JP2006104960A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸入空気の流通抵抗を極力小さく抑えることにより吸入空気量の増大を図ることの可能な内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】 吸気装置５０は、４つの吸気管２１〜２４と、４つの連通管３１〜３４と、２つのロータリバルブ４０ａ，４０ｂと、制御部４５とを備えている。吸気装置５０においては、第１及び第４吸気管２１，２４からそれぞれ分岐した２つの連通管３１，３４を、それらの分岐位置よりも下流側でそれぞれ第４吸気管２４と第１吸気管２１とに接続するようにしている。また、第２及び第３吸気管２２，２３からそれぞれ分岐した２つの連通管３２，３３を、それらの分岐位置よりも下流側で第３吸気管２３と第２吸気管２２とにそれぞれ接続するようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の吸入空気を供給するための吸気装置に関するものである。

従来、複数の気筒を有する内燃機関においては、それら気筒毎に設けられた複数の吸気管を通じて吸入空気を各気筒の燃焼室に供給するようにしている。また、こうした吸気装置では、吸気脈動を考慮して吸気充填効率の向上を図るようにしたものがある。例えば、このような吸気装置として、特許文献１には、各気筒毎に設けられた複数の吸気管を連通する連通管を備え、この連通管の開閉制御を行うことにより吸気管長を切替え可能としたものが記載されている。また、特許文献２には、吸気行程の連続しない気筒に対応する２つの吸気管を互いに隣接配置し、前記各吸気管同士を連通又は遮断することにより吸気管長を切替え可能としたものが記載されている。
特開平３−２７５９３２号公報 特開２００１−２１４７４８号公報

ところで、上記文献の装置では、連通管により所定気筒の各吸気管同士が連通されると、一方の吸気管からその連通管に吸入空気が流入する際、また同連通管から他方の吸気管に吸入空気が流出する際に、その吸入空気の流れ方向が大きく変化するために流通抵抗が増大し、大量の吸入空気を円滑に流通させることができない。即ち、上記各特許文献記載の吸気装置では、吸入空気が流れる際の流通抵抗が大きくなり、吸気充填効率を向上させる点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、こうした従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸入空気の流通抵抗を極力小さく抑えることにより吸入空気量の増大を図ることの可能な内燃機関の吸気装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の気筒を備えた内燃機関に設けられ、前記各気筒に対応して各別に設けられた吸気管を通じて吸入空気を各気筒に導入する内燃機関の吸気装置において、所定気筒に対応する吸気管から分岐し同所定気筒とは異なる気筒に対応する吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続される連通管を備えてなることを要旨とする。

同構成では、連通管を所定気筒の吸気管から分岐させ、同連通管を異なる気筒の吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続するようにしている。このため、例えば、分岐位置と接続位置とが吸入空気の流れ方向において同じ位置にある構成と比較して、所定気筒の吸気管から同気筒とは異なる気筒の吸気管に吸入空気が流れる際にその流れが大きく変向されることによる流通抵抗の増大を極力抑えることができる。従って、そうした吸入空気の変向に伴う流通抵抗を小さく抑え、所定気筒に吸入空気が導入される際に生じる吸入空気の慣性力を、連通管を通じて好適に利用することができる。その結果、連通管を通じて所定気筒に対してより多くの吸入空気を導入することができ、充填効率の向上を図ることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記連通管はその分岐位置から前記異なる気筒に対応する吸気管に接続される位置にかけて直線状に延びる形状を有してなることを要旨とする。

同構成によれば、連通管の流路抵抗を小さく抑えることができ、充填効率の更なる向上を図ることができるようになる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又２記載の発明において、前記異なる気筒は、前記所定気筒又は同所定気筒に続いて吸気行程となる前記両気筒とは別の一気筒の直後に吸気行程に移行するものであることを要旨とする。

同構成によれば、前記所定気筒或いは前記別の一気筒において、吸入空気の慣性力がより大きく残っている状態のもと、その吸入空気を前記異なる気筒に供給することができ、充填効率の向上を好適に図ることができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記連通管に加え、前記異なる気筒の吸気管から分岐し前記所定気筒の吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続される別の連通管を更に備えてなることを要旨とする。

