JP2771175B2 - Engine intake system - Google Patents

Engine intake system

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JP2771175B2
JP2771175B2 JP63109412A JP10941288A JP2771175B2 JP 2771175 B2 JP2771175 B2 JP 2771175B2 JP 63109412 A JP63109412 A JP 63109412A JP 10941288 A JP10941288 A JP 10941288A JP 2771175 B2 JP2771175 B2 JP 2771175B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は共鳴効果によって吸気の充填効率を高めるよ
うにしたエンジンの吸気装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake device for an engine in which intake efficiency is improved by a resonance effect.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から、吸気の動的効果によって充填効率を高める
ようにしたエンジンの吸気装置は種々知られている。例
えば、特公昭60−14169号公報に示された装置では、多
気筒エンジンにおいて、吸気系を吸気順序が連続しない
気筒同士を同一グループとする2つのグループに分け、
この2つのグループの吸気系をそれぞれ、気筒別の独立
吸気通路(吸気マニホールドブランチ)の上流端が接続
された容積大の集合部と、この集合部から上流に延びる
共鳴通路とを備えて構成するとともに、上記集合部に、
上記各グループの吸気系相互を連通遮断可能とする切替
装置を設け、各共鳴通路の上流端を上流側集合室に接続
している。そして、上記切替装置が上記各グループ相互
を遮断した状態にあるときは、上流側集合室で反射され
る吸気圧力波によってエンジンの低速域で過給作用が得
られるように、上記上流側集合室と各吸気ポートとの間
の吸気系による固有振動数を設定しておくとともに、上
記切替装置が上記各吸気通路を連通する状態となったと
きは、比較的高速域で上記独立吸気通路による慣性過給
効果(各気筒毎に独立吸気通路の上流端で反射される圧
力波が吸入終期に作用することによる過給効果)が得ら
れるように、独立吸気通路の長さ等を設定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various intake devices for an engine in which charging efficiency is increased by a dynamic effect of intake air have been known. For example, in the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-14169, in a multi-cylinder engine, the intake system is divided into two groups in which cylinders in which the order of intake is not continuous are the same.
Each of the two groups of intake systems is provided with a large-volume collecting portion to which the upstream end of an independent intake passage (intake manifold branch) for each cylinder is connected, and a resonance passage extending upstream from the collecting portion. Along with the above-mentioned gathering part,
A switching device is provided to enable the communication between the intake systems of the respective groups to be interrupted, and the upstream ends of the respective resonance passages are connected to the upstream collecting chamber. When the switching device is in a state in which the respective groups are shut off from each other, the upstream collecting chamber is obtained such that a supercharging action is obtained in a low-speed region of the engine by the intake pressure wave reflected by the upstream collecting chamber. In addition to setting the natural frequency of the intake system between each intake port and each intake port, when the switching device is in a state of communicating with each intake passage, inertia due to the independent intake passage in a relatively high speed range The length of the independent intake passage is set so that a supercharging effect (a supercharging effect due to the pressure wave reflected at the upstream end of the independent intake passage acting at the end of intake for each cylinder) is obtained. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記吸気装置のように高速域での過給作用を気筒別の
独立吸気通路による慣性効果によって得るようにする場
合は、高速域とはいえども実用回転数域内で慣性効果を
持たせる必要があり、従って、上記独立吸気通路による
慣性同調回転数がエンジンの許容最高回転数よりは低く
なるように、独立吸気通路をある程度長く形成する必要
がある。しかし、上記独立吸気通路は各気筒毎にそれぞ
れ設けられるので、その各独立吸気通路をそれぞれ長く
形成すると、吸気系をコンパクト化することが困難とな
る。
When the supercharging effect in the high-speed range is obtained by the inertia effect of the independent intake passage for each cylinder as in the above intake device, it is necessary to have the inertia effect in the practical rotation speed range even in the high-speed range. Therefore, it is necessary to form the independent intake passage to be somewhat longer so that the inertial tuning rotational speed of the independent intake passage is lower than the maximum allowable rotational speed of the engine. However, since the independent intake passages are provided for each of the cylinders, it is difficult to make the intake system compact if the individual intake passages are formed to be long.

また、上記のように吸気系を2つのグループに分けた
場合、上記独立吸気通路による慣性効果のほかに、グル
ープ別の独立吸気通路の集合部とその上流側で連通する
通路部分も含めた共鳴系での圧力波の共振による共鳴効
果も期待できるが、独立吸気通路が長く形成されている
と、高速域で共鳴効果を持たせるためには気筒間の連通
部分の長さが極端に短くなって吸気系を2グループに分
けたことの効果がうすれ、かつ、独立吸気通路の固有振
動数に支配されて共鳴系の固有振動数が充分に高められ
ない。これらの理由もあって、従来公知のものでは、と
くに、ディーゼルエンジンと比べて許容最高回転数が高
いガソリンエンジンにおいてその許容最高回転数付近で
有効に共鳴効果が得られるようにしたものがなかった。
In addition, when the intake system is divided into two groups as described above, in addition to the inertial effect of the independent intake passage, resonance including a group of independent intake passages for each group and a passage portion communicating with the upstream side thereof is also included. Although a resonance effect due to the resonance of pressure waves in the system can be expected, if the independent intake passage is formed long, the length of the communication part between cylinders becomes extremely short in order to have a resonance effect at high speed range. Therefore, the effect of dividing the intake system into two groups is weak, and the natural frequency of the resonance system cannot be sufficiently increased due to the natural frequency of the independent intake passage. For these reasons, none of the conventionally known ones can effectively obtain a resonance effect near the maximum allowable rotation speed, particularly in a gasoline engine having a maximum allowable rotation speed higher than that of a diesel engine. .

