JP2776865B2

JP2776865B2 - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP2776865B2
Application number: JP1021578A
Authority: JP
Inventors: 光夫人見; 敏彦服部; 正志丸原; 幹公藤井
Original assignee: Matsuda KK
Current assignee: Matsuda KK
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH02201016A

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の改良に関する。

（従来の技術）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、吸気順序が連続しない気筒を同
一グループとする２グループの気筒群にそれぞれ接続さ
れた２つの吸気通路を設け、この各吸気通路をそれぞ
れ、吸気マニホールドブランチの上流端が接続された拡
大室（容積大の集合室）と、この拡大室から上流に延び
る共鳴通路とを備えて構成するとともに、上記拡大室等
に上記各吸気通路相互を連通遮断可能とする切替装置を
設け、各吸気通路の上流端を上流側集合室に接続してい
る。この装置によると、上記切替装置が上記吸気通路相
互を遮断した状態にあるときは、上流側集合室で反転し
て反射される吸気圧力波により、エンジン回転数が比較
的低い領域で慣性過給効果が得られ、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、圧力波の
反転反射位置が吸気ポートに近づれられることにより、
エンジン回転数が比較的高い領域で慣性過給効果が得ら
れる。

ところが、上記吸気装置によると、吸気マニホールド
ブランチ部が集合する部分に大きな容積の拡大室が設け
られているため、吸気系が大型化し、自動車に搭載する
場合に大きな設置スペースが必要となる等の不都合があ
る。

そこで、本出願人は、特開昭63−92791号において、
各気筒の吸気ポートに通じる吸気通路に、各吸気ポート
との間に拡大室を有せずに、各吸気ポートから伝播する
圧力波を周回させるように環状をなし、かつ、高速域で
圧力波の共振状態が得られる所定の通路長さを有する共
鳴用環状通路を設けるとともに、この共鳴用環状通路と
別の経路とに圧力波伝播路を切替える切替手段を設けた
エンジンの吸気装置を提案した。

該吸気装置によると、少なくとも高速域では上記共鳴
用環状通路を通って伝播する圧力波により各気筒間で共
鳴効果が得られ、また上記切替手段によって圧力伝播経
路が切替えられることにより、複数の回転数域で動的効
果が得られる。

また、少なくともブランチ部集合箇所に相当する部分
には拡大室を設けなくてもよいので、吸気系のレイアウ
トやコンパクト化に有利な構造となる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のような共鳴用環状通路が設けられた
吸気装置において、EGR、ブローバイガス、蒸発燃料な
どの環状ガスを吸気通路に環流させる場合、環流ガス用
の通路を単に共鳴用環状通路に接続しただけでは、環状
通路に環流ガスが滞留して急加速時に失火が発生した
り、気筒間のトルク差が生じたりするという問題があ
る。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、上記のよ
うな吸気装置において、環流ガスの滞留等を生じないよ
うにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達すべくなされた本発明の第１の態様
は、各気筒の吸気ポートに通じる吸気通路に、各吸気ポ
ートから伝播する圧力波を周回させるように環状をなす
共鳴用環状通路が設けられ、該環状通路に吸気を導入す
る導入吸気通路が該環状通路の一端側に連結されてなる
エンジンの吸気装置において、上記環状通路が略長円形
に形成され、該環状通路の長円長手方向に延びる１対の
通路部のうちの第１の通路部にのみ上記各気筒の吸気ポ
ートが接続され、上記環状通路の長円長手方向の一端側
で上記１対の通路部をつないでいる一端側通路部に上記
導入吸気通路が連結され、環流ガス用の通路が、上記一
端側通路部の上記導入吸気通路への連結部から、上記第
１の通路部の上記連結部に最も近い吸気ポートへの接続
部までの通路区間に接続されていることを特徴とするも
のである。

さらに、本発明の第２の態様は、上記第１の態様にか
かるエンジンの吸気装置において、上記環流ガスが、EG
Rガス、ブローバイガス又は蒸発燃料であることを特徴
とするものである。

（発明の作用・効果）本発明の第１の態様は、環流ガス用の通路を、一端側
通路部の導入吸気通路への連結部から、第１の通路部の
連結部に最も近い吸気ポートへの接続部までの通路区間
に接続したものである。

したがって、環流ガスが共鳴用環状通路に滞留するの
が未然に防止され、スロットル弁開度が急変する過渡運
転状態において、吸気通路内の吸気圧力が急変した場合
等に、失火が発生しあるいは燃焼が不安定になるのを防
止することができる。

また、環流ガス用の通路が、最上流側の気筒よりも上
流側で共鳴用環状通路に接続されているから、環流ガス
の拡散が有効に行なわれ、気筒間のトルク差が生じにく
くなる。

本発明の第２の態様によれば、EGRガス、ブローバイ
ガス又は蒸発燃料が共鳴用吸気通路に滞留するのが防止
され、スロットル弁開度が急変する過渡運転状態におい
て、吸気通路内の吸気圧力が急変した場合等に、失火が
発生しあるいは燃焼が不安定になるのを防止することが
できる。さらに、これらの拡散が有効に行われ、気筒間
にトルク差が生じにくくなる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図に示すように、この実施例に係る４気筒エンジ
ン10のエンジン本体11には、１番〜４番の各気筒12a〜1
2dが設けられ、各気筒12a〜12dにはそれぞれ吸気ポート
13a〜13dおよび排気ポート14a〜14dが形成されている。

上記各排気ポート14a〜14dは、独立排気通路18a〜18d
を介して主排気通路18に接続されている。

上記各吸気ポート13a〜13dに通じる吸気通路には、各
吸気ポート13a〜13dとの間に拡大室を有しない共鳴用環
状通路15が設けられている。

この共鳴用環状通路15は、各吸気ポート13a〜13dから
伝播する圧力波を周回させるように環状をなしている。

該共鳴用環状通路15には、短い独立吸気通路16a〜16d
を介して上記各吸気ポート13a〜13dが接続されると共
に、これら吸気ポート13a〜13dが接続された部分の側方
部等の適宜箇所において、吸気導入通路17が共鳴用吸気
通路15に接続されている。

上記吸気導入通路17には、上流側から下流側に向っ
て、エアクリーナ21,エアフロメータ22,スロットル弁23
が順次に設けられている。

しかして、各気筒12a〜12dの各吸気ポート13a〜13d付
近には、各気筒12a〜12d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３図のＡ参照）が生じる。

そして、この圧力波が、第１図に一点鎖線で示すよう
に（１番気筒12aからの圧力伝播を例示する）、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15
を周回するように伝播し、共鳴用環状通路15をほぼ一周
して他の気筒の吸気ポートに作用する。この場合、共鳴
用環状通路15による圧力伝播経路には圧力反転部がない
ので、反転することなく伝播された圧力波が吸気ポート
に作用する。

そして、圧力波が共鳴用環状通路15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15全体の長さＬ
（独立吸気通路の容積等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 a:音速となったときは、第３図中に実線矢印で示すように、１
番気筒12aに生じて共鳴用環状通路15を伝播した圧力波
が２番気筒12bに生じた圧力波と重なり、同様にして２
番気筒12bから伝播した圧力波が３番気筒12cに生じる圧
力波と重なり、３番気筒12cから伝播した圧力波が４番
気筒12cに生じる圧力波と重なり、４番気筒12dから伝播
した圧力波が１番気筒12aに生じる圧力波と重なる。こ
うして、気筒相互間で圧力波が共振する共鳴効果によ
り、第３図にＢで示すように圧力振動が強められ、各気
筒の充填効率が高められることとなる。

一方、上記排気通路18と吸気通路（吸気導入通路17）
とはEGR通路24で連結され、該EGR通路24にはEGR弁25が
介設され、該EGR弁25は、吸気通路からの負圧通路28が
接続されて、吸気通路の負圧により開閉制御される。

該EGR通路24は、スロットル弁23より下流で、かつ最
上流側に位置する１番気筒12aよりも上流側の吸気導入
通路17に接続されている。

このEGR通路24の吸気導入通路17への接続位置は、第
１図にハッチングで示す範囲で自由に設定することがで
きるが、分岐部26よりも下流側が好ましく、さらに分岐
部26と最上流側に位置する１番気筒12aとの略中間位置
（第１図の接続位置）がより好ましい。

即ち、分岐部26よりも上流側であると、EGRガスが共
鳴用環状通路15に入って滞留するおそれがあり、また、
１番気筒12aに近すぎると、EGRガスの拡散が充分に行な
われないおそれがある。

また、EGR通路24の吸気導入通路17への接続位置を、
ハッチングで示す範囲に限ったのは、共鳴用環状通路の
例えばＰ位置にEGR通路24を接続すれば、このＰ位置にE
GRガスが滞留して、スロットル弁開度が急変する過渡運
転状態において、吸気通路内の吸気圧力が急変した場合
等に、失火が発生しあるいは燃焼性が不安定になるおそ
れがあるからである。同様に、Ｑ位置にEGR通路24を接
続すれば、EGRガスの拡散が充分に行なわれないので、
気筒間のトルク差が生じるおそれがあるからである。

上記のようにEGR通路24の吸気導入通路17への接続位
置を工夫したことにより、EGRガスが共鳴用環状通路15
に滞留するのが未然に防止でき、急加速時の失火が有効
に防止できる。

また、EGRガスの拡散も有効に行なわれるので、気筒
間のトルク差が生じにくくなる。

上記実施例ではEGRガスを環流させる場合について述
べたが、ブローバイガスや蒸発燃料の環流の場合も同様
に構成することができる。

第２図は、上記実施例の変形例の４気筒エンジン40を
示し、共鳴用環状通路15が２気筒分だけ吸気通路の上流
側へオフセットされている。

このエンジン40でもEGR通路24の吸気導入通路17への
接続位置をハッチングで示す範囲に設定すれば、同様の
作用・効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の吸気装置の平面図であ
り、第２図は上記実施例の変形例の吸気装置の平面図で
あり、第３図は吸気ポート付近の圧力振動を示すグラフ
である。 10,40……エンジン、12a〜12d……気筒、13a〜13d……
吸気ポート、15……共鳴用環状通路、16a〜16d……独立
吸気通路、17……吸気導入通路、24……EGR通路、25…
…EGR弁、26……分岐部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井幹公広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献実開昭63−110626（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−67950（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 27/00,27/02 F02M 35/10 311 F02M 25/07 580 F01M 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒の吸気ポートに通じる吸気通路に、
各吸気ポートから伝播する圧力波を周回させるように環
状をなす共鳴用環状通路が設けられ、該環状通路に吸気
を導入する導入吸気通路が該環状通路の一端側に連結さ
れてなるエンジンの吸気装置において、上記環状通路が略長円形に形成され、該環状通路の長円
長手方向に延びる１対の通路部のうちの第１の通路部に
のみ上記各気筒の吸気ポートが接続され、上記環状通路の長円長手方向の一端側で上記１対の通路
部をつないでいる一端側通路部に上記導入吸気通路が連
結され、環流ガス用の通路が、上記一端側通路部の上記導入吸気
通路への連結部から、上記第１の通路部の上記通路部に
最も近い吸気ポートへの接続部までの通路区間に接続さ
れていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】上記環流ガスが、EGRガス、ブローバイガ
ス又は蒸発燃料であることを特徴とする、請求項１に記
載されたエンジンの吸気装置。