同構成では、前記連通管に加え、別の連通管を所定気筒と異なる気筒の吸気管から更に分岐させ、所定気筒の吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続するようにしている。よって、請求項１又は２に記載の連通管による作用効果に加え、所定気筒に対応する吸気管を通じて同所定気筒に吸入空気を導入するとき、前記異なる気筒の吸気管を通じて同異なる気筒に吸入空気が導入される際に生じる吸入空気の慣性力を好適に利用することができる。その結果、所定気筒の吸気管と前記異なる気筒の吸気管とに対しより多くの吸入空気を導入することができ、前記各気筒の双方においてその充填効率の向上を図ることができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記別の連通管はその分岐位置から前記所定気筒の吸気管に接続される位置にかけて直線状に延びる形状を有してなることを要旨とする。

同構成によれば、別の連通管についてもその流路抵抗を小さく抑えることができ、充填効率の更なる向上を図ることができるようになる。
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記所定気筒は、前記異なる気筒又は同異なる気筒に続いて吸気行程となる前記両気筒とは別の一気筒の直後に吸気行程に移行するものであることを要旨とする。

同構成によれば、前記異なる気筒或いは前記別の一気筒において、吸入空気の慣性力がより大きく残っている状態のもと、その吸入空気を前記所定気筒に供給することができ、充填効率の向上をより一層好適に図ることができるようになる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記所定気筒の吸気管から分岐して前記異なる気筒の吸気管に接続される連通管を開閉する第１の開閉弁と、前記異なる気筒の吸気弁が開弁するのに同期して前記第１の開閉弁を開状態に制御する制御部とを更に備えてなることを要旨とする。

同構成では、前記異なる気筒に吸入空気を導入するのに合わせて開閉弁が開状態となり連通管を通じて前記所定気筒の吸気管から前記異なる気筒の吸気管に対する吸入空気の導入が許容される一方、同異なる気筒の吸気弁が閉弁状態となったときには開閉弁が閉状態となる。従って、同構成によれば、前記異なる気筒と前記所定気筒との間で生じる吸入空気の逆流を規制することができ、こうした吸入空気の逆流に起因する不都合の発生を抑制することができるようになる。

請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれか一項に記載の発明において、前記異なる気筒の吸気管から分岐して前記所定気筒の吸気管に接続される前記別の連通管を開閉する第２の開閉弁と、前記所定気筒の吸気弁が開弁するのに同期して前記第２の開閉弁を開状態に制御する制御部とを更に備えてなることを要旨とする。

同構成では、前記所定気筒に吸入空気を導入するのに合わせて開閉弁が開状態となり、別の連通管を通じて前記異なる気筒の吸気管から前記所定気筒の吸気管に対する吸入空気の導入が許容される一方、同所定気筒の吸気弁が閉弁状態となったときには開閉弁が閉状態となる。従って、同構成によれば、前記所定気筒から前記異なる気筒への吸入空気の逆流を規制することができ、こうした吸入空気の逆流に起因する不都合の発生を抑制することができるようになる。

請求項９に記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記第２の開閉弁に加えて前記第１の開閉弁を併せ有し、それら各開閉弁は前記連通管及び前記別の連通管に接続され、前記所定気筒の吸気管と前記異なる気筒とが前記連通管により接続された状態と、前記異なる気筒の吸気管と前記所定気筒とが前記別の連通管により接続された状態とを選択的に切り替える同一の流路切替弁により構成されてなることを要旨とする。

同構成によれば、各開閉弁の共通化を図ることができ、吸気装置についてその構成の簡素化を図ることができるようになる。

以下、本発明を、直列４気筒の自動車用ガソリンエンジンの吸気装置に具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示されるように、エンジン１０には４つの気筒１１〜１４が設けられている。それら気筒１１〜１４の吸気ポート１５は、吸気マニホールド１６を通じてサージタンク１７に接続されている。このため、エアクリーナ、スロットルボディ（いずれも図示せず）を通過した吸入空気は、サージタンク１７、吸気マニホールド１６を通じて各気筒１１〜１４の吸気ポート１５に導入される。尚、本実施形態のエンジンにおいて、各気筒１１〜１４の燃焼室に吸入空気（混合気）が導入される吸気行程の順序は「第１気筒１１→第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２」の順に設定されている。

吸気マニホールド１６は、各気筒１１〜１４にそれぞれ対応して設けられた４つの第１〜第４吸気管２１〜２４と、前記各吸気管２１〜２４からそれぞれ分岐された４つの第１〜第４連通管３１〜３４とを備えている。各吸気管２１〜２４は、それらの下流側端部が前記各気筒１１〜１４のうち対応する所定気筒の吸気ポート１５に接続され、上流側端部がサージタンク１７に接続されている。こうして、各気筒１１〜１４の吸気ポート１５は、それぞれ対応する吸気管２１〜２４を通じてサージタンク１７と常に連通されている。

