JP3626045B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒を有する主としてディーゼルエンジンから成る内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の吸気装置として、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第1吸気ポートと第1吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第2吸気ポートとの2つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第1吸気ポートに第1分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第1集合室と、各気筒の第2吸気ポートに第2分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第2集合室とを形成し、一方の集合室の入口部に開閉弁を設けて、開閉弁の開度を制御することにより機関の運転状態に応じてスワール比を可変するようにしたものが知られている(特開平5−18254号公報参照)。
【0003】
そして、このものでは、各気筒に対する第1吸気ポート及び第2吸気ポートの気筒列方向の位置関係を全ての気筒において同一にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、第1吸気ポート及び第1分岐通路の気筒列方向の配置ピッチと第2吸気ポート及び第2分岐通路の気筒列方向の配置ピッチとが夫々気筒の配置ピッチと等しくなる。その結果、第1と第2の各集合室の長さがシリンダヘッドに略等しい長さになり、吸気マニホルドが大形化して重量が増す不具合がある。
【0005】
本発明は、以上の点に鑑み、吸気マニホルドを軽量コンパクト化し得るようにした内燃機関の吸気装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の吸気装置であって、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第1吸気ポートと第1吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第2吸気ポートとの2つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第1吸気ポートに第1分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第1集合室と、各気筒の第2吸気ポートに第2分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第2集合室とを形成するものにおいて、複数の気筒を気筒列方向一方側と他方側の2つのグループに組分けして、各気筒に対する第1吸気ポート及び第2吸気ポートの気筒列方向の位置関係が一方側のグループの気筒と他方側のグループの気筒とで対称になるようにする一方、各気筒の第2吸気ポート及び第2分岐通路をほぼ同一形状または対称形状に形成し、各気筒の第1吸気ポート及び第1分岐通路と各気筒の第2吸気ポートの上流側部分及び第2分岐通路とを夫々第1と第2の各集合室に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成している。
【0007】
本発明によれば、一方側グループの気筒列方向内方に位置する気筒のための第1と第2の各分岐通路と、他方側グループの気筒列方向内方に位置する気筒のための第1と第2の各分岐通路との気筒列方向の配置ピッチを気筒の配置ピッチよりも狭くすることができ、その分第1と第2の各集合室の長さを短くして、吸気マニホルドの軽量コンパクト化を図れる。
【0008】
尚、一方側グループの気筒と他方側グループの気筒とではスワールの方向が逆になるが、第1吸気ポート及び第2吸気ポートを全ての気筒について同一または対称形状に形成すれば、各気筒のスワール比は均一になり、エンジンの性能に悪影響が及ぶことはない。
【0009】
ところで、スワール比への影響度の大きな第2吸気ポートは、各気筒のスワール比を均一にする上で、上流側の第2分岐通路を含めて、全ての気筒についてほぼ同一形状または対称形状に形成する必要がある。一方、第1吸気ポートは、ポートそのものの形状で性能が決まり、上流側の第1分岐通路の形状によるスワール比への影響は少なく、全ての気筒について第1分岐通路までを同一または対称形状に形成する必要性はない。この場合、各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する気筒のための第1分岐通路を、気筒列方向内方に位置する気筒のための第1分岐通路に比し、第1集合室に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させれば、第1集合室の長さを可及的に短縮することができ、有利である。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1を参照して、1は内燃機関たるディーゼルエンジンを示している。このエンジン1は、図2に示す如く、#1と#2と#3と#4の4個の気筒2を備えており、シリンダヘッド3に、各気筒2の中央に位置させて燃料噴射弁4と、各気筒2の気筒列方向片側に位置させて2個の吸気バルブ51,52と、各気筒2の気筒列方向反対側に位置させて2個の排気バルブ61,62とを配置している。また、シリンダヘッド3には、各気筒2の2個の吸気バルブ51,52から個別に延びる、各気筒2毎に2つの吸気ポート71,72と、各気筒2の2個の排気バルブ61,62から延びる、各気筒2毎に1つの排気ポート8とが形成されている。そして、エアクリーナ9からのエアを吸気通路10と吸気マニホルド11とを介して吸気ポート71,72に供給し、排気ポート8からの排気ガスを排気マニホルド12を介して排気通路13に排出するようにしている。
【0011】
また、ターボチャージャ14を設けて、ターボチャージャ14より上流側の吸気通路10の部分に、エンジン1のヘッドカバー15からのびるブリーザ通路16を接続するブリーザガス導入口16aを開設し、更に、吸気マニホルド11に排気マニホルド12からのびる排気還流通路17を接続する排気還流ガス導入口17aを開設している。排気還流通路17には制御弁18が介設されており、コントロールユニット19により制御弁18を開閉制御して、エンジン1の運転状態に応じて排気還流を行う。
【0012】
前記吸気ポート71,72のうち、吸気マニホルド11の取付面から見て手前側に位置する第1吸気バルブ51から延びる第1吸気ポート71は、気筒軸線方向の投影形状が図2(A)に示す如く略直線状のストレートポートであり、吸気マニホルド11の取付面から見て奥側に位置する第2吸気バルブ52から延びる第2吸気ポート72は、気筒軸線方向の投影形状が図2(B)に示す如く屈曲形状のスワールポートである。第1吸気ポート71は第2吸気ポート72に比し気筒中心方向に指向しており、スワール発生効果は第1吸気ポート71の方が低く、第2吸気ポート72の方が高くなる。
【0013】
吸気マニホルド11には、各気筒2の第1吸気ポート71に第1分岐通路201を介して連通する、気筒列方向に長手の第1集合室211と、各気筒2の第2吸気ポート72に第2分岐通路202を介して連通する、気筒列方向に長手の第2集合室212とが形成されており、第2集合室212を図3に示す如く第1集合室211の上方に配置している。そして、第1集合室211の吸気通路10に連通する入口部211aに開閉弁22を設け、第2集合室212の吸気通路10に連通する入口部212aに前記排気還流ガス導入口17aを開設している。尚、排気還流ガス導入口17aは第2集合室212の入口部212a以外の部分に開設しても良い。
【0014】
前記開閉弁22は、ダイヤフラム23aを内蔵する負圧アクチュエータ23により操作されるバタフライ弁で構成されており、負圧アクチュエータ23をバキュームタンク24に接続する通路にコントロールユニット19で制御される電磁弁25を介設している。そして、開閉弁22の開度を検出する開度センサ26を設け、負圧アクチュエータ23に作用する負圧を開閉弁22が所要の開度になるように電磁弁25を介してフィードバック制御して、主に低負荷では開閉弁22を全閉し、負荷の増加に伴って開閉弁22の開度を増すようにしている。これによれば、低負荷時は、第1吸気ポート71からの吸気が停止され、各気筒2にスワール発生効果の高い第2吸気ポート72のみから吸気されてスワール比が高くなり、一方、高負荷時は、第1吸気ポート71からも吸気されてスワール比が低くなる。
【0015】
尚、第1集合室211に排気還流ガス導入口17aを開設することも考えられるが、これでは、開閉弁22を閉弁しても、排気還流時は第1吸気ポート71を介して排気還流ガスが吸気され、スワール比が低下してしまう。そのため、開閉弁22の閉弁時は排気還流を行えなくなり、排気還流時期が制限される。これに対し、本実施形態では、開閉弁22の閉弁時に排気還流を行っても、第2吸気ポート72のみから吸気されるため、スワール比が低下することはない。従って、開閉弁22の閉弁時にも排気還流を行えるようになり、排気還流時期に関する設計の自由度が増す。
【0016】
また、ブローバイガスに含まれるオイルが排気還流ガス導入口17aの近くに流れると、排気還流ガスに含まれるカーボンがオイルに混入してタール状になり、このタール状化したオイルが排気還流ガス導入口17a付近に付着するため、目標とする排気還流量が得られないことがある。ここで、ブローバイガスに含まれるオイルは、比重が大きいため、大部分が下側に配置する第1集合室211に流れ、上側に配置する第2集合室212に開設した排気還流ガス導入口17aの近くにはオイルが流れにくくなる。かくて、排気還流ガス導入口17a付近へのタール状化オイルの付着が有効に防止される。
【0017】
また、本実施形態では、4個の気筒2を気筒列方向一方側(図2の左方側)と他方側(図2の右方側)の2つのグループに組分けし、一方側のグループの気筒たる#1と#2の各気筒2では吸気バルブ51,52を左側、排気バルブ61,62を右側に配置し、他方側のグループの気筒たる#3と#4の各気筒2では吸気バルブ51,52を右側、排気バルブ61,62を左側に配置し、各気筒2に対する第1吸気ポート71及び第2吸気ポート72の気筒列方向の位置関係が#1,#2の気筒2と、#3,#4の気筒2とで対称になるようにしている。そして、各気筒2の第1吸気ポート71及び第1分岐通路201と各気筒2の第2吸気ポート72の上流側部分72a及び第2分岐通路202とを夫々第1と第2の各集合室211,212に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成している。これによれば、一方側のグループの気筒列方向内方に位置する#2の気筒2のための第1と第2の各分岐通路201,202と、他方側のグループの気筒列方向内方に位置する#3の気筒2のための第1と第2の各分岐通路201,202との気筒列方向の配置ピッチを気筒2の配置ピッチよりも狭くすることができる。その結果、第1と第2の各集合室211,212の長さを短くして、吸気マニホルド11の軽量コンパクト化を図れる。
