JPH0364688B2 - - Google Patents

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JPH0364688B2
JPH0364688B2 JP60059997A JP5999785A JPH0364688B2 JP H0364688 B2 JPH0364688 B2 JP H0364688B2 JP 60059997 A JP60059997 A JP 60059997A JP 5999785 A JP5999785 A JP 5999785A JP H0364688 B2 JPH0364688 B2 JP H0364688B2
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pressure
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volume chamber
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Mitsuo Hitomi
Fumio Hitase
Kazuhiko Ueda
Yasuhiro Yuzuriha
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0247Plenum chambers; Resonance chambers or resonance pipes
    • F02B27/0252Multiple plenum chambers or plenum chambers having inner separation walls, e.g. comprising valves for the same group of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B27/0215Oscillating pipe charging, i.e. variable intake pipe length charging
    • F02B27/0221Resonance charging combined with oscillating pipe charging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/20SOHC [Single overhead camshaft]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、吸気の動的効果により出力の向上を
図るようにした過給機付エンジンの吸気装置の改
良に関するものである。
(従来技術) 従来から過給機を備えたエンジンの吸気装置に
おいて、吸気開始に伴つて生じる圧力波が吸気通
路上流側の大気または容積室への開口端で反射さ
れて吸気ポート方向に戻されることを利用し、上
記反射波が吸気弁の閉弁の寸前に吸気ポートに達
して吸気圧力を高めるようにして、いわゆる吸気
の慣性効果で吸気の充填効率を高めるようにした
ものがある。このような吸気の動的効果を利用し
た出力向上技術を用いようとする場合に、吸気経
路が一定であると、吸気通路に生じる圧力波の振
動周期と吸気弁開閉周期とがマツチングして慣性
効果が高められるのは特定速度域に限られる。
このため、実開昭56−105626号公報に見られる
ように、過給機付エンジンの回転数に応じて吸気
通路の長さを変えるようにし、例えば、各気筒別
の吸気通路を上流部で分岐させて長い通路と短い
通路とを形成し、これらの通路の上流端を吸気容
積室等に開口させるとともに、短い通路に開閉弁
を設けて、高速域でこの開閉弁を開くことにより
吸気通路の有効長を短縮するようにし、こうして
低速域と高速域とでそれぞれ吸気の慣性効果を高
めるようにした吸気装置も提案されている。
上記のように吸気の動的効果を広い範囲で得る
ようにするためには、その吸気経路をエンジン回
転数に応じて選択する開閉弁に対してアクチユエ
ータを配設する必要がある。そして、このアクチ
ユエータとしては、前記先行例のように電磁アク
チユエータを使用するものがあるが、コストが高
く、電力消費が増大する問題を有する。また、吸
気負圧を利用する圧力式アクチユエータを使用す
ることも考えられるが、過給機の配設により、吸
気負圧の発生している領域は狭く、この吸気負圧
を蓄積する大きなバキユームチヤンバおよび負圧
を保持するための高いシール性が必要で、特に高
負荷域での作動が継続するときの安定性に問題が
ある。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑み、低速域から高速域に
までわたり、吸気の動的効果を利用して吸気充填
