JPH02140417A - 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） 本発明は多気筒エンジンの吸気装置、特に吸気通路の通
路構成の改良に関する。

（従来の技術） 車両用のエンジンにおいては、出力性能の向上のため、
排気エネルギを利用して吸気を過給する排気ターボ過給
機が備えられることがある。また、この排気ターボ過給
機とは別に、例えば特公昭６０−１４１６９号公報に記
載されているように、吸気の慣性過給効果等の動的効果
を利用して吸気充填量を向上させるようにしたものが知
られている。これは、吸気通路内に生じる圧力波の伝播
周期を吸気バルブの開閉タイミングに同調させることに
より、吸気の押し込み作用を生じさせるようにしたもの
で、上記圧力波の伝播周期が複数のエンジン回転領域で
吸気バルブの開閉タイミングに同調するように、上記公
報にも示されているように、該周期に対応する吸気通路
の長さをエンジン回転数に応じて変化させるように構成
する場合がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記排気ターボ過給機は、エンジンの低回転
領域では十分な過給効果が得られず、また低回転領域か
らの加速時に応答遅れのため出力トルクが速かに上昇し
ないといった欠点がある。

そこで、この排気ターボ過給機を備えたエンジンにおい
て、さらに上記のような吸気の動的効果を利用すること
により、低回転領域もしくは低回転領域からの加速時に
おける出力性能の向上を図ることが考えられている。し
かし、この場合、次のような問題が発生する。

つまり、排気ターボ過給機が十分に過給効果を発揮しな
い低回転領域で吸気の動的効果を利用しようとすると、
吸気通路内における圧力波の伝播周期を低いエンジン回
転数に同調させる必要があって、吸気通路を十分に長く
しなければならないことに、なる、そのため、エンジン
の全体が大型化し、特に限られたスペースのエンジンル
ーム内にエンジンを収納しなければならない車両用のエ
ンジンの場合に、その収納が困難となり、或は該エンジ
ンルーム内の各種装置のレイアウトやエンジンルーム周
辺の車体のデザインが著しく制約されることになるので
ある。

なお、この問題は、排気ターボ過給機を備えていないエ
ンジンにおいても、低回転領域で吸気の１； 動的効果を利用しようとする場合合同様に生じる１もの
である。

本発明は上記のような実情に対処するもので、エンジン
全体の大型化をできるだけ抑制しながら、吸気通路を十
分に長くして、低エンジン回転領域で吸気の動的効果が
得られる吸気装置を実現することを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明においては次のような
手段を用いる。

すなわち、本願の請求項１に係る発明は、エンジン本体
の各気筒にそれぞれ連通する複数の独立吸気通路と、こ
れらの独立吸気通路が集合する集合部と、この集合部か
ら上流側に延びる上流吸気通路とで構成される多気筒エ
ンジンの吸気装置において、上記エンジン本体と集合部
との間に所要の空間が設けられるように上記独立吸気通
路を湾曲状に形成すると共に、上記上流吸気通路を、集
合部のエンジン軸長方向の一端側から略Ｕ字状に屈曲さ
せて、上記空間内を通って集合部の他端側に延びるよう
に設ける。

また、請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明
の構成において、各独立吸気通路を点火順序の隣接しな
いもの毎に集合させる複数の集合部と、これらの集合部
からそれぞれ上流側に延びる複数の上流吸気通路とを設
けると共に、上記複数の集合部を略水平方向に並設し、
且つこれらの集合部のエンジン軸長方向の一端側から略
Ｕ字上に屈曲されて他端側に延びる複数の上流吸気通路
を、集合部とエンジン本体との間に形成された空間内を
上下に並んで通過させるように構成する。

（作　　用） 上記の構成によれば、吸気通路を構成する上流吸気通路
が各独立吸気通路の集合部のエンジン軸長方向の一端側
から略Ｕ字状に屈曲し、該集合部とエンジン本体との間
に形成された空間内を通過して集合部の他端側に延びる
ので、該集合部の外側方にスペースを要することなく、
上流吸気通路の長さを十分長くすることが可能となる。