本発明は上記の事情に鑑み、気筒別の独立吸気通路を
短くして吸気系をコンパクト化しつつ、とくにガソリン
エンジンにおいてエンジンの許容最高回転数付近の高速
域で共鳴効果によりエンジン出力を高めることができる
エンジンの吸気装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has made it possible to shorten the independent intake passage for each cylinder to make the intake system compact, and to increase the engine output by the resonance effect particularly in a high-speed region near the maximum allowable engine speed of a gasoline engine. It is intended to provide an intake device for an engine that can be used.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は上記のような目的を達成するため、吸気通路
の上流側に吸入空気量検出手段を備えたガソリンエンジ
ンにおいて、エンジンの吸気系を吸気順序が連続しない
気筒同士を同一グループとする複数のグループに分け
て、気筒別の独立吸気通路を各グループ毎に各々集合さ
せ、上記吸入空気量検出手段の下流側において上記各グ
ループの独立吸気通路および集合部と各集合部に連なる
通路部分とで各グループに対する共鳴系を構成するとと
もに、上記独立吸気通路を、この通路による慣性同調回
転数がエンジンの許容最高回転数より高くなるように設
定し、かつ、上記共鳴系を、その最短経路による共鳴同
調回転数Nrがエンジンの許容最高回転数Nmaxに対して 0.7Nmax<Nr<1.2Nmax となるように設定したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a gasoline engine provided with intake air amount detection means upstream of an intake passage, wherein a plurality of cylinders in which the order of intake of the engine is not the same in the intake group are set to the same group. Each group is divided into independent intake passages for the respective cylinders, and the independent intake passages for the respective cylinders are collected for each group. In addition to forming a resonance system for each group, the independent intake passage is set so that the inertial tuning rotation speed through this passage is higher than the maximum allowable rotation speed of the engine, and the resonance system is set in resonance with its shortest path. The tuning speed Nr is set so as to satisfy 0.7 Nmax <Nr <1.2 Nmax with respect to the maximum allowable speed Nmax of the engine.

〔作用〕[Action]

上記構成によると、独立吸気通路による慣性同調回転
数を上記設定とすることによって独立吸気通路が充分に
短くなり、また、この設定により独立吸気通路の慣性効
果には頼らないようにする一方、共鳴系の上記共鳴同調
回転数Nrを上記設定とすることにより、ガソリンエンジ
ンにおいて、後に詳述するようにエンジンの許容最高回
転数Nmax付近の高速域で有効に共鳴過給作用が得られ
る。
According to the above configuration, by setting the inertial tuning rotational speed of the independent intake passage to the above-described setting, the independent intake passage becomes sufficiently short.Also, by this setting, the inertia effect of the independent intake passage is not relied on. By setting the resonance tuning speed Nr of the system as described above, in the gasoline engine, a resonance supercharging effect can be effectively obtained in a high speed region near the allowable maximum speed Nmax of the engine, as described in detail later.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の装置をV型6気筒エンジンに適用し
た場合の一実施例を示しており、この図において、V型
エンジンの一方のバンク1には1番、2番、3番の3つ
の気筒3a,3b,3cが設けられ、他方のバンク2には4番、
5番、6番の3つの気筒3d,3e,3fが設けられている。上
記各気筒3a〜3fにはそれぞれ吸気ポート4a〜4fおよび排
気ポート(図示省略)が配設され、これらポートが図外
の吸気弁および排気弁によってそれぞれ所定のタイミン
グで開閉される。上記各気筒3a〜3fの吸気順序(点火順
序)は、1番気筒3a→4番気筒3d→2番気筒3b→5番気
筒3e→3番気筒3c→6番気筒3fの順となっている。
FIG. 1 shows an embodiment in which the apparatus of the present invention is applied to a V-type 6-cylinder engine. In FIG. Three cylinders 3a, 3b, 3c are provided, and the other bank 2 is numbered 4,
No. 5 and No. 6 cylinders 3d, 3e, 3f are provided. Each of the cylinders 3a to 3f is provided with an intake port 4a to 4f and an exhaust port (not shown), and these ports are opened and closed at predetermined timing by intake and exhaust valves (not shown). The intake order (ignition order) of the cylinders 3a to 3f is as follows: the first cylinder 3a → the fourth cylinder 3d → the second cylinder 3b → the fifth cylinder 3e → the third cylinder 3c → the sixth cylinder 3f. .

