JP3233000B2 - エンジンのスワール制御装置 - Google Patents
エンジンのスワール制御装置Info
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- JP3233000B2 JP3233000B2 JP02944996A JP2944996A JP3233000B2 JP 3233000 B2 JP3233000 B2 JP 3233000B2 JP 02944996 A JP02944996 A JP 02944996A JP 2944996 A JP2944996 A JP 2944996A JP 3233000 B2 JP3233000 B2 JP 3233000B2
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- valve
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- intake valve
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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
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのスワー
ル制御装置の改良に関するものである。
ル制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のエンジンのスワール制御装置とし
て、例えば図８に示すようなものがある(実開昭６２−
４０２２８号公報、参照)。
て、例えば図８に示すようなものがある(実開昭６２−
４０２２８号公報、参照)。
【０００３】これについて説明すると、燃焼室４３にヘ
リカルポート４５と副吸気ポート４７が接続され、副吸
気ポート４７を運転条件に応じて開閉する開閉弁４９が
設けられる。
リカルポート４５と副吸気ポート４７が接続され、副吸
気ポート４７を運転条件に応じて開閉する開閉弁４９が
設けられる。
【０００４】ヘリカルポート４５は、図示しない吸気弁
軸を中心に渦巻状に湾曲して形成される。燃焼室に吸入
される空気は図中破線の矢印で示すようにヘリカルポー
ト４５に沿って流れることにより旋回成分が付与され、
燃焼室４３に吸気スワールを生起する。
軸を中心に渦巻状に湾曲して形成される。燃焼室に吸入
される空気は図中破線の矢印で示すようにヘリカルポー
ト４５に沿って流れることにより旋回成分が付与され、
燃焼室４３に吸気スワールを生起する。
【０００５】副吸気ポート４７はヘリカルポート４５の
下流側端部に対向するように接続している。開閉弁４９
が開弁することにより、燃焼室に吸入される空気が図中
実線の矢印で示すように副吸気ポート４７に沿って流
れ、ヘリカルポート４５から流入する吸気流に衝突し、
燃焼室における旋回成分が弱められる。
下流側端部に対向するように接続している。開閉弁４９
が開弁することにより、燃焼室に吸入される空気が図中
実線の矢印で示すように副吸気ポート４７に沿って流
れ、ヘリカルポート４５から流入する吸気流に衝突し、
燃焼室における旋回成分が弱められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のエンジンのスワール制御装置にあっては、開
閉弁４９が副吸気ポート４７を閉塞する運転時に、吸気
の大部分が渦巻状に湾曲したヘリカルポート４５を通っ
て燃焼室４３に流入することにより、吸気スワールが生
起されるものの、吸気効率が低下し、パーティキュレー
ト排出量が増大したり、エンジンの発生出力が低下する
という問題点が考えられる。
うな従来のエンジンのスワール制御装置にあっては、開
閉弁４９が副吸気ポート４７を閉塞する運転時に、吸気
の大部分が渦巻状に湾曲したヘリカルポート４５を通っ
て燃焼室４３に流入することにより、吸気スワールが生
起されるものの、吸気効率が低下し、パーティキュレー
ト排出量が増大したり、エンジンの発生出力が低下する
という問題点が考えられる。
【０００７】本発明は上記の問題点を解消し、高吸気効
率を維持しながらスワール比を調節できるエンジンのス
ワール制御装置を提供することを目的とする。
率を維持しながらスワール比を調節できるエンジンのス
ワール制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエンジ
ンのスワール制御装置は、シリンダに吸気旋回流を生起
するように吸気を導入するディレクショナルポートと、
ディレクショナルポートをエンジン回転に同期して開閉
する吸気弁と、吸気弁のバルブリフト量を調節するバル
ブリフト量調節手段と、吸気弁のバルブシートに対する
開口面積がディレクショナルポートの最小断面積より大
きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増減するスワ
ール制御手段と、を備える。
ンのスワール制御装置は、シリンダに吸気旋回流を生起
するように吸気を導入するディレクショナルポートと、
ディレクショナルポートをエンジン回転に同期して開閉
する吸気弁と、吸気弁のバルブリフト量を調節するバル
ブリフト量調節手段と、吸気弁のバルブシートに対する
