JP2846705B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents
エンジンの吸気装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエンジンの吸気装置、特に吸気の動的効果
を利用して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。
を利用して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。
（従来の技術） 近年、車両用等のエンジンにおいては、出力性能の向
上を図るため、慣性効果や共鳴効果などの吸気系におけ
る動的効果を利用して充填効率を高めるようにする場合
がある。例えば特開昭62−121828号公報には、吸気行程
が連続しない複数の気筒ごとに２群にグループ分けし、
これらの両気筒群における気筒ごとの独立通路をグール
プごとに吸気拡大室にそれぞれ接続して、上流端を合流
させた一対の長尺の共鳴通路の下流端部を上記各吸気拡
大室にそれぞれ接続すると共に、これらの吸気拡大室を
開閉弁を備えた短尺の共鳴通路で連通させる構造が示さ
れている。
上を図るため、慣性効果や共鳴効果などの吸気系におけ
る動的効果を利用して充填効率を高めるようにする場合
がある。例えば特開昭62−121828号公報には、吸気行程
が連続しない複数の気筒ごとに２群にグループ分けし、
これらの両気筒群における気筒ごとの独立通路をグール
プごとに吸気拡大室にそれぞれ接続して、上流端を合流
させた一対の長尺の共鳴通路の下流端部を上記各吸気拡
大室にそれぞれ接続すると共に、これらの吸気拡大室を
開閉弁を備えた短尺の共鳴通路で連通させる構造が示さ
れている。
このような構造によれば、上記開閉弁をエンジンの運
転状態に応じて、例えば低速回転域では閉状態に保持
し、高速回転域では開状態となるように制御することに
より、まず低速回転域においては、上記各気筒群におけ
る各気筒の吸気行程で発生する負圧波を起振力として、
上記長尺の共鳴通路の上流端を大気開放部とする気柱振
動が励起されると共に、この気柱振動の固有振動数に対
してエンジン回転数が同調したときに上記気柱振動が最
大振幅となって吸気充填量が増大し、共鳴効果による過
給効果が得られる一方、さらにエンジン回転数が上昇し
て上記開閉弁が開動したときには、今度は短尺の共鳴通
路によって連通された相手側の吸気拡大室を大気開放部
とする気柱振動が上記負圧波を起振力として励起され、
この気柱振動の固有振動数に対してエンジン回転数が同
調したときに該気柱振動が最大振幅となって新たな共鳴
効果による過給効果が得られる。さらにエンジン回転数
が高速回転側に移行すると、各気筒の吸気行程の前半で
発生した負圧波が、上流側の吸気拡大室を大気開放部と
して正圧波に反転されて当該独立通路の下流端部へと伝
播することにより、各独立通路を主体として規定される
特定エンジン回転数のときに、吸気行程の後半に自らの
慣性力によって吸気充填量が増大し、これにより慣性効
果による過給効果が得られることになる。このようにし
て、エンジン回転数の広範囲にわたって良好な出力特性
が得られることになる。
転状態に応じて、例えば低速回転域では閉状態に保持
し、高速回転域では開状態となるように制御することに
より、まず低速回転域においては、上記各気筒群におけ
る各気筒の吸気行程で発生する負圧波を起振力として、
上記長尺の共鳴通路の上流端を大気開放部とする気柱振
動が励起されると共に、この気柱振動の固有振動数に対
してエンジン回転数が同調したときに上記気柱振動が最
大振幅となって吸気充填量が増大し、共鳴効果による過
給効果が得られる一方、さらにエンジン回転数が上昇し
て上記開閉弁が開動したときには、今度は短尺の共鳴通
路によって連通された相手側の吸気拡大室を大気開放部
とする気柱振動が上記負圧波を起振力として励起され、
この気柱振動の固有振動数に対してエンジン回転数が同
調したときに該気柱振動が最大振幅となって新たな共鳴
効果による過給効果が得られる。さらにエンジン回転数
が高速回転側に移行すると、各気筒の吸気行程の前半で
発生した負圧波が、上流側の吸気拡大室を大気開放部と
して正圧波に反転されて当該独立通路の下流端部へと伝
播することにより、各独立通路を主体として規定される
特定エンジン回転数のときに、吸気行程の後半に自らの
慣性力によって吸気充填量が増大し、これにより慣性効
果による過給効果が得られることになる。このようにし
て、エンジン回転数の広範囲にわたって良好な出力特性
が得られることになる。
（発明が解決しようとする課題） ところで、一般にエンジンの吸気系においては、共鳴
効果と慣性効果とが互いに独立して生じるものではな
く、吸気系の通路長などをパラメータとして密接に関係
している。つまり、慣性効果が生じるときには、それよ
りも低い特定の回転数のときに該慣性効果に対応する共
鳴効果が発生することになる。
効果と慣性効果とが互いに独立して生じるものではな
く、吸気系の通路長などをパラメータとして密接に関係
している。つまり、慣性効果が生じるときには、それよ
りも低い特定の回転数のときに該慣性効果に対応する共
鳴効果が発生することになる。
一方、一般に共鳴効果は共鳴同調点の付近においては
高い正圧が発生して強力な過給効果が得られる反面、共
鳴同調点を外れると急速に負圧が大きくなることが知ら
れている。この傾向は、共鳴同調回転数が高くなるほど
