JPH06264751A - Internal combustion engine intake system - Google Patents

Internal combustion engine intake system

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JPH06264751A
JPH06264751A JP5050893A JP5089393A JPH06264751A JP H06264751 A JPH06264751 A JP H06264751A JP 5050893 A JP5050893 A JP 5050893A JP 5089393 A JP5089393 A JP 5089393A JP H06264751 A JPH06264751 A JP H06264751A
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JP
Japan
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control valve
swirl control
engine
air assist
swirl
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Japanese (ja)
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Hiroaki Okane
宏明 大金
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Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関低温時から燃焼室内に運転状態に合った
ガス流動を確保する。 【構成】 吸気系に、エアアシストインジェクタ13を
設置すると共に、所定の切欠きを設けたスワールコント
ロールバルブ15を有する内燃機関において、機関の運
転条件を検出する手段と、スワールコントロールバルブ
15を全開、半開、全閉の各位置に駆動可能なアクチュ
エータ22と、機関温度が所定値より低い機関低負荷域
にエアアシストインジェクタ13のエアアシストを行
い、スワールコントロールバルブ15を全閉位置に、機
関温度が所定値以上の機関低負荷域から部分負荷域にエ
アアシストインジェクタ13のエアアシストを停止し、
スワールコントロールバルブ15を半開位置に、これら
以外の運転域にスワールコントロールバルブ15を全開
位置に制御する制御手段26とを設けると共に、スワー
ルコントロールバルブ15の少なくとも非切欠き側に対
する吸気通路11内面をスワールコントロールバルブ1
5の全閉位置から半開位置までバルブ15の回転軌跡に
沿って形成する。
(57) [Summary] [Purpose] To ensure a gas flow in the combustion chamber that suits the operating conditions even when the engine temperature is low. In an internal combustion engine having an air assist injector 13 installed in an intake system and having a swirl control valve 15 provided with a predetermined cutout, a means for detecting an operating condition of the engine and a fully open swirl control valve 15, The actuator 22 that can be driven to each of the half-open and fully-closed positions and the air assist of the air assist injector 13 in the engine low load region where the engine temperature is lower than a predetermined value are performed. The air assist of the air assist injector 13 is stopped from the engine low load region above a predetermined value to the partial load region,
The swirl control valve 15 is provided at a half-open position, and a control means 26 for controlling the swirl control valve 15 at a fully open position is provided in an operating region other than these, and at least the inner surface of the intake passage 11 with respect to the non-notched side of the swirl control valve 15 is swirled. Control valve 1
The valve 5 is formed from the fully closed position to the half open position along the rotational trajectory of the valve 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の吸気装置に、吸気ポート近傍
にスワールコントロールバルブを、また燃料噴口近傍に
補助空気(アシストエア)を導入するエアアシストイン
ジェクタを設けたものがある。
2. Description of the Related Art An intake system for an internal combustion engine is provided with a swirl control valve near an intake port and an air assist injector for introducing auxiliary air (assist air) near a fuel injection port.

【0003】スワールコントロールバルブを閉じると、
バルブに形成した所定の切欠部のみから吸気が流入する
ようになり、燃焼室内に強いスワール(ガス流動)が発
生する。
When the swirl control valve is closed,
The intake air flows in only through a predetermined notch formed in the valve, and a strong swirl (gas flow) is generated in the combustion chamber.

【0004】エアアシストインジェクタの燃料噴口近傍
に、スロットル弁上流からエアアシスト通路を介してア
シストエアを導き、燃料噴霧の微粒化を促進する。
Assist air is guided to the vicinity of the fuel injection port of the air assist injector from the upstream side of the throttle valve via the air assist passage to promote atomization of the fuel spray.

【0005】このようなガス流動の強化、燃料の微粒化
の促進により、NOxの増加を抑えつつ、希薄燃焼を行
うようになっている(実開平1ー76558号公報等参
照)。
By strengthening the gas flow and promoting the atomization of fuel in this way, lean combustion is performed while suppressing an increase in NOx (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-76558, etc.).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来装置では、スワールコントロールバルブの切欠部
の大きさが固定であるため、機関の低負荷域から高負荷
域まで広範囲の運転域で、必ずしも要求のガス流動は得
られない。
However, in such a conventional device, since the size of the notch of the swirl control valve is fixed, it is not always required in a wide operating range of the engine from a low load region to a high load region. No gas flow is obtained.

