JPH06346740A - Intake device for four-cycle internal combustion engine - Google Patents
Intake device for four-cycle internal combustion engineInfo
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- JPH06346740A JPH06346740A JP13451293A JP13451293A JPH06346740A JP H06346740 A JPH06346740 A JP H06346740A JP 13451293 A JP13451293 A JP 13451293A JP 13451293 A JP13451293 A JP 13451293A JP H06346740 A JPH06346740 A JP H06346740A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D2013/0292—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、４サイクル内燃機関の
吸気装置に関し、詳細には吸気弁開口に連なる吸気通路
の通路面積を制御するための絞り弁を備えた４サイクル
内燃機関において、とくに冷機時における燃料の霧化を
促進できるようにした吸気装置の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for a four-cycle internal combustion engine, and more particularly to a four-cycle internal combustion engine equipped with a throttle valve for controlling the passage area of an intake passage connected to an intake valve opening. The present invention relates to an improvement of an intake device capable of promoting atomization of fuel when it is cold.
【０００２】[0002]
【従来の技術】４サイクル内燃機関において、燃費向上
の観点等から吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を
備えたものが提案されている。この種の４サイクル内燃
機関では、エンジン負荷に応じて燃料噴射弁の駆動時間
等を制御することにより燃料量を調節しているが、エン
ジン始動から低負荷域にかけての運転領域では吸気通路
内の流速が遅いため燃料の霧化はあまり行われておら
ず、また燃料が壁面に付着し易い。この結果失火が発生
する恐れがある。この傾向は、燃料が霧化しにくい冷間
始動時（冷機時）にとくに生じやすい。そこで、低負荷
域においても着火可能な空燃比の混合気を燃焼室内の火
花発生位置に形成すべく、低負荷運転時においては理論
空燃比よりも過濃となるように、多量の燃料を吸気通路
内に供給するようにしている。2. Description of the Related Art A four-cycle internal combustion engine having a fuel injection valve for injecting fuel into an intake passage has been proposed from the viewpoint of improving fuel efficiency. In this type of four-cycle internal combustion engine, the fuel amount is adjusted by controlling the driving time of the fuel injection valve according to the engine load, but in the operating region from engine start to low load region Since the flow velocity is slow, the fuel is not atomized so much and the fuel easily adheres to the wall surface. As a result, misfire may occur. This tendency is particularly likely to occur at the cold start (when the engine is cold) in which the fuel is difficult to atomize. Therefore, in order to form an air-fuel mixture with an air-fuel ratio that can ignite even in the low load region at the spark generation position in the combustion chamber, a large amount of fuel is taken in so that it becomes richer than the theoretical air-fuel ratio during low load operation. It is designed to be supplied into the passage.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この余分な
燃料の供給により、燃費が低下するばかりか、一酸化炭
素（ＣＯ），炭化水素（ＨＣ）等の有害な排気ガスが排
出されることになる。However, the supply of this extra fuel not only lowers fuel consumption but also discharges harmful exhaust gases such as carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC). Become.
【０００４】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たもので、とくに低負荷域，冷機時における燃料の霧化
を促進でき、排気ガスの低公害化と燃費改善を図れる４
サイクル内燃機関の吸気装置を提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances. Particularly, the atomization of the fuel can be promoted in the low load region and in the cold state, and the exhaust gas can be reduced in pollution and the fuel consumption can be improved.
An object is to provide an intake system for a cycle internal combustion engine.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、吸気
弁開口に連なる吸気通路の通路面積を制御するための絞
り弁を備えた４サイクル内燃機関の吸気装置において、
上記絞り弁上流側の上記吸気通路途中部分と上記吸気弁
開口近傍とを連通する上記吸気通路より小径の副吸気通
路と、該副吸気通路に設けられ該副吸気通路の通路面積
を暖機時よりも冷機時に大きく開くように制御する制御
弁と、上記吸気通路の副吸気通路上流側開口部分よりも
上流側から燃料を供給する燃料供給手段とを備えたこと
を特徴としている。The invention according to claim 1 is an intake system for a four-cycle internal combustion engine, which comprises a throttle valve for controlling a passage area of an intake passage connected to an intake valve opening.
When warming up the auxiliary intake passage having a diameter smaller than that of the intake passage communicating the midway portion of the intake passage upstream of the throttle valve and the vicinity of the intake valve opening, and the passage area of the auxiliary intake passage provided in the auxiliary intake passage. And a fuel supply means for supplying fuel from an upstream side of an opening portion of the intake passage on the upstream side of the auxiliary intake passage.
【０００６】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、アクセルペダルが全閉位置から所定開度位置の範囲
にあるとき、上記絞り弁が全閉状態に保持されることを
特徴としている。The invention of claim 2 is characterized in that in claim 1, the throttle valve is held in a fully closed state when the accelerator pedal is in the range from the fully closed position to the predetermined opening position.
【０００７】[0007]
【作用】本発明に係る吸気装置によれば、副吸気通路の
吸気通路開口部分が絞り弁上流側に配置されているの
で、低負荷運転域において絞り弁が閉じると、空気と燃
料の混合気は副吸気通路に流入する。この副吸気通路は
吸気通路より小径となっているため混合気の流速が増
し、この結果副吸気通路内において燃料の霧化が促進で
きる。また燃料の壁面付着量が減少することから空燃比
を過濃に設定する必要もなく、この結果排気ガスの低公
害化と燃費の改善を図れる。しかも、小径の副吸気通路
の通路面積は暖機時には閉じ、冷機時には開いている。
これにより、冷機時における副吸気通路内の混合気の流
れを良くして燃料の霧化を一層促進させることができ
る。According to the intake device of the present invention, the intake passage opening portion of the auxiliary intake passage is arranged on the upstream side of the throttle valve. Therefore, when the throttle valve is closed in the low load operating range, the air-fuel mixture is mixed. Flows into the auxiliary intake passage. Since this auxiliary intake passage has a smaller diameter than the intake passage, the flow velocity of the air-fuel mixture increases, and as a result, atomization of fuel in the auxiliary intake passage can be promoted. Further, since the amount of fuel adhering to the wall surface is reduced, it is not necessary to set the air-fuel ratio to an excessively high concentration, and as a result, it is possible to reduce exhaust gas pollution and improve fuel efficiency. Moreover, the passage area of the small-diameter sub-intake passage is closed during warm-up and opened during cool-down.
