JPS58148227A - 多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

多気筒エンジンの吸気装置

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JPS58148227A
JPS58148227A JP57029890A JP2989082A JPS58148227A JP S58148227 A JPS58148227 A JP S58148227A JP 57029890 A JP57029890 A JP 57029890A JP 2989082 A JP2989082 A JP 2989082A JP S58148227 A JPS58148227 A JP S58148227A
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JP
Japan
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intake
cylinder
timing
valve
engine
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JP57029890A
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Asao Tadokoro
朝雄 田所
Ikuo Matsuda
松田 郁夫
Haruo Okimoto
沖本 晴男
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

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】 本発明は多気筒エンジンの吸気装置に関するものである
の 一般にオツトーサイクルエンジンにおいては、気筒内で
発生する熱エネルギーを出力として取出す場合にその一
部が所謂ボンピングロスによって失われ、このため熱効
率が低下して燃費向上を妨げるという問題がある。この
ボンピングロスは、吸入行程で吸気負圧がピストンに作
用する負の仕事による吸引損失で、とくに吸気負圧が増
大する低負荷時はど吸引損失によるボンピングロスが大
きくなる。
このような問題に対し、ボンピングロスを低減する手段
が種々開発されており、その一つとして、特開昭55−
9<5313号公報に見られるように、吸気通路にタイ
ミング弁を設けた吸気装置が知られている。すなわち、
この吸気装置は、絞り弁を無くすか予め絞り弁開度を大
きくし、その代りに、吸気弁の上流の吸気ボートにタイ
ミング弁(ロータリバルブ)を設け、吸入行程時に吸気
弁により吸気ボートが閉じられる前にタイミング弁を閉
じるようにし、タイミング弁と吸気弁とがともに開いて
いる期間に混合気を吸入するようにしたものである。こ
れによると、混合気吸入期間の吸気負圧が小さくなると
ともに、タイミング弁閉鎖後の負圧による損失は圧縮行
程でピストンを引上げる作画で相殺され、もってボンピ
ングロスが低減される。
ところで、従来、このようなタイミング弁を用いたボン
ピングロス低減手段を多気筒エンジンに適用する場合、
各気筒に対して個別にそれぞれ上記タイミング弁を設け
ていたため、気筒数と同数のタイミング弁、および、こ
れらタイミング弁をそれぞれエンジンと同期して回転さ
せる連動機構を配備しなければならず、構造が複雑化し
、コストを高くするという欠点があった。
本発明はこれらの事情に鑑み、タイミング弁を用いたボ
ンピングロス低減手段を多気筒エンジンに挙用する場合
において、タイミング弁を複数の気筒に共用させ、気筒
数よりも少ないタイミング弁によって有効に各気筒のボ
ンピングロスを低減し、各気筒に対し個別にタイミング
弁を設ける場合と比べて、同等−の機能を維持しながら
構造を格段に簡略化することのできる多気筒エンジンの
吸気装置を提供せんとするものである。
すなわち、本発明の吸気装置は、吸入行程時に吸気ボー
トが閉じられる前にタイミング弁を閉じるようにするこ
とを前提とし、多気筒エンジンにおいて吸気ボートの開
放時期が互いにラップしない気筒の吸気通路を集合させ
て形成した共通吸気通路に、これら各気筒の吸気ボート
開放時期に対応して所定時期に該共通吸気通路を開くタ
イミング弁を設けたものである。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第1図は本発明装置を4サイクル4気筒エンジンに適用
する場合の実施例を示す。同図において、1a〜1dは
気筒で、それぞれの作動室には吸気ボート2・・・およ
び排気ボート3−・が開口し、上記各吸気ボート2・・
・にはそれぞれ個別の吸気通路4a〜4dが連通してい
る。これらの吸気通路4a〜4dのうち、吸気ボートの
開放時期が互いにラップしないもの同志が集合されて共
通吸気通路5a、5bが形成される。すなわち、当実施
例においては、各気筒1a〜1dを第1@の左側から順
に第1〜第4気筒と呼ぶと、後に詳述する如く着火順序
との関係で、第1気筒1aと第4気筒1dとの各吸気通
路4 a e 4 dを集合し、また第2気筒1bと第
6気筒1Cとの各吸気通路4b、4cを集合して、2つ
の共通吸気通路5a、5bを形成している。この各共通
吸気通路5 a # 5 bにはそれぞれロータリ式の
タイミング弁6a、6bが設けられている。これらタイ
ミング弁6 a m 6 bは、エンジンのクランク軸
7に対し、後述する所定の回転比で同期して回転するよ
うにタイミングプーリ8,9およびタイミングベルト1
0を介して連動連結され、かつ、適宜の開閉時期調節手
段(図示省略)によりアクセル操作等に応じて弁開閉位
相が調節されるようにしである。また、前記両共通吸気
通路5a 、5bはタイミング弁配置箇所より上流で汲
気通路集合部11に連通し、この吸気通路集合部11F
エアクリーナ12および気化器13が設けられている。
気筒およびタイミング弁の具体的構造を第2図によって
説明すると、上記各気筒1a〜1dにはそれぞれ、前記
クランク軸7に連結したピストン15が装備され、該ピ
ストン15の頂面と気筒内面との間に作動室16が形成
されている。この作動室16に開口した吸気ボート2お
よび排気ポート6には吸気弁17および排気弁18が設
けられている。まな、前記タイミング弁6a、6bはそ
れぞれ、直径方向に貫通したパルプ孔19を有する円柱
状に形成され、回転に伴って該パルプ孔19が共通吸気
通路5a、5bに連通する状態と非連通状態とに漸次変
化することにより、共通吸気通路5a、5bを開閉する
上記共通吸気通路5a 、5bおよびタイミングバルブ
6a、6bは、次のような条件に従って構成されている
すなわち、先ず、タイミング弁を用いてボンピングロス
を低減するための基本的条件としては、第3図にタイミ
ング弁と吸気弁および排気弁の各開弁時期の関係を示す
ように、タイミング弁を、これに対応する気筒の吸気弁
が開かれる前に開き、吸気行程時に吸気弁が閉じられる
前に閉じるようにし、この条件の範囲内でアクセル操作
等に応じてタイミング弁の開閉時期が調節されるように
する0すなわち、吸気弁の閉じる時期に対するタイミン
グ弁の閉じる時期を、エンジンの軽負荷時には高負荷時
よりも早くなるようにする。
また、タイミング弁を配置する共通吸気通路を形成する
にあたっての条件として、仮に吸気弁の開弁時期(吸気
ボート開放時期)がラップする気筒の吸気通路を集合さ
せるとこれら気筒の吸気作用が互いに干渉して吸気制御
が困難になるため、吸気弁の開弁時間がラップしない気
筒の吸気通路同志を集合させる。つまり、第1図に示す
エンジンにおいては、着火が第1気IW1a、第3気筒
1C1第4気筒16.第2気筒1bの順に行なわれ、各
気筒の行程が、第4図に示すように着火順序に従ってク
ランク角で180°ずつずれるが、吸気弁は吸入行程の
直前から開き始め、吸入行程の終了時点でも完全に閉じ
きらずにその直後に閉じるため、行程が180°ずれる
気筒同志では吸気弁の開弁期間が一部うツブする。従っ
て、第1気筒1aと第4気筒1dの各吸気通路4a、4
dおよび、第2気筒1bと第6気筒1Cの各吸気通路4
b。
4Cがそれぞれ集合されて共通吸気通路5a、5bが形
成される。
さらに、該各共通吸気通路5a、5bに設けられたタイ
ミング弁6a、6bは、それぞれ、吸気通路が集合され
た気筒のいずれに対しても第3図に示すタイミングで共
通吸気通路を開くようにする。この条件を満足するには
、行程がクランク角で660°ずれる2個の気筒に対応
させて、クランク軸が360°回転するごどにタイミン
グ弁が開くようにすればよい。前記各タイミング弁6a
、6bは180°回転するごとに開弁するので、各タイ
ミング弁6a、6bの回に速度をクランク軸の回180
   1 転速度の360すなわち/2に設定すればよい。
この装置においては、前記タイミング弁6a。
6bが各気筒1a〜1dの吸気弁開弁時期に対して第6
図に示すようなタイミングで共通吸気通路5a 、5b
を開くことにより、各気筒1a〜1dにおいてそれぞれ
、第3図に斜線で示すタイミング弁と吸気弁のラップ期
間だけ、必要量の混合気が小さな負圧(大気圧に近い圧
力)で吸入される。
このため、絞り弁を用いて吸気を絞る場合と比べ、吸気
負圧による吸引損失が小さくなり、ボンピングロスが低
減される。とくに、前記両タイミング弁6a、6bが、
それぞれ、吸気ボート開放時期がラップしない複数の気
筒に共用されるようにしであるため、各気筒に対し個別
にタイミング弁を配備する場合と比べ、タイミング弁の
数が少なくなって構造が簡略化され、しかも、吸気作用
およびボンピングロス低減作用に何ら支障をきたすこと
がない。
第5図、第7図および第9図はそれぞれ、本発明装置を
4サイクル2気筒、同3気筒、同6気筒のエンジンに適
用する場合の各実施例を示す。これらの場合も、前記4
サイクル4気筒エンジンの場合に準じた所定の条件に従
い、複数の気筒の吸気通路が集合されて共通吸気通路が
形成され、かつ、タイミング弁のクランク軸に対する回
転速度が決定される。これらの構成は、第2図に示すタ
イミング弁と同形状のタイミング弁を用いると次のよう
になる。
すなわち、第5図に示す4サイクル2気筒エンジンの場
合、脚気筒21a、21bの行程は第6図に示すように
クランク角で360°ずれ、脚気筒21a、21bの吸
気ボート開放時期はラップしない。従って、この脚気筒
21a、21bの吸気通路24a 、24bが集合され
て共通吸気通路25が形成され、該共通吸気通路25に
タイミング弁26が設けられる構成とすればよい。また
、タイミング弁26の回転速度は、4サイクル4気筒エ
ンジンの場合と同様にクランク軸回転速度の1/2に設
定される。
第7図に示す4サイクル3気筒エンジンの場合、各気筒
31a−31cの行程は第8図に示すように第1気筒6
1a1第3気筒31c、第2気筒31bの順で240°
ずつずれ、やはり各気筒31a〜31cの吸気ボート開
放時期はラップしない。従って、これらの気筒31a〜
31cの吸気通路34a〜34cを集合して共通吸気通
路35を形成し、タイミング弁゛36を設ける。タイミ
ング弁66の6 ち /4に設定される。
第9図に示す4サイクル6気筒エンジンの場合、第1〜
第6気筒41a〜41fの着火順序および行程のずれは
第10図に示すようになる。従って、吸気ボート開放時
−がデツプしないもの同志として、第1〜第6気筒41
a〜41cの各吸気通路44a 〜44c、および、第
4〜第6気筒41d〜41fの各吸気通路44d〜44
fがそれぞれ集合されて2つの共通吸気通路45a、4
5bが形成され、この各共通吸気通路45a、45bに
タイミング弁46a、46bが設けられる。タイミング
弁46a、46bの回転速度は、4サイクル6気筒エン
ジンの場合と同様にクランク軸の回転速度の374に設
定される。
なお、本発明装置において用いるタイミング弁の形状は
図例のものに限定されず、十字状に貫通孔を有して90
°回転するごとに開弁するような形状なども採用し得、
このような設計変更によってタイミング弁の1回転当り
の開弁回数が変わる場合、これに応じてタイミング弁と
クランク軸との回転速度比も変更しておけばよい。また
、本発明装置は、上記各実施例に示すエンジンのほかに
も、2サイクル多気筒エンジン等の各種の多気筒エンジ
ンに適用し得るものである。
以上のように、本発明装置は、吸気行程時に吸気ホード
が閉じられる前に閉じるようにしたタイミング弁を用い
てボンピングロスを低減し、特に、吸気ボート開放時期
がラップしない複数の気筒にタイミング弁を共用させて
いるため、各気筒の吸気作用が干渉し合うことを避けて
効果的に各気筒のボンピングロスを低減し得るものであ
りながら、各気筒に対して個別にタイミング弁を設ける
場合と比べ、構造を格段に簡略化し得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の第1実施例を示す概略図、第2図
は主要部の断面図、第3図はタイミング弁と吸、排気弁
との開弁時期の関係を示す説明図、第4図は第1図に示
したエンジンの各気筒の行程対応関係を示す説明図、第
5図は第2実施例を示す概略図、第6図は同例における
各気筒の行程対応関係を示す説明図、第7図は第3実施
例を示す概略図、第8図は同例における多気筒の行程対
応関係を示す説明図、第9図は第4実施例を示す概略図
、第10図は同例における各気筒の行程対応関係を示す
説明図である0 1a 〜1d、21a、21b、31a 〜3tc、 
41 a 〜41 f−・・気筒、4a 〜4d、24
a。 24b 、34a 〜34c 、44a 〜44 f”
−吸気通路、5 a 、 5 b 、 25 、35 
、45 a 45 b −・・共通吸気通路、6a、6
b、26,36,46a、46b・・・タイミング弁。 特許出願人 東洋工業株式会社 第  1  図 第  2  図 第3図 第  4  図 77ン71’llL − 第  5  図 第  6  図 第  7  図 第  8   IA か9図 第10図 を等1気 噌 菖I′!養

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 エンジンの作動室に開口した吸気ボートと、該吸
    気ボートに連通した吸気通路に設けられエンジン回転に
    同期して該吸気通路を開閉するタイミング弁とを備え、
    吸入行程時に吸気ボートが、閉じられる前にタイミング
    弁を閉じてエンジンのボンピングロスを低減するように
    した多気筒エンジンにおいて、吸気ボートの開放時期が
    互いにラップしない気筒の上記吸気通路を集合して共通
    吸気通路を形成し、これら各気筒の吸気ボートの開放時
    に該共通吸気通路を開く上記タイミング弁を該共通吸気
    通路に設けたことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装
    置。
JP57029890A 1982-02-25 1982-02-25 多気筒エンジンの吸気装置 Granted JPS58148227A (ja)

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JPS58148227A true JPS58148227A (ja) 1983-09-03
JPH0380971B2 JPH0380971B2 (ja) 1991-12-26

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054736U (ja) * 1983-09-20 1985-04-17 マツダ株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
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