JP3913966B2

JP3913966B2 - エンジン用吸気制御装置

Info

Publication number: JP3913966B2
Application number: JP2000247945A
Authority: JP
Inventors: 大介白井田; 稔加藤
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JP2002054538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝるエンジン用吸気制御装置は、例えば実開平２−１２７７７８号公報に開示されているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝるエンジン用吸気制御装置は、複数のバイパス路に対してバイパス弁を共通化することにより、部品点数が削減され、構成の簡素化を図る上で有利であるが、複数の吸気道がそれぞれのバイパス路を介して相互に連通することになるため、特に、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、吸気道相互間で吸気干渉が生ずることがあり、それによれば、吸気の慣性効果及び脈動効果が弱められ、所望の充填効率が得られず、出力性能の低下を招くことになる。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、構成が簡単である利点を確保しながら、吸気道相互間での吸気干渉を防ぎ得るようにして、エンジンの高速、高負荷運転時の出力性能の向上に寄与し得る前記エンジン用吸気制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、各バイパス路の、バイパス弁より上流の部分に、各吸気道から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室が設けられており、このダンパ室と、該ダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されることを第１の特徴とする。
【０００６】
この第１の特徴によれば、前記ダンパ室の圧力変動減衰作用により、バイパス路を介して連通する複数の吸気道相互の吸気干渉を防ぐことができる。したがって、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道において吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。また上記ダンパ室と、このダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されるので、スロットルボディ及びエアファンネルの鋳造又は樹脂成形時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室及び入口孔を簡単に得ることができ、製作コストの低減に寄与し得る。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴に加えて、バイパス弁には、エンジン温度の上昇に応じてこのバイパス弁を開弁方向に作動する感温作動装置を連結したことを第２の特徴とする。
【０００８】
この第２の特徴によれば、複数のバイパス路に対して、比較的高価な感温作動装置も１個で足り、吸気制御装置の構成簡素化に寄与し得る。
【０００９】
さらに本発明は、第１の特徴に加えて、バイパス弁を、吸気道を有するスロットルボディに螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたことを第３の特徴とする。
【００１０】
この第３の特徴によれば、バイパス弁に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【００１１】
さらにまた本発明は、第１〜第３の特徴の何れかに加えて、前記ダンパ室を、複数のバイパス路の共通部分としたことを第４の特徴とする。
【００１２】
この第４の特徴によれば、大容積を要するダンパ室が１つで足り、吸気制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施例に係るエンジン用吸気制御装置の平面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図である。
【００１５】
先ず、図１において、エンジン用吸気制御装置１は、スロットルボディ２と、このスロットルボディ２の上流側端面に接合されるエアファンネル３と、スロットルボディ２の下流側端面に接合される吸気管４とを備え、その吸気管４は、多気筒エンジンにおける複数の吸気ポートが開口するシリンダヘッド（図示せず）の側面に接合される。上記スロットルボディ２、エアファンネル３及び吸気管４は、それぞれ鋳造又は樹脂成型によってつくられる。
【００１６】
図２〜図４に示すように、スロットルボディ２、エアファンネル３及び吸気管４には、一連の吸気道が、エンジンの気筒数に対応して、参照符号５ａ，５ｂのように複数本（図示例では２本）並列して形成される。
【００１７】