As a result, it is possible to improve the flow of the air-fuel mixture in the auxiliary intake passage during cooling and further promote atomization of the fuel.
【０００８】また、請求項２の発明では、アクセルペダ
ルの踏み込み量が極めて小さい極低負荷域では、絞り弁
が全閉位置に保持されるので、この運転域では混合気は
副吸気通路内を通り、該混合気の霧化が促進される。Further, in the second aspect of the invention, the throttle valve is held in the fully closed position in an extremely low load range in which the accelerator pedal depression amount is extremely small. Therefore, in this operating range, the air-fuel mixture flows in the auxiliary intake passage. As described above, atomization of the air-fuel mixture is promoted.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図５，及び図７は本発明の一実施
例による４サイクルエンジンの吸気装置を説明するため
図であり、図１は本実施例装置が適用された４サイクル
エンジンの平面模式図、図２はその断面側面部分図、図
３は本実施例装置の可変ベンチュリバルブの縦断面図、
図４は図３のIV−IV線矢視図、図５は本実施例装置のス
ロットルバルブの拡大図、図７は本実施例装置の弁開度
と開口面積との関係を説明するための図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 and 7 are views for explaining an intake device of a 4-cycle engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic plan view of a 4-cycle engine to which the device of the present embodiment is applied, 2 is a partial sectional side view thereof, and FIG. 3 is a vertical sectional view of a variable venturi valve of the present embodiment device,
4 is a view taken along the line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 is an enlarged view of the throttle valve of the present embodiment device, and FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the valve opening and the opening area of the present embodiment device. It is a figure.
【００１０】図１及び図２において、１は水冷式４サイ
クル４気筒４バルブエンジンであり、これは、クランク
ケース２上にシリンダブロック３，シリンダヘッド４を
積層してヘッドボルトで締結し、該シリンダヘッド４の
上側合面にヘッドカバー５を装着した構造のものであ
る。上記シリンダブロック３に形成されたシリンダボア
３ａ内にはピストン７が摺動自在に挿入配置されてお
り、該ピストン７はコンロッド８で図示しないクランク
軸に連結されている。1 and 2, reference numeral 1 denotes a water-cooled 4-cycle 4-cylinder 4-valve engine, in which a cylinder block 3 and a cylinder head 4 are stacked on a crankcase 2 and fastened with head bolts. It has a structure in which a head cover 5 is attached to the upper mating surface of the cylinder head 4. A piston 7 is slidably inserted into the cylinder bore 3a formed in the cylinder block 3, and the piston 7 is connected to a crankshaft (not shown) by a connecting rod 8.
【００１１】上記シリンダヘッド４のシリンダブロック
３側の下側合面４ａには燃焼室を構成する燃焼凹部４ｂ
が凹設されている。該燃焼凹部４ｂの中央には点火プラ
グ９が螺挿されており、また該点火プラグ９の周囲には
吸気弁開口４ｃ，排気弁開口４ｄがそれぞれ２つずつ開
口している。なお、上記各開口４ｃ，４ｄは、これらの
部分に装着された概ねリング状のバルブシート２８，２
９の各開口によってそれぞれ形成されている。また、各
排気弁開口４ｄには排気弁１０のバルブヘッド１０ａ
が、各吸気弁開口４ｃには吸気弁１１のバルブヘッド１
１ａがそれぞれ各開口を開閉可能に、すなわち上記バル
ブシート２８，２９の各シート面に当接可能に配置され
ている。この排気，吸気弁１０，１１のバルブステム１
０ｂ，１１ｂはカム軸方向に見て所定の挟み角をなすよ
うに気筒軸方向に斜め上方に延びており、その上端には
排気，吸気リフタ１２，１３がそれぞれ装着されてい
る。また該各リフタ１２，１３上には、これを押圧駆動
する排気，吸気カム軸１４，１５が気筒軸方向と直角方
向に向けて、かつ互いに平行に配置されている。A combustion recess 4b forming a combustion chamber is formed on the lower mating surface 4a of the cylinder head 4 on the cylinder block 3 side.
Is recessed. A spark plug 9 is screwed into the center of the combustion recess 4b, and two intake valve openings 4c and two exhaust valve openings 4d are opened around the spark plug 9. The openings 4c and 4d are provided with the substantially ring-shaped valve seats 28 and 2 attached to these portions.
9 openings. Further, the valve head 10a of the exhaust valve 10 is provided in each exhaust valve opening 4d.
However, the valve head 1 of the intake valve 11 is provided in each intake valve opening 4c.
1a is arranged so that each opening can be opened and closed, that is, it can contact each seat surface of the valve seats 28 and 29. This exhaust, intake valve 10, 11 valve stem 1
0b and 11b extend obliquely upward in the cylinder axis direction so as to form a predetermined included angle when viewed in the cam axis direction, and exhaust and intake lifters 12 and 13 are attached to the upper ends thereof. Further, exhaust and intake cam shafts 14 and 15 for pressing and driving the lifters 12 and 13 are arranged parallel to each other in a direction perpendicular to the cylinder axis direction.
