JPH0531219Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は吸気流動を制御する制御弁が設けら
れた内燃機関の吸気装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関においては低負荷域には燃焼
室内に強い吸気流動（スワール）を生成させて燃
焼効率を向上させる一方、高負荷域にはスワール
を抑えて吸気効率を向上させ出力の向上を図る必
要がある。このため従来では、実開昭61−6630号
公報に記載されているように、絞り弁下流にスワ
ール制御弁を設ける等して吸気流動を制御し所望
のスワールを得ようとしている。

上記公報のものは、第７図に示すように、絞り
弁下流の吸気マニホニルド１０１内吸気通路１０
３が屈曲形成され、この屈曲形成部位１０５の吸
気通路中心線１０７を含む面に略直交する弁軸１
０９を有するスワール制御弁１１１が、屈曲形成
部位１０５の下流側近くに設けられている。そし
て、機関高負荷域のスワール制御弁１１１が全開
となるときには、スワール制御弁１１１は吸気通
路１０３と略平行となるよう設定されている。こ
の全開時にはスワール制御弁１１１を境にして屈
曲形成部位１０５の外周側流路１１３と内周側流
路１１５とが形成され、屈曲形成部位１０５を流
れる吸気の遠心力により、外周側流路１１３の方
が内周側流路１１５より吸気密度が高くなつてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ このため、上記従来例のように、スワール制御
弁がその全開時に吸気通路と常に平行に設けられ
たものであると、吸気密度が高く吸気量が多い外
周側流路１１３の入口が吸気量の割には狭いもの
となり、吸気の大部分がスワール制御弁に当たる
等してスワール制御弁の影響を受けて乱れ、大き
な吸気抵抗が発生する結果吸気効率が低下すると
いう問題がある。

この考案は上記のような問題点に着目してなさ
れたもので、制御弁全開時での吸気抵抗を低下さ
せ、吸気効率を向上させた内燃機関の吸気装置の
提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの考案は、屈曲
形成された吸気通路中心線を含む平面に略直交す
る弁軸を有する制御弁を絞り弁下流かつ前記屈曲
形成部位下流側近くに設けて、前記制御弁の最大
開度時にて制御弁を境にして前記屈曲形成部位の
外周側流路と内周側流路とを形成し、前記制御弁
の最大開度時には前記外周側流路の上流側部位を
外周側流路の下流側部位より流路断面積を大きく
設定する構成とした。

［作用］ 機関高負荷時には制御弁は全開となる。このと
き制御弁は吸気通路に対し傾き、制御弁を境にし
て吸気通路の外周側流路の上流側部位が下流側部
位より流路断面積が大きくなつており、制御弁部
の外周側流路の入口部が広くなつている。このた
め、遠心力により外周側流路を流れる吸気量が多
くなつても、吸気は広くなつている入口部から制
御弁部にスムーズに流入し、ここでの吸気抵抗が
抑制される。

［実施例］ 以下、図面に基づきこの考案の実施例を説明す
る。

第１図はこの考案の第１の実施例を示すもの
で、シリンダヘツド１には吸気マニホールド３が
装着され、この吸気マニホールド３は、図中で下
方に凸となる屈曲部５に連続してシリンダヘツド
１側には屈曲形成部位７が設けられ、吸気マニホ
ールド３内の吸気通路９はシリンダヘツド１内の
吸気ポート１１に連通している。吸気ポート１１
は吸気弁１３により開閉される。また、吸気マニ
ホールド３の上流側には図外の絞り弁が設けられ
ている。なお、符号１５は燃焼室、１７は排気ポ
ート、１９は排気弁である。

上記屈曲形成部位７の下流側近くには、吸気通
路９を開閉し吸気流動を制御するスワール制御弁
２１が設けられている。スワール制御弁２１は、
屈曲形成部位７の吸気通路中心線２３を平面に略
直交する弁軸２５を有し、機関高負荷域の最大開
度時には吸気通路中心線２３に対し図中で左下り
に約10°傾斜している。この最大開度時にはスワ
ール制御弁２１を境にして外周側流路２７と内周
側流路２９とが形成されるが、吸気通過時には屈
曲形成されていることによる遠心力により、外周
側流路２７を流れる吸気の密度が内周側流路２９
を流れる吸気の密度に比べて高くなる。そして、
上記したように、スワール制御弁２１が吸気通路
中心線２３に対し左下に傾斜していることによ
り、外周側流路２７の上流側部位２７ａの流路面
積は外周側流路２７の下流側部位２７ｂの流路断
面積より大きくなつてスワール制御弁２１におけ
る外周側流路２７の入口部が広くなつている。

このような構成の吸気装置において、機関高負
荷域時にはスワール制御弁２１は最大開度状態と
なる。このときスワール制御弁２１は吸気通路中
心線２３に対し図中で左下りに約10°傾斜し、外
周側流路２７の上流側部位２７ａの流路断面積は
下流側部位２７ｂのそれより大きい状態となる。
一方、吸気通路９を流れる吸気はその屈曲形成部
位７にて遠心力の作用を受けて外周側の方が内周
側より吸気密度が高くなつており、このためスワ
ール制御弁２１を境にした外周側流路２７も内周
側流路２９に比べて吸気密度が高くなつている。

このように屈曲形成部位７では外周側が吸気密
度が高くなつているが、スワール制御弁２１はそ
の最大開度時にて外周側流路２７の上流側部位２
７ａが下流側部位２７ｂより流路断面積が大き
く、外周側流路２７の入口部が広くなつているの
で、吸気流はスワール制御弁２１に干渉されにく
くスムーズにスワール制御弁部を通過する。この
ため、ここでの吸気抵抗は極めて小さく、吸気効
率の低下は防止される。

