JPH04103829A

JPH04103829A - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JPH04103829A
Application number: JP21937790A
Authority: JP
Inventors: Yuuichi Iriya; 祐一入矢; Hideyuki Takeda; 英之武田; Satoru Takeyama; 武山　哲
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1992-04-06

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、吸気コレクタと各燃焼室との間にリード弁
を介装した内燃機関の吸気装置の改良に関する。

従来の技術内燃機関の吸気系においては、各気筒の吸気弁の間欠的
な開閉に伴って吸気脈動が生じる。この吸気脈動を有効
に利用して機関の充填効率を向上させるために、従来、
特開昭６２−９９６２３号公報や特開昭６２−２４８８
２２号公報等において、吸気コレクタと各燃焼室との間
の吸気通路に、吸気脈動に応答して開閉するリード弁を
介装したものが提案されている。

このものでは、吸気脈動周波数がリード弁の共振周波数
と一致したときに充填効率を向上させる作用があり、出
力向上が図れる。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記従来の構成では、リード弁が各気筒の
吸気通路に固定的に設けられており、常にリード弁を介
して吸気が流れるようになっている。そのため、第１５
図に示すように、特定の回転数領域つまり上述した吸気
脈動周波数がリード弁共振周波数と一致する回転数領域
では、リード弁を具備しないものよりも出力向上効果が
得られるものの、両者が一致しない他の回転数領域では
逆に充填効率が低下し、出力低下を引き起こすという不
具合があった。

課題を解決するための手段そこで、この発明は、吸気コレクタと各燃焼室との間の
吸気通路に、吸気脈動に応答するり−ド弁を介装してな
る内燃機関の吸気装置において、上記リード弁をバイパ
スするように、機関回転数に基づいて開閉制御されるバ
イパスバルブを設けたことを特徴としている。

作用リード弁の共振周波数と吸気の脈動周波数が一致する回
転数領域では上記バイパスバルブが閉じられ、リード弁
の共振による充填効率向上効果が得られる。

これに対し、両者が一致しない回転数領域ではバイパス
バルブが開かれ、リード弁を通らずに吸気が流れる。そ
のため、リード弁を具備することによる充填効率の低下
が回避される。

実施例以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図はこの発明の第１実施例を示すもので、１はシリ
ンダブロック２とシリンダヘッド３とを主体とする内燃
機関、４はピストン５上方に画成される燃焼室、６はシ
リンダヘッド３に形成された吸気ポート、７は同じくシ
リンダヘッド３に形成された排気ポートであり、これら
の吸気ポート６、排気ポート７はそれぞれ吸気弁８．排
気弁９によって開閉されるようになっている。

上記吸気ボート６には、吸気マニホルドｌＯの各ブラン
チ部１１がそれぞれ接続されており、該ブランチ部１１
内の吸気通路１２を介して吸気コレクタ１３内部と連通
している。尚、上記内燃機関ｌは、１気筒当たり２個の
吸気弁８を有しているが、二股状をなす吸気ボート６の
入口部が一つに集合しており、かつ上記吸気通路１２も
各気筒で１本づつ設けられている。

上記吸気マニホルドｌＯは、上記吸気コレクタ１３とブ
ランチ部ＩＩとに分割して鋳造されており、両者がボル
ト１４によって結合されている。

そして、上記ブランチ部１１の基部つまり吸気マニホル
ドｌＯとの接続部には、略矩形状に広がった形にリード
弁収容部１１ａが設けられており、ここに、第２図、第
３図に詳示するようなリード弁ホルダＩ５が収容固定さ
れている。

上記リード弁ホルダ１５は、吸気コレクタ１３とブラン
チ部】Ｉとの間に共線めされるフランジ部１６と、該フ
ランジ部１６上部からブランチ部１１の上方の壁面に沿
って延びた延長壁１７と、上記フランジ部１６下部から
吸気通路１２内に斜めに突出した第１フレーム部１８と
、上記延長壁１７先端から吸気通路１２内に斜めにに突
出した第２フレーム部Ｉ９と、これら全体の左右両端を
閉塞するように形成された一対の側壁２０とを有してお
り、上記第１フレーム部１８および第２フレーム部１９
には、それぞれ連通口２１．２２が開口形成されている
。詳しくは、上記連通口２１゜２２は、第３図に示すよ
うに略矩形をなし、それぞれ３個並べて形成されている
。

