JP3916331B2 - 車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に関し、特に複数の等長の独立吸気通路を有し、共鳴室が付設されてなる吸気装置のコンパクト化と吸気特性の向上、吸気系の機関室熱気からの遮蔽による機関出力の低下の防止等を図った車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用等の多気筒内燃機関において、吸気管の管路長や容積を内燃機関の回転速度に応じて変えて、吸気の慣性過給効果や共鳴（脈動）過給効果を組み合わせ利用することにより、低回転速度域から高回転速度域まで幅広い回転速度域にわたって、体積効率を高く維持することが行なわれている。
【０００３】
多気筒内燃機関において、前記のような目的に沿い、特に低回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させるために、吸気通路に共鳴容器を付設したものとして、例えば、特開平７−９１２６３号公報に記載されたものがある。
【０００４】
このものは、車両に縦置きに配置された多気筒内燃機関の吸気装置が、複数の等長の独立吸気通路を有している。そして、これら複数の独立吸気通路の各々は、その下流端が、各気筒に連通され、その上流端が、吸気集合室に連通されている。
【０００５】
各独立吸気通路の上流端側は、内燃機関の気筒配列方向（車両の前後方向）から見て左右一方の側方に、内燃機関の気筒配列方向に沿って配設され、その中間部には、下流端側が内燃機関の外方から内燃機関側に向かって延びるように、各独立吸気通路の通路方向を変化させるための湾曲部が形成されている。
【０００６】
また、各独立吸気通路は、前記湾曲部における通路中心位置を結ぶ中心連結線が、内燃機関の気筒配列方向に延びる線に対して、各独立吸気通路の集合部側を内燃機関から離れた外方側として傾斜するようにして配置されており、前記湾曲部の外方側には、各独立吸気通路の集合部に連通し、かつ、前記中心連結線に沿った形状の共鳴容器が配設されている。
【０００７】
また、各独立吸気通路を形成する吸気管は、前記湾曲部において通路方向に分割されており、該分割部両側の各吸気管部分には、両吸気管部分を連結するためのフランジが設けられており、このフランジに、前記共鳴容器が連結固定されている。
【０００８】
また、車両に横置きに配置された多気筒内燃機関の吸気装置が、サージタンク（複数の独立吸気通路の集合部）と、該サージタンクから湾曲して各気筒へと連通する複数の独立吸気通路と、湾曲部の内側で、サージタンクと複数の独立吸気通路との間に設けられた共鳴室と、サージタンクと共鳴室とを連通する連通路とからなるものとして、例えば、特開平２−１９９２６６号公報に記載されたものがある。
【０００９】
そして、この連通路は、複数の独立吸気通路の側面に沿って蛇行するようにして形成されており、その一方端側のサージタンクに臨む連通開口は、サージタンクのスロットルボディが装着される端面と反対側の端面近傍の底面に形成されている。
【００１０】
また、この多気筒内燃機関の吸気装置は、複数の独立吸気通路、共鳴室および連通路をそれぞれ２分割する共通の分割面により、上半体と下半体とに２分割されており、これら２分割体が一体に連結されて構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置においては、次のような問題点があった。
先ず、前者の公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置においては、共鳴容器は、吸気マニホルドの側方に、独立吸気通路に沿って配設されているので、共鳴容器が気筒配列方向と直交する方向にはみ出す恰好になり、吸気装置のコンパクト化が損なわれていた。
【００１２】
また、共鳴容器が、前記のとおり、吸気マニホルドの側方に、独立吸気通路に沿って配設されているので、共鳴容器を各独立吸気通路の集合部につなぐために、チューブ等の接続具が必要となり、このため、部品点数が増大し、組付け作業が必要とされていた。
【００１３】
また、共鳴容器を各独立吸気通路の集合部につなぐ接続管路の長さが長くなるので、低回転速度域において、慣性過給効果を利用して吸気特性を向上させることはできるが、中・高回転速度域において、共鳴過給効果を利用して吸気特性を向上させようとすると、接続管路径を大きく形成することに限度があるので、それが十分に達成できなかった。
【００１４】
ここで、可能な範囲で接続管路径を単に大きく形成すると、共鳴室自体が独立吸気通路の集合部の容積を兼ねるようになり兼ねず、このようになった場合には、共鳴室を利用した共鳴過給効果が期待できなくなる虞があった。
【００１５】
さらに、複数の独立吸気通路とその集合部は、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気を受ける位置に配置されているので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化等を招来する虞があった。
【００１６】
これに対して、後者の公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置は、前記のように構成されているので、コンパクト化、部品点数、組付け作業性、中・高回転速度域における吸気特性等の点で、ある程度の改善を図ることができるが、なお、次のような問題点があった。
【００１７】
先ず、連通路の一方端側のサージタンクに臨む連通開口は、サージタンクのスロットルボディが装着される端面と反対側の端面近傍の底面に形成されているので、共鳴室とサージタンクとを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディを通って流入してくる吸気の流れと対向することになり、その影響を直接に受け、吸気圧力波は、サージタンクおよび独立吸気通路において減衰されて、その影響をスムースに他の気筒に及ぼすことができない。この結果、吸気の共鳴過給効果を十分に発揮することができなくなる虞があった。
【００１８】
また、複数の独立吸気通路の過半部とその集合部であるサージタンクは、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気を受ける位置に配置されているので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化等を招来する虞が依然としてあった。
【００１９】
本願の発明は、前記従来の車両用多気筒内燃機関の吸気装置が有する前記のような問題点を解決して、複数の等長の独立吸気通路を有し、共鳴容器が付設されてなる吸気装置のコンパクト化、特に中・高回転速度域における吸気特性（体積効率もしくは充填効率）の向上、吸気系の機関室熱気からの遮蔽による機関出力の低下の防止等を可能にする車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に係り、その請求項１に記載された発明は、多気筒内燃機関が、車両前方に横置きに搭載され、前記内燃機関本体部の車両後方側に、吸気マニホルドが配設され、前記吸気マニホルドは、複数の等長の独立吸気通路と吸気集合室とを有し、前記複数の独立吸気通路の各々は、前記内燃機関本体部から略直交方向に延設された後に、やや上向きに湾曲されて前記吸気集合室に接続され、前記吸気集合室は、前記内燃機関の気筒配列方向に沿って配設され、その上流側の端部にスロットルボディが装着され、前記吸気集合室に連通するように、共鳴室が付設されてなる車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置において、前記共鳴室は、前記複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方と前記吸気集合室の上方とを覆うようにして、前記吸気マニホルドと一体に形成され、かつ、前記吸気集合室の上方に、前記スロットルボディの下流側直下の位置で、接続路を介して開口連通され、前記吸気マニホルドと前記共鳴室とは、前記複数の独立吸気通路と前記吸気集合室の下半部と前記共鳴室の下半部とを一体に形成した下半体と、前記吸気集合室の上半部と前記共鳴室の上半部とを一体に形成した上半体とが合体されて形成され、前記接続路は、前記上半体に一体に形成されたことを特徴とする車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置である。
