JP2001295653A - Ｖ型多気筒エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Ｖ型多気筒エンジンの吸気制御装置

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JP2001295653A JP2000114932A JP2000114932A JP2001295653A JP 2001295653 A JP2001295653 A JP 2001295653A JP 2000114932 A JP2000114932 A JP 2000114932A JP 2000114932 A JP2000114932 A JP 2000114932A JP 2001295653 A JP2001295653 A JP 2001295653A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気の流動抵抗を低く抑えてエンジン出力の
向上を図ることができるＶ型多気筒エンジンの吸気制御
装置を提供すること。 【構成】 複数の気筒をＶ字状に配置して成るＶ型多気
筒エンジン１の相対向する気筒間に形成されるＶバンク
内に、各気筒毎に設けられた長い低速用吸気管４４と該
吸気管４４の途中から分岐する短い高速用吸気管４５を
備える吸気マニホールド３１と該吸気マニホールド３１
に連なる共通のサージタンク３２を配置し、前記低速用
吸気管４４４と高速用吸気管４５とを連通／遮断する切
換弁４２をエンジン１の運転状態に応じて開閉するＶ型
多気筒エンジン１の吸気制御装置３０において、前記吸
気マニホールド３１の低速用吸気管４４と高速用吸気管
４５の各吸入口３８ａ，２９ａを前記サージタンク３２
内に開口せしめるとともに、高速用吸気管４５の吸入口
２９ａを上方に開口せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の気筒をＶ字
状に配置して成るＶ型多気筒エンジンの吸気制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの広い回転域に亘って吸入空気
量を増加させて出力とトルクの増大を図るためには、吸
気通路長をエンジン回転数に応じた慣性過給効果が得ら
れる長さに可変制御することが有効であることが知られ
ている。
【０００３】ところで、吸気通路長を可変制御する吸気
制御装置をＶ型多気筒エンジンに設ける場合、この吸気
制御装置はＶ型多気筒エンジンのＶバンク内に配置され
るのが一般的である。ここで、Ｖ型多気筒エンジンに設
けられる吸気制御装置は、各気筒毎に設けられた長い低
速用吸気管と該吸気管の途中から分岐する短い高速用吸
気管を備える吸気マニホールドと該吸気マニホールドに
連なる共通のサージタンクを含んで構成され、前記高速
用吸気管に設けられた切換弁をエンジンの運転状態に応
じて開閉することによって吸気通路長が可変される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｖ型多気筒
エンジンに設けられる従来の吸気制御装置（例えば、特
開平７−１９７８１７号公報参照）においては、高速用
吸気管が下方に開口していたため、高速時にサージタン
ク内に吸引された吸入空気の高速用吸気管での回り込み
が大きく、吸気の流動抵抗が大きくなってエンジン出力
の向上代が小さくなってしまうという問題があった。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、吸気の流動抵抗を低く抑えて
エンジン出力の向上を図ることができるＶ型多気筒エン
ジンの吸気制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数の気筒をＶ字状に配置して成るＶ型
多気筒エンジンの相対向する気筒間に形成されるＶバン
ク内に、各気筒毎に設けられた長い低速用吸気管と該吸