スロットルボディ２には、各吸気道５ａ，５ｂに設けられるスロットル弁６ａ，６ｂを支持する共通の弁軸７が一対のボールベアリング８，８′を介して回転自在に支承され、この弁軸７の一端部には、図示しないスロットル操作子に連なる操作ワイヤ９を接続する駆動ドラム１０（図１参照）が固着され、他端部には、弁軸７の回転角即ちスロットル弁６ａ，６ｂの開度を検知するスロットルセンサ１１が連結される。
【００１８】
スロットルボディ２には、各スロットル弁６ａ，６ｂを迂回して各吸気道５ａ，５ｂに接続する複数（図示例では２本）のバイパス路１２ａ，１２ｂが形成される。図示例の２本のバイパス路１２ａ，１２ｂは、スロットルボディ２及びエアファンネル３の両接合面に形成した凹部１９，１９′からなる１つのダンパ室１４と、このダンパ室１４を各吸気道５ａ，５ｂの上流側に連通すべく、スロットルボディ２及びエアファンネル３の接合面間に形成された２つの入口孔１３ａ，１３ｂと、スロットルボディ２の上部に穿設されてダンパ室１４の開口する１つのシリンダ状弁ガイド孔１５と、この弁ガイド孔１５の内側面から延びて、スロットルボディ２及び吸気管４の接合面に向かう２本の出口通路１６ａ，１６ｂと、これら出口通路１６ａ，１６ｂを対応する吸気道５ａ，５ｂに連通すべく、スロットルボディ２及び吸気管４の接合面間に形成された２つの出口孔１７ａ，１７ｂとから構成される。したがって、ダンパ室１４及び弁ガイド孔１５は、複数のバイパス路１２ａ，１２ｂの共通部分となっている。上記ダンパ室１４には、各吸気道５ａ，５ｂから伝播する圧力の変動を減衰するに足る容積が与えられる。このように、大容量を要するダンパ室１４が２本のバイパス路１２ａ，１２ｂの共通部分となることは、吸気制御装置１のコンパクト化を図る上に極めて有効である。
【００１９】
弁ガイド孔１５にはピストン状のバイパス弁１８が、弁ガイド孔１５への各出口通路１６ａ，１６ｂの開口部を開閉すべく摺動可能に嵌装される。このバイパス弁１８にワックス型感温作動装置２１が連結される。この感温作動装置２１は、スロットルボディ２に形成された、弁ガイド孔１５と同軸の取り付け孔２２に嵌着されるケーシング２３と、このケーシング２３の装着孔２４に一端部が嵌装され、内部に熱膨張型のワックスを封入したワックスシリンダ２５と、このワックスシリンダ２５の他端壁に摺動自在に嵌合して、ワックスシリンダ２５内のワックスの圧力を受ける押圧プランジャ２６と、この押圧プランジャ２６の外端に連接される駆動軸２７とを備える。駆動軸２７には、ワックスシリンダ２５の外周面及びケーシング２３の内周面に摺動可能に嵌合するカップ状部２７ａが一体的に形成されており、このカップ状部２７ａと、ケーシング２３の内端に係止されたリテーナ２８との間に、駆動軸２７を押圧プランジャ２６側へ付勢する戻しばね２９が縮設される。
【００２０】
ケーシング２３は、スロットルボディ２の取り付け面３０に密着する取り付けフランジ３１を有しており、この取り付けフランジ３１がボルト３２によってスロットルボディ２に固着される。
【００２１】
またケーシング２３には、一対の接続管３３，３３′と、一方の接続管３３からワックスシリンダ２５の近傍を通って他方の接続管３３′に至る加熱流路３４とが形成されており、両接続管３３，３３′には、エンジンの冷却水を流通させる導水ホース３５，３５′が接続される。
【００２２】
バイパス弁１８は中心部に貫通孔３７を有しており、これに駆動軸２７が嵌挿される。この駆動軸２７の先端部には、バイパス弁１８の先端面を支承するロックナット３８が進退調節可能に螺合されると共に、バイパス弁１８とカップ状部２７ａとの間に、バイパス弁１８をロックナット３８側に付勢する保持ばね３９が縮設される。而して、ロックナット３８の進退調節により、所定の低温状態におけるバイパス弁１８の初期開度を調整することができる。
【００２３】
駆動軸２７の先端には小径の角軸４０が形成されており、ロックナット３８の回転時、この角軸４０に工具を係合することにより、駆動軸２７の回り止めを果たすことができる。
【００２４】
またバイパス弁１８の一側には切欠き溝４１が設けられる。この切欠き溝４１の一端はバイパス弁１８の先端面に開口し、その他端は斜面４１ａに形成される。この切欠き溝４１には、スロットルボディ２に螺着されるアイドルストッパボルト４２の先端が係合される。アイドルストッパボルト４２には、可撓ワイヤ４３を介して操作ノブ４４が連結される。
【００２５】
図４において、スロットルボディ２に、各スロットル弁６ａ，６ｂを迂回して各吸気道５ａ，５ｂに連通する補助バイパス路４５ａ，４５ｂが設けられると共に、これら補助バイパス路４５ａ，４５ｂを開閉するバランス弁４６ａ，４６ｂが螺着される。これらバランス弁４６ａ，４６ｂは、特に、エンジンのアイドリング運転時、各吸気道５ａ，５ｂにおける吸気量にばらつきがあるとき、それらの吸気量をバランスさせるべく開度調節するものである。
【００２６】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２７】