【００１２】上記各排気弁開口４ｄは排気通路１６でシ
リンダヘッド４の前壁４ｆ側に導出されており、該排気
通路１６の壁面開口１６ａには排気管１６ｂが接続され
ている。上記各吸気弁開口４ｃは吸気通路１７でシリン
ダヘッド４の後壁４ｇ側に導出されており、該吸気通路
１７の壁面開口１７ａには吸気管２２が接続されてい
る。The exhaust valve openings 4d are led out to the front wall 4f side of the cylinder head 4 in the exhaust passage 16, and the exhaust pipe 16b is connected to the wall surface opening 16a of the exhaust passage 16. The intake valve openings 4c are led out to the rear wall 4g side of the cylinder head 4 in the intake passage 17, and the intake pipe 22 is connected to the wall surface opening 17a of the intake passage 17.
【００１３】上記吸気管２２の上流端にはエア導入口２
３が形成され、該エア導入口２３の下流側にはエアクリ
ーナ２４が接続されている。また上記吸気管２２の中途
部分には、可変ベンチュリバルブ３０が設けられてい
る。この可変ベンチュリバルブ３０は、図３に示すよう
に、吸気管２２の天壁に固定されたチャンバ３１と、該
チャンバ３１内に摺動自在に設けられ、上記吸気管２２
内に突出するピストン３２とを備えている。An air inlet 2 is provided at the upstream end of the intake pipe 22.
3 is formed, and an air cleaner 24 is connected to the downstream side of the air introduction port 23. A variable venturi valve 30 is provided in the middle of the intake pipe 22. As shown in FIG. 3, the variable venturi valve 30 is provided with a chamber 31 fixed to a ceiling wall of the intake pipe 22 and a slidable inside the chamber 31.
And a piston 32 protruding inward.
【００１４】上記ピストン３２により上記チャンバ３１
内には２つの隔室３１ａ，３１ｂが形成されている。上
記隔室３１ａ内には、上記ピストン３２を上記吸気管２
２の閉方向に付勢するコイルばね３３が縮設されてい
る。なお該隔室３１ａは上端開口に装着されたボルト３
６により閉塞されている。また上記ピストン３２には上
下方向に延びる貫通孔３４が形成され、該貫通孔３４に
より上記隔室３１ａ内と上記吸気管２２内とが連通して
いる。さらに上記吸気管２２の上部には孔３５が形成さ
れ、該孔３５により上記隔室３１ｂ内と吸気管２２内と
を連通している。Due to the piston 32, the chamber 31
Two compartments 31a and 31b are formed inside. Inside the compartment 31a, the piston 32 is provided with the intake pipe 2
The coil spring 33 for urging in the closing direction 2 is contracted. The compartment 31a has a bolt 3 attached to the upper end opening.
It is blocked by 6. A through hole 34 extending in the vertical direction is formed in the piston 32, and the through hole 34 communicates the inside of the compartment 31a with the inside of the intake pipe 22. Further, a hole 35 is formed in the upper portion of the intake pipe 22, and the hole 35 communicates the inside of the compartment 31b with the inside of the intake pipe 22.
【００１５】上記吸気管２２の底壁の上記ピストン３２
と対向する部分には、該吸気管２２よりも小径の副吸気
管４０が接続されている。該副吸気管４０の下流端開口
４０ｂは上記吸気弁開口４ｃ近傍の吸気通路１７内に開
口している。上記ピストン３２の上流側（図２右側）側
部には傾斜面３６が形成されており、該傾斜面３６の下
縁部分３６ａは上記副吸気管４０の上流端開口４０ａの
略中央上方に位置している（図３参照）。また各副吸気
管４０は連通管４１により連通している。The piston 32 on the bottom wall of the intake pipe 22.
An auxiliary intake pipe 40 having a diameter smaller than that of the intake pipe 22 is connected to a portion opposed to the intake pipe 22. A downstream end opening 40b of the auxiliary intake pipe 40 opens into the intake passage 17 near the intake valve opening 4c. An inclined surface 36 is formed on the upstream side (right side in FIG. 2) of the piston 32, and a lower edge portion 36a of the inclined surface 36 is located substantially above the center of the upstream end opening 40a of the auxiliary intake pipe 40. (See FIG. 3). Further, each sub-intake pipe 40 is connected by a communication pipe 41.
【００１６】また上記吸気管２２の可変ベンチュリバル
ブ３０上流側には、吸気管２２内に燃料を噴射する単孔
式の燃料噴射弁４５が装着されている。該各燃料噴射弁
４５は、ＥＣＵ４６により制御される燃料分配管４６に
よってそれぞれの噴射タイミングが制御されるようにな
っている。また該燃料噴射弁４５の噴出孔４５ａは上記
可変ベンチュリバルブ３０のピストン傾斜面３６に指向
している。また該噴出孔４５ａから噴出される燃料流
は、図４に底面視で示すように、その先端部分が上記上
流端開口４０ａよりも少し広くなるように噴射角θが設
定されている。A single-hole fuel injection valve 45 for injecting fuel into the intake pipe 22 is mounted upstream of the variable venturi valve 30 of the intake pipe 22. The injection timing of each fuel injection valve 45 is controlled by a fuel distribution pipe 46 controlled by an ECU 46. Further, the injection hole 45a of the fuel injection valve 45 is directed toward the piston inclined surface 36 of the variable venturi valve 30. Further, the fuel flow ejected from the ejection hole 45a has an injection angle θ so that its tip portion is slightly wider than the upstream end opening 40a as shown in a bottom view in FIG.
