JPH01227820A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気系の固有振動を利用して過給を行うよう
にしたエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気系において、各気筒の吸気行
程に応じて発生する圧力変動による気柱振動を利用して
吸気行程終期の吸気ボート圧力を増大させて吸気充填効
率を向上させるようにしたいわゆる共鳴過給の技術は、
例えば特公昭８０−１４１６９号公報に見られるように
公知である。

上記共鳴過給は、吸気行程が隣接しない気筒に対する吸
気通路をサージタンクなどの容積部に接続して集合し、
さらにこの容積部を上流の共鳴管によって圧力反転部で
集合接続し、低速域での共鳴状態を得て充填効率を向上
するようにしている。

（発明が解決しようとする課届） しかして、上記のような共鳴過給は吸気行程が隣接しな
い気筒群を対にして共鳴管を介して接続して圧力反転部
を形成することによって得られるものと考えてられてい
たことにより、例えば４気筒エンジンでは２気筒ずつに
区分しても良好な共鳴効果を得ることはできず、６気筒
エンジンのような場合においてしか過給効果が得られな
かった。

また、共鳴過給は吸気系の通路の形状などに対応した固
有振動数とエンジン回転数すなわちピストンの加振周波
数とが一致して共鳴した時点であり、より広い範囲で過
給効果を得るためには、共鳴点を複数設定する必要があ
るが、その構造としては容積部の連通長さを変更して圧
力反転部までの長さを変更したり容積を変更することな
どによって得るようにしているが、これを簡単な構造、
制御で実施できるようにすることが望まれている。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、適用気筒数を拡大す
ると共に共鳴効果が得られる回転域を広げて幅広（出力
向上が得られるようにしたエンジンの吸気装置を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明のエンジンの吸気装置
は、吸気期間が等間隔に生じる気筒ごとに共通吸気通路
を設け、この共通吸気通路から各気筒に各分岐部から独
立吸気通路を接続してなり、上記共通吸気通路の各気筒
への分岐部よりも上流の上流接続部から分岐し、各気筒
への分岐部よりも下流の下流接続部に接続した分岐吸気
通路を設け、下流接続部に開閉弁を設けて構成したもの
である。

（作用） 上記のようなエンジンの吸気装置では、各気筒に吸気を
供給する共通吸気通路を迂回するようにその上下流に接
続した分岐吸気通路を設け、開閉弁が開いた状態と閉じ
た状態とでの環状の吸気通路による共鳴効果、および上
下流接続部を節とする振動での共鳴効果により、１つの
開閉弁の開閉作動によって少なくとも３カ所の同調点を
得て、それぞれに対応したエンジン速度域で過給効果に
よる充填量の増大が得られるようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は直列４気筒エンジンの例における概略構成を示
す。

直列４気筒エンジンにおけるエンジン本体１の第１ない
し第４気筒１ａ〜１ｄの各気筒には、吸気ボート２がそ
れぞれ開口され、各気筒１ａ〜１ｄの吸気期間はエンジ
ン回転に対して所定の順で等間隔に生じるものである。

上記各気筒１ａ〜１ｄに吸気を供給する吸気通路３は、
各気筒１ａ〜１ｄの吸気ボート２に各気筒で独立した独
立吸気通路４・・・が接続され、この独立吸気通路４・
・・の上流端は共通の共通吸気通路５に接続されて集合
され、各独立吸気通路４・・・の接続部分が各気筒１ａ
〜１ｄに対する分岐部６ａ〜６ｄに構成されている。

上記共通吸気通路５は主に第１気筒１ａから第４気筒１
ｄ（図の右側から左側）に向けて空気が流れ、各気筒１
ａ〜１ｄに対する分岐部６ａ〜６ｄの上流側すなわち第
１気筒１ａに対する分岐部６ａより上流側に上流接続部
７が形成され、この上流接続部７に分岐吸気通路８の上
流端が接続分岐される。この分岐吸気通路８の下流端は
、共通吸気通路５の各気筒１ａ〜１ｄに対する分岐部６
ａ〜６ｄの下流側に形成された下流接続部９に接続され
、上記共通吸気通路５と分岐吸気通路８とによって吸気
通路３の一部が環状に形成されている。前記上流接続部
７は所定の容積を有し、圧力変動時の節を形成するよう
にしている。