エンジンの低温始動時、バイパス弁１８は感温作動装置２１によって、各出口通路１６ａ，１６ｂを大きく開いたファストアイドル開度に制御される。そこで、エンジンをクランキングすれば、エアファンネル３の各吸気道５ａ，５ｂを通過した空気は各入口孔１３ａ，１３ｂを通過後、共通のダンパ室１４で合流し、弁ガイド孔１５から２本の出口通路１６ａ，１６ｂに分流し、各出口孔１７ａ，１７ｂから吸気管４の各吸気道５ａ，５ｂへと流れ、この空気流量は、ファストアイドル開度のバイパス弁１８によって比較的多量に制御される。そして、この空気は吸気管４の各吸気道５ａ，５ｂを経てエンジンの各吸入ポートを通過するとき、該ポートに噴射される適量の燃料と混合しながらエンジンの各気筒に吸入されるので、エンジンの低温始動を容易に行うことができる。
【００２８】
始動後、エンジンの冷機状態では、バイパス弁１８のファストアイドル開度は維持され、エンジンの各気筒は継続して比較的多量の混合気を吸入するので、エンジンはファストアイドル回転数を得て、暖機が促進される。
【００２９】
その後、エンジン温度の上昇に応じて、感温作動装置２１の加熱流路３４を流通する、エンジンの冷却水の温度が上昇すると、その冷却水の熱がケーシング２３を介してワックスシリンダ２５に伝達し、その内部のワックスを加熱、膨張させるので、その膨張圧力により押圧プランジャ２６が突出して、戻しばね２９を圧縮しながら駆動軸２７を外方へ押圧する。これに伴い駆動軸２７がロックナット３８と共に外方へ移動すると、バイパス弁１８は保持ばね３９の付勢力をもってロックナット３８に追従することにより、その開度、即ち出口通路１６ａ，１６ｂの開口面積を減じていき、エンジンの暖機運転が終了する頃、バイパス弁１８の切欠き溝４１の斜面４１ａがアイドルストッパボルト４２に当接して、バイパス弁１８はアイドル開度位置で停止し、バイパス路１２ａ，１２ｂでの空気流量をエンジンのアイドリング運転に対応した量に制御するので、エンジンは通常のアイドリング状態となる。バイパス弁１８のアイドル開度は、操作ノブ４４を回転操作してアイドルストッパボルト４２の先端をバイパス弁１８の斜面４１ａに対して進退させることにより、調節することができる。
【００３０】
エンジンの暖機運転終了後、加熱流路３４の水温の更なる上昇により、ワックスシリンダ２５内のワックスが更に膨張して、押圧プランジャ２６が駆動軸２７が更に外方へ押圧しても、駆動軸２７は、アイドルストッパボルト４２により停止されたバイパス弁１８の貫通孔３７を摺動することになるから、バイパス弁１８は前記アイドル開度の位置を維持することができる。
【００３１】
また感温作動装置２１のケーシング２３の取り付けフランジ３１はスロットルボディ２の取り付け面３０に密着状態で固着され、しかも、このスロットルボディ２はスロットルボディ２に一体に形成されるので、加熱流路３４の熱が感温作動装置２１のみならずスロットルボディ２にもスムーズに伝達して加温するので、スロットルボディ２内のスロットル弁６ａ，６ｂのアイシングを防止することができる。
【００３２】
ところで、バイパス弁１８がアイドル開度となると、このバイパス弁１８より下流側の２本の出口通路１６ａ，１６ｂ相互の連通はバイパス弁１８によって大きく絞られるが、上流側の２つの入口孔１３ａ，１３ｂは、バイパス弁１８の開度に関係なく常時自由に相互に連通している。このため、２本の吸気道５ａ，５ｂ間では、これら入口孔１３ａ，１３ｂを通して吸気干渉が生ずる可能性があるところ、本発明では、これら入口孔１３ａ，１３ｂ間にダンパ室１４が介在させてあるため、このダンパ室１４の圧力変動減衰作用により、そのような吸気干渉を防ぐことができる。したがって、スロットル弁６ａ，６ｂを全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道５ａ，５ｂにおいて吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。
【００３３】
勿論、２本のバイパス路１２ａ，１２ｂを共通１個のバイパス弁１８により開閉するようにしてあるので、吸気制御装置１の簡単な構成は確保される。
【００３４】
また上記バイパス弁１８に感温作動装置２１を連結したので、比較的高価な感温作動装置も１個で足り、吸気制御装置１のコストアップを極力抑えつゝ、バイパス弁１８の自動制御が可能となる。
【００３５】
さらにスロットルボディ２及びエアファンネル３の接合面間にダンパ室１４及び入口孔１３ａ，１３ｂを形成したので、スロットルボディ２及びエアファンネル３の鋳造又は樹脂成型時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室１４及び入口孔１３ａ，１３ｂを簡単に得ることができ、バイパス路１２ａ，１２ｂの加工を簡略化できて、製作コストの低減に寄与し得る。
【００３６】
図５は本発明の第２実施例を示すもので、弁ガイド孔１５に嵌装されるバイパス弁１１８を、スロットルボディ２に螺合されるねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節することにより２本のバイパス路１２ａ，１２ｂをするようにした点を除けば、前記実施例と同様の構成であり、図中、前記実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００３７】