【００１７】上記可変ベンチュリバルブ３０下流側の上
記各吸気管２２内には、吸気管２２の通路面積を制御す
るスロットル弁２５が配設されている。該各スロットル
弁２５は、各吸気管２２を挿通する弁軸４８に連結され
ており、該弁軸４８はアクセルペダル（図示せず）と連
動するリンク４９により駆動される。また弁軸４８の一
端には例えばポジションメータ等のスロットル開度セン
サ５０が設けられており、弁軸４８の回動量すなわちス
ロットル弁２５の開度は該スロットル開度センサ５０に
より検出され、この検出信号はＥＣＵ４６に入力され
る。A throttle valve 25 for controlling the passage area of the intake pipe 22 is arranged in each of the intake pipes 22 on the downstream side of the variable venturi valve 30. Each throttle valve 25 is connected to a valve shaft 48 that passes through each intake pipe 22, and the valve shaft 48 is driven by a link 49 that works in conjunction with an accelerator pedal (not shown). A throttle opening sensor 50 such as a position meter is provided at one end of the valve shaft 48, and the rotation amount of the valve shaft 48, that is, the opening of the throttle valve 25 is detected by the throttle opening sensor 50. The signal is input to the ECU 46.
【００１８】また上記スロットル弁２５は円板状または
楕円板状の弁板を有しており、該弁板は、図５に示すよ
うに弁軸４８の直交方向の幅寸法（直径または長軸）Ａ
が吸気管２２の径寸法Ｄよりも小さく形成されている。
このため、スロットル弁２５は９０゜以上回動でき、作
動角が９０゜＋αに設定されている。このようにスロッ
トル弁２５の作動角を大きく設定することにより、図７
の実線で示すように、低負荷運転域における弁開度が−
α゜〜約１３゜まではスロットル弁２５が回動しても吸
気管２２の開口面積はほとんど増加しない。なお図７に
おいて、弁開度０゜とはスロットル弁２５が全閉位置
（図５実線位置）にある状態を示している。Further, the throttle valve 25 has a disc-shaped or elliptical-shaped valve plate. As shown in FIG. 5, the valve plate has a width dimension (diameter or long axis) in the direction orthogonal to the valve shaft 48. ) A
Is smaller than the diameter dimension D of the intake pipe 22.
For this reason, the throttle valve 25 can be rotated by 90 ° or more, and the operating angle is set to 90 ° + α. By setting the operating angle of the throttle valve 25 to a large value in this manner, as shown in FIG.
As shown by the solid line, the valve opening in the low load operating range is −
Even if the throttle valve 25 rotates from α ° to about 13 °, the opening area of the intake pipe 22 hardly increases. In FIG. 7, a valve opening of 0 ° indicates that the throttle valve 25 is in the fully closed position (solid line position in FIG. 5).
【００１９】上記スロットル弁２５の上流近傍の吸気管
２２内には、燃料噴射弁４５から噴射され、スロットル
弁２５付近の壁面に付着した燃料を捕捉するためのオイ
ルトラップ用環状溝５１が形成されている。吸気管２２
の底壁側には、該環状溝５１及び副吸気管４０間を連通
するバイパス通路５２が設けられている。この構成によ
り、吸気管２２の開口４０ａから副吸気管４０内に導入
されなかった燃料が上記環状溝５１及びバイパス通路５
２を介して副吸気通路４０内に回収されるようになって
いる。この結果、吸気管２２内に溜まった燃料が壁面流
れを起こして燃焼室内に供給されるのを防止できる。In the intake pipe 22 near the upstream side of the throttle valve 25, an oil trap annular groove 51 for capturing the fuel injected from the fuel injection valve 45 and adhering to the wall surface near the throttle valve 25 is formed. ing. Intake pipe 22
A bypass passage 52 that connects the annular groove 51 and the auxiliary intake pipe 40 is provided on the bottom wall side of the. With this configuration, the fuel not introduced into the auxiliary intake pipe 40 from the opening 40a of the intake pipe 22 is allowed to flow into the annular groove 51 and the bypass passage 5.
It is configured to be collected in the sub intake passage 40 via the second valve. As a result, it is possible to prevent the fuel accumulated in the intake pipe 22 from causing a wall surface flow and being supplied into the combustion chamber.
【００２０】また上記副吸気管４０の中途部分には、該
副吸気管４０の通路面積を制御するための制御弁４２が
設けられている。該制御弁４２はＥＣＵ４６の制御によ
り、副吸気通路４０を冷機時には開き側に、暖機時には
閉側に回動する。A control valve 42 for controlling the passage area of the auxiliary intake pipe 40 is provided in the middle of the auxiliary intake pipe 40. Under the control of the ECU 46, the control valve 42 rotates the auxiliary intake passage 40 to the open side when it is cold and to the closed side when it is warm.
【００２１】なお、本実施例では、極低負荷運転域では
アクセルペダルを踏み込んでもスロットル弁２５が全閉
に保持されるようになっている。一方、低負荷域におい
てもある程度出力を増加させたい場合がある。このよう
な場合は、上記低負荷運転域では、アクセルペダルの踏
み込み量に応じて、該量が大きいほど上記制御弁４２を
大きく開くように構成しても良い。In this embodiment, the throttle valve 25 is kept fully closed even when the accelerator pedal is depressed in the extremely low load operation range. On the other hand, there are cases where it is desired to increase the output to some extent even in the low load region. In such a case, in the low load operation range, the control valve 42 may be opened more largely as the amount of depression increases depending on the amount of depression of the accelerator pedal.