顕著となって、特にエンジンの許容最高回転数付近に慣
性同調点を設定する場合には、低速回転側で発生する共
鳴効果の悪影響を受け、慣性効果によって期待される出
力特性よりもエンジン出力が落ち込むという現象が発生
し、高速回転域での出力性能を確保する上で解決すべき
課題となっていた。
高い正圧が発生して強力な過給効果が得られる反面、共
鳴同調点を外れると急速に負圧が大きくなることが知ら
れている。この傾向は、共鳴同調回転数が高くなるほど
顕著となって、特にエンジンの許容最高回転数付近に慣
性同調点を設定する場合には、低速回転側で発生する共
鳴効果の悪影響を受け、慣性効果によって期待される出
力特性よりもエンジン出力が落ち込むという現象が発生
し、高速回転域での出力性能を確保する上で解決すべき
課題となっていた。
そこで、この発明は吸気の動的効果を利用して充填効
率を高めるようにしたエンジンにおいて、特に高速回転
域での出力性能をより向上させることを目的とする。
率を高めるようにしたエンジンにおいて、特に高速回転
域での出力性能をより向上させることを目的とする。
（課題を解決するための手段） すなわち、本願の請求項１の発明（以下、第１発明と
いう）に係るエンジンの吸気装置は、吸気行程が連続し
ない複数の気筒ごとにグループ分けされた２群の気筒群
を有し、各気筒群における気筒ごとの独立通路をグルー
プごとに集合させると共に、これらの集合通路を上流側
で合流させた構成において、上記各独立通路の長さを、
エンジンの許容最高回転数より低い第１回転数で第１の
慣性同調が生じる長さに設定する一方、上記両グループ
における全ての独立通路同士を互いに連通させる環状連
通路を設けて、該連通路に連通状態を選択的に遮断する
開閉弁を配設すると共に、各独立通路における上記連通
路よりも下流部分の長さを、該連通路の連通状態におい
て、上記許容最高回転数より高い第２回転数で第２の慣
性同調が生じる長さに設定したことを特徴とする。
いう）に係るエンジンの吸気装置は、吸気行程が連続し
ない複数の気筒ごとにグループ分けされた２群の気筒群
を有し、各気筒群における気筒ごとの独立通路をグルー
プごとに集合させると共に、これらの集合通路を上流側
で合流させた構成において、上記各独立通路の長さを、
エンジンの許容最高回転数より低い第１回転数で第１の
慣性同調が生じる長さに設定する一方、上記両グループ
における全ての独立通路同士を互いに連通させる環状連
通路を設けて、該連通路に連通状態を選択的に遮断する
開閉弁を配設すると共に、各独立通路における上記連通
路よりも下流部分の長さを、該連通路の連通状態におい
て、上記許容最高回転数より高い第２回転数で第２の慣
性同調が生じる長さに設定したことを特徴とする。
また、本願の請求項２の発明（以下、第２発明とい
う）に係るエンジンの吸気装置は、第１発明と同様な構
成において、上記両気筒群における全ての独立通路同士
を互いに連通させる環状連通路を設けて、該連通路に連
通状態を選択的に遮断する開閉弁を配設すると共に、上
記各独立通路の長さと、各独立通路に対する上記連通路
の配設位置と、上記開閉弁の開閉タイミングとを、エン
ジン回転数に応じて低速回転側から共鳴同調、慣性同
調、共鳴同調が生じるように設定したことを特徴とす
る。
う）に係るエンジンの吸気装置は、第１発明と同様な構
成において、上記両気筒群における全ての独立通路同士
を互いに連通させる環状連通路を設けて、該連通路に連
通状態を選択的に遮断する開閉弁を配設すると共に、上
記各独立通路の長さと、各独立通路に対する上記連通路
の配設位置と、上記開閉弁の開閉タイミングとを、エン
ジン回転数に応じて低速回転側から共鳴同調、慣性同
調、共鳴同調が生じるように設定したことを特徴とす
る。
（作用） 上記第１、第２発明の構成によれば、上記開閉弁を閉
動して環状連通路と各独立通路との連通状態を遮断させ
ると、各気筒群における独立通路とその上流側の集合通
路とにより共鳴系が構成されるので、この共鳴系におけ
る気柱振動の固有振動数に対してエンジン回転数が同調
したときに圧力振動の振幅が最大となって、低速回転域
で共鳴効果による過給作用が生じる。また、その状態か
らエンジン回転数が上昇すると、両気筒群における各気
筒の吸気行程において発生した負圧波が、当該気筒への
独立通路の上流端を大気開放部として正圧波に反転さ
れ、この正圧波が当該通路の下流端に向かって伝播する
ことになる。この場合、上記独立通路の通路長が、エン
ジンの許容最高回転数よりも低い第１回転数で慣性同調
が生じる長さに設定されているので、上記正圧波が吸気
行程の後半に当該独立通路の下流端部に順次到達し、こ
れにより上記第１回転数の付近で慣性効果による最大の
過給作用が得られることになる。
動して環状連通路と各独立通路との連通状態を遮断させ
ると、各気筒群における独立通路とその上流側の集合通
路とにより共鳴系が構成されるので、この共鳴系におけ
る気柱振動の固有振動数に対してエンジン回転数が同調
したときに圧力振動の振幅が最大となって、低速回転域
で共鳴効果による過給作用が生じる。また、その状態か
らエンジン回転数が上昇すると、両気筒群における各気
筒の吸気行程において発生した負圧波が、当該気筒への
独立通路の上流端を大気開放部として正圧波に反転さ
れ、この正圧波が当該通路の下流端に向かって伝播する
ことになる。この場合、上記独立通路の通路長が、エン
ジンの許容最高回転数よりも低い第１回転数で慣性同調
が生じる長さに設定されているので、上記正圧波が吸気
行程の後半に当該独立通路の下流端部に順次到達し、こ
