JPH07174028A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
内燃機関の吸気装置Info
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- JPH07174028A JPH07174028A JP5321480A JP32148093A JPH07174028A JP H07174028 A JPH07174028 A JP H07174028A JP 5321480 A JP5321480 A JP 5321480A JP 32148093 A JP32148093 A JP 32148093A JP H07174028 A JPH07174028 A JP H07174028A
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- valve
- control valve
- intake control
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- 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
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸気制御弁の弁開度を多段階に制御すること
により、機関の運転状態に最適なスワールとタンブルを
得る。 【構成】 吸気制御弁8は、斜め上部に切欠部12が形
成された弁体11と、吸気通路4の中心線O−Oよりも
下側に偏心して取り付けられた弁軸10とから構成され
ている。また、吸気制御弁8は、リンク13,連接棒1
4,吸気制御弁アクチュエータ15,弁開度調整機構1
6からなる弁駆動機構に連結され、これにより、機関の
運転状態に応じて、全閉状態,半開状態,全開状態の3
段階に弁開度が調整される。従って、全閉状態ではスワ
ールのみが生成する一方、半開状態ではスワールを弱め
てタンブルを生成することができ、全開状態ではスワー
ル,タンブル共に生成を停止することができる。
により、機関の運転状態に最適なスワールとタンブルを
得る。 【構成】 吸気制御弁8は、斜め上部に切欠部12が形
成された弁体11と、吸気通路4の中心線O−Oよりも
下側に偏心して取り付けられた弁軸10とから構成され
ている。また、吸気制御弁8は、リンク13,連接棒1
4,吸気制御弁アクチュエータ15,弁開度調整機構1
6からなる弁駆動機構に連結され、これにより、機関の
運転状態に応じて、全閉状態,半開状態,全開状態の3
段階に弁開度が調整される。従って、全閉状態ではスワ
ールのみが生成する一方、半開状態ではスワールを弱め
てタンブルを生成することができ、全開状態ではスワー
ル,タンブル共に生成を停止することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置に
関し、特に、気筒内に旋回流を発生させる吸気制御弁を
備えた吸気装置の改良に関する。
関し、特に、気筒内に旋回流を発生させる吸気制御弁を
備えた吸気装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、吸気通路の途中に吸気制御弁を
設け、この吸気制御弁の開閉によって気筒内でのスワー
ル生成を制御する吸気装置としては、例えば実開昭61
−101636号公報等によって知られている。また、
この種の吸気制御弁は、吸気通路の中心に沿って設けら
れた弁軸と、この弁軸に設けられ、燃料噴射弁寄りの斜
め上部が切り欠かれて開口部となった平板状の弁体とか
らバタフライ弁として構成されている。
設け、この吸気制御弁の開閉によって気筒内でのスワー
ル生成を制御する吸気装置としては、例えば実開昭61
−101636号公報等によって知られている。また、
この種の吸気制御弁は、吸気通路の中心に沿って設けら
れた弁軸と、この弁軸に設けられ、燃料噴射弁寄りの斜
め上部が切り欠かれて開口部となった平板状の弁体とか
らバタフライ弁として構成されている。
【0003】そして、この従来の装置は、機関が低回転
低負荷域にある場合に、吸気制御弁を閉弁して気筒内に
スワール(横旋回流)を生成させ、このスワールにより
燃焼速度を早めて燃焼の安定性を図っている。
低負荷域にある場合に、吸気制御弁を閉弁して気筒内に
スワール(横旋回流)を生成させ、このスワールにより
燃焼速度を早めて燃焼の安定性を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術によるものでは、スワールの生成を制御する
ことができるものの、機関の運転状態によっては、この
横方向のスワールのほかに縦方向のタンブル(縦旋回
流)を必要とする場合がある。
た従来技術によるものでは、スワールの生成を制御する
ことができるものの、機関の運転状態によっては、この
横方向のスワールのほかに縦方向のタンブル(縦旋回
流)を必要とする場合がある。
【0005】しかし、従来のものでは、吸気制御弁の全
開,全閉によってスワールのみをオンオフ的に制御しう
るため、機関の運転状態に応じてスワールを強めたり、
あるいはタンブルを強めたりすることができなかった。
開,全閉によってスワールのみをオンオフ的に制御しう
るため、機関の運転状態に応じてスワールを強めたり、
あるいはタンブルを強めたりすることができなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、吸気
