JP2003176722A - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
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- JP2003176722A JP2003176722A JP2001376551A JP2001376551A JP2003176722A JP 2003176722 A JP2003176722 A JP 2003176722A JP 2001376551 A JP2001376551 A JP 2001376551A JP 2001376551 A JP2001376551 A JP 2001376551A JP 2003176722 A JP2003176722 A JP 2003176722A
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- intake
- cylinder
- cylinders
- ports
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジンコストの増加や、吸気充填効率の低下
を抑制しつつスワール強度を可変可能とするエンジンの
吸気装置を提供する 【解決手段】燃焼順序が連続しない気筒５、７にスワー
ルポート９ｂ、１０ｂが各々接続されたものにおいて、
各スワールポート９ｂ、１０ｂは、上流端部側が隣り合
う気筒間に形成された集合部１２に集合されるととも
に、下流端部側が集合部１２から隣り合う気筒のスワー
ルポートから離れる方向に湾曲されて各気筒５、７に接
続され、かつ集合部１６若しくはその上流側の吸気通路
２ｂに吸気制御弁１７を配置するよう構成してある。従
って、燃焼順序が連続しない気筒に接続されたスワール
ポート９ｂ、１０ｂを集合させているため、吸気の気筒
間干渉による吸気充填効率の低下を抑制しつつ、吸気制
御弁の共通化が図れ、エンジンコストの増加を抑制する
ことができる。
を抑制しつつスワール強度を可変可能とするエンジンの
吸気装置を提供する 【解決手段】燃焼順序が連続しない気筒５、７にスワー
ルポート９ｂ、１０ｂが各々接続されたものにおいて、
各スワールポート９ｂ、１０ｂは、上流端部側が隣り合
う気筒間に形成された集合部１２に集合されるととも
に、下流端部側が集合部１２から隣り合う気筒のスワー
ルポートから離れる方向に湾曲されて各気筒５、７に接
続され、かつ集合部１６若しくはその上流側の吸気通路
２ｂに吸気制御弁１７を配置するよう構成してある。従
って、燃焼順序が連続しない気筒に接続されたスワール
ポート９ｂ、１０ｂを集合させているため、吸気の気筒
間干渉による吸気充填効率の低下を抑制しつつ、吸気制
御弁の共通化が図れ、エンジンコストの増加を抑制する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気装
置に関し、特に、エンジンコストの増加や、吸気充填効
率の低下を抑制しつつスワール強度を可変可能とするエ
ンジンの吸気装置に関するものである。
置に関し、特に、エンジンコストの増加や、吸気充填効
率の低下を抑制しつつスワール強度を可変可能とするエ
ンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジンにおいては、低回転領
域では燃焼性が低下するため燃焼室に流入される空気に
強いスワールを生成させることが要求される。一方、高
回転領域では低回転領域に比して燃焼性がよいため強い
スワールが要求されないばかりか、スワールが強すぎる
とかえって吸気抵抗となり吸気充填効率が低下するた
め、スワールを弱めることが要求される。つまり、エン
ジン回転数に対するスワール特性は、低回転領域では強
いスワールを生成する一方、高回転領域では低回転領域
に対して弱い適度なスワールを生成する若しくはスワー
ルを生成させないことが要求される。このような要求を
満足させるため、例えば、特開昭６１−１９７７１９号
公報には、一つの気筒に対して二つの吸気ポートを接続
し、一方の吸気ポートを比較的スワールの強い高スワー
ルポートとするとともに、他方の吸気ポートを比較的ス
ワールの弱い低スワールポートとし、低スワールポート
に低回転領域で閉じる吸気制御弁を設けることが開示さ
れている。このような先行技術によれば、低回転領域で
は、低スワールポートは閉じられるため高スワールポー
トのみから強いスワールが生成された空気が燃焼室に流
入され、燃焼性が改善されるとともに、高回転領域で
は、吸気制御弁が開かれ、両スワールポートから燃焼室
に空気が流入されるため、スワールが減衰され、吸気充
填効率の低下を抑制することができる。
域では燃焼性が低下するため燃焼室に流入される空気に
強いスワールを生成させることが要求される。一方、高
回転領域では低回転領域に比して燃焼性がよいため強い
スワールが要求されないばかりか、スワールが強すぎる
とかえって吸気抵抗となり吸気充填効率が低下するた
め、スワールを弱めることが要求される。つまり、エン
ジン回転数に対するスワール特性は、低回転領域では強
いスワールを生成する一方、高回転領域では低回転領域
に対して弱い適度なスワールを生成する若しくはスワー
ルを生成させないことが要求される。このような要求を
