JPS6231649Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はガソリン機関、特にガソリン機関の
始動を容易にするための吸気制御機構に関する。

従来のガソリン機関としては、例えば1970年９
月発行の「内燃機関設計・構造図集」（山海堂）
の第38頁に掲載されているようなものが知られて
いる。このガソリン機関の構成について説明する
と、１はシリンダ孔２の形成されたシリンダブロ
ツクであり、シリンダ孔２はシリンダブロツク１
の上端に固定されたシリンダヘツド３により閉止
されている。シリンダ孔２にはピストン４が摺動
自在に収納されており、ピストン４は連接棒５を
介してクランクシヤフト６に連結されている。ク
ランクシヤフト６にはフライホイル７が連結され
ており、フライホイル７の外周にはリングギヤ８
が固定されている。シリンダブロツク１には所定
出力のスタータモータ９が固定されており、スタ
ータモータ９はスタータスイツチを介して図外の
バツテリに接続されている。スタータモータ９は
リングギヤ８に噛合可能なピニオンギヤ１０を有
しており、ピニオンギヤ１０はスタータスイツチ
がONになるとリングギヤ８に噛合する。

前述のシリンダ孔２は、図示していない吸気ポ
ートおよびスロツトルバルブの設けられた吸気通
路を介してキヤブレタ１１に連通している。

このような従来のガソリン機関にあつては、始
動時にスタータモータ９を駆動し、その回転をリ
ングギヤ８、フライホイル７、クランクシヤフト
６および連接棒５を介してピストン４の摺動に変
換する。このようなピストン４の摺動により吸気
通路および吸気ポートを介してキヤブレタ１１か
らシリンダ孔２内に吸込まれた混合気は圧縮、点
火され、ガソリン機関は始動する。

一般に、このような従来のガソリン機関にあつ
てはスロツトルバルブがアイドリング位置にあつ
ても始動時のピストン４の下降速度が遅いため多
量の混合気を吸込み、これを圧縮するために大き
な力を必要としていた。その結果、従来の内燃機
関にあつては、ピストン４に大きな力を付与する
ことができるようスタータモータ９の所定出力は
大きな値に設定しなければならず、バツテリの電
力を多量に消費するうえ、スタータモータ９の重
量も大きくなるためこのようなガソリン機関を搭
載した車両の始動性が悪くなると同時に燃料消費
率も悪化するという問題点があつた。特に、ガソ
リン機関に特開昭49−51428号公報で開示されて
いるようなエンジン始動用フライホイル装置を取
付けた場合にはフライホイルの質量もスタータモ
ータ９の出力を大きくしなければならないのと同
様の理由で大きくしなければならないという問題
点が生じる。

この考案はこれらの問題点に着目してなされた
ものであり、ガソリン機関の吸気ポート近傍の吸
気通路に絞り手段と、機関運転状態を判断する手
段と、機関のクランキング時にのみ前記絞り手段
を絞り位置に切換え機関の運転時には前記絞り手
段を開位置に切換える制御手段とを設けることに
より上記問題点を解決することを目的としてい
る。

以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第２図はこの考案の第１実施例を示す図であ
り、まず構成を説明すると、１４はシリンダ孔１
５の形成されたガソリンエンジンのシリンダブロ
ツクであり、シリンダ孔１５の上端はシリンダヘ
ツド１６により閉止されている。シリンダ孔１５
にはピストン１７が摺動自在に収納されてお
り、、ピストン１７は連接棒１８を介して図示し
ていないクランクシヤフトに連結されている。こ
のクランクシヤフトには従来のガソリン機関と同
様にフライホイルおよび所定容量のスタータモー
タが連結あるいは連結可能になつているが、簡略
のため説明は省略する。シリンダヘツド１６には
シリンダ孔１５に開口する吸気ポート１９および
排気ポート２０が形成されており、これら吸気ポ
ート１９および排気ポート２０は吸気バルブ２１
および排気バルブ２２により開閉可能である。吸
気ポート１９は吸気マニホールド２３に形成され
た吸気通路２４を介してエアクリーナ２５に連通
しており、エアクリーナ２５の下流側吸気通路２
４には公知のキヤブレタ２６がおよびスロツトル
バルブ２７が設けられている。スロツトルバルブ
２７と各シリンダ孔１５の吸気バルブ２１との間
の吸気通路２４にはできるだけ吸気バルブ２１に
近づけて絞り手段としての絞り弁２８がそれぞれ
各気筒毎に設けられている。これら絞り弁２８は
各吸気ポート２０（可及的には吸気バルブ２１）
に可能な限り接近した吸気通路２４内に設けられ
ることが望ましく、絞り弁２８は第３図に示され
ているように一部に切欠き２９が設けられてい
る。各絞り弁２８は第４図に詳示されているよう
にシヤフト３０により連結されている。このシヤ
フト３０にはリンク３１およびロツド３２を介し
てアクチユエータ３３が連結しており、このアク
チユエータ３３は第５図に詳示されているように
ポート３４の形成されたシリンダ３５と、シリン
ダ３５内に摺動自在に収納されたピストン３６
と、ピストン３６をポート３４側に付勢するスプ
リング３７とを有している。アクチユエータ３３
のポート３４は図外のエンジン用オイルポンプに
連通しており、ピストン３６は該オイルポンプか
ら圧力油が供給されるとスプリング３７に対抗し
て摺動し、絞り弁２８は混合気の流れと略平行な
全開位置に切換わる。一方、オイルホンプからの
圧力油の供給が停止しているときはスプリング３
７の弾性力によりピストン３６はポート３４側に
移動し、絞り弁２８はわずかな隙間を残し吸気通
路２４を閉止する絞り位置に切換わる。この切換
えはオイルポンプによる油圧の発生に基づいて行
われるから、本実施例ではオイルポンプが機関運
転状態判別手段としての機能を有している。前述
のシヤフト３０は第６図に示されているように発
条３８の一端に連結されており、発条３８の他端
は吸気マニホールド２３に固定されたケース３９
に連結されている。前述のシヤフト３０、リンク
３１、ロツド３２、アクチユエータ３３、発条３
８、ケース３９および図外のオイルポンプは全体
として制御手段４０を構成する。

次に作用について説明する。停止状態のガソリ
ンエンジンを始動するクランキング時には、まず
スタータスイツチをONにしてスタータモータを
駆動する。その結果、ピストン１７はシリンダ孔
１５内で下降しシリンダ孔１５に混合気を吸い込
む。このとき、エンジンのオイルポンプは圧力油
を発生させていないので、絞り弁２８は絞り位置
にある。そのためピストン１７の下降速度が小さ
くてもシリンダ孔１５内に吸い込まれる混合気の
量は従来に比べ少ない。したがつて、ピストン１
７が上昇し混合気を圧縮するのに要する力は小さ
くてよく、所定出力の小さなスタータモータを採
用できるので、バツテリの消費電力を少なくでき
る。この時、できるだけ吸気バルブ２１に近づけ
て絞り弁２８を設けるので、シリンダ孔１５内に
吸入される混合気量は、小容量に抑えることがで
き圧縮に要する力を可及的に小さくすることがで
きるのである。さらに、スタータモータの重量が
軽くなるためこのようなガソリンエンジンを搭載
する車両の始動性を向上させると同時に燃料消費
率を向上させることもできる。さらに、ガソリン
エンジンに特開昭49−51428号公報で開示されて
いるようなエンジン始動用フライホイルを取付け
た場合でもフライホイルの質量を小さくでき車両
の燃費向上を図れる。次に、エンジンが運転状態
になると、オイルポンプから供給される圧力油が
ピストン３６をスプリング３７に対抗して押圧す
るため絞り弁２８は全開位置に切換り、従来のガ
ソリンエンジンと同様にスロツトルバルブ２７に
より変速可能である。

第７図はこの考案の第２実施例であり、まず構
成を説明する。４２はガソリンエンジンの吸気マ
ニホールドであり、吸気マニホールド４２内の吸
気通路４３は各シリンダ孔の吸気ポートに連通し
ている。吸気マニホールド４３には吸気管４４が
固定されており、吸気管４４に形成されている吸
気通路４５は吸気通路４３と大気とを連通してい
る。吸気管４４にはバタフライ弁４６が回動自在
に支持されており、バタフライ弁４６は排気ブレ
ーキ作動時に発生する吸気管４４への吹返し音を
低減することを目的としているとともに本考案に
おける絞り手段の役割をも果す。このバタフライ
弁４６はロツド４７およびリンク４８を介してア
クチユエータ４９に連結しており、アクチユエー
タ４９は電磁切換弁５０の出口ポート５１に連通
している。この電磁切換弁５０は出口ポート５１
の他に負圧源、例えば図外のブレーキ用バチユー
ムポンプに連通している入口ポート５２および大
気ポート５３が形成されており、電磁切換弁５０
には通路５４の形成されたスプール５５が摺動自
在に収納されている。スプール５５はスプリング
５６により常時入口ポート５２側へ付勢されてお
り、スプール５５はソレノイド５７が励磁される
と出口ポート５１と大気ポート５３とを連通する
第１位置から入口ポート５２と出口ポート５１と
を連通する第２位置に切換る。ソレノイド５７は
常開接点を有するリレー５８を介してバツテリ５
９に連結されており、リレー５８のソレノイド６
０はスイツチ６１を介してバツテリ５９に連結さ
れている。スイツチ６１は比較器６２の信号によ
りONまたはOFFになり、比較器６２はエンジン
の回転数センサ６３からの電圧信号と基準電圧信
号発生器６４からの基準電圧信号とを比較し、セ
ンサ６３からの電圧信号が基準電圧信号より大き
いときのみスイツチ６１をONにする信号を出力
する。なお、基準電圧信号の電圧値はエンジンが
例えば300rpmのときセンサ６３から出力される
電圧信号の値と一致する。前述のロツド４７、リ
ンク４８、アクチユエータ４９、切換弁５０、リ
レー５８およびスイツチ６１は全体として制御手
段６５を構成する。また、本実施例では回転数セ
ンサ６３、基準電圧信号発生器６４および比較器
６２が運転状態判別手段としての機能を有する。

次に作用について説明する。ガソリンエンジン
が停止状態のときには、回転数センサ６３からの
電圧信号は「０」なのでスイツチ６１はOFFに
なつておりリレー５８の接点は開状態になつてい
る。その結果、ソレノイド５７は消磁されてお
り、スプール５５は大気ポート５３と出口ポート
５１を連通する第１位置にある。したがつてアク
チユエータ４９はバタフライ弁４６を該弁４６が
吸気通路４５をわずかな隙間を残して閉止する位
置に保つ。このような状態で始動を行うと、前述
のガソリンエンジンの場合と同様にシリンダ孔に
吸い込まれる空気量は減少するため空気を圧縮す
るのに要する力は少なくて済み、スタータモータ
は従来に比べ出力の小さなものでよい。したがつ
て、スタータモータの消費動力は少なくなるだけ
でなく、スタータモータの重量が小さくなるため
このようなガソリンエンジンを搭載した車両の始
動性が向上すると同時に燃料消費率も向上する。
また、エンジン始動用フライホイル装置を取付け
る場合でもフライホイルを質量の小さなものにす
ることができる。しかし、このままでは、吸入空
気量が低減して圧縮温度が上昇しにくくなり、始
動性が悪化することが考えられる。従つて、回転
数が上昇したら、吸入空気量を増加させる。その
ためエンジンの回転数が比較的大きくなつて、始
動に充分になれば回転数センサ６３から出力され
る電圧信号の電圧値が基準電圧信号の電圧値より
高くなり、比較器６２からの信号によりスイツチ
６１がONになる。その結果、リレー５８の接点
が閉状態になり電磁切換弁５０のソレノイド５７
が励磁される。そのため入口ポート５２と出口ポ
ート５１が連通し、アクチユエータ４９はバタフ
ライ弁４６を該弁４６が吸気通路４５内の空気の
流れと略平行になる位置に切換える。したがつ
て、多量の空気を吸込むことが可能になり、圧縮
温度が上昇して、始動が可能となるのである。

なお、バタフライ弁４６の代りに吸気ポート毎
に絞り弁を設けてもよく、さらに吸込空気量の減
少による圧縮温度の低下を補うため点火機構を設
けてもよい。

以上説明したきたように、この考案によればガ
ソリン機関をシリンダ孔と、シリンダ孔に開口す
る吸気ポートと、吸気ポートに連通する吸気通路
とが形成され、前記吸気ポート近傍の吸気通路に
絞り手段と、機関運転状態を判別する手段と、機
関のクランキング時にのみ前記絞り手段を絞り位
置に切換え機関の運転時には前記絞り手段を開位
置に切換える制御手段とを設けたため、スタータ
モータの小型化を図ることができるうえ、エンジ
ン始動用フライホイル装置を取り付ける場合でも
フライホイルを小型化でき、スタータモータの消
費電力の減少および車両の始動性向上による燃料
消費率の向上を図ることができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガソリン機関を示す正面一部断
面図、第２図はこの考案の第１実施例を示す断面
図、第３図は第２図中の絞り弁の拡大図、第４図
は第１図で示した吸気マニホールドの平面図、第
５図は第４図で示したアクチユエータの断面図、
第６図は第４図で示したロツドに固定された発条
を示す正面図、第７図はこの考案の第２実施例を
示す斜視図である。 １５……シリンダ孔、１９……吸気ポート、２
４，４３，４５……吸気通路、２８，４６………
絞り手段（絞り弁、バタフライ弁）、４０，６５
……制御手段、｛６２……比較器、６３……回転
数センサ、６４……基準電圧信号発生器、｝（運転
状態判別手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ孔と、シリンダ孔に連通する吸気ポー
   トと、吸気ポートに連通する吸気通路とが形成さ
   れたガソリン機関において、前記吸気ポート近傍
   の吸気通路に絞り手段と、機関運転状態を判別す
   る手段と、機関のクランキング時にのみ前記絞り
   手段を絞り位置に切換え機関の運転時には前記絞
   り手段を開位置に切換える制御手段とを設けたこ
   とを特徴とするガソリン機関。