JP2009281218A - 多気筒4ストローク内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】常用気筒および休止可能気筒から構成される多気筒4ストローク内燃機関において、共鳴過給による体積効率の向上を図る。
【解決手段】V型8気筒内燃機関は、常時稼働する常用気筒C1,C4,C6,C7と、休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒C2,C3,C5,C8とを備える。吸気装置Siは、第1,第2吸気チャンバ50;60を第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に仕切る第1〜第3仕切壁33〜35と、第1,第2開閉弁36〜38とを備える。第1チャンバ部分51;61には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1常用気筒C4;C1および第2常用気筒C7;C6にそれぞれ連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口する。
【選択図】図2
【解決手段】V型8気筒内燃機関は、常時稼働する常用気筒C1,C4,C6,C7と、休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒C2,C3,C5,C8とを備える。吸気装置Siは、第1,第2吸気チャンバ50;60を第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に仕切る第1〜第3仕切壁33〜35と、第1,第2開閉弁36〜38とを備える。第1チャンバ部分51;61には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1常用気筒C4;C1および第2常用気筒C7;C6にそれぞれ連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口する。
【選択図】図2
Description
本発明は、常用気筒および休止可能気筒から構成される複数の気筒と、吸気チャンバから分岐して各気筒に連通する複数の分岐吸気通路が設けられた吸気装置とを備える多気筒4ストローク内燃機関に関し、詳細には吸気圧力波による過給が行われる多気筒4ストローク内燃機関に関する。
多気筒4ストローク内燃機関において、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の気筒の下流側吸気通路同士を上流側で1つの上流側吸気通路に集合させ、複数の上流側吸気通路を上流側で連通路を介して連通させ、該連通路には機関回転速度に応じて開閉される開閉弁が設けられたものは知られている。(例えば、特許文献1参照)
この多気筒内燃機関によれば、開閉弁の開閉により吸気通路の通路長が変更されて、吸気圧力波を利用した過給により体積効率が向上する。
また、多気筒内燃機関において、複数の気筒が、常時稼働する常用気筒と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒とから構成され、内燃機関が、休止可能気筒が稼働状態となる全筒運転および休止可能気筒が休止状態となる休筒運転に切り換えられて運転されるものは、よく知られている。
特公平7−30698号公報
この多気筒内燃機関によれば、開閉弁の開閉により吸気通路の通路長が変更されて、吸気圧力波を利用した過給により体積効率が向上する。
また、多気筒内燃機関において、複数の気筒が、常時稼働する常用気筒と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒とから構成され、内燃機関が、休止可能気筒が稼働状態となる全筒運転および休止可能気筒が休止状態となる休筒運転に切り換えられて運転されるものは、よく知られている。
多気筒4ストローク内燃機関が常用気筒と休止可能気筒とから構成される場合、常用気筒では、機関運転状態が、休筒可能気筒が稼働状態になる全筒運転域または休止可能気筒が休止状態になる休筒運転域にあるかに関わらず、吸気圧力波を利用した過給(以下、「動的過給」という。)、例えば共鳴過給による体積効率の向上を図ることが望ましい。
また、V型多気筒内燃機関などのように、第1,第2気筒群がそれぞれ第1,第2バンクを構成する多気筒内燃機関において、1つの気筒群を構成するすべての気筒が、休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒である場合、これら休止可能気筒が休止状態になると、休筒するバンク(以下、「休筒バンク」という。)のいずれの気筒においても燃焼が行われないので、休止可能気筒の温度が低下して、休筒バンク全体の温度が低下する。そして、この温度低下の程度は、バンクを構成する気筒の一部のみが休止可能気筒である場合に比べて大きい。このため、休止可能気筒が再び稼働状態になるときに、前述の温度低下に起因して機関性能の低下を招来するおそれがある。
そこで、第1,第2バンクのそれぞれが、常用気筒および休止可能気筒から構成される多気筒内燃機関が考えられるが、このような内燃機関においても、共鳴過給による体積効率の向上を図ることが望ましい。
また、V型多気筒内燃機関などのように、第1,第2気筒群がそれぞれ第1,第2バンクを構成する多気筒内燃機関において、1つの気筒群を構成するすべての気筒が、休止状態および稼働状態に切り換えられる休止可能気筒である場合、これら休止可能気筒が休止状態になると、休筒するバンク(以下、「休筒バンク」という。)のいずれの気筒においても燃焼が行われないので、休止可能気筒の温度が低下して、休筒バンク全体の温度が低下する。そして、この温度低下の程度は、バンクを構成する気筒の一部のみが休止可能気筒である場合に比べて大きい。このため、休止可能気筒が再び稼働状態になるときに、前述の温度低下に起因して機関性能の低下を招来するおそれがある。
そこで、第1,第2バンクのそれぞれが、常用気筒および休止可能気筒から構成される多気筒内燃機関が考えられるが、このような内燃機関においても、共鳴過給による体積効率の向上を図ることが望ましい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜6記載の発明は、常用気筒および休止可能気筒から構成される多気筒4ストローク内燃機関において、共鳴過給による体積効率の向上を図ることを目的とする。そして、請求項2記載の発明は、さらに、第1,第2バンクを備える多気筒4ストローク内燃機関において、共鳴過給による体積効率の向上を図ること、および、各バンクにおいて、休止可能気筒が稼働状態に切り換えられた直後の機関性能の向上を図ることを目的とし、請求項6記載の発明は、V型8気筒内燃機関において前述の目的の達成を図る。
請求項1記載の発明は、複数である所定数の気筒(C1〜C8)と、吸気チャンバ(50,60)および前記吸気チャンバ(50,60)から分岐して前記各気筒(C1〜C8)に連通する前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が設けられた吸気装置(Si)と、前記各気筒(C1〜C8)に嵌合するピストン(3)により回転駆動されるクランク軸(10)とを備える多気筒4ストローク内燃機関において、前記所定数の気筒(C1〜C8)が、常時稼働する複数である第1所定数の常用気筒(C1,C4,C6,C7)と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる1以上の第2所定数の休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)とから構成され、前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が、前記各常用気筒(C1,C4,C6,C7)に連通する前記第1所定数の常用側分岐吸気通路(P11,P14,P16,P17)と、前記休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)に連通する前記第2所定数の休止側分岐吸気通路(P12,P13,P15,P18)とから構成され、前記吸気装置(Si)は、前記吸気チャンバ(50;60)を第1チャンバ部分(51;61)および第2チャンバ部分(52;62)に仕切る仕切壁(33〜35)と、開閉弁(36〜38)とを備え、前記第1チャンバ部分(51;61)には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の前記常用気筒(C4,C7;C1,C6)にそれぞれ連通する前記常用側分岐吸気通路(P14,P17;P11,P16)により構成される常用側通路群(Ga1,Ga2)が開口し、前記第2チャンバ部分(52;62)には、前記常用側通路群(Ga1,Ga2)に含まれない前記分岐吸気通路(P12,P13,P15,P18)が開口し、前記開閉弁(37;38)は、前記第1チャンバ部分(51;61)および前記第2チャンバ部分(52;62)を連通させる連通路(42;43)を機関運転状態に応じて開閉する多気筒4ストローク内燃機関である。
請求項2記載の発明は、複数である所定数の気筒(C1〜C8)と、吸気チャンバ(50,60)および前記吸気チャンバ(50,60)から分岐して前記各気筒(C1〜C8)に連通する前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が設けられた吸気装置(Si)と、前記各気筒(C1〜C8)に嵌合するピストン(3)により回転駆動されるクランク軸(10)とを備える多気筒4ストローク内燃機関において、前記所定数の気筒(C1〜C8)が、常時稼働する複数である第1所定数の常用気筒(C1,C4,C6,C7)と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる複数である第2所定数の休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)とから構成され、前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が、前記常用気筒(C1,C4,C6,C7)に連通する常用側分岐吸気通路(P11,P14,P16,P17)と前記休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)に連通する休止側分岐吸気通路(P12,P13,P15,P18)とから構成され、前記第1所定数の常用気筒(C1,C4,C6,C7)は、第1常用気筒(C1,C4)および第2常用気筒(C6,C7)から構成され、前記第2所定数の休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)は、第1休止可能気筒(C2,C3)および第2休止可能気筒(C5,C8)から構成され、前記第1常用気筒(C1,C4)および前記第1休止可能気筒(C2,C3)が第1バンク(B1)を構成し、前記第2常用気筒(C6,C7)および前記第2休止可能気筒(C5,C8)が第2バンク(B2)を構成し、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)は、所定角度のバンク角を形成して配置され、前記吸気装置(Si)は、前記吸気チャンバ(50,60)を第1チャンバ部分(51;61)および第2チャンバ部分(52;62)に仕切る仕切壁(33〜35)と、開閉弁(36〜38)とを備え、前記第1チャンバ部分(51;61)には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない前記第1常用気筒(C4;C1)および前記第2常用気筒(C7;C6)にそれぞれ連通する前記常用側分岐吸気通路(P14,P17;P11,P16)により構成される常用側通路群(Ga1,Ga2)が開口し、前記第2チャンバ部分(52;62)には、前記常用側通路群(Ga1,Ga2)に含まれない前記分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)が開口し、前記開閉弁(37;38)は、前記第1チャンバ部分(51;61)および前記第2チャンバ部分(52;62)を連通させる連通路(42;43)を機関運転状態に応じて開閉する多気筒4ストローク内燃機関である。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第2所定数は、複数であり、前記第2チャンバ部分(52;62)には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の前記休止可能気筒(C2,C8;C3,C5)にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)により構成される休止側通路群(Gb1,Gb2)が開口するものである。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第1所定数の前記常用側分岐吸気通路(P14,P17;P11,P16)のそれぞれは、前記常用側通路群(Ga1;Ga2)に含まれ、前記第2所定数の前記休止側分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)のそれぞれは、前記休止側通路群(Gb1;Gb2)に含まれるものである。
