JPH02102321A - 多気筒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過給を行うためコンパクトに
形成された吸気集合通路を有する多気筒エンジンの吸気
装置に関する。

（従来技術） 従来から、エンジンの充填効率を高めるために吸気の動
的効果を利用して過給を行うようにしたちのは知られて
いる。この種の過給は、通常、いイっゆる吸気の慣性効
果を利用したものであって、よく知られているように吸
気弁が開いたときに生ずる負圧を」二流のボリューム部
で正圧に反転させ、この正の圧力波によって吸気を押し
込むようにする。過給効果を高めるためには、サージタ
ンクから各気筒に至る独立吸気通路の長さをかなり長く
する必要があり、また、圧力反転用のボリューム部とす
るために、通常はインテークマニホールドの集合部に容
積の大きいサージタンクが設けられろ。

また、特公昭６０−１４１６９号公報には、吸気圧力振
動の固有振動数を可変として広い回転域で過給効果を得
ようということで、吸気弁開時期が互いにオーバーラツ
プしない（すなわち点火順序が隣り合イつない）気筒同
士からなるグループ毎に各気筒の独立吸気通路（マニホ
ルドブランチ）の上流端が集合する複数の空間を設け、
これら空間の上流に各−本の共鳴通路を接続する表とも
に、上記複数の空間同士を連通遮断自在に切り換える切
換弁を設け、高速域では切換弁を開いて連通した雨空間
をボリューム部とする慣性過給を行わせ、また、低速域
では切換弁を閉じて各共鳴通路の上流で反転する圧力波
を利用して過給を行うようにしたものが記載されている
。

さらに、吸気圧力振動の共鳴効果をより積極的に利用し
て過給を行うつぎのような吸気装置も既に提案されてい
る。

この吸気装置は、やはり点火時期の隣り合わない気筒同
士を１グループとして全気筒を複数のグループに分け、
各グループ毎に各気筒の独立吸気通路を集合させる拡大
部のないコンパクトな集合通路を設け、それら集合通路
同士を上流で連通させたものであって、これによれば、
各気筒の吸気ボートの開閉によって生ずる圧力波の共鳴
により同調回転域において大きな過給効果が得られる。

この共鳴過給式の吸気装置の場合には、各気筒の独立吸
気通路を長くする必要はなく、また、各集合通路は圧力
波を減衰させないよう径の小さいものとされるので、吸
気系が格段にコンパクトになり、特にＶ型エンジンにお
いてはバンク間の空間にインテークマニホールドを配設
して吸気装置全体をコンパクトに構成することができる
。各集合通路はバンク間で出力軸方向に配設することが
でき、その長手方向から吸気を供給することができる。

なお、例えば特開昭５９−５６５号公報に記載されてい
るように、Ｖ型エンジンのバンク間にインテークマニホ
ールドをコンパクトに配設することを試みたものは従来
からあるが、いずれも、構造が複雑になるなとの問題を
有していた。

ところで、多気筒エンジンの各気筒の独立吸気通路を拡
大部のない集合通路の長手方向に間隔を置いて設けた開
口部に接続することによって集合せしめ、集合通路に長
手方向から吸気を供給するようにした場合には、吸気の
慣性力が大きいため各気筒への分配量を均等にすること
が難しい。単に長手方向からストレートに吸気を供給す
るのでは、最下流に位置する開口部に偏って吸気が流れ
込むといった現象が生じ、そのため、各気筒への吸気の
分配性が悪化する。

（発明の目的） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、拡
大部のない吸気集合通路に長手方向に並んで接続される
各気筒の独立吸気通路に対し、吸気集合通路の長手方向
から供給した吸気を均等に分配できるようにすることを
目的とする。

（発明の構成） 本発明は、吸気集合通路に長手方向から吸気が供給され
るとき、その吸気流の方向性と慣性力によって、最下流
側に位置する独立吸気通路への分配量だけが増大すると
いった現象が生ずることを見いだしたことによるもので
あって、その構成はつぎのとおりである。すなわち、本
発明に係る多気筒エンジンの吸気装置は、各気筒の独立
吸気通路を実質的に拡大部のない吸気集合通路の長手方
向に間隔を置いて設けた開口部に接続することよって集
合せしめ、該集合吸気通路に長手方向から吸気を供給す
る多気筒エンジンの吸気装置において、吸気流の最上流
に位置する前記開口部の直上流において前記集合吸気通
路に吸気流を偏向させる段部を設置Ｊたことを特徴とし
ている。

