JPH02157419A - 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、
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、吸気バルブの開弁時に吸気ボートに生じる負圧
波を吸気通路上流部の大気開放部もしくは他の気筒の吸
気通路との合流部まで伝播させて正圧波に反転させると
共に、この正圧波を上記吸気ボートまで再び伝播させて
、吸気バルブの開弁時直前に該ボートに到達させること
により、その押し込み作用で吸気の充填量を増大させる
ようにしたものである。

その場合に、吸気ボートから圧力波の反転部までの通路
長を可変として、該圧力波の伝播周期と吸気バルブの開
閉タイミグとを複数のエンジン回転数に対して同調させ
ることにより、広いエンジン回転領域で過給効果を得る
ようにすることがある。

そして、多気筒エンジンにおいてこのような吸気の動的
過給を行う場合、各気筒ごとに独立した吸気通路を設け
ると吸気装置が著しく複雑且つ大型化するので、点火順
序が互いに隣接しない気筒、つまり上記の圧力波が互い
に干渉しない気筒ごとに、吸気ボートから導かれた比較
的短い独立吸気通路を集合させることにより、吸気装置
の著しい大型化等を招くことなく、各気筒について効果
的に過給効果が得られるようにすることがある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のように各吸気ボートから導かれな複数
の独立吸気通路を集合させる場合、この集合部とエンジ
ン本体における各ボートとの位置関係によって独立吸気
通路の長さが各気筒によって相違することになる。つま
り、集合部が例えばエンジン本体の中央部側方に設けら
れた場合、該本体の中央部に位置する気筒の独立吸気通
路は短く、エンジン本体の両端部に位置する独立吸気通
路は長くなるのである。そして、このように各気筒の吸
気通路が相違すると、上記の慣性過給効果や各気筒の燃
焼室に供給される混合気の空燃比等がばらついて、各気
筒で燃焼状態が一定しないことになる。この場合、点火
時期等を最も条件の悪い気筒を基準として設定する必要
が生じ、そのため、エンジン全体としての出力性能や燃
費性能、さらには排気性能等が低下することになり、ま
た各気筒ごとに燃焼爆発力が一定しないことによってエ
ンジン振動が増大することにもなる。

本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関する上記のよ
うな実情に対処するもので、各気筒の吸気ボートから導
かれた独立吸気通路を集合させる集合部を設けたものに
おいて、該吸気装置の著しい複雑化や大型化等を回避し
ながら、上記各独立吸気通路の長さを等しくして各気筒
でできるだけ一定した燃焼状態が得られるようにするこ
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
吸気通路とを有する多気筒エンジンの吸気装置において
、上記集合部を、エンジン本体の両端部に位置する２つ
の気筒の独立吸気通路が集合する第１集合部と、これら
の気筒を除くエンジン本体の中央部に位置する複数の気
筒の独立吸気通路が集合する第２集合部とで構成し、こ
れらの集合部を、エンジン本体の一側方において第１集
合部が該本体に近い位置に、第２集合部が該本体から離
れた位置にそれぞれ位置するようにエンジン軸長方向に
略平行に並設する。そして、上記上流吸気通路を上流部
で２つの分岐通路に分岐し、これらの分岐通路を上記第
１、第２集合部のエンジン軸長方向の一端側にそれぞれ
接続すると共に、該第１、第２集合部のエンジン軸長方
向の他端側に画集合部を連通させる連通路を設ける。

（作　　用） 上記の構成によれば、エンジン本体の両端部に位置する
２つの気筒の独立吸気通路が該エンジン本体に近い位置
に配置された第１集合部に集合され、またエンジン本体
の中央部に位置する複数の気筒の独立吸気通路が該エン
ジン本体から離れた位置に配置された第２集合部に集合
されるので、これらの独立吸気通路の長さをいずれも略
等しくすることが可能となる。従って、各気筒に供給さ
れる混合気の空燃比や吸気の充填量等が略一定となり、
各気筒で均一な燃焼状態が得られることになる。

