JPS62101829A

JPS62101829A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS62101829A
Application number: JP24317585A
Authority: JP
Inventors: Haruo Okimoto; 沖本　晴男; Seiji Tajima; 誠司田島
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1987-05-12
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663456B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、１つの気筒に対し、２つの吸気ボー［従来技
術］従来より、１つの気筒に対し、低負荷用、高負荷用２つ
の吸気ポートを独立させて設け、低負荷用吸気ポートは
負荷のいかんに拘わらず吸気に関与させる一方、エンジ
ンの高速高負荷運転時には低負荷用、高負荷用の両方の
吸気ポートを吸気に関与させるようにしたエンジンの吸
気装置はよく知られており、高負荷用吸気ポートの閉弁
タイミングを低負荷用吸気ポートの閉弁タイミングより
遅らせることにより、各気筒の高負荷用吸気ポート間で
圧力を干渉させ、充填効率の向上を図るようにしたもの
も提案されている（特開昭５５−２５５５０号公報参照
）。

上記従来の吸気構造では、吸気弁の閉弁による圧力干渉
を利用することにより充填効率の向上を図ることができ
るものの、吸気弁開時の排気ガスの吹き返しく吸気ポー
ト内への排気ガスの持ち込み）により、充填効率が低下
されるという問題が依然として存在する。

本発明の目的は、１つの気筒に対して設ける第１．第２
吸気ポート間において開弁時に圧力波を有効に干渉させ
て充填効率の向上を図ることである。

［発明の構成］このため、本発明は、■つの気筒に対して設ける第１．
第２吸気ポート間を連通路で連通し、エンジンの定格回
転数をＮ　ｍａｘ、第１．第２吸気ポート間の連通距離
をＱ、第１．第２吸気ポート間の開きタイミングのずれ
角を△θとしたときに、を満足するように、上記開きタ
イミングのずれ角へ〇を設定して構成したものである。

かかる設定とすれば、開弁タイミングの早い吸気ポート
で排気ガス圧により発生される圧縮波が連通路を介して
開弁タイミングの遅い吸気ポートの開弁時に作用して燃
焼室からの排気ガスの吹き返しを確実に防止することが
できる。

［発明の効果］したがって、本発明によれば、吸気弁の開時における排
気ガスの吹き返しを防止することができるので、それだ
け充填効率を向上させることができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して具体的に
説明する。

第１図に示す燃料噴射式４気筒エンジンｌの吸気系は、
エアクリーナ２、エアフローメータ等の空気計量器３お
よびスロットル弁４を上流から順に設けた共通吸気通路
５と、その下流に連通ずるサージタンク６と、サージタ
ンク６から分岐して各気筒＃ｌ〜＃４に至る分岐吸気通
路７と、分岐吸気通路７の下流で隔壁３０により二叉に
分岐され、各気筒の燃焼室３！に夫々独立に開口する低
負荷用、高負荷用吸気ポート８．９とで構成されている
。

したがって、この場合、上記低負荷用、高負荷用吸気ポ
ート８．９は、各分岐吸気通路７の下流部を連通路３２
として相互に連通されていると者えることができ、具体
的に図示しないが、夫々吸気弁によって開閉されるよう
になっている。低負荷用吸気ポート８を開閉する吸気弁
はエンジンの運転状態のいかんを問わず開閉駆動される
一方、高負荷用吸気ポート９を開閉する吸気弁は、第２
図に示す開弁領域、即ち、エンジン回転数が設定回転数
Ｎｓ以上で、かつスロットル弁開度ＴＶθが設定開度８
８以上である高速高負荷運転域でのみ開閉駆動されるよ
う、バルブセレクタＩＯにより動弁系に対し、オンオフ
される。

また、各低負荷用吸気ポート８の上流側には、燃料噴射
弁ＩＩが臨設されている。

なお、図示のエンジンでは、排気ポートを２ポート１２
．１３として、これらを排気マニホールドＥＭに集合さ
せ、所謂４バルブシステムを構成している。

上記バルブセレクタ１０および各燃料噴射弁１１に対す
る制御は、マイクロコンピュータよりなる制御回路１４
により行なう。この制御回路１４は、ロットル弁４の弁
軸に連係して設けられた開度センサ１５によって検出さ
れるスロットル開度ＴＶθおよび回転数センサ１６によ
って検出されるエンジン回転数を基本人力として、前述
したように、バルブセレクタＩＯに対しては、設定回転
数Ｎｓ以上でかつスロットル開度ＴＶθが設定開度ｅｓ
以上である運転時に高負荷用吸気ポート９を開閉する吸
気弁を動弁系に接続する。

