JP2543537B2 - V型多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

V型多気筒エンジンの吸気装置

Info

Publication number
JP2543537B2
JP2543537B2 JP62242753A JP24275387A JP2543537B2 JP 2543537 B2 JP2543537 B2 JP 2543537B2 JP 62242753 A JP62242753 A JP 62242753A JP 24275387 A JP24275387 A JP 24275387A JP 2543537 B2 JP2543537 B2 JP 2543537B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
bank
pressure
resonance
cylinders
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62242753A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63227923A (ja
Inventor
光夫 人見
克己 岡崎
潤三 佐々木
泰浩 楪
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of JPS63227923A publication Critical patent/JPS63227923A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2543537B2 publication Critical patent/JP2543537B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0205Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the charging effect
    • F02B27/021Resonance charging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0242Fluid communication passages between intake ducts, runners or chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0247Plenum chambers; Resonance chambers or resonance pipes
    • F02B27/0252Multiple plenum chambers or plenum chambers having inner separation walls, e.g. comprising valves for the same group of cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1824Number of cylinders six
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/06Casting
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はV型多気筒エンジンの吸気装置に関するもの
である。
(従来技術) 最近のエンジンにおいては、吸気の動的効果を利用し
て過給を行うものが多くなっている。この吸気の動的効
果の1つとして、慣性過給がある、この慣性過給は、吸
気行程にある気筒からの負圧波をサージタンクによって
正の圧力波に反転させ、この正の圧力波による吸気押込
み作用によって過給を行うものである。そして、エンジ
ンの実用回転域でこの慣性過給を行うには、サージタン
クから気筒に至るまでの分岐吸気管の長さを極力長く、
特に慣性過給を行う回転域を低下させる程長くする必要
がある。
また、空気の動的効果の他のものとして、特公昭60−
14169号公報に示すように、共鳴過給がある。この共鳴
過給は、複数の気筒が、互いに吸気行程すなわちガソリ
ンエンジンにあっては点火順序が隣り合わない第1気筒
群と第2気筒群とに分けられ、第1気筒群の各気筒がそ
れぞれ分岐吸気管を介して第1集合部に連通され、第2
気筒群の各気筒がそれぞれ分岐吸気管を介して第2集合
部に連通される。そして、両集合部同士は、それぞれ独
立した共鳴管を介して、共通の集合部に連通される。こ
のような構成によって、吸気ポートの周期的な開閉によ
って生じる圧力波を原因として共鳴管内の気柱が振動さ
れ、この共鳴管内の振動が第1、第2の集合部内および
分岐吸気管内の空気を振動させることになる。そして、
この振動の共鳴を生じたときに圧力振動の振幅が最大と
なって、大きな過給が行われることになる。このような
共鳴過給は、共鳴管の長さを長くする程、共鳴を生じる
回転域が低下される。
前述した慣性過給をV型エンジンにおいて行う場合、
サージタンクをVバンク中央空間上方に配設する一方、
このサージタンクから伸びる分岐吸気管を、サージタン
クの下方すなわちVバンク中央空間においてX型に交差
させるようにして、この分岐吸気管長さを確保するよう
にしたものが既に実用化されている。また、この慣性過
給に加えて共鳴過給を得るため、V型エンジンの左側バ
ンク部の気筒の点火順序および右側バンク部の気筒の点
火順序を互いに隣り合わないようにする一方、サージタ