満足させるため、例えば、特開昭６１−１９７７１９号
公報には、一つの気筒に対して二つの吸気ポートを接続
し、一方の吸気ポートを比較的スワールの強い高スワー
ルポートとするとともに、他方の吸気ポートを比較的ス
ワールの弱い低スワールポートとし、低スワールポート
に低回転領域で閉じる吸気制御弁を設けることが開示さ
れている。このような先行技術によれば、低回転領域で
は、低スワールポートは閉じられるため高スワールポー
トのみから強いスワールが生成された空気が燃焼室に流
入され、燃焼性が改善されるとともに、高回転領域で
は、吸気制御弁が開かれ、両スワールポートから燃焼室
に空気が流入されるため、スワールが減衰され、吸気充
填効率の低下を抑制することができる。
【０００３】しかしながら、上記先行技術のように、ス
ワール強度を可変とするための吸気制御弁が気筒数に対
応した数だけ必要となるため、エンジンコストが増加す
るという問題がある。また、各気筒のスワールポートを
集合させ、その集合部に共通の吸気制御弁を配置するこ
とが考えられるが、集合化の際、燃焼順序を考慮せずに
燃焼順序が連続する気筒を集合させてしまうと、吸気の
気筒間干渉により吸気充填効率が低下するという問題が
ある。
ワール強度を可変とするための吸気制御弁が気筒数に対
応した数だけ必要となるため、エンジンコストが増加す
るという問題がある。また、各気筒のスワールポートを
集合させ、その集合部に共通の吸気制御弁を配置するこ
とが考えられるが、集合化の際、燃焼順序を考慮せずに
燃焼順序が連続する気筒を集合させてしまうと、吸気の
気筒間干渉により吸気充填効率が低下するという問題が
ある。
【０００４】本発明は、以上のような課題に勘案してな
されたもので、その目的は、エンジンコストの増加や、
吸気充填効率の低下を抑制しつつスワール強度を可変可
能とするエンジンの吸気装置を提供することにある。
されたもので、その目的は、エンジンコストの増加や、
吸気充填効率の低下を抑制しつつスワール強度を可変可
能とするエンジンの吸気装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあってはその解決手法として次のようにし
てある。すなわち、本発明の第１の構成では、気筒内に
吸入される空気にスワールを生成するスワールポートが
各気筒に対して各々接続されたエンジンの吸気装置にお
いて、上記気筒の内燃焼順序が連続しない気筒が隣り合
わせて配置されるとともに、該隣り合わせて配置された
各気筒に接続される各スワールポートは、上流端部側が
隣り合う気筒間に形成された集合部に集合される一方、
下流端部側が上記集合部から隣り合う気筒のスワールポ
ートから互いに離れる方向に湾曲されて各気筒に接続さ
れ、かつ上記集合部若しくは集合部に接続される吸気通
路には吸気制御弁が配置するよう構成してある。本発明
の第１の構成によれば、燃焼順序が連続しない各気筒に
接続されたスワールポートを集合部において集合させ、
その集合部若しくは集合部に接続される吸気通路に吸気
制御弁を配置させているため、吸気の気筒間干渉による
吸気充填効率の低下を抑制しつつ、吸気制御弁の共通化
が図れ、エンジンコストの増加を抑制することができ
る。
め、本発明にあってはその解決手法として次のようにし
てある。すなわち、本発明の第１の構成では、気筒内に
吸入される空気にスワールを生成するスワールポートが
各気筒に対して各々接続されたエンジンの吸気装置にお
いて、上記気筒の内燃焼順序が連続しない気筒が隣り合
わせて配置されるとともに、該隣り合わせて配置された
各気筒に接続される各スワールポートは、上流端部側が
隣り合う気筒間に形成された集合部に集合される一方、
下流端部側が上記集合部から隣り合う気筒のスワールポ
ートから互いに離れる方向に湾曲されて各気筒に接続さ
れ、かつ上記集合部若しくは集合部に接続される吸気通
路には吸気制御弁が配置するよう構成してある。本発明
の第１の構成によれば、燃焼順序が連続しない各気筒に
接続されたスワールポートを集合部において集合させ、
その集合部若しくは集合部に接続される吸気通路に吸気
制御弁を配置させているため、吸気の気筒間干渉による
吸気充填効率の低下を抑制しつつ、吸気制御弁の共通化
が図れ、エンジンコストの増加を抑制することができ
る。
【０００６】また、本発明の第２の構成では、上記隣り
合わせて配置された各気筒には、各々２つのスワールポ
ートが気筒配列方向に順次接続されており、該２つのス
ワールポートの内隣り合う気筒に近接して配置されるス
ワールポートはスワール強度の弱い低スワールポートに
設定されるとともに、隣り合う気筒に対して離れて配置
されるスワールポートはスワール強度の強い高スワール
ポートに設定され、かつ上記低スワールポートが上記集
合部に集合されるよう配置されるよう構成してある。本
発明の第２の構成によれば、低スワールポートを集合部
で集合させるよう構成されているため、集合部で吸気流
速が低下しスワール強度が多少低下しても本来弱いスワ
ール強度が要求される低スワールポートであるため、そ
の影響度合を小さくすることができる。一方で、高スワ
ールポートは、各気筒毎に独立されて各気筒に接続され
ているため、強いスワール強度を確保することができ
る。
合わせて配置された各気筒には、各々２つのスワールポ
ートが気筒配列方向に順次接続されており、該２つのス
