JPH02277923A - 内燃機関の吸気装置 - 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】 Ａ８発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、燃焼室に臨んで機関本体に設けられる第１お
よび第２吸気弁口を開閉可能な第１および第２吸気弁が
機関本体に配設され、第１および第２吸気弁口に通じる
第１および第２吸気ポートが機関本体に設けられ、第２
吸気ポートには遮断弁が開閉可能に配設される内燃機関
の吸気装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば特開昭５６−１４６０１
５号公報および特開昭５９−４３９２２号公報等により
公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来のものでは、２つの吸気ポートのう
ち一方に遮断弁を配設し、機関低速運転時に遮断弁を閉
弁して燃焼室でのスワール効果を発揮させ、機関の高速
運転時には遮断弁を開弁して、充填効率を向上させるよ
うにしている。しかるに、かかる装置では、機関の低速
運転時と高速運転時とでそれぞれ高出力を得るようにし
ており、低速運転および高速運転の切換時には出力トル
クの落ち込みが避けられない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、機
関の運転状態に応したより細かい吸気制御により出力ト
ルクの落ち込みを回避し得るようにした内燃機関の吸気
装置を提供することを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明によれば、第１吸気ポートは、遮断弁の閉弁時に
燃焼室内にスワールを生成すべく形成され、第１吸気弁
口に混合気を螺旋状に導くべく形成され、第１および第
２吸気弁には、機関の低速運転と高速運転とで作動状態
を変化可能な動弁駆動手段が連結され、遮断弁に連結さ
れる制御手段は、動弁駆動手段が機関の低速運転に対応
する作動状態にあるときに遮断弁の閉弁状態および開弁
状態を切換えるとともに、動弁駆動手段が機関の高速運
転に対応する作動状態にあるときに遮断弁の閉弁状態お
よび開弁状態を切換えるべく構成される。

（２）作用 上記構成によれば、両吸気弁の動弁駆動手段の作動状態
と、遮断弁の開弁状態および閉弁状態を組合わせて４種
類の吸気特性ををることかでき、より精密な吸気制御を
行なうことが可能となる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図および第２図において、この車両搭載用Ｄ
ＯＨＣ型多気筒内燃機関では、シリンダブロック１内に
複数のシリンダ２が直列に並んで設けられ、機関本体Ｅ
を構成すべくシリンダブロック１の上端に結合されるシ
リンダへンド３と、各シリンダ２に摺動可能に嵌合され
るピストン４との間には燃焼室５がそれぞれ画成される
。

またシリンダヘッド３には、各燃焼室５の天井面を形成
する部分に、第１および第２吸気弁ロ６ａ６ｂならびに
第１および第２排気弁ロアａ、７ｂが設けられる。一方
、シリンダヘッド３には、該シリンダヘッド３における
一方の側面に開口端を共通にして開口される第１および
第２吸気ポート８．９が穿設されており、第１吸気ポー
ト８は混合気を旋回しながら第１吸気弁ロ６ａに導くべ
く螺旋状に曲成されて第１吸気弁ロ６ａに連なり、第２
吸気ポート９はほぼ直線状にして第２吸気弁ロ６ｂに連
なる。ま°た第１および第２排気弁口７ａ、７ｂはほぼ
直線状の第１および第２排気ポート１．０．１１に連な
り、両排気ポート１０．１１はシリンダヘッド３の他方
の側面に共通に開口する。さらに第１および第２吸気ポ
ート８．９の合流部には燃料噴射弁ＦＶが配設される。

第２吸気ポート９には、開閉可能な遮断弁■が配設され
ており、この遮断弁■は駆動モータＭにより開閉駆動さ
れる。

シリンダヘッド３の各シリンダ２に対応する部分には、
第１および第２吸気弁！２ａ、１２ｂと、第１および第
２排気弁１３ａ、１３ｂとを案内すべく、一対ずつ２組
のガイド筒１４・・・がそれぞれ嵌合、固定されており
、それらのガイド筒１４・・・から上方に突出した各吸
気弁１２ａ、１２ｂおよび各排気弁１３ａ、１３ｂの上
端にそれぞれ設けられる鍔部１５・・・と、シリンダヘ
ッド３との間には弁ばね１６・・・がそれぞれ縮設され
、これらの弁ばね１６・・・により各吸気弁１２ａ、１
２ｂおよび各排気弁１３ａ、１３ｂは、上方すなわち閉
弁方向に付勢される。

