JPH01200021A - 内燃機関の吸気流量制御装置 - Google Patents

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】 イ１発明の目的 イー１．産業上の利用分野 本発明は内燃機関の吸気流量制御装置に関する。

イー２．従来技術 従来、内燃機関において、吸気行程を全行程の途中で打
切ることにより、圧縮最高温度の低下を図り、低中速域
においてノッキングの発生を回避する方法としてミラー
サイクルエンジンが知られている。　そしてこのミラー
サイクルエンジンの実現として従来、吸気通路にロータ
リーバルブを配置し、ノッキングの発生時に、そのノッ
クセンサーよりの指令により、そのロータリーバルブの
開閉時期をずらし吸入空気量を小量側へ調整して、ノッ
キングを防止するようにしたものがある。

そして、このロータリーバルブの開閉時期を調整する可
変機構として、従来、ロータリーバルブの駆動側部にヘ
リカル溝を形成してこれに調整駒を設け、該調整駒の軸
方向移動によりロータリーバルブの位相を変化させ、ま
た、別に、エンジンのノッキングを感知する手段を設け
、該ノッキング感知手段と前記調整駒間をリンク及び作
動レバーで連けいし、ノンキング発生時に、前記リンク
と作動レバーを介して調整駒を移動し、ロータリーバル
ブの位相をずらすようにしたものが、例えば特開昭５８
−５５３２９号公報に開示されている。

イー３１本発明が解決しようとする問題点前記のような
可変機構においては、回転している調整駒と固定の作動
レバーとの係合部において摩耗が生じやすく、その摩耗
により、その設定された係合関係が狂い、ロータリーバ
ルブの位相調整精度が悪くなり、所期の目的であるノン
キング防止が良好に作動しなくなる問題がある。　更に
、前記の可変機構においては、ノッキング感知手段から
ロータリーバルブ間がリンク及び作動レバーで連結され
ているため、これら可動のリンク及び作動レバーの占有
空間が比較的広く必要とする。　しかし、エンジンルー
ム内での部品設置空間が少ないことにより、部品設置空
間が制約される現状では、前記のような設置空間を広く
必要とする可変機構では、種々な車両への対応が困難な
問題がある。

そこで本発明は、可変機構において、その部品の摩耗が
少なく、かつその設置空間を少なくできるようにして前
記の問題点を解決する内燃機関の吸気流量制御装置を提
案することを目的とするものである。

口９発明の構成 ロー１１問題点を解決するための手段 本発明は前記の問題点を解決するために、ロータリーバ
ルブによって吸気を制御するようにしたものにおいて、
ロータリーピストンの駆動側端の外周にリニア・ロータ
リーピストンを、ヘリカル溝を介して嵌合し、該リニア
・ロータリーバルブの外周には、エンジンによって回転
されるアウターボディを嵌合すると共に、該リニア・ロ
ータリーピストンを、その回転方向にはアウターボデー
と一体的に回転し、軸方向にはアウターボディと相対的
に移動可能に備え、前記アウターボディ内には、前記リ
ニア・ロータリーピストンを流体圧の変化によってその
軸方向に変位させるための流体室を設け、別に、エンジ
ンのノッキング時に前記流体室内の流体圧を変化させる
流体圧調整手段を設けたことを特徴とするものである。

ロー２１作　用 エンジンのノッキング発生時には、流体圧の変化により
、リニア・ロータリーピストンが軸方向に移動し、ヘリ
カル溝によってロータリーバルブが、リニア・ロータリ
ーピストンとの相対位置を変化させるように回転する。

　そのため、ロータリーバルブに形成した吸気連通孔と
吸気通路との連通状態を終える時期が通常の時期より早
くなり、吸入空気量が通常より小計側に調整されてノッ
キングの発生が防止される。

ロー３．実施例 第１図はミラーサイクルエンジンの全体図を示すもので
、（ｋｌはエンジンを示し、その各派ｆｆｉ　（２１に
は吸気ポート（３）と排気ポート（４）を有している。

（５）はエンジンに付設されたハウジングで、これに中
空管よりなるロータリーバルブ（６）が回転可能に具備
されている。　該ロータリーバルブ（６）には、前記各
派？ｔ？ｉ　（２）における吸気ボート（３）への吸気
通路（７）に対応する通気用の開孔（８）が形成されて
いる。

図面では４気筒エンジンとして開孔（８）を４ｉｖＡ形
成すると共にこれらが９０の位相をもって形成されてい
る。　（９）は過給器で、吸気を通路αＯ）より前記ロ
ータリーバルブ（６）内に圧入し、その開孔（８）が吸
気通路（７）と合致したときに圧縮された吸気を気筒側
へ供給するようになっている。　　（１１）は排気通路
である。　前記ロータリーバルブ（６）の駆動端側には
駆動用プーリ　（１２）が備えられ、これとエンジン（
１）のクランク軸（１３）に設けたプーリ　（１４）間
がベルｌ−（Ｖ）で連動され、クランク軸（１３）の回
動によりロータリーバルブ（６）が同期して回転するよ
うになっている。　　（１５）は油圧源で、油圧調整用
アクチュエータ（１６）を介してアウターボディ　（１
７）内に油圧を供給すると共に供給油圧値を調整するよ
うになっている。　　（１８）はロータリーバルブ（６
）に形成した位置検出用スロット、（１９）は前記位置
検出用スロット（１８）の近傍に設置した位置検出用セ
ンサーで、これらによりロータリーバルブ（６）の回転
状態を検出するようになついる。

次にロータリーバルブ（６）の可変機構について第２図
により詳述する。

ロータリーバルブ（６）の駆動側端には、ヘリカルシャ
ツｌ−（２０）が一体形成されている。　該ヘリカルシ
ャツｌ−（２０）部の外周には、前記の駆動用プーリ　
（１２）がベアリング（２１）を介して備えられており
、駆動用プーリ　（１２）とヘリカルシャフト（２０）
とは相対的に回転可能になっている。

該駆動用プーリ　（１２）には、その側面に位置して、
前記ヘリカルシャフト（２０）部を被覆するアウターボ
ディ　（１７）が一体形成されている。　該アウターボ
ディ　（１７）内には、その内周面と前記ヘリカルシャ
フト（２０）間に位置してリニア・ロータリーピストン
（２３）が介在されている。　アウターボディ　（１７
）の内周面（１７ａ　）とリニア・ロータリーピストン
（２３）の外周面（２３ａ　）は、第３図に示す如く、
円の−８１りを直線で切断した形状に形成され、リニア
・ロータリーピストン（２３）が、その周方向に対して
はアウターボディ　（１７）と−体的に回転し、軸方向
に対してはアウターボディ（１７）と摺動して移動でき
るようになっている。

リニア・ロータリーピストン（２３）の外周部にはシー
ルリング（２４）が嵌装されており、アウターボディ　
（１７）との間をシールしている。　前記ヘリカルシャ
フト（２０）の外周には第３図に示す如く、軸線に対し
て傾斜するヘリカル溝（２５）が形成され、リニア・ロ
ータリーピストン（２３）の内周には、第３図に示す如
く前記ヘリカル溝（２５）に嵌合するヘリカル溝（２６
）が形成され、リニア・ロータリーピストン（２３）の
軸方向への進退移動により、ヘリカルシャフト（２０）
　、すなわちロータリーバルブ（６）が、リニア・ロー
タリーピストン（２３）、すなわち駆動用プーリ　（１
２）と相対的に正逆回転して、その位相を変化させるよ
うになっている。　アウターボディ　（１７）内には、
リニア・ロータリーピストン（２３）を介して、前記ヘ
リカルシャフト側に大気室（２７）が形成され、その反
対側に油室（２８）が形成されている。　大気室（２７
）は駆動用プーリ　（１２）に形成した連通孔（２９）
によって大気と連通し、油室（２８）は油路（３０）に
よって前記油圧調整アクチュエータ（１６）に連通して
いる。　ヘリカルシャフト（２０）とリニア・ロータリ
ーピストン（２３）間には復帰用スプリング（３１）が
圧縮介在されており、リニア・ロータリーピストン（２
３）を常時油室（２８）側へ付勢している。

次に作動について説明する。

エンジン（１）が駆動すると、駆動用ベルト（Ｖ）によ
って駆動用プーリ　（１２）が回転し、その回転力は、
アウターボディ　（１７）　、リニア・ロータリーピス
トン（２３）　、ヘリカル溝（２６）　　（２５）との
噛合部を介してヘリカルシャフト（２０）に伝達され、
ロータリーバルブ（６）が回転する。　この回転により
、その各開孔（８）が各吸気通路（７）に順次位置して
各気筒へ吸気を供給する。　エンジンの駆動中に、エン
ジンがノッキング状態を起こすと、そのエンジンの振動
を感知してノッキング状態を知らせるノックセンサ等（
図示せず）の信号が油圧調整アクチュエータ（１６）に
入る。　　これにより、油圧調整アクチュエータ（１６
）が、油圧／ｌｌ１ｉ（１５）より油室（２８）に作用
している油圧を例えば加圧するように作動する。　油室
（２８）内の油圧が加圧されると、リニア・ロータリー
ピストン、（２３）は復帰用スプリング（３１）の荷重
に抗してへりカルシャツＩ−（２０）側へ移動する。　
この移動により、ヘリカルシャフト（２０）　、すなわ
ちロータリーバルブ（６）は駆動用プーリ　（１２）と
の関係において回転方向の位相が変化する。　この変化
により、ロータリーバルブ（６）の開孔（８）と吸気通
路（７）との連通状態が、吸気行程を全行程の途中で打
切るように設定すれば、ミラーサイクルエンジンとして
の作用をなす。　また、このロータリーバルブ（６）の
位相の変化は、位置検出用スロ・ノ）　（１８）及び位
置センサー（１９）で検出され、変化した後の位相が適
正か否かを判定し、適正でない場合は油圧調整アクチュ
エータ（１６）にその信号を送り、これをくり返してロ
ータリーバルブ（６）は適正な位相に導かれる。