ンクを左側バンク部用と右側バンク部用として分割構成
することにより、このサージタンクを共鳴過給における
第1、第2の集合部として機能させるようにしたものも
実用化されている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、V型エンジンは、そのクランク軸方向の長
さが短いという利点を有するが、その高さを抑制するこ
とがより一層のコンパクト化を図る上で重要となる。こ
の場合、吸気の動的過給のうち慣性過給を利用すると、
大きな容積を占めるサージタンクや長い分岐吸気管の存
在が高さ抑制の上で大きな制約となる。このため、サー
ジタンクを廃止することや分岐吸気管を極めて短くする
ことも考えられるが、この場合は慣性過給を利用したエ
ンジン出力(トルク)の向上が得られなくなり、エンジ
ン出力の面で制限を受けることになる。
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもの
で、サージタンクを特に必要としないという共鳴過給の
利点を十分に生かして、エンジン高さを十分に抑制しつ
つエンジン出力を十分に向上させ得るようにしたV型多
気筒エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段、作用) 前述の目的を達成するため、本発明においては次のよ
うな構成としてある。すなわち、 それぞれ複数の気筒を有して互いにV型をなしかつク
ランク軸方向にオフセットされた左右の一対のバンク部
を備えたV型多気筒エンジンにおいて、 前記左側バンク部における複数の気筒間の吸気行程、
および前記右側バンク部における複数の気筒間の吸気行
程が、互いに隣り合わないように設定され、 前記左右バンク部における各気筒の吸気ポートが、そ
れぞれVバンク中央空間に向けて開口され、 前記Vバンク中央空間には、それぞれクランク軸方向
に伸ばして左右一対の独立吸気管が位置され、 前記左側バンク部における各気筒の吸気ポートが前記
左側独立吸気管に、前記右側バンク部における各気筒の
吸気ポートが前記右側吸気管に、それぞれ短尺とされた
分岐吸気管介して接続され、 前記両独立吸気管の各上流側部分が、クランク軸方向
一端側からVバンク中央空間より延出されて、該両独立
吸気管同士を連通、遮断する開閉弁備えた上流側圧力反
転部に連なり、 前記両独立吸気管の各下流側部分が、前記上流側圧力
反転部に対してクランク軸方向ほぼ対称位置において該
両独立吸気管同士を連通、遮断する開閉弁を備えた下流
側圧力反転部に連なっている、 ような構成としてある。
このように、左右のバンク部における各気筒への吸気
供給(分配)は、それぞれクランク軸方向に伸びる細長
い一対の独立吸気管と気筒数に応じた数の短尺の分岐吸
気管とを利用して行うので、これ等の管は左右バンク部
間に形成されるデッドスペースとなり易いVバンク中央
空間に十分な余裕をもって収納することができ、サージ
タンクを設ける場合に比してエンジンの高さを大幅に小
さくすることができる。
また、両独立吸気管は、サージタンクのような大きな
容積を有しない一方、分岐吸気管の長さも短くされてい
るので、共鳴用圧力反転部から各気筒へ至るまでの容積
が小さくなる。これにより、独立吸気管内での圧力振幅
がサージタンクを有する場合に比して極めて大きくな
り、大きな共鳴効果が得られる。これに加えて、分岐吸
気管の長さが短いということは、各気筒間における共鳴
振動の位相差を小さくして、より一層の大きな共鳴効果
が得られる。
さらに、Vバンク中央空間をクランク軸方向から挟む
ように配置された上流側と下流側との両圧力反転部は、
ほぼ対称位置にあって、一方の圧力反転部開閉弁のみを
開いた共鳴過給時に比して、両方の圧力反転部における
各開閉弁を開いた場合にはさらに高回転域でも共鳴過給
が得られ、共鳴過給を広い回転数域に渡って効果的に発
生させることができる。すなわち、例えば上流側圧力反
転部に着目した場合、この圧力反転部に近い側の気筒の
共振回転数域に比して、圧力反転部よりも遠い側の気筒
の共振回転数域は低くなる。したがって、下流側圧力反
転部をさらに利用すると、上流側圧力反転部に遠い側の
気筒の共振振動数がこの下流側圧力反転部によってより
高い回転域へと移行されることになる。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。
第1図〜第4図において、V型エンジン本体Eは、互
いにV型をなすように配置された左側バンク部1Lと右側
バンク部1Rとを有する。左側バンク部1Lは、1番、3
番、5番の3つの気筒2a、2c、2eを有し、右側バンク部
1Rは2番、4番、6番の3つの気筒2b、2d、2fを有し、
全体として6つの気筒を有する。各気筒の点火順序は、
例えば、2a→2f→2c→2d→2e→2bとされて、左側バンク
部1Lにおける気筒2a、2c、2eが点火順序が隣り合わない
第1気筒群を構成し、右側バンク部1Rにおける各気筒2
b、2d、2fが点火順序の隣り合わない第2気筒群を構成
している。そして、各気筒2a〜2fにおける吸気ポート3a
〜3fは、それぞれVバンク中央空間Vに向けて開口され
る。一方、排気ポート5a〜5fはそれぞれこの中央空間V
とは反対側に開口して、いわゆるクロスフロータイプと
されている。
左側バンク部1cにける各気筒2a、2c、2e同士、および
右側バンク部1Rにおける各気筒2b、2d、2f同士は、それ
ぞれクランク軸4と平行に直列に配置されている。ま
た、両バンク部1Lと1R同士はクランク軸方向に若干オフ
セットされて、左側バンク部1Lの方が右側バンク部1Rよ