各吸気管２１〜２４は、サージタンク１７から前記各気筒１１〜１４の吸気ポート１５へと流れる吸入空気の流通経路についてそれらの中間部Ｐが湾曲し、該吸入空気の流れ方向に沿って延びるように形成されている。吸気マニホールド１６は、前記中間部Ｐを境に上流側における各吸気管２１〜２４の吸気管長Ｌ１がいずれも等しくなるように形成され、かつ下流側における各吸気管２１〜２４の吸気管長Ｌ２がいずれも等しくなるように形成されている。

図２は、前記各気筒１１〜１４の配列方向について第１気筒１１側から見たときの吸気装置５０の概略構成図を示している。同図に示されるように、吸気マニホールド１６は、各吸気管２１〜２４がそれらの下流側の所定位置Ｑから上流側端部にかけて上段と下段とにそれぞれ２つずつ分かれて配設された２段構造となっている。ここで、吸気マニホールド１６の上段には第１及び第４吸気管２１，２４が配設され、これら両吸気管２１，２４は略同一面上に配置されている。また、吸気マニホールド１６の下段には第２及び第３吸気管２２，２３が配設され、これら両吸気管２２，２３が略同一面上に配置されている。

また、図１及び図２に示されるように、吸気マニホールド１６の上段においては、第１吸気管２１と第４吸気管２４との間で、前記各吸気管２１，２４からそれぞれ分岐した２つの連通管３１，３４がそれらの略中央部分で直交するように配設されている。そして、第１連通管３１はその先端部が第４連通管３４に接続され、第４吸気管２４はその先端部が第１吸気管２１に接続されている。第１吸気管２１から分岐した第１連通管３１は、その分岐位置よりも下流側の位置において第４吸気管２４に接続されており、その接続位置に向かって直線状に形成されている。同様に、第４吸気管２４から分岐した第４連通管３４は、その分岐位置よりも下流側の位置において第１吸気管２１に接続されており、その接続位置に向かって直線状に形成されている。

また、吸気マニホールド１６の上段には、第１及び第４連通管３１，３４をそれぞれ開閉する開閉弁としての上部ロータリバルブ４０ａが配設されている。上部ロータリバルブ４０ａは、そのバルブ孔４１ａの回転位置に応じて第４連通管３４を開閉する第１の開閉弁と、第１連通管３１を開閉する第２の開閉弁としての機能とを兼ね備えている。この上部ロータリバルブ４０ａは、第１連通管３１又は第４連通管３４を通じて、第１吸気管２１と第４吸気管２４との間を接続可能とするために配設されている。

吸気マニホールド１６の下段においても、第２吸気管２２と第３吸気管２３との間で、前記各吸気管２２，２３からそれぞれ分岐した２つの連通管３２，３３がそれらの略中央部分で直交するように配設されている。そして、第２連通管３２はその先端部が第３連通管３３に接続され、第３連通管３３はその先端部が第２吸気管２２に接続されている。第２吸気管２２から分岐した第２連通管３２は、その分岐位置よりも下流側の位置において第３吸気管２３に接続されており、その接続位置に向かって直線状に延びるように形成されている。同様に、第３吸気管２３から分岐した第３連通管３３は、その分岐位置よりも下流側の位置において第２吸気管２２に接続されており、その接続位置に向かって直線状に延びるように形成されている。

また、吸気マニホールド１６の下段には、第２及び第３連通管３２，３３をそれぞれ開閉する開閉弁としての下部ロータリバルブ４０ｂが配設されている。下部ロータリバルブ４０ｂは、そのバルブ孔４１ｂの位置に応じて第２連通管３２を開閉する第１の開閉弁と、第３連通管３３を開閉する第２の開閉弁としての機能とを兼ね備えている。この下部ロータリバルブ４０ｂは、第２連通管３２又は第３連通管３３を通じて、第２吸気管２２と第３吸気管２３との間を接続可能とするために配設されている。

図３に示されるように、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂはいずれも同形状、同寸法の円柱体であり、それらの高さ方向の中央には、前記各ロータリバルブ４０ａ，４０ｂの径方向に沿って直線状に延びるバルブ孔４１ａ，４１ｂがそれぞれ形成されている。上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、第１及び第４連通管３１，３４が交差する箇所と、第２及び第３連通管３２，３３が交差する箇所とにそれぞれ配設されている。また、各ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、それぞれ第１及び第４連通管３１，３４の配設面、第２及び第３連通管３２，３３の配設面に対し直交する軸回りに回転可能となっている。ここでは、上部ロータリバルブ４０ａの回転軸と下部ロータリバルブ４０ｂの回転軸とが共通であるため、これら回転軸を軸Ｃ１として以下に記載することとする。