両吸気弁１２ａ、１２ｂには、機関の運転状態に応じて
作動状態を切換可能な吸気弁側動弁駆動手段１９が連結
され、両排気弁１３ａ、１３ｂには、機関の運転状態に
応じて作動状態を切換可能な排気弁側動弁駆動手段２０
が連結される。

第３図および第４図を併せて参照して、吸気弁側動弁駆
動手段１９は、機関のクランク軸（図示せず）から１／
２の減速比で回転駆動されるカムシャフト２１と、カム
シャフト２１に設けられる第１カム２２、第２カム２３
および第３カム２４と、カムシャフト２１と平行にして
固定配置されるロッカシャフト２５と、ロッカシャフト
２５に枢支される第１駆動ロツカアーム２６、自由ロッ
カアーム２７および第２駆動ロツカアーム２８と、各ロ
ッカアーム２６，２７．２８間に設けられる油圧式連結
切換機構２９とを備える。

カムシャフト２１には第１吸気弁１２ａに対応した位置
に第１カム２２が、第２吸気弁１２ｂに対応した位置に
第３カム２４がそれぞれ一体化されるとともに、第１お
よび第３カム２４間に第２カム２３が一体化される。第
１カム２２はベース内部２２ａと該ベース内部２２ａか
ら半径方向外方に突出した高位部２２ｂとを有する。ま
た第２カム２３は、機関の高速運転時に対応した形状を
有するものであり、ベース内部２３ａと、前記高位部２
２ｂよりも突出量および中心角範囲を大としてベース内
部２３ａから突出した高位部２３ｂとを有する。さらに
第３カム２４は、ベース内部２４ａと該ベース内部２４
ａから突出した高位部２４ｂとを有し、該ベース内部２
４ｂは、前記高位部２２ｂ、２３ｂの中間の値の突出量
および中心角範囲を有するものである。而して各カム２
２〜２４の高位部２２ｂ〜２４ｂによる開弁特性曲線は
第５図で示すようになる。すなわち第５図において、第
１カム２２による開弁特性曲線が１、第２カム２３によ
る開弁特性曲線が■、第３カム２４による開弁特性曲線
が■でそれぞれ示される。

一方、ロッカシャフト２５は、カムシャフト２１よりも
下方位置で、該カムシャフト２１と平行な軸線を有して
シリンダヘッド３に固定的に保持される。このロッカシ
ャフト２５には、第１吸気弁１２ａに連動、連結される
第１駆動ロツカアーム２６と、第２吸気弁１２ｂに連動
、連結される第２駆動ロツカアーム２８と、第１および
第２駆動ロッカアーム２６．２８間に配置される自由ロ
ッカアーム２７とが相互に隣接してそれぞれ枢支される
。

第１および第２駆動ロッカアーム２６．２８にはタベ７
）ねじ３１がそれぞれ進退可能に螺合されており、これ
らのタペットねじ３１が対応する吸気弁１２ａ、１２ｂ
の上端に当接する。したがって両吸気弁１２ａ、１２ｂ
は再駆動ロッカアーム２６．２８の揺動作動に応じて作
動することになる。

自由ロッカアーム２７は、シリンダへラド３との間に介
装した弾発付勢手段３０（第１図参照）により高速用カ
ム２３に摺接する方向に弾発付勢される。

油圧式連結切換機構２９は、第１駆動ロツカアーム２６
および自由ロッカアーム２７間を連結可能な第１切換ピ
ン３２と、自由ロッカアーム２７および第２駆動ロッカ
アーム２８間を連結可能な第２切換ビン３３と、第１お
よび第２切換ビン３２．３３の移動を規制する規制ビン
３４と、各ビン３２〜３４を連結解除側に付勢する戻し
ばね３５とを備える。

第１駆動ロツカアーム２６には、自由ロッカアーム２７
側に開放した有底の第１ガイド穴３６がロッカシャフト
２５と平行に穿設されており、円柱状に形成された第１
切換ピン３２が第１ガイド穴３６に摺動可能に嵌合され
、第１切換ピン３２の一端と第１ガイド穴３６の閉塞端
との間に油圧室３７が画成される。しかも第１駆動ロツ
カアーム２６には油圧室３７に連通する通路３８が穿設
され、ロッカシャフト２５には給油路３９が設けられる
。該給油路３９は第１駆動ロツカアーム２６の揺動状態
にかかわらず通路３８を介して油圧室３７に常時連通す
る。しかも給油路３９は、油圧制御弁４０を介して油圧
供給源４１に接続されており、油圧制御弁４０は油圧供
給源４１からの油圧を高、低に切換えて給油路３９すな
わち油圧室３７に供給可能である。