りも前方(第1図左方)に位置されている。
吸気通路9は、1本の共通吸気管10と、その下流端よ
り分岐された2本の独立吸気管11L、11Rとを有する。こ
の両独立吸気管11L、11Rはクランク軸方向一端側よりV
バンク中央空間V内に伸びて、このVバンク中央空間V
内にある独立吸気管11L、11Rの下流側部分は、クランク
軸4と平行とされている。この左側の独立吸気管11L
は、短尺の分岐吸気管12a、12c、12eを介して、左側バ
ンク部1Lにおける吸気ポート3a、3c、3eに対して個々独
立して接続されている。また、右側の独立吸気管11R、
短尺の分岐吸気管12b、12d、12fを介して、右側バンク
部1Rにおける吸気ポート3b、3d、3fに個々独立して接続
されている。そして、実施例では、第2図に示すよう
に、両独立吸気管11L、11Rのうち少なくともVバンク中
央空間V内およびその近傍にある部分と各分岐吸気管12
a〜12fとが、鋳造により一体成形され、この一体成形品
は、分岐吸気管12a〜12fをバンク部1Lあるいは1Rにボル
ト固定することによってエンジン本体Eに固定されてい
る。
前記吸気通路10から左右の独立吸気管11Lと11Rとに分
岐される分岐部分は、比較的大きな容積を有する共鳴用
の第1圧力反転部13とされている。また、この第1圧力
反転部13の下流には、Vバンク中央空間Vよりも上流側
部分において、共鳴用の第2圧力反転部14が形成されて
いる。この第2圧力反転部14は、両独立吸気管11Lと11R
とを連通する連通部14aとこれを開閉する開閉弁14bとを
備えている。また、両独立吸気管11Lと11Rとは、第2圧
力反転部14が存在する上流側部とはクランク軸方向反対
側よりVバンク中央空間Vから延出された延長部11L−
a、11R−aを有し、この延長部11L−aと11R−aと
が、第3圧力反転部15に連なっている。この第3圧力反
転部15も、両延長部11L−aと11R−aとを連通する連通
部15aとこれを開閉する開閉弁15bとを備えている。そし
て、この延長部11L−a、11R−aの延長長さは、第2圧
力反転部14に対して第3圧力反転受15がクランク軸方向
ほぼ対称となるような位置に形成されている。
なお、第2圧力反転部14の若干上流において、独立吸
気管11L、11R内には、互いに同一開度をなすように連動
されたスロットル弁16L、16Rが配設されている。また、
第1図中17はエアクリーナ、18はエアフローメータであ
る。
一方、各気筒2a〜2fへ燃料を供給するため、各分岐吸
気管12a〜12fの各下流端部には、燃料噴射弁51Lあるい
は51Rが取付けられている。この燃料噴射弁51L、51R
は、その上端部の高さが独立吸気管11L、11よりも上方
に位置しており、デリバリパイプ52Lあるいは52Rに接続
されている。この各デリバリパイプ52L、52Rは、クラン
ク軸4とほぼ平行に伸び、その各一端側が燃料供給通路
53に対して並列に接続され、またその各他端部が燃料戻
し通路54に対して並列に接続されている。そして、燃料
ポンプにより汲み上げられた燃料タンク内の燃料は、ダ
ンバ55が接続された上記燃料供給通路53から各デリバリ
パイプ52L、52Rへと供給されて、このデリバリパイプ52
L(52R)から燃料噴射弁51L(51R)へと分配される。そ
して、余剰燃料は、プレッシャレギュレータ56が接続さ
れた上記燃料戻し通路54を介して燃料タンクへ戻され
る。
第1図中Uは制御ユニットであり、この制御ユニット
Uからは、前記第2、第3圧力反転部14、15の開閉弁14
b、15b駆動用のアクチュエータ19あるいは20へ出力され
る一方、この制御ユニットUには回転数センサ21からの
エンジン回転数信号が入力される。この制御ユニットU
は、エンジン回転数に応じて、上記開閉弁14b、15bの開
閉制御を行うものであり、その開閉態様を、第4図
(b)に示してある。すなわち、エンジン回転数がNAよ
りも小さいときは両開閉弁14b、15bを共に閉、エンジン
回転数がNB(>NA)よりも大きいとき両開閉弁14b、15b
を共に開き、エンジン回転数NAとNBとの間では開閉弁14
bのみが開かれるようになっている(15bは閉)。
次に以上のような構成の作用について説明する。先
ず、エンジン回転数がNAよりも小さい抵回転域では、両
開閉弁14b、15bが共に閉とされているため、左右の独立
吸気管11Lと11Rとが共通吸気管10の分岐部となる第1圧
力反転部13で連通され、共鳴気柱の極めて長い共鳴過給
が行われる。このときに得られるトルク曲線が第4図
(a)T1であり、そのときの共振ピーク点となる回転数
がN1である。
エンジン回転数がNAとNBとの間にあるときは、第3圧
力反転部15の開閉弁15bが閉とされる一方、第2圧力反
転部14の開閉弁14bが開となる。これにより、両独立吸
気管11Lと11Rとが、第2圧力反転部14で連通されて、共
鳴気柱の比較的長い共鳴過給が行われる。このときに得
られるトルク曲線が第4図(a)T2であり、そのときの
共振ピーク点となる回転数がN2である。
エンジン回転数がNB以上になると、第2と第3の両方
の圧力反転部14、15における開閉弁14bと15bとが共に開
とされる。これにより、両独立吸気管11Lと11Rとが第2
圧力反転部14のみで連通されてている場合に比して、共
振ピーク点となる回転数が、第4図(a)のN3となり、
第2圧力反転部14のみを利用した場合よりも共振用回転
数が高くなる。そして、このときに得られるトルク曲線
が第4図(a)T3である。