効率を高めるとともに、上記動的効果を拡大する
ための開閉弁の確実な作動を得るようにした過給
機付エンジンの吸気装置を提供することを目的と
するものである。
(発明の構成) 本発明の吸気装置は、吸気の動的効果をエンジ
ン回転数の変化に対応してマツチングさせるため
に、下流端が各気筒に接続された独立吸気通路の
上流端を吸気脈動を減衰する第1容積室に接続す
ると共に、上記独立吸気通路の途中に各独立吸気
通路を相互に連通する第2容積室を設け、前記第
1容積室の上流側に過給機に連通する吸気導入通
路を接続し、前記第2容積室と各独立吸気通路と
の連通部に所定エンジン回転数以上の高回転で開
く開閉弁を設けてなり、この開閉弁を駆動させる
駆動手段を、開閉弁に接続する圧力式アクチユエ
ータと、この圧力式アクチユエータの圧力室と過
給機下流側の前記第1容積室とを連通する過給圧
導入通路と、上記圧力室内の圧力をエンジン回転
数に応じて制御する制御手段とにより構成したこ
とを特徴とするものである。
(発明の効果) 本発明によれば、開閉弁の作動によつて吸気の
動的効果をエンジン回転数の広い範囲で有効に利
用し、低速域から高速域まで高い充填効率を得
て、出力性能の向上を図ることができるものであ
る。
また、開閉弁を作動する圧力式アクチユエータ
に過給圧を導入する過給圧導入通路を接続し、こ
の過給圧によつて開閉弁の開閉作動を行うように
したことにより、バキユームチヤンバー等を不要
とし、電力消費の増大を伴うことなく安価なコス
トで開閉弁の駆動手段を構成することができる。
特に、上記開閉弁は高負荷域においてその作動が
要求されるものであつて、このときに過給圧は充
分に上昇して発生しており、開閉弁の開状態もし
くは閉状態の保持が確実にでき、作動の信頼性が
向上するとともに、過給圧の変動特性が開閉弁の
開閉特性の要求に合致して、所望のコントロール
が容易に実現でき、実施上極めて有益である。
さらに、前記開閉弁の開閉時には各独立吸気通
路の連通で第2容積室には気筒間干渉が生じて圧
力変動が大きく、開弁状態を維持するには圧力変
動が少なく安定した駆動圧力源が必要であり、こ
の開閉弁を作動する前記圧力式アクチユエータに
対する過給圧導入通路を、ある程度の容積を有し
吸気脈動を減衰して、高回転域では圧力変動がな
くしかも過給による吐出脈動が減衰する第1容積
室に接続したことにより、安定した駆動が行える
ものである。
(実施例) 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第1図はこの実施例の吸気装置を備えたエンジン
の断面正面図、第2図は概略平面図である。
この実施例のエンジンは4気筒4サイクルエン
ジンであつて、シリンダブロツク2およびシリン
ダヘツド3からなるエンジン本体1に、4つの気
筒4a〜4dが形成されている。この各気筒4a
〜4dにはそれぞれピストン5の上方に燃焼室6
が形成され、この燃焼室6に吸気ポート7および
排気ポート8が開口し、これらのポート7,8に
動弁機構11によつて所定のタイミングで開閉す
る吸気弁9および排気弁10が装備されている。
上記各気筒4a〜4dの各吸気ポート7には、
互いに独立した気筒別の独立吸気通路12a〜1
2dが連通している。これらの独立吸気通路12
a〜12dの上流端は、ある程度の容量を有する
第1容積室13に接続されており、また、各独立
吸気通路12a〜12dの途中箇所にはこれらの
独立吸気通路12a〜12dを相互に連通する第
2容積室14が接続されている。これによつて、
各気筒4a〜4dと容積室13,14を連通する
長短2つの吸気経路を形成している。
この実施例では吸気系をコンパクトに構成する
ため、吸気系に介装したタンク15を仕切壁16
で分割することにより、このタンク15内に第1
容積室13と第2容積室14とを区画形成し、第
2容積室14の下端に各独立吸気通路12a〜1
2dの途中箇所からの分岐した連通孔17を開口
させるとともに、この連通孔17よりも上流側で
各独立吸気通路12a〜12dを湾曲させて、そ
の上流端を第1容積室13の側方に開口させてい
る。なお、上記各独立吸気通路12a〜12dの
上流側湾曲部分はタンク15の第2容積室14の
壁部を利用して一体に形成されている。
上記第2容積室14と各独立吸気通路12a〜
12dとの間の連通孔17には、それぞれ開閉弁
19が設けられている。この各開閉弁19は回動
シヤフト19aに一体に連接され、該回動シヤフ
ト19aの端部に駆動手段21の圧力式アクチユ
エータ20(第2図には図示省略)が接続されて
各気筒のものが連係して開閉作動される。この開
閉弁19は基本的には、高負荷域においてエンジ
ン回転数が設定値未満の低速域では閉じられ、エ
ンジン回転数が設定値以上の高速域で開くように
制御される。
また、上記第1容積室13の一端部には上流側
