JP2009167899A - Air intake structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の吸気構造に関し、特に、小容量のサージタンクを有する内燃機関に好適に使用できる内燃機関の吸気構造に関する。 The present invention relates to an intake structure for an internal combustion engine, and more particularly to an intake structure for an internal combustion engine that can be suitably used for an internal combustion engine having a small-capacity surge tank.
複数気筒を有する内燃機関では、吸気を導入する吸気管から各気筒までの吸気通路の間隔が等しいほど、吸気音特性の向上を図ることができる。例えば、特許文献1に示す内燃機関は、サージタンクと、等しい長さの複数マニホールドとを備えている。そして、このサージタンクの、吸気管開口部から各マニホールド開口部までの吸気通路の距離(以下、「吸気管長さ」ともいう。)を均等化している。この結果、吸気音特性を向上させることができる。
In an internal combustion engine having a plurality of cylinders, the intake sound characteristics can be improved as the intervals between the intake passages for introducing intake air to the cylinders are equal. For example, the internal combustion engine shown in
ところで、内燃機関に対しては、気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを低減して、体積効率を向上することが要求されている。そして、このばらつきは、吸気管長さを等しくすることで改善することができる。特許文献1では、吸気管長さを等長化していることから、このばらつきを改善し、体積効率を向上することができる。
By the way, an internal combustion engine is required to improve the volume efficiency by reducing the variation in the rotational speed of the resonance-tuned engine between cylinders. This variation can be improved by making the intake pipe lengths equal. In
しかし、近年の自動車においては、エンジンルームの省スペース化が要求されている。つまり、サージタンクを含む、内燃機関内部の構成内容もコンパクトにすることが求められている。かかる状況において、十分なサージタンク容量を前提とした従来の技術では、必ずしも上記ばらつきの低減を実現しうるものではなかった。 However, recent automobiles are required to save space in the engine room. That is, it is required to make the contents of the internal structure of the internal combustion engine including the surge tank compact. In such a situation, the conventional technology based on a sufficient surge tank capacity cannot always realize the reduction of the variation.
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、サージタンク容積が少なくなっても、気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを低減しうる内燃機関の吸気構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an intake structure for an internal combustion engine that can reduce variation in the resonance-tuned engine speed between cylinders even if the surge tank volume is reduced. Objective.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気構造であって、
吸気管開口部および複数のマニホールド開口部を備えるサージタンクと、
前記サージタンクの下流に連結された複数のマニホールドとを備え、
前記吸気管開口部からマニホールド開口部までの距離がもっとも長いマニホールドは、同距離がもっとも短いマニホールドに比べて短いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an intake structure for an internal combustion engine,
A surge tank comprising an intake pipe opening and a plurality of manifold openings;
A plurality of manifolds connected downstream of the surge tank;
The manifold having the longest distance from the intake pipe opening to the manifold opening is characterized by being shorter than the manifold having the shortest distance.
また、第2の発明は、第1の発明において、吸気ポート開口部と前記サージタンクとを連結する前記マニホールドは、前記距離が長いほど短いことを特徴とする。 According to a second aspect, in the first aspect, the manifold connecting the intake port opening and the surge tank is shorter as the distance is longer.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、前記サージタンクは、長手方向の一端に前記吸気管開口部を備え、
前記マニホールドは、前記長手方向に沿って順に配置されるとともに、前記一端から離れるほど短く設計されることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein the surge tank includes the intake pipe opening at one end in a longitudinal direction,
The manifolds are arranged in order along the longitudinal direction, and are designed to be shorter as they move away from the one end.
また、第4の発明は、第3の発明において、
前記サージタンクは、長手方向に内部空間を2分割する可変吸気バルブを備えることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
The surge tank includes a variable intake valve that divides an internal space into two in a longitudinal direction.
