JP4075037B2 - Engine intake system - Google Patents
Engine intake system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4075037B2 JP4075037B2 JP2001396662A JP2001396662A JP4075037B2 JP 4075037 B2 JP4075037 B2 JP 4075037B2 JP 2001396662 A JP2001396662 A JP 2001396662A JP 2001396662 A JP2001396662 A JP 2001396662A JP 4075037 B2 JP4075037 B2 JP 4075037B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage
- row direction
- branch
- cylinder row
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路がサージタンクを取り巻くように形成されたエンジンの吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エンジンの吸気装置には、サージタンクと、このサージタンクから分岐して各気筒の吸気ポートに接続された分岐通路が設けられ、各分岐通路に発生する圧力脈動による慣性効果や共鳴効果等の動的過給効果を利用して吸気充填効率を高める技術が種々採用されている。この動的過給効果の内、慣性効果は、各分岐通路において発生する負圧波がサージタンクで跳ね返る際にサージタンクと各分岐通路の連結部分がほぼ自由端となって負圧波が正圧波に反転し、この正圧波を閉止直前の吸気弁に作用させることにより吸気充填効率を高めるものである。この慣性効果により吸気充填効率が高められるエンジンの回転数域は分岐通路の長さに依存し、低速域では長く、高速域では短くするのが効果的である。
【0003】
ところで、慣性効果によりエンジンに対して高速運転状態と低速運転状態の両方で吸気充填効率を高めるために、サージタンクから分岐してエンジンの各気筒に連通する低速通路と、サージタンクから分岐して低速通路をバイパスするように当該低速通路途中に連通する高速通路との2系統の分岐通路を吸気の流動抵抗が小さいロータリバルブにより可変とする技術も実用化されている。
【0004】
例えば、図26及び図27に示すように、特開平10−89171号公報に記載の吸気装置においては、高速用及び低速用の2つの開口101,102が互いにサージタンク100の周方向に所定距離離隔して形成され、これら2つの開口101,102をサージタンク100に回動可能に装着されたロータリバルブ103で開閉可能である。
【0005】
低速運転状態では、図27の実線の矢印で示すように、吸気はサージタンク103から低速用開口102を通りサージタンク100の外周部分を略2周する低速用吸気通路104、共通吸気通路105を経て吸気ポートに供給される。一方、高速運転状態では、図27の点線の矢印で示すように、吸気はサージタンク100から高速用開口101を通り共通吸気通路105を経て吸気ポートに供給される。
【0006】
また、特許第2824294号公報には、サージタンクに対して低速通路を束ねて連結し、高速通路をサージタンクに対して束ねて連結し、各低速通路に分岐した構成が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報の吸気装置においては、高速用開口101と低速用開口102はサージタンク100の周上で互いに離隔して形成されており、低速運転状態と高速運転状態の間で切り換える際には、ロータリバルブ103を2つの開口101,102に亘って切り換える過渡状態になるが、このときに、一時的に開口面積が狭くなるため、吸気がサージタンク100から低速用吸気通路104又は共通吸気通路105へ流出する際の抵抗(以下、吸気流出抵抗という)が大きくなり吸気充填効率が低下する。
【0008】
また、低速運転状態において十分な慣性効果を得るために低速用吸気通路104は所定長さ以上にする必要がある。このため、低速用吸気通路104がサージタンク100の外周部分を略2周する通路長に形成されており、サージタンク100の気筒列方向の長さが大きくなり、複数気筒にわたってスロットルバルブから吸気ポートまでの通路長の差を小さくすることが難しく、動的過給効果に気筒毎のバラツキが生じる。
【0009】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、その目的は、吸気通路長を確保して低速運転状態での吸気充填効率を確保しつつ、補機などの配置スペースを形成できるエンジンの吸気装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエンジンの吸気装置は、集合通路から分岐してエンジンの各気筒に連通する分岐通路が当該集合通路から延び、エンジンユニット側から当該集合通路下方に湾曲し、当該集合通路の反エンジンユニット側から当該集合通路上方に亘って湾曲して当該集合通路を取り巻くように形成され、エンジンの吸気ポートに連結されるエンジンの吸気装置において、前記分岐通路の前記集合通路に対する連結位置が、前記集合通路の上方部位に設定されて、当該各分岐通路が前記集合通路の上方からエンジンユニット側へ湾曲して下方に延びていると共に、前記各分岐通路のうち、気筒列方向両端に位置する分岐通路の前記集合通路に対する連結位置が、気筒列方向中央に位置する分岐通路の前記集合通路に対する連結位置よりエンジンユニットから遠い部位とされ、前記集合通路下方において、各分岐通路が気筒列方向に並ぶと共に、気筒列方向両端に位置する分岐通路の前記集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置が、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央に位置する分岐通路の前記集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置より高い位置に配置される。
【0011】
また、好ましくは、前記気筒列方向両端に位置する分岐通路が、前記集合通路から延びる前記気筒列方向中央に位置する分岐通路と重なり合う共通通路を介して分岐している。
【0012】
また、好ましくは、前記気筒列方向両端に位置する分岐通路は、前記集合通路から分岐した後、前記気筒列方向中央に位置する分岐通路より高い位置で湾曲し、前記気筒列方向中央に位置する分岐通路の前記気筒列方向両端側に広がって前記集合通路下方に延びている。
【0013】
また、好ましくは、前記気筒列方向中央に位置する分岐通路が複数設けられ、前記集合通路から前記共通通路を介して各気筒に延びている。
【0014】
また、好ましくは、前記気筒列方向両端に位置する分岐通路と前記気筒列方向中央に位置する分岐通路とが、前記集合通路のエンジンユニット側において気筒列方向に直線状に並ぶ。
【0015】
また、好ましくは、少なくとも前記気筒列方向両端に位置する分岐通路の上流端開口部と前記気筒列方向中央に位置する分岐通路の上流端開口部とが、前記集合通路の吸気流動方向に傾斜している。
【0016】
また、好ましくは、前記分岐通路の全ての上流端開口部が前記集合通路の吸気流動方向に傾斜している。
【0017】
また、好ましくは、前記各分岐通路は、前記集合通路と連結された当該各分岐通路の各開口部から前記エンジンユニット側に斜め上方に延びつつ前記集合通路の下方側に湾曲している。
【0018】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、各分岐通路のうち、気筒列方向両端に位置する分岐通路の集合通路に対する連結位置が、気筒列方向中央に位置する分岐通路の集合通路に対する連結位置よりエンジンユニットから遠い部位とされ、集合通路下方において、各分岐通路が気筒列方向に並ぶと共に、気筒列方向両端に位置する分岐通路の集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置が、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央に位置する分岐通路の集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置より高い位置に配置されることにより、吸気通路長を確保して低速運転状態での吸気充填効率を確保しつつ、補機などの配置スペースを形成できる。
【0019】
請求項2の発明によれば、気筒列方向両端に位置する分岐通路が、集合通路から延びる気筒列方向中央に位置する分岐通路と重なり合う共通通路を介して分岐していることにより、スロットルバルブから吸気通路までの通路長を略等しくし、通路長の差による圧力脈動の周波数の差に起因して生じる不快音を抑えることができる。
【0020】
請求項3の発明によれば、気筒列方向両端に位置する分岐通路は、集合通路から分岐した後、気筒列方向中央に位置する分岐通路より高い位置で湾曲し、気筒列方向中央に位置する分岐通路の気筒列方向両端側に広がって集合通路下方に延びていることにより、吸気通路長を略等しくして低速運転状態での吸気充填効率を確保できる。
【0021】
請求項4の発明によれば、気筒列方向中央に位置する分岐通路が複数設けられ、集合通路から共通通路を介して各気筒に延びていることにより、吸気通路長を略等しくして低速運転状態での吸気充填効率を確保できる。
【0022】
請求項5の発明によれば、気筒列方向両端に位置する分岐通路と気筒列方向中央に位置する分岐通路とが、集合通路のエンジンユニット側において気筒列方向に直線状に並ぶことにより、エンジンの前後方向のサイズを小さくでき、また、エンジンルーム内前方に配置されたラジエータと電動ファンからなるラジエータユニットとエンジンユニットとの車体の前後方向の間に吸気装置の配置スペースが確保できる。
