JPH03217612A - Engine with variable valve timing - Google Patents
Engine with variable valve timingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、可変バルブタイミングを有したエンジンに関
し、特に、自動車等に使用される４サイクルエンジンの
改良に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an engine with variable valve timing, and particularly to improvements in four-stroke engines used in automobiles and the like.
［従来の技術］
一般に、４サイクルエンジンは、クランク角変化に同明
させて開閉駆動される吸気弁と、排気弁とをシリンダヘ
ッドにそれぞれ備えている。シリンタヘッドには、前記
吸気弁を介してシリンダ内に連通ずる吸気通路を接続し
ておき、その吸気通路を介して混合気がシリンダ内に導
入されるようになっている。[Prior Art] Generally, a four-stroke engine includes an intake valve and an exhaust valve, each of which is driven to open and close in response to a change in crank angle, in a cylinder head. An intake passage communicating with the cylinder via the intake valve is connected to the cylinder head, and the air-fuel mixture is introduced into the cylinder via the intake passage.
ところが、吸気通路から単に混合気をシリンダ内に導入
するようにしたものでは、混合気の稀薄化に限界がある
ため、燃料経済性を向上させるのか難しい。そのため、
本発明の先行技術として、例えば、特開昭６１−９８９
１２号公報に示されるように、スロットルバルブを迂回
させたバイパス通路の下流端を吸気弁の近傍に開口させ
ておき、一方の通路から濃混合気をシリンダ内に導入し
、他方の通路から稀薄混合気又は空気のみをシリンダ内
に導入して、シリンダ内に層状リーンバーンを形成し、
燃料経済性を向上させるようにしたものもある。However, if the air-fuel mixture is simply introduced into the cylinder from the intake passage, there is a limit to the dilution of the air-fuel mixture, so it is difficult to improve fuel economy. Therefore,
As prior art of the present invention, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-989
As shown in Publication No. 12, the downstream end of the bypass passage that bypasses the throttle valve is opened near the intake valve, and the rich air-fuel mixture is introduced into the cylinder from one passage, and the lean mixture is introduced from the other passage. Introducing only the mixture or air into the cylinder to form a stratified lean burn in the cylinder,
Some are designed to improve fuel economy.
また、排気タービン過給機等の過給機を備えたエンジン
では、過給圧が上昇しすぎるのを防止するだめに、排気
若しくは過給圧のリリーフバルブと、このリリーフバル
ブを作動させるアクチュエタで過給圧を制御するように
している。In addition, in engines equipped with a supercharger such as an exhaust turbine supercharger, in order to prevent supercharging pressure from increasing too much, an exhaust or supercharging pressure relief valve and an actuator that operates this relief valve are installed. The boost pressure is controlled.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、この種の４サイクルエンジンは、吸気弁
の開閉タイミングかエンジンの負荷に拘りなく常に一定
である上に、吸気弁のみを介して混合気がシリンダ内に
導入されるため、アイドリング時などの軽負荷時には、
混合気の充填効率を上げることができず、シリンダ内の
圧力か高負荷時に比べて大巾に低下する。このため、圧
縮行程におけるシリンダ圧力および温度の上昇が緩慢に
なり、発生熱量および最高圧力が低下して膨脹が緩慢に
なる。その結果、シリンダ内の発生熱量に対する吸気損
失仕事が大きくなってポンプ損失の占める割合が大きく
なり、結果として熱効率が低下するため、軽負荷時の燃
料経済性が悪化することになる。[Problems to be Solved by the Invention] However, in this type of four-stroke engine, the opening/closing timing of the intake valve is always constant regardless of the engine load, and the air-fuel mixture is not introduced into the cylinder only through the intake valve. Because it is introduced, during light loads such as idling,
The air-fuel mixture filling efficiency cannot be increased, and the pressure inside the cylinder drops significantly compared to when the load is high. For this reason, the cylinder pressure and temperature increase slowly during the compression stroke, the amount of heat generated and the maximum pressure decrease, and the expansion becomes slow. As a result, the intake work loss relative to the amount of heat generated within the cylinder increases, and the proportion of pump loss increases.As a result, thermal efficiency decreases, resulting in deterioration of fuel economy at light loads.
また、過給機を使用する場合には、リリーフバルブおよ
びアクチュエータ等からなる過給圧制御機構か不可欠な
ものとなるため、部品点数を削減することかできない等
の不具合もある。Further, when a supercharger is used, a supercharging pressure control mechanism consisting of a relief valve, an actuator, etc. is essential, so there are also problems such as the inability to reduce the number of parts.
本発明は、このような不具合を解消することを１的とし
ている。One object of the present invention is to eliminate such problems.
