JP3345066B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、左右バンク間にサージ
タンクを備えたＶ型エンジンにおけるエンジンの吸気装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、左右にバンクを有するＶ型エンジ
ンにおいては、各バンク間に形成される空間、あるいは
左右バンクのいずれかの上方にサージタンクを載置した
ものが提案されている（特開昭６２−１５３５１６号公
報）。このようなＶ型エンジンにおいては、サージタン
クから左右のシリンダに連絡される各吸気通路にフラン
ジ部を形成し、このフランジ部を左右バンクのシリンダ
壁に固定してサージタンクを左右バンク間で支持してい
る。そして、サージタンクの上壁部、あるいは側壁部に
吸気管が連結されてタンク内に混合気が供給されるよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エンジンにおいては、
吸気側の管路を長く設けることによって、吸気の動的効
果を利用して、実用回転域での吸気効率を高めて所望の
トルクを得るのが望ましい。これに対して、従来例のよ
うなエンジン構造であれば、左右バンク間にサージタン
クが支持されているので、例えば、吸気通路を長くして
吸気側の管路を長く設けようとすると、サージタンク上
部に吸気通路が積層されるなどして、いきおいエンジン
の大型化を招くことになる。

【０００４】また、エンジン作動中の左右バンクの振動
（開閉方向の振動）は、騒音やエンジンの耐久性と関係
が深いため、これを効果的に防止する必要がある。しか
し、従来例のように、サージタンクの吸気通路を利用し
て各バンクを連結しても、吸気通路のように屈曲した管
材で左右バンクを連結したのでは、両バンクに対する補
強効果に乏しく、振動を効果的に防止するのは困難であ
った。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、サージタンクを利用してシリンダに至
る吸気路を長く設けるとともに、左右バンクの振動を効
果的に防止することができるエンジンの吸気装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
左右にバンクが配され、各バンクにシリンダが前後方向
に並べられるとともに、各バンク間にサージタンクが備
えられたＶ型エンジンにおいて、上記サージタンク内を
上部タンクと下部タンクとに仕切る左右仕切板を設け、
この上部タンクと下部タンクとを前後両端部で直接、か
つ常時連通させるとともに、これら上下タンクのうち下
部タンクにのみ吸気の吸入口を設ける一方、上部タンク
にのみ独立吸気通路を設け、さらに上記左右仕切板の左
右端部をサージタンク外に延設することによってサージ
タンク外壁面に左右一対のフランジ部を形成し、これら
のフランジ部を上記左右バンクのシリンダ壁に固定する
ことによってサージタンクをエンジンに装着したもので
ある。

【０００７】請求項２に係る発明は、上記サージタンク
が、その内部を左側タンクと右側タンクとに分割する上
下仕切板と、この上下仕切板によって形成された右側タ
ンクから左側バンクのシリンダに連絡する左側バンク用
吸気通路と、左側タンクから右側バンクのシリンダに連
絡する右側バンク用吸気通路と、上記左側バンク用吸気
通路と左側タンクとの間及び上記右側バンク用吸気通路
と右側タンクとの間にそれぞれ設けられた短絡部分と、
各短絡部分を開閉するバルブ部材とを備えたものであ
る。

【０００８】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、サージタン
ク内は左右仕切板によって上下に仕切られ、下部タンク
に供給された混合気は上部タンクに循環された後、上部
タンクから各バンクのシリンダに供給される。従って、
吸気通路自体を長く設けることなく各シリンダに至るま
での吸気路を長く設けることが可能となり、エンジンの
大型化を避けることができる。また、左右仕切板がサー
ジタンク外に延設されることによって形成されたフラン
ジ部が左右バンクの各シリンダの壁面に固定され、これ
によってサージタンクがエンジンに取付られるので、そ
の支持剛性が向上されてより効果的に左右バンクの振動
（開閉方向の振動）を防止することができる。

【０００９】上記請求項２記載の発明によれば、上記サ
ージタンク内がさらに上下仕切板によって左右に仕切
れ、これによって仕切られた右側上部タンクから左側バ
ンクのシリンダに、左側上部タンクから右側バンクのシ
リンダヘッドにそれぞれ混合気が供給されるので、吸気
行程の周期が一致しない各気筒がそれぞれ並設された左
側バンク、あるいは右側バンクに独立して混合気を供給
することができ、これによってサージタンクの各タンク
が有効に圧力伝播経路として機能し、効果的に吸気の動
的効果を発揮させることができる。また、エンジン作動
時の回転数に応じて短絡用バルブを適宜開閉することに
よって各バンクのシリンダに至る吸気路長を変化させる
ことが可能となる。すなわち、エンジンの中低速回転域
では、短絡用バルブを閉口してシリンダに至る吸気通路
を長くして中低速回転域での吸気効率向上を図る一方、
高速回転域では短絡用バルブを開口してシリンダに至る
吸気路を短くして高速回転域での吸気効率向上を図り、
これによってエンジンの回転数に応じた所望のトルクを
得ることができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図３を用いて説明
する。