の吸気弁導入通路26が接続されており、この吸
気導入通路26にはスロツトル弁27が配設さ
れ、その上流端はターボ過給機22のブロア22
aに接続され、図示しないエアフローメータ等を
介してエアクリーナに接続される。上記ターボ過
給機22のタービン22bに対しては排気ポート
8に連通された排気マニホールド23が接続さ
れ、排気ガスの導入によつてタービン22bを介
してブロア22aを回転駆動するものである。さ
らに、前記各独立吸気通路12a〜12dの下流
端近傍には、燃料通路28に接続された燃料噴射
弁29が配設されている。
前記駆動手段21における圧力式アクチユエー
タ20は、第1容積室13の過給圧を作動源とす
るダイヤフラム式に設けられ、過給圧の導入によ
つて開閉弁19を開作動するものである。この圧
力式アクチユエータ20の圧力室20aに一端が
接続された過給圧導入通路30の他端は、前記第
1容積室13に連通され、この圧力式アクチユエ
ータ20に縮装されたスプリング20bによつて
開閉弁19は閉状態に作動される。また、上記過
給圧導入通路30には3方ソレノイドバルブ35
が介装され、圧力式アクチユエータ20への過給
圧の導入もしくは大気開放を切換え作動するもの
である。この3方ソレノイドバルブ35には制御
手段37(エンジンコントロールユニツト)から
の制御信号が出力されて、その作動がエンジン回
転数に応じて行われ、圧力室20a内の圧力を制
御するものである。上記制御手段37には回転数
センサー38によるエンジン回転数の検出信号が
入力される。
上記駆動手段21による開閉弁19の開作動
は、エンジン回転数の設定値以上の領域において
行うものであつて、この設定値に達すると前記制
御手段37から3方ソレノイド35に対して制御
信号が出力され、圧力式アクチユエータ20の圧
力室20aに第1容積室13の吸気圧力(過給
圧)を導入するものである。上記圧力式アクチユ
エータ20は、その圧力室20aに導入される過
給圧がスプリン20bによつて規定される設定値
より低い場合には、上記スプリン20bの付勢力
で開閉弁19を閉状態に保持するノーマルクロー
ズタイプに設けられ、過給圧がこの設定値を越え
て上昇した場合に開閉弁19を開き始め、その過
給圧上昇に応じて徐々に開くように構成されてい
る。
上記実施例の装置において、エンジン回転数が
設定値未満の低回転域にある時には、圧力式アク
チユエータ20の圧力室20aは大気に開放され
て開閉弁19は閉じており、各独立吸気通路12
a〜12dと第2容積室14との連通が遮断され
ているため、各独立吸気通路12a〜12dの全
長にわたる比較的長い通路を介して第1容積室1
3に接続される。
従つて、各気筒4a〜4dの吸気行程で生じる
圧力波が各独立吸気通路12a〜12dを通して
第1容積室13に伝播され、第1容積室13で各
気筒4a〜4dに反射されて、各独立吸気通路1
2a〜12dに吸気圧力振動が生じる。このた
め、各気筒4a〜4dと第1容積室13との間の
独立吸気通路12a〜12d内に生じる吸気系の
固有振動の周期と吸気弁開閉周期とがマツチンす
るような低速側の回転域で、各気筒4a〜4dに
作用する圧力が吸気行程終期に高められ、充填効
率が向上する。
一方、前記エンジン回転数が設定値以上の高回
転域にあつて圧力室20aに導入される過給圧が
上昇して開閉弁19が開いた状態では、各独立吸
気通路12a〜12dと第2容積室14とが連通
孔17によつて連通され、各気筒4a〜4dが第
2容積室14との間の各独立吸気通路12a〜1
2dによる比較的短い通路長さを介して第2容積
室14に接続される。このとき、吸気は第1容積
室13から独立吸気通路12a〜12dによつて
供給されるとともに、他の気筒の独立吸気通路1
2a〜12dからこれと連通する第2容積室14
を介してその独立吸気通路12a〜12dによつ
て供給されるものである。
この状態では、吸気行程で生じる圧力波が前記
第2容積室14で反射されて、この圧力波および
反射波の伝播に供される通路長さが短くなること
により、高速域で吸気慣性効果が高められるとと
もに、この運転域では他の気筒から伝播される圧
力波も有効に作用して充填効率が向上する。
第3図はエンジン回転数とトルクとの関係にお
いて開閉弁19の開領域を示すものであつて、
曲線Aは開閉弁19を閉じた状態における全開ラ
インであり、曲線Bは開閉弁19を開いた状態に
おける全開ラインであり、この両曲線AとBが交
差する点に相当するエンジン回転数N0が、前記
3方ソレノイドバルブ35を作動して開閉弁19
を開閉する設定値N0であり、これより低速側で
閉じて高速側の高負荷域における開領域で開く
ものであり、全回転域の吸気充填効率を高めて出
力の向上を図るものである。
第3図のエンジン回転数を一定とした状態にお
いて、スロツトル開度を増大してトルク(負荷)
を上昇させる作動ラインEに沿う吸気圧力(圧力
室20aに作用する過給圧)の変化特性を第4図
Aに示す。第4図Aにおいて、過給圧の上昇に対
して過給圧が第1設定圧P1の時に開閉弁19を
開き始め、第2設定圧P2の時に開閉弁19が全
開状態となるようにスプリング20bの設定を行
つている。
これに対応して、開閉弁19は第4図Bによう
に過給圧が第1設定圧P1から第2設定圧P2に変
化する間に徐々に開作動するものである。上記作
動に応じて、前記作動ラインEに沿うスロツトル
操作に対するトルク変化は第4図Cのようにな
る。すなわち、定回転数状態でのスロツトル開度
の上昇に対し、曲線A′が開閉弁19が閉じた状
態、曲線B′が開閉弁19が開いた状態のトルク
カーブであり、開閉弁19の開作動によつてトル
クが上昇するが、このスロツトル開度の変化の間
に開閉弁19が徐々にa点からb点にかけて開か
れることから、トルク性能は曲線Aから曲線B側
に徐々にトルクが上昇するように変動し、急激な
トルクシヨツクを伴うことなく開閉弁19の開閉
を行うようにしている。
また、上記実施例においてはターボ過給機の例
を示しているが、その他の過給機も使用可能であ
り、過給機による過給と自然吸気とを併用するよ
うにしてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における吸気装置を
備えたエンジンの断面正面図、第2図はその概略
平面図、第3図はエンジン回転数に応じたトルク
特性に基づく開閉弁の開閉領域を示す特性図、第
4図A,B,Cは定回転数状態でスロツトル開度
を増大させた作動ラインに沿う吸気圧力変化、開
閉弁の開閉状態およびトルク変動をそれぞれ示す
特性図である。 1……エンジン本体、4a〜4d……気筒、1
2a〜12d……独立吸気通路、13……第1容
積室、14……第2容積室、19……開閉弁、2
1……駆動手段、20……圧力式アクチユエー
タ、20a……圧力室、20b……スプリング、
22……ターボ過給機、30……過給圧導入通
路、35……3方ソレノイドバルブ、37……制
御手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 下流端が各気筒に接続された独立吸気通路の
    上流端を吸気脈動を減衰する第1容積室に接続す
    ると共に、上記独立吸気通路の途中に各独立吸気
    通路を相互に連通する第2容積室を設け、前記第
    1容積室の上流側に過給機に連通する吸気導入通
    路を接続し、前記第2容積室と各独立吸気通路と
    の連通部に所定エンジン回転数以上の高回転域で
    開く開閉弁を設けた過給機付エンジンの吸気装置
    において、上記開閉弁を駆動させる駆動手段を、
    開閉弁に接続する圧力式アクチユエータと、この
    圧力式アクチユエータの圧力室と過給機下流側の
    前記第1容積室とを連通する過給圧導入通路と、
    上記圧力室内の圧力をエンジン回転数に応じて制
    御する制御手段とにより構成したことを特徴とす
    る過給機付エンジンの吸気装置。
JP60059997A 1985-03-25 1985-03-25 過給機付エンジンの吸気装置 Granted JPS61218719A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60059997A JPS61218719A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 過給機付エンジンの吸気装置

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JP60059997A JPS61218719A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 過給機付エンジンの吸気装置

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JPS61218719A JPS61218719A (ja) 1986-09-29
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105626U (ja) * 1980-01-16 1981-08-18
JPS57153730U (ja) * 1981-03-25 1982-09-27

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JPS61218719A (ja) 1986-09-29

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