【0023】
請求項6の発明によれば、少なくとも気筒列方向両端に位置する分岐通路の上流端開口部と気筒列方向中央に位置する分岐通路の上流端開口部とが、集合通路の吸気流動方向に傾斜していることにより、集合通路から分岐通路への吸気流動抵抗が低減できる。
【0024】
請求項7の発明によれば、分岐通路の全ての上流端開口部が集合通路の吸気流動方向に傾斜していることにより、集合通路から分岐通路への吸気流動抵抗が低減できる。
【0025】
請求項8の発明によれば、各分岐通路は、集合通路と連結された当該各分岐通路の各開口部からエンジンユニット側に斜め上方に延びつつ集合通路の下方側に湾曲していることにより、吸気を通路内壁に沿って流動させ、吸気が通路内壁に反射することによりらせん成分となる2次の流れを抑えて吸気圧力損失を低減し、平均流量係数(Cf)を高めることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段として自動車用直列4気筒エンジンの吸気装置に適用した一例であるが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、例えば、気筒数は4気筒に限られず、V6、V8、水平対向などの他のエンジン型式に搭載できるように下記実施形態を修正又は変形したものにも適用可能である。
[第1実施形態]
先ず、本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置について説明する。
【0028】
尚、以下の説明では、図1のエンジンの正面視で紙面の上下方向が車体の鉛直方向、左右方向が車幅方向(気筒列方向)、表裏方向が車体の前後方向、同様に、図2のエンジンの平面視で紙面の表裏方向が車体の鉛直方向、左右方向が車幅方向(気筒列方向)、上下方向が車体の前後方向となる、所謂、エンジンがエンジンルーム内に車幅方向に横置きされたものを一例とするが、これに限られず、車体の前後方向に縦置きされたものにも適用できることは言うまでもない。
【0029】
図1は本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の正面図、図2は本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の平面図、図3は本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の右側面図、図4は本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の左側面図を夫々示し、直列4気筒エンジン1(以下、エンジン1という)のエンジンユニット2は、シリンダブロック2aとシリンダヘッド2bとを有し、このシリンダブロック2aには紙面の右方向から左方向に直列に並べて配設された4つの第1〜第4気筒3A〜3Dが形成され、シリンダヘッド2bには各気筒3A〜3Dの上端部分を画定すると共に、各気筒3A〜3Dに連通する2つの吸気ポート8及び2つの排気ポート9が形成された頂面部3aが形成されている。各吸気ポート8には、各気筒3A〜3Dに連通するポート開口部8aを開閉する吸気弁5が設けられ、ポート開口8aにおいて吸気ポート8の軸線に接する接線と同軸に動作するようにバルブガイド5aにて案内される。各吸気ポート8と同様に、各排気ポート9には、各気筒3A〜3Dに連通するポート開口部9aを開閉する排気弁6が設けられ、ポート開口部9aにおいて排気ポート9の軸線に接する接線と同軸に動作するようにバルブガイド6aにて案内される。
【0030】
各気筒3A〜3Dには、頂面部3a、ピストン4、2つの吸気弁5及び2つの排気弁6により燃焼室が形成される。吸気ポート8は、その上流側部分は1本で、途中で2つの吸気弁5に向かって分岐している。エンジンユニット2には、車体の前後方向に対して前方の一側部に、これら各気筒3A〜3Dに吸気を導入するための吸気装置7が設けられ、この吸気装置7から導入された吸気は吸気ポート8を介して吸気バルブ5の開弁により各気筒3A〜3Dに所定タイミング(例えば、3A→3C→3D→3Bの順番)で充填される。
<吸気装置>
次に、吸気装置7について説明する。
【0031】
図1乃至図4に示すように、吸気装置7は、吸気管23と、サージタンク(集合通路)10と、このサージタンク10の外周部分から分岐して4つの気筒3A〜3Dの吸気ポート8に夫々連結される4本の第1分岐通路11〜14と、このサージタンク10の外周部分から分岐して第1分岐通路11〜14を短絡するように当該第1分岐通路11〜14途中に連通する第2分岐通路15〜18と、サージタンク10と上記第1分岐通路11〜14又は第2分岐通路15〜18との間の連通状態をエンジンの運転状態に応じて選択的に変更可能なロータリバルブ(可変吸気機構)20とを備える。これらサージタンク10や第1及び第2分岐通路11〜18は合成樹脂などの素材により一体的に形成されている。
【0032】
サージタンク10はその軸線が左右方向に水平に延びる中空円筒状に形成され、エンジンユニット2の車体の前後方向の一側部付近に配設され、サージタンク10の右端には吸気管23が接続され、この吸気管23の下流部分にはスロットルボディ24が設けられている。このスロットルボディ24には、スロットルバルブ24aが内蔵され、アクセルペダルの踏み込み動作又は電気的に駆動されるアクチュエータ動作に応じてスロットルバルブ24aの開度が変化し、サージタンク10内に流入する吸気量が調節される。サージタンク10の左右方向の長さは、左右両端の気筒3A,3Dに夫々対応する2つの吸気ポート8間距離よりも短く形成されている。
【0033】
第1分岐通路11〜14は、サージタンク10の外周部分に連結された第1上流端開口部11a〜14aと、この第1上流端開口部11a〜14aからエンジンユニット2側に斜め上方に延びつつサージタンク10の下方に湾曲して直線状に延びる第1管部11b〜14bと、サージタンク10の下方において反エンジンユニット2側に湾曲しつつサージタンク10の上方に直線状に延びる第2管部11c〜14cと、サージタンク10の上方でエンジンユニット2側に湾曲して延びエンジン1の側面に開口する吸気ポート8に取付フランジ25を介して連結される第3管部11d〜14dとを有する。
【0034】
また、第1分岐通路11〜14におけるサージタンク10上方から湾曲して下方に延びる第1管部11b〜14bは、エンジンユニット2側において気筒列方向に略平面状に並ぶように形成されている。
【0035】
第1分岐通路11〜14におけるサージタンク10下方から上方に延びる第2管部11c〜14cは、反エンジンユニット2側において気筒列方向に略平面状に並び、気筒列方向両端に位置する第2管部11c,14cの下端位置P1が、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央に位置する第2管部12c,13cの下端位置P2より高い位置に配置されている。
【0036】
第2分岐通路15〜18は、サージタンク10の外周部分に連結された第2上流端開口部15a〜18aからエンジンユニット2から遠のく方向へ斜め上方に湾曲しながら少し延び、第1分岐通路11〜14の第2管部11c〜14cの直線部分の途中で合流している。
【0037】
第1分岐通路11〜14は、サージタンク10の外周の大部分(約4/5)を取り巻くように配設され、第2分岐通路15〜18に反エンジンユニット2側で合流し、第2管部11c〜14cがサージタンク10の下方から上方に向けて直線状に連続している。
【0038】
サージタンク10から4つの各気筒3A〜3Dの吸気ポート8までの通路長が等しくなるように、中央の2つの気筒3B,3Cに対応する第1分岐通路12,13は、左右両端の気筒3A,3Dに対応する第1分岐通路11,14よりも下方まで延びた状態で上方へ湾曲してサージタンク10の外周の大部分を取り巻くように配設されている。
【0039】
各第1上流端開口部11a〜14aは、サージタンク10の外周部分の頂部付近に形成されている。これら4つの第1上流端開口部11a〜14aのうち、右側の2つの気筒3A,3Bに対応する2本の第1上流端開口部11a,12aは右から2番目の気筒3Bに対応する第2上流端開口部16aとサージタンク10の外周部分において略同一周上に形成され、一方、左側の2つの気筒3C,3Dに対応する2本の第1上流端開出口部13a,14aは、左から2番目の気筒3Cに対応する第2上流端開口部17aとサージタンク10の外周部分において略同一周上に形成されている。
【0040】
図5は図1のエンジンの吸気装置のI−I断面図を示し、右側の2つの第1上流端開口部11a,12aの中心線がサージタンク10の外周上の1点から分岐して延びて、2つの第1上流端開口部11a,12aは略同一周方向に部分的に重なり合って形成されている。左側の2つの第1上流端開口部13a,14aについても右側と同様に形成されている。つまり、4つの第1上流端開口部11a〜14aは、サージタンク10の左右方向中央部の付近において近接して形成されており、スロットルバルブ24aから4つの第1上流端開口部11a〜14aまでの通路長が略等しくなっている。
【0041】
第2分岐通路15〜18の第2上流端開口部15a〜18aは、サージタンク10の外周部分に対して気筒列方向に並べて配置されている。
【0042】
スロットルバルブ24aから4つの第2上流端開口部15a〜18aまでの通路長の差が小さくなるように、4つの第2上流端開口部15a〜18aは左右方向に近接して配列されており、前述のように、サージタンク10の左右方向長さは左右両端の気筒3に夫々対応する2つの吸気ポート8間距離よりも短いので、スロットルバルブ24aから4つの第2上流端開口部15a〜18aまでの通路長の差も小さくなっている。
【0043】
上記構成において、第1分岐通路11〜14は、エンジンの低中回転領域における吸気特性に同調する吸気管長に設定され、第2分岐通路15〜18で短絡された第1分岐通路は、エンジンの最大回転領域における吸気の慣性特性に同調する吸気長に設定される。
【0044】
図10はロータリバルブの展開図を示し、第2上流端開口部15a〜18aにおける気筒列方向の両端部15a,18a間の長さL2が、エンジンユニット2の一側部に開口して気筒列方向に並べて配置される吸気ポート8における気筒列方向の両端部間の長さL3より短く設定されている。
【0045】
また、第1上流端開口部11a〜14aにおける気筒列方向の両端部11a,14a及び12a,13a間の長さL1が、第2上流端開口部15a〜18aにおける気筒列方向の両端部15a,18a間の長さL2より短く設定されている。
【0046】
また、互いに部分的に重ね合わせて形成された第1上流端開口部11a,12a及び13a,14aは、気筒列方向に対して中間に位置する第2上流端開口部16a,17aに対して略同一周上に配置されている。
<可変吸気機構>
図5に示すように、サージタンク10の外周部分には、サージタンク10の内部空間22と連通するように第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aが夫々連結される各々4つの開口部10a,10bが形成されている。また、サージタンク10の内部には、互いに重なり合う第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aとのいずれかを選択的に開閉するようにサージタンク10の内周部分に沿ってその軸線10cまわりに回転可能なロータリバルブ20が装着されている。
【0047】
図6はロータリバルブの斜視図を示し、合成樹脂製のロータリバルブ20は、左右方向に全長にわたって延びる中空円筒状の外壁部20aと、サージタンク10の左端を閉塞する端壁部20bとを一体形成したものである。ロータリバルブ20は、その回転により外壁部20aに軸線10c方向に形成された4つの開口部20dとサージタンク10の外周部分に形成された開口部10a及び10bとが連通することにより、第1上流端開口部11a〜14a及び第2上流端開口部15a〜18aのいずれかを選択的に開閉する。
【0048】
上記4つの開口部20dは、互いの重なり合いにより形成される第1上流端開口部11a,12a及び13a,14aの開口面積より大きい気筒列方向の幅及び径方向の長さに形成され、且つ略同一周上に形成された第1上流端開口部12a(13a)と第2上流端開口部16a(17a)との離間距離より大きい径方向の長さに形成され、後述するエンジン回転数が低速側の運転状態と高速側の運転状態との間にある時において第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aの両方が部分的に開放された過渡状態を形成する。
【0049】
端壁部20bの中央部には枢支軸部20cが凸設され、枢支軸部20cは回転自在に支持されている。
【0050】
尚、ロータリバルブ20の構造は、上記実施形態の構造に限るものではなく種々の構造を採用できる。
【0051】
図1及び図2に示すように、サージタンク10の左方にはロータリバルブ20を回転駆動するダイヤフラム式のアクチュエータ21が配設され、このアクチュエータ21の出力部が枢支軸部20cに連結されている。このアクチュエータ21は吸気管から負圧導入管で導入される吸気系の負圧をダイヤフラムに作用させて出力部を駆動する一般的な構造のものである。
【0052】
図7に示すように、エンジン回転数が低速側の運転状態においては、ロータリバルブ20の開口部20dが第1上流端開口部11a〜14aに位置してサージタンク10の内部空間22と連通すると共に、第2上流端開口部15a〜18aを閉塞する。
【0053】
一方、図8に示すように、エンジン回転数が高速側の運転状態のときには、ロータリバルブ20の開口部20dが第2上流端開口部15a〜18aに位置してサージタンク10の内部空間22と連通すると共に、第1上流端開口部11a〜14aを閉塞する。
【0054】
更に、図9に示すように、エンジン回転数が低速側の運転状態と高速側の運転状態との間では、ロータリバルブ20の開口部20dが第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aとに跨った位置にあっていずれも開成する過渡状態にある。
【0055】
次に、吸気装置7の作用について説明する。
【0056】
エンジン1が低速側の運転状態(低速回転側の運転状態)においては、図7に示すように、アクチュエータ21によりロータリバルブ20が必要に応じて回転駆動されて、サージタンク10の内部空間22と第1上流端開口部11a〜14aが連通され、第2上流端開口部15a〜18aがロータリバルブ20により閉塞された状態に保持される。このとき、吸気は、サージタンク10から第1上流端開口部11a〜14a、第1管部11b〜14b、第2管部11c〜14c、第3管部11d〜14dを経て、吸気ポート8に充填され、サージタンク10から吸気ポート8までの通路長が長くなるため、慣性効果により低速側運転状態での吸気充填効率が高められる。
【0057】
また、第2分岐通路15〜18が第1分岐通路11〜14に対して合流する第2管部11c〜14cは直線状に連続しているのでこの合流部分における通路抵抗が小さくなり、吸気充填効率が低下するのを抑えられる。
【0058】
一方、エンジン1が高速の運転状態(高速回転側の運転状態)においては、図8に示すように、アクチュエータ21によりロータリバルブ20が必要に応じて回転駆動されて、サージタンク10の内部空間22と第2上流端開口部15a〜18aが連通され、第1上流端開口部11a〜14aがロータリバルブ20により閉塞された状態に保持される。このとき、吸気は、サージタンク10から第2上流端開口部15a〜18a、第2管部11c〜14cの途中を経て、吸気ポート8に充填され、サージタンク10から吸気ポート8までの通路長が短くなるため、慣性効果により高速側運転状態での吸気充填効率が高められる。
【0059】
さらに、エンジン1が低速側の運転状態から高速側の運転状態に切り換わる時には、図9に示すように、アクチュエータ21によりロータリバルブ20が必要に応じて回転駆動されて、第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aの両方が部分的に開放された状態になる。このとき、第1上流端開口部11a〜14a及び第2上流端開口部15a〜18aの開放された部分の面積の和が第1上流端開口部11a〜14aの開口面積以上であると共に、第2上流端開口部15a〜18aの開口面積以上になるように設定することで、吸気流出抵抗が小さくなり、吸気充填効率が低下するのを最小限に抑えることができる。
【0060】
以上説明した第1実施形態のエンジンの吸気装置7によれば以下の効果が得られる。
【0061】
a)低速側運転状態から高速側運転状態への切り換え時においては、ロータリバルブ20を第1上流端開口部11a〜14aと第2上流端開口部15a〜18aとに跨った位置となる過渡状態であり、このときには、吸気流出面積が、低速側運転状態及び高速側運転状態での吸気流出面積以上となっているので、この過渡状態で吸気流出抵抗が小さくなり、切換時における吸気充填効率が低下するのを最小限に抑えることができる。
【0062】
b)第1上流端開口部11a,14aと12a,13aがサージタンク10の外周上で径方向に重なり合うと共に、左右方向において中央に近接して形成されており、サージタンク10の外周側の大部分を取り巻くように配設されているので、低速側運転状態で慣性効果を得るのに必要な第1分岐通路11〜14の長さを確保しつつも吸気装置7をコンパクトにすることができ、設置スペースの面でも有利である。
【0063】
c)サージタンク10の左右方向の長さは、左右両端の気筒3A,3Dに夫々対応する2つの吸気ポート8間距離よりも短く形成され、4つの第1上流端開口部11a〜14aのうち、右側の2つの第1上流端開口部11a,12aと左側の2つの第1上流端開口部13a,14aは、サージタンク10の外周部分において夫々一部重なるように形成され、右側の2つの第1上流端開口部11a,12aと左側の2つの第1上流端開口部13a,14a同士も近接しているため、スロットルバルブ24aから第1上流端開口部11a〜14aまでの通路長が略等しくなると共に、第1分岐通路11〜14と第2分岐通路15〜18との間の固有振動数の統一が図れて充填効率を均一化できる。
【0064】
さらに、中央の2つの気筒3B,3Cに対応する2つの第1分岐通路12,13は、左右両端の2つの気筒3A,3Dに対応する第1分岐通路11,14よりもさらに下方へ下がって湾曲しているため、低速側運転状態で、4本の第1分岐通路11〜14におけるサージタンク10から吸気ポート8までの通路長も略等しくなる。従って、4つの第1分岐通路11〜14においてスロットルバルブ24aから吸気ポート8までの通路長が略等しくなり、通路長の差による圧力脈動の周波数の差も小さくなるため、前記の周波数の差に起因して生じる不快音を、エンジン1の騒音が小さくその分不快音が外部に与える影響が大きい低速側運転状態において最小限に抑えることができる。
【0065】
また、4つの第2上流端開口部15a〜18aも、サージタンク10の外周部分において近接して形成されているので、高速側運転状態でも、第2分岐通路15〜18においてスロットルバルブ24aから吸気ポート8までの通路長の差が小さくなっているため、高速側運転状態においても前記の不快音を抑えることが可能である。また、サージタンク10の容積を低減できるためレスポンスの向上が図れる。
【0066】
d)ロータリバルブ20は、サージタンク10に回転駆動可能に装着されているので、ロータリバルブ20を配設するためのスペースが殆ど不要となり、吸気装置7をコンパクトにすることができる。
【0067】
e)第2分岐通路は15a〜18aは、第1分岐通路11a〜14aの第2管部11c〜14cに対して直線状に連続して合流しているので、低速側運転状態において、合流部分における通路抵抗が小さくなり、吸気充填効率が低下するのを抑えることができる。また、第3管部11d〜14dも滑らかに湾曲しているため、高速側運転状態においても通路抵抗が小さくなり、吸気充填効率が低下するのを抑えることができる。
【0068】
f)気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第分岐通路11,14の下端位置P1を、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第2分岐通路12,13の下端位置P2より高い位置に配置したことで、サージタンク10から各気筒までの通路長を略等しくしつつ、低速側運転領域で慣性効果を得る長さを確保できるのでトルク向上を図ることができる。また、第1分岐通路11,14下部の気筒列方向両端に段差スペースが形成されるのでこのスペースに補機類を配置できる。
[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置について説明する。
【0069】
尚、第1実施形態と同一の要素には同一の番号を付して説明を省略するが、この第2実施形態は、第1実施形態の第2分岐通路15〜18やロータリバルブ20を省略した構成でも適用できる。
【0070】
図11は本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の正面図、図12は本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の平面図、図13は本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の右側面図、図14は図13のII−II断面図、図15は本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置をエンジンユニット側から見た図を夫々示し、第2実施形態のエンジンの吸気装置27は、第1実施形態と同様にサージタンク10を取り巻くように第1分岐通路31〜34が設けられ、この第1分岐通路31〜34はサージタンク10の外周部分に連結された第1上流端開口部31a〜34aと、この第1上流端開口部31a〜34aからエンジンユニット2側に斜め上方に延びつつサージタンク10の下方に湾曲して直線状に延びる第1管部31b〜34bと、サージタンク10の下方において反エンジンユニット2側に湾曲しつつサージタンク10の上方に直線状に延びる第2管部31c〜34cと、サージタンク10の上方でエンジンユニット2側に湾曲して延びエンジン1の側面に開口する吸気ポート8に取付フランジ25を介して連結される第3管部31d〜34dとを有する。
【0071】
また、第1実施形態と同様に、第2分岐通路15〜18が設けられ、サージタンク10の外周部分に連結された第2上流端開口部15a〜18aからエンジンユニット2から遠のく方向へ斜め上方に湾曲しながら少し延び、第1分岐通路31〜34の第2管部31c〜34cの直線部分の途中で合流している。
【0072】
第1分岐通路31〜34におけるサージタンク10下方から上方に延びる第2管部31c〜34cは、反エンジンユニット2側において気筒列方向に略平面状に並び、気筒列方向両端に位置する第2管部31c,34cの下端位置P1が、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央に位置する第2管部32c,33cの下端位置P2より高い位置に配置されている。
【0073】
また、第1分岐通路31〜34におけるサージタンク10上方から湾曲して下方に延びる第1管部31b〜34bは、エンジンユニット2側において気筒列方向に略平面状に並ぶように形成されている。
【0074】
第1分岐通路31〜34のうち、気筒列方向両端に位置する分岐通路31,34は、サージタンク10から分岐した後の第1管部31b,34bが、気筒列方向中央に位置する第1分岐通路32,33の第1管部32b,33bより高い位置で湾曲し、気筒列方向中央に位置する第1分岐通路32,33の両側に広がってサージタンク10下方に延びている。
【0075】
また、気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第1分岐通路31,34が互いに気筒列方向に重なり合ってサージタンク10から上方に分岐して第1共通分岐通路30Aを介して気筒3A及び3Dに延び、気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第1分岐通路32,33が互いに気筒列方向に重なり合ってサージタンク10から下方に分岐して第2共通分岐通路30Bを介して気筒3B,3Cに延びている。
【0076】
サージタンク10の外周部分には、気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第1上流端開口部31a,34aに向いて開口する第1共通開口部30aと、気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第1上流端開口部32a,33aに向いて開口する第2共通開口部30bとが形成され、第1及び第2共通分岐通路30A,30Bを介して各第1分岐通路11〜14に吸気が導入される。
【0077】
各第1上流端開口部31a〜34aは、サージタンク10の外周部分の頂部付近に形成されている。これら4つの第1上流端開口部31a〜34aのうち、気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第1上流端開口部31a,34aは互いに気筒列方向で近接して気筒列方向中央に位置し、気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第1上流端開口部32a,33aは第1上流端開口部31a,34aよりもサージタンク10の下方に延びており、気筒列方向中央に位置する第1上流端開口部32a,33aとサージタンク10の外周部分において略同一周上に重なり合って共通分岐通路30を形成している。つまり、4つの第1上流端開口部31a〜34aは、サージタンク10の左右方向中央部の付近において近接して形成されており、スロットルバルブ24aから4つの第1上流端開口部31a〜34aまでの通路長が略等しくなっている。
【0078】
図14及び図15に示すように、少なくとも気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第1分岐通路31,34の第1上流端開口部31a,34aと気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第1分岐通路32,33の第1上流端開口部32a,33aとが、サージタンク10の吸気流動方向S1に傾斜し、サージタンク10をらせん状に取り巻いている。また、第1分岐通路31〜34の流路断面形状がサージタンク10の吸気流動方向に傾斜した略平行四辺形に形成されている。
【0079】
その他、ロータリバルブなどの構成は同様である。
【0080】
以上説明した第2実施形態のエンジンの吸気装置27によれば、第1実施形態の効果に加えて以下の効果が得られる。
【0081】
a)気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第分岐通路31,34の下端位置P1を、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第2分岐通路32,33の下端位置P2より高い位置に配置したことで、サージタンク10から各気筒までの通路長を略等しくしつつ、低速側運転領域で慣性効果を得る長さを確保できるのでトルク向上を図ることができる。また、エンジン1の正面図を示す図16のように、エンジンを小型化でき、第1分岐通路31,34下部の気筒列方向両端に段差スペースSPが形成されるのでこのスペースSPにスタータモータ41やエアコンのコンプレッサ42などの補機類を配置できる。
【0082】
尚、図16において、エンジンユニット2は、シリンダブロック2a、シリンダヘッド2bの他、ヘッドカバー2c、オイルパン2dを備え、スタータモータ41はフライホイール43に噛み合ってクランクシャフトを回転駆動する。また、スタータモータ41下方にはオイルフィルタ44が設けられている。
【0083】
b)第1分岐通路31〜34をエンジンユニット2側及び反エンジンユニット2側において気筒列方向に略平面状に並ぶように形成したことで、エンジンの前後方向のサイズを小さくでき、また、エンジン1の右側面図を示す図17のように、エンジンルーム内前方に配置されたラジエータと電動ファンからなるラジエータユニット45とエンジンユニット2との車体の前後方向の間に吸気装置27の配置スペースが確保できる。
【0084】
(c)少なくとも気筒列方向両端の気筒3A,3Dに対応する第1分岐通路31,34の第1上流端開口部31a,34aと気筒列方向中央の気筒3B,3Cに対応する第1分岐通路32,33の第1上流端開口部32a,33aとが、サージタンク10の吸気流動方向S1に傾斜していることで、サージタンク10から各第1分岐通路31〜34への吸気流動抵抗が低減できる。
【0085】
(d)第1分岐通路31〜34の流路断面形状がサージタンク10の吸気流動方向に傾斜した略平行四辺形に形成されていることで、吸気を通路内壁に沿って流動させ、吸気が通路内壁に反射することによりらせん成分となる2次の流れを抑えて吸気圧力損失を低減し、平均流量係数(Cf)を高めることができる。
[第3実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態のエンジンの吸気装置として、シリンダヘッド2bの吸気ポート8の構造と、当該吸気ポート8との接続部分近傍の第1分岐通路11〜14の構造について説明する。
【0086】
尚、第1実施形態と同一の要素には同一の番号を付して説明を省略するが、この第3実施形態は、第1又は第2実施形態の吸気装置と組み合わせた構成や、他の異なる吸気装置の構成との組み合わせにも適用でき、また、第1実施形態の第2分岐通路15〜18やロータリバルブ20を省略した構成でも適用できる。
【0087】
図18は本発明に係る第3実施形態のエンジンの吸気装置を示すエンジンの短手方向の断面図、図19はシャッター弁の外観図、図20は本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の平面図、図21はシャッター弁の開弁時の通路内の断面図、図22はシャッター弁の閉弁時の通路内の断面図、図23は図20のXXI−XXI断面図、図24は図21のIV−IV断面図、図25は図21のV−V断面図を夫々示し、第3実施形態のエンジンの吸気装置37は、4つの気筒3A〜3Dから斜め上方に吸気ポート8と当該吸気ポート8に連結する第1分岐通路11〜14の第3管部11d〜14dとが上流側に延びている。尚、図示しない第1分岐通路11〜14の上流側は、図1乃至図5と同様の構造を有している。
【0088】
また、第1分岐通路11〜14(第3管部11d〜14d)における吸気ポート8に連結される下流端開口部11e〜14e近傍には、当該通路11〜14の流路断面の一部を閉塞して気筒3内にタンブル流を生成するシャッター弁51が各第1分岐通路11〜14の軸線を通り流路断面の略中央を横断する軸52により回動自在に軸支されている。
【0089】
シャッター弁51は、図19に示すように、全閉時に軸52下方の第1分岐通路11〜14の流路断面を閉塞する下半部51aと、全閉時に軸52上方の流路断面を閉塞しないように軸52上方の部位が切り欠かれた(流路断面の中間あたりで下流方向に曲折された)下半部51bとを有する。
【0090】
そして、シャッター弁51を挟んで上流側の第1分岐通路及11〜14と下流側の吸気ポート8における当該シャッター弁51により閉塞されない部分P3の内壁を従来構造(図18の点線部分P3’)に比して略直線状に形成し、シャッター弁51を挟んで上流側の第1分岐通路11〜14と下流側の吸気ポート8における当該シャッター弁51により閉塞される部分(図18の矢印部分P4)の内壁をシャッター弁51の配設位置において径方向に膨らむように形成し、シャッター弁51の配設位置における第1分岐通路11〜14の流路断面積を、当該シャッター弁51の上流及び下流の流路断面積より大きく形成している。
【0091】
また、エンジンの気筒列方向の一側方(図18における紙面の表裏方向)から見て、第1分岐通路11〜14の斜め上方への傾斜角度θ2が吸気ポート8の傾斜角度θ1に対して大きくなっている。
【0092】
バルブガイド5aが配設される吸気ポート8の上方部分の内壁が当該バルブガイド5aの上流から下流の区間において従来構造(図18の点線部分P5’)に比して平坦に形成されており、この平坦部分P5は、バルブガイド5aが設けられる吸気ポート8の上方部分の流路面積を絞るように形成されている。
【0093】
更に、2つに分岐して各気筒3A〜3D内に連通する各吸気ポート8aにおける分岐部分近傍から下流の流路面積が絞られたスロート部P6までの流路断面は、当該2つに分岐する吸気ポート8a間側においてその上方部分8b、側面部分8c及び下方部分8cが従来構造(図23の点線部分8a’)に比して平坦で且つ矩形状に形成され、当該2つに分岐する反吸気ポート8間側においてその側面部分8eが丸形状に形成されている。
【0094】
上記バルブガイド5aの上流から下流の区間における吸気ポート8の断面形状は、上方部分の内壁を略直線状にして下方部分の内壁を膨らませた吸気ポート8と第1分岐通路11〜14の連結部分近傍の構成と適宜組み合わせて適用できるが、両方の構成を組み合わせることが好ましい。
【0095】
以上説明した第3実施形態のエンジンの吸気装置によれば以下の効果が得られる。
【0096】
a)シャッター弁51は、図19に示すように、全閉時に第1分岐通路11〜14上方の流路断面を閉塞しないように軸52上方の部位が切り欠かれおり、シャッター弁51を挟んで上流側の第1分岐通路及11〜14と下流側の吸気ポート8における当該シャッター弁51により閉塞されない部分P3の内壁を略直線状に形成したことで、吸気流動抵抗を低減してシャッター弁51の閉弁時に通路上方の内壁に沿うように吸気流動してタンブル流を強化できる一方で、シャッター弁51を挟んで上流側の第1分岐通路11〜14と下流側の吸気ポート8における当該シャッター弁51により閉塞される部分の内壁をシャッター弁51の配設位置において径方向に膨らむように形成し、シャッター弁51の配設位置における第1分岐通路11〜14の流路断面積を、当該シャッター弁51の上流及び下流の流路断面積より大きく形成したことで、シャッター弁51の開弁時にはタンブル流が弱くなり流動抵抗を低減できる。この構成により、低燃費で高出力のエンジンにすることができる。
【0097】
b)通路長を長くするためにサージタンク10を取り巻くように形成された第1分岐通路11〜14において、シャッター弁51の開弁時での高出力を確保しつつ、シャッター弁51の閉弁時にはタンブル流を強化できる。
【0098】
c)バルブガイド5aが配設される吸気ポート8の上方部分の内壁が当該バルブガイド5aの上流から下流の区間において平坦に形成されており、この平坦部分P5は、バルブガイド5aが設けられる吸気ポート8の上方部分の流路面積を絞るように形成されているので、吸気ポート8の上方部分の内壁面による流動の減衰を抑制できる。
【0099】
d)また、2つに分岐して各気筒3A〜3D内に連通する各吸気ポート8における分岐部分近傍からその下流の流路面積が絞られたスロート部P6までの流路断面は、当該2つに分岐する吸気ポート8間側においてその上方部分8b、側面部分8c及び下方部分8dが平坦で且つ矩形状に形成され、当該2つに分岐する反吸気ポート8間側においてその側面部分8eが丸形状に形成されているので、図24に示すようにシャッター弁51の開弁時には第1分岐通路11〜14から各吸気ポート8への流路断面の上方部分8b及び下方部分8dに沿った吸気流速を増大して高出力を確保しつつ、図25に示すようにシャッター弁51の閉弁時には第1分岐通路11〜14から各吸気ポート8への流路断面の上方部分8bの吸気流速を増大してタンブル流を強化し、吸気充填効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の正面図である。
【図2】本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の平面図である。
【図3】本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の右側面図である。
【図4】本発明に係る第1実施形態のエンジンの吸気装置の左側面図である。
【図5】図2のI−I断面図である。
【図6】ロータリバルブの斜視図である。
【図7】図5の要部拡大図(低速側運転状態)である。
【図8】図5の要部拡大図(高速側運転状態)である。
【図9】図5の要部拡大図(過渡状態)である。
【図10】ロータリバルブの展開図である。
【図11】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の正面図である。
【図12】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の平面図である。
【図13】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の右側面図である。
【図14】図12のII−II断面図である。
【図15】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置をエンジンユニット側から見た図である。
【図16】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置が搭載されたエンジンの正面図である。
【図17】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置が搭載されたエンジンの右側面図である。
【図18】本発明に係る第3実施形態のエンジンの吸気装置を示すエンジンの短手方向の断面図である。
【図19】シャッター弁の外観図である。
【図20】本発明に係る第2実施形態のエンジンの吸気装置の平面図である。
【図21】シャッター弁の開弁時の通路内の断面図である。
【図22】シャッター弁の閉弁時の通路内の断面図である。
【図23】図20のIII−III断面図である。
【図24】図21のIV−IV断面図である。
【図25】図21のV−V断面図である。
【図26】従来の吸気装置の縦断面図である。
【図27】従来の吸気装置の作用説明図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 エンジンユニット
2a シリンダブロック
2b シリンダヘッド
2c ヘッドカバー
2d オイルパン
3A〜3D 気筒
5 吸気弁
6 排気弁
7,27,37 吸気装置
8,8a 吸気ポート
9,9a 排気ポート
10 サージタンク
10a,10b,30a,30b 開口部
11〜14,31〜34 第1分岐通路
11a〜14a,31a〜34a 第1上流端開口部
15〜18 第2分岐通路
15a〜18a 第2上流端開口部
20 ロータリバルブ
23 吸気管
24 スロットルボディ
24a スロットルバルブ
30 共通分岐通路
41 スタータモータ
42 エアコンコンプレッサ
43 フライホイール
44 オイルパン
45 ラジエータユニット
51 シャッター弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an engine in which an intake passage is formed so as to surround a surge tank.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an intake device of an engine is provided with a surge tank and a branch passage branched from the surge tank and connected to an intake port of each cylinder, and an inertia effect and a resonance effect due to pressure pulsation generated in each branch passage. Various techniques for increasing the intake charging efficiency by using the dynamic supercharging effect such as the above are employed. In this dynamic supercharging effect, the inertial effect is that when the negative pressure wave generated in each branch passage bounces back in the surge tank, the connection part between the surge tank and each branch passage becomes almost free end and the negative pressure wave becomes positive pressure wave. By reversing and applying this positive pressure wave to the intake valve immediately before closing, the intake charge efficiency is increased. The engine speed range in which the intake air charging efficiency is increased by this inertial effect depends on the length of the branch passage, and it is effective to make it longer in the low speed range and shorter in the high speed range.
[0003]
By the way, in order to increase the intake charge efficiency in both the high speed operation state and the low speed operation state with respect to the engine due to the inertia effect, a low speed passage branched from the surge tank and communicating with each cylinder of the engine, and a branch from the surge tank A technique has been put into practical use in which two branch passages, which are a high-speed passage communicating with the low-speed passage in the middle so as to bypass the low-speed passage, can be varied by a rotary valve having a small flow resistance of intake air.
[0004]
For example, as shown in FIGS. 26 and 27, in the intake device described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-89171, the two
[0005]
In the low-speed operation state, as indicated by the solid line arrow in FIG. 27, the intake air passes through the low-
[0006]
Japanese Patent No. 2824294 discloses a configuration in which a low-speed passage is bundled and connected to a surge tank, a high-speed passage is bundled and connected to a surge tank, and branched to each low-speed passage.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the intake device of the above publication, the
[0008]
Further, in order to obtain a sufficient inertia effect in the low-speed operation state, the low-
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an engine intake device capable of forming an arrangement space for an auxiliary machine or the like while ensuring an intake passage length and ensuring intake charge efficiency in a low-speed operation state. That is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an intake device for an engine according to the present invention includes a branch passage that branches from the collective passage and communicates with each cylinder of the engine, and extends from the collective passage. In an intake system for an engine that is bent downward in the collecting passage, is curved to surround the collecting passage from the side opposite to the engine unit of the collecting passage, and is connected to the intake port of the engine. The connecting position of the branch passage with respect to the collective passage is set at an upper portion of the collective passage, and each of the branch passages is curved from the upper portion of the collective passage to the engine unit side and extends downward. Of the branch passages, the connection positions of the branch passages located at both ends in the cylinder row direction with respect to the collective passage are portions farther from the engine unit than the connection positions of the branch passages located in the center of the cylinder row direction with respect to the collective passage. Below the collecting passage, the branch passages are arranged in the cylinder row direction, and the collecting passages of the branch passages located at both ends in the cylinder row direction Of the branch passage below The collective passage of the branch passage whose lower end position is located at the center in the cylinder row direction when viewed from one side in the cylinder row direction Of the branch passage below It is arranged at a position higher than the lower end position.
[0011]
Preferably, the branch passages located at both ends in the cylinder row direction branch through a common passage that overlaps with the branch passage located in the cylinder row direction center extending from the collective passage.
[0012]
Preferably, the branch passages positioned at both ends in the cylinder row direction are branched from the collective passage, then curved at a position higher than the branch passage located in the center of the cylinder row direction, and located in the center of the cylinder row direction. The branch passage extends to both ends in the cylinder row direction and extends below the collecting passage.
[0013]
Preferably, a plurality of branch passages are provided at the center in the cylinder row direction, and extend from the collective passage to each cylinder through the common passage.
[0014]
Preferably, the branch passages located at both ends of the cylinder row direction and the branch passages located at the center of the cylinder row direction are linearly arranged in the cylinder row direction on the engine unit side of the collective passage.
[0015]
Preferably, at least an upstream end opening of the branch passage located at both ends in the cylinder row direction and an upstream end opening of the branch passage located at the center in the cylinder row direction are inclined in the intake flow direction of the collective passage. ing.
[0016]
Preferably, all the upstream end openings of the branch passage are inclined in the intake flow direction of the collecting passage.
[0017]
Also preferably, the above each Branch passage Is The gathering passage Curved downward from the collective passage while extending obliquely upward from the openings of the branch passages connected to the engine unit toward the engine unit. is doing.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, of the branch passages, the connecting positions of the branch passages located at both ends in the cylinder row direction are connected to the collective passage of the branch passage located in the center in the cylinder row direction. The branch passages are located farther from the engine unit than the connection position, and the branch passages are arranged in the cylinder row direction below the collective passages, and are located at both ends of the cylinder row direction. Of the branch passage below The collective passage of the branch passage whose lower end position is located in the center of the cylinder row direction when viewed from one side of the cylinder row direction Of the branch passage below By disposing at a position higher than the lower end position, it is possible to form an arrangement space for an auxiliary machine or the like while ensuring the intake passage length and ensuring the intake charge efficiency in the low-speed operation state.
[0019]
According to the invention of
[0020]
According to the invention of
[0021]
According to the fourth aspect of the present invention, a plurality of branch passages located in the center of the cylinder row direction are provided and extend from the collective passage to each cylinder via the common passage, so that the intake passage length is made substantially equal and the low speed operation is performed. The intake charge efficiency in the state can be secured.
[0022]
According to the invention of
[0023]
According to the invention of
[0024]
According to the invention of
[0025]
According to the invention of
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
The embodiment described below is an example applied to an intake device of an in-line four-cylinder engine for automobiles as means for realizing the present invention. However, the present invention does not depart from the spirit thereof, for example, the number of cylinders. Is not limited to four cylinders, and can be applied to a modified or modified embodiment of the following embodiment so that it can be mounted on other engine types such as V6, V8, and horizontally opposed.
[First Embodiment]
First, an engine intake device according to a first embodiment of the present invention will be described.
[0028]
In the following description, in the front view of the engine of FIG. 1, the vertical direction of the paper is the vertical direction of the vehicle body, the horizontal direction is the vehicle width direction (cylinder row direction), and the front and back direction is the vehicle body longitudinal direction. In the plan view of the engine, the front and back direction of the paper is the vertical direction of the vehicle body, the left-right direction is the vehicle width direction (cylinder row direction), and the vertical direction is the front-rear direction of the vehicle body. Although it is an example that is horizontally placed, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that it can also be applied to a vertically placed vehicle in the longitudinal direction.
[0029]
FIG. 1 is a front view of an intake device for an engine according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the intake device for the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a first embodiment according to the present invention. FIG. 4 is a left side view of the engine intake device of the first embodiment according to the present invention, and shows an engine unit of an in-line four-cylinder engine 1 (hereinafter referred to as engine 1). 2 has a cylinder block 2a and a
[0030]
In each of the
<Intake device>
Next, the
[0031]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[0032]
The
[0033]
The first branch passages 11-14 extend obliquely upward from the first
[0034]
Further, the
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
Each of the first
[0040]
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II of the engine intake device of FIG. 1, and the center line of the two first
[0041]
The second upstream end openings 15 a to 18 a of the
[0042]
The four second upstream end openings 15a to 18a are arranged close to each other in the left-right direction so that the difference in passage length from the throttle valve 24a to the four second upstream end openings 15a to 18a is reduced. As described above, the length of the
[0043]
In the above-described configuration, the
[0044]
FIG. 10 is a development view of the rotary valve, and the length L2 between both end portions 15a and 18a in the cylinder row direction in the second upstream end openings 15a to 18a opens to one side of the
[0045]
Further, the length L1 between both
[0046]
Also, the first
<Variable intake mechanism>
As shown in FIG. 5, first
[0047]
FIG. 6 shows a perspective view of the rotary valve. The
[0048]
The four
[0049]
A pivot shaft 20c is protruded at the center of the
[0050]
The structure of the
[0051]
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0052]
As shown in FIG. 7, in an operating state where the engine speed is low, the
[0053]
On the other hand, as shown in FIG. 8, when the engine speed is in the high-speed operation state, the
[0054]
Further, as shown in FIG. 9, when the engine speed is between the low speed side operation state and the high speed side operation state, the
[0055]
Next, the operation of the
[0056]
When the
[0057]
In addition, since the
[0058]
On the other hand, when the
[0059]
Further, when the
[0060]
According to the
[0061]
a) A transient state in which the
[0062]
b) The first
[0063]
c) The length of the
[0064]
Further, the two
[0065]
In addition, since the four second upstream end openings 15a to 18a are also formed close to each other on the outer peripheral portion of the
[0066]
d) Since the
[0067]
e) The second branch passages 15a to 18a are continuously joined linearly to the
[0068]
f) Second positions corresponding to the
[Second Embodiment]
Next, an engine intake device according to a second embodiment of the present invention will be described.
[0069]
In addition, although the same number is attached | subjected to the element same as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted, but this 2nd Embodiment abbreviate | omits the 2nd branch passages 15-18 of the 1st Embodiment and the
[0070]
FIG. 11 is a front view of an intake device for an engine according to the second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a plan view of the intake device for the engine according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a second embodiment according to the present invention. 14 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 13, and FIG. 15 is a view of the engine intake device according to the second embodiment of the present invention as viewed from the engine unit side. In the
[0071]
Similarly to the first embodiment, the
[0072]
The
[0073]
Further, the
[0074]
Of the
[0075]
Further, the
[0076]
The outer periphery of the
[0077]
Each of the first
[0078]
As shown in FIGS. 14 and 15, the first
[0079]
Other configurations such as a rotary valve are the same.
[0080]
According to the
[0081]
a) Second positions corresponding to the
[0082]
In FIG. 16, the
[0083]
b) Since the
[0084]
(C) First
[0085]
(D) The flow path cross-sectional shape of the
[Third Embodiment]
Next, as the engine intake device of the third embodiment according to the present invention, the structure of the
[0086]
In addition, although the same number is attached | subjected to the element same as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted, but this 3rd Embodiment is the structure combined with the intake device of 1st or 2nd Embodiment, and other The present invention can also be applied to combinations with different intake device configurations, and can also be applied to configurations in which the
[0087]
18 is a cross-sectional view of the engine in the lateral direction showing the intake device for the engine according to the third embodiment of the present invention, FIG. 19 is an external view of the shutter valve, and FIG. 20 is an illustration of the engine of the second embodiment according to the present invention. FIG. 21 is a sectional view in the passage when the shutter valve is opened, FIG. 22 is a sectional view in the passage when the shutter valve is closed, and FIG. 23 is a sectional view taken along XXI-XXI in FIG. 24 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 21, FIG. 25 is a sectional view taken along the line VV in FIG. 21, and the
[0088]
Further, in the vicinity of the
[0089]
As shown in FIG. 19, the
[0090]
And the inner wall of the part P3 which is not obstruct | occluded by the
[0091]
Further, when viewed from one side in the cylinder row direction of the engine (the front and back direction in the drawing in FIG. 18), the inclination angle θ2 of the
[0092]
The inner wall of the upper portion of the
[0093]
Furthermore, the cross section of the flow path from the vicinity of the branch portion of each
[0094]
The cross-sectional shape of the
[0095]
According to the engine intake device of the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
[0096]
19) As shown in FIG. 19, the
[0097]
b) In the
[0098]
c) The inner wall of the upper portion of the
[0099]
d) The cross section of the flow path from the vicinity of the branch portion of each
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an intake device for an engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the engine intake device of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a right side view of the engine intake device of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a left side view of the intake device for the engine according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 6 is a perspective view of a rotary valve.
7 is an enlarged view of a main part of FIG. 5 (low-speed side operation state).
8 is an enlarged view of a main part of FIG. 5 (high-speed side operation state).
FIG. 9 is an enlarged view (transient state) of the main part of FIG.
FIG. 10 is a development view of a rotary valve.
FIG. 11 is a front view of an engine intake device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view of an engine intake device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a right side view of an intake device for an engine according to a second embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 15 is a view of an engine intake device according to a second embodiment of the present invention as viewed from the engine unit side.
FIG. 16 is a front view of an engine equipped with an intake device for an engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a right side view of an engine equipped with an intake device for an engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view in the short-side direction of the engine showing the engine intake device of the third embodiment according to the present invention.
FIG. 19 is an external view of a shutter valve.
FIG. 20 is a plan view of an intake system for an engine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a sectional view in the passage when the shutter valve is opened.
FIG. 22 is a sectional view in the passage when the shutter valve is closed.
23 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
24 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
25 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
FIG. 26 is a longitudinal sectional view of a conventional intake device.
FIG. 27 is an operation explanatory diagram of a conventional intake device.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Engine unit
2a Cylinder block
2b Cylinder head
2c Head cover
2d oil pan
3A-3D cylinder
5 Intake valve
6 Exhaust valve
7, 27, 37 Intake device
8,8a Intake port
9, 9a Exhaust port
10 Surge tank
10a, 10b, 30a, 30b opening
11-14, 31-34 1st branch passage
11a-14a, 31a-34a First upstream end opening
15-18 Second branch passage
15a-18a Second upstream end opening
20 Rotary valve
23 Intake pipe
24 Throttle body
24a Throttle valve
30 Common branch passage
41 Starter motor
42 Air-conditioning compressor
43 Flywheel
44 Oil pan
45 Radiator unit
51 Shutter valve
Claims (8)
前記分岐通路の前記集合通路に対する連結位置が、前記集合通路の上方部位に設定されて、当該各分岐通路が前記集合通路の上方からエンジンユニット側へ湾曲して下方に延びていると共に、
前記各分岐通路のうち、気筒列方向両端に位置する分岐通路の前記集合通路に対する連結位置が、気筒列方向中央に位置する分岐通路の前記集合通路に対する連結位置よりエンジンユニットから遠い部位とされ、
前記集合通路下方において、各分岐通路が気筒列方向に並ぶと共に、気筒列方向両端に位置する分岐通路の前記集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置が、気筒列方向の一側から見て、気筒列方向中央に位置する分岐通路の前記集合通路の下方における当該分岐通路の下端位置より高い位置に配置されることを特徴とするエンジンの吸気装置。A branch passage that branches off from the collective passage and communicates with each cylinder of the engine extends from the collective passage, curves downward from the engine unit side to the collective passage, and extends from the anti-engine unit side of the collective passage to the top of the collective passage. In an intake device of an engine that is curved and surrounds the collecting passage and is connected to an intake port of the engine,
The connecting position of the branch passage with respect to the collective passage is set at an upper portion of the collective passage, and each of the branch passages is curved from the upper portion of the collective passage to the engine unit side and extends downward.
Of the branch passages, the connection position of the branch passages located at both ends in the cylinder row direction to the collective passage is a portion farther from the engine unit than the connection position of the branch passage located in the center of the cylinder row direction to the collective passage,
Below the collecting passage, the branch passages are arranged in the cylinder row direction, and the lower end position of the branch passage below the collecting passage of the branch passages located at both ends of the cylinder row direction is viewed from one side in the cylinder row direction. An engine intake device, wherein the intake system is disposed at a position higher than a lower end position of the branch passage below the collective passage of the branch passage located in the center in the cylinder row direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001396662A JP4075037B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Engine intake system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001396662A JP4075037B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Engine intake system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003193922A JP2003193922A (en) | 2003-07-09 |
JP4075037B2 true JP4075037B2 (en) | 2008-04-16 |
Family
ID=27602698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001396662A Expired - Fee Related JP4075037B2 (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Engine intake system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4075037B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009029315A (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Mazda Motor Corp | Engine room structure of automobile |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396662A patent/JP4075037B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003193922A (en) | 2003-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3451589B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
US6805087B2 (en) | Variable air intake mechanism of engine | |
JP2000515214A (en) | Air flow device | |
JP4075037B2 (en) | Engine intake system | |
JP2000274321A (en) | Suction device of v-type internal combustion engine | |
JP4244578B2 (en) | Rotary engine intake system | |
JP3191487B2 (en) | Intake device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2003193847A (en) | Intake device for engine | |
JP2003193921A (en) | Engine air intake device | |
JP3818075B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP3916331B2 (en) | Intake device for a horizontal multi-cylinder internal combustion engine for a vehicle | |
JPH02264117A (en) | Intake device for engine with mechanical supercharger | |
KR101210076B1 (en) | Continuous variable air induction system | |
JP3635968B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP2003262165A (en) | Air intake pipe for multiple cylinder internal combustion engine | |
KR101071770B1 (en) | Variable Induction System for automobile | |
JP4254282B2 (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP2842060B2 (en) | Variable intake system for automotive engine | |
JP2003106155A (en) | Intake device of multicylinder engine | |
JP2721982B2 (en) | V-type engine intake system | |
JP4206536B2 (en) | Intake pipe device | |
JP2003041939A (en) | Intake device for multi-cylinder engine | |
JP2700479B2 (en) | Inlet system for turbocharged engine for automobile | |
JPH0247235Y2 (en) | ||
JPH11159332A (en) | Variable intake device for multicylinder engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080120 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |