JPH0826784B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの吸気装置に関するものである。

［従来技術］ エンジンの吸気装置において、各気筒に単一の吸気ポ
ートを設け、この吸気ポートを通して吸気を燃焼室に供
給する場合、低負荷時には吸気流速が小さくなり、燃料
の気化・霧化が悪くなり燃焼効率が低くなる。このた
め、従来より、各気筒に低負荷用吸気ポートと高負荷用
吸気ポートとを設け、その両吸気ポートを開閉する単一
の吸気弁を設けるとともに、上記高負荷用吸気ポートを
開閉する制御弁を設け、低負荷時には高負荷用吸気ポー
トを上記制御弁で閉鎖して、低負荷用吸気ポートからの
み吸気を燃焼室に供給することにより吸気流速を大きく
し、燃料の気化・霧化を促進させるようにしたものが提
案されている（例えば、特公昭59−36091号公報参
照）。

このような従来の吸気装置においては、第３図に示す
ように、吸気通路３′ｂに介設された制御弁20′の作動
軸30′は吸気通路３′ｂの壁を貫通して吸気通路３′ｂ
外に突出している。該作動軸30′は、吸気通路３′ｂ外
へ突出している一方の端部で、上記制御弁20′を作動さ
せるために吸気通路３′ｂ外に設けられたアクチュエー
タ21′の連接棒21′ｈと、リンク機構20′ｒを介して軸
回りに回動可能に連結されている。そして、作動軸30′
と、吸気通路３′ｂと一体として形成された軸受部３′
ｃとの間隙は、ゴム製リツプシール、金属製メカニカル
シール等のシール部材32′でシールされている。

ところが、かかるシール部材32′は、熱による劣化、
振動によるゆるみ等の原因によりシール性が低下するこ
とが多く、とりわけ、過給機付エンジンにおいては、吸
気通路３′ｂ内を通過する吸気が加圧状態にあるため、
シール性が悪かった。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような問題点を解決し、制御弁を介
して吸気通路内の吸気がエンジン外へ漏洩しないような
エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は、上記の目的を達するため、排気ターボ過給
機のブロワが介設された吸気通路のブロワより下流側
に、該吸気通路内の吸気の流れを制御する制御弁を設け
るとともに、該制御弁の作動軸の少なくとも一方の端部
を吸気通路壁を貫通させて吸気通路の外側に突出させ、
作動アクチュエータに連結するようにしたエンジンの吸
気装置において、吸気通路壁を貫通して吸気通路の外側
に突出する制御弁の作動軸の端部からアクチュエータへ
の連結部を包囲するシール壁を吸気通路壁に連続して設
けるとともに、該シール壁の少なくとも一部を作動アク
チュエータのケーシングと一体的に形成し、シール壁内
に形成されるシール室を、作動アクチュエータのケーシ
ング内に形成されるダイヤフラム室と連通させ、かつ、
上記ダイヤフラム室をブロワ直上流の吸気通路と連通さ
せる還流通路を設けたことを特徴とするエンジンの吸気
装置を提供する。

なお、上記シール壁の天井面とリンク機構を構成する
レバーピンの上端面のクリアランスを連接棒の上下方向
の厚さより小さくして連接棒がレバーピンから抜けない
ようにし、リテーナを省きシンプルな組立てとすること
が好ましい。

［発明の効果］ 本発明によれば、吸気通路内を通過する吸気が吸気通
路に介設された制御弁を通して吸気通路外へ漏洩して
も、シール壁内に閉じ込められるのでエンジン外へ吸気
が漏洩することを防止できる。また、吸気通路からシー
ル室内に侵入した混合気、あるいはダイヤフラム室内の
水、燃料等が吸気通路のブロワ直上流の負圧によって吸
引されて還流通路を通して吸気通路に戻されるので、シ
ール室内あるいはダイヤフラム室内にドレンが溜まらな
い。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図は、本発明にかかる吸気装置を備えたエンジン
システムの構成図である。

第１図に示すように、エンジン１は吸気弁２が開かれ
たときに、吸気通路３に連通する吸気ポート４から混合
気をシリンダ５によって形成される燃焼室６内に吸入
し、ピストン７で圧縮した混合気を点火プラグ８により
着火燃焼させ、排気弁９が開かれたときに、燃焼室６内
の排気ガスを排気通路10に排出する。このような行程が
繰り返される結果、ピストン７は燃焼室６内でシリンダ
５の軸方向に往復運動をし、この往復運動はコネクチン
グロッド11を介してクランク軸12の回転運動に変えら
れ、エンジンの出力となる。