°また、各燃料噴射弁１１に対しては、時々刻々の吸入
空気量とエンジン回転数とを基本として、空燃比が設定
空燃比となるように開弁時間を演算し、この開弁時間の
聞咎燃料噴射弁１１から低負荷用吸気ポート８に向けて
燃料を噴射する。

次に、上記低負荷用、高負荷用吸気ポート８゜９を夫々
開閉する低負荷用、高負荷用吸気弁の開閉タイミングを
具体的に説明する。

第３図には、低負荷用、高負荷用吸気ポート８゜９の開
閉タイミング等を、第４図には、その場合の各ポートに
おける吸気圧力の変化を、さらに第示す。

第３図に実線Ｓで高負荷用吸気ポート９の開弁面積を点
線Ｐで低負荷用吸気ポート８の開弁面積を示す。また、
一点鎖線Ｑで排気ポート（排気弁）の開弁面積を示す。

第３図に示すことから明らかなように、高負荷用吸気弁
（Ｓ）は、排気弁（Ｑ）の閉弁タイミングより早いＴＤ
Ｃ以前のタイミングで開弁されるように開弁タイミング
が設定される一方、低負荷用吸気弁（Ｐ）は、排気弁（
Ｑ）の閉弁タイミングとほぼ同時に開弁されるよう、高
負荷用吸気弁（Ｓ）に対し、クランク角にして△θだけ
遅いタイミングで開弁される設定としている。

この開きタイミングのずれ角△θは、以下の条件を満足
する設定とする。

ここで、ｅは低負荷用、高負荷用吸気ポート間の連通路
の長さ、ａは音速、Ｎ　ｍａｘは面記エンジンの定格回転数Ｎｅは同調回転
数また、閉弁タイミングについては、低負荷用吸気弁（Ｐ
）の閉弁タイミングに対し、上記開きタイミングのずれ
角△θにほぼ等しいずれ角だけ高負荷用吸気弁（Ｓ）の
閉弁タイミングを遅らせて設定する。

上記の設定とすれば、第４図に示すように、高負荷用吸
気弁（Ｓ）の開弁にともなって、高負荷用吸気ポート９
に燃焼室内の排気ガス圧によって発生される圧縮波Ｗａ
が、低負荷用吸気ポート８側に伝播され、低負荷用吸気
ポート８が低負荷用吸気弁（Ｐ）によって開かれるタイ
ミングで低負荷用吸気ポート８に作用する。このため、
低負荷用吸気弁（Ｐ）によって低負荷用吸気ポート８が
開かれた瞬間に低負荷用吸気ポート８に吹き返そうとす
る排気を押し戻して、い゛わゆる排気の吹き返しを防止
する。

その結果、第５図に示すように、低負荷用吸気ポート８
から燃焼室内に流入する吸気流速Ｖｐは、低負荷用吸気
弁（Ｐ）が開かれた瞬間から順調に立上がり、そうでな
ければ、一旦逆流したのち立上がる吸気流速Ｖ′ｐに比
して、ハツチングで示す面積分だけ充填量をかせぐこと
ができる。

一方、低負荷用吸気ポート８が高負荷用吸気ポート９に
先立って閉じられると、この低負荷用吸気弁（Ｐ）の閉
弁に伴って生ずる吸気慣性効果による圧縮波ｗｂが、今
度は低負荷用吸気ポート８から高負荷用吸気ポート９に
向けて伝播され、未だに閉じられていない高負荷用吸気
ポート９へ燃焼室から吹き返されようとする吸気を燃焼
室内に押し込む。

その結果、高負荷用吸気ポート９側での充填効率も向上
する。

第６図に示す吸気弁タイミングは、第３図と比較すれば
明らかなように、高負荷用吸気弁（Ｓ）を低負荷用吸気
弁（Ｐ）に比して、開きタイミングのずれ角△θだけ早
いタイミングで開弁させる一方、高負荷用吸気弁（Ｓ）
を低負荷用吸気弁（Ｐ）の閉弁タイミングだけ早く閉弁
する設定としたものである。

