专利名称：引擎的进气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种引擎进气装置，其能在节气门的开度面积与最佳面积相比过大的情况下，利用进气控制阀的控制获得最佳进气通路截面面积。
上述现有的进气控制阀，在例如当节气门急速打开等的情况下，其结构使该进气控制阀的打开比节气门滞后，从而使进气通路的通路截面面积不会急速扩大。即，在该进气控制阀的控制下，可以获得根据节气门的开度和引擎转速所确定的最佳通路截面面积(此时的通路截面面积能使引擎输出最大功率)。
并且，现有技术的进气装置，还存在控制反应性差，而不能获得所需的引擎输出的问题。其原因可以认为是在节气门的上游侧设置进气控制阀，从而即使通过其来控制吸入的进气量，存在于进气控制阀下游侧的大量空气仍会被吸入到引擎中。
本发明用于解决上述问题，其目的是提供一种引擎进气装置，该引擎进气装置配有可以增大引擎的输出的、并且可以正确地控制引擎转速的上升率的进气控制阀。
为了实现上述目的，根据本发明的引擎进气装置，进气控制阀的阀体设置在节气门的下游侧，该阀体形成进气通路的壁的一部分，并且能通过旋转使其一个端部相对于进气通路进出。
采用本发明，由于进气控制阀的阀体构成进气通路的壁的一部分，所以在进气控制阀中不存在横贯于进气通路中的构件，从而可以降低进气阻力。
并且，通过将进气控制阀设置在节气门的下游侧，在节气门急速打开后，可以利用进气控制阀在将气体吸入引擎的途中进行节流。
根据技术方案2中所记载的发明的引擎进气装置，在如技术方案1所述的发明的引擎进气装置中，在阀体完全打开的状态下，该阀体暴露于进气通路内的表面与进气通路相邻的壁面大致在同一平面上。
采用本发明，其阀体可以在全开状态下不会凸出到进气通路内。
根据技术方案3所述的发明的引擎进气装置，在如技术方案1或技术方案2所述的发明的引擎进气装置中，在进气控制阀的阀体和节气门之间开设喷射燃料的喷射口。
采用本发明，由于进气控制阀定位于在燃料喷射口的下游侧，利用进气控制阀构成文氏管，所以利用文氏管提高随着进气流入的雾状燃料的流速。因此，可以防止雾状燃料的微粒附着到进气通路壁面上。
根据技术方案4所述发明的引擎进气装置，在如技术方案1至技术方案3所记载的任何一项发明的引擎进气装置中，在气缸盖中对于一个气缸形成多个进气口，该气缸盖和节气门主体之间的进气歧管中设置进气控制阀。
采用本发明，在节气门主体和气缸盖之间以分支到每个进气口的方式形成进气通路，与此相应，在进气歧管内以通路截面形状缓慢变化的方式形成进气通路，可以降低进气阻力。这样，由于在用于降低进气阻力的进气歧管中设有进气控制阀，所以不需要使用用于设置专门的进气控制阀的通路构件。
根据技术方案5的发明的引擎进气装置，在如技术方案1至技术方案4所述的发明中的任何一种引擎进气装置中，以进气控制阀的旋转支承部位于上游侧、且进气控制阀的下游侧进出于进气通路的方式构成，前述旋转支承部和节气门的开放侧位于同一侧。
在此，节气门的开放侧是在与节气门中的进气通路内壁面所形成的流量最大的间隙的部位。
经过节气门部的开放侧的进气，在节气门的下游侧偏向进气通路内的一侧部流动。采用本发明，由于偏向前述一个侧部流动的进气从进气控制阀的附近通过，所以可以有效地利用进气控制阀进行进气控制。
根据技术方案6所述发明的引擎进气装置，在如技术方案1至技术方案5所述的发明中的任何一种引擎进气装置中，进气控制阀的旋转支承部和喷油器安装部位于同一侧。
采用本发明，如果进气控制阀不处于全闭状态或接近全闭状态下，则燃料难以接触进气控制阀。
图2是以剖视图表示进气控制阀和节气门的进气通路的剖视图。
图3是放大表示进气控制阀的剖视图。
图4是用于说明进气控制阀的动作的示意图。
图5是表示进气孔的开口形状的示意图。
图6是表示采用滑动式的节气门的例子的剖视图。
图1是装配有根据本发明的进气装置的摩托车引擎的侧视图，图2是以剖面表示进气控制阀和节气门的进气通路的剖视图，图3是放大表示进气控制阀的剖视图，该图的(a)是横向剖视图，(b)是纵向剖视图，(c)是(b)图中的C-C线剖视图。图4是用于说明进气控制阀的动作的示意图，(a)表示阀体的角度为10°的状态，(b)表示阀体的角度为20°的状态，(c)表示阀体的角度为30°的状态，(d)表示阀体的角度为40°的状态，(e)表示阀体的角度为45°的状态。图5是表示进气孔的开口形状的图，图6是表示采用滑动式节气门的例子的剖视图。