従って、エンジン全体の大型化を抑制しながら、吸気通
路を十分に長くして、該通路内における圧力波の伝播周
期を低エンジン回転数に同調させることが可能となる。

そして、特に請求項２に係る発明によれば、複数の上流
吸気通路が上記空間内を上下に並んで通過するので、該
空間のエンジン幅方向の寸法をノｊ・さくすることがで
き、従ってこの種のエンジンの一層のコンパクト化が図
られる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は第１実施例に係るエンジンの全体を示す平面図
であって、エンジン本体１はその軸長方向が車体幅方向
（紙面の左右方向）に延びるようにエンジンルームＡ内
に配置されている。そして、該エンジン本体１の前方側
、すなわち車両の前方側（紙面の上方）に排気ターボ過
給機２が配置されて、該過給機２のタービンケース２ａ
に排気マニホルド３と、下流側に触媒装置や消音器等（
図示せず）が設けられた排気通路４とが接続されており
、エンジン本体１の各気筒から排出される排気ガスが上
記過給ｆｉ２のタービンを駆動した上で排出されるよう
になっている。

一方、エンジン本体１の各気筒に吸気を供給する吸気装
置１０は、上流端にエアクリーナ１１及びエアフロメー
タ１２が設けられ且つ下流端が上記過給機２のプロアケ
ース２ｂに接続された第１接続通路１３と、該過給機２
のプロワケース２ｂとエンジンルームＡの前部に配置さ
れたインタークーラー１４の空気入口１４ａとを接続す
る第２接続通路１５と、該インタークーラー１４の空気
出口１４ｂに上流端が接続され、エンジンルームＡの前
部から一側部を通過して上記エンジン本体１の後方に延
びる上流吸気通路１６と、エンジン本体１の後方側に配
置されて上記上流吸気通路１６の下流端が接続された集
合部１７と、さらに該集合部１７とエンジン本体１の各
気筒とを連通させる気筒数（この実施例では４）と同数
の独立吸気通路１８１〜１８４とで構成されている。

上記集合部１７は、その長手方向がエンジン本体１の軸
長方向と平行に配置された箱状の容器で構成され、また
、上記各独立通路１８１〜１８４は、第２，３図に示す
ように、エンジン本体１の後方の側面１ａに結合された
共通フランジ１８ａから水平方向側方に延びた後上方に
湾曲されて、上端の共通フランジ１８ｂが上記集合部１
７の底面１７ａに接続されており、これにより、エンジ
ン本体１の後方の側面１ａと集合部１７との間に空間Ｂ
が形成されている。そして、上記上流吸気通路１６の下
流端に設けられたフランジ１６ａが集合部１７のエンジ
ン軸長方向の一方側（第１゜２図の図面上、右側）の端
面１７ｂに接続されていると共に、この接続部から前方
へ略Ｕ字状に屈曲されて上記空間Ｂ内に入り、該空間Ｂ
内をエンジン軸長方向の他方側（同、左側）に向かって
通過して上流側に延びている。

また、第１図に示すように、上記集合部１７の内部は、
エンジン軸長方向の仕切り壁１７ｃによりエンジン本体
１に近い第１集合室１７、と、エンジン本体１から遠い
第２集合室１７□とに仕切られて、両室１７１，１７２
が略水平方向に並設されていると共に、上記上流吸気通
路１６は、エンジンルーム前部の分岐部１６ｂで第１分
岐通路１６１と、第２分岐通路１６□とに分岐されてい
る。そして、これらの分岐通路１６１，１６２が上記の
ように空間Ｂを通過して、その下流端が上記フランジ１
６ａを介して集合部１７の端面１７ｂに接続されること
により、第１分岐通路１６１と第１ｆｉ合室１７１、第
２分岐通路１６２と第２集合室１７□とがそれぞれ連通
されている。その場合に、第３図に示すように、第１．
第２分岐通路１６１，１６２は下流端における上記集合
部１７の端面１７ｂへの接続部では略水平方向に並んで
いるが、この接続部から第１分岐通路１６１はやや上方
に傾斜しながら、第２分岐通路１６２はやや下方に傾斜
しながらそれぞれ０字状に屈曲し、上記空間Ｂを通過す
る部分では上下に並設されている。