【0007】例えば、スワールコントロールバルブの切
欠きが大きいと、機関の冷却水温が低く、エアアシスト
インジェクタからエアアシストが行われるときは、低負
荷域にバルブが全閉状態でも、吸気の速度が弱くなって
要求通りのガス流動を保てない。
For example, if the notch of the swirl control valve is large, the cooling water temperature of the engine is low, and when air assist is performed from the air assist injector, the intake speed is low even in the low load region even when the valve is fully closed. As a result, the desired gas flow cannot be maintained.

【0008】また、スワールコントロールバルブの切欠
きが小さいと、暖機が進めば、部分負荷域等にバルブが
全閉状態だと、切欠部からしか吸気が流入しないため、
その分抵抗となってしまう。このとき、バルブを全開し
たのでは、ガス流動が極端に低下する。
If the notch of the swirl control valve is small, intake air will flow only from the notch when the valve is fully closed in the partial load range when warming up.
It becomes resistance for that amount. At this time, if the valve is fully opened, the gas flow extremely decreases.

【0009】半面、切欠きの大きさによらず、スワール
コントロールバルブを開いていくと、切欠部だけでなく
バルブの周囲から吸気が流入する。このため、バルブを
開いた状態では、バルブの開口率を下げても吸気の流れ
が分散して、運転域に合ったガス流動が得にくいのであ
る。
On the other hand, regardless of the size of the notch, when the swirl control valve is opened, intake air flows in not only from the notch but also around the valve. Therefore, when the valve is open, the flow of intake air is dispersed even if the opening ratio of the valve is reduced, and it is difficult to obtain a gas flow suitable for the operating range.

【0010】したがって、燃焼の改善に限界があった。Therefore, there is a limit to the improvement of combustion.

【0011】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
An object of the present invention is to solve such a problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、吸気系
に、エアアシストインジェクタを設置すると共に、所定
の切欠きを設けたスワールコントロールバルブを有する
内燃機関において、機関の運転条件を検出する手段と、
スワールコントロールバルブを全開、半開、全閉の各位
置に駆動可能なアクチュエータと、機関温度が所定値よ
り低い機関低負荷域にエアアシストインジェクタのエア
アシストを行い、スワールコントロールバルブを全閉位
置に、機関温度が所定値以上の機関低負荷域から部分負
荷域にエアアシストインジェクタのエアアシストを停止
し、スワールコントロールバルブを半開位置に、これら
以外の運転域にスワールコントロールバルブを全開位置
に制御する制御手段とを設けると共に、スワールコント
ロールバルブの少なくとも非切欠き側に対する吸気通路
内面をスワールコントロールバルブの全閉位置から半開
位置までバルブの回転軌跡に沿って形成する。
According to a first aspect of the present invention, an operating condition of an engine is detected in an internal combustion engine having an air assist injector installed in an intake system and a swirl control valve provided with a predetermined notch. Means and
An actuator that can drive the swirl control valve to each position of fully open, half open, and fully closed, and air assist the air assist injector to the engine low load range where the engine temperature is lower than the specified value, and put the swirl control valve to the fully closed position. Control to stop the air assist of the air assist injector from the engine low load range where the engine temperature is above a predetermined value to the partial load range, and control the swirl control valve to the half open position and the swirl control valve to the fully open position in other operating ranges. And the inner surface of the intake passage for at least the non-notched side of the swirl control valve is formed from the fully closed position to the half open position of the swirl control valve along the rotational trajectory of the valve.

【0013】第2の発明は、前記スワールコントロール
バルブのアクチュエータに全閉位置を規制する温度感応
型のサーモワックスを設ける。
According to a second aspect of the present invention, the actuator of the swirl control valve is provided with a temperature-sensitive thermowax that regulates the fully closed position.

【0014】[0014]

【作用】第1の発明は、エアアシストインジェクタから
エアアシストを行うとき、機関の低負荷域にスワールコ
ントロールバルブを全閉、それ以外の負荷域にスワール
コントロールバルブを全開する。即ち、エアアシストに
よって燃料の微粒化を図り、低負荷域にスワールコント
ロールバルブの小さな切欠きから吸気を流入させること
で、燃焼室内に所定のガス流動を生成する一方、それほ
どガス流動を必要としない運転域は、スワールコントロ
ールバルブを全開することで、吸気の抵抗を抑える。
In the first aspect of the invention, when air assist is performed from the air assist injector, the swirl control valve is fully closed in the low load region of the engine, and the swirl control valve is fully opened in the other load regions. That is, by atomizing the fuel by air assist, and by making the intake air flow into the low load region through the small notch of the swirl control valve, a predetermined gas flow is generated in the combustion chamber, but not so much gas flow is required. In the operating range, fully open the swirl control valve to reduce the intake resistance.

