JPH0192520A - 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、多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に、吸
気系において吸気の共振現象を生じさせて吸気過給を行
うようにしたものに関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの気筒内燃焼室に吸入される吸気の
動的効果によってその充填効率を高め、エンジンの出力
トルクを増大させるようにしたものは種々知られている
。その−例として、例えば特公昭６０−１４１６９号公
報等に示されるものでは、多気筒エンジンにおける吸気
通路を、吸気順序（点火順序）の連続しない気筒を同じ
グループとする気筒グループにそれぞれ接続される２つ
の吸気通路に分け、その各々の吸気通路を、吸気マニホ
ールドのブランチ部上流端が接続された拡大室と、この
拡大室に接続された共鳴用吸気通路とで構成するととも
に、該共鳴用吸気通路の上流端を上流側集合室に連通さ
せ、上記拡大室に、両吸気通路同士を連通状態または連
通遮断状態に切り換える切換装置を設け、上記切換装置
によって各吸気通路同士の連通を遮断したときには、各
気筒の吸気行程に生じた負の圧力波を上記上流側集合室
で反射させて正の圧力波に反転させ、その反転した正の
圧力波により比較的低い回転域で吸気の慣性過給効果を
発揮させる一方、各吸気通路同士を連通させたときには
、上記吸気圧力波の反転反射位置を吸気ポートに近付け
て、吸気圧力振動の固有周波数を高くし、高速回転域で
慣性過給効果を得るようになされている。

また、特開昭５９−５６５号公報には、Ｖ型エンジンの
吸気をその共振現象により過給する場合において、その
具体的な構造として、エンジンの左右バンク間に、内部
に空間を有する外壁と、該外壁の空間内に略鉛直面内で
外壁に沿って環状に延びるように配置され、下流端が各
吸気ポートに連通ずる複数のラム管式吸気管とを備えて
なるプレナム型吸気マニホールドを配置することにより
、コンパクトな吸気マニホールドでもって吸気を過給す
るようにすることが開示されている。

この他、例えば吸気順序の連続しない気筒グループにお
ける各気筒の吸気ポートをサージタンク等の容積拡大室
のない共鳴用吸気通路（吸気通路）に接続し、その共鳴
用吸気通路での吸気の共振周波数がエンジンの特定回転
域になるように共鳴用吸気通路の長さを設定することに
より、吸気をその共鳴効果によって過給するようにする
ことも可能である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、例えば複数の気筒に連通された拡大部のない
共鳴用吸気通路を有し、該共鳴用吸気通路の上流端が圧
力反転部に接続され、その共鳴用吸気通路での吸気の共
鳴同調により吸気を過給するようにしたエンジンの吸気
装置に対して、上記共鳴用吸気通路における主として吸
気を供給するための通路以外の通路部分に開閉弁を設け
、その開閉弁をエンジン回転数の変化に応じて開閉して
、共鳴用吸気通路での共鳴同調周波数を切り換えること
により、エンジンの低速回転域から高速回転域までの広
い範囲に亘ってその出力トルクを増大させるようにする
ことが考えられる。

しかし、その場合、各気筒から圧力反転部までの距離の
ばらつきにより、吸気の共鳴状態における圧力波の伝播
状態が異なり、各気筒間で吸気充填量に差異が生じ、共
鳴用吸気通路に流入する吸気の動圧の影響と相俟って、
圧力反転部に近い最上流側の気筒での吸気充填量が吸気
供給通路から遠い下流側の気筒よりも多くなる。それ故
、その上流側気筒での空燃比がリーン側に偏り過ぎ、ノ
ッキングが生じる虞れがある。

