JPH01117922A - 往復ピストン式内燃機関 - Google Patents

往復ピストン式内燃機関

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JPH01117922A
JPH01117922A JP63030019A JP3001988A JPH01117922A JP H01117922 A JPH01117922 A JP H01117922A JP 63030019 A JP63030019 A JP 63030019A JP 3001988 A JP3001988 A JP 3001988A JP H01117922 A JPH01117922 A JP H01117922A
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resonant
resonator
supply
resonance
intake
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Gyula Cser
クセル　ギュラ
Antal Csikos
クシコス　アンタル
Peter Timar
テイマル　ペーター
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Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
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Autoipari Kutato Intezet
Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、伎術分野 本発明は、空気又は空気と燃料の混合物（以下まとめて
「吸気ガス」と称する）がシリンダに入るとき共振撮動
させることによって充填効率を向上する、往復ピストン
式内燃機関に関する。
口、従来技術 この機関は、その吸気行程が重なるとしてもあまり重な
らない一群のシリンダのそれぞ机の吸気口に直接又は結
合管によって接続された供給共振器を含む供給共振系を
有するガス吸気導管組立体を含む。この供給共振系は、
更に供給共振器の中へ開く供給共振管を有する。この供
給共振管は、供給共振器から遠く且つ関連するシリンダ
を充填するための吸気ガスを受けるように配列された端
部を有する。これらのシリンダの間欠吸気効果のため、
この供給共振器及び供給共振管の中に吸気ガス振動が生
じ、その結果、その大きさが吸気ガス導管組立体の寸法
の関数である、所定の回転数範囲で、この機関のシリン
ダの充填効率の程度がかなり増加する。上記の吸気ガス
撮動の周波数は、これも吸気ガス導管組立体に発生する
音圧振動又は管振動よりかなり低く且つそれらの振幅は
それよりかなり大きい。これらの最後に名を挙げた振動
は吸気空気共振振動に重ねられるが、それらの効果は吸
気ガス共振振動のそれよりかなり下である。
往復ピストン式内燃機関の共振充填の原理及び基本解は
知られ、ｎつ、例えば、米田特許第３゜７９６．０４８
号及び第４．５１３．６９９号並びにドイツ特許箱１．
９３５．１５５号及び第２゜２４５．７３２Ｎに記述さ
れている。この供給共振系の寸法を適当に選ぶことによ
って、この共振充填が定格回転数の範囲で最大効果を得
る排気ガスターボチャージャと組合せできるように、こ
の機関の所望の運転回転数範囲内、特に低い回転数範囲
で共振回転数を得ることが可能である。そのような既知
の共振充填系は、その最ら効果的で有利な用途が、６気
筒直列機関で吸気行程が重ならないこれらの三つのシリ
ンダが各場合に共通の供給共振器に通じていて且つこの
二つの共振系が互いに接続され、そして二つの供給共振
管が合体し吸気ガスが供給される補償器を備える型式の
機関にあるかもしれない。
例えば４気筒の内燃機関で、効果的な共振充填は、供給
共振系に、補助共振管が合体する閉じた補助共振器を設
け、それによって、吸気ガスが供給される中間器によっ
てこの供給共振系の供給共振管に通じる補助共振系を得
ることによって達成されるかもしれない。そのような場
合、この供給共振系及び補助共振系は、共振が起きる所
定の機関回転数で、シリンダの間欠吸気行程によって発
生する、供給共振管内の吸気ガス振動が充填効率の増す
ような位相であるように、豆いに関して寸法づけられて
いる。前に述べたのとは追って、供給共振管及び補助共