【0018】
この場合、一方側のグループの#1,#2の気筒2と他方側のグループの#3,#4の気筒2とではスワールの方向が逆になるが、第1吸気ポート71及び第2吸気ポート72を全ての気筒2について同一または対称形状に形成すれば、各気筒2のスワール比は均一になり、エンジン1の性能に悪影響が及ぶことはない。
【0019】
尚、スワール比への影響度の大きな第2吸気ポート72は、各気筒2のスワール比を均一にする上で、上流側の第2分岐通路202を含めて、全ての気筒2についてほぼ同一形状または対称形状に形成する必要がある。一方、第1吸気ポート71は、ポートそのものの形状で性能が決まり、上流側の第1分岐通路201の形状によるスワール比への影響は少なく、全ての気筒2について第1分岐通路201までを同一または対称形状に形成する必要性はない。そこで、本実施形態では、一方側と他方側の各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する#1と#4の気筒2のための第1分岐通路201を、気筒列方向内方に位置する#2と#3の気筒2のための第1分岐通路201に比し、第1集合室211に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させている。これによれば、第1集合室211の長さを可及的に短縮して第2集合室212の長さよりも短くすることができ、吸気マニホルド11の一層のコンパクト化を図れる。
【0020】
尚、上記実施形態では、下側に第1集合室211、上側に第2集合室212を配置しているが、逆に配置しても良い。この場合、下側に配置する第2集合室212の入口部212aに開閉弁22を設け、上側に配置する第1集合室211に排気還流ガス導入口17aを開設する。尚、このものでは、開閉弁22を閉弁したときスワール比が低くなり、開閉弁22の開度増加でスワール比が高くなる。
【0021】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第1吸気ポート用と第2吸気ポート用の各集合室の長さを短くして、吸気マニホルドの軽量コンパクト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一例を示すディーゼルエンジンと吸気装置のシステム構成図
【図2】(A)図1のIIA−IIA線拡大截断平面図、(B)図1のIIB−IIB線拡大截断平面図
【図3】図2(B)のIII−III線で截 断した吸気マニホルドの縦断面図
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン(内燃機関) 2 気筒
3 シリンダヘッド 71 第1吸気ポート
72 第2吸気ポート 11 吸気マニホルド
201 第1分岐通路 202 第2分岐通路
211 第1集合室 212 第2集合室
Claims (2)
- 複数の気筒を有する内燃機関の吸気装置であって、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第1吸気ポートと第1吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第2吸気ポートとの2つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第1吸気ポートに第1分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第1集合室と、各気筒の第2吸気ポートに第2分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第2集合室とを形成するものにおいて、複数の気筒を気筒列方向一方側と他方側の2つのグループに組分けして、各気筒に対する第1吸気ポート及び第2吸気ポートの気筒列方向の位置関係が一方側のグループの気筒と他方側のグループの気筒とで対称になるようにする一方、各気筒の第2吸気ポート及び第2分岐通路をほぼ同一形状または対称形状に形成し、各気筒の第1吸気ポート及び第1分岐通路と各気筒の第2吸気ポートの上流側部分及び第2分岐通路とを夫々第1と第2の各集合室に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成する、
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する気筒のための第1分岐通路を、気筒列方向内方に位置する気筒のための第1分岐通路に比し、第1集合室に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気装置。
Priority Applications (1)
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JP24590499A JP3626045B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 内燃機関の吸気装置 |
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JP24590499A JP3626045B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 内燃機関の吸気装置 |
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Family Applications (1)
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