JPH04194318A

JPH04194318A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH04194318A
Application number: JP2327091A
Authority: JP
Inventors: Noboru Hashimoto; 昇橋本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-14

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）本発明はエンジンの吸気通路の改良に関するものである
。

（従来技術）吸気系に過給機を備えたエンジンにあっては、過給機の
下流側にインタークーラを配して、過給温度を下げ、こ
れによって充填効率を向上させるのが通例とされる。

他方、特開昭６３−２６３２２０号公報には、過給機、
インタークーラが配設された主吸気通路に、インターク
ーラをバイパスするバイパス通路を付設し、低回転低負
荷運転時には、このバイパス通路を通って吸気を行なう
ようにしたエンジンのが開示されている。これによれば
、圧縮行程において、燃焼室内の温度上昇が小さい低回
転低負荷運転時では、インタークーラで冷やされること
なく吸気が行なわれるため、燃料の気化霧化の確保が可
能となり、当該領域における運転状態が安定住するとい
う利点がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、このようなエンジン、つまり上記バイ
パス通路を配したエンジンを前提として、更に積極的に
低回転低負荷運転時の運転状態を安定化させるようにし
たエンジンの吸気装置を提供することにある。

（発明の構成）かかる技術的課題を達成すべく、本発明にあっては、前
記バイパス通路の下流端を、主吸気通路が接続される主
吸気ポートとは別に、燃焼室内に渦流を生じさせる渦流
生成用吸気ポートに接続させると共に、インタークーラ
等が配設された主吸気通路には、前記バイパス通路の上
流端が接続された部位よりも下流側であって前記インタ
ークーラよりも上流側に、低回転低負荷運転時に閉じら
れ、それ以外の運転領域では開かれる開閉弁を配設した
ことを構成上の特徴と′する。

（実施例）以下に、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明
する。

第１図において、１はエンジン本体で、エンジン本体１
は、４つの気筒２を直列に配した直列４気筒往復動型エ
ンジンとされている。各気筒２には、その燃焼室（図示
省略）に臨ませて２つの吸気ポート３．４と、排気通路
５に連なる１つの排気ポート６とが開口されて、上記２
つの吸気ポート３．４のうち、第１の吸気ポート３は燃
焼室に横方向の渦流（スワールＳ）を生じさせるスワー
ルポートとされている。そして、これら吸気ポート３．
４には、夫々、既知の吸気弁（図示省略）が配設され、
上記排気ポート６には排気弁（図示省略）が配設されて
、これら吸気弁と排気弁とは、エンジン出力軸の回転に
同期した所定のタイミングで開閉されるようになってい
る。このバルブタイミングについては後に詳しく説明す
る。

前記エンジン本体１の吸気系１０は、上記第２の吸気ポ
ート４に連なる主吸気通路１１を有している。この主吸
気通路１１には、上流側から下流側に向けて、順に、ス
ロットル弁１２、エンジン本体１によって機械的に駆動
される過給機１３、インタークーラ１４等が配設され、
そしてこの主吸気通路１１は、インタークーラ１４より
も下流部が、前記第２の吸気ポート４（主吸気ポート）
に連なる独立吸気通路１５によって構成されている。

上記吸気系１０は、また、インタークーラ１４をバイパ
スするバイパス通路１６を有している。

すなわち、バイパス通路１６は、その上流端が、過給機
１３とインタークーラ１４との間の主吸気通路１１に接
続され、このバイパス通路１６の下流部は各気筒２毎に
分岐された分岐バイパス通路１７とされて、これら分岐
バイパス通路１７の下流は、対応する各気筒２のスワー
ルポート３に接続されている。