制御弁の弁開度を3段階に制御し、機関の運転状態に応
じたスワールとタンブルを得ることとした。すなわち、
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、気筒とコレクタと
を連通するように各気筒毎に設けられた吸気通路と、こ
の吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交する
方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心よりも
気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路を
略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設けら
れてなる吸気制御弁と、この吸気制御弁を、低回転低負
荷域では全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域と
中回転低負荷域とでは半開とし、高回転域と高負荷域と
では全開とする弁駆動手段とを備えて構成されている。
制御弁の弁開度を3段階に制御し、機関の運転状態に応
じたスワールとタンブルを得ることとした。すなわち、
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、気筒とコレクタと
を連通するように各気筒毎に設けられた吸気通路と、こ
の吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交する
方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心よりも
気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路を
略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設けら
れてなる吸気制御弁と、この吸気制御弁を、低回転低負
荷域では全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域と
中回転低負荷域とでは半開とし、高回転域と高負荷域と
では全開とする弁駆動手段とを備えて構成されている。
【0007】また、請求項2の構成では、前記吸気通路
の底面に、少なくとも吸気制御弁が全閉から半開に至る
開度範囲で前記弁体の下縁に近接する凹湾曲面を形成し
たことを特徴としている。
の底面に、少なくとも吸気制御弁が全閉から半開に至る
開度範囲で前記弁体の下縁に近接する凹湾曲面を形成し
たことを特徴としている。
【0008】さらに、請求項3の構成では、気筒内のタ
ンブルを強めるように吸気制御弁下流の吸気ポートに略
直線状の部分を備えていることを特徴としている。
ンブルを強めるように吸気制御弁下流の吸気ポートに略
直線状の部分を備えていることを特徴としている。
【0009】
【作用】吸気制御弁が全閉状態の場合には、弁体の上部
の一側部に形成された切欠部のみを介して吸入空気が流
通しうるため、吸入空気の流れは吸気通路の上部の一側
部に偏る。これによって、吸気制御弁より下流の吸気通
路内では、特に、切欠部に対応する一側部の空気流と切
欠部に対応しない他側部の空気流との均衡が崩れて、左
右方向の流量差の影響が強く生じるため、気筒の水平面
に沿ったスワールが発生し、低回転低負荷域での燃焼が
安定化する。
の一側部に形成された切欠部のみを介して吸入空気が流
通しうるため、吸入空気の流れは吸気通路の上部の一側
部に偏る。これによって、吸気制御弁より下流の吸気通
路内では、特に、切欠部に対応する一側部の空気流と切
欠部に対応しない他側部の空気流との均衡が崩れて、左
右方向の流量差の影響が強く生じるため、気筒の水平面
に沿ったスワールが発生し、低回転低負荷域での燃焼が
安定化する。
【0010】次に、吸気制御弁が半開状態の場合は、全
閉時の弁体に対する投影面積が減少し、弁体の上部と吸
気通路との間、弁体の下部と吸気通路との間に新たな隙
間が発生する。ここで、吸気制御弁は吸気通路の中心よ
りも気筒軸の下方に偏心して設けられているため、弁体
の上部付近に生じる隙間の方が弁体の下部付近に生じる
隙間よりも大きくなる。従って、吸入空気の流れに上下
方向の偏りが生じ、スワールに略直交するタンブルが発
生する。
閉時の弁体に対する投影面積が減少し、弁体の上部と吸
気通路との間、弁体の下部と吸気通路との間に新たな隙
間が発生する。ここで、吸気制御弁は吸気通路の中心よ
りも気筒軸の下方に偏心して設けられているため、弁体
の上部付近に生じる隙間の方が弁体の下部付近に生じる
隙間よりも大きくなる。従って、吸入空気の流れに上下
方向の偏りが生じ、スワールに略直交するタンブルが発
生する。
【0011】一方、この新たな隙間によって左右方向の
開口面積が増大し、この左右方向の全開口面積に占める
切欠部の開口面積の割合が相対的に低下するため、全閉
状態のときよりもスワールが弱まる。これにより、低回
転中負荷域、中回転中負荷域、中回転低負荷域の各運転
状態に応じた強さのタンブルとスワールを生成すること
が可能となる。
開口面積が増大し、この左右方向の全開口面積に占める
切欠部の開口面積の割合が相対的に低下するため、全閉
状態のときよりもスワールが弱まる。これにより、低回
転中負荷域、中回転中負荷域、中回転低負荷域の各運転
状態に応じた強さのタンブルとスワールを生成すること
が可能となる。
【0012】吸気制御弁が全開状態の場合は、吸気通路
内に左右方向,上下方向のいずれにも開口面積の差異が
生じないため、スワール、タンブル共に吸気制御弁に起
因する生成を停止させることができる。
内に左右方向,上下方向のいずれにも開口面積の差異が
生じないため、スワール、タンブル共に吸気制御弁に起
因する生成を停止させることができる。
【0013】また、請求項2の構成によれば、吸気制御
弁が全閉から半開に至る開度範囲で弁体の下縁と凹湾曲
面とが近接するため、吸気制御弁が半開状態の場合に、
弁体の下部と吸気通路との間に生じる隙間を可及的に小
さくすることができる。これにより、吸気制御弁が半開
状態の場合において、弁体の上部と吸気通路との間にの
み実質的に隙間を形成することができ、タンブルを強め
ることができる。
弁が全閉から半開に至る開度範囲で弁体の下縁と凹湾曲
面とが近接するため、吸気制御弁が半開状態の場合に、
弁体の下部と吸気通路との間に生じる隙間を可及的に小
さくすることができる。これにより、吸気制御弁が半開
状態の場合において、弁体の上部と吸気通路との間にの
み実質的に隙間を形成することができ、タンブルを強め
ることができる。
【0014】さらに、請求項3の構成によれば、半開状
態の吸気制御弁によって発生したタンブルが吸気ポート
の略直線状部に流れ込むため、タンブルの発生を促進
し、強化することができる。
態の吸気制御弁によって発生したタンブルが吸気ポート
の略直線状部に流れ込むため、タンブルの発生を促進
し、強化することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図8に基づ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【0016】まず、図1は本発明の実施例に係る吸気装
置の全体構成を示す構成説明図であって、内燃機関の各
気筒1(1個のみ図示)内にはピストン2によって燃焼
室3が画成されている。
置の全体構成を示す構成説明図であって、内燃機関の各
気筒1(1個のみ図示)内にはピストン2によって燃焼
室3が画成されている。
【0017】吸気通路4は、各気筒1毎にそれぞれ設け
られ、この吸気通路4の上流側はコレクタ5を介して吸
気集合通路6に接続され、吸気通路4の下流側は二股に
分岐して吸気ポート4A(片側のみ図示)となってい
る。また、この吸気ポート4Aは、湾曲したヘリカルポ
ートとは異なり、後述する吸気制御弁8の下流から先の
部分が燃焼室3に向けて傾斜する略直線状に形成され、
これによりいわゆるタンブルポートとなっている。
られ、この吸気通路4の上流側はコレクタ5を介して吸
気集合通路6に接続され、吸気通路4の下流側は二股に
分岐して吸気ポート4A(片側のみ図示)となってい
る。また、この吸気ポート4Aは、湾曲したヘリカルポ
ートとは異なり、後述する吸気制御弁8の下流から先の
部分が燃焼室3に向けて傾斜する略直線状に形成され、
これによりいわゆるタンブルポートとなっている。
【0018】さらに、吸気通路4には、図2,図3にも
示す如く、吸気制御弁8の下端近傍に凹湾曲面7が設け
られている。この凹湾曲面7は、少なくとも吸気制御弁
8が全閉状態から半開状態に至る開度範囲で、該吸気制
御弁8の弁体11の下端に近接するように、当該下端の
移動軌跡に沿った曲率をもって形成されている。
示す如く、吸気制御弁8の下端近傍に凹湾曲面7が設け
られている。この凹湾曲面7は、少なくとも吸気制御弁
8が全閉状態から半開状態に至る開度範囲で、該吸気制
御弁8の弁体11の下端に近接するように、当該下端の
移動軌跡に沿った曲率をもって形成されている。
【0019】ここで、本実施例において、「弁体11の
下端に近接」とは、弁体11の下端と凹湾曲面7とが近
付く場合のほか、両者が接触する場合も含むもので、弁
体11の下端と凹湾曲面7との間に、タンブルの生成に
影響を与える程の吸入空気が流れる実質的な隙間が生じ
ないように近付いていれば足りることを意味する。
下端に近接」とは、弁体11の下端と凹湾曲面7とが近
付く場合のほか、両者が接触する場合も含むもので、弁
体11の下端と凹湾曲面7との間に、タンブルの生成に
影響を与える程の吸入空気が流れる実質的な隙間が生じ
ないように近付いていれば足りることを意味する。
【0020】吸気制御弁8は、シリンダヘッド寄りに取
り付けられた燃料噴射弁9よりも上流側で、すなわち、
吸気ポート4Aの分岐部上流の近傍に設けられている。
この吸気制御弁8は、図2の斜視図に示す如く、吸気通
路4の軸中心O−Oよりも所定寸法δだけ下側にオフセ
ットして設けられた回動中心たる弁軸10と、この弁軸
10に取り付けられた板状の弁体11とから、バタフラ
イ弁として構成されている。ここで、本実施例における
上下方向とは、気筒1の軸線方向を基準とし、上死点に
向かう方向が上方向、下死点に向かう方向が下方向とな
る。
り付けられた燃料噴射弁9よりも上流側で、すなわち、
吸気ポート4Aの分岐部上流の近傍に設けられている。
この吸気制御弁8は、図2の斜視図に示す如く、吸気通
路4の軸中心O−Oよりも所定寸法δだけ下側にオフセ
ットして設けられた回動中心たる弁軸10と、この弁軸
10に取り付けられた板状の弁体11とから、バタフラ
イ弁として構成されている。ここで、本実施例における
上下方向とは、気筒1の軸線方向を基準とし、上死点に
向かう方向が上方向、下死点に向かう方向が下方向とな
る。
【0021】弁体11には、全閉時の略垂直状態を基準
とする斜め上部を略半分程度切り欠くことにより、所定
の面積を有する切欠部12が形成されている。具体的に
は、全閉時に吸気通路4の中心線O−Oと直交する弁体
11の中心線O1−O1よりも燃料噴射弁9側にある上半
分のうち、吸入空気の進行方向左側、すなわち弁体11
の背面側から見て左側の部分が略半分程度切り欠かれて
いる。また、切欠部12の面積は、全閉状態で発生する
スワールが低回転低負荷域に最適な強さとなるように設
定されている。
とする斜め上部を略半分程度切り欠くことにより、所定
の面積を有する切欠部12が形成されている。具体的に
は、全閉時に吸気通路4の中心線O−Oと直交する弁体
11の中心線O1−O1よりも燃料噴射弁9側にある上半
分のうち、吸入空気の進行方向左側、すなわち弁体11
の背面側から見て左側の部分が略半分程度切り欠かれて
いる。また、切欠部12の面積は、全閉状態で発生する
スワールが低回転低負荷域に最適な強さとなるように設
定されている。
【0022】吸気制御弁8は、リンク13,連接棒14
を介して吸気制御弁アクチュエータ15に接続されてい
る。この吸気制御弁アクチュエータ15は、例えばダイ
ヤフラムの変位によって連接棒14を伸縮するもので、
負圧制御弁(いずれも図示せず)から導入された負圧に
より作動するものとして構成される。なお、これに限ら
ず、シリンダやモータ等により連接棒14を往復動させ
る機構として構成してもよい。
を介して吸気制御弁アクチュエータ15に接続されてい
る。この吸気制御弁アクチュエータ15は、例えばダイ
ヤフラムの変位によって連接棒14を伸縮するもので、
負圧制御弁(いずれも図示せず)から導入された負圧に
より作動するものとして構成される。なお、これに限ら
ず、シリンダやモータ等により連接棒14を往復動させ
る機構として構成してもよい。
【0023】連接棒14の途中には、リンク13,連接
棒14,吸気制御弁アクチュエータ15と共に弁駆動手
段としての弁駆動機構を構成する弁開度調整機構16が
設けられている。この弁開度調整機構16は、図4の構
成説明図に示す如く、連接棒14の途中に傾斜して固着
された固定板16Aと、連接棒14が吸気制御弁アクチ
ュエータ15により全閉状態まで引っ張られた状態で、
この固定板16Aの端部に摺接する可動ストッパとして
の可動板16Bと、後述するコントロールユニット21
からの制御信号によって、この可動板16Bを固定板1
6Aに向けて押し付け、固定板16Aを所定寸法だけ前
方に戻して吸気制御弁8を半開状態とする駆動源16C
とから構成されている。なお、駆動源16Cとしては、
比較的制御が容易で、開度調整が可能である等の観点よ
りステッピングモータを用いるのが好ましいが、これに
限らず、サーボモータ,ソレノイド,エアシリンダ等も
利用できる。
棒14,吸気制御弁アクチュエータ15と共に弁駆動手
段としての弁駆動機構を構成する弁開度調整機構16が
設けられている。この弁開度調整機構16は、図4の構
成説明図に示す如く、連接棒14の途中に傾斜して固着
された固定板16Aと、連接棒14が吸気制御弁アクチ
ュエータ15により全閉状態まで引っ張られた状態で、
この固定板16Aの端部に摺接する可動ストッパとして
の可動板16Bと、後述するコントロールユニット21
からの制御信号によって、この可動板16Bを固定板1
6Aに向けて押し付け、固定板16Aを所定寸法だけ前
方に戻して吸気制御弁8を半開状態とする駆動源16C
とから構成されている。なお、駆動源16Cとしては、
比較的制御が容易で、開度調整が可能である等の観点よ
りステッピングモータを用いるのが好ましいが、これに
限らず、サーボモータ,ソレノイド,エアシリンダ等も
利用できる。
【0024】さらに、吸気集合通路6にはスロットル弁
17が設けられ、このスロットル弁17にはスロットル
開度を検出するスロットルセンサ18が付設されてい
る。このスロットルセンサ18は、吸入空気量を検出す
るエアフローメータ19と、機関のクランク角を検出す
るクランク角センサ20と、図示しない水温センサ,酸
素センサ等と共に、コントロールユニット21に接続さ
れている。
17が設けられ、このスロットル弁17にはスロットル
開度を検出するスロットルセンサ18が付設されてい
る。このスロットルセンサ18は、吸入空気量を検出す
るエアフローメータ19と、機関のクランク角を検出す
るクランク角センサ20と、図示しない水温センサ,酸
素センサ等と共に、コントロールユニット21に接続さ
れている。
【0025】機関を電気的に集中制御するコントロール
ユニット21は、マイクロコンピュータシステムとして
構成されている。そして、コントロールユニット21
は、図5と共に後述する如く、スロットルセンサ18、
エアフローメータ19,クランク角センサ20等の出力
信号に基づいて機関の回転数と負荷(トルク)とを検出
し、この機関回転数,機関負荷により定まる機関の運転
状態に応じて、吸気制御弁8の開度を制御するようにな
っている。
ユニット21は、マイクロコンピュータシステムとして
構成されている。そして、コントロールユニット21
は、図5と共に後述する如く、スロットルセンサ18、
エアフローメータ19,クランク角センサ20等の出力
信号に基づいて機関の回転数と負荷(トルク)とを検出
し、この機関回転数,機関負荷により定まる機関の運転
状態に応じて、吸気制御弁8の開度を制御するようにな
っている。
【0026】なお、22は吸気弁、23は排気弁をそれ
ぞれ示す。
ぞれ示す。
【0027】次に、本実施例の構成による作用について
図5〜図8を参照しつつ詳細に説明する。
図5〜図8を参照しつつ詳細に説明する。
【0028】まず、図5に基づきコントロールユニット
21による弁開度制御について説明する。すなわち、図
5は弁開度制御マップを示す説明図であって、機関の運
転状態が所定の回転数NLおよび所定のトルク(負荷)
TL以下の低回転低負荷域Aにある場合は吸気制御弁8
を全閉状態とする。
21による弁開度制御について説明する。すなわち、図
5は弁開度制御マップを示す説明図であって、機関の運
転状態が所定の回転数NLおよび所定のトルク(負荷)
TL以下の低回転低負荷域Aにある場合は吸気制御弁8
を全閉状態とする。
【0029】また、機関の運転状態が所定の回転数NH
および所定のトルクTH以下であり、かつ低回転低負荷
域Aを除いた領域Bにある場合は、吸気制御弁8を半開
状態とする。
および所定のトルクTH以下であり、かつ低回転低負荷
域Aを除いた領域Bにある場合は、吸気制御弁8を半開
状態とする。
【0030】ここで、この領域Bは、回転数NL以下で
トルクTLからトルクTHまでの範囲の低回転中負荷域
と、回転数NLから回転数NHまでで、かつトルクTLか
らトルクTHまでの範囲の中回転中負荷域と、回転数NL
から回転数NHまででトルクTL以下の範囲の中回転低負
荷域とから構成されている。
トルクTLからトルクTHまでの範囲の低回転中負荷域
と、回転数NLから回転数NHまでで、かつトルクTLか
らトルクTHまでの範囲の中回転中負荷域と、回転数NL
から回転数NHまででトルクTL以下の範囲の中回転低負
荷域とから構成されている。
【0031】さらに、機関の運転状態が回転数NH以上
の高回転域と、トルクTH以上の高負荷域とからなる領
域Cに入った場合には、吸気制御弁8を全開状態とす
る。
の高回転域と、トルクTH以上の高負荷域とからなる領
域Cに入った場合には、吸気制御弁8を全開状態とす
る。
【0032】次に、具体的制御動作について説明する。
【0033】まず、機関の運転状態が低回転低負荷域A
に入った場合は、図6中の(a)に示す如く、吸気制御
弁アクチュエータ15に負圧を導入して連接棒14を引
っ張ることにより、リンク13を傾動させて弁体11を
略垂直に起立させ、図3中の(a)に示す如く、吸気制
御弁8を全閉状態とする。
に入った場合は、図6中の(a)に示す如く、吸気制御
弁アクチュエータ15に負圧を導入して連接棒14を引
っ張ることにより、リンク13を傾動させて弁体11を
略垂直に起立させ、図3中の(a)に示す如く、吸気制
御弁8を全閉状態とする。
【0034】これにより、図7に示す如く、吸入空気は
切欠部12のみを通過するため、吸入空気の流れに、左
右方向(中心線O1−O1方向)で差異が生じ、気筒1の
水平面に略平行な横旋回流たるスワールが発生する。
切欠部12のみを通過するため、吸入空気の流れに、左
右方向(中心線O1−O1方向)で差異が生じ、気筒1の
水平面に略平行な横旋回流たるスワールが発生する。
【0035】次に、機関の運転状態が低回転中負荷域,
中回転中負荷域,中回転低負荷域からなる領域Bに入っ
た場合は、図6中の(b)に示す如く、弁開度調整機構
16によって全閉状態まで引っ張られた連接棒14を所
定寸法だけ前方に押し戻し、リンク13を傾動させて、
図3中の(b)に示す如く、弁体11を略垂直状態から
例えば30°程度の所定角度θだけ流れ方向(閉弁方
向)に傾斜させ、吸気制御弁8を半開状態とする。
中回転中負荷域,中回転低負荷域からなる領域Bに入っ
た場合は、図6中の(b)に示す如く、弁開度調整機構
16によって全閉状態まで引っ張られた連接棒14を所
定寸法だけ前方に押し戻し、リンク13を傾動させて、
図3中の(b)に示す如く、弁体11を略垂直状態から
例えば30°程度の所定角度θだけ流れ方向(閉弁方
向)に傾斜させ、吸気制御弁8を半開状態とする。
【0036】これにより、図8に示す如く、吸気通路4
と弁体11の上側との間に、略三日月状の隙間Sが形成
され、吸入空気が切欠部12と隙間Sとを通過するた
め、吸入空気の流れに、左右方向の差異に加えて上下方
向の差異も生じる。
と弁体11の上側との間に、略三日月状の隙間Sが形成
され、吸入空気が切欠部12と隙間Sとを通過するた
め、吸入空気の流れに、左右方向の差異に加えて上下方
向の差異も生じる。
【0037】ここで、弁軸10は吸気通路4の中心線O
−Oよりも所定寸法δだけ下側に偏心すると共に、弁体
11の下端は凹湾曲面7に近接して実質的にシールさ
れ、弁体11の下側の流れに影響を与える程の隙間が生
じないため、弁体11の上側にのみ比較的大きな隙間S
が形成される。従って、吸入空気の流れに上下方向での
差異が比較的大きく発生し、気筒1の縦断面に略平行な
縦方向の旋回流たるタンブルが強く生成される。
−Oよりも所定寸法δだけ下側に偏心すると共に、弁体
11の下端は凹湾曲面7に近接して実質的にシールさ
れ、弁体11の下側の流れに影響を与える程の隙間が生
じないため、弁体11の上側にのみ比較的大きな隙間S
が形成される。従って、吸入空気の流れに上下方向での
差異が比較的大きく発生し、気筒1の縦断面に略平行な
縦方向の旋回流たるタンブルが強く生成される。
【0038】一方、隙間Sは、弁体11の上側で左右方
向に亘って形成されるため、吸入空気の流れの左右方向
の差異に占める切欠部12の影響力が相対的に低下し、
全閉時よりもスワールの強さが低下する。
向に亘って形成されるため、吸入空気の流れの左右方向
の差異に占める切欠部12の影響力が相対的に低下し、
全閉時よりもスワールの強さが低下する。