（作用） 吸気集合通路に対し長手方向から供給される吸気は最上
流の開口部の直上流に位置する段部において偏向せしめ
られ、また、その慣性力が低減される。その結果、長手
方向に並んだ各開口部に対する吸気流の方向および作用
する慣性力の大きさのアンバランスが改善され、各気筒
に対する吸気の分配性が向上する。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はＶ型６気筒エンジンに適用した本発明の一実施
例の全体図である。

この実施例において、エンジン本体１は、点火順序の連
続しない三つずつの気筒が左右バンクに分かれて出力軸
方向に一列に並ぶよう形成されたシリンダブロック２と
、シリンダブロックの左右」二部にそれぞれ固定された
シリンダヘッド３，４と、各シリンダヘッド３．４の上
部を覆うヘッドカバー５，６と、ソリンダブロック２の
底部を下から覆うオイルパン７とからなり、全体として
断面Ｖ字状に構成されている。そして、エンジン本体１
の下部両側方には発電機その他の補機８，９１０が配設
され、また、エンジン本体１上部の左右バンク間にはコ
ンパクトに形成されたインテークマニホールド１２が配
設されている。

エンジン本体１は自動車のエンジンルーム１１の中央に
縦置きで搭載されている。そして、エンジンルーム１１
の前方部には、フロント側から見てエンジン本体Ｉの左
側方の位置にエアクリーナ１３が配設され、また、その
後方、左側バンクのへラドカバー５上方には吸入空気量
を検出するエアフローセンサＩ４が配設されて前記エア
クリーナ１３に連結されている。また、エンジン本体ｌ
に対し前記エアクリーナ１３と逆の右側方にはスーパー
チャージャー（機械式過給機）１５が配設され、このス
ーパーチャージャー１５と同じ側でスーパーチャージャ
ー１５より前方側のエンジンルーム１１側部には、エア
パイプＩ６によってスーパーチャージャー１５と接続さ
れた吸気冷却器１７が配設されている。そして、この吸
気冷却器Ｉ７と、バンク間に配設されたインテークマニ
ホールド１２のフロント側端部との間には、これらを接
続する連通管１８が配設されている。

スーパーチャージャ−１５の後方には、右側バンクのへ
ラドカバ−６の上方に位置して、スロットルバルブ１９
が装着されたスロットルボディー２０か配設され、これ
が連結管２１によってスーパーチャージャ−１５に連結
されている。

また、エンジン本体１を挟んでエンジンルームの反対側
に位置するエアフローセンサ１４とスロットルボディー
２０はダクト２２によって接続されている。このダクト
２２は、エンジン本体１の上方で両側から後方に延び、
エンジン本体ｌとエンジンルーム後方のダッシュパネル
２３との間隙に沿う格好で配設されて、エアフローセン
サ１４とスロットルボディー２０とを連通ずる吸気通路
を構成している。

エアフローセンサ１４およびスロットルボディ−２０は
、左右ザスペンションタワー２４２５の丁度内側で、左
右ヘッドカバーの上方に位置している。そして、エアク
リーナ１３とスーパーチャージャー１５および吸気冷却
器１７は、左右ザスペンションタワー２４．２５を避け
た格好でそれらの前方に位置し、左右に張り出した形と
なっている。エアクリーナ１３の空気取入口２６は前方
側から内側上方に向けて延び、エンジン本体１の前方で
エンジンルーム１１の上部に前向きに開口している。