［課題を解決するだめの手段］
本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成
を採用したものである。[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
すなわち、本発明にかかる可変バルブタイミンクを有し
たエンジンは、シリンダヘッドに設けられクランク角変
化に同期させて開閉駆動される混合気系吸気弁と、シリ
ンダの側壁に設けたサイドポートと、途中に燃料供給手
段を有し前記混合気系吸気弁を介してシリンダ内に連通
ずる混合気系吸気通路と、前記サイドポートを介してシ
リンダ内に連通ずる空気系吸気通路と、前記サイドポー
トを開閉するとともに負荷変化に対応して開閉タイミン
グが変化し得るように構成した開閉弁とを具備し、前記
開閉弁を前記混合気系吸気弁の閉成後に閉じるように設
定したものであって、エンジンの軽負荷時には、前記開
閉弁が閉じるタイミングを早めるようにしたことを特徴
とする。That is, an engine with variable valve timing according to the present invention has a mixture system intake valve provided in the cylinder head and driven to open and close in synchronization with changes in crank angle, a side port provided in the side wall of the cylinder, and a side port provided in the side wall of the cylinder. A mixture system intake passage having a fuel supply means and communicating with the inside of the cylinder via the mixture system intake valve, an air system intake passage communicating with the inside of the cylinder via the side port, and opening/closing of the side port. and an on-off valve whose opening/closing timing can be changed in response to load changes, the on-off valve being set to close after the air-fuel mixture system intake valve is closed, The present invention is characterized in that the closing timing of the on-off valve is advanced when the load is light.
なお、過給機付きのエンジンに適用する場合には、軽負
荷時のみならず、過給圧が設定圧を上回った際にも、開
閉弁か閉じるタイミングを早めるようにしてもよい。In addition, when applied to an engine equipped with a supercharger, the timing to close the on-off valve may be advanced not only when the load is light but also when the supercharging pressure exceeds the set pressure.
［作用］
このような構成によれば、エンジンが高負荷側にある場
合、所定のクランク角に達した時点で混合気系吸気弁と
開閉弁が開くと、混合気系吸気通路から混合気がシリン
ダ内に導入され、空気系吸気通路からは空気のみかシリ
ンダ内に導入される。[Function] According to this configuration, when the engine is on the high load side, when the mixture system intake valve and opening/closing valve open when a predetermined crank angle is reached, the mixture is discharged from the mixture system intake passage. Air is introduced into the cylinder, and only air is introduced into the cylinder from the air system intake passage.
一定期間混合気をシリンダ内に導入した後、前記混合気
系吸気弁が閉じられる。その際にも、空気系吸気通路か
らは空気のみがシリンダ内に導入され続け、しかる後、
開閉弁が閉じられる。このため、空気の充填量が高めら
れるとともに、スバクプラグか配置されるシリンダ内の
頂部付近にはリッチよりの混合気層を形成することがで
き、その外側にはリーンよりの混合気層を形成すること
ができる。したがって、着火性を良くすることができる
とともに、シリンダ内の混合気は全体として層状リーン
バーンにすることが可能となる。After introducing the mixture into the cylinder for a certain period of time, the mixture system intake valve is closed. Even at that time, only air continues to be introduced into the cylinder from the air system intake passage, and after that,
The on-off valve is closed. For this reason, the amount of air charged can be increased, and a richer mixture layer can be formed near the top of the cylinder where the Subak plug is placed, and a leaner mixture layer can be formed outside of that. be able to. Therefore, the ignitability can be improved, and the air-fuel mixture in the cylinder can be made into a stratified lean burn as a whole.
一方、エンジンの軽負荷時に前記開閉弁の閉じるタイミ
ングを早めれば、吸気期間が短縮されることになるが、
この吸気行程においては、前記のように双方の吸気通路
から混合気と空気とがシリンダ内にそれぞれ導入される
ため、燃料と空気の充填量は必要量確保される。前記混
合気系吸気弁と開閉弁を、ピストンが下死点に達する前
に順次閉じるようにすれば、混合気を導入した後もシリ
ンダ容積が一時的に増加するため、空気系吸気通路から
は空気が効率的にシリンダ内に導入でき、空気の充填量
が増加する。その結果、軽負荷時におけるシリンダ圧力
を有効に高めることが可能になるとともに、ポンプ損失
が低減し易くなる。On the other hand, if the closing timing of the on-off valve is advanced when the engine is under light load, the intake period will be shortened.
