JPH01224416A - エンジンの動弁装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気通路の燃焼室側開口部の近傍に排気ガス
吹き返し防止用の制御弁を介装したエンジンの動弁装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気系において、スロットル弁下
流の燃焼室側開口部すなわち吸気ポートの近傍の吸気通
路もしくはバイパス通路に、軽負荷時に閉じる制御弁ま
たは一方弁を介装して、吸気行程に持ち込まれる排気ガ
スすなわちダイリューションガスの量を低減するように
した技術が知られている（例えば、実開昭６２−９７２
４０号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、吸気バルブと排気バルブの開閉時期は、排気
行程から吸気行程に移行する上死点の近傍において、排
気効率を高めるために上死点を過ぎても排気バルブが開
いているように設定し、吸気効率を高めるために吸気バ
ルブも同様に上死点前から開くように設定するのが一般
に行われているが、この吸気バルブと排気バルブとが同
時に開いているバルブオーバーラツプ期間が前記ダイリ
ューションガスの持ち込み量に影響を与えるものであり
、特にアイドル時などの軽負荷状態においてはこのダイ
リューションガスの持ち込み量を低減すると燃焼性が改
善して、エンジン回転の安定化が得られる。

すなわち、バルブ開閉時期と残留排気ガスとの関係は、
前記吸気通路に対する燃焼室からの排気ガスの吹き返し
が、アイドル時などの軽負荷状態においてはスロットル
弁の下流側には大きな負圧が発生するものであり、この
ときに圧力が高い排気ガスが吸気通路にスロットル弁の
近傍にまで吹き返し、吸気行程ではこの吸気通路に吹き
返した排気ガスが燃焼室に流入することになって残留排
気ガス量が増大するものである。

しかして、前記バルブオーバーラツプを短くすると吸気
通路への吹き返し量は低減するが、吸排気効率が低下し
て高負荷領域の出力不足を生じることになり好ましくな
く、この点に対し前記のように吸気ボート近傍に軽負荷
時に閉じる制御弁を介装すると、燃焼室から吸気通路に
吹き返そうとする排気ガスの流れが阻止され、吸気行程
で吸気通路から燃焼室に流入する排気ガス量を低減させ
ることができるものである。しかし、吸気行程に移行す
る燃焼室に持ち込まれる排気ガスの量は、前記吸気通路
に吹き返した排気ガスだけでなく排気バルブが閉じたと
きに燃焼室内に残留する排気ガスも持ち込まれるもので
ある。

そして、通常の吸排気バルブの開閉時期の設定では残留
排気ガスの量が大きくなる場合がある。

すなわち、同じようなバルブオーバーラツプ期間であっ
ても、上死点から排気バルブが閉じるまでの期間が長い
場合には、吸気バルブの開き始めの時期は、ピストンが
上死点近くまで達している時なので燃焼室内の残留ガス
自体が少ない。しかし、ピストンが下降する際、−旦排
気ボートに排出された排気ガスが燃焼室内に逆流し、吸
気側への吹き返しを伴いつつ排気バルブの閉時期となる
。この時の残留排気ガス量は、吸気通路内の排気ガスと
燃焼室内の排気ガスとの合計であり、燃焼室容積が大き
くて残留排気ガス量が増大することになる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、吸気通路の燃焼室開
口部近傍に排気ガスの吹き返しを防止する制御弁を備え
たエンジンにおける吸気バルブおよび排気バルブの開閉
時期の設定によって、所定のオーバーラツプを得つつ残
留排気ガス量を低減してアイドル時などの回転安定性を
確保するようにしたエンジンの動弁装置を提供すること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明のエンジンの動弁装置
は、吸気通路の燃焼室側開口部の近傍に燃焼室からの排
気ガスの吹き返しを防止する制御弁を介装したエンジン
の吸気バルブおよび排気バルブの開閉時期を、吸気バル
ブの開時期から上死点までの期間が、上死点から排気バ
ルブの閉時期までの期間より長くなるように設定して構
成したものである。

（作用） 上記のようなエンジンの動弁装置では、吸排気バルブの
開閉時期を、吸気バルブの開時期から上死点までの期間
が、上死点から排気バルブの閉時期までの期間より長く
なるように設定し、排気バルブが閉じるときの燃焼室容
積を小さくして、同じようなバルブオーバーラツプ期間
でも燃焼室に残留する排気ガス量を低減して、前記制御
弁による吸気通路への排気ガスの吹き返しの防止と相俟
ってさらに残留排気ガスが減少して軽負荷時の回転安定
性を得るようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図はエンジンの概略構成を、第２図に気筒の概略構
成を示す。

エンジン１の各気筒１ａの燃焼室２には、吸気バルブ３
によって開閉される吸気ボート５、排気バルブ４によっ
て開閉される排気ボート６がそれぞれ開口され、吸気ボ
ート５に吸気通路７が排気ボート６に排気通路８がそれ
ぞれ接続され、吸気の導入、排気ガスの導出が行われる
。

前記吸気通路７には、上流側からエアクリーナ１０、吸
気量センサ１１、補助バルブ１２が介装されてサージタ
ンク１３に接続され、このサージタンク１３の下流側が
各気筒１ａに対して独立した独立吸気通路７ａに形成さ
れ、この独立吸気通路７ａすなわち吸気通路７の燃焼室
側開口部の近傍に制御弁１５がそれぞれ介装されている
。

前記各独立吸気通路７ａに配設された制御弁１５は、通
常のスロットル制御によって軽負荷時に閉じ高負荷時に
開くように開閉操作され、補助バルブ１２は同様に軽負
荷時に閉じ高負荷時に開くように制御される。さらに、
前記補助バルブ１２より上流側の吸気通路７には所定容
積のレゾネータ１６（共鳴室）が接続されている。

そして、上記吸気バルブ３と排気バルブ４は図示しない
動弁機構によってエンジン回転に対応して開閉され、そ
の開閉タイミングは、第３図に示すように、排気行程か
ら吸気行程に移行する上死点ＴＤＣの近傍において、上
死点前のＡ点で吸気バルブ３が開き、上死点後のＢ点で
排気バルブ４が閉じ、両バルブ３．４が開いているバル
ブオーバーラツプ期間で、吸気バルブ３の開時期Ａから
上死点ＴＤＣまでの期間θａが上死点ＴＤＣから排気バ
ルブ４の閉時期Ｂまでの期間θｂより長くなるように設
定されている。

上記構造においては、各気筒１ａに対する独立吸気通路
部分７ａに制御弁１５を、気筒集合部分７に補助バルブ
１２を配設して両者の開閉によって吸入空気量を制御す
るものであり、アイドル時のような軽負荷時には制御弁
１５および補助バルブ１２の両方が閉じているが、実質
的に補助バルブ１２が絞り制御して吸入空気量を規制す
るものであり、ある開度以上となった場合には制御弁１
５によって絞り制御が行われる。なお、アクセルと連動
して開閉作動するのは、制御弁１５および補助バルブ１
２のいずれか一方もしくは両方であり、少なくとも低速
・軽負荷（アイドル時のみでもよい）では、制御弁１５
は閉じ側に制御される。

軽負荷域で制御弁１５を閉作動した場合の残留ガス抑制
効果を説明すれば、吸気バルブ３が開いた時から燃焼ガ
スが低圧の吸気通路７側に吹き出し、この排気ガスは制
御弁１５より上流側に流れるのが阻止され、第２図に斜
線で示すように、排気バルブ４が閉じ終った時に、上記
制御弁１５下流側の独立吸気通路７ａと燃焼室２内に存
在する燃焼ガスの合計が、次のサイクルの吸気行程に持
ち込まれる残留排気ガスとなるものであり、上死点ＴＤ
Ｃから排気バルブ４が閉じるまでの期間Ｂが短いことか
ら排気バルブ４の閉じる時期の燃焼−室２容積が小さく
、残留排気ガス量が低減するものである。