【0015】機関温度が高く、非エアアシスト時は、部
分負荷域以下でスワールコントロールバルブを半開、そ
れ以外の高負荷域にスワールコントロールバルブを全開
する。これにより、低負荷域から部分負荷域に要求のガ
ス流動を確保すると共に、高負荷域に吸気をスムーズに
流入させる。
When the engine temperature is high and the air is not assisted, the swirl control valve is half-opened in the partial load range or less, and fully opened in the other high load range. This ensures the required gas flow from the low load range to the partial load range, and allows the intake air to smoothly flow into the high load range.

【0016】この場合、スワールコントロールバルブの
少なくとも非切欠き側に対する吸気通路内面を、スワー
ルコントロールバルブの全閉位置から半開位置までスワ
ールコントロールバルブの回転軌跡に沿って形成、つま
りスワールコントロールバルブの半開以下では吸気はす
べて切欠き側から流入する。したがって、スワールコン
トロールバルブの開口率を高くしながらも、吸気が一方
向からのみ流入するため、部分負荷域に吸気のスムーズ
な流入を保ちつつ、低負荷域から要求通りのガス流動が
確保される。
In this case, the inner surface of the intake passage for at least the non-notched side of the swirl control valve is formed along the rotation locus of the swirl control valve from the fully closed position to the half open position of the swirl control valve, that is, below the half open position of the swirl control valve. Then, all the intake air flows from the notch side. Therefore, while increasing the opening ratio of the swirl control valve, the intake air flows in only from one direction, so that the desired gas flow is ensured from the low load area while maintaining the smooth intake air flow in the partial load area. .

【0017】第2の発明は、機関温度に応動するサーモ
ワックスによりスワールコントロールバルブの全閉位置
を規制、即ち機関温度の極低温時にスワールコントロー
ルバルブの全閉位置を保ち、機関温度の上昇に応じてス
ワールコントロールバルブを開いていき、機関温度が所
定値ではスワールコントロールバルブの半開位置を保
つ。
A second aspect of the present invention regulates the fully closed position of the swirl control valve by a thermowax that responds to the engine temperature, that is, maintains the fully closed position of the swirl control valve when the engine temperature is extremely low, and responds to an increase in the engine temperature. Open the swirl control valve, and keep the swirl control valve in the half-open position when the engine temperature is the specified value.

【0018】これにより、スワールコントロールバルブ
の開閉は全閉、全開の動作ですむ。また、この場合機関
温度の低温時にも温度の上昇に伴ってスワールコントロ
ールバルブの開口率が高くなり、吸気のスムーズな流入
が確保される。
As a result, the swirl control valve can be fully opened and closed. Further, in this case, even when the engine temperature is low, the opening ratio of the swirl control valve increases as the temperature rises, and a smooth inflow of intake air is secured.

【0019】[0019]

【実施例】図1〜図3は本発明の実施例を示すもので、
10はエンジン本体、11は吸気通路、12はスロット
ル弁である。エアアシストインジェクタ13は吸気通路
11の吸気ポート14側に設置され、スワールコントロ
ールバルブ(SCV)15はその直上流の吸気ポート1
4近傍に介装される。
1 to 3 show an embodiment of the present invention.
Reference numeral 10 is an engine body, 11 is an intake passage, and 12 is a throttle valve. The air assist injector 13 is installed on the intake port 14 side of the intake passage 11, and the swirl control valve (SCV) 15 is located immediately upstream of the intake port 1.
It is installed in the vicinity of 4.

【0020】エアアシストインジェクタ13には、スロ
ットル弁12の上流から燃料噴口近傍に補助空気を導く
エアアシスト通路16が設けられ、エアアシスト通路1
6にカットオフソレノイド17が設置される。
The air assist injector 13 is provided with an air assist passage 16 for guiding auxiliary air from the upstream side of the throttle valve 12 to the vicinity of the fuel injection port.
A cutoff solenoid 17 is installed at 6.

