專利名稱：引擎的進氣裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種引擎進氣裝置，其能在節氣門的開度面積與最佳面積相比過大的情況下，利用進氣控制閥的控制獲得最佳進氣通路截面面積。
上述現有的進氣控制閥，在例如當節氣門急速打開等的情況下，其結構使該進氣控制閥的打開比節氣門滯后，從而使進氣通路的通路截面面積不會急速擴大。即，在該進氣控制閥的控制下，可以獲得根據節氣門的開度和引擎轉速所確定的最佳通路截面面積(此時的通路截面面積能使引擎輸出最大功率)。
并且，現有技術的進氣裝置，還存在控制反應性差，而不能獲得所需的引擎輸出的問題。其原因可以認為是在節氣門的上游側設置進氣控制閥，從而即使通過其來控制吸入的進氣量，存在于進氣控制閥下游側的大量空氣仍會被吸入到引擎中。
本發明用于解決上述問題，其目的是提供一種引擎進氣裝置，該引擎進氣裝置配有可以增大引擎的輸出的、并且可以正確地控制引擎轉速的上升率的進氣控制閥。
為了實現上述目的，根據本發明的引擎進氣裝置，進氣控制閥的閥體設置在節氣門的下游側，該閥體形成進氣通路的壁的一部分，并且能通過旋轉使其一個端部相對于進氣通路進出。
采用本發明，由于進氣控制閥的閥體構成進氣通路的壁的一部分，所以在進氣控制閥中不存在橫貫于進氣通路中的構件，從而可以降低進氣阻力。
并且，通過將進氣控制閥設置在節氣門的下游側，在節氣門急速打開后，可以利用進氣控制閥在將氣體吸入引擎的途中進行節流。
根據技術方案2中所記載的發明的引擎進氣裝置，在如技術方案1所述的發明的引擎進氣裝置中，在閥體完全打開的狀態下，該閥體暴露于進氣通路內的表面與進氣通路相鄰的壁面大致在同一平面上。
采用本發明，其閥體可以在全開狀態下不會凸出到進氣通路內。
根據技術方案3所述的發明的引擎進氣裝置，在如技術方案1或技術方案2所述的發明的引擎進氣裝置中，在進氣控制閥的閥體和節氣門之間開設噴射燃料的噴射口。
采用本發明，由于進氣控制閥定位于在燃料噴射口的下游側，利用進氣控制閥構成文氏管，所以利用文氏管提高隨著進氣流入的霧狀燃料的流速。因此，可以防止霧狀燃料的微粒附著到進氣通路壁面上。
根據技術方案4所述發明的引擎進氣裝置，在如技術方案1至技術方案3所記載的任何一項發明的引擎進氣裝置中，在氣缸蓋中對于一個氣缸形成多個進氣口，該氣缸蓋和節氣門主體之間的進氣歧管中設置進氣控制閥。
采用本發明，在節氣門主體和氣缸蓋之間以分支到每個進氣口的方式形成進氣通路，與此相應，在進氣歧管內以通路截面形狀緩慢變化的方式形成進氣通路，可以降低進氣阻力。這樣，由于在用于降低進氣阻力的進氣歧管中設有進氣控制閥，所以不需要使用用于設置專門的進氣控制閥的通路構件。
根據技術方案5的發明的引擎進氣裝置，在如技術方案1至技術方案4所述的發明中的任何一種引擎進氣裝置中，以進氣控制閥的旋轉支承部位于上游側、且進氣控制閥的下游側進出于進氣通路的方式構成，前述旋轉支承部和節氣門的開放側位于同一側。
在此，節氣門的開放側是在與節氣門中的進氣通路內壁面所形成的流量最大的間隙的部位。
經過節氣門部的開放側的進氣，在節氣門的下游側偏向進氣通路內的一側部流動。采用本發明，由于偏向前述一個側部流動的進氣從進氣控制閥的附近通過，所以可以有效地利用進氣控制閥進行進氣控制。
根據技術方案6所述發明的引擎進氣裝置，在如技術方案1至技術方案5所述的發明中的任何一種引擎進氣裝置中，進氣控制閥的旋轉支承部和噴油器安裝部位于同一側。
