JP2932202B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの吸気通路に関する。
(従来技術) 各気筒エンジンの吸気マニホールドにおいて、各気筒
の吸気ポートにそれぞれ連通する独立吸気通路の上流部
を断面が正四角形配列(4気筒エンジンの場合)となる
ように互いに近接した状態で集合させることにより、吸
気マニホールドのコンパクト化を図るとともに、吸気抵
抗の低減と各気筒に対する燃料分配性の向上とを図った
吸気装置が知られている(実開昭57−101367号公報参
照)。
また従来から、自動車のエンジンにおいて、吸気開始
に伴って生じる負圧波が吸気通路上流側のサージタンク
により形成される吸気拡大室の開口端で反射され、正圧
波となって吸気ポート方向に戻されることを利用し、上
記正圧波が吸気弁の閉弁寸前に吸気ポートに達して吸気
を燃焼室に押し込むようにする、いわゆる吸気の慣性効
果によって吸気の充填効率を高めるようにしたものがあ
る。この吸気慣性効果を得るには、エンジンの低回転域
においては、吸気通路が長いことが要求され、また、エ
ンジンの高回転域においては、吸気通路が短いことが要
求される。
そこで、例えば特開昭62−7922号公報に開示された発
明では、第8図に示すように、吸気マニホールド1のサ
ージタンク2から分岐して各気筒へそれぞれ連通する湾
曲した長い第1独立吸気通路3と、この第1独立吸気通
路の湾曲部の内側に形成された容積室4と、この容積室
4と各第1独立吸気通路3の途中とをそれぞれ連通する
短い第2独立吸気通路5とを設けるとともに、各第2独
立吸気通路5に、この第2独立吸気通路5を開閉する制
御弁6を設け、この制御弁6をエンジンの運転状態に応
じて開閉するようにしている。
このようにすれば、エンジンの低回転域においては、
上記制御弁を閉じることにより、吸気の圧力波が長い第
1独立吸気通路を通じてサージタンクで反転される形で
吸気慣性効果が得られ、また、エンジンの高回転域にお
いては、上記制御弁を開くことにより、吸気の圧力波が
短い第2独立吸気通路を通じて上記容積室で反転される
形で吸気慣性効果が得られることになる。しかも第2独
立吸気通路の上流端が上記容積室で互いに連通している
ため、エンジンの高回転域では、他の気筒からの圧力波
が上記容積室を介して作用することになり、吸気慣性効
果が高められるとともに、吸気慣性効果が得られる領域
が拡大される利点がある。
しかしながら、その一方で、上記第2吸気通路がデッ
ドボリュームになって、ここで圧力波が減衰して吸気慣
性効果が弱められる場合もあった。また、上記制御弁5
が気筒の数だけ必要であり、これを容積室4と平行に延
びる1本の軸7で回動する必要があった。
(発明の目的) 本発明は、前述したような、各気筒の吸気ポートに連
通する独立吸気通路の上流部が互いに近接状態で集合さ
れて集合部を形成している吸気マニホールドを備えたエ
ンジンにおいて、吸気マニホールドのコンパクト化と低
い吸気抵抗特性とを損なうことなしに優れた吸気慣性効
果が得られるようにした吸気装置を提供することを目的
とする。
(発明の構成) 本発明は、独立吸気通路の集合部の下流に、各独立吸
気通路の通路壁で囲まれた連通室を設け、この連通室の
室壁に各独立吸気通路に連通する開口を設けるととも
に、上記連通室に、上記開口を開閉するほぼ円錐状のバ
ルブを設けたことを特徴とする。
上記バルブを作動させるアクチュエータは上記独立吸
気通路間に配置される。
(発明の効果) 本発明によれば、吸気マニホールドのコンパクト化と
低い吸気抵抗特性とを損なうことなく、吸気慣性効果を
得ることができるとともに、各独立吸気通路を連通する
連通路がきわめて短いため、デッドボリュームが小さく
なり、圧力波の減衰を抑制することができるから、吸気
慣性効果がさらに増大することになる。
また、本発明によれば、独立吸気通路の上流部が集合
されている集合部の下流に吸気慣性効果が得られる手段
を設けているので、各気筒についての圧力波の伝播径路
長がほぼ等しくなり、高いトルクが得られる利点があ
る。