また、上記の構成によれば、第１、第２集合部を連通さ
せる連通路を遮断すれば、吸気バルブの開弁時に吸気ボ
ートで発生する負圧波が上記上流吸気通路の分岐部で正
圧波に反転し、また連通路を開通させれば負圧波が該連
通路で正圧波に反転することにをり、これにより広いエ
ンジン回転領域で吸気の慣性過給効果が得られることに
なるが、その場合に、この連通路は第１、第２集合部に
おける上流吸気通路が接続された端部と反対側の端部の
スペースを利用して設けられているので、上記のように
各独立吸気通路の長さを略等しくし、且つ広い領域で慣
性過給効果を得ながら、吸気装置の全体がコンパクトに
構成されることになる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本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
過給機２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の空気人口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１８．〜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１８□〜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ｌの後方の側面１ａと集金部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Ｌ７ｂ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集金室１７２とに仕切られて、両室１７．．１７２
がエンジン本体１の軸長方向に平行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１６．と、第２分岐通路１
６２とに分＠されている。そして、これらの分岐通路１
６ｓ　、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１６ａ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１＃＆合室１７．とが、また第２分岐通路１６２と第
２集合室１７２とがそれぞれ連通されている。

そして、上記各独立吸気通路１８．〜１８４のうち、エ
ンジン本体１の両端部に位置して点火順序（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１８１．１
８４がエンジン本体１に近い方の第１集合室１７１に連
通され、またエンジン本体１の中央部に位置する同じく
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がエンジン本体１か
ら離れた方の第２集合部１７２に連通されていると共に
、特にエンジン本体１の両端部に位置する第１、第４気
筒の独立吸気通路１８１゜１８４は、第１図に示すよう
に、平面視で外方に膨らむように湾曲された上でエンジ
ン本体１に近い第１ｓ合部１７１に接続されている。

また、上記第１、第２集合部１７１，１７２における上
流吸気通路１６の第１、第２分岐通路１６、．１６２が
それぞれ接続された端部と反対側（第１．２図の図面上
、左側）の端部には、これ、ｑｌら、の集合部１７ｔ、
１７２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１９が備えられている。

ここで、上流吸気通路１６における上記空間Ｂから上流
側に脱出しな部位には、第１、第２分岐通路１６１．１
６ａ内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２０が配置されている。また
、第３図に示すように、各独立吸気通路１８１〜１８４
の下流部には燃料噴射ノズル２１・・・２１がそれぞれ
設置されていると共に、これらのノズル２１・・・２１
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Ｃ１ＣはエンジンルームＡの両側の車体に設けられた
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１６ｓ　、１６２に分
岐し、これらの分岐通路１６１．１６２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１７１，１７２にそれぞれ流入する
と共に、さらに第１集合室１７１に流入した吸気は、第
１、第４独立吸気通路１８１．１８４によってエンジン
本体１の両端部に位置する第１、第４気筒に、また第２
集合室１７２に流入した吸気は第２、第３独立吸気通路
１８２．１８９によりエンジン本体１の中央部に位置す
る第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、主としてエンジンの高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所要
の出力トルクが得られると共に、吸気装置１０内におけ
る吸気の慣性過給効果によっても吸気充填量ないし出力
トルクが増大されることになる。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ポート内
に生じる負圧波が当該独立吸気通路１８１〜１８４から
集合部１７の第１凧合室１７にもしくは第２集合室１７
□内に伝播すると共に、このとき両集合室１７□、１７
２間の連通路１７ｄが開閉弁１９によって遮断されてお
れば、上記負圧波はさらに上流吸気通路１６の分岐通路
１６１，１６２を上流側に伝播し、該上流吸気通路１６
の分岐部１６ｂで正圧波に反転する。また、上記開閉弁
１９が連通路１７ｄを開通させておれば、負圧波は該連
通路１７ｄ内で正圧波に反転する。そして、この正圧波
が上記各通路を下流側に伝播し、これが吸気行程の終期
における吸気パルプの閉弁直前に吸気ポートに到達して
、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気筒の吸気ポート
で負圧波として発生し、分岐部１６ｂもしくは連通路１
７ｄ内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。また、上記集合部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、集合部１７における第２集合
室１７□及び上流吸気通路１６における第２分岐通路１
６２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圧力波を互いに弱め合う
ような干渉作用がない。

そして、上記開閉弁１９をエンジンの低回転領域で閉じ
、高回転領域で開くことにより、上記のような圧力波の
伝播周期と吸気パルプの開閉タイミングとが高、低、両
回転領域で同調することになり、これにより広い運転領
域で慣性過給効果による出力トルクの増大作用が得られ
ることになる。

そして、特に上記の構成によれば、エンジン本体１の両
端部に位置する第１、第４気筒の独立吸気通路１８１．
１８４が集合部１７におけるエンジン本体１に近い第１
集合室１７１に、エンジン本体１の中央部に位置する第
２、第３気筒の独立吸気通路１８２．１８３がエンジン
本体１から離れた第２集合室１７２にそれぞれ接続され
ていると共に、第１、第４気筒の独立吸気通路１８１゜
１８４は平面視で外方へ膨出するように設けられて、こ
れらの独立吸気通路１８１〜１８４の長さが略等しくさ
れている。これにより、各気筒に対する上記のような慣
性過給効果や、各気筒に供給される混合気の空燃比等が
略等しくなり、各気筒での燃焼状態が揃うことになって
、点火時期等を最適に設定することが可能となり、その
結果、エンジンの出力性能、燃費性能或は排気性能等が
向上する。また、燃焼爆発力が各気筒でばらつくことに
よるエンジン振動の増大が防止されることになる。

さらに、高エンジン回転領域で慣性過給効果を得るため
の上記連通路１７ｄが、第１、第２集合室１７１．１７
２における上流吸気通路１６（第１、第２分岐通路１６
１．１６２　）が接続された端部と反対側の端部におけ
るスペースを利用して設けられているので、当該吸気装
置１０の特に集合部１７の周辺がコンパクトに構成され
ることになる。

（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、該装置の著しい大型化や複雑化を招くことなく、
上記各独立吸気通路の長さを略等しくし、且つ高エンジ
ン回転領域で慣性過給効果を得るための連通路を設ける
ことが可能となる。もって、コンパクトで、しかも出力
性能、燃費性能、排気性能等に優れ、且つ広い領域で慣
性過給効果が得られるエンジンが実現されることになる
。

【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図は本実施例
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■矢視図である。 １・・・エンジン本体、１６・・・上流吸気通路、１７
１．１７２・・・第１．第２集合部（第１．第２集合室
＞、１７ｄ・・・連通路、１８１〜１８４・・・独立吸
気通路。

Claims (1)

【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を
   有する多気筒エンジンの吸気装置であって、上記集合部
   が、エンジン本体の両端部に位置する２つの気筒の独立
   吸気通路が集合する第１集合部と、これらの気筒を除く
   エンジン本体の中央部に位置する複数の気筒の独立吸気
   通路が集合する第２集合部とで構成され、これらの集合
   部が、エンジン本体の一側方において第１集合部が該本
   体に近い位置に、第２集合部が該本体から離れた位置に
   それぞれ位置するようにエンジン軸長方向に略平行に並
   設されていると共に、上記上流吸気通路が上流部で２つ
   の分岐通路に分岐されて、これらの分岐通路が上記第１
   、第２集合部のエンジン軸長方向の一端側にそれぞれ接
   続されており、且つ第１、第２集合部のエンジン軸長方
   向の他端側に、これらの集合部を連通させる連通路が設
   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。