このエンジンの吸気系は吸気順序が連続しない気筒同
士を同一グループとする2つのグループに分けられ、つ
まり上記吸気順序によると、一方のバンク2の各気筒3a
〜3cは互いに吸気順序が連続せず、他方のバンク2の各
気筒3d〜3fも互いに吸気順序が連続しないので、吸気系
が一方のバンク1側のグループ(第1グループ)と他方
のバンク2側のグループ(第2グループ)とに分けられ
ている。そして、第1グループの各吸気ポート4a〜4cに
それぞれ接続された気筒別の各独立吸気通路5a〜5cおよ
び第2グループの各吸気ポート4d〜4fにそれぞれ接続さ
れた気筒別の各独立吸気通路5d〜5fは、各グループ毎に
各々集合され、つまり、独立吸気通路5a〜5cの各上流端
が第1グループ側の集合部6に接続されるとともに、独
立吸気通路5d〜5fの各上流端が第2グループ側の集合部
7に接続されている。このグループ別の集合部6,7の各
一端側には、上流側連通部分を構成する通路8,9が接続
され、この各通路8,9は上流端側で互いに連通されて、
この連通箇所に共通吸気通路10が接続されている。ま
た、上記集合部6,7の各他端側には、下流側連通路11が
接続されている。上記共通吸気通路10には、上流側から
順にエアクリーナ12,エアフローメータ13およびスロッ
トル弁14が配設されている。
The intake system of this engine is divided into two groups in which cylinders in which the intake order is not continuous are the same group, that is, according to the intake order, each cylinder 3a of one bank 2
3c do not have a continuous intake order, and the cylinders 3d to 3f of the other bank 2 do not have a continuous intake order. Therefore, the intake system includes one bank 1 group (first group) and the other bank 2 Side group (second group). Each of the independent intake passages 5a to 5c for each cylinder connected to each of the intake ports 4a to 4c of the first group and each independent intake passage for each cylinder connected to each of the intake ports 4d to 4f of the second group. 5d to 5f are gathered for each group, that is, the respective upstream ends of the independent intake passages 5a to 5c are connected to the collecting part 6 on the first group side, and the respective upstream ends of the independent intake passages 5d to 5f. Are connected to the collecting unit 7 on the second group side. Passages 8, 9 constituting an upstream communication part are connected to one end sides of the grouped collecting portions 6, 7, and the respective passages 8, 9 are communicated with each other on the upstream end side.
The common intake passage 10 is connected to this communication point. Further, a downstream communication path 11 is connected to the other end of each of the collecting portions 6 and 7. In the common intake passage 10, an air cleaner 12, an air flow meter 13, and a throttle valve 14 are arranged in this order from the upstream side.

上記エアフローメータ13(吸入空気量検出手段)より
下流側において上記各グループに対して共鳴系が構成さ
れている。当実施例では、各グループにおける独立吸気
通路5a〜5c,5d〜5fおよび集合部6,7と各集合部6,7間の
連通部分を構成する通路8,9、下流側連通路11により共
鳴系が構成される。この共鳴系において、上記通路8,9
により構成される上流側連通部分と下流側連通路11とは
同等の長さに形成しておいてもよいが、例えば下流側連
通路11の長さを短くするというように両側連通部分の長
さを異ならせておいてもよい。さらに図に示すように、
下流側連通路11にエンジン回転数に応じて開閉させる開
閉弁15を設けておき、この開閉弁15によって下流側連通
路11が閉じられたときと開かれたときとで共鳴系の共鳴
固有振動数が変化するようにしておいてもよい。また、
上記集合部6,7は、通路8,9と同じ断面積のパイプにより
形成しておいてもよいが、図に示すように断面積を大き
くしてある程度の容量を持たせておいても、共鳴効果は
得られる。
A resonance system is configured for each of the groups on the downstream side of the air flow meter 13 (intake air amount detecting means). In the present embodiment, resonance is caused by the independent intake passages 5a to 5c and 5d to 5f in each group and the passages 8, 9 and the downstream communication passage 11 that constitute the communicating portion between the collecting portions 6, 7 and the collecting portions 6, 7. The system is configured. In this resonance system, the passages 8, 9
The upstream communication portion and the downstream communication passage 11 may be formed to have the same length, but for example, the length of the two-side communication portion may be reduced by shortening the length of the downstream communication passage 11. It may be different. As further shown in the figure,
An on-off valve 15 that opens and closes in accordance with the engine speed is provided in the downstream communication path 11, and the resonance natural vibration of the resonance system depends on whether the on-off valve 15 closes and opens the downstream communication path 11. The number may be changed. Also,
The gathering portions 6, 7 may be formed by pipes having the same cross-sectional area as the passages 8, 9, but may have a certain capacity by increasing the cross-sectional area as shown in the figure. A resonance effect is obtained.