In this intake stroke, since the air-fuel mixture and air are introduced into the cylinder from both intake passages as described above, the required amounts of fuel and air are secured. If the air-fuel mixture system intake valve and opening/closing valve are closed in sequence before the piston reaches bottom dead center, the cylinder volume will temporarily increase even after the air-fuel mixture is introduced, so that no air will flow from the air system intake passage. Air can be efficiently introduced into the cylinder, increasing the amount of air filled. As a result, it becomes possible to effectively increase the cylinder pressure during light loads, and it becomes easier to reduce pump loss.
また、過給機を備えたエンジンの場合、過給圧が設定圧
を上回った際にも軽負荷時のように開閉弁を吸気行程の
途中で閉じると、シリンダ容積の増加によってシリンダ
圧力が一旦低下するため、実圧縮比を下げることができ
、シリンダ内の最大圧力を抑えることが可能となる。In addition, in the case of an engine equipped with a supercharger, even if the boost pressure exceeds the set pressure, if the on-off valve is closed in the middle of the intake stroke, such as when the load is light, the cylinder pressure will temporarily decrease due to the increase in cylinder volume. Therefore, the actual compression ratio can be lowered, and the maximum pressure inside the cylinder can be suppressed.
［実施例］
以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図に概略的に示したエンジンは、シリンダヘッド１
に設けた混合気系吸気弁２および排気弁３と、シリンダ
４の側壁４ａに設けたサイドポト５と、混合気系吸気通
路６と、空気系吸気通路７と、開閉弁たるロータリバル
ブ８とを備えた４サイクルエンジンである。サイドポー
ト５は、ピストン９の上死点付近に設けてあり、前記ロ
ータリバルブ８によって開閉されるようになっている。The engine shown schematically in FIG.
The air-fuel mixture system intake valve 2 and the exhaust valve 3 provided in It is equipped with a 4-stroke engine. The side port 5 is provided near the top dead center of the piston 9 and is opened and closed by the rotary valve 8.
混合気系吸気通路６は、前記混合気系吸気弁２を介して
シリンダ４内に連通しており、途中に燃料供給手段たる
気化器１０を有している。空気系吸気通路７は、前記サ
イドポート５を介してシリンダ４内に連通させてあり、
その入口は前記気化器１０の上流に接続してある。そし
て、気化器１０内のスロットルバルブ１１と空気系吸気
通路７の入口付近に設けた空気制御弁１２とが連動する
ように、これらをリンク機構１３を介して連結してある
。ロータリバルブ８は、前記サイドポート５の近傍に位
置させてピストン９の進退方向と直交する方向に設けて
あるとともに、内部に前記サイドポート５と空気系吸気
通路７とを連通させる連通孔８ａを有している。このロ
ータリバルブ８の端部には、図示しないサーボモー夕を
設けてあり、そのサーボモータの回転軸の先端にタイミ
ングスブロケット（図示せず）を装着してある。しかし
て、このロータリバルブ８は、図示しないクランクシャ
フトの２分の１回転の速度で回転駆動されるようになっ
ている。The mixture system intake passage 6 communicates with the inside of the cylinder 4 via the mixture system intake valve 2, and has a carburetor 10 as a fuel supply means in the middle. The air system intake passage 7 communicates with the inside of the cylinder 4 via the side port 5,
Its inlet is connected upstream of the vaporizer 10. A throttle valve 11 in the carburetor 10 and an air control valve 12 provided near the entrance of the air system intake passage 7 are connected via a link mechanism 13 so that they work together. The rotary valve 8 is located near the side port 5 and is provided in a direction perpendicular to the direction of movement of the piston 9, and has a communication hole 8a inside thereof that communicates the side port 5 with the air intake passage 7. have. A servo motor (not shown) is provided at the end of the rotary valve 8, and a timing brocket (not shown) is attached to the tip of the rotating shaft of the servo motor. Therefore, this rotary valve 8 is driven to rotate at a speed of 1/2 rotation of a crankshaft (not shown).
また、前記混合気系吸気弁２を第２図および第３図に示
すように、クランク角変化に同期させて開閉駆動する一
方、前記ロータリバルブ８の開閉タイミングをエンジン
の負荷変化に対応させて変化させるようにしている。エ
ンジンが通常の運転時（高負荷時）である場合は、混合
気系吸気弁Ｉ・ｖ２を、通常のものと同様にピストン９
が上死点ＴＤＣに達する直前に開き始め、混合気系吸気
通路６から混合気の導入を開始する。ピストン９が上死
点ＴＤＣから下死点ＢＤＣに向かう途中で前記口タリバ
ルブＲ・■８を開き始めて、空気系吸気通路７から空気
をシリンダ４内に導入する。一定期間混合気系吸気通路
６から混合気をシリンダ４内に導入した後、ピストン９
が下死点ＢＤＣに達する前に前記混合気系吸気弁Ｉ・ｖ
２を閉じる。一定期間空気系吸気通路７からシリンダ４
内に空気を導入し、ピストン９が下死点ＢＤＣを過ぎて
圧縮行程に入ってから前記ロータリバルブＲ・■８を閉
じ、ピストン９が上死点ＴＤＣに達する直前にスパーク
プラグ（図示せず）により混合気に点火するようにして
いる。Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the air-fuel mixture system intake valve 2 is driven to open and close in synchronization with changes in crank angle, while the opening and closing timing of the rotary valve 8 is adjusted to correspond to changes in engine load. I'm trying to change it. When the engine is in normal operation (high load), the air-fuel mixture system intake valve I.