れにより上記第１回転数の付近で慣性効果による最大の
過給作用が得られることになる。
一方、上記開閉弁を開動させて環状連通路を連通させ
ると、各気筒群における独立通路および上流側の集合通
路に加えて、この環状連通路も共鳴系を構成することに
なる。
ると、各気筒群における独立通路および上流側の集合通
路に加えて、この環状連通路も共鳴系を構成することに
なる。
ところで、一般に共鳴過給においては、各気筒からの
独立通路の連通部分よりも下流側の容積と、連通部分よ
りも上流側の通路長と、その平均断面積とをパラメータ
として共鳴同調回転数が変化する。すなわち、例えば上
記下流側の有効容積が小さくなるぼと、また通路長が短
くなるほど、あるいは上流側通路の平均断面積が大きく
なるほど共鳴同調回転数はそれぞれ上昇する。
独立通路の連通部分よりも下流側の容積と、連通部分よ
りも上流側の通路長と、その平均断面積とをパラメータ
として共鳴同調回転数が変化する。すなわち、例えば上
記下流側の有効容積が小さくなるぼと、また通路長が短
くなるほど、あるいは上流側通路の平均断面積が大きく
なるほど共鳴同調回転数はそれぞれ上昇する。
この場合、上記環状連通路は単なる通路として機能す
ることから上流側の通路部分の平均断面積が増大するの
で、その他のパラメータが大きく変わらなければ、共鳴
同調回転数が高速回転側にシフトすることになる。そし
て、この共鳴効果に相関する慣性同調回転数が許容最高
回転数よりも高い第２回転数となるように、上記各独立
通路における環状連通路との連通部分よりも下流側の長
さが設定されているので、上記許容最高回転数の付近で
共鳴効果による過給作用が得られることになって、慣性
効果によることなく高速域における出力性能が向上する
ことになる。
ることから上流側の通路部分の平均断面積が増大するの
で、その他のパラメータが大きく変わらなければ、共鳴
同調回転数が高速回転側にシフトすることになる。そし
て、この共鳴効果に相関する慣性同調回転数が許容最高
回転数よりも高い第２回転数となるように、上記各独立
通路における環状連通路との連通部分よりも下流側の長
さが設定されているので、上記許容最高回転数の付近で
共鳴効果による過給作用が得られることになって、慣性
効果によることなく高速域における出力性能が向上する
ことになる。
なお、第２発明によれば、上記各独立通路の長さと、
各独立通路に対する上記連通路の配設位置と、上記開閉
弁の開閉タイミングとが、エンジン回転数に応じて低回
転側から共鳴同調、慣性同調、共鳴同調が生じるように
設定されているので、低速側の共鳴効果と高速側の共鳴
効果との谷間を埋めるように慣性効果による過給作用が
得られることになる。
各独立通路に対する上記連通路の配設位置と、上記開閉
弁の開閉タイミングとが、エンジン回転数に応じて低回
転側から共鳴同調、慣性同調、共鳴同調が生じるように
設定されているので、低速側の共鳴効果と高速側の共鳴
効果との谷間を埋めるように慣性効果による過給作用が
得られることになる。
（実 施 例） 以下、この発明の実施例について説明する。
第１、第２図に示すように、この実施例に係るエンジ
ン１は、Ｖ型に配置されてなる第１、第２バンク1A,1B
を有すると共に、図面上向かって右側に位置する第１バ
ンク1Aには、手前側から第１、第３、第５気筒＃1,＃3,
＃５が列状に配置され、また図面上向かって左側に位置
する第２バンク1Bには、手前側から第２、第４、第６気
筒＃2,＃4,＃６が列状に配置されている。これら第１〜
第６気筒＃１〜＃６の吸気順序は、例えば＃１→＃６→
＃３→＃４→＃５→＃２の順番に設定されており、した
がって、第１バンク1Aにおける第１、第３、第５気筒＃
1,＃3,＃５は、吸気順序が連続しない第１気筒群を構成
し、また第２バンク1Bにおける第２、第４、第６気筒＃
2,＃4,＃６は、同じく吸気順序が連続しない第２気筒群
を構成することになる。
ン１は、Ｖ型に配置されてなる第１、第２バンク1A,1B
を有すると共に、図面上向かって右側に位置する第１バ
ンク1Aには、手前側から第１、第３、第５気筒＃1,＃3,
＃５が列状に配置され、また図面上向かって左側に位置
する第２バンク1Bには、手前側から第２、第４、第６気
筒＃2,＃4,＃６が列状に配置されている。これら第１〜
第６気筒＃１〜＃６の吸気順序は、例えば＃１→＃６→
＃３→＃４→＃５→＃２の順番に設定されており、した
がって、第１バンク1Aにおける第１、第３、第５気筒＃
1,＃3,＃５は、吸気順序が連続しない第１気筒群を構成
し、また第２バンク1Bにおける第２、第４、第６気筒＃
2,＃4,＃６は、同じく吸気順序が連続しない第２気筒群
を構成することになる。
そして、第１気筒群における第１、第３、第５気筒＃
1,＃3,＃５には、第２バンク1Bの上方に気筒列方向に沿
ってほぼ直線状に配置された第１集合通路2Aから分岐さ
れた第１〜第３独立通路31〜33の下流側端部がそれぞれ
接続されていると共に、第２気筒群における第２、第
４、第６気筒＃2,＃4,＃６には、同様にして第１バンク
1Aの上方に気筒列方向に沿ってほぼ直線状に配置された
第２集合通路2Bから分岐された第４〜第６独立通路34〜
36の下流側端部がそれぞれ接続されている。これら第１
〜第６独立通路31〜36がほぼ等長に形成されていると共
に、第１図に示すように、第１〜第３独立通路31〜33と
第４〜第６独立通路34〜36とは、交互にＸ字状に配置さ
れている。すなわち、第１〜第３独立通路31〜33は、そ