ワールポートの内隣り合う気筒に近接して配置されるス
ワールポートはスワール強度の弱い低スワールポートに
設定されるとともに、隣り合う気筒に対して離れて配置
されるスワールポートはスワール強度の強い高スワール
ポートに設定され、かつ上記低スワールポートが上記集
合部に集合されるよう配置されるよう構成してある。本
発明の第２の構成によれば、低スワールポートを集合部
で集合させるよう構成されているため、集合部で吸気流
速が低下しスワール強度が多少低下しても本来弱いスワ
ール強度が要求される低スワールポートであるため、そ
の影響度合を小さくすることができる。一方で、高スワ
ールポートは、各気筒毎に独立されて各気筒に接続され
ているため、強いスワール強度を確保することができ
る。
【０００７】また、本発明の第３の構成では、上記低ス
ワールポートと高スワールポートとは、気筒配列方向端
部側からみて高低差が設けられて配置されており、上記
吸気制御弁を駆動する駆動軸が上記２つのスワールポー
トの内いずれか一方内のみを通過するよう気筒配列方向
に延設されるよう構成してある。吸気制御弁を駆動する
ための駆動軸が各スワールポート内に配置されると、そ
の駆動軸分スワールポート断面積が減少され、吸気充填
効率が低下する。本発明の第３の構成によれば、低スワ
ールポートと高スワールポートとの配置に高低差を設
け、吸気制御弁を駆動する駆動軸が一方のスワールポー
トのみを通過するよう配置されるため、吸気制御弁を駆
動する駆動軸が二つのスワールポートに通過する場合に
対して吸気通路断面積の減少を抑制でき、吸気充填効率
の低下を抑制することができる。
ワールポートと高スワールポートとは、気筒配列方向端
部側からみて高低差が設けられて配置されており、上記
吸気制御弁を駆動する駆動軸が上記２つのスワールポー
トの内いずれか一方内のみを通過するよう気筒配列方向
に延設されるよう構成してある。吸気制御弁を駆動する
ための駆動軸が各スワールポート内に配置されると、そ
の駆動軸分スワールポート断面積が減少され、吸気充填
効率が低下する。本発明の第３の構成によれば、低スワ
ールポートと高スワールポートとの配置に高低差を設
け、吸気制御弁を駆動する駆動軸が一方のスワールポー
トのみを通過するよう配置されるため、吸気制御弁を駆
動する駆動軸が二つのスワールポートに通過する場合に
対して吸気通路断面積の減少を抑制でき、吸気充填効率
の低下を抑制することができる。
【０００８】また、本発明の第４の構成では、上記２つ
のスワールポートの内、高スワールポートが低スワール
ポートに対して上方側に配置されるよう構成してある。
高スワールポートは、強いスワール強度が要求される
が、スワール強度が強すぎると吸気抵抗が大きくなり、
吸気充填効率が低下するという問題がある。本発明の第
４の構成によれば、高スワールポートが上方側に配置さ
れるため、高スワールポート上流側端部から下流側端部
までの距離が長くなり、高スワールポートの湾曲度合を
小さくできるため、吸気抵抗を可及的に抑制でき、吸気
充填効率の低下を抑制することができる。
のスワールポートの内、高スワールポートが低スワール
ポートに対して上方側に配置されるよう構成してある。
高スワールポートは、強いスワール強度が要求される
が、スワール強度が強すぎると吸気抵抗が大きくなり、
吸気充填効率が低下するという問題がある。本発明の第
４の構成によれば、高スワールポートが上方側に配置さ
れるため、高スワールポート上流側端部から下流側端部
までの距離が長くなり、高スワールポートの湾曲度合を
小さくできるため、吸気抵抗を可及的に抑制でき、吸気
充填効率の低下を抑制することができる。
【０００９】また、本発明の第５の構成では、上記隣り
合わせて配置された各気筒に接続される各スワールポー
トは、上記集合部から下流端までの通路長が最大吸気充
填効率となる通路長に設定されるよう構成してある。各
気筒に吸入される吸気充填効率は、吸気弁開時の圧力波
が上流側の開放端で反射波となり自気筒のポートに戻っ
てきて吸気充填効率を向上することができる。しかしな
がら、隣り合わせて配置された気筒に接続された各スワ
ールポートを集合させた場合、隣の気筒のスワールポー
ト下流端部から集合部までの間の容積で圧力波がタンピ
ングされるため、吸気充填効率が低下する。本発明の第
５の構成によれば、上記集合部から下流端までの通路長
が最大吸気充填効率となる通路長に設定されているた
め、吸気充填効率の低下を抑制することができる。
合わせて配置された各気筒に接続される各スワールポー
トは、上記集合部から下流端までの通路長が最大吸気充
填効率となる通路長に設定されるよう構成してある。各
気筒に吸入される吸気充填効率は、吸気弁開時の圧力波
が上流側の開放端で反射波となり自気筒のポートに戻っ
てきて吸気充填効率を向上することができる。しかしな
がら、隣り合わせて配置された気筒に接続された各スワ
ールポートを集合させた場合、隣の気筒のスワールポー
ト下流端部から集合部までの間の容積で圧力波がタンピ
ングされるため、吸気充填効率が低下する。本発明の第
５の構成によれば、上記集合部から下流端までの通路長
が最大吸気充填効率となる通路長に設定されているた
め、吸気充填効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンコストの増加