前述した共振過給を行う場合、独立吸気管11L、11Rは
サージタンクを設ける場合に比してその容積が小さくな
るので、圧力振動の振幅を十分に大きくして、大きな共
鳴効果が得られる(サージタンクを用いるとその減衰作
用により共鳴過給の圧力振動が低減されてしまう)。
また、Vバンク中央空間Vをクランク軸方向から挟ん
で第2と第3との両圧力反転部14、15を設けることによ
り、共鳴過給による大きくトルク向上を、広い回転域に
渡って得ることができる。
ここで、分岐吸気管12a〜12fは短くされるが、その具
体的設定は、エンジン高回転域で十分に共鳴過給を得る
べく、次式(1)を満足すればよい。
Nmax=エンジン許容最高回転速度(rpm) θ=吸気ポート開期間(クランク角,deg) a=音速 Vm=吸気ポート開期間中の平均燃焼室容積 d:分岐吸気管の直径 l:分岐吸気管の長さ (吸気ポートまでの長さ) 上記(1)式により説明すると、ヘルムホルツの共鳴
式により、 ν=吸気の固有振動数 を満足することにより、共鳴過給が得られることが知ら
れている。そして、 N=エンジン回転速度(rpm) の関係からして、(3)式を(2)式に代入することに
より、(2)式の の代りのエンジン回転数Nを用いた
共鳴過給を得るための同調式(4)が得られる。
上記(4)式において、NをNmaxに置き換えて、右項
を左項よりも十分に大きくすることによって、エンジン
の高回転域において共鳴過給が得られることになる。そ
して、(4)式の右項((1)式の右項)を十分に大き
くするには、独立吸気管2a〜2fの長さを短くすればよい
ことが理解される。
次に、開閉弁14a、15aを共に開いた場合の補足説明を
行う。この場合独立吸気管11L、11Rおよび一対の反転部
14、15によって、共鳴用の環状の通路Zが構成される
(第5図参照)。この状態において、第5図に示すよう
に(第5図では開閉弁14a、15aの図示は略してある)、
上記環状通路における各部分の長さL1とL2とL3との関係
を、次式(5)を満足するようにするのが望ましい。
L1=L2>L3 ……(5) L1:上流端側にある気筒2e、2fが連なる部分の間の長さ L2:下流端側にある気筒2a、2bが連なる部分の長さ L3:隣り合う気筒が連なる部分の長さ 上記(5)式のように設定したときの作用を、第6図
および第7図を参照して説明する。
吸気順序が連続しない同一気筒クルーブの各吸気ポー
ト付近、例えば第1気筒グループの各吸気ポート2a、2
c、2e付近には、第1気筒グループの各気筒の作動によ
りそれぞれの吸気行程途中で負圧となって吸気行程終期
に正圧となる基本的圧力振動(第7図の線A)が生じ
る。この吸気ポート付近に生じた圧力波は、第6図に矢
印で示す(1番気筒2aからの圧力伝播を例示する)よう
に、上流側と下流側の二方向に分かれてそれぞれ共鳴用
環状通路Zを周回するように伝播し、共鳴用環状通路Z
をほぼ一周して同一気筒グループの他の気筒の吸気ポー
トに使用する。この場合、共鳴用環状通路Zは拡大室を
有しないので、圧力波は反転することなく伝播される。
そして、圧力波が共鳴用環状通路Zをほぼ一周する時
間と上記の基本的圧力振動の周期τとが一致する状態と
なったとき、すなわち共鳴用環状通路Z全体の長さL
(枝管容積などの影響も考慮した等価管長)と上記周期
τとの関係が τ=L/a ……(6) a:音速 となったときは、第7図に破線矢印で示すように1番気
筒2aに生じて共鳴用環状通路Zを伝播した圧力波が3番
気筒2cに生じた圧力波と重なり、同様にして3番気筒2c
から伝播して圧力波が5番気筒2eに生じる圧力波と重な
り、5番気筒2eから伝播した圧力波が1番気筒2aに生じ
る圧力波と重なる。こうして、第1気筒グループの気筒
相互間で圧力波が共振して第7図に線Bで示すように圧
力振動が強められ、同様に第2気筒グループの気筒相互
間でも共振を生じて圧力振動が強められる(破線C)。
このような共鳴効果により、各気筒の充填効率が高めら
れることとなる。
とくに、両気筒グループ間の連通経路の長さL1、L
2が、同一気筒グループの隣接する気筒の吸気ポート間
の長さL3よりも十分に長く形成されていることにより、
上記共鳴効果が良好に発揮される。つまり、もし上記上
流側連通経路L1もしくは下流側連通経路の長さL2が上記
吸気ポート間の長さL3と同程度に短くなると、吸気順序
が連通する気筒の吸気ポート同志も短い距離で連通し合
って、各気筒が2グループに分けられていないと同等の
状態となるので、吸気順序が連続する気筒の相互間で圧
力波を弱め合うような干渉が生じるが、上記各連続経路
の長さを十分に大きくしておけば、吸気順序が連続しな
し気筒同志からなる各気筒グループの独立性が保たれ
て、上記のような干渉が避けられることとなる。さらに
上流側連通経路の長さL1と下流側連通経路の長さL2とを
ほぼ等しくしておけば、一方の気筒グループの吸気ポー
トから伝播する圧力波が共鳴用環状通路Zをほぼ半周し
て他方の気筒グループの吸気ポート付近に達する時間
が、圧力波が共鳴用環状通路Zをほぼ一周する時間の約
1/2となるので、同一気筒グループの気筒間で圧力波が
共振する状態にあるとき、両気筒グループ間でも、第7
図に破線矢印で示すように、上流側連通経路および下流
側連通経路を通って伝播する圧力波が、互いに圧力振動
を強め合うように作用し、共鳴過給効果がより一層高め
られることとなる。
なお、第7図では、同一気筒グループにおいて生じる
圧力振動の1つの圧力波が次の圧力波に重なるように伝
播する基本的共振状態を示したが、圧力波が1つおきや
2つおきの圧力波に重なるように伝播するときにも共振