振管の中の吸気ガスの運動は、速６度及び方向で一致す
る。そのような配列は、ドイツ特許箱２．９４９．７９
０号に開示されていて、この中間器に対して可能な最小
寸法を可能にし、それでこの機関の領域の空間が限られ
ているにも拘らず、この中間器を容器に収容できるよう
にする。
吸気ガス共振系の全ての既知の実施例には、所定の共振
周波数があり、それはこの共振器及び共振管の寸法を適
当に設計することによって所望の運転回転数範囲に調整
することができる。しかし、この共振周波数を回転数に
依って変えることは、この共振系の寸法を回転数に依存
する方法で変えることによっても達成できる。日本国実
用新案筒５９　２２　２４９号から、この共振管の長さ
を回転数の関数として変えることが知られる。更に、共
振器の一つの壁にこの共振器の容積を回転数の関数とし
て調節する境界ピストンを設けることが知られている。
ドイツ公開明細書（無審査で公告した出願）第３．３１
４．９１１号によれば、二つの共振管が短い結合導管に
よって連結され、そのｌ管の中に回転数に依存するよう
に設定できるバタフライ弁が配置され、それでこのバタ
フライ弁の開閉の結果として、二つの異なる共振周波数
が得られる。トルク特性を改善するため、異なる共振周
波数を得るために必要な調整及び調節装置は、達成でき
る利益に比べて寄りつけないほど高価になる傾向があり
、且つ又構造上及び運転上の困難が生ずるかもしれない
。
ハ０発明の要約 本発明の目的は、吸気ガス導管組立体は、吸気ガス共振
振動が、この吸気ガス導管組立体の有効寸法を変えるた
めの調整及び調節機構を必要とすることなく且つ機関設
計者の自由な共振回転数選定を制限することなく、運転
回転数範囲内で二つの異なる共振回転数で現れるように
なっている、往復ピストン式内燃機関の改良された共振
系を提供することにある。そのような考慮の結果、この
共振系をこのａｍの回転数の関数としてのトルク曲線又
は充填効率曲線の所望の径路に基づいて設＆ｌすること
が可能である。
本発明は、本発明の目的が中間器（ガス吸気接続部を備
える）をこの共振系に連結することによって、原理的に
ドイツ特許第２．９４９．７９０号に従って構成された
ガス吸気導管系で達成できるという認識に基づく。
上記の目的やこの説明が進むにつれて明らかになるその
他の目的は、本発明によって達成され、それによれば、
簡単に言って、本発明による往復ピストン式内燃機関の
ガス吸気導管系は、直接又は結合管によって、吸気行程
が重ならないか又はわずかだけ重なる一群のＢｍｍクシ
リンダ吸気口に接続された供給共振器を含む供給共振系
を有する。
この供給共振系は、更に、供給共振器と合体する供給共
振管、並びに閉じた補助共振器及びこの補助共振器と合
体する補助共振管を含む補助共振系を有する。この補助
共振管は、吸気ガス供給接続部（吸気ガス吸込管）が合
体する中間器と共に供給共振管に結合されている。
更に、この吸気ガス共振系及び補助及び補助共振系は、
この往復ピストン式内燃ａｒｍの所定の共振回転数で、
シリンダの間欠吸気行程によって吸気ガス導管系に生ず
る吸気ガス振動が供給共振管と補助共振管の中で充填効
率を増す結果となる位相になるように寸法的に調整され
ている。
更に、本発明の著しい特徴によれば、この中間器は、供
給共振管と補助共Ｓ管の中の吸気ガス撮動がこの内燃機
関の所定の第２共振回転数で反対位相であり、その結果
充填効率の増加となるように、中間共振器として設君１
されている。
ドイツ特許第２．９４９．７９０号に開示されているよ
うに、この中間器の容積の大きさは、この中間器が空間
的考慮を取り入れて出来るだｔプ小さくてもよいように
、重要でない。そのような解に供給共振管と補助共振管
の中の振動が反対位相である第２共振回転数が理論的に
存在するからしれないが、そのような共振の第２位置は
、この中間器の容積が小さいため、内燃機関の既知のガ
ス吸気導管系でその運転回転数範囲のはるかに上のまま
である。従来技術の機関がこの第２共振回転数又はそれ
に近い回転数で運転できないという事実から見て、この
第２共振回転数での共振状態はこの機関の運転中には起
きず、従って充填効率を増すためには利用できない。
これとは対比的に、本発明による吸気ガス共振系の中間
器は、かなり大きな容積をもち、その最小サイズは、本
発明によれば、共振の第２位置が。
運転回転数の範囲内になければならず、従ってこの機関
の運転回転数範囲内で充填効率の増加のために利用でき