上記吸気通路３には、上流から順に、エアクリーナ1
3、時々刻々の吸気量を検出するエアフローメータ14、
吸気通路３と排気通路10にまたがって設けられた排気タ
ーボ過給機15の排気通路10に介設されたタービン15bに
よって駆動されるブロア15a、エンジンの負荷に応じて
開閉されるスロットル弁16が設けられている。吸気通路
３のスロットル弁16下流には分岐部3cが設けられてお
り、吸気通路３は分岐部3cより下流では仕切壁17によっ
て、負荷の大小にかかわらず、エアを通す１次分岐吸気
通路3aと高負荷時のみエアを通す２次分岐吸気通路3bに
仕切られており、吸気ポート４よりやや手前では再び、
１次分岐吸気通路3aと２次分岐吸気通路3bは集合して１
本の吸気通路３となり、再集合した吸気通路３の吸気ポ
ート４直前には、燃焼室６に供給されるエア中に燃料を
噴射するためのインジェクタ18が設けられている。

上記２次分岐吸気通路3bには、低負荷時にはマイクロ
コンピュータで構成される制御回路19によって２次分岐
吸気通路3bを閉鎖する制御弁20が介設されている。上記
制御回路19は、エアフローメータ14によって検出される
吸気量、スロットル弁16に対して設けた開度センサ16a
によって検出されるスロットル開度、図示していない回
転数センサによって検出されるエンジン回転数等を入力
情報として、必要な各種の制御を実行するようになって
いる。

上記制御弁20に対しては、正圧応動式のダイヤフラム
装置からなるアクチュエータ21が設けられており、制御
弁20とアクチュエータ21のリンク機構は後で詳しく説明
するシールボックス23でシールされている。上記アクチ
ュエータ21に吸気通路３のブロワ15a下流における加圧
エアを導くための正圧導入通路21cには、３方ソレノイ
ド弁22が開設されている。この３方ソレノイド弁22は、
制御回路19からオン信号が印加されると、正圧導入通路
21cを連通するように駆動され、オフされると正圧導入
通路21cの連通を遮断して、大気ポート22b側に切り替え
アクチュエータ21に大気を導入するようになっている。
このアクチュエータ21は、正圧導入通路21cから加圧エ
アが導入されると制御弁20を全開し、一方、大気が導入
されると制御弁20を前閉するようになっている。

第２図（ａ）、第２図（ｂ）はそれぞれ、制御弁20と
アクチュエータ21とシールボックス23を示す、側面断面
図と平面断面図である。

これらの図に示すように制御弁20の作動軸30は、吸気
通路3bの壁と一体として形成された軸受部27を吸気通路
3bとは垂直な方向に貫通して穿設された軸穴31に嵌入さ
れ、上記作動軸30はかかる軸穴31に摺接しつつ、軸回り
に回動可能となっており、作動軸30と軸穴31の間隙はシ
ール部材32でシールされている。作動軸30の上端部は軸
受部27を貫通して軸受部27の上部に形成されたシールボ
ックス23内に突出しており、この作動軸30の上端部には
接続板33が取り付けられ、この接続板33の上面には、後
記のアクチュエータ21の連接棒21hの往復運動を作動軸3
0の回動運動に変えるためのリンク機構を構成するレバ
ーピン34が往復運動を回動運動に変えるために作動軸30
とは偏心して取り付けられている。該レバーピン34は、
アクチュエータ21の連接棒21hの先端部の上下方向に厚
みが薄くなった部分で上下方向に穿設された連接棒21h
の軸とは垂直な方向に長径を有する長穴に嵌入されてお
り、連接棒21hがその軸方向に往復移動すると、これに
対応してレバーピン34が連接棒21hと垂直な方向には上
記長穴内を自在に移動しつつ、連接棒21hの軸方向に接
続板33を押し又は引き、制御弁20の作動軸30を回動させ
るようになっている。

上記軸受部27の上面には、上記シールボックス23の周
壁を構成すべく、アクチュエータ21のハウジング21aと
一体として形成されたアクチュエータ21の取付部21bが
パッキング24をはさんで取り付けられている。該取付部
21bの上面にはさらにパッキング24をはさんで蓋板25が
取り付けられており、上記軸受部27と取付部21bと蓋板2
5は制御弁20とアクチュエータ21のリンク機構をシール
するシールボックス23を構成している。シールボックス
23内に形成されるシール室28は外部とは遮断されるとと
もに、アクチュエータ21のダイヤフラム室21gとは取付
部23bの壁部に穿設された連接棒21hを通すための連接棒
21hの径よりはかなり大きな径を有する穴29を介して連
通している。また、上記レバーピン34の上端面と、蓋板
25と取付部21bにはさまれたパッキング24の下面との間
のクリアランスは、連接棒21hの厚みが薄くなっていな
い部分の上下方向の厚みより小さくし、リテーナを設け
なくても連接棒21hがレバーピン34の上端部からはずれ
ないようにして、部品の簡素化を図っている。