状態が得られ、従って、上記の基本的共振状態が得られ
るエンジン回転数の整数倍のエンジン回転数でも共振状
態が得られる。ただし、L1=L2の場合は、基本共振状態
の偶数倍の回転速度では2つのグループの波が互いに打
し合うので共振せずに、奇数倍の回転速度でのみ共振す
る。
このように、共振用環状通路Zによって共鳴効果をも
たせた吸気装置によると、下流側連通経路を設けずに上
流側に圧力反転部を有する構造とした場合と比べ、高速
域での充填効率向上に有利となる。
つまり、第1気筒グループの各吸気ポートに通じる通
路と第2気筒グループの各吸気ポートに通じる通路とを
上流側にのみ延ばした状態でこの両通路の集合部を圧力
反転部とする構造として場合、上記集合部で負圧から正
圧に反転して反射された圧力波が自気筒に作用して吸気
行程終期の圧力を強める状態となったときに充填効率が
高められ、このときの圧力振動の周期と吸気ポートから
圧力反転部(集合部)までの通路長さL′(等価管長)
との関係は τ/2=2L′/a ……(7) となる。そして、上記圧力振動の周期τはエンジン回転
数が高くなるにつれて短くなるので、高速域で過給効果
を高める上記通路長さを短く設定する必要がある。とこ
ろが、各気筒の吸気ポートから通路集合部までの通路長
さには、気筒相互の吸気ポート間長さ分の較差があり、
集合部までの通路長さを短くする程、相対的に上記較差
が大きくなり、各気筒に作用する圧力波のアンバランス
が大きくなるため、全体的な充填効率を高めることは困
難となる。実際に、全体的な充填効率を示す平均有効圧
力を調べると、このような構造において中間の気筒の吸
気ポートから集合部までの通路長さを240mm程度に設定
すれば、各種エンジン回転数での平均有効圧力は第8図
に破線Dでつないだ値となって、4000rpm程度でピーク
が得られたが、これより通路長さを短くしても、これ以
上の高速域で平均有効圧力をピークすることはできなか
った。
これに対し、当実施例の装置によると、前記(6)式
が成立するときに共鳴効果が得られ、この(6)式と
(7)式とを比べると、圧力振動の周期τが同じであれ
ば、共鳴用環状通路Z全体の等価管長Lは前記(7)式
による場合の等価管長L′の4倍となり、高速域でも、
気筒毎の圧力波伝播経路の較差が対称的に小さいので、
各気筒に作用する圧力波のアンバランスが小さくなる。
従って、より高速域で有効に充填効率を高めることがで
き、例えば、共鳴用環状通路Z全体の通路長さLを880m
mとすれば、平均有効圧力は第8図に線Eでつないだ値
となって4500rpm程度とピークが得られ、また上記長さ
Lを730mmとすれば、平均有効圧力は第8図に線Fでつ
ないだ値となって、5000mm程度でピークが得られること
となる。さらにこれ以上の高速域で充填効率を高めるよ
うに設定することも可能となる。
以上実施例では、独立吸気管11L、11Rに対する吸気の
供給を、上流側反転部14側から行うようにした場合を示
したが、この独立吸気管11L、11Rのクランク軸方向中間
部分より吸気を供給する等、吸気供給付近の設定は適宜
改善し得るものである。
(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、高さを
大幅に低減してエンジンをコンパクト化し得ると共に、
共鳴過給を効果的に発揮させてエンジン出力の向上を行
うことができる。
また、広い回転域全体に渡って共鳴過給による出力向
上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す簡略平面図。 第2図はクランク軸と直交する方向での要部断面図。 第3図は第2図の平面図。 第4図は開閉弁の開閉様態とエンジン回転数とトルクと
の関係を示すグラフ。 第5図、第6図は上流側及び下流側の開閉弁が共に開い
た状態での共鳴を説明するための平面図。 第7図は共鳴による圧力伝播の様子を示すグラフ。 第8図は共鳴用の反転部までの通路長さと平均有効圧力
との関係を示すグラフ。 U:制御ユニット E:エンジン本体 V:Vバンク中央空間 1L、1R:バンク部 2a〜2f:気筒 3a〜3f:吸気ポート 4:クランク軸 11L、11R:独立吸気管 12a〜12f:分岐吸気管 14:圧力反転部(上流側) 14b:開閉弁 15:圧力反転部(下流側) 15b:開閉弁 19、20:アクチュエータ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ複数の気筒を有して互いにV型を
    なしかつクランク軸方向にオフセットされた左右の一対
    のバンク部を備えたV型多気筒エンジンにおいて、 前記左側バンク部における複数の気筒間の吸気行程、お
    よび前記右側バンク部における複数の気筒間の吸気行程
    が、互いに隣り合わないように設定され、 前記左右バンク部における各気筒の吸気ポートが、それ
    ぞれVバンク中央空間に向けて開口され、 前記Vバンク中央空間には、それぞれクランク軸方向に
    伸ばして左右一対の独立吸気管が位置され、 前記左側バンク部における各気筒の吸気ポートが前記左
    側独立吸気管に、前記右側バンク部における各気筒の吸
    気ポートが前記右側吸気管に、それぞれ短尺とされた分
    岐吸気管介して接続され、 前記両独立吸気管の各上流側部分が、クランク軸方向一
    端側からVバンク中央空間より延出されて、該両独立吸
    気管同士を連通、遮断する開閉弁備えた上流側圧力反転
    部に連なり、 前記両独立吸気管の各下流側部分が、前記上流側圧力反
