JP2003201847A - Intake device of engine - Google Patents

Intake device of engine

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JP2003201847A
JP2003201847A JP2001399738A JP2001399738A JP2003201847A JP 2003201847 A JP2003201847 A JP 2003201847A JP 2001399738 A JP2001399738 A JP 2001399738A JP 2001399738 A JP2001399738 A JP 2001399738A JP 2003201847 A JP2003201847 A JP 2003201847A
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JP
Japan
Prior art keywords
valve
intake
intake passage
passage
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001399738A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitsune Shiotani
彰常 塩谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JP2003201847A publication Critical patent/JP2003201847A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake device for an engine which enhance the engine torque by heightening the intake filling efficiency in the intermediate rotation range, compared with any conventional arrangement. <P>SOLUTION: The intake device of the engine is furnished with a first intake passage to put a surge tank in communication with an inlet hole in the cylinder head and a second inlet passage branching at the middle part of the first passage and putting the part to the surge tank in communication through a passage length shorter than the first passage, wherein a first opening/closing valve is installed in the tank side communication part of the second passage while a second opening/closing valve is installed in the first passage side communication part, and a changeover control is conducted at four stages; at least one of the first and second valves is closed in the low rotation range in association with the rise of the engine speed, and only the second valve is opened in the intermediate, first rotation range while only the first valve is opened in the intermediate, second rotation range, and both the first and second valves are opened in the high rotation range. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの吸気装
置に係り、特に従来のものと比較して中間回転域での吸
気充填効率を更に高めてエンジントルクの向上を図るエ
ンジンの吸気装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】エンジンにおいては、サージタンクとシ
リンダヘッドとの間を連絡する第1吸気通路を設けると
ともに、この第1吸気通路の中間部から分岐して前記サ
ージタンクとの間を前記第1吸気通路より短い通路長で
連絡する第2吸気通路を設け、第2吸気通路に設けた開
閉弁によって吸気の流れを制御し、共鳴過給効果を利用
して出力の向上を図る吸気装置がある。 【0003】前記エンジンの吸気装置としては、特開平
1−117919号公報に開示されるものがある。この
公報に開示されるエンジンの吸気装置は、スロットル弁
下流側の吸気通路に所定容積のレゾネータを連通させて
なるエンジンにおいて、スロットル弁下流側の吸気通路
とレゾネータとの連通路に設置され連通路を開閉する開
閉弁と、開閉弁の開弁状態を制御する開閉弁制御手段と
を設け、開閉弁を開閉弁制御手段によりエンジンのレー
シング運転時においてスロットル弁が全閉状態に移行さ
れたことを条件として閉弁制御し、エンジン空燃比のオ
ーバリッチ状態の発生を確実に防止することができ、エ
ンジン燃焼状態の悪化、エンジンストールを発生させる
ことなく、レゾネータ本来の共鳴過給、消音機能を発揮
させている。 【0004】また、特開平8−42349号公報に開示
されるものがある。この公報に開示される多気筒エンジ
ンの吸気装置は、各気筒に対応する独立吸気通路が接続
される第1容積室とは別に、各独立吸気通路をその途中
から分岐した分岐管を介して連通する第2容積室を設け
るとともに、各分岐路に運転状態に応じて開閉する制御
弁を設け、第2容積室の断面積を各独立吸気通路の断面
積よりも大きく設定し、吸気動的効果を発揮する吸気系
を大幅に変更することなく、幅広い運転域において出力
を向上させている。 【0005】更に、特開平9−137729号公報に開
示されるものがある。この公報に開示される内燃機関の
吸気装置は、内燃機関への吸気流を濾過するエアクリー
ナを収容するエアクリーナ容積部と、エアクリーナ容積
部より下流に設けられたスロットル弁と、スロットル弁
より下流に設けられたサージタンク部と、エアクリーナ
容積部に対して第1開口部を介して連通可能に設けられ
るとともに、サージタンク部に対して第2開口部を介し
て連通可能に設けられるチャンバ部と、第1開口部を開
閉する第1開閉手段と、第2開口部を開閉する第2開閉
手段と、内燃機関の回転数が所定条件を満たすとき、第
1及び第2開口部のいずれか一方だけ開くように第1及
び第2開閉手段を駆動制御する制御手段とを備え、部品
を共用して複数の機能を達成させている。 【0006】更にまた、特開平9−287459号公報