第1の発明によれば、サージタンク容積が少なくなっても、複数気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを改善することができる。よって、エンジン搭載性の問題と体積効率の問題とを同時に改善した内燃機関の吸気構造を提供することができる。 According to the first invention, even if the surge tank volume is reduced, it is possible to improve the variation in the resonance tuning engine speed among a plurality of cylinders. Therefore, it is possible to provide an intake structure for an internal combustion engine that simultaneously improves the problem of engine mountability and the problem of volume efficiency.
第2の発明によれば、サージタンクの吸気管開口部およびマニホールド開口部の配置に関係なく、複数気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを改善することができる。よって、サージタンクを含む吸気装置全体のコンパクト化に対する要求の問題と、体積効率の問題とを同時に改善した、内燃機関の吸気構造を提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to improve the dispersion of the resonance-tuned engine speed among a plurality of cylinders regardless of the arrangement of the intake pipe opening and the manifold opening of the surge tank. Therefore, it is possible to provide an intake structure for an internal combustion engine that simultaneously improves the problem of the demand for compactness of the entire intake device including the surge tank and the problem of volume efficiency.
第3の発明によれば、サージタンクの長手方向に沿って順に配置された各気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつき改善することができる。よって、現実的なエンジン搭載性の問題と、体積効率の問題とを同時に改善した、内燃機関の吸気構造を提供することができる。 According to the third aspect of the invention, it is possible to improve the variation in the resonance tuning engine speed between the cylinders arranged in order along the longitudinal direction of the surge tank. Therefore, it is possible to provide an intake structure for an internal combustion engine that can simultaneously improve the problem of realistic engine mountability and the problem of volumetric efficiency.
第4の発明によれば、サージタンクに可変吸気バルブを設置した場合であっても、複数気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを改善することができる。 According to the fourth aspect of the invention, even when a variable intake valve is installed in the surge tank, it is possible to improve the variation in the resonance-tuned engine speed among a plurality of cylinders.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1〜図10を用いて本発明の実施の形態1を説明する。図1は、実施の形態1における内燃機関の吸気構造の断面図を示す。また、図1は、直列4気筒の吸気構造の断面図である。図1の車両10は、内燃機関を搭載している。そして、その内燃機関は、サージタンク11を備えている。サージタンク11の上流には、エアクリーナー12が設置されており、これらは吸気管を介して連通されている。なお、エアクリーナー12は、インタークーラーであってもよい。また、サージタンク11とエアクリーナー12との間には、スロットル弁を有するスロットルボディー13が設置されている。そして、エアクリーナー12の上流には、エアダクト14が設置されている。
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter,
サージタンク11は、吸気管開口部15およびマニホールド開口部18a、18b、18c、18dを備えている。また、サージタンク11は、シリンダーヘッド20に設けられた吸気ポート開口部19a、19b、19c、19dと、マニホールド17a、17b、17c、17dを介して連結されている。吸入ガス(吸入空気)は、エアダクト14から、エアクリーナー12、スロットルボディー13、サージタンク11の順に流入し、マニホールド17a、17b、17c、17dを経由してシリンダーヘッド20内の#1、#2、#3、#4の各気筒に流入する。