    転部に対してクランク軸方向ほぼ対称位置において該両
    独立吸気管同士を連通、遮断する開閉弁を備えた下流側
    圧力反転部に連なっている、 ことを特徴とするV型多気筒エンジンの吸気装置。
JP62242753A 1986-10-30 1987-09-29 V型多気筒エンジンの吸気装置 Expired - Fee Related JP2543537B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61-256773 1986-10-30
JP25677386 1986-10-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63227923A JPS63227923A (ja) 1988-09-22
JP2543537B2 true JP2543537B2 (ja) 1996-10-16

Family

ID=17297246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62242753A Expired - Fee Related JP2543537B2 (ja) 1986-10-30 1987-09-29 V型多気筒エンジンの吸気装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4829941A (ja)
EP (1) EP0265960B1 (ja)
JP (1) JP2543537B2 (ja)
DE (1) DE3772707D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101771976B1 (ko) 2011-03-23 2017-08-28 말레 인터내셔널 게엠베하 연소엔진, 청정공기시스템 및 관련 작동방법

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930009746B1 (ko) * 1987-04-21 1993-10-09 마쯔다 가부시기가이샤 엔진의 흡기장치
JPH07113327B2 (ja) * 1987-10-01 1995-12-06 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
GB2210665B (en) * 1987-10-07 1992-04-15 Keith Gordon Hall Engine intake system
JP2863927B2 (ja) * 1988-03-15 1999-03-03 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
DE3831085A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-15 Bayerische Motoren Werke Ag Sauganlage einer brennkraftmaschine
JPH0656106B2 (ja) * 1988-10-29 1994-07-27 マツダ株式会社 過給機付エンジンの吸気装置
JP2725034B2 (ja) * 1988-10-31 1998-03-09 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
JPH0819885B2 (ja) * 1988-12-28 1996-03-04 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
JPH0656104B2 (ja) * 1989-05-29 1994-07-27 本田技研工業株式会社 多気筒内燃機関の吸気装置
US5056472A (en) * 1989-06-06 1991-10-15 Mazda Motor Corporation 4-cycle 12-cylinder engine
GB2248652A (en) * 1989-10-12 1992-04-15 Fuji Heavy Ind Ltd Twin bank i.c. engine intake arrangement
AT404161B (de) * 1989-10-16 1998-09-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Ansaugsystem für mehrzylinder-hubkolben- brennkraftmaschinen
JP2858706B2 (ja) * 1990-03-31 1999-02-17 マツダ株式会社 V型エンジンの吸気装置
JP2846705B2 (ja) * 1990-05-17 1999-01-13 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
US5168838A (en) * 1990-10-29 1992-12-08 Mazda Motor Corporation Engine induction system
JPH0783132A (ja) * 1993-09-17 1995-03-28 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気装置
US20040035392A1 (en) * 1993-09-17 2004-02-26 Minoru Ohsuga Suction device for internal combustion engine