に開示されるものがある。この公報に開示されるエンジ
ンの吸気装置は、第1通路よりも断面積が大きく、長さ
の短い第2、第3通路を第1通路に隣接して平行に配置
し、低回転域においては第1通路を連通し、中回転域に
おいては第2通路を連通し、高回転域においては第2、
第3通路を連通し、吸気系の気柱振動と吸気期間とのタ
イミングの同期による慣性過給による吸気を行うこと
で、エンジンの回転域全体において全開トルクの出力を
向上させている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエン
ジンの吸気装置においては、図7に示す如く、サージタ
ンク106とシリンダヘッド(図示せず)との間を連絡
する第1吸気通路(「メインブランチ」とも換言でき
る)108を設けるとともに、第1吸気通路108の中
間部から分岐して前記サージタンク106との間を前記
第1吸気通路108より短い通路長で連絡する第2吸気
通路(「サブブランチ」とも換言できる)110を設
け、第2吸気通路110をエンジン回転数に対応して開
閉する開閉弁(「シャッタバルブ」とも換言できる)1
13を、例えばサージタンク106側連通部110−1
に設け、吸気マニホルド104の2つの第1、第2吸気
通路108、110を開閉弁113で切り換えて吸気流
れを制御し、2種類の共鳴効果を利用するものがある。 【0008】上述した如き従来のエンジンの吸気装置
は、既知の事実であり、実用化もされている状況にあ
る。 【0009】そして、エンジン回転数が低い領域では、
図8に示す如く、開閉弁113を閉じ、メインブランチ
である第1吸気通路108を使用することで、長い通路
長、且つ細いものとなり、低周波の共鳴過給と慣性効果
を利用している。 【0010】また、エンジン回転数が高い領域では、図
9に示す如く、開閉弁113を開き、サブブランチであ
る第2吸気通路110を使用することで、前記第1吸気
通路108よりも短い通路長、且つ太いものとなり、通
気抵抗の低減と高周波の共鳴過給とを利用している。 【0011】これにより、エンジン回転数の低い領域か
ら高い領域まで、良好なトルク特性を得ている。 【0012】しかし、従来のエンジンの吸気装置のシス
テムにおいては、1つの開閉弁のみを配設していること
により、システムの能力を十分に引き出せていないとい
う状況にあり、改善が望まれていた。 【0013】追記すると、前記開閉弁の開閉動作による
トルク特性は、図4に示す如く、開閉弁の閉鎖時には、
線分C(記号「○」印)のトルク特性となるとともに、
開閉弁の開放時には、線分E(記号「+」印)のトルク
特性となり、エンジン回転数N4で開閉弁を閉鎖状態か
ら開放状態に作動させていた。 【0014】この結果、エンジン回転数N4以上のトル
ク特性(図4のT4参照)を改善することはできるもの
の、エンジン回転数N4未満で、従来の吸気装置の形状
を大幅に変更することなく、トルク特性を更に改善でき
る方策が求められていた。 【0015】 【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、サージタンクとシリンダヘ
ッドの吸気孔との間を連絡する第1吸気通路と、該第1
吸気通路の中間部から分岐して前記サージタンクとの間
を前記第1吸気通路より短い通路長で連絡する第2吸気
通路を設け、該第2吸気通路をエンジン回転数に対応し
て開閉する開閉弁を設けたエンジンの吸気装置におい
て、前記第2吸気通路のサージタンク側連通部に第1開
閉弁を設けるとともに、第1吸気通路側連通部には第2
開閉弁を設け、エンジン回転数の上昇に伴い低回転域で
は前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁のうち少なくとも
一方を閉鎖し、中間第1回転域では前記第2開閉弁のみ
を開放し、中間第2回転域では前記第1開閉弁のみを開
放し、高回転域では前記第1開閉弁と第2開閉弁の双方
を開放する4段階に切換制御することを特徴とする。 【0016】 【発明の実施の形態】上述の如く発明したことにより、
エンジン回転数の上昇に伴い、第1開閉弁及び第2開閉
弁を4段階に切換制御し、特に中間第2回転域で第2吸
気通路をサージタンクの共鳴器として作用させ、従来の
ものと比較して中間回転域での吸気充填効率を更に高め
てエンジントルクを向上させている。 【0017】 【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。 【0018】図1〜図5はこの発明の実施例を示すもの
である。図1において、2は図示しないエンジンの吸気
装置である。 【0019】この吸気装置2は、吸気マニホルド4を有
し、吸気マニホルド4にはサージタンク6が設けられて
いる。 【0020】そして、このサージタンク6と図示しない
シリンダヘッドの複数個の吸気孔(図示せず)との間を
連絡する複数本のメインブランチである第1吸気通路8
を設けるとともに、第1吸気通路8の中間部から分岐し
て前記サージタンク6との間を前記第1吸気通路8より
短い通路長で連絡するサブブランチである第2吸気通路
10を設ける。 【0021】このとき、前記第2吸気通路10のサージ
タンク6側連通部10−1に第1開閉弁12を設けると
ともに、第1吸気通路8側連通部10−2には第2開閉
弁14を設け、エンジン回転数の上昇に伴い低回転域で
は前記第1開閉弁12及び前記第2開閉弁14のうち少
なくとも一方を閉鎖し、中間第1回転域では前記第2開
閉弁14のみを開放し、中間第2回転域では前記第1開
閉弁12のみを開放し、高回転域では前記第1開閉弁1
2と第2開閉弁14の双方を開放する4段階に切換制御
する構成とする。 【0022】詳述すれば、図1に示す如く、前記第1開
閉弁12は、サージタンク6と第2吸気通路10との合
流部位の第2吸気通路10内であるサージタンク6側連
通部10−1に設けられ、前記第2開閉弁14は、第1
吸気通路8と第2吸気通路10との合流部位の第2吸気
通路10内である第1吸気通路8側連通部10−2に設
けられる。 【0023】また、前記第1開閉弁12及び前記第2開
閉弁14は、図示しない制御手段(「ECU」ともい
う)からの信号により制御されるアクチュエータ(図示
せず)によって開閉作動されるものである。 【0024】そして、エンジン回転数の上昇に伴い低回
転域、例えばエンジン回転数N1以下では、前記第1開
閉弁12及び前記第2開閉弁14のうち少なくとも一方
を閉鎖し、中間第1回転域、例えばエンジン回転数N1
〜N2まででは、前記第2開閉弁14のみを開放し、前
記中間第1回転域よりも上方の中間第2回転域、例えば
エンジン回転数N2〜N5まででは、前記第1開閉弁1
2のみを開放し、高回転域、例えばエンジン回転数N5
以上では、前記第1開閉弁12と第2開閉弁14との双
方を開放し、4段階に切換制御する。 【0025】更に、中間第2回転域であるエンジン回転
数N2〜N5までの間で、第1開閉弁12を開放すると
ともに第2開閉弁14を閉鎖することにより、図4に示
す如く、従来のトルク特性である線分Cに対して線分D
となり、クロス斜線で示すT3部のトルク特性を改善す
ることができる。 【0026】更にまた、エンジン回転数の上昇に伴い、
第1開閉弁12及び第2開閉弁14の開閉を、図5に沿
って切り換えると、エンジン回転数の全域でトルク特性
の改善が可能である。 【0027】なお、前記第1開閉弁12または前記第2
開閉弁14を閉鎖した場合には、図2及び図3に示す如