また、所定の容積を有するレゾネータ１６によつて吸気
騒音の低減もしくは吸気の動的効果による過給作用等を
得る場合に、前記補助バルブ１２の上流側にレゾネータ
１６を配設して、加速応答性を向上するようにしている
。上記補助バルブ１２が絞り制御を行っているアイドル
時などの軽負荷状態においては、この補助バルブ１２の
下流側全体に吸気負圧が生じているものであり、補助バ
ルブ１２下流側にレゾネータ１６を配設すると、このレ
ゾネータ１６の容積も低圧部分となる。そして、この低
圧部分の容積が大きいと、急加速に移行した際に低圧部
分全体に空気を補ってから、気筒１ａへの吸入空気量が
増大して加速することになり、その間に吸気追従性に遅
れが生じると共に、圧力差に基づく加速初期の吸気系の
脈動拡大を生じ吸気量センサ１１への悪影響が大きくな
る。

このことから、補助バルブ１２より下流側の容積を低減
して加速応答性などを得るために、レゾネータ１６を補
助バルブ１２より上流側で常に大気圧が作用している部
分に接続するものである。

尚、レゾネータ１６としては、上記のような吸気通路７
に接続された拡大室構造のほか、吸気道　′路の途中を
サージタンク状に拡大したもの、バイブ状の通路が接続
されたもの、両端が吸気通路に接続された循環路等によ
って構成されるものについても前記と同様の理由により
補助バルブ１２より上流側に配設するのが好ましい。

上記のような実施例では、軽負荷時には制御弁１５の閉
作動によって吸気バルブ３が開いたときに燃焼室２から
吸気通路７に排気ガスが吹き返すのを防止すると共に、
吸排気バルブ３．４の開閉タイミングの設定によって排
気六ルブ４の閉時期の燃焼室容積を低減し、大きなバル
ブオーバーラツプで高負荷時の出力性能を確保しつつさ
らに残留排気ガスの量を低減し、高い軽負荷燃焼安定性
を得るようにしている。

前記実施例においては燃焼室２開口部の近傍に配設した
制御弁１５は、スロットル弁によって構成するようにし
ているが、リードバルブ、逆止弁等が設けられたものに
おいても同様に吸排気バルブの開閉タイミングを設定す
るものである。

また、前記実施例のように吸気通路７に補助バルブ１２
と制御弁１５とを介装した場合に、スロットル制御はい
ずれのバルブによって行ってもよいが、制御弁１５によ
ってスロットル制御を行う場合には、補助バルブ１２は
必ずしも必要としない。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、吸気通路の燃焼室側開口
部の近傍に燃焼室からの排気ガスの吹き返しを防止する
制御弁を介装すると共に、吸排気バルブの開閉時期を吸
気バルブの開時期から上死点までの期間が上死点から排
気バルブの閉時期までの期間より長くなるように設定し
たことにより、前記制御弁で吸気通路への排気ガスの吹
き返しを防止して残留排気ガスを低減すると共に、バル
ブタイミングの設定で排気バルブが閉じるときの燃焼室
容積を小さくして、同じようなバルブオーバーラツプ期
間でもさらに燃焼室に残留する排気ガス量を低減するこ
とができ、エンジン出力を確保すると同時に軽負荷時の
回転安定性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるエンジンの全体構成
図、 第２図は排気バルブが閉じる状態の気筒の概略構成図、 第３図は排気行程から吸気行程に移行する際のバルブタ
イミングの設定例を示す特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・燃焼室、３・
・・・・・吸気バルブ、４・・・・・・排気バルブ、５
・・・・・・吸気ボート、６・・・・・・排気ボート、
７・・・・・・吸気通路、８・・・・・・排気通路、１
２・・・・・・補助バルブ、１５・・・・・・制御弁。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室に吸気バルブによって開閉される吸気通路
   および排気バルブによって開閉される排気通路が接続さ
   れ、上記吸気通路の燃焼室側開口部の近傍に燃焼室から
   の排気ガスの吹き返しを防止する制御弁を介装したエン
   ジンにおいて、前記吸気バルブの開時期から上死点まで
   の期間を、上死点から排気バルブの閉時期までの期間よ
   り長くなるように吸気バルブおよび排気バルブの開閉時
   期を設定したことを特徴とするエンジンの動弁装置。