開口面積がディレクショナルポートの最小断面積より大
きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増減するスワ
ール制御手段と、を備える。
【０００９】請求項２に記載のエンジンのスワール制御
装置は、請求項１に記載の発明において、前記ディレク
ショナルポートをシリンダに対してその接線方向に接続
し、ディレクショナルポートの最小断面積を吸気弁の最
大バルブリフト時におけるバルブシートに対する開口面
積より大きく設定する。
装置は、請求項１に記載の発明において、前記ディレク
ショナルポートをシリンダに対してその接線方向に接続
し、ディレクショナルポートの最小断面積を吸気弁の最
大バルブリフト時におけるバルブシートに対する開口面
積より大きく設定する。
【００１０】請求項３に記載のエンジンのスワール制御
装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記
スワール制御手段として、所定の高回転時に吸気弁の最
大バルブリフト量をエンジン回転数の上昇に伴って小さ
く調節する構成とする。
装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記
スワール制御手段として、所定の高回転時に吸気弁の最
大バルブリフト量をエンジン回転数の上昇に伴って小さ
く調節する構成とする。
【００１１】請求項４に記載のエンジンのスワール制御
装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明に
おいて、前記シリンダに対してディレクショナルポート
と渦巻き状に湾曲したヘリカルポートを接続し、所定の
低回転時に吸気弁のバルブシートに対する開口面積がデ
ィレクショナルポートの最小断面積より小さくなるよう
に吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節し、所定の
中回転時に吸気弁の最大バルブリフト量を最大に調節
し、所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに対する開
口面積がディレクショナルポートの最小断面積より大き
い範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節する
構成とする。
装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明に
おいて、前記シリンダに対してディレクショナルポート
と渦巻き状に湾曲したヘリカルポートを接続し、所定の
低回転時に吸気弁のバルブシートに対する開口面積がデ
ィレクショナルポートの最小断面積より小さくなるよう
に吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節し、所定の
中回転時に吸気弁の最大バルブリフト量を最大に調節
し、所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに対する開
口面積がディレクショナルポートの最小断面積より大き
い範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節する
構成とする。
【００１２】
【作用】請求項１に記載のエンジンのスワール制御装置
において、吸気弁のバルブシートに対する開口面積がデ
ィレクショナルポートの最小断面積より大きい範囲で
は、シリンダに吸入される吸気量が吸気弁の最大バルブ
リフト量に依存しないため、吸気弁の最大バルブリフト
量を増減しても吸気効率を低下させない。
において、吸気弁のバルブシートに対する開口面積がデ
ィレクショナルポートの最小断面積より大きい範囲で
は、シリンダに吸入される吸気量が吸気弁の最大バルブ
リフト量に依存しないため、吸気弁の最大バルブリフト
量を増減しても吸気効率を低下させない。
【００１３】吸気弁のバルブシートに対する開口面積が
ディレクショナルポートの最小断面積より大きい範囲で
は、最大バルブリフト量が大きくなって吸気弁の傘部が
バルブシートから離れると、吸気が傘部に衝突すること
を抑えられるため、バルブリフト量が大きくなるのに伴
って吸気がシリンダで旋回する勢力を高められる。
ディレクショナルポートの最小断面積より大きい範囲で
は、最大バルブリフト量が大きくなって吸気弁の傘部が
バルブシートから離れると、吸気が傘部に衝突すること
を抑えられるため、バルブリフト量が大きくなるのに伴
って吸気がシリンダで旋回する勢力を高められる。
【００１４】したがって、本発明は吸気弁のバルブシー
トに対する開口面積がディレクショナルポートの最小断
面積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増
減する構成により、吸気通路の最小流路面積が吸気弁の
最大バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持
しつつ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節
することができる。
トに対する開口面積がディレクショナルポートの最小断
面積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増