この吸気装置における上記各独立吸気通路5a〜5fは、
その慣性同調回転数Niがエンジンの許容最高回転数(エ
ンジンの信頼性等の面から許容される最高回転数)Nmax
に対して Ni>Nmax …… となるように充分短く形成されている。また、共鳴系の
最短経路における共鳴同調回転数Nrがエンジンの許容最
高回転数Nmaxに対して 0.7Nmax<Nr<1.2Nmax …… となるように、共鳴系を構成する部分の長さ、容量等が
設定されている。
The independent intake passages 5a to 5f in the intake device are
The inertial tuning speed Ni is the maximum permissible engine speed (maximum permissible speed in terms of engine reliability, etc.) Nmax
Ni> Nmax.... The length, capacity, etc. of the parts constituting the resonance system such that the resonance tuning rotation speed Nr in the shortest path of the resonance system is 0.7 Nmax <Nr <1.2 Nmax with respect to the maximum allowable rotation speed Nmax of the engine. Is set.

このような設定を、第2図に示す吸気系のモデルを参
照しつつ説明する。独立吸気通路5a〜5fの長さをl、こ
の通路の断面積をf(第2図参照)、シリンダ容積をV
m、音速をa、クランク角で表わした開弁期間をθとす
ると、独立吸気通路5a〜5fの慣性同調回転数Niおよび固
有振動数νは次の、式のようになる。
Such a setting will be described with reference to an intake system model shown in FIG. The length of the independent intake passages 5a to 5f is 1, the sectional area of this passage is f (see FIG. 2), and the cylinder volume is V
Assuming that m, the sound speed is a, and the valve opening period represented by the crank angle is θ, the inertial tuning rotational speed Ni and the natural frequency ν of the independent intake passages 5a to 5f are expressed by the following equations.

Ni=θ・ν/6 …… 上記式は、慣性の同調条件が (60/Ni)・(θ/360)=1/ν となることから求められる。Ni = θ ・ ν / 6 …… The above equation is obtained because the inertia tuning condition is (60 / Ni) · (θ / 360) = 1 / ν.

従って、独立吸気通路5a〜5fを充分に短く形成してお
くことにより、上記,式から求められる慣性同調回
転数Niが、前記式の条件を満足する程度に高くなる。
Therefore, by making the independent intake passages 5a to 5f sufficiently short, the inertia tuning rotational speed Ni obtained from the above equation becomes high enough to satisfy the condition of the above equation.

また、第2図に示したモデルによる各グループの独立
吸気通路5a〜5c(5d〜5f)および集合部6(7)とその
間の連通部分とを含めた部分(破線で囲った部分)で構
成される共鳴系の共鳴同調回転数Nrおよび共鳴固有振動
数νrは、次の,式のようになる。
In addition, the independent intake passages 5a to 5c (5d to 5f) of each group according to the model shown in FIG. 2 and a portion including a collecting portion 6 (7) and a communicating portion therebetween (a portion surrounded by a broken line) are formed. The resonance tuning rotational frequency Nr and the resonance natural frequency νr of the resonance system to be performed are as follows.

Nr=(120/m)×νr …… νr=(a/4)×{1/(Vr/F+L+D)} …… m:1グループの気筒数 a:音速 Vr:1グループの独立吸気通路と集合部(第2図中の斜線
部分)の容量 F:集合部間の連通部分の平均断面積 L:上記連通部分の中点までの長さ D:上記連通部分の平均直径(管端補正) つまり、共鳴系の等価長が近似的に(Vr/F+L+D)
となり、かつ、上記連通部分の中点では圧力波の正負が
反転して反射されると考えられるので圧力波の2往復分
が1周期と相当することから、共鳴固有振動数νrが近
似的に上記式で求められる。また、各グループ毎にエ
ンジンの2回転で1グループの気筒数mだけ吸気を行な
う関数で、1秒当り吸入回数と固有振動数νrとが一致
するときの回転数である共鳴同調回転数Nrは上記式で
求められる。
Nr = (120 / m) x vr ... vr = (a / 4) x {1 / (Vr / F + L + D)} ... m: Number of cylinders in one group a: Sound velocity Vr: Collective with independent intake passages in one group F: Average cross-sectional area of the communicating part between the collecting parts L: Length to the middle point of the communicating part D: Average diameter of the communicating part (tube end correction) , The equivalent length of the resonance system is approximately (Vr / F + L + D)
And it is considered that the positive and negative of the pressure wave are inverted and reflected at the middle point of the communication portion, so that two reciprocations of the pressure wave correspond to one cycle, so that the resonance natural frequency νr is approximately It is obtained by the above equation. In addition, the resonance tuning speed Nr, which is the speed at which the number of suctions per second and the natural frequency νr coincide with each other, is a function of performing intake for the number of cylinders m in one group with two revolutions of the engine for each group. It is obtained by the above equation.

