JPH0331907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吸気通路にこの開通タイミングを設定
するロータリ式のタイミングバルブが設けられた
エンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） 近時、エンジンにおいては、その吸気通路にロ
ータリ式のタイミングバルブが設けられて、この
タイミングバルブにより吸気通路の開通タイミン
グを設定するようにしたものが種々提案されてい
る。

このようなタイミングバルブを備えたエンジン
の一例として、例えば実開昭56−86319号広報に
示すような部分過給エンジンがある。すなわち、
部分過給は、吸入行程の終期あるいは圧縮行程の
初期から圧縮行程の途中までの間に過給を行うよ
うにしており、このような過給のタイミングを設
定すると共に、開通時には一気に過給気が導入で
きるように、ロータリ式のタイミングバルブが用
いられることになる。

ところで、ロータリ式のタイミングバルブはそ
の構造が簡素な点においてこの種のタイミングバ
ルブとして適している反面、これを用いた場合に
は次のような問題が生じる。すなわち、このバル
ブは回転体に設けられた開口部が該回転体の回転
によつて過給通路の下流側に一致した時に当該通
路を開通させる構成であるから、エンジン回転数
の上昇に伴つて該回転体の回転速度も上昇した時
に通路に開通させる時間が次第に短くなり、その
ためエンジンの高速運転時に所用量の空気を供給
することができず、充填効果が低下してしまうこ
とになる。

（発明の目的） 本発明は、従来のおける上記のような問題に対
処するもので、吸気通路にロータリ式のタイミン
グバルブを備えたエンジンの吸気装置において、
該タイミングバルブの作動によつて開閉される吸
気通路の開通時期を簡素な構成によつて可変制御
できるようにする。これにより、エンジンの各運
転領域、特に高速領域において所要の空気充填量
が得られるようにすることを目的とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、次のような構成としてある。すなわち、基本
的には、 エンジンの吸気通路に、該吸気通路を所定のタ
イミングで開通するタイミングバルブが設けられ
たエンジンの吸気装置において、 前記タイミングバルブは、開口部を有する回転
子を備え、該回転子の開口部が前記吸気通路の下
流側開口部と一致したときに該吸気通路を開通さ
せるロータリ式のものとされ、 前記回転子に対向する前記吸気通路の下流側開
口部が、仕切壁により複数の分岐通路に画成さ
れ、 前記複数の分岐通路の一部には、エンジンの運
転態様に応じで開閉される遮断弁が設けられ、 ているような構成としてある。このような構成と
することにより遮断弁による一部の分岐通路の開
閉に応じて、空気充填量が所望のものとして設定
することができる。

また、本発明にあたつては、上記遮断弁が開い
た直後の吸入空気のすみやかな流れを確保するた
め、上記遮断弁を次のような構成としてある。す
なわち、 前記遮断弁は、作動中心軸を中心とする揺動に
より開閉作動を行うような揺動型のものとされ、 前記揺動型とされた遮断弁は、前記作動中心軸
が、該遮断弁が設けられた分岐通路の中心軸線に
対してオフセツトして配置されると共に、その開
作動時に、該オフセツトされた作動中心軸とは反
対側端が該分岐通路の下流側へ向けて変位するよ
うにされている、 ような構成としてある。このような構成とするこ
とにより、遮断弁が開いたとき、この遮断弁に極
力邪魔されることなく、該遮断弁が設けらえた分
岐通路を吸入空気がスムーズに流れることとな
る。

（実施例） 以下本発明を部分過給エンジンに対して適用し
た場合の実施例につき、添付した図面に基い説明
する。

第１図において、１はエンジン本体で、該エン
ジン本体１は、実施例では、シリンダ２内におけ
るピストン３の応復動により、連続棒４を介して
エンジン出力軸としてクランク軸５を回転駆動す
る応復動型のものとされている。

前記シリンダ２とピストン３とによつて画成さ
れた燃焼室６の上部には、主吸気ポート７、排気
ポート８の他、過給ポート９が開口され、主吸気
ポート７は主吸気バルブ１０により、排気ポート
８は排気バルブ１１により、図示を略すタイミン
グカムを介して、それぞれクランク軸５の回転に
同期して開閉される。また、過給ポート９は、補
助バルブ１２により開閉されるようになつてお
り、該補助バルブ１２は、図示を略すタイミング
カムによつて、クランク軸５を回転に同期して、
主吸気バルブ１０の閉弁時期直前より開弁され。
かつ圧縮行程の途中で閉弁されるようになつてい
る。