The
図1において、吸気管開口部15から、マニホールド開口部18a、18b、18c、18dまでの、各吸気通路の距離(吸気管長さ)がもっとも長いマニホールド17aは、吸気管長さがもっとも短いマニホールド17dに比べて短い。また、吸気管長さが長いマニホールド17aは、吸気管長さが相対的に短いマニホールド17bに比べて短い。また、マニホールド17bは、吸気管長さが相対的に短いマニホールド17cに比べて短い。同様に、マニホールド17cは、マニホールド17dに比べて短い。
In FIG. 1, the
一般に、サージタンクを設けることで、吸気の容積が大きくなるという効果がある。このため、各気筒間で生じる影響、例えば、各気筒間の共鳴同調エンジン回転数の影響を軽減することができる。しかし、近年の自動車においては、エンジンルームの省スペース化が要求されている。そのため、サージタンク11そのもののコンパクト化をも求められている。サージタンク11をコンパクト化する、つまり、サージタンク11の容積を少なくすると、サージタンク11が吸気管のような働きをしてしまう。そうすると、エアクリーナー12からの吸気脈動の影響が無視できなくなる。具体的には、スロットル弁の開閉によりエアクリーナー12からの吸気脈動が生じ、各気筒の共鳴同調エンジン回転数に影響を及ぼしてしまう。
Generally, providing a surge tank has an effect of increasing the volume of intake air. For this reason, the influence which arises between each cylinder, for example, the influence of the resonance tuning engine speed between each cylinder, can be reduced. However, recent automobiles are required to save space in the engine room. Therefore, the
この影響は次の原理により説明できる。スロットルボディー13のスロットル弁を開くことによりエアクリーナー12からの吸気に脈動が生じる。サージタンク11の容量が大きい場合には、この吸気脈動の各気筒に対する影響は少ない。ところが、サージタンク11の容量が少なくなると、サージタンク自体がひとつの吸気管のような働きをしてしまう。そして、吸気脈動のうちの低周波の吸気脈動が、各気筒の有する共鳴同調エンジン回転数を下げるように影響を及ぼす。この影響は、吸気管長さが長いほど大きくなる。結果として、吸気管長さが長い気筒ほど共鳴同調エンジン回転数が低下してしまう。
This effect can be explained by the following principle. By opening the throttle valve of the
そこで、実施の形態1では、マニホールドの長さに着目し、各気筒の有する共鳴同調エンジン回転数のばらつきを低減している。具体的には、吸気管長さがもっとも長いマニホールド17aを、吸気管長さがもっとも短いマニホールド17dに比べて短くする。こうすることで、これら2つのマニホールドの間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきを低減する。 Therefore, in the first embodiment, paying attention to the length of the manifold, the variation in the resonance tuning engine speed of each cylinder is reduced. Specifically, the manifold 17a having the longest intake pipe length is made shorter than the manifold 17d having the shortest intake pipe length. This reduces the variation in resonance tuning engine speed between these two manifolds.
また、マニホールドの長さは、吸気管長さが長いほど短くしてもよい。こうすることで、各気筒の有する共鳴同調エンジン回転数のばらつきを低減することができる。上述したように、図1において、吸気管長さが長いマニホールド17aは、吸気管長さが相対的に短いマニホールド17bに比べて短い。また、マニホールド17bは、マニホールド17cに比べて短い。同様に、マニホールド17cは、マニホールド17dに比べて短い。つまり、サージタンクの吸気管開口部11およびマニホールド開口部18a、18b、18c、18dの配置に応じてマニホールド17a、17b、17c、17dの長さを変えればよいことになる。
Further, the length of the manifold may be shortened as the intake pipe length is longer. By doing so, it is possible to reduce variations in the resonance tuning engine speed of each cylinder. As described above, in FIG. 1, the manifold 17a having a long intake pipe length is shorter than the manifold 17b having a relatively short intake pipe length. The manifold 17b is shorter than the manifold 17c. Similarly, the manifold 17c is shorter than the manifold 17d. That is, the lengths of the
