JPH06173696A - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンブルをより効果的に発生させることがで
きるエンジンの吸気制御装置を提供する。 【構成】 吸気通路１７の底壁１７ｄ内に、低吸入空気
量時に該吸気通路１７の底壁側部分を絞り込むことによ
り吸入空気を吸気通路１７の天壁側１７ｆに偏らせて流
す吸気制御弁２１を回動可能に配設する。また上記吸気
通路１７の上記吸気制御弁２１より下流側部分において
吸気を該吸気通路の天壁側に沿うように整流する整流部
材３０を回動可能に設ける。そして整流部材３０により
仕切られる上記吸気通路１７の天壁側断面積についてエ
ンジン低回転時には吸気弁開口側部分Ｅの方が上記吸気
制御弁側部分Ｆよりも小さくなり、かつエンジン高回転
時には吸気弁開口側部分Ｅと吸気制御弁側部分Ｆとが略
同一となるように、時整流部材３０を回動させる回動手
段（ＥＣＵ）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路面積を吸気制
御弁によって制御するようにしたエンジンの吸気制御装
置に関し、詳細には低中速・低負荷域運転域のような吸
入空気量の少ない運転域での吸気の流れを円滑にして燃
焼安定性を向上できるようにした構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの燃費の向上を図るには、吸気
量が少ない場合でも流速を高めることにより燃焼室内に
縦渦（タンブル）を発生させ、希薄空燃比での燃焼を安
定化させることが効果的であることが知られている。こ
のようなタンブルを発生できる吸気制御装置として、本
件出願人は、低吸入空気量時に吸気通路の底壁側部分を
絞り込む吸気制御弁を配設するとともに、上記吸気通路
の上記吸気制御弁より下流側部分を天壁側部分と底壁側
部分とに区分けする整流部材を配設してなる吸気制御装
置を提案した（特願平３−360129号参照) 。この提案装
置によれば、吸入空気量が少ない場合でも、吸気流に気
筒軸方向に縦向きに流れる方向性を与えてタンブルを確
実に発生させることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような吸気制御装
置において、低吸入空気量時での燃焼をより安定させて
低中速運転域での燃費率をより向上させるために、タン
ブルをより効果的に発生させることができる装置の実現
が要望されている。

【０００４】本発明は、このような要請に鑑みてなされ
たもので、タンブルをより効果的に発生させることがで
きるエンジンの吸気制御装置を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、吸気通路の
底壁内に、低吸入空気量時に該吸気通路の底壁側部分を
絞り込むことにより吸入空気を吸気通路の天壁側に偏ら
せて流す吸気制御弁を回動可能に配設し、上記吸気通路
の上記吸気制御弁より下流側部分において吸気を該吸気
通路の天壁面に沿うように整流する整流部材をカム軸方
向の回動軸回りに回動可能に設けるとともに、該整流部
材より天壁面の吸気通路断面積について、エンジン低回
転時には吸気弁開口側部分の方が吸気制御弁側部分より
も小さくなり、かつエンジン高回転時には上記吸気弁開
口側部分と上記吸気制御弁側部分とが略同一となるよう
に、上記整流部材を回動させる駆動手段を設けたことを
特徴としている。

【０００６】

【作用】この発明に係るエンジンの吸気制御装置によれ
ば、吸入空気量が少ない時は、吸気制御弁が吸気通路の
底壁側部分を絞り込んでおり、また整流部材が吸気制御
弁より下流側において吸気を天壁面に沿うように整流し
ているので、吸入された空気は、天壁側部分に偏って流
れる。この場合において、エンジン低回転時には駆動手
段により整流部材が低速時位置に回動し、吸気通路の天
壁側断面積は吸気弁開口側部分の方が吸気制御弁側部分
よりも小さくなっているので、上記天壁側部分に偏って
流れる吸気流の速度が徐々に上昇する。これにより気筒
内に流入する吸気流は、気筒軸方向に流れる縦向きの方
向性が与えられ、その結果タンブルが効果的に発生して
希薄燃焼が安定して行われる。

【０００７】一方、エンジン高回転時のような高吸入空
気量時には吸気制御弁は全開位置に回動して吸気通路内
に吸気制御弁が残留することはなく、これにより吸気抵
抗の増大を回避でき、吸気流の流れを円滑にできる。ま
た、このエンジン高回転時には整流部材が高速時位置に
回動し、吸気通路の天壁側断面積は上記吸気弁開口側部
分と上記吸気制御弁側部分とが略同一となっており、こ
の点からも吸気抵抗を小さくして吸入空気量を増加させ
ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面について説
明する。図１ないし図５は本発明の一実施例によるエン
ジンの吸気制御装置を説明するための図である。