このように、上記容量Vr、上記平均断面積F、上記長
さLおよび上記平均直径D等の共鳴系の諸元により共鳴
同調回転数Nrが定まる。そこで、共鳴系の最短経路によ
る場合の共鳴同調回転数Nrが前記式の範囲となるよう
に共鳴系の諸元が設定され、例えば第1図に示した構造
においては、共鳴系を構成する各独立吸気通路5a〜5f、
集合部6,7、通路8,9、下流側連通路11等の諸元が上記の
ように設定される。
As described above, the resonance tuning speed Nr is determined by the specifications of the resonance system such as the capacitance Vr, the average cross-sectional area F, the length L, and the average diameter D. Therefore, the specifications of the resonance system are set such that the resonance tuning rotational speed Nr in the case of the shortest path of the resonance system falls within the range of the above-described equation. For example, in the structure shown in FIG. Independent intake passages 5a to 5f,
The specifications of the collecting portions 6, 7, the passages 8, 9, the downstream communication passage 11, and the like are set as described above.

なお、上記エンジンは吸気通路にエアフローメータ13
が設けられていることからも明らかなようにガソリンエ
ンジンであり、一般にガソリンエンジンはディーゼルエ
ンジンと比べて許容最高回転数Nmaxが高い。
The above-mentioned engine is equipped with an air flow meter 13
As is apparent from the provision of the gasoline engine, the gasoline engine generally has a higher allowable maximum rotational speed Nmax than the diesel engine.

このような吸気装置によると、吸気系を吸気順序が連
続しない気筒同士を同一グループとする2つのグループ
にわけて共鳴系を構成していることにより、その各グル
ープにおいてそれぞれ、各気筒の作動により生じる圧力
波が独立吸気通路5a〜5c,5d〜5fから集合部6,7および集
合部6,7間の連通部分にわたって伝播し、これらの共鳴
系を構成する部分に圧力振動が生じる。そして、共鳴固
有振動数νrが各グループ毎の吸入回数と合致すると
き、同一グループの各気筒に生じる圧力波が共振し、圧
力振動が最も強められる状態となる。この状態となる共
鳴同調回転数Nr付近の回転数域で共鳴効果による過給作
用が得られ、エンジン出力が高められる。
According to such an intake apparatus, the resonance system is configured by dividing the intake system into two groups in which cylinders in which the intake order is not continuous are the same group. The generated pressure wave propagates from the independent intake passages 5a to 5c, 5d to 5f to the collecting portions 6, 7 and the communicating portion between the collecting portions 6, 7, and pressure vibration is generated in the portions constituting these resonance systems. Then, when the resonance natural frequency νr matches the number of suctions for each group, the pressure waves generated in the cylinders of the same group resonate, and the state in which the pressure vibration is maximized is attained. In this state, a supercharging effect by the resonance effect is obtained in a rotation speed range near the resonance tuning rotation speed Nr, and the engine output is increased.

とくに、共鳴系の最短経路による共鳴同調回数Nrをエ
ンジンの許容最高回転数Nmaxに対して前記式の範囲に
設定していることにより、上記許容最高回転数Nmax付近
の高速域で共鳴過給作用によりエンジン出力が高められ
る。このような効果を第3図により説明する。
In particular, by setting the number of resonance tunings Nr based on the shortest path of the resonance system to the range of the above expression with respect to the allowable maximum engine speed Nmax, the resonance supercharging operation is performed in a high speed region near the allowable maximum engine speed Nmax. This increases the engine output. Such an effect will be described with reference to FIG.

第3図は、第1図に示したような構造において上記共
鳴同調回転数Nrを種々の値に設定した場合のエンジン出
力トルクの特性(A1〜A5)を、共鳴効果を有しない場合
の特性(線B)と比較して示す。この図において、線A1
は共鳴同調回転数Nrをエンジンの許容最高回転数Nmaxと
した場合の特性であり、この場合は上記許容最高回転数
Nmaxでエンジン出力トルクがピークとなり、その付近の
高速域で出力トルクが高められる。また、[0.7Nmax<N
r<1.2Nmax]の範囲であれば共鳴同調回転数Nrが上記許
容最高回転数Nmaxからずれた場合(線A2,A3)でも、上
記許容最高回転数Nmax付近において、エンジン出力トル
クがピークよりは低下するものの共鳴効果を有しない場
合より充分に高くなる。ところが、上記範囲よりも低速
側に大きく共鳴同調回転数Nrがずれると、上記許容最高
回転数Nmax付近におけるエンジン出力トルクが共鳴効果
を有しない場合より低下して逆効果となり(線A4)、ま
た上記範囲よりも高速側に大きく共鳴同調回転数Nrがず
れると、上記許容最高回転数Nmax以下ではエンジン出力
トルクが共鳴効果を有しない場合とほとんど変りがなく
なる(線A5)。従って、共鳴同調回転数Nrが上記範囲内
となるように設定しておくことにより、許容最高回転数
Nmax付近の高速域でエンジン出力トルクが高められるこ
ととなる。
FIG. 3 shows the characteristics (A 1 to A 5 ) of the engine output torque when the resonance tuning speed Nr is set to various values in the structure as shown in FIG. (Line B). In this figure, line A 1
Is the characteristic when the resonance tuning speed Nr is set to the maximum allowable engine speed Nmax.
The engine output torque reaches a peak at Nmax, and the output torque is increased in a high-speed region near the peak. Also, [0.7Nmax <N
In the range of r <1.2 Nmax, even when the resonance tuning rotational speed Nr deviates from the allowable maximum rotational speed Nmax (lines A 2 and A 3 ), the engine output torque peaks near the allowable maximum rotational speed Nmax. Although it is lower, it is sufficiently higher than when there is no resonance effect. However, if the resonance tuning speed Nr is largely shifted to a lower speed side than the above range, the engine output torque near the permissible maximum speed Nmax becomes lower than the case where there is no resonance effect and has an opposite effect (line A 4 ), Further, when large resonance tuning rotational speed Nr is shifted to the high-speed side than the above range, most changes is eliminated and when the engine output torque has no resonance effect at less than the allowable maximum rotational speed Nmax (line a 5). Therefore, by setting the resonance tuning speed Nr to be within the above range, the allowable maximum speed is set.
The engine output torque will be increased in the high speed region near Nmax.