や、吸気充填効率の低下を抑制しつつスワール強度を可
変可能にすることができる。
や、吸気充填効率の低下を抑制しつつスワール強度を可
変可能にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。４気筒直列ディーゼルエンジンＥの
シリンダヘッド１における各ポートを上方側から投影し
た図である投影図１において、シリンダヘッド１の一端
側には、吸気マニホールド２が接続され、他端側には排
気マニホールド３が接続されている。また、シリンダヘ
ッド１には、第１気筒から第４気筒までの各気筒毎に燃
焼室４〜７が形成されており、その燃焼室４〜７の吸気
側には、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ
と、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂとか
ら成る２つの吸気ポートが各々接続され、燃焼室４〜７
の排気側には、排気ポート１２、１３、１４、１５が各
々接続されている。上記高スワールポート８ａ、９ａ、
１０ａ、１１ａは、各燃焼室４〜７内に吸入される空気
に強いスワールを生成するためヘリカルポートとされて
いる。尚、各気筒の燃焼順序（着火順序）は、第１気
筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に設定されてお
り、第２気筒と第３気筒とが燃焼順序が連続しない気筒
として隣り合わせて配置されている。
基づいて説明する。４気筒直列ディーゼルエンジンＥの
シリンダヘッド１における各ポートを上方側から投影し
た図である投影図１において、シリンダヘッド１の一端
側には、吸気マニホールド２が接続され、他端側には排
気マニホールド３が接続されている。また、シリンダヘ
ッド１には、第１気筒から第４気筒までの各気筒毎に燃
焼室４〜７が形成されており、その燃焼室４〜７の吸気
側には、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ
と、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂとか
ら成る２つの吸気ポートが各々接続され、燃焼室４〜７
の排気側には、排気ポート１２、１３、１４、１５が各
々接続されている。上記高スワールポート８ａ、９ａ、
１０ａ、１１ａは、各燃焼室４〜７内に吸入される空気
に強いスワールを生成するためヘリカルポートとされて
いる。尚、各気筒の燃焼順序（着火順序）は、第１気
筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順に設定されてお
り、第２気筒と第３気筒とが燃焼順序が連続しない気筒
として隣り合わせて配置されている。
【００１２】上記第１気筒と第２気筒とに各々接続され
る各スワールポート８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂと、第３気
筒と第４気筒とに各々接続される各スワールポート１０
ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂとは、気筒配列方向中心線
Ｌに対して略対象に配置されている。つまり、気筒配列
方向中心線Ｌに対して一方側（図中右側）に配置される
１気筒と２気筒との各スワールポート８ａ、８ｂ、９
ａ、９ｂは、その下流端部側が気筒配列方向中心線Ｌか
ら離れるよう一方側（図中右側）に向かって湾曲された
後各気筒の燃焼室４〜７に接続される一方、気筒配列方
向中心線Ｌに対して他方側（図中左側）に配置される第
３気筒と第４気筒との各スワールポート１０ａ、１０
ｂ、１１ａ、１１ｂは、その下流端部側が気筒配列方向
中心線Ｌから離れるよう他方側（図中左側）に向かって
湾曲された後各気筒の燃焼室４〜７に接続されている。
また、燃焼順序が連続しない第２気筒と第３気筒とに各
々接続される低スワールポート９ｂ、１０ｂの上流端部
側は、互いに気筒配列方向中心線Ｌに近づく方向に湾曲
された後第２気筒と第３気筒との間に形成された集合部
１６に接続されている。そして、上記各スワールポート
８ａ、８ｂ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１ｂは、その上
流端部側が各々独立して吸気マニホールド２の吸気分岐
部２ａに接続されるとともに、低スワールポート９ｂ、
１０ｂは、その上流端部側が集合部１６を介して吸気マ
ニホールド２の集合吸気分岐部２ｂに接続されている。
る各スワールポート８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂと、第３気
筒と第４気筒とに各々接続される各スワールポート１０
ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂとは、気筒配列方向中心線
Ｌに対して略対象に配置されている。つまり、気筒配列
方向中心線Ｌに対して一方側（図中右側）に配置される
１気筒と２気筒との各スワールポート８ａ、８ｂ、９
ａ、９ｂは、その下流端部側が気筒配列方向中心線Ｌか
ら離れるよう一方側（図中右側）に向かって湾曲された
後各気筒の燃焼室４〜７に接続される一方、気筒配列方