気管の途中から分岐する短い高速用吸気管を備える吸気
マニホールドと該吸気マニホールドに連なる共通のサー
ジタンクを配置し、前記低速用吸気管と高速用吸気管と
を連通／遮断する切換弁をエンジンの運転状態に応じて
開閉するＶ型多気筒エンジンの吸気制御装置において、
前記吸気マニホールドの低速用吸気管と高速用吸気管の
各吸入口を前記サージタンク内に開口せしめるととも
に、高速用吸気管の吸入口を上方に開口せしめたことを
特徴とする。
【０００７】従って、本発明によれば、吸気マニホール
ドの低速用吸気管と高速用吸気管の各吸入口をサージタ
ンク内に開口せしめるとともに、該吸気マニホールドの
前記高速用吸気管の吸入口を上方に開口せしめたため、
高速用吸気管の曲がりが小さくなり、サージタンク内に
吸引された吸入空気の高速用吸気管での回り込みが小さ
く抑えられ、該吸入空気の流動抵抗が低く抑えられてエ
ンジン出力の向上が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【０００９】図１は本発明に係る吸気制御装置を備える
Ｖ型多気筒エンジンの縦断面図、図２は本発明に係る吸
気制御装置の縦断面図である。
【００１０】本実施の形態に係るＶ型多気筒エンジン１
は自動車用の水冷４サイクルＶ型８気筒エンジンであっ
て、図１に示すように、そのシリンダブロック２には各
４つずつの気筒がＶ字状を成して図の紙面垂直方向に並
設されており、各気筒にはシリンダ３がそれぞれ形成さ
れている。そして、各シリンダ３にはピストン４がそれ
ぞれ摺動自在に嵌装されており、各ピストン４はコンロ
ッド５を介してクランク軸６に連結されている。尚、ク
ランク軸６はクランク室７内に図１の紙面垂直方向に長
く配されており、各ピストン４の往復直線運動はコンロ
ッド５によってクランク軸６の回転運動に変換される。
又、シリンダブロック２の各シリンダ３の周囲には、冷
却水が通過するためのウォータジャケット８が形成され
ている。
【００１１】又、シリンダブロック２の下部にはオイル
パン９が被着され、同シリンダブロック２のＶ字状を成
す各気筒の上部にはシリンダヘッド１０がそれぞれ被着
されている。そして、各シリンダヘッド１０には各気筒
について内側（Ｖバンク側）に吸気通路１１が形成さ
れ、外側に排気通路１２が形成されており、これらの吸
気通路１１と排気通路１２は吸気バルブ１３と排気バル
ブ１４によってそれぞれ適当なタイミングで開閉され、
これによって各シリンダ３内で所要のガス交換がなされ
る。
【００１２】即ち、吸気バルブ１３と排気バルブ１４は
シリンダヘッド１０に摺動自在に挿通保持されており、
これらはバルブスプリング１５，１６によって閉じ側に
常時付勢されている。
【００１３】又、シリンダヘッド１０の上面の吸気側と
排気側には吸気カム軸１７と排気カム軸１８が図１の紙
面垂直方向に互いに平行且つ回転自在に配されており、
これらの吸気カム軸１７と排気カム軸１８に各気筒毎に
それぞれ一体に形成された吸気カム１７ａと排気カム１
８ａは、吸気バルブ１３と排気バルブ１４の各上端に被
冠されたバルブリフタ１９，２０にそれぞれ当接してい
る。尚、吸気カム軸１７と排気カム軸１８は各上半部が
ベアリングキャップ２１，２２によってそれぞれ回転自
在に支承されており、これらの吸気カム軸１７と排気カ
ム軸１８及びベアリングキャップ２１，２２は各シリン
ダヘッド１０の上面に被着されたヘッドカバー２３によ
って覆われている。
【００１４】而して、当該Ｖ型多気筒エンジン１が始動
されてクランク軸６が回転駆動されると、このクランク
軸６の回転が不図示の伝動機構を介して前記吸気カム軸
１７と排気カム軸１８にそれぞれ伝達され、これらの吸
気カム軸１７と排気カム軸１８がそれぞれ所定の速度
（クランク軸６の１／２の速度）で回転駆動される。こ
のように吸気カム軸１７と排気カム軸１８が回転駆動さ
れると、これらに一体に形成された前記吸気カム１７ａ
と排気カム１８ａがそれぞれ適当なタイミングでバルブ
リフタ１９，２０をバルブスプリング１５，１６の付勢