スロットルボディー２０とスーパーチャージャー１５と
を結ぶ連結管２１は、また、バイパス通路管２７によっ
てインテークマニホールドＩ２の下流側端部と接続され
ている。このバイパス通路管２７は、右側へラドカバ−
６の上方を横切ってバンク間まで延び、インテークマニ
ホールド１２の下流端上部に連結された連結管２８に連
結されている。そして、それらの連結部には負圧応動式
のアクチュエータ２９を備えたバルブボディー３０が介
設されている。また、インテークマニポールト１２の下
流側端部には、各分岐管部３１内のツヤツタ−バルブを
駆動する負圧応動式のアクチュエータ３２が配設され、
エンジン本体ｌの上方には、これら両アクチ、エータ２
９．３２に作動用負圧あるいは大気圧を選択的に導入す
る三方ソレノイドバルブ３３．３４が配設されている。

つぎに、上記インテークマニホールド１２の詳細な構造
を第２図乃至第６図によって説明する。

第２図および第３図は上記インテークマニホールド１２
の平面図および正面図であり、第４図は同上流側側面図
である。また、第５図は第２図のＡＡ断面図、第６図は
同Ｂ−Ｂ断面図である。

このインテークマニホールドＩ２は、Ｖ型エンジンの左
右バンクの各気筒に対応した６本の分岐管部３１によっ
て構成される各独立吸気通路３５と、これら独立吸気通
路３５をバンク毎に集合せしめる左右の吸気集合通路３
６．３７を備えている。各吸気集合通路３６．３７は吸
気系の共鳴効果を利用して過給を行うために実質的に拡
大部とならないようコンパクトに形成されたものであっ
て、左右バンクに対応して軸方向に所定量オフセットし
互いに隣接してインテークマニホールドＩ２の長手方向
に延びている。そして、それぞれの吸気集合通路３６．
３７の側壁に長手方向に間隔を置いて形成された開口部
３８には各バンクの上記独立吸気通路３５が接続されて
いる。

各吸気集合通路３６．３７は、フロント側端部に入口開
口部３６ａ、３７ａを備えている。これら入口開口部３
６ａ、３７ａはインテークマニホールド１２のフロント
側端部上方に位置し、各吸気集合通路３６．３７はこれ
ら入口開口部３６ａ３７ａから後方に水平に延び、各吸
気集合部３６３７において最も上流側に位置する独立吸
気通路３５の開口部３８のほぼ真上で下方に湾曲して段
部３６ｂ、３７ｂを形成する。そして、この段部３６ｂ
、３７ｂの下流では、最も下流側に位置する開口部３８
の後方位置までストレートに延びている。上記段部３６
ｂ、３７ｂは、最上流に位置する開口部３８の直上流に
位置するわけで、吸気流はこれら段部３６ｂ、３７ｂに
おいて下向きに偏向せしめられろ。

各吸気集合通路３６．３７の上記入口開口部３６ａ、３
６ｂは、先に説明した連通管１８によって吸気冷却器１
７に接続されている。この連通管１８の内部に形成され
た連通路は、各吸気集合通路３６．３７との接続部にお
いては二つに分かれ、」１流側では１本に集合して吸気
冷却器１７に連通ずる。これにより、左右吸気集合通路
３６．３７か上流側で相互に連通ずる。

各吸気集合通路３６．３７の下流側端部底面には略矩形
の開口３９．４０が形成され、これら開口３９．４０が
下方の連通路４１によって相互に接続されている。この
下流側連通路４１は、第５図に示ケように、左右バンク
間において吸気集合通路３６．３７下方の左右独立吸気
通路３１間に生じるスペースを利用したものであって、
湾曲し吸気集合通路３６．３７に沿ってフロント側に大
きく延びろようインテークマニホールド１２の底部に一
体形成されている。このように、左右吸気集合通路３６
．３７の下流側が相互に連通し、しかも、この下流側連
通路が長いことによって、吸気系の固有振動数は小さく
なり低回転域において共鳴による過給効果が高まる。こ
の下流側連通路４１の底部には、水及びオイルが溜まる
のを防ぐため、各バンクとの連結部に向けて左右にドレ
ン口４２が設けられている。

