JPS5840653B2 - engine intake system - Google Patents

engine intake system

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JPS5840653B2
JPS5840653B2 JP15547778A JP15547778A JPS5840653B2 JP S5840653 B2 JPS5840653 B2 JP S5840653B2 JP 15547778 A JP15547778 A JP 15547778A JP 15547778 A JP15547778 A JP 15547778A JP S5840653 B2 JPS5840653 B2 JP S5840653B2
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fuel
intake pipe
air
engine
tubular body
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憲一 芥川
均 吉田
朗 高田
正 服部
完 福田
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
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Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、特に混合気供給
量を任意に制御するためのスロットル構造体の改良に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an engine intake system, and more particularly to an improvement in a throttle structure for arbitrarily controlling the amount of air-fuel mixture supplied.

従来、エンジンの吸気装置は、気化器、燃料噴射弁等の
燃料供給体と、吸気管中に設けられたバタフライ型のス
ロットル弁と、空気−燃料混合気を各気筒に分配する吸
気マニホールドとを主要構成要素としている。
Conventionally, an engine intake system includes a fuel supply body such as a carburetor and a fuel injection valve, a butterfly-type throttle valve provided in an intake pipe, and an intake manifold that distributes an air-fuel mixture to each cylinder. It is the main component.

ところが、このような構造では混合気の気筒間分配が不
均一になりやすく、エンジン性能の悪化、有害排気ガス
取分の増加を招きやすいという問題がある。
However, with such a structure, there is a problem that the distribution of the air-fuel mixture between the cylinders tends to be uneven, which tends to cause deterioration of engine performance and an increase in the proportion of harmful exhaust gases.

これは、気化器等の燃料供給体から供給される燃料が、
吸気管の壁面に付着し液膜状となって各気筒に流れ、こ
の液膜状燃料により各気筒の空燃比が不均一になるため
で、吸気装置において燃料が十分に霧化されないことに
起因している。
This means that the fuel supplied from a fuel supply body such as a carburetor,
This is because fuel adheres to the wall of the intake pipe and flows into each cylinder in the form of a liquid film, and this liquid film causes the air-fuel ratio of each cylinder to become uneven, which is caused by the fuel not being sufficiently atomized in the intake system. are doing.

また、この他にスロットル弁がバタフライ型のものであ
り、吸気管の軸方向に対して非対称に配設されているた
め、このスロットル弁により混合気流が偏向されること
にも起因しており、特にスロットル弁は回動により開度
が変化するため、これにより燃料供給体とスロットル弁
との幾可学的位置関係が変化し混合気流の偏向を助長し
ている。
In addition, since the throttle valve is of a butterfly type and is arranged asymmetrically with respect to the axial direction of the intake pipe, the mixed air flow is deflected by the throttle valve. In particular, since the opening degree of the throttle valve changes as it rotates, this changes the geometrical positional relationship between the fuel supply body and the throttle valve, helping to deflect the air-fuel mixture flow.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、燃料を十
分に霧化させることができ、混合気流の偏向を抑止でき
て、混合気の気筒間分配の不均一に基づくエンジン性能
の悪化、有害排気ガス成分の増加を防止し得るエンジン
の吸気装置を提供することを目的とするものである0 特に本発明は、燃料供給体と一定の距離を保って対向す
るよう設けられた固定弁体と、吸気通路の軸方向に移動
可能で、外壁面の一部が吸気管内壁に密接し、かつテー
パー形状の内壁面が固定弁体と協同して吸気管の開口面
積を変化させるよう構成された可動管状体を備える構造
を特徴としており、この構造により上記目的を達成せん
とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and is capable of sufficiently atomizing fuel and suppressing the deflection of the air-fuel mixture, thereby reducing the deterioration of engine performance due to uneven distribution of the air-fuel mixture between cylinders. It is an object of the present invention to provide an intake system for an engine that can prevent an increase in harmful exhaust gas components. The valve body is movable in the axial direction of the intake passage, a part of the outer wall surface is in close contact with the inner wall of the intake pipe, and the tapered inner wall surface cooperates with the fixed valve body to change the opening area of the intake pipe. The present invention is characterized by a structure including a movable tubular body, and is intended to achieve the above object with this structure.