また、サージタンク11の長手方向の一端に吸気管開口部15を設けた場合、マニホールド17a、17b、17c、17dは、サージタンク11の長手方向に沿って順番に配置される。同時に、これらのマニホールドは、吸気管開口部15から離れるほど短く設計される。
Further, when the
実施の形態1との比較のために、図2に、マニホールド17a、17b、17c、17dの長さが等しい形態を示す。図2において、吸気管開口部15から、マニホールド開口部18a、18b、18c、18dまでの吸気管長さは、マニホールド17aがもっとも長く、17b、17c、17dの順に短くなっている。
For comparison with the first embodiment, FIG. 2 shows a form in which the
図3は、図2における、各吸気通路の距離を示す図である。ここでは、マニホールド17a、17dにそれぞれ対応する、#1と#4の気筒に着目する。図3に示すように、これら2つの気筒における吸気管長さの関係は、#1>#4となっている。マニホールド17aと、マニホールド17dの長さは等しい。スロットルボディー13のスロットル弁を開くことによりエアクリーナー12からの吸気に脈動が生じる。サージタンク11の容量が大きい場合には、これら2つの気筒に対する吸気脈動の影響は少ない。ところが、サージタンク11の容量が少なくなると、エアクリーナー12から流入する低周波の吸気脈動が、吸気管長さの長い#1気筒へ影響を及ぼす。そして、吸気管長さが長い#1気筒ほど共鳴同調エンジン回転数が低下してしまう。図3中の、32、33は、それぞれ#1、#4に対応した吸気脈動の影響を視覚的に示したものである。
FIG. 3 is a diagram showing the distance of each intake passage in FIG. Here, attention is focused on
[実施の形態1の効果]
図4に、気筒数と、各気筒の共鳴同調エンジン回転数(共振周波数)との関係を示す。図4(a)は、全てのマニホールドの長さが等しい吸気構造における関係を示している。一方、図4(b)は、実施の形態1における関係を示している。なお、図4(a)、(b)の横軸の1〜4は、それぞれ#1〜#4の各気筒を示している。また、共振周波数は、共鳴同調エンジン回転数の代用値であり、各マニホールドの音響加振試験により測定することができる。
[Effect of Embodiment 1]
FIG. 4 shows the relationship between the number of cylinders and the resonance-tuned engine speed (resonance frequency) of each cylinder. FIG. 4A shows a relationship in an intake structure in which all manifolds have the same length. On the other hand, FIG. 4B shows the relationship in the first embodiment. In addition, 1-4 of the horizontal axis of Fig.4 (a), (b) has shown each cylinder of # 1- # 4, respectively. The resonance frequency is a substitute value of the resonance tuning engine speed, and can be measured by an acoustic vibration test of each manifold.
図4(a)から、吸気管長さが長くなるほど各気筒の共振周波数が低くなることが分かる。一方、実施の形態1では、図4(b)に示すように、各気筒の共振周波数のばらつきが低減されていることが分かる。すなわち、実施の形態1では、各気筒の共鳴同調エンジン回転数のばらつきが低減される。
FIG. 4A shows that the resonance frequency of each cylinder decreases as the intake pipe length increases. On the other hand, in
図5に、クランクシャフトの回転角度と、各シリンダ内の圧力との関係を示す。図5(a)は、全てのマニホールドの長さが等しい吸気構造における関係を示している。一方、図5(b)は、実施の形態1における関係を示している。なお、図5(a)、(b)の横軸は、4サイクル時のクランク角を示している。また、各シリンダ内の圧力は、各マニホールドの圧力(負圧)を測定することで求めることができる。 FIG. 5 shows the relationship between the rotation angle of the crankshaft and the pressure in each cylinder. FIG. 5A shows the relationship in the intake structure in which all the manifolds have the same length. On the other hand, FIG. 5B shows the relationship in the first embodiment. In addition, the horizontal axis | shaft of Fig.5 (a), (b) has shown the crank angle at the time of 4 cycles. The pressure in each cylinder can be obtained by measuring the pressure (negative pressure) of each manifold.