【0021】カットオフソレノイド17が開かれると、
エアアシスト通路16からのアシストエアにより、エア
アシストインジェクタ13からの燃料噴霧の微粒化が進
められる。
When the cutoff solenoid 17 is opened,
The assist air from the air assist passage 16 promotes atomization of the fuel spray from the air assist injector 13.

【0022】スワールコントロールバルブ15には、エ
アアシストインジェクタ13側に所定の大きさの切欠部
18が形成され、その回動軸19を中心に非切欠き側の
吸気通路11内面が、スワールコントロールバルブ15
の全閉位置(図2の実線で示す)から半開位置(図2の
点線で示す)までスワールコントロールバルブ15の回
転軌跡に沿う湾曲部20に形成される。
The swirl control valve 15 is formed with a notch 18 of a predetermined size on the air assist injector 13 side, and the inner surface of the intake passage 11 on the non-notch side is centered around the pivot shaft 19 of the swirl control valve 15. 15
From the fully closed position (shown by the solid line in FIG. 2) to the half open position (shown by the dotted line in FIG. 2) on the curved portion 20 along the rotation locus of the swirl control valve 15.

【0023】スワールコントロールバルブ15が開かれ
ても、半開以内では、図4のように吸気は切欠部18お
よび切欠き側のバルブ周囲のみから流入される。
Even if the swirl control valve 15 is opened, the intake air flows in only from the cutout portion 18 and the periphery of the cutout side valve as shown in FIG.

【0024】この場合、図5、図6のようにスワールコ
ントロールバルブ15の非切欠き部分に対するすべての
吸気通路11内面を、スワールコントロールバルブ15
の全閉位置から半開位置までスワールコントロールバル
ブ15の回転軌跡に沿う湾曲部20に形成しても良い。
In this case, as shown in FIGS. 5 and 6, all the inner surfaces of the intake passage 11 with respect to the non-notched portion of the swirl control valve 15 are covered with the swirl control valve 15.
The curved portion 20 may be formed along the rotation locus of the swirl control valve 15 from the fully closed position to the half open position.

【0025】スワールコントロールバルブ15の回動軸
19は、レバー21を介してダイヤフラム装置22に連
結される。ダイヤフラム装置22の負圧室には負圧通路
23を介してスロットル弁12の下流から吸入負圧が導
かれ、負圧通路23の途中にその負圧を希釈制御するデ
ューティソレノイド24が設置される。
The rotating shaft 19 of the swirl control valve 15 is connected to a diaphragm device 22 via a lever 21. A suction negative pressure is introduced into the negative pressure chamber of the diaphragm device 22 from the downstream side of the throttle valve 12 via the negative pressure passage 23, and a duty solenoid 24 for controlling dilution of the negative pressure is installed in the middle of the negative pressure passage 23. .

【0026】デューティソレノイド24を介してダイヤ
フラム装置22への負圧を制御することにより、スワー
ルコントロールバルブ15は全閉位置から全開位置まで
任意の開度に駆動される。
By controlling the negative pressure to the diaphragm device 22 via the duty solenoid 24, the swirl control valve 15 is driven to an arbitrary opening degree from the fully closed position to the fully open position.

【0027】ここで、スワールコントロールバルブ15
の切欠部18の大きさは、全閉位置にて開口率が約10
%になるように、またスワールコントロールバルブ15
の半開位置は、開口率が約40%になるように設定され
る。
Here, the swirl control valve 15
The size of the cutout portion 18 is about 10 at the fully closed position.
%, And swirl control valve 15
The half open position is set so that the aperture ratio is about 40%.

【0028】エンジンの運転条件検出手段として、図示
しないがエンジンの吸入空気量を検出する空気量セン
サ、スロットル弁12の開度を検出するスロットル開度
センサ、ならびにエンジンの冷却水温(機関温度)を検
出する水温センサ25等が設けられる。
As the engine operating condition detecting means, an air amount sensor (not shown) for detecting the intake air amount of the engine, a throttle opening sensor for detecting the opening of the throttle valve 12, and an engine cooling water temperature (engine temperature) are used. A water temperature sensor 25 for detecting is provided.

【0029】これらの信号はコントロールユニット26
に入力され、コントロールユニット26によりこれらの
信号に基づいて、前記カットオフソレノイド17、デュ
ーティソレノイド24が制御、つまりエアアシストイン
ジェクタ13のエアアシスト、スワールコントロールバ
ルブ15の開度が制御される。
These signals are sent to the control unit 26.
Based on these signals, the control unit 26 controls the cutoff solenoid 17 and the duty solenoid 24, that is, the air assist of the air assist injector 13 and the opening of the swirl control valve 15.