また、図１に示されるように、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、車両の各種制御を統括する制御部４５に接続されており、同制御部４５から出力される制御信号に基づいて軸Ｃ１を中心に各別に回転駆動される。本実施形態において、吸気装置５０は、各気筒１１〜１４毎に設けられた４つの吸気管２１〜２４と、前記各吸気管２１〜２４からそれぞれ分岐された４つの連通管３１〜３４と、２つのロータリバルブ４０ａ，４０ｂと、前記各ロータリバルブ４０ａ，４０ｂの駆動制御を行う制御部４５とにより構成されている。

制御部４５は、第１及び第４気筒１１，１４の吸気弁が開弁するのに同期して、第４連通管３４を開く第１の位置（図５（ａ）参照）と、前記第４連通管３４と直交して配設される第１連通管３１を開く第３の位置（図５（ｃ）参照）との２位置を交互に取り得るように上部ロータリバルブ４０ａの駆動制御を行う。同様に、制御部４５は、第３及び第２気筒１３，１２の吸気弁開弁期間に同期して、第２連通管３２を開く第２の位置（図５（ｂ）参照）と、前記第２連通管３２と直交して配設される第３連通管３３を開く第４の位置（図５（ｄ）参照）との２位置を交互に取り得るように下部ロータリバルブ４０ｂの駆動制御を行う。このとき、各ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、それぞれが対応する２位置を交互に取り得るように軸Ｃ１を中心に９０°毎にステップ回転する。

制御部４５は、エンジンの回転速度に応じて、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂについてそれらの回転速度を制御することによって、各気筒１１〜１４の吸気弁の開弁時期に同期した各連通管３１〜３４の開閉制御を行う。こうして、制御部４５により各連通管３１〜３４の開閉が行われる度に、各連通管３１〜３４を流通する空気の流れが切替えられることで、各気筒１１〜１４には、各吸気管２１〜２４のうち対応する一の流通経路に加え、各連通管３１〜３４のうち対応する一の流通経路からも吸入空気量が導入されるようになる。即ち、各ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、各気筒１１〜１４の吸気弁の開弁期間に応じて、各連通管３１〜３４を流れる空気の流通経路を選択的に切替える流路切替弁として機能する。

次に、本実施形態の吸気装置５０の動作態様について、図４及び図５に基づいて以下に記載する。尚、図４は、エンジンの吸気行程、及び同吸気行程にて吸気装置５０が行う制御の態様を説明するための説明図である。ここで、図４中、Ｉは、各気筒１１〜１４の吸気弁の開弁期間を示し、斜線部は、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂが現在の位置から次の位置に切り替えられるのに要する期間を示している。

図５（ａ）は、第１気筒１１の吸気弁が開弁されているときの上部ロータリバルブ４０ａの状態を示している。同図に示されるように、この場合、上部ロータリバルブ４０ａはそのバルブ孔４１ａを通じて第４連通管３４を開く第１の位置に配置されている。この状態では、第１気筒１１には、第１吸気管２１を通じて吸入空気が導入されると同時に、第４吸気管２４を流れる吸入空気が第４連通管３４を通じて導入される。即ち、第４吸気管２４を流れる吸入空気は、第１吸気管２１を流れる吸入空気と合流し、吸気ポート１５を通じて第１気筒１１に導入される。この際、第４吸気管２４を流れる吸入空気は、第４気筒１４の吸気弁が開弁しているときに生じた吸入空気の慣性力を残しつつ、また、その吸入空気が第４連通管３４を流れるのに際して流れ方向が大きく変向されることもないため、それ自身の慣性力を保持しながら第１吸気管２１に流入する。また、このとき、第４連通管３４が開くと同時に第１連通管３１が閉じられるため、この第１連通管３１を通じて第４吸気管２４を流れる吸入空気が第１気筒１１に逆流する又は第１吸気管２１を流れる吸入空気が第４吸気管２４に分流するのが規制されている。

続いて、図４に示されるように、前記第１気筒１１の吸気行程が終了する前に第３気筒１３の吸気行程が開始される。このとき、下部ロータリバルブ４０ｂは、図５（ｄ）に示す第４の位置から軸Ｃ１を中心に９０°回転し、図５（ｂ）に示す第２の位置に切り替えられる。図５（ｂ）は、第３気筒１３の吸気弁が開弁されているときの上部ロータリバルブ４０ａの状態を示している。この場合、同ロータリバルブ４０ｂが第２の位置に切り替えられる直前、即ち第４の位置（図５（ｄ）参照）に切り替えられていたときの吸入空気の慣性力が、特に第２吸気管２２の下流側付近で大きな状態のまま保持されている。尚、図５（ｄ）は、第２気筒１２の吸気弁が開弁されているときの下部ロータリバルブ４０ｂの状態を示している。つまり、第３気筒１３の吸気行程が開始される直前に終了した第２気筒１２の吸気行程において、第２吸気管２２を流れていた空気がその慣性力を保ちつつ、同第２吸気管２２の下流側付近に多く残存している。