【００２２】上記エンジン１は上述のようにＥＣＵ４６
を備えており、該ＥＣＵ４６には、エンジン回転速度，
スロットル開度，エンジン冷却液温，及び各種補機の信
号が入力され、ＥＣＵ４６はこれらの入力信号に基づい
て燃料噴射弁４５，制御弁４２等を制御する。The engine 1 has the ECU 46 as described above.
The ECU 46 is provided with
The throttle opening, engine coolant temperature, and various auxiliary machine signals are input, and the ECU 46 controls the fuel injection valve 45, the control valve 42, and the like based on these input signals.
【００２３】次に上記実施例の動作について説明する。
低負荷運転域においては、スロットル弁２５が全閉から
さらに若干閉方向に回動した位置（図５一点鎖線位置）
におかれる。可変ベンチュリバルブ３０はスロットル弁
２５の上流側（大気圧側）に位置しており、可変ベンチ
ュリバルブ３０の各隔室３１ａ，３１ｂはそれぞれ孔３
４，３５を介して吸気管２２内と連通している。従っ
て、ピストン３２はコイルばね３３のばね力により下方
に付勢されて、吸気管２２内を閉塞する全閉位置（図３
実線位置）または小開度位置に移動する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
In the low load operation range, the position where the throttle valve 25 is rotated slightly from the fully closed position to the closing direction (the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 5)
Be scented. The variable venturi valve 30 is located on the upstream side (atmospheric pressure side) of the throttle valve 25, and each of the compartments 31a and 31b of the variable venturi valve 30 has a hole 3 respectively.
It communicates with the inside of the intake pipe 22 via 4, 35. Therefore, the piston 32 is urged downward by the spring force of the coil spring 33 to close the inside of the intake pipe 22 (see FIG. 3).
Move to the solid line position) or small opening position.
【００２４】また、この低負荷域においてスロットル弁
２５を全閉位置から開き側に回動させても、上述のよう
に弁開度が−α゜〜約１３゜までは吸気管２２の開口面
積はほとんど変化せず、このため吸気管２２内の吸入空
気量はほとんど増加しない。Even if the throttle valve 25 is rotated from the fully closed position to the open side in this low load range, as described above, the opening area of the intake pipe 22 is limited to the valve opening range of -α ° to about 13 °. Changes little, and therefore the intake air amount in the intake pipe 22 hardly increases.
【００２５】一方、スロットル開度センサ５０からのス
ロットル開度検出信号がＥＣＵ４６に入力されており、
該検出信号からＥＣＵ４６は運転領域が低負荷域にある
と判断する。またエンジン冷却液温信号も同様にＥＣＵ
４６に入力されており、該液温信号からＥＣＵ４６はエ
ンジンが暖機運転中かあるいは冷機運転中かを判断す
る。On the other hand, a throttle opening detection signal from the throttle opening sensor 50 is input to the ECU 46,
Based on the detection signal, the ECU 46 determines that the operation area is in the low load area. In addition, the engine coolant temperature signal is also ECU
The ECU 46 determines whether the engine is warming up or colding based on the liquid temperature signal.
【００２６】いまエンジンが冷機運転中と判断されれ
ば、ＥＣＵ４６は制御弁４２を全開とし（図７破線参
照）、また暖機運転中と判断されればＥＣＵ４６は制御
弁４２を上記冷機時より閉側にする（同図破線参
照）。これにより冷機運転時の方が副吸気管４０内の混
合気の流れが良くなり、この結果、冷機運転時における
燃料の霧化，気化を一層促進させることができる。If it is determined that the engine is currently in the cold operation, the ECU 46 fully opens the control valve 42 (see the broken line in FIG. 7), and if it is determined that the engine is in the warm operation, the ECU 46 sets the control valve 42 from the above-described cold condition. Close it (see the broken line in the figure). As a result, the flow of the air-fuel mixture in the auxiliary intake pipe 40 becomes better during the cold operation, and as a result, atomization and vaporization of the fuel during the cold operation can be further promoted.
【００２７】またこのように、スロットル弁開度が−α
゜〜約１３゜まではスロットル弁２５の開動によっては
吸気管２２の開口面積を略全閉の状態でほとんど変化さ
せず、小径の副吸気管４２の開閉によって吸気系全体の
開口面積を変化させるようにしたので、該吸気系全体の
開口面積を漸増させることができる。これにより、吸入
空気量を滑らかに増加させることができ、エンジン出力
の制御を容易に行えるようになる。また上記開口面積が
略全閉に保持されるので、副吸気管４２を流れる混合気
の割合が多くなり、これにより霧化が良くなり燃焼状態
が良好となる。As described above, the throttle valve opening is -α.
When the throttle valve 25 is opened, the opening area of the intake pipe 22 is hardly changed in the range of about 13 ° to about 13 °, and the opening area of the entire intake system is changed by opening / closing the small-diameter auxiliary intake pipe 42. As a result, the opening area of the entire intake system can be gradually increased. As a result, the intake air amount can be smoothly increased, and the engine output can be easily controlled. Further, since the opening area is maintained substantially fully closed, the ratio of the air-fuel mixture flowing in the auxiliary intake pipe 42 increases, which improves atomization and improves the combustion state.
