JP2930250B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｖ型エンジンの一方のバンクから延びる独
立吸気通路群と他方のバンクから延びる独立吸気通路群
とがそれぞれ集合されて、その上流に、バンク別の共通
吸気通路を有する吸気管が連結されているエンジンの吸
気装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、吸気の圧力波を利用した共鳴過給による充
填効率向上等の効果をもたせるため、Ｖ型エンジンの吸
気系の所定範囲にわたる部分を、一方のバンクに対応す
る吸気系と他方のバンクに対応する吸気系とに分けて形
成した吸気装置が知られている。例えば特開昭62−1535
16号公報に示された吸気装置では、比較的大きな容量を
もったサージタンクが上下に仕切られて第１の拡大室と
第２の拡大室とが形成され、一方のバンクから延びる独
立吸気通路群と他方のバンクから延びる独立吸気通路群
とが上記各拡大室にそれぞれ接続されるとともに、サー
ジタンクの上流側に、各拡大室の端部に連なるバンク別
の共通吸気通路が設けられ、この両共通吸気通路の上流
側の合流点に主吸気通路が連なった構造となっている。
この吸気装置によると、同一バンクに属する気筒群は互
いに吸気行程が隣合わないので、各バンクに対応する独
立吸気通路から各拡大室を経て各共通吸気通路の上流側
の合流点にまでわたる範囲で吸気圧力波が伝播され、こ
の範囲の吸気通路長に応じた所定のエンジン回転数域で
共鳴効果が得られる。

さらにこの公報に示された装置は、一方のバンク上に
上記サージタンクを配置するとともに、この一方のバン
クから延びる独立吸気通路群をサージタンクを上側の拡
大室に接続し、他方の独立吸気通路をサージタンクの下
側の拡大室に接続することにより、上記独立吸気通路群
をコンパクトなレイアウトとしつつ、各独立吸気通路の
急激な屈曲を避けるとともに、拡大室までの独立吸気通
路の長さがほぼ均等になるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のような吸気装置において、比較的低
速の運転領域でも有効に共鳴効果をもたせるには、各独
立吸気通路群からバンク別の共通吸気通路にわたる通路
長をかなり長くする必要があり、特に、レイアウト等の
面から独立吸気通路群の通路長には制約があるので、上
記バンク別の共通吸気通路の長さを充分に確保すること
が要求されるが、共通吸気通路を構成する吸気管やその
上流側に接続されるスロットルボディ等がエンジン本体
の外部に大きく突出すると、吸気系のコンパクト化の妨
げとなり、エンジンルームへの搭載性が悪くなるという
ような問題が残されていた。

本発明はこのような事情に鑑み、各バンクからそれぞ
れ延びる独立吸気通路群を集合させた部分の上流側に、
バンク別の共通吸気通路を有する吸気管が連結された構
造において、上記共通吸気通路の長さを充分に確保しつ
つ、Ｖ型エンジンに対して吸気系をコンパクトに組付け
ることができ、エンジンルームへの搭載性等を向上する
ことができるエンジンの吸気装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記のような目的を達成するため、Ｖ型エン
ジンの一方のバンク上で、当該一方のバンクから延びる
独立吸気通路群と他方のバンクから延びる独立吸気通路
群とがそれぞれ集合され、その各集合部に対して各独立
吸気通路が放射状に下流側で広がるように集合部及び独
立吸気通路が形成され、かつ、該各集合部の気筒列方向
の位置が上記一方のバンクにおける気筒列方向一端側の
気筒よりも気筒列方向他端側となるように配置されると
ともに、上記各集合部の上流側にバンク別の共通吸気通
路が連なり、この各集合部上流側の共通吸気通路下流端
が接続される部分は、各集合部から独立吸気通路が延び
る方向とは略反対方向に上記一方のバンクの外側方部へ
延び、各共通吸気通路は平面視で下流端側から上流端側
に向かうにつれて一方のバンク外側方からこのバンクの
気筒列方向一端側へ向き、さらにバンク間側へ向くよう
に屈曲し、バンク間の空間の近傍で両共通吸気通路の上
流端互いに連通するように接続されているものである。

この構成において、上記一方のバンクの各気筒が上記
他方のバンクの各気筒に対して気筒列方向の片側にオフ
セットされて配置され、上記両共通吸気管が、上記一方
のバンクの外側方部からこのバンクの気筒オフセット側
とは反対側の端部を通ってバンク間側へ向かうように屈
曲し、上記両共通吸気通路の上流端側に接続されたスロ
ットルボディがバンク間の空間の近傍に配置されている
ことが好ましい。