力に抗して押圧して吸気バルブ１３と排気バルブ１４を
押し開くため、前述のように各気筒のシリンダ３内で所
要のガス交換が行われる。
【００１５】ところで、各シリンダヘッド１０の吸気通
路１１と排気通路１２の周囲には、冷却水が通過するた
めのウォータジャケット２４が形成されており、同シリ
ンダヘッド１０の各気筒の頂部には点火プラグ２５がそ
れぞれ螺着されており、各点火プラグ２５の先端の電極
部は図示のように各燃焼室Ｓの頂部に臨んでいる。そし
て、各シリンダヘッド１０の吸気側には、インジェクタ
２６が各気筒毎に取り付けられており、各インジェクタ
２６の先端部に形成された不図示の燃料噴射口は各吸気
通路１１に開口している。
【００１６】又、各シリンダヘッド１０に形成された前
記排気通路１２には排気マニホールド２７が接続され、
この排気マニホールド２７は合流して排気マフラー２８
に接続されている。
【００１７】而して、本実施の形態に係るＶ型多気筒エ
ンジン１においては、Ｖ形を成して相対向する気筒間に
形成されたＶバンク内に本発明に係る吸気制御装置３０
が配置されている。
【００１８】上記吸気制御装置３０は、各シリンダヘッ
ド１０の吸気通路１１に接続された吸気マニホールド３
１と、該吸気マニホールド３１を囲むサージタンク３２
を含んで構成されており、サージタンク３２はタンク本
体３３の上面にカバー３４を被着するとともに、同タン
ク本体３３の下面にＵ字状に成形された吸気管３５とそ
の両側に配されたバルブボディ３６を被着して構成さ
れ、その一側方に開口する吸入口３２ａにはスロットル
ボディ３７が接続されている。尚、スロットルボディ３
７には、アクセル操作によって開閉される不図示のスロ
ットルバルブが内蔵されており、スロットルボディ３７
は不図示のエアクリーナに接続されている。
【００１９】ところで、前記吸気マニホールド３１は、
気筒毎に設けられた前記吸気管３５とこれに連なる吸気
管３８，３９とで構成されており、長さの短い吸気管３
８は垂直に立設され、そのベルマウス状の上端開口部
（後述の低速用吸気管４４の吸入口）３８ａはサージタ
ンク３２内において上方に向かって開口している。尚、
吸気管３８，３９は一体に形成され、これらの下面に別
体の前記吸気管３５が取り付けられて吸気マニホールド
３１が構成されている。
【００２０】又、吸気管３９は略逆Ｕ字状に成形され、
その一端は前記吸気管３５に接続され、他端は前記バル
ブボディ３６に形成された吸気通路３６ａ（図２参照）
に接続されている。尚、各バルブボディ３６内にはタン
ブルコントロールバルブ４０が設けられており、該タン
ブルコントロールバルブ４０は不図示のエンジンコント
ロールユニット（以下、ＥＣＵと略称する）によってそ
の開閉が制御される。
【００２１】ところで、各気筒毎に設けられた前記吸気
管３９の途中（エンジン中心線上の上部位置）には、サ
ージタンク３２内上部において上方に向かって開口する
吸入口（後述の高速用吸気管４５の吸入口）３９ａがそ
れぞれ形成されており、各吸入口３９ａにはバルブボデ
ィ４１が結着され、該バルブボディ４１内には後述の低
速用吸気管４４と高速用吸気管４５とを連通／遮断する
ための切換弁４２がそれぞれ設けられている。尚、各切
換弁４２は図１及び図２の紙面垂直方向に配された共通
の弁軸４３によって開閉され、弁軸４３は前記ＥＣＵに
よって駆動が制御される不図示のアクチュエータによっ
て駆動される。
【００２２】而して、吸気マニホールド３１には、吸気
管３８，３５，３９によって１つの連続した長さの長い
低速用吸気管４４と、該低速用吸気管４４の途中から分
岐する長さの短い高速用吸気管４５が形成され、高速用
吸気管４５は前記吸気管３９の一部（略１／２程度の長
さ部分）によって構成されている。そして、低速用吸気
管４４の吸入口３８ａと高速用吸気管４５の吸入口３９
ａは共にサージタンク３２内において上方に向かって開
口している。
【００２３】次に、以上の構成を有する吸気制御装置３