starts to open just before reaching the top dead center TDC, and starts introducing the mixture from the air-fuel mixture system intake passage 6. When the piston 9 is moving from the top dead center TDC to the bottom dead center BDC, the opening valve R·8 begins to open, and air is introduced into the cylinder 4 from the air system intake passage 7. After introducing the mixture into the cylinder 4 from the mixture system intake passage 6 for a certain period of time, the piston 9
Before reaching the bottom dead center BDC, the air-fuel mixture system intake valve I・v
Close 2. Air system intake passage 7 to cylinder 4 for a certain period of time
After the piston 9 passes the bottom dead center BDC and enters the compression stroke, the rotary valve R・■8 is closed, and just before the piston 9 reaches the top dead center TDC, a spark plug (not shown) ) to ignite the air-fuel mixture.
一方、エンジンがアイドリングなどの軽負荷時にある場
合は、第３図に示すように、前記ロータリバルブＲ・■
８の開閉タイミングを早めるようにしている。ロータリ
バルブＲ・■８の開閉タイミングを変化させる手法とし
ては、吸気圧の変化に応じて前記サーボモータに駆動電
圧を印加し、その回転軸を若干回転させることにより、
クランクシャフトとロ−タリバルブＲ・■８の回転速度
を相対的に徐々に変化させるようにしている。この軽負
荷時には、混合気系吸気弁Ｉ・■２と同時にロータリバ
ルブＲ・ｖ８を開弁させ、混合気系吸気弁Ｉ・■２か閉
じた後で、ピストン９が下死点ＢＤＣに達する前にロー
タリバルブＲ・■８を閉じて、圧縮行程に移行する。On the other hand, when the engine is under a light load such as idling, the rotary valve R・■
8 opening/closing timing is brought forward. As a method of changing the opening/closing timing of the rotary valve R・■8, by applying a driving voltage to the servo motor according to changes in intake pressure and slightly rotating its rotation shaft,
The rotational speeds of the crankshaft and rotary valve R・■8 are gradually changed relative to each other. During this light load, the rotary valve R/v8 is opened at the same time as the mixture system intake valves I and ■2, and after the mixture system intake valves I and ■2 are closed, the piston 9 reaches the bottom dead center BDC. Close the rotary valve R・■8 before proceeding to the compression stroke.
このような構成によると、エンジンの高負荷時には、先
ず混合気系吸気弁２が開いて混合気がシリンダ４内に頂
部側から導入され、次いでロ−タリバルブ８が開いて空
気がシリンダ４内に下部側から導入される。このように
して、一定期間混合気と空気がシリンダ４内に導入され
た後、前記混合気系吸気弁２とロークリバルブ８が相次
いで閉じられる。その結果、スパークプラグが配置され
るシリンタ４内の頂部付近では、リッチよりの混合気層
が形成され、その周辺ではリーンよりの混合気層が形成
され、シリンダ４内の混合気全体としては層状リーンバ
ーンが形成されることになる。According to this configuration, when the engine is under high load, the air-fuel mixture system intake valve 2 is first opened to introduce the air-fuel mixture into the cylinder 4 from the top side, and then the rotary valve 8 is opened and air is introduced into the cylinder 4. It is introduced from the bottom side. In this way, after the mixture and air are introduced into the cylinder 4 for a certain period of time, the mixture system intake valve 2 and the low-pressure valve 8 are closed one after another. As a result, a rich air-fuel mixture layer is formed near the top of the cylinder 4 where the spark plug is located, and a lean air-fuel mixture layer is formed around that area, resulting in a stratified air-fuel mixture within the cylinder 4 as a whole. A lean burn will be formed.