く、第1吸気通路8のみが吸気通路として機能し、第2
吸気通路10は共鳴器として機能することとなり、第1
吸気通路8の共鳴及び慣性過給効果の他に、第2吸気通
路10の共鳴効果が作用する。 【0028】このとき、前記第1開閉弁12と前記第2
開閉弁14とのいずれを閉鎖するかによって、図2及び
図3に示す如く、第2吸気通路10の取付位置が変化
し、第2吸気通路10の共鳴効果が異なり、トルクカー
ブは図4の「○」印と「□」印のように変化する。 【0029】次に作用を説明する。 【0030】エンジン回転数の上昇に伴い、前記第1開
閉弁12及び前記第2開閉弁14を4段階に切換制御す
る。 【0031】先ず、低回転域、例えばエンジン回転数N
1以下では、前記第1開閉弁12及び前記第2開閉弁1
4のうち少なくとも一方を閉鎖する。 【0032】このとき、前記第1開閉弁12または前記
第2開閉弁14を閉鎖した場合には、図2及び図3に示
す如く、第1吸気通路8のみが吸気通路として機能し、
第2吸気通路10は共鳴器として機能することとなり、
第1吸気通路8の共鳴及び慣性過給効果の他に、第2吸
気通路10の共鳴効果が作用する。 【0033】そして、前記第1開閉弁12と前記第2開
閉弁14とのいずれを閉鎖するかによって、図2及び図
3に示す如く、第2吸気通路10の取付位置が変化し、
第2吸気通路10の共鳴効果が異なり、トルクカーブは
図4の「○」印と「□」印のように変化するものであ
る。 【0034】また、中間第1回転域、例えばエンジン回
転数N1〜N2までの間では、前記第2開閉弁14のみ
を開放する。 【0035】つまり、エンジン回転数N1〜N2までの
間で、第2開閉弁14を開放するとともに第1開閉弁1
2を閉鎖することにより、図4に示す如く、従来のトル
ク特性である線分Cを維持して線分Dに対して斜線で示
すT2部のトルク特性を改善する。 【0036】更に、中間第2回転域、例えばエンジン回
転数N2〜N5までの間では、前記第1開閉弁12のみ
を開放する。 【0037】つまり、エンジン回転数N2〜N5までの
間で、第1開閉弁12を開放するとともに、第2開閉弁
14を閉鎖することにより、図4に示す如く、従来のト
ルク特性である線分Cに対して線分Dとなり、クロス斜
線で示すT3部のトルク特性を改善する。 【0038】更にまた、高回転域、例えばエンジン回転
数N5以上では、前記第1開閉弁12と第2開閉弁14
との双方を開放する。 【0039】つまり、エンジン回転数N5以上では、前
記第1開閉弁12と第2開閉弁14との双方を開放する
ことにより、通路長が短く、且つ断面積が大となり、図
4に示す如く、トルク特性である線分Eを確保する。 【0040】さすれば、従来、サージタンクとシリンダ
ヘッドの吸気孔の間を連絡する第1吸気通路と、第1吸
気通路の中間部から分岐してサージタンクとの間を第1
吸気通路より短い通路長で連絡する第2吸気通路を設
け、第2吸気通路をエンジン回転数に対応して開閉する
開閉弁を設けたエンジンの吸気装置では、開閉弁を第2
吸気通路の前記サージタンク側連通部に1箇所のみ設
け、エンジン回転数の低回転域で開閉弁を閉鎖して断面
積が小さく、且つ管長の長い第1吸気通路を使用すると
ともに、高回転域では開閉弁を開放して断面積が大き
く、且つ管長の短い第2吸気通路を使用する第2吸気通
路を使用する2段階に切り換えて充填効率を高め、エン
ジントルクを向上させていた。 【0041】これに対して、この発明の実施例のもの
は、前記第2吸気通路10のサージタンク6側連通部1
0−1に第1開閉弁12を設けるとともに、第1吸気通
路8側連通部10−2に第2開閉弁14を設け、エンジ
ン回転数の上昇に伴い低回転域、例えばエンジン回転数
N1以下では前記第1開閉弁12及び前記第2開閉弁1
4のうち少なくとも一方を閉鎖し、中間第1回転域、例
えばエンジン回転数N1〜N2までの間では前記第2開
閉弁14のみを開放し、中間第2回転域、例えばエンジ
ン回転数N2〜N5までの間では前記第1開閉弁12の
みを開放し、高回転域、例えばエンジン回転数N5以上
では前記第1開閉弁12と第2開閉弁14との双方を開
放する4段階に切換制御することにより、特に中間第2
回転域で第2吸気通路10をサージタンク6の共鳴器と
して作用させることができ、従来のものと比較して中間
回転域での吸気充填効率を更に高めてエンジントルクの
向上を図ることができるものである。 【0042】なお、この発明は上述実施例に限定される
ものではなく、種々の応用改変が可能である。 【0043】例えば、この発明の実施例においては、第
1、第2開閉弁の開閉制御において、「開放」と「閉
鎖」との2種類を行う構成としたが、第1、第2開閉弁
の開閉制御を細かく行う特別構成とすることも可能であ
る。 【0044】すなわち、例えば、第1、第2開閉弁に
「半開」状態を追加して「開放」と「半開」と「閉鎖」
との3種類とし、第1、第2開閉弁の開閉制御を行うも
のである。なお、第1、第2開閉弁の開閉状態を、上記
の3種類のみでなく、4種類以上とすることも可能であ
る。 【0045】さすれば、「半開」によって、吸気流量が
調整されることとなり、種々の運転域に対応した第1、
第2開閉弁のより細かな開閉制御が可能となる。 【0046】また、この発明の実施例においては、第1
吸気通路と、この第1吸気通路の中間部から分岐してサ
ージタンクとの間を第1吸気通路より短い通路長で連絡
する第2吸気通路とを設ける構成としたが、吸気通路の
本数を3本以上とする特別構成とすることも可能であ
る。 【0047】すなわち、例えば、吸気通路の本数を3本
とする場合には、図6に示す如く、第1吸気通路8を設
けるとともに、この第1吸気通路8の中間部から分岐し
てサージタンク6との間を第1吸気通路8より短い通路
長で連絡する第2吸気通路10を設け、第1、第2吸気
通路8、10間に位置し、第2吸気通路10の連絡部位
よりも上流に位置する前記第1吸気通路8の中間部から
分岐してサージタンク6との間を第1吸気通路8より短
い通路長、且つ第2吸気通路10よりも長い通路長で連
絡する第3吸気通路22を設ける。 【0048】そして、この第3吸気通路22のサージタ
ンク6側連通部22−1に第3開閉弁24を設けるとと
もに、第1吸気通路8側連通部22−2に第4開閉弁2
6を設け、エンジン回転数の上昇に伴い、第1〜第4開
閉弁12、14、24、26を開閉制御するものであ
る。 【0049】さすれば、通路長の異なる3本の第1〜第
3吸気通路8、10、22が形成されるとともに、第2
吸気通路10を開閉する第1、第2開閉弁12、14と
第3吸気通路22を開閉する第3、第4開閉弁24、2
6とが形成されることとなり、第1〜第4開閉弁12、
14、24、26を開閉制御することによって、確保し
得る効果のバリエーションが多くなり、実用上有利であ
る。 【0050】 【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの本発明によ
れば、サージタンクとシリンダヘッドの吸気孔との間を
連絡する第1吸気通路と、第1吸気通路の中間部から分
岐してサージタンクとの間を第1吸気通路より短い通路
長で連絡する第2吸気通路を設け、第2吸気通路をエン
ジン回転数に対応して開閉する開閉弁を設けたエンジン
の吸気装置において、第2吸気通路のサージタンク側連
通部に第1開閉弁を設けるとともに、第1吸気通路側連
通部には第2開閉弁を設け、エンジン回転数の上昇に伴
い低回転域では第1開閉弁及び第2開閉弁のうち少なく