前記主吸気ポート７は、主吸気通路１３を介し
てエアクリーナ１４に接続され、該主吸気通路１
３には、主スロツトルバルブ１５を有する気化器
１６が接続されている。また、前記過給ポート９
は、過給通路１７を介して前記エアクリーナ１４
に接続され、該過給通路１７には、上流側より順
次、過給機１８、ロータリ式のタイミングバルブ
１９、副スロツトルバルブ２０が配設されてい
る。前記過給機１８は、実施例では、クランク軸
５により、タイミングベルト、チエーン等の巻掛
媒介節（図示略）を介して機械的に駆動されるい
わゆるスーパーチヤージ式とされ、例えばベーン
式の容積型のエアポンプが用いられている。ま
た、副スロツトルバルブ１５は主スロツトルバル
ブ１５と連動されて、該スロツトルバルブ１５が
所定開度以上となつたときに開弁されるようにな
つている。さらに、前記タイミングバルブ１９
は、クランク軸５により機械的に駆動されるもの
で、第１図に示すように、クランク軸５に設けた
プーリ２１、タイミングベルト、チエーン等の巻
掛媒介節２２、タイミングバルブ１９に回転軸２
４に設けたプーリ２３を介して、その動力伝達が
行われるようになつている。

前記タイミングバルブ１９について、直列２気
筒エンジン用とされた場合の例を示す第２図によ
り詳述すると、これは、前記回転軸２４の他、ケ
ーシング２５と有底円筒状回転子２６とをその基
本要素としている。前記回転軸２４は、その各端
部が、軸受２７（第２図右側の軸受は図示を略
す）を介してケーシング２５に回転自在に支持さ
れ、その一端部（第２図左端部）には、回転子２
６が一体化されている。この回転子２６は、その
筒状側壁部に対して、互いに軸方向に間隔をあけ
てかつ周回り方向に間隔をあけて、気筒数に応じ
た数（実施例では２つ）の連通口２８が開口され
る一方、この回転子２６の円筒状側壁部に臨ませ
て、ケーシング２５には、回転子２６よりも下流
側の過給通路１７となる２つの下流側通路２９が
形成されている。この下流側通路２９は、それぞ
れエンジン本体１の各気筒（各過給ポート９）へ
連なるもので、回転子２６の軸方向に間隔をあけ
て形成されている。そして、有底円筒状の開口端
側は、常に、この上流側にある過給通路１７に連
通されており、これにより、回転子２６の回転に
応じて、連通口２８が下流側通路２９と合致した
ときに、この下流側通路２９（連通口２８）に対
応した気筒の過給通路１７が開通されるようにな
つている。

前記回転子２６の直下流側にある下流側通路２
９は、第３図に示すように、仕切壁３０によつて
回転子２６の回転方向（第３図矢印Ａで示す）に
おいて、２つの分岐通路２９Ａ，２９Ｂに画成さ
れている。この２つの分岐通路２９Ａ，２９Ｂの
うち、回転子２６の回転方向手前側にある一方の
分岐通路２９Ａ内には、遮断弁３１が配置されて
いる。この遮断弁３１は、その作動中心軸３１ａ
を中心にした回動に応じて開閉される揺動型とさ
れ、実施例では、作動中心軸３１ａよりこの径方
向において180°反対側に伸びる一対の弁板３１
ｂ，３１ｃを有するバタフライ型のものとされて
いる。前記遮断弁３１は、ダイヤフラム装置３２
により駆動されるようになつている。このダイヤ
フラム装置３２は排圧室３２ａを備え、この排圧
室３２ａに排圧通路３３を介して、エンジン本体
１の排気ポート８に連なる排気通路からの排圧が
導入されるようになつている。そして、この排圧
が大きいときに、ダイヤフラム３２ｂが、リター
ンスプリング３２ｃに抗してそのロツド３２ｄを
第３図中心方へ押圧して、連動機構３４、レバー
３５を介して、遮断弁３１の作動中心軸３１ａを
第３図時計方向に回動させて（第３図矢印Ｂ参
照）、当該遮断弁３１を開弁させるようになつて
いる。

ここで、前記遮断弁３１の作動中心軸３１ａ
は、これが設けられた分岐通路２９Ａの中心軸Ｙ
よりもαだけオフセツトされており、実施例では
このオフセツト方向を、下流側通路２９の軸線Ｘ
の径方向外方向側すなわち、回転子２６の回転方
向手前側となるような方向としてある。また、遮
断弁３１は、第３図一点鎖線で示す閉位置にある
状態から実線で示す開弁位置とされるときは、上
記作動中心軸３１ａのオフセツト方向とは反対方
向にある弁板３１ｃが、分岐通路２９Ａの下流側
へ変位するような形式で行われるようになつてい
る。

次に以上のような構成の作用について説明す
る。

先ず、主スロツトルバルブ１５が所定開度以下
の低負荷時には、副スロツトルバルブ２０が閉じ
られているため、吸入空気は、主吸気ポート７か
らのみ燃焼室６へ供給されて、自然吸入が行われ
る。

主スロツトルバルブ１５が所定開度以上の高負
荷時には、副スロツトルバルブ２０が開かれるた
め、上述した自然吸入に加えて、吸入工程の終期
から圧縮行程の途中にかけて、過給ポート９から
燃焼室６へ過給気が供給される部分過給が行われ
ることになる。