図5(a)では、圧力の波形が各シリンダ間で揃っていないことが分かる。一方、実施の形態1では、図5(b)に示すように揃っている。この結果は、実施の形態1により、各気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきが低減されることを示すものである。
In FIG. 5A, it can be seen that the pressure waveform is not uniform between the cylinders. On the other hand, in
図6〜図8に、実施の形態1による効果を示す。まず、図6に、エンジン回転数と体積効率との関係を示す。実施の形態1により、各気筒間の共鳴同調エンジン回転数のばらつきが低減される。その結果、内燃機関の体積効率が改善される。次に、図7に、エンジン回転数と修正軸トルクとの関係を示す。実施の形態1によって、トルクが向上される。なお、修正軸トルクは、算出した軸トルクに修正係数を積算することで求められる。また、図8に、エンジン回転数と修正軸出力との関係を示す。修正軸トルク同様、修正軸出力の向上も図られる。これらの効果から、エンジン性能が向上することが示された。
The effect by
実施の形態1をとることにより、上記の効果が得られるほか、サージタンクの形状を小さくすることができるという効果が得られる。具体的に図9に示す。図9に、全てのマニホールドの長さが等しいサージタンク91の形状を点線で示す。一方、実施の形態1をとることにより得られるサージタンク92の形状を実線で示す。つまり、サージタンクを含む吸気装置全体のコンパクト化を図ることができる。
By taking the first embodiment, in addition to the above effects, the surge tank can be reduced in shape. Specifically, it is shown in FIG. In FIG. 9, the shape of the
さらに、実施の形態1をとることにより、サージタンク内に可変吸気バルブを設けることができる。サージタンクの省スペース化が図ることができれば、サージタンク内に可変吸気バルブを設置し、さらなる体積効率の向上を図ることができる。図10は、サージタンク内に可変吸気バルブ101を設けた図である。
Further, by taking the first embodiment, a variable intake valve can be provided in the surge tank. If space saving of the surge tank can be achieved, a variable intake valve can be installed in the surge tank to further improve volumetric efficiency. FIG. 10 is a view in which a
なお、上述した実施の形態1においては、直列4気筒の内燃機関の吸気構造としている。しかし、V型8気筒またはV型6気筒の吸気構造とすることも可能である。さらにこの場合、サージタンク内に可変吸気バルブを設けた実施の形態とすることも可能である。 In the first embodiment described above, the intake structure of the in-line four-cylinder internal combustion engine is adopted. However, it is possible to adopt a V-type 8-cylinder or V-type 6-cylinder intake structure. Further, in this case, an embodiment in which a variable intake valve is provided in the surge tank can be employed.
実施の形態2.
[実施の形態2の構成]
以下の説明では、本実施形態の特徴的な構成について述べ、その他上記実施の形態1と同様の点は、その説明を省略する。
図11〜図15を用いて本発明の実施の形態2を説明する。図11は、実施の形態2における内燃機関の吸気構造を上方から見た図である。また、図11は、V型6気筒の吸気構造を上方から見た図である。図11の吸気構造は、サージタンク111を備えている。サージタンク111の上流には、エアクリーナー112が設置されており、これらは吸気管を介して連通されている。なお、エアクリーナー112は、インタークーラーであってもよい。サージタンク111は、マニホールド113a、113b、113c、113d、113e、113fを備えている。これらのマニホールドは、それぞれ#1〜#6に対応するマニホールドである。また、これらのマニホールドは、紙面下方向にシリンダーヘッド(図示せず)と連通する。
[Configuration of Embodiment 2]
In the following description, a characteristic configuration of the present embodiment will be described, and description of other points similar to those of the first embodiment will be omitted.