向中心線Ｌに対して他方側（図中左側）に配置される第
３気筒と第４気筒との各スワールポート１０ａ、１０
ｂ、１１ａ、１１ｂは、その下流端部側が気筒配列方向
中心線Ｌから離れるよう他方側（図中左側）に向かって
湾曲された後各気筒の燃焼室４〜７に接続されている。
また、燃焼順序が連続しない第２気筒と第３気筒とに各
々接続される低スワールポート９ｂ、１０ｂの上流端部
側は、互いに気筒配列方向中心線Ｌに近づく方向に湾曲
された後第２気筒と第３気筒との間に形成された集合部
１６に接続されている。そして、上記各スワールポート
８ａ、８ｂ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１ｂは、その上
流端部側が各々独立して吸気マニホールド２の吸気分岐
部２ａに接続されるとともに、低スワールポート９ｂ、
１０ｂは、その上流端部側が集合部１６を介して吸気マ
ニホールド２の集合吸気分岐部２ｂに接続されている。
【００１３】上記高スワールポート８ａ、９ａ、１０
ａ、１１ａと、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、
１１ｂとは、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すよう
にエンジンＥの上下方向に高低差を設けて配置されてお
り、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａが低
スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに対して上
方側に配置されている。また、各吸気分岐部２ａの内、
低スワールポート８ｂ、１１ｂが接続される各吸気分岐
部２ａ及び低スワールポート９ｂ、１０ｂが集合される
集合部１６に接続される集合吸気分岐部２ｂには、アク
チュエータ（図示省略）により駆動され、低回転低負荷
領域で閉弁し、それ以外の運転領域で開弁する吸気制御
弁１７が配置されている。また、上記吸気制御弁１７を
駆動する駆動軸１７ａは、図２に示すように各吸気分岐
部２ａの内、低スワールポート８ｂ、１１ｂが接続され
る吸気分岐部２ａ及び９ｂ、１０ｂが集合される集合吸
気分岐部２ｂ内のみを通過するように配置されている
ａ、１１ａと、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、
１１ｂとは、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すよう
にエンジンＥの上下方向に高低差を設けて配置されてお
り、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａが低
スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに対して上
方側に配置されている。また、各吸気分岐部２ａの内、
低スワールポート８ｂ、１１ｂが接続される各吸気分岐
部２ａ及び低スワールポート９ｂ、１０ｂが集合される
集合部１６に接続される集合吸気分岐部２ｂには、アク
チュエータ（図示省略）により駆動され、低回転低負荷
領域で閉弁し、それ以外の運転領域で開弁する吸気制御
弁１７が配置されている。また、上記吸気制御弁１７を
駆動する駆動軸１７ａは、図２に示すように各吸気分岐
部２ａの内、低スワールポート８ｂ、１１ｂが接続され
る吸気分岐部２ａ及び９ｂ、１０ｂが集合される集合吸
気分岐部２ｂ内のみを通過するように配置されている
【００１４】また、低スワールポート９ｂ、１０ｂを拡
大した図である拡大図３及び燃焼室５、６から集合部１
６までの通路長Ｌに対する吸気充填効率（体積効率）特
性を示す図である特性図４に示すように、燃焼順序が連
続しない第２気筒と第３気筒とに接続される低スワール
ポート９ｂ、１０ｂとは、燃焼室５、６から集合部１６
までの通路長Ｌが互いに最大吸気充填効率（体積効率）
となる通路長Ｌに設定されている。この点について、以
下具体的に説明する。尚、図４は、エンジン回転数が３
０００回転における全気筒の総吸気充填効率を示す特性
図である。まず、各気筒に吸入される吸気充填効率は、
吸気弁開時の圧力波が上流側の開放端Ｘ（本実施形態で
は、吸気マニホールド２のサージタンク部２ｃに相当）
で反射波となり自気筒のポートに戻ってきて吸気充填効
率を向上することができる。しかしながら、本実施形態
のように、燃焼順序が連続しない第２気筒と第３気筒と
に接続された低スワールポート９ｂ、１０ｂとを集合さ
せた場合、隣の気筒の低スワールポート９ｂ、１０ｂの
下流端部から集合部１６までの間の容積で圧力波が減衰
されるため、吸気充填効率が低下する。
大した図である拡大図３及び燃焼室５、６から集合部１
６までの通路長Ｌに対する吸気充填効率（体積効率）特
性を示す図である特性図４に示すように、燃焼順序が連
続しない第２気筒と第３気筒とに接続される低スワール
ポート９ｂ、１０ｂとは、燃焼室５、６から集合部１６
までの通路長Ｌが互いに最大吸気充填効率（体積効率）
となる通路長Ｌに設定されている。この点について、以
下具体的に説明する。尚、図４は、エンジン回転数が３
０００回転における全気筒の総吸気充填効率を示す特性
図である。まず、各気筒に吸入される吸気充填効率は、
吸気弁開時の圧力波が上流側の開放端Ｘ（本実施形態で