【００１１】図１及び図２に示すように、エンジン１０
は、シリンダブロック１１上部の左右にバンク１２を有
するＶ型エンジンであり、各バンク１２にはシリンダヘ
ッド１４とシリンダヘッドカバー１６とが設けられてい
る。この実施例で、エンジンはＶ型６気筒で、各気筒に
吸気弁及び排気弁が２つずつ設けられた構成となってい
る。

【００１２】エンジン１０の中央上部には、後に詳述す
るサージタンク１８が配設され、このサージタンク１８
は、独立吸気通路２０を介して両バンク１２の各気筒に
接続されている。

【００１３】エンジン１０内部においては、図１に示す
ように左右バンク１２の各シリンダヘッド１４内に燃焼
室６８が形成され、この燃焼室６８の天井部には吸気ポ
ート７０及び排気ポート７２がそれぞれ開口され、これ
らの各ポート７０，７２を閉口するように吸気バルブ７
４及び排気バルブ７６が配設されている。これらの各バ
ルブ７４，７６の上部には、前後に伸びる吸気カムシャ
フト２２及び排気カムシャフト２４が回転可能に並列状
態で支持され、吸気カムシャフト２２に吸気バルブ７４
駆動用のカム７８が固定されるとともに、排気カムシャ
フト２４に排気バルブ７６駆動用のカム８０が固定され
ている。一方、シリンダブロック１１内には、シリンダ
８２及びクランク室８８が形成されている。シリンダ８
２内にはピストン８４が往復動自在に配設されており、
このピストン８４がコネクティングロッド８６を介して
クランク室８８内のクランクシャフト２６に連結されて
いる。

【００１４】一方、上記エンジン１０の前壁面には、パ
ワーステアリングポンプ等の各種補機４２，４４，４
６，４８が設けられている。これらの補機の入力軸には
それぞれプーリ５０，５２，５４，５６が固定され、こ
れらの各プーリ５０，５２，５４，５６と上記クランク
シャフト２６の前端に固定されたプーリ５８に共通して
ベルト６６が掛けられることによって、このベルト６６
を媒介として、上記クランクシャフト２６の回転力が上
記各補機４２，４４，４６，４８に伝達されるようにな
っている。

【００１５】次に、エンジン１０における吸気装置の構
造について説明する。

【００１６】エンジン１０の左右バンク間で、上記シリ
ンダブロック１１の上部には、上述の通りサージタンク
１８が配設されている。サージタンク１８は略円筒状の
密封容器で、左右仕切板９２によってその内部が上下２
室（上部タンク及び下部タンク）に仕切られるととも
に、上下仕切板９３によってさらに左右２室（右側タン
ク及び左側タンク）に仕切られている。すなわち、サー
ジタンク１８内は、上記左右仕切板９２及び上下仕切板
９３によって、左側上部室９４ａ、左側下部室９４ｂ、
右側上部室９５ａ、右側下部室９５ｂに仕切らるように
なっている。但し、左右仕切板９２においては、図３に
示すように、その左右方向でサージタンク１８の左右内
壁面と密接にされるものの、その前後端部とサージタン
ク１８の前後内壁面との間に上下の室を連通する連通部
としての隙間が設けられるようになっており、左側上部
室９４ａと左側下部室９４ｂ、右側上部室９５ａと右側
下部室９５ｂはそれぞれサージタンク１８内の前後端部
で連絡されるようになっている。

【００１７】ここで、上記左右仕切板９２は、例えば板
厚を有する鋼板等から形成された板材で、上記のように
サージタンク１８内に配設されてサージタンク１８内を
上下に仕切る一方、左右方向でサージタンク１８外に延
設されてタンク１８の前後方向に伸びる左右一対のフラ
ンジ部９６を形成している。そして、このフランジ部９
６が上記左右バンク１２のシリンダヘッド１４の壁面に
固定されることによってサージタンク１８がエンジン１
０に装着されるようになっている。