０を備えるＶ型多気筒エンジン１の作用を説明する。
【００２４】Ｖ型多気筒エンジン１が始動されてピスト
ン４がシリンダ３内を下動する吸気行程に移行した気筒
においては、吸気バルブ１３が開かれ、新気はシリンダ
３内に発生する負圧に引かれて不図示のエアクリーナか
らスロットルボディ３７を通過して不図示のスロットル
バルブによって計量された後、サージタンク３２内に流
入する。
【００２５】ここで、不図示の回転センサによって検出
されるエンジン回転数が所定値未満の低速域において
は、前記ＥＣＵによって開閉が制御される前記切換弁４
２は図示のように閉じられ、サージタンク３２内に流入
した新気は図１に実線矢印にて示すように長さの長い低
速用吸気管４４を流れる。即ち、サージタンク３２内の
新気は、低速用吸気管４４を構成する前記吸気管３８の
吸入口３８ａから吸引されて下方に向かって流れ、前記
吸気管３５によってその流れＵ字状に曲げられて上方に
向かって流れた後、前記吸気管３９に沿って逆Ｕ字状に
曲げられてバルブボディ３６の吸気通路３６ａを通って
シリンダヘッド１０の吸気通路１１へと至る。
【００２６】而して、上述のように長さの長い低速用吸
気管４４を経て新気がシリンダヘッド１０の吸気通路１
１を流れる途中において、前記インジェクタ２６から所
定量の燃料が吸気通路１１に向かって噴射されることに
よって新気と燃料噴霧が混合して所望の空燃比の混合気
が形成され、この混合気は吸気バルブ１３を通ってシリ
ンダ３内に流入する。このように、エンジン回転数の低
い低速域においては、新気は長さの長い低速用吸気管４
４を流れるために低速域において所望の慣性過給効果が
得られ、この慣性過給効果によって吸入混合気量が増え
てエンジン出力とトルクの増大が図られる。尚、シリン
ダ３内に流入する混合気にはタンブルコントロールバル
ブ４０によって所望のタンブルが付与される。
【００２７】そして、ピストン４が下死点（ＢＤＣ）を
通過する以前に排気バルブ１４が閉じられ、ピストン４
が下死点（ＢＤＣ）を通過してシリンダ３内を上動する
圧縮行程に移行すると、吸気バルブ１３も閉じられてシ
リンダ３内に吸引されて混合気がピストン４によって圧
縮され、ピストン４が上死点（ＴＤＣ）に達する直前に
おいて点火プラグ２５によって混合気が着火燃焼せしめ
られる。このように混合気が燃焼する燃焼行程において
は燃焼室Ｓ内に高圧が発生し、ピストン４はその頂面に
高圧を受けて上死点（ＴＤＣ）を過ぎてシリンダ３内を
下動し、該ピストン４が下死点（ＢＤＣ）を過ぎてシリ
ンダ３内を上動する排気行程に移行すると排気バルブ１
４が開き、混合気の燃焼によって発生した高温の排気ガ
スは排気通路１２から排気マニホールド２７及び排気フ
マラー２８を通って大気中に排出される。
【００２８】以後は上記と同様の作用（サイクル）が繰
り返されてＶ型多気筒エンジン１が連続運転される。
【００２９】一方、不図示の回転センサによって検出さ
れるエンジン回転数が所定値を超える高速域において
は、前記ＥＣＵによって開閉が制御される前記切換弁４
２は図１に鎖線にて示すように全開され、吸気管３９の
途中に形成された吸入口３９ａがサージタンク３２の上
部に開口する。
【００３０】従って、エンジン回転数の高い高速域にお
いては、サージタンク３２内に流入する新気は、その大
部分が図１に破線にて示すように流動抵抗の小さな長さ
の短い高速用吸気管４５を流れる。即ち、サージタンク
３２内の新気は、前記吸気管３９の途中に開口する吸入
口３９ａから吸気管３９内に吸引され、吸気管３９の一
部の短い経路を流れ、バルブボディ３６の吸気通路３６
ａを通ってシリンダヘッド１０の吸気通路１１へと至
る。そして、新気が吸気通路１１を流れる途中におい
て、前記インジェクタ２６から所定量の燃料が吸気通路
１１に向かって噴射されることによって新気と燃料噴霧
が混合して所望の空燃比の混合気が形成され、この混合
気は吸気バルブ１３を通ってシリンダ４内に流入して燃
焼室Ｓでの燃焼に供される。