は、吸気マニホールド２のサージタンク部２ｃに相当）
で反射波となり自気筒のポートに戻ってきて吸気充填効
率を向上することができる。しかしながら、本実施形態
のように、燃焼順序が連続しない第２気筒と第３気筒と
に接続された低スワールポート９ｂ、１０ｂとを集合さ
せた場合、隣の気筒の低スワールポート９ｂ、１０ｂの
下流端部から集合部１６までの間の容積で圧力波が減衰
されるため、吸気充填効率が低下する。
【００１５】そこで、本実施形態では、上述のような吸
気充填効率の低下を最小限に抑制できる通路長を見出
し、設定した。つまり、図４に示すように、上述の低ス
ワールポート下流端部側から集合部１６までの通路長Ｌ
が長いと圧力波が減衰される容積が拡大されるため、第
２気筒と第３気筒との低スワールポート９ｂ、１０ｂと
が独立している場合に対して吸気充填効率（体積効率）
が低下する。従って、低スワールポート下流端部から集
合部１６までの通路長Ｌを可及的に小さくなるよう設定
すればよいが、通路長Ｌが短すぎても若干吸気充填効率
（体積効率）が低下する。これは、第２気筒と第３気筒
との集合部１６の圧力が、サージタンク部２ｃに対して
影響を及ぼすためと考えられる。つまり、通路長Ｌが短
いと圧力波の減衰が抑制され、自気筒（第２気筒、第３
気筒）の吸気充填効率は向上するものの、第２気筒と第
３気筒との集合部１６の大きな圧力波が他気筒（第１気
筒、第４気筒）に影響を与え、他気筒（第１気筒、第４
気筒）における吸気充填効率が低下するため、結果とし
て全気筒の総吸気充填効率が低下するためである。この
影響は、特に、サージタンク部２ｃの容積が限られてい
る場合顕著に現れる。以上より、通路長Ｌを最大吸気充
填効率となる通路長Ｌに設定することによって、吸気充
填効率の低下を最小限に抑制することができる。
気充填効率の低下を最小限に抑制できる通路長を見出
し、設定した。つまり、図４に示すように、上述の低ス
ワールポート下流端部側から集合部１６までの通路長Ｌ
が長いと圧力波が減衰される容積が拡大されるため、第
２気筒と第３気筒との低スワールポート９ｂ、１０ｂと
が独立している場合に対して吸気充填効率（体積効率）
が低下する。従って、低スワールポート下流端部から集
合部１６までの通路長Ｌを可及的に小さくなるよう設定
すればよいが、通路長Ｌが短すぎても若干吸気充填効率
（体積効率）が低下する。これは、第２気筒と第３気筒
との集合部１６の圧力が、サージタンク部２ｃに対して
影響を及ぼすためと考えられる。つまり、通路長Ｌが短
いと圧力波の減衰が抑制され、自気筒（第２気筒、第３
気筒）の吸気充填効率は向上するものの、第２気筒と第
３気筒との集合部１６の大きな圧力波が他気筒（第１気
筒、第４気筒）に影響を与え、他気筒（第１気筒、第４
気筒）における吸気充填効率が低下するため、結果とし
て全気筒の総吸気充填効率が低下するためである。この
影響は、特に、サージタンク部２ｃの容積が限られてい
る場合顕著に現れる。以上より、通路長Ｌを最大吸気充
填効率となる通路長Ｌに設定することによって、吸気充
填効率の低下を最小限に抑制することができる。
【００１６】以上のように、本実施形態によれば、燃焼
順序が連続しない第２気筒５と、第３気筒６とを隣り合
わせて配置するとともに、その隣り合わせて配置された
各気筒５、６に接続される低スワールポート９ｂ、１０
ｂとをその気筒間に形成された集合部１６に集合させ、
その集合部１６若しくはその上流側の集合吸気分岐部２
ｂに共通の吸気制御弁１７を配置するようにしたため、
吸気の気筒間干渉による吸気充填効率の低下を抑制しつ
つ、吸気制御弁１７の共通化が図れ、エンジンコストの
増加を抑制できる。また、低スワールポート９ｂ、１０
ｂを集合部１２で集合させているため、集合部１６で吸
気流速が低下しスワール強度が多少低下しても本来弱い
スワール強度が要求される低スワールポート９ｂ、１０
ｂであるため、その影響度合を小さくすることができ
る。また、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１
ａと、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂと
は、エンジンＥの上下方向に高低差を設けて配置され、
吸気制御弁１７を駆動する駆動軸１７ａが低スワールポ
ート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに接続される吸気分岐
部２ａ内のみを通過するように配置されるため、吸気制
御弁１７が両スワールポートを通過する場合に対してス
ワールポートの吸気通路断面積の減少を抑制でき、吸気
充填効率の低下を抑制することができる。また、高スワ
ールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａは、低スワール
ポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに対して上方側に配
置されているため、高スワールポート８ａ、９ａ、１０
ａ、１１ａの上流端部から下流端部までの距離が長くな
り、通路の湾曲度合を小さくできるため、吸気抵抗を可
及的に抑制でき、吸気充填効率の低下を抑制することが
できる。また、第２気筒と第３気筒の低スワールポート