そして、これらの連通孔２１．２２をリード弁ホルダ１
５の外側つまり吸気通路１２下流側から閉塞するように
、リード弁２３．２４がそれぞれ配設され、かつ吸気コ
レクタ１３寄りの基端でビス２５により固定されている
。尚、リード弁２３゜２４は、３個の連通孔２１．２２
に対し一連のものとなっている。

また第１フレーム部１８先端縁と第２フレーム部】９先
端縁との間には、第３図に示すように、細長い帯状にバ
イパス通路口２６が開口形成されており、ここに板状の
バイパスバルブ２７が回動可能に配設されている。この
バイパスバルブ２７は、リード弁ホルダ１５に回動可能
に支持されたシャフト２８が、板状の弁体の中央に固定
されたもので、その回動により上記バイパス通路口２６
を開閉するようになっている。

そして、第１図に示すように、上記シャフト２８はステ
ップモータ２９に連係しており、該ステップモータ２９
がエンジンコントロールユニット３０により制御されて
いる。上記エンジンコントロールユニット３０には、内
燃機関Ｉの総合的な制御のために多数のセンサから種々
の検出信号が入力されており、特に機関回転数信号に基
づいて上記ステップモータ２９による開度制御を行って
いる。尚、上記シャフト２８は複数の気筒のブランーＪ
一部１１を貫通しており、複数個のバイパスバルブ２７
が一斉に制御されるようになっている。

次に上記実施例の作用について説明する。

上記ステップモータ２９によりバイパスバルブ２７がバ
イパス通路口２６を閉じている状態では、第４図に示す
ように、吸気が必ずリード弁２３゜２４を経て燃焼室４
に流入する。そのため、リード弁２３．２４の共振周波
数と吸気の脈動周波数が一致する回転数領域では、リー
ド弁２３．２４の共振により充填効率が向上し、第６図
の破線イに示すような出力特性となる。

またステップモータ２９によりバイパスバルブ２７がバ
イパス通路口２６を開いている状態では、第５図に示す
ように、バイパス通路口２６側を吸気が流れ、リード弁
２３．２４は実質的に作用しない。従って、第６図の一
点鎖線口に示すような出力特性となる。

そこで、上記実施例では、図示せぬセンサにより検出さ
れた機関回転数に基づき、破線イが一点鎖線口を上廻っ
ている回転数領域ではバイパスバルブ２７を閉じ、逆に
下廻っている回転数領域ではバイパスバルブ２７を開く
ように制御することで、実線ハに示すように、全体とし
て優れた出力特性を得ることができる。

尚、バイパスバルブ２７を開いた状態では、第５図に示
すように、バイパス通路口２６部分の流路が絞りとデイ
フユーザを備えた形となるので、高回転域において流速
が増し、その結果、出力が更に向上するという効果もあ
る。

またバイパスバルブ２７を半開状態とすれば、第７図の
二点鎖線二に示すような出力特性となるので、バイパス
バルブ２７を単にＯＮ、ＯＦＦ的に開閉制御するのでは
なく、機関回転数に基づいて最適な開度に連続的に制御
するようにすれば、第７図の実線ホに示すような更に好
ましい出力特性が得られる。

次に第８図〜第１０図はこの発明の第２実施例を示して
いる。尚、前述した実施例と基本的に変わらない部分に
は同一符号を付しである。

この実施例は、リード弁３１が取り付けられるリード弁
ホルダ自体をバイパスバルブ３２の弁体として利用する
ようにしたものであって、吸気マニホルド１０のブラン
チ部１１基部に略矩形状に広がったリード弁収容部１１
ｂが設けられており、ここにリード弁ホルダを兼ねた板
状のバイパスバルブ３２が収容されている。上記バイパ
スバルブ３２は、ブランチ部１１の開口上縁部を貫通し
たシャフト３３に上端部が固定され、該シャフト３３と
ともに回動可能となっている。またバイパスバルブ３２
の４箇所に矩形の連通口３４が開口形成されており、該
連通口３４を吸気通路１２下流側から閉塞するように、
リード弁３１が湾曲したリード弁ガイド３５とともに取
り付けられている（第１０図参照）。