請求項5記載の発明は、請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第2所定数は、複数であり、前記吸気チャンバ(50,60)には、前記第1チャンバ部分(51;61)および前記第2チャンバ部分(52;62)に吸入空気を導く共通の入口通路(40a,40b)が開口し、前記第2チャンバ部分(52,62)には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の前記休止可能気筒(C3,C8;C2,C5)にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路(P13,P18;P12,P15)から構成される休止側通路群(Gb1;Gb2)が開口するものである。
請求項6記載の発明は、請求項2から5のいずれか1項記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)はV字状に配置され、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)のそれぞれは、4つの前記気筒(C1〜C4;C5〜C8)から構成され、前記第1バンク(B1)では、気筒配列方向での中間の2つの前記気筒が前記第1休止可能気筒(C2,C3)であり、前記第2バンク(B2)では、気筒配列方向での両端の2つの前記気筒が前記第2休止可能気筒(C5,C8)であるものである。
請求項2記載の発明は、複数である所定数の気筒(C1〜C8)と、吸気チャンバ(50,60)および前記吸気チャンバ(50,60)から分岐して前記各気筒(C1〜C8)に連通する前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が設けられた吸気装置(Si)と、前記各気筒(C1〜C8)に嵌合するピストン(3)により回転駆動されるクランク軸(10)とを備える多気筒4ストローク内燃機関において、前記所定数の気筒(C1〜C8)が、常時稼働する複数である第1所定数の常用気筒(C1,C4,C6,C7)と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる複数である第2所定数の休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)とから構成され、前記所定数の分岐吸気通路(P11〜P18)が、前記常用気筒(C1,C4,C6,C7)に連通する常用側分岐吸気通路(P11,P14,P16,P17)と前記休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)に連通する休止側分岐吸気通路(P12,P13,P15,P18)とから構成され、前記第1所定数の常用気筒(C1,C4,C6,C7)は、第1常用気筒(C1,C4)および第2常用気筒(C6,C7)から構成され、前記第2所定数の休止可能気筒(C2,C3,C5,C8)は、第1休止可能気筒(C2,C3)および第2休止可能気筒(C5,C8)から構成され、前記第1常用気筒(C1,C4)および前記第1休止可能気筒(C2,C3)が第1バンク(B1)を構成し、前記第2常用気筒(C6,C7)および前記第2休止可能気筒(C5,C8)が第2バンク(B2)を構成し、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)は、所定角度のバンク角を形成して配置され、前記吸気装置(Si)は、前記吸気チャンバ(50,60)を第1チャンバ部分(51;61)および第2チャンバ部分(52;62)に仕切る仕切壁(33〜35)と、開閉弁(36〜38)とを備え、前記第1チャンバ部分(51;61)には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない前記第1常用気筒(C4;C1)および前記第2常用気筒(C7;C6)にそれぞれ連通する前記常用側分岐吸気通路(P14,P17;P11,P16)により構成される常用側通路群(Ga1,Ga2)が開口し、前記第2チャンバ部分(52;62)には、前記常用側通路群(Ga1,Ga2)に含まれない前記分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)が開口し、前記開閉弁(37;38)は、前記第1チャンバ部分(51;61)および前記第2チャンバ部分(52;62)を連通させる連通路(42;43)を機関運転状態に応じて開閉する多気筒4ストローク内燃機関である。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第2所定数は、複数であり、前記第2チャンバ部分(52;62)には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の前記休止可能気筒(C2,C8;C3,C5)にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)により構成される休止側通路群(Gb1,Gb2)が開口するものである。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第1所定数の前記常用側分岐吸気通路(P14,P17;P11,P16)のそれぞれは、前記常用側通路群(Ga1;Ga2)に含まれ、前記第2所定数の前記休止側分岐吸気通路(P12,P18;P13,P15)のそれぞれは、前記休止側通路群(Gb1;Gb2)に含まれるものである。
請求項5記載の発明は、請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第2所定数は、複数であり、前記吸気チャンバ(50,60)には、前記第1チャンバ部分(51;61)および前記第2チャンバ部分(52;62)に吸入空気を導く共通の入口通路(40a,40b)が開口し、前記第2チャンバ部分(52,62)には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の前記休止可能気筒(C3,C8;C2,C5)にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路(P13,P18;P12,P15)から構成される休止側通路群(Gb1;Gb2)が開口するものである。
請求項6記載の発明は、請求項2から5のいずれか1項記載の多気筒4ストローク内燃機関において、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)はV字状に配置され、前記第1バンク(B1)および前記第2バンク(B2)のそれぞれは、4つの前記気筒(C1〜C4;C5〜C8)から構成され、前記第1バンク(B1)では、気筒配列方向での中間の2つの前記気筒が前記第1休止可能気筒(C2,C3)であり、前記第2バンク(B2)では、気筒配列方向での両端の2つの前記気筒が前記第2休止可能気筒(C5,C8)であるものである。
請求項1記載の発明によれば、吸気装置の吸気チャンバが仕切壁により仕切られて形成された第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第1チャンバ部分には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の常用気筒に連通する常用側分岐吸気通路により構成される常用側通路群が開口するので、各常用側分岐吸気通路で生じる吸気圧力波が第1チャンバ部分において合成されて増幅される。この結果、内燃機関の全筒運転時および休筒運転時において、第1チャンバ部分を利用した共鳴過給により、共鳴通路が常用側分岐通路に加えて第1チャンバ部分だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
請求項2記載の発明によれば、第1,第2バンクを備える内燃機関の吸気装置の吸気チャンバが仕切壁により仕切られて形成された第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第1チャンバ部分には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1バンクの第1常用気筒および第2バンクの第2常用気筒に連通する常用側分岐吸気通路により構成される常用側通路群が開口するので、各常用側分岐吸気通路で生じる吸気圧力波が第1チャンバ部分において合成されて増幅される。この結果、内燃機関の全筒運転時および休筒運転時において、第1チャンバ部分を利用した共鳴過給により、共鳴通路が常用側分岐吸気通路に加えて第1チャンバ部分だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
また、第1,第2バンクのそれぞれが、常用気筒および休止可能気筒から構成されるので、各バンクにおいて、休止状態にある休止可能気筒には常用気筒からの燃焼熱が伝わって、バンクが休止可能気筒のみから構成される場合に比べて、休止状態にある休止可能気筒の温度低下が抑制される。この結果、第1,第2バンクにおいて、休止可能気筒が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
請求項3記載の事項によれば、第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の休止可能気筒にそれぞれ連通する休止側分岐吸気通路により構成される休止側通路群が開口するので、これら複数の休止可能気筒が稼働状態にあるとき、各休止側分岐吸気通路で生じる吸気圧力波が第2チャンバ部分において合成されて増幅される。この結果、休止側通路群を構成する休止側分岐吸気通路が連通する複数の休止可能気筒において、第2チャンバ部分を利用した共鳴過給により、共鳴通路が休止側分岐吸気通路に加えて第2チャンバ部分だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
請求項4記載の事項によれば、第1所定数の常用側分岐吸気通路のそれぞれは、常用側通路群に含まれ、第2所定数の休止側分岐吸気通路のそれぞれは、休止側通路群に含まれることにより、内燃機関の前記所定数の全気筒において、共鳴効果により体積効率が向上するので、内燃機関全体での体積効率が向上する。
請求項5記載の事項によれば、第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分には180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の休止可能気筒の休止側分岐吸気通路により構成される休止側通路群が開口するので、これら1対の休止可能気筒が稼働状態にあるとき、一方の休止可能気筒に連通する休止側分岐吸気通路に生じる吸気圧力波と他方の休止可能気筒に連通する休止側分岐吸気通路に生じる吸気圧力波とが、第2チャンバ部分において打ち消し合う。この結果、第2チャンバ部分での吸気圧力波が、入口通路の開口部または該開口部付近を通じて第1チャンバ部分の吸気圧力波を減衰させることが抑制されて、常用気筒において、第1チャンバ部分を利用した共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
請求項6記載の事項によれば、V型8気筒内燃機関において、請求項2〜5のいずれか1項記載の発明の効果が奏される。
また、第1,第2バンクにおいて、気筒配列方向で各休止可能気筒に隣接して常用気筒が配置されるので、休止可能気筒に隣接する常用気筒からの燃焼熱が休止状態にある休止可能気筒に伝わって、該休止可能気筒での温度低下が抑制されることから、休止可能気筒が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