【０００９】図において、１は水冷式４サイクル４バル
ブエンジンであり、これはクランクケース２上にシリン
ダブロック３，シリンダヘッド４を積層してヘッドボル
トで締結し、該シリンダヘッド４のヘッドカバー側合面
４ｉにヘッドカバー５を装着した構造のものである。上
記シリンダブロック３に形成されたシリンダボア３ａ内
にはピストン７が摺動自在に挿入配置されており、該ピ
ストン７はコンロッド８でクランク軸（図示せず）に連
結されている。

【００１０】上記シリンダヘッド４のシリンダブロック
側合面４ａには燃焼室を構成する燃焼凹部４ｂが凹設さ
れている。この燃焼凹部４ｂには吸気弁開口４ｃ，排気
弁開口４ｄがそれぞれ２つずつ開口している。なお、上
記各開口４ｃ，４ｄは、これらの部分に圧入装着された
概ねリング状のバルブシート２７，２８の各開口によっ
てそれぞれ形成されている。また、各排気弁開口４ｄに
は排気弁１０のバルブヘッド１０ａが、各吸気弁開口４
ｃには吸気弁１１のバルブヘッド１１ａがそれぞれ各開
口を開閉可能に、すなわち上記バルブシート２８，２７
の各シート面に密接可能に配置されている。この排気，
吸気弁１０，１１のバルブステム１０ｂ，１１ｂはカム
軸方向に見て所定の挟み角をなすように気筒軸方向に斜
め上方に延びており、その上端には排気，吸気リフタ１
２，１３がそれぞれ装着されている。また該各リフタ１
２，１３上には、これを押圧駆動する排気，吸気カム軸
１４，１５が気筒軸と直角方向に向けて、かつ互いに平
行に配置されている。なお、１２ａ，１３ａは各弁を閉
方向に付勢するバルブスプリング、２９はその電極部が
燃焼室中央に位置する点火プラグである。

【００１１】上記２つの排気弁開口４ｄは二股状の排気
通路１６でシリンダヘッド４の前壁４ｆ側に導出されて
おり、該排気通路１６の壁面開口１６ａには排気管（図
示せず）が接続されている。また上記各吸気弁開口４ｃ
はそれぞれ吸気通路１７によりシリンダヘッド４の後壁
４ｇ側に導出されている。この各吸気通路１７は気筒軸
方向に見ると互いに平行になっており、またカム軸方向
に見ると、上記吸気弁開口４ｃからシリンダ後壁４ｇ側
に円弧状に屈曲した後、略直線状に延びている。そして
この各吸気通路１７の各壁面開口１７ａには共通のキャ
ブジョイント１８が接続されており、該ジョイント１８
内で１つの通路に合流している。このキャブジョイント
１８には１つの気化器１９が接続されている。この気化
器１９はスロットル操作によって開閉するバタフライ式
スロットルバルブ１９ａと、エンジンの吸気負圧で自動
的に開閉するピストンバルブ１９ｂとを有する自動可変
ベンチュリ式のものである。

【００１２】また上記キャブジョイント１８内には、切
換弁２６が配設されている。この切換弁２６は、該ジョ
イント１８をカム軸方向と平行に貫通するように配設さ
れた弁軸２６ａと、該弁軸２６ａに固着され上記一方の
吸気通路１７を開閉する弁板２６ｂとから構成されてい
る。

【００１３】上記各吸気通路１７の下流側には、弁穴１
７ｃがカム軸方向に貫通形成されている。この弁穴１７
ｃは、その軸線が該吸気通路１７の底壁１７ｄの表面付
近に位置し、該底壁１７ｄ内部分は略半円状に形成され
ており、隣接する２つの気筒用吸気通路を連通してい
る。この弁穴１７ｃ内には、各吸気通路１７の通路断面
積を変化させるための吸気制御弁２１が挿入配置されて
いる。この吸気制御弁２１は、丸棒の一部を吸気通路１
７の下部内面と連続面をなすよう切り欠くことにより各
吸気通路１７を開閉する弁部２１ａを形成してなるもの
であり、上記弁部２１ａが弁穴１７ｃ内に没入して吸気
通路内面と面一となる全開位置と、上記弁部２１ａが底
壁１７ｄ面から略垂直に起立して吸気通路１７を略１／
２に絞り込む全閉位置との間で回動可能となっている。
この場合、上記弁部２１ａの外周面が上流側に位置する
ように回動する。