そして、上記各独立吸気通路１８１〜１８４のうち、点
火順序（第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒）が
隣接しない第１、第４気筒に連通された第１、第４独立
吸気通路１８１，１８４が第１集合室１７１ないし第１
分岐通路１６、に、同じく点火順序が隣接しない第２、
第３気筒に連通された第２、第３独立吸気通路１８２，
１８３が第２集合部１７□ないし第２分岐通路１６□に
連通されている。

ここで、集合部１７における上流吸気通路１６（第１、
第２分岐通路１６＋　、１６２　）が接続された端面１
７ｂと反対側の端部には、第１、第２集合部１７＋、１
７２を連通させる連通路１７ｄが設けられていると共に
、この連通路１７ｄを開通させもしくは遮断する開閉弁
１つが備えられている。また、上流吸気通路１６におけ
る上記空間Ｂから上流側に脱出した部位には、第１、第
２分岐通路１６＋、１６□内の連邦面積を制御する一対
のスロットルバルブを内蔵したスロットルボディ２０が
配置されている。さらに、第３図に示すように、各独立
吸気通路１８．〜１８４の下流部には燃料噴射ノズル２
）・・・２）がそれぞれ設置されていると共に、これら
のノズル２）・・・２）の上部は、これらに燃料を供給
するディストリビューションパイプ２２に接続されてい
る。なお、第１図中、符号Ｃ２ＣはエンジンルームＡの
両側の重体に設けられたサスタワーと称せられるサスペ
ンション装置の収納部を示す。

次に、この実施例の作用を説明する。

エンジンの運転時に各気筒から排出される排気ガスによ
って排気ターボ過給機２のタービンが駆動されることに
より、エアクリーナ１１から吸入された吸気が該過給機
の２のブロワによって加圧されると共に、インタークー
ラー１４によって冷却された上で上流吸気通路１６に流
入する。そして、この吸気は、該上流吸気通路１６の分
岐部１６ｂで第１、第２分岐通路１６１，１６２に分岐
し、これらの分岐通路１６１．１６□によりスロットル
ボディ２０内のスロットルバルブを介して集合部１７の
第１、第２集合室１７＋　、１７２にそれぞれ流入する
と共に、さらに第１集合室１７エに流入した吸気は、第
１、第４独立吸気通路１８１．１８４によって第１、第
４気筒に、また第２集合室１７□に流入した吸気は第２
、第３独立吸気通路１８２，１８３により第２．第３気
筒に、それぞれの吸気行程時に導入される。

その場合に、高エンジン回転領域では上記過給機２の過
給作用により、大量の吸気が供給されて大きな出力トル
クが得られると共に、該過給機２の過給作用が十分に得
られない低回転領域では、吸気の慣性過給効果によって
吸気の充填量が増量されることになる。つまり、各気筒
における吸気行程開始時の吸気バルブの開弁時に吸気ボ
ート内に生じる負圧波が当該独立吸気通路１８１〜１８
４、集合部１７及び上流吸気通路１６の分岐通路１．６
１．１６□を上流側に伝播した後、該上流吸気通路１６
の分岐部１６ｂで正圧波に反転して上記各通路を下流側
に伝播し、これが吸気行程の終期における吸気バルブの
閉弁直前に吸気ボートに到達して、燃焼室内へ吸気を押
し込むのである。

このとき、第２気筒を例にとって説明すると、該第２気
筒の吸気ボートで負圧波として発生し、分岐部１６ｂで
正圧波に反転した圧力波に対して、点火順序が先行する
第４気筒の吸気行程後半に発生した正圧波が合成される
ことにより、該圧力波が一層強い正圧波となって、第２
気筒への吸気充填量をさらに増大させることになる。

そして、この場合に、上記吸気ボートから圧力波の反転
部（分岐部１６ｂ）までの長さが十分に長いので、吸気
バルブの開弁時間も長い低エンジン回転時に上記圧力波
の伝播周期と吸気バルブの開閉タイミングとが同調する
ことになる。これにより、低エンジン回転時の吸気充填
量が増量され、低速トルクが増大されるのである。ここ
で、吸気ボート（吸気バルブ）から分岐部１６ｂまでの
長さは、過給機２による過給圧が十分な値、すなわち排
気ガスをタービンに対してバイパスさせるウェストゲー
トバルブ（図示せず）が開く設定過給圧になるエンジン
回転数（インターセプト点）付近か、それより低い回転
数で同調するように設定されている。

なお、高エンジン回転時には上記集合部１７における開
閉弁１９が開いて連通路１７ｄによって第１、第２集合
部１７＋　、１７２が連通されることにより、この連通
部が圧力波の反転部となつ゛（、上記のような慣性過給
効果が高エンジン回転時にも得られ、高速トルクが一層
増大されることになる。また、集合部１７における第１
集合室１７１及び上流吸気通路１６における第１分岐通
路１６１は第１、第４気筒で共用され、また集合部１７
における第２集合室１７２及び上流吸気通路１６におけ
る第２分岐通路１６□は第２、第３気筒で共用されるが
、第１、第４気筒、及び第２、第３気筒はそれぞれ点火
順序が隣接しないから、これらの気筒間についての圧力
波の干渉がないと共に、上記のように互いに圧力波を強
め合うように作用するので、上記の慣性過給効果が各気
筒についてそれぞれ有効に発揮されることになる。

以上のように、吸気通路を長くすることにより、排気タ
ーボ過給機２による過給効果が十分に得られない低回転
領域で、慣性過給効果によって吸気充填量ないし出力ト
ルクが増大されることになるが、上記の構成によれば、
吸気通路を長くするに当たって、上流吸気通路１６（第
１．第２分岐通路１６＋　、１６□）が集合部１７のエ
ンジン軸長方向の一端部から略Ｕ字状に屈曲されて、該
集合部１７とエンジン本体１との間に設けられた空間Ｂ
内をエンジン軸長方向の他端側に向けて通過させるよう
に設けられているから、集合部からエンジンの外側方へ
上流通路を延ばす場合のようにエンジン全体が著しく大
型化することがなく、コンパクトでしかも十分に長い吸
気通路が得られることになる。

また、上記の構成によれば、集合部１７を構成する第１
、第２集合室１７１，１７２を略水平方向に並設して、
その底面に独立吸気通路１８、〜１８４を接続すること
により、該集合部１７とエンジン本体１との間に所要の
空間Ｂを設けているのであるが、該空間Ｂを通過する上
流吸気通路１６の第１、第２分岐通路１６＋、１６□は
、該空間Ｂ内を上下に並んで通過しているので、該空間
Ｂの幅（第１図の寸法Ｗ）を比較的狭くすることができ
る。従って、エンジンの全幅、特にエンジン本体１より
後方への突出量が抑制されることになる。

次に、第４．５図に示す本発明の第２実施例について説
明する。

この実施例においては、前記実施例における別体として
形成された箱状の集合部１７に代え、上流吸気通路４６
を構成する第１、第２分岐通路４６＋　、４６２の下流
端部が第１、第２集合部４７４７□とされており、第１
集合部４７　ｌの下面に第１、第４独立吸気通路４８１
．４８４が、また第２集合部４７２の下面に第２、第３
独立吸気通路４８□、４８．がそれぞれ接続されている
。また、この実施例においては、インタークーラー４４
がエンジンルームＡの側部に配置され、これにともなっ
て、該インタークーラー４４の空気人口４４ａと、エン
ジン本体３１の前方側、すなわち車両の前方側（第４図
の図面上で上方）に配置された排気ターボ過給機３２の
プロワケース３２ｂとを接続する第２接続通路４５、及
び該インタークーラー４４の空気出口４４ｂに接続され
る上流吸気通路４６の上流部の形状もしくは配置が前記
実施例と異なっている。

これらの点を除いて、この実施例の構成は前記実施例と
略同様であり、エンジン本体３１の各気筒と上記第１、
第２集合部４７１，４７２とを連通させる各独立吸気通
路４８１〜４８４が湾曲状に形成されて該集合部４７１
．４７□とエンジン本体３１との間に空間Ｂが設けられ
ていると共に、上記第１、第２分岐通路４６＋　、４６
□が第１、第２集合部４７□、４７□から前方へ略Ｕ字
上に屈曲されて上記空間Ｂ内を上流側に延びている。ま
た、第１、第２集合部４７＋　、４７□が略水平方向に
並設されていると共に、第１．第２分岐通路４６１．４
６２が上記空間Ｂ内を上下に並んで通過している。

従って、この実施例においても、前記実施例と同様に、
吸気通路の長さが十分長くされて、排気ターボ過給機３
２による過給効果が十分に得られない低回転領域で慣性
過給効果によって吸気の充填量が増大され、しかも吸気
通路ないしエンジン全体がコンパクトに構成されること
になる。なお、第４図中、４１はエアクリーナ、４２は
エアフローメータ、４つは第１．第２集合部４７、４７
２を連通させる連通路４７ｄに設けられた開開弁、５０
は上流吸気通路４６上に設けられて第１、第２分岐通路
４６＋　、４６２の通路面積を制御する一対のスロット
ルバルブを内蔵したスロットルボディである。また、５
１はエンジンルームＡの前部に配置されたラジェータで
あり、さらに第４図中の符号ＣはエンジンルームＡの両
側部の車体に設けられたサスタワー（一方のみ図示〉を
、第５図中の符号りはエンジンルームＡの上方を覆うボ
ンネットをそれぞれ示す。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、エンジン本体の各気筒に
それぞれ連通する独立吸気通路と、これらの独立吸気通
路が集合する集合部と、この集合部から上流側に延びる
上流吸気通路とを有する多気筒エンジンの吸気装置にお
いて、上記エンジン本体と集合部との間に空間を設ける
と共に、上記上流吸気通路を集合部のエンジン軸長方向
の一端側から略Ｕ字状に屈曲させて、上記空間内を他端
側に向けて延びるように通過させる構成としたがら、吸
気通路をコンパクトに構成しながらその長さを十分に長
くすることが可能となる。これにより、エンジン全体の
著しい大型化を招くことなく、吸気通路内における圧力
波の伝播周期を低工舗 ンジン回転数に同一＋ｇせることが可能となって、低回
転領域での出力性能が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は第１実施
例の一部破断全体平面図、第２図は第１図■矢視による
一部破断要部拡大図、第３図は第２図■矢視図、第４図
は第２実施例の全体平面図、第５図は第４図Ｖ矢視によ
る側面図である。 １．３１・・・エンジン本体、１６．４６・・・上流吸
気通路、１７，４７１．４７□・・・集合部、１８１〜
１８４．４８＋〜４８４・・独立吸気通路、Ｂ・・・空
間。 グα 図 第 図 ｊδ 図 第 ４′６ 図 、／Ｌ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン本体の各気筒にそれぞれ連通する複数の
   独立吸気通路と、これらの独立吸気通路が集合する集合
   部と、この集合部から上流側に延びる上流吸気通路とで
   構成される多気筒エンジンの吸気装置であって、上記エ
   ンジン本体と集合部との間に所要の空間が設けられるよ
   うに上記独立吸気通路が湾曲状に形成されていると共に
   、上記上流吸気通路が集合部のエンジン軸長方向の一端
   側から略Ｕ字状に屈曲し、上記空間内を通って集合部の
   他端側に延びるように設けられていることを特徴とする
   多気筒エンジンの吸気装置。
2. （２）エンジン本体の各気筒にそれぞれ連通する複数の
   独立吸気通路と、これらの独立吸気通路が点火順序の隣
   接しないもの毎に集合する複数の集合部と、これらの集
   合部からそれぞれ上流側に延びる複数の上流吸気通路と
   で構成される多気筒エンジンの吸気装置であって、上記
   複数の集合部が略水平方向に並設されていると共に、該
   集合部と上記エンジン本体との間に所要の空間が設けら
   れるように上記独立吸気通路が湾曲状に形成され、且つ
   上記複数の上流吸気通路が集合部のエンジン軸長方向の
   一端側から略Ｕ字状に屈曲し、上記空間内を上下に並ん
   で通過して集合部の他端側に延びるように設けられてい
   ることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。