【００２１】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、共鳴室は、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方と吸気集合室の上方とを覆うようにして、吸気マニホルドと一体に形成されている。しかも、吸気集合室は、内燃機関の気筒配列方向に沿って配設されている。
【００２２】
この結果、共鳴室は、内燃機関の気筒配列方向と直交する方向にはみ出すことがなくなり、しかも、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部（上流側）の上方を覆うようにして形成されるので、内燃機関本体部と吸気集合室との間の空間を有効に利用して、共鳴室をコンパクトに構成することができ、これにより、共鳴室を含む吸気装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００２３】
また、共鳴室は、これをコンパクトに構成しつつも、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方および吸気集合室の上方への伸長量を適宜選択することにより、所要容積の共鳴室を、吸気マニホルドとの一体成形により容易に得ることができる。
【００２４】
また、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部と吸気集合室とは、それらの上方を覆う共鳴室内の吸気層により、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気から遮蔽されるので、それらの内部を流れる吸気の温度上昇を抑えて、体積効率の低下を防止することができる。これにより、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止することができる。
【００２５】
さらに、共鳴室は、吸気集合室の上方に、スロットルボディの下流側直下の位置で、接続路を介して開口連通されており、しかも、このスロットルボディは、吸気集合室の上流側の端部に装着される。
【００２６】
この結果、共鳴室と吸気集合室とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディを通って流入してくる吸気の流れとの対向が避けられ、その影響を直接受けることがなくなる。これにより、吸気圧力波は、吸気集合室および独立吸気通路における減衰が最小限に抑えられ、スムースに他の気筒にその影響を及ぼすことができて、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させて、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００２７】
また、吸気マニホルドと共鳴室とは、複数の独立吸気通路と吸気集合室の下半部と共鳴室の下半部とを一体に形成した下半体と、吸気集合室の上半部と共鳴室の上半部とを一体に形成した上半体とが合体されて形成され、しかも、共鳴室を吸気集合室の上方に開口連通させる接続路は、この上半体に一体に形成される。
【００２８】
この結果、吸気マニホルド、共鳴室および接続路は、鋳造による一体成形により得られる下半体と上半体とを合体させることにより、同時に形成されるので、その製造と構造とが簡単化されて、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
また、吸気マニホルド、共鳴室および接続路が前記のようにして形成されることにより、吸気マニホルドや共鳴室自体の剛性を向上させることができるので、吸気マニホルドの振動が低減されて、吸気制御部品等の長期信頼性を確保することができる。
【００３０】
さらにまた、接続路の大きさ（共鳴室への突出長と径寸法）や共鳴室の容積は、内燃機関の回転速度に適応させて最大の共鳴過給効果が得られるように、適切に設定することができるので、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を容易に向上させることができ、この面からも、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図３に図示される本願の請求項１に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における吸気装置が適用される車両用横置き多気筒内燃機関が車両に搭載された状態を示す概略側面図、図２は、図１の車両の車体カバーを取り除いて見た内燃機関部分の概略平面図、図３は、図１の吸気装置における吸気マニホルドと共鳴容器部分の分解図である。
【００３２】
図１および図２において、本実施形態における吸気装置10が適用される車両用横置き多気筒内燃機関０は、直列４気筒内燃機関であって、車両の車体前部に横置きに搭載され、シリンダブロック４、シリンダヘッド２、シリンダヘッドカバー３およびシリンダブロック４下方のオイルパン５からなる内燃機関本体部１と、該内燃機関本体部１の車両後方側に配設された吸気装置10と、該内燃機関本体部１の前方に、気筒配列方向に沿って、シリンダヘッド２の一側からシリンダブロック４の一側にまたがって配設された排気マニホルド６とを備え、さらに、排気マニホルド６の前方に、ラジエータ８およびコンデンサ９を備えている。
【００３３】
吸気装置10は、気筒配列方向に沿って、シリンダヘッド２の他側に配設された吸気マニホルド11と、後述される共鳴容器18とを備えている。７は、ベルト伝動機構を介して図示されないクランクシャフトにより駆動されるオルタネータ、30は、ボンネットである。
【００３４】
吸気マニホルド11は、金属製もしくは樹脂製であって、気筒数に応じた４つの等長の独立吸気通路13、13・・・を形成する４つの独立吸気管12、12・・・を有し、これら４つの独立吸気管12、12・・・の各々は、内燃機関本体部１のシリンダヘッド２の他側からやや下向きに、次いで、やや上向きに、全体として略直交方向に延設された後に、吸気集合室15を形成する吸気集合管14に接続されている。
【００３５】
吸気集合管14は、大略円筒状の管からなり、その軸方向を内燃機関本体部１の気筒配列方向に沿わせて配設されており、その上流側の端部には、スロットルボディ16が装着されている。スロットルボディ16のさらに上流側は、共通吸気管17を介してエアクリーナ（図示されず）に接続されている。
【００３６】
吸気集合室15には、スロットルボディ16を通って流入してきた吸気がここに一旦集められ、次いで、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々に分流されて、内燃機関本体部１の各気筒へと供給される。
【００３７】
吸気装置10には、吸気集合室15に連通する共鳴室19を画成する共鳴容器18が付設されている。
この共鳴容器18は、金属製もしくは樹脂製とされ、平面視略矩形状で、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにして、吸気マニホルド11と一体に形成されている。
【００３８】
共鳴容器18の縦断面形状は、図１に図示されるように、各独立吸気通路13の中心線を含む切断位置において、大略Ｓ字状の底壁18e と、短い車両後方側の垂直壁18f と、長い車両前方側の垂直壁18b と、への字状に外方に折曲された頂壁18a とにより囲まれた湾曲形状をなしている。
【００３９】
共鳴容器18の底壁18e は、独立吸気通路13の右方の上流側過半部の上向きに湾曲された頂壁から、後述する吸気集合室15の上半部の円弧状壁部14a （図３参照に連なっている。