【0030】次に、その制御および作用を説明する。Next, the control and operation will be described.

【0031】図7のフローチャートに示すように、まず
冷却水温Twを読込み、所定値T1と比較する(ステッ
プ101,102)。
As shown in the flow chart of FIG. 7, first, the cooling water temperature Tw is read and compared with a predetermined value T 1 (steps 101 and 102).

【0032】冷却ステップTwが所定値T1より低いと
きは、アシストエアバルブ(カットオフソレノイド1
7)を開くと共に、吸入空気量Qaを所定値Q1と比較
し、このとき吸入空気量Qaが所定値Q1以下であれば
(低負荷域)、スワールコントロールバルブ15を全閉
し、吸入空気量Qaが所定値Q1を越えていれば(部分
負荷域以上)、スワールコントロールバルブ15を全開
する(ステップ103〜106,113)。
When the cooling step Tw is lower than the predetermined value T 1 , the assist air valve (cutoff solenoid 1
Opens the 7), the intake air quantity Qa is compared with a predetermined value Q 1, if the intake air quantity Qa at this time is equal to or less than a predetermined value Q 1 (low load), it closes the swirl control valve 15 fully, inhalation If the air amount Qa exceeds the predetermined value Q 1 (more than the partial load range), the swirl control valve 15 is fully opened (steps 103 to 106, 113).

【0033】冷却水温Twが所定値T1以上のときは、
アシストエアバルブ17を閉じる(エアアシストを停止
する)と共に、このとき吸入空気量Qaが所定値Q2
下であれば(部分負荷域以下)、スワールコントロール
バルブ15を半開し、吸入空気量Qaが所定値Q2を越
えていれば(高負荷域)、スワールコントロールバルブ
15を全開する(ステップ107〜110,113)。
When the cooling water temperature Tw is equal to or higher than the predetermined value T 1 ,
The assist air valve 17 is closed (air assist is stopped), and if the intake air amount Qa is equal to or less than the predetermined value Q 2 (partial load range or less) at this time, the swirl control valve 15 is half-opened to set the intake air amount Qa to the predetermined value. if it exceeds the value Q 2 (high load region), to fully open the swirl control valve 15 (step 107~110,113).

【0034】図8に制御条件、制御領域を示す。FIG. 8 shows control conditions and control areas.

【0035】なお、スロットル弁12が急開される急加
速時等には、スワールコントロールバルブ15を全開す
る(図7のステップ111〜113)。
When the throttle valve 12 is suddenly opened and suddenly accelerated, the swirl control valve 15 is fully opened (steps 111 to 113 in FIG. 7).

【0036】即ち、冷却水温が低いときは、エアアシス
トインジェクタ13からエアアシストが行われる。
That is, when the temperature of the cooling water is low, air assist is performed from the air assist injector 13.

【0037】このとき、低負荷域ではスワールコントロ
ールバルブ15が全閉され、その小さな切欠部18から
吸気が流入される。
At this time, in the low load range, the swirl control valve 15 is fully closed, and intake air flows in through the small cutout portion 18.

【0038】このため、エアアシストインジェクタ13
からの燃料の微粒化が促進されると共に、燃焼室内のガ
ス流動が強化され、その燃料の微粒化とガス流動とによ
って良好な燃焼が維持され、低温時の排気エミッション
が低減される。
Therefore, the air assist injector 13
The atomization of the fuel from the fuel is promoted, the gas flow in the combustion chamber is strengthened, and good combustion is maintained by the atomization of the fuel and the gas flow, and the exhaust emission at low temperature is reduced.

【0039】低温始動直後は排気系に設置された三元触
媒の活性化が十分でなく、したがってこの時点で排気バ
ルブから流出するエミッションの低減は、暖機後に比べ
て大きな効果が得られ、この場合エアアシスト量に関係
して開口率(切欠部18)約10%が適正である。
Immediately after the cold start, the three-way catalyst installed in the exhaust system is not sufficiently activated. Therefore, the reduction of the emission flowing out from the exhaust valve at this time has a great effect as compared with after the warm-up. In this case, an aperture ratio (notch 18) of about 10% is appropriate in relation to the air assist amount.