以下本発明を図に示す実施例により説明する。The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings.

第1実施例を示す第1図において、エンジン1は詳細に
図示しないが自動車駆動用の周知の多気筒4サイクル火
花点火式エンジンで、燃焼用の空気をエアクリーナ2、
吸気管3及び吸気マニホールド4を経て吸入する。
In FIG. 1 showing the first embodiment, an engine 1 is a well-known multi-cylinder four-stroke spark ignition engine for driving automobiles, although not shown in detail. Air for combustion is supplied to an air cleaner 2,
The air is inhaled through an intake pipe 3 and an intake manifold 4.

また、ガソリン等の燃料は燃料供給体5から吸気通路3
内に供給され、空気−燃料混合気としてエンジン1に供
給される。
Further, fuel such as gasoline is supplied from the fuel supply body 5 to the intake passage 3.
is supplied to the engine 1 as an air-fuel mixture.

ここで、吸気マニホールド4は、その集合部の下部に温
水加熱部6が形成されており、吸気マニホールド4をエ
ンジン1の冷却温水で加熱するようにしている。
Here, the intake manifold 4 has a hot water heating section 6 formed at the lower part of its collecting section, so that the intake manifold 4 is heated with hot water for cooling the engine 1 .

燃料供給体5は、燃料噴射弁で構成されており、図示し
ない燃料ポンプで圧送されエンジン1の運転状態に応じ
て計量された燃料を噴射供給する。
The fuel supply body 5 is constituted by a fuel injection valve, and injects and supplies fuel that is pressure-fed by a fuel pump (not shown) and metered according to the operating state of the engine 1.

次に第2図により吸気管3及びこの吸気管3内に設けら
れたスロットル構造体10の構成について詳細に説明す
る。
Next, the structure of the intake pipe 3 and the throttle structure 10 provided within the intake pipe 3 will be explained in detail with reference to FIG.

吸気管3は、主として上部ハウジング31及び下部ハウ
ジング32から構成されており、このうち上部ハウジン
グ31の右端部には通路面積が徐々に大きくなっている
エアホーン33が形成されており、このエアホーン33
の上流側にはエアクリーナ2が設けられている。
The intake pipe 3 is mainly composed of an upper housing 31 and a lower housing 32, and an air horn 33 whose passage area gradually increases is formed at the right end of the upper housing 31.
An air cleaner 2 is provided on the upstream side of the air cleaner 2 .

また、上部ハウジング31の頂部には、上述した燃料噴
射弁5がねじ結合されており、さらにその側部に1対の
ばね受フック34が設けられている。
Further, the above-mentioned fuel injection valve 5 is screwed to the top of the upper housing 31, and a pair of spring receiving hooks 34 are provided on the sides thereof.

下部ハウジング32には、吸気通路をなす内壁面35、
止部ハウジング31と結合するための外周壁36及びこ
の外周壁36の内側に形成された円筒案内壁37が一体
に設けられている。
The lower housing 32 includes an inner wall surface 35 forming an intake passage;
An outer circumferential wall 36 for coupling with the stop housing 31 and a cylindrical guide wall 37 formed inside the outer circumferential wall 36 are integrally provided.

次にスロットル構造体10について説明するとこれは主
として固定弁体11と可動管状体12とから構成されて
おり、このうち固定弁体11は円板形状のもので、4本
の支柱13(図で2本のみ示す)により上部ハウジング
31の吸気通路において燃料噴射弁5と一定の距離を保
って対向するよう固定されている。
Next, the throttle structure 10 is mainly composed of a fixed valve body 11 and a movable tubular body 12. Of these, the fixed valve body 11 is disc-shaped, and has four struts 13 (not shown in the figure). (only two are shown) are fixed in the intake passage of the upper housing 31 so as to face the fuel injection valve 5 at a constant distance.