図５（ｂ）に示されるように、この状態では、第３気筒１３には、第３吸気管２３を通じて吸入空気が導入されると同時に、第２吸気管２２を流れる吸入空気が第２連通管３２を通じて導入される。このとき、第２吸気管２２を流れる吸入空気はその慣性力を保ちつつ、第３吸気管２３を流れる吸入空気と合流し、吸気ポート１５を通じて第３気筒１３に導入される。また、このとき、第２連通管３２が開くと同時に第３連通管３３が閉じられるため、第３連通管３３を通じて第２吸気管２２を流れる吸入空気が第３気筒１３に逆流する又は第３吸気管２３を流れる吸入空気が第２吸気管２２に分流するのが規制されている。

続いて、図４に示されるように、前記第３気筒１３の吸気行程が終了する前に第４気筒１４の吸気行程が開始される。このとき、上部ロータリバルブ４０ａは、図５（ａ）に示す第１の位置から軸Ｃ１を中心に９０°回転し、図５（ｃ）に示す第３の位置に切り替えられる。図５（ｃ）は、第４気筒１４の吸気弁が開弁されているときの下部ロータリバルブ４０ｂの状態を示している。この場合、第４気筒１４の吸気行程が開始される直前に終了した第１気筒１１の第１吸気管２１では、同第１吸気管２１を流れていた空気が、その慣性力を保ちつつ下流側付近に多く残存している。

図５（ｃ）に示されるように、この状態では、第４気筒１４には、第４吸気管２４を通じて吸入空気が導入されると同時に、第１吸気管２１を流れる吸入空気が第１連通管３１を通じて導入される。このとき、第１吸気管２１を流れる吸入空気はその慣性力を保ちつつ、第４吸気管２４を流れる吸入空気と合流し、吸気ポート１５を通じて第４気筒１４に導入される。また、このとき、第１連通管３１が開くと同時に第４連通管３４が閉じられるため、第４連通管３４を通じて第１吸気管２１を流れる吸入空気が第４気筒１４に逆流される又は第４吸気管２４を流れる吸入空気が第１吸気管２１に分流するのが規制されている。

続いて、図４に示されるように、前記第４気筒１４の吸気行程が終了する前に第２気筒１２の吸気行程が開始される。このとき、下部ロータリバルブ４０ｂは、図５（ｂ）に示す第２の位置から軸Ｃ１を中心に９０°回転し、図５（ｄ）に示す第４の位置に切り替えられる。このとき、第２気筒１２の吸気行程が開始される直前に終了した第３気筒１３の吸気管２３では、同吸気管２３を流れていた空気が、その慣性力を保ちつつ下流側付近に多く残存している。

図５（ｄ）に示されるように、この状態では、第２気筒１２には、第２吸気管２２を通じて吸入空気が導入されると同時に、第３吸気管２３を流れる吸入空気が第３連通管３３を通じて導入される。このとき、第３吸気管２３を流れる吸入空気はその慣性力を保ちつつ第２吸気管２２を流れる吸入空気と合流し、吸気ポート１５を通じて第２気筒１２に導入される。また、このとき、第３連通管３３が開くと同時に第２連通管３２が閉じられるため、第２連通管３２を通じて第３吸気管２３を流れる吸入空気が第２気筒１２に逆流する又は第２吸気管２２を流れる吸入空気が第３吸気管２３に分流するのが規制されている。

引き続き、図４に示されるように、前記第２気筒１２の吸気行程が終了する前に第１気筒１１の吸気行程が開始される。このとき、上部ロータリバルブ４０ａは、図５（ｃ）に示す第３の位置から軸Ｃ１を中心に９０°回転し、図５（ａ）に示す第１の位置に切り替えられる。このとき、第１気筒１１の吸気行程が開始される直前に終了した第４気筒１４の吸気管２４では、同吸気管２４を流れていた空気が、その慣性力を保ちつつ下流側付近に多く残存している。このため、第４吸気管２４を流れる吸入空気は、上流側から下流側へと流れようとする慣性力を保ちつつ第１吸気管２１を流れる吸入空気と合流し、吸気ポート１５を通じて第１気筒１１に導入されるようになる。