この場合に、独立吸気通路5a〜5fによる慣性同調回転
数Niを前記式のように設定しておくことにより、この
慣性同調回転数Niに支配されることなく共鳴同調回転数
Nrを充分に高めることができ、かつ、このように独立吸
気通路5a〜5fを短くすることにより、集合部6,7間の連
通部分にある程度の長さを持たせつつ共鳴同調回転数Nr
を上記範囲まで高めることができて、吸気系を2グルー
プに分けたことの効果が損われず、有効に高速域での共
鳴効果を持たせることができる。
In this case, by setting the inertial tuning rotational speed Ni by the independent intake passages 5a to 5f as in the above equation, the resonance tuning rotational speed is not controlled by the inertial tuning rotational speed Ni.
Nr can be sufficiently increased, and by shortening the independent intake passages 5a to 5f in this way, the resonance tuning speed Nr can be obtained while giving a certain length to the communicating portion between the collecting portions 6 and 7.
Can be increased to the above range, the effect of dividing the intake system into two groups is not impaired, and a resonance effect in a high speed region can be effectively provided.

また、前述のように下流側連通路11に開閉弁15を設け
てその開閉により共鳴固有振動数が変化するようにして
おけば、異なる回転数域でそれぞれ共鳴効果を持たせる
ことができる。
Further, as described above, if the on-off valve 15 is provided in the downstream communication path 11 and the opening and closing of the on-off valve 15 changes the resonance natural frequency, resonance effects can be provided in different rotation speed ranges.

なお、本発明の装置の具体的構造は上記実施例には限
定されず、種々変更可能であって、その数例を第4図乃
至第7図に示す。
The specific structure of the device of the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified, and several examples are shown in FIGS. 4 to 7.

第4図に示す実施例では、V型6気筒エンジンの一方
のバンク1側の各独立吸気通路5a〜5c及び他方のバンク
2側の各独立吸気通路5d〜5fがそれぞれ集合され、その
各集合部16,17の一端側に接続された通路18,19が上流端
側で連通されてこの部分に供給吸気通路10が接続される
とともに、上記通路18,19の上流端側連通箇所よりも下
流に、両通路18,19を連通する連通部21が設けられてい
る。この連通部21には、エンジン回転数に応じて開閉す
る開閉弁22が設けられている。また、上記通路18,19の
連通部21より下流側部分は断面積が大きくされている。
In the embodiment shown in FIG. 4, the independent intake passages 5a to 5c on one bank 1 side and the independent intake passages 5d to 5f on the other bank 2 side of the V-type six-cylinder engine are assembled, respectively. Passages 18 and 19 connected to one end sides of the portions 16 and 17 are communicated on the upstream end side, and the supply intake passage 10 is connected to this portion, and the downstream side of the upstream end communication point of the passages 18 and 19 is provided. In addition, a communication portion 21 that connects the two passages 18 and 19 is provided. The communication portion 21 is provided with an on-off valve 22 that opens and closes according to the engine speed. Further, a section of the passages 18, 19 on the downstream side from the communication portion 21 has a large sectional area.

この実施例でも、各独立吸気通路5a〜5fによる慣性同
調回転数Niを前記式のように設定するとともに、連通
部21を通る最短経路による共鳴同調回転数(開閉弁22が
開かれた状態での共鳴同調回転数)Nrを前記式のよう
に設定することにより、第1図に示した実施例と同様に
高速域で共鳴過給作用が得られる。この場合、前記式
中の平均断面積Fが大きくなれば共鳴固有振動数νrが
高くなるので、上記連通部21より下流側の通路断面積を
大きくしておくことにより、集合部間の連通部分にある
程度の長さを持たせて、吸気系を2グループに分けたこ
との効果が損われないようにしつつ、有効に高速域での
共鳴効果を持たせることができる。
Also in this embodiment, the inertial tuning rotational speed Ni by each of the independent intake passages 5a to 5f is set as in the above equation, and the resonant tuning rotational speed by the shortest path passing through the communication portion 21 (when the on-off valve 22 is open). By setting the resonance tuning rotational speed (Nr) of the above equation as in the above equation, a resonance supercharging action can be obtained in a high-speed region similarly to the embodiment shown in FIG. In this case, if the average cross-sectional area F in the above equation increases, the resonance natural frequency νr increases. Therefore, by increasing the cross-sectional area of the passage downstream of the communication section 21, the communication section between the collection sections is increased. To a certain length so that the effect of dividing the intake system into two groups is not impaired, and the resonance effect in the high-speed range can be effectively provided.