【００２８】この状態から燃料噴射弁４５より燃料が噴
射されると、該燃料は吸気管２２内を進んで可変ベンチ
ュリバルブ３０のピストン傾斜面３６に衝突する。する
と燃料は該傾斜面３６で薄膜状に拡がり、傾斜面３６に
沿って下方に移動する高速の空気流と共に、副吸気管４
０の上流端開口４０ａを通って該副吸気管４０内に流入
する。When fuel is injected from the fuel injection valve 45 from this state, the fuel advances in the intake pipe 22 and collides with the piston inclined surface 36 of the variable venturi valve 30. Then, the fuel spreads in a thin film form on the inclined surface 36, and along with the high-speed air flow moving downward along the inclined surface 36, the auxiliary intake pipe 4
It flows into the sub intake pipe 40 through the upstream end opening 40a of 0.
【００２９】副吸気管４０は吸気管２２よりも小径とな
っているため、副吸気管４０内に流入した燃料は該副吸
気管４０内で流速を増し、これにより燃料の霧化が促進
される。そして該燃料は副吸気管４０の下流端開口４０
ｂから吸気弁開口２８近傍の吸気通路１７内に流入し、
該吸気弁開口２８を通って燃焼室内に流入する。この結
果、燃焼室内の火花発生位置に着火可能な空燃比の混合
気を形成でき、これにより一酸化炭素（ＣＯ），炭化水
素（ＨＣ）等の有害な排気ガスの排出を抑制でき、排気
ガスの低公害化と燃費の改善を図ることができる。Since the diameter of the auxiliary intake pipe 40 is smaller than that of the intake pipe 22, the fuel flowing into the auxiliary intake pipe 40 increases its flow velocity in the auxiliary intake pipe 40, thereby promoting atomization of the fuel. It Then, the fuel is the downstream end opening 40 of the auxiliary intake pipe 40.
from b into the intake passage 17 near the intake valve opening 28,
It flows into the combustion chamber through the intake valve opening 28. As a result, an air-fuel mixture having an air-fuel ratio capable of being ignited can be formed at the spark generation position in the combustion chamber, whereby harmful exhaust gases such as carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) can be suppressed from being discharged, It is possible to reduce pollution and improve fuel efficiency.
【００３０】しかも制御弁４２の制御により暖機時より
も冷機時の方が副吸気管４０が大きく開いているので、
該副吸気管４０内の混合気の流れを良くすることがで
き、冷機時の燃料の霧化を一層促進できる。Further, since the control valve 42 controls the auxiliary intake pipe 40 to be wider when the engine is cold than when it is warmed up.
The flow of the air-fuel mixture in the auxiliary intake pipe 40 can be improved, and atomization of the fuel during cooling can be further promoted.
【００３１】なお上記低負荷運転域における燃料の噴射
開始時期は吸気行程の直前かあるいは吸気行程中に行う
のが好ましい。これは吸気流速が速まることを利用して
燃料の霧化を促進できるからである。It is preferable that the fuel injection start timing in the above-mentioned low load operation range is set just before the intake stroke or during the intake stroke. This is because the atomization of fuel can be promoted by utilizing the fact that the intake flow velocity is increased.
【００３２】中負荷運転域においては、スロットル弁２
５が開くと、吸気管２２内においてスロットル弁下流側
に流速が生じる。吸気管２２内において可変ベンチュリ
バルブ３０の取付部分はピストン３２により底壁側の通
路面積が絞られているため、吸気管２２内の流速は底壁
側の方が天壁側よりも大きくなり、この結果、底壁側の
方が負圧になる。In the medium load operation range, the throttle valve 2
When 5 is opened, a flow velocity is generated in the intake pipe 22 on the downstream side of the throttle valve. Since the passage area on the bottom wall side of the mounting portion of the variable venturi valve 30 in the intake pipe 22 is narrowed by the piston 32, the flow velocity in the intake pipe 22 is higher on the bottom wall side than on the top wall side. As a result, the bottom wall side has a negative pressure.
【００３３】一方、可変ベンチュリバルブ３０の各隔室
３１ａ，３１ｂはそれぞれ孔３４，３５を介して吸気管
２２内と連通しており、このため隔室３１ａ内が負圧状
態になり、隔室３１ｂ内はそれよりも高い圧力状態にな
る。この結果、ピストン３２がコイルばね３３のばね力
に抗して上方に移動し、吸気管２２を開く（図３一点鎖
線参照）。この状態においてピストン３２の傾斜面３６
の下方への延長線は依然として副吸気管４０の開口４０
ａ内に位置している。燃料噴射弁４５から噴射された燃
料は可変ベンチュリバルブ３０のピストン傾斜面３６に
衝突して霧化されとともに下方に移動し、一部は副吸気
管４０の上流端開口４０ａを通って該副吸気管４０内に
流入して霧化が促進され、残りは吸気管２２の底壁側を
通る高速の空気流により霧化，微粒化が促進されて吸気
通路１７から燃焼室内に流入する。On the other hand, the compartments 31a and 31b of the variable venturi valve 30 communicate with the inside of the intake pipe 22 through the holes 34 and 35, respectively, so that the inside of the compartment 31a is in a negative pressure state and the compartments are separated. The pressure inside 31b is higher than that. As a result, the piston 32 moves upward against the spring force of the coil spring 33 and opens the intake pipe 22 (see the alternate long and short dash line in FIG. 3). In this state, the inclined surface 36 of the piston 32
The extension line to the lower side of the
It is located within a. The fuel injected from the fuel injection valve 45 collides with the piston inclined surface 36 of the variable venturi valve 30, is atomized, and moves downward, and a part of the fuel passes through the upstream end opening 40 a of the auxiliary intake pipe 40. Atomization is promoted by flowing into the pipe 40, and the rest is flown into the combustion chamber from the intake passage 17 after being atomized and atomized by a high-speed air flow passing through the bottom wall side of the intake pipe 22.