の上流部分が第１集合通路2Aの所定位置から、該集合通
路2Aの下流側から第１気筒群における第１、第３、第５
気筒＃1,＃3,＃５に向けて滑らかに湾曲した状態で分岐
している。そして、中流部分にかけて内方に向かってほ
ぼ水平状態に配向した後、下流部分がほぼ中間部で下方
に屈曲してから傾斜状に配置された形状となっている。
また、第４〜第６独立通路34〜36も、その上流部分が第
２集合通路2Bの所定位置から、該集合通路2Bの下流側か
ら第２気筒群における第２、第４、第６気筒＃2,＃4,＃
６に向けて滑らかに湾曲した状態で分岐している。そし
て、この場合においても、中流部分にかけて内方に向か
ってほぼ水平状態に配向した後、下流部分がほぼ中間部
で下方に屈曲してから傾斜状に配置された形状となって
いる。
1,＃3,＃５には、第２バンク1Bの上方に気筒列方向に沿
ってほぼ直線状に配置された第１集合通路2Aから分岐さ
れた第１〜第３独立通路31〜33の下流側端部がそれぞれ
接続されていると共に、第２気筒群における第２、第
４、第６気筒＃2,＃4,＃６には、同様にして第１バンク
1Aの上方に気筒列方向に沿ってほぼ直線状に配置された
第２集合通路2Bから分岐された第４〜第６独立通路34〜
36の下流側端部がそれぞれ接続されている。これら第１
〜第６独立通路31〜36がほぼ等長に形成されていると共
に、第１図に示すように、第１〜第３独立通路31〜33と
第４〜第６独立通路34〜36とは、交互にＸ字状に配置さ
れている。すなわち、第１〜第３独立通路31〜33は、そ
の上流部分が第１集合通路2Aの所定位置から、該集合通
路2Aの下流側から第１気筒群における第１、第３、第５
気筒＃1,＃3,＃５に向けて滑らかに湾曲した状態で分岐
している。そして、中流部分にかけて内方に向かってほ
ぼ水平状態に配向した後、下流部分がほぼ中間部で下方
に屈曲してから傾斜状に配置された形状となっている。
また、第４〜第６独立通路34〜36も、その上流部分が第
２集合通路2Bの所定位置から、該集合通路2Bの下流側か
ら第２気筒群における第２、第４、第６気筒＃2,＃4,＃
６に向けて滑らかに湾曲した状態で分岐している。そし
て、この場合においても、中流部分にかけて内方に向か
ってほぼ水平状態に配向した後、下流部分がほぼ中間部
で下方に屈曲してから傾斜状に配置された形状となって
いる。
一方、上記第１、第２集合通路2A,2Bの上流部分は、
上記第１、第２バンク1A,1Bと干渉しない位置で内方に
屈曲した後、合流部４を介して互いに連通されていると
共に、この合流部４から共通通路５が上流側に延設され
ている。
上記第１、第２バンク1A,1Bと干渉しない位置で内方に
屈曲した後、合流部４を介して互いに連通されていると
共に、この合流部４から共通通路５が上流側に延設され
ている。
そして、第４〜第６独立通路34〜36の上流部分には、
これら第４〜第６独立通路34〜36の上方を横断して近接
配置された中空円筒状の第１バルブケーシング6Aが固着
されていると共に、第１〜第３独立通路31〜33の上流部
分には、同じくこれら第１〜第３独立通路31〜33の上方
を横断して近接配置された中空円筒状の第２バルブケー
シング6Bが固着されている。また、両バルブケーシング
6A,6Bの両端部分は連通部7,7を介してそれぞれ連結され
ており、これにより第１、第２バルブケーシング6A,6B
および連通部7,7の内部を環状に循環する環状連通路Ｚ
が形成されている。なお、上記第１〜第６独立通路31〜
36の断面積と環状連通路Ｚの断面積はほぼ等しくされて
いる。
これら第４〜第６独立通路34〜36の上方を横断して近接
配置された中空円筒状の第１バルブケーシング6Aが固着
されていると共に、第１〜第３独立通路31〜33の上流部
分には、同じくこれら第１〜第３独立通路31〜33の上方
を横断して近接配置された中空円筒状の第２バルブケー
シング6Bが固着されている。また、両バルブケーシング
6A,6Bの両端部分は連通部7,7を介してそれぞれ連結され
ており、これにより第１、第２バルブケーシング6A,6B
および連通部7,7の内部を環状に循環する環状連通路Ｚ
が形成されている。なお、上記第１〜第６独立通路31〜
36の断面積と環状連通路Ｚの断面積はほぼ等しくされて
いる。
そして、上記第１、第２バルブケーシング6A,6Bに
は、上記第１〜第６独立通路31〜36と環状連通路Ｚとを
連通、遮断させる第１、第２ロータリーバルブ8A,8Bが
それぞれ内装されている。このうち、第１ロータリーバ
ルブ8Aには、上記第４〜第６独立通路34〜36と第１バル
ブケーシング6Aとの間にそれぞれ設けられた連通口9A…
9Aに対応位置する３つの開口部10A…10Aと、これら各開
口部9Aが上記連通口10Aに面してそれぞれ開口した状態
において、該バルブ8Aの中空部と上記両連通部7,7とを
それぞれ連通させる位置に設けられた２つの開口部11A,
11Aとが設けられている。そして、この第１ロータリー
バルブ8Aは、第１バルブケーシング6Aの端部を貫通して
突出する回動軸12に固着されて、該回動軸12によって軸
心回りに回動自在とされている。一方、上記第２ロータ
リーバルブ8Bにも、上記第１〜第３独立通路31〜33と第
２バルブケーシング6Bとの間にそれぞれ設けられた連通
口9B〜9Bに対応位置する３つの開口部10B〜10Bと、これ
ら各開口部10Bが上記連通口9Bに面してそれぞれ開口し
た状態において、該バルブ8Bの中空部と上記両連通部7,
7とをそれぞれ連通させる位置に設けられた２つの開口
