JPH0324836Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関のアイドリング時等の燃焼
改善技術に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の公知技術としては、例えば、第
５図〜第７図に示すようなものがある。

これについて説明すると、各気筒毎に備えられ
た低速用吸気弁１及び高速用吸気弁２の開時期を
変え、これら各吸気弁１，２に通じる低速用吸気
ポート３及び高速用吸気ポート４を独立して設け
ると共に、排気弁５とのオーバーラツプの大きな
高速用吸気弁２が装着された高速用吸気ポート４
に開閉弁６を設け、アイドリング時等低速領域で
は前記開閉弁６を閉じて実質的なバルブオーバー
ラツプ期間における排気の吹き返しを阻止するこ
とにより燃焼の改善を図つている（特公昭47−
31724号公報参照）。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の吸気ポートを
遮断する方式にあつては、開閉弁６下流の高速用
吸気ポート４の容積を種々の制約から小さくする
ことは困難で、シリンダ容積の15〜20％程度にな
る。この部分の吸気ポート容積が大きいと、特に
吸気負圧の大きなアイドリング時に以下のような
問題が生じる。

吸気行程が終り、圧縮行程の初期に高速用吸気
弁２が閉じた時点で高速用吸気ポート４内には圧
縮行程初期の混合気が閉じ込められるが、該混合
気の圧力はアイドリング時であるから400mmHg程
度の負圧の状態である。

このため、排気行程の末期に高速用吸気弁２が
開くと、排圧とこの負圧との差圧により排気が高
速用吸気ポート４内に流入し、該吸気ポート４内
は排圧近くまで圧力上昇し、入り込んだ高速用吸
気ポート４容積の約半分近くを占める排気（既燃
ガス）が続く吸気行程で燃焼室７内の混合気に混
じるため残留ガス濃度を十分に低減することがで
きず、燃費の改善効果は期待した程得られない。

そこで、第８図及び第９図に示すように、開閉
弁６下流側の高速用吸気ポート４部分にオリフイ
ス８を介装した新気導入通路９を介して大気圧に
近い新気を導入し、高速用吸気弁２が閉じてから
次に開くまでの間に吸気負圧によつて新気を吸入
させ、排気圧との差圧を小さくして続くオーバー
ラツプ期間に排気が高速用吸気ポート４内に流入
するのを阻止し、混合気に混入する既燃ガス量を
大幅に低減する方式が本願出願人により提案され
ている。

これら両図において、開閉弁６はダイアフラム
式アクチユエータ１０により開閉制御される。

即ち、アクチユエータ１０に制御圧力が供給さ
れると、出力ロツド１１が伸長し、これに連結す
るリンク１２、ロツド１３のストローク、レバー
１４の回動を介して各気筒の開閉弁６を閉から開
に回動させる。尚、開閉弁６はレバー１５を介し
て連結するスプリング１６により閉弁方向に付勢
されている。

アクチユエータ１０への制御圧力の供給は電磁
弁１７によつて断続され、この断続の条件は、圧
力センサ１８及び機関回転速度等の機関運転条件
をコントロールユニツト１９で検出して行う。２
０はアクチユエータ１０の作動完了をモニターす
るリミツトスイツチである。

開閉弁６の下流の高速用吸気ポート４部分は新
気導入通路９を介して絞り弁２１の上流の吸気通
路２２に連通しており、オリフイス８で流量が規
制されている。絞り弁２１の上流の圧力は、常時
大気圧近傍であるから、高速用吸気ポート４内が
負圧の条件下では絞り弁２１上流側の新気がオリ
フイス８を通つて開閉弁６下流の高速用吸気ポー
ト４内に流入する。

このように新気を導入すると、第１０図に実線
で示すように、高速用吸気弁２が閉じた後、開閉
弁６下流の高速用吸気ポート４内は徐々に大気圧
に近づく。

オリフイス８は、大気圧に近い新気の流入量を
制御するものであり、高速用吸気弁２が閉じてい
るクランク１回転余りの期間（アイドリング時：
600rpmでは0.1秒）に高速用吸気ポート４内の圧
力を大気圧に十分近づけるのに対して必要十分な
大きさに設定してある（オリフイス８口径はφ1
〜φ2程度）。

このようにすれば、高速用吸気弁２が開かれる
排気行程末期に燃焼室７内に満たされた大気圧
（平均値）に近い排気が高速用吸気ポート４内へ
吹き返すことを効果的に抑制でき、燃焼性能の大
幅な改善を図れるのである。

尚、比較のために新気導入を行わない場合を第
１０図に破線で示す。

この場合は、高速用吸気弁２を閉じると高速用
吸気ポート４内へのガスの出入りはないために次
に高速用吸気弁２が開くまでは開閉弁６下流の高
速用吸気ポート４内圧力が大気圧の半分程度の負
圧で一定に保たれる。