【００３４】高負荷運転域においては、スロットル弁２
５が全開位置におかれ、これにより吸気管２２内の流速
がさらに増して、吸気管２２内の底壁側の負圧がさらに
高まる。これによりピストン３２がさらに上昇し、ピス
トン傾斜面３６の下端面が吸気管２２の天壁面と一致す
る、あるいは 傾斜面３６がわずかに突出する全開位置
におかれる。その結果、燃料噴射弁４５から噴射された
燃料の大部分は吸気管２２内を高速で流れつつ霧化され
ながら吸気通路１７から燃焼室内に流入する。In the high load operation range, the throttle valve 2
5 is in the fully open position, which further increases the flow velocity in the intake pipe 22 and further increases the negative pressure on the bottom wall side in the intake pipe 22. As a result, the piston 32 further rises, and the lower end surface of the piston inclined surface 36 coincides with the ceiling wall surface of the intake pipe 22, or is placed in the fully open position where the inclined surface 36 slightly projects. As a result, most of the fuel injected from the fuel injection valve 45 flows into the combustion chamber from the intake passage 17 while being atomized while flowing in the intake pipe 22 at high speed.
【００３５】また、急加速時すなわちスロットル２５を
急激に開いた場合には、一般に、吸入空気はほとんど遅
れることなく気筒内に流入するのに対し、燃料は少し遅
れて流入し、その結果Ａ／Ｆ（空燃比）は一瞬薄くなり
その後濃くなる現象が生じる。これを防止するために、
本実施例では可変ベンチュリバルブ３０の開き側に遅延
特性が設けられており、これにより急加速時には吸入空
気が徐々に増加するようになっている。When the vehicle is suddenly accelerated, that is, when the throttle 25 is suddenly opened, the intake air generally flows into the cylinder with almost no delay, whereas the fuel flows slightly later, resulting in A / A. A phenomenon occurs in which F (air-fuel ratio) becomes light for a moment and then becomes thicker. To prevent this,
In this embodiment, a delay characteristic is provided on the opening side of the variable Venturi valve 30, so that the intake air gradually increases during sudden acceleration.
【００３６】さらに、高負荷域から急減速状態に移行す
ると、一般に、スロットル弁２５下流側の負圧が大きく
なることから吸気管２２内に付着していた燃料が急激に
蒸発し、その結果混合気のＡ／Ｆが過濃状態となり、有
害なＣＯ，ＨＣを排出する。これを防止するために、本
実施例では、急減速時には制御弁４２の制御により副吸
気管４０を開いて燃焼室内に空気を導入する。これによ
り混合気のＡ／Ｆが過濃となるのを抑制でき、適切なＡ
／Ｆに制御できる。Further, when the high load region is rapidly decelerated, the negative pressure on the downstream side of the throttle valve 25 generally increases, so that the fuel adhering to the intake pipe 22 evaporates rapidly, resulting in mixing. A / F in the air becomes rich and emits harmful CO and HC. In order to prevent this, in the present embodiment, during the rapid deceleration, the auxiliary intake pipe 40 is opened by the control of the control valve 42 to introduce air into the combustion chamber. As a result, it is possible to prevent the A / F of the air-fuel mixture from becoming too rich, and
/ F can be controlled.
【００３７】また、減速運転が連続して行われた場合に
は、一般に気筒内の負圧が高まる結果、エンジンオイル
がピストン７とシリンダボア３ａとの間、及びバルブヘ
ッド１１ａと吸気弁開口４ｃとの間から漏れ出てくる場
合がある。これを防止するために、本実施例では連続減
速運転時には制御弁４２を開き、これにより気筒内に新
気を導入して負圧の増加を抑制するようにしている。Further, when the deceleration operation is continuously performed, the negative pressure in the cylinder generally increases, so that engine oil flows between the piston 7 and the cylinder bore 3a, and between the valve head 11a and the intake valve opening 4c. It may leak out from between. In order to prevent this, in the present embodiment, the control valve 42 is opened during continuous deceleration operation, whereby fresh air is introduced into the cylinder to suppress an increase in negative pressure.
【００３８】このように本実施例では、低負荷運転域に
おいては吸気管２２よりも小径の副吸気管４０内を燃料
が通るようにしたので、燃料の霧化を促進でき、これに
より有害な排気ガスの排出を抑制でき、燃費を改善でき
る。また吸気管２２の開閉をピストンタイプの可変ベン
チュリバルブ３０により行うようにしたので、エンジン
負荷に応じた、吸気管２２，副吸気管４０への燃料配分
を良好に行える。さらに副吸気通路が暖機時よりも冷機
時に大きく開くので、とくに冷機時において燃料の霧化
促進を図ることができる。As described above, in this embodiment, the fuel is made to pass through the auxiliary intake pipe 40 having a diameter smaller than that of the intake pipe 22 in the low load operation range, so that atomization of the fuel can be promoted, which is harmful. Exhaust gas emission can be suppressed and fuel consumption can be improved. Further, since the intake pipe 22 is opened and closed by the piston type variable venturi valve 30, the fuel distribution to the intake pipe 22 and the auxiliary intake pipe 40 can be favorably performed according to the engine load. Furthermore, since the auxiliary intake passage opens wider during cold cooling than during warming up, it is possible to promote atomization of fuel especially during cold cooling.