JPH07224670A (ja) * 1994-01-29 1995-08-22 Dr Ing H C F Porsche Ag 多気筒内燃機関用の吸気装置
DE4409247A1 (de) * 1994-03-18 1995-09-21 Knecht Filterwerke Gmbh Saugrohrmodul
US5408962A (en) * 1994-07-05 1995-04-25 Ford Motor Company Engine performance improvement
DE19842724A1 (de) * 1998-09-18 2000-03-23 Porsche Ag Sauganlage
US6142123A (en) * 1998-12-14 2000-11-07 Cannondale Corporation Motorcycle
DE10026358B4 (de) * 2000-05-27 2005-06-30 Mahle Filtersysteme Gmbh Brennkraftmaschine mit Sauganlage
DE10038011A1 (de) * 2000-08-04 2002-02-14 Porsche Ag Sauganlage
US6691665B2 (en) * 2001-10-05 2004-02-17 Ford Global Technologies, Llc Dual air induction arrangement
DE10207444A1 (de) * 2002-02-22 2003-10-02 Mann & Hummel Filter Brennkraftmaschine
JP2004162599A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Mitsubishi Automob Eng Co Ltd エンジンの吸気可変構造
DE10321323B3 (de) * 2003-05-13 2004-12-16 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Sauganlage für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbankreihen
US7004137B2 (en) * 2003-12-10 2006-02-28 Nissan Motors Co., Ltd V-type multiple-cylinder air intake device
DE602004005467T2 (de) * 2004-11-05 2007-11-29 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren zur Versagenserkennung eines variablen Einlassystems
US7484491B2 (en) * 2007-07-03 2009-02-03 Visteon Global Technologies, Inc. Air induction system with resonator bypass valve
US9121366B2 (en) * 2013-06-18 2015-09-01 Graeme Potts Induced flow intake for an internal combustion engine
DE102017209386B4 (de) * 2017-06-02 2024-05-08 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Trimmung des Einlasstraktes eines Verbrennungsmotors im Betrieb
CN115306598A (zh) * 2022-08-12 2022-11-08 河南柴油机重工有限责任公司 用于燃气发动机均匀进气的装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE932641C (de) * 1952-12-19 1955-09-05 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Mehrzylindrige Brennkraftmaschine
US2980087A (en) * 1960-02-01 1961-04-18 Guy M Ball Intake manifold
JPS5917013B2 (ja) * 1975-06-23 1984-04-19 凸版印刷株式会社 カウント部数の振り分け装置
DE2913264A1 (de) * 1979-04-03 1980-10-23 Daimler Benz Ag Saugrohranordnung fuer eine mehrzylindrige brennkraftmaschine mit mindestens vier zylindern, insbesondere acht zylindern
US4466389A (en) * 1979-11-13 1984-08-21 Colt Industries Operating Corp Intake-manifold
CH659854A5 (de) * 1980-11-21 1987-02-27 Attila Janos Tibor Horvath Dr Verfahren und einrichtung zur aufladung von kolbenbrennkraftmaschinen.