さらに本発明によれば、吸気慣性効果を得るためにエ
ンジンの運転状態に応じて制御されるバルブを1個だけ
設ければよい利点もある。
(実 施 例) 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
第1図および第2図は本発明の第1の実施例に係る吸
気マニホールドを示し、この吸気マニホールド10は、図
示しないエンジンのシリンダヘッドに取付けられるフラ
ンジ11に下流端が開口する4本の独立吸気通路12を備え
ているが、これら独立吸気通路12の上流部は、断面が正
四角形配列となるように互いに近接した状態で集合され
て集合部13を形成し、その上流端は図示しない共通吸気
通路に接続されている。
上記集合部13の下流には、滑らかな曲線をなす各独立
吸気通路12の通路壁12aで囲まれた円錐状の空間をなす
連通室14が形成され、この室14の周壁には各独立吸気通
路12に臨む開口15が形成され、4本の独立吸気通路12が
上記室14を通じて互いに連通するように構成されてい
る。室14内には、この室14の形状とほぼ合致した円錐状
のバルブ16が移動可能に設けられており、このバルブ16
が独立吸気通路12間に設けられたアクチュエータによっ
て第1図に示す位置から上方へ移動すると、4つの開口
15が一斉に閉じられて、独立吸気通路12間の連通が遮断
され、バルブ16が第1図に示す位置にあるときには、4
つの開口15がすべて開かれて、4本の独立吸気通路12が
室14を通じて互いに連通するようになっている。
すなわち、本実施例では、エンジンの低回転域におい
て、バルブ16が4つの開口15を閉じることにより、吸気
の圧力波は独立吸気通路12を通じてその上流側のサージ
タンクで反転される形で吸気慣性効果が得られ、また、
エンジンの高回転域では、バルブ16が4つの開口15を開
くことにより、吸気の圧力波が上記開口15を通じて室14
で反転される形で吸気慣性効果が得られることになる。
しかもこの場合、4本の独立吸気通路12が上記室14を通
じて互いに連通しているため、エンジンの高回転域で
は、他の気筒からの圧力波が上記室14を介して作用する
ことになり、第8図の構成と同様の効果が、より簡単な
構成によって得られることになる。
なお、本実施例ではバルブ16の形状を「円錐状」と呼
んでいるが、実際はバルブ16の開口15を閉じる部分は、
吸気抵抗が最小になるように形成した室14の周壁に対応
して滑らかな流線形をなすものである。
次に第3図は本発明の第2の実施例に係る吸気マニホ
ールドの構成を示す図で、吸気マニホールド20は、第1
図のものと同様に、4本の独立吸気通路12を備え、かつ
これら独立吸気通路12の上流部は、断面が正四角形配列
となるように互いに近接した状態で集合されて集合部13
を形成している。そして集合部13の下流は独立吸気通路
12が滑らかに湾曲して独立吸気通路12間の間隔が拡がっ
ており、4本の独立吸気通路12を仕切る仕切壁17に、独
立吸気通路12の湾曲部において連通口18が設けられ、4
本の独立吸気通路12が上記連通口18を通じて互いに連通
するように構成されている。そしてこの連通口18を開閉
する円錐状のバルブ19が設けられている。
本実施例における吸気マニホールド20は、その組立を
容易にするために、フランジ結合された上流側部分20a
と下流側部分20bとに分割されており、上記連通口18お
よびバルブ19は上流側部分20aに設けられている。そし
て下流側部分20bの独立吸気通路12の中央部には上記バ
ルブ19を作動させる通常のダイアフラム式アクチュエー
タ21が配設され、このアクチュエータ21から延びる作動
ロッド21aがバルブ19から延びるロッド19aに連結され、
アクチュエータ21によってバルブ19が第4図に示すよう
に連通口18を開くようになっている。なお、吸気マニホ
ールド20を上流部分20aと下流部分20bとに分割しない場
合であっても、本実施例のような構成とすることが可能
なことはいうまでもない。
第5図は本発明の第3の実施例に係る吸気マニホール
ドの構成を示す図で、吸気マニホールド30は第3図、第