【００１８】上記サージタンク１８の上部には、サージ
タンク１８と各シリンダヘッド１４の燃焼室６８とを接
続する独立吸気通路２０が設けられている。各独立吸気
通路２０は、図１に示すようにサージタンク１８の外壁
面に一体的に形成されており、サージタンク１８の穿孔
部９８から上記フランジ部９６の穿孔部１００を介して
上記シリンダヘッド１４の吸気ポート７０に連絡される
ようになっている。この際、図１及び図２に示すよう
に、左側バンク１２のシリンダヘッド１４にはサージタ
ンク１８の右側上部室９５ａから、右側バンク１２のシ
リンダヘッドには左側上部室９４ａからそれぞれ混合気
が供給されるように独立吸気通路２０が形成されてい
る。

【００１９】さらに、サージタンク１８の左側上部室９
４ａ及び右側上部室９５ａと各独立吸気通路２０との壁
面には、図１に示すように、左側上部室９４ａ、あるい
は右側上部室９５ａと各独立吸気通路２０とを短絡する
連通孔１１４（短絡部分）が形成され、この連通孔１１
４に短絡バルブ１０２が配設されている。つまり、短絡
バルブ１０２の閉口状態では、上記の通り左側バンク１
２のシリンダヘッド１４には右側上部室９５ａから、右
側バンク１２のシリンダヘッド１４には左側上部室９４
ａからそれぞれ混合気が供給されているが、短絡バルブ
の開口状態では、左側バンク１２のシリンダヘッド１４
には左側上部室９４ａから、右側バンク１２のシリンダ
ヘッド１４には右側上部室９５ａからそれぞれ混合気が
供給されるようになっている。

【００２０】一方、上記サージタンク１８の下面には、
サージタンク１８内へ混合気を取り入れるための吸入口
１０４が形成され、この吸入口１０４が吸気管路９０と
連通されるようになっている。吸入口１０４内は、上記
上下仕切板９３が介在されることによって、図１に示す
ように左右に仕切られている。

【００２１】吸気管路９０は、シリンダブロック１１の
上方外部と前方外部を連通するように、シリンダブロッ
ク１１内に一体的に形成されており、その管内は仕切壁
１０６によって左右に仕切られて左側管路１１２ａ及び
右側管路１１２ｂを形成している。すなわち、上記サー
ジタンク１８がエンジン１０に取付けられた状態で、吸
気管路９０の仕切壁１０６と吸入口１０４の上下仕切板
９３とが密接にされることによって吸気管路９０の左側
管路１１２ａがサージタンク１８の左側下部室９４ｂに
連通され、また右側管路１１２ｂが右側下部室９５ｂに
連通されるようになっている。そして、吸気管路９０の
吸入口、すなわちシリンダブロック１１の前壁面には、
図２及び図３に示すようスロットルボディ１０８が装着
され、これに内蔵されるスロットル弁１１０が駆動され
ることによって、サージタンク１８に供給される混合気
量が調節されるようになっている。

【００２２】次に、エンジン１０の吸気装置における作
用について説明する。

【００２３】上記のように構成されたエンジン１０にお
いて、エンジン１０が作動され中低速回転で運転される
と、図４に示すように、図外のエアークリーナー及び気
化器を介して生成された混合気はスロットルボディ１１
０及び吸気管路９０を介してサージタンク１８内に供給
される。この際、供給される混合気は、吸気管路９０内
で左側管路１１２ａと右側管路１１２ｂに別れてサージ
タンク１８内に供給され、それぞれサージタンク１８内
の左側下部室９４ｂ、右側下部室９５ｂに供給される。
そして、サージタンク１８内の各下部室９４ｂ，９５ｂ
に供給された混合気において、右側下部室９５ｂに供給
された混合気はさらにサージタンク１８内で、右側上部
室９５ａへと循環された後、穿孔部９８から独立吸気通
路２０を介して左側バンク１２のシリンダヘッド１４へ
と供給される。また、左側下部室９４ｂに供給された混
合気は、左側上部室９４ａへと循環された後、穿孔部９
８から独立吸気通路２０を介して右側バンク１２のシリ
ンダヘッド１４へと供給されるようになっている。

【００２４】一方、エンジン１０が高速回転で運転され
ると、図外の制御装置からの制御信号によって、サージ
タンク１８の各上部室９４ａ，９５ａに設けられた各短
絡用バルブ１０２が開口される。これによって、各上部
室９４ａ，９５ａに循環された混合気において、左側上
部室９４ａの混合気が短絡用バルブ１０２を介して左側
バンクのシリンダヘッド１４に供給される一方、右側上
部室９５ａの混合気が短絡用バルブ１０２を介して右側
バンクのシリンダヘッド１４に供給されることになる。