ピストン９が下死点ＢＤＣを通過して圧縮行程に移行す
ると、第４図のＰ−ｖ線図で示すように、シノンダ容積
Ｖの減少や混合気の断熱圧縮によってシリンダ圧力Ｐが
上昇する。圧縮行程の終了付近で混合気に着火されると
、急激な膨脹によってシリンダ圧力Ｐが上昇し、ピスト
ン９が押し下げられる。これにより、シリンダ容積Ｖが
増加するとともに、シリンダ圧力Ｐが低下し、ピストン
９が下死点ＢＤＣに達する付近で排気弁３が開弁じて排
気行程に移行する。When the piston 9 passes through the bottom dead center BDC and enters the compression stroke, the cylinder pressure P increases due to a decrease in the cylinder volume V and adiabatic compression of the air-fuel mixture, as shown in the P-v diagram in FIG. When the air-fuel mixture is ignited near the end of the compression stroke, the cylinder pressure P increases due to rapid expansion, and the piston 9 is pushed down. As a result, the cylinder volume V increases, the cylinder pressure P decreases, and the exhaust valve 3 opens near the point where the piston 9 reaches the bottom dead center BDC, thereby transitioning to the exhaust stroke.
一方、エンジンの軽負荷時には、混合気系吸気弁２とロ
ータリバルブ８が同時に開弁し、前記のように混合気と
空気とか各別にシリンダ４内に導入される。一定期間混
合気と空気がシリンダ４内に導入された後、混合気系吸
気弁２とロ−タリバルブ８が、ピストン９が下死点ＢＤ
Ｃに達する前に相次いで閉じられる。その際にも、シリ
ンダ４内には、混合気の層状リ−ンバーンが形成される
ことになる。また、第５図のＰ−Ｖ線図で示すように、
混合気系吸気弁２か閉じられた後もシリンダ容積Ｖが増
加するため、空気系吸気通路７からはシリンダ４内に空
気が充填され、シリンダ圧力Ｐが比較的高い値に維持さ
れる。ロータリバルブ８が閉じられた後は、シリンダ容
積Ｖの増加によってシリンダ圧力Ｐが一時的に低下し、
その後圧縮行程に移行する。圧縮行程に移行すると、シ
リンダ容積Ｖの減少や混合気の断熱圧縮によってシリン
ダ圧力Ｐが急速に−ト昇し、その圧力は混合気の急激な
燃焼によって最大となる。これによりピストン９が押し
下げられてシリンダ容積Ｖが増加するとともに、シリン
ダ圧力Ｐが低下し、ピストン９か下死点ＢＤＣに達する
付近で排気弁３が開弁じて排気行程に移行する。On the other hand, when the engine is under light load, the air-fuel mixture system intake valve 2 and the rotary valve 8 are opened simultaneously, and the air-fuel mixture and air are introduced into the cylinder 4 separately as described above. After the mixture and air are introduced into the cylinder 4 for a certain period of time, the mixture system intake valve 2 and the rotary valve 8 move the piston 9 to the bottom dead center BD.
They are closed one after another before reaching C. At that time as well, a layered lean burn of the air-fuel mixture is formed within the cylinder 4. In addition, as shown in the PV diagram in Figure 5,
Since the cylinder volume V increases even after the air-fuel mixture system intake valve 2 is closed, air is filled into the cylinder 4 from the air system intake passage 7, and the cylinder pressure P is maintained at a relatively high value. After the rotary valve 8 is closed, the cylinder pressure P temporarily decreases due to an increase in the cylinder volume V.
After that, it moves to the compression stroke. When the compression stroke begins, the cylinder pressure P rapidly rises due to a decrease in the cylinder volume V and adiabatic compression of the air-fuel mixture, and the pressure reaches a maximum due to rapid combustion of the air-fuel mixture. As a result, the piston 9 is pushed down, the cylinder volume V increases, and the cylinder pressure P decreases, and when the piston 9 reaches the bottom dead center BDC, the exhaust valve 3 opens and shifts to the exhaust stroke.
したがって、このような構成によれば、双方の吸気通路
６、７から混合気および空気がシリンダ４内に導入でき
るので、その充填効率を有効に高めることができるとと
もに、シリンダ４内に混合気の層状リーンバーンを形成
することかできる。Therefore, according to such a configuration, since the air-fuel mixture and air can be introduced into the cylinder 4 from both intake passages 6 and 7, the filling efficiency can be effectively increased, and the air-fuel mixture can be introduced into the cylinder 4. It is possible to form a layered lean burn.
その結果、軽負荷域から高負荷域の広い領域において、
着火不良による運転性の悪化を招くことなく、燃料経済
性を高めることができる。As a result, in a wide range from light load to high load,
Fuel economy can be improved without deteriorating drivability due to ignition failure.