この場合にも、第７図に示すように、先に開かれる高負
荷用吸気ポート９に生ずる排気ガス圧による圧力波Ｗ’
ａを低負荷用吸気ポート８に作用させることができるの
で、第８図に示すように、低負荷用吸気ポート８が開か
れると直ちに、吸気流速Ｖｐが立上がって、効率よく吸
入が行なわれる。

なお、第８図のハツチング部分は、第５図と同様充填量
のアップ分を示す。

また、第７図にＷ′ｂで示すように、高負荷用吸気ポー
ト９が先に閉じられると、高負荷用吸気弁（Ｓ）の閉弁
に伴って発生する吸気慣性効果による圧力波Ｗ′ｂが、
今度は未だ開かれている低負荷用吸気ポート８に伝播さ
、れて吸気の吹き返しを防いで充填効率をアップする。

第９図に示す実施例は、第１図に示した実施例と比較す
れば明らかなように、各気筒に至る分岐吸気通路７を隔
壁４０によって低負荷用、高負荷用吸気通路７Ｐ、７Ｓ
に分離し、低負荷用、高負荷用吸気通路７Ｐ、７Ｓを夫
々低負荷用、高負荷用ポート８．９にそのまま接続した
吸気通路構造とし、上記隔壁４０の低負荷用、高負荷用
吸気ポート８．９のやや上流部には、連通開口４１を設
けるとともに、この連通関口４１を開閉する連通開閉弁
４２を設けた構成としている。

この場合、各隔壁４０に設ける連通開閉弁４２に対して
は、単一のアクチュエータ４３によって同時に開閉され
る共通の開閉作動機構４４を設けている。

上記のアクチュエータ４３は、バルブセレクタ１０と同
様制御回路１４によって制御するようにし、高負荷用吸
気弁（Ｓ）が開作動される設定回転数Ｎｓ以上でスロッ
トル弁開度ＴＶθが設定開度０８以上である高速高負荷
運転時に、制御回路１４によりバルブセレクタＩＯのオ
ンと同時にアクチュエータ４３を作動させ、連通開閉弁
４２．・・・、４２を開閉作動機構４４により一斉に開
作動させる。

これにより、低負荷用、高負荷用吸気ポート８゜９は、
連通開口４１を通して相互に連通される。

したがって、低負荷用、高負荷用吸気弁の開閉タイミン
グを第３図や第６図に示したような設定としておけば、
前述したような充填効率の向上が図れることになる。

なお、この実施例では、連通開閉弁４２が閉じられてい
る間は、低負荷用吸気通路７Ｐが高負荷用吸気通路７Ｓ
とは完全に仕切られて独立に維持されるため、低負荷運
転時における吸気流速を早めて充填量を確保することが
できるという利点を得ることができる。

第９図に示す実施例について、第１図と同じものには、
同じ参照番号を付して重複した説明を省略する。

なお、以上の実施例では、高負荷用吸気ポートを高速高
負荷領域でのみ開くようにしたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、第１．第２の２つの吸気ポートを
各気筒に設けたエンジンに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかるエンジンのシステム構
成図、第２図は高負荷用吸気弁の開弁領域を示す図、第
３図は吸、排気弁の開閉タイミングを示すバルブリフト
量のグラフ、第４図は低負荷用、高負荷用吸気ポートの
吸気圧力と圧力波伝播の態様を示すグラフ、第５図は低
負荷用、高負荷用吸気ポートの吸気流速を示すグラフ、
第６図。第７図、第８図は、各々第３図、第４図、第５図に対応
して吸、排気弁の開閉タイミングの他の設定例および、
それに伴う吸気圧力変化および吸気流速変化を示す各グ
ラフ、第９図は他の実施例を示す第１図と同様のシステ
ム構成図、第１０図は第２図に対応して開弁領域を示す
図である。＃ｌ〜＃４・・・気筒、　　８．９・・・低負荷用、高
負荷用吸気ポート、　３２・・・連通路、　４１・・・
連通開口、　４２・・・連通開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１つの気筒に開口する第１、第２の吸気ポートを
備えたエンジンにおいて、第１、第２吸気ポートを連通路によって連通し、エンジ
ンの定格回転数をＮｍａｘ、第１、第２吸気ポート間の
連通距離をｌ、第１、第２吸気ポート間の開きタイミン
グのずれ角を△θ、音速をａとしたときに、Ｎｍａｘ≧（△θ×６０×ａ）／（３６０×ｌ）を満足
するように、上記開きタイミングのずれ角△θを設定し
たことを特徴とするエンジンの吸気装置。