JPS5823245A - 吸気抵抗損失を低減させた内燃機関 - Google Patents

吸気抵抗損失を低減させた内燃機関

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JPS5823245A
JPS5823245A JP56122123A JP12212381A JPS5823245A JP S5823245 A JPS5823245 A JP S5823245A JP 56122123 A JP56122123 A JP 56122123A JP 12212381 A JP12212381 A JP 12212381A JP S5823245 A JPS5823245 A JP S5823245A
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JP
Japan
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intake
valve
engine
intake passage
suction
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JP56122123A
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English (en)
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Shuichi Kitamura
修一 北村
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10078Connections of intake systems to the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104Intake manifolds
    • F02M35/108Intake manifolds with primary and secondary intake passages

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸気抵抗損失を低減させて燃費を向上させる様
にした内燃機関に関するものである。
一般に、気化器等の混合気生成装置で生成された吸気(
混合気)を機関の作動室に吸入し、適当な点火装置によ
って混合気を点火・燃焼させて動力を得る内燃機関では
、混合気生成装置等に備えられた絞弁により機関に吸入
される吸気を絞って(密度を変えて)機関の出力を制御
している。
しかしながらこの様な制御方法では、機関は吸気行程に
おいて吸気を膨張させる事に起因する負の仕事を強いら
れる為、機関の燃費は著るしく悪化する(吸気の絞りの
度合が大きい低負荷域ほど、負の仕事が増加して燃費が
悪化する)。
本発明はこの様な欠点を解決する為、吸気の絞りの度合
を小さくして、吸気抵抗損失を低減させ様としたもので
以下図面に従って説明する。
第1図は本発明による内燃機関の1実施例で、機関の作
動室4(シリンダーヘッド1,ピストン2,シリンダー
3によって形成される空間)へ通ずる吸気通路8に吸気
を絞って機関の出力を制御する絞弁10(気化器におい
ては、通常気化器自体に組み込まれている)が備えられ
ている。
吸気弁5はカムで駆動され通常のものと何ら変りはない
が(例えば、ピストン2の上死点前20°で開き、下死
点後50°で閉じる等)、吸気遮断弁13(図では機関
の出力軸の回転の1/4に減速して駆動されるロータリ
弁を使用している)は機関の吸気行程の中途で閉じる様
になっている。
即ち、吸気遮断弁13は分岐部11で吸気通路8から分
岐してきた副吸気通路12を、吸気行程の中途(例えば
出力軸角度で上死点後70°)で閉じる様になっている
この場合、吸気遮断弁13は吸気弁5と同時に開く様に
しても良いし、吸気弁5よりも前に開く様にしても良い
のである。
後者の場合(例えば上死点前90°で開く)を採用する
と、第2図に示す如く吸気遮断弁13の閉鎖部14を小
さくして、連通路15を大きくできる。
今、気化器9の絞弁10が十分に閉じた機関の低負荷域
を考えると、吸気弁5が開いて吸気行程が始まると、副
吸気通路12から吸気が作動室4に吸入され、吸気行程
の中途(例えば出力軸角度で上死点後70°)で吸気遮
断弁13が閉鎖して(閉鎖部14が副吸気通路12を閉
鎖して)、吸気の吸入が遮断される(閉鎖弁16は低負
荷域には閉じているから、吸気弁5が開いてもそこから
吸気は吸入されないのである)。
続いてピストン2が下降して下死点に至り、再び上昇し
て圧縮行程に移り、作動室4に閉じ込められた混合気が
点火栓7によって点火され燃焼する様になっている。