請求項2記載の発明によれば、第1,第2バンクを備える内燃機関の吸気装置の吸気チャンバが仕切壁により仕切られて形成された第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第1チャンバ部分には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1バンクの第1常用気筒および第2バンクの第2常用気筒に連通する常用側分岐吸気通路により構成される常用側通路群が開口するので、各常用側分岐吸気通路で生じる吸気圧力波が第1チャンバ部分において合成されて増幅される。この結果、内燃機関の全筒運転時および休筒運転時において、第1チャンバ部分を利用した共鳴過給により、共鳴通路が常用側分岐吸気通路に加えて第1チャンバ部分だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
また、第1,第2バンクのそれぞれが、常用気筒および休止可能気筒から構成されるので、各バンクにおいて、休止状態にある休止可能気筒には常用気筒からの燃焼熱が伝わって、バンクが休止可能気筒のみから構成される場合に比べて、休止状態にある休止可能気筒の温度低下が抑制される。この結果、第1,第2バンクにおいて、休止可能気筒が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
請求項3記載の事項によれば、第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の休止可能気筒にそれぞれ連通する休止側分岐吸気通路により構成される休止側通路群が開口するので、これら複数の休止可能気筒が稼働状態にあるとき、各休止側分岐吸気通路で生じる吸気圧力波が第2チャンバ部分において合成されて増幅される。この結果、休止側通路群を構成する休止側分岐吸気通路が連通する複数の休止可能気筒において、第2チャンバ部分を利用した共鳴過給により、共鳴通路が休止側分岐吸気通路に加えて第2チャンバ部分だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
請求項4記載の事項によれば、第1所定数の常用側分岐吸気通路のそれぞれは、常用側通路群に含まれ、第2所定数の休止側分岐吸気通路のそれぞれは、休止側通路群に含まれることにより、内燃機関の前記所定数の全気筒において、共鳴効果により体積効率が向上するので、内燃機関全体での体積効率が向上する。
請求項5記載の事項によれば、第1,第2チャンバ部分において、開閉弁が連通路を閉じて、第1,第2チャンバ部分が連通路を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分には180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の休止可能気筒の休止側分岐吸気通路により構成される休止側通路群が開口するので、これら1対の休止可能気筒が稼働状態にあるとき、一方の休止可能気筒に連通する休止側分岐吸気通路に生じる吸気圧力波と他方の休止可能気筒に連通する休止側分岐吸気通路に生じる吸気圧力波とが、第2チャンバ部分において打ち消し合う。この結果、第2チャンバ部分での吸気圧力波が、入口通路の開口部または該開口部付近を通じて第1チャンバ部分の吸気圧力波を減衰させることが抑制されて、常用気筒において、第1チャンバ部分を利用した共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
請求項6記載の事項によれば、V型8気筒内燃機関において、請求項2〜5のいずれか1項記載の発明の効果が奏される。
また、第1,第2バンクにおいて、気筒配列方向で各休止可能気筒に隣接して常用気筒が配置されるので、休止可能気筒に隣接する常用気筒からの燃焼熱が休止状態にある休止可能気筒に伝わって、該休止可能気筒での温度低下が抑制されることから、休止可能気筒が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
本発明の実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された多気筒内燃機関Eは、複数である所定数の、ここでは8つの気筒C1〜C8と、各気筒C1〜C8に嵌合するピストン3により回転駆動されるクランク軸10とを備える4ストローク内燃機関であり、クランク軸10の回転中心線Leが車両の前後方向に指向する縦置き配置で、機械としての車両に搭載される。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された多気筒内燃機関Eは、複数である所定数の、ここでは8つの気筒C1〜C8と、各気筒C1〜C8に嵌合するピストン3により回転駆動されるクランク軸10とを備える4ストローク内燃機関であり、クランク軸10の回転中心線Leが車両の前後方向に指向する縦置き配置で、機械としての車両に搭載される。
内燃機関Eは、回転中心線Leの方向から見てバンク角が90°のV字状に配置された1対のバンクB1,B2を構成するように配列された8つの気筒C1〜C8を有するシリンダブロック1と、第1,第2バンクB1,B2のそれぞれにおいて各気筒C1〜C4,C5〜C8の上端部に結合される1対のシリンダヘッド2とから構成される機関本体を備える。それゆえ、第1バンクおおび第2バンクは、所定角度のバンク角(すなわち、0°以外の角度のバンク角)を形成する。
第1バンクB1は、回転中心線Leに平行な方向に配列された複数としての4つの気筒C1〜C4の列から構成される第1気筒群により構成され、第2バンクB2は、回転中心線Leに平行な方向に配列された複数としての4つの気筒C5〜C8の列から構成される第2気筒群により構成される。両バンクB1,B2を構成する気筒数は、この実施形態では同一であるが、別の例では、異なっていてもよい。
1つの気筒C1〜C8毎に、シリンダ軸線L1またはシリンダ軸線L2の方向でピストン3と各シリンダヘッド2との間に燃焼室4が形成され、さらに各シリンダヘッド2には、燃焼室4に連通する吸気ポートP1〜P8および排気ポート5をそれぞれ開閉する吸気弁6および排気弁7と、燃焼室4に臨む点火栓(図示されず)とが設けられる。
さらに、内燃機関Eは、吸入空気を燃焼室4に導く吸気通路が設けられる吸気装置Siと、吸入空気に燃料を供給して混合気を形成する混合気形成手段としての燃料噴射弁8と、燃焼室4内で燃料が前記点火栓により点火されて燃焼して発生した燃焼ガスを排気ガスとして燃焼室4から内燃機関Eの外部に導く排気通路が設けられる排気装置Seと、吸気弁6および排気弁7をクランク軸10の回転位置(すなわちクランク角)に応じて開閉する動弁装置11と、1つの制御装置12とを備える。
シリンダブロック1に回転可能に支持されたクランク軸10が有する4つのクランクピン(図1には、両気筒C1,C5のピストン3がコンロッド9を介して連結されるクランクピン10aが示されている。)には、両気筒C1,C5のピストン3、両気筒C2,C6のピストン3、両気筒C3,C7のピストン3および両気筒C4,C8のピストン3が、それぞれコンロッド9を介して連結される。そして、燃焼室4内の燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動する各ピストン3が、コンロッド9を介してクランク軸10を回転駆動する。
各シリンダヘッド2に設けられる動弁装置11は、動弁用伝動機構を介して伝達されるクランク軸10の動力により回転駆動されて吸気弁6および排気弁7を開閉駆動する1対のカム軸11aと、後述するバルブ休止機構11bとを備える。
制御装置12は、マイクロプロセッサを有する電子制御ユニット13と、内燃機関Eの機関運転状態(以下、「機関運転状態」という。)を検出する運転状態検出手段14とを備える。運転状態検出手段14は、機関負荷を検出する負荷検出手段14aと、機関回転速度を検出する回転速度検出手段14bと、吸気装置Siに設けられて吸入空気の流量(以下、「吸入空気量」という。)を検出する空気量検出手段としてのエアフローメータ15a,15bと、アクセル操作量などのその他の各種検出手段とから構成される。電子制御ユニット13は、運転状態検出手段14で検出された機関運転状態に基づいて、燃料噴射弁8、前記点火栓、バルブ休止機構11b、スロットル弁21a,21b、開閉弁36〜38などを制御する。例えば、制御装置12は、燃料噴射弁8から噴射される燃料量の基本量を、機関回転速度および吸入空気量に基づいて算出する。
制御装置12は、マイクロプロセッサを有する電子制御ユニット13と、内燃機関Eの機関運転状態(以下、「機関運転状態」という。)を検出する運転状態検出手段14とを備える。運転状態検出手段14は、機関負荷を検出する負荷検出手段14aと、機関回転速度を検出する回転速度検出手段14bと、吸気装置Siに設けられて吸入空気の流量(以下、「吸入空気量」という。)を検出する空気量検出手段としてのエアフローメータ15a,15bと、アクセル操作量などのその他の各種検出手段とから構成される。電子制御ユニット13は、運転状態検出手段14で検出された機関運転状態に基づいて、燃料噴射弁8、前記点火栓、バルブ休止機構11b、スロットル弁21a,21b、開閉弁36〜38などを制御する。例えば、制御装置12は、燃料噴射弁8から噴射される燃料量の基本量を、機関回転速度および吸入空気量に基づいて算出する。
内燃機関Eのすべての気筒である8つの気筒C1〜C8は、常時稼働する気筒であって複数である第1所定数としての4つの常用気筒C1,C4,C6,C7と、後述する気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる気筒であって複数である第2所定数としての4つの休止可能気筒C2,C3,C5,C8とから構成される。なお、図2、および後述する図4において、休止可能気筒C2,C3,C5,C8には、破線のハッチングが施されている。
そして、4つの常用気筒C1,C4,C6,C7は、2つの第1常用気筒C1,C4および2つの第2常用気筒C6,C7から構成され、4つの休止可能気筒C2,C3,C5,C8は、第1休止可能気筒C2,C3および第2休止可能気筒C5,C8から構成される。第1常用気筒C1,C4および第1休止可能気筒C2,C3は前記第1気筒群を構成し、第2常用気筒C6,C7および第2休止可能気筒C5,C8は前記第2気筒群を構成する。
したがって、第1バンクB1を構成する気筒のうちで、一部の気筒が休止可能気筒C2,C3であり、残りの気筒が常用気筒C1,C4である。第2バンクB2を構成する気筒のうちで、一部の気筒が休止可能気筒C5,C8であり、残りの気筒が常用気筒C6,C7である。また、第1バンクB1では、前記第1気筒群の気筒配列方向での中間に位置する2つの気筒が休止可能気筒C2,C3であり、第2バンクB2では、前記第2気筒群の気筒配列方向での両端に位置する2つの気筒が休止可能気筒C5,C8である。
したがって、第1バンクB1を構成する気筒のうちで、一部の気筒が休止可能気筒C2,C3であり、残りの気筒が常用気筒C1,C4である。第2バンクB2を構成する気筒のうちで、一部の気筒が休止可能気筒C5,C8であり、残りの気筒が常用気筒C6,C7である。また、第1バンクB1では、前記第1気筒群の気筒配列方向での中間に位置する2つの気筒が休止可能気筒C2,C3であり、第2バンクB2では、前記第2気筒群の気筒配列方向での両端に位置する2つの気筒が休止可能気筒C5,C8である。
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8には、該気筒C2,C3,C5,C8の稼働および休止を切り換える気筒休止手段としてのバルブ休止機構11bが設けられる。バルブ休止機構11bは、休止可能気筒C2,C3,C5,C8の吸気弁6および排気弁7を休止状態にするための、すなわち閉弁状態に保つための、それ自体周知の機構である。そして、バルブ休止機構11bの作動状態および非作動状態は、制御装置12により機関運転状態に応じて切り換えられる。
具体的には、機関運転状態が、第1特定運転域、例えば負荷検出手段14aにより検出される機関負荷が所定負荷以下の低負荷域にあるとき、制御装置12は、燃料噴射弁8および前記点火栓の作動を停止すると共に、バルブ休止機構11bを作動状態にして、休止可能気筒C2,C3,C5,C8の吸気弁6および排気弁7が休止状態にされる。また、機関運転状態が、第1特定運転域以外の運転域、例えば機関負荷が前記所定負荷を超える高負荷域にあるとき、制御装置12はバルブ休止機構11bを非作動状態にして、休止可能気筒C2,C3,C5,C8の吸気弁6および排気弁7がカム軸11aにより開閉駆動される。ここで、制御装置12およびバルブ休止機構11bは、機関運転状態に応じて休止可能気筒C2,C3,C5,C8を休止状態および稼動状態に切り換えて、稼働する気筒数を制御する気筒制御手段を構成する。