【0040】低負荷域以外では、スワールコントロール
バルブ15は全開され、このため吸気の抵抗となること
はない。
Outside the low load range, the swirl control valve 15 is fully opened and therefore does not act as a resistance to intake air.

【0041】一方、暖機が進み、冷却水温が所定値以上
になると、エアアシストインジェクタ13からのエアア
シストは行われない。
On the other hand, when the warming-up progresses and the cooling water temperature exceeds the predetermined value, the air assist from the air assist injector 13 is not performed.

【0042】このとき、部分負荷域以下ではスワールコ
ントロールバルブ15が半開され、開口率が約40%に
される。
At this time, below the partial load range, the swirl control valve 15 is half-opened and the opening ratio is set to about 40%.

【0043】このため、燃焼室内に要求のガス流動が確
保され、低負荷域から部分負荷域にかけて良好な燃焼が
得られる。
Therefore, the required gas flow is secured in the combustion chamber, and good combustion is obtained from the low load region to the partial load region.

【0044】スワールコントロールバルブ15の開口率
とエンジン出力の関係を図9に示すと、開口率が40%
であれば、ほとんどの領域で運転可能であり、特に中回
転以下ではほぼ全開トルク(スワールコントロールバル
ブ全開時)と同等のトルクが維持され、高回転時にも最
高出力の80%以上はカバーされる。開口率が30%以
下では、中負荷付近からトルクが低下するため、実用運
転域でスワールコントロールバルブ15を開閉する頻度
が多くなって、トルクの段差感等、運転性の悪化を招
く。
FIG. 9 shows the relationship between the opening ratio of the swirl control valve 15 and the engine output.
In this case, it is possible to operate in almost all areas, especially at medium speeds and below, torque that is almost the same as full open torque (when the swirl control valve is fully open) is maintained, and 80% or more of the maximum output is covered even at high speeds. . When the opening ratio is 30% or less, the torque decreases from around the middle load, so that the swirl control valve 15 is opened and closed more frequently in the practical operating range, which causes a deterioration in drivability such as a step difference in torque.

【0045】これにより、運転性を損なうことなく、希
薄燃焼が可能になり、燃費が改善されると共に、排気エ
ミッションが十分に低減される。
As a result, lean combustion is possible without impairing drivability, fuel consumption is improved, and exhaust emission is sufficiently reduced.

【0046】高負荷域では、スワールコントロールバル
ブ15は全開され、もちろん高出力が確保される。
In the high load region, the swirl control valve 15 is fully opened and, of course, high output is secured.

【0047】なお、低負荷域から部分負荷域にかけて、
公知のEGR(排気還流)装置のEGR率を大きくする
ことで、より燃費が向上される。
From the low load area to the partial load area,
By increasing the EGR rate of a known EGR (exhaust gas recirculation) device, fuel efficiency is further improved.

【0048】また、スワールコントロールバルブ15を
開いていくと、従来の構造では、切欠部だけでなくバル
ブの周囲から吸気が流入するため、低負荷域から部分負
荷域に開口率を下げても、要求のガス流動は得られない
が、この場合図2〜図6のようにスワールコントロール
バルブ15の非切欠き側あるいは非切欠き部分に対する
吸気通路11内面を、全閉位置から半開位置までバルブ
15の回転軌跡に沿って形成したので、半開以内では、
吸気は切欠部18あるいはその切欠き側の周囲の一方向
のみから流入するのである。
Further, when the swirl control valve 15 is opened, in the conventional structure, intake air flows in not only from the cutout portion but also around the valve. Therefore, even if the opening ratio is lowered from the low load region to the partial load region, Although the required gas flow cannot be obtained, in this case, as shown in FIGS. 2 to 6, the swirl control valve 15 is provided on the inner surface of the intake passage 11 with respect to the non-notched side or the notched portion from the fully closed position to the half-opened position. Since it was formed along the rotation trajectory of, within half opening,
The intake air flows in only from the cutout portion 18 or one direction around the cutout side.

【0049】したがって、図10のように開口率が40
%の場合、従来構造では理想的な形状と比べて得られる
スワール比が半減しているが、図2〜図4の形状のもの
では良好なスワール比が得られ、さらに図5、図6のも
のでは理想に近いスワール比が確保される。これによ
り、十分なトルクを得る開口率40%にあって、要求に
合ったガス流動が維持される。
Therefore, the aperture ratio is 40 as shown in FIG.
%, The swirl ratio obtained in the conventional structure is halved compared to the ideal shape, but a good swirl ratio is obtained in the shapes of FIGS. 2 to 4, and further, in FIGS. A swirl ratio close to the ideal is secured for the thing. As a result, at the opening ratio of 40% to obtain a sufficient torque, the gas flow meeting the demand is maintained.