左右バンク間に位置するインテークマニホールドＩ２の
フロント側下方には、上記下流側連通路４１に隣接して
、やはり各吸気集合部３６．３７下方の左右吸気集合通
路３５の間に、第６図に示す密閉されたバキュームチャ
ンバー４３が形成されている。このバキュームチャンバ
ー４３は、各独立吸気通路３５に設けられたシャッター
バルブ４４を駆動するアクチュエータ３２および前記バ
ルブボディー３０内のリリーフバルブを駆動するアクチ
ュエータ２９その他の作動負圧を蓄えるものであって、
チエツクバルブ４５を介し左右独立吸気通路３５の吸気
負圧を導入し蓄える。

上記シャッターバルブ４４は低速・低負荷時の吸気吹き
返しを防ぐために設けられているものである。低速・低
負荷時には、上記バキュームチャンバー４３に蓄えられ
た負圧が前記三方ソレノイドバルブ３４を介して上記ア
クチュエータ３２に導かれ、このアクチュエータ３２が
作動することにより各シャッターバルブ４４が所定開度
まで閉しられる。第７図は上記ンヤッターバルブの作動
領域を示している。

インテークマニホールド１２のフロント側端部には、吸
気集合通路３６．３７の前記入口開口部３６ａ、３７ａ
の真下の位置に冷却水通路４６が形成されている。この
冷却水通路４６は、インテークマニホールド１２の前端
面中央に一端が開口し、下方に延び二股に分かれて左右
バンクとの連結部に開口する。冷却水は上方の開口部か
ら入って下方に流れ各バンクに導かれる。

左右吸気集合通路３６．３７の下流端土壁にはバイパス
用の開口４７，４８がそれぞれ設けられ、これら開口４
７．４８が位置するインテークマニホールド１２の上面
に前記連結管２８が連結されている。連結管２８は左右
の吸気集合通路３６３７にそれぞれ連通ずる二つの独立
した通路２８ａ、２８ｂを形成し、インテークマニホー
ルドＩ２のに方でフロント側に反転して、その先端部に
は前記バルブボディー３０が横置きで連結されている。

バルブボディー３０には右側バンクに対応する側に横向
きの人口管部４９が形成され、この入口管部４９に前記
バイパス通路管２７が連結されている。バイパス通路管
２７内の通路および」−記連結管２８内の通路２８ａ、
２８ｂはスーパーチャージャー１５をバイパスして吸気
バイパス通路を構成する。

第８図は前記バルブボディー３０内に収納され吸気バイ
パス通路を開閉するリリーフバルブの制御領域を示して
いる。リリーフバルブは、過給圧が所定値（０，６〜０
　、７　ｋｇ／ｃｍ）以上になると開いて過給圧をリリ
ーフし、また、低負荷時（例えば吸気負圧１００ｍｍＩ
（ｇ以上）に開いて、スーパーチャージャ−１５をバイ
パスして吸気を流す。

これにより、高負荷時の過過給が防止され、また、低負
荷時のポンプロスが軽減される。

この実施例においては、上記のようにエアクリーナ１３
がエンジンルーム１１内においてサスペンノヨンタワー
前方の一側方に配設されるため、十分に容量が大きいエ
アクリーナを用い、しかも前方からの冷たい空気を導入
して充填効率を向上させることができる。

吸気冷却器１７もまたエンジンルーム１１の前方部でエ
アクリーナ１３とは反対側に配設されるので、やはり、
十分なスペースを利用して大型のものを設置し、前方か
らの冷たい空気によって冷却効果を」二げることかでき
る。

スロットルボディー２０はスロットルバルブ１９をアク
セルワイヤー等で操作する関係上、車室に近い位置に配
置しなければならないし、スーパーチャージャー１５は
このスロットルボディー２０の下流に設けることが要求
されるが、上記のようにスーパーチャージャー１５がエ
アクリーナ１３とは反対側に配設されているため、スー
パーチャージャー１５よりも後方で十分車室に近い位置
にスロットルボディー２０を配設することができ、しか
も、後方に緩やかに湾曲するダクト２２によってエアク
リーナＩ３側につなぐことができるので、吸気抵抗が増
大するような急な曲がり部をつくらすともボンネットラ
インの中に十分収めることのできる吸気系が得られる。