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a view of the intake structure of the internal combustion engine in the second embodiment as viewed from above. FIG. 11 is a view of the V-type 6-cylinder intake structure as viewed from above. The intake structure in FIG. 11 includes a
図11において、吸気管長さがもっとも長いマニホールド113aは、他のマニホールドに比べて短い。この場合のサージタンク111の構造は、マニホールド開口部114aが、より#1方向に近づいたものになる。なお、比較のため、図11に、サージタンク115として、全てのマニホールドが等しい場合の形状を点線で示す。
In FIG. 11, the manifold 113a having the longest intake pipe length is shorter than other manifolds. The structure of the
実施の形態2との比較のために、図12を示す。図12は、マニホールド113a、113b、113c、113d、113e、113fの長さが等しい吸気構造を車両に搭載したときの側面図である。図12の矢印は、車両の前方向を示している。そして、図12のエンジンフード121は、車両前方に向かって下方に傾斜している。
FIG. 12 is shown for comparison with the second embodiment. FIG. 12 is a side view when an intake structure having the same length of the
図13は、図12の吸気構造を斜め上から見た図である。図12の説明で示したように、エンジンフード121は、車両前方に向かって下方傾斜している。すなわち、車両前方ほどサージタンク高さのスペースが減少することになる。そこで、図13のサージタンク115は、車両前方向に向かって下方に傾斜するような構造となる。
FIG. 13 is a view of the intake structure of FIG. 12 as viewed obliquely from above. As shown in the description of FIG. 12, the
図14に、図12の吸気構造を上方から見た図を示す。図14の各気筒のマニホールドの長さは等しい。また、吸気管長さは、マニホールド113aがもっとも長く、113b、113c、113d、113e、113fの順に短くなっている。サージタンク115が車両前方に向かって下方に傾斜する構造であることから、マニホールド113bは、サージタンク115にのめり込むような形状となる。図14に示すように、マニホールド113bに対応するマニホールド開口部141bは、本来の位置よりも、サージタンク115内にのめりこむ形状となっている。一方、マニホールド開口部141aは、マニホールド開口部141bよりも、車両前方向に向かってさらに下方に位置する。
FIG. 14 shows a view of the intake structure of FIG. 12 as viewed from above. The length of the manifold of each cylinder in FIG. 14 is equal. The length of the intake pipe is the longest in the manifold 113a and decreases in the order of 113b, 113c, 113d, 113e, and 113f. Since the
サージタンク115の容積が少なくなり、さらに、このようなサージタンク形状やマニホールドの配置となると、エアクリーナー112から流入する低周波の吸気脈動が影響を及ぼす。具体的には、マニホールド開口部141aの上流付近142が吸気管のような働きをしてしまう。そして、吸気脈動のうちの低周波の吸気脈動が、各気筒の有する共鳴同調エンジン回転数を下げるように影響を及ぼす。そうすると、吸気管長さがもっとも長い#1気筒の共鳴同調エンジン回転数が、他の気筒に比べて低下してしまう。
When the volume of the
そこで、実施の形態2では、吸気管長さがもっとも長いマニホールド113aのみを他のマニホールドに比べて短くする。こうすることで、#1気筒の共鳴同調エンジン回転数を、他の気筒の共鳴同調エンジン回転数に揃えることができる。 Therefore, in the second embodiment, only the manifold 113a having the longest intake pipe length is made shorter than the other manifolds. By doing so, the resonance tuning engine speed of the # 1 cylinder can be made equal to the resonance tuning engine speed of the other cylinders.
[実施の形態2の効果]
図15に、気筒数と、各気筒の共鳴同調エンジン回転数(共振周波数)との関係を示す。図15(a)は、全てのマニホールドの長さが等しい吸気構造における関係を示している。一方、図15(b)は、実施の形態2における関係を示している。なお、図15(a)、(b)の横軸の1〜6は、それぞれ#1〜#6の各気筒を示している。
[Effect of Embodiment 2]
FIG. 15 shows the relationship between the number of cylinders and the resonance-tuned engine speed (resonance frequency) of each cylinder. FIG. 15A shows a relationship in an intake structure in which all manifolds have the same length. On the other hand, FIG. 15B shows the relationship in the second embodiment. In addition, 1-6 of the horizontal axis of Fig.15 (a), (b) has shown each cylinder of # 1- # 6, respectively.