【0050】図11は本発明の他の実施例を示すもの
で、スワールコントロールバルブ15の回動軸19のレ
バー21に、全閉位置を規制するサーモワックス30を
設けている。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, in which the lever 21 of the rotary shaft 19 of the swirl control valve 15 is provided with a thermowax 30 for restricting the fully closed position.

【0051】サーモワックス30には、周囲に配管31
を介してエンジンの冷却水が導入され、冷却水温の上昇
に応じサーモワックス30が膨張し、先端のステー32
が伸動される。冷却水温の極温時にはスワールコントロ
ールバルブ15の初期全閉位置が維持され、冷却水温の
上昇に応じ全閉位置が開側に変化され、冷却水温が所定
値になると、半開位置に切替えられる。
A pipe 31 is provided around the thermowax 30.
The cooling water for the engine is introduced through the thermowax 30 in accordance with the rise in the cooling water temperature, and the stay 32 at the tip end is expanded.
Is extended. When the cooling water temperature is extremely high, the initial fully closed position of the swirl control valve 15 is maintained, the fully closed position is changed to the open side as the cooling water temperature rises, and when the cooling water temperature reaches a predetermined value, it is switched to the half open position.

【0052】なお、22はレバー21を介してスワール
コントロールバルブ15を駆動するダイヤフラム装置で
ある。
Reference numeral 22 is a diaphragm device for driving the swirl control valve 15 via the lever 21.

【0053】即ち、図12のように冷却水温の上昇に応
じてスワールコントロールバルブ15が開かれ、冷却水
温が所定値以上ではスワールコントロールバルブ15は
半開位置にセットされる(ただし、ダイヤフラム装置2
2の非駆動時)。
That is, as shown in FIG. 12, the swirl control valve 15 is opened in response to the rise of the cooling water temperature, and the swirl control valve 15 is set to the half open position when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value (however, the diaphragm device 2
2 when not driven).

【0054】これによれば、スワールコントロールバル
ブ15の駆動が全閉、全開動作ですみ、デューティソレ
ノイドが不要になる。また、冷却水温がそれほど低くな
いとき、開口率が増加され、吸気の抵抗が抑えられる。
According to this, the swirl control valve 15 can be driven only by fully closing and opening, and the duty solenoid is not required. Further, when the cooling water temperature is not so low, the aperture ratio is increased and the intake resistance is suppressed.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように第1の発明は、吸気系に、
エアアシストインジェクタを設置すると共に、所定の切
欠きを設けたスワールコントロールバルブを有する内燃
機関において、機関の運転条件を検出する手段と、スワ
ールコントロールバルブを全開、半開、全閉の各位置に
駆動可能なアクチュエータと、機関温度が所定値より低
い機関低負荷域にエアアシストインジェクタのエアアシ
ストを行い、スワールコントロールバルブを全閉位置
に、機関温度が所定値以上の機関低負荷域から部分負荷
域にエアアシストインジェクタのエアアシストを停止
し、スワールコントロールバルブを半開位置に、これら
以外の運転域にスワールコントロールバルブを全開位置
に制御する制御手段とを設けると共に、スワールコント
ロールバルブの少なくとも非切欠き側に対する吸気通路
内面をスワールコントロールバルブの全閉位置から半開
位置までバルブの回転軌跡に沿って形成したので、機関
低温時から運転状態に合った燃焼室内のガス流動を確保
して、良好な燃焼を維持することができ、排気エミッシ
ョンを十分に低減できると共に、燃費を大幅に向上でき
る。
As described above, the first aspect of the present invention provides the intake system with
In addition to installing an air-assist injector, in an internal combustion engine that has a swirl control valve with a predetermined cutout, it is possible to drive the swirl control valve to the fully open, half open, and fully closed positions as well as the means for detecting the operating conditions of the engine. The air assist of the air assist injector is performed in the engine low load range where the engine temperature is lower than the specified value, the swirl control valve is in the fully closed position, and the engine temperature is above the specified value in the engine low load range to the partial load range. The air assist of the air assist injector is stopped, the swirl control valve is set to the half open position, and the control means for controlling the swirl control valve to the fully open position is provided in the operating range other than these, and at least the non-notched side of the swirl control valve is provided. Swirl control the inside of the intake passage Since the valve is formed along the rotational path of the valve from the fully closed position to the half-opened position, it is possible to maintain good combustion by maintaining gas flow in the combustion chamber that suits the operating conditions even when the engine temperature is low. Emissions can be reduced sufficiently and fuel consumption can be greatly improved.