そして、前記下流接続部９に分岐吸気通路８と共通吸気
通路５との下流側接続の断続を行う開閉弁１１が介装さ
れている。この開閉弁１１はエンジン回転速度に応じて
後述のように開閉制御される。この開閉弁１１の位置は
、環状の吸気通路３において分岐吸気通路８の上流側の
上流接続部７から下流接続部９を経て共通吸気通路５の
最下流側の第４気筒１ｄに対する分岐部６ｄまでの距離
の中央より下流側で、下流接続部９の近傍に設けるもの
である。

また、吸気通路３には、上流側からエアクリーナ１２、
吸気量センサ１３が介装されてサージタンク１０（圧力
反転部）に接続され、このサージタンク１０の下流側が
前記共通吸気通路５の上流接続部７に接続されている。

上記構成によりさまざまな形態の圧力変動パターンが得
られ、多くの回転領域で共鳴効果によって幅広く高いト
ルクカーブが得られる。第２図にエンジン回転速度に対
する開閉弁１１の開閉と共鳴効果によるトルクカーブを
示す。先ず、開閉弁１１はアイドル時のように極低い回
転域では閉じており、エンジン回転数の上昇に対して、
Ａ点で開いた後にＢ点で再び閉じ、さらに回転数が上昇
した０点で再度間いて、高速状態では開いているように
開閉ゾーンが設定されている。

そして、Ａ点より低い開閉弁１１が閉じた低回転域でサ
ージタンク１０を圧力変動の節とする振動との同調によ
ってＮ、でピークとなる共鳴効果が得られる。Ａ点で開
閉弁１１を開くと、同様にサージタンク１０を圧力変動
の節とする振動との同調によってＮ１でピークとなる共
鳴効果が得られる。次にＢ点で開閉弁１１を閉じると今
度は上流接続部７を圧力変動の節とし、開閉弁１１の部
分で位相が１８０＠ずれて圧力変動の腹となるような振
動との同調によってＮ２でピークとなる共鳴効果が得ら
れる。さらに０点で開閉弁１１を開くとサージタンク１
０と環状の吸気通路のもう１点２カ所が圧力変動の節と
なり、共通吸気通路５と分岐吸気通路８が圧力変動の腹
となるような振動との同調によってＮ３でピークとなる
共鳴効果が得られる。

尚、上記実施例では開閉弁１１の作動を低回転側のＡ−
Ｂ点間で開くようにしているが、Ｎ、とＮ１の共鳴点と
が比較的近接している場合には、この領域においては開
閉弁１１は閉状態としておき、高速側の０点でのみ開作
動するようにして、その開閉制御の簡素化を図るように
してもよい。

本実施例では上記のようにエンジン回転数の上昇に対し
て、１つの開閉弁１１の制御によって少なくとも３カ所
の同調点Ｎｏ％Ｎ３での共鳴効果を得て充填効率の向上
を図り、広い範囲でトルクの上昇を得るようにしている
。

第３図は直列４気筒エンジンにおける変形例を示し、そ
の吸気通路３′の構造は、共通吸気通路５と分岐吸気通
路８との接続において、上流接続部７′は単に両道路５
．８を接続するだけで容積部分としては構成せず、下流
接続部９′に所定の容積を持たせたものであり、その際
、開閉弁１１は共通吸気通路５側の小径部分に配設して
いる。

また、上流接続部７′より上流側においては、前記サー
ジタンク１０に代えてエアクリーナ１２′の容積を圧力
反転部として利用する構造に設けられている。この場合
には、吸気流量の計測はベーンタイプ以外の吸気量セン
サを使用して吸気抵抗とならないようにするのが好まし
い。その他は第１図と同様に構成され、同一構造には同
一符号を付している。

上記第３図の例においては、開閉弁１１の近傍の下流接
続部９′に容積部分が形成されていることから、前記第
２図に示したようなトルクカーブにおいて、０点で開閉
弁１１を開く前後のＮ２およびＮ３の同調点での共鳴効
果がより強く得られる特性を有する。

第４図は■型６気筒エンジンにおける例を示し、エンジ
ン本体は両側に３気筒ずつ有するバンク１５．１６を備
え、各バンク１５．１６の気筒１５ａ〜１５ｃ、１６ａ
〜１６ｃでは吸気期間はエンジン回転に対して所定の順
で等間隔に生じるものである。そして、各バンク１５．
１６の気筒の吸気ボート１７に接続された独立吸気通路
１９・・・が各バンク１５．１６毎に共通吸気通路２０
．　２０に接続されて集合され、各気筒に対する独立吸
気通路１９・・・の上流端が分岐部２１ａ〜２１ｃに構
成されている。

上記両バンク１５．１６の共通吸気通路２０゜２０は、
各気筒に対する分岐部２１ａ〜２１ｃの上流側に上流接
続部２２．２２がそれぞれ形成され、この上流接続部２
２．２２に各分岐吸気通路２３．２３の上流端が接続分
岐される。この分岐吸気通路２３．２３の下流端は、そ
れぞれの共通吸気通路２０．２０の各気筒に対する分岐
部２１ａ〜２１ｃの下流側に形成された下流接続部２４
゜２４に接続され、上記共通吸気通路２０．２０と分岐
吸気通路２３．２３とによって各バンク１５゜１６でそ
れぞれ吸気通路１８の一部が環状に形成されている。前
記上流接続部２２．２２は所定の容積を有し、圧力変動
時の節を形成するようにしている。

上記各バンク１５．１６の上流接続部２２．２２には、
合流部２５から分岐した上流側の吸気通路１８が接続さ
れ、この合流部２５が圧力反転部となり、圧力変動の節
を構成するものである。また、各バンク１５．１６の下
流接続部２４．２４にはそれぞれ開閉弁２６．２６が配
設されている。

この第４図の実施例においても、エンジン回転数の上昇
に対して前記第２図の特性と同様に開閉弁２６．２６の
開閉制御を行い、開閉弁２６，２６の開閉制御によって
少なくとも３つの同調点を構成し、各状態の同調点で共
鳴効果を得てトルクの増大を図るようにしているもので
ある。

前記各実施例において、上流接続部７．２２より上流に
は圧力反転部または共鳴部が形成されるが、その構造と
してはサージタンク１０、エアクリーナ１２′のような
容器または合流部２５のほか、吸気通路に容積室による
共鳴タンクが接続された構造、一端が閉じた筒状の共鳴
パイプが接続された構造、両端が吸気通路に接続された
循環路などによって構成してもよい。また、各気筒の独
立吸気通路４．１９が合流する共通吸気通路５゜２０を
サージタンクによって構成してもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、吸気期間が等間隔に生じ
る気筒ごとに共通吸気通路を設け、上記共通吸気通路の
各気筒への分岐部よりも上流の上流接続部から分岐し各
気筒への分岐部よりも下流の下流接続部に接続された分
岐吸気通路を設け、下流接続部の近傍に開閉弁を設けた
ことにより、開閉弁が開いた状態と閉じた状態とでの環
状の吸気通路による共鳴効果および上下流接続部を節と
する振動での共鳴効果により、簡易な制御系によってそ
れぞれに対応した広いエンジン速度域で過給効果による
充填量の増大を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における直列４気筒エンジン
の全体構成図、 第２図はエンジン回転速度に対する開閉弁の作動および
トルクカーブの特性を示す特性図、第３図は変形例を示
す直列４気筒エンジンの全体構成図、 第４図はＶ型６気筒エンジンの例における全体構成図で
ある。 １・・・・・・エンジン本体、２，１７・・・・・・吸
気ボート、３．１８・・・・・・吸気通路、４，１９・
・・・・・独立吸気通路、５，２０・・・・・・共通吸
気通路、６８〜６ｄ、２１８〜２１ｃ・・・・・・分岐
部、７．７’　、２２・・・・・・上流接続部、８，２
３・・・・・・分岐吸気通路、９．９’　。 ２４・・・・・・下流接続部、１１．２６・旧・・開閉
弁、１５．１６・・・・・・バンク、２５・・・・・・
合流部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気期間が等間隔に生じる気筒ごとに共通吸気通
   路を設け、この共通吸気通路から各気筒に各分岐部から
   独立吸気通路を接続してなるエンジンの吸気装置におい
   て、上記共通吸気通路の各気筒への分岐部よりも上流部
   に形成された上流接続部から分岐し、前記共通吸気通路
   の各気筒への分岐部よりも下流部に形成された下流接続
   部に接続される分岐吸気通路を設け、上記下流接続部の
   近傍に分岐吸気通路と共通吸気通路との下流側接続の断
   続を行う開閉弁を設けたことを特徴とするエンジンの吸
   気装置。