【００３９】なお上記実施例では、可変ベンチュリバル
ブ３０の駆動について吸気管２２内の負圧を利用したも
のを示したが、本発明の適用はこれに限定されない。例
えばスロットル弁２５の開動と連動するリンク機構を設
け、該リンク機構により可変ベンチュリバルブ３０を駆
動するようにしてもよい。さらにピストン３２のアクチ
ュエータ（例えばステッピングモータ）を設けるととも
に、スロットル弁２５の開度に対応するピストン３２の
開度を予め制御部（ＥＣＵ）に登録しておき、スロット
ル弁２５の開度に応じた所望のピストン開度になるよう
上記アクチュエータを駆動するようにしてもよい。In the above embodiment, the variable venturi valve 30 is driven by using the negative pressure in the intake pipe 22, but the application of the present invention is not limited to this. For example, a link mechanism that interlocks with the opening movement of the throttle valve 25 may be provided, and the variable venturi valve 30 may be driven by the link mechanism. Further, an actuator (for example, a stepping motor) for the piston 32 is provided, and the opening degree of the piston 32 corresponding to the opening degree of the throttle valve 25 is registered in advance in a control unit (ECU) so that the opening degree of the throttle valve 25 can be adjusted. You may make it drive the said actuator so that it may become a desired piston opening.
【００４０】またスロットル弁２５は、図５に示すもの
に限定されず、図６に示すように弁板の幅Ａが吸気管２
２の径Ｄより大きなものも採用できるが、この場合に
は、弁の回動を電気的に制御し、低負荷時には弁が開か
ないようにする必要がある。Further, the throttle valve 25 is not limited to the one shown in FIG. 5, and as shown in FIG.
A diameter larger than the diameter D of 2 can be adopted, but in this case, it is necessary to electrically control the rotation of the valve so that the valve does not open when the load is low.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る４サイクル
内燃機関の吸気装置によれば、吸気通路より小径の副吸
気通路と、該副吸気通路の通路面積を暖機時よりも冷機
時に大きく開くように制御する制御弁とを設けるように
したので、とくに冷機時において燃料の霧化促進を図る
ことができ、これにより排気ガスの低公害化と燃費の改
善を図ることができる効果がある。また請求項２の発明
では、極低負荷時には絞り弁が開かないようにしたの
で、副吸気通路を流れる混合気の割合が大きくなり、こ
れによっても燃料の霧化が促進される。As described above, according to the intake system for a four-cycle internal combustion engine of the present invention, the auxiliary intake passage having a diameter smaller than that of the intake passage and the passage area of the auxiliary intake passage when the engine is cold rather than when the engine is warmed up. Since a control valve that controls to open wide is provided, it is possible to promote atomization of the fuel, especially when the engine is cold, and this has the effect of reducing exhaust gas pollution and improving fuel efficiency. is there. Further, according to the second aspect of the present invention, the throttle valve is prevented from opening at an extremely low load, so that the ratio of the air-fuel mixture flowing in the auxiliary intake passage becomes large, which also promotes atomization of the fuel.
【図１】本発明の一実施例による吸気装置が適用された
４サイクルエンジンの平面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a 4-cycle engine to which an intake device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】上記実施例エンジンの断面側面部分図である。FIG. 2 is a partial sectional side view of the engine of the embodiment.
【図３】上記吸気装置の可変ベンチュリバルブの縦断面
図（図４のIII-III 線断面図）である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 4) of the variable venturi valve of the intake device.
【図４】図３のIV−IV線矢視図である。FIG. 4 is a view taken along the line IV-IV of FIG.
【図５】上記吸気装置のスロットルバルブの拡大図であ
る。FIG. 5 is an enlarged view of a throttle valve of the intake device.
【図６】図５の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of FIG.
【図７】上記吸気装置の弁開度と開口面積との関係を説
明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between a valve opening degree and an opening area of the intake device.
１ エンジン ２２ 吸気管 ２５ スロットル弁 ２８ 吸気弁開口 ４０ 副吸気管 ４０ａ 副吸気管開口 ４２ 制御弁 ４５ 燃料噴射弁 1 engine 22 intake pipe 25 throttle valve 28 intake valve opening 40 auxiliary intake pipe 40a auxiliary intake pipe opening 42 control valve 45 fuel injection valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｃ 8923−3Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location F02M 69/00 360 C 8923-3G
Claims (2)
を制御するための絞り弁を備えた４サイクル内燃機関の
吸気装置において、上記絞り弁上流側の上記吸気通路途
中部分と上記吸気弁開口近傍とを連通する上記吸気通路
より小径の副吸気通路と、該副吸気通路に設けられ該副
吸気通路の通路面積を暖機時よりも冷機時に大きく開く
ように制御する制御弁と、上記吸気通路の副吸気通路上
流側開口部分よりも上流側から燃料を供給する燃料供給
手段とを備えたことを特徴とする４サイクル内燃機関の
吸気装置。1. An intake system for a four-cycle internal combustion engine, comprising: a throttle valve for controlling a passage area of an intake passage connected to an intake valve opening; and an intermediate portion of the intake passage upstream of the throttle valve and the intake valve opening. An auxiliary intake passage having a diameter smaller than that of the intake passage communicating with the vicinity thereof; a control valve provided in the auxiliary intake passage for controlling the passage area of the auxiliary intake passage so as to open more greatly during warming than during warming up; An intake system for a four-cycle internal combustion engine, comprising: a fuel supply means for supplying fuel from an upstream side of an opening portion of an upstream side of the auxiliary intake passage of the passage.
閉位置から所定開度位置の範囲にあるとき、上記絞り弁
が全閉状態に保持されることを特徴とする４サイクル内
燃機関の吸気装置。2. The intake system for a four-cycle internal combustion engine according to claim 1, wherein the throttle valve is held in a fully closed state when the accelerator pedal is in a range from a fully closed position to a predetermined opening position. .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13451293A JP3318390B2 (en) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | Intake device for 4-cycle internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1993-06-04 JP JP13451293A patent/JP3318390B2/en not_active Expired - Fee Related
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