部11B,11Bとが設けられている。そして、この第２ロー
タリーバルブ８も、上記第１ロータリーバルブ8Aと同様
に、第２バルブケーシング6Bの端部を貫通して突出する
回動軸12に固着されて、該回動軸12によって軸心回りに
回動自在とされている。そして、上記第１、第２ロータ
リーバルブ8A,8Bが、第１、第２図に示すような位相状
態にあるときには、第１気筒群における第１〜第３独立
通路31〜33が第２ロータリーバルブ8Bの中空部を介して
互いに連通し、また第２気筒群における第４〜第６独立
通路34〜36が第１ロータリーバルブ8Aの中空部を介して
互いに連通することになり、これにより第１〜第６独立
通路31〜36が上記第１、第２ロータリーバルブ8A,8Bの
中空部と両連通部7,7とにより形成される環状連通路Ｚ
を介して互いに連通されることになる。
は、上記第１〜第６独立通路31〜36と環状連通路Ｚとを
連通、遮断させる第１、第２ロータリーバルブ8A,8Bが
それぞれ内装されている。このうち、第１ロータリーバ
ルブ8Aには、上記第４〜第６独立通路34〜36と第１バル
ブケーシング6Aとの間にそれぞれ設けられた連通口9A…
9Aに対応位置する３つの開口部10A…10Aと、これら各開
口部9Aが上記連通口10Aに面してそれぞれ開口した状態
において、該バルブ8Aの中空部と上記両連通部7,7とを
それぞれ連通させる位置に設けられた２つの開口部11A,
11Aとが設けられている。そして、この第１ロータリー
バルブ8Aは、第１バルブケーシング6Aの端部を貫通して
突出する回動軸12に固着されて、該回動軸12によって軸
心回りに回動自在とされている。一方、上記第２ロータ
リーバルブ8Bにも、上記第１〜第３独立通路31〜33と第
２バルブケーシング6Bとの間にそれぞれ設けられた連通
口9B〜9Bに対応位置する３つの開口部10B〜10Bと、これ
ら各開口部10Bが上記連通口9Bに面してそれぞれ開口し
た状態において、該バルブ8Bの中空部と上記両連通部7,
7とをそれぞれ連通させる位置に設けられた２つの開口
部11B,11Bとが設けられている。そして、この第２ロー
タリーバルブ８も、上記第１ロータリーバルブ8Aと同様
に、第２バルブケーシング6Bの端部を貫通して突出する
回動軸12に固着されて、該回動軸12によって軸心回りに
回動自在とされている。そして、上記第１、第２ロータ
リーバルブ8A,8Bが、第１、第２図に示すような位相状
態にあるときには、第１気筒群における第１〜第３独立
通路31〜33が第２ロータリーバルブ8Bの中空部を介して
互いに連通し、また第２気筒群における第４〜第６独立
通路34〜36が第１ロータリーバルブ8Aの中空部を介して
互いに連通することになり、これにより第１〜第６独立
通路31〜36が上記第１、第２ロータリーバルブ8A,8Bの
中空部と両連通部7,7とにより形成される環状連通路Ｚ
を介して互いに連通されることになる。
ここで、第１〜第６独立通路31〜36の等価通路長をｌ
（ｍ）とすると、上記環状連通路Ｚを遮断させた場合に
おける第１慣性同調回転数NI1は、近似的に、 で求められる。
（ｍ）とすると、上記環状連通路Ｚを遮断させた場合に
おける第１慣性同調回転数NI1は、近似的に、 で求められる。
但し、 θ：吸気期間（゜） a:音速（m/s） f:独立通路平均断面積（m2） Vm:平均行程容積 そして、一般にＶ型６気筒エンジンにおいては吸気期
間は240゜に設定されるので、上式は次のように整理さ
れる。
間は240゜に設定されるので、上式は次のように整理さ
れる。
また、環状連通路Ｚを連通させた場合における第２慣
性同調回転数NI2は、上記第１〜第６独立通路31〜36に
おける環状連通路Ｚよりも下流側の部分通路長をl0とす
ると、近似的に、 求められる。
性同調回転数NI2は、上記第１〜第６独立通路31〜36に
おける環状連通路Ｚよりも下流側の部分通路長をl0とす
ると、近似的に、 求められる。
この実施例においては、エンジン１の許容最高回転数
Nmaxと上記第１慣性同調回転数NI1との関係が、NI1＜N
maxの不等式を満足するように、上記第１〜第６独立通
路31〜36の上記等価通路長ｌを設定し、また同じく上記
許容最高回転数Nmaxと第２慣性同調回転数NI2との関係
が、Nmax＜NI2の不等式を満足するように、上記環状連
通路Ｚよりも下流側における第１〜第６独立通路31〜36
の上記部分通路長l0を設定している。
Nmaxと上記第１慣性同調回転数NI1との関係が、NI1＜N
maxの不等式を満足するように、上記第１〜第６独立通
路31〜36の上記等価通路長ｌを設定し、また同じく上記
許容最高回転数Nmaxと第２慣性同調回転数NI2との関係
が、Nmax＜NI2の不等式を満足するように、上記環状連
通路Ｚよりも下流側における第１〜第６独立通路31〜36
の上記部分通路長l0を設定している。
そして、この実施例においては、第２図に示すよう
に、上記第１、第２集合通路2A,2Bの合流部４を経て上
記環状連通路Ｚにおける第２独立通路32との第１連通点
P1と第５独立通路35との第２連通点P2とを結ぶ等価通路
長L0に対して、図面上、上記環状連通路Ｚの上半部を通
って上記第１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L
1と、同じく図面上、環状連通路Ｚの下半部を通って上
記第１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L2との関係