可動管状体12は、全体としてほぼ円筒形状で上部がテ
ーパー形状に形成されており、その下部に外壁面として
第1のフランジ部14が、中央部に第2のフランジ部1
5が形成されている。
The movable tubular body 12 has a generally cylindrical shape as a whole with a tapered upper part, and has a first flange part 14 as an outer wall surface at the lower part and a second flange part 1 at the center part.
5 is formed.

そして、第1のフランジ部14は下部ハウジング32の
内壁面35に、第2のフランジ部15は案内壁37の内
壁面38にそれぞれ気密的に嵌合されており、可動管状
体12は両フランジ部14.15の部分で吸気管3の内
壁に密接して吸気管3の軸方向に移動可能に案内されて
いる。
The first flange portion 14 and the second flange portion 15 are hermetically fitted to the inner wall surface 35 of the lower housing 32 and the inner wall surface 38 of the guide wall 37, respectively, and the movable tubular body 12 is fitted between both flanges. The portions 14 and 15 are guided so as to be movable in the axial direction of the intake pipe 3 in close contact with the inner wall of the intake pipe 3.

第2のフランジ部15には4本のピン16(図では2本
のみ示す)が固定されており、このうち2本のピン16
とばね受フック34との間には、可動管状体12を閉弁
方向(第2図上方)に付勢する1対の引張りコイルばね
17が設置されている。
Four pins 16 (only two are shown in the figure) are fixed to the second flange portion 15, of which two pins 16 are fixed.
A pair of tension coil springs 17 are installed between the movable tubular body 12 and the spring receiving hook 34 to bias the movable tubular body 12 in the valve closing direction (upward in FIG. 2).

また、ピン16はそれぞれ案内壁37の長溝39に係合
されていて、可動管状体12が周方向に回動するのを防
止している。
Further, the pins 16 are each engaged with the long grooves 39 of the guide wall 37 to prevent the movable tubular body 12 from rotating in the circumferential direction.

可動管状体12の上部は、外周側に広がるテーパー形状
に形成されており、第3図に示すこのテーパ一部18の
傾斜角θは35°〜55°に形成されていて固定弁体1
1の端部11a全周と対向するよう形成されている。
The upper part of the movable tubular body 12 is formed into a tapered shape that widens toward the outer circumference, and the inclination angle θ of this tapered portion 18 shown in FIG.
It is formed so as to face the entire circumference of the end portion 11a of 1.

しかして、このテーパ一部18と端部11aとで開口面
積可変の開口部40を形成している。
Thus, the tapered portion 18 and the end portion 11a form an opening 40 whose opening area is variable.

また、テーパ一部18の傾斜線延長方向は、管状体12
あるいは吸気管3の中央(軸心)方向に向けられている
Further, the direction in which the tapered portion 18 extends is the direction in which the inclined line extends from the tubular body 12.
Alternatively, it is directed toward the center (axis) of the intake pipe 3.

なお、テーパ一部18は、35°〜55°の範囲内であ
れば段階的に傾斜度が変化する直線的な傾斜面でもよい
し、連続的に傾斜度が変化する曲面的な傾斜面であって
もよい。
The tapered portion 18 may be a linear inclined surface whose degree of inclination changes stepwise within the range of 35° to 55°, or a curved inclined surface whose degree of inclination changes continuously. There may be.

また、可動管状体12は、傾斜面18と端部11aとで
実質的に吸気管3を閉鎖する位置と、ピン16が案内壁
37のストッパ41と当接する全開位置との間が移動範
囲となっている0 可動管状体12の上部には、レバー42の一端がピン4
3により回動可能に係合されており、このレバー42の
他端は、上部ハウジング31にピン44で回動可能に係
合されたリング46の一端に、ピン47により移動及び
回動可能に連結されている。
Furthermore, the movable tubular body 12 has a movement range between a position where the inclined surface 18 and the end portion 11a substantially close the intake pipe 3 and a fully open position where the pin 16 contacts the stopper 41 of the guide wall 37. At the top of the movable tubular body 12, one end of the lever 42 is connected to the pin 4.
3, and the other end of this lever 42 is movably and rotatably engaged with one end of a ring 46, which is rotatably engaged with the upper housing 31 by a pin 44. connected.