こうして、吸気行程が第１気筒１１→第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２の順に移行するに伴い、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂが軸Ｃ１を中心に９０°毎にステップ回転することによって、第１〜第４連通管３１〜３４についてそれらの開閉状態が順次切り替えられる。このとき、第１〜第４連通管３１〜３４を通じて、所定気筒に対応する吸気管から異なる気筒に対応する吸気管に空気を流通させるに際し、その流れ方向が大きく変向されないことから空気を円滑に流通させることができる。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）第１及び第４吸気管２１，２４からそれぞれ分岐した２つの連通管３１，３４を、それらの分岐位置よりも下流側でそれぞれ第４吸気管２４と第１吸気管２１とに接続するようにしている。このため、例えば、分岐位置と接続位置とが吸入空気の流れ方向において同じ位置にある構成と比較して、第４吸気管２４から第１吸気管２１に吸入空気が流れる際、又は第１吸気管２１から第４吸気管２４に吸入空気が流れる際にその流れが大きく変向されることによる流通抵抗の増大を極力抑えることができる。よって、第１吸気管２１を通じて第１気筒１１に吸入空気を導入するとき、第４吸気管２４を通じて第４気筒１４に吸入空気が導入される際に生じる吸入空気の慣性力を好適に利用することができる。同様に、第４吸気管２４を通じて第４気筒１４に吸入空気を導入するとき、第１吸気管２１を通じて第１気筒１１に吸入空気が導入される際に生じる吸入空気の慣性力を好適に利用することもできる。従って、第１及び第４気筒１１，１４にはそれぞれ第１及び第４連通管３１，３４を通じてより多くの吸入空気を導入することができ、吸気充填効率の向上を図ることができるようになる。

また、第２及び第３吸気管２２，２３からそれぞれ分岐した２つの連通管３２，３３を、それらの分岐位置よりも下流側で第３吸気管２３と第２吸気管２２とにそれぞれ接続するようにしている。ここでも、前記の場合と同様に、第２及び第３気筒１２，１３には、それぞれ第２及び第３連通管３２，３３を通じてより多くの吸入空気を導入することができ、吸気充填効率の向上をより一層図ることができるようになる。

また、吸気行程の順序が「第１気筒１１→第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２」の順に設定されているエンジンに吸気装置５０を適用することによって、第１気筒１１の吸気行程では、第４吸気管２４を流れる吸入空気を、より大きな吸入空気の慣性力が残っている状態で第１気筒１１に導入することができる。そして、第１気筒１１以外の吸気行程においても、前記の場合と同様に、別の吸気管を流れる吸入空気を、より大きな吸入空気の慣性力が残っている状態で所定気筒に導入することができる。従って、各気筒１１〜１４について吸入空気量を均等に増大させることができ、吸気充填効率の向上を好適に図ることができるようになる。

（２）各連通管３１〜３４は、それらの分岐位置から接続位置に向かって直線状に延びるように形成されている。これにより、各連通管３１〜３４についてそれらの流路抵抗を極力小さく抑えることができる。そのため、各連通管３１〜３４を吸入空気が流通するに際し流通抵抗の増大を極力小さく抑えることができる。従って、各気筒１１〜１４に導入される吸入空気量をより一層増大させることができ、吸気充填効率の更なる向上を図ることができるようになる。

（３）上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、第１及び第４連通管３１，３４が交差する箇所と、第２及び第３連通管３２，３３が交差する箇所とにそれぞれ配設されている。この場合、例えば第１気筒１１の吸気行程においては、その吸気弁の開弁期間に合わせて、上部ロータリバルブ４０ａが第４連通管３４を開き、同第４連通管３４を通じて第４吸気管２４から第１吸気管２１に対する吸入空気の導入が許容される一方、第１連通管３１が閉じられるため吸入空気の逆流等を規制することができる。また、第２〜第４気筒１２〜１４の吸気行程においても、前記の場合と同様な作用を発揮することができる。従って、吸入空気の逆流等に起因する不都合の発生を抑制することができ、各気筒１１〜１４に導入される吸入空気の増大をより一層好適に図ることができるようになる。