采用本發明，如果進氣控制閥不處于全閉狀態或接近全閉狀態下，則燃料難以接觸進氣控制閥。
圖2是以剖視圖表示進氣控制閥和節氣門的進氣通路的剖視圖。
圖3是放大表示進氣控制閥的剖視圖。
圖4是用于說明進氣控制閥的動作的示意圖。
圖5是表示進氣孔的開口形狀的示意圖。
圖6是表示采用滑動式的節氣門的例子的剖視圖。
圖1是裝配有根據本發明的進氣裝置的摩托車引擎的側視圖，圖2是以剖面表示進氣控制閥和節氣門的進氣通路的剖視圖，圖3是放大表示進氣控制閥的剖視圖，該圖的(a)是橫向剖視圖，(b)是縱向剖視圖，(c)是(b)圖中的C-C線剖視圖。圖4是用于說明進氣控制閥的動作的示意圖，(a)表示閥體的角度為10°的狀態，(b)表示閥體的角度為20°的狀態，(c)表示閥體的角度為30°的狀態，(d)表示閥體的角度為40°的狀態，(e)表示閥體的角度為45°的狀態。圖5是表示進氣孔的開口形狀的圖，圖6是表示采用滑動式節氣門的例子的剖視圖。
在這些圖中，符號1表示的是根據該實施方式的摩托車用的DOHC型4氣缸引擎。在圖1中，2表示氣缸體，3表示曲柄箱，4表示氣缸蓋，5表示氣缸罩，6表示進氣凸輪軸，7表示排氣凸輪軸，8表示進氣門，9表示排氣門，10表示進氣口，11表示排氣口。由于該引擎1的內部結構與現有的引擎相同，所以省略對其的詳細說明。
圖中未表示出，該引擎1在摩托車車架的下管上支撐缸體2的前端部，同時，在后懸臂托架12上支撐氣缸體2和曲軸箱3的后端部，氣缸的軸線前傾，并同時以曲軸13的軸線方向指向車橫向方向的狀態裝載于車身上。
氣缸蓋4對應于每一個氣缸設有三個進氣門8、和兩個排氣門9。借助前述三個進氣門8進行開關的三個進氣口10以向后傾斜地指向上方的方式在氣缸蓋4的后面開口，并連接有根據本發明的進氣裝置21。并且，借助前述排氣門9進行開關的排氣口11在氣缸蓋4的前面開口，并連接有排氣管22。
進氣裝置21由安裝在氣缸蓋4上的進氣歧管23、安裝在該進氣歧管23上游側端部的節氣門裝置24、圍繞該節氣門裝置24形成的進氣箱25、和設置在前述節氣門裝置24上的第一和第二噴油器26、27等構成。該進氣裝置21的結構為在每個氣缸上設有進氣歧管23和節氣門裝置24，從各氣缸用的一個節氣門裝置24向各氣缸的兩個進氣門10、10供應進氣。即，根據該實施方式的進氣裝置21，沿車寬方向并列設置四組進氣歧管23和節氣門裝置24，四個節氣門裝置24容納在一個進氣箱25中。
前述進氣歧管23，如圖1～圖3所示，在內部形成進氣通路28，通過夾住該進氣通路28，在與前述頂罩5相反側(在圖1、2中為右側的車身后側)的一部分(以下將該一側部分稱為后部)上設置進氣控制閥31。
進氣歧管23內的進氣通路28，如圖3(c)所示，其結構為以上游側端部的圓形開口23a和下游側端部的長圓形開口23b相連接，沿從上游側向下游側的方向，截面形狀逐漸變化。
前述下游側端部的開口23b的結構為以與在氣缸蓋4上每個氣缸所形成三個進氣門10相對應，并使其沿車寬方向的長度增加。圖5中表示出了氣缸蓋4中的進氣門10的開口部分(安裝進氣歧管23的部分)。進氣門10的開口部分以三個進氣門10沿車寬方向排成一列的方式形成，并具有長圓形開口。
進氣通路以從一個節氣門裝置24延伸至三個進氣門10的方式形成三叉形，因而，如該實施方式所示，在途中設有進氣歧管23且通路截面的形狀緩慢變化，這對于減小進氣阻力是非常重要的。這樣，在用于減小進氣阻力的進氣歧管23中，設有根據本發明的進氣控制閥31。