とも一方を閉鎖し、中間第1回転域では第2開閉弁のみ
を開放し、中間第2回転域では第1開閉弁のみを開放
し、高回転域では第1開閉弁と第2開閉弁の双方を開放
する4段階に切換制御することにより、特に中間第2回
転域で第2吸気通路をサージタンクの共鳴器として作用
させることができ、従来のものと比較して中間回転域で
の吸気充填効率を更に高めてエンジントルクの向上を図
ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake system for an engine, and more particularly to an intake system for an engine in which an intake air charging efficiency in an intermediate rotation range is further increased as compared with a conventional system. The present invention relates to an intake device for an engine to be improved. 2. Description of the Related Art In an engine, a first intake passage communicating between a surge tank and a cylinder head is provided, and the engine branches off from an intermediate portion of the first intake passage to communicate with the surge tank. A second intake passage communicating with a passage length shorter than the first intake passage is provided, and an on-off valve provided in the second intake passage controls the flow of the intake air to improve the output by utilizing the resonance supercharging effect. There is a device. As an intake device for the engine, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-117919. An intake device for an engine disclosed in this publication is an engine in which a resonator having a predetermined volume communicates with an intake passage on the downstream side of a throttle valve, and is provided in a communication passage between the intake passage on the downstream side of the throttle valve and the resonator. An on-off valve for opening and closing the valve, and on-off valve control means for controlling the open state of the on-off valve. As a condition, valve closing control is performed, and it is possible to reliably prevent the occurrence of an over-rich condition of the engine air-fuel ratio. Let me. [0004] Also, there is one disclosed in JP-A-8-42349. The intake device of the multi-cylinder engine disclosed in this publication communicates with each of the independent intake passages via a branch pipe that branches from the middle of the independent intake passage separately from the first volume chamber to which the independent intake passage corresponding to each cylinder is connected. And a control valve that opens and closes in accordance with an operation state in each branch passage, and sets a cross-sectional area of the second volume chamber larger than a cross-sectional area of each independent intake passage. The output has been improved over a wide operating range without drastically changing the intake system that exerts. [0005] Furthermore, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-137729. An intake device for an internal combustion engine disclosed in this publication includes an air cleaner volume that accommodates an air cleaner that filters an intake air flow to the internal combustion engine, a throttle valve provided downstream of the air cleaner volume, and a throttle valve provided downstream of the throttle valve. A chamber portion provided so as to be able to communicate with the surge tank portion through a first opening to the air cleaner volume portion, and a chamber portion provided so as to be able to communicate with the surge tank portion through a second opening. A first opening / closing means for opening / closing the first opening, a second opening / closing means for opening / closing the second opening, and when the rotation speed of the internal combustion engine satisfies a predetermined condition, only one of the first and second openings is opened. Control means for controlling the driving of the first and second opening / closing means as described above, and a plurality of functions are achieved by sharing parts. [0006] Furthermore, there is a technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-287559. In the intake device for an engine disclosed in this publication, second and third passages having a larger cross-sectional area than the first passage and a shorter length are arranged adjacent to and parallel to the first passage. The first passage is communicated, the second passage is communicated in the middle rotation region, and the second,
By communicating with the third passage and performing intake by inertial supercharging by synchronizing the timing of the air column vibration of the intake system with the intake period, the output of the full-open torque is improved over the entire rotation range of the engine. [0007] In a conventional engine intake device, as shown in FIG. 7, a first intake passage communicating between a surge tank 106 and a cylinder head (not shown). (Also referred to as a “main branch”) 108 and a second intake that branches from an intermediate portion of the first intake passage 108 and communicates with the surge tank 106 with a shorter passage length than the first intake passage 108. An opening / closing valve (also referred to as a “shutter valve”) 1 for providing a passage (also referred to as a “sub-branch”) 110 and opening and closing the second intake passage 110 in accordance with the engine speed.
13 is connected, for example, to the surge tank 106 side communication portion 110-1.
The first and second intake passages 108 and 110 of the intake manifold 104 are switched by an on-off valve 113 to control the intake air flow and utilize two kinds of resonance effects. [0008] The conventional intake system for an engine as described above is a known fact and is in practical use. In the region where the engine speed is low,
As shown in FIG. 8, by closing the on-off valve 113 and using the first intake passage 108 as the main branch, the passage length becomes long and narrow, and the resonance supercharging of low frequency and the inertia effect are utilized. . In a high engine speed region, as shown in FIG. 9, by opening the on-off valve 113 and using the second intake passage 110 as a sub-branch, a passage shorter than the first intake passage 108 is provided. It is long and thick, and utilizes reduction of ventilation resistance and high-frequency resonance supercharging. As a result, good torque characteristics are obtained from a low engine speed range to a high engine speed range. However, in the conventional system of the intake system of the engine, since only one opening / closing valve is provided, the capacity of the system cannot be sufficiently brought out, and improvement has been desired. . As will be additionally described, the torque characteristic due to the opening / closing operation of the on-off valve, as shown in FIG.