（４）上部ロータリバルブ４０ａは、そのバルブ孔４１ａの回転位置に応じて第４連通管３４を開閉する第１の開閉弁と、第１連通管３１を開閉する第２の開閉弁としての機能とを兼ね備えている。また、下部ロータリバルブ４０ｂは、そのバルブ孔４１ｂの回転位置に応じて第２連通管３２を開閉する第１の開閉弁と、第３連通管３３を開閉する第２の開閉弁としての機能とを兼ね備えている。同構成によれば、各連通管３１〜３４についてそれらを開閉する各開閉弁の共通化を図ることができる。従って、吸気装置５０についてその構成を簡素化することができる。

（５）吸気マニホールド１６は、各吸気管２１〜２４が上段と下段とにそれぞれ２つずつ分かれて配設された２段構造となっている。この場合、吸気マニホールド１６の上段と下段とにそれぞれ１つずつ配設された２つのロータリバルブ４０ａ，４０ｂを一体化して形成することが容易となる。従って、吸気装置５０についてその構成をより一層簡素化することができる。

（６）吸気マニホールド１６の上段には吸気行程の連続しない第１及び第４吸気管２１，２４が配設され、下段には吸気行程の連続しない第２及び第３吸気管２２，２３が配設されている。この場合、第４連通管３４を開く第１の位置から第１連通管３１を開く第３の位置へのバルブ切替え時間、及び第２連通管３２を開く第２の位置から第３連通管３３を開く第３の位置へのバルブ切替え時間を考慮した吸気装置５０による吸気制御を行うことが可能となる。これにより、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂは、各連通管３１〜３４を流通する吸入空気の流通経路についてそれらを切替えるための切替え動作を無理なく行うことが可能となる。従って、吸気装置５０による吸気制御をより一層好適に行うことができるようになる。

（７）吸気マニホールド１６は中間部Ｐを境に上流側における各吸気管２１〜２４の吸気管長Ｌ１がいずれも等しくなるように形成され、下流側における各吸気管２１〜２４の吸気管長Ｌ２がいずれも等しくなるように形成されている。この場合、各吸気管２１〜２４を流通する空気の流通経路についていずれも等長とされているため、各気筒１１〜１４に導入される吸入空気量を均等にして吸気制御を行うことが可能となる。これにより、各気筒１１〜１４間での出力バランスを良好なものとすることができ、エンジンにおいてはトルク変動が大きくなるのを好適に抑制することができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・本実施形態において、吸気装置５０は、吸気行程が第１気筒１１→第３気筒１３→第４気筒１４→第２気筒１２の順に設定されたエンジンに適用されたものであったが、例えば吸気行程が第１気筒１１→第２気筒１２→第４気筒１４→第３気筒１３の順に設定される等、その吸気行程の順序が異なるエンジンに適用してもよい。

・本実施形態において、吸気装置５０は、エンジンに設けられた全ての気筒について、所定気筒の吸気管とそれとは異なる気筒の吸気管とを連通管を通じて連通した構成であったが、この構成を一部の気筒についてのみ適用した構成に変更してもよい。

・本実施形態において、第１〜第４連通管３１〜３４はそれらの分岐位置から接続位置に向かって直線状に延びるように形成されていたが、前記各連通管３１〜３４についてその一部を湾曲させた形状に変更してもよい。

・本実施形態において、吸気マニホールド１６は第１及び第４吸気管２１，２４が上段に配設され第２及び第３吸気管２２，２３が下段に配設されたものであったが、前記各吸気管２１〜２４の配設位置を必要に応じて任意の配設位置に変更してもよい。

・本実施形態において、図６（ａ）に示されるように、バルブ孔６１の形状を円周方向に広げたロータリバルブ６０を採用してもよい。この場合、バルブ孔６１はその開口部の開口面積が広く形成されているため、各連通管３１〜３４の開閉制御を行うに際し、前記ロータリバルブ６０の位置が所定位置から多少ずれて配置されたとしても、同バルブ孔６１を通じて各連通管３１〜３４に吸入空気を流通させることができる。従って、同構成を採用すれば、各連通管３１〜３４の開閉制御が厳しくなるエンジンの高回転域においても、各連通管３１〜３４の開閉制御を容易に行うことが可能となる。

・本実施形態において、図６（ｂ）に示されるように、吸気マニホールド１６の上段と下段とにそれぞれ１つずつ配設された２つのロータリバルブを一体化した構成を採用してもよい。こうして形成されたロータリバルブ６５を採用することにより、吸気装置５０を構成する部品点数を削減することができ、同装置５０全体の構成を簡素化することができる。

・本実施形態において、図７（ａ）に示されるように、バルブ孔７０の開口部７０ａ付近をＲ形状にしたロータリバルブ７１を採用してもよい。また、図７（ｂ）に示されるように、バルブ孔７２の開口部７２ａ付近をテーパ形状にしたロータリバルブ７３を採用してもよい。これらの場合、バルブ孔７０，７２の開口部７０ａ，７２ａの開口面積を広くすることができる。