ここで、吸気行程において吸気遮断弁13が閉じた時点
(その時のピストン位置)からピストン2の下死点まで
の期間は、作動室4に吸気が吸入されないから(作動室
4内の吸気の膨張はあるが)、ピストン2が下死点から
上昇して前の吸気行程において吸気遮断弁13が閉じた
時点(その時のピストン位置)に再び戻る時に、ピスト
ン2は大気により(クランク室側から)逆にその分だけ
押し返される為、吸気抵抗損失とはならない(吸気遮断
弁13が閉じた時点におけるピストン2の位置からピス
トン2が下降する場合に要する仕事とそこまで上昇する
場合に与えられる仕事とが相等しい)。
然るに、吸気行程において吸気遮断弁13が閉じるまで
の期間は吸気が絞弁10により絞られながら作動室4に
吸入されるので、吸気抵抗損失は免れる事ができないが
、吸気行程の中途で吸気遮断弁13が閉じるから(同一
吸気重量を吸入する場合)、絞弁10による吸気の絞り
の度合は小さくて良い。
この様にして、本発明によれば機関の吸気行程は事実上
短期間となり(中途で打切られ)、絞弁による吸気の絞
りの度合は小さいから吸気抵抗損失は極めて少なくなっ
て、機関の低負荷域における燃費を大幅に向上(改善)
させる事ができる。
この場合、副吸気通路12の方向をシリンダー3の中心
軸に対して偏心させる如く設定すると、吸気行程におい
て強い吸気の流動(渦流等)が形成されるから、これは
機関の燃費向上に貢献する。
尚、分岐部11は気化器9の直下に設定しても良いと共
に、副吸気通路12を専用の気化器に接続させる様にし
ても良い。
(もちろん、いずれの場合にも副吸気通路12は閉鎖弁
16をバイパスして作動室4へ通ずる様にする)次に、
絞弁10を更に開いて機関の負荷を増してゆくと、閉鎖
弁16が開き始め、吸気は吸気通路8からも作動室4に
吸入され、吸気行程の全域にわたって吸気の吸入が行な
われる様になる(この時には絞弁10は十分に開いてい
るから、吸気抵抗損失は少ない)。
即ち、従来通りとなる。
この場合、閉鎖弁16は絞弁10によって機械的に開閉
するか、又は絞弁10の下流側の負圧を感知して作動す
るダイアフラム装置(図示せず)によって開閉する様に
する。
前者の場合は、絞弁10が所定開度まで開いた後に、閉
鎖弁16がこれと共に開き始める様にするのが良い(全
開は同時に行なわれる)。
又、閉鎖弁16は二点鎖線示の如く上下に昇降できる板
状のもの17でも良い(更には円筒状のものも考えられ
る)。
尚、閉鎖弁16と吸気弁5との間の吸気通路8に留まっ
た吸気は吸気行程において吸気遮断弁13が閉鎖した後
にも更に膨張を強いられるから、機関の負の仕事を減少
させる為に、閉鎖弁16はできる限り吸気弁5に接近さ
せる様にする。
同時に吸気遮断弁13もできる限り吸気弁5に接近させ
る様にする。
第3図は副吸気通路12が分岐部11で吸気通路8から
水平に分岐してくる実施例を示す(第1図の場合は垂直
方向に分岐している)。
18は閉鎖弁16が閉じている時、吸気通路8を流れて
くる燃料を全部副吸気通路12へ流入させる副閉鎖弁で
、閉鎖弁16と同時に開閉させる様にする(副閉鎖弁1
8を設置した場合には閉鎖弁16は除去する事ができる
が、この時には副閉鎖弁18がその代用となる)。
これは分岐部11の直後に設置する様にする。
閉鎖弁16を二段式気化器の2次側絞弁で代用した実施
例を第4図に示す。
即ち、吸気通路8は2次側絞弁20へ接続し、副吸気通
路12は1次側絞弁19へ接続しており、2次側絞弁2
0は機関の低負荷域では吸気通路8を閉鎖していると共
に、副吸気通路12は2次側絞弁20(即ち閉鎖弁)を
バイパスして作動室4へ通ずる様になっている。
副吸気通路12について第5,6図によって更に詳しく
説明する。
即ち、第5図は副吸気通路12が共通の分岐部11で吸
気通路8から分岐してくるものを示し、第6図は副吸気
通路12が各々独立した分岐部11で吸気通路8から分
岐してくるものを示してある。
第7図は本発明をロータリピストン機関に適用したもの
である。
即ち、機関の低負荷域には閉鎖弁27は吸気通路26を
閉鎖(全閉)しており、吸気は副吸気通路28のみから
機関の作動室24(ロータリピストン21,ローターハ
ウジング22,サイドハウジング23により形成される
空間)に吸入され、かつ吸気遮断弁29(ロータリ弁を
使用した)によって吸気行程の中途で副吸気通路28を
閉鎖する様にしている(この場合3つの作動室の各吸気
行程に同期する様に、吸気遮断弁29は歯車,チェーン
等を介して例えば出力軸の回転の1/2に減速して駆動
する様にしている)。
従って、低負荷域には(絞弁による)吸気の絞りの度合
を極めて小さくできるから、吸気抵抗損失は大幅に減少
し、燃費が向上する。
閉鎖弁27は(中)高負荷域になると開く様になってい
る事は言うまでもない。
図は吸気通路26がサイドポート式のものにおける実施