在这些图中，符号1表示的是根据该实施方式的摩托车用的DOHC型4气缸引擎。在图1中，2表示气缸体，3表示曲柄箱，4表示气缸盖，5表示气缸罩，6表示进气凸轮轴，7表示排气凸轮轴，8表示进气门，9表示排气门，10表示进气口，11表示排气口。由于该引擎1的内部结构与现有的引擎相同，所以省略对其的详细说明。
图中未表示出，该引擎1在摩托车车架的下管上支撑缸体2的前端部，同时，在后悬臂托架12上支撑气缸体2和曲轴箱3的后端部，气缸的轴线前倾，并同时以曲轴13的轴线方向指向车横向方向的状态装载于车身上。
气缸盖4对应于每一个气缸设有三个进气门8、和两个排气门9。借助前述三个进气门8进行开关的三个进气口10以向后倾斜地指向上方的方式在气缸盖4的后面开口，并连接有根据本发明的进气装置21。并且，借助前述排气门9进行开关的排气口11在气缸盖4的前面开口，并连接有排气管22。
进气装置21由安装在气缸盖4上的进气歧管23、安装在该进气歧管23上游侧端部的节气门装置24、围绕该节气门装置24形成的进气箱25、和设置在前述节气门装置24上的第一和第二喷油器26、27等构成。该进气装置21的结构为在每个气缸上设有进气歧管23和节气门装置24，从各气缸用的一个节气门装置24向各气缸的两个进气门10、10供应进气。即，根据该实施方式的进气装置21，沿车宽方向并列设置四组进气歧管23和节气门装置24，四个节气门装置24容纳在一个进气箱25中。
前述进气歧管23，如图1～图3所示，在内部形成进气通路28，通过夹住该进气通路28，在与前述顶罩5相反侧(在图1、2中为右侧的车身后侧)的一部分(以下将该一侧部分称为后部)上设置进气控制阀31。
进气歧管23内的进气通路28，如图3(c)所示，其结构为以上游侧端部的圆形开口23a和下游侧端部的长圆形开口23b相连接，沿从上游侧向下游侧的方向，截面形状逐渐变化。
前述下游侧端部的开口23b的结构为以与在气缸盖4上每个气缸所形成三个进气门10相对应，并使其沿车宽方向的长度增加。图5中表示出了气缸盖4中的进气门10的开口部分(安装进气歧管23的部分)。进气门10的开口部分以三个进气门10沿车宽方向排成一列的方式形成，并具有长圆形开口。
进气通路以从一个节气门装置24延伸至三个进气门10的方式形成三叉形，因而，如该实施方式所示，在途中设有进气歧管23且通路截面的形状缓慢变化，这对于减小进气阻力是非常重要的。这样，在用于减小进气阻力的进气歧管23中，设有根据本发明的进气控制阀31。
如图2和图3所示，进气控制阀主要以下部分构成阀体32，该阀体32形成板状，以使其形成进气歧管23内的进气通路28的后部的壁28a的一部分；支承轴33，该支承轴33整体地形成于位于阀体32中的进气通路28的上游侧的的一端部，并且在车宽方向上延伸形成筒状；驱动装置35，该驱动装置35具有贯穿并固定该支轴33的驱动轴34。
前述阀体32，通过将与其形成一体的前述支轴33嵌合到进气歧管23的轴孔36中，可自由旋转地支撑在进气歧管23中。前述驱动轴34平行于前述气体通路28的剖面形状的长圆形的长轴方向。通过采用这种结构，可以抑制减小进气控制阀31在全闭时的凸出量，可减小旋转角度并提高反应性能。
关闭前述阀体32时的旋转方向，如图2中的箭头A所示，沿该图中的顺时针方向是与后面所述的节气门开阀时的旋转方向。该阀体32在全开状态下容纳在形成于进气歧管23的前述壁28a上的凹陷部37内，在全闭状态下，如图2、3所示，以支轴33为中心沿前述A方向旋转并突出于进气通路28内。另外，图3(c)是当图3(b)中的阀体32处于全闭状态时的C-C线剖视图。即，该阀体32的结构为以位于进气通路28的上游侧的一端部为中心旋转时，另一端(下游侧端部)相对于进气通路28进行出入。
通过使阀体32从全开位置旋转至全闭位置，进气通路28的开口面积如图4(a)～(e)所示的那样逐渐减小。图4(a)表示在图3(b)中阀体32从全开位置沿顺时针向关闭侧只转动10°左右后的状态。如图4(b)所示的阀体32的旋转角度为20°，图4(e)中表示的旋转角度为45°。图4(e)表示阀体32全闭的状态。