このため、さらに、こうしたノッキングに対処すべく、
イグニッションの点火進角補正を吸気の共鳴同調時のみ
にリタード（遅角）させるように設定する必要があり、
その結果、共鳴同調時には却ってエンジンの出力トルク
が低下することとなる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は
、上記の共鳴用吸気通路を開閉する開閉弁の開閉特性を
調整することにより、下流側の気筒への吸気の流入を補
い、共鳴域での気筒間の吸気充填量のばらつきを低減し
て、空燃比の不均一によるノッキングの発生を抑制しよ
うとすることにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明の解決手段は、上記
した開閉弁の閉じ位置における状態を全閉状態とするの
ではなくて若干量いた状態とし、その開いた開閉弁を通
して吸気を流通可能として、共鳴用吸気通路の下流側に
対応する気筒に対する吸気充填量を上流側気筒と同等レ
ベルまで増加させるものである。

すなわち、本発明の構成は、複数の気筒に連通された拡
大部のない共鳴用吸気通路を備え、該共鳴用吸気通路で
の吸気の共鳴同調により吸気を過給するようにしたエン
ジンの吸気装置であって、上記共鳴用吸気通路における
主として吸気を供給するための通路以外の通路部分に開
閉弁を設け、該開閉弁を閉じ位置では吸気の流通可能に
所定の開度だけ開いた状態に設定するものとする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンの運転中、開
閉弁が閉じられた場合、該開閉弁の閉じ位置での状態は
全閉状態ではなくて若干量いた状態に設定されているの
で、主として吸気を供給するための通路以外の通路部分
にある吸気が上記間いた開閉弁を通って流通して、共鳴
用吸気通路の下流側に対応する気筒に流入することとな
る。このため、その下流側気筒に対する吸気充填量が高
まって最上流側気筒と同等になり、よって気筒間の空燃
比のばらつきによるノッキングの発生を低減できるので
ある。

また、このため、イグニッションの点火進角補正を共鳴
同調時であるにも拘らずアドバンス側（進角側）に設定
でき、この進角補正の設定により、エンジンの出力トル
クを増大させることができる。すなわち、上記開閉弁が
閉じ位置で若干量いた状態であることにより、その開閉
弁を通しての吸気洩れによってエンジンの出力トルクが
低下するものの、反面、イグニッションの進角補正設定
により同出力トルクが増大するので、差し引き、エンジ
ンの出力トルクが大幅に低下することはない。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るエンジンの吸気装置の
全体構成を示し、１はＶ型に配置された第１〜第６の６
つの気筒２ａ〜２ｆを有する燃料噴射式ｖ型６気筒エン
ジンであって、これら６気筒２８〜２ｆの点火順序は気
筒番号どおりに第１気筒２８〜第６気筒２ｆの順序に設
定されている。

上記６つの気筒２ａ〜２ｆは点火順序の連続しない第１
、第３および第５気筒２ａ、２ｃ、２ｅの３つの気筒と
、第２、第４および第６気筒２ｂ。

２ｄ、２ｆの３つの気筒とでそれぞれ構成される２つの
気筒グループに分けられ、その一方の３つの気筒２ａ、
２ｃ、２ｅはエンジン１のＶ型に配置された一方のバン
ク１ａに順に形成され、他方の気筒グループの３気筒２
ｂ、２ｄ、２ｆは他方のバンク１ａに順に形成されてい
る。

上記各気筒２ａ〜２ｆは吸気ポート３および図示しない
排気ポートを備え、上記各吸気ポート３にはサージタン
ク等による容積拡大室のない吸気通路４が接続されてい
る。この吸気通路４は、下流端が各気筒２ａ〜２ｆの吸
気ポート３に接続された独立吸気通路５，５．・・・と
、該各独立吸気通路５の上流端が接続された共鳴用環状
吸気通路６と、下流端が上記共鳴用環状吸気通路６に接
続され、吸気を供給する吸気供給通路１０とからなり、
この吸気供給通路１０の上流端はエアクリーナ１１に接
続されている。また、上記吸気供給通路１０の途中には
吸入空気量を測定するエアフローメータ１２と、その下
流側に吸気供給通路１０（吸気通路４）を絞るスロット
ルバルブ１３とが配置されている。