図15(a)から、#1気筒の共鳴同調エンジン回転数が、他の気筒に比べて低下していることが分かる。一方、実施の形態2では、図15(b)に示すように、#1気筒の共鳴同調エンジン回転数が高くなり、他気筒の共鳴同調エンジン回転数とのばらつきが低減されている。この結果、内燃機関の体積効率が改善され、トルク、出力が向上されることから、エンジン性能が向上する。 FIG. 15 (a) shows that the resonance-tuned engine speed of the # 1 cylinder is lower than that of the other cylinders. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 15 (b), the resonance-tuned engine speed of the # 1 cylinder is increased, and the variation from the resonance-tuned engine speed of the other cylinders is reduced. As a result, the volume efficiency of the internal combustion engine is improved and the torque and output are improved, so that the engine performance is improved.
実施の形態3.
[実施の形態3の構成]
以下の説明では、本実施形態の特徴的な構成について述べ、その他上記実施の形態1、2と同様の点は、その説明を省略する。
図16〜図21を用いて本発明の実施の形態3を説明する。図16は、実施の形態3における内燃機関の吸気構造を上方から見た図である。また、図16は、可変吸気バルブ160付きV型6気筒の吸気構造を上方から見た図である。ここで、可変吸気バルブ160は、エンジン制御コンピュータ(図示せず)の指示に基づき開閉する。これにより、可変吸気バルブ160は、サージタンク161の内部空間を2分割する。
[Configuration of Embodiment 3]
In the following description, a characteristic configuration of the present embodiment will be described, and description of other points similar to those of the first and second embodiments will be omitted.
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a view of the intake structure of the internal combustion engine in the third embodiment as viewed from above. FIG. 16 is a view of the intake structure of the V-
サージタンク161の上流には、エアクリーナー162が設置されており、これらは吸気管を介して連通されている。なお、エアクリーナー162は、インタークーラーであってもよい。サージタンク161は、マニホールド163a、163b、163c、163d、163e、163fを備えている。これらのマニホールドは、それぞれ#1〜#6に対応するマニホールドである。また、これらのマニホールドは、紙面下方向にシリンダーヘッド(図示せず)と連通する。
An
図16において、マニホールド163a、163bは、他のマニホールドに比べて短い。また、吸気管長さがもっとも長いマニホールド163aは、マニホールド163bに比べて短い。この場合のサージタンク161の構造は、マニホールド開口部164a、164bが、それぞれ#1、#2方向により近づいたものになる。なお、比較のため、図16に、サージタンク165として、全てのマニホールドが等しい場合の形状を破線で示す。
In FIG. 16,
実施の形態3との比較のために、図17を示す。図17は、マニホールド163a、163b、163c、163d、163e、163fの長さが等しい吸気構造を車両に搭載したときの側面図である。図17の矢印は、車両の前方向を示している。そして、図17のエンジンフード171は、車両前方に向かって下方に傾斜している。
FIG. 17 is shown for comparison with the third embodiment. FIG. 17 is a side view when an intake structure having the same length of the
図18は、図17の吸気構造を斜め上から見た図である。前述したように、エンジンフード171は、車両前方に向かって下方傾斜している。すなわち、車両前方ほどサージタンク高さのスペースが減少することになる。そこで、サージタンク165は、車両前方向に向かって下方に傾斜するような構造となる。
18 is a view of the intake structure of FIG. 17 as viewed obliquely from above. As described above, the
図19に、図17の吸気構造を上方から見た図を示す。図19の各気筒のマニホールドの長さは等しい。また、吸気管長さは、マニホールド163aがもっとも長く、163b、163c、163d、163e、163fの順に短くなっている。そして、前述したように、サージタンク165は、車両前方向に向かって下方に傾斜している。ここで、可変吸気バルブ160をサージタンク165内に設置すると、サージタンク165は、図19に示すような構造となる。
FIG. 19 shows a view of the intake structure of FIG. 17 as viewed from above. The length of the manifold of each cylinder in FIG. 19 is equal. In addition, the length of the intake pipe is the longest in the manifold 163a, and decreases in the order of 163b, 163c, 163d, 163e, and 163f. As described above, the