減する構成により、吸気通路の最小流路面積が吸気弁の
最大バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持
しつつ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節
することができる。
【００１５】請求項２に記載のエンジンのスワール制御
装置において、ディレクショナルポートはシリンダに対
してその接線方向から吸気を導入することにより、シリ
ンダに吸気が旋回する吸気スワールを生起する。
装置において、ディレクショナルポートはシリンダに対
してその接線方向から吸気を導入することにより、シリ
ンダに吸気が旋回する吸気スワールを生起する。
【００１６】請求項３に記載のエンジンのスワール制御
装置において、所定の低回転時に吸気弁のバルブシート
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を大き
く調節することにより、吸気効率を高く維持しながら燃
焼室に生起される吸気スワールの勢力を高め、燃焼室に
おける燃料と空気の混合を促して燃焼性を高められる。
装置において、所定の低回転時に吸気弁のバルブシート
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を大き
く調節することにより、吸気効率を高く維持しながら燃
焼室に生起される吸気スワールの勢力を高め、燃焼室に
おける燃料と空気の混合を促して燃焼性を高められる。
【００１７】所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに
対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面積
より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく
調節することにより、吸気効率を高く維持しながら燃焼
室に生起される吸気スワールの勢力を弱め、高速時にお
ける燃焼性が高められる。
対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面積
より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく
調節することにより、吸気効率を高く維持しながら燃焼
室に生起される吸気スワールの勢力を弱め、高速時にお
ける燃焼性が高められる。
【００１８】請求項４に記載のエンジンのスワール制御
装置において、所定の低回転時に吸気弁のバルブシート
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より小さくなるように吸気弁の最大バルブリフト量を
小さく調節することにより、吸気がヘリカルポートに集
められ、シリンダに生起される吸気スワールの勢力を高
められる。
装置において、所定の低回転時に吸気弁のバルブシート
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より小さくなるように吸気弁の最大バルブリフト量を
小さく調節することにより、吸気がヘリカルポートに集
められ、シリンダに生起される吸気スワールの勢力を高
められる。
【００１９】所定の中回転数域でディレクショナルポー
トを開閉する吸気弁の最大バルブリフト量を最大に調節
することにより、吸気効率を高く維持しつつ、スワール
比を適正に調節することができる。
トを開閉する吸気弁の最大バルブリフト量を最大に調節
することにより、吸気効率を高く維持しつつ、スワール
比を適正に調節することができる。
【００２０】所定の高回転数域で吸気弁のバルブシート
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さ
く調節することにより、吸気効率を高く維持したまま、
スワール比を小さくすることができる。
に対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面
積より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さ
く調節することにより、吸気効率を高く維持したまま、
スワール比を小さくすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明をディーゼルエンジ
ンに適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
ンに適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】図２において、１はシリンダ、２はディレ
クショナルポート、３は排気ポート、４は燃料噴射弁で
ある。吸気弁２０が開かれるのに伴ってディレクショナ
ルポート２からシリンダ１に空気を吸入し、この空気を
ピストンで圧縮した状態で燃料噴射弁４から噴射される
燃料を着火燃焼させる。燃焼したガスは各排気バルブ１
９が開かれるのに伴って排気ポート３に排出される。こ
れらの各行程が連続して繰り返される。
クショナルポート、３は排気ポート、４は燃料噴射弁で
ある。吸気弁２０が開かれるのに伴ってディレクショナ
ルポート２からシリンダ１に空気を吸入し、この空気を