【００４０】
共鳴容器18の頂壁18a は、車両前方側がやや前傾するように略中央部で緩く外方に折曲されてへの字状をなしていて、シリンダヘッドカバー３の頂壁に空間Ａを隔てて略同一高さ位置で連なり、ラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気が機関室前方部からシリンダヘッドカバー３の頂壁外面（頂面）に沿って流れ、次いで、この頂壁18a の外面（頂面）に沿って滑らかに流れるようになっている。
【００４１】
空間Ａ内には、内燃機関０の気筒数に応じた４つの燃料噴射弁22、燃料供給管（デリバリーパイプ）23、圧力調整弁24等の燃料制御部品が配設されているが、機関室前方部からの熱気が、前記のようにして、シリンダヘッドカバー３の頂面と共鳴容器18の頂面とに沿って滑らかに流れ去るので、これらの部品をその熱気から遮蔽することができ、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができて、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止している。
【００４２】
共鳴容器18の内部空間をなす共鳴室19は、吸気集合室15の上方に、スロットルボディ16の下流側直下の位置で、接続路21を介して開口連通されている。その位置は、また、図２において、共鳴容器18の平面視略矩形状の車両進行方向に見て右方の一辺18c と後方の一辺18d とにより形成される角部に近い位置に対応する吸気集合管14の端部近傍の頂壁部分に相当している。接続路21は、この吸気集合管14の端部近傍の頂壁部分に、該頂壁を貫通して一体に形成された接続筒20の内部通路として形成されている。
【００４３】
前記のようにして形成される吸気マニホルド11と共鳴室19（共鳴容器18）とは、図１および図３に図示されるように、図１の割面Ｂの位置において、４つの独立吸気通路13、13・・・と吸気集合室15の下半部と共鳴室19の下半部とを一体に形成した下半体25と、吸気集合室15の上半部と共鳴室19の上半部とを一体に形成した上半体26とに２分割され、これら２分割体がそれぞれ鋳造により一体に形成され、次いで、合体されることにより形成されている。
【００４４】
上半体26は、図３によりよく図示されているように、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部に、該頂部を貫通する接続筒20を一体に備えている。この吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部は、前記した吸気集合管14の頂壁に丁度相当している。なお、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の上流側端壁部分には、詳細には図示されていないが、前記したスロットルボディ16が装着されている。
【００４５】
吸気集合室15の上半部を形成する壁体は、図３に図示されるように、断面略１／４円弧形状をなす円弧状壁部14a と垂直壁部14b とにより形成されている。接続筒20は、この円弧状壁部14a に一体に備えられている。垂直壁部14b は、共鳴容器18の垂直壁18f に連なっている。
【００４６】
下半体25において、共鳴室19の下半部を囲繞する垂直壁18b の下半部分が４つの独立吸気管12、12・・・の各頂壁部分から垂直に植設される部分には、所要数のリブ27が一体に形成されていて、共鳴容器18の剛性の向上が図られている。
【００４７】
共鳴容器18の共鳴室19は、内燃機関０の各気筒において吸気バルブが開閉作動したとき生ずる吸気圧力波に共鳴して反転圧力波を送出する。そして、この共鳴室19の容積、接続筒20の長さ（共鳴室19内への突出長）および径寸法を適切に設定することにより、内燃機関０の中・高回転速度域に適応した共鳴過給効果が発揮されるようにすることができ、吸気の体積効率を向上させることができる。但し、接続筒20の径は、吸気集合室15の径を越えることができない。
【００４８】
なお、内燃機関０の低回転速度域においては、独立吸気通路13、13・・・の通路長が有効に機能して、慣性過給効果が発揮され、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
共鳴容器18の共鳴室19は、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにして、吸気マニホルド11と一体に形成されている。しかも、吸気集合室15は、内燃機関０の気筒配列方向に沿って配設されている。
【００５０】
この結果、共鳴室19は、内燃機関０の気筒配列方向と直交する方向にはみ出すことがなくなり、しかも、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部の上方を覆うようにして形成されるので、内燃機関本体部１と吸気集合室15との間の空間を有効に利用して、共鳴室19をコンパクトに構成することができ、共鳴室19を含む吸気装置10全体をコンパクトに構成することができる。
【００５１】
また、共鳴室19は、これをコンパクトに構成しつつも、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部の上方および吸気集合室15の上方への伸長量を適宜選択することにより、所要容積の共鳴室19を、吸気マニホルド11との一体成形により容易に得ることができる。
【００５２】
また、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部と吸気集合室15とは、それらの上方を覆う共鳴室19内の吸気層により、機関室前方部からのラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気や機関室上方部からの熱気から遮蔽されるので、それらの内部を流れる吸気の温度上昇を抑えて、体積効率の低下を防止することができる。
【００５３】
また、機関室前方部からのラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気は、シリンダヘッドカバー３の頂面に沿って流れ、次いで、共鳴容器18の前方前傾面を有する頂面に沿って滑らかに流れ去り、内燃機関本体部１と共鳴室19との間の空間Ａ内に巻き込まれることがないので、該空間Ａ内に配置される燃料噴射弁22、燃料供給管（デリバリーパイプ）23、圧力調整弁等24の燃料制御部品は、この熱気から効果的に遮蔽されて、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができる。
【００５４】
このように、機関室前方部や上方部からの熱気を遮断して、吸気の温度上昇を抑え、体積効率の低下を防止することができることと、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができることとにより、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止することができる。
【００５５】
さらに、共鳴室19は、吸気集合室15の上方に、スロットルボディ16の下流側直下の位置で、接続路21を介して開口連通されており、しかも、このスロットルボディ16は、吸気集合室15の上流側の端部に装着されている。
【００５６】
この結果、共鳴室19と吸気集合室15とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディ16を通って流入してくる吸気の流れとの対向が避けられ、その影響を直接受けることがなくなる。これにより、吸気圧力波は、吸気集合室15および独立吸気通路13、13・・・における減衰が最小限に抑えられ、スムースに他の気筒にその影響を及ぼすことができて、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させて、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００５７】