例であるが、ペリフェラルポート式のものにおいても同
様に実施される。
尚、副吸気通路28は閉鎖弁27をバイパスして作動室
24へ通じていると共に、その開口部28は作動室24
よりも上流側の吸気通路26にあるものとする(第1図
の場合も同様である)。
第8図は、二段式気化器の1次側絞弁30へ接続する吸
気通路26に設置された閉鎖弁27をバイパスして機関
の作動室ヘ通ずる様になっている副吸気通路28が、2
次側絞弁31へ接続する吸気通路26の所定位置に開口
する実施例を示したものである。
21はロータリピストン,29は吸気遮断弁である。
第9図は本発明を2サイクル機関に適用したものである
33は機関の低(中)負荷域で吸気通路32を閉鎖する
閉鎖弁,36は出力軸と一体的に回転する吸気遮断弁(
ディスク式ロータリ弁を使用している)で、後者は吸気
がクランク室38へ吸入される過程の中途(例えば出力
軸角度でピストン40の下死点後90°)で副吸気通路
34を閉鎖するものである。
(吸気遮断弁36はクランク室38の断面よりも手前に
備えられている為、二点鎖線で示してある)副吸気通路
34のクランク室38へ開口する開口部35が吸気遮断
弁36の連通路37に一致(連通)している期間のみ、
吸気が吸入される様になっている。
尚、副吸気通路34の所定位置に第1図に示した断面を
有する吸気遮断弁13(出力軸の回転の1/2に減速し
て駆動する様にする)を備える様にすれば、副吸気通路
34は掃気孔39に開口させる事ができる(もちろん、
閉鎖弁33とリード弁42との間の吸気通路32に開口
させる事も可能である)。
本発明は以上の如く、機関に吸入される吸気を絞って出
力を制御する内燃機関において、機関の作動室へ通ずる
吸気通路の所定位置に閉鎖弁を備え、機関の低負荷域に
はこの閉鎖弁によって前記吸気通路を閉鎖する様にし、
更に前記閉鎖弁をバイパスして機関の作動室ヘ通ずる副
吸気通路の所定位置に吸気行程の中途でこの副吸気通路
を閉鎖する吸気遮断弁を備えて、前記閉鎖弁が閉じてい
る時にはこの吸気遮断弁の閉鎖後は吸気を機関に吸入さ
せない様にし、かつ前記副吸気通路を機関の作動室より
も上流側の吸気通路の所定位置に開口させる様にしたの
で、吸気抵抗損失が減少し、燃費を大幅に向上(改善)
させる事ができる。
【図面の簡単な説明】 第1・7・9図は本発明による内燃機関の断面図,第2
図は吸気遮断弁の図,第3・4・5・6・8図は本発明
による内燃機関の図。 1はシリンダーヘッド,2はピストン,40はピストン
,3はシリンダー,4・24・41は作動室,5は吸気
弁,6は排気弁,7・25は点火栓,8・26・32は
吸気通路,9は気化器,10は絞弁,11は分岐部,1
2・28・34は副吸気通路,13・29・36は吸気
遮断弁,14は閉鎖部,15・37は連通路,16・1
7・27・33は閉鎖弁,18は副閉鎖弁,19・30
は1次側絞弁,20・31は2次側絞弁,21はロータ
リピストン,22はローターハウジング,23はサイド
ハウジング,28’は開口部,35は開口部,38はク
ランク室,39は掃気孔,42はリード弁である。 特許出願人 北村 修一

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機関に吸入される吸気を絞って出力を制御する内
    燃機関において、機関の作動室へ通する吸気通路の所定
    位置に閉鎖弁を備え、機関の低負荷域にはこの閉鎖弁に
    よって前記吸気通路を閉鎖する様にし、更に前記閉鎖弁
    をバイパスして機関の作動室へ通ずる副吸気通路の所定
    位置に吸気行程の中途でこの副吸気通路を閉鎖する吸気
    遮断弁を備えて、前記閉鎖弁が閉じている時にはこの吸
    気遮断弁の閉鎖後は吸気を機関に吸入させない様にし、
    かつ前記副吸気通路を機関の作動室よりも上流側の吸気
    通路の所定位置に開口させる様にした事を特徴とする内
    燃機関。
JP56122123A 1981-08-04 1981-08-04 吸気抵抗損失を低減させた内燃機関 Pending JPS5823245A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263131A (ja) * 1985-09-17 1987-03-19 Mazda Motor Corp エンジンの吸気装置
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JP2010116904A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Nippon Soken Inc 内燃機関制御装置

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