ピストンで圧縮した状態で燃料噴射弁４から噴射される
燃料を着火燃焼させる。燃焼したガスは各排気バルブ１
９が開かれるのに伴って排気ポート３に排出される。こ
れらの各行程が連続して繰り返される。
【００２３】図１において、１０はエンジン本体、１３
はエンジン回転に同期して各気筒に燃料を噴射する燃料
噴射ポンプ、１２は吸気通路、１１は排気通路、１５は
吸気通路１２と排気通路１１を結ぶＥＧＲ通路、１６は
ＥＧＲ通路１５を開閉するＥＧＲ弁である。排気ガスの
一部をＥＧＲ通路１５を通して吸気通路１２に戻して吸
入空気に混合させることにより、燃焼時の最高温度を下
げ、ＮＯｘの排出量を低減するようになっている。
はエンジン回転に同期して各気筒に燃料を噴射する燃料
噴射ポンプ、１２は吸気通路、１１は排気通路、１５は
吸気通路１２と排気通路１１を結ぶＥＧＲ通路、１６は
ＥＧＲ通路１５を開閉するＥＧＲ弁である。排気ガスの
一部をＥＧＲ通路１５を通して吸気通路１２に戻して吸
入空気に混合させることにより、燃焼時の最高温度を下
げ、ＮＯｘの排出量を低減するようになっている。
【００２４】図１において、３６はエンジン回転数セン
サ、３７はアクセル開度センサである。コントロールユ
ニット５は、これら各センサ３６，３７の検出値に応じ
て定まる目標ＥＧＲ率［＝ＥＧＲ量／（新気量＋ＥＧＲ
量）×１００％］が得られるように、ＥＧＲ弁１６のバ
ルブリフト量を調節して吸気通路１２に還流されるＥＧ
Ｒ量を制御する。
サ、３７はアクセル開度センサである。コントロールユ
ニット５は、これら各センサ３６，３７の検出値に応じ
て定まる目標ＥＧＲ率［＝ＥＧＲ量／（新気量＋ＥＧＲ
量）×１００％］が得られるように、ＥＧＲ弁１６のバ
ルブリフト量を調節して吸気通路１２に還流されるＥＧ
Ｒ量を制御する。
【００２５】燃焼室に吸気スワールを生起するため、デ
ィレクショナルポート２はその先端が平面図上において
直線状に延び、シリンダ１に対してその接線方向に接続
している。吸気はディレクショナルポート２を通ってシ
リンダ１の接線方向から導入されることにより、シリン
ダ１内で旋回する吸気スワールが生起される。
ィレクショナルポート２はその先端が平面図上において
直線状に延び、シリンダ１に対してその接線方向に接続
している。吸気はディレクショナルポート２を通ってシ
リンダ１の接線方向から導入されることにより、シリン
ダ１内で旋回する吸気スワールが生起される。
【００２６】吸気弁２０の最大バルブリフト時に吸気弁
２０の外周とバルブシートの間に画成される流路の開口
面積は、ディレクショナルポート２の最小流路断面積よ
り大きくなるように形成される。
２０の外周とバルブシートの間に画成される流路の開口
面積は、ディレクショナルポート２の最小流路断面積よ
り大きくなるように形成される。
【００２７】吸気弁２０のバルブリフト量を調節するバ
ルブリフト量調節手段として、図３に示すバルブリフト
調節装置１４が設けられる。
ルブリフト量調節手段として、図３に示すバルブリフト
調節装置１４が設けられる。
【００２８】バルブリフト調節装置１４について説明す
ると、オイルポンプ２４から吐出される作動油は、アキ
ュームレータ２５から入口側電磁弁２６，２７を介して
２つの油通路２８，２９に選択的に供給される。一方の
油通路２８に供給された作動油は、エンジン回転に同期
して回転するロータリバルブ３０を介して＃１気筒と＃
４気筒の各油圧室２２に選択的に供給される。他方の油
通路２９に供給された作動油は、エンジン回転に同期し
て回転するロータリバルブ３１を介して＃２筒と＃３気
筒の各油圧室２２に選択的に供給される。各油圧室２２
に供給される作動油により、油圧プランジャ２３は各バ
ルブスプリング２１に抗して吸気弁２０を開閉駆動す
る。各油圧室２２の作動油が各出口側電磁弁３３，３４
を介してタンク３５に逃がされることにより、各吸気弁
２０が閉弁作動する。
ると、オイルポンプ２４から吐出される作動油は、アキ
ュームレータ２５から入口側電磁弁２６，２７を介して
２つの油通路２８，２９に選択的に供給される。一方の
油通路２８に供給された作動油は、エンジン回転に同期
して回転するロータリバルブ３０を介して＃１気筒と＃
４気筒の各油圧室２２に選択的に供給される。他方の油
通路２９に供給された作動油は、エンジン回転に同期し
て回転するロータリバルブ３１を介して＃２筒と＃３気
筒の各油圧室２２に選択的に供給される。各油圧室２２
に供給される作動油により、油圧プランジャ２３は各バ
ルブスプリング２１に抗して吸気弁２０を開閉駆動す
る。各油圧室２２の作動油が各出口側電磁弁３３，３４
を介してタンク３５に逃がされることにより、各吸気弁
２０が閉弁作動する。
【００２９】コントロールユニット１８からの出力によ
り、各入口側電磁弁２６，２７の開弁時期が調節される
ことにより、各吸気弁２０の開弁時期が調節される一
方、各出口側電磁弁３３，３４の開弁時期が調節される
ことにより、各吸気弁２０の最大バルブリフト量並びに
閉弁時期が調節される。
り、各入口側電磁弁２６，２７の開弁時期が調節される
ことにより、各吸気弁２０の開弁時期が調節される一
方、各出口側電磁弁３３，３４の開弁時期が調節される
ことにより、各吸気弁２０の最大バルブリフト量並びに
閉弁時期が調節される。
【００３０】コントロールユニット１８は、図４に示す