また、エンジンの軽負荷時には、ロータリバルブ８の開
弁タイミングが早まるため、混合気系吸気通路６と空気
系吸気通路７との双方から速やかにシリンダ４内に混合
気と空気が導入できる。しかも、ロータリバルブ８は、
混合気系吸気弁２が閉じた後で、ピストン９か下死点Ｂ
ＤＣに達する前に閉じるられるので、吸気期間全体とし
ては短縮されることになるが、短期間内に効率的に空気
がシリンダ４内に充填でき、シリンダ圧力を高めること
ができる。その結果、ポンプ損失（斜線部）が低減でき
るとともに、発生熱量に対するポンプ損失の占める割合
を小さ《することができる。すなわち、このようなバル
ブタイミンク゛によれば、熱効率を良くすることができ
るので、混合気の層状リーンバーンと相俟って、軽負荷
時の燃料消費量を有効に低減することができる。Furthermore, when the engine is under a light load, the opening timing of the rotary valve 8 is advanced, so that the mixture and air can be quickly introduced into the cylinder 4 from both the mixture system intake passage 6 and the air system intake passage 7. Moreover, the rotary valve 8 is
After the mixture system intake valve 2 closes, the piston 9 or bottom dead center B
Since it is closed before reaching DC, the intake period as a whole is shortened, but air can be efficiently filled into the cylinder 4 within a short period of time, and the cylinder pressure can be increased. As a result, the pump loss (shaded area) can be reduced, and the ratio of the pump loss to the amount of heat generated can be reduced. That is, according to such valve timing, thermal efficiency can be improved, and in combination with stratified lean burn of the air-fuel mixture, fuel consumption during light loads can be effectively reduced.
次に、本発明の他の実施例を第６図〜第１１図を参照し
て説明する。なお、前記実施例と重複する部分には同符
号を用いるとともに、説明を省略する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 11. Note that the same reference numerals are used for parts that overlap with those of the previous embodiment, and explanations are omitted.
第６図に概略的に示したエンジンは、排気タービン過給
機１４から吐出される給気を、混合気系吸気通路６と空
気系吸気通路７との双方に導入し得るように構成した４
サイクルエンジンである。The engine schematically shown in FIG. 6 has an engine 4 configured so that the charge air discharged from the exhaust turbine supercharger 14 can be introduced into both the air-fuel mixture system intake passage 6 and the air system intake passage 7.
It is a cycle engine.
給気が無過給状態にある場合には、第７図に示すように
、ロータリバルブＲ・■８を混合気系吸気弁Ｉ・■２と
ともに、クランク角変化に同期させて開閉駆動するよう
にしている。一方、エンジンが軽負荷時および過給圧が
設定圧を上回る過給圧過大時には、第８図に示すように
、ロータリバルブＲ・■８の開閉タイミングを早めるよ
うにしている。When the supply air is in a non-supercharged state, as shown in Fig. 7, the rotary valve R・■8 is driven to open and close together with the mixture system intake valve I・■2 in synchronization with the change in crank angle. I have to. On the other hand, when the engine is under a light load or when the supercharging pressure exceeds the set pressure, the opening/closing timing of the rotary valve R·8 is advanced, as shown in FIG.
このような構・成によると、過給圧の過大時には、軽負
荷時と同様にロータリバルブ８の開閉タイミングが早ま
るため、吸気期間は短縮されることになるが、排気ター
ビン過給機１４の過給作用によって混合気および空気が
強制的にシリンダ４内に充填される。そして、前記混合
気系吸気弁２およびロータリバルブ８は、ピストン９が
下死点ＢＤＣに達する前に順次閉じられるので、第１１
図のＰＶ線図で示すように、これらの閉成後におけるシ
リンダ容積Ｖの増加によってシリンダ圧力Ｐが一時的に
低下し、その後圧縮行程に移行することになる。このた
め、実圧縮比を下げることができ、シリンダ４内の最大
燃焼圧力が抑えられる。According to such a configuration, when the boost pressure is excessive, the opening/closing timing of the rotary valve 8 is advanced as in the case of light load, so the intake period is shortened, but the exhaust turbine supercharger 14 is The air-fuel mixture and air are forcibly filled into the cylinder 4 by the supercharging effect. Since the air-fuel mixture system intake valve 2 and the rotary valve 8 are sequentially closed before the piston 9 reaches the bottom dead center BDC, the 11th
As shown in the PV diagram in the figure, the cylinder pressure P decreases temporarily due to the increase in the cylinder volume V after these closures, and then the compression stroke begins. Therefore, the actual compression ratio can be lowered, and the maximum combustion pressure within the cylinder 4 can be suppressed.