上記部分過給時において、エンジン低回転時に
は、排圧が小さいため、遮断弁３１が閉じてお
り、したがつて、タイミングバルブ１９の開通タ
イミングが遅くされる（第４図参照）。また、エ
ンジンの高回転時には、排圧が大きくなるため遮
断弁３１が開き、これによりタイミングバルブ１
９の開通タイミングが早くされる（第５図参照）。
すなわち、遮断弁３１が開いているときは、開い
ていないときに比して、第３図角度βで示す分だ
けタイミングバルブ１９すなわち過給通路１７の
開通タイミングが早くなり、かつ開弁期間が長く
なる。したがつて、高速時には回転子２６の回転
が速くなるにも拘らず、燃焼室６へ過給気が十分
に供給されることとなる。

ここで、上記遮断弁３１が開くときは、その作
動中心軸３１ａが分岐通路２９Ａの中心軸Ｙに対
してオフセツトされており、かつこのオフセツト
された方向とは反対側端の弁板３１ｃがその下流
側へ変位するようにしてなされるので、遮断弁３
１が、分岐通路２９Ａを流れる過給気の抵抗とな
ることが極力防止される。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。

実施例ではいわゆる部分過給の場合を示した
が実施例における主吸気バルブ１０の開弁と同
時に過給気が燃焼室６へ供給されるいわゆる全
過給を行なうような場合にも適用でき、この場
合は、例えば過給ポート９、これに伴なう補助
バルブ１２を設けることなく、過給機１８を吸
気通路１３に接続することもできる。

燃料供給装置としては、気化器１６の代りに
燃料噴射弁を用いてもよい。

過給機１８は、その動力伝達経路に例えば電
磁クラツチを設けて、低負荷時には該電磁クラ
ツチを切つて過給機１８を停止させておくよう
にしてもよい。

応復動型のエンジンに限らず、ロータリピス
トンエンジンにも同様に適用し得る。

本発明によるエンジン吸気装置は、過給を行
わない通常のエンジンに対しても適用し得る。
すなわち、例えばタイミングバルブにより、吸
気通路の開通タイミングを設定する一方、吸気
バルブ（第１図の主吸気バルブに相当）は単に
締切弁としてのみ作用させるようにすることが
できる。この場合は、リフト式吸気バルブに較
べてタイミングバルブは一気に開かれるという
特性があるので、充填効率向上等の利点があ
る。

遮断弁３１は、その動作中心軸３１ａの径方
向一方側にのみ、弁板を有するものであつても
よい。

下流側通路２９は、回転子２６の回転方向に
沿つて３つ以上設けて、その一部にエンジン回
転数を上昇に伴つて順次開く遮断弁３１を設け
る構成としてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
ロータリ式タイミングバルブの利点を生かしつ
つ、エンジンの運転態様に応じてその開通タイミ
ング（開通期間）を制御して、エンジンの運転態
様に合つた所要量の空気をエンジンへ供給するこ
とが可能となる。

また、上記タイミングバルブの開通タイミング
を調整する遮断弁は、吸入空気の通路抵抗となら
ないように工夫されているので、必要な空気量確
保の上で、又遮断弁の開閉に応じた空気量変化の
応答性を高める上で好ましいものとなる。勿論、
この通路抵抗を小さくするためには、揺動型とさ
れた遮断弁の作動中心軸の配置と、開き方向との
設定を行うだけでよいので、極めて簡単になし得
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を示す全体系統図。
第２図はタイミングバルブ部分をその回転軸方向
に沿つて断面して示す断面図。第３図はタイミン
グバルブ部分をその回転軸と直交する方向に沿つ
て断面して示す断面図。第４図、第５図はエンジ
ンこの運転態様に応じたタイミングバルブの開通
タイミング（開通期間）を示す図。 １：エンジン本体、６：燃焼室、１０：主吸気
バルブ、１２：補助バルブ、１３：主吸気通路、
１７：過給通路、１９：タイミングバルブ、２
４：回転軸、２６：回転子、２８：連通口（タイ
ミングバルブの開口部）、２９：下流側通路、２
９Ａ，２９Ｂ：分岐通路（下流側開口部）、３
０：仕切壁、３１：遮断弁、３１ａ：作動中心
軸、Ｘ：下流側通路の中心軸、Ｙ：分岐通路の中
心軸、α：オフセツト量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの吸気通路に、該吸気通路を所定の
   タイミングで開通するタイミングバルブが設けら
   れたエンジンの吸気装置において、 前記タイミングバルブは、開口部を有する回転
   子を備え、該回転子の開口部が前記吸気通路の下
   流側開口部と一致したときに該吸気通路を開通さ
   せるロータリ式のものとされ、 前記回転子に対向する前記吸気通路の下流側開
   口部が、仕切壁により複数の分岐通路に画成さ
   れ、 前記複数の分岐通路の一部には、エンジンの運
   転態様に応じで開閉される遮断弁が設けられ、 前記遮断弁は、作動中心軸を中心とする揺動に
   より開閉作動を行うような揺動型のものとされ、 前記揺動型とされた遮断弁は、前記作動中心軸
   が、該遮断弁が設けられた分岐通路の中心軸線に
   対してオフセツトして配置されると共に、その開
   作動時に、該オフセツトされた作動中心軸とは反
   対側端が該分岐通路の下流側へ向けて変位するよ
   うにされている、 ことを特徴とするエンジンの吸気装置。