In addition to the torque characteristics of the line segment C (symbol “O”),
When the on-off valve is opened, the torque characteristic of the line segment E (symbol "+") is obtained, and the on-off valve is operated from the closed state to the open state at the engine speed N4. As a result, although the torque characteristics at the engine speed N4 or higher (see T4 in FIG. 4) can be improved, the engine speed is lower than the engine speed N4 and the shape of the conventional intake device is not largely changed. There has been a demand for a method that can further improve the torque characteristics. SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first intake passage communicating between a surge tank and an intake hole of a cylinder head;
A second intake passage that branches from an intermediate portion of the intake passage and communicates with the surge tank with a shorter passage length than the first intake passage is provided, and the second intake passage is opened and closed according to the engine speed. In an intake device for an engine provided with an on-off valve, a first on-off valve is provided on a surge tank-side communication portion of the second intake passage, and a second on-off valve is provided on a first intake passage-side communication portion.
An on-off valve is provided, and at least one of the first on-off valve and the second on-off valve is closed in a low rotation range with an increase in engine speed, and only the second on-off valve is opened in an intermediate first rotation range. In the intermediate second rotation range, only the first opening / closing valve is opened, and in a high rotation range, switching control is performed in four stages in which both the first opening / closing valve and the second opening / closing valve are opened. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
As the engine speed increases, the first and second on-off valves are switched and controlled in four stages. In particular, the second intake passage is made to act as a surge tank resonator in the intermediate second rotation range. In comparison, the engine charging is improved by further increasing the intake charging efficiency in the intermediate rotation range. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an intake device for an engine (not shown). The intake device 2 has an intake manifold 4, and a surge tank 6 is provided in the intake manifold 4. A first intake passage 8 as a plurality of main branches communicating between the surge tank 6 and a plurality of intake holes (not shown) of a cylinder head (not shown).
And a second intake passage 10 that is a sub-branch that branches off from an intermediate portion of the first intake passage 8 and communicates with the surge tank 6 with a shorter passage length than the first intake passage 8. At this time, the first opening / closing valve 12 is provided in the communication portion 10-1 of the second intake passage 10 on the surge tank 6 side, and the second opening / closing valve 14 is provided in the communication portion 10-2 of the first intake passage 8 side. And at least one of the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 is closed in a low rotation range with an increase in engine speed, and only the second on-off valve 14 is opened in an intermediate first rotation range. In the intermediate second rotation range, only the first on-off valve 12 is opened, and in the high rotation range, the first on-off valve 1 is opened.
The switching control is performed in four stages in which both the second and second on-off valves 14 are opened. More specifically, as shown in FIG. 1, the first on-off valve 12 is connected to a surge tank 6 side communicating portion in the second intake passage 10 at the junction of the surge tank 6 and the second intake passage 10. 10-1 and the second on-off valve 14 is provided in the first
The first intake passage 8 side communication portion 10-2 is provided in the second intake passage 10 at the junction of the intake passage 8 and the second intake passage 10. The first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 are opened and closed by an actuator (not shown) controlled by a signal from control means (also referred to as "ECU") not shown. It is. In a low engine speed range, for example, below the engine speed N1, as the engine speed increases, at least one of the first opening / closing valve 12 and the second opening / closing valve 14 is closed, and the intermediate first speed region is closed. , For example, the engine speed N1
To N2, only the second on-off valve 14 is opened, and in the intermediate second rotation range above the intermediate first rotation range, for example, up to the engine speeds N2 to N5, the first on-off valve 1 is opened.
2 is opened, and the engine speed is high, for example, the engine speed N5.
In the above, both the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 are opened, and switching control is performed in four stages. Further, by opening the first on-off valve 12 and closing the second on-off valve 14 during the engine rotation speed N2 to N5, which is the intermediate second rotation range, as shown in FIG. Line segment D with respect to line segment C which is the torque characteristic of
Thus, the torque characteristics of the portion T3 indicated by the cross hatching can be improved. Further, as the engine speed increases,
Switching the opening and closing of the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 according to FIG. 5 makes it possible to improve the torque characteristics over the entire engine speed range. The first on-off valve 12 or the second on-off valve 12
When the on-off valve 14 is closed, only the first intake passage 8 functions as an intake passage, as shown in FIGS.
The intake passage 10 functions as a resonator.
In addition to the resonance of the intake passage 8 and the inertia supercharging effect, the resonance effect of the second intake passage 10 acts. At this time, the first on-off valve 12 and the second
Depending on which of the on-off valves 14 is closed, as shown in FIGS. 2 and 3, the mounting position of the second intake passage 10 changes, the resonance effect of the second intake passage 10 differs, and the torque curve is shown in FIG. It changes like the “O” and “□” marks. Next, the operation will be described. The first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 are switched and controlled in four stages as the engine speed increases. First, a low engine speed range, for example, the engine speed N
1 or less, the first on-off valve 12 and the second on-off valve 1
At least one of the four is closed. At this time, when the first on-off valve 12 or the second on-off valve 14 is closed, only the first intake passage 8 functions as an intake passage, as shown in FIGS.
The second intake passage 10 functions as a resonator,
In addition to the resonance of the first intake passage 8 and the inertial supercharging effect, the resonance effect of the second intake passage 10 acts. Depending on which of the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 is closed, the mounting position of the second intake passage 10 changes as shown in FIGS.