第5図はV型4気筒エンジンに適用した場合の実施例
を示す。この場合も、一方のバンク31の気筒33a,33b同
士、および他方のバンク32の気筒33c,33d同士は、それ
ぞれ吸気順序が連続しないので、吸気系を一方のバンク
31側のグループと他方のバンク32側のグループとに分け
て、各グループ毎に独立吸気通路35a,35bおよび35c,35d
を集合させるとともに、集合部36,37、通路38,39、共鳴
吸気通路40、下流側連通路41、開閉弁45等を第1図の実
施例と同様に構成している。あるいは、第2図の実施例
と同様に共鳴系を構成しておいてもよい。
FIG. 5 shows an embodiment applied to a V-type four-cylinder engine. In this case as well, the cylinders 33a and 33b of one bank 31 and the cylinders 33c and 33d of the other bank 32 do not have a continuous intake order, so that the intake system is connected to one bank 31.
Divided into a group on the 31 side and a group on the other bank 32 side, independent intake passages 35a, 35b and 35c, 35d are provided for each group.
And the collecting portions 36 and 37, the passages 38 and 39, the resonance intake passage 40, the downstream communication passage 41, the on-off valve 45, and the like are configured in the same manner as the embodiment of FIG. Alternatively, a resonance system may be configured as in the embodiment of FIG.

また、第6図に示す実施例では、一方のバンク1側と
他方のバンク2側とに分けられた各グループ毎の集合部
56,57にそれぞれ通路58,59が接続されて、その上流端側
連通箇所に共通吸気通路60が接続されるとともに、上記
各通路58,59の途中箇所からそれぞれ分岐した通路状部
分61,62が設けられている。この連通状部分61,62の先端
は閉塞端となっている。
Further, in the embodiment shown in FIG. 6, the collecting part for each group divided into one bank 1 side and the other bank 2 side.
Passages 58, 59 are connected to 56, 57, respectively, and a common intake passage 60 is connected to the upstream end side communication point, and passage-like portions 61, 62 branched from intermediate points of the passages 58, 59, respectively. Is provided. The ends of the communicating portions 61 and 62 are closed ends.

この実施例によると、上記通路状部分61,62が共鳴系
の一部として共鳴固有振動数νrに関係するので、この
通路状部分61,62によっても共鳴同調回転数Nrを調整で
きる。そしてこの場合も、前記,式を満足するよう
に独立吸気通路5a〜5fおよび共鳴系を設定しておくこと
により、許容最高回転数Nmax付近の高速域で有効に共鳴
過給作用が得られる。
According to this embodiment, since the passage portions 61 and 62 are related to the resonance natural frequency νr as a part of the resonance system, the resonance tuning rotational speed Nr can be adjusted by the passage portions 61 and 62. Also in this case, by setting the independent intake passages 5a to 5f and the resonance system so as to satisfy the above formula, a resonance supercharging effect can be obtained effectively in a high-speed region near the allowable maximum rotational speed Nmax.