が、L0＝L1＝L2を満足するように設定されている。
に、上記第１、第２集合通路2A,2Bの合流部４を経て上
記環状連通路Ｚにおける第２独立通路32との第１連通点
P1と第５独立通路35との第２連通点P2とを結ぶ等価通路
長L0に対して、図面上、上記環状連通路Ｚの上半部を通
って上記第１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L
1と、同じく図面上、環状連通路Ｚの下半部を通って上
記第１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L2との関係
が、L0＝L1＝L2を満足するように設定されている。
一方、第３図に示すように、上記第１、第２ロータリ
ーバルブ8A,8Bをそれぞれ駆動するために、レバー13,13
およびロッド14,14を介して上記回動軸12,12を駆動させ
る負圧ダイヤフラム式のアクチュエータ15,15と、これ
らのアクチュエータ15,15に三方電磁弁16,16を介して作
動負圧を供給する真空タンク17と、上記三方電磁弁16,1
6を開閉制御するコントローラ18とが備えられ、該コン
トローラ18にエンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサ19からの信号SIが入力されるようになっている。
そして、コントローラ18は、上記信号SIが示すエンジン
回転数が所定の設定回転数N1より低い低速回転領域で
は、上記アクチュエータ15,15を介して第１、第２ロー
タリーバルブ8A,8Bが上記第１〜第６独立通路31〜36と
環状連通路Ｚとの連通状態を遮断させ、また上記設定回
転数N1より高い高速回転領域では、上記第１〜第６独立
通路31〜36が環状連通路Ｚを介して互いに連通させるよ
うに、上記三方電磁弁16,16に制御信号SOを出力する。
ーバルブ8A,8Bをそれぞれ駆動するために、レバー13,13
およびロッド14,14を介して上記回動軸12,12を駆動させ
る負圧ダイヤフラム式のアクチュエータ15,15と、これ
らのアクチュエータ15,15に三方電磁弁16,16を介して作
動負圧を供給する真空タンク17と、上記三方電磁弁16,1
6を開閉制御するコントローラ18とが備えられ、該コン
トローラ18にエンジン回転数を検出するエンジン回転数
センサ19からの信号SIが入力されるようになっている。
そして、コントローラ18は、上記信号SIが示すエンジン
回転数が所定の設定回転数N1より低い低速回転領域で
は、上記アクチュエータ15,15を介して第１、第２ロー
タリーバルブ8A,8Bが上記第１〜第６独立通路31〜36と
環状連通路Ｚとの連通状態を遮断させ、また上記設定回
転数N1より高い高速回転領域では、上記第１〜第６独立
通路31〜36が環状連通路Ｚを介して互いに連通させるよ
うに、上記三方電磁弁16,16に制御信号SOを出力する。
次に、本実施例の作用を第４図を参照して説明する。
すなわち、エンジン回転数が上記設定回転数N1より低
い低速回転領域では、上記コントローラ18およびアクチ
ュエータ15,15の作動により、上記第２ロータリーバル
ブ8Bが第１気筒群における第１〜第３独立通路31〜33と
上記環状連通路Ｚとの連通状態を遮断すると共に、同じ
く第１ロータリーバルブ8Aが第２気筒群における第４〜
第６独立通路34〜36と環状連通路Ｚとの連通状態を遮断
する。したがって、これら第１、第２気筒群における各
気筒の吸気期間中に発生する負圧波が、上記第１、第２
集合通路2A,2Bを往復共鳴通路とする共鳴空間に、該負
圧波を起振力とするエンジン回転数に比例する圧力振動
を励起する。そして、この圧力振動が上記共鳴空間の気
柱振動の固有振動数に同調したときに、そのエンジン回
転数の付近で上記空間内に共鳴現象による大きな圧力振
動が発生し、この圧力振動が燃焼室に吸気を過給する作
用を行うことにより吸気充填量が増大する。これによ
り、第４図の矢印アで示すように、エンジン出力特性に
は、低速回転側の第１共鳴同調回転数NR1の付近に共鳴
効果による第１段目のピークが発生することになる。
い低速回転領域では、上記コントローラ18およびアクチ
ュエータ15,15の作動により、上記第２ロータリーバル
ブ8Bが第１気筒群における第１〜第３独立通路31〜33と
上記環状連通路Ｚとの連通状態を遮断すると共に、同じ
く第１ロータリーバルブ8Aが第２気筒群における第４〜
第６独立通路34〜36と環状連通路Ｚとの連通状態を遮断
する。したがって、これら第１、第２気筒群における各
気筒の吸気期間中に発生する負圧波が、上記第１、第２
集合通路2A,2Bを往復共鳴通路とする共鳴空間に、該負
圧波を起振力とするエンジン回転数に比例する圧力振動
を励起する。そして、この圧力振動が上記共鳴空間の気
柱振動の固有振動数に同調したときに、そのエンジン回
転数の付近で上記空間内に共鳴現象による大きな圧力振
動が発生し、この圧力振動が燃焼室に吸気を過給する作
用を行うことにより吸気充填量が増大する。これによ
り、第４図の矢印アで示すように、エンジン出力特性に
は、低速回転側の第１共鳴同調回転数NR1の付近に共鳴
効果による第１段目のピークが発生することになる。
その状態からエンジン回転数が高速回転側に移行する
と、今度は各気筒群において第１〜第６独立通路31〜36
の上流端を大気開放部とする過給作用が発生することに
なり、第４図の矢印イで示すように、エンジン出力特性