ように、所定の低回転数域で吸気弁２０のバルブリフト
量を最大にし、所定の高回転数域で吸気弁２０のバルブ
リフト量をエンジン回転数が上昇するのに応じて次第に
小さくする制御を行う。
ように、所定の低回転数域で吸気弁２０のバルブリフト
量を最大にし、所定の高回転数域で吸気弁２０のバルブ
リフト量をエンジン回転数が上昇するのに応じて次第に
小さくする制御を行う。
【００３１】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００３２】図５は、吸気弁２０の最大バルブリフト量
を変えてスワール比と吸気効率Ｃｖを測定した結果を示
す。
を変えてスワール比と吸気効率Ｃｖを測定した結果を示
す。
【００３３】最大バルブリフト量が所定値ａより小さ
く、吸気弁２０のバルブシートに対する開口面積がディ
レクショナルポート２の最小断面積より小さい運転時
に、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁２０の最大バ
ルブリフト量に依存するため、最大バルブリフト量が増
大するのに伴って吸気効率Ｃｖが高まる一方、スワール
比はほとんど変化しない。
く、吸気弁２０のバルブシートに対する開口面積がディ
レクショナルポート２の最小断面積より小さい運転時
に、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁２０の最大バ
ルブリフト量に依存するため、最大バルブリフト量が増
大するのに伴って吸気効率Ｃｖが高まる一方、スワール
比はほとんど変化しない。
【００３４】最大バルブリフト量が所定値ａ以上に大き
く、吸気弁２０のバルブシートに対する開口面積がディ
レクショナルポート２の最小断面積より大きい運転時
に、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁２０の最大バ
ルブリフト量に依存しないため、吸気弁２０の最大バル
ブリフト量を所定値ａ以上の範囲で増減しても、吸気効
率Ｃｖはほとんど変化しない。
く、吸気弁２０のバルブシートに対する開口面積がディ
レクショナルポート２の最小断面積より大きい運転時
に、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁２０の最大バ
ルブリフト量に依存しないため、吸気弁２０の最大バル
ブリフト量を所定値ａ以上の範囲で増減しても、吸気効
率Ｃｖはほとんど変化しない。
【００３５】最大バルブリフト量が所定値ａ以上に大き
くなると、吸気弁２０の傘部がバルブシートから離れ
て、吸気が傘部に衝突することを抑えられるため、最大
バルブリフト量が所定値ａを越えて大きくなるのに伴っ
て吸気がシリンダで旋回する勢力を高められる。しか
し、最大バルブリフト量が所定値ａより小さくなって、
吸気弁２０の傘部がバルブシートに近くなると、吸気が
傘部に衝突してシリンダの四方に広がる勢力を強めら
れ、吸気がシリンダで旋回する勢力を弱められる。
くなると、吸気弁２０の傘部がバルブシートから離れ
て、吸気が傘部に衝突することを抑えられるため、最大
バルブリフト量が所定値ａを越えて大きくなるのに伴っ
て吸気がシリンダで旋回する勢力を高められる。しか
し、最大バルブリフト量が所定値ａより小さくなって、
吸気弁２０の傘部がバルブシートに近くなると、吸気が
傘部に衝突してシリンダの四方に広がる勢力を強めら
れ、吸気がシリンダで旋回する勢力を弱められる。
【００３６】したがって、本発明は図４に示すように吸
気弁２０の最大バルブリフト量を所定値ａ以上の範囲で
増減する構成により、吸気通路１２の最小流路面積が吸
気弁２０の最大バルブリフト量に依存しないため、吸気
効率を維持しつつ、燃焼室に生起される吸気スワールの
勢力を調節することができる。
気弁２０の最大バルブリフト量を所定値ａ以上の範囲で
増減する構成により、吸気通路１２の最小流路面積が吸
気弁２０の最大バルブリフト量に依存しないため、吸気
効率を維持しつつ、燃焼室に生起される吸気スワールの
勢力を調節することができる。
【００３７】所定の低回転数域で吸気弁２０の最大バル
ブリフト量を最大にすることにより、スワール比と吸気
効率Ｃｖを高く維持することができる。シリンダ１内で
旋回する吸気スワールが強められることにより、燃焼時
に空気と燃料のミキシングが促されることで燃焼を改善
し、ＥＧＲ率を高めてもパーティキュレート排出量を小
さく抑えられる。
ブリフト量を最大にすることにより、スワール比と吸気
効率Ｃｖを高く維持することができる。シリンダ１内で
旋回する吸気スワールが強められることにより、燃焼時
に空気と燃料のミキシングが促されることで燃焼を改善
し、ＥＧＲ率を高めてもパーティキュレート排出量を小
さく抑えられる。
【００３８】所定の高回転数域で吸気弁２０の最大バル
ブリフト量を所定値ａ以上の範囲でエンジン回転数が上
昇するのに応じて次第に小さくすることにより、吸気効
率Ｃｖを高く維持したまま、スワール比を小さくするこ
とができる。シリンダ１内で旋回する吸気スワールが弱
められることにより、高速時の燃焼性を高めて、エンジ
ン出力を高められる。
ブリフト量を所定値ａ以上の範囲でエンジン回転数が上
昇するのに応じて次第に小さくすることにより、吸気効
率Ｃｖを高く維持したまま、スワール比を小さくするこ
とができる。シリンダ１内で旋回する吸気スワールが弱