【００２５】以上説明したように、上記実施例のエンジ
ン１０においては、サージタンク１８内を左右仕切板９
２によって仕切り、下部室に供給された混合気を上部室
に循環させた後、上部室から各バンク１２のシリンダヘ
ッド１４に供給するようにしたので、シリンダヘッド１
４の吸気ポート７０に至るまでの吸気路をサージタンク
を利用して長く設けることが可能となる。従って、独立
吸気通路２０自体を長く設ける必要がないので、エンジ
ン１０を大型化することなくエンジン１０の実用回転域
における共鳴過給、慣性過給等の効果の向上を図ること
ができる。また、上記左右仕切板９２をサージタンク１
８外に延設してフランジ部９６を形成し、このフランジ
部９６を左右バンク１２の各シリンダヘッド１４壁面に
固定してサージタンク１８をエンジン１０に取付けるよ
うにしたので、従来例と比較すると、水平な一体物の左
右仕切板９２によって各バンク１２が連結されるので、
その支持剛性が向上されより効果的に左右バンク１２の
振動（開閉方向の振動）を防止することができる。

【００２６】また、実施例では上記に加えて、サージタ
ンク１８内を上下仕切板９３によって左右に仕切るとと
もに、これによって仕切られたサージタンク１８の右側
上部室９５ａから左側バンク１２のシリンダヘッド１４
に、左側上部室９４ａから右側バンク１２のシリンダヘ
ッド１４にそれぞれ混合気を供給するようにしたので、
吸気行程の周期が一致しない各気筒がそれぞれ並設され
た左側バンク１２、あるいは右側バンク１２に独立して
混合気を供給することができ、これによってサージタン
ク１８の各室が有効に圧力伝播経路として機能し、効果
的に吸気の動的効果を発揮させることができる。また、
サージタンク１８の右側上部室９５ａから左側バンク１
２のシリンダヘッド１４に、左側上部室９４ａから右側
バンク１２のシリンダヘッド１４にそれぞれ混合気を供
給するので、シリンダヘッド１４に対してそれぞれ遠い
側の上部室９４ａ，９５ａから混合気が供給されること
になり、これによって各吸気ポート７０に至る吸気路を
より長く設けることができるという利点がある。

【００２７】さらに、サージタンク１８の各上部室９４
ａ，９５ａと独立吸気通路２０とを短絡する短絡用バル
ブ１０２を設け、このバルブ１０２を開閉して混合気を
右側上部室９５ａから右側バンク１２のシリンダヘッド
１４に、左側上部室９４ａから左側バンク１２のシリン
ダヘッド１４にそれぞれ短絡させて供給するようにした
ので、エンジン１０作動時の回転数に応じて上記短絡用
バルブ１０２を適宜開閉することによって各バンク１２
のシリンダヘッド１４に至る吸気路長を変化させること
が可能となり、これによって回転数に応じた所望のトル
クを得ることが可能になる。すなわち、エンジン１０の
中低速回転域では、上記短絡用バルブ１０２を閉口して
シリンダヘッド１４に至る吸気通路を長くして中低速回
転域での吸気効率向上を図る一方、高速回転域では短絡
用バルブ１０２を開口してシリンダヘッド１４に至る吸
気路を短くして高速回転域での吸気効率向上を図り、こ
れによってエンジン１０の回転数に応じた所望のトルク
を得ることができる。

【００２８】また、上記エンジン１０の吸気装置にお
て、無過給の場合は上記実施例で説明したように、エア
ークリーナーからの空気を上記吸気管路９０に導いてサ
ージタンク１８に供給するが、例えば、ターボチャージ
ャを搭載して過給を行なう場合には、ターボチャージャ
で予圧された空気をインタクーラを介して上記吸気管路
９０に導いてサージタンク１８に供給するようにすれ
ば、無過給エンジンと過給エンジンとの設計、生産にお
いて、エンジン１０自体を共通化することができるとい
う利点がある。さらに、サージタンク１８の代りにスー
パーチャージャを搭載し、スーパーチャージャで予圧さ
れた混合気を上記吸気管路９０を利用してインタークー
ラに導くようにすれば、上記吸気管路９０に相当する過
給機の管材料が不用になるばかりが、各バンク１２間に
スーパーチャージャを搭載できるのでエンジンの大型化
が抑制されるという利点もある。