并且，如图3(b)所示，阀体32在容纳在前述凹陷部37内的全开状态下，露出于进气通路28内的表面32a位于与进气通路28的相邻壁面38大致相同的面上。即，在阀体32处于全开状态时，前述壁面38和进气歧管23下游侧端部的两侧面39(剖面呈圆弧状的凹曲面)分别平滑地连接到阀体32的前述表面32a上。
如图3(c)所示，前述支轴33具有与进气通路28的横向宽度大致相同的长度，在轴线方向的中央部上设有前述阀体32。
前述驱动轴34，以贯穿前述支轴33的轴心部的状态固定在支轴33上。根据该实施方式的驱动轴34，沿车宽方向分别设置在并列的4个进气歧管23中，借助图中未表示出的万向接头以相互连动的方式连接起来。并且，连接这四根驱动轴34的轴组装体，在将驱动装置35连接到其车身左侧端部上的同时，在其车身右侧端部上连接用于检测前述阀体32的旋转角度的旋转角度传感器40(参照图2)。该旋转角度传感器40将表示阀体32的旋转角度的数据输出至控制器41(参照图14)。并且，驱动轴34装有用于向其打开方向加载的螺旋弹簧(图中未表示出)。
如图1所示，前述驱动装置35的结构为经由带轮42和两根导线43、43将伺服马达44连接到前述驱动轴34上。前述伺服马达44连接到前述控制器41上，由从该控制器41发出的控制信号进行操作，抵抗前述螺旋弹簧的弹性力使驱动轴34与阀体32同时旋转。
前述节气门装置24，如图2所示，在节气门主体45中设置由蝶阀构成的节气门46，在位于节气门45的车身后侧的后壁47上安装第1喷油器26。利用图中未表示出的固定螺栓将通风筒45a安装在前述节气门主体45的上游侧端部上。并且，该节气门主体45内的进气通路48的通路截面形状形成圆形。另外，作为节气门46，除了上述的蝶阀型之外，如图6所示，还可以采用阀体46a相对于节气门主体45滑动的结构。在图6中，对于与图2所示相同的构件，采用相同的符号。
前述节气门46的阀轴46a，以其轴线指向车宽方向的状态贯穿节气门主体45并在此处被其可自由旋转地支撑，在轴端部连接有用于检测阀体46b的角度(节气门开度)的节气门开度传感器49。在本实施方式中，在气缸的各节气门主体45上分别设置阀轴46a，这四根阀轴46a以相互连动的方式连接起来。这四根阀轴46a在中间连接有节气门线(图中未表示出)。前述节气门开度传感器49，其能够将节气门开度的数据输出给前述控制器41，并连接到位于车身右侧端部的阀轴46a的轴端部上。
节气门46的阀体46b以在打开阀时沿图2中的箭头B所示的方向(该图中的顺时针方向)旋转的方式固定在前述阀轴46a上。图2表示节气门46从空载位置打开至低速运转位置的状态。通过这样设定阀体32的打开方向，进气在通过节气门装置24时沿阀体46b在节气门主体45的前述后壁47附近流动。这时，进气的流动方向如图2中的空白箭头所示。而且，进气通过节气门46和前述后壁47之间的间隙流向下游侧。在下游侧，定位安装前述进气控制阀31。根据本发明的节气门46的打开侧，是在与前述阀体46b中的前述后壁47之间形成前述间隙的部位。图6所示的滑动式节气门46的打开侧是阀体46a的前端部。
设置在节气门装置24中的第一和第二喷油器26、27，采用与从现有技术中已知的技术一样的喷油器。第一喷油器26，如图2所示，在相对于进气通路48的中心线C向车身后侧倾斜角度α的同时，以在前述进气控制阀31的阀体32和节气门46之间开设前端部的燃料喷射口26a的方式安装在节气门主体45上。第二喷油器27，经由支撑用撑杆51(参照图1)支撑在前述第一喷油器26上，配置在前述前述通风筒45a的上方。
第二喷油器27以轴线与节气门主体45内的进气通路48的中心线大致平行的方式进行设定。前述第一喷油器26向遍及引擎运转的整个区域供应燃料，而第二喷油器在高速旋转、高负载运转时辅助地供应燃料。另外，当节气门46处于全开状态时，仅从第二喷油器27供应燃料。
容纳节气门装置24的进气箱25是这样形成的在前端部设有管道52，经由该管道52将行驶风导入到内部，该行驶风的压力施加在节气门主体45内的进气通路48上。
连接有前述伺服马达44和两个传感器40、49的控制器41，采用根据图中未表示出的控制阀开度图形控制进气控制阀31的回路。前述图形表示以节气门46的开度和引擎转速两个参数为基础的控制阀开度，通过其能获得使引擎的输出总是最大的控制阀开度。另外，作为确定控制阀开度的参数，还可以追加车速和进气通路的负压及导入进气箱25的动压等。
采用该实施方式，例如，在低速旋转、低负载运转的状态下将节气门急速打开至全开状态的情况下，换而言之，在车速变化敏感地追随节气门46的开度变化的情况下，阀体32从全闭状态旋转至图4中的某个最佳状态。
对前述阀体32旋转时的角度进行设定，以使其进入对应于上述各因子的图4(a)～(e)中的某一种状态。当阀体32旋转时，控制器41对伺服马达44进行控制，使由旋转角度传感器40检测的阀体32的角度与根据前述因子求出的目标角度相一致。
通过使进气控制阀31按上面所述进行操作，在节气门46的下游侧控制进气，以引擎输出在通常状态下为最大的方式对吸入的空气量进行控制。因此，当节气门46急速打开时，引擎转速按适当的旋转上升率升高，使节气门工作更为容易。这样，节气门32一旦向关闭侧旋转，则借助伺服马达44使其逐渐返回至全开状态。
这样构成的进气装置21，以进气控制阀31的阀体32构成进气通路28的壁28a的一部分的方式形成，横贯进气通路28的构件不设置在进气控制阀31中，因而，与由蝶阀构成进气控制阀31的现有技术相比，可以减小进气阻力。因而，通过装配该进气装置21，可以提高引擎1的输出。
并且，由于进气控制阀31设置在节气门46的下游侧，所以在节气门急速打开之后，可以在吸入引擎1的途中利用进气控制阀31对进气进行节流，因而，当节气门46急速打开时，可以利用进气控制阀31可靠地防止处于节气门46下游侧的大量空气被吸入引擎1中。
由于以露出于进气通路28内的表面32a在全开状态下位于与进气通路28相邻的壁面38、39大致相同的面上的方式形成进气控制阀31的阀体32，所以在全开状态下阀体32不会凸出到进气通路28内。因此，在节气门46的开度接近全开的状态(进气控制阀31全开的状态)下，不会由于进气控制阀31而增加进气阻力，可以进一步降低进气阻力，增加最大输出。
根据该实施方式的进气装置21，由于第一喷油器26的燃料喷射口26a位于进气控制阀31的阀体32和节气门46之间，所以可以利用进气控制阀31控制随着进气流入的雾状燃料。即，由进气控制阀31构成文氏管，由于随着进气流入的雾状燃料的流速被文氏管提高，所以可以防止雾状燃料的颗粒附着在进气通路壁面上。
进而，在该实施方式中，由于在气缸盖4上对应每个气缸形成三个进气门，在该气缸盖4和节气门主体45之间的进气歧管23中设置进气控制阀31，所以在节气门主体45和气缸盖4之间，以分支到每个进气门10的方式形成进气通路、在进气歧管23内以通路截面的形状缓慢变化的方式形成进气通路28，可以减小进气阻力。这样，由于在为了降低进气阻力而采用的进气歧管23中设有进气控制阀31，所以不需要专门用于设置进气控制阀31的通路构件。
此外，根据该实施方式的进气装置21，以进气控制阀31的旋转支承部(支轴33)位于上游侧且进气控制阀31的下游侧出入于进气通路28的方式构成，前述旋转支承部和节气门46的打开侧定位于同一侧部，因而，进气的流动借助节气门46的阀体46b改变流动方向，并偏向进气通路48内的一侧，从控制阀31附近通过。因而，可以有效地由进气控制阀31进行进气控制。
进而，采用该实施方式，由于进气控制阀31的旋转支承部(支轴33)和喷油器安装部安装位于同一侧部，所以如果进气控制阀31不是在全闭状态下或接近全闭状态，则燃料很难与进气控制阀31接触，减少了进气控制阀31对燃料的遮挡，可以提高功率输出。
进而，作为进气控制阀31的动作，其能够对进气控制阀31进行随时驱动以使其与节气门46的开关操作相连动；当节气门46急速打开时，使进气控制阀31的打开操作延迟。特别地，仅当节气门46的打开速度快时，通过采取关闭进气控制阀31而对进气节流的形式，使得在不需要进气控制阀31时不会由于进气控制阀而增加进气阻力，因而，与采取前述其它形式的情况相比，可以提高引擎1的输出。
