JP2501520Y2 - エンジンの吸気慣性過給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はディーゼルエンジン等に適用されるエンジン
の吸気慣性過給装置に関する。

（従来の技術） 給気比を増大させることを目的に吸気慣性効果を積極
的に利用した吸気慣性過給方式が採用されている。これ
は、気筒の吸気弁が閉弁したときに発生した負圧波が吸
気ポートの開放端で正圧波となって戻ってくるが、次行
程で吸気弁が開弁して閉弁しかけたときに、前記正圧波
が戻ってくると、更に空気が気筒内に押し込まれること
によって、空気が気筒内に多く取り入れられるものであ
る。このような過給装置を、１気筒に２つの独立した吸
気ポートを有するエンジンに適用することが従来から行
なわれているが、この場合、各吸気ポートの長さが互い
に同じであるため、吸気慣性効果の得られる回転数は１
種類のみとなり、給気比が低く、ある１点の回転数のと
きしか良好な燃焼状態が得られないという問題点があっ
た。

また、一般に、エンジンが低回転のときはスワール比
を高くし、また、エンジンが高回転のときはスワール比
を低くすると燃費が良くなると共に、燃焼状態も良くな
るとされているため、従来は、エンジン回転数に応じて
スワール比を変えるためのコントローラを備えている。
従って、構成が複雑で高価となるという問題点があっ
た。

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、給気比が
増大して煙低減が図れると同時に、スワール比を変える
ための複雑なコントローラを設けることなく燃費低減が
図れるエンジンの吸気慣性過給装置を提供することを目
的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案は、１気筒に少なくと
も２つの独立した吸気ポートを設け、前記各吸気ポート
に接続される吸気マニホルドの長さを互いに異ならせる
と共に、前記各吸気ポートから燃焼室に流入させる空気
のスワール比が互いに異なる如く構成し、前記高スワー
ル比の吸気ポートには前記長さの長い吸気マニホルド
を、且つ、前記低スワール比の吸気ポートには前記長さ
の短い吸気マニホルドをそれぞれ接続し、これらの吸気
マニホルドを前記各吸気ポートを介して前記気筒に常時
連通させて該気筒に対するポート部分の通路断面積をエ
ンジンの運転状態に拘わることなく一定とし、エンジン
の回転数に応じてスワール比を変える為の切換えバルブ
等を不要としたことを特徴とするものである。

（作用） エンジンが低回転のときは、低回転数に同調する長さ
の長い吸気マニホルドからの空気が支配的になり、この
空気は高スワール比の吸気ポートから気筒内に入り、燃
焼室内に強いスワールが得られる。

また、エンジンが高回転のときは、高回転数に同調す
る長さの短い吸気マニホルドからの空気が支配的にな
り、この空気は低スワール比の吸気ポートを介して気筒
内に入り、高回転域でも給気比が増大するとともに低ス
ワールとなる。

従ってエンジンの回転数に応じてスワール比を変える
為の切換えバルブ等を用いなくても、各吸気マニホルド
を吸気ポートを介して気筒に常時連通させ、その通路断
面積を一定に保ったまま、エンジンの回転数に応じたス
ワール比の下で該エンジンを効率的に運転し得る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本考案のエンジンの吸気慣性過給装置の斜視
図、第２図は同装置の一部切欠側面図であり、両図中１
はシリンダヘッドで、１気筒に対して２つの独立した第
1,第２吸気ポート2,3が設けられている。第１吸気ポー
ト２は、このポートから燃焼室（図示せず）に流入させ
る空気が気筒の接線方向に沿ってスワールを強めるよう
に形成され、第２の吸気ポート３は、このポートから燃
焼室に流入する空気が気筒の径方向に向い、弱いスワー
ルが発生するように形成される。従って、第１吸気ポー
ト２によるスワール比が、第２吸気ポート３によるスワ
ール比より高くなる。第1,第２吸気ポート2,3の一端は
シリンダヘッド１の一側面1aに且つ他端はシリンダヘッ
ド１の下面1bにそれぞれ開口している。

第1,第２吸気ポート2,3の一端には第1,第２吸気マニ
ホルド4,5の一端がそれぞれ接続されている。強いスワ
ールを発生させる第１吸気ポート２に接続された第１吸
気マニホルド４の長さは、弱いスワールを発生させる第
２吸気ポート３に接続された第２吸気マニホルド５の長
さより長く設定されている。第1,第２吸気マニホルド4,
5の他端は、吸気マニホルド集合部６にそれぞれ接続さ
れ且つこの吸気マニホルド集合部６には空気導入管７が
接続されている。

なお、第1,第２吸気ポート2,3側の各吸気管の長さは
次のようにして求まるものである。

まず、ヘルムホルツの共鳴器の振動式を、エンジンの
気筒及びポート部分（吸気マニホルド集合部６の出口か
らシリンダヘッド１の下面1bの開口までの部分）に適用
すると、 ν：圧力波周波数（Hz） a:音速（m/s） V:気筒容積（m³） F:吸気ポート断面積（m²） l:吸気ポート長さ（ｍ） となる。

また、同調周波数ν_eと同調エンジン回転数N_eとの関
係は、 m:同調次数 となるから、 l_e：吸気ポート同調長さ となり、よって、同調エンジン回転数N_eを決定し、同調
次数を適切に選定することにより、吸気慣性過給効果が
得られる吸気ポートの長さl_eが求まる。

なお、同調次数ｍ＝3.0〜4.0とするのが望ましい。

また、低速同調の第１吸気ポート２を高スワール比、
高速同調の第２吸気ポート３を低スワール比とすると、
一方の吸気ポートの同調回転数域では、他方の吸気ポー
トに比べて多量の空気が流入することになり、その吸気
ポートの待つスワール比が優位となる。このようにエン
ジン回転数によってスワール比が変化する。

次に、上記構成のエンジンの吸気慣性過給装置の動作
を説明する。

エンジンが低回転のときは、第１吸気マニホルド４及
び第１吸気ポート２から高スワール比で多量の空気が気
筒（図示省略）内に入る。また、エンジンが高回転のと
きは、第２吸気マニホルド５及び第２吸気ポート３から
低スワール比で多量の空気が気筒内に入る。

従って、第３図に示す如くエンジン回転数が低速域と
高速域の２点（図中N_L，N_Hの点）で給気慣性過給作用が
行なわれるから給気比が増大し、良好な燃焼が得られ、
煙低減が図られる。また、第４図に示す如くエンジン回
転数が低速域でスワール比が高く、エンジン回転数が高
速域でスワール比が低くなるので、燃費低減が図られ
る。

（考案の効果） 以上の如く本考案は、１気筒に少なくとも２つの独立
した吸気ポートを設け、各吸気ポートに接続される吸気
マニホルドの長さを互いに異ならせると共に、各吸気ポ
ートから燃焼室に流入させる空気のスワール比が互いに
異なる如く構成し、高スワール比の吸気ポートには長さ
の長い吸気マニホルドを、且つ、低スワール比の吸気ポ
ートには長さの短い吸気マニホルドをそれぞれ接続した
ことを特徴とするものである。

従って、少なくとも２つの異なるエンジン回転数にお
いて吸気慣性過給作用が行なわれるので吸気比が増大
し、良好な燃焼が得られ、煙低減が図られる。また、エ
ンジン回転数が低いときスワール比が高く、エンジン回
転数が高いときスワール比が低くなるので、格別スワー
ル比を変えるためのコントローラを備えることなく、燃
費低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図はエンジンの給
気慣性過給装置の斜視図、第２図は同装置の一部切欠側
面図、第３図は本考案装置の吸気比特性線図、第４図は
同スワール比特性線図である。 2,3…吸気ポート、4,5…吸気マニホルド。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１気筒に少なくとも２つの独立した吸気ポ
   ートを設け、前記各吸気ポートに接続される吸気マニホ
   ルドの長さを互いに異ならせると共に、前記各吸気ポー
   トから前記気筒の燃焼室に流入させる空気のスワール比
   が互いに異なる如く構成し、前記高スワール比の吸気ポ
   ートには前記長さの長い吸気マニホルドを、且つ、前記
   低スワール比の吸気ポートには前記長さの短い吸気マニ
   ホルドをそれぞれ接続してなり、前記気筒に対して前記
   各吸気マニホルドを前記各吸気ポートをそれぞれ介して
   常時連通させ、前記気筒に対するポート部分の通路断面
   積をエンジンの運転状態に拘わることなく一定としたこ
   とを特徴とするエンジンの吸気慣性過給装置。