【0039】最後に、機関の運転状態が高回転域,高負
荷域からなる領域Cに入った場合には、図6中の(c)
に示す如く、吸気制御弁アクチュエータ15によって連
接棒14を前方に押し出し、リンク13をさらに傾動さ
せて、図3中の(c)に示す如く、弁体11を半開状態
から流れ方向に向けて約60°程度倒し、水平状態に寝
かせて吸気制御弁8を全開状態とする。
荷域からなる領域Cに入った場合には、図6中の(c)
に示す如く、吸気制御弁アクチュエータ15によって連
接棒14を前方に押し出し、リンク13をさらに傾動さ
せて、図3中の(c)に示す如く、弁体11を半開状態
から流れ方向に向けて約60°程度倒し、水平状態に寝
かせて吸気制御弁8を全開状態とする。
【0040】これにより、吸気通路4内の流動抵抗が実
質的になくなり、吸入空気の流れに左右方向,上下方向
のいずれにおいても差異が生じない。従って、スワー
ル,タンブルの吸気制御弁8に起因する生成が停止す
る。
質的になくなり、吸入空気の流れに左右方向,上下方向
のいずれにおいても差異が生じない。従って、スワー
ル,タンブルの吸気制御弁8に起因する生成が停止す
る。
【0041】このように、本実施例によれば、所定の運
転状態ではスワールよりもタンブルの方が燃焼状態の改
善に有効であるとの知見に基づき、斜め上部に切欠部1
2が形成された吸気制御弁8の回動中心を下側に偏心さ
せると共に、吸気制御弁アクチュエータ15,弁開度調
整機構16等からなる弁駆動機構によって、低回転低負
荷域Aでは全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域
と中回転低負荷域とからなる領域Bでは半開とし、高回
転域と高負荷域とからなる領域Cでは全開とする構成に
したため、吸気制御弁の開度に応じて吸入空気の流れに
左右方向,上下方向の差異を与えることができ、機関の
運転状態に適したスワールとタンブルとを得ることがで
きる。
転状態ではスワールよりもタンブルの方が燃焼状態の改
善に有効であるとの知見に基づき、斜め上部に切欠部1
2が形成された吸気制御弁8の回動中心を下側に偏心さ
せると共に、吸気制御弁アクチュエータ15,弁開度調
整機構16等からなる弁駆動機構によって、低回転低負
荷域Aでは全閉とし、低回転中負荷域と中回転中負荷域
と中回転低負荷域とからなる領域Bでは半開とし、高回
転域と高負荷域とからなる領域Cでは全開とする構成に
したため、吸気制御弁の開度に応じて吸入空気の流れに
左右方向,上下方向の差異を与えることができ、機関の
運転状態に適したスワールとタンブルとを得ることがで
きる。
【0042】この結果、広い運転領域に亘って、燃焼状
態を改善することができ、安定した希薄燃焼運転を行う
ことも可能になる。
態を改善することができ、安定した希薄燃焼運転を行う
ことも可能になる。
【0043】また、弁体11の下側に凹湾曲面7を設
け、吸気制御弁8が全閉から半開に至る開度範囲(所定
角度θ)で、弁体11の下側を凹湾曲面7に近接させる
構成としたため、吸気制御弁8が半開状態にある場合
に、この凹湾曲面7によって弁体11の下側に隙間が生
じるのを実質的に防止することができ、吸入空気の流れ
における上下方向の差異を大きくして、タンブルを強め
ることができる。
け、吸気制御弁8が全閉から半開に至る開度範囲(所定
角度θ)で、弁体11の下側を凹湾曲面7に近接させる
構成としたため、吸気制御弁8が半開状態にある場合
に、この凹湾曲面7によって弁体11の下側に隙間が生
じるのを実質的に防止することができ、吸入空気の流れ
における上下方向の差異を大きくして、タンブルを強め
ることができる。
【0044】さらに、吸気通路4の吸気ポート4Aは、
吸気制御弁8の下流から燃焼室3に向けて略直線状に傾
斜するタンブルポートとして形成したため、吸気制御弁
8の半開時に、確実にタンブルを発生させることがで
き、このタンブルを強めることができる。
吸気制御弁8の下流から燃焼室3に向けて略直線状に傾
斜するタンブルポートとして形成したため、吸気制御弁
8の半開時に、確実にタンブルを発生させることがで
き、このタンブルを強めることができる。
【0045】また、弁軸10を下側に偏心させ、かつ弁
体11の上端が下流側に開く構成としたため、吸入空気
の流れによって弁体11を常時開弁方向に付勢すること
ができ、これにより、吸気制御弁8が全閉したたま固着
するという固着現象を未然に防止して、信頼性を向上す
ることができる。
体11の上端が下流側に開く構成としたため、吸入空気
の流れによって弁体11を常時開弁方向に付勢すること
ができ、これにより、吸気制御弁8が全閉したたま固着
するという固着現象を未然に防止して、信頼性を向上す
ることができる。
【0046】さらに、リンク13と吸気制御弁アクチュ
エータ15との間の連接棒14の途中に、固定板16
A,可動板16B,駆動源16Cからなる弁開度調整機
構16を設ける構成のため、比較的簡易な構成でありな
がら、確実に弁開度を半開状態に保持することができ
る。
エータ15との間の連接棒14の途中に、固定板16
A,可動板16B,駆動源16Cからなる弁開度調整機
構16を設ける構成のため、比較的簡易な構成でありな
がら、確実に弁開度を半開状態に保持することができ
る。
【0047】なお、前記実施例では、略垂直に起立した
全閉状態から吸入空気の流れ方向に30°程度倒すこと
により、半開状態を得るものとして述べたが、本発明は
これに限らず、30°未満あるいは30°以上でもよ