には、上記第１慣性同調回転数NI1の付近に慣性効果に
よる第２段目のピークが発生することになる。
と、今度は各気筒群において第１〜第６独立通路31〜36
の上流端を大気開放部とする過給作用が発生することに
なり、第４図の矢印イで示すように、エンジン出力特性
には、上記第１慣性同調回転数NI1の付近に慣性効果に
よる第２段目のピークが発生することになる。
そして、エンジン回転数がさらに高回転側に移行して
上記設定回転数N1を超えると、上記第１、第２ロータリ
ーバルブ8A,8Bが開動し、上記環状連通路Ｚを環状に連
通させると共に、第１気筒群における第１〜第３独立通
路31〜33を第２ロータリーバルブ8Bの中空部を介して互
いに連通させ、また第２気筒群における第４〜第６独立
通路34〜36を第１ロータリーバルブ8Aの中空部を介して
互いに連通させる。これにより、上記第１、第２気筒群
における第１〜第６独立通路31〜36が、上記環状連通路
Ｚを介して互いに連通することになる。
上記設定回転数N1を超えると、上記第１、第２ロータリ
ーバルブ8A,8Bが開動し、上記環状連通路Ｚを環状に連
通させると共に、第１気筒群における第１〜第３独立通
路31〜33を第２ロータリーバルブ8Bの中空部を介して互
いに連通させ、また第２気筒群における第４〜第６独立
通路34〜36を第１ロータリーバルブ8Aの中空部を介して
互いに連通させる。これにより、上記第１、第２気筒群
における第１〜第６独立通路31〜36が、上記環状連通路
Ｚを介して互いに連通することになる。
したがって、共鳴効果に関しては、上記環状連通路Ｚ
よりも上流側の第１〜第６独立通路31〜36とその上流側
の第１、第２集合通路2A,2Bとでなる各通路部分と、上
記環状連通路Ｚよりなる環状の通路部分とを共鳴用通路
とする共鳴空間が形成されることになって、この共鳴空
間の固有振動数と同調する第２共鳴同調回転数NR2のと
きに、新たな共鳴効果による過給作用が行われることに
なる。
よりも上流側の第１〜第６独立通路31〜36とその上流側
の第１、第２集合通路2A,2Bとでなる各通路部分と、上
記環状連通路Ｚよりなる環状の通路部分とを共鳴用通路
とする共鳴空間が形成されることになって、この共鳴空
間の固有振動数と同調する第２共鳴同調回転数NR2のと
きに、新たな共鳴効果による過給作用が行われることに
なる。
ところで、一般に、共鳴同調回転数NRは、近似的に、 で求められる。
但し、 m:気筒群の気筒数 a:音速（m/s） F:集合部よりも上流側の平均断面積（m2） L:集合部よりも上流側の等価通路長（ｍ） V:集合部よりも下流側の有効容積（m3） ここで、各バンクの気筒数は３であるから、上式は次
のように整理される。
のように整理される。
この式を、上記第２同調回転数NR2に当てはめると、 と近似できる。
ここで、ｆ＝Ｆと近似できるから、途中の計算過程を
省略すると、第２共鳴同調回転数NR2と上記第１慣性同
調回転数NI1との間には、NR2＞NI1の関係が成立するこ
とになる。
省略すると、第２共鳴同調回転数NR2と上記第１慣性同
調回転数NI1との間には、NR2＞NI1の関係が成立するこ
とになる。
したがって、第４図の矢印ウで示すように、エンジン
出力特性には、上記第２共鳴同調回転数NR2の付近に新
たな共鳴効果による第３段目のピークが発生することに
なる。この場合、この共鳴効果に相関する第２の慣性効
果による慣性同調回転数が許容最高回転数Nmaxよりも高
い第２慣性同調回転数NI2となるように、上記第１〜第
６独立通路31〜36における環状連通路Ｚとの連通部分よ
りも下流側の長さが設定されているので、実際には上記
第２の慣性効果によるピークがあらわれない。
出力特性には、上記第２共鳴同調回転数NR2の付近に新
たな共鳴効果による第３段目のピークが発生することに
なる。この場合、この共鳴効果に相関する第２の慣性効
果による慣性同調回転数が許容最高回転数Nmaxよりも高
い第２慣性同調回転数NI2となるように、上記第１〜第
６独立通路31〜36における環状連通路Ｚとの連通部分よ
りも下流側の長さが設定されているので、実際には上記
第２の慣性効果によるピークがあらわれない。
特に、本実施例においては、上記したように、上記第
１、第２集合通路2A,2Bの合流部４を経て上記環状連通
路Ｚにおける第２独立通路32との第１連通点P1と、第５
独立通路３との第２連通点P2とを結ぶ等価通路長L0に対
して、上記環状連通路Ｚの一方の半部を通って上記第
１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L1と、環状連通
路Ｚの他方の半部を通って上記第１、第２連通点P1,P2
を結ぶ等価通路長L2との関係が、L0＝L1＝L2を満足する
ように設定されているので、圧力波の伝播に時間的な差
がなくなって大きな合成波が形成されることになって、
共鳴効果がより確実に得られるという利点がある。
１、第２集合通路2A,2Bの合流部４を経て上記環状連通
路Ｚにおける第２独立通路32との第１連通点P1と、第５
独立通路３との第２連通点P2とを結ぶ等価通路長L0に対
して、上記環状連通路Ｚの一方の半部を通って上記第
１、第２連通点P1,P2を結ぶ等価通路長L1と、環状連通
路Ｚの他方の半部を通って上記第１、第２連通点P1,P2
を結ぶ等価通路長L2との関係が、L0＝L1＝L2を満足する
ように設定されているので、圧力波の伝播に時間的な差
がなくなって大きな合成波が形成されることになって、
共鳴効果がより確実に得られるという利点がある。