第２図は、機関回転数に対する出力及び体積効
率（吸気効率）の実験結果を従来例（破線）とこ
の実施例（実線）とで比較したものである。これ
によると、機関回転数が高負荷域である5600rpm
のとき、出力においては3PS向上し、体積効率に
ついては2.1％向上している。ただし第２図のデ
ータはスワール制御弁２１付近の吸気通路径を他
の吸気通路径より1.5mm大きくしたものについて
ものである。このようにスワール制御弁２１付近
の吸気通路径を大きくしたものは、そうでないも
のに比べ、スワール制御弁２１がその最大開度時
において吸気通路中心線２３と平行状態のものに
ついて出力については3PS、体積効率については
0.8％それぞれ向上する。したがつて、スワール
制御弁２１付近の吸気通路径を1.5mm大きくし、
更に最大開度時でのスワール制御弁２１を傾斜さ
せることにより、出力で6PS、体積効率で2.9％
それぞれ向上することになる。

また、第３図は、第４図の吸気装置の模式図に
おけるスワール制御弁２１の最大開度時での開き
角に対する出力の関係を示したもので、これによ
ると開き角が前述した傾斜角である＋10°のとき
が最も高い出力が得られることがわかる。

第５図は第２の実施例を示す。この実施例は、
吸気マニホールド３１の各ブランチ３３内吸気通
路３５の屈曲形成部位３７下流側近くに設けられ
た各スワール制御弁３９をリンク機構４１にて連
動連結したものである。各スワーク制御弁３９の
弁軸４３は互いに平行であり、この弁軸４３には
第１のリンク４５の一端が固定されている。図中
で上部側の２つの第１のリンク４５の他端はピン
４７を介して第２のリンク４９が第１のリンク４
５に対し回動可能に設けられる一方、図中で下部
側の２つの第１のリンク４５の他端はピン５１を
介して第２のリンク５３が第１のリンク４５に対
し回動可能に設けられている。そして、各第２の
リンク４９，５３の互いに近接する側の端部は、
駆動軸５５を中心に回動する回動部材５７の両端
部にピン５９，６１を介して回動可能に連結され
ている。

この場合も、弁軸４３は屈曲形成部位３７の吸
気通路中心線６３を含む平面に略直交し、各スワ
ール制御弁２１は、その最大開度時にて吸気通路
中心線６３に対し若干傾斜している。この傾斜に
よりスワール制御弁２１を境にして内周側流路６
５に対する外周側流路６７の上流側部位６７ａの
流路断面積は、外周側流路６７の下流側部位６７
ｂの流路断面積より大きくなつてスワール制御弁
２１における外周側流路６７の入口部が広くなつ
ている。したがつて、この実施例においても、第
１の実施例と同様に、外周側流路６７を流れる吸
気の密度が高くても、吸気はスワール制御弁３９
に干渉されにくくスムーズに流れ、ここでの吸気
抵抗は小さいものとなつて吸気効率の低下は防止
される。

第６図は第３の実施例を示す。なお、ここでは
第１の実施例と同一構成要素には同一符号を付し
てある。この実施例は、全開時でのスワール制御
弁２１は従来と同様に吸気通路９と平行である
が、スワール制御弁２１全開時での外周側流路２
７の上流側部位２７ａ付近外方側の吸気マニホー
ルド３を外方側に若干膨ませることで、上流側部
位２７ａの流路断面積を下流側部位２７ｂの流路
断面積より大きくしたものである。これにより、
この実施例においても前述の各実施例と同様に吸
気効率の低下は防止される。

なお、上記各実施例共、図示していない燃料噴
射弁を外周側流路２７，６７の流路断面積の小さ
くなつた下流側部位２７ｂ，６７ｂ後流に設ける
ことで、小さくなつた流路断面積部を通る高速の
吸気流により、噴射された燃料の霧化が促進さ
れ、燃料効率の向上及び点火プラグのくすぶり防
止が期待できる。

［考案の効果］ 以上のようにこの考案によれば、吸気通路の屈
曲形成された部位下流に設けた制御弁の最大開度
時における外周側流路の上流側部位を下流側部位
より流路断面積を大きくしたため、吸気は制御弁
の影響を受けにくくスムーズに制御弁部を通過
し、ここでの吸気抵抗は小さくなり、吸気効率の
低下は防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの考案の第１の実施例に
係わり、第１図は吸気装置の断面図、第２図は機
関回転数に対する体積効率及び出力の関係を示す
説明図、第３図はスワール制御弁の最大開度時で
の開き角と出力との関係を示す説明図、第４図は
吸気装置の模式図、第５図は第２の実施例の吸気
装置の構成図、第６図は第３の実施例の吸気装置
の断面図、第７図は従来の吸気装置の断面図であ
る。 ７……屈曲形成部位、２１……スワール制御
弁、２３……吸気通路中心線、２５……弁軸、２
７……外周側流路、２７ａ……上流側部位、２７
ｂ……下流側部位、２９……内周側流路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 屈曲形成された吸気通路中心線を含む平面に略
   直交する弁軸を有する制御弁を絞り弁下流かつ前
   記屈曲形成部位下流側近くに設けて、前記制御弁
   の最大開度時にて制御弁を境にして前記屈曲形成
   部位の外周側流路と内周側流路とを形成し、前記
   制御弁の最大開度時には前記外周側流路の上流側
   部位を外周側流路の下流側部位より流路断面積を
   大きく設定したことを特徴とする内燃機関の吸気
   装置。