く、機関の特性等に応じて適宜定められるものでる。
全閉状態から吸入空気の流れ方向に30°程度倒すこと
により、半開状態を得るものとして述べたが、本発明は
これに限らず、30°未満あるいは30°以上でもよ
く、機関の特性等に応じて適宜定められるものでる。
【0048】また、前記実施例では、凹湾曲面7を断面
半楕円状に形成する場合を例示したが、半円状等の他の
曲面に形成してもよい。
半楕円状に形成する場合を例示したが、半円状等の他の
曲面に形成してもよい。
【0049】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る内燃機
関の吸気装置によれば、機関が低回転低負荷域にあると
きは吸気制御弁を全閉状態として気筒内にスワールを生
成し、機関が低回転中負荷域と中回転中負荷域と中回転
低負荷域とにあるときは吸気制御弁を半開状態としてス
ワールのほかにタンブルをも生成し、機関が高回転域と
高負荷域とにあるときは吸気制御弁を全開状態としてス
ワール,タンブルの生成を停止することができる。この
結果、機関の運転状態に応じた適切なスワールとタンブ
ルとを得ることができ、広い運転領域に亘って燃焼状態
を改善することができる。
関の吸気装置によれば、機関が低回転低負荷域にあると
きは吸気制御弁を全閉状態として気筒内にスワールを生
成し、機関が低回転中負荷域と中回転中負荷域と中回転
低負荷域とにあるときは吸気制御弁を半開状態としてス
ワールのほかにタンブルをも生成し、機関が高回転域と
高負荷域とにあるときは吸気制御弁を全開状態としてス
ワール,タンブルの生成を停止することができる。この
結果、機関の運転状態に応じた適切なスワールとタンブ
ルとを得ることができ、広い運転領域に亘って燃焼状態
を改善することができる。
【0050】また、請求項2の構成によれば、吸気制御
弁が半開状態のときに、凹湾曲面によって弁体の下縁と
吸気通路との間に実質的な隙間が生じるのを防止するこ
とができ、弁体の上側から流れ込む空気流を強めて、容
易にタンブルを生成することができる。
弁が半開状態のときに、凹湾曲面によって弁体の下縁と
吸気通路との間に実質的な隙間が生じるのを防止するこ
とができ、弁体の上側から流れ込む空気流を強めて、容
易にタンブルを生成することができる。
【0051】さらに、請求項3の構成によれば、吸気制
御弁より下流の吸気ポートが備えた略直線状の部分によ
って、吸気制御弁の半開時に生じるタンブルを強めるこ
とができる。
御弁より下流の吸気ポートが備えた略直線状の部分によ
って、吸気制御弁の半開時に生じるタンブルを強めるこ
とができる。
【図1】本発明の実施例に係る吸気装置の全体を示す構
成説明図。
成説明図。
【図2】吸気制御弁と吸気制御弁アクチュエータ,弁開
度調整機構等との関係を示す斜視図。
度調整機構等との関係を示す斜視図。
【図3】吸気制御弁の開度変化を示す断面図。
【図4】弁開度調整機構の構成を示す構成説明図。
【図5】弁開度制御マップを示す説明図。
【図6】リンク,弁開度調整機構の作動を示す作動説明
図。
図。
【図7】全閉状態の吸気制御弁を上流側からみた正面
図。
図。
【図8】半開状態の吸気制御弁を上流側からみた正面
図。
図。
1…気筒 4…吸気通路 4A…吸気ポート 5…コレクタ 7…凹湾曲面 8…吸気制御弁 10…弁軸 11…弁体 12…切欠部 13…リンク 14…連接棒 15…吸気制御弁アクチュエータ 16…弁開度調整機構 O−O…吸気通路の中心線
Claims (3)
- 【請求項1】 気筒とコレクタとを連通するように各気
筒毎に設けられた吸気通路と、 この吸気通路の吸気ポート入口部に気筒軸方向と直交す
る方向に沿った弁軸を有し、該弁軸が吸気通路中心より
も気筒軸の下方に片寄って位置するとともに、吸気通路
を略閉塞する板状の弁体の上部の一側部に切欠部が設け
られてなる吸気制御弁と、 この吸気制御弁を、低回転低負荷域では全閉とし、低回
転中負荷域と中回転中負荷域と中回転低負荷域とでは半
開とし、高回転域と高負荷域とでは全開とする弁駆動手
段と、 を備えてなる内燃機関の吸気装置。 - 【請求項2】 前記吸気通路の底面には、少なくとも吸
気制御弁が全閉から半開に至る開度範囲で前記弁体の下
縁に近接する凹湾曲面を形成したことを特徴とする請求
項1に記載の内燃機関の吸気装置。 - 【請求項3】 気筒内のタンブルを強めるように吸気制
御弁下流の吸気ポートに略直線状の部分を備えているこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機
関の吸気装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32148093A JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32148093A JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07174028A true JPH07174028A (ja) | 1995-07-11 |