第7図は直列4気筒エンジンに適用した場合を示す。
この場合は、吸気順序が連続しない1番気筒73aと4番
気筒73dとが第1グループ、2番気筒73bと3番気筒73c
とが第2グループとされ、これらのグループ毎に、各独
立吸気通路75a,75dおよび75b,75cがそれぞれ集合され
て、その各集合部76,77に接続された通路78,79の上流端
側連通箇所に共通吸気通路80が接続されている。そし
て、この場合も前記の各種実施例に準じて高速域で共鳴
過給作用が得られるような共鳴系が構成され、例えば、
通路78,79からそれぞれ分岐した通路状部分81,82が設け
られる、この通路状部分81,82は第6図の実施例のよう
な有端状でもよいが、この図のように通路状部分81,82
を互いに連通させて、連通部分に開閉弁83を設け、その
開閉によって共鳴固有振動数が変えられるようにしてお
いてもよい。独立吸気通路73a〜73fおよび共鳴系が前記
,式を満足するように設定されることは他の実施例
と同様である。
FIG. 7 shows a case where the present invention is applied to an in-line four-cylinder engine.
In this case, the first cylinder 73a and the fourth cylinder 73d in which the intake order is not continuous are in the first group, the second cylinder 73b and the third cylinder 73c.
Are the second group, and for each of these groups, the independent intake passages 75a, 75d and 75b, 75c are gathered respectively, and the upstream end side of the passages 78, 79 connected to the respective gathering portions 76, 77. The common intake passage 80 is connected to the communication location. And also in this case, a resonance system in which a resonance supercharging action is obtained in a high-speed range according to the above-described various embodiments is configured.
Passage-like portions 81 and 82 branched from passages 78 and 79 are provided. The passage-like portions 81 and 82 may be end-like as in the embodiment of FIG. 6, but as shown in FIG. 81,82
May be communicated with each other, and an opening / closing valve 83 may be provided in the communicating portion so that the resonance natural frequency can be changed by opening / closing the opening / closing valve 83. As in the other embodiments, the independent intake passages 73a to 73f and the resonance system are set so as to satisfy the above equations.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明は、ガソリンエンジンにおいて、
吸気順序が連続しない気筒同士を同一グループとする各
グループ毎に気筒別の独立吸気通路を各々集合させて、
これらと各集合部に連なる通路部分とで共鳴系を構成す
るとともに、上記独立吸気通路による慣性同調回転数Ni
および上記共鳴系の最短経路による共鳴同調回転数Nrを
それぞれエンジンの許容最高回転数Nmaxに対して Ni>Nmax 0.7Namx<Nr<1.2Nmax となるように設定しているため、気筒別の各独立吸気通
路が充分に短くなって吸気系をコンパクト化することが
でき、かつ、ディーゼルエンジンと比べて許容最高回転
数が高いガソリンエンジンにおいてその許容最高回転数
付近で高速域で有効に共鳴効果が得られてエンジン出力
を高めることができるものである。
As described above, the present invention relates to a gasoline engine,
Independent intake passages for each cylinder are collected for each group in which cylinders in which the intake order is not continuous are the same group,
These and a passage portion connected to each collecting portion constitute a resonance system, and the inertial tuning speed Ni
And the resonance tuning speed Nr in the shortest path of the above resonance system is set so that Ni> Nmax 0.7Namx <Nr <1.2Nmax with respect to the maximum allowable engine speed Nmax, so that each cylinder is independent. The intake passage is short enough to make the intake system more compact, and a gasoline engine, which has a higher allowable maximum speed than a diesel engine, has an effective resonance effect at high speeds near the maximum allowable speed. This can increase the engine output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す吸気装置概略図、第2
図は独立吸気通路および共鳴系の設定条件を説明するた
め吸気装置をモデル化して示す説明図、第3図は共鳴同
調回転数を種々変えた場合のエンジン出力トルクの特性
図、第4図乃至第7図はそれぞれ別の実施例を示す吸気
装置概略図である。 3a〜3f,33a〜33d,73a〜73d……気筒、5a〜5f,35a〜35d,
75a〜75d……独立吸気通路、6,7,16,17,36,37,56,57,7
6,77……集合部、8、9,11,18,19,21,38,39,41,58,59,6
1,62,78,79,81,82……集合部に連なる通路部分。
FIG. 1 is a schematic view of an intake device showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modeled intake device for explaining the setting conditions of the independent intake passage and the resonance system, FIG. 3 is a characteristic diagram of the engine output torque when the resonance tuning speed is variously changed, and FIGS. FIG. 7 is a schematic view of an intake device showing another embodiment. 3a to 3f, 33a to 33d, 73a to 73d ... cylinder, 5a to 5f, 35a to 35d,
75a-75d …… Independent intake passage, 6,7,16,17,36,37,56,57,7
6,77 …… Assembly, 8, 9, 11, 18, 19, 21, 38, 39, 41, 58, 59, 6
1,62,78,79,81,82 …… The passage part connected to the collecting part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−153924(JP,A) 特開 昭57−148024(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 27/00 - 27/02────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-57-153924 (JP, A) JP-A-57-148024 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02B 27/00-27/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】吸気通路の上流側に吸入空気量検出手段を
備えたガソリンエンジンにおいて、エンジンの吸気系を
吸気順序が連続しない気筒同士を同一グループとする複
数のグループに分けて、気筒別の独立吸気通路を各グル
ープ毎に各々集合させ、上記吸入空気量検出手段の下流
側において上記各グループの独立吸気通路および集合部
と各集合部に連なる通路部分とで各グループに対する共
鳴系を構成するとともに、上記独立吸気通路を、この通
路による慣性同調回転数がエンジンの許容最高回転数よ
り高くなるように設定し、かつ、上記共鳴系を、その最
短経路による共鳴同調回転数Nrがエンジンの許容最高回
転数Nmaxに対して 0.7Nmax<Nr<1.2Nmax となるように設定したことを特徴とするエンジンの吸気
装置。
In a gasoline engine provided with an intake air amount detecting means on an upstream side of an intake passage, an intake system of the engine is divided into a plurality of groups in which cylinders whose intake order is not continuous are grouped into the same group. Independent intake passages are grouped for each group, and a resonance system for each group is constituted by the independent intake passages and the aggregation portion of each group and a passage portion connected to each aggregation portion on the downstream side of the intake air amount detecting means. At the same time, the independent intake passage is set so that the inertial tuning rotation speed through this passage is higher than the maximum allowable rotation speed of the engine, and the resonance system is configured such that the resonance tuning rotation speed Nr of the shortest path is equal to the allowable rotation speed of the engine. An intake system for an engine, wherein the maximum rotational speed Nmax is set so that 0.7Nmax <Nr <1.2Nmax.
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