JPH02115523A - 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、吸気系の動的効果によって出力向上を図るよ
うにした多気筒エンジンにおける吸気装置に関するもの
である。

（従来技術） 従来より、多気筒エンジンにおいて、各気筒に対し接続
された吸気通路を、互いに吸気順序が連続しないように
それぞれ吸気集合部に接続し、この集合部における吸気
干渉を防止するとともに、上記吸気集合部を上流側の分
岐吸気通路によって集合し、就業部上流側の気柱振動系
の影響による圧力振動に伴う過給効果（以下、共鳴過給
効果と呼ぶ）を利用するようにした吸気装置は、例えば
、特開昭５８−１１５８１８号、特開昭５７−５１９１
０号によって提案されている。

しかして、上記のような吸気装置において、その吸気通
路に対しアイドル時のエンジン回転数調整用のバイパス
エアの導入、クランクケースからのブローバイガスの導
入、キャニスタ−に吸着した蒸発ガソリンの導入もしく
は排気系からのＥＧＲガスの導入等のエアもしくはガス
の導入を行う場合に、このエアもしくはガスの導入を金
気筒に対して均等に行うために、前記両分岐吸気通路も
しくは吸気集合部に上記エアもしくはガスを導入して分
配性を向上する必要がある。また、スロットルバルブの
作動に対する応答性等の点から、このスロットルバルブ
は吸気集合部近傍の分岐吸気通路に配設するのが好まし
く、この場合においても、上記吸気通路へのエアもしく
はガスの導入は、スロットルバルブ下流の分岐吸気通路
もしくは吸気集合部に導入する必要がある。

しかるに、上記吸気集合部に単にエアもしくはガスの導
入通路の下流端を接続するようにしたものでは、この導
入通路によって両吸気集合部を連通してしまい、前記吸
気装置における共鳴過給効果を損うことになる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、吸気通路へのエアもしくはガ
スの導入による過給効果への悪影響を排除するようにし
た多気筒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。

（発明の構成） 構成上の特徴とするところは、燃焼室に吸気を導入する
吸気通路に共鳴を起こさせ、その共鳴による正圧により
動的過給を行なうようその固有振動数が設定されたエン
ジンの吸気装置において、一端がエアもしくはガスの取
出し部に接続され下流側が上記吸気通路に接続されたエ
アもしくはガスの導入通路を設け、そのエアもしくはガ
スの導入通路と該導入通路の下流端から下流側の吸気通
路とにより形成される固有振動数を、上記動的過給を行
なう吸気通路の固有振動数とほぼ等しく設定したところ
であり、吸気を導入する吸気通路による共鳴の定常波と
エアもしくはガスの導入通路による共鳴の定常波とを一
致させるものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図は本発明の第１の実施例における直列６気筒エン
ジンの概略構成図である。

直列６気筒エンジン１は、第１気筒ＩＡから第６気筒Ｉ
Ｆの点火順序すなわち吸気行程順序は第１→４→２→５
→３→６気筒の順に設定されている。そして、各党ｆｉ
ｌＡ−ＩＦに接続された独立吸気通路２ａ〜２ｆはそれ
ぞれ実質的に吸気行程がオーバーラツプしない２つの気
筒群に分割されて、第１吸気集合部３（第１サージタン
ク）もしくは第２吸気集合部４（第２サージタンク）に
接続されている。すなわち、第１ないし第３気筒ＩＡ、
ＩＢ、ＩＣの独立吸気通路２ａｔ　２ｂ＋　２ｃが第１
吸気集合部３に集合され、第４ないし第６気筒ＬＤ、Ｉ
Ｅ、ＩＦの独立吸気通路２ｄ、２ｅ＋２ｆが第２吸気集
合部４に集合されている。

さらに、上記第１および第２吸気集合部３．４には、そ
の上流側に１本ずつの分岐吸気通路５゜６が接続され、
両分岐吸気通路５．６は集合して合流通路７に連通して
設けられている。また、この両分岐吸気通路５．８の下
流部分には、同期して開閉するスロットルバルブ１３．
１４がそれぞれ介装されている。

一方、各気筒ＩＡ〜ＩＦに接続された独立排気通路８ａ
〜８ｆは上記気筒群に対応して２分割されて、それぞれ
第１排気管９および第２排気管１０に接続され集合され
ている。

そして、前記第１および第２吸気集合部３，４に、一端
がスロットルバルブ１３上流の分岐吸気通路５．エンジ
ン１のクランクケースおよびキャニスタ２９等のエアも
しくはガス取出し部に接続された導入通路１１の他端部
が接続されて、エアもしくはガスを導入するものである
。この導入通路１１は、下流側部分が分岐導入通路１１
ａ、１１ｂに分岐され、その下流端がそれぞれ第１およ
び第２吸気集合部３．４に接続され、この分岐導入通路
１１ａ、ｌｌｂの分岐部分より上流側に、一端がスロッ
トルバルブ１３上流の分岐吸気通路５に接続されたスロ
ットルバルブ１３をバイパスするバイパスエア導入通路
１５、一端がエンジン１のクランクケースに接続された
ブローバイガスを導入するブローバイガス導入通路１６
、および一端がキャニスタ２９に接続された蒸発燃料導
入通路１７がそれぞれ接続合流されている。

上記バイパスエア導入通路１５の途中にはバイパスエア
量調整機横１８が介装され、このバイパスエア量調整機
横１８は、第２図に一例を示すように、バイパスエア導
入通路１５の並列に分岐した通路１５ａ〜１５ｃにそれ
ぞれ介装されたアイドル回転数を一定に維持するＳＩＧ
バルブ１９と、冷間時のアイドル回転数を上昇させる冷
間時増量弁２０と、始動時エア量調整弁２１とを備えて
いる。

ＳＩＧバルブ１９はソレノイドバルブによって構成され
、回転数センサー２２からのアイドル回転数信号を受け
たＳＩＧ制御回路２３からの制御信号によって開度調整
される。アイドル回転数が設定回転数より高い時にＳＩ
Ｇバルブ１９はエア量を絞ってエンジン回転数を低下さ
せる一方、設定買値数より低い回転数の時にはエア量を
増大してエンジン回転数を上昇させて、アイドル回転数
を設定回転数に維持するように調整するものである。ま
た、冷間時増量弁２０は冷却水温度を検出して開閉作動
するサーモバルブにて構成され、冷間時には開閉弁を開
いてエア量を増大し、エンジン回転数を高くして安定性
を保つ一方、設定温度以上に上昇した時に閉じるもので
ある。なお、この冷間時増量弁２０が開いているときに
は、前記ＳＩＧバルブ１９は閉じている。さらに、始動
時エアｌｌｎ整弁２１はアジャストスクリューで構成さ
れ、製作誤差等によるバラツキを吸収するために、基本
エア量を調整するものである。

第３図はバイパスエア量調整機横１８′の変形例を示し
、第２図における各調整弁１９〜２１を一体化したソレ
ノイド制御弁２４をバイパスエア導入通路１５に介装し
、アイドル回転数を検出するための回転数センサー２２
、冷却水温度を検出するための温度センサー２５等の検
出信号を受けたコントロールユニット２６からの制御信
号が、ソレノイド制御弁２４に出力され、第２図のもの
と同様にアイドル回転数を一定に維持するＳＩＧ機能、
冷間時エア量増大機能、始動時調整機能等を得るもので
ある。

一方、前記ブローバイガス導入通路１６にはブローバイ
ガス制御弁２７が介装され、このブローバイガス制御弁
２７には吸気集合部３，４の吸気負圧が作用し、該制御
弁２７はこの吸気負圧の大きさに応じて低負荷および高
負荷時に閉じるものであって、中負荷時に開いてブロー
バイガスを導入する公知のバルブが使用されている。

さらに、蒸発燃料導入通路１７は導入制御弁２８を介し
てキャニスタ２９に連通され、このキャニスタ２９は燃
料タンク３０からの蒸発燃料を吸着して大気放出を防止
するものであって、上記導入制御弁２８はスロットルバ
ルブ１４直上流の吸気負圧に対応して変位するダイヤフ
ラムバルブによって構成され、スロー／　トルバルブ１
４が開いて吸気負圧が作用した時に、上記蒸発燃料導入
通路１７を開いて吸着した蒸発燃料を導入する公知のバ
ルブが使用されている。

上記のような吸気装置において、両吸気集合部３．４よ
り上流側の吸気系においては、一般に吸気バルブの開弁
期間が２４０°で、点火が各気筒で順次１２０°ずれて
行なわれることから、第１吸気集合部３および第２吸気
集合部４では吸気行程が交互に１２０°ずれて２４０°
の期間生起するので、吸気行程のオーバーラツプがない
とともにその圧力変動が連続して発生しており、第１吸
気集合部３と第２吸気集合部４との圧力変動が互いに１
２０°位相がずれている。よって、一方の吸気集合部３
または４での圧力変動がピーク値にあるときに他方の吸
気集合部４または３での圧力変動が谷値となり、両吸気
集合部３．４を連通している分岐吸気通路５，６で互い
に加振作用し、この吸気集合部３．４上流側の気柱振動
系が共振した時に、大きな共鳴過給効果が得られるもの
である。この吸気集合部３．４上流側の気柱振動系の圧
力振動の共振点すなわち同調回転数は、吸気集合部３．
４から合流部までの分岐吸気通路５゜６の平均長さをＬ
ｌその通路径をＤとしたときに、 Ｄ／ｆｉＩ′″ に比例するものである。そして、この共鳴過給効果は低
中速回転域で良好な特性が得られることから、上記同調
回転数はこの低中速回転域でエンジンの要求特性に合せ
て設定されるものである。

これに対し、前記導入通路１１の分岐導入通路１１ａ、
ｌｌｂによっても、上記吸気集合部３゜４は連通され、
その吸気集合部３，４から分岐部までの分岐導入通路１
１ａ、ｆｌｂの平均長さを２、通路径をｄとしたときに
、上記と同様に、ｄ／ｆ に比例する同調回転数に基づいて共鳴作用が生起するが
、この導入通路１１による同調回転数は、前記分岐吸気
通路５，６による同調回転数とほぼ同じ値、すなわち、 ｄ／ｆ　＝　Ｄ／Ｅ の条件を溝足するように設定するものである。

この設定理由は、上記導入通路１１による同調回転数が
、分岐吸気通路５，６による同調回転数より違う回転数
に設定されていると、分岐吸気通路５，６による同調回
転数の時に、吸気集合部３．４での圧力変動が導入通路
１１を通って減衰され、その圧力変動が低減することか
ら、共鳴過給効果が充分に得られるなくなる。

その際、導入通路１１における分岐導入通路１１ａ、ｌ
ｌｂの通路径ｄは、エアもしくはガスを必要量だけ供給
するためには、その最小径はある程度の大きさに設定限
度があり、この条件によって規制された通路径ｄに応じ
て、通路長さ２を同調回転数が等しくなるように設定す
るものである。

上記実施例の如き吸気装置によれば、導入通路１１の分
岐導入通路１１ａ、ｆｌｂの分岐部より上流側に介装し
た１つの各制御手段により、導入するエアもしくはガス
の開閉または計量を行って、所定量のエアもしくはガス
を吸気系に導入するものであって、その導入に伴って吸
気系の共鳴過給効果を阻害しないようにしている。この
場合、制御手段が各１つであるので、そのコントロール
が容易で、吸気集合部３，４への分配均等性が良好とな
る。

実施例２ この実施例は第４図に示し、前記第１図に示す例のもの
に対し、さらに、吸気集合部３，４に前記バイパスエア
、ブローバイガスおよび蒸発燃料ガスを導入する導入通
路１１に加えて、ＥＧＲ導人通人通路３２続した例を示
すものであり、第１図と同一構造には同一符号を付して
いる。

すなわち、前記第２排気管１０にＥＧＲ導入通路３２の
一端取出し部が接続開口され、該ＥＧＲ導入通路３２の
他端部は２つのＥＧＲ分岐導入通路３２ａ、３２ｂに分
岐されて、それぞれ前記第１および第２吸気集合部３，
４に接続開口されている。また、上記ＥＧＲ導入通路３
２の分岐部より上流側にはＥＧＲ制御弁３３が介装され
、このＥＧＲ制御弁３３が開作動しているときに、排気
管１０からの排気ガスを吸気系の両吸気集合部３．４に
帰還し、各独立吸気通路２ａ〜２ｆを経て各気筒ＩＡ〜
ＩＦに供給されるもの、である。

そして、このＥＧＲ導入通路３２におけるＥＧＲ分岐導
入通路３２ａ、３２ｂは、前記導入通路１１の分岐導入
通路１１ａ、１１ｂの平均長さΩおよび径ｄと同様に、
その平均長さΩ９および径ｄ゛の寸法が、 ｄ゛／　ｆ′＝　　Ｄ／　ｆＺ の条件を満たすように設定される。

なお、第１図および第４図においては、吸気集合部３．
４上流側の分岐吸気通路５，６は合流通路７で合流する
ようにしているが、この上流端はそれぞれエアクリーナ
等に開放していても、この吸気集合部３．４上流側の気
柱振動系の共振点と同調した時に、共鳴過給効果が得ら
れるものであり、この場合の同調回転数についての集合
部までの長さも分岐吸気通路５．６の長さしとなるもの
である。

また、上記第１および第２の実施例では、バイパスエア
、ブローバイガスおよび蒸発燃料導入通路１５．１６．
１７は、分岐導入通路１１ａ、１ｔｂに分岐する部分よ
り上流側の導入通路１１に集合して通路構成の簡素化、
共通化を図るとともに、各エアもしくはガスの導入制御
を共通部分の単一制御で行うようにしているが、それぞ
れを各吸気集合部３，４に連通ずるようにてもよい。

その際には、第２の実施例の導入通路１１とＥＧＲ導入
通路３２との関係のように各分岐導入通路の長さおよび
径を設定するものである。

実施例３ この実施例は第５図にしめし、各気筒ごとの独立吸気通
路２ａ＋　　２ｂ、２ｃ、２ｄの共鳴系で共鳴させその
定常〜により動的過給を行なうものである。

各独立吸気通路２ａ＋　２ｂｔ　２ｃ＋　２ｄには各々
スロットルバルブ４１，４２，４３．４４が設けられて
おり、排気ガス還流通路４５はその上流端が排気通路４
６に連通し、下流端は所定のボリュームを持つ公分配室
４７から各気筒ごと分岐し、スロットルバルブ４１．４
２，４３．４４の下流に連通ずる。４８は排気還流ガス
の制御弁である。

そして、排気ガス還流通路の分岐した部分と、排気ガス
還流通路４５の下流端より亜流の吸気通路部分とをを合
わせた振動系Ｂの固有振動数を、独立吸気通路４１．４
２．４３．４４の振動系Ａの固有振動数とを一致させる
。

なお、この実施例は排気ガス還流通路について示したが
、同様にエアーバイパス通路、プローバイガスおよび蒸
発燃料導入通路においても適用できる。

（発明の効果） 以上水したように、吸気通路へのエアもしくはガスの導
入通路を共鳴による動的過給を行なう吸気通路へ接続す
るについて、この導入通路の接続によって、吸気通路の
共鳴効果を阻害することなく所定の同調回転数で出力向
上効果が充分に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による吸気装置を備えた
多気筒エンジンの概略構成図、第２図はバイパスエア量
調整機構の具体例を示す構成図、 第３図はバイパスエア量調整ｍ　＋ｘの他の例を示す構
成図、 第４図は本発明の第２の実施例による吸気装置を備えた
多気筒エンジンの概略構成図である。 第５図は本発明の第３の実施例による吸気装置を備えた
多気筒エンジンの概略構成図である。 ｌ・・・・・・エンジン、ｌＡ〜ＩＦ・・・・・・気筒
、２　ａ〜２ｆ・・・・・・独立吸気通路、３．４・・
・・・・吸気集合部、５．６・・・・・・分岐吸気通路
、１１・・・・・・導入通路、１１ａ、１１ｂ・・・・
・・分岐導入通路、１３．１４・・・・・・スロットル
バルブ、１５．４５・・・・・・バイパスエア導入通路
、１６・・・・・・ブローバイガス導入通路、１７・・
・・・・蒸発燃料導入通路、３２・・・・・・ＥＧＲ導
入通路、３２ａ、３２ｂ・・・・・・ＥＧＲ分岐導入通
路、Ω、Ｒ’、Ｌ・・・・・・通路長さ、ｄ、ｄ’、Ｄ
・・・・・・道路径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼室に吸気を導入する吸気通路に共鳴を起こさせ、そ
   の共鳴による正圧により動的過給を行なうようその固有
   振動数が設定されたエンジンの吸気装置において、一端
   がエアもしくはガスの取出し部に接続され下流側が上記
   吸気通路に接続されたエアもしくはガスの導入通路を設
   け、そのエアもしくはガスの導入通路と該導入通路の下
   流端から下流側の吸気通路とにより形成される固有振動
   数を、上記動的過給を行なう吸気通路の固有振動数とほ
   ぼ等しく設定したことを特徴とするエンジンの吸気装置
   。