアクチ
ュエータ22により同時に開閉駆動される。スワール制御
弁19の弁軸20はダイヤフラムを有する負圧式のアクチュ
エータ23により開閉駆動され、吸気マニホルド負圧が高
い軽負荷域で閉弁しているが吸気マニホルド負圧が低い
高負荷域で開弁してスワール制御を行なうことは従来の
ものと同じである。給気制御弁15、17のアクチュエータ
22は例えば自動車に搭載したマイクロコンピュータから
送られる駆動信号により二つの給気制御弁15、17を同時
に開閉駆動する。
尚、第二の給気制御弁17は連通路14との接続個所に接
近して設けられている。
近して設けられている。
このように構成した本実施例では、軽負荷域において
はエンジン１の回転速度に関係なく第一、第二の給気制
御弁15、17を閉弁させておくものであり、スワール制御
弁19は高い吸気マニホルド負圧によって閉弁している。
このとき、低開度の絞り弁７を通過した空気は全て低速
用給気管10に入り低速用給気枝管11から低速用ポート３
を通ってシリンダ２に高速度で流入し、強力なスワール
を発生して燃焼を促進する。また、二つの給気制御弁1
5、15が閉弁していることによって、吸気マニホルド９
の有効面積が減少しシリンダ２の既燃ガスの逆流量を少
量とし、殊に低速回転域での運転性能を低下させない
（第２図参照）。
はエンジン１の回転速度に関係なく第一、第二の給気制
御弁15、17を閉弁させておくものであり、スワール制御
弁19は高い吸気マニホルド負圧によって閉弁している。
このとき、低開度の絞り弁７を通過した空気は全て低速
用給気管10に入り低速用給気枝管11から低速用ポート３
を通ってシリンダ２に高速度で流入し、強力なスワール
を発生して燃焼を促進する。また、二つの給気制御弁1
5、15が閉弁していることによって、吸気マニホルド９
の有効面積が減少しシリンダ２の既燃ガスの逆流量を少
量とし、殊に低速回転域での運転性能を低下させない
（第２図参照）。
次に、高負荷域においては吸気マニホルド負圧が低く
なることによってスワール制御弁19は開弁状態となる。
なることによってスワール制御弁19は開弁状態となる。
ここで、低速高負荷域では第一、第二の給気制御弁1
5、17を閉弁させておくものであり、高開度の絞り弁７
を通過した空気は全て低速用給気管10に入り低速用給気
枝管11から低速用ポート３を通るとともに一部の空気は
連通路14を経て高速用給気枝管13、高速用ポート５を通
ってシリンダ２に流入する。即ち、空気は２個の吸気弁
４、６を流れるため１個のみの場合よりも抵抗が小さく
空気流量の増大が計れるとともに、小径で長大な低速用
給気枝管11がもつ慣性効果を利用して高い充填効率を得
る。（第３図参照）。
5、17を閉弁させておくものであり、高開度の絞り弁７
を通過した空気は全て低速用給気管10に入り低速用給気
枝管11から低速用ポート３を通るとともに一部の空気は
連通路14を経て高速用給気枝管13、高速用ポート５を通
ってシリンダ２に流入する。即ち、空気は２個の吸気弁
４、６を流れるため１個のみの場合よりも抵抗が小さく
空気流量の増大が計れるとともに、小径で長大な低速用
給気枝管11がもつ慣性効果を利用して高い充填効率を得
る。（第３図参照）。
また、高速高負荷域では第一、第二の給気制御弁15、
17を開弁させるものであり、絞り弁７を通過した空気は
低速用給気管10と高速用給気管12の両方に入り、低速用
給気枝管11と高速用給気枝管13から低速用ポート３と高
速用ポート５を通ってシリンダ２に流入する。即ち、空
気は２系統でエンジン１に供給され、殊に高速用給気枝
管13は大径且つ短小であるので大量の空気を流し高い充
填効率を得る（第４図参照）。
17を開弁させるものであり、絞り弁７を通過した空気は
低速用給気管10と高速用給気管12の両方に入り、低速用
給気枝管11と高速用給気枝管13から低速用ポート３と高
速用ポート５を通ってシリンダ２に流入する。即ち、空
気は２系統でエンジン１に供給され、殊に高速用給気枝
管13は大径且つ短小であるので大量の空気を流し高い充
填効率を得る（第４図参照）。
尚、アクチュエータ22、23はともに電磁式とし、或い
はステッピングモータで構成して開度無段階に開閉駆動
するようにしてもよく、また第一、第二の給気制御弁1
5、17を各別のアクチュエータで同時に開閉駆動するよ
うにしてもよい。
はステッピングモータで構成して開度無段階に開閉駆動
するようにしてもよく、また第一、第二の給気制御弁1
5、17を各別のアクチュエータで同時に開閉駆動するよ
うにしてもよい。
［発明の効果］ 以上の説明から明かなように、本発明によるとスワー
ル制御弁のほかに高速用給気管に第一の給気制御弁を設
けるとともに各高速用給気枝管に第二の給気制御弁を設
けたので、高速高負荷域以外はこれらを閉弁させておく
