JPH0333428A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は内燃機関の吸気装置に係り、特にエアクリー
ナからの吸気を内燃機関に吸気通路を介して導入する際
に、内燃機関の運転状態に応じて吸気の体積効率を変化
させ、出力の向上を図る内燃機関の吸気装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関の吸気装置は、エアクリーナから新気を取り込
み、気化器において新気と燃料とによって混合気である
吸気を生成し、吸気通路によって吸気を内燃機関の燃焼
室に供給し、吸気を燃焼させている。

前記内燃機関の吸気装置としては、特公昭５９−２２０
４５号公報に開示されるものがある。この公報に開示さ
れる内燃機関の吸気装置は、吸気管または吸気マニホー
ルドに１つまたはそれ以上の適当な一定の容積を持つ空
間を開閉弁を介して連結するとともに、開閉弁の開閉操
作により吸気弁または吸気マニホールドの容積を弁開時
と弁閉時とで変更し、例えば機関の最大出力運転時と最
大トルク運転時との２つの運転時に夫々吸気慣性過給を
確実に行い、各作動時の高出力化を図っている。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、従来の内燃機関の吸気装置の、特に４サイク
ル内燃機関の吸気装置においては、機関出力を向上させ
る場合に、吸気系の吸気脈動及び吸気慣性を主に利用し
て体積効率を向上させる必要がある。

一般に、高回転・高出力型の内燃機関においては、体積
効率を向上させることが特に必要な課題である。

また、内燃機関の高回転域、すなわちピーク域付近にお
いて出力を向上させる場合には、吸気ポート形状を極力
太くする必要があるが、吸気ポート形状を太くすると、
通気抵抗が減少して吸気流速が低下するものであり、一
般的にはこの通気抵抗の減少を勘案した形状としている
。

しかし、吸気ボートを太くして高回転域における出力向
上を果たしても、低速あるいは中速域での吸気流速が低
下することとなり、体積効率の悪化を招くものである。

このため、第１２図に示す如く、内燃機関１０２の吸気
マニホルド１０８内に第１、第２吸気通路１１４−Ｌ　
　１１４−２を設け、これら第１、第２吸気通路１１４
−Ｌ　　１１４−２のいずれか一方、例えば第２吸気通
路１１４−２に、第１３図に示す如く、スロットルバル
ブ１４０と同一形状の開閉弁１２０を設け、この開閉弁
１２０の開度によって吸気流速を調整し、トルクの低下
を防止している。

しかし、前記開閉弁１２０が板状部材によって形成され
ていることにより、開閉弁１２０が吸気抵抗となり易い
という不都合がある。

また、第１４図に示す如く、吸気マニホルド２０８内に
長さの異なる第１、第２吸気通路２１４−１．２１４−
２を設けるとともに、長さの短い第１吸気通路２１４−
１途中に開閉弁２２０を設け、第１、第２吸気通路２１
４−１．２１４−２によって吸気脈動を利用して体積効
率を向上させている。

しかし、上述のものと同様に、前記開閉弁２２０が板状
部材によって形成されていることにより、吸気抵抗とな
り易いとともに、第１、第２吸気通路の長さ変更を行う
変極点のセツティングが非常に困難であり、使い勝手が
悪いという不都合がある。

［発明の目的コ そこでこの発明の目的は、上述不都合を除去するために
、内燃機関の吸気装置の吸気通路途中に拡張室を設ける
とともに、この拡張室を開閉する開閉弁を設け、開閉弁
の弁軸に半径方向に貫通する孔部を設け、内燃機関の運
転状態により弁軸を回動させ所望に応じて吸気通路と拡
張室とを連通ずるとともに内燃機関の運転状態に応じた
体積効率とすべく制御する制御部を設けたことにより、
内燃機関の全領域における出力を向上し得るとともに、
乗車感をも向上し得る内燃機関の吸気装置を実現するに
ある。

〔問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、エアクリーナか
らの吸気を内燃機関に吸気通路を介して導入する内燃機
関の吸気装置において、前記吸気通路途中に拡張室を設
けるとともにこの拡張室を開閉する開閉弁を設け、開閉
弁の弁軸に半径方向に貫通する孔部を設け、前記内燃機
関の運転状態により前記弁軸を回動させ所望に応じて前
記吸気通路と拡張室とを連通ずるとともに前記内燃機関
の運転状態に応じた体積効率とすべく制御する制御部を
設けたことを特徴とする。