また レバー42にはワイヤー48の−端が連結されて
おり、このワイヤー48の他端は自動車のアクセルペダ
ル等の操作部材49に作動的に連結されている○ しかして、操作部材49によりワイヤー48を引張れば
レバー42が回動じて可動管状体12を第2図中下方に
押し下げ、またワイヤー48を戻せば可動管状体12は
ばね17の作用により第2図中上方へ移動する。
The negative end of a wire 48 is connected to the lever 42, and the other end of the wire 48 is operatively connected to an operating member 49 such as an accelerator pedal of an automobile. When the lever 42 is pulled, the lever 42 is rotated to push the movable tubular body 12 downward in FIG. 2, and when the wire 48 is returned, the movable tubular body 12 is moved upward in FIG. 2 by the action of the spring 17.

吸気マニホールド4において、固定弁体11と対向する
ように突出部54が設けられている0また、温水加熱部
6には、熱交換用フィン61が多数形成されており、こ
れらにより吸気マニホールド4を効率的に加熱する0な
お、この力り熱部6は温水加熱としたが、排気ガスを加
熱流体とする排気加熱、電気ヒータを用いる電気加熱で
あってもよい。
In the intake manifold 4, a protrusion 54 is provided so as to face the fixed valve body 11.In addition, a large number of heat exchange fins 61 are formed in the hot water heating section 6, and these fins 61 are used to heat the intake manifold 4. Efficient heating 0 Note that although this strain heating section 6 is heated with hot water, exhaust heating using exhaust gas as a heating fluid or electric heating using an electric heater may be used.

上記構成において作動を説明する。The operation in the above configuration will be explained.

自動車の運転者がアクセルペダル49を踏込んでワイヤ
ー48を引張ると、ばね17のばね力に抗して可動管状
体12は第2図中下方へ移動して吸気管3の開口部40
の開口面積が大きくなる。
When the driver of the vehicle depresses the accelerator pedal 49 and pulls the wire 48, the movable tubular body 12 moves downward in FIG.
The opening area becomes larger.

これにより燃焼用の空気が、エアクリーナ2、吸気管3
、吸気マニホールド4を通ってエンジン1に吸入される
This allows combustion air to flow to the air cleaner 2, intake pipe 3
, is taken into the engine 1 through the intake manifold 4.