【0056】また、第2の発明は、スワールコントロー
ルバルブのアクチュエータに全閉位置を規制する温度感
応型のサーモワックスを設けたので、スワールコントロ
ールバルブの駆動が簡単な構造になる。
Further, according to the second aspect of the present invention, since the temperature sensitive thermowax for restricting the fully closed position is provided in the actuator of the swirl control valve, the swirl control valve can be driven easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an example.

【図2】要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part.

【図3】その縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view thereof.

【図4】その動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation.

【図5】他の実施例の要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of main parts of another embodiment.

【図6】そのA−A線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA.

【図7】制御フローチャートである。FIG. 7 is a control flowchart.

【図8】制御条件、制御領域の設定図である。FIG. 8 is a setting diagram of control conditions and control areas.

【図9】開口率とエンジン出力の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between opening ratio and engine output.

【図10】開口形状とスワール比の関係を示すグラフで
ある。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the aperture shape and the swirl ratio.

【図11】他の実施例の要部断面図である。FIG. 11 is a sectional view of an essential part of another embodiment.

【図12】その制御条件、制御領域の設定図である。FIG. 12 is a setting diagram of the control condition and control area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 吸気通路 12 スロットル弁 13 エアアシストインジェクタ 14 吸気ポート 15 スワールコントロールバルブ 16 エアアシスト通路 17 カットオフソレノイド 18 切欠部 20 湾曲部 22 ダイヤフラム装置 23 負圧通路 24 デューティソレノイド 25 水温センサ 26 コントロールユニット 30 サーモワックス 11 Intake passage 12 Throttle valve 13 Air assist injector 14 Intake port 15 Swirl control valve 16 Air assist passage 17 Cut-off solenoid 18 Cutout portion 20 Bending portion 22 Diaphragm device 23 Negative pressure passage 24 Duty solenoid 25 Water temperature sensor 26 Control unit 30 Thermo wax

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 69/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area F02M 69/00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸気系に、エアアシストインジェクタを
設置すると共に、所定の切欠きを設けたスワールコント
ロールバルブを有する内燃機関において、機関の運転条
件を検出する手段と、スワールコントロールバルブを全
開、半開、全閉の各位置に駆動可能なアクチュエータ
と、機関温度が所定値より低い機関低負荷域にエアアシ
ストインジェクタのエアアシストを行い、スワールコン
トロールバルブを全閉位置に、機関温度が所定値以上の
機関低負荷域から部分負荷域にエアアシストインジェク
タのエアアシストを停止し、スワールコントロールバル
ブを半開位置に、これら以外の運転域にスワールコント
ロールバルブを全開位置に制御する制御手段とを設ける
と共に、スワールコントロールバルブの少なくとも非切
欠き側に対する吸気通路内面をスワールコントロールバ
ルブの全閉位置から半開位置までバルブの回転軌跡に沿
って形成したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
1. An internal combustion engine having an air assist injector installed in an intake system and having a swirl control valve provided with a predetermined notch, means for detecting an operating condition of the engine, and a fully open or half open swirl control valve. , The actuator that can be driven to the fully closed position and the air assist of the air assist injector in the engine low load range where the engine temperature is lower than the specified value, the swirl control valve is set to the fully closed position, and the engine temperature is above the specified value. From the engine low load range to the partial load range, the air assist of the air assist injector is stopped, the swirl control valve is set to the half open position, and the control means to control the swirl control valve to the fully open position in the other operating range, and the swirl Intake air to at least the non-notched side of the control valve An intake device for an internal combustion engine, wherein an inner surface of the passage is formed along a rotational locus of the swirl control valve from a fully closed position to a half open position.
【請求項2】 前記スワールコントロールバルブのアク
チュエータに全閉位置を規制する温度感応型のサーモワ
ックスを設けた請求項1に記載の内燃機関の吸気装置
2. The intake system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the actuator of the swirl control valve is provided with a temperature-sensitive thermowax that regulates a fully closed position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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