〔作用〕

上記構成によると、上記一方のバンク上に各独立吸気
通路群の集合部がコンパクトに配置されるとともに、上
記各共通吸気通路が充分な長さを有しつつバンクの近辺
に配置される。つまり、両共通吸気通路の上流端がバン
ク間の空間の近傍で合流して、両共通吸気通路及びその
上流端側の合流部分がバンクに近接した配置とされつ
つ、両共通吸気通路が充分に長くされる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る吸気装
置の全体構造を示している。これらの図において、１は
Ｖ型エンジンのエンジン本体であって、Ｖ型の配置とな
った一対のバンク1a,1bを有し、シリンダブロック２と
一対のシリンダヘッド3,4とで構成されている。当実施
例ではこのエンジン本体１が、車両前部におけるボンネ
ット５の下方のエンジンルーム６内に横置きに配置さ
れ、つまりエンジン出力軸の方向が車幅方向となるよう
に配置されており、一方のバンク1aがエンジンルーム６
の後方側（車室に近い側）、他方のバンク1bがエンジン
ルーム６の前方側に位置している。

上記両バンク1a,1bにはそれぞれ複数の気筒が設けら
れ、例えば図示のＶ型６気筒エンジンでは両バンク1a,1
bに３個ずつの気筒が設けられている。一方のバンク1a
の各気筒と他方のバンク1bの各気筒とは互いに気筒列方
向にオフセットされ配置となっており、第１図ではエン
ジンルーム後方側（図の上方）に位置する一方のバンク
1aの各気筒が他方のバンク1bの各気筒に対して左側にオ
フセットされた配置となっている。

10は吸気マニホールドであって、各バンク1a,1bから
それぞれ延びる２組の独立吸気通路群11,12を備え、こ
れら２組の独立吸気通路群11,12がそれぞれ上流側で集
合されて２つの吸気集合部13,14が形成されている。図
示のＶ型６気筒エンジンでは、独立吸気通路群11,12が
各バンク1a,1bの気筒に対応する３つずつの独立吸気通
路で構成され、それぞれの下流端が各バンク1a,1bのシ
リンダヘッド3,4の内側方部（バンク間側）の壁面に接
続されて、シリンダヘッド3,4内に形成された吸気ポー
トに連通している。

上記各吸気集合部13,14は、サージタンクのような大
きな容積は有せずに、独立吸気通路群11,12のそれぞれ
が上流側で一括に集結され、後述のバンク別の共通吸気
通路31,32に直接的に連なるように上流側が次第に窄ま
った形状となっている。従って、各吸気集合部13,14に
対して各独立吸気通路11,12が放射状に下流側で広がっ
ている。これらの吸気集合部13,14は仕切り壁を介して
上下に重なるように一体的に形成され、エンジンルーム
６の後方側に位置する一方のバンク1a上に配置されてい
る。そして、前方側のバンク1bから後方へ延びる独立吸
気通路群12はその上流端部が下側の吸気集合部14に結合
され、また後方側のバンク1aから上方へ延びる独立吸気
通路群11は、その各通路が独立吸気通路群12の各通路と
交互に配列され、かつこれらと交差した状態で、独立吸
気通路群12の上方で後方へ屈曲し、上側の吸気集合部13
に結合されている。このような構造により、各独立吸気
通路の長さが均等化されている。

吸気マニホールド10における各吸気集合部13,14は、
図示のように気筒例方向の位置が上記一方のバンク1aに
おける気筒方向一端側（図１で右端側）の気筒よりも気
筒列方向他端側（図１で左側）となるように配置されて
いる。