前記主吸気通路１１とバイパス通路１６には、夫々、第
１の開閉弁１８、第２の開閉弁１９が配設されて、基本
的には、運転状態に応じて主吸気通路１１とバイパス通
路１６との択一的な使い分けが行なわれるようになって
いる。すなわち、主吸気通路１１に配設された上記第１
の開閉弁１８は、バイパス通路１６の上流端が接続され
た部位よりも下流側且つインタークーラ１４よりも上流
側に設けられている。そして、第２図に示すように、第
１の開閉弁１８を開けたときには、基本的には、前記第
２の開閉弁１９が閉じられ、吸気はインタークーラ１４
を通って行なわれ、他方、第１の開閉弁１８を閉じたと
きには第２の開閉弁１９が開けられて、吸気はインター
クーラ１４を通過することなくバイパス通路１６を通っ
てスワールポート３から燃焼室に供給される。これら第
１、第２の開閉弁１８．１９はアクチュエータ２０．２
１によって開閉動作が行なわれ、これらアクシュエータ
２ｏ、２１はコントロールＵからの信号に基づいて制御
される。

第１図中、符号２２．２３はセンサで、センサ２２はス
ロットル弁１２の開度（エンジン負荷）を検出するもの
である。上記センサ２３はエンジン回転数を検出するも
のである。

このコントロールユニットＵによる第１、第２の開閉弁
１８．１９の具体的な制御内容を説明するに先立って、
前記吸気弁及び排気弁のバルブタイミングについて説明
する。

第３図は吸気弁、排気弁のバルブタイミングを示すもの
で、第１の吸気ポート（スワールポート）３に配設され
た第１の吸気弁（第２図中、実線Ｉで示す）は、第２の
吸気ポート４に配設され、た第２の吸気弁（第２図中、
破線■で示す）よりも遅く閉じるように設定されている
。すなわち、スワールポート３の吸気弁は、その閉じタ
イミングが、いわゆる吸気遅閉じとされて、これにより
低負荷運転時におけるボンピングロスの低減が図られて
いる。この吸気遅閉じによるボンピングロス低減は従来
から既知であるので、その詳細は省略する。

以上のことを前提として、第１、第２の開閉弁１８．１
９の制御の一例を、第２図を参照しつつ、第４図に示す
フローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳｌ（以下、ｒＳＪを付してステップ番
号を表わす）において、制御に必要とされる各種情報を
入力した後、Ｓ２において、現在のエンジン回転数Ｎｅ
が所定回転数Ｎｏ（第２図参照）以下であるか否かの判
別が行なわれ、ＹＥＳのときにはＳ３に進んで現在のエ
ンジン負荷Ｐｅが所定値Ｐｏ（第２図参照）以下である
か否かの判別が行なわれる。このＳ３でＹＥＳと判定さ
れたとき、つまり低回転低負荷運転のときにはＳ４に進
んで、第１の開閉弁１８が閉じられ、他方第２の開閉弁
１９が開かれて（第２図参照）、吸気はインタークーラ
１４を経ることなくバイパス通路１６を通ってスワール
ポート３から燃焼室　　　−へ供給される。

上記Ｓ３において、Ｎｏのとき、つまり低回転高負荷運
転のときには、Ｓ５に進んで、第１の開閉弁１８が開か
れ、他方第２の開閉弁１９が閉じられて（第２図参照）
、吸気は主吸気通路１１を通ってインタークーラ１４で
冷やされた後に第２の吸気ポート４から燃焼室へ供給さ
れる。

また、前記Ｓ２において、Ｎｏのとき、つまり高回転運
転のときには、Ｓ６に進んで、第１、第２の開閉弁１８
．１９が共に開かれ（第２図参照）、吸気は主吸気通路
１１及びバイパス通路１６を共に使って行なわれる。

以上の構成において、圧縮行程において燃焼室の温度上
昇が小さい低回転低負荷運転時には、インタークーラ１
４で冷やされることなくバイパス通路１６を通って吸気
が行なわれるため、過給機１３を経ることに伴う吸気の
温度上昇をそのまま利用して燃料の気化霧化が促進され
ることになる。また、バイパス通路１６の下流端がスワ
ールポート３に接続されているため、このスワールポー
ト３で生成されるスワールＳによって燃料の気化霧化が
一層促進されることになる。特に、本実施例にあっては
スワールポート３を開閉する吸゛気弁が吸気遅閉じとさ
れているため、圧縮行程における燃焼室内温度上昇が小
さいことに対して、スワールＳによって燃料の気化霧化
性が確保され、低回転低負荷運転時における運転状態を
安定させることが可能となる。