るという事実によって決められる。
二、実施例 第１図を参照すると、４サイクル、４気筒往復ビス］・
ン式内燃機関１が図示され、そのシリンダ２の点火間隔
はクランク軸回転で１８０°である。
それで、この機ｌｌ１１のシリンダ２の吸気行程は重な
らないかわずかに重なるだけである。
これらの四つのシリンダ２の吸気口４は、別の連結管５
を介して共通の共振器６に結合されている。供給共振管
７は、この供給共振器６と合体し、その中へ吸気ガスを
導入する。更に、補助共振系を構成する補助共振器１２
及び補助共振管１１が設けられている。この補助共振管
１１は、中間共振器８によって供給共振管７と結合され
ている。
一方において供給共振系及び補助共振系の上述の設計、
並びに他方において中間共振器８の大きさににつて、こ
の内燃機関１の運転回転数の範囲内で、二つの共振が得
られる。これらの共振位四での二つの運転回転数範囲で
、この吸気ガス系内の空気ガス振動によってこの機関１
の充填効率は向上する。
この第１共振位置では、補助共振系１１．１２が存在す
るため、この中間共振器８の中へ導入された吸気ガスの
振動は、供給共振管７及び補助共１ｗ１ｉの両方で速度
及び方法に関して同じである。反対に、第１共振位置と
は異なり且つ中間共振器８の大きさによって決まる第２
共振位置では、速度と振幅は同じであるが反対方向の振
動が生ずる。どちらの場合ｂ１この吸気ガス系の撮動状
態によって、この内燃ＩＩ閏１のシリンダ２の充填効率
の程度が上昇する結果となる。
ガス吸気が自然呼気によって、即ち、それぞれのシリン
ダ２内を動くピストン３の吸込効果の結果として周囲か
ら直接行われる、第１図に示す好ましい実施例による共
振条件を可能にするため、空気吸込管９が中間共振器８
の中へ開き、且つ共振器管としてこの中間共振器８と協
力する。他方、第２図に示す好ましい実施例で、この中
間共振器８の中への吸気ガス供給は、排気ガスによって
駆動されるターボチャージＶによって行われ、吸気ガス
の結合は、このターボチャージャ１４の圧縮機の圧力管
１５によって行われる。更に、第２図の実施例では、そ
れぞれの共振管７及び１１の両端７ａ及び１１ａは、デ
イフユーザのようにそれらの両端の方向に朝顔形に開き
、それによってこの共振管７及び１１の長さは、この吸
気ガス導管系の共振位置を変えることなく縮められるか
もしれない。
本発明によるガス振動系の作用の理解を容易にするため
、機械的に同等なばね一質聞−ばね一質量一ばね系を調
べてもよい。撮動は最初のばねに生ずる。この第１ばね
に供給共振容積が対応し、それは、この吸気ガス振動の
１サイクル中供給共振ＰＪ６に通じる各及び全シリンダ
容積の平均容積同様この供給共振器６、吸気口４及び連
結管５（もしあれば）の容積の和によって作られる。
この１゛平均容積」という語で意味するものは次のよう
に別の言葉で表してもよい。即ち、各シリンダの吸気弁
はクランク軸のα０　（例えば１５００）の回転中開状
態にある。一つの同じ供給共振器に結合された各シリン
ダに対し、この開状態は、クランク軸の各回転（３６０
６の回転）中興なった、はぼ重ならない期間に起きる。
各シリンダを個々に見ると、α０の回転（吸気弁の闇状
Ｂ）に相当する期間中、ピストンはシリンダの中で軸方
向高さが異なり、従って各運動でこのピストンの半径方
向面によって区画され且つこの聞いた吸気弁を介して供
給共振器に通じるシリンダ容積は変わる。もし、この吸
気弁が問いた状態中に、そのような変動するシリンダ容
積の、例えば、５０の連続する読みをとるなら、各シリ
ンダの平均容積は、この５０の場合の各々で測定した容
積の和を５０で割ったものだろう。勿論、実際の測定を
行う必要はない。即ち、「平均容積」はこの機関の検討
寸法を基に計算してもよい。このようにして、上の説明
から、一つの同じ供給共振器に結合されたシリンダの吸
気行程、即ら吸気弁・の開状態は全く重ならず、「平均
容積」は単一シリンダのそれであることが明らかである
。他方、もし一つの同じ供給共振器に結合された二つの
シリンダの吸気行程が重なるなら、「平均容積」は、上
に説明したように、振動発生シリンダの平均容積と両シ
リンダの同時間状態に対してのみ計算された他のシリン
ダの平均容積との和であろう。
この供給共振管７の中を流れる吸気ガスの質量は、第１
ばねに結合された第１質量に対応する。
この機械的に同等の系の第２ばねに中間共振器８の共振
容積が対応し、第２質量に補助共振管１１の中を流れる
吸気ガスの質量が対応し、そして第３ばねに補助共振器
１２の容積が対応する。
第１の共振位置で、両質量は同じ速度及び振幅で同じ方
向に振動し、−力筒２共振位置でこの振動は反対方向で
あるが、同じ速度及び振幅である。
この第１共振位置で、中間共振器８にわずかな圧力変動
しか起きない。それで、このばねの剛性はこの第１の自
身の（共振）周波数の大きさに影響Ｖず、即ち第１共振
位置の数値に影響しない。第２共蚕位置で、この中間共
振器８にかなりの圧力変動が現れ、同様に供給共振器６
及び補助共振器１２の中のものにも現れる。従って、中
間共振器８の共振容積を表す機械的ばねの剛性は第２の
自身の（共振）周波数にかなり影響する。この中間共振
器８の中に最大圧力が存在する半周期の間、供給共振管
７の中の吸気ガスは供給共振器６の方へ付加的に加速し
、その結果後者の中で圧力が増し、従ってａｍ＋的に共
振器６の方へ開くシリンダ容積の中のπ填効率及び平均
圧力を増す。
これに関連して、ガス振動の同又は反対「方向」という
のは共振管７及び１１に対し直線の又は整列された軸を
要しないということに気付くべきである。むしろ、ガス
振動の同又は反対「方向」は共振管７及び１１の中の瞬
間的ガスの流れの方向に関係する。即ち、もし両共振管
中のガス流が同時に中間共振器８の中又はそれから外に
向うなら、１ｔｉ勤の方向は互いに反対であり、一方も
しガスが共振管７から（又はの中へ）中間共振器８の中
へ（又はから）流れ且つ同時にガスがこの中間共振器８
から（又はの中へ）共振管１１の中へ（又はから）流れ
るなら、振動の方向は同じである。
本発明によれば、この中間共振器８は、供給共邊管７及
び補助共振管１１の中の吸気ガス撮動がこの内燃機関の
第２共振位１１（第２共振回転数）で反対方向であるよ
うに設３１されている。中間共振器８の設計で、中間共
振器８の中の吸気ガス体積が交互に圧縮及び解放する第
２共振回転数で「ばね」として機能し、それによってこ
の中間共振器８の中に所望のかなりの圧力変動が発生す
ることが重要である。ガス吸込管９（第１図）又は圧力
管１５（第２図及び第３図）の中の流れ条件もこの目的
に対し決定的である。中間共振器８に現れる圧力撮動が
ガス吸込継手９又は１５の存在によって妨げられてはな
らないということが必要条件である。第１図に示す実施
例によれば、この内燃［Ｑｌは補助チャージャ、特に排
気ガス駆動ターボチャージャの支援なしで周囲から直接
吸込みによって吸気ガスを得るので、本発明による中間
共振器８の設計は共振管としての吸込管９の設計に拘束
される。他方、もし、第２図に示すように吸気ガスを圧
縮機、特にターボチャージＡ７１４の圧縮機で供給する
なら、圧縮機の圧力側での一定のガス供給が第２共振周
波数での共振器としての中間共振器８の効率を保証する
に十分であるかもしれない。従ってそのような場合、吸
気ガス継手は圧縮機の長い又は短い圧力管１５によって
行ってもよい。
与えられた供給共振系で、第２共振回転数は中間共振容
積を変えることによって設定してもにい。
この内燃機ｇＱ１の運転回転数範囲内での第２共振回転
数の第１共振回転数に対する関係は、供給共振容積に対
する中間共振容積の比で決められる。
この中間共振容積は、中間共振器８の容積及びガス吸込
管９又は１５の容積の和である。それで、中間共振容積
は、上述の供給容積に対して中間共感容積を適合させる
と二つの共振回転数の間の所定の関係が得られるような
方法で、中間共振器８の大きさ及び吸込管９又は１５の
大きさを選択することによって決められる。この供給共
振容積に対する中間共振容積の比は、少なくとも２、好
ましくは６、最大８である。
前に説明したように、両共振回転数が運転回転数範囲に
あることが重要である。従って、二つの共振回転数の間
の最遠可能距１１１（［！１１ち、回転数差）は、もし
第１共振回転数を運転回転数範囲の最低回転数又はその
近くに選び、第２共振回転数を運転回転数範囲の最高回
転数又はその近くに選んだなら存在するだろう。又、先
に議論したように、第１共振回転数は、供給共振系の適
当な寸法付与によって決められ、−力筒２共振位置の回
転数は、供給共振容積に対する中間共振容積の比によっ
て決められる。それで、第１共振回転数と第２共振回転
数の差は、供給共振容積に対する中間共振容積の比に依
り、この比が大ぎければ大きい程、二つの共振回転数は
互いにより近い。
もし、二つの共振回転数が互いに最も遠く離れているが
、まだ運転回転数範囲内にあるなら、供給共振容積に対
する中間共振容積の比は少なくと６２でなければならな
いことが分かつている。にり高い比は、二つの共振回転
数が事実上一致し本発明を利用する実際的価値があまり
なくなるまで、次第に互いに近くするだろう。実験によ
れば、８〜１０の比で、第１共振回転数と第２共振回転
数の間にまだ有用な差が得られることを示している。
ある機関設計で、運転回転数スペクトルの最広回転数範
囲にわたって充填効率の最も有利な増加を得るのに最適
な比は３であることが分った。更に、供給共振容積に対
する中間共振容積の与えられた比は、運転回転数範囲で
下（第１）共振回転数に対して選ぶ位置に関係なく第１
共振回転数と第２共振回転数の間の定められた回転数比
を設定することに気付いた。このように、もし第１共振
回転数を、例えば、運転回転数範囲の中央に選ぶと、こ
の比は、第２共扱回転数も運転回転数範囲にあることを
保記するため、２よりかなり高いかもしれないことは明
らかである。
それで、本発明によれば、吸気ガス導管系を、各共振回
転数を含み、その中でガス振動の支援によって充填効率
が増す両回転数範囲が部分的に重なり、それによって多
分釣合のとれた充填効率又はトルク特性を得るような方
法で、設計することが可能である。便宜上、この吸気ガ
ス３４管系は、従来の往復ピストン式内燃機関が最大ト
ルク、即ち共振充填なしで又は本発明による吸気ガス導
管系なしで得られ最大トルクを有する回転数が二つの共
振回転数の間にあるように設計する。これに関連して、
この吸気ガス導管系を、第２共振回転数が従来の機関が
その最大トルクを有する回転数よりわずかだけ上にある
ように設計することが特に有利である。しかし、燃Ｆｌ
進入を適当に制御することによって、本発明による配列
によって、新しい最大トルクを得、それによって共振充
填を考慮しながらトルク特性を造り直すことが可能であ
る。
本発明の好ましい実施例において、供給共振系２．４．
５．６及び７の共振周波数は、ドイツ特許用２，９４９
．７９０＠に記載された装置と類似であり、少なくとも
補助共振系１１．１２の共振周波数はほぼ同じである。
その上更に、第１図及び２図による本発明の好ましい実
施例では、供給共振管７と補助管１１の直径は同じ大き
さであり且つ軸方向に整列して配置されている。これら
の二つの特性は、本発明による最適吸気ガス導管系を段
目するのに有利であるが、木発咀はこれら二つの特性が
なくても有効である。
この内燃機関の運転回転数範囲の下方部に調整した第１
共振回転数を有する吸気ガス導管系の設ｉ１で、供給共
振管７に対し及び便宜上補助共振管１１に対しても、第
２図で共振管７及び１１に対して７ａ及び１１ａで示す
ように、直径が外方に増加する端末管部（又はそれに隣
接する部分）を設けるのが有利である。この共振管を寸
法を減少するためのこの配列は、それ自身、例えば米国
特許用４，５１３．６９９号に対応するドイツ公開明細
書第３，２３２．３６６号から知られている。
中間共振器８への吸気ガスの供給がチャージャ１４、特
にターボチャージャによって行われ、シリンダ２の吸気
口４がそれぞれの場合連結管５によって供給共振器６に
接続されている、第２図による実施例で、この連結管５
の艮ざは、米国特許用３．７９６．０４８Ｎに従って、
メータで表して１５００／ｎ、但しｎはこの内燃機関の
定格毎分回転数、を超えないように設計されている。そ
のように寸法を決めることで、この連結管５の中の撮動
は、そのような振動がターボ充填と共振充填の組合せに
悪影響を及ぼすかもしれないので、この内燃機関１の運
転回転数範囲内で便宜的に阻止されるかもしれない。こ
れと対比的に、シリンダ２の吸気口４がそれぞれの場合
連結管５によって供給共振器６に接続され、排気ガスタ
ーボチャージャのような別の充填装置のない実施例で、
もしこの連結管５が長ければ有利かもしれない。そのよ
うな場合、この連結管５の長さは、共振充填が現れる吸
気ガス導管系のどちらかの共振回転数以外の回転数、特
にこれら二つの回転数値より上の回転数での各シリンダ
２の充填中に、この関連する連結管５中に、特に高い回
転数範囲で、管振動が発生し、それが充填効率を付加的
に増加するように選ばれている。
この吸気ガス導管系の寸法を減する目的に対し、供給共
振容積を可能な限り低い値に減することが都合がよい。
そのような解決が第３図による実施例に示され、そこで
は供給共振管７が円錐形に開いた端部１３を有し、それ
が丸い端部１６と共に供給共振器６と合体する。この供
給共振器６の境界壁１７は、四つのシリンダ群の二つの
側面に位置するシリンダ２の連結管５が供給共振器６と
合体する場所２０に流れが動的に有利に形作られる湾曲
部１８を有する。隣接する連結管５の孔２０の間に位置
する壁部１９は、よく丸まった形状を有する。そのよう
な構造は、供給共振器６に結合されたシリンダ２の吸気
行程の間のわずかな重なりを可能にし、それは、例えば
、直列４気筒ｔｌ＠の場合である。これらのＩｆ３Ｑで
、二つの側面に位置するシリンダ２の吸気口４又は、場
合によっては、二つの側面の連結管５の孔２０は互いに
かなり離れていて、供給共振容積の所望の低い値は、良
さが吸気口４の位置によって決まる供給共振器６又は、
場合によっては、連結管５の孔２０の断面積を小さくす
ることによって達成される。過剰な流れ損失を避けるた
め、そのような供給共振器６は、流れに対し動的に有利
に丸められた境界壁１７及び孔２０でのよく丸まった接
合を備えるのが好都合である。
本発明による吸気ガス導管系は、もし０［１連する中間
共振器が接続されていないなら複数のシリンダグループ
を形成した、往復ピストン式内燃機関に応用しても有利
であるかもしれない。そのような配列は、例えば、二つ
の独立の排気ガスターボチャージャを備え、それが独立
に二つの別々の吸気ガス導管系に供給する、即ちそれら
が別々に各各４シリンダを供給する■型８気筒１ｆｆｉ
１３Ｑでもよい。
本発明を具体化した共振系で（及び議論した従来技術の
共振系でも）一つの群を形成するシリンダの吸気行程が
かなり重ならない条件は、点火間隔が１８０°の主軸回
転角に相当し、吸気弁の開期間１８０″の主軸回転角を
あまり超えない４気筒ａｍによって確実に満足される。
個々のシリンダの吸気行程があまり重ならないという条
件は、シリンダを充填する効率の程度を改善するために
、型動系の発生及びこのガス振動の利用という両観点か
ら重要である。シリンダの吸気行程のより大きな重なり
は、共振ガス振動の発生を妨げはしないが、共振現象を
伴うものに比べてシリンダ充填効率をかなり劣化する。
最大効率の低下は、一つのシリンダの吸気行程中に他の
シリンダの吸気弁が■１き始めるという事実によるので
、簡いた面積の増加速度は有力要因となる。異なる機関
構造では、そのような増加速度は異なり、それは吸気行
程にかなりの重なりがあるかどうかを決定する際に考慮
に入れなければならない。
上記の考慮を基に、本発明は、クランク軸の与えられた
均一な１４４６の回転角で個々のシリンダの吸気行程が
あまり重ならず、従ってクランク軸角１８０°の直列４
気筒４サイクル機関で達成される効率レベルには達しな
いが、本発明による吸気ガス導管系を使用して充填効率
を増す直列５気筒４サイクル機関も意図している。
第４図は、本発明による直列５気筒４サイクル内燃機関
の、排気ガスターボチャージャに結合した、吸気空気導
管系を示す。
この４気筒、４サイクルピストン式内燃機関２１は、点
火間隔が１４４°のクランク軸回転に相当する五つのシ
リンダ２２を有する。前に述べたのとは追って、この内
燃１１Ｂ１１２１のシリンダ２２の吸気行程はあまり重
ならない。５シリンダ群を形成するシリンダ２２の吸気
口４は、別の連結管５によって個々に共通供給共振器２
３に結合され、その中へ供給共振管７が簡き、それを通
して吸気ガスが導入される。更に、補助共振器１２及び
その中に開く補助共振管１１で形成される補助共振系を
備える。この補助共振′ｒ！１１は、中間共振器８によ
って供給共振管７に結合されている。ターボチャージャ
１４の圧縮機は、圧力管１５によって中間共振器８に結
合されている。各共振管１１及び７の端末長部１０及び
１３は、デイフユーザのように外方に朝顔形に開き、そ
れによってこの吸気ガス導管系の共振位置での充填でな
くても共振管７及び１１の長さが減するかもしれない。
シリンダ２２の吸気口４を個々に供給共振器２３に結合
する連結管５Ｊ）長さ（メートルで）は、１５００／ｎ
を超えな°い。但し、ｎは定格毎分回転数。そのように
寸法を決めるため、ターボ充填と共振充填の組合せに逆
に影響するかもしれない管振動の出現が、この内燃機関
１の運転回転数の範囲内で連結管５の中で阻止されるか
もしれない。
しかし、シリンダ２２の吸気口４が各連結管５を介して
供給共振器２３に接続され、排気ガスターボチャージャ
のような別の充填装置がない実施例では、長い連結管５
を使うのが有利かもしれない。そのような場合、この連
結管５の長さは、共振充填が現れる吸気ガス導管系のど
ちらかの共振回転数以外の回転数、特にこれらの二つの
回転数値より上の回転数での各シリンダ２２の充填中に
、このＩ！ｌｙｎする連結管５中に、特に高い回転数範
囲で、管振動が発生し、それが充填効率を付加的に増加
するように選ばれる。
５気筒内燃機関２１の直列配置の場合、二つの側面に位
置するシリンダ２２の吸気口４又は、場合によっては、
各連結管５は、右利な寸法の供給共振器２３を作るため
、比較的大きな距離をもつ。
このため、二つの側面のシリンダ２２の連結管５の孔２
５でのこの供給共振器２３の壁２４は、空力的に有利な
曲率２６を備える。隣接する連結管５の接合点２５０間
に延びる、供給共振器２３の壁２７は、他とは異なって
丸められ、同様に、流れの動的効率を増すため、供給共
振管７は、管接合点２８が丸められて供給共振器２３に
接合する、円錐形に開いた端末部１３を有する。
本発明による吸気ガス導管系は、各々五つのシリンダか
ら成る複数のシリンダグル゛−プを形成し、そのグルー
プの中間共振器が接続されていない、ピストン式内燃機
関に応用しても有利であるかもしれない。そのようなも
のは、例えば、互いに独立に別の吸気ガス導管系（即ち
、各々の場合五つのシリンダ）を供給する、二つの独立
の排気ガスターボチャージャを備える場合の１０気筒■
型機関だろう。
本開示は、ここに参考として含めたハンガリー特許出願
Ｎｏ、　５４６／８７　（１９８７年２月１２日出願）
に含まれる主題に関係する。
本発明の詳細な説明は種々の修整、変更及び改良を受け
、且つそれらは前記特許請求の範囲の意味及び均等物の
範囲に含める意図であることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、吸気ガスを周囲から直接入れる、本発明の第
１実施例の模式的側面図である。 第２図は、ターボヂャージャによって吸気ガスを入れる
、本発明の第２実施例の模式的側面図である。 第３図及び第４図は、排気ガス駆動ターボチャージャに
よって吸気ガスを供給する、第３及び第４実施例の模式
的側面図である。 ２・・・シリンダ　　　　　４・・・吸気口５・・・結
合管　　　　　　６・・・供給共振器７・・・供給共振
管　　　　８・・・中間共振器９・・・吸気ガス吸込管
　　１１・・・補助共振管１２・・・補助共振器　　　
１４・・・充填装置１５・・・吸気ガス吸込管

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）往復ピストン式内燃機関であつて、 各々吸気口（４）を有する複数のシリンダ（２）、及び これらのシリンダ（２）の充填効率を高めるため中で吸
    気ガス共振振動が発生する吸気ガス導管組立体を含み、
    該吸気ガス導管組立体が、 吸気行程が大して重ならない一群のシリンダ（２）の吸
    気口（４）と結合された供給共振器（６）、及び該供給
    共振器（６）に通じる供給共振管（７）を含む供給共振
    系、 閉じた補助共振器（１２）及び該補助共振器（１２）の
    中へ開く補助共振管（１１）を含む補助共振系、 該補助共振管（１１）及び該供給共振管（７）に結合さ
    れた中間共振器（８）、並びに 該中間共振器（８）に結合された吸気ガス吸込管（９）
    を有し、 この供給共振系及び補助共振系が、この機関の所定の第
    １共振回転数で該群を形成するシリンダ（２）の間欠吸
    気行程によつて供給共振管（７）及び補助共振管（１１
    ）に発生した吸気ガス振動が充填効率を増す位相にある
    ように、寸法を選ぶことによつて互いに調整された内燃
    機関において、該中間共振器（８）は、この機関の運転
    回転数範囲の所定の第２共振回転数で該供給共振管（７
    ）と該補助共振管（１１）の中の吸気ガス振動が反対位
    相で、充填効率が増加するように寸法づけられている機
    関。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において、
    該吸気ガス導管組立体がこの供給共振器（６）の容積及
    び１ガス吸気行程中に該供給共振器の方へ同時に開くシ
    リンダ（２）の平均容積から成る供給共振容積を有し、
    更に該吸気ガス導管組立体が該中間共振器（８）の容積
    及び該吸気ガス吸込管（９）の容積から成る中間共振容
    積を有し、そして更に該供給共振容積に対するこの中間
    共振容積の比が少なくとも２である機関。
  3. （３）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関であつて、
    更に各該シリンダ（２）の吸気口（４）を該供給共振器
    （６）に接続する別の結合管（５）を含む機関において
    、更に該吸気ガス導管組立体がこの供給共振器（６）の
    容積、これらの結合管（５）の容積及び１ガス吸気行程
    中に該供給共振器の方へ同時に開くシリンダ（２）の平
    均容積から成る供給共振容積を有し、更に該吸気ガス導
    管組立体が該中間共振器（８）の容積及び該吸気ガス吸
    込管（９）の容積から成る中間共振容積を有し、そして
    更に該供給共振容積に対するこの中間共振容積の比が少
    なくとも２である機関。
  4. （４）特許請求の範囲１項記載の内燃機関において、該
    吸気ガス導管組立体は、該第１共振回転数を含み、それ
    以外の回転数も充填効率を増す回転数範囲と、該第２共
    振回転数を含み、それ以外の回転数も充填効率を増す回
    転数範囲とが部分的に重なる関係にある機関。
  5. （５）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において、
    該供給及び補助共振管（７、１１）が対向する端を有し
    、該供給及び補助共振管の少なくとも供給共振管（７）
    が該端の領域に特定範囲部を有し、該特定範囲部では直
    径がそれぞれの隣接する端に向つて増加する機関。
  6. （６）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関であつて、
    更に該吸気ガス吸込管（１５）に接続された充填装置（
    １４）及び各該シリンダ（２）の吸気口（４）を該供給
    共振器（６）に接続する別の結合管（５）を含み、各結
    合管の長さが、この機関の定格毎分回転数をｎとしたと
    き、１５００／ｎメータ以下である機関。
  7. （７）特許請求の範囲１項記載の内燃機関であつて、更
    に各該シリンダ（２）の吸気口（４）を該供給共振器（
    ６）に接続する別の結合管（５）を含み、各結合管（５
    ）の長さは、それと瞬間的に通じるシリンダの充填効率
    を増す管振動が該結合管（５）に発生するように寸法づ
    けられている機関。
  8. （８）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において、
    該群のシリンダの数が５である機関。
  9. （９）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関であつて、
    更に圧力管（１５）を有する圧縮機（１４）を含み、該
    吸気ガス吸込管（９）が該圧力管を構成する機関。
  10. （１０）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において
    、該吸気ガス導管組立体は、この機関が最大トルクを有
    する回転数が該第１共振回転数と第２共振回転数の間に
    あるように寸法づけられている機関。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項記載の内燃機関におい
    て、該第２回転数は、この機関が最大トルクを有する回
    転数よりわずかに上である機関。
  12. （１２）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において
    、該供給共振系の共振周波数が該補助共振系の共振周波
    数と少なくともほぼ等しい機関。
  13. （１３）特許請求の範囲第１２項記載の内燃機関におい
    て、該供給共振管（７）及び該補助共振管（１１）がそ
    れぞれの直径及び縦軸を有し、更に該直径が同じで且つ
    該軸が互いに整列している機関。
  14. （１４）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において
    、該吸気吸込管（９）が共振管である機関。
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