如圖2和圖3所示，進氣控制閥主要以下部分構成閥體32，該閥體32形成板狀，以使其形成進氣歧管23內的進氣通路28的后部的壁28a的一部分；支承軸33，該支承軸33整體地形成于位于閥體32中的進氣通路28的上游側的的一端部，并且在車寬方向上延伸形成筒狀；驅動裝置35，該驅動裝置35具有貫穿并固定該支軸33的驅動軸34。
前述閥體32，通過將與其形成一體的前述支軸33嵌合到進氣歧管23的軸孔36中，可自由旋轉地支撐在進氣歧管23中。前述驅動軸34平行于前述氣體通路28的剖面形狀的長圓形的長軸方向。通過采用這種結構，可以抑制減小進氣控制閥31在全閉時的凸出量，可減小旋轉角度并提高反應性能。
關閉前述閥體32時的旋轉方向，如圖2中的箭頭A所示，沿該圖中的順時針方向是與后面所述的節氣門開閥時的旋轉方向。該閥體32在全開狀態下容納在形成于進氣歧管23的前述壁28a上的凹陷部37內，在全閉狀態下，如圖2、3所示，以支軸33為中心沿前述A方向旋轉并突出于進氣通路28內。另外，圖3(c)是當圖3(b)中的閥體32處于全閉狀態時的C-C線剖視圖。即，該閥體32的結構為以位于進氣通路28的上游側的一端部為中心旋轉時，另一端(下游側端部)相對于進氣通路28進行出入。
通過使閥體32從全開位置旋轉至全閉位置，進氣通路28的開口面積如圖4(a)～(e)所示的那樣逐漸減小。圖4(a)表示在圖3(b)中閥體32從全開位置沿順時針向關閉側只轉動10°左右后的狀態。如圖4(b)所示的閥體32的旋轉角度為20°，圖4(e)中表示的旋轉角度為45°。圖4(e)表示閥體32全閉的狀態。
并且，如圖3(b)所示，閥體32在容納在前述凹陷部37內的全開狀態下，露出于進氣通路28內的表面32a位于與進氣通路28的相鄰壁面38大致相同的面上。即，在閥體32處于全開狀態時，前述壁面38和進氣歧管23下游側端部的兩側面39(剖面呈圓弧狀的凹曲面)分別平滑地連接到閥體32的前述表面32a上。
如圖3(c)所示，前述支軸33具有與進氣通路28的橫向寬度大致相同的長度，在軸線方向的中央部上設有前述閥體32。
前述驅動軸34，以貫穿前述支軸33的軸心部的狀態固定在支軸33上。根據該實施方式的驅動軸34，沿車寬方向分別設置在并列的4個進氣歧管23中，借助圖中未表示出的萬向接頭以相互連動的方式連接起來。并且，連接這四根驅動軸34的軸組裝體，在將驅動裝置35連接到其車身左側端部上的同時，在其車身右側端部上連接用于檢測前述閥體32的旋轉角度的旋轉角度傳感器40(參照圖2)。該旋轉角度傳感器40將表示閥體32的旋轉角度的數據輸出至控制器41(參照圖14)。并且，驅動軸34裝有用于向其打開方向加載的螺旋彈簧(圖中未表示出)。
如圖1所示，前述驅動裝置35的結構為經由帶輪42和兩根導線43、43將伺服馬達44連接到前述驅動軸34上。前述伺服馬達44連接到前述控制器41上，由從該控制器41發出的控制信號進行操作，抵抗前述螺旋彈簧的彈性力使驅動軸34與閥體32同時旋轉。
前述節氣門裝置24，如圖2所示，在節氣門主體45中設置由蝶閥構成的節氣門46，在位于節氣門45的車身后側的后壁47上安裝第1噴油器26。利用圖中未表示出的固定螺栓將通風筒45a安裝在前述節氣門主體45的上游側端部上。并且，該節氣門主體45內的進氣通路48的通路截面形狀形成圓形。另外，作為節氣門46，除了上述的蝶閥型之外，如圖6所示，還可以采用閥體46a相對于節氣門主體45滑動的結構。在圖6中，對于與圖2所示相同的構件，采用相同的符號。