したがって、このような構成によれば、エンジン本体側
でシリンダ４内の最大燃焼圧力を有効に調節することが
できるので、排気タービン過給機から排気のリリーフバ
ルブと該リリーフバルブを作動させるアクチュエー夕を
廃止することができる。また、エンジン本体側でシリン
ダ圧力が調節できるので、排気をリリーフさせる場合に
比べて制御遅れを招き難い上に、排気エネルギを有効に
利用することもできる。Therefore, according to such a configuration, the maximum combustion pressure in the cylinder 4 can be effectively adjusted on the engine main body side, so that the exhaust gas relief valve from the exhaust turbine supercharger and the actuator that operates the relief valve can be adjusted. can be abolished. Furthermore, since the cylinder pressure can be adjusted on the engine main body side, control delays are less likely to occur than in the case where exhaust gas is relieved, and exhaust energy can also be used effectively.
以上、本発明の実施例について述べたが、本発明は、前
記実施例に限定されないのは勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、前記各実施例において、混合気系吸気弁は単弁
形式のものであってもよいし、複数弁形式のものであっ
てもよい。For example, in each of the embodiments described above, the air-fuel mixture system intake valve may be of a single-valve type or may be of a multiple-valve type.
多気筒エンジンの場合には、通常、前記混合気系吸気通
路および前記空気系吸気通路は、それぞれ途中で分岐さ
せて各々のシリンダに接続する。In the case of a multi-cylinder engine, the mixture system intake passage and the air system intake passage are usually branched in the middle and connected to each cylinder.
その際、前記燃料供給手段は、前記混合気系吸気通路の
分岐していない上流部分に設けてもよいし、分岐した後
の各分岐通路部分に設けてもよい。燃料供給手段として
は、インジエクタを使用することも可能である。In this case, the fuel supply means may be provided at an upstream portion of the air-fuel mixture system intake passage where it is not branched, or may be provided at each branch passage portion after branching. It is also possible to use an injector as the fuel supply means.
また、開閉弁は、ＯＮφＯＦＦ的に作動してサイドポー
トを開閉するようなものでもよい。Further, the on-off valve may be one that operates in an ONφOFF manner to open and close the side port.
さらに、サイドポートをシリンダ内の中心から離れた方
向に向けて開口するようにした場合には、シリンダ内の
空気にスワールを発生させることができ、燃焼を良くす
ることが可能となる。Furthermore, when the side port is opened in a direction away from the center of the cylinder, it is possible to generate a swirl in the air within the cylinder, thereby improving combustion.
［発明の効果Ｊ
以上のような構成からなる本発明によれば、軽負荷域か
ら高負荷域の広い領域において、運転性を損ねることな
く、燃料経済性を有効に高めることができる。特に、こ
のものによれば、軽負荷時のポンプ損失が低減でき、熱
効率を良くすることができるので、軽負荷時の燃費を無
理なく改善することができる。[Effect of the Invention J] According to the present invention configured as described above, fuel economy can be effectively improved in a wide range from a light load range to a high load range without impairing drivability. In particular, according to this, pump loss during light loads can be reduced and thermal efficiency can be improved, so fuel efficiency during light loads can be reasonably improved.
また、本発明を過給機を備えたエンジンに適用し、過給
圧が設定圧を上回った場合にも開閉弁の閉弁タイミング
を早めるようにすれば、過給圧の過大時にシリンダ圧力
を制御することもできるので、過給機の過給圧制御機構
を廃止して構造の簡略化を図ることもできる。Furthermore, if the present invention is applied to an engine equipped with a supercharger and the closing timing of the on-off valve is advanced even when the supercharging pressure exceeds the set pressure, the cylinder pressure can be reduced when the supercharging pressure is excessive. Since the supercharging pressure control mechanism of the supercharger can be abolished, the structure can be simplified.