仮に、共鳴室19が、吸気集合室15の下流端壁に開口連通されるとすると、共鳴室19と吸気集合室15とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディ16を通って流入してくる吸気の流れと対向することになり、その影響を直接に受けるので、前記のような効果を奏することができない。
【００５８】
また、吸気マニホルド11と共鳴室19（共鳴容器18）とは、４つの独立吸気通路13、13・・・と吸気集合室15の下半部と共鳴室19の下半部とを一体に形成した下半体25と、吸気集合室15の上半部と共鳴室19の上半部とを一体に形成した上半体26とが合体されて形成され、しかも、共鳴室19を吸気集合室15の上方に開口連通させる接続路21は、この上半体26のうち、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部に一体に形成されている。
【００５９】
この結果、吸気マニホルド11、共鳴室19および接続路21は、鋳造による一体成形により得られる下半体25と上半体26とを合体させることにより、同時に形成されるので、その製造と構造とを簡単化することができ、コストを低減することができる。
【００６０】
また、吸気マニホルド11、共鳴室19および接続路21が前記のようにして形成されることにより、吸気マニホルド11や共鳴容器18自体の剛性を向上させることができるので、吸気マニホルド11の振動が低減されて、吸気制御部品等の長期信頼性を確保することができる。
【００６１】
さらに、共鳴室19の容積、接続筒20の長さ（共鳴室19内への突出長）および径寸法は、内燃機関０の回転速度に適応させて最大の共鳴過給効果が得られるように、適切に設定することができるので、内燃機関０の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を容易に向上させることができ、この面からも、吸気の体積効率を向上させることができる（図５参照）。
【００６２】
本実施形態において、共鳴室19と吸気集合室15とは、接続筒20の内部通路をなす接続路21を介して直接連通されたが、これに限定されず、例えば、図４に図示されるように、接続路21に、該接続路21を連通もしくは不連通に制御することができる吸気制御弁28を配設するようにしてもよい。
【００６３】
この吸気制御弁28は、内燃機関０の回転速度域に応じてダイアフラム29および図示されないソレノイド弁により開閉制御される。そして、内燃機関０の低回転速度域（Ｎ＜Ｎ1 ）においては閉じられ、独立吸気通路13、13・・・を介して慣性過給効果を利用した吸気が行なわれ、中・高回転速度域（Ｎ＞Ｎ1 ）においては開かれ、共鳴容器18の共鳴室19を介して共鳴過給効果を利用した吸気が行なわれ、全体として、高い体積効率を得ることができる（図５参照）。
【００６４】
すなわち、吸気制御弁41が閉じられる低回転速度域（Ｎ＜Ｎ1 ）においては、共鳴室33の吸気集合室15への連通が完全に遮断されて、独立吸気通路13、13・・・の通路長による慣性過給効果で得られる吸気特性が活用され、吸気制御弁41が開かれる中・高回転速度域（Ｎ＞Ｎ1 ）においては、共鳴室33を含む吸気集合部で反転した吸気圧力波による共鳴過給効果で得られる吸気特性が活用されることで、２つの吸気特性（慣性過給と共鳴過給）が効率よく最大限活用されて、全回転速度域における高い体積効率を得ることができる。
【００６５】
吸気制御弁28としては、バタフライ式もしくはロータリー式の開閉弁が使用できる。
吸気制御弁28を開閉制御するダイアフラム29やソレノイド弁、さらには、ダイアフラム29に負圧を供給する負圧タンク等は、共鳴容器18の内部（共鳴室19）内に配設することができる。これにより、外観が損なわれず、吸気装置10に関連する制御部品を一個所に集約することができるので、組付け作業性も向上する。この場合、負圧タンクは、上半体26もしくは下半体25に一体に形成することができる。
【００６６】
また、吸気制御弁28に代えて、接続路長を伸縮自在にした通路長可変手段を配設するようにしてもよい。この場合、接続路長を長くするには、共鳴室19内への突出長を長くする。吸気集合室15内に突出させると、吸気集合室15内の吸気流が乱されるので、好ましくない。
【００６７】
このような通路長可変手段が設けられた場合、内燃機関０の中回転速度域において共鳴過給効果による吸気の体積効率の向上を図るには、ヘルムホルツの方程式により、接続路長を増大させるか、接続路径を減少させればよい。なお、共鳴室19の容積を増大させても、同様の効果を得ることができる。内燃機関０の高回転速度域において共鳴過給効果による吸気の体積効率の向上を図るには、以上の逆にすればよい。
【００６８】
以上の実施形態において、共鳴容器18は、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにされたが、これに限定されず、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々に関しては、その略全部を、燃料噴射弁や燃料供給管等の燃料制御部品も含めて覆うように、庇状部を有するようにして形成されてもよい。
【００６９】
このようにすると、機関室前方部や機関室上方部の熱気から吸気系や燃料系をさらによく遮蔽することができるので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化をさらによく防止することができる。
【００７０】
また、車両用横置き多気筒内燃機関０は、４気筒内燃機関とされたが、これに限定されず、６気筒等他の多気筒内燃機関とされてもい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１に記載された発明の一実施形態における吸気装置が適用される車両用横置き多気筒内燃機関が車両に搭載された状態を示す概略側面図である。
【図２】図１の車両のボンネットを取り除いて見た内燃機関部分の概略平面図である。
【図３】図１の吸気装置における吸気マニホルドと共鳴容器部分の分解図である。
【図４】本願の請求項１に記載された発明の他の実施形態における吸気装置の概略側面図である。
【図５】図４の吸気装置が適用された車両用横置き多気筒内燃機関の特性線図である。
【符号の説明】
０…車両用横置き多気筒内燃機関、１…内燃機関本体部、２…シリンダヘッド、３…シリンダヘッドカバー、４…シリンダブロック、５…オイルパン、６…排気マニホルド、７…オルタネータ、８…ラジエータ、９…コンデンサ、10…吸気装置、11…吸気マニホルド、12…独立吸気管、13…独立吸気通路、14…吸気集合管（吸気集合室壁）、14a …円弧状壁部、14b …垂直壁部、15…吸気集合室、16…スロットルボディ、17…共通吸気管、18…共鳴容器、18a …頂壁、18b …車両前方側垂直壁、18c 、18d …平面視略矩形状の一辺、18e …底壁、18f …車両後方側垂直壁、19…共鳴室、20…接続筒、21…接続路、22…燃料噴射弁、23…燃料供給管（デリバリーパイプ）、24…圧力調整弁、25…下半体、26…上半体、27…リブ、28…吸気制御弁、29…ダイアフラム、30…ボンネット、Ａ…空間、Ｂ…割面。
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に関し、特に複数の等長の独立吸気通路を有し、共鳴室が付設されてなる吸気装置のコンパクト化と吸気特性の向上、吸気系の機関室熱気からの遮蔽による機関出力の低下の防止等を図った車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用等の多気筒内燃機関において、吸気管の管路長や容積を内燃機関の回転速度に応じて変えて、吸気の慣性過給効果や共鳴（脈動）過給効果を組み合わせ利用することにより、低回転速度域から高回転速度域まで幅広い回転速度域にわたって、体積効率を高く維持することが行なわれている。
【０００３】
多気筒内燃機関において、前記のような目的に沿い、特に低回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させるために、吸気通路に共鳴容器を付設したものとして、例えば、特開平７−９１２６３号公報に記載されたものがある。
【０００４】
このものは、車両に縦置きに配置された多気筒内燃機関の吸気装置が、複数の等長の独立吸気通路を有している。そして、これら複数の独立吸気通路の各々は、その下流端が、各気筒に連通され、その上流端が、吸気集合室に連通されている。
【０００５】
各独立吸気通路の上流端側は、内燃機関の気筒配列方向（車両の前後方向）から見て左右一方の側方に、内燃機関の気筒配列方向に沿って配設され、その中間部には、下流端側が内燃機関の外方から内燃機関側に向かって延びるように、各独立吸気通路の通路方向を変化させるための湾曲部が形成されている。
【０００６】
また、各独立吸気通路は、前記湾曲部における通路中心位置を結ぶ中心連結線が、内燃機関の気筒配列方向に延びる線に対して、各独立吸気通路の集合部側を内燃機関から離れた外方側として傾斜するようにして配置されており、前記湾曲部の外方側には、各独立吸気通路の集合部に連通し、かつ、前記中心連結線に沿った形状の共鳴容器が配設されている。
【０００７】
また、各独立吸気通路を形成する吸気管は、前記湾曲部において通路方向に分割されており、該分割部両側の各吸気管部分には、両吸気管部分を連結するためのフランジが設けられており、このフランジに、前記共鳴容器が連結固定されている。
【０００８】
また、車両に横置きに配置された多気筒内燃機関の吸気装置が、サージタンク（複数の独立吸気通路の集合部）と、該サージタンクから湾曲して各気筒へと連通する複数の独立吸気通路と、湾曲部の内側で、サージタンクと複数の独立吸気通路との間に設けられた共鳴室と、サージタンクと共鳴室とを連通する連通路とからなるものとして、例えば、特開平２−１９９２６６号公報に記載されたものがある。
【０００９】
そして、この連通路は、複数の独立吸気通路の側面に沿って蛇行するようにして形成されており、その一方端側のサージタンクに臨む連通開口は、サージタンクのスロットルボディが装着される端面と反対側の端面近傍の底面に形成されている。
【００１０】
また、この多気筒内燃機関の吸気装置は、複数の独立吸気通路、共鳴室および連通路をそれぞれ２分割する共通の分割面により、上半体と下半体とに２分割されており、これら２分割体が一体に連結されて構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置においては、次のような問題点があった。
先ず、前者の公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置においては、共鳴容器は、吸気マニホルドの側方に、独立吸気通路に沿って配設されているので、共鳴容器が気筒配列方向と直交する方向にはみ出す恰好になり、吸気装置のコンパクト化が損なわれていた。
【００１２】
また、共鳴容器が、前記のとおり、吸気マニホルドの側方に、独立吸気通路に沿って配設されているので、共鳴容器を各独立吸気通路の集合部につなぐために、チューブ等の接続具が必要となり、このため、部品点数が増大し、組付け作業が必要とされていた。
【００１３】
また、共鳴容器を各独立吸気通路の集合部につなぐ接続管路の長さが長くなるので、低回転速度域において、慣性過給効果を利用して吸気特性を向上させることはできるが、中・高回転速度域において、共鳴過給効果を利用して吸気特性を向上させようとすると、接続管路径を大きく形成することに限度があるので、それが十分に達成できなかった。
【００１４】
ここで、可能な範囲で接続管路径を単に大きく形成すると、共鳴室自体が独立吸気通路の集合部の容積を兼ねるようになり兼ねず、このようになった場合には、共鳴室を利用した共鳴過給効果が期待できなくなる虞があった。
【００１５】
さらに、複数の独立吸気通路とその集合部は、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気を受ける位置に配置されているので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化等を招来する虞があった。
【００１６】
これに対して、後者の公報に記載された従来の多気筒内燃機関の吸気装置は、前記のように構成されているので、コンパクト化、部品点数、組付け作業性、中・高回転速度域における吸気特性等の点で、ある程度の改善を図ることができるが、なお、次のような問題点があった。
【００１７】
先ず、連通路の一方端側のサージタンクに臨む連通開口は、サージタンクのスロットルボディが装着される端面と反対側の端面近傍の底面に形成されているので、共鳴室とサージタンクとを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディを通って流入してくる吸気の流れと対向することになり、その影響を直接に受け、吸気圧力波は、サージタンクおよび独立吸気通路において減衰されて、その影響をスムースに他の気筒に及ぼすことができない。この結果、吸気の共鳴過給効果を十分に発揮することができなくなる虞があった。
【００１８】
また、複数の独立吸気通路の過半部とその集合部であるサージタンクは、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気を受ける位置に配置されているので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化等を招来する虞が依然としてあった。
【００１９】
本願の発明は、前記従来の車両用多気筒内燃機関の吸気装置が有する前記のような問題点を解決して、複数の等長の独立吸気通路を有し、共鳴容器が付設されてなる吸気装置のコンパクト化、特に中・高回転速度域における吸気特性（体積効率もしくは充填効率）の向上、吸気系の機関室熱気からの遮蔽による機関出力の低下の防止等を可能にする車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段および効果】
本願の発明は、前記のような課題を解決した車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置に係り、その請求項１に記載された発明は、多気筒内燃機関が、車両前方に横置きに搭載され、前記内燃機関本体部の車両後方側に、吸気マニホルドが配設され、前記吸気マニホルドは、複数の等長の独立吸気通路と吸気集合室とを有し、前記複数の独立吸気通路の各々は、前記内燃機関本体部から略直交方向に延設された後に、やや上向きに湾曲されて前記吸気集合室に接続され、前記吸気集合室は、前記内燃機関の気筒配列方向に沿って配設され、その上流側の端部にスロットルボディが装着され、前記吸気集合室に連通するように、共鳴室が付設されてなる車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置において、前記共鳴室は、前記複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方と前記吸気集合室の上方とを覆うようにして、前記吸気マニホルドと一体に形成され、かつ、前記吸気集合室の上方に、前記スロットルボディの下流側直下の位置で、接続路を介して開口連通され、前記吸気マニホルドと前記共鳴室とは、前記複数の独立吸気通路と前記吸気集合室の下半部と前記共鳴室の下半部とを一体に形成した下半体と、前記吸気集合室の上半部と前記共鳴室の上半部とを一体に形成した上半体とが合体されて形成され、前記接続路は、前記上半体に一体に形成されたことを特徴とする車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置である。
【００２１】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、共鳴室は、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方と吸気集合室の上方とを覆うようにして、吸気マニホルドと一体に形成されている。しかも、吸気集合室は、内燃機関の気筒配列方向に沿って配設されている。
