JPS6282228A - Suction device for multicylinder engine - Google Patents

Suction device for multicylinder engine

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JPS6282228A
JPS6282228A JP22165385A JP22165385A JPS6282228A JP S6282228 A JPS6282228 A JP S6282228A JP 22165385 A JP22165385 A JP 22165385A JP 22165385 A JP22165385 A JP 22165385A JP S6282228 A JPS6282228 A JP S6282228A
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valve
cylinder
engine
passage
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Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Toshiki Okazaki
俊基 岡崎
Koji Onishi
晃二 大西
Junzo Sasaki
潤三 佐々木
Kazunori Tominaga
冨永 和憲
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the turnover effect of a pressure wave and make it into high output, by installing an on-off valve, which is synchronized with an engine and variable in its on-off timing, in an independent suction passage, and setting the upstream of this on-off valve converge on at each cylinder in the relation that phase of each cylinder is reversed. CONSTITUTION:A rotary on-off valve 18 is installed in a suction passage independent from each cylinder, driven by a crankshaft 24 via a phase changing device 29, and synchronized with an engine speed, while its on-off timing is controlled by a control unit 31 according to engine load and speed. The suction passage at the upstream of the on-off valve 18 is joined with each suction passage 9 at every cylinder in the relation that phase of each cylinder is reverse. With this constitution, a pressure wave of suction pulsation at the time of a hole 21 of the on-off valve 18 being opened receives pressure of the suction passage of other cylinders when it turns over at this converging part, thus a sufficient turnover effect is secured.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、吸気通路内に生じる圧力波を利用して吸気を
行う吸気装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in an intake device that performs intake using pressure waves generated within an intake passage.

(従来技術) 従来から、吸気慣性、共鳴効果等、吸気の動的効果を利
用して、充填効率を高めこれによって高出力を確保する
ようにしたエンジンが提案されている。
(Prior Art) Engines have been proposed that utilize dynamic effects of intake air, such as intake inertia and resonance effects, to increase charging efficiency and thereby ensure high output.

しかし、吸気の圧力波による効果を利用して、充填効率
の改善を図る場合には、次のような問題がある。エンジ
ン回転数が低下するとピストンの加工速度が小さくなり
、従って発生する負圧波が小さくなって得られる充填率
向上効果も小さくなる。また、圧力波の伝播は、音速と
いう一定の速度で生じるのに対し、圧力波による吸気の
押し込み効果が望まれるタイミングは、エンジンの回転
速度に応じて変化するため、広い回転数領域で圧力波に
よる充填効率の向上効果を得ることが困難である。
However, when attempting to improve filling efficiency by utilizing the effect of pressure waves of intake air, the following problems arise. When the engine speed decreases, the piston machining speed decreases, and therefore the generated negative pressure wave decreases, and the resulting filling rate improvement effect also decreases. In addition, while pressure waves propagate at a constant speed, the speed of sound, the desired timing for the pressure wave to push the intake air changes depending on the engine rotational speed. It is difficult to obtain the effect of improving filling efficiency.

このような事′情に鑑がみ、特開昭55−107018
号公報には、吸気弁上流の吸気通路に設けられる給気部
と、シリンダと該給気部とを連通する吸気通路に設けら
れ、クランク軸の回転速度と同一または2分の1の速度
で回動する弁板を有する給気管制弁とを備え、該管制弁
によってクランク軸の回転速度に応じてシリンダと給気
部の連通を制御し、広い範囲の回転数領域で吸気の圧力
波による充填率増大効果が得られるようにしたエンジン
の吸気構造が開示されている。
In view of these circumstances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-107018
The publication describes an air supply section provided in the intake passage upstream of the intake valve, and an air supply section provided in the intake passage communicating the cylinder and the air supply section, and at a speed equal to or half the rotational speed of the crankshaft. The control valve is equipped with an air supply control valve having a rotating valve plate, and the control valve controls communication between the cylinder and the air supply section according to the rotational speed of the crankshaft. An intake structure for an engine that achieves the effect of increasing the filling rate is disclosed.

(発明が解決りようとする問題点) 上記特開昭55−107018号では、吸気通路の途中
に設けられ一定の容積を有する給気部において下流側で
生じた吸気負圧波を正圧波に反転させこの反転正圧波に
より充填効率を向上させるようにしている。しかし、こ
のように吸気通路に容積部を設けて反転部を構成する形
式のものでは、吸気装置が大型化し、限られたスペース
のエンジンルームにおいて、レイアウト上の問題が生じ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-107018, an intake negative pressure wave generated on the downstream side of an air supply section provided in the middle of an intake passage and having a constant volume is reversed into a positive pressure wave. The filling efficiency is improved by this inverted positive pressure wave. However, in such a type in which a volume portion is provided in the intake passage to constitute an inverted portion, the intake device becomes large, and problems arise in terms of layout in an engine room with limited space.

また、吸気系で発生した負圧波は、吸気通路を上流側に
伝播し給気部で反転して反射波は下流に伝播して燃焼室
に導かれるか、負圧波による圧力変動は、さらに上流に
伝播する。このため、給気部よりも上流側に配置される
エアフローメータの作動に悪影響を与え、計量誤差を生
じさせる原因になる。
In addition, the negative pressure waves generated in the intake system propagate upstream through the intake passage, are reversed at the air supply section, and the reflected waves propagate downstream and are guided into the combustion chamber. propagate to. This adversely affects the operation of the air flow meter disposed upstream of the air supply section, causing measurement errors.