4図に示す吸気マニホールド20とほぼ同様の構成を有
し、フランジ結合された上流側部分30aと下流側部分30b
とに分割されているが、本実施例の場合、第3図、第4
図のアクチュエータ21に代り、そのダイアフラム式アク
チュエータ31が吸気マニホールド30の上流側部分30aに
バルブ19と一体に組込まれている。すなわち、バルブ19
のロッド19に連結されたダイアフラム32と、下流側部分
30bの上流側部分30aに対する接合端面に形成された仕切
壁33とによって室34が形成され、ダイアフラム32がスプ
リング35によって第4図の上方へ付勢されていることに
より、常時はバルブ19が連通口18を閉じているが、アク
チュエータ31の室34内が負圧にされると、ダイアフラム
32がスプリング35の付勢力に抗して第4図の下方へ移動
するため、バルブ19が連通口18を開くようになってい
る。
以上の実施例は、本発明を直列4気筒エンジンに適用
した場合であるが、本発明は例えば左右のバンクにそれ
ぞれ3つの気筒が配置されたV型6気筒エンジンにも適
用可能である。その場合、第6図に示すように、左バン
クの3本の独立吸気通路12の集合部13Lと右バンクの独
立吸気通路12の集合部13Rとがそれぞれ独立して配置さ
れてそれぞれ円錐状バルブ19によって連通口が開閉され
るようにする構成と、あるいは第7図に示すように、左
右バンクの独立吸気通路の集合部13L、13Rがさらに集合
されて集合部13Tが形成され、6本の独立吸気通路12の
すべてが2個の円錐状バルブ19によって連通関係となる
ようにする構成とが考えられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係る直列4気筒エンジ
ンの吸気マニホールドの構成を示す斜視図、第2図はそ
の横断面図、第3図、第4図および第5図は本発明の第
2および第3の実施例に係る吸気マニホールドの構成を
示す縦断面図、第6図および第7図は本発明をV型6気
筒エンジンの独立吸気通路の集合部の配置を示す模式
図、第8図は従来のエンジンの吸気マニホールドの構成
を示す縦断面図である。 10、20、30……吸気マニホールド 12……独立吸気通路、13……集合部 14……連通室、15……連通室の開口 16、19……円錐状バルブ 17……仕切壁、18……連通口 21、31……アクチュエータ 32……ダイアフラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平1−111138(JP,U) 実開 昭61−169237(JP,U) 実開 昭61−134529(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02B 27/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒の吸気ポートにそれぞれ連通する独
    立吸気通路の上流部が互いに近接状態で集合されて集合
    部を形成している各気筒エンジンの吸気マニホールドを
    備えたエンジンにおいて、 上記独立吸気通路の集合部の下流に、各独立吸気通路の
    通路壁で囲まれたほぼ円錐状の室を設け、この室の室壁
    に各独立吸気通路に臨む開口を設けて各独立吸気通路を
    上記室を通じて互いに連通させるとともに、上記室内に
    上記開口を開閉するほぼ円錐状のバルブを設けたことを
    特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項2】上記バルブを作動させるアクチュエータを
    上記独立吸気通路間に配置した請求項1記載のエンジン
    の吸気装置。
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JP3225731B2 (ja) * 1994-05-09 2001-11-05 日産自動車株式会社 吸気マニホールドの支持構造
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