従つて、高速用吸気弁２が開き始めると、燃焼
室７内に満たされた排気が大きな圧力差により急
速に高速用吸気ポート４内に流入し、開閉弁６下
流の高速用吸気ポート４の容積の約半分近くの排
気が大気圧に近い状態で残留し、続く吸気行程で
一気に膨張して燃焼室７内に混入するため、開閉
弁６を設けても相当量の残留ガスが存在すること
になり、燃焼の大幅な改善は望めないのである。

ところでこのものでは、アイドリング時以外の
低速領域で開閉弁６が閉じている時はアイドリン
グ時に比較し開閉弁６の前後差圧が減少すると共
に、回転数の増大により新気導入時間が減少する
ため、ある程度排気の吹き返しがあり、これを積
極的に利用して残留ガスによるいわゆる内部
EGRを行い、NOx低減を図ることも可能である。

しかしながら、このように開閉弁６を閉じた状
態で排気の吹き返しを生じると、開閉弁６に排気
が接触し、排気中のカーボンやタール分が開閉弁
６の外周部分や支軸２３に付着して開閉弁６の作
動不良やシール性不良の原因となることが考えら
れる。

本考案は、開閉弁の閉時に高速用吸気ポートに
吹き返された排気が開閉弁に接触するのを防止す
ることにより、開閉弁の作動不良やシール性不良
等の問題点を解決することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため本考案は、気筒毎に低速用吸気ポート
と、高速用吸気ポートと、を備えると共に、前記
高速用吸気ポートに低速領域で閉じ、高速領域で
開く開閉弁を備えた内燃機関の吸気装置におい
て、 各気筒の高速用吸気ポートの開閉弁下流部分に
大気圧に近い新気を導く新気導入通路を設け、該
新気導入通路の新気吹き出し口を、開閉弁近傍に
あつて高速用吸気ポートの通路断面と平行、また
は、高速用吸気ポートの上流側に向けて配設した
構成とする。

〈作用〉 前記本考案の構成により、高速用吸気ポートに
装着された吸気弁と排気弁とのオーバーラツプ期
間中に燃焼排気が高速用吸気ポート内に流入して
きても絞り弁上流から導入される新気により開閉
弁の下流近傍部分にエアカーテンが形成され、こ
のエアカーテンにより開閉弁の表面が直接排気に
曝されることを防止でき、以て、開閉弁の作動不
良やシール性不良を防止することができる。

〈実施例〉 以下に第１図〜第４図に示す実施例の説明を行
う。尚、従来例及び先願例と同一要素（実施例図
で示されないものを含む。）については第５図〜
第９図と同一符号を附して説明する。

第１図は第１の実施例を示しており、絞り弁２
１上流の吸気通路２２と高速用吸気ポート４の開
閉弁６下流部分とを結んで接続される新気導入通
路４１の新気吹き出し口４１ａは開閉弁６の下流
側近傍部分にあつて、高速用吸気ポート４内壁の
接線方向に向けられ、かつ、少し上流側方向に傾
斜して設けられている。

また、新気吹き出し口４１ａの、開閉弁６を内
装したハウジング４２内部にはオリフイス４３が
介装されている。

このようにすれば、新気導入通路４１の新気吹
き出し口４１ａより導入される新気は高速用吸気
ポート４及び開閉弁６の円周方向に沿つて旋回
し、かつ、開閉弁６の表面に向かつて該表面をな
ぞるように吹き出されるため、開閉弁６の下流側
全面を覆うエアカーテンが形成される。

従つて、開閉弁６の閉じる低速領域で高速用吸
気ポート４側の高速用吸気弁２と排気弁５とのオ
ーバーラツプ期間中に燃焼排気が高速用吸気ポー
ト４内に流入してきても、開閉弁６の下流側近傍
に形成されたエアカーテンにより、開閉弁６の表
面が直接排気に曝されることを効果的に防止で
き、排気中のカーボンやタール分の付着堆積によ
る開閉弁６の作動不良やシール性不良を良好に防
止できるのである。

第２図に示す第２の実施例では、新気導入通路
５１の新気吹き出し口５１ａ，５１ｂはハウジン
グ５２内部でＶ字形に分岐して形成され、その分
岐点より上流側にオリフイス５３が介装されてい
る。

これら２方向に分岐された各新気吹き出し口５
１ａ，５１ｂは、開口方向が各々高速用吸気ポー
ト４内壁の接線方向に向けられ、かつ、上流側に
傾斜して設けられている。

このようにすれば、２箇所から円周方向に沿つ
て逆向きに新気が導入され、流速大の部分が増大
するので、新気によるエアカーテンとしての効果
が大きくなり、排気中汚染物質の付着堆積防止効
果が大きくなる。