図20に、図17の吸気構造を上方から見た図を示す。図19に示すようなサージタンクの構造となると、可変吸気バルブ160の開放時に、エアクリーナー162からの低周波の吸気脈動が影響を及ぼす。具体的には、可変吸気バルブ160の開放時に、マニホールド開口部201aの上流付近202a、また、マニホールド開口部201bの上流付近202bが、吸気管のような働きをしてしまう。そして、吸気脈動のうちの低周波の吸気脈動が、各気筒の有する共鳴同調エンジン回転数を下げるように影響を及ぼす。そうすると、可変吸気バルブ160の開放時に、吸気管長さが長い、#1、#2気筒の共鳴同調エンジン回転数が、他の気筒の共鳴同調エンジン回転数に比べて低下してしまう。
FIG. 20 shows a view of the intake structure of FIG. 17 as viewed from above. In the structure of the surge tank as shown in FIG. 19, when the
そこで、実施の形態3では、マニホールド163a、163bを他のマニホールドに比べて短くする。なお、マニホールド163aは、マニホールド163bに比べて短い。こうすることで、#1、#2の気筒の共鳴同調エンジン回転数を他の気筒に揃えることができる。
Therefore, in the third embodiment, the
[実施の形態3の効果]
図21に、気筒数と、各気筒の共鳴同調エンジン回転数(共振周波数)との関係を示す。図21(a)は、全てのマニホールドの長さが等しい吸気構造における関係を示している。一方、図21(b)は、実施の形態3における関係を示している。なお、図21(a)、(b)の横軸の1〜6は、それぞれ#1〜#6の各気筒を示している。
[Effect of Embodiment 3]
FIG. 21 shows the relationship between the number of cylinders and the resonance-tuned engine speed (resonance frequency) of each cylinder. FIG. 21A shows a relationship in an intake structure in which all manifolds have the same length. On the other hand, FIG. 21B shows the relationship in the third embodiment. In addition, 1-6 of the horizontal axis of FIG. 21 (a), (b) has shown each cylinder of # 1- # 6, respectively.
図21(a)から、#1、#2気筒の共鳴同調エンジン回転数が、他の気筒に比べて低下していることが分かる。一方、実施の形態3では、図21(b)に示すように、#1、#2気筒の共鳴同調エンジン回転数が高くなり、他気筒の共鳴同調エンジン回転数とのばらつきが低減されている。この結果、内燃機関の体積効率が改善され、トルク、出力が向上されることから、エンジン性能が向上する。 From FIG. 21 (a), it can be seen that the resonance-tuned engine speeds of the # 1 and # 2 cylinders are lower than those of the other cylinders. On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 21 (b), the resonance-tuned engine speeds of the # 1 and # 2 cylinders are increased, and variations from the resonance-tuned engine speeds of the other cylinders are reduced. . As a result, the volume efficiency of the internal combustion engine is improved and the torque and output are improved, so that the engine performance is improved.
11 サージタンク
15 吸気管開口部
17a、17b、17c、17d マニホールド
18a、18b、18c、18d マニホールド開口部
19a、19b、19c、19d 吸気ポート開口部
11
Claims (4)
前記サージタンクの下流に連結された複数のマニホールドとを備え、
前記吸気管開口部からマニホールド開口部までの距離がもっとも長いマニホールドは、同距離がもっとも短いマニホールドに比べて短いことを特徴とする内燃機関の吸気構造。 A surge tank comprising an intake pipe opening and a plurality of manifold openings;
A plurality of manifolds connected downstream of the surge tank;
An intake structure for an internal combustion engine, wherein the manifold having the longest distance from the intake pipe opening to the manifold opening is shorter than the manifold having the shortest distance.
前記マニホールドは、前記長手方向に沿って順に配置されるとともに、前記一端から離れるほど短く設計されることを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関の吸気構造。 The surge tank includes the intake pipe opening at one end in the longitudinal direction,
3. The intake structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the manifold is arranged in order along the longitudinal direction, and is designed to be shorter as it is farther from the one end. 4.
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