［作用コ 上述の如く構成したことにより、内燃機関の運転状態が
低速域の際には、制御部によって弁軸を吸気通路の絞り
方向に回動させ、吸気通路と拡張室との連通を解除する
とともに、体積効率を小とすべく制御し、また中速域の
際には、制御部によって弁軸を吸気通路の絞り方向と反
対方向に回動させ、孔部によって吸気通路と拡張室とを
連通させるとともに、体積効率を中とすべく制御し、更
に高速域の際には、制御部によって弁軸を吸気通路の絞
り方向と反対方向に更に回動させ、孔部によって吸気通
路と拡張室とを連通させるとともに、体積効率を略最大
とすべく制御し、内燃機関の低速・中速◆高速の全領域
における出力を向上するとともに、乗車感をも向上させ
ている。

［実施例コ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する
。

第１〜１１図はこの発明の実施例を示すものである。第
１．２図において、２は内燃機関、４はシリンダヘッド
、８は吸気ポート、８は吸気マニホルド、１０は気化器
、１２はエアクリーナ、１４は吸気通路である。

前記内燃機関２の気化器１０よりも下流側の吸気通路１
４途中に、略正方形状に形成される拡張室１６を設ける
。

この拡張室１６は、第３．４図に示す如く、中空部ｌｅ
ａの略中央部位に前記吸気通路１４に対し平行、且つ吸
気通路１４の下流側方向から上流側方向に突出するスト
ッパ部１８を有する。

また、前記吸気通路１４に対し拡張室１６を開閉する開
閉弁２０を設け、この開閉弁２０の弁軸２２部位に半径
方向に貫通する孔部２４を設ける。

すなわち、第５図に示す如く、気筒数に合致する複数個
の開閉弁２０を一本の弁軸２２によって連結し、開閉弁
２０の弁軸２２部位には弁軸２２の中心を通過し且つ開
閉弁２０に対して所定の傾斜を有すべく孔部２４が穿設
されている。

そして、前記開閉弁２０を、第１．４図に示す如く、上
流側に回転中心を有すべく配設し、この開閉弁２０の弁
軸２２に後述するサーボモータ３０の駆動力をワイヤ２
６を介して伝達させ開閉弁２０を回動可能に構成する。

前記内燃機関２の運転状態により前記弁軸２２゛を回動
させ所望に応じて前記吸気通路１４と拡張室１６とを連
通ずるとともに、運転状態に応じた体積効率とすべく制
御する制御部２８を設ける。

詳述すれば、制御部２８は、第９図に示す如く、エンジ
ン回転数やスロットル開度、吸気圧、点火時期の各検出
信号を入力し、前記サーボモータ３０に命令を出力して
ワイヤ２６により前記開閉弁２０を所望の開閉状態とす
べく制御するものである。

つまり、前記内燃機関２の運転状態が低速域の際には、
制御部２８によって弁軸２２を前記吸気通路１４の絞り
方向に回動させ、吸気通路１４と拡張室１６との連通を
解除するとともに、体積効率を小とすべく制御し、中速
域の際には、制御部２８によって弁軸２２を吸気通路１
４の絞り方向と反対方向に回動させ、孔部２４によって
吸気通路１４と拡張室１６とを連通させるとともに、体
積効率を中とすべく制御し、また高速域の際には、制御
部２８によって弁軸２２を吸気通路１４の絞り方向と反
対方向に更に回動させ、孔部２４によって吸気通路１４
と拡張室１６とを連通させるとともに、体積効率を略最
大とすべく制御する。

なお符号３２は吸気弁、３４は排気弁、３６は排気ポー
トである。

次に作用について説明する。

前記内燃機関２の運転状態が低速域の際には、制御部２
８からの命令によってサーボモータ３０を駆動させ、サ
ーボモータ３０の駆動力をワイヤ２６により弁軸２２に
伝達して弁軸２２を前記吸気通路１４の絞り方向に回動
させ、第６図に示す如く、孔部２４による吸気通路１４
と拡張室１６との連通を解除するとともに、開閉弁２０
によって吸気通路１４の通路断面積を極端に絞り、体積
効率を小とすべく制御する。そして、低速域における吸
気流速を大としている。

また、中速域の際には、制御部２８によって弁軸２２を
前記吸気通路１４の絞り方向と反対方向に回動させ、第
７図に示す如く、孔部２４によって吸気通路１４と拡張
室１６とを連通させるとともに、開閉弁２０による吸気
通路１４の通路断面積の絞り量を少許大きくシ、体積効
率を中とすべく制御する。

更に、高速域の際には、制御部２８によって弁軸２２を
前記吸気通路１４の絞り方向と反対方向に更に回動させ
、第８図に示す如く、孔部２４によって吸気通路１４と
拡張室１６とを連通させるとともに、開閉弁２０による
吸気通路１４の通路断面積の絞り量を略零とし、体積効
率を最大とすべく制御する。

これにより、前記内燃機関２の低速域においては、前記
開閉弁２０によって吸気通路１４を絞り、吸気流速を大
として出力を向上させることができる。

また、前記内燃機関２の中速域においては、前記開閉弁
２０により吸気流速を大とし、且つ孔部２４によって吸
気通路１４と拡張室１６とを連通させ、出力を向上させ
ることができるとともに、吸気脈動による体積効率の向
上をも果たすことができる。

更に、前記内燃機関２の高速域においては、開閉弁２０
による吸気通路１４の通路断面積の絞り量を略零とし、
体積効率を最大とし、排ガス対策上からカムなどの部品
のオーバラップが極端に少なくなり、出力が低下する慣
れが全くないものである。

更にまた、上述の如く３態様の内燃機関２の各運転状態
における不具合を解消できることにより、全領域におい
て出力向上や体積効率間上等の良好な作用効果を奏する
ことができる。

また、前記内燃機関２の全ての運転状態において良好な
作用効果を奏することができることにより、例えば４輪
車の乗車感を向上し得て、実用上有利である。

更に、第１０図に示す如く、前記拡張室１６及び開閉弁
２０の個々の出力特性をノーマルのものと比較すると、
種々劣る箇所を検出することができるが、前記拡張室１
６及び開閉弁２０の出力特性を合体させると、第１１図
に示す如く、全領域においてノーマルよりも優れた出力
特性を得ることができ、理想的な可変吸気システムを実
現できるものである。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく
、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例においては、内燃機関の運転
状態の低速・中速・高速の３態様において制御する構成
としたが、開閉弁がアナログ式に開閉制御されることに
より、内燃機関の運転状態を４態様以上に分割して細か
く制御する構成とすることも可能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した如くこの発明によれば、内燃機関の
吸気装置の吸気通路途中に拡張室を設けるとともに、こ
の拡張室を開閉する開閉弁を設け、開閉弁の弁軸に半径
方向に貫通する孔部を設け、内燃機関の運転状態により
弁軸を回動させ所望に応じて吸気通路と拡張室とを連通
ずるとともに内燃機関の運転状態に応じた体積効率とす
べく制御する制御部を設けたので、前記内燃機関の低速
域及び中速域、そして高速域の各運転状態における不具
合を解消でき、全領域において出力向上や体積効率間上
等の良好な作用効果を奏し得るものである。また、前記
内燃機関の全ての運転状態において良好な作用効果を奏
することができることにより、例えば４輪車の乗車感を
向上し得て、実用上有利である。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図はこの発明の実施例を示し、第１図は内燃
機関の吸気装置の概略拡大断面図、第２図は内燃機関の
吸気装置の概略図、第３図は拡張室部分の概略平面図、
第４図は拡張室部分の概略拡大断面図、第５図は弁軸と
開閉弁との斜視図、第６図は内燃機関の吸気装置の低速
域における開閉弁の開閉状態を示す拡大断面図、第７図
は内燃機関の吸気装置の中速域における開閉弁の開閉状
態を示す拡大断面図、第８図は内燃機関の吸気装置の高
速域における開閉弁の開閉状態を示す拡大断面図、第９
図は内燃機関の吸気装置のブロック図、第１０図はエン
ジン回転数と出力との関係における個々の出力特性を示
す図、第１１図はエンジン回転数と出力との関係を示す
図である。 第１２〜１４図はこの発明の従来技術を示し、第１２図
は内燃機関の吸気装置の概略図、第１３図は吸気弁の概
略拡大断面図、第１４図は吸気マニホルドの概略図であ
る。 図において、２は内燃機関、４はシリンダヘッド、６は
吸気ポート、８は吸気マニホルド、１０は気化器、１２
はエアクリーナ、１４は吸気通路、１６は拡張室、１８
はストッパ部、２０は開閉弁、２２は弁軸、２４は孔部
、２６はワイヤ、２８は制御部、３０はサーボモータ、
３２は吸気弁、３４は排気弁、３６は排気ポートである
。 第２図 第３図 第４図 ６ 第６図 第７図 ４ 第８図 第９図 Ｂ 第１０図 エンジン回転数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エアクリーナからの吸気を内燃機関に吸気通路を介
   して導入する内燃機関の吸気装置において、前記吸気通
   路途中に拡張室を設けるとともにこの拡張室を開閉する
   開閉弁を設け、開閉弁の弁軸に半径方向に貫通する孔部
   を設け、前記内燃機関の運転状態により前記弁軸を回動
   させ所望に応じて前記吸気通路と拡張室とを連通すると
   ともに前記内燃機関の運転状態に応じた体積効率とすべ
   く制御する制御部を設けたことを特徴とする内燃機関の
   吸気装置。