The resonance effect of the second intake passage 10 is different, and the torque curve changes as indicated by “O” and “□” in FIG. Further, only the second on-off valve 14 is opened during an intermediate first rotation range, for example, between engine speeds N1 and N2. That is, during the engine speed N1 to N2, the second on-off valve 14 is opened and the first on-off valve 1 is opened.
As shown in FIG. 4, by closing line 2, line segment C, which is a conventional torque characteristic, is maintained, and the torque characteristic of a portion T2 indicated by oblique lines with respect to line segment D is improved. Further, only the first on-off valve 12 is opened in the intermediate second rotation range, for example, between engine speeds N2 and N5. That is, by opening the first on-off valve 12 and closing the second on-off valve 14 during the engine rotation speeds N2 to N5, as shown in FIG. The line segment D becomes a line segment D with respect to the segment C, and the torque characteristic of the portion T3 indicated by the cross hatching is improved. Further, in a high rotation range, for example, at an engine speed N5 or more, the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14
And open both. That is, when the engine speed is equal to or higher than N5, by opening both the first opening / closing valve 12 and the second opening / closing valve 14, the passage length becomes short and the cross-sectional area becomes large, as shown in FIG. , A line segment E as a torque characteristic is secured. Conventionally, a first intake passage communicating between the surge tank and the intake hole of the cylinder head and a first intake passage branching from an intermediate portion of the first intake passage and communicating with the surge tank.
In an engine intake device provided with a second intake passage communicating with a passage length shorter than the intake passage and an on-off valve for opening and closing the second intake passage in accordance with the engine speed, the on-off valve is connected to the second intake passage.
Only one location is provided in the surge tank-side communication portion of the intake passage, and the on-off valve is closed in a low engine speed region to use a first intake passage having a small cross-sectional area and a long pipe length, and a high engine speed region. In the Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-157, the on-off valve is opened, the cross-sectional area is large, and the pipe is switched to the two-stage using the second intake passage using the second intake passage having a short pipe length to increase the charging efficiency and improve the engine torque. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the communication portion 1 of the second intake passage 10 on the surge tank 6 side is provided.
A first opening / closing valve 12 is provided at 0-1 and a second opening / closing valve 14 is provided at the first intake passage 8 side communication portion 10-2. Then, the first on-off valve 12 and the second on-off valve 1
4, at least one of the second on-off valves 14 is opened during the intermediate first rotation range, for example, between the engine speeds N1 and N2, and the intermediate second rotation range, for example, the engine speeds N2 to N5. Up to this point, only the first on-off valve 12 is opened, and in a high rotation region, for example, at an engine speed N5 or more, switching control is performed in four stages in which both the first on-off valve 12 and the second on-off valve 14 are opened. In particular, the intermediate second
The second intake passage 10 can function as a resonator of the surge tank 6 in the rotation range, and the intake air charging efficiency in the intermediate rotation range can be further increased and the engine torque can be improved as compared with the conventional case. Things. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various application modifications are possible. For example, in the embodiment of the present invention, in the opening / closing control of the first and second on-off valves, two types of "open" and "closed" are performed. It is also possible to adopt a special configuration for finely controlling the opening and closing of the device. That is, for example, a "half open" state is added to the first and second on-off valves to open, half open, and close.
And the opening and closing control of the first and second on-off valves. The open / close states of the first and second on-off valves may be not only the above three types but also four or more types. Then, the intake flow rate is adjusted by the "half opening", and the first and second operation modes corresponding to various operation ranges are performed.
More detailed opening / closing control of the second opening / closing valve becomes possible. In the embodiment of the present invention, the first
Although an intake passage and a second intake passage branching from an intermediate portion of the first intake passage and communicating with the surge tank with a shorter passage length than the first intake passage are provided, the number of intake passages is reduced. It is also possible to adopt a special configuration of three or more. That is, for example, when the number of intake passages is three, as shown in FIG. 6, a first intake passage 8 is provided, and a surge tank is branched from an intermediate portion of the first intake passage 8. The second intake passage 10 is provided between the first and second intake passages 8 and 10 and communicates with the first intake passage 8 with a passage length shorter than the first intake passage 8. A third branch that branches off from an intermediate portion of the first intake passage 8 located upstream and communicates with the surge tank 6 with a passage length shorter than the first intake passage 8 and longer than the second intake passage 10. An intake passage 22 is provided. A third opening / closing valve 24 is provided in the communication portion 22-1 on the surge tank 6 side of the third intake passage 22, and a fourth opening / closing valve 2 is provided in the communication portion 22-2 on the first intake passage 8 side.
6 for controlling the opening and closing of the first to fourth on-off valves 12, 14, 24, 26 as the engine speed increases. Then, three first to third intake passages 8, 10, and 22 having different passage lengths are formed, and the second to third intake passages are formed.