また、インテークマニホールド１２に対してフロント側
から吸気を導入するよう吸気冷却器１７と吸気集合通路
３６．３７の入口開口部３６ａ３７ａとが連通管１８に
よって連結されるので、共鳴効果を得るための分岐した
通路部分の長さを確保しながら、全体として連通路の長
さの増大を抑えスーパーチャージャー１５の吐出抵抗を
小さくすることができる。

また、エアクリーナ１３からスーパーチャージャー１５
までの吸気通路が長いことによって、スーパーチャージ
ャー１５から上流側に伝イつる脈動波の減衰が大きくな
るため、エアクリーナ１３を介して外に漏れる吸気流音
が小さくなる。しかもまた、スーパーチャージャー１５
の上流はスロットルバルブ１９によって絞られるため、
とくに低置荷時において吸気流音減衰の効果が大きくな
る。

したがって、吸気流音を低減するためにとくにエアクリ
ーナのボリュームを大きくする必要はなくなる。

また、スーパーチャージャ−１５の上流にスロットルバ
ルブ１９が設ＣＪられているため、低負荷領域で各独立
吸気通路３５のシャッターバルブ４４が閉じられたとき
に、スーパーチャージャー１５にかかる負荷が小さくな
り、その分燃費を向上させることができろ。

また、吸気バイパス通路を構成するバイパス管２７は、
スーパーチャージャ−１５の直上流から右側へットカバ
ー６の」一方を横切ってエンジン本体１のバンク間のバ
ルブボディー３０までほぼ最短距離で設けられているた
め、吸気バイパス通路の吸気抵抗を小さくして低負荷時
の充填効率を高めることができる。このバイパス管は比
較的径が小さいため、エンジンの高さをそれほど増大さ
せろことはない。

左右吸気集合通路の下流側連通路４１は、上記のように
バンク間のスペースを利用してインテークマニホールド
１２下部の独立吸気通路３５間に一体に形成されている
ため、フロント側に湾曲する形で十分に通路長さが確保
でき、したがって、コンパクトな吸気系が得られるだけ
でなく、独立吸気通路３５および連通路４Ｉを含むイン
テークマニホールド１２下部の剛性が高まる。

また、各吸気集合通路３６．３７には、最上流に開口す
る独立吸気通路３５の開口部３８の直」二流に、吸気流
を偏向させる段部３６ｂ　　３７ｂが設けられているこ
とにより、前方から流れ込む吸気の流速が抑えられると
もに下向きに流れが変えられるため、大きな慣性力で吸
気がスト−レートに流れ最後部に開口する独立吸気通路
３５に偏って流れ込むといった現象が緩和される。また
、段部３６ｂ、３７ｂを設けたことにより、インテーク
マニホールド１２のフロント側端部に冷却水通路４６を
設けるスペースが確保される。

バルブボディー３０は、インテークマニホールドＩ２の
後端部上方の連結管２８の前方反転部に横置きで連結さ
れ、その横向きに形成された入口管部４９にバイパス通
路管２７が接続されているので、バンク間の空間が有効
に利用でき、吸気バイパス系ひいては吸気系全体がコン
パクトに形成できる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、そ
の他いろいろな態様で実施できるものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されており、吸気集合通路に
設けられた段部によって吸気流の方向および作用する慣
性力のアンバランスが改善されるため、吸気集合通路に
長手方向に並ぶ各独立吸気通路への吸気の分配性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体図、第２図は同実施例
におけるインテークマニホールドの平面図、第３図は同
正面図、第４図は同上流側側面図、第５図は第２図の、
ＩＩ−Ａ断面図、第６図は同ＢＢ断面図、第７図および
第８図は同実施例におけるシャッターバルブおよびリリ
ーフバルブの制御領域図である。 １：エンジン、Ｉ２：インテークマニホールド、３５：
独立吸気通路、３６．３７：吸気集合通路、３６ｂ、３
７ｂ：段部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒の独立吸気通路を実質的に拡大部のない吸
   気集合通路の長手方向に間隔を置いて設けた開口部に接
   続することよって集合せしめ、該集合吸気通路に長手方
   向から吸気を供給する多気筒エンジンの吸気装置におい
   て、吸気流の最上流に位置する前記開口部の直上流にお
   いて前記集合吸気通路に吸気流を偏向せしめる段部を設
   けたことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。