【００２２】
この結果、共鳴室は、内燃機関の気筒配列方向と直交する方向にはみ出すことがなくなり、しかも、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部（上流側）の上方を覆うようにして形成されるので、内燃機関本体部と吸気集合室との間の空間を有効に利用して、共鳴室をコンパクトに構成することができ、これにより、共鳴室を含む吸気装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００２３】
また、共鳴室は、これをコンパクトに構成しつつも、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方および吸気集合室の上方への伸長量を適宜選択することにより、所要容積の共鳴室を、吸気マニホルドとの一体成形により容易に得ることができる。
【００２４】
また、複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部と吸気集合室とは、それらの上方を覆う共鳴室内の吸気層により、機関室前方部からのラジエータ通過後の熱気や機関室上方部からの熱気から遮蔽されるので、それらの内部を流れる吸気の温度上昇を抑えて、体積効率の低下を防止することができる。これにより、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止することができる。
【００２５】
さらに、共鳴室は、吸気集合室の上方に、スロットルボディの下流側直下の位置で、接続路を介して開口連通されており、しかも、このスロットルボディは、吸気集合室の上流側の端部に装着される。
【００２６】
この結果、共鳴室と吸気集合室とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディを通って流入してくる吸気の流れとの対向が避けられ、その影響を直接受けることがなくなる。これにより、吸気圧力波は、吸気集合室および独立吸気通路における減衰が最小限に抑えられ、スムースに他の気筒にその影響を及ぼすことができて、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させて、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００２７】
また、吸気マニホルドと共鳴室とは、複数の独立吸気通路と吸気集合室の下半部と共鳴室の下半部とを一体に形成した下半体と、吸気集合室の上半部と共鳴室の上半部とを一体に形成した上半体とが合体されて形成され、しかも、共鳴室を吸気集合室の上方に開口連通させる接続路は、この上半体に一体に形成される。
【００２８】
この結果、吸気マニホルド、共鳴室および接続路は、鋳造による一体成形により得られる下半体と上半体とを合体させることにより、同時に形成されるので、その製造と構造とが簡単化されて、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
また、吸気マニホルド、共鳴室および接続路が前記のようにして形成されることにより、吸気マニホルドや共鳴室自体の剛性を向上させることができるので、吸気マニホルドの振動が低減されて、吸気制御部品等の長期信頼性を確保することができる。
【００３０】
さらにまた、接続路の大きさ（共鳴室への突出長と径寸法）や共鳴室の容積は、内燃機関の回転速度に適応させて最大の共鳴過給効果が得られるように、適切に設定することができるので、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を容易に向上させることができ、この面からも、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図３に図示される本願の請求項１に記載された発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における吸気装置が適用される車両用横置き多気筒内燃機関が車両に搭載された状態を示す概略側面図、図２は、図１の車両の車体カバーを取り除いて見た内燃機関部分の概略平面図、図３は、図１の吸気装置における吸気マニホルドと共鳴容器部分の分解図である。
【００３２】
図１および図２において、本実施形態における吸気装置10が適用される車両用横置き多気筒内燃機関０は、直列４気筒内燃機関であって、車両の車体前部に横置きに搭載され、シリンダブロック４、シリンダヘッド２、シリンダヘッドカバー３およびシリンダブロック４下方のオイルパン５からなる内燃機関本体部１と、該内燃機関本体部１の車両後方側に配設された吸気装置10と、該内燃機関本体部１の前方に、気筒配列方向に沿って、シリンダヘッド２の一側からシリンダブロック４の一側にまたがって配設された排気マニホルド６とを備え、さらに、排気マニホルド６の前方に、ラジエータ８およびコンデンサ９を備えている。
【００３３】
吸気装置10は、気筒配列方向に沿って、シリンダヘッド２の他側に配設された吸気マニホルド11と、後述される共鳴容器18とを備えている。７は、ベルト伝動機構を介して図示されないクランクシャフトにより駆動されるオルタネータ、30は、ボンネットである。
【００３４】
吸気マニホルド11は、金属製もしくは樹脂製であって、気筒数に応じた４つの等長の独立吸気通路13、13・・・を形成する４つの独立吸気管12、12・・・を有し、これら４つの独立吸気管12、12・・・の各々は、内燃機関本体部１のシリンダヘッド２の他側からやや下向きに、次いで、やや上向きに、全体として略直交方向に延設された後に、吸気集合室15を形成する吸気集合管14に接続されている。
【００３５】
吸気集合管14は、大略円筒状の管からなり、その軸方向を内燃機関本体部１の気筒配列方向に沿わせて配設されており、その上流側の端部には、スロットルボディ16が装着されている。スロットルボディ16のさらに上流側は、共通吸気管17を介してエアクリーナ（図示されず）に接続されている。
【００３６】
吸気集合室15には、スロットルボディ16を通って流入してきた吸気がここに一旦集められ、次いで、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々に分流されて、内燃機関本体部１の各気筒へと供給される。
【００３７】
吸気装置10には、吸気集合室15に連通する共鳴室19を画成する共鳴容器18が付設されている。
この共鳴容器18は、金属製もしくは樹脂製とされ、平面視略矩形状で、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにして、吸気マニホルド11と一体に形成されている。
【００３８】
共鳴容器18の縦断面形状は、図１に図示されるように、各独立吸気通路13の中心線を含む切断位置において、大略Ｓ字状の底壁18e と、短い車両後方側の垂直壁18f と、長い車両前方側の垂直壁18b と、への字状に外方に折曲された頂壁18a とにより囲まれた湾曲形状をなしている。
【００３９】
共鳴容器18の底壁18e は、独立吸気通路13の右方の上流側過半部の上向きに湾曲された頂壁から、後述する吸気集合室15の上半部の円弧状壁部14a （図３参照に連なっている。
【００４０】
共鳴容器18の頂壁18a は、車両前方側がやや前傾するように略中央部で緩く外方に折曲されてへの字状をなしていて、シリンダヘッドカバー３の頂壁に空間Ａを隔てて略同一高さ位置で連なり、ラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気が機関室前方部からシリンダヘッドカバー３の頂壁外面（頂面）に沿って流れ、次いで、この頂壁18a の外面（頂面）に沿って滑らかに流れるようになっている。
【００４１】
空間Ａ内には、内燃機関０の気筒数に応じた４つの燃料噴射弁22、燃料供給管（デリバリーパイプ）23、圧力調整弁24等の燃料制御部品が配設されているが、機関室前方部からの熱気が、前記のようにして、シリンダヘッドカバー３の頂面と共鳴容器18の頂面とに沿って滑らかに流れ去るので、これらの部品をその熱気から遮蔽することができ、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができて、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止している。
【００４２】
共鳴容器18の内部空間をなす共鳴室19は、吸気集合室15の上方に、スロットルボディ16の下流側直下の位置で、接続路21を介して開口連通されている。その位置は、また、図２において、共鳴容器18の平面視略矩形状の車両進行方向に見て右方の一辺18c と後方の一辺18d とにより形成される角部に近い位置に対応する吸気集合管14の端部近傍の頂壁部分に相当している。接続路21は、この吸気集合管14の端部近傍の頂壁部分に、該頂壁を貫通して一体に形成された接続筒20の内部通路として形成されている。
【００４３】
前記のようにして形成される吸気マニホルド11と共鳴室19（共鳴容器18）とは、図１および図３に図示されるように、図１の割面Ｂの位置において、４つの独立吸気通路13、13・・・と吸気集合室15の下半部と共鳴室19の下半部とを一体に形成した下半体25と、吸気集合室15の上半部と共鳴室19の上半部とを一体に形成した上半体26とに２分割され、これら２分割体がそれぞれ鋳造により一体に形成され、次いで、合体されることにより形成されている。
【００４４】
上半体26は、図３によりよく図示されているように、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部に、該頂部を貫通する接続筒20を一体に備えている。この吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部は、前記した吸気集合管14の頂壁に丁度相当している。なお、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の上流側端壁部分には、詳細には図示されていないが、前記したスロットルボディ16が装着されている。
【００４５】
吸気集合室15の上半部を形成する壁体は、図３に図示されるように、断面略１／４円弧形状をなす円弧状壁部14a と垂直壁部14b とにより形成されている。接続筒20は、この円弧状壁部14a に一体に備えられている。垂直壁部14b は、共鳴容器18の垂直壁18f に連なっている。
【００４６】
下半体25において、共鳴室19の下半部を囲繞する垂直壁18b の下半部分が４つの独立吸気管12、12・・・の各頂壁部分から垂直に植設される部分には、所要数のリブ27が一体に形成されていて、共鳴容器18の剛性の向上が図られている。
【００４７】
共鳴容器18の共鳴室19は、内燃機関０の各気筒において吸気バルブが開閉作動したとき生ずる吸気圧力波に共鳴して反転圧力波を送出する。そして、この共鳴室19の容積、接続筒20の長さ（共鳴室19内への突出長）および径寸法を適切に設定することにより、内燃機関０の中・高回転速度域に適応した共鳴過給効果が発揮されるようにすることができ、吸気の体積効率を向上させることができる。但し、接続筒20の径は、吸気集合室15の径を越えることができない。
【００４８】
なお、内燃機関０の低回転速度域においては、独立吸気通路13、13・・・の通路長が有効に機能して、慣性過給効果が発揮され、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
共鳴容器18の共鳴室19は、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにして、吸気マニホルド11と一体に形成されている。しかも、吸気集合室15は、内燃機関０の気筒配列方向に沿って配設されている。
【００５０】
この結果、共鳴室19は、内燃機関０の気筒配列方向と直交する方向にはみ出すことがなくなり、しかも、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部の上方を覆うようにして形成されるので、内燃機関本体部１と吸気集合室15との間の空間を有効に利用して、共鳴室19をコンパクトに構成することができ、共鳴室19を含む吸気装置10全体をコンパクトに構成することができる。
【００５１】
また、共鳴室19は、これをコンパクトに構成しつつも、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部の上方および吸気集合室15の上方への伸長量を適宜選択することにより、所要容積の共鳴室19を、吸気マニホルド11との一体成形により容易に得ることができる。
【００５２】
また、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の少なくとも一部と吸気集合室15とは、それらの上方を覆う共鳴室19内の吸気層により、機関室前方部からのラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気や機関室上方部からの熱気から遮蔽されるので、それらの内部を流れる吸気の温度上昇を抑えて、体積効率の低下を防止することができる。
【００５３】
また、機関室前方部からのラジエータ８やコンデンサ９を通過した後の熱気は、シリンダヘッドカバー３の頂面に沿って流れ、次いで、共鳴容器18の前方前傾面を有する頂面に沿って滑らかに流れ去り、内燃機関本体部１と共鳴室19との間の空間Ａ内に巻き込まれることがないので、該空間Ａ内に配置される燃料噴射弁22、燃料供給管（デリバリーパイプ）23、圧力調整弁等24の燃料制御部品は、この熱気から効果的に遮蔽されて、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができる。
【００５４】
このように、機関室前方部や上方部からの熱気を遮断して、吸気の温度上昇を抑え、体積効率の低下を防止することができることと、各気筒への燃料の供給をスムースに行なうことができることとにより、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化を防止することができる。
【００５５】
さらに、共鳴室19は、吸気集合室15の上方に、スロットルボディ16の下流側直下の位置で、接続路21を介して開口連通されており、しかも、このスロットルボディ16は、吸気集合室15の上流側の端部に装着されている。
【００５６】
この結果、共鳴室19と吸気集合室15とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディ16を通って流入してくる吸気の流れとの対向が避けられ、その影響を直接受けることがなくなる。これにより、吸気圧力波は、吸気集合室15および独立吸気通路13、13・・・における減衰が最小限に抑えられ、スムースに他の気筒にその影響を及ぼすことができて、内燃機関の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を向上させて、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００５７】
仮に、共鳴室19が、吸気集合室15の下流端壁に開口連通されるとすると、共鳴室19と吸気集合室15とを含む吸気集合部で反転した吸気圧力波は、スロットルボディ16を通って流入してくる吸気の流れと対向することになり、その影響を直接に受けるので、前記のような効果を奏することができない。
【００５８】
また、吸気マニホルド11と共鳴室19（共鳴容器18）とは、４つの独立吸気通路13、13・・・と吸気集合室15の下半部と共鳴室19の下半部とを一体に形成した下半体25と、吸気集合室15の上半部と共鳴室19の上半部とを一体に形成した上半体26とが合体されて形成され、しかも、共鳴室19を吸気集合室15の上方に開口連通させる接続路21は、この上半体26のうち、吸気集合室15の上半部を形成する壁体の頂部に一体に形成されている。
【００５９】
この結果、吸気マニホルド11、共鳴室19および接続路21は、鋳造による一体成形により得られる下半体25と上半体26とを合体させることにより、同時に形成されるので、その製造と構造とを簡単化することができ、コストを低減することができる。
【００６０】
また、吸気マニホルド11、共鳴室19および接続路21が前記のようにして形成されることにより、吸気マニホルド11や共鳴容器18自体の剛性を向上させることができるので、吸気マニホルド11の振動が低減されて、吸気制御部品等の長期信頼性を確保することができる。
【００６１】
さらに、共鳴室19の容積、接続筒20の長さ（共鳴室19内への突出長）および径寸法は、内燃機関０の回転速度に適応させて最大の共鳴過給効果が得られるように、適切に設定することができるので、内燃機関０の特に中・高回転速度域における吸気の共鳴過給効果を容易に向上させることができ、この面からも、吸気の体積効率を向上させることができる（図５参照）。
【００６２】
本実施形態において、共鳴室19と吸気集合室15とは、接続筒20の内部通路をなす接続路21を介して直接連通されたが、これに限定されず、例えば、図４に図示されるように、接続路21に、該接続路21を連通もしくは不連通に制御することができる吸気制御弁28を配設するようにしてもよい。
【００６３】
この吸気制御弁28は、内燃機関０の回転速度域に応じてダイアフラム29および図示されないソレノイド弁により開閉制御される。そして、内燃機関０の低回転速度域（Ｎ＜Ｎ1 ）においては閉じられ、独立吸気通路13、13・・・を介して慣性過給効果を利用した吸気が行なわれ、中・高回転速度域（Ｎ＞Ｎ1 ）においては開かれ、共鳴容器18の共鳴室19を介して共鳴過給効果を利用した吸気が行なわれ、全体として、高い体積効率を得ることができる（図５参照）。
【００６４】
すなわち、吸気制御弁41が閉じられる低回転速度域（Ｎ＜Ｎ1 ）においては、共鳴室33の吸気集合室15への連通が完全に遮断されて、独立吸気通路13、13・・・の通路長による慣性過給効果で得られる吸気特性が活用され、吸気制御弁41が開かれる中・高回転速度域（Ｎ＞Ｎ1 ）においては、共鳴室33を含む吸気集合部で反転した吸気圧力波による共鳴過給効果で得られる吸気特性が活用されることで、２つの吸気特性（慣性過給と共鳴過給）が効率よく最大限活用されて、全回転速度域における高い体積効率を得ることができる。
【００６５】
吸気制御弁28としては、バタフライ式もしくはロータリー式の開閉弁が使用できる。
吸気制御弁28を開閉制御するダイアフラム29やソレノイド弁、さらには、ダイアフラム29に負圧を供給する負圧タンク等は、共鳴容器18の内部（共鳴室19）内に配設することができる。これにより、外観が損なわれず、吸気装置10に関連する制御部品を一個所に集約することができるので、組付け作業性も向上する。この場合、負圧タンクは、上半体26もしくは下半体25に一体に形成することができる。
【００６６】
また、吸気制御弁28に代えて、接続路長を伸縮自在にした通路長可変手段を配設するようにしてもよい。この場合、接続路長を長くするには、共鳴室19内への突出長を長くする。吸気集合室15内に突出させると、吸気集合室15内の吸気流が乱されるので、好ましくない。
【００６７】
このような通路長可変手段が設けられた場合、内燃機関０の中回転速度域において共鳴過給効果による吸気の体積効率の向上を図るには、ヘルムホルツの方程式により、接続路長を増大させるか、接続路径を減少させればよい。なお、共鳴室19の容積を増大させても、同様の効果を得ることができる。内燃機関０の高回転速度域において共鳴過給効果による吸気の体積効率の向上を図るには、以上の逆にすればよい。
【００６８】
以上の実施形態において、共鳴容器18は、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々の一部（図１において右方の上流側過半部）の上方と吸気集合室15の上方とを覆うようにされたが、これに限定されず、４つの独立吸気通路13、13・・・の各々に関しては、その略全部を、燃料噴射弁や燃料供給管等の燃料制御部品も含めて覆うように、庇状部を有するようにして形成されてもよい。
【００６９】
このようにすると、機関室前方部や機関室上方部の熱気から吸気系や燃料系をさらによく遮蔽することができるので、内燃機関の出力の低下や始動性の悪化をさらによく防止することができる。
【００７０】
また、車両用横置き多気筒内燃機関０は、４気筒内燃機関とされたが、これに限定されず、６気筒等他の多気筒内燃機関とされてもい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１に記載された発明の一実施形態における吸気装置が適用される車両用横置き多気筒内燃機関が車両に搭載された状態を示す概略側面図である。
【図２】図１の車両のボンネットを取り除いて見た内燃機関部分の概略平面図である。
【図３】図１の吸気装置における吸気マニホルドと共鳴容器部分の分解図である。
【図４】本願の請求項１に記載された発明の他の実施形態における吸気装置の概略側面図である。
【図５】図４の吸気装置が適用された車両用横置き多気筒内燃機関の特性線図である。
【符号の説明】
０…車両用横置き多気筒内燃機関、１…内燃機関本体部、２…シリンダヘッド、３…シリンダヘッドカバー、４…シリンダブロック、５…オイルパン、６…排気マニホルド、７…オルタネータ、８…ラジエータ、９…コンデンサ、10…吸気装置、11…吸気マニホルド、12…独立吸気管、13…独立吸気通路、14…吸気集合管（吸気集合室壁）、14a …円弧状壁部、14b …垂直壁部、15…吸気集合室、16…スロットルボディ、17…共通吸気管、18…共鳴容器、18a …頂壁、18b …車両前方側垂直壁、18c 、18d …平面視略矩形状の一辺、18e …底壁、18f …車両後方側垂直壁、19…共鳴室、20…接続筒、21…接続路、22…燃料噴射弁、23…燃料供給管（デリバリーパイプ）、24…圧力調整弁、25…下半体、26…上半体、27…リブ、28…吸気制御弁、29…ダイアフラム、30…ボンネット、Ａ…空間、Ｂ…割面。
Claims (1)
- 多気筒内燃機関が、車両前方に横置きに搭載され、
前記内燃機関本体部の車両後方側に、吸気マニホルドが配設され、
前記吸気マニホルドは、複数の等長の独立吸気通路と吸気集合室とを有し、
前記複数の独立吸気通路の各々は、前記内燃機関本体部から略直交方向に延設された後に、上向きに湾曲されて前記吸気集合室に接続され、
前記吸気集合室は、前記内燃機関の気筒配列方向に沿って配設され、その上流側の端部にスロットルボディが装着され、
前記吸気集合室に連通するように、共鳴室が付設されてなる車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置において、
前記共鳴室は、
前記複数の独立吸気通路の各々の少なくとも一部の上方と前記吸気集合室の上方とを覆うようにして、前記吸気マニホルドと一体に形成され、
かつ、前記吸気集合室の上方に、前記スロットルボディの下流側直下の位置で、接続路を介して開口連通され、
前記吸気マニホルドと前記共鳴室とは、前記複数の独立吸気通路と前記吸気集合室の下半部と前記共鳴室の下半部とを一体に形成した下半体と、前記吸気集合室の上半部と前記共鳴室の上半部とを一体に形成した上半体とが合体されて形成され、
前記接続路は、前記上半体に一体に形成されたことを特徴とする車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置。
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| JP32071398A JP3916331B2 (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 車両用横置き多気筒内燃機関の吸気装置 |
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