(上記問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題を解決するために構成されたもので
、本発明の吸気装置は、エンジンの回転に同期して開閉
される吸気ポートと、該吸気ボート上流の吸気通路に設
けられ、少なくとも低回転負荷時において、該吸気通路
を吸気ポートの開口時期よりも後であって吸入上死点以
降に開き吸気開始時期を遅延させる制御する制御弁と、
前記制御弁よりも上流側の吸気通路に設けられ制御弁の
開弁時に該制御弁の下流側で生じる吸気負圧波を反転さ
せる反転部とを備えているそして、上記反転部が、制御
弁上流側において、位相が互いに逆転した関係にある前
記吸気負圧波が干渉するように吸気通路を接続すること
により構成されたことを特徴とする。
(Means for solving the above problems) The present invention is configured to solve the above problems, and the intake device of the present invention includes an intake port that opens and closes in synchronization with the rotation of the engine, and an intake port that opens and closes in synchronization with engine rotation. a control valve that is provided in an intake passage upstream of the intake boat and controls the intake passage to open after the intake port opening timing and after suction top dead center to delay the intake start timing, at least under low rotational load; ,
an inversion section provided in the intake passage upstream of the control valve and for inverting an intake negative pressure wave generated downstream of the control valve when the control valve is opened; It is characterized in that the intake passages are connected so that the intake negative pressure waves whose phases are opposite to each other interfere with each other on the side.

本発明の制御弁は、少なくとも低回転高負荷運転時にお
いては、吸入上死点、即ち、TDCよりも遅れて開かれ
これによって大きな圧力波を発生し吸気行程の終期に吸
気の押し込み効果を与えるようになっている。この場合
制御弁の開弁時期は一定でも、或いは、エンジン回転数
及び負荷の変化に応じて、段階的または、連続的に変化
させるようにしても良い。
The control valve of the present invention opens later than the intake top dead center, that is, TDC, at least during low-speed, high-load operation, thereby generating a large pressure wave and providing a pushing effect on intake air at the end of the intake stroke. It has become. In this case, the opening timing of the control valve may be constant, or may be changed stepwise or continuously in accordance with changes in engine speed and load.

本発明の吸気装置は、制御弁よりも上流側に、該制御弁
の開弁時に下流側で生じた吸気の負圧波を反転させる反
転部を備えている。この反転部は、発生する負圧波の位
相が半波長ずれた関係になっている気筒の吸気管同志を
制御弁の上流側で対向させるように連結して吸気負圧波
が互いに逆転した位相関係で干渉するように構成されて
いる。本発明において、好ましくは、該吸気管同志の連
結部は、一定の容積を有するように拡大して構成される
。また、この反転部の上流側に、直接吸気通路に、ある
いは、吸気通路から分岐して一定の容積を有し、圧力波
の上流への伝播を防止し、あるいは、反転効果を高める
ための補助反射部を設けることが望ましい。本発明の好
ましい態様では、上記制御弁による吸気開始時期の遅延
制御は、低負荷時、及び高回転時においては、解除され
るようになっている。この解除手段は、例えば、制御弁
の開弁期間を吸気弁以上に設定しておき、低負荷時、及
び高回転時においては、進角機構を用いて制御弁の開弁
時期を吸気弁に合わせるように構成すればよい。また、
各気筒用に設けられる制御弁をバイパスするバイパス通
路を設けるとともに、このバイパス通路を開閉するバイ
パス弁を設け、低負荷時及び高回転時には、バイパス弁
を開くようにしてもよい。さらに、制御弁下流側の各気
筒用の独立吸気通路を互いに連通ずるバイパス通路を設
け、該通路にバイパス弁を設置して、この弁を低負荷時
、高回転時に開いて他の気筒の吸気通路を介して吸気を
導入するようにしてもよい。
The intake device of the present invention includes, upstream of the control valve, an inversion section that inverts a negative pressure wave of intake air generated downstream when the control valve is opened. This inversion section connects the intake pipes of the cylinders, in which the phases of the generated negative pressure waves are shifted by half a wavelength, to face each other on the upstream side of the control valve, so that the phase relationship of the intake negative pressure waves is reversed. configured to interfere. In the present invention, preferably, the connection portion between the intake pipes is expanded to have a constant volume. In addition, on the upstream side of this reversal part, there is a certain volume that is directly connected to the intake passage or branched from the intake passage to prevent pressure waves from propagating upstream or to enhance the reversal effect. It is desirable to provide a reflective section. In a preferred embodiment of the present invention, the delay control of the intake start timing by the control valve is canceled when the load is low and the engine speed is high. This release means, for example, sets the valve opening period of the control valve to be longer than the intake valve, and uses an advance mechanism to adjust the opening period of the control valve to the intake valve during low load and high rotation. You can configure it to match. Also,
A bypass passage that bypasses a control valve provided for each cylinder may be provided, and a bypass valve that opens and closes this bypass passage may be provided, and the bypass valve may be opened during low load and high rotation. Furthermore, a bypass passage is provided that communicates the independent intake passages for each cylinder on the downstream side of the control valve, and a bypass valve is installed in the passage, and this valve is opened at low loads and high rotations to allow intake air from other cylinders to flow through the intake passages. Intake air may be introduced through the passage.