この実施例によれば、バイパス弁１１８に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置１の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【００３８】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、各バイパス路の、バイパス弁より上流の部分に、各吸気道から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室を設けたので、前記ダンパ室の圧力変動減衰作用により、バイパス路を介して連通する複数の吸気道相互の吸気干渉を防ぐことができ、したがって、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道において吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。また上記ダンパ室と、このダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されるので、スロットル場ボディ及びエアファンネルの鋳造又は樹脂成形時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室及び入口孔を簡単に得ることができ、製作コストの低減に寄与し得る。
【００４０】
また本発明の第２の特徴によれば、バイパス弁には、エンジン温度の上昇に応じて該バイパス弁を開弁方向に作動する感温作動装置を連結したので、複数のバイパス路に対して、比較的高価な感温作動装置も１個で足り、吸気制御装置の構成簡素化に寄与し得る。
【００４１】
さらに本発明の第３の特徴によれば、バイパス弁を、吸気道を有するスロットルボディに螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたので、バイパス弁に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【００４２】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば、前記ダンパ室を、複数のバイパス路の共通部分としたので、大容積を要するダンパ室が１つで足り、吸気制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るエンジン用吸気制御装置の平面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】図２の４−４線断面図。
【図５】本発明の第２実施例を示す、図４に対応した平面図。
【符号の説明】
１・・・・・吸気制御装置
２・・・・・スロットルボディ
３・・・・・エアファンネル
５ａ，５ｂ・・・吸気道
６ａ，６ｂ・・・スロットル弁
１２ａ，１２ｂ・・・バイパス路
１３ａ，１３ｂ・・・入口孔
１４・・・・アクチュエータ（感温作動装置）
２３・・・・ダンパ室
１８・・・・バイパス弁
１１８・・・バイパス弁（ねじ部材）
２１・・・・感温作動装置

Claims

エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道（５ａ，５ｂ）に、同期して開閉する複数のスロットル弁（６ａ，６ｂ）を設け、各吸気道（５ａ，５ｂ）に、対応するスロットル弁（６ａ，６ｂ）を迂回するバイパス路（１２ａ，１２ｂ）を接続し、これら複数のバイパス路（１２ａ，１２ｂ）を共通のバイパス弁（１８，１１８）により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、
各バイパス路（１２ａ，１２ｂ）の、バイパス弁（１８，１１８）より上流の部分に、各吸気道（５ａ，５ｂ）から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室（１４）が設けられており、
このダンパ室（１４）と、該ダンパ室（１４）及び各吸気道（５ａ，５ｂ）間を連通する入口孔（１３ａ，１３ｂ）とが、吸気道（５ａ，５ｂ）を有するスロットルボディ（２）と、このスロットルボディ（２）の上流端に接合されるエアファンネル（３）との間に形成されることを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。
請求項１記載のエンジン用吸気制御装置において、
バイパス弁（１８，１１８）には、エンジン温度の上昇に応じてこのバイパス弁（１８，１１８）を開弁方向に作動する感温作動装置（２１）を連結したことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。
請求項１記載のバイパス吸気量制御装置において、
バイパス弁（１１８）を、吸気道（５ａ，５ｂ）を有するスロットルボディ（２）に螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。
請求項１〜３の何れかに記載のバイパス吸気量制御装置において、
前記ダンパ室（１４）を、複数のバイパス路（１２ａ，１２ｂ）の共通部分としたことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。