またバイパスバルブ３２の側面略中央には、ピン３６が
植設され、ブランチ部１１上面の円弧形スリット３７を
通して突出している。そして、各気筒のビン３６がロッ
ド３８に連係しており、該ロッド３８がソレノイド等か
らなるアクチュエータ３９にて長平方向に駆動されるよ
うになっている（第９図参照）。

またブランチ部１１内の吸気通路１２が隔壁４０によっ
て一対の吸気通路１２ａ、１２ｂに分割されているとと
もに、吸気ボート６も一対の吸気弁８に対応して一対の
吸気ポート６ａ、６ｂに分割されている。そして、上記
隔壁４０の上流側端部は、上記バイパスバルブ３２が中
間開度にあるときにその先端縁に略接した状態となるよ
うに形成されている。

尚、上記バイパスバルブ３２の先端部は、該バイパスバ
ルブ３２が閉状態となったときにブランチ部１１内壁面
に広く接するように、テーパ状に加工されている。

上記構成においては、バイパスバルブ３２が全閉状態と
なると、第１１図に示すように、吸気がリード弁３１を
通って燃焼室４に流入する。そのため、リード弁３Ｉの
共振作用が得られ、第１４図に二点鎖線イで示すような
出力特性となる。

また、バイパスバルブ３２が全開状態となると、第１２
図に示すように、吸気がそのまま吸気通路１２ａ、＋２
ｂを通って燃焼室４に流入する。この状態では、第１４
図に破線口で示すような出力特性となる。

更に、バイパスバルブ３２か半開状態となると、全開時
と同様にリード弁３１の共振作用は生じない。そして、
バイパスバルブ３２が一方の吸気通路１２ｂを覆う形と
なるため、吸気の大部分は他方の吸気通路１２ａおよび
これに連なる吸気ポー）６ａを通って燃焼室４に流入す
る。すなわち、燃焼室４内に一方の吸気弁８がら片寄っ
た形で吸気の大部分が流入することになり、燃焼室４内
に比較的強い吸気スワールが生成される。そのため、低
速域での出方向上が図れ、第１４図に一点鎖線ハテ示す
ような出力特性となる。

従って、これらの各特性の中で最も優れたものヲ選択ス
るように、機関回転数に基づいてバイパスバルブ３２の
開度を切換制御すれば、実線二に示すような優れた出力
特性を得ることができる。

発明の効果以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
の吸気装置によれば、リード弁の共振を利用して特定の
回転数領域で充填効率を向上させることができるととも
に、共振が生じない回転数領域ではリード弁をバイパス
させることによって充填効率の低下を回避することがで
きる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明に係る吸気装置の第１実施例を示す断
面図、第２図はその要部の拡大図、第３図はリード弁ホ
ルダの斜視図、第４図および第５図はその作用説明図、
第６図はこの第１実施例の出力特性の一例を示す特性図
、第７図は同じく出力特性の他の例を示す特性図、第８
図はこの発明に係る吸気装置の第２実施何を示す断面図
、第９図はその要部の拡大図、第１０図は同じく要部の
斜視図、第１１図、第１２図および第１３図はその作用
説明図、第１４図はこの第２実施例の出力特性を示す特
性図、第１５図は従来におけるり−ド弁を備えた吸気装
置の出力特性とリード弁を具備しない吸気装置の出力特
性とを比較して示す特性図である。４・・・燃焼室、１２・・・吸気通路、１３・・・吸気
コレクタ、２３．２４・・・リード弁、２７・・バイパ
スバルブ、３１・・・リード弁、３２・・・バイパスバ
ルブ。第３図第６図口転軟第７図Ｅ転数第９図第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気コレクタと各燃焼室との間の吸気通路に、吸
気脈動に応答するリード弁を介装してなる内燃機関の吸
気装置において、上記リード弁をバイパスするように、
機関回転数に基づいて開閉制御されるバイパスバルブを
設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。