この各吸気集合部13,14の、後期共通吸気通路の下流
端が接続させる上流部分13a,14aは、独立吸気通路11,12
が延びる方向とは略反対方向に上記一方のバンク1aの外
側方部（バンク間側とは反対側）へ延び、この外側方部
でバンク1aに沿った方向に屈曲している。つまり、当実
施例の横置きエンジンにあっては、吸気集合部13,14の
上流側部分13a,14aが、上記一方のバンク1aの外側方部
であるエンジン後方側で、車幅方向の一方側に向けて屈
曲している。さらにこの部分13a、14aがステー16によっ
てエンジン本体１に取付けられており、この部分13a,14
aに、後に詳述するような共通吸気通路構成用の吸気管3
0が接続されている。また上記吸気マニホールド10に
は、共鳴のための有効吸気管長を可変とするためバルブ
によって開閉される連通路が設けられている。第１図に
示す例では、吸気マニホールド10の両吸気集合部13,14
からそれぞれ横方向に突出する上下一対の短い通路部分
21が設けられ、これらの通路部分21の間に開閉バルブ22
を有する連通孔が形成されることにより高速域用の連通
路が構成されている。さらに、上記の上下一対の通路部
分21に連通して後方から横方向へ延び先端がＵ字状に連
なった通路部分23が設けられ、通路部分21から通路部分
23にわたる範囲により中速域用の連通路が構成されて、
通路部分23の途中に開閉バルブ24が設けられている。上
記各開閉バルブ22,24はそれぞれアクチュエータ25,26に
よって作動され、各アクチュエータ25,26は、例えば図
外の電磁弁等を介して供給される負圧に応動する。そし
て、上記電磁弁等に与えられる運動状態に応じた制御信
号により、エンジンの低速域では上記両開閉バルブ23,2
4が閉じられ、中速域では開閉バルブ24のみが開かれ、
高速域では両開閉バルブ23,24が開かれるようになって
いる。

上記吸気マニホールド10のうちの各独立吸気通路群1
1,12は軽量化等のためにアルミ合金で形成されており、
また、吸気集合部13,14を構成する部分は、製作性のお
よび剛性確保のために鋳物により形成されている。

上記吸気マニホールド10に連結された吸気管30は、各
吸気集合部13,14に連通するバンク別の共通吸気通路31,
32を一体に備え、アルミ合金で形成されており、下流端
側が上記一方のバンク1aの外側方部（後方側）で吸気マ
ニホールド10に連結され、ここからバンク1aの気筒配列
方向一端部を通り、上流がバンク間側へ向かうように屈
曲している。当実施例では特に望ましいレイアウトとし
て、第１図に示すように、一方のバンク1aの各気筒が図
の左側にオフセットされている場合は、バンク1aの右寄
りに吸気集合部13,14が配置されるとともに、その上流
側部分13a,14aがバンク1aの外側方部において右側に屈
曲し、これに吸気管30が連結されることにより、吸気管
30が一方のバンク1aの気筒オフセット側とは反対側を通
ってバンク間側へ向かうように構成されている。上記吸
気管30の上流端部には、上記共通気通路31,32に連通す
る合流部分33が接続され、さらにこの合流部分33にスロ
ットルボディ34が連結されており、スロットルボディ34
には、横軸を中心に回動可能とされてアクセルペダル
（図示せず）に連動するスロットル弁35が収納されてい
る。上記合流部分33およびスロットルボディ34は両バン
ク1a,1b間の空間の近傍に配置されている。そして、エ
ンジン搭載時等におけるエンジン吊持のためにエンジン
本体１に設けられている。エンジンハンガー36に上記合
流部分33が結合さている。

さらに上記吸気管30は、スロットレ弁35を通った吸気
が共通空気通路31,32に均等に流入するように、上流側
では両共通吸気通路31、32が横に並び、下流端側では吸
気マニホールド10の両吸気集合部13,14に対応して両共
通吸気通路31,32が上下に並ぶように、両共通吸気通路3
1,32が互いにねじれた形状の形成されている。

また、上記合流部33には、図外のブローバイガス通路
に通じるブローバイガス導入口37と、EGRパルプ38に接
続されたEGR通路39に通じるEGR導入口30と、パージ（蒸
発燃料）が導かれるパージ導入口41と、スロットル弁35
をバイパスする後期ISC通路44およびエア通路46に通じ
るエア導入口42とが開口している。上記EGRバルブ38
は、吸気アニマホールド10の集合部上流部分13a,14aが
ステー16によってエンジン本体１に支持された部位に、
ブラケットを介して取付けられている。なお、上記スロ
ットルボディ34の上流側には図外の上流側吸気管および
エアクリーナ等が連続される。