第５図以後の図面は、本発明の第２実施例を示すもので
ある。この第２の実施例の説明にあたり、上記第１実施
例と同一要素には同一の参照符号を付すことにより、そ
の説明を省略し、以下に、この第２実施例の特徴部分に
ついてのみ説明を加える。

本実施例においては、第５図に示すように、主吸気通路
１１の下流端が２又に分岐されて、各分岐通路１１ａ、
ｌｌｂが、夫々、吸気ポート３０．３１に接続されてい
る。これら吸気ポート３０．３１のうち、第２の吸気ポ
ート３１には、小径とされた第３の吸気ポート３２が形
成され、この第３の吸気ポート３２は、第６図に示すよ
うに、ペンタルーフ型とされた燃焼室３３の排気ポート
６側の土壁面３３ａに指向されて、この第３の吸気ポー
ト３２によって、同図（第６図）に示すように、燃焼室
３３に上下方向の渦流（タンブル）Ｔを生成するように
なっている。尚、第６図中、符号３４はピストンである
。

そして、バイパス通路１６は、その下流端が第５図に示
すように、上記第３の吸気ポート３２に接続され、本実
施例にあっては主吸気通路１１に配設された第１の開閉
弁１８を閉じることによってバイパス通路１６から第３
の吸気ポート３２を通って吸気が行なわれるようになっ
ている。尚、第５図中、符号３３は燃料噴射弁である。

第１の開閉弁１８の開閉制御の一例を第７図に、示すフ
ローチャートに基づいて説明すると、先ずＳＩＯにおい
て各種情報の入力を行なった後、Ｓ１１で現在の運転状
態が低回転低負荷領域にあるか否かの判別が行なわれる
。このＳｌｌにおいて、ＹＥＳのときには、Ｓ１２に進
んで開閉弁１８が閉じられ、他方Ｎｏのときには、Ｓ１
３へ進んで開閉弁１８が−かれる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこれに限ら
れることなく、例えば第１実施例におけるスワールポー
ト３の開閉タイミングを早める、つまり排気ポート６の
開放時期とスワールポート３の開放時期とのオーバラッ
プ期間を大きくして、燃焼室の掃気を確実なものとする
型式のエンジンに対して適用してもよい。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イン
タークーラをバイパスするバイパス通路の下流端が燃焼
室内に渦流を生じさせる吸気ポートに接続されているた
め、低回転低負荷運転における燃料の気化霧化を燃焼室
内の渦流によって一層向上させることができ、これによ
って当該領域における運転状態を安定化させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は第１実施例を示すもので、第１図は第１実施例の全体系統図、第２図は各開閉弁の作動領域図、第３図は排気弁と吸気弁のバルブタイミングを表わす図
、第４図は制御の一例を示すフローチャート。第５図乃至第７図は第２実施例を示すもので、第５図は
第２実施例の全体系統図、第６図は気筒の縦断面図、第７図は制御の一例を示すフローチャート。１：エンジン本体２：気筒３ニスワールポート１０：吸気系１１：主吸気通路１３：過給機１４：インタークーラ１６：バイパス通路１８：第１の開閉弁１９：第２の開閉弁２０．２１：開閉弁用アクチュエータ２２：スロットル開度センサ２３：エンジン回転数センサ３２：第３の吸気ポート（タンブル生成用ポート）Ｕ：コントロールユニットＳニスワールＴ：タンブル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室に連なる主吸気通路に、上流側から下流側
へ向けて、順に、過給機とインタークーラとが配設され
、前記主吸気通路には、前記インタークーラをバイパス
するバイパス通路が付設されて、低回転低負荷運転時に
は、前記バイパス通路を通って吸気を行なうようにされ
たエンジンにおいて、前記バイパス通路は、その下流側が、主吸気通路が接続
される主吸気ポートとは別に前記燃焼室に渦流を生じさ
せる渦流生成用吸気ポートに接続され、前記主吸気通路には、前記バイパス通路の上流端が接続
された部位よりも下流側であって前記インタークーラよ
りも上流側に、低回転低負荷運転時に閉じられ、それ以
外の運転領域では開かれる開閉弁が配設されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。