９ｂ、１０との下流端部から集合部１６までの通路長Ｌ
が最大吸気充填効率となる通路長Ｌに設定されているた
め、吸気充填効率の低下を抑制することができる。
順序が連続しない第２気筒５と、第３気筒６とを隣り合
わせて配置するとともに、その隣り合わせて配置された
各気筒５、６に接続される低スワールポート９ｂ、１０
ｂとをその気筒間に形成された集合部１６に集合させ、
その集合部１６若しくはその上流側の集合吸気分岐部２
ｂに共通の吸気制御弁１７を配置するようにしたため、
吸気の気筒間干渉による吸気充填効率の低下を抑制しつ
つ、吸気制御弁１７の共通化が図れ、エンジンコストの
増加を抑制できる。また、低スワールポート９ｂ、１０
ｂを集合部１２で集合させているため、集合部１６で吸
気流速が低下しスワール強度が多少低下しても本来弱い
スワール強度が要求される低スワールポート９ｂ、１０
ｂであるため、その影響度合を小さくすることができ
る。また、高スワールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１
ａと、低スワールポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂと
は、エンジンＥの上下方向に高低差を設けて配置され、
吸気制御弁１７を駆動する駆動軸１７ａが低スワールポ
ート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに接続される吸気分岐
部２ａ内のみを通過するように配置されるため、吸気制
御弁１７が両スワールポートを通過する場合に対してス
ワールポートの吸気通路断面積の減少を抑制でき、吸気
充填効率の低下を抑制することができる。また、高スワ
ールポート８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａは、低スワール
ポート８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂに対して上方側に配
置されているため、高スワールポート８ａ、９ａ、１０
ａ、１１ａの上流端部から下流端部までの距離が長くな
り、通路の湾曲度合を小さくできるため、吸気抵抗を可
及的に抑制でき、吸気充填効率の低下を抑制することが
できる。また、第２気筒と第３気筒の低スワールポート
９ｂ、１０との下流端部から集合部１６までの通路長Ｌ
が最大吸気充填効率となる通路長Ｌに設定されているた
め、吸気充填効率の低下を抑制することができる。
【００１７】尚、本実施形態では、ディーゼルエンジン
に適用した例を示したが、ガソリンエンジンに適用する
ようにしてもよい。また、本実施形態では、燃焼順序が
連続しない気筒を隣り合わせて配置する例として、直列
４気筒エンジンの第２気筒と第３気筒とを隣り合わせて
配置する例を示したが、その他直列６気筒エンジンやＶ
型エンジン等の多気筒エンジンにも適用してもよい。
に適用した例を示したが、ガソリンエンジンに適用する
ようにしてもよい。また、本実施形態では、燃焼順序が
連続しない気筒を隣り合わせて配置する例として、直列
４気筒エンジンの第２気筒と第３気筒とを隣り合わせて
配置する例を示したが、その他直列６気筒エンジンやＶ
型エンジン等の多気筒エンジンにも適用してもよい。
【図１】エンジンＥを上側から投影した投影図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】第２、第３気筒の低スワールポート拡大図。
【図４】通路長Ｌに対する吸気充填効率（体積効率）特
性を示す特性図。
性を示す特性図。
Ｅ：エンジン
２ａ：吸気分岐部
２ｂ：集合吸気分岐部
８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ：高スワールポート
８ｂ、９ｂ、１０ｂ、１１ｂ：低スワールポート
１６：集合部
１７：吸気制御弁
１７ａ：駆動軸
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｍ 35/104 Ｆ０２Ｍ 35/10 １０２Ｒ
(72)発明者 森永 真一
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ
株式会社内
Ｆターム(参考） 3G024 AA09 DA02 DA18 FA00
3G031 AA11 AA28 AB05 AB08 AC01
AC03 AD03 AD08 BA02 BA07
BA14 BB09 CA02 CA09 HA01
HA04
Claims (5)
- 【請求項１】気筒内に吸入される空気にスワールを生成
するスワールポートが各気筒に対して各々接続されたエ
ンジンの吸気装置において、 上記気筒の内燃焼順序が連続しない気筒が隣り合わせて
配置されるとともに、該隣り合わせて配置された各気筒
に接続される各スワールポートは、上流端部側が隣り合
う気筒間に形成された集合部に集合される一方、下流端
部側が上記集合部から隣り合う気筒のスワールポートか
ら互いに離れる方向に湾曲されて各気筒に接続され、か
つ上記集合部若しくは集合部に接続される吸気通路には
吸気制御弁が配置されたことを特徴とするエンジンの吸
気装置。 - 【請求項２】上記隣り合わせて配置された各気筒には、
各々２つのスワールポートが気筒配列方向に順次接続さ
れており、該２つのスワールポートの内隣り合う気筒に