ように設定することにより、軽負荷域で強力なスワール
を発生させて燃焼を促進するとともに既燃ガスの逆流量
を減少して殊に低速回転域でのエンジン運転性能を低下
させないばかりか、高負荷域で回転域に応じ給気制御弁
を開閉することにより充填効率を高め高トルク域を拡張
することができる。
ル制御弁のほかに高速用給気管に第一の給気制御弁を設
けるとともに各高速用給気枝管に第二の給気制御弁を設
けたので、高速高負荷域以外はこれらを閉弁させておく
ように設定することにより、軽負荷域で強力なスワール
を発生させて燃焼を促進するとともに既燃ガスの逆流量
を減少して殊に低速回転域でのエンジン運転性能を低下
させないばかりか、高負荷域で回転域に応じ給気制御弁
を開閉することにより充填効率を高め高トルク域を拡張
することができる。
第１図は本発明の実施例を示す断面配置図、第２図、第
３図、第４図は動作を説明するための部分図である。 １……エンジン、２……シリンダ、７……絞り弁、９…
…吸気マニホルド、10……低速用給気管、11……低速用
給気枝管、12……高速用給気管、13……高速用給気枝
管、14……連通路、15……第一の給気制御弁、17……第
二の給気制御弁、19……スワール制御弁、22、23……ア
クチュエータ、
３図、第４図は動作を説明するための部分図である。 １……エンジン、２……シリンダ、７……絞り弁、９…
…吸気マニホルド、10……低速用給気管、11……低速用
給気枝管、12……高速用給気管、13……高速用給気枝
管、14……連通路、15……第一の給気制御弁、17……第
二の給気制御弁、19……スワール制御弁、22、23……ア
クチュエータ、
Claims (3)
- 【請求項１】吸気マニホルドが低速用給気管と高速用分
岐管とに分岐し、更にこれらがエンジンのシリンダ毎に
低速用給気枝管と高速用給気枝管とに分岐して前記シリ
ンダに各別に接続されているとともに、前記シリンダ毎
の低速用給気枝管と高速用給気枝管とが連通路によって
互いに連通させられており、且つ前記高速用給気管は入
口附近に第一の給気制御弁を具え、前記高速用給気枝管
は前記連通路の上流側および下流側に第二の給気制御弁
およびスワール制御弁を具えていることを特徴とするエ
ンジンの給気装置。 - 【請求項２】低速用給気枝管は高速用給気枝管よりも小
径且つ長大である請求項１記載のエンジンの給気装置。 - 【請求項３】第一および第二の給気制御弁が同時に開閉
駆動される請求項１記載のエンジンの給気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23627090A JP2995200B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | エンジンの給気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23627090A JP2995200B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | エンジンの給気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116226A JPH04116226A (ja) | 1992-04-16 |
| JP2995200B2 true JP2995200B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=16998296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23627090A Expired - Lifetime JP2995200B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | エンジンの給気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2995200B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3332177B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2002-10-07 | 日産自動車株式会社 | 火花点火式内燃機関 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP23627090A patent/JP2995200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116226A (ja) | 1992-04-16 |
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