【００３１】以上のように、エンジン回転数の高い高速
域においては、新気は長さの短い高速用吸気管４５を流
れるために高速域においても所望の慣性過給効果が得ら
れ、この慣性過給効果によってエンジン出力とトルクの
増大が図られる。尚、高速域においてもシリンダ３内に
流入する混合気にはタンブルコントロールバルブ４０に
よって所望のタンブルが付与される。
【００３２】而して、本実施の形態では、吸気マニホー
ルド３１の高速用吸気管４５の吸入口３９ａを上方に開
口せしめ、しかも、この吸入口３９ａを低速用吸気管４
４での新気の図１に実線矢印にて示す流れの外側に沿っ
て開口せしめたため、該高速用吸気管４５（吸気管３
９）の曲がりが小さくなるとともに、新気が吸入口３９
ａから高速用吸気管４５にスムーズに流れ込み、サージ
タンク３２内に吸引された新気の高速用吸気管４５での
回り込みが小さく抑えられ、該新気の流動抵抗が低く抑
えられてエンジン出力の更なる向上が図られる。
【００３３】尚、以上は本発明を特に自動車用のＶ型８
気筒エンジンの吸気制御装置に適用した形態について述
べたが、本発明は他の用途の任意のＶ型多気筒エンジン
の吸気制御装置に対しても同様に適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、複数の気筒をＶ字状に配置して成るＶ型多気筒
エンジンの相対向する気筒間に形成されるＶバンク内
に、各気筒毎に設けられた長い低速用吸気管と該吸気管
の途中から分岐する短い高速用吸気管を備える吸気マニ
ホールドと該吸気マニホールドに連なる共通のサージタ
ンクを配置し、前記低速用吸気管と高速用吸気管とを連
通／遮断する切換弁をエンジンの運転状態に応じて開閉
するＶ型多気筒エンジンの吸気制御装置において、前記
吸気マニホールドの低速用吸気管と高速用吸気管の各吸
入口を前記サージタンク内に開口せしめるとともに、高
速用吸気管の吸入口を上方に開口せしめたため、吸気の
流動抵抗を低く抑えてエンジン出力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】
【図１】本発明に係る吸気制御装置を備えるＶ型多気筒
エンジンの縦断面図である。
【図２】本発明に係る吸気制御装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ Ｖ型多気筒エンジン ３０ 吸気制御装置 ３１ 吸気マニホールド ３２ サージタンク ２９ａ 高速用吸気管の吸入口 ３８ａ 低速用吸気管の吸入口 ４２ 切換弁 ４４ 低速用吸気管 ４５ 高速用吸気管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の気筒をＶ字状に配置して成るＶ型
    多気筒エンジンの相対向する気筒間に形成されるＶバン
    ク内に、各気筒毎に設けられた長い低速用吸気管と該吸
    気管の途中から分岐する短い高速用吸気管を備える吸気
    マニホールドと該吸気マニホールドに連なる共通のサー
    ジタンクを配置し、前記低速用吸気管と高速用吸気管と
    を連通／遮断する切換弁をエンジンの運転状態に応じて
    開閉するＶ型多気筒エンジンの吸気制御装置において、 前記吸気マニホールドの低速用吸気管と高速用吸気管の
    各吸入口を前記サージタンク内に開口せしめるととも
    に、高速用吸気管の吸入口を上方に開口せしめたことを
    特徴とするＶ型多気筒エンジンの吸気制御装置。
  2. 【請求項２】 前記低速用吸気管の吸入口を上方に開口
    せしめたことを特徴とする請求項１記載のＶ型多気筒エ
    ンジンの吸気制御装置。
  3. 【請求項３】 前記高速用吸気管の吸入口を前記低速用
    吸気管での吸気の流れの外側に沿って開口せしめたこと
    を特徴とする請求項１又は２記載のＶ型多気筒エンジン
    の吸気制御装置。
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