JPS61255213A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸気制御装置

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JPS61255213A
JPS61255213A JP60095399A JP9539985A JPS61255213A JP S61255213 A JPS61255213 A JP S61255213A JP 60095399 A JP60095399 A JP 60095399A JP 9539985 A JP9539985 A JP 9539985A JP S61255213 A JPS61255213 A JP S61255213A
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JP
Japan
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intake
valve
control valve
intake control
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP60095399A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuo Koga
古賀 逸夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS61255213A publication Critical patent/JPS61255213A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/08—Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083—Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/12—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit
    • F02D9/16—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being rotatable
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気制御装置に関する。
〔従来の技術〕
機関吸気通路の等価管長を機関回転数に応じて変化させ
ることにより機関全負荷運転時或いは機関高負荷運転時
に機関高速回転時のみならず機関中低速回転時にも高い
充填効率を確保するようにした内燃機関は公知である(
例えば実開昭59−58736号公報参照)。
しかしながらこのように吸気通路の等価管長を変化させ
ることにより充填効率を高めようとした場合には実際に
は機関低中速回転時において機関回転数の巾が予め設定
された1000r、p、m程度の中白において充填効率
を高めることができるにすぎず、機関回転数がこの回転
数領域からはずされればもはや充填効率を高めることが
てきないという問題がある。また、機関低回転時におけ
る充填効率を高めようとすると吸気通路の長さをかなり
長くしなければならないが実際には吸気通路を長くする
ことは困難であり、斯くして吸気通路の等価管長を変化
させることにより機関低回転時に充填効率を高めるのは
困難であるという問題がある。
そこで本願出願人は先に特願昭60−18501号にお
いて、吸気通路の等価管長とは全く別のアプローチから
上述の如き問題点を解決することを提案した。即ち、こ
の先行出願によれば吸気通路内に吸気行程が開始されて
も所定時間だけ吸気を遮断する吸気制御弁が設けられ、
この吸気制御弁を吸気行程の後半に開弁することにより
吸気制御弁閉弁中に発生せしめられる大きな吸気負圧を
利用して一気に吸気を燃焼室内に吸入し、それにより吸
気充填効率を向」ニし、特に中、低速運転域での軸出力
トルクの増大を計ったものである。
本発明はこのような新規な構想、即ち、吸気通路内に吸
気行程の後半に開弁する吸気制御弁を設けた吸気制御装
置に関するもので」二連の先行特許出願の延長線上に位
置するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
彷で、上述の如き吸気制御装置においては吸気制御弁が
バタフライ弁として形成されているため実用化にあたっ
て次の如き不具合が判明した。即ち、吸気弁が開弁じて
吸気行程が開始されても吸気制御弁が閉弁している間は
吸気が遮断されその結果吸気制御弁の下流には大きな吸
気負圧が発生ずる。吸気制御弁の開弁の開弁後にはこの
吸気負圧を積極的に利用して吸気の吸入効率を高めんと
するものであるが、−トjボの如く吸気制御弁がバタフ
ライ弁の形態をしていると、発生した吸気負圧はこのバ
タフライ弁の弁プレート(弁体)全体に作用するためバ
タフライ弁の開閉作動には大きな力が必要となり、しか
もバタフライ弁は短時間の間に開閉を間欠的に繰り返す
ためバタフライ弁の」二下流に大きな圧力差があるとバ
タフライ弁の開閉動作をスムーズに行えない。このよう
に吸気制御弁の作動信頼性において十分満足すべきもの
とは言えない。
本発明の目的は上述の如き点に鑑み、吸気制御弁を間欠
的に開閉を繰り返すバタフライ弁に代えて連続的に回転
する回転弁により構成することにより吸気制御弁の作動
を小さな駆動力でスムースに行い得るようにし吸気制御
弁の作動信頼性を向上することである。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の目的を達成するために本発明によれば、吸気制御
弁は機関(例えばクランク軸)により当該吸気通路の軸
線と略直交する軸線を中心として回転せしめられる回転
弁として構成され、そしてこの回転弁はその回転角度位
置に応じて吸気行程時に吸気弁の開弁後所定時間だけ吸
気を遮断する弁開口を有する。
〔実施例〕
以下本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する
。
第1図において、1は吸気管、3はその下流の吸気マニ
ホルド、5はシリンダヘッド、7はシリンダブロック、
9は燃焼室、11はシリンダブロック7内で往復動する
ピストン、13は吸気弁、15はエンジン本体、17は
吸気ボートを夫々示す。
吸気制御弁21は吸気マニホルド3内に配置される。図
示実施例では吸気制御弁21は円筒状の回転弁として形
成されるがその形状は円筒に限定されず、例えば円錐台
、球、等任意の回転体でよい。吸気制御弁21の円筒本
体23は吸気マニホルド3の吸気通路の軸線y−y、即
ち吸気の流れ方向(白ぬき矢印)と略直交する方向に延
びる軸線X−X (第2図)を中心として回転自在にか
つX−x方向に摺動自在に吸気マニホルド3の保持部分
3a内にぴったりと嵌入される。図示実施例は4気筒エ
ンジンの場合を示すので、吸気制御弁21の円筒本体2
3は第2図に示す如く4つの吸気ボート17に亘って軸
vAx −x方向に延びているが基本的には1個の吸気
ボート17に対応して第3図に示す如き構成を有する。
第3図において、吸気制御弁21の円筒本体23は好ま
しくは中、低回転時(例えば200Orpm以下)用の
第1部分25Aと高回転時(例えば2000rpm以上
)用の第2部分25Bとから構成される。
第1部分25Aは円筒の一部を切欠いた開口部(弁開口
)27と面部29とから構成され、一方、第2部分25
Bは開口部33と、強度上の観点から残される面部31
とから構成される。第1部分25Aと第2部分25Bと
は吸気制御弁21を後述のアクチュエータ51により軸
線X−X方向にスライドさせることにより吸気ボート1
7内に選択的に位置せしめることができる。第1部分2
5Aは第1図に示す如く面部29が吸気通路内に拡がっ
ているときが閉弁位置であり、開口部27が吸気1m路
内に位置するときが開弁位置である。吸気制御弁21は
円筒本体23の回転(第1図矢印方向)によって閉弁位
置と開弁位置とを交互に占めることができる。また、第
2部分25Bは好ましくは高回転時に吸気制御弁21が
吸気抵抗とならないようにするためのものであるから円
筒本体21の如何なる回転角度位置においても吸気通路
を閉塞することのないよう(第4図)面部31の大きさ
は好ましくは円筒本体21の強度を保持する」二で必要
な最小限度に小さくされる。以上の如く構成された第1
部分25Aと第2部分25Bとから成るユニットが吸気
ボート17の数だけ軸線X−X方向に一体的に並設され
、吸気制御弁を構成する。吸気制御弁21は例えば樹脂
等の成型品として作ることができる。
吸気制御弁21はエンジンによって同期回転駆動せしめ
られる。そのために吸気制御弁21の円筒本体23の一
端にはクランク軸(図示せず)に連結されるタイミング
ギヤ41の回転軸43が連結される。回転軸43は吸気
マニホルドの保持部3a内に挿入固定したインサート4
5によりメタルスリーブ47、オイルシール49を介し
て回転自在に支承される。回転軸43の外端は例えば大
径角頭44として形成され、吸気制御弁21の円筒本体
23の対応端部に形成された対応の角溝26内に相対回
転不能かつ相対すべり自在に嵌合せしめられる。その結
果クランクシャフトの回転はタイミングギヤ41を介し
て吸気制御弁21に1対1の関係で確実に伝えられる。
吸気制御弁21を軸線X−X方向に摺動させるためのア
クチュエータ51は例えばダイヤフラム53により形成
された負圧作動室55を有するダイヤフラム装置により
構成される。ダイヤフラム53はばね57により第2図
において常に左方に付勢されている。ダイヤフラム装置
51のハウジング59は例えばボルト61により吸気マ
ニホルド3の壁体に固着される。ダイヤフラム53の他
方の側には大気室63が形成されボート67を介して大
気に開放される。ダイヤフラム53には吸気制御弁2】
の円筒本体23の他端(右端)に固着される作動ロッド
69が固着される。作動ロッド69はダイヤフラム装置
のハウジング59に形成された中心孔71をオイルシー
ル73を介して摺動自在に貫通ずる。負圧作動室55は
逆止弁75を有する負圧導管77により例えば吸気マニ
ホルド等の吸気負圧源(図示せず)に連結される。
負圧導管77内には常閉の電磁負圧切換弁81が設けら
れその弁体83が制御ユニット(CPU) 85からの
信号に応して弁口84を開閉する。CPU 85には例
えばエンジンの回転数信号Sが入力され、エンジン回転
数が所定値以下の中、低回転時のみ負圧切換弁81をO
Nにして開弁しダイヤフラム装置の負圧作動室55に負
圧を導き、作動ロッド69により吸気制御弁21を全体
的に第2図において右方にずらす。すなわち吸気制御弁
の第1部分25Aが吸気ボート17内に位置する第1位
置(第1,2図)にもたらす。回転数が所定値以上の高
回転になるとCPU 85は負圧切換弁81をOFFに
し、弁口84を閉塞する。その結果ダイヤフラム装置5
1のダイヤフラム53はばね57により初期位置に復帰
せしめられ吸気制御弁21の第2部分25Bが吸気ボー
ト17内に位置する第2位置 ゛(第4図)にくる。尚
、ダイヤフラム装置51の負圧作動室55を上記実施例
とは逆に例えば加圧ポンプ等の正圧源に接続してもよく
その場合にはダイヤフラム装置の作動が上記の場合と逆
になる。
第2部分25Bは上述の如く吸気制御弁が高回転時に吸
気抵抗とならないようにするためのものであるから、中
、低回転時の充填効率を高め軸出力トルクの向上を計る
という目的のためには必ずしも必要ではない。即ち、本
発明の目的を達成する上では吸気制御弁は第1部分25
Aのみから構成することができ、その場合には吸気制御
弁を中、低回転と高回転とで切換える必要はないからア
クチュエータ51も不要である。
吸気制御弁21の第1部分25Aの開口部27と面部2
9との大きさ並びに位置関係は次の如くして決められる
。
即ち、吸気弁13が開弁じて吸気行程が開始しても吸気
制御弁21 (の第1部分25A)はしばらくの開閉弁
状態にあるようにする。つまり第1部分25Aの面部2
9は吸気行程の開始時点ではまだ吸気ボート17の入口
部を完全に塞いでいる(第1図)。吸気制御弁21は前
述の如くタイミングギヤ41によりクランクシャフトと
同期回転するので第1図の状態が吸気行程の開始位置に
同期するようにすれば、第1部分25Aの面部29の一
端29aが吸気ボート17の入口端縁18にくるまでは
吸気制御弁は閉弁状態を保持する。このときこの吸気制
御弁21の下流には大きな負圧が発生ずるので、面部2
9の端部29aが吸気ボートの入口端縁18に到達し吸
気制御弁21が開弁するや否や吸気が急激にシリンダ中
へ一気に吸い込まれ、こうして吸気弁13が全閉するま
で(吸気行程の終了まで)の間に吸気が過充填され、輔
トルクの大幅アンプが可能となる。
吸気制御弁21は次の吸気行程が開始するまでに全閉し
ていさえずればよく従ってその閉弁時期は吸気行程前で
あればどのように設計してもよい。
尚、吸気制御弁の開弁時jjJlは少くとも吸気行程が
開始してから終了するまでの間の最適なタイミングに設
定されるが例えばクランク角が吸気上死点後140度程
度に設定される。
〔発明の効果〕 吸気弁が開弁じても吸入空気の流入を遮断し次いで吸気
弁が閉弁する前に吸入空気の流入を開始させるという新
規な吸入空気の流入方法を採用することにより機関低中
速運転時に低中速運転全般に亘って高い充填効率を得る
ことができる。また、吸気制御弁として機関により回転
駆動せしめられるロータリバルブを採用することにより
吸気制御弁の作動を簡単にしてしかも確実に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る吸気制御装置を具えた内燃機関の
吸気系を示すもので第2図の1−1線断面図、第2図は
本発明に係る吸気制御装置の部分断面拡大図、第3図は
吸気制御弁の一部を示す斜視図、第4図は高回転時にお
ける吸気制御弁の第2位置を示す図。 3・・・吸気マニホルド、  13・・・吸気弁、21
・・・吸気制御弁、   23・・・円筒本体、27・
・・開口部、    29・・・面部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関吸気通路内に吸気行程の途中から開弁する吸気制御
    弁を設けた内燃機関において、該吸気制御弁は機関によ
    り当該吸気通路の軸線と略直交する軸線を中心として回
    転せしめられる回転弁として構成され、該回転弁はその
    回転角度位置に応じて吸気行程時に吸気弁の開弁後所定
    時間だけ吸気を遮断する弁開口を有することを特徴とす
    る内燃機関の吸気制御装置。
JP60095399A 1985-05-07 1985-05-07 内燃機関の吸気制御装置 Pending JPS61255213A (ja)

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JP60095399A JPS61255213A (ja) 1985-05-07 1985-05-07 内燃機関の吸気制御装置

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JP60095399A JPS61255213A (ja) 1985-05-07 1985-05-07 内燃機関の吸気制御装置

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JPS61255213A true JPS61255213A (ja) 1986-11-12

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JP (1) JPS61255213A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822325A3 (de) * 1996-08-02 1998-05-20 Audi Ag Vorrichtung zum Steuern der Ansaugquerschnitte von Verbrennungsluft-Einlassleitungen von Brennkraftmaschinen
EP1531244A1 (de) * 2003-11-13 2005-05-18 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Ventilanordnung zur Verwendung bei Verbrennungsmotoren
FR2928704A1 (fr) * 2008-03-11 2009-09-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif repartiteur d'admission d'un moteur

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0822325A3 (de) * 1996-08-02 1998-05-20 Audi Ag Vorrichtung zum Steuern der Ansaugquerschnitte von Verbrennungsluft-Einlassleitungen von Brennkraftmaschinen
EP1531244A1 (de) * 2003-11-13 2005-05-18 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Ventilanordnung zur Verwendung bei Verbrennungsmotoren
FR2928704A1 (fr) * 2008-03-11 2009-09-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif repartiteur d'admission d'un moteur

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