以上のような当実施例の装置によると、各独立吸気通
路群11,12、各吸気集合部13,14および各共通吸気通路3
1,32によってバンク別の２系統の吸気系が構成され、こ
れらの間での運転状態に大じた共鳴により過給作用が得
られる。すなわち、Ｖ型エンジンの一方のバンク1aに配
設された気筒同氏および他方のバンク1bに配設された気
筒同志は、各々、吸気行程が連続しないようになってい
るので、前記開閉バルブ22,24が閉じられているとき
は、各バンク1a,1bに生じる圧力波が独立吸気通路群11,
12から各吸気集合部13,14および各共鳴吸気通路31,32を
経てその上流の合流部33にわたる範囲で伝播される。こ
うして上流合流部33までの長い通路で圧力波の伝播が行
なわれることにより、エンジンの低速域で共鳴過給効果
が得られる。また、開閉バルブ24が開かれたときは、上
記両吸気集合部13,14が通路部21,23を介して連通させる
ことにより、圧力波の伝播経路が通路部21,23までとな
って圧力伝播の有効通路長が短くなり、エンジンの中速
域で共鳴過給効果が得られる。さらに、開閉バルブ22が
開かれたときは、上記両吸気集合部13,14が通路部21で
短絡されて圧力伝播の有効通路長さがより一層短くなる
ことにより、エンジンの高速域で共鳴過給効果が得られ
る。

このように種々の回転数域での共鳴効果が得られる。
特に、上記のバンク別の共鳴吸気通路31,32を有する吸
気管30が一方のバンク1aの外側方部からこのバンク1aの
気筒配列方向の一端部を通ってバンク間付近まで延びて
いるため、低速域で共鳴効果をもたらせるための共通吸
気通路31,32の充分な長さが確保される。しかも、この
吸気管30がバンク1aに沿った状態に屈曲し、かつ、その
上流端側の合流部33およびスロットルボディ34がバンク
間の空間の近傍に配置されているため、バンク外壁との
干渉を避けつつ吸気管30の上流端側をバンクに充分に近
づけた配置とすることができ、例えば上記合流部33およ
びスロットルボディ34の一部が上記バンク間の空間に入
り込む程度にまでバンクに近接させることができる。従
って、上記吸気管30とその上流側に連結された合流部33
およびスロットルボディ34の、バンク外方への突出が小
さく抑えられ、コンパクトなレイアウトとなる。

さらに、上記吸気管30がバンク1aの気筒オフセット側
とは反対側の端部を回り込んでバンク間側に達するよう
に配置されていれば、各気筒やそれに具備される点火プ
ラグ、吸，排気弁等の配置に対し、スペース的に余裕の
ある側のバンク端部を通るように吸気管30が配置される
ため、コンパクト化に一層有利なレイアウトとなる。

また、当実施例では独立吸気通路群11,12および吸気
管30がアルミ合金で形成される一方、鋳物で形成された
吸気集合部13,14を構成する部分および吸気管30の上流
の合流部33がステー16およびエンジンハンガー36によっ
てエンジン本体１に支持されていることにより、取付け
剛性が確保され、さらに、上記ステー16で支持されてい
る剛性の高い部分にEGRバルブ38が取付けられているこ
とにより、EGRバルブ38の信頼性が確保される。

前記ブローバイガス導入口37、EGR導入口40、パージ
導入口41およびエア導入口42は第１図に示た配置で吸気
管30の上流の合流部33に設けておくことが効果的であ
る。すなわち、例えば各吸気集合部13,14にブローバイ
ガス等の導入口を開口させておくと、その導入口に通じ
る通路を介して吸気集合部13,14が連通されることによ
り共鳴効果が阻害される場合が生じるので、各導入口は
共通吸気通路31,32より上流の合流部33に設けることが
望ましい。この場合に、第１図に示すように、共通吸気
通路31,32間の仕切り壁の延長方向に沿って直線的な配
列で各導入口37,40,41,42を配設しておけば、導入され
るガスやエア等が各共通吸気通路31,32にほぼ均等に供
給されることとなる。また、これら導入口のうち特にエ
ア導入口42は各共通吸気通路31,32へのエア分配性向上
のために合流部33の上流寄りに設ける方が有利である
が、スロットル弁35へのカーボンやオイルミストの付着
を防止するため、ブローバイガス導入口37およびEGR導
入口40はスロットル弁35から遠ざける方が有利であり、
ブローバイガスとEGRのうちではEGRの方が分配性向上の
要求が強い。これらの事情により、上流側からエア導入
口42、パージ導入口41、EGR導入口40、ブローバイガス
導入口37の順に配列されることが望ましい。