前述節氣門46的閥軸46a，以其軸線指向車寬方向的狀態貫穿節氣門主體45并在此處被其可自由旋轉地支撐，在軸端部連接有用于檢測閥體46b的角度(節氣門開度)的節氣門開度傳感器49。在本實施方式中，在氣缸的各節氣門主體45上分別設置閥軸46a，這四根閥軸46a以相互連動的方式連接起來。這四根閥軸46a在中間連接有節氣門線(圖中未表示出)。前述節氣門開度傳感器49，其能夠將節氣門開度的數據輸出給前述控制器41，并連接到位于車身右側端部的閥軸46a的軸端部上。
節氣門46的閥體46b以在打開閥時沿圖2中的箭頭B所示的方向(該圖中的順時針方向)旋轉的方式固定在前述閥軸46a上。圖2表示節氣門46從空載位置打開至低速運轉位置的狀態。通過這樣設定閥體32的打開方向，進氣在通過節氣門裝置24時沿閥體46b在節氣門主體45的前述后壁47附近流動。這時，進氣的流動方向如圖2中的空白箭頭所示。而且，進氣通過節氣門46和前述后壁47之間的間隙流向下游側。在下游側，定位安裝前述進氣控制閥31。根據本發明的節氣門46的打開側，是在與前述閥體46b中的前述后壁47之間形成前述間隙的部位。圖6所示的滑動式節氣門46的打開側是閥體46a的前端部。
設置在節氣門裝置24中的第一和第二噴油器26、27，采用與從現有技術中已知的技術一樣的噴油器。第一噴油器26，如圖2所示，在相對于進氣通路48的中心線C向車身后側傾斜角度α的同時，以在前述進氣控制閥31的閥體32和節氣門46之間開設前端部的燃料噴射口26a的方式安裝在節氣門主體45上。第二噴油器27，經由支撐用撐桿51(參照圖1)支撐在前述第一噴油器26上，配置在前述前述通風筒45a的上方。
第二噴油器27以軸線與節氣門主體45內的進氣通路48的中心線大致平行的方式進行設定。前述第一噴油器26向遍及引擎運轉的整個區域供應燃料，而第二噴油器在高速旋轉、高負載運轉時輔助地供應燃料。另外，當節氣門46處于全開狀態時，僅從第二噴油器27供應燃料。
容納節氣門裝置24的進氣箱25是這樣形成的在前端部設有管道52，經由該管道52將行駛風導入到內部，該行駛風的壓力施加在節氣門主體45內的進氣通路48上。
連接有前述伺服馬達44和兩個傳感器40、49的控制器41，采用根據圖中未表示出的控制閥開度圖形控制進氣控制閥31的回路。前述圖形表示以節氣門46的開度和引擎轉速兩個參數為基礎的控制閥開度，通過其能獲得使引擎的輸出總是最大的控制閥開度。另外，作為確定控制閥開度的參數，還可以追加車速和進氣通路的負壓及導入進氣箱25的動壓等。
采用該實施方式，例如，在低速旋轉、低負載運轉的狀態下將節氣門急速打開至全開狀態的情況下，換而言之，在車速變化敏感地追隨節氣門46的開度變化的情況下，閥體32從全閉狀態旋轉至圖4中的某個最佳狀態。
對前述閥體32旋轉時的角度進行設定，以使其進入對應于上述各因子的圖4(a)～(e)中的某一種狀態。當閥體32旋轉時，控制器41對伺服馬達44進行控制，使由旋轉角度傳感器40檢測的閥體32的角度與根據前述因子求出的目標角度相一致。
通過使進氣控制閥31按上面所述進行操作，在節氣門46的下游側控制進氣，以引擎輸出在通常狀態下為最大的方式對吸入的空氣量進行控制。因此，當節氣門46急速打開時，引擎轉速按適當的旋轉上升率升高，使節氣門工作更為容易。這樣，節氣門32一旦向關閉側旋轉，則借助伺服馬達44使其逐漸返回至全開狀態。
這樣構成的進氣裝置21，以進氣控制閥31的閥體32構成進氣通路28的壁28a的一部分的方式形成，橫貫進氣通路28的構件不設置在進氣控制閥31中，因而，與由蝶閥構成進氣控制閥31的現有技術相比，可以減小進氣阻力。因而，通過裝配該進氣裝置21，可以提高引擎1的輸出。
并且，由于進氣控制閥31設置在節氣門46的下游側，所以在節氣門急速打開之后，可以在吸入引擎1的途中利用進氣控制閥31對進氣進行節流，因而，當節氣門46急速打開時，可以利用進氣控制閥31可靠地防止處于節氣門46下游側的大量空氣被吸入引擎1中。
由于以露出于進氣通路28內的表面32a在全開狀態下位于與進氣通路28相鄰的壁面38、39大致相同的面上的方式形成進氣控制閥31的閥體32，所以在全開狀態下閥體32不會凸出到進氣通路28內。因此，在節氣門46的開度接近全開的狀態(進氣控制閥31全開的狀態)下，不會由于進氣控制閥31而增加進氣阻力，可以進一步降低進氣阻力，增加最大輸出。
根據該實施方式的進氣裝置21，由于第一噴油器26的燃料噴射口26a位于進氣控制閥31的閥體32和節氣門46之間，所以可以利用進氣控制閥31控制隨著進氣流入的霧狀燃料。即，由進氣控制閥31構成文氏管，由于隨著進氣流入的霧狀燃料的流速被文氏管提高，所以可以防止霧狀燃料的顆粒附著在進氣通路壁面上。
進而，在該實施方式中，由于在氣缸蓋4上對應每個氣缸形成三個進氣門，在該氣缸蓋4和節氣門主體45之間的進氣歧管23中設置進氣控制閥31，所以在節氣門主體45和氣缸蓋4之間，以分支到每個進氣門10的方式形成進氣通路、在進氣歧管23內以通路截面的形狀緩慢變化的方式形成進氣通路28，可以減小進氣阻力。這樣，由于在為了降低進氣阻力而采用的進氣歧管23中設有進氣控制閥31，所以不需要專門用于設置進氣控制閥31的通路構件。
此外，根據該實施方式的進氣裝置21，以進氣控制閥31的旋轉支承部(支軸33)位于上游側且進氣控制閥31的下游側出入于進氣通路28的方式構成，前述旋轉支承部和節氣門46的打開側定位于同一側部，因而，進氣的流動借助節氣門46的閥體46b改變流動方向，并偏向進氣通路48內的一側，從控制閥31附近通過。因而，可以有效地由進氣控制閥31進行進氣控制。
進而，采用該實施方式，由于進氣控制閥31的旋轉支承部(支軸33)和噴油器安裝部安裝位于同一側部，所以如果進氣控制閥31不是在全閉狀態下或接近全閉狀態，則燃料很難與進氣控制閥31接觸，減少了進氣控制閥31對燃料的遮擋，可以提高功率輸出。
進而，作為進氣控制閥31的動作，其能夠對進氣控制閥31進行隨時驅動以使其與節氣門46的開關操作相連動；當節氣門46急速打開時，使進氣控制閥31的打開操作延遲。特別地，僅當節氣門46的打開速度快時，通過采取關閉進氣控制閥31而對進氣節流的形式，使得在不需要進氣控制閥31時不會由于進氣控制閥而增加進氣阻力，因而，與采取前述其它形式的情況相比，可以提高引擎1的輸出。
并且，在上述實施方式中，第一噴油器26安裝在節氣門主體45的后壁47上，該第一噴油器26的軸線相對于進氣通路48的中心線C傾斜角度α，因而，在進氣控制閥31的閥體32的旋轉角度小(接近全開狀態)的情況下，燃料難以與前述閥體32接觸。因此，在節氣門46的打開速度相對較慢的情況下，即在車速穩定的情況下，燃料不會在途中被進氣控制閥31擋住，可以平滑地供應給引擎，因而，可以正確地控制空燃比，可以減少燃料費用。
進而，由于根據上述實施方式的進氣控制閥31是由伺服馬達44驅動的，所以可以自由地設定在開關時間、開度等。因而，可以以獲得最佳的引擎特性的方式改變設定。
采用如上所述的本發明，在進氣控制閥中沒有橫貫于進氣通路中的構件，可以減小進氣阻力，因而，可以增大引擎的輸出。
并且，通過將進氣控制閥設置在節氣門的下游側，在節氣門急速打開之后，可以在將進氣吸入引擎的途中由進氣控制閥對其進行節流。因而，當急速打開節氣門時，可以可靠地防止處于節氣門下游側的大量空氣吸入到引擎中，可以正確地控制引擎的轉速上升率。
采用技術方案2所述的發明，以在全開狀態下，其閥體不會凸出到進氣通路內，所以可以進一步降低進氣阻力。
采用技術方案3所述的發明，當急速打開節氣門時，可以防止隨著進氣供應給引擎的燃料增加，可以利用進氣控制閥正確地控制前述燃料，因而，可以進一步正確地控制引擎轉速的上升率。
采用技術方案4所述的發明，以在節氣門主體和氣缸蓋之間分支到每一個進氣門的方式形成進氣通路，以在進氣歧管內通路截面形狀緩慢變化的方式形成進氣通路，可以降低進氣阻力。這樣，由于在用于減小進氣阻力的進氣歧管中設有進氣控制閥，所以不需要設置專門用于進氣控制閥的通路構件。
因而，當進氣阻力進一步降低時，不需要用于設置專門的進氣控制閥的通路構件，可以使進氣裝置結構緊湊和小型化。
采用技術方案5所述的發明，通過節氣門的進氣大多在進氣控制閥附近流動。可以由進氣控制閥有效地進行進氣控制，使節氣門更易于工作。
采用技術方案6所述的發明，由于若進氣控制閥不在全閉狀態下或接近全閉狀態下則燃料難以與進氣控制閥接觸，因而，減少了進氣控制閥對燃料的阻擋，可以提高輸出。
另外，作為本發明的變形例，進氣控制閥在閥體全開的狀態下，閥體的前端部也可以位于氣缸蓋的進氣通路內。
權利要求
1.一種引擎的進氣裝置，其具有獨立于節氣門的可以控制進氣量的進氣控制閥，其特征在于前述進氣控制閥設置在節氣門的下游側，其結構為前述閥體構成氣體通路的壁的一部分，同時，通過轉動能使一端部相對于進氣通路進出。
2.如權利要求1所述的引擎的進氣裝置，其特征在于閥體在全開狀態下，其露出于進氣通路內的表面位于與進氣通路相鄰的壁面大致相同的面上。
3.如權利要求1或2所述的引擎的進氣裝置，其特征在于在進氣控制閥的閥體和節氣門之間開設噴油器的燃料噴射口。
4.如權利要求1至3中任何一項所述的引擎的進氣裝置，其特征在于在氣缸蓋中對應于每個氣缸形成多個進氣口，氣缸蓋和節氣門主體之間的進氣歧管上旋轉支承有前述閥體。
5.如權利要求1至4中任何一項所述的引擎的進氣裝置，其特征在于其結構為進氣控制閥的旋轉支承部定位于上游側，且進氣控制閥的下游側進出于進氣通路，前述旋轉支承部和節氣門的開放側位于同一側部。
6.如權利要求1至5中任何一項所述的引擎的進氣裝置，其特征在于進氣控制閥的旋轉支承部和噴油器安裝部定位于同一側部。
全文摘要
提供一種配有可以增大引擎的輸出并同時可以正確地控制引擎轉速的上升率的進氣緩沖閥的引擎進氣裝置。在節氣門46的下游側設置進氣緩沖閥31的閥體32。其結構為前述閥體32構成進氣通路28的壁28a的一部分；并且，該閥體32以通過旋轉而使一端部相對于進氣通路28進出。
文檔編號F02M7/26GK1451860SQ03109419
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月9日 優先權日2002年4月12日
發明者白石真二, 川北茂樹, 小杉圭 申請人:雅馬哈發動機株式會社