そして、この吸入空気流量に対してエンジン1の運転状
態に適した空燃比の空気−燃料混合気を生成するよう燃
料噴射弁5から燃料が供給される0この燃料は、燃料噴
射弁5と幾可学的に一定の距離を保って設けられている
固定弁体11に向って流れ、固定弁体11に当接した液
滴燃料は、はとんどが固定弁体11の上面に付着して液
膜状となる0 この液膜状燃料は、円板形状の弁体11の中心部からそ
の半径方向に広がり、弁体11の端部11aからはく離
するときに開口部40を通る高速空気流で非常に細かく
霧化され、燃料と空気が良好に混合された空気−燃料混
合気が生成される0そして、得られた混合気は、可動管
状体12のテーパ一部18の傾斜角度が35°〜55°
であるため、この傾斜方向に沿い可動管状体12の中心
(軸心)方向に流れてさらに混合され、均一な混合気と
なって吸気マニホールド4を通り、エンジン1の各気筒
に吸入されるoしかして、エンジン1は均一混合気で高
性能を発揮し、かつHCなどの有害排気ガス成分も低減
される0 ここで、燃料噴射弁5と固定弁体11との幾可・学的構
成は、エンジン1の運転状態とは無関係に常に一定であ
り、燃料噴射弁5から供給された燃料の固定弁体11の
上面への分布はほぼ均一となり、吸気管3中の混合気の
偏向分布は容易に解消される。
Then, fuel is supplied from the fuel injection valve 5 so as to generate an air-fuel mixture with an air-fuel ratio suitable for the operating condition of the engine 1 for this intake air flow rate. The fuel droplets that flow toward the fixed valve body 11 that is provided at a fixed distance from each other and come into contact with the fixed valve body 11 mostly adhere to the upper surface of the fixed valve body 11. This liquid film-like fuel spreads in the radial direction from the center of the disk-shaped valve body 11, and when it is separated from the end 11a of the valve body 11, high-speed air passes through the opening 40. The air-fuel mixture is very finely atomized by the flow and the fuel and air are mixed well to produce an air-fuel mixture. 35°~55°
Therefore, the mixture flows along this inclination direction toward the center (axis) of the movable tubular body 12, is further mixed, becomes a uniform air-fuel mixture, passes through the intake manifold 4, and is inhaled into each cylinder of the engine 1. As a result, the engine 1 exhibits high performance with a homogeneous air-fuel mixture, and harmful exhaust gas components such as HC are also reduced. , is always constant regardless of the operating state of the engine 1, the distribution of the fuel supplied from the fuel injection valve 5 to the upper surface of the fixed valve body 11 is almost uniform, and the deflection distribution of the air-fuel mixture in the intake pipe 3 is easily resolved.

また、固定弁体11の上面に分布された燃料は、弁体1
1の端部11aの全周から霧化されるが、霧化燃料は可
動管状体12のテーパ一部18に沿って管中心方向に流
れるため、これによって吸気管3の内壁35に付着する
燃料量は極めて少なくなり、液膜状燃料の生成が低減さ
れる0これを示したのが第4図で、本発明によれば液膜
状燃料を40%以上低減できたが、傾斜角θを例えば3
0°あるいは60°にすると20φ程度しか低減できな
くなったり、実験状態によって低減率が変化してしまい
十分な効果が得られなかった。
Further, the fuel distributed on the upper surface of the fixed valve body 11
However, since the atomized fuel flows toward the center of the pipe along the tapered part 18 of the movable tubular body 12, the fuel that adheres to the inner wall 35 of the intake pipe 3 is atomized. The amount becomes extremely small, and the generation of liquid film fuel is reduced. This is shown in Figure 4. According to the present invention, the liquid film fuel can be reduced by more than 40%, but when the inclination angle θ is For example 3
When the angle was set to 0° or 60°, the reduction was only possible by about 20φ, and the reduction rate varied depending on the experimental conditions, so a sufficient effect could not be obtained.

なお、上記実施例においては、燃料供給体として燃料噴
射弁を適用したが、第5図に示す実施例のように大ベン
チユリ81、小ベンチユリ82、燃料ノズル83等を備
える公知の気化器80を適用するようにしてもよい。
In the above embodiment, a fuel injection valve was used as the fuel supply body, but as in the embodiment shown in FIG. It may also be applied.