ところで、アクチュエータ21のハウジング21aとその
周囲に周縁がかしめ付けられたカバーケース21kとによ
って形成される空間部は、ダイヤフラム21eによって、
シール室28と連通するダイヤフラム室21gと、正圧導入
通路21cを通してアクチュエータ21の作動用エアが導入
される圧力室21iとに仕切られている。上記ダイヤフラ
ム21eの中央部は、連接棒21hの軸方向に移動可能となっ
ており、３方ソレノイド弁22によって正圧導入通路21c
が遮断され圧力室21iに大気が導入されているときに
は、ダイヤフラム室21g内に設けられたばね21fの付勢力
によって、第２図（ａ）の右方向に押し付けられてい
る。この状態では、ダイヤフラム21eと連結された連結
棒21hは、第２図（ａ）の右方向に後退しており、制御
弁20は全閉されるようになっている。一方、３方ソレノ
イド弁22によって正圧導入通路21cが連通し、吸気通路
３のブロワ15a下流の加圧エアが圧力室21iに導入された
ときは、上記ダイヤフラム21eは、加圧エアによる圧力
によって第２図（ａ）の左向きに押圧され、ばね21fの
付勢力に打ち勝って連接棒21hとともに第２図（ａ）の
左方へ移動し、レバーピン34を介して作動軸30を回動さ
せ制御弁20を全開するようになっている。

また、ハウジング21aのダイヤフラム室21g側下部壁面
には、吸気通路３のブロワ15aの直上流と連通する還流
通路21dが開口しており、シール室28内に侵入した混合
気あるいは、ダイヤフラム室21gに生じた水、燃料等の
ドレンは、吸気通路３のブロワ15a上流の負圧によって
吸引され、還流通路21dを通して吸気通路３に戻される
ようになっている。

第４図（ａ），第４図（ｂ）はそれぞれエンジンの吸
気通路３まわりの正面図および下面平面図であり、シー
ルボックス23およびアクチュエータ21が吸気通路３に取
り付けられた状態を示している。これらの図に示すよう
に、シールボックス23はかさばらず、また、エンジンシ
ステムへの取り付けは、わずか２本のボルト35,35で十
分であるため、組み立て取り扱いは非常に容易である。

以上のごとく、本実施例に示す吸気装置によれば、吸
気通路３に介設された制御弁20から吸気が漏洩した場合
でも、シールボックス23内に収容され、吸気通路３のブ
ロワ15a上流の負圧を利用して再び吸気通路３に戻され
るため、エンジン外への吸気の漏洩は有効に防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる吸気装置を備えたエンジンの
実施例を示すシステム構成図である。 第２図（ａ）、第２図（ｂ）はそれぞれ、制御弁とシー
ルボックスとアクチュエータを示す、側面断面図と平面
断面図である。 第３図は、従来の制御弁のシール方法を示す模式断面図
である。 第４図（ａ）、第４図（ｂ）はそれぞれ本発明にかかる
シールボックスとアクチュエータを取り付けた吸気装置
の正面図および下面平面図である。 １……エンジン、３……吸気通路、20……制御弁、 21……アクチュエータ、23……シールボックス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気ターボ過給機のブロワが介設された吸
   気通路のブロワより下流側に、該吸気通路内の吸気の流
   れを制御する制御弁を設けるとともに、該制御弁の作動
   軸の少なくとも一方の端部を吸気通路壁を貫通させて吸
   気通路の外側に突出させ、作動アクチュエータに連結す
   るようにしたエンジンの吸気装置において、 吸気通路壁を貫通して吸気通路の外側に突出する制御弁
   の作動軸の端部からアクチュエータへの連結部を包囲す
   るシール壁を吸気通路壁に連続して設けるとともに、該
   シール壁の少なくとも一部を作動アクチュエータのケー
   シングと一体的に形成し、 シール壁内に形成されるシール室を、作動アクチュエー
   タのケーシング内に形成されるダイヤフラム室と連通さ
   せ、 かつ、上記ダイヤフラム室をブロワ直上流の吸気通路と
   連通させる還流通路を設けたことを特徴とするエンジン
   の吸気装置。