JP3427452B2 JP3427452B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=18133038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32148093A Expired - Fee Related JP3427452B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3427452B2 (ja) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19743419A1 (de) * | 1997-10-01 | 1999-04-15 | Ford Global Tech Inc | Einlaßanordnung eines Verbrennungsmotors |
JPH11257078A (ja) * | 1998-01-06 | 1999-09-21 | Nissan Motor Co Ltd | 直噴火花点火式内燃機関 |
NL1012316C2 (nl) * | 1999-06-14 | 2000-12-15 | Zwaan Adrianus J | Klep en werkwijze onder toepassing van die klep voor het regelen van een luchtstroming door een leiding. |
KR100387404B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | 가변스월 2 행정기관 디젤엔진의 예혼합연소 시스템 |
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KR100457307B1 (ko) * | 2002-02-08 | 2004-11-16 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 텀블형 흡기장치 |
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US7128050B1 (en) | 2005-06-16 | 2006-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake apparatus for internal combustion engine |
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JP2007032560A (ja) * | 2005-06-20 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | 気流制御装置 |
WO2007029104A2 (en) | 2005-09-08 | 2007-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake port structure for internal combustion engine |
WO2007135840A1 (ja) | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の吸気装置 |
KR100831582B1 (ko) * | 2007-03-14 | 2008-05-22 | 주식회사 케피코 | 가솔린 엔진에 사용되는 텀블 컨트롤 밸브 조립체 |
JP2008215258A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の吸気装置 |
CN102536548A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-07-04 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机的进气控制装置及发动机 |
CN103089396A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机进气涡流叶片驱动连接机构 |
WO2016086902A1 (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 雄和崴有限公司 | 进气***的负压进吸气调控方法及装置 |
EP1870578B1 (fr) * | 2006-06-20 | 2020-08-26 | Renault | Dispositif d'admission d'air dans un cylindre de moteur à combustion interne |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4314585B2 (ja) | 2006-06-16 | 2009-08-19 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32148093A patent/JP3427452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007135840A1 (ja) | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の吸気装置 |
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WO2016086902A1 (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 雄和崴有限公司 | 进气***的负压进吸气调控方法及装置 |
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