上記共鳴用環状吸気通路６は、各々上記２つの気筒グル
ープにおける各気筒２ａ〜２ｆの独立吸気通路５，５に
接続された２つの連通路７，７と、該両速通路７，７の
第５および第６気筒２ｅ、２ｆ側の端部同士を連通して
一方向に延び、かつ中間部に上記吸気供給通路１０の下
流端が接続される上流側連通路８と、上記両速通路７，
７の第１および第２気筒２ａ、２ｂ側の端部同士を連通
して他方向に延びる下流側連通路９とからなる。本実施
例では、上記下流側連通路９により本発明でいう「共鳴
用吸気通路における主として吸気を供給するための通路
以外の通路部分」が構成されている。

そして、上記上流側連通路８および下流側連通路９の通
路長さは、いずれも各気筒グループの独立吸気通路５が
接続される各連通路７において、隣接する２つの気筒（
例えば第１気筒２ａおよび第３気筒２ｃ）に対応する独
立吸気通路５．５との接続部位間の通路長さよりも長く
設定されており、吸気順序の連続しない気筒グループの
各気筒２ａ〜２ｆの吸気ポート３付近に、該多気筒２ａ
〜２ｆの吸気行程終期で生じた吸気の圧力振動の正の圧
力波を上流側および下流側連通路８，９において互いに
異なる２方向に伝播させて環状吸気通路６を略−周させ
た後、同じ気筒グループの他の気筒２ａ〜２ｆの吸気ボ
ート３に作用させることにより、吸気を共鳴過給させる
ように構成されている。

さらに、上記環状吸気通路６における下流側連通路９に
はその連通路７，７との接続端部寄りに、互いに同期し
て開閉する媒介からなる１対の開閉弁１４．１４が配設
されており、これらの開閉弁１４．１４をエンジン回転
数に応じて開閉制御して、共鳴用環状吸気通路６を開閉
することにより、該環状吸気通路６での吸気の共鳴同調
周波数を変え、第２図（Ｃ）に示すように、エンジン１
の低速回転域では開閉弁１４．１４を閉じ位置に位置付
けて、共鳴用環状吸気通路６をその途中で閉塞すること
により、各気筒グループにおける各気筒２ａ〜２ｆの吸
気ポート３付近に、該多気筒２ａ〜２ｆの吸気行程初期
に生じた吸気の圧力振動の負の圧力波を共鳴用環状吸気
通路６の上流側連通路８内で上流ａ＋ｉに伝播させて、
その吸気供給通路１０との合流部で正の圧力波に反射反
転させ、その正の圧力波を下流側に戻して同じ気筒２ａ
〜２ｆの吸気行程終期に作用させるという吸気の慣性過
給状態とする。一方、エンジン１の高速回転域では、開
閉弁１４．１４を開いて共鳴用環状吸気通路６を開放す
ることにより、上記吸気の正の圧力波を環状吸気通路６
を周回させるという吸気の共鳴過給状態とするように構
成されている。

そして、上記各開閉弁１４は、第２図（ｃ）に示す如く
、その閉じ位置では吸気の流通可能に所定の開度だけ開
いた状態（非全閉状態）になるように設定されている。

したがって、上記実施例においては、第２図に示すよう
に、エンジン１が低速回転域にあるとき、開閉弁１４．
１４が閉じ位置に位置付けられて、共鳴用環状吸気通路
６が略閉塞状態になる。この状態では、上記各開閉弁１
４は全閉状態でなく若干量いた状態に設定されているの
で、環状吸気通路６の下流側連通路９内の吸気が上記間
いた開閉弁１４を通って流通し、共鳴用環状吸気通路６
の下流側に対応する第１気筒２ａや第２気筒２ｂ等へ流
入することとなる。このため、上記下流側の第１気筒２
ａや第２気筒２ｂ等に対する吸気充填量が高まって最上
流側の第５気筒５ｅや第６気筒２ｆと同等になり、よっ
て気筒２ａ〜２ｆ間の空燃比のばらつきによるノッキン
グの発生を低減することができる。

そして、こうしてノッキングの発生を低減できるため、
第２図（ｂ）に示すように、イグニッションの点火進角
補正を共鳴同調時であるにも拘らずアドバンス側（進角
側）に設定でき、第４図（ｂ）に示す如くノッキングの
ためにリタード側に補正設定する必要がない。この進角
補正の設定により、エンジン１の出力トルクを増大させ
ることができる。すなわち、上記各開閉弁１４が閉じ位
置で若干量いた状態に設定されることにより、その開閉
弁１４を通しての吸気洩れによってエンジン１の出力ト
ルクが低下するものの、反面、イグニッションの進角補
正設定により同トルクが増大する。その結果、エンジン
１の出力トルクが大幅に低下するのを回避でき、全体と
して、ノッキングの発生を抑制しつつ、エンジン１の低
速回転域の出力トルクを増大させることができる。

一方、エンジン１の高速回転域では、上記開閉弁１４．
１４が開き位置に位置付けられて共鳴用環状吸気通路６
が開放状態となる。この状態では、吸気順序の連続しな
い一方の気筒グループの各気筒２ａ、２ｃ、２ｅ　（又
は２ｂ、２ｄ、２ｆ）の吸気ポート３付近において、該
多気筒２ａ、２ｃ。

２ｅ（又は２ｂ、２ｄ、２ｆ）の吸気行程終期に生じた
正の圧力波が上流側および下流側連通路８゜９において
互いに異なる２方向に伝播されて、共鳴用環状吸気通路
６を略−周したのち同じ気筒グループの他の気筒２ａ、
　　２ｃ、　　２ｅ　（又は２ｂ。

２ｄ、２ｆ）の吸気ポート３に作用し、吸気の共鳴状態
が生じる。この共鳴状態により吸気が過給されて、エン
ジン１の出力トルクを増大させることができる。

尚、第４図は開閉弁１４．１４を閉じ位置で全閉状態と
した場合の緒特性である。

第３図は本発明の他の実施例を示しく尚、第１図と同じ
部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略
する）、慣性過給のみを行うエンジンの吸気装置に適用
したものである。

すなわち、この実施例では、エンジン１′は第１〜第４
の４つの気筒２／　ａ〜２’　ｄを有する直列４気筒エ
ンジンであり、上記各気筒２′　ａ〜２′ｄの各吸気ポ
ート３に接続される吸気通路４′は、独立吸気通路５，
５．・・・と、該各独立吸気通路５の上流端が接続され
た共鳴用吸気通路１５とで構成されている。

上記共鳴用吸気通路１５は、上記各独立吸気通路５の上
流端が接続された主通路１６と、上流端が該主通路１６
の下流端に接続され、下流端が閉塞された副通路１７と
からなり、上記主通路１６の上流端はエアクリーナ１１
に接続され、そのエアクリーナ１１と最上流側の第４気
筒２’　ｄに対応する独立吸気通路５への接続部との間
の主通路１６（共鳴用吸気通路１５）にエアフローメー
タ１２およびスロットルバルブ１３が配置されている。

また、上記エアフローメータ１２とスロットルバルブ１
３との間の主通路１６は共鳴タンク１８内の圧力反転室
１９に連通されており、各気筒２′　ａ〜２’　　ｄの
吸気ポート３付近に、該多気筒２１　　ａ〜２’　ｄの
吸気行程初期に生じた吸気の負の圧力波を共鳴用吸気通
路１５内で上流側に伝播させて共鳴タンク１８内の圧力
反転部１９で正の圧力波に反射反転させ、その正の圧力
波を下流側に戻して同じ気筒２　／　ａ〜２’　ｄの吸
気行程終期に作用させることにより、吸気を慣性過給さ
せるように構成されている。

さらに、上記共鳴用吸気通路１５の副通路１７（共鳴用
吸気通路における主として吸気を供給するための通路以
外の通路部分）にはその上流端寄りに媒介からなる開閉
弁１４が配設されており、この開閉弁１４をエンジン回
転数に応じて開閉制御して共鳴用吸気通路１５での吸気
の共鳴同調周波数を変え、エンジン１′の低速回転域で
は開閉弁１４を閉じて、共鳴用吸気通路１５の有効長（
各気筒２’　ａ〜２’　ｄから共鳴タンク１８内の圧力
反転室１９までの距離）を短くすることにより、エンジ
ン１′の低速回転域で共鳴同調させる一方、高速回転域
では、開閉弁１４を開いて、共鳴用吸気通路１５の有効
長を長くすることにより、エンジン１′の高速回転域で
共鳴同調させるようになされている。そして、上記開閉
弁１４は、その閉じ位置では吸気の流通可能に所定の開
度だけ開いた状態になるように設定されている。

したがって、この実施例の場合、エンジン１′の低速回
転域では、開閉弁１４が閉じられて共鳴用吸気通路１５
が閉塞される。その際、該開閉弁１４は全閉状態でなく
若干量いた状態に保たれるので、その開いた開閉弁１４
を通って副通路１７内の吸気が流通して、共鳴用吸気通
路１５の下流側に対応する第１気筒２／　　ａ等に流入
する。このため、該第１気筒２′　ａ等に対する吸気充
填量が高まって最上流側の第４気筒２’　ｄと同等にな
り、気筒２　／　ａ〜２’　ｄ間の空燃比のばらつきに
よるノッキングの発生を低減することができる。

また、このようなノッキングの発生の低減により、イグ
ニッションの点火進角補正を共鳴同調時であるにも拘ら
ずアドバンス側（進角側）に設定でき、この進角補正の
設定により、エンジン１′の出力トルクを増大させるこ
とができる。

一方、エンジン１′が高速回転域にあるときには、開閉
弁１４が開かれて共鳴用吸気通路１５が開放される。こ
の状態では、各気筒グループにおける各気筒２　Ｌ　　
ａ〜２’　ｄの吸気ポート３付近に、該多気筒２　／　
ａ〜２’　ｄの吸気行程初期で生じた負の圧力波が共鳴
用吸気通路１５内で上流側に伝播してその共鳴タンク１
８内の圧力反転部１９での反射により正の圧力波に反転
され、その正の圧力波が下流側に戻って同じ気筒２　／
　ａ〜２’　ｄの吸気行程終期に作用する吸気の慣性過
給状態となり、エンジン１′の出力トルクを増大させる
ことができる。

尚、本発明は、上記実施例の如き直列４気筒およびＶ型
６気筒以外のエンジンに対しても適用することができる
のはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、拡大部のない共
鳴用吸気通路での吸気の共鳴同調により吸気を過給する
ようにしたエンジンの吸気装置において、上記共鳴用吸
気通路における主として吸気を供給するための通路以外
の通路部分に開閉弁を設け、該開閉弁を閉じ位置では吸
気の流通可能に所定の開度だけ開いた状態に設定したこ
とにより、主として吸気を供給するための通路以外の通
路部分にある吸気を共鳴用吸気通路の下流側に対応する
気筒に流入させて、該気筒に対する吸気充填量を上流側
気筒と同等レベルまで高め得、よってエンジン出力の大
幅な低下を招くことなく、その気筒間の空燃比のばらつ
きによるノッキングの発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、第１図は
その全体構成を示す模式平面図、第２図は開閉弁の開閉
動作に対するイグニッションの進角補正およびエンジン
の出力トルクの各特性を示す特性図である。第３図は他
の実施例を示す第１図相当図である。第４図は従来例を
示す第２図相当図である。 １．１’・・・エンジン、２８〜２ｆ、２′　ａ〜２′
ｄ・・・気筒、６・・・共鳴用環状吸気通路、９・・・
下流側連通路、１４・・・開閉弁、１５・・・共鳴用吸
気通路、１７・・・副通路。 エンジ゛ン回軌香処　　→ 工゛／う゛ン回転歎　　　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の気筒に連通された拡大部のない共鳴用吸気
   通路を備え、該共鳴用吸気通路での吸気の共鳴同調によ
   り吸気を過給するようにしたエンジンの吸気装置であっ
   て、上記共鳴用吸気通路における主として吸気を供給す
   るための通路以外の通路部分に開閉弁を設け、該開閉弁
   を閉じ位置では吸気の流通可能に所定の開度だけ開いた
   状態に設定したこと特徴とするエンジンの吸気装置。