それゆえ、運転中の内燃機関Eの運転形態は、前記気筒制御手段により、機関運転状態に関わらず常時稼働状態にある常用気筒C1,C4,C6,C7に加えて、休止可能気筒C2,C3,C5,C8が稼働状態になって、全気筒C1〜C8が稼働状態になる全筒運転と、休止可能気筒C2,C3,C5,C8が休止状態になって、常用気筒C1,C4,C6,C7が稼働する休筒運転とに切換えが可能である。
吸気装置Siは、エアクリーナ20と、エアクリーナ20を通って各気筒C1〜C8に吸入される吸入空気の流量を制御するスロットル弁21a,21bを有する流量制御装置Ta,Tbと、エアクリーナ20と流量制御装置Ta,Tbとを接続してエアクリーナ20からの吸入空気を流量制御装置Ta,Tbに導く空気通路25a,25bを形成する空気導管24a,24bと、スロットル弁21a;21bを通過した吸入空気を各気筒C2,C4,C7,C8;C1,C3,C5,C6に分配する吸気マニホルドMとを備える。エアフローメータ15a,15bは、前記吸気通路において、スロットル弁21a,21bよりも上流で、空気導管24a,24bに配置される。
流量制御装置Ta,Tbは、第1スロットル弁21aを有すると共に主に第1吸気チャンバ50(後述)に導かれる吸入空気の流量を制御する第1流量制御装置Taと、第2スロットル弁21bを有すると共に主に第2吸気チャンバ60(後述)に導かれる吸入空気の流量を制御する第2流量制御装置Tbとから構成される。
第1流量制御装置Taは、第1バンクB1の一部の常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C4と、第1バンクB1の一部の休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの吸気可能気筒C2と、第2バンクB2の一部の常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C7と、第2バンクB2の一部の休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの吸気可能気筒C8とに吸入される吸入空気の流量を主として制御する。
第2流量制御装置Tbは、第1バンクB1の残りの常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C1と、第1バンクB1の残りの休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの休止可能気筒C3と、第2バンクB2の残りの常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C6と、第2バンクB2の残りの休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの休止可能気筒C5とに吸入される吸入空気の流量を主として制御する。
第1流量制御装置Taは、第1バンクB1の一部の常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C4と、第1バンクB1の一部の休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの吸気可能気筒C2と、第2バンクB2の一部の常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C7と、第2バンクB2の一部の休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの吸気可能気筒C8とに吸入される吸入空気の流量を主として制御する。
第2流量制御装置Tbは、第1バンクB1の残りの常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C1と、第1バンクB1の残りの休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの休止可能気筒C3と、第2バンクB2の残りの常用気筒である1以上の、ここでは1つの常用気筒C6と、第2バンクB2の残りの休止可能気筒である1以上の、ここでは1つの休止可能気筒C5とに吸入される吸入空気の流量を主として制御する。
各流量制御装置Ta,Tbは、流量制御弁としてのスロットル弁21a,21bのほかに、該スロットル弁21a,21bが配置される空気通路23a,23bを形成するボディであるスロットルボディ22a,22bを有する。各スロットル弁21a,21bは、制御装置12により制御される電動モータにより駆動されて、運転者によるアクセル操作量に応じてその開度が制御される。
空気導管24a,24bは、エアクリーナ20と第1流量制御装置Taとを接続する第1空気導管24aと、エアクリーナ20と第2流量制御装置Tbとを接続する第2空気導管24bとから構成される。第1,第2空気通路25a,25bは、それぞれその上流開口部25a1,25b1においてエアクリーナ20に開口している。
エアフローメータ15a,15bは、第1流量制御装置Taにより制御される吸入空気量を検出する第1空気量検出手段としての第1エアフローメータ15aと、第2流量制御装置Tbにより制御される吸入空気量を検出する第2空気量検出手段としての第2エアフローメータ15bとから構成される。
エアフローメータ15a,15bは、第1流量制御装置Taにより制御される吸入空気量を検出する第1空気量検出手段としての第1エアフローメータ15aと、第2流量制御装置Tbにより制御される吸入空気量を検出する第2空気量検出手段としての第2エアフローメータ15bとから構成される。
ここで、吸気装置Siにおいて、空気導管24a,24bを含めて吸入空気の流れに沿ってエアクリーナ20から流量制御装置Ta,Tbまでの部分は、吸気装置Siの上流側部分を構成する。そして、空気通路25a,25bおよび空気通路23a,23bにより構成される上流側吸気通路と、吸気マニホルドMにより形成される下流側吸気通路とから、前記吸気通路が構成される。
吸気マニホルドMは、流量制御装置Ta,Tbが接続される入口部30a,30bと、入口部30a,30bが接続されるチャンバ壁31,32と、上流端部でチャンバ壁31,32に接続されると共に下流端部で第1,第2バンクB1,B2のシリンダヘッド2に接続される前記所定数である8つの分岐管39と、第1,第2開閉弁36,37,38から構成される開閉弁36〜38とを有する。
吸気マニホルドMには、入口部30a,30bにより形成される入口通路40a,40bと、チャンバ壁31,32により形成されて入口通路40a,40bが開口する吸気チャンバ50,60と、各分岐管39により形成されて吸気チャンバ50,60に開口する分岐吸気通路P11〜P18とが設けられる。すべての分岐吸気通路P11〜P18は互いに独立した通路である。
そして、入口通路40a,40bと吸気チャンバ50,60と各分岐吸気通路P11〜P18とから、前記下流側吸気通路が構成される。
吸気マニホルドMには、入口部30a,30bにより形成される入口通路40a,40bと、チャンバ壁31,32により形成されて入口通路40a,40bが開口する吸気チャンバ50,60と、各分岐管39により形成されて吸気チャンバ50,60に開口する分岐吸気通路P11〜P18とが設けられる。すべての分岐吸気通路P11〜P18は互いに独立した通路である。
そして、入口通路40a,40bと吸気チャンバ50,60と各分岐吸気通路P11〜P18とから、前記下流側吸気通路が構成される。
すべての分岐吸気通路P11〜P18の通路長はほぼ同一に設定され、かつ各吸気ポートP1〜P8の通路長および各分岐吸気通路P11〜P18の通路長の合計の通路長は、全気筒C1〜C8において、ほぼ同一に設定されている。なお、図1,図2,図4においては、図示の便宜上、これら通路長が正確に記載されていない。
なお、この明細書において、「ほぼ」との表現は、「ほぼ」との修飾語がない場合を含むと共に、「ほぼ」との修飾語がない場合とは厳密には一致しないものの、「ほぼ」との修飾語がない場合と比べて作用効果に関して有意の差異がない範囲を意味する。
入口部30a,30bは、第1,第2流量制御装置Ta,Tbがそれぞれ接続される管状の第1,第2入口部30a,30bから構成される。チャンバ壁31,32は、第1,第2入口部30a,30bがそれぞれ接続される第1,第2チャンバ壁31,32から構成される。
入口通路40a,40bは、第1,第2入口部30a,30bによりそれぞれ形成される第1,第2入口通路40a,40bから構成され、吸気チャンバ50,60は、第1,第2チャンバ壁31,32によりそれぞれ形成される第1,第2吸気チャンバ50,60から構成される。
入口通路40a,40bは、第1,第2入口部30a,30bによりそれぞれ形成される第1,第2入口通路40a,40bから構成され、吸気チャンバ50,60は、第1,第2チャンバ壁31,32によりそれぞれ形成される第1,第2吸気チャンバ50,60から構成される。
チャンバ壁31,32は、吸気チャンバ50,60を第1,第2吸気チャンバ50,60に仕切る第1仕切壁33と、第1,第2吸気チャンバ50;60のそれぞれを第1,第2チャンバ部分51,52;61,62に仕切る複数としての2つの第2仕切壁34,35とを有する。第1,第2チャンバ壁31,32のそれぞれの一部としての第1仕切壁33は、この実施形態では、第1,第2チャンバ壁31,32で共通の壁であるが、別の例として、別々の壁であってもよい。同様に、各第2仕切壁34,35も、共通の壁でなく、別々の壁であってもよい。
また、第1吸気チャンバ50において、第1,第2チャンバ部分51,52には、共通の通路としての第1入口通路40aがその開口部40a1において開口していて、両チャンバ部分51,52は、開口部40a1または開口部40a1付近を通じて互いに常時連通状態にある。同様に、第2吸気チャンバ60において、第1,第2チャンバ部分61,62には共通の通路としての第2入口通路40bがその開口部40b1において開口していて、両チャンバ部分61,62は、開口部40b1または開口部40b1付近を通じて互いに常時連通状態にある。
8つの分岐吸気通路P11〜P18は、各常用気筒C1,C4,C6,C7に連通する前記第1所定数である4つの常用側分岐吸気通路P11,P14,P16,P17と、各休止可能気筒C2,C3,C5,C8に連通する前記第2所定数である4つの休止側分岐吸気通路P12,P13,P15,P18とから構成される。
図3を併せて参照すると、第1,第2吸気チャンバ50;60のそれぞれにおいて、第1チャンバ部分51;61には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数としての2つの常用気筒C4,C7;C1,C6の分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2のみが開口し、第2チャンバ部分52;62には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数としての2つの休止可能気筒C2,C8;C3,C5の休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2のみが開口する。したがって、第2チャンバ部分52;62には、常用側通路群Ga1,Ga2に含まれない分岐吸気通路P12,P18;P13,P15が開口する。そして、内燃機関Eには、1以上の、この実施形態では、複数である2つの常用側通路群Ga1,Ga2が設けられ、1以上の、この実施形態では、複数である2つの休止側通路群Gb1,Gb2が設けられる。
このため、内燃機関Eのすべての常用側分岐吸気通路P11,P14,P16,P17のそれぞれは、いずれかの常用側通路群Ga1,Ga2に含まれ、内燃機関Eのすべての休止側分岐吸気通路P12,P13,P15,P18のそれぞれは、いずれかの休止側通路群Gb1,Gb2に含まれるので、内燃機関Eのすべての分岐吸気通路P11〜P18のそれぞれが、常用側通路群Ga1,Ga2または休止側通路群Gb1,Gb2に含まれる。
第1仕切壁33には、第1,第2吸気チャンバ50,60を互いに連通させる第1連通路41が設けられ、第1開閉弁36が、機関運転状態に応じて第1連通路41を開閉する。第1,第2吸気チャンバ50,60は、第1連通路41のみを通じて互いに連通可能である。各第2仕切壁34;35には、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62を互いに連通させる第2連通路42;43が設けられ、両第2開閉弁37,38が機関運転状態に応じて両第2連通路42,43をそれぞれ開閉する。なお、図1には、開弁状態にある開閉弁38が二点鎖線で示され、図2には、開弁状態にある各開閉弁36〜38が二点鎖線で示されている。
また、第1,第2吸気チャンバ50,60はほぼ同一の容積であり、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62はほぼ同一の容積である。
また、第1,第2吸気チャンバ50,60はほぼ同一の容積であり、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62はほぼ同一の容積である。
共通の弁軸70を有する第1,第2開閉弁36〜38は、制御装置12により制御されるアクチュエータ71により駆動されて、内燃機関Eの機関運転状態に応じて、それぞれ第1,第2連通路41〜43を、同時に開閉する。したがって、第1開閉弁36は、第2チャンバ部分52および第2チャンバ部分62を、第1連通路41を通じての連通状態および非連通状態に切り換えることにより、第1吸気チャンバ50および第2吸気チャンバ60を、第1連通路41を通じての連通状態および非連通状態に切り換える。また、各第2開閉弁37;38は第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62を、機関運転状態に応じて、それぞれ第2連通路42,43を通じての連通状態および非連通状態に切り換える。
具体的には、機関運転状態が、第2特定運転域としての第1動的過給運転域である共鳴過給運転域、例えば回転速度検出手段14bにより検出された機関回転速度が所定回転速度以下の低速回転域にあるとき、制御装置12は第1,第2開閉弁36〜38を閉弁して、第1,第2連通路41〜43が閉じられる。このとき、第1連通路41が第1開閉弁36により閉じられて、第1,第2吸気チャンバ50,60間の第1連通路41を通じての連通が遮断される。このため、第1,第2吸気チャンバ50,60は互いに非連通状態になり、互いに独立したチャンバとなる。また、各第2連通路42;43が各第2開閉弁37;38により閉じられると、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62間での各第2連通路42;43を通じての連通が遮断される。
機関運転状態が、前記第2特定運転域以外の運転域である第2非特定運転域としての第2動的過給運転域である慣性過給運転域、例えば機関回転速度が前記所定回転速度を超えた高速回転域にあるとき、制御装置12は第1,第2開閉弁36〜38を開弁して、第1,第2連通路41〜43が開かれる。このとき、第1連通路41が第1開閉弁36により開かれて、第1,第2吸気チャンバ50,60間が第1連通路41を通じて連通し、第1,第2吸気チャンバ50,60は互いに連通状態になる。また、各第2連通路42;43が各第2開閉弁37;38により開かれて、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が各第2連通路42;43を通じて連通する。
以下、内燃機関Eの運転時での動的過給について説明する。
(1)低負荷域で、かつ低速回転域での機関運転状態(以下、「第1運転状態」という。)
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は休止状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が閉弁して、第1,第2連通路41〜43が閉じられる。この状態で、各常用気筒C4,C7について、吸気ポートP4と常用側分岐吸気通路P14と第1吸気チャンバ50の第1チャンバ部分51と入口通路40aとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP7と常用側分岐吸気通路P17と第1チャンバ部分51と入口通路40aとで構成される共鳴通路が、それぞれ、吸気圧力波による脈動がないか、または極めて小さい第1スロットル弁21aの上流を反射部として形成される。同様に、各常用気筒C1,C6について、吸気ポートP1と分岐吸気通路P11と第2吸気チャンバ60の第1チャンバ部分61と入口通路40bとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP6と常用分岐吸気通路P16と第1チャンバ部分61と入口通路40bとで構成される共鳴通路が、それぞれ、吸気圧力波による脈動がないか、または極めて小さい第2スロットル弁21bの上流を反射部として形成される。
ここで、入口通路40aと空気通路23aと空気通路25aとは、第1,第2チャンバ部分51,52にエアクリーナ20の吸入空気を導く共通の空気通路であり、入口通路40bと空気通路23bと空気通路25bとは、第1,第2チャンバ部分61,62にエアクリーナ20の吸入空気を導く共通の空気通路である。
(1)低負荷域で、かつ低速回転域での機関運転状態(以下、「第1運転状態」という。)
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は休止状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が閉弁して、第1,第2連通路41〜43が閉じられる。この状態で、各常用気筒C4,C7について、吸気ポートP4と常用側分岐吸気通路P14と第1吸気チャンバ50の第1チャンバ部分51と入口通路40aとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP7と常用側分岐吸気通路P17と第1チャンバ部分51と入口通路40aとで構成される共鳴通路が、それぞれ、吸気圧力波による脈動がないか、または極めて小さい第1スロットル弁21aの上流を反射部として形成される。同様に、各常用気筒C1,C6について、吸気ポートP1と分岐吸気通路P11と第2吸気チャンバ60の第1チャンバ部分61と入口通路40bとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP6と常用分岐吸気通路P16と第1チャンバ部分61と入口通路40bとで構成される共鳴通路が、それぞれ、吸気圧力波による脈動がないか、または極めて小さい第2スロットル弁21bの上流を反射部として形成される。
ここで、入口通路40aと空気通路23aと空気通路25aとは、第1,第2チャンバ部分51,52にエアクリーナ20の吸入空気を導く共通の空気通路であり、入口通路40bと空気通路23bと空気通路25bとは、第1,第2チャンバ部分61,62にエアクリーナ20の吸入空気を導く共通の空気通路である。
そして、各第1チャンバ部分51;61に開口する両分岐吸気通路P14,P17;P11,P16がそれぞれ連通する両気筒C4,C7;C1,C6のクランク角位相差が360°であるため、各第1チャンバ部分51;61では、両分岐吸気通路P14,P17;P11,P16および両吸気ポートP4,P7;P1,P6に生じる吸気圧力波の山同士が重なり合って、該吸気圧力波が合成されて増幅されるので、その分、気筒C4,C7;C1,C6において、共鳴過給による体積効率が向上する。しかも、第1チャンバ部分51,61が共鳴通路を構成することから、該共鳴通路が第1,第2吸気チャンバ50,60において分断されることがなく、該第1チャンバ部分51,61の分だけ共鳴通路の通路長が長くなるので、低速回転域での共鳴過給による体積効率を向上させることができる。
また、第1チャンバ部分51,61と第2チャンバ部分52,62とは第2連通路42,43を通じての連通が遮断されていて、しかも吸気弁6および排気弁7が閉弁状態にあるため、第2チャンバ部分52,62の吸気圧力が第1チャンバ部分51,61での吸気圧力波を減衰させることは殆どない。
(2)高負荷域で、低速回転域での機関運転状態(以下、「第2運転状態」という。)
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は稼動状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が閉弁して、第1,第2連通路41〜43が閉じられる。この状態で、各常用気筒C1,C4,C6,C7については、前述の第1運転状態のときと同様である。そして、各休止可能気筒C2,C8について、吸気ポートP2と休止側分岐吸気通路P12と第1吸気チャンバ50の第2チャンバ部分52と入口通路40aとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP8と休止側分岐吸気通路P18と第2チャンバ部分52と入口通路40aとで構成される共鳴通路が、それぞれ、スロットル弁21aの上流を反射部として形成される。同様に、各休止可能気筒C3,C5について、吸気ポートP3と休止分岐吸気通路P13と第2吸気チャンバ60の第2チャンバ部分62と入口通路40bとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP5と休止側分岐吸気通路P15と第2チャンバ部分62と入口通路40bとで構成される共鳴通路が、それぞれ、スロットル弁21bの上流を反射部として形成される。
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は稼動状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が閉弁して、第1,第2連通路41〜43が閉じられる。この状態で、各常用気筒C1,C4,C6,C7については、前述の第1運転状態のときと同様である。そして、各休止可能気筒C2,C8について、吸気ポートP2と休止側分岐吸気通路P12と第1吸気チャンバ50の第2チャンバ部分52と入口通路40aとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP8と休止側分岐吸気通路P18と第2チャンバ部分52と入口通路40aとで構成される共鳴通路が、それぞれ、スロットル弁21aの上流を反射部として形成される。同様に、各休止可能気筒C3,C5について、吸気ポートP3と休止分岐吸気通路P13と第2吸気チャンバ60の第2チャンバ部分62と入口通路40bとで構成される共鳴通路、および、吸気ポートP5と休止側分岐吸気通路P15と第2チャンバ部分62と入口通路40bとで構成される共鳴通路が、それぞれ、スロットル弁21bの上流を反射部として形成される。
そして、各第2チャンバ部分52;62に開口する両分岐吸気通路P12,P18;P13,P15がそれぞれ連通する両気筒C2,C8;C3,C5のクランク角位相差が360°であるため、第2チャンバ部分52;62では、両分岐吸気通路P12,P18;P13,P15および両吸気ポートP2,P8;P3,P5に生じる吸気圧力波の山同士が重なり合って、該吸気圧力波が合成されて増幅されるので、その分、気筒C2,C8;C3,C5において、共鳴過給による体積効率が向上する。しかも、第2チャンバ部分52,62が共鳴通路を構成することから、該共鳴通路が第1,第2吸気チャンバ50,60において分断されることがなく、該第2チャンバ部分52,62の分だけ共鳴通路の通路長が長くなるので、低速回転域での共鳴過給による体積効率を向上させることができる。
したがって、全ての気筒C1〜C8で、共鳴過給により体積効率が向上する。
したがって、全ての気筒C1〜C8で、共鳴過給により体積効率が向上する。
(3)低負荷域で、かつ高速回転域での機関運転状態(以下、「第3運転状態」という。)
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は休止状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が開弁して、第1,第2連通路41〜43が開かれる。この状態で、常用気筒C1,C4,C6,C7について、各第2連通路42;43を通じて第1,第2吸気チャンバ50;60のそれぞれにおける第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が互いに連通し、さらに第1連通路41を通じて第1,第2吸気チャンバ50,60が互いに連通するので、第1,第2吸気チャンバ50,60が1つの大きな容積空間となり、体積効率が向上する。
すなわち、高速回転域では、低速回転域と同等の共鳴過給効果は得られないので、第1,第2吸気チャンバ50,60を連通させることにより、吸気チャンバ50,60を1つの容積空間とすることで吸気不足を回避して、体積効率の向上を図る。
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は休止状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が開弁して、第1,第2連通路41〜43が開かれる。この状態で、常用気筒C1,C4,C6,C7について、各第2連通路42;43を通じて第1,第2吸気チャンバ50;60のそれぞれにおける第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が互いに連通し、さらに第1連通路41を通じて第1,第2吸気チャンバ50,60が互いに連通するので、第1,第2吸気チャンバ50,60が1つの大きな容積空間となり、体積効率が向上する。
すなわち、高速回転域では、低速回転域と同等の共鳴過給効果は得られないので、第1,第2吸気チャンバ50,60を連通させることにより、吸気チャンバ50,60を1つの容積空間とすることで吸気不足を回避して、体積効率の向上を図る。
(4)高負荷域で、かつ高速回転域での機関運転状態(以下、「第4運転状態」という。)
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は稼働状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が開弁して、第1,第2連通路41〜43が開かれて、第1,第2吸気チャンバ50,60が1つの大きな容積空間となる。この状態で、各休止可能気筒C2,C3,C5,C8を含む全ての気筒C1〜C8で、体積効率が向上する。
各休止可能気筒C2,C3,C5,C8は稼働状態にあり、第1,第2開閉弁36〜38が開弁して、第1,第2連通路41〜43が開かれて、第1,第2吸気チャンバ50,60が1つの大きな容積空間となる。この状態で、各休止可能気筒C2,C3,C5,C8を含む全ての気筒C1〜C8で、体積効率が向上する。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
V型8気筒内燃機関Eにおいて、8つの気筒C1〜C8が、4つの常用気筒C1,C4,C6,C7と4つの休止可能気筒C2,C3,C6,C7とから構成され、8つの分岐吸気通路P11〜P18が常用側分岐吸気通路P11,P14,P16,P17と休止側分岐吸気通路P12,P13,P15,P18とから構成され、4つの常用気筒C1,C4,C6,C7は第1常用気筒C1,C4および第2常用気筒C6,C7から構成され、4つの休止可能気筒C2,C3,C5,C8は第1休止可能気筒C2,C3および第2休止可能気筒C5,C8から構成され、第1常用気筒C1,C4および第1休止可能気筒C2,C3が第1バンクB1を構成し、第2常用気筒C6,C7および第2休止可能気筒C5,C8が第2バンクB2を構成し、吸気装置Siは、第1,第2吸気チャンバ50;60を第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に仕切る第1〜第3仕切壁33〜35と、第1,第2開閉弁36〜38とを備え、第1チャンバ部分51;61には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1常用気筒C4;C1および第2常用気筒C7;C6にそれぞれ連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口し、第2チャンバ部分52;62には、常用側通路群Ga1,Ga2に含まれない分岐吸気通路P12,P18,P13,P15が開口し、第1開閉弁36は、第1吸気チャンバ50および第2吸気チャンバ60を連通させる第1連通路41を機関運転状態に応じて開閉し、第2開閉弁37;38は、第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62を連通させる第2連通路42;43を機関運転状態に応じて開閉する。
この構造により、第1,第2バンクB1,B2を備える内燃機関Eの吸気装置Siの吸気チャンバ50;60が第1,第2仕切壁33〜35により仕切られて形成された第1,第2チャンバ部分51,52;61,62において、第1,第2開閉弁36〜38が第1,第2連通路41〜43を閉じて、第1,第2チャンバ部分51,52,61,62が第1〜第3連通路41〜43を通じて互いに連通していない状態のとき、第1チャンバ部分51;61には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1バンクB1の第1常用気筒C4;C1および第2バンクB2の第2常用気筒C7;C6に連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口するので、各常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16で生じる吸気圧力波が第1チャンバ部分51;61において合成されて増幅される。この結果、内燃機関Eの全筒運転時および休筒運転時において、常用気筒C1,C4,C6,C7では、第1チャンバ部分51;61を利用した共鳴過給により、共鳴通路が各吸気ポートP4,P7;P1,P6および常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16に加えて第1チャンバ部分51;61だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
また、第1,第2バンクB1,B2のそれぞれが、常用気筒C1,C4,C6,C7および休止可能気筒C2,C3,C5,C8から構成されるので、各バンクB1,B2において、休止状態にある休止可能気筒C2,C3,C5,C8には常用気筒C1,C4,C6,C7からの燃焼熱が伝わって、バンクが休止可能気筒のみから構成される場合に比べて、休止状態にある休止可能気筒C2,C3,C5,C8の温度低下が抑制される。この結果、第1,第2バンクB1,B2において、休止可能気筒C2,C3,C5,C8が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
V型8気筒内燃機関Eにおいて、8つの気筒C1〜C8が、4つの常用気筒C1,C4,C6,C7と4つの休止可能気筒C2,C3,C6,C7とから構成され、8つの分岐吸気通路P11〜P18が常用側分岐吸気通路P11,P14,P16,P17と休止側分岐吸気通路P12,P13,P15,P18とから構成され、4つの常用気筒C1,C4,C6,C7は第1常用気筒C1,C4および第2常用気筒C6,C7から構成され、4つの休止可能気筒C2,C3,C5,C8は第1休止可能気筒C2,C3および第2休止可能気筒C5,C8から構成され、第1常用気筒C1,C4および第1休止可能気筒C2,C3が第1バンクB1を構成し、第2常用気筒C6,C7および第2休止可能気筒C5,C8が第2バンクB2を構成し、吸気装置Siは、第1,第2吸気チャンバ50;60を第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に仕切る第1〜第3仕切壁33〜35と、第1,第2開閉弁36〜38とを備え、第1チャンバ部分51;61には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1常用気筒C4;C1および第2常用気筒C7;C6にそれぞれ連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口し、第2チャンバ部分52;62には、常用側通路群Ga1,Ga2に含まれない分岐吸気通路P12,P18,P13,P15が開口し、第1開閉弁36は、第1吸気チャンバ50および第2吸気チャンバ60を連通させる第1連通路41を機関運転状態に応じて開閉し、第2開閉弁37;38は、第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62を連通させる第2連通路42;43を機関運転状態に応じて開閉する。
この構造により、第1,第2バンクB1,B2を備える内燃機関Eの吸気装置Siの吸気チャンバ50;60が第1,第2仕切壁33〜35により仕切られて形成された第1,第2チャンバ部分51,52;61,62において、第1,第2開閉弁36〜38が第1,第2連通路41〜43を閉じて、第1,第2チャンバ部分51,52,61,62が第1〜第3連通路41〜43を通じて互いに連通していない状態のとき、第1チャンバ部分51;61には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1バンクB1の第1常用気筒C4;C1および第2バンクB2の第2常用気筒C7;C6に連通する常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16により構成される常用側通路群Ga1;Ga2が開口するので、各常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16で生じる吸気圧力波が第1チャンバ部分51;61において合成されて増幅される。この結果、内燃機関Eの全筒運転時および休筒運転時において、常用気筒C1,C4,C6,C7では、第1チャンバ部分51;61を利用した共鳴過給により、共鳴通路が各吸気ポートP4,P7;P1,P6および常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16に加えて第1チャンバ部分51;61だけ長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
また、第1,第2バンクB1,B2のそれぞれが、常用気筒C1,C4,C6,C7および休止可能気筒C2,C3,C5,C8から構成されるので、各バンクB1,B2において、休止状態にある休止可能気筒C2,C3,C5,C8には常用気筒C1,C4,C6,C7からの燃焼熱が伝わって、バンクが休止可能気筒のみから構成される場合に比べて、休止状態にある休止可能気筒C2,C3,C5,C8の温度低下が抑制される。この結果、第1,第2バンクB1,B2において、休止可能気筒C2,C3,C5,C8が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
第1,第2吸気チャンバ50;60の第2チャンバ部分52;62には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の第1休止可能気筒C2;C3および第2休止可能気筒C8;C5にそれぞれ連通する両休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口することにより、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62において、第2開閉弁37;38が第2連通路42;43を閉じて、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が第2連通路42;43を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分52;62には360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1バンクB1の第1休止可能気筒C2;C3および第2バンクB2の第2休止可能気筒C8;C5に連通する両休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口するので、これら第1,第2休止可能気筒C2,C8;C3,C5が稼働状態にあるとき、各休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15で生じる吸気圧力波が第2チャンバ部分51,52;61,62において合成されて増幅される。この結果、休止側通路群Gb1;Gb2を構成する休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15が連通する第1,第2休止可能気筒C2,C8;C3,C5において、第2チャンバ部分52;62を利用した共鳴過給により、共鳴通路が各休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15に加えて第2チャンバ部分52;62だけ各吸気ポートP2,P8;P3,P5および長くなることで、低い機関回転速度での体積効率が向上する。
4つの常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16のそれぞれは、常用側通路群Ga1;Ga2に含まれ、4つの休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15のそれぞれは、休止側通路群Gb1;Gb2に含まれることにより、内燃機関Eの全気筒C1〜C8において、共鳴効果により体積効率が向上するので、内燃機関E全体での体積効率が向上する。
4つの常用側分岐吸気通路P14,P17;P11,P16のそれぞれは、常用側通路群Ga1;Ga2に含まれ、4つの休止側分岐吸気通路P12,P18;P13,P15のそれぞれは、休止側通路群Gb1;Gb2に含まれることにより、内燃機関Eの全気筒C1〜C8において、共鳴効果により体積効率が向上するので、内燃機関E全体での体積効率が向上する。
第1バンクB1では、気筒配列方向での中間の2つの気筒が第1休止可能気筒C2,C3であり、第2バンクB2では、気筒配列方向での両端の2つの気筒が第2休止可能気筒C5,C8であることにより、第1,第2バンクB1;B2において、気筒配列方向で各休止可能気筒C2,C3;C5,C8に隣接して常用気筒C1,C4;C6,C7が配置されるので、休止可能気筒C2,C3;C5,C8に隣接する常用気筒C1,C4;C6,C7からの燃焼熱が休止状態にある休止可能気筒C2,C3;C5,C8に伝わって、該休止可能気筒C2,C3;C5,C8での温度低下が抑制されることから、休止可能気筒C2,C3;C5,C8が稼働状態に切り換えられた直後における機関性能が向上する。
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態とは、吸気チャンバ50,60において第1バンクB1の両休止可能気筒C2,C3に連通する分岐吸気通路P12,P13が開口する部位が相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第1実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。
図3を併せて参照すると、第1,第2吸気チャンバ50;60のそれぞれにおいて、各第2チャンバ部分52;62には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数としての1対の休止可能気筒C3,C8;C2,C5の休止側分岐吸気通路P13,P18;P12,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2のみが開口する。
各休止側通路群Gb1;Gb2において休止側分岐吸気通路P13;P12が連通する第1休止可能気筒C3;C2の数と、各休止側通路群Gb1;Gb2において休止側分岐吸気通路P18;P15が連通する第2休止可能気筒C8;C5の数とが、いずれも1つであって、同じである。
各休止側通路群Gb1;Gb2において休止側分岐吸気通路P13;P12が連通する第1休止可能気筒C3;C2の数と、各休止側通路群Gb1;Gb2において休止側分岐吸気通路P18;P15が連通する第2休止可能気筒C8;C5の数とが、いずれも1つであって、同じである。
このため、第2実施形態によれば、動的過給について、第1,第3,第4運転状態では、第1実施形態と同様である。
また、第2運転状態において、各第2チャンバ部分52;62に開口する両分岐吸気通路P13,P18;P12,P15がそれぞれ連通する両気筒C3,C8;C2,C5のクランク角位相差が180°であるため、第2チャンバ部分52;62では、両分岐吸気通路P13,P18;P12,P15および両吸気ポートP3,P8;P2,P5での吸気圧力波の山と谷とが重なり合って該吸気圧力波が打ち消し合う。このため、共鳴過給は行われないものの、第2チャンバ部分52;62での吸気圧力波により第1チャンバ部分51;61での吸気圧力波が減衰することが抑制されて、常用気筒C4,C7;C1,C6での共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
また、第2運転状態において、各第2チャンバ部分52;62に開口する両分岐吸気通路P13,P18;P12,P15がそれぞれ連通する両気筒C3,C8;C2,C5のクランク角位相差が180°であるため、第2チャンバ部分52;62では、両分岐吸気通路P13,P18;P12,P15および両吸気ポートP3,P8;P2,P5での吸気圧力波の山と谷とが重なり合って該吸気圧力波が打ち消し合う。このため、共鳴過給は行われないものの、第2チャンバ部分52;62での吸気圧力波により第1チャンバ部分51;61での吸気圧力波が減衰することが抑制されて、常用気筒C4,C7;C1,C6での共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
この第2実施形態によれば、第1実施形態における吸気チャンバ50,60の各第2チャンバ部分52;62を利用した共鳴過給を除いて、第1実施形態と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。
第1,第2吸気チャンバ50;60には、第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に吸入空気を導く共通の入口通路40a;40bが開口し、第2チャンバ部分52;62には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の吸気可能気筒である第1休止可能気筒C3;C2および第2休止可能気筒C8;C5にそれぞれ連通する休止側分岐吸気通路P13,P18;P12,P15から構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口する。この構造により、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62において、第1,第2開閉弁36〜38が第1,第2連通路41〜43を閉じて、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が第2連通路42;43を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分52;62には180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1,第2休止可能気筒C3,C8;C2,C5の休止側分岐吸気通路P13,P18;P12,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口し、しかも各休止側通路群Gb1;Gb2において、休止側分岐吸気通路P13;P12が連通する第1休止可能気筒C3;C2の数と休止側分岐吸気通路P18;P15が連通する第2休止可能気筒C8;C5の数とが等しいので、これら第1,第2休止可能気筒C3,C8;C2,C5が稼働状態にあるとき、一方の休止可能気筒である第1休止可能気筒C3;C2に連通する第1休止側分岐吸気通路P13;P12に生じる吸気圧力波と他方の休止可能気筒である第2休止可能気筒C8;C5に連通する第2休止側分岐吸気通路P18;P15に生じる吸気圧力波とが、第2チャンバ部分52;62において打ち消し合う。この結果、第2チャンバ部分52;62での吸気圧力波が、第1,第2入口通路40a;40bの開口部40a1;40b1または該開口部40a1;40b1付近を通じて第1チャンバ部分51;61の吸気圧力波を減衰させることが抑制されて、常用気筒C4,C7;C1,C6において、第1チャンバ部分51;61を利用した共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
第1,第2吸気チャンバ50;60には、第1チャンバ部分51;61および第2チャンバ部分52;62に吸入空気を導く共通の入口通路40a;40bが開口し、第2チャンバ部分52;62には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の吸気可能気筒である第1休止可能気筒C3;C2および第2休止可能気筒C8;C5にそれぞれ連通する休止側分岐吸気通路P13,P18;P12,P15から構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口する。この構造により、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62において、第1,第2開閉弁36〜38が第1,第2連通路41〜43を閉じて、第1,第2チャンバ部分51,52;61,62が第2連通路42;43を通じて互いに連通していない状態のとき、第2チャンバ部分52;62には180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない第1,第2休止可能気筒C3,C8;C2,C5の休止側分岐吸気通路P13,P18;P12,P15により構成される休止側通路群Gb1;Gb2が開口し、しかも各休止側通路群Gb1;Gb2において、休止側分岐吸気通路P13;P12が連通する第1休止可能気筒C3;C2の数と休止側分岐吸気通路P18;P15が連通する第2休止可能気筒C8;C5の数とが等しいので、これら第1,第2休止可能気筒C3,C8;C2,C5が稼働状態にあるとき、一方の休止可能気筒である第1休止可能気筒C3;C2に連通する第1休止側分岐吸気通路P13;P12に生じる吸気圧力波と他方の休止可能気筒である第2休止可能気筒C8;C5に連通する第2休止側分岐吸気通路P18;P15に生じる吸気圧力波とが、第2チャンバ部分52;62において打ち消し合う。この結果、第2チャンバ部分52;62での吸気圧力波が、第1,第2入口通路40a;40bの開口部40a1;40b1または該開口部40a1;40b1付近を通じて第1チャンバ部分51;61の吸気圧力波を減衰させることが抑制されて、常用気筒C4,C7;C1,C6において、第1チャンバ部分51;61を利用した共鳴過給による体積効率の低下が抑制される。
以下、前述した実施形態の一部が変更された形態について、変更された部分を中心に説明する。
内燃機関が備える休止可能気筒の数である第2所定数は1であってもよい。また、第1,第2バンクB1,B2のそれぞれを構成する気筒の数は、3または5以上であってもよく、第1常用気筒、第2常用気筒、第1休止可能気筒および第2休止可能気筒は、1または複数であってよい。
前記所定数は、前記実施形態では、多気筒内燃機関が備えるすべての気筒であったが、多気筒内燃機関が備える一部の気筒であってもよい。また、少なくとも1つの気筒において、吸気ポートが互いに独立した複数の吸気ポートから構成され、かつ分岐吸気通路が、該複数の吸気ポートにそれぞれ連通すると共に互いに独立した複数の分岐吸気通路から構成されてもよい。したがって、請求項に記載された所定数、第1所定数および第2所定数は、気筒、分岐吸気通路、常用気筒、休止可能気筒、常用側分岐吸気通路および休止側分岐吸気通路の最小数であり、これら気筒数または分岐吸気通路数は、所定数、第1所定数または第2所定数よりも大きくてもよい。
V型8気筒内燃機関において、吸気チャンバ50,60が、仕切壁33〜35により、開閉弁36〜38により連通路41〜43が閉じた状態で互いに連通しない(したがって、互いに独立した)4つのチャンバ部分51,52,61,62に仕切られ、それら両第1チャンバ部分51,61と両第2チャンバ部分52,62の4つが互いに独立した4つの入口通路がそれぞれ接続され、かつ該4つの入口通路に互いに独立した4つの流量制御装置がそれぞれ接続されてもよい。この構造により、4つのチャンバ部分51,52,61,62の相互の吸気圧力波の干渉を防止できるので、各チャンバ室を共鳴通路51,52,61,62の一部とする共鳴過給が効果的に行われる。
また、吸気マニホルドに吸気チャンバの第1,第2吸気チャンバの両者に連通する1つの入口通路が設けられ、該入口通路に1つの流量制御装置が接続されてもよい。
吸気チャンバは、前記実施形態では、2つの吸気チャンバから構成されたが、1つまたは複数である3以上の吸気チャンバにより構成されてもよい。
内燃機関には、前記実施形態では、第1チャンバ部分として2つのチャンバ部分51,61が設けられ、第2チャンバ部分として2つのチャンバ部分52,62が設けられたが、第1,第2チャンバ部分のそれぞれとして、1つまたは複数である3以上のチャンバ部分が設けられてもよい。
3以上の常用側分岐吸気通路が設けられる場合、そのうちの2つずつの常用側分岐吸気通路が1つまたは複数の常用側通路群を構成し、残りの常用側分岐吸気通路が該常用側通路群を構成しなくてもよい。
前記第2所定数の休止可能気筒の間で、休止状態および稼働状態に切り換えられる機関運転状態が異なっていてもよい。この場合、休筒運転には、一部の休止可能気筒が稼働するときの運転が含まれる。
第1常用気筒および第2常用気筒は、同一のバンクまたは同一の気筒列を構成する気筒であってもよく、同様に第1休止可能気筒および第2休止可能気筒は、同一のバンクまたは同一の気筒列を構成する気筒であってもよい。
第2実施形態において、第2チャンバ部分に開口する休止側通路群は、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の対の休止可能気筒の休止側分岐吸気通路が含まれていてもよい。
内燃機関Eは、第1,第2バンクのバンク角が所定角度としての180°である水平対向型のものであってもよく、また1つのバンクのみを備える直列型のものであってもよい。
内燃機関は、圧縮点火式のものでもよく、また鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
内燃機関が備える休止可能気筒の数である第2所定数は1であってもよい。また、第1,第2バンクB1,B2のそれぞれを構成する気筒の数は、3または5以上であってもよく、第1常用気筒、第2常用気筒、第1休止可能気筒および第2休止可能気筒は、1または複数であってよい。
前記所定数は、前記実施形態では、多気筒内燃機関が備えるすべての気筒であったが、多気筒内燃機関が備える一部の気筒であってもよい。また、少なくとも1つの気筒において、吸気ポートが互いに独立した複数の吸気ポートから構成され、かつ分岐吸気通路が、該複数の吸気ポートにそれぞれ連通すると共に互いに独立した複数の分岐吸気通路から構成されてもよい。したがって、請求項に記載された所定数、第1所定数および第2所定数は、気筒、分岐吸気通路、常用気筒、休止可能気筒、常用側分岐吸気通路および休止側分岐吸気通路の最小数であり、これら気筒数または分岐吸気通路数は、所定数、第1所定数または第2所定数よりも大きくてもよい。
V型8気筒内燃機関において、吸気チャンバ50,60が、仕切壁33〜35により、開閉弁36〜38により連通路41〜43が閉じた状態で互いに連通しない(したがって、互いに独立した)4つのチャンバ部分51,52,61,62に仕切られ、それら両第1チャンバ部分51,61と両第2チャンバ部分52,62の4つが互いに独立した4つの入口通路がそれぞれ接続され、かつ該4つの入口通路に互いに独立した4つの流量制御装置がそれぞれ接続されてもよい。この構造により、4つのチャンバ部分51,52,61,62の相互の吸気圧力波の干渉を防止できるので、各チャンバ室を共鳴通路51,52,61,62の一部とする共鳴過給が効果的に行われる。
また、吸気マニホルドに吸気チャンバの第1,第2吸気チャンバの両者に連通する1つの入口通路が設けられ、該入口通路に1つの流量制御装置が接続されてもよい。
吸気チャンバは、前記実施形態では、2つの吸気チャンバから構成されたが、1つまたは複数である3以上の吸気チャンバにより構成されてもよい。
内燃機関には、前記実施形態では、第1チャンバ部分として2つのチャンバ部分51,61が設けられ、第2チャンバ部分として2つのチャンバ部分52,62が設けられたが、第1,第2チャンバ部分のそれぞれとして、1つまたは複数である3以上のチャンバ部分が設けられてもよい。
3以上の常用側分岐吸気通路が設けられる場合、そのうちの2つずつの常用側分岐吸気通路が1つまたは複数の常用側通路群を構成し、残りの常用側分岐吸気通路が該常用側通路群を構成しなくてもよい。
前記第2所定数の休止可能気筒の間で、休止状態および稼働状態に切り換えられる機関運転状態が異なっていてもよい。この場合、休筒運転には、一部の休止可能気筒が稼働するときの運転が含まれる。
第1常用気筒および第2常用気筒は、同一のバンクまたは同一の気筒列を構成する気筒であってもよく、同様に第1休止可能気筒および第2休止可能気筒は、同一のバンクまたは同一の気筒列を構成する気筒であってもよい。
第2実施形態において、第2チャンバ部分に開口する休止側通路群は、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の対の休止可能気筒の休止側分岐吸気通路が含まれていてもよい。
内燃機関Eは、第1,第2バンクのバンク角が所定角度としての180°である水平対向型のものであってもよく、また1つのバンクのみを備える直列型のものであってもよい。
内燃機関は、圧縮点火式のものでもよく、また鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
1…シリンダブロック、2…シリンダヘッド、10…クランク軸、20…エアクリーナ、21a,21b…スロットル弁、31,32…チャンバ壁、33,34,35…仕切壁、36〜38…開閉弁、39…分岐管、40a,40b…入口通路、41,42,43…連通路、50,60…吸気チャンバ、51,52,61,62…チャンバ部分、
E…内燃機関、C1,C4,C6,C7…常用気筒、C2,C3,C5,C8…休止可能気筒、B1,B2…バンク、P1〜P8…吸気ポート、Si…吸気装置、Ta,Tb…流量制御装置、M…吸気マニホルド、P11〜P18…分岐吸気通路、Ga1,Ga2…常用側通路群、Gb1,Gb2…休止側通路群。
E…内燃機関、C1,C4,C6,C7…常用気筒、C2,C3,C5,C8…休止可能気筒、B1,B2…バンク、P1〜P8…吸気ポート、Si…吸気装置、Ta,Tb…流量制御装置、M…吸気マニホルド、P11〜P18…分岐吸気通路、Ga1,Ga2…常用側通路群、Gb1,Gb2…休止側通路群。
Claims (6)
- 複数である所定数の気筒と、吸気チャンバおよび前記吸気チャンバから分岐して前記各気筒に連通する前記所定数の分岐吸気通路が設けられた吸気装置と、前記各気筒に嵌合するピストンにより回転駆動されるクランク軸とを備える多気筒4ストローク内燃機関において、
前記所定数の気筒が、常時稼働する複数である第1所定数の常用気筒と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる1以上の第2所定数の休止可能気筒とから構成され、
前記所定数の分岐吸気通路が、前記各常用気筒に連通する前記第1所定数の常用側分岐吸気通路と、前記休止可能気筒に連通する前記第2所定数の休止側分岐吸気通路とから構成され、
前記吸気装置は、前記吸気チャンバを第1チャンバ部分および第2チャンバ部分に仕切る仕切壁と、開閉弁とを備え、
前記第1チャンバ部分には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の前記常用気筒にそれぞれ連通する前記常用側分岐吸気通路により構成される常用側通路群が開口し、
前記第2チャンバ部分には、前記常用側通路群に含まれない前記分岐吸気通路が開口し、
前記開閉弁は、前記第1チャンバ部分および前記第2チャンバ部分を連通させる連通路を機関運転状態に応じて開閉することを特徴とする多気筒4ストローク内燃機関。 - 複数である所定数の気筒と、吸気チャンバおよび前記吸気チャンバから分岐して前記各気筒に連通する前記所定数の分岐吸気通路が設けられた吸気装置と、前記各気筒に嵌合するピストンにより回転駆動されるクランク軸とを備える多気筒4ストローク内燃機関において、
前記所定数の気筒が、常時稼働する複数である第1所定数の常用気筒と、気筒制御手段により休止状態および稼働状態に切り換えられる複数である第2所定数の休止可能気筒とから構成され、
前記所定数の分岐吸気通路が、前記常用気筒に連通する常用側分岐吸気通路と前記休止可能気筒に連通する休止側分岐吸気通路とから構成され、
前記第1所定数の常用気筒は、第1常用気筒および第2常用気筒から構成され、
前記第2所定数の休止可能気筒は、第1休止可能気筒および第2休止可能気筒から構成され、
前記第1常用気筒および前記第1休止可能気筒が第1バンクを構成し、
前記第2常用気筒および前記第2休止可能気筒が第2バンクを構成し、
前記第1バンクおよび前記第2バンクは、所定角度のバンク角を形成して配置され、
前記吸気装置は、前記吸気チャンバを第1チャンバ部分および第2チャンバ部分に仕切る仕切壁と、開閉弁とを備え、
前記第1チャンバ部分には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない前記第1常用気筒および前記第2常用気筒にそれぞれ連通する前記常用側分岐吸気通路により構成される常用側通路群が開口し、
前記第2チャンバ部分には、前記常用側通路群に含まれない前記分岐吸気通路が開口し、
前記開閉弁は、前記第1チャンバ部分および前記第2チャンバ部分を連通させる連通路を機関運転状態に応じて開閉することを特徴とする多気筒4ストローク内燃機関。 - 前記第2所定数は、複数であり、
前記第2チャンバ部分には、360°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない複数の前記休止可能気筒にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路により構成される休止側通路群が開口することを特徴とする請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関。 - 前記第1所定数の前記常用側分岐吸気通路のそれぞれは、前記常用側通路群に含まれ、前記第2所定数の前記休止側分岐吸気通路のそれぞれは、前記休止側通路群に含まれることを特徴とする請求項3記載の多気筒4ストローク内燃機関。
- 前記第2所定数は、複数であり、
前記吸気チャンバには、前記第1チャンバ部分および前記第2チャンバ部分に吸入空気を導く共通の入口通路が開口し、
前記第2チャンバ部分には、180°のクランク角位相差を有すると共に点火順序が連続しない1対の前記休止可能気筒にそれぞれ連通する前記休止側分岐吸気通路から構成される休止側通路群が開口することを特徴とする請求項1または2記載の多気筒4ストローク内燃機関。 - 前記第1バンクおよび前記第2バンクはV字状に配置され、
前記第1バンクおよび前記第2バンクのそれぞれは、4つの前記気筒から構成され、
前記第1バンクでは、気筒配列方向での中間の2つの前記気筒が前記第1休止可能気筒であり、
前記第2バンクでは、気筒配列方向での両端の2つの前記気筒が前記第2休止可能気筒であることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項記載の多気筒4ストローク内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008132707A JP2009281218A (ja) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | 多気筒4ストローク内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008132707A JP2009281218A (ja) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | 多気筒4ストローク内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009281218A true JP2009281218A (ja) | 2009-12-03 |
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ID=41451933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008132707A Pending JP2009281218A (ja) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | 多気筒4ストローク内燃機関 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2009281218A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111042961A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种进气组件以及v型发动机 |
-
2008
- 2008-05-21 JP JP2008132707A patent/JP2009281218A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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