なお、エア導入口42には、アイドル時等にISCバルブ4
3によって調整されたエアを流通させるISC通路44と外部
負荷が加わった時等にエアバルブ45を通してエアを流通
させるエア通路46とが接続されており、上記ISCバルブ4
3およびエアバルブ45はスロットルボディ34の下方に設
けられている。このようにエア導入口42等を設ける場合
に、従来知られているように吸気通路部にエア導入口を
開口させておくと、スロットル弁下流の吸気通路に溜る
オイルや水がエア導入口から浸入し、バルブ43,45の作
動不良を引起こすおそれがある。そこで水等の侵入を防
止するため、第３図に示すように、上記合流部33の上部
にエア導入口42を開口させるととともに、上記合流部33
とスロットルボディ34との合わせ部分のフランジ47に、
下方から吸気通路用孔48のまわりを通ってエア導入口42
に至るように周方向に通路44,46を形成しておくことが
望ましい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、Ｖ型エンジンの一方のバンク
上で各バンクに対応する２系統の独立吸気通路群がそれ
ぞれ集合され、その各集合部の気筒列方向の位置が一方
のバンクにおける気筒列方向一端側の気筒よりも気筒列
方向他端側となるように配置されるとともに、各集合部
上流側の共通吸気通路下流端が接続される部分は、独立
吸気通路が延びる方向とは略反対方向に一方のバンクの
外側方部へ延び、各共通吸気通路は平面視で一方のバン
ク外側方からのバンクの気筒列方向一端側へ向き、さら
にバンク間側へ向くように屈曲し、バンク間の空間の近
傍で両共通吸気通路の上流端が互いに連通するように接
続されているため、有効に共鳴効果が得られるように上
記共通吸気通路の長さが充分に確保されつつ、上記集合
部、共通吸気通路およびスロットルボディ等を含む吸気
系を、バンクの近辺にコンパクトにレイアウトすること
ができる。従って、エンジンルームへの搭載性等にすぐ
れる。

さらにこのような構成において、上記両吸気通路が、
上記一方のバンクの外側方部からこのバンクの気筒オフ
セット側とは反対側の端部を通ってバンク間側へ向かう
ように屈曲していると、気筒オフセット側とは反体側
の、スペース的に余裕のある部分を利用して吸気管が配
置され、より一層コンパクトなレイアウトを得ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す吸気装置全体の平面
図、第２図は同装置の一部切欠側面図、第３図は吸気管
上流側の合流部分におけるエア導入口等の配設部分を示
す図である。 １……エンジン本体、1a,1b……バンク、10……吸気マ
ニホールド、11,12……独立吸気通路、13,14……吸気集
合部、30……吸気管、31,32……共通吸気通路、33……
合流部分、34……スロットルボディ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02B 27/00 F02M 35/116

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｖ型エンジンの一方のバンク上で、当該一
   方のバンクから延びる独立吸気通路群と他方のバンクか
   ら延びる独立吸気通路群とがそれぞれ集合され、その各
   集合部に対して各独立吸気通路が放射状に下流側で広が
   るように集合部及び独立吸気通路が形成され、かつ、該
   各集合部の気筒列方向の位置が上記一方のバンクにおけ
   る気筒方向一端側の気筒よりも気筒列方向他端側となる
   ように配置されるとともに、上記各集合部の上流側にバ
   ンク別の共通吸気通路が連なり、この各集合部上流側の
   共通吸気通路下流端が接続される部分は、各集合部から
   独立吸気通路が延びる方向とは略反対方向に上記一方の
   バンクの外側方部へ延び、各共通吸気通路は平面視で下
   流端側から上流端側に向かうにつれて一方のバンク外側
   方からこのバンクの気筒列方向一端側へ向き、さらにバ
   ンク間側へ向くように屈曲し、バンク間の空間の近傍で
   両共通吸気通路の上流端が互いに連通するように接続さ
   れていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】上記一方のバンクの各気筒が上記他方のバ
   ンクの各気筒に対して気筒列方向の片側にオフセットさ
   れて配置され、上記両共通吸気管が、上記一方のバンク
   の外側方部からこのバンクの気筒オフセット側とは反対
   側の端部を通ってバンク間側へ向かうように屈曲し、上
   記両共通吸気通路の上流端側に接続されたスロットルボ
   ディがバンク間の空間の近傍に配置されていることを特
   徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。