（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、エンジンの低速回転
側から順番に共鳴効果、慣性効果、共鳴効果が得られる
ので、広範囲にわたってエンジン出力特性が向上するこ
とになる。
側から順番に共鳴効果、慣性効果、共鳴効果が得られる
ので、広範囲にわたってエンジン出力特性が向上するこ
とになる。
特に、高速回転側の共鳴効果に相関する慣性効果を生
起させる同調回転数が、エンジンの許容最高回転数より
も高くなるように設定されているので、上記共鳴効果が
発生する回転数を許容最高回転数の付近に設定すること
により、高速回転領域で慣性効果による過給作用を発生
させる場合に比べて、高速回転領域の出力性能がより向
上することになる。
起させる同調回転数が、エンジンの許容最高回転数より
も高くなるように設定されているので、上記共鳴効果が
発生する回転数を許容最高回転数の付近に設定すること
により、高速回転領域で慣性効果による過給作用を発生
させる場合に比べて、高速回転領域の出力性能がより向
上することになる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は実施例に
係る吸気装置の一部を破断して示した概略正面図、第２
図は同じく上記吸気装置の環状連通路およびその周辺を
破断して示した平面図、第３図は上記環状連通路に設置
したロータリーバルブの開閉機構の構成図、第４図は実
施例の作用の説明図である。 31〜36……独立通路、8A、8B……ロータリーバルブ（開
閉弁）、Ｚ……環状連通路。
係る吸気装置の一部を破断して示した概略正面図、第２
図は同じく上記吸気装置の環状連通路およびその周辺を
破断して示した平面図、第３図は上記環状連通路に設置
したロータリーバルブの開閉機構の構成図、第４図は実
施例の作用の説明図である。 31〜36……独立通路、8A、8B……ロータリーバルブ（開
閉弁）、Ｚ……環状連通路。
Claims (2)
- 【請求項１】吸気行程が連続しない複数の気筒ごとにグ
ループ分けされた２群の気筒群を有し、各気筒群におけ
る気筒ごとの独立通路をグループごとに集合させると共
に、これらの集合通路を上流側で合流させたエンジンの
吸気装置であって、上記各独立通路の長さを、エンジン
の許容最高回転数より低い第１回転数で第１の慣性同調
が生じる長さに設定する一方、上記両グループにおける
全ての独立通路同士を互いに連通させる環状連通路を設
けて、該連通路に連通状態を選択的に遮断する開閉弁を
配設すると共に、各独立通路における上記連通路よりも
下流部分の長さを、該連通路の連通状態において、上記
許容最高回転数より高い第２回転数で第２の慣性同調が
生じる長さに設定したことを特徴とするエンジンの吸気
装置。 - 【請求項２】吸気行程が連続しない複数の気筒ごとにグ
ループ分けされた２群の気筒群を有し、各気筒群におけ
る気筒ごとの独立通路をグループごとに集合させると共
に、これらの集合通路を上流側で合流させたエンジンの
吸気装置であって、上記両グループにおける全ての独立
通路同士を互いに連通させる環状連通路を設けて、該連
通路に連通状態を選択的に遮断する開閉弁を配設すると
共に、上記各独立通路の長さと、各独立通路に対する上
記連通路の配設位置と、上記開閉弁の開閉タイミングと
を、エンジン回転数に応じて低速回転側から共鳴同調、
慣性同調、共鳴同調が生じ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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12817390A JP2846705B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | エンジンの吸気装置 |
| US07/701,066 US5080051A (en) | 1990-05-17 | 1991-05-16 | Intake system for engine |
| DE4116047A DE4116047C2 (de) | 1990-05-17 | 1991-05-16 | Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12817390A JP2846705B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | エンジンの吸気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164122A JPH04164122A (ja) | 1992-06-09 |
| JP2846705B2 true JP2846705B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=14978216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12817390A Expired - Fee Related JP2846705B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | エンジンの吸気装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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