并且，在上述实施方式中，第一喷油器26安装在节气门主体45的后壁47上，该第一喷油器26的轴线相对于进气通路48的中心线C倾斜角度α，因而，在进气控制阀31的阀体32的旋转角度小(接近全开状态)的情况下，燃料难以与前述阀体32接触。因此，在节气门46的打开速度相对较慢的情况下，即在车速稳定的情况下，燃料不会在途中被进气控制阀31挡住，可以平滑地供应给引擎，因而，可以正确地控制空燃比，可以减少燃料费用。
进而，由于根据上述实施方式的进气控制阀31是由伺服马达44驱动的，所以可以自由地设定在开关时间、开度等。因而，可以以获得最佳的引擎特性的方式改变设定。
采用如上所述的本发明，在进气控制阀中没有横贯于进气通路中的构件，可以减小进气阻力，因而，可以增大引擎的输出。
并且，通过将进气控制阀设置在节气门的下游侧，在节气门急速打开之后，可以在将进气吸入引擎的途中由进气控制阀对其进行节流。因而，当急速打开节气门时，可以可靠地防止处于节气门下游侧的大量空气吸入到引擎中，可以正确地控制引擎的转速上升率。
采用技术方案2所述的发明，以在全开状态下，其阀体不会凸出到进气通路内，所以可以进一步降低进气阻力。
采用技术方案3所述的发明，当急速打开节气门时，可以防止随着进气供应给引擎的燃料增加，可以利用进气控制阀正确地控制前述燃料，因而，可以进一步正确地控制引擎转速的上升率。
采用技术方案4所述的发明，以在节气门主体和气缸盖之间分支到每一个进气门的方式形成进气通路，以在进气歧管内通路截面形状缓慢变化的方式形成进气通路，可以降低进气阻力。这样，由于在用于减小进气阻力的进气歧管中设有进气控制阀，所以不需要设置专门用于进气控制阀的通路构件。
因而，当进气阻力进一步降低时，不需要用于设置专门的进气控制阀的通路构件，可以使进气装置结构紧凑和小型化。
采用技术方案5所述的发明，通过节气门的进气大多在进气控制阀附近流动。可以由进气控制阀有效地进行进气控制，使节气门更易于工作。
采用技术方案6所述的发明，由于若进气控制阀不在全闭状态下或接近全闭状态下则燃料难以与进气控制阀接触，因而，减少了进气控制阀对燃料的阻挡，可以提高输出。
另外，作为本发明的变形例，进气控制阀在阀体全开的状态下，阀体的前端部也可以位于气缸盖的进气通路内。
权利要求
1.一种引擎的进气装置，其具有独立于节气门的可以控制进气量的进气控制阀，其特征在于前述进气控制阀设置在节气门的下游侧，其结构为前述阀体构成气体通路的壁的一部分，同时，通过转动能使一端部相对于进气通路进出。
2.如权利要求1所述的引擎的进气装置，其特征在于阀体在全开状态下，其露出于进气通路内的表面位于与进气通路相邻的壁面大致相同的面上。
3.如权利要求1或2所述的引擎的进气装置，其特征在于在进气控制阀的阀体和节气门之间开设喷油器的燃料喷射口。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的引擎的进气装置，其特征在于在气缸盖中对应于每个气缸形成多个进气口，气缸盖和节气门主体之间的进气歧管上旋转支承有前述阀体。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的引擎的进气装置，其特征在于其结构为进气控制阀的旋转支承部定位于上游侧，且进气控制阀的下游侧进出于进气通路，前述旋转支承部和节气门的开放侧位于同一侧部。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的引擎的进气装置，其特征在于进气控制阀的旋转支承部和喷油器安装部定位于同一侧部。
全文摘要
提供一种配有可以增大引擎的输出并同时可以正确地控制引擎转速的上升率的进气缓冲阀的引擎进气装置。在节气门46的下游侧设置进气缓冲阀31的阀体32。其结构为前述阀体32构成进气通路28的壁28a的一部分；并且，该阀体32以通过旋转而使一端部相对于进气通路28进出。
文档编号F02M7/26GK1451860SQ03109419
公开日2003年10月29日 申请日期2003年4月9日 优先权日2002年4月12日
发明者白石真二, 川北茂树, 小杉圭 申请人:雅马哈发动机株式会社