められることにより、高速時の燃焼性を高めて、エンジ
ン出力を高められる。
【００３９】図４において破線で示す特性は、図８に示
す従来装置において、副吸気ポート４７を所定の低回転
域で全閉し、所定の高回転数域で副吸気ポート４７のエ
ンジン回転数が上昇するのに応じて次第に開く制御が行
われる。
す従来装置において、副吸気ポート４７を所定の低回転
域で全閉し、所定の高回転数域で副吸気ポート４７のエ
ンジン回転数が上昇するのに応じて次第に開く制御が行
われる。
【００４０】この従来装置の場合、低回転数域で副吸気
ポート４７を全閉する運転状態では、スワール比を大き
くするものの、吸気効率Ｃｖが低くなるため、パーティ
キュレート排出量が増大するという問題点があった。
ポート４７を全閉する運転状態では、スワール比を大き
くするものの、吸気効率Ｃｖが低くなるため、パーティ
キュレート排出量が増大するという問題点があった。
【００４１】次に、図６に示す他の実施形態について説
明する。
明する。
【００４２】シリンダ１には２本の吸気ポート５０，５
１と、２本の排気ポート５７，５８が接続される。
１と、２本の排気ポート５７，５８が接続される。
【００４３】２本の吸気ポート５０，５１のうち、一方
のディレクショナルポート５０はその先端が平面図上に
おいて直線状に延び、シリンダ１に対してその接線方向
に接続している。他方のヘリカルポート５１はその先端
が平面図上において渦巻き状に湾曲して、シリンダ１内
に横方向に旋回する空気流、いわゆるスワールを生起す
る。
のディレクショナルポート５０はその先端が平面図上に
おいて直線状に延び、シリンダ１に対してその接線方向
に接続している。他方のヘリカルポート５１はその先端
が平面図上において渦巻き状に湾曲して、シリンダ１内
に横方向に旋回する空気流、いわゆるスワールを生起す
る。
【００４４】ディレクショナルポート５０を開閉する吸
気弁の最大バルブリフト時に吸気弁の外周とバルブシー
トの間に画成される流路の開口面積は、ディレクショナ
ルポート５０の最小流路断面積より大きくなるように設
定される。
気弁の最大バルブリフト時に吸気弁の外周とバルブシー
トの間に画成される流路の開口面積は、ディレクショナ
ルポート５０の最小流路断面積より大きくなるように設
定される。
【００４５】吸気弁のバルブリフト量が所定値ａのと
き、吸気弁のバルブシートに対する開口面積がディレク
ショナルポート５０の最小断面積と等しくなる。したが
って、最大バルブリフト量を所定値ａ以上の範囲で増減
する場合、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁の最大
バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持しつ
つ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節する
ことができる。
き、吸気弁のバルブシートに対する開口面積がディレク
ショナルポート５０の最小断面積と等しくなる。したが
って、最大バルブリフト量を所定値ａ以上の範囲で増減
する場合、吸気通路１２の最小流路面積が吸気弁の最大
バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持しつ
つ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節する
ことができる。
【００４６】ディレクショナルポート５０を開閉する吸
気弁は、図３に示すバルブリフト調節装置１４を介して
開閉駆動され、そのバルブリフト量が運転条件に応じて
調節される。
気弁は、図３に示すバルブリフト調節装置１４を介して
開閉駆動され、そのバルブリフト量が運転条件に応じて
調節される。
【００４７】バルブリフト調整装置１４の作動を制御す
るコントロールユニットは、図７に示すように、所定の
低回転数域で吸気弁の開閉作動を休止し、所定の中回転
数域で吸気弁のバルブリフト量を最大にし、所定の高回
転数域で吸気弁のバルブリフト量を所定値ａに保つ制御
を行う。
るコントロールユニットは、図７に示すように、所定の
低回転数域で吸気弁の開閉作動を休止し、所定の中回転
数域で吸気弁のバルブリフト量を最大にし、所定の高回
転数域で吸気弁のバルブリフト量を所定値ａに保つ制御
を行う。
【００４８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
説明する。
【００４９】図７において破線で示す従来装置の特性
は、ディレクショナルポート５０の入口部に開閉弁を介
して開閉するもので、ディレクショナルポート５０を所
定の低回転数域で全閉し、所定の中回転数域で半開し、
所定の高回転数域で全開する制御が行われる。
は、ディレクショナルポート５０の入口部に開閉弁を介
して開閉するもので、ディレクショナルポート５０を所
定の低回転数域で全閉し、所定の中回転数域で半開し、
所定の高回転数域で全開する制御が行われる。
【００５０】この従来装置の場合、中回転数域でディレ
クショナルポート５０を半開する運転状態では、スワー
ル比を適正にするものの、吸気効率Ｃｖが低くなるた
め、パーティキュレート排出量が増大するという問題点
があった。
クショナルポート５０を半開する運転状態では、スワー
ル比を適正にするものの、吸気効率Ｃｖが低くなるた
め、パーティキュレート排出量が増大するという問題点
があった。
【００５１】これに対して本発明は、所定の低回転数域
でディレクショナルポート５０の開閉を休止し、ヘリカ
ルポート５１のみから吸気を導入することにより、シリ
ンダ１に生起される吸気スワールの勢力を高められる。
でディレクショナルポート５０の開閉を休止し、ヘリカ
ルポート５１のみから吸気を導入することにより、シリ
ンダ１に生起される吸気スワールの勢力を高められる。
【００５２】こうして所定の低回転数域でディレクショ
ナルポート５０の開閉を休止する一方、所定の中回転数
域でディレクショナルポート５０の開閉を再開して、デ
ィレクショナルポート５０を開閉する吸気弁の最大バル
ブリフト量を最大に調節することにより、吸気効率Ｃｖ
を高く維持しつつ、スワール比を適正に調節することが
できる。吸気効率Ｃｖを高く維持しつつ、吸気スワール
が強められることにより、ＥＧＲ率を高めても燃焼性が
確保され、パーティキュレート排出量を小さく抑えられ
る。
ナルポート５０の開閉を休止する一方、所定の中回転数
域でディレクショナルポート５０の開閉を再開して、デ
ィレクショナルポート５０を開閉する吸気弁の最大バル
ブリフト量を最大に調節することにより、吸気効率Ｃｖ
を高く維持しつつ、スワール比を適正に調節することが
できる。吸気効率Ｃｖを高く維持しつつ、吸気スワール
が強められることにより、ＥＧＲ率を高めても燃焼性が
確保され、パーティキュレート排出量を小さく抑えられ
る。
【００５３】所定の高回転数域で吸気弁の最大バルブリ
フト量を所定値ａに保つことにより、吸気効率Ｃｖを高
く維持したまま、スワール比を小さくすることができ
る。シリンダ１内で旋回する吸気スワールが弱められる
ことにより、高速時の燃焼性を高めて、エンジン出力を
高められる。
フト量を所定値ａに保つことにより、吸気効率Ｃｖを高
く維持したまま、スワール比を小さくすることができ
る。シリンダ１内で旋回する吸気スワールが弱められる
ことにより、高速時の燃焼性を高めて、エンジン出力を
高められる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のエ
ンジンのスワール制御装置は、吸気弁のバルブシートに
対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面積
より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増減す
る構成により、吸気通路の最小流路面積が吸気弁の最大
バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持しつ
つ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節し、
エンジン出力を高められるとともに、高ＥＧＲ率下でも
パーティキュレート排出量が増大することを抑えられ
る。
ンジンのスワール制御装置は、吸気弁のバルブシートに
対する開口面積がディレクショナルポートの最小断面積
より大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を増減す
る構成により、吸気通路の最小流路面積が吸気弁の最大
バルブリフト量に依存しないため、吸気効率を維持しつ
つ、燃焼室に生起される吸気スワールの勢力を調節し、
エンジン出力を高められるとともに、高ＥＧＲ率下でも
パーティキュレート排出量が増大することを抑えられ
る。
【００５５】請求項２に記載のエンジンのスワール制御
装置は、ディレクショナルポートはシリンダに対してそ
の接線方向から吸気を導入することにより、シリンダに
吸気が旋回する吸気スワールを生起することができる。
装置は、ディレクショナルポートはシリンダに対してそ
の接線方向から吸気を導入することにより、シリンダに
吸気が旋回する吸気スワールを生起することができる。
【００５６】請求項３に記載のエンジンのスワール制御
装置は、所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに対す
る開口面積がディレクショナルポートの最小断面積より
大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節
することにより、吸気効率を高く維持しながら燃焼室に
生起される吸気スワールの勢力を弱め、高速時における
燃焼性が高められる。
装置は、所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに対す
る開口面積がディレクショナルポートの最小断面積より
大きい範囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節
することにより、吸気効率を高く維持しながら燃焼室に
生起される吸気スワールの勢力を弱め、高速時における
燃焼性が高められる。
【００５７】請求項４に記載のエンジンのスワール制御
装置は、ヘリカルポートとディレクショナルポートを介
して吸気効率を維持しつつ、燃焼室に生起される吸気ス
ワールの勢力を適正に調節することができる。
装置は、ヘリカルポートとディレクショナルポートを介
して吸気効率を維持しつつ、燃焼室に生起される吸気ス
ワールの勢力を適正に調節することができる。
【図１】本発明の実施形態を示すエンジンのシステム
図。
図。
【図２】同じく吸気ポート等の平面図。
【図３】同じくバルブリフト量調節装置の断面図。
【図４】同じく制御例を示す特性図。
【図５】同じくバルブリフト量に対するスワール比およ
び空気過剰率の特性図。
び空気過剰率の特性図。
【図６】他の実施形態を示す吸気ポート等の平面図。
【図７】同じく制御例を示す特性図。
【図８】従来例を示す吸気ポート等の斜視図。
１ シリンダ ２ 吸気ポート ３ 排気ポート ４ 燃料噴射弁 １１ 排気通路 １２ 吸気通路 １４ バルブリフト調節装置 １８ コントロールユニット ２０ 吸気弁 ５０ ディレクショナルポート ５１ ヘリカルポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 31/00 331 F01L 9/02 F01L 13/00 301 F02B 31/02 F02D 13/02
Claims (4)
- 【請求項１】シリンダに吸気旋回流を生起するように吸
気を導入するディレクショナルポートと、 ディレクショナルポートをエンジン回転に同期して開閉
する吸気弁と、 吸気弁のバルブリフト量を調節するバルブリフト量調節
手段と、 吸気弁のバルブシートに対する開口面積がディレクショ
ナルポートの最小断面積より大きい範囲で吸気弁の最大
バルブリフト量を増減するスワール制御手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンのスワール制御装
置。 - 【請求項２】前記ディレクショナルポートをシリンダに
対してその接線方向に接続し、 ディレクショナルポートの最小断面積を吸気弁の最大バ
ルブリフト時におけるバルブシートに対する開口面積よ
り大きく設定したことを特徴とする請求項１に記載のエ
ンジンのスワール制御装置。 - 【請求項３】前記スワール制御手段として、 所定の高回転時に吸気弁の最大バルブリフト量をエンジ
ン回転数の上昇に伴って小さく調節する構成としたこと
を特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのスワ
ール制御装置。 - 【請求項４】前記シリンダに対してディレクショナルポ
ートと渦巻き状に湾曲したヘリカルポートを接続し、 所定の低回転時に吸気弁のバルブシートに対する開口面
積がディレクショナルポートの最小断面積より小さくな
るように吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節し、 所定の中回転時に吸気弁の最大バルブリフト量を最大に
調節し、 所定の高回転時に吸気弁のバルブシートに対する開口面
積がディレクショナルポートの最小断面積より大きい範
囲で吸気弁の最大バルブリフト量を小さく調節する構成
としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つ
に記載のエンジンのスワール制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02944996A JP3233000B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | エンジンのスワール制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02944996A JP3233000B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | エンジンのスワール制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09222022A JPH09222022A (ja) | 1997-08-26 |
| JP3233000B2 true JP3233000B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=12276430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02944996A Expired - Fee Related JP3233000B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | エンジンのスワール制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233000B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5598236B2 (ja) * | 2010-10-06 | 2014-10-01 | いすゞ自動車株式会社 | 弁開閉制御装置 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP02944996A patent/JP3233000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09222022A (ja) | 1997-08-26 |
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