近接して配置されるスワールポートはスワール強度の弱
い低スワールポートに設定されるとともに、隣り合う気
筒に対して離れて配置されるスワールポートはスワール
強度の強い高スワールポートに設定され、かつ上記低ス
ワールポートが上記集合部に集合されるよう配置された
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。 - 【請求項３】上記低スワールポートと高スワールポート
とは、気筒配列方向端部側からみて高低差が設けられて
配置されており、上記吸気制御弁を駆動する駆動軸が上
記２つのスワールポートの内いずれか一方内のみを通過
するよう気筒配列方向に延設されたことを特徴とする請
求項２記載のエンジンの吸気装置。 - 【請求項４】上記２つのスワールポートの内、高スワー
ルポートが低スワールポートに対して上方側に配置され
ていることを特徴とする請求項２記載のエンジンの吸気
装置。 - 【請求項５】上記隣り合わせて配置された各気筒に接続
される各スワールポートは、上記集合部から下流端まで
の通路長が最大吸気充填効率となる通路長に設定された
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376551A JP2003176722A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エンジンの吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376551A JP2003176722A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エンジンの吸気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003176722A true JP2003176722A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19184714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376551A Pending JP2003176722A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003176722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226281A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-31 | Kubota Corp | 火花点火式エンジン |
| WO2007088488A2 (en) | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| JP2008215155A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 多気筒内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法 |
| JP2008274897A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | ディーゼル機関 |
-
2001
- 2001-12-11 JP JP2001376551A patent/JP2003176722A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226281A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-31 | Kubota Corp | 火花点火式エンジン |
| JP4541257B2 (ja) * | 2005-01-20 | 2010-09-08 | 株式会社クボタ | 火花点火式エンジン |
| WO2007088488A2 (en) | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| WO2007088488A3 (en) * | 2006-01-31 | 2007-11-15 | Toyota Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
| JP2008215155A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | 多気筒内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法 |
| JP2008274897A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | ディーゼル機関 |
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| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20041118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071016 |