【００２９】なお、上記実施例において、サージタンク
１８内は、左右仕切板９２及び上下仕切板９３の両仕切
板が設けられた構成であるが、上下仕切板９３を除いて
サージタンク１８内を上下に仕切るだけの構成にしても
よい。

【００３０】また、実施例では、独立吸気通路２０がサ
ージタンク１８に一体的に形成されているが、これは実
施例の一例であって必ずしも一体的に形成されたもので
なくてもよく、サージタンク１８と別体の吸気通路を設
けてもよい。但し、この際、各吸気通路とサージタンク
を短絡するための短絡用パイプを設け、このパイプに短
絡用バルブ１０２を設ける必要がある。

【００３１】また、実施例ではＶ型６気筒のエンジン１
０について説明したが、勿論Ｖ型８気筒、あるいはＶ型
１０気筒等のエンジンにおいても実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、サージ
タンク内を上部タンクと下部タンクとに仕切る左右仕切
板を設け、この上部タンクと下部タンクとを前後両端部
で直接、かつ常時連通させるとともに、これら上下タン
クのうち下部タンクにのみ吸気の吸入口を設ける一方、
上部タンクにのみ独立吸気通路を設け、さらに上記左右
仕切板の左右端部をサージタンク外に延設することによ
ってサージタンク外壁面に左右一対のフランジ部を形成
し、これらのフランジ部を上記左右バンクのシリンダ壁
に固定することによってサージタンクをエンジンに装着
したので、サージタンクを利用して吸気路を長く設ける
とともに、左右バンクの振動を効果的に防止することが
できる。

【００３３】さらに、上記サージタンクに、その内部を
左側タンクと右側タンクとに分割する上下仕切板と、こ
の上下仕切板によって形成された右側タンクから左側バ
ンクのシリンダに連絡する左側バンク用吸気通路と、左
側タンクから右側バンクのシリンダに連絡する右側バン
ク用吸気通路と、上記左側バンク用吸気通路と左側タン
クとの間及び上記右側バンク用吸気通路と右側タンクと
の間にそれぞれ設けられた短絡部分と、各短絡部分を開
閉するバルブ部材とを備えたので、エンジンの運転状態
に応じた効果的な共鳴過給、慣性過給等の効率の向上を
図ることが可能になるとともに、サージタンクの各室が
有効に圧力伝播経路として機能し、効果的に吸気の動的
効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの吸気装置が適用されるエン
ジンの断面図である。

【図２】本発明のエンジンの吸気装置が適用されるエン
ジンの正面図である。

【図３】本発明のエンジンの吸気装置が適用されるエン
ジンの上面図である。

【図４】本発明のエンジンの吸気装置における圧力伝播
経路を示す模型図である。

【符号の説明】

１０ エンジン １２ バンク １４ シリンダヘッド １８ サージタンク ２０ 独立吸気通路 ９２ 左右仕切板 ９６ フランジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅園 和明 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 特開 昭63−176623（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−96167（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−62324（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 35/116 F02B 27/02 F02M 35/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右にバンクが配され、各バンクにシリ
   ンダが前後方向に並べられるとともに、各バンク間にサ
   ージタンクが備えられたＶ型エンジンにおいて、上記サ
   ージタンク内を上部タンクと下部タンクとに仕切る左右
   仕切板を設け、この上部タンクと下部タンクとを前後両
   端部で直接、かつ常時連通させるとともに、これら上下
   タンクのうち下部タンクにのみ吸気の吸入口を設ける一
   方、上部タンクにのみ独立吸気通路を設け、さらに上記
   左右仕切板の左右端部をサージタンク外に延設すること
   によってサージタンク外壁面に左右一対のフランジ部を
   形成し、これらのフランジ部を上記左右バンクのシリン
   ダ壁に固定することによってサージタンクをエンジンに
   装着したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 上記サージタンクは、その内部を左側タ
   ンクと右側タンクとに分割する上下仕切板と、この上下
   仕切板によって形成された右側タンクから左側バンクの
   シリンダに連絡する左側バンク用吸気通路と、左側タン
   クから右側バンクのシリンダに連絡する右側バンク用吸
   気通路と、上記左側バンク用吸気通路と左側タンクとの
   間及び上記右側バンク用吸気通路と右側タンクとの間に
   それぞれ設けられた短絡部分と、各短絡部分を開閉する
   バルブ部材とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
   エンジンの吸気装置。