前記のエンジンのノッキング状態がなくなると、ノック
センサ等によりその信号が油圧調整アクチュエータ（１
６）に入り、油圧調整アクチュエータ（１６）は、油室
（２８）の油圧を減圧する。　この減圧により、リニア
・ロータリーピストン（２３）は、復帰用スプリング（
３１）の荷重により油室（２８）側へ押圧移動され、油
圧と復帰用スプリング（３１）とのバランスがとれた位
置において停止する。　この移動により、ロータリーバ
ルブ（６）は、前記変化した位相位置から、前記とは逆
の方向に回転復帰し、駆動用プーリ　（１２）に対して
、通常の関係位置に設定される。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、リニア・ロ
ータリーピストン（２３）とへりカルシャツｌ−（２０
）との空間を油室（２８ａ　）とし、杉油室（２８ａ　
）を、ヘリカルシャフト（２０）内に形成した油路（３
２）を通じてハウジング（５）に形成した油路（３３）
より前記油圧調整アクチュエータ（１６）に連通したも
のである。　尚、油室（２８ａ　）と大気室（２７）間
はシールリング（３４）でシールされている。　　リニ
ア・ロータリーピストン（２３）における前記油室（３
１）と反対側の室は大気室（３５）に形成され、これに
、リニア・ロータリーピストン（２３）を前記油室（２
８ａ　）側へ付勢する復帰用スプリング（３６）が介在
されている。　　（３７）は大気通路である。

第５図は更に本発明の他の実施例を示すもので、油圧ｆ
ｉ　（１５）よりの油圧を直接油路（３８）により前記
油室（２８）　　（２８ａ　）に圧送すると共に杉油室
（２８）　　（２８ａ　）には戻り油路（３９）を設け
、これに前記油圧調整アクチュエータ（１６）を設けて
、油室（２Ｂ）　　（２８ａ　）内の油圧を調整するよ
うにしたものである。

尚、リニア・ロータリーピストンを作動するには、前記
の油圧以外の流体圧によってもよい。

ハ１発明の効果 以上のように本発明は、ロータリーバルブの位相を変化
させるリニア・ロータリーピストンの移動を、流体圧に
より制御するようにしたもので、流体圧制御部からリニ
ア・ロータリーピストンまでは流体の配管のみでよく、
前記従来の如く、リンク及び作動レバーを用いるものに
比べて、その　　１可変機構の設置占を空間が少なくて
よく、種々な　　１車両への対応が容易になる上に、リ
ンク及び作動　　ルバー等の複雑な取り回しか不要とな
る。　更に、　（可変機構部において、回転部品と固定
部品との接　　１触がないため、部品の摩耗が極めて少
なくなり、　　１部品の耐久性が向上する上に、ロータ
リーバルブ　　（の制御精度を高く維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明を
実施するミラーサイクルエンジンの一部を切開した平面
図、第２図は可変機構部を示す拡大平断面図、第３図（
Ａ）はリニア・ロータリーピストンの斜視図、第３図（
Ｂ）はアウターボディ部の斜視図、第４図は本発明の他
の実施例を示す可変機構部の平断面図、第５図は本発明
の他の実施例を示すミラーサイクルエンジンの一部を切
開した平面図である。 （１）・・・エンジン （６）・・・ロータリーバルブ （１２）・・・駆動用プーリ （１５）・・・油圧源 （１６）・・・油圧調整アクチュエータ（１７）・・・
アウターボディ （２３）・・・リニア・ロータリーピストン（２５）　
　（２６）　　・・・ヘリカル溝［２８）・・・油室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータリーバルブによって吸気を制御するようにしたも
   のにおいて、ロータリーバルブの駆動側端の外周にリニ
   ア・ロータリーピストンを、ヘリカル溝を介して嵌合し
   、該リニア・ロータリーピストンの外周には、エンジン
   によって回転されるアウターボディを嵌合すると共に、
   該リニア・ロータリーピストンを、その回転方向にはア
   ウターボデーと一体的に回転し、軸方向にはアウターボ
   ディと相対的に移動可能に備え、前記アウターボディ内
   には、前記リニア・ロータリーピストンを流体圧の変化
   によってその軸方向に変位させるための流体室を設け、
   別に、エンジンのノッキング時に前記流体室内の流体圧
   を変化させる流体圧調整手段を設けたことを特徴とする
   内燃機関の吸気流量制御装置。