また、上記実施例においては、可動管状体を円筒形状と
したが、エンジンの要求に応じて適宜変更可能であり、
この場合必然的に固定弁体11の形状も他の形状に変更
する必要がある0 以上述べたように本発明によれば、燃料を十分に霧化さ
せることができ、液膜状燃料を低減できかつ混合気気流
の偏向を抑止できて、混合気の気筒間分配の不均一に基
づくエンジン性能の悪化、有害排気ガス成分の増加を防
止できるという優れた効果を奏する。
In addition, in the above embodiment, the movable tubular body has a cylindrical shape, but it can be changed as appropriate according to the requirements of the engine.
In this case, it is necessary to change the shape of the fixed valve body 11 to another shape.As described above, according to the present invention, fuel can be sufficiently atomized, and liquid film fuel can be reduced. This has excellent effects in that it is possible to suppress the deflection of the air-fuel mixture airflow, and to prevent deterioration of engine performance and increase in harmful exhaust gas components due to uneven distribution of the air-fuel mixture between cylinders.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
第1図に示した本発明装置の主要部を示す縦断面図、第
3図は可動管状体のテーパ一部の主要部を示す縦断面図
、第4図は作動説明に供するグラフ、第5図は本発明の
他の実施例の主要部を示す縦断面図である。 1・・・・・・エンジン、3・・・・・・吸気管、4・
・・・・・吸気マニホールド、5,80・・・・・・燃
料供給体をなす燃料噴射弁、気化器、10・・・・・・
スロットル構造体、11・・・′・・・固定弁体、12
・・・・・・可動管状体、18・・・・・・テーパ一部
Fig. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the main parts of the device of the present invention shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a partial view of the taper of the movable tubular body. FIG. 4 is a graph for explaining the operation, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main parts of another embodiment of the present invention. 1...Engine, 3...Intake pipe, 4.
...Intake manifold, 5,80...Fuel injection valve forming a fuel supply body, carburetor, 10...
Throttle structure, 11...'... Fixed valve body, 12
......Movable tubular body, 18...Tapered part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 吸気管中に燃料を供給し、空気−燃料混合気を生成
する燃料供給体と、混合気をエンジンの各気筒に分配す
る吸気マニホールドと、前記燃料供給体から前記吸気マ
ニホールドに至る吸気管内に設けられ、混合気供給量を
任意に制御するスロットル構造体とを備えるエンジンの
吸気装置において、前記スロットル構造体が、前記燃料
供給体と一定の距離を保って対向するよう前記吸気管内
に固定された固定弁体と、前記吸気管の軸方向に移動可
能に設置された可動管状体とを備え、この可動管状体は
、その外壁面の一部が前記吸気管の内壁に密接して移動
するよう構成され、かつその内壁面が傾斜角35°〜5
5°のテーパ形状に形成されていて前記固定弁体と協同
して前記吸気管の開口面積を変化させるよう構成されて
おり、前記可動管状体の移動により混合気供給量を制御
するようになしたことを特徴とするエンジンの吸気装置
。 2 前記燃料供給体が、燃料噴射弁である特許請求の範
囲第1項記載のエンジンの吸気装置。 3 前記燃料供給体が、気化器からなる特許請求の範囲
第1項記載のエンジンの吸気装置。
[Scope of Claims] 1. A fuel supply body that supplies fuel into an intake pipe and generates an air-fuel mixture, an intake manifold that distributes the mixture to each cylinder of the engine, and In an engine intake device including a throttle structure provided in an intake pipe leading to a manifold and arbitrarily controlling the amount of air-fuel mixture supplied, the throttle structure faces the fuel supply body at a constant distance. The movable tubular body includes a fixed valve body fixed in the intake pipe and a movable tubular body installed so as to be movable in the axial direction of the intake pipe, and a part of the outer wall surface of the movable tubular body is on the inner wall of the intake pipe. The inner wall surface has an inclination angle of 35° to 5°.
It is formed in a tapered shape of 5 degrees and is configured to change the opening area of the intake pipe in cooperation with the fixed valve body, and the amount of air-fuel mixture supplied is controlled by the movement of the movable tubular body. An engine intake system characterized by: 2. The engine intake system according to claim 1, wherein the fuel supply body is a fuel injection valve. 3. The engine intake system according to claim 1, wherein the fuel supply body comprises a carburetor.
JP15547778A 1978-09-19 1978-12-14 engine intake system Expired JPS5840653B2 (en)

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Cited By (1)

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JPS6239410U (en) * 1985-08-28 1987-03-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2709789B1 (en) * 1993-09-10 1996-02-02 Matesic Alex Gas flow control device for explosion engines.
WO1996026356A1 (en) * 1995-02-22 1996-08-29 Alex Matesic Gas flow control device for internal combustion engines

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