自由ロッカアーム２７には、第１ガイド穴３６に対応す
るガイド孔４２がロッカシャフト２５と平行にして両側
面間にわたって穿設されており、第１切換ピン３２の他
端に一端が当接される第２切換ビン３３がガイド孔４２
に摺動可能に嵌合される。

第２駆動ロツカアーム２８には、前記ガイド孔４２に対
応する有底の第２ガイド穴４３が自由ロッカアーム２７
側に開放してロッカシャフト２５と平行に穿設されてお
り、第２切換ビン３３の他端に当接する円盤状の規制ビ
ン３４が第２ガイド穴４３に摺動可能に嵌合される。こ
の第２ガイド穴４３の閉塞端には筒状の案内部材４４が
挿通固定されており、該案内部材４４内に移動自在に挿
通されるロッド４５が規制ピン３４に同軸にかつ一体に
設けられる。而して戻しばね３５は、第２ガイド穴４３
の閉塞端および規制ビン３４間に縮設されており、この
戻しばね３５のばね力により相互に当接した前記各ビン
３２．３３．３４が油圧室３７側に付勢される。

かかる油圧式連結切換機構２９では、油圧室３７の油圧
が高くなることにより、第１切換ピン３２がガイド孔４
２に嵌合するとともに第２切換ビン３３が第２ガイド穴
４３に嵌合して、各ロッカアーム２６，２７．２８が連
結される。また油圧室３７の油圧が低くなると戻しばね
３５のばね力により第１切換ピン３２が第２切換ビン３
３との当接面を第１駆動ロツカアーム２６および自由ロ
ッカアーム２７間に対応させる位置まで戻り、第２切換
ビン３３が規制ビン３４との当接面を自由ロッカアーム
２７および第２駆動ロッカアーム２８間に対応させる位
置まで戻るので各ロッカアーム２６，２７．２８の連結
状態が解除される。

したがって吸気弁側動弁駆動手段１９では、油圧式連結
切換機構２９を連結解除状態としたときに、第１吸気弁
１２ａが第１カム２２の形状に応じた態様で第５図の曲
線Ｉで示すように開閉作動し、第２吸気弁１２ｂが第３
カム２４の形状に応じた態様で第５図の曲線■で示すよ
うに開閉作動する。また油圧式連結切換機構２９を連結
状態としたときには、第１および第２吸気弁１２ａ、１
２ｂが第５図の曲線■で示すように、第２カム２３の形
状に応じた態様で開閉作動する。

ところで、油圧制御弁４０の切換作動、ならびに遮断弁
■の開閉作動は、制御手段Ｃにより制御されるものであ
り、該制御手段Ｃは機関の運転状態に応じて油圧制御弁
４０すなわち吸気弁側動弁駆動手段１９ならびに遮断弁
Ｖを次表で示すように制御する。

排気弁側動弁駆動手段２０は、上記吸気弁側動弁駆動手
段１９と基本的にほぼ同一の構成を有するものである。

次にこの実施例の作用について説明すると、機関の低速
運転時には、油圧制御弁４０により油圧式連結切換手段
２９における油圧室３７の油圧を低圧にしておく。この
状態では、吸気弁側動弁駆動１９は、第１吸気弁１２ａ
を第１カム２２の形状に応じて開閉作動せしめるととも
に第２吸気弁１２ｂを第３カム２４の形状に応じて開閉
作動せしめる。一方、遮断弁Ｖは上記表で示したように
開閉作動する。すなわち機関の極低速時には遮断弁■が
閉弁し、吸気弁側動弁駆動手段１９が低速運転に対応し
た作動状態にある状態での比較的高速時には遮断弁Ｖが
開弁する。

したがって機関回転数が極く低いときには、第１吸気ポ
ート８のみが開いた状態となっており、第１吸気弁１２
ａの開弁時には、螺旋状である第１吸気ポート８から第
１吸気弁ロ６ａを経て燃焼室５内に混合気が比較的高速
でかつ旋回しながら導入されることになり、燃焼室５内
で強力なスワールが発生する。したがって機関極低速時
における燃料希薄状態での燃焼性を向上し、燃費の低減
を図ることができる。