(本発明の効果) 本発明よれば、吸気系で生じた負圧波を反転させる反転
部は、吸気負圧波が互いに逆転した位相関係で干渉する
ように吸気通路を接続することによって構成されるので
本発明の構造は、本質的に容積部を設けて反転部を構成
する形式のものに比べて吸気系をコンパクトにすること
ができ、レイアウト上有利である。また、本発明による
反転部は、逆転した位相の負圧波を干渉させることによ
って構成されているので、この干渉によって反転正圧波
が発生するとともに負圧波自体は干渉によって打ち消し
合うので、反転部より上流側に圧力変動が効果的に減衰
される。従って、反転部よりも上流側に配置されるエア
ーフローメータの計量動作への悪影響を極めて小さく抑
えることができる。
(Effects of the Present Invention) According to the present invention, the inversion section that inverts the negative pressure waves generated in the intake system is configured by connecting the intake passages so that the intake negative pressure waves interfere with each other in a reversed phase relationship. The structure of the present invention allows the intake system to be made more compact than a structure in which an inversion part is essentially provided with a volume part, and is advantageous in terms of layout. Furthermore, since the inverting section according to the present invention is constructed by interfering negative pressure waves with reversed phases, this interference generates an inverted positive pressure wave, and the negative pressure waves themselves cancel each other out due to the interference. Pressure fluctuations on the side are effectively damped. Therefore, the adverse effect on the metering operation of the air flow meter disposed upstream of the reversing section can be extremely suppressed.

さらに、本発明によれば、少なくとも低回転高負荷運転
時では、制御弁が吸入上死点よりも遅く開かれるように
制御され、吸気通路の制御弁下流側に大きな負圧波が生
じ、この負圧波は、吸気通路内を上流に伝播し、反転部
で反転して正圧波となり、この正圧波は反射波として下
流に伝播し吸気行程終期に燃焼室に吸気の押し込み効果
を与える。この効果により、本発明に係るエンジンは高
充填効率を確保でき、従って、出力の向上を図ることが
できるものである。
Further, according to the present invention, at least during low rotation and high load operation, the control valve is controlled to open later than suction top dead center, and a large negative pressure wave is generated downstream of the control valve in the intake passage. The pressure wave propagates upstream in the intake passage and is reversed at the reversal section to become a positive pressure wave. This positive pressure wave propagates downstream as a reflected wave and exerts the effect of pushing intake air into the combustion chamber at the end of the intake stroke. Due to this effect, the engine according to the present invention can ensure high charging efficiency, and therefore can improve output.

一般に吸気系に生じる圧力波による充填率増大効果が得
られるエンジン回転数(以下同調回転数という)は、次
の関係式で表わされる。
In general, the engine rotational speed (hereinafter referred to as the tuned rotational speed) at which the effect of increasing the filling rate due to the pressure waves generated in the intake system is obtained is expressed by the following relational expression.

ここで、N:同調回転数(rpm)、θe:有効開弁期
間(deg)、シ:吸気弁開弁期間中の吸気系の固有振
動数(Hz )である。
Here, N: tuned rotational speed (rpm), θe: effective valve opening period (deg), and C: natural frequency (Hz) of the intake system during the intake valve opening period.

有効開弁期間は、吸気弁の開弁期間を意味するものでは
なく、吸気が実際にシリンダ内に導入される期間である
The effective valve opening period does not mean the opening period of the intake valve, but is the period during which intake air is actually introduced into the cylinder.

本発明において、制御弁によって、吸気導入開始時期を
後らせるようにした制御することは、第(1)式におい
て、有効開弁期間θeを変更する制御を行うことを意味
する。この結果、本発明の制御により、広い回転数領域
で同調回転数を得ることができ、異なる回転域の各々に
おいて、圧力波による所望の充填効率増大効果を得るこ
とができる。
In the present invention, performing control using the control valve to delay the intake air introduction start timing means performing control to change the effective valve opening period θe in equation (1). As a result, the control of the present invention makes it possible to obtain a synchronized rotational speed in a wide rotational speed range, and to obtain a desired filling efficiency increasing effect by pressure waves in each of different rotational speed ranges.

さらに本発明の好ましい態様では、高回転時においては
、上記制御弁による遅延制御が、通路抵抗を増大させる
結果むしろ弊害となることに鑑がみ、制御弁による遅延
制御を解除するように制御する。これによって、有効開
弁期間が拡がり、すなわち、上記第(1)式においてθ
eが大きくなって通路抵抗が減少し、多量吸気導入が可
能となるとともに、このような運転領域において圧力波
の同調回転数が得られるような固有振動数を有するよう
に吸気系を構成することにより、吸気の動的効果も併わ
せで得ることができ、さらに充填効率の改善を図ること
ができる。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, in view of the fact that at high rotation speeds, the delay control by the control valve increases passage resistance, which is rather harmful, the control is controlled to cancel the delay control by the control valve. . This expands the effective valve opening period, that is, θ in equation (1) above.
The intake system should be configured so that e increases, passage resistance decreases, a large amount of intake air can be introduced, and the intake system has a natural frequency that allows pressure wave synchronization rotation speed to be obtained in such an operating region. Therefore, the dynamic effect of intake air can also be obtained, and the filling efficiency can be further improved.

また、低負荷時ボンピングロスが増大し燃費に悪影響を
与えることとなるので、同様に上記遅延制御を解除する
ようにしている。従って、本発明によれば、高回転時に
おいて十分な吸気量を確保することができるとともに、
低負荷時の燃費低下も防止することができる。
Furthermore, since the pumping loss increases at low loads and has an adverse effect on fuel efficiency, the delay control is similarly canceled. Therefore, according to the present invention, it is possible to ensure a sufficient amount of intake air at high rotation speeds, and
It is also possible to prevent a decrease in fuel efficiency at low loads.

(実施例の説明) 以下図面を参照しつつ、本発明の実施例につき説明する
(Description of Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図及び第2図を参照すれば、本例のエンジン1は、
4気筒エンジンであり、シリンダブロック2には4つの
シリンダボア3が形成され各シリンダボア3にはピスト
ン4が往復動自在に配置される。シリンダブロック2の
上方にはシリンダヘッド5が結合されており、シリンダ
ボア3のピストン上方部空間とシリンダヘッド5の下部
凹部とによって形成される空間は、燃焼室6を構成する
Referring to FIGS. 1 and 2, the engine 1 of this example is as follows:
It is a four-cylinder engine, and four cylinder bores 3 are formed in a cylinder block 2, and a piston 4 is arranged in each cylinder bore 3 so as to be able to reciprocate. A cylinder head 5 is connected above the cylinder block 2 , and a space formed by the space above the piston of the cylinder bore 3 and the lower recess of the cylinder head 5 constitutes a combustion chamber 6 .

燃焼室6には、吸気ボート7及び排気ポート8が開口し
ており、シリンダヘッド5には該吸気ボート7、°排気
ボート8に通じるように独立吸気通路9、排気通路10
が形成される。そして、吸気ボート7には、吸気弁11
が、排気ポート8には排気弁12がそれぞれ組合わされ
る。また、シリンダヘッド5には点火プラグ12aがそ
の先端部が燃焼室内に突出するように配置れれる。各気
筒の゛独立吸気通路9には、マニホルドが接続されこの
接続部付近に燃料噴射ノズル12bが取付けられる。各
気筒の独立吸気通路9は上流側で各吸気通路9を連通ず
るように配置されるロータリバルブ18に接続されてお
り、ロータリバルブ18は、第3図に示すように筒状の
構造を成しており、周壁には、各気筒の吸気通路9に所
定のタイミングで連通する。ように各気筒に対応した位
置に独立吸気通路9の上下流を連通ずる開口21がロー
クリバルブ18を貫通して設けられる。本例では点火が
1−3−4−2の順で行なわれるので、互いの吸気の干
渉を避けるため、第1及び第4気筒に対する開口位置と
、第2、及び第3気筒に対する開口位置とをそれぞれ同
じオリエンテーションで形成している。ロータリバルブ
下流側において、各独立吸気通路9は、バイパス通路1
9によって互いに連通されており、該バイパス通路19
と各吸気通路9との接続部には、バイパス弁20がそれ
ぞれ取付けられる。
An intake boat 7 and an exhaust port 8 are open in the combustion chamber 6, and an independent intake passage 9 and an exhaust passage 10 are provided in the cylinder head 5 to communicate with the intake boat 7 and the exhaust boat 8.
is formed. The intake boat 7 has an intake valve 11.
However, each exhaust port 8 is associated with an exhaust valve 12. Further, a spark plug 12a is arranged in the cylinder head 5 so that its tip protrudes into the combustion chamber. A manifold is connected to the independent intake passage 9 of each cylinder, and a fuel injection nozzle 12b is attached near this connection. The independent intake passages 9 of each cylinder are connected to a rotary valve 18 arranged on the upstream side so as to communicate each intake passage 9, and the rotary valve 18 has a cylindrical structure as shown in FIG. The peripheral wall communicates with the intake passage 9 of each cylinder at a predetermined timing. In this manner, an opening 21 that communicates the upstream and downstream sides of the independent intake passage 9 is provided at a position corresponding to each cylinder so as to pass through the low-replacement valve 18. In this example, ignition is performed in the order 1-3-4-2, so in order to avoid mutual interference of intake air, the opening positions for the first and fourth cylinders and the opening positions for the second and third cylinders are adjusted. are formed with the same orientation. On the downstream side of the rotary valve, each independent intake passage 9 has a bypass passage 1
9, and the bypass passage 19
Bypass valves 20 are respectively attached to the connection portions between the intake passages 9 and the intake passages 9.

本例の構造では、まず、互いの行程が干渉しない第1、
第4気筒、及び第2、第3気筒の独立吸気通路9が、ロ
ータリバルブ18の上流側で、それぞれ合流して共通吸
気通路9aを形成し、さらに上流において2つの共通吸
気通路9aが合流して主吸気通路13を形成するように
なっている。
In the structure of this example, first, the first,
The independent intake passages 9 of the fourth cylinder, and the second and third cylinders merge on the upstream side of the rotary valve 18 to form a common intake passage 9a, and further upstream, the two common intake passages 9a merge. A main intake passage 13 is formed.

主吸気通路13の上流端にはエアクリーナ14が設置さ
れ、エアクリーナ14の下流には吸気流量を計量するエ
アフローメータ15が設けられる。
An air cleaner 14 is installed at the upstream end of the main intake passage 13, and an air flow meter 15 is installed downstream of the air cleaner 14 to measure the intake air flow rate.

さらに各共通吸気通路9aにはスロットル弁17が配置
される。
Further, a throttle valve 17 is arranged in each common intake passage 9a.

第一1図に示すように、ロータリバルブ18の回動軸1
8aは、進角機構22を介してプーリ23に接続されて
いる。プーリ23は、クランク軸24の端部に取付けら
れた駆動プーリ25にベルト26を介して接続されてい
る。本例ではロークリバルブ18の開状態が半回転ごと
に得られるのではプーリ25の2倍の径を有しており、
従って、プーリ23はプーリ25の2分の1の速度で回
転するようになっている。進角機構22は、プーリ23
の回転軸23aの端部に取付けられたヘリカルギア27
と、ロータリーバルブ18の回転軸18aの端部に取付
けられ上記プーリ23側のヘリカルギア27に対向して
配置されるヘリカルギア28と、量ヘリカルギア27.
28に噛合する調整駒29とを備えている。調整駒29
はヘリカルギア27及び28との噛合位置をロータリバ
ルブ18の回転軸方向に変更できるようになっており、
調整駒29が上記軸方向に移動して噛合位置が変化する
とヘリカルギア27.28との相対回転位置が変わり、
これによって、進角量が変化するようになっている。調
整駒29の軸方向の位置を調整するために、アクチュエ
ータ30が設けられており、このアクチュエータは、好
ましくは、マイコンを組み込んで構成されるコントロー
ルユニット31からの命令信号によって作動するように
なっている。本例ではコントロールユニット31には、
エンジン回転数を表わす信号が入力されるようになって
おり、コントロールユニット31は、この回転数信号に
応じた進角量を決定し、アクチュエータ30を介して進
角機構22を駆動スル。マタ、コントロールユニット3
1はエンジン負荷信号も入力されるようになっており、
コントロールユニット31は、回転数及び、負荷の値に
応じ、バイパス弁20のアクチュエータ20aに対して
所定の運転領域では、バイパス弁20を開くように命令
信号を出力するようになっている。
As shown in FIG. 11, the rotation shaft 1 of the rotary valve 18
8a is connected to a pulley 23 via an advance mechanism 22. The pulley 23 is connected via a belt 26 to a drive pulley 25 attached to the end of the crankshaft 24. In this example, if the open state of the rotary valve 18 can be obtained every half rotation, the diameter is twice that of the pulley 25.
Therefore, the pulley 23 rotates at half the speed of the pulley 25. The advance mechanism 22 includes a pulley 23
A helical gear 27 attached to the end of the rotating shaft 23a of
, a helical gear 28 attached to the end of the rotating shaft 18a of the rotary valve 18 and disposed opposite the helical gear 27 on the pulley 23 side, and a helical gear 27.
and an adjustment piece 29 that meshes with 28. Adjustment piece 29
The meshing position with the helical gears 27 and 28 can be changed in the direction of the rotation axis of the rotary valve 18,
When the adjusting piece 29 moves in the axial direction and the meshing position changes, the relative rotational position with the helical gears 27 and 28 changes,
This causes the amount of advance angle to change. An actuator 30 is provided to adjust the axial position of the adjustment piece 29, and this actuator is preferably operated by a command signal from a control unit 31 incorporating a microcomputer. There is. In this example, the control unit 31 includes:
A signal representing the engine rotational speed is input, and the control unit 31 determines the amount of advance according to this rotational speed signal, and drives the advance angle mechanism 22 via the actuator 30. Mata, control unit 3
1 is designed so that the engine load signal is also input,
The control unit 31 outputs a command signal to the actuator 20a of the bypass valve 20 to open the bypass valve 20 in a predetermined operating range according to the rotation speed and the load value.

以上の構造において本例ではロータリバルブ18は、ク
ランク軸24の2分の1の速度で回転する。従ってロー
タリバルブ18の開口21が各気筒の吸気通路9に連通
ずるタイミングすなわちロークリバルブ18の開弁期間
は、各気筒の吸気弁11の開弁期間に対応するようにな
っている。
In the above structure, the rotary valve 18 rotates at half the speed of the crankshaft 24 in this example. Therefore, the timing at which the opening 21 of the rotary valve 18 communicates with the intake passage 9 of each cylinder, that is, the opening period of the rotary valve 18, corresponds to the opening period of the intake valve 11 of each cylinder.

本例では、吸気弁11が開いておりかつ、ロータリバル
ブ18が開いている期間に実際に吸気が燃焼室6内に導
入されることになり、従って、この期間が有効開弁期間
となる。第4図と併わせで参照すれば、ロータリバルブ
180開弁期間は、エンジン回転数に応じて変更される
ようになっており、回転数が増大すると、図の破線で示
すようにロータリバルブ18の開弁時期は吸気弁11の
開弁時期に近づくように設定される。一方、エンジンの
低回転時には、ロータリバルブ18の開弁時期は進角機
構22の作動によって図に実線で示すように遅れ側にず
らされる。ロークリバルブ18が開いたとき実際に吸気
が燃焼室6内に導入されることとなるが、この開弁時に
ふいて、ロークリバルブ18の下流側には吸気の負圧波
が生じる。
In this example, intake air is actually introduced into the combustion chamber 6 during the period when the intake valve 11 is open and the rotary valve 18 is open, and therefore, this period becomes the effective valve opening period. Referring to FIG. 4 in conjunction with FIG. 4, the opening period of the rotary valve 180 is changed according to the engine speed, and as the speed increases, the rotary valve 180 opens as shown by the broken line in the figure. The opening timing of the intake valve 11 is set to approach the opening timing of the intake valve 11. On the other hand, when the engine is running at low speed, the opening timing of the rotary valve 18 is shifted to the delayed side by the operation of the advance mechanism 22, as shown by the solid line in the figure. When the low-resolution valve 18 opens, intake air is actually introduced into the combustion chamber 6, but when the low-resolution valve 18 opens, a negative pressure wave of the intake air is generated on the downstream side of the low-resolution valve 18.

この負圧波は、吸気通路13を上流に伝播し共通吸気通
路9aの合流地点9bに到達する。
This negative pressure wave propagates upstream in the intake passage 13 and reaches the confluence point 9b of the common intake passage 9a.

この構成では、2つの共通吸気通路9aの合流地点9b
において、位相が互いに半波長ずれている第1及び第2
気筒、及び第3及び第4気筒の負圧波がそれぞれ干渉す
ることになる。これによって、干渉した負圧波は第5図
に示すように、互いに打消し合い反転して正圧波を発生
する。
In this configuration, the confluence point 9b of the two common intake passages 9a
, the first and second components whose phases are shifted by half a wavelength from each other
The negative pressure waves of the cylinder and the third and fourth cylinders will interfere with each other. As a result, the interfering negative pressure waves cancel each other out and are reversed to generate a positive pressure wave, as shown in FIG.

従って、発生する負圧波が互いに逆転した位相関係にな
っている気筒の吸気通路9を対向して接続した場合の合
流地点9bは負圧波を反転させる反転部を構成する。こ
の合流地点で反転した正圧波は、吸気通路9a19内を
下流側に伝播して最終的に燃焼室6に到達する。
Therefore, when the intake passages 9 of cylinders in which the generated negative pressure waves have a phase relationship reversed to each other are connected to face each other, the confluence point 9b constitutes an inversion part that inverts the negative pressure waves. The positive pressure wave reversed at this junction propagates downstream within the intake passage 9a19 and finally reaches the combustion chamber 6.

本例では、この正圧波が吸気行程の終期に燃焼室6に到
達するように吸気系を構成しており、これによって、上
記正圧波による吸気の押し込み効果を利用して、吸気の
高充填効率を得ることができる。そして、ロータリバル
ブ18の開弁時に生じる負圧波の振幅が大きい程、大き
な反転正圧波が生じ、結果として大きな充填効率増大効
果が得られることに鑑がみ、本例ではピストン速度が遅
く、従って、生じる負圧波が小さくなる傾向となる低回
転時において、ロータリバルブ18の開弁時期をTDC
より遅らせ、より大きな負圧波を形成するように構成し
ている。また、上記圧力波による充填率増大効果が得ら
れるエンジン回転数すなわち同調回転数N (rpm 
)は、有効開弁期間θe(deg)及び吸気系の固有振
動数ν()lz)との関数としてN=θe・ν/6とし
て表わされるが、本例の装置では、進角機構22を用い
て有効開弁期間θeを回転数変化に応じて変化させるよ
うにしているので、広い回転数領域にわたって同調回転
数を得ることができ、この結果、低回転から中回転にわ
たる広い回転数範囲で充填率増大効果を得ることができ
る。なお本例では、負圧波が反転部において互いに打ち
消し合うので上流側に圧力変動が伝播することはない。
In this example, the intake system is configured so that this positive pressure wave reaches the combustion chamber 6 at the end of the intake stroke, and thereby, by utilizing the pushing effect of the intake air due to the positive pressure wave, high filling efficiency of the intake air is achieved. can be obtained. Considering that the larger the amplitude of the negative pressure wave generated when the rotary valve 18 is opened, the larger the reverse positive pressure wave will be generated, resulting in a larger filling efficiency increasing effect, in this example, the piston speed is slow, and therefore , the opening timing of the rotary valve 18 is set to TDC at low rotation speeds when the generated negative pressure waves tend to be small.
It is configured to delay the wave and form a larger negative pressure wave. Furthermore, the engine rotational speed at which the filling rate increasing effect due to the pressure waves can be obtained, that is, the tuned rotational speed N (rpm
) is expressed as N=θe·ν/6 as a function of the effective valve opening period θe (deg) and the natural frequency ν()lz) of the intake system. In the device of this example, the advance angle mechanism 22 is Since the effective valve opening period θe is changed according to the change in rotation speed, it is possible to obtain a synchronized rotation speed over a wide rotation speed range. The effect of increasing the filling rate can be obtained. In this example, since the negative pressure waves cancel each other out at the reversal section, pressure fluctuations do not propagate to the upstream side.

また、エンジンの高回転領域では、上記のようにローク
リバルブを遅れ側にずらすような制御を行なうと通路抵
抗が増大して、かえって高充填量の確保に対する弊害と
なる恐れがある。従って、本例では、高回転時には、ア
クチュエータ20aを作動させて、バイパス弁20を開
き、バイパス通路19からも吸気を導入するようにして
いる。
In addition, in a high engine speed range, if the low-return valve is controlled to the lag side as described above, the passage resistance increases, which may actually have an adverse effect on ensuring a high filling amount. Therefore, in this example, when the engine speed is high, the actuator 20a is operated to open the bypass valve 20 and intake air is also introduced from the bypass passage 19.

これによって、高回転において、吸気不足が生じるとい
った問題を解消することができる。さらに、エンジンの
比較的低回転でかつ低負荷時において、上記のようなロ
ークリバルブ18の開弁時期を遅らせるような制御を行
なうと、ポンピングロスが増大し、燃費の悪化が顕著と
なるので、同様にバイパス弁20を開き、バイパス通路
19からも吸気を導入して、実質的にロークリバルブ1
8の遅延制御を解除するようにしている。
This makes it possible to solve the problem of insufficient air intake at high engine speeds. Furthermore, if the above-mentioned control is performed to delay the opening timing of the low-return valve 18 when the engine is running at relatively low speeds and under low load, pumping loss will increase and the deterioration of fuel efficiency will become noticeable. By opening the bypass valve 20 and introducing intake air from the bypass passage 19, the bypass valve 20 is substantially opened.
8 delay control is canceled.

第6図、第7図を参照すれば、本発明の他の実施例が示
されている。本例のエンジン1は、前例と同様の1−3
−4−2を点火順序を有する4気筒エンジンである。本
例の吸気装置では、互いの吸気行程が干渉しない第1、
第4気筒及び第2、第3気筒の独立吸気通路を接続して
2つの共通吸気通路9a′ を形成し、この共通吸気通
路9a′を上流において、主吸気通路13に接続するよ
うにしている。そして、本例の場合、共通吸気通路9 
a+ から独立吸気通路9への分岐部にそれぞれ筒状の
ロータリバルブ18′ を配置している。本例の構造で
は、主吸気通路13のスロットル弁上流に、上流側に伝
播した圧力波を減衰させる補助反射部16を備えている
。これによって、圧力変動がこの補助反射部16を越え
て、さらに上流側に伝播することが効果的に抑制され、
さらに上流側に配置されるエアフロメータ15に悪影響
を与えることがなくなる。
Referring to FIGS. 6 and 7, another embodiment of the invention is shown. Engine 1 in this example is 1-3 similar to the previous example.
It is a four-cylinder engine with a firing order of -4-2. In the intake device of this example, the first,
The independent intake passages of the fourth cylinder and the second and third cylinders are connected to form two common intake passages 9a', and these common intake passages 9a' are connected upstream to the main intake passage 13. . In this example, the common intake passage 9
A cylindrical rotary valve 18' is arranged at each branch point from a+ to the independent intake passage 9. In the structure of this example, an auxiliary reflection section 16 is provided upstream of the throttle valve in the main intake passage 13 to attenuate pressure waves propagated upstream. This effectively suppresses pressure fluctuations from propagating further upstream beyond this auxiliary reflection section 16,
Furthermore, the air flow meter 15 disposed on the upstream side is not adversely affected.

第8図を参照すれば、本発明のさらに他の実施′−例が
示されている。本例のエンジンは、1−2−3−4−5
−6の点火順序を有する気筒エンジンである。本例に右
いても互いに吸気行程が干渉しない気筒同志が3つずつ
2つのグループに分けられる。すなわち、第11第3、
第5気筒は第1グループ32に、第2、第4、第6気筒
は第2グループ33にそれぞれ組入れられる。そして、
各グループ32.33に対しては共通吸気通路9a″が
それぞれ設けられ、当該グループに属する独立吸気通路
9が、共通吸気通路9a”にそれぞれ接続されるととも
に、共通吸気通路9a“から独立吸気通路9への分岐部
には、ロータリバルブ18“がそれぞれ配置される。2
つの共通吸気通路9a“は、上流において、主吸気通路
13に合流している。さらに、本例の構造ではこの主吸
気通路13への合流地点9b“よりも下流に、2つの共
通吸気通路9a″を互いに連絡する連通路34が形成さ
れらるとともに、該連通通路34には、該通路34を開
閉する開閉弁35が設けられる。この開閉弁35はコン
トロールユニット31からの命令信号によって開閉する
ようになっている。コントロールユニット31は、エン
ジンの比較的低回転領域において、この開閉弁35を開
くように命令信号を出力する。本例のエンジンの吸気弁
11及びロータリバルブ18“の開閉動作は、第9図に
示すようなタイミングで行なわれる。そして、各吸気行
程で生じた吸気負圧波は、互いに逆転した位相関係で2
つの共通吸気通路9a“内を上流側に伝播し、開閉弁3
5が開いているときには、連通路34において、閉じて
いる場合には、合流地点9b”においてそれぞれ干渉し
て反転し、正圧波となる。従って、本例の構造では、圧
力波の振動系を切り換えることができるので、前記関係
式N=θe・ν/6において固有振動数νを変更するこ
とができる。この結果、本例の吸気装置は、有効開弁時
期間θeの制御が可能なことと、あいまって、さらに広
い回転数領域で同調回転数を得ることができる。
Referring to FIG. 8, yet another embodiment of the present invention is shown. The engine in this example is 1-2-3-4-5
It is a cylinder engine with -6 firing order. In this example, cylinders whose intake strokes do not interfere with each other are divided into two groups of three. That is, the 11th, 3rd,
The fifth cylinder is included in the first group 32, and the second, fourth, and sixth cylinders are included in the second group 33. and,
A common intake passage 9a'' is provided for each group 32, 33, and the independent intake passages 9 belonging to the group are connected to the common intake passage 9a'', and the independent intake passages 9a'' are connected to the common intake passage 9a''. A rotary valve 18'' is arranged at each branch point to 9. 2
The two common intake passages 9a" merge into the main intake passage 13 at the upstream side. Further, in the structure of this example, the two common intake passages 9a" are located downstream of the merging point 9b'' to the main intake passage 13. A communication passage 34 that communicates the two with each other is formed, and an on-off valve 35 that opens and closes the passage 34 is provided in the communication passage 34. This on-off valve 35 is opened and closed by a command signal from the control unit 31. The control unit 31 outputs a command signal to open the on-off valve 35 in a relatively low engine speed range. This is performed at the timing shown in FIG. The intake negative pressure waves generated in each intake stroke are 2 in reverse phase relation.
It propagates upstream in the two common intake passages 9a'', and the on-off valve 3
5 are open in the communication path 34, and when closed, they interfere and invert at the confluence point 9b'' to form a positive pressure wave. Therefore, in the structure of this example, the vibration system of the pressure wave is Since the switching is possible, the natural frequency ν can be changed in the relational expression N=θe·ν/6.As a result, the intake system of this example can control the effective valve opening period θe. Combined with this, it is possible to obtain a tuned rotation speed over a wider rotation speed range.

また、本例の構造では、スロットル弁17よりも上流側
に主吸気通路13から分岐した一定の容積を有する補助
反射部16“を備えている。これによって、反転効果を
さらに高めることができるとともに、さらに上流側への
吸気の圧力変動の伝播を効果的に抑制することができる
In addition, the structure of this example includes an auxiliary reflection section 16'' branched from the main intake passage 13 and having a certain volume on the upstream side of the throttle valve 17. This makes it possible to further enhance the reversal effect and to Furthermore, it is possible to effectively suppress the propagation of pressure fluctuations in the intake air to the upstream side.

なお、以上の実施例では、レシプロエンジンについて本
発明を適用した例について説明したが、本発明は、ロー
タリピストンエンジンについても同様に適用することが
できるものである。
In the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a reciprocating engine has been described, but the present invention can be similarly applied to a rotary piston engine.

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

第1図は、本発明の1実施例に係るエンジンの全体概略
図、v、2図は、第1図のエンジンの部分断面図、第3
図は、ロータリバルブの斜視図、第4図は、バルブの開
弁タイミングを示すグラフ、第5図は、負圧波の干渉状
態を示すグラフ、第6図は、本発明の他の実施例に係る
エンジンの概略図、第7図は、第6図のエンジンの部分
断面図、第8図は、木′−発明のさらに他の実施例を示
すエンジンの概略図、第9図は、第7図のエンジンのバ
ルブタイミングを示すグラフである。 1・・・・・・エンジン、  2・・・・・・シリンダ
ブロック、3・・・・・・シリンダボア、   4・・
・・・・ピストン、5・・・・・・シリンダヘッド、 
 6・・・・・・燃焼室、9・・・・・・独立吸気通路
、 9 as 9 a’ 、9 a”・・・・・・共通吸気
通路、10・・・・・・排気通路、  13・・・・・
・主吸気通路、14・・・・・・エアクリーナ、 15・・・・・・エアフローメーター、16.16”・
・・・・・補助反射部、17・・・・・・スロットルバ
ルブ、 18.18’  、18”・・・・・・ロークリバルブ
、19・・・・・・バイパス通路、 20・・・・・・
バイパス弁、22・・・・・・進角機構、 31・旧・・コントロールユニット、 34・・・・・・連通路、  35・・・・・・開閉弁
。 第1図 第2図 第3図 第4図 第7図
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial sectional view of the engine in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a graph showing the valve opening timing, FIG. 5 is a graph showing the interference state of negative pressure waves, and FIG. 6 is a perspective view of the rotary valve. 7 is a partial sectional view of the engine shown in FIG. 6, FIG. 8 is a schematic view of an engine showing still another embodiment of the invention, and FIG. 9 is a partial sectional view of the engine shown in FIG. 3 is a graph showing valve timing of the engine shown in FIG. 1... Engine, 2... Cylinder block, 3... Cylinder bore, 4...
... Piston, 5 ... Cylinder head,
6...Combustion chamber, 9...Independent intake passage, 9 as 9 a', 9 a''...Common intake passage, 10...Exhaust passage, 13...
・Main intake passage, 14... Air cleaner, 15... Air flow meter, 16.16"
...Auxiliary reflector, 17...Throttle valve, 18.18', 18"...Lower valve, 19...Bypass passage, 20...・
Bypass valve, 22... Advance angle mechanism, 31. Old control unit, 34... Communication passage, 35... Open/close valve. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの回転に同期して開閉される吸気ポートと、該
吸気ポート上流の吸気通路に設けられ少なくとも低回転
高負荷時において該吸気通路を吸気ポートの開口時期よ
りも後であって吸入上死点以降に開き吸気開始時期を遅
延させる制御弁と、前記制御弁よりも上流側の吸気通路
に設けられ制御弁の開弁時に該制御弁の下流側で生じる
吸気負圧波を反転させる反転部とを備え、該反転部は、
制御弁上流側において、位相が互いに逆転した関係にあ
る前記吸気負圧波が干渉するように吸気通路を接続する
ことにより構成されたことを特徴とする多気筒エンジン
の吸気装置。
An intake port that opens and closes in synchronization with the rotation of the engine, and an intake port provided in an intake passage upstream of the intake port, at least at low rotation speeds and high loads, the intake passage is opened after the opening timing of the intake port and at suction top dead center. a control valve that opens later to delay the intake start timing; and an inversion section that is provided in an intake passage upstream of the control valve and that reverses an intake negative pressure wave that occurs downstream of the control valve when the control valve is opened. The reversing section includes:
1. An intake system for a multi-cylinder engine, characterized in that intake passages are connected upstream of a control valve so that the intake negative pressure waves having mutually reversed phases interfere with each other.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187315A (en) * 1988-01-19 1989-07-26 Mazda Motor Corp Intake device for engine
JPH01232109A (en) * 1988-03-09 1989-09-18 Mazda Motor Corp Air inlet device of engine

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JPH01187315A (en) * 1988-01-19 1989-07-26 Mazda Motor Corp Intake device for engine
JPH01232109A (en) * 1988-03-09 1989-09-18 Mazda Motor Corp Air inlet device of engine

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