SU943416A1 (ru) * 1980-12-08 1982-07-15 Ордена Ленина,Ордена Трудового Красного Знамени Завод Транспортного Машиностроения Им.В.И.Ленина Устройство дл резонансного наддува двигател внутреннего сгорани
US4440120A (en) * 1982-05-24 1984-04-03 General Motors Corporation Compact ram tube engine air intake manifold
US4527392A (en) * 1983-04-20 1985-07-09 Hino Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Bypass valve actuator for inertia supercharging in multicylinder engines
US4664076A (en) * 1984-06-15 1987-05-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Intake system for internal combustion engine
JPS61138824A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Toyota Motor Corp 多気筒内燃機関の吸気管長可変式吸気装置
JPS61149519A (ja) * 1984-12-21 1986-07-08 Nissan Motor Co Ltd 多気筒内燃機関の吸気路装置
JPS61207822A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Toyota Motor Corp 吸気管長可変式吸気装置の吸気制御弁の制御方法
US4736714A (en) * 1985-08-20 1988-04-12 Mazda Motor Corporation Engine intake system
SU1343060A2 (ru) * 1985-09-20 1987-10-07 Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова Устройство дл резонансного наддува двигател внутреннего сгорани
FR2589196B1 (fr) * 1985-10-29 1989-09-15 Peugeot Dispositif d'admission pour moteur a combustion interne a injection
JP3105300B2 (ja) * 1991-06-29 2000-10-30 京セラ株式会社 ファクシミリ装置
JPH116021A (ja) * 1997-06-13 1999-01-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 銅系焼結摩擦材とその製法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101771976B1 (ko) 2011-03-23 2017-08-28 말레 인터내셔널 게엠베하 연소엔진, 청정공기시스템 및 관련 작동방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63227923A (ja) 1988-09-22
EP0265960A2 (en) 1988-05-04
EP0265960B1 (en) 1991-09-04
EP0265960A3 (en) 1989-04-12
DE3772707D1 (de) 1991-10-10
US4829941A (en) 1989-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2543537B2 (ja) V型多気筒エンジンの吸気装置
KR930009746B1 (ko) 엔진의 흡기장치
KR930007605B1 (ko) 엔진의 흡기장치
JP2877502B2 (ja) エンジンの吸気装置
KR920010121B1 (ko) V형 엔진의 흡기장치
JPH03286129A (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
JP2779253B2 (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
JP2547409B2 (ja) V型エンジンの吸気装置
JP2772674B2 (ja) V型多気筒内燃機関における吸気装置
JP2724750B2 (ja) 多気筒内燃機関の吸気装置
JP2750122B2 (ja) エンジンの吸気装置
JP2583527B2 (ja) エンジンの吸気装置
JP2562465B2 (ja) エンジンの吸気装置
JP2808312B2 (ja) 多気筒内燃機関におけるバルブ騒音防止方法
JP2583529B2 (ja) エンジンの吸気装置
JPS63106324A (ja) V型多気筒エンジンの排気装置
JPH07101007B2 (ja) V型エンジンの吸気装置
JPH0392534A (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
JPH0730911Y2 (ja) V型内燃機関の吸気装置
JPH02115524A (ja) エンジンの吸気装置
JPS63263218A (ja) エンジンの吸気装置
JPH0791986B2 (ja) V型多気筒エンジンの吸気装置
JPH03100320A (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
JPS63111223A (ja) V型多気筒エンジンの吸気装置
JPS63124824A (ja) V型多気筒エンジンの吸気装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees