JPH01280630A - 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〕 本発明は共鳴効果によって吸気の充填効率を高めるよう
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ｋｆｊ　） 従来から、吸気の動的効果によって充填効率を高めるよ
うにしたエンジンの吸気装置は種々知られている。例え
ば、特公昭６０−１４１６９号公報に示された装置では
、多気筒エンジンにおいて、吸気系を吸気順序が連続し
ない気筒同士を同一グループとする２つのグループに分
け、この２つのグループの吸気系をそれぞれ、気筒別の
独立吸気通路（吸気マニホールドブランチ〉の上流端が
接続された容積大の集合部と、この集合部から上流に延
びる共鳴通路とを備えて構成するとともに、上記集合部
に、上記各グループの吸気系相互を連通遮断可能とする
切替装置を設け、各共鳴通路の上流端を上流側集合室に
接続し、ている。そして、上記切替装置が上記各グルー
プ相互を遮断した状態にあるときは、上流側集合室で反
射される吸気圧力波によってエンジンの低速域で過給作
用が得られるように、上記上流側集合室と各吸気ボート
との間の吸気系による固有振動数を設定しておくととも
に、上記切替装置が上記各吸気通路を連通ずる状態とな
ったとぎは、比較的高速域で上記独立吸気通路による慣
、性過給効果（各気筒毎に独立吸気通路の上流端で反射
される圧力波が吸入終期に作用することによる過給効果
）が得られるように、独立吸気通路の長さ等を設定して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記吸気装置のように高速域での過給作用を気筒別の独
立吸気通路による慣性効果によって得るようにする場合
は、高速域とはいえども実用回転数域内で慣性効果をも
たせる必要があり、従って、上記独立吸気通路による慣
性同調回転数がエンジンの許容最高回転数よりは低くな
るように、独立吸気通路をある程度長く形成する必要が
ある。しかし、上記独立吸気通路は各気筒毎にそれぞれ
設けられるので、この各独立吸気通路をそれぞれ長く形
成すると、吸気系をコンパクト化することが困難となる
。

なお、吸気系を上記のように２つのグループに分けた場
合、上記独立吸気通路による慣性効果のほかに、独立吸
気通路の集合部とその上流側で連通する通路部分等も含
めた共鳴系での圧力波の共振による共鳴効果も期待でき
るが、上記のように独立吸気通路の慣性同調回転数がエ
ンジンの許容最高回転数より低くなるように設定されて
いると、この独立吸気通路の固有振動数に支配されて共
鳴系の共鳴固有撮動数が充分に高められないため、高速
域で共鳴効果をもたせることは困難である。

さらに、高速域で共鳴効果をもたせようとする場合に、
各気筒の吸気ポートから上流側連通部までの長さの較差
によって各気筒に対する共鳴過給作用にアンバランスが
生じ易くなり、吸気の分配性等にも問題が残されていた
。

本発明は上記の事情に鑑み、気筒別の各独立吸気通路の
良さを類クシて吸気系をコンパクト化しつつ、高速域で
共鳴効果によりエンジン出力を高めることができ、かつ
、吸気の分配性も向上することができるエンジンの吸気
装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記のような目的を達成するため、エンジンの
吸気系を吸気＋ｗＡ序か連続しない気筒同士を同一グル
ープとする複数のグループに分けて、気筒別の独立吸気
通路を各グループ毎に各々集合させ、上記独立吸気通路
を、この通路による慣性同調回転数がエンジンの許容最
高回転数よりも高くなるように設定し、かつ、上記独立
吸気通路を各グループ毎に集合させた各集合通路の途中
に、各集合通路を連通する連通路を接続したものである
。

〔作用〕

上記構成によると、気筒別の独立吸気通路による慣性同
調回転数がエンジンの許容最高回転数よりも高くなるよ
うに設定することによって実質的に上記独立吸気通路に
よる慣性効果には頼らずに、上記集合通路および連通路
を含めた共鳴系による共鳴効果で高速域での過給作用が
得られる。そして、上記設定によって独立吸気通路の長
さが充分に短くなるとともに、独立吸気通路の固有振動
数に支配されることなく共鳴系の固有振動数を高く設定
することができ、かつ、上記連通路が各集合通路の途中
に接続されることにより有効に各気筒に共鳴過給作用が
及ぶこととなる。

〔実施例〕

第１図は本発明の装置の一実施例を示しており、この図
に示すエンジンはＶ型６気筒エンジンであって、その一
方のバンク１には１番、２番、３番の３つの気筒３ａ、
３ｂ、３ｃが設けられ、他方のバンク２には４番、５番
、６番の３つの気筒３ｄ、３ｅ、３ｆが設けられている
。上記各気筒３ａ〜３ｆにはそれぞれ吸気ポート４ａ〜
４ｆおよび排気ポート（図示省略）が配設され、これら
のポートが図外の吸気弁および排気弁によってそれぞれ
所定のタイミングで開閉される。上記各気筒３ａ〜３ｆ
の吸気順序（点火順序）は、１番気筒３ａ→４番気筒３
ｄ→２番気筒３ｂ→５番気筒３ｅ→３番気筒３Ｃ→６番
気筒３ｆの順となっている。

このエンジンの吸気系は吸気順序が連続しない気筒同士
を同一グループとする２つのグループに分けられ、つま
り上記吸気順序によると、一方のバンク１の各気筒３ａ
〜３Ｃは互いに吸気順序が連続せず、他方のバンク２の
各気筒３ｄ〜３ｆも互いに吸気順序が連続しないので、
吸気系が一方のバンク１側のクループ（第１グループ）
と他方のバンク２側のグループ（第２グループ）とに分
けられている。そして、第１グループの各吸気ボート４
８〜４Ｃに各々接続された各独立吸気通路５ａ〜５Ｃと
、第２グループの各吸気ボー１−４ｄ〜４ｆに各々接続
された各独立吸気通路５ｄ〜５ｆは、各グループ毎にそ
れぞれ、上流端側が集合通路６，７に接続されることに
より集合されている。

上記各独立吸気通路５ｄ〜５ｆは、その長さが充分に短
くされることにより、各独立吸気通路５ｄ〜５ｆによる
慣性同調回転数がエンジンの許容最高回転数（エンジン
の信頼性等の面から許容される最高回転数）よりも高く
なるように設定されている。

上記各集合通路６，７は気筒列方向に配置され、その各
一端に上流側へ延びる通路部８，９が連なり、この各通
路部８，９の上流端が互いに連通し、この連通部分が共
通吸気通路１０に接続されている。上記共通吸気通路１
０には、その上流側から順にエアクリーナ１１．エアフ
ローメータ１２およびスロワ１−ル弁１３が配設されて
いる。

また、上記集合通路６．７の途中には、気筒配列部分に
対応する範囲の略中央に、両集合通路６゜７を相互に連
通ずる比較的短い連通路１４が形成されている。この連
通路１４には、図外の作動手段によりエンジンの低速域
で閉じられて高速域で開かれる開閉弁１５が設けられて
いる。

このような当実施例の吸気装置によると、上記開閉弁１
５が閉じられた状態では、各集合通路６゜７に連なる通
路部８，９の上流端側連通箇所が共鳴用圧力反転部とな
り、第１グループの独立吸気通路３ａ〜３Ｃから集合通
路６、通路部８にわたる部分と、第２グループの独立吸
気通路３ｄ〜３ｆから集合通路７、通路部９にわたる部
分とで、各グループに対する共鳴用経路が構成されるが
、上記開閉弁１５が開かれた状態では、各グループの独
立吸気通路５ａ〜５ｃ、５ｄ〜５ｆから上記連通路１４
にわたる部分で共鳴用経路が構成される。

このように吸気系を吸気順序が連続しない気筒同士を同
一グループとする２つのグループにわけて共鳴系を構成
していることにより、その各グループにおいてそれぞれ
、各気筒の作動により生じる圧力波が伝播して、共鳴系
を構成する部分に圧力振動が生じ、共鳴固有振動数が各
グループ毎の吸入回数と合致するときに、共振によって
圧力振動が最も強められる状態となる。このような状態
となる共鳴同調回転数付近の回転数域で共鳴効果による
過給作用が得られ、エンジン出力が高められることとな
る。

そして、上記開閉弁１５が開かれることによって各グル
ープの集合通路６，７か比較的短い連通路１４により連
通された状態では、共鳴系の固有撮動数が高められて、
高速域で共鳴効果が発揮される。

この場合、気筒別の各独立吸気通路５ａ〜５ｆによる慣
性同調回転数がエンジンの許容最高回転数よりも高くな
るように設定されて、実用回転数域内の高速域での過給
作用が、独立吸気通路５８〜５ｆによる慣性効果には頼
らずに、上記共鳴効果によって得られるようにしている
ので、各独立吸気通路５ａ〜５ｆの長さが充分に短くな
って吸気系をコンパクトにすることができる。つまり、
独立吸気通路の長さをρ、この通路の断面積をｆ、シリ
ンダ容積を■ｍ、音速をａとすると、独立吸気通路の固
有振動数νは １／−（ａ／２π）ｒ四■ となり、また、クランク角で表わした吸気弁開期間をθ
とすると、独立吸気通路による慣性同調回転数Ｎｉは、
同調条件が （６０／Ｎｉ　）・（θ、−’　３６０　）　＝　１、
−′νとなることから Ｎｉ−θ・ν／６ となる。従って、独立吸気通路を知くするほど慣性同調
回転数Ｎｉが高くなり、上記慣性同調回転数Ｎｉをエン
ジンの許容最高回転数Ｎ　ｍａｘよりも高（する（Ｎｉ
　＞Ｎｍａｘ　）という設定により、エンジンの実用回
転数域内で慣性効果をもたせる設定（Ｎｉ　＜Ｎｍａ×
）とする場合と比べ、独立吸気通路５ａ〜５ｆの長さを
短くすることができる。

また、このような設定により、独立吸気通路の固有振動
数に支配されることなく共鳴系の共鳴固有振動数を高め
ることができて、高速域での共鳴効果が得られる。

さらに上記連通路１４は、集合通路６，７の途中の、気
筒配り１１部分に対応する範囲の略中火に接続されてい
ることにより、高速域でも各気筒に対する共鳴過給作用
のアンバランスが小さくなり、有効に共鳴効果が発揮さ
れる。従って、このような通路構成による場合のエンジ
ン出力トルクの特性は第２図に実線Ａで示すようになり
、集合通路６．７を気筒配列方向の一端側で連通させた
場合（二点鎖線Ｃ）と比べても、高速域での出力トルク
が高められる。

また、上記連通路１４の開閉弁１５が閉じられた状態で
は、集合通路６．７が通路部８，９を介して連通される
状態となり、連通経路が長くなって共鳴系の固有振動数
が低下することにより、第２図に破線Ｂて示すように、
開閉弁１５が開かれている場合よりも低速の領域でエン
ジン出力１〜ルクが高められる。

なお、上記開閉弁１５は必ずしも設ける必要はなく、高
速域での共鳴効果だけをねらう場合は、上記開閉弁１５
を省略して常に連通路１４を開通させておいてもよい。

第３図は本発明の別の実施例を示し、この実施例では、
一方のバンク１側の各独立吸気通路５８〜５Ｃに対する
集合通路６０と他方のバンク側の各独立吸気通路５ｄ〜
５ｆに対する集合通路７０とが仕切り壁１６により仕切
られ、各集合通路６０．７０の上流側が共通吸気通路１
０に接続されるとともに、独立吸気通路５ａ〜５ｃおよ
び５ｄ〜５ｆに対応する３箇所においてそれぞれ上記両
集合通路６０．７０間に連通路１４ａ、１４ｂ。

１４ｃが設けられている。また、この図に示すように、
集合通路６０．７０はある程度の容積を有するような拡
大された形状であってもよい。

この実施例による場合も、各独立吸気通路５ａ〜５ｆは
、その慣性同調回転数がエンジンの許容回転数よりも高
くなるように短く形成される。そして、上記独立吸気通
路５ａ〜５ｃおよび５ｄ〜５ｆと集合通路６０および７
０と各連通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃとで共鳴系が構成
されて高速域での共鳴過給作用が得られ、この場合に上
記のように連通路１４ａ、１４ｂ、１４ｃが配設される
ことにより共鳴過給作用が各気筒に有効に及ぶこととな
る。このような構造においても、上記各連通路１４ａ、
１４ｂ、１４ｃに、エンジン回転数に応じて開閉する開
閉弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃを設けておいてもよい。

なお、上記各実施例ではＶ型６気筒エンジンに本発明を
適用した場合を示したが、本発明は他の各種多気筒エン
ジンにも適用することができるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、吸気順序が連、続しない気筒同
士を同一グループとする各グループ毎に気筒別の独立吸
気通路を各々集合させるとともに、上記各独立吸気通路
による慣性同調回転数をエンジンの許容最高回転数より
も高くなるように設定し、かつ、上記各独立吸気通路を
各グループ毎に集合させた各集合通路の途中に連通路を
接続してこれらにより共鳴系を構成しているため１．Ｆ
記の共鳴系により高速域で有効に共鳴過給を行なってエ
ンジン出力の向上を図りながら、独立吸気通路を短くし
て、吸気系を充分にコンバクｌ−化することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本弁明の一実施例を示す吸気装置概略図、第２
図はこの吸気装置による共鳴効果を示すエンジン出力ト
ルクの特性図、第３図は別の実施例を示す吸気装置概略
図である。 ３ａ〜３ｆ・・・気筒、５ａ〜５ｆ・・・独立吸気通路
、６．７，６０．７０・＝−集合通路、１４，１４ａ−
１４ｃ・・・連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの吸気系を吸気順序が連続しない気筒同士
   を同一グループとする複数のグループに分けて、気筒別
   の独立吸気通路を各グループ毎に各々集合させ、上記独
   立吸気通路を、この通路による慣性同調回転数がエンジ
   ンの許容最高回転数よりも高くなるように設定し、かつ
   、上記独立吸気通路を各グループ毎に集合させた各集合
   通路の途中に、各集合通路を連通する連通路を接続した
   ことを特徴とするエンジンの吸気装置。