而して燃費の影響の大きい機関低速運転時には、遮断弁
■を閉弁状態と開弁状態とに２段階に変化させることに
より、きめ細かく吸気特性を変化させることかでき、吸
気効率の向上に寄与することができる。

機関の高速運転時には油圧制御弁４０により油圧式連結
切換手段２９の油圧室３７に高油圧を作用させ、吸気弁
側動弁駆動手段１９の各ロッカアーム２６，２７．２８
を一体的に連結する。それにより両吸気弁１２ａ、１２
ｂは、第２カム２３の形状に応じた態様で開閉作動する
ことになる。

しかもこの状態で遮断弁■は、最初に閉弁状態にあり、
次いで開弁状態となる。したがって最小に第１級ポート
８のみから高速で混合気を燃焼室５に導入し、次いで両
吸気ポート８．９から燃焼室５に混合気を導入するよう
にして燃焼室５での充填効率の向上により高回転、高出
力を図ることができる。

すなわち吸気弁開弁特性が第５図で示したようなもので
ある場合、低速作動状態での第１吸気ポート８からのみ
の吸気から、高速作動状態での両吸気ポート８，９によ
る吸気に直接切換わると、吸気弁作動態様の変化も大き
く、かつ流速も上がらないので、充填効率がかえって低
下する。しかるに高速作動状態への切換時にもう１度遮
断弁■を閉弁することにより第１吸気ポート８からのみ
の吸気とし、吸気流速を上げて充填効率を向上させるこ
とができる。

このようにして、吸気側動弁駆動手段１９の作動状態変
化と、遮断弁■の開弁状態および閉弁状態とを組合わせ
ることにより機関の運転状態に応じた多種の吸気特性を
得ることができ、出力トルクの落ち込みを回避して出力
増大を実現することができる。

Ｃ９発明の効果 以上のように本発明によれば、第１吸気ポートは、遮断
弁の閉弁時に燃焼室内にスワールを生成すべく形成され
、第１および第２吸気弁には、機関の低速運転と高速運
転とで作動状態を変化可能な動弁駆動手段が連結され、
遮断弁に連結される制御手段は、動弁駆動手段が機関の
低速運転に対応する作動状態にあるときに遮断弁の閉弁
状態および開弁状態を切換えるとともに、動弁駆動手段
が機関の高速運転に対応する作動状態にあるときに遮断
弁の閉弁状態および開弁状態を切換えるぺ（構成される
ので、合計４種類の吸気特性を得ることができ、より精
密な吸気制御を行なうことが可能となり、特に機関極低
速時のスワール効果を向上するとともに高速運転時の充
填効果を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は内
燃機関の要部縦断面図、第２図は第１図の■−■線矢視
図、第３図は第１図の■−■線断面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は各カムによる開弁特性
を示す図である。 ５・・・燃焼室、６ａ・・・第１吸気弁口、６　ｂ　、
１．第２吸気弁口、８・・・第１吸気ポート、９・・・
第２吸気ポート、１２ａ・・・第１吸気弁、１２ｂ・・
・第２吸気弁１９・・・動弁駆動手段、 Ｃ・・・制御手段、Ｅ・・・機関本体、■・・・遮断弁
第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に臨んで機関本体に設けられる第１および第２吸
   気弁口を開閉可能な第１および第２吸気弁が機関本体に
   配設され、第１および第２吸気弁口に通じる第１および
   第２吸気ポートが機関本体に設けられ、第２吸気ポート
   には遮断弁が開閉可能に配設される内燃機関の吸気装置
   において、第１吸気ポートは、前記遮断弁の閉弁時に燃
   焼室内にスワールを生成すべく形成され、第１および第
   ２吸気弁には、機関の低速運転と高速運転とで作動状態
   を変化可能な動弁駆動手段が連結され、遮断弁に連結さ
   れる制御手段は、動弁駆動手段が機関の低速運転に対応
   する作動状態にあるときに遮断弁の閉弁状態および開弁
   状態を切換えるとともに、動弁駆動手段が機関の高速運
   転に対応する作動状態にあるときに遮断弁の閉弁状態お
   よび開弁状態を切換えるべく構成されることを特徴とす
   る内燃機関の吸気装置。