第１図から第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
エンジンの概略的な縦断面図、第２図は高負荷時のバル
ブタイミング・ダイヤグラム図、第３図は軽負荷時のバ
ルブタイミング・ダイヤグラム図、第４図は高負荷時の
Ｐ−Ｖ線図、第５図は軽負荷時のＰ−Ｖ線図である。第
６図から第１１図は本発明の他の実施例を示し、第６図
はエンジンの概略的な縦断面図、第７図は高負荷時のバ
ルブタイミング・ダイヤグラム図、第８図は軽負荷時お
よび過給圧過大時のバルブタイミング・ダイヤグラム図
、第９図は無過給時のＰ−Ｖ線図、第１０図は軽負荷時
のＰ−Ｖ線図、第１１図は過給圧過大時のＰ−Ｖ線図で
ある。
１・・・シリンダヘッド
２・・・混合気系吸気弁
４・・・シリンダ
４ａ・・・シリンダの側壁
５・・・サイドポート
６・・・混合気系吸気通路
７・・・空気系吸気通路
８・・・開閉弁（ロータリバルブ）
１０・・燃料供給手段（気化器）Figures 1 to 5 show one embodiment of the present invention, with Figure 1 being a schematic vertical cross-sectional view of the engine, Figure 2 being a valve timing diagram at high loads, and Figure 3 being light loads. FIG. 4 is a PV diagram at high load, and FIG. 5 is a PV diagram at light load. 6 to 11 show other embodiments of the present invention, in which FIG. 6 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the engine, FIG. 7 is a valve timing diagram at high load, and FIG. 8 is a light engine valve timing diagram. Valve timing diagram under load and when boost pressure is excessive. Figure 9 is the P-V diagram when there is no supercharging. Figure 10 is the P-V diagram when the load is light. Figure 11 is the supercharging diagram. It is a PV diagram at the time of pressure overload. 1...Cylinder head 2...Mixture system intake valve 4...Cylinder 4a...Cylinder side wall 5...Side port 6...Mixture system intake passage 7...Air system intake passage 8... Opening/closing valve (rotary valve) 10... Fuel supply means (carburizer)
Claims (1)
せて開閉駆動される混合気系吸気弁と、シリンダの側壁
に設けたサイドポートと、途中に燃料供給手段を有し前
記混合気系吸気弁を介してシリンダ内に連通する混合気
系吸気通路と、前記サイドポートを介してシリンダ内に
連通する空気系吸気通路と、前記サイドポートを開閉す
るとともに負荷変化に対応して開閉タイミングが変化し
得るように構成した開閉弁とを具備し、前記開閉弁を前
記混合気系吸気弁の閉成後に閉じるように設定したもの
であって、エンジンの軽負荷時には、前記開閉弁が閉じ
るタイミングを早めるようにしたことを特徴とする可変
バルブタイミングを有したエンジン。 ２、シリンダヘッドに設けられクランク角変化に同期さ
せて開閉駆動される混合気系吸気弁と、シリンダの側壁
に設けたサイドポートと、途中に燃料供給手段を有し前
記混合気系吸気弁を介してシリンダ内に連通する混合気
系吸気通路と、前記サイドポートを介してシリンダ内に
連通する空気系吸気通路と、前記サイドポートを開閉す
るとともに負荷変化に対応して開閉タイミングが変化し
得るように構成した開閉弁とを具備し、前記開閉弁を前
記混合気系吸気弁の閉成後に閉じるように設定した過給
機付きのエンジンであって、エンジンの軽負荷時と過給
圧が設定圧を上回った場合には、前記開閉弁が閉じるタ
イミングを早めるようにしたことを特徴とする可変バル
ブタイミングを有したエンジン。[Claims] 1. The air-fuel mixture system has an intake valve provided in the cylinder head and driven to open and close in synchronization with changes in crank angle, a side port provided in the side wall of the cylinder, and a fuel supply means in the middle. A mixture system intake passage that communicates with the inside of the cylinder via the mixture system intake valve, an air system intake passage that communicates with the inside of the cylinder through the side port, and an intake passage that opens and closes the side port and responds to load changes. and an on-off valve configured such that the opening/closing timing can be changed, and the on-off valve is set to close after closing of the air-fuel mixture system intake valve, and when the engine is under light load, the on-off valve is closed. An engine with variable valve timing characterized by an earlier closing timing. 2. A mixture system intake valve provided in the cylinder head and driven to open and close in synchronization with crank angle changes, a side port provided in the side wall of the cylinder, and a fuel supply means in the middle, and the mixture system intake valve is a mixture system intake passage that communicates with the inside of the cylinder through the side port, an air system intake passage that communicates with the inside of the cylinder through the side port, and the side port that opens and closes and whose opening/closing timing can change in response to load changes. An engine equipped with a supercharger, the on-off valve configured to be closed after the air-fuel mixture intake valve is closed, the on-off valve configured to An engine with variable valve timing, characterized in that when the pressure exceeds a set pressure, the opening/closing valve closes at an earlier timing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419690A JP2753093B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Engine with variable valve timing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1419690A JP2753093B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Engine with variable valve timing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03217612A true JPH03217612A (en) | 1991-09-25 |
| JP2753093B2 JP2753093B2 (en) | 1998-05-18 |
Family
ID=11854371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1419690A Expired - Lifetime JP2753093B2 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Engine with variable valve timing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753093B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2487550A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | Peter Einar James | Internal combustion engine with valved lower cylinder ports |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP1419690A patent/JP2753093B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2487550A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | Peter Einar James | Internal combustion engine with valved lower cylinder ports |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2753093B2 (en) | 1998-05-18 |
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