・本実施形態において、上部及び下部ロータリバルブ４０ａ，４０ｂを省略した構成に変更してもよい。この場合であっても、異なる気筒に対応する吸気管を通じて同異なる気筒に吸入空気を導入するとき、所定気筒に対応する吸気管を通じて同所定気筒に吸入空気が導入される際に生じる吸入空気の慣性力を利用することができる。

・本実施形態において、各連通管３１〜３４をそれぞれ開閉する開閉弁を４つ準備し、前記各開閉弁を各連通管３１〜３４毎に配設するようにしてもよい。
・本実施形態において、各連通管３１〜３４を開閉する開閉弁としてのロータリバルブ４０ａ，４０ｂを、例えばシャッター弁等の各種弁に変更してもよい。

・本実施形態において、直列４気筒の自動車用ガソリンエンジン以外に適用してもよく、例えば、６気筒や８気筒等に任意の気筒数に変更してもよく、また、Ｖ型や水平対向型のエンジンに変更してもよい。

本実施形態における吸気装置の全体を示す概略構成図。 同じく吸気装置を第１気筒側から見たときの概略構成図。 同じく吸気装置を構成するロータリバルブの拡大斜視図。 エンジンの吸気行程及び同吸気行程における吸気装置の制御態様を説明するための説明図。 （ａ）〜（ｄ）は同じく吸気装置の動作態様を説明するための説明図。 （ａ）は別例のロータリバルブの斜視図、（ｂ）は別例のロータリバルブの斜視図。 （ａ）は別例のロータリバルブの横断面図。（ｂ）は別例のロータリバルブの横断面図。

符号の説明

１１…第１気筒、１２…第２気筒、１３…第３気筒、１４…第４気筒、２１…第１吸気管、２２…第２吸気管、２３…第３吸気管、２４…第４吸気管、３１…第１連通管、３２…第２連通管、３３…第３連通管、３４…第４連通管、４０ａ…上部ロータリバルブ（第１の開閉弁），（第２の開閉弁），（流路切替弁）、４０ｂ…下部ロータリバルブ（第１の開閉弁），（第２の開閉弁），（流路切替弁）、４５…制御部、５０…吸気装置。

Claims (9)

1. 複数の気筒を備えた内燃機関に設けられ、前記各気筒に対応して各別に設けられた吸気管を通じて吸入空気を各気筒に導入する内燃機関の吸気装置において、
   所定気筒に対応する吸気管から分岐し同所定気筒とは異なる気筒に対応する吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続される連通管を備えてなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記連通管はその分岐位置から前記異なる気筒に対応する吸気管に接続される位置にかけて直線状に延びる形状を有してなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
3. 請求項１又は２記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記異なる気筒は、前記所定気筒又は同所定気筒に続いて吸気行程となる前記両気筒とは別の一気筒の直後に吸気行程に移行するものである
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記連通管に加え、前記異なる気筒の吸気管から分岐し前記所定気筒の吸気管に対してその分岐位置よりも下流側の位置に接続される別の連通管を更に備えてなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
5. 請求項４記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記別の連通管はその分岐位置から前記所定気筒の吸気管に接続される位置にかけて直線状に延びる形状を有してなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記所定気筒は、前記異なる気筒又は同異なる気筒に続いて吸気行程となる前記両気筒とは別の一気筒の直後に吸気行程に移行するものである
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記所定気筒の吸気管から分岐して前記異なる気筒の吸気管に接続される連通管を開閉する第１の開閉弁と、
   前記異なる気筒の吸気弁開弁期間に同期して前記第１の開閉弁を開状態に制御する制御部とを更に備えてなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
8. 請求項４〜７のいずれか一項に記載に内燃機関の吸気装置において、
   前記異なる気筒の吸気管から分岐して前記所定気筒の吸気管に接続される前記別の連通管を開閉する第２の開閉弁と、
   前記所定気筒の吸気弁開弁期間に同期して前記第２の開閉弁を開状態に制御する制御部とを更に備えてなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
9. 請求項８記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記第２の開閉弁に加えて前記第１の開閉弁を併せ有し、それら各開閉弁は前記連通管及び前記別の連通管に接続され、前記所定気筒の吸気管と前記異なる気筒とが前記連通管により接続された状態と、前記異なる気筒の吸気管と前記所定気筒とが前記別の連通管により接続された状態とを選択的に切り替える同一の流路切替弁により構成されてなる
   ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。

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