第３図に示す第３の実施例は、開閉弁６の支軸
６１の、開閉弁６を挟む両側部分の開閉弁６の下
流側部分を切り欠いて新気導入通路６２の新気吹
き出し口６２ａ，６２ｂが形成され、これら新気
吹き出し口６２ａ，６２ｂに、開閉弁６の閉時に
連通する分岐通路６２ｃ，６２ｄをハウジング６
３内部に形成し、分岐通路６２ｄ上流側の新気導
入通路６２にオリフイス６４が介装されている。

このようにすれば、支軸６１のハウジング６３
内壁に摺動自由に支持される両端部近傍から新気
が吹き出すので、特に、この部分への排気中汚染
物質の付着堆積防止効果が大きく、支軸６１の円
滑な回転を良好に維持できる効果が大である。

尚、この場合、新気吹き出し口６２ａ，６２ｂ
は、開閉弁６に十分近接するので開口方向はそれ
ぞれ開閉弁６と平行で良い。

第４図には第４の実施例が示してあり、新気導
入通路７１の新気吹き出し口７１ａ，７１ｂはハ
ウジング７２内部で２方向に分岐して形成され、
開閉弁６の支軸２３と直角な方向にあつて開閉弁
６の閉時、高速用吸気ポート４上流方向に傾斜し
て設けられている。

新気吹き出し口７１ａ，７１ｂの分岐点より上
流側にオリフイス７３が介装されている。

ところで、開閉弁６の、支軸２３と直角方向の
両端部６ａ，６ｂに排気中汚染物質が付着堆積す
ると、該堆積物の粘性による固着力により開弁作
動時の回転抵抗が増加し大きな始動モーメントが
要求される。

従つて、本実施例のように前記開閉弁６の支軸
２３と直角な方向から新気が吹き出すようにして
両端部６ａ，６ｂへの前記汚染物質の付着堆積を
防止することにより、開閉弁６の回転抵抗の増大
が抑制され、開閉弁６作動用アクチユエータ１０
の駆動力も軽減できる。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によれば、各気筒の
高速用吸気ポートの開閉弁下流部分に大気圧に近
い新気を導く新気導入通路を設け、該新気導入通
路の新気吹き出し口を、開閉弁近傍にあつて高速
用吸気ポートの通路断面と平行、または、高速用
吸気ポートの上流側に向けて配設したことによ
り、高速用吸気弁と排気弁とのオーバーラツプ期
間中に燃焼排気が高速用吸気ポート内に流入して
きても絞り弁上流から導入される新気により高速
用吸気ポート内の開閉弁下流近傍部分にエアカー
テンが形成されるので、開閉弁の表面が直接排気
に曝される恐れがなくなり、排気中のカーボンや
タール等の汚染物質の開閉弁近傍への付着堆積を
防止でき、開閉弁の作動性、シール性を長期に亘
つて良好に維持できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の第１の実施例を示す要部平
面断面図、第１図Ｂは同図Ａの−断面図、第
２図Ａは本考案の第２の実施例を示す要部平面断
面図、第２図Ｂは同図Ａの−断面図、第３図
Ａは本考案の第３の実施例を示す要部平面断面
図、第３図Ｂは同図Ａの−断面図、第４図Ａ
は本考案の第４の実施例を示す要部平面断面図、
第４図Ｂは同図Ａの−断面図、第５図は従来
公知の内燃機関の吸気装置を示す要部横断面図、
第６図は同上機関の吸・排気弁のリフト特性を示
すグラフ、第７図は同上装置の要部縦断面図、第
８図は本願出願人により提案済の内燃機関の吸気
装置の全体概要を示す構成図、第９図Ａは同上装
置で使用される開閉弁の装着部の側面図、第９図
Ｂは同じく平面図、第１０図は同上装置の各部の
特性を示すタイムチヤートである。 １……低速用吸気弁、２……高速用吸気弁、３
……低速用吸気ポート、４……高速用吸気ポー
ト、６……開閉弁、４１，５１，６２，７１……
新気導入通路、４１ａ，５１ａ，５１ｂ，６２
ａ，６２ｂ，７１ａ，７１ｂ……新気吹き出し
口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気筒毎に低速用吸気ポートと、高速用吸気ポー
   トと、を備えると共に、前記高速用吸気ポートに
   低速領域で閉じ、高速領域で開く開閉弁を備えた
   内燃機関の吸気装置において、各気筒の高速用吸
   気ポートの開閉弁下流部分に大気圧に近い新気を
   導く新気導入通路を設け、該新気導入通路の新気
   吹き出し口を、開閉弁近傍にあつて高速用吸気ポ
   ートの通路断面と平行、または、高速用吸気ポー
   トの上流側に向けて配設したことを特徴とする内
   燃機関の吸気装置。