First and second on-off valves 12 and 14 for opening and closing the intake passage 10 and third and fourth on-off valves 24 and 2 for opening and closing the third intake passage 22
6 are formed, and the first to fourth on-off valves 12,
By controlling the opening, closing, and opening of 14, 24 and 26, there are many variations in the effects that can be secured, which is practically advantageous. As described above in detail, according to the present invention, the first intake passage communicating between the surge tank and the intake hole of the cylinder head, and a branch from the intermediate portion of the first intake passage. A second intake passage communicating with the surge tank with a passage length shorter than the first intake passage, and an on-off valve for opening and closing the second intake passage in accordance with the engine speed. A first opening / closing valve is provided at a surge tank side communication portion of the second intake passage, and a second opening / closing valve is provided at the first intake passage side communication portion. At least one of the valve and the second on-off valve is closed, only the second on-off valve is opened in the intermediate first rotation range, only the first on-off valve is opened in the intermediate second rotation range, and the first is opened in the high rotation range. Open both on-off valve and second on-off valve 4 By performing the switching control in stages, the second intake passage can function as a resonator of the surge tank particularly in the intermediate second rotation range, and the intake charging efficiency in the intermediate rotation range can be further improved as compared with the conventional one. Thus, the engine torque can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の実施例を示すエンジンの吸気装置の
構成図である。 【図2】第1開閉弁の閉鎖時の作動例を示す概略説明図
である。 【図3】第2開閉弁の閉鎖時の作動例を示す概略説明図
である。 【図4】エンジン回転数の各回転域における効果を示す
図である。 【図5】エンジン回転数の各回転域における第1、第2
開閉弁の開閉状態とトルク改善効果とを示す図である。 【図6】この発明の他の第1の実施例を示すエンジンの
吸気装置の構成図である。 【図7】この発明の従来技術を示すエンジンの吸気装置
の構成図である。 【図8】開閉弁閉鎖時の吸気の流れを示す説明図であ
る。 【図9】開閉弁開放時の吸気の流れを示す説明図であ
る。 【符号の説明】 2 エンジンの吸気装置 4 吸気マニホルド 6 サージタンク 8 第1吸気通路 10 第2吸気通路 10−1 サージタンク6側連通部 10−2 第1吸気通路8側連通部 12 第1開閉弁 14 第2開閉弁
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an intake device for an engine showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an operation example when a first on-off valve is closed. FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an operation example when a second on-off valve is closed. FIG. 4 is a diagram showing an effect of the engine speed in each rotation range. FIG. 5 shows first and second engine rotation speeds in respective rotation ranges.
It is a figure which shows the opening and closing state of an on-off valve, and the torque improvement effect. FIG. 6 is a configuration diagram of an intake device for an engine showing another first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a configuration diagram of an intake device for an engine showing a conventional technique of the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a flow of intake air when the on-off valve is closed. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of intake air when the on-off valve is opened. [Description of Signs] 2 Engine intake device 4 Intake manifold 6 Surge tank 8 First intake passage 10 Second intake passage 10-1 Surge tank 6 side communication portion 10-2 First intake passage 8 side communication portion 12 First opening / closing Valve 14 Second on-off valve

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 サージタンクとシリンダヘッドの吸気孔
との間を連絡する第1吸気通路と、該第1吸気通路の中
間部から分岐して前記サージタンクとの間を前記第1吸
気通路より短い通路長で連絡する第2吸気通路を設け、
該第2吸気通路をエンジン回転数に対応して開閉する開
閉弁を設けたエンジンの吸気装置において、前記第2吸
気通路のサージタンク側連通部に第1開閉弁を設けると
ともに、第1吸気通路側連通部には第2開閉弁を設け、
エンジン回転数の上昇に伴い低回転域では前記第1開閉
弁及び前記第2開閉弁のうち少なくとも一方を閉鎖し、
中間第1回転域では前記第2開閉弁のみを開放し、中間
第2回転域では前記第1開閉弁のみを開放し、高回転域
では前記第1開閉弁と第2開閉弁の双方を開放する4段
階に切換制御することを特徴とするエンジンの吸気装
置。
Claims: 1. A first intake passage communicating between a surge tank and an intake hole of a cylinder head, and a branch from an intermediate portion of the first intake passage and a connection between the surge tank and the first intake passage. A second intake passage communicating with a passage length shorter than the first intake passage is provided,
In an intake system for an engine provided with an on-off valve for opening and closing the second intake passage in accordance with the engine speed, a first on-off valve is provided in a surge tank-side communication portion of the second intake passage, and the first intake passage is provided. A second on-off valve is provided in the side communication portion,
In a low rotation range with an increase in engine speed, at least one of the first on-off valve and the second on-off valve is closed,
Only the second on-off valve is opened in the intermediate first rotation region, only the first on-off valve is opened in the intermediate second rotation region, and both the first and second on-off valves are opened in the high rotation region. An intake device for an engine, wherein the intake control device performs switching control in four stages.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100412330C (en) * 2005-08-29 2008-08-20 奇瑞汽车股份有限公司 Variable-length spiral air inlet device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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