【００１４】上記吸気制御弁２１の外端部には制御プー
リ２２ａが固着されており、この制御プーリ２２ａは制
御モータに固着された駆動プーリ２２ｂにケーブルで連
結されている。また上記切換弁２６の外端部には切換プ
ーリ２６ｃが固着されており、この切換プーリ２６ｃは
切換モータに固着された駆動プーリ２６ｄにケーブルで
連結されている。上記制御モータ，切換モータはＥＣＵ
２３によってその回転が制御される。このＥＣＵ２３
は、スロットル開度センサ２４からのスロットルバルブ
１９ａの開度信号ａ、及び回転センサ２５からのエンジ
ン回転速度信号ｂが入力され、上記吸気制御弁２１を、
低中速・低負荷運転域のように吸入空気量が少ないほど
上記全閉位置側に、高速・高負荷運転域のように吸入空
気量が多いほど上記全開位置側に回動させる制御信号Ａ
を上記制御モータに出力し、また上記切換弁２６を吸入
空気量が所定値以下の運転域では閉とし、上記所定値を
越える運転域では開とする制御信号Ｂを上記切換モータ
に出力する。

【００１５】上記各吸気通路１７の下流側開口部には薄
板状の整流部材３０が支持ロッド４０によって回動可能
に配置されている。該整流部材３０は図２に示すように
吸気通路１７に沿って延びており、その下流側部分は吸
気弁１１より気筒中心側に位置し、また下流側端部３０
ａは吸気弁開口４ｃの直近上流側に位置している。また
その上流側端部３０ｂは、全閉位置に位置する上記吸気
制御弁２１の弁部２１ａの上端に対向し、これと略連続
面をなし得るようになっている。この整流部材３０によ
り、吸気は天壁側部分Ｃの流れと底壁側部分Ｄの流れと
に区分けして整流される。また、上記支持ロッド４０は
上記各吸気通路１７を貫通しており、かつ該側壁で回転
自在に支持されている（図３参照）。該支持ロッド４０
には上記整流部材３０を装着するための長孔４０ａが形
成され（図４参照）、また該整流部材３０の長手方向中
央部よりやや下部側（吸気通路１７下流側）には抜け止
め用の突起部３１が形成されている。該整流部材３０を
支持ロッド４０の長孔４０ａ内に押し込むことにより支
持ロッド４０への取り付けが行われる。

【００１６】このようにして上記各整流部材３０は支持
ロッド４０と一体的に回転し得るようになっており、図
２に実線で示すように吸気通路１７の中心線ｇに対して
傾斜した低速時位置と、同図に一点鎖線で示すように中
心線ｇと略平行な高速時位置とを採り得る。上記整流部
材３０が低速時位置に回動すると天壁側通路Ｃの吸気弁
開口４ｃ側部分Ｅの通路断面積の方が吸気制御弁２１側
部分Ｆの通路断面積よりも小さくなり、かつ上流側端部
３０ｂは全閉位置の吸気制御弁２１と連続面をなしてい
る。また、上記整流部材３０が高速時位置に回動すると
Ｅ部分の通路断面積とＦ部分の通路断面積とが略同一と
なり、かつ上流側端部３０ｂと閉位置の吸気制御弁２１
の弁部２１ａとの間には隙間が形成されている。なお、
上記整流部材３０の上部には、吸気弁１１のバルブステ
ム１１ｂとの干渉を回避するための逃げ孔３２が形成さ
れている。

【００１７】上記支持ロッド４０の外端部には制御プー
リ４１が固着されており、この制御プーリ４１は制御モ
ータに固着された駆動プーリ４２にケーブルで連結され
ている。上記制御モータも他のモータと同様にＥＣＵ２
３によってその回転が制御されるようになっており、上
記整流部材３０を、低中速・低負荷運転域のように吸入
空気量が少ないほど上記低速時位置側に、高速・高負荷
運転域のように吸入空気量が多いほど上記高速時位置側
に回動させる制御信号Ｇを上記制御モータに出力する。

【００１８】次に本実施例の作用効果について説明す
る。低速・低負荷時のような吸入空気量の少ない運転領
域では、ＥＣＵ２３からの制御信号Ａによって制御モー
タが吸気制御弁２１を図１，図２に示す全閉位置に回動
させ、またＥＣＵ２３からの制御信号Ｂによって切換モ
ータが切換弁２６を図１に示す閉位置に回動させ、さら
にＥＣＵからの制御信号Ｇによって制御モータが整流部
材３０を低速時位置（図２の実線位置）に回動させる
（図５の領域ａ参照）。すると吸気制御弁２１の弁部２
１ａが各吸気通路１７の底壁１７ｄ側を絞り込み、また
切換弁２６によって一方の吸気通路１７が全閉となり、
さらに整流部材３０により天壁側通路Ｃの吸気制御弁側
部分Ｆが拡げられ吸気弁開口４ｃ側部分Ｅが絞られる。
これにより吸気は他方の切換弁のない吸気通路１７側に
集中し、該通路１７の整流部材３０で区分けされた天壁
側部分Ｃに偏って流れる。そして該吸気流は吸気弁開口
４ｃ部分にいくにしたがい徐々に速度を増して、気筒内
に他方側の吸気通路１７の吸気弁開口４ｃのみから流入
する。その結果、吸気量が少ない場合でも流れに方向性
が得られ、気筒軸方向に見ると気筒内面に沿って横方向
に流れ、かつカム軸方向に見ると気筒軸に沿って縦方向
に流れる斜めタンブルが発生する（図１の→印参照）。

【００１９】中速・中負荷時のような吸入空気量の比較
的少ない運転領域では、吸気制御弁２１は全閉状態のま
まで、ＥＣＵ２３からの制御信号Ｇによって制御モータ
が整流部材３０を徐々に回動させる。この整流部材３０
の開度（傾き）は、図５の領域ｂに示すようにスロット
ル開度に応じて変化する。整流部材３０が閉位置（低速
時位置）から回動すると、その上流側端部３０ｂと仕切
弁弁部２１ａとの間に隙間が生じ、この隙間から吸気流
が吸気弁開口４ｃ側に流れることによって吸入空気量が
増加するとともに、底壁部分Ｄに渦が生じるのが防止さ
れ吸入空気の流れが円滑になる。

【００２０】高速・高負荷時のような吸入空気量の多い
運転領域では、ＥＣＵ２３からの制御信号Ａによって制
御モータが吸気制御弁２１をスロットル開度に応じた開
位置に回動させ、またＥＣＵ２３からの制御信号Ｂによ
って切換モータが切換弁２６を開位置に回動させ、さら
にＥＣＵからの制御信号Ｇによって制御モータが整流部
材３０を開位置（高速時位置）図２の一点鎖線位置に回
動させる（図５の領域ｃ参照）。このとき、整流部材３
０は吸気通路１７の中心線ｇと平行な方向に配置されて
おり、これにより吸気抵抗が低減され、吸気量が増加す
るとともに吸気の流れが円滑になる。なお、吸気制御弁
はこのとき全開位置に回動して吸気通路内に在留してい
ないため、この点で吸気抵抗がより低減され、吸気がよ
り多量となりかつ流れがより円滑になる。

【００２１】このように本実施例では、一方の吸気通路
１７を閉じることにより吸気を他方の通路１７側に集中
して流す切換弁２６を設けるとともに、吸気を該通路１
７の天壁１７ｆ側に偏らせて流す吸気制御弁２１を設
け、さらに吸気通路１７の吸気制御弁２１より下流側部
分において吸気を吸気通路１７の天壁側に沿うように整
流する整流部材３０を回動可能に設けたので、吸気量が
少ない場合において、吸気を１つの吸気弁開口から気筒
内面に沿い、かつ気筒軸方向に沿う方向に方向性をもっ
て流すことができ、スワールとタンブルとを合成した斜
めタンブルを発生させることができる。その結果、希薄
燃焼を安定させることができ、燃費率を向上できる。さ
らに、整流部材３０が回動自在になっているので、タン
ブルを効果的に発生できるとともに、吸入空気量を増大
でき、かつ流れを円滑にできる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明に係るエンジンの吸
気制御装置によれば、低吸入空気量時に該吸気通路の底
壁側部分を絞り込む吸気制御弁を設け、吸気通路の天壁
側に沿うように整流する整流部材を設けるとともに、該
整流部材の回動手段を設けたので、吸入空気量が少ない
場合でも、吸気流に縦向きの方向性を与えることがで
き、その結果タンブルを確実に発生して希薄燃焼を安定
化でき、燃費を改善できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例によるエンジンの吸気制
御装置を示す断面側面図である。

【図２】上記実施例の吸気制御弁及び仕切部材の拡大図
である。

【図３】図２のIII-III 線矢視図である。

【図４】図３のIV-IV 線断面図である。

【図５】スロットル開度と吸気制御弁及び整流部材の各
開閉状態との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３ シリンダブロック ４ シリンダヘッド ４ｃ 吸気弁開口部 ５ ヘッドカバー １７ 吸気通路 １７ｄ 底壁 １７ｆ 天壁 ２１ 吸気制御弁 ３０ 整流部材 Ｅ 吸気弁開口側部分 Ｆ 吸気制御弁側部分 ２３ ＥＣＵ（駆動手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路の底壁内に、低吸入空気量時に
   該吸気通路の底壁側部分を絞り込むことにより吸入空気
   を吸気通路の天壁側に偏らせて流す吸気制御弁を回動可
   能に配設し、上記吸気通路の上記吸気制御弁より下流側
   部分において吸気を該吸気通路の天壁面に沿うように整
   流する整流部材をカム軸方向の回動軸回りに回動可能に
   設けるとともに、該整流部材より天壁側の吸気通路断面
   積について、エンジン低回転時には吸気弁開口側部分の
   方が吸気制御弁側部分よりも小さくなり、かつエンジン
   高回転時には上記吸気弁開口側部分と上記吸気制御弁側
   部分とが略同一となるように、上記整流部材を回動させ
   る駆動手段を設けたことを特徴とするエンジンの吸気制
   御装置。