JPH018676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンジンのポンピングロスを減少し
得る上に、熱効率を向上させて出力性能を向上し
得るようにしたエンジンの吸気装置に関する。

従来、エンジンの吸気装置としては、吸気弁の
クローズタイミングを高負荷時よりも軽負荷時に
早くなるようにして、出力の小さい軽負荷時に、
吸気量を少なくして、エンジンの圧縮行程におけ
るポンピングロスを減少させ、エンジンを円滑に
回転させるようにしたものが提案されている。ま
た、いま一つのエンジンの吸気装置としては、吸
気ポートより上流でかつスロツトルバルブ下流の
吸気通路にリードバルブを装着する一方、上記リ
ードバルブをバイパスして吸気ポートとリードバ
ルブとの間の吸気通路に加圧エアあるいは加圧混
合気を供給するバイパス通路を開口させて、リー
ドバルブで加圧エア等の吸気通路への吹き返しを
防止する一方、過給機を吸気通路に設けないでバ
イパス通路に設けて、高回転領域において吸気通
路を通り吸気負圧によつて吸入される主吸気に対
して過給機が吸入阻害を与えないようにして、エ
ンジンの全回転領域において過給量を確保して、
充填効率を高め、出力性能を向上させるようにし
たものが提案されている（実開昭55−76436号）。

しかしながら、前者の装置は軽負荷時にポンピ
ングロスを低減できる反面、吸気行程において吸
気弁が早く閉じるため、圧縮行程時における有効
圧縮比の低下によつて最高圧縮時の圧力および温
度が下がり、その結果、熱効率が低下し、出力性
能が低下するという欠点がある。一方、後者の装
置はエンジンの全回転領域および全負荷領域にお
いて充填効率が高くて出力性能が高いという利点
を有する反面、軽負荷時にその出力に対するポン
ピングロスが大きくて、エンジンの円滑な回転を
確保できないという欠点がある。

この考案は上記従来の欠点を解消すべくなした
もので、吸気ポートを開閉する吸気弁と、上記吸
気ポートのクローズタイミングをエンジンの高負
荷時よりも軽負荷時に早くするように上記吸気弁
を開閉制御する吸気弁開閉制御装置と、上記吸気
ポートに連通する吸気通路に設けられ上流側と下
流側との圧力差により開閉され、軽負荷時に閉鎖
し、高負荷時に開放する逆止弁と、上記逆止弁の
上流側と下流側に接続されて上記逆止弁をバイパ
スするバイパス通路に設けられ、軽負荷時および
高負荷時に作動する過給機とを設けることによ
り、軽負荷時にポンピングロスを低減し得る上
に、過給機から、圧縮されて高温となつた加圧エ
アをエンジンに供給するようにして、ポンピング
ロス対策のために生じる有効圧縮比の低下による
最高圧縮時の圧力および温度の低下を補い、熱効
率を向上させ、出力性能を向上させ得るようにし
たエンジンの吸気装置を新規に提供することを目
的としている。

以下、この考案を図示の実施例について詳細に
説明する。

第１図において、Ｅは往復動エンジンであつ
て、１はシリンダ、２はシリンダ１内を往復動す
るピストン、３はシリンダ１とピストン２とで画
成する燃焼室、４，５は夫々燃焼室３の上部に開
口する吸気ポートと排気ポート、６は吸気ポート
４を開閉する吸気弁、７は吸気弁６が吸気ポート
４を開閉するタイミングを制御する吸気弁開閉制
御装置、８は周知のタイミングカム（図示せず。）
により駆動・制御され、排気ポート５を所定のタ
イミングで開閉する排気弁である。

また、１１はエアクリーナ１２からの吸気を吸
気ポート４に導びく吸気通路、１３，１４は吸気
通路１１に上流側より順次設けたエアフローメー
タと逆止弁としてのリード弁、１５はリード弁１
４下流の吸気通路１１に臨ませた燃料噴射弁であ
つて、この燃料噴射弁１５はエアフロメータ１３
からの吸気量を表わす信号を受けて演算処理を行
なうマイクロコンピユータ１６の出力で制御し
て、混合気の空燃比を制御するようにしている。

また、１８はリード弁１４上流の吸気通路１１
から分岐してリード弁１４下流の吸気通路１１に
合流するバイパス通路、１９はバイパス通路１８
に設け、エンジン１または排気ガス等により駆動
してエアをリード弁１４の下流に加圧過給する過
給機、２１は過給機１９をバイパスして過給機１
９の上流側と下流側とを連通させるリターン通
路、２２はリターン通路に設けて最高過給圧を規
制するリリーフバルブである。

一方、前記吸気弁開閉制御装置７は第２，３図
に示すような構造をしている。すなわち、カム収
納ケース２５の一側部２５ａに、プーリ２６の回
転軸２７をベアリング２８を介して回動自在に支
持させている。上記プーリ２６はそれに巻回した
タイミングベルト２９によりエンジンＥのクラン
ク軸（図示せず）に同期し、その１回転に対して
（1/2）回転するようになつている。

上記プーリ２６の回転軸２７の内端部はスプラ
イン軸３１に形成している。そのスプライン軸３
１には、タイミングカム３２を略中央部に固定し
た回転軸３３の一端部を軸方向に摺動自在に嵌め
込む一方、上記回転軸３３の他端部を、カム収納
ケース２５の他側部２５ｂに形成した盲孔３４に
ブツシユ３５を介して回動自在かつ軸方向に移動
自在に嵌め込み、さらに上記回転軸３３の他端を
盲孔３４に縮装したスプリング３６により第２図
中左方へ付勢している。また、上記回転軸３３の
一端部の外周には、一対のカラー３７，３８を固
定し、そのカラー３７と３８との間の環状溝３９
に、略Ｌ字状のロツド４１の先端に回転自在に装
着したローラ４２を挿入している。上記ロツド４
１はカム収納ケース２５の一側部２５ａに摺動自
在に嵌め込んでいて、アクセルペダル（図示せ
ず）と連動するようになつている。したがつてア
クセルペダルを踏み込んだ高負荷時に、ロツド４
１は図中矢印Ｘ方向に変位して、ローラ４２を介
して回転軸３３およびタイミングカム３２をスプ
リング３６を圧縮しながら矢印Ｐに示す如く第２
図中右方に変位させるようになつている。なお、
上記ローラ４２はカラー３７または３８と接触し
ている際にはカラー３７または３８と共に回転し
て、回転軸３３とロツド４１とが互いに干渉しな
いようにするものである。

上記タイミングカム３２の外周には、低速用カ
ム面４５と高速用カム面４６とを軸方向に連続し
て形成している。上記低速用カム面４５と高速用
カム面４６とは、第３図に示すように、夫々一つ
の山部４５ａ，４６ａを有し、低速用カム面４５
の山部４５ａは第３図中矢印Ｙで示すタイミング
カム３２の回転方向に関して、高速用カム面４６
の山部４６ａよりも早い立ち下がり位相を有し、
かつ山部４５ａは山部４６ａよりも急な傾斜を有
するようにしている。

上記低速用カム面４５または高速用カム面４６
には、吸気弁６の弁軸６ａの端部に固定したバネ
座５１を押圧するスプリング５２のバネ力で、吸
気弁６の弁軸端６ｂを常時当接させるように付勢
している。

したがつて、上記吸気弁６の開閉タイミングは
タイミングカム３２の低速用カム面４５また高速
用カム面４６により制御されるようになつてお
り、エンジンＥの軽負荷時には、吸気弁６の弁軸
端６ｂは第２図に示す如く、低速用カム面４５に
当接しているため、吸気弁６のバルブリフトは、
第４図中曲線Ｌに示す如く早く立ち下がるように
なつており、一方、エンジンＥの高負荷時には、
回転軸３３およびタイミングカム３２はロツド４
１、ローラ４２により第２図中矢印Ｐに示す方向
に変位して、吸気弁６の弁軸端６ｂは高速用カム
面４６に当接しているため、吸気弁６のバルブリ
フトは第４図中曲線Ｈに示すようになる。したが
つて、吸気弁６のクローズタイミングは軽負荷に
おいては高負荷時よりも早くなつている。

なお、第４図において、T.D.Cは吸気行程にお
けるピストンの上死点B.D.Cは吸気行程における
ピストンの下死点である。

上記構成のエンジンの吸気制御装置において、
いま、エンジンＥが軽負荷運転をしているとする
と、吸気弁６のクローズタイミングが第４図中曲
線Ｌに示すように、高負荷時（曲線Ｈに示す。）
よりも早くなつているため、吸気量が少なく、し
たがつて、圧縮行程に要する動力、すなわちポン
ピングロスが少なくなつて、エンジンＥの回転を
円滑にすることができる。

また、このとき、エンジンＥの燃焼室３内の混
合気は、吸気弁６のクローズタイミングが早いた
め、有効圧縮比の低下による最高圧縮時の圧力お
よび温度を低下しようとするが、低回転である軽
負荷時には吸気負圧が小さくて、リード弁１４は
閉鎖し、燃焼室３へは過給機１９により圧縮され
て高温になつている過給気（第４図中ハツチング
Ｍで示す）のみが供給されるため、上記圧力と温
度の低下を補い、熱効率を向上させ、出力性能を
向上させることができる。また、この作動状態に
おいては、リード弁１４は過給圧により閉鎖して
いるから、吸気の吹き返しを防止している。

さらに、上記軽負荷時には、熱効率が向上する
ことにより、従来と同じ出力を得る場合には、こ
の熱効率が向上した分だけマイクロコンピユータ
１６で燃料噴射弁１５の燃料噴射量を少なくし
て、燃費を小さくすることができる。

一方、エンジン１が高負荷運転をしているとす
ると、吸気弁６のバルブリフトは第４図中曲線Ｈ
に示す如くなり、吸気弁６は上死点前に開き、下
死点以後の一定タイミングに閉鎖する。したがつ
て、エンジンＥの吸気ポート４には、吸気負圧に
より吸気通路１１およびリード弁１４を通して主
吸気が供給され、また、過給機１９によりバイパ
ス通路１８を通して加圧エアが供給されることに
なつて、充填効率が向上し、出力性能が向上して
いる。なお、第４図中クロスハツチングの部分Ｎ
は、圧縮行程初期における過給分である。

なお、吸気弁開閉制御装置は、上記実施例のも
のに限定されるものではなく、吸気弁のクローズ
タイミングを軽負荷時に高負荷時よりも早くする
ものであればどのような構造のものであつてもよ
い。

以上の説明で明らかな如く、この考案のエンジ
ンの吸気制御装置は、吸気弁のクローズタイミン
グを吸気弁開閉制御装置により、高負荷時よりも
軽負荷時に早くするようにしているので、軽負荷
時にポンピングロスを低減してエンジンを円滑に
回転させることができ、また、吸気通路に軽負荷
時ら閉鎖し、高負荷時に開放する逆止弁を設ける
と共に、その逆止弁をバイパスしたバイパス通路
に軽負荷時および高負荷時に動作する過給機を設
けて、軽負荷時に過給機により高温の加圧エアの
みをエンジンに供給して、上記ポンピングロス対
策により生じる最高圧縮時の圧力および温度の低
下を補い、熱効率を向上させて、出力性能を向上
させることができ、しかも軽負荷時に吸気量が少
ないため、燃費を改善できるものです。

また、この考案のエンジンの吸気装置は、吸気
弁開閉制御装置により、吸気弁の開閉タイミング
を可変制御しているので、従来のスロツトル弁を
省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の概略説明図、第
２図は吸気弁開閉制御装置の断面図、第３図は第
２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は吸気弁のバルブ
リフトを示す特性図である。 ４……吸気ポート、６……吸気弁、７……吸気
弁開閉制御装置、１１……吸気通路、１４……リ
ード弁、１８……バイパス通路、１９……過給
機。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気ポートを開閉する吸気弁と、上記吸気ポー
   トのクローズタイミングをエンジンの高負荷時よ
   りも軽負荷時に早くするように上記吸気弁を開閉
   制御する吸気弁開閉制御装置と、上記吸気ポート
   に連通する吸気通路に設けられ上流側と下流側と
   の圧力差により開閉され、軽負荷時に閉鎖し、高
   負荷時に開放する逆止弁と、上記逆止弁の上流側
   と下流側に接続されて上記逆止弁をバイパスする
   バイパス通路に設けられ、軽負荷時および高負荷
   時に作動する過給機とを備えたことを特徴とする
   エンジンの吸気装置。