JPH02196125A

JPH02196125A - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JPH02196125A
Application number: JP1567689A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Izumi; 昌宏泉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1990-08-02

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】［発明の目的］〈産業上の利用分野〉本発明は内燃機関の吸気装置に関し、特に内燃機関の出
力トルクを向上させるための共鳴過給を行なうための吸
気装置に関する。

〈従来の技術〉従来から、吸気通路に於ける吸気共鳴を利用して充填効
率を高め内燃機関の出力トルクを増大させる技術が種々
公知となっている。しかしながら、このような吸気装置
に於いては、特定の回転速度域に於いてのみ有効な共鳴
過給が行なわれ、他の速度域に於いては、吸気装置の共
鳴構造が内燃機関の出力トルクをむしろ低下させるとい
う問題があった。

同一出願人による特開昭６２−１０１８２０号公報には
、共鳴過給と慣性過給とを組み合せてなる吸気装置が提
案されている。この先行技術によれば、共鳴過給と慣性
過給とによるトルクピークを適宜組み合せることにより
、エンジン回転速度の広い範囲に亘って高出力トルクを
発生することができる。しかしながら、吸気通路構造が
比較的複雑となり、場合によってはその適用が困難な場
合がある。

〈発明が解決しようとする課題〉このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、内燃機関の回転速度の広い範囲に亘って共鳴過給に
より出力トルクを向上し得るような経済的かつ効果的な
吸気装置を提供することにある。

［発明の構成］〈課題を解決するための手段〉このような目的は、本発明によれば、内燃機関の吸気通
路の上流側位置及び下流側位置にそれぞれ連通ずる第１
及び第２の管路と、前記両管路の他端間に連結された共
鳴容器と、前記第１及び第２の管路のそれぞれに設けら
れた開閉制御弁と、前記両開閉制御弁を当該内燃機関の
回転速度に応じて開閉制御する制御ユニットとを備える
ことを特徴とする吸気装置を提供することにより達成さ
れる。

〈作用〉このようにすれば、２つの開閉制御弁を適宜開閉制御す
ることにより、吸気装置の共鳴特性を４つの異なる状態
に選択的に設定することができることから、内燃機関の
各回転速度域に於いて最も適切な開閉制御弁の状態を設
定することにより、内燃機関の広い速度範囲に亘って高
出力トルクを得ることができる。

〈実施例〉以下に添付の図面を参照して本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図及び第４図は本発明に基づく吸気装置を３気筒エ
ンジンに適用した実施例を示す。この吸気装置は、その
上流側から、吸入管１、エアクリーナ２、吸気管３及び
吸気マニホールド体４がこの順に設けられ、エンジン本
体５のシリンダヘッドに接続されている。

吸気マニホールド体４の下部には、内部に共鳴室５ａの
郭成された共鳴容器５が一体的に固着されている。この
共鳴容器５は、第１の接続管６及び第２の接続管７をも
って吸気管３の上流端及び下流端に連結されている。こ
こで、この共鳴容器５は椀状の上側ケーシング５ｂと下
側ケーシング５ｃとからなる。第２図に良く示すように
、上側ケーシング５ｂは吸気マニホールド体４と一体的
、に成型され、下側ケーシング５ｃは予めステー９に固
着されエンジン本体８に対して固定されている。これら
両ケーシング５ａ、５ｂを互いに固着することにより、
共鳴室５ａが郭成され、同時に吸気マニホールド体４を
エンジン本体に保持している。従って、各々別途にエン
ジン本体８に対して保持する場合に比較して部品点数が
削減されている。尚、本実施例では、吸気マニホールド
体４の下面に共鳴容器５を一体的に固着したが、実際に
は共鳴容器５をエアクリーナ２に固着しても良い。

一方、この吸気装置の内部では、第３図に良く示すよう
に、大気から吸入管１、エアクリーナ２、吸気管３の内
部に郭定された共鳴管の一部をなす長さＬｌの吸気通路
３　ａ　ｓスロットル弁１０、吸気マニホールド体４の
内部に郭定された吸気室４ａ１同じく吸気ボート４ｂ及
び内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁１１を介して燃
焼室に連通している。また、各気筒の燃焼室は、排気弁
１２、排気ボート１３、排気管１４及び図示外のマフラ
ーを介して大気に連通している。吸気通路３ａに於ける
上流側エアクリーナ２の近傍位置には、第１の接続管６
内に郭成された円形断面をなす第１の管路６ａの一端が
接続され、吸気通路３に於ける吸気室５ａ端部の下流側
スロットル弁１０の近傍位置には第２の接続管７内に郭
成された円形断面をなす第２の管路７ａの一端が接続さ
れている。

これら両管路６ａ、７ａの他端は共鳴容器５内の共鳴室
５ａに接続されている。ここで、管路６ａの長さＨは管
路７ａの長さｇ２よりも長くなっている。各管路６ａ、
７ａの吸気通路を臨む端部にはバタフライ弁からなる第
１の開閉制御弁１５、第２の開閉制御弁１６がそれぞれ
設けられている。

これら開閉制御弁１５．１６はアクチュエータ１７．１
８を介して制御ユニット１９によりそれぞれ開閉制御さ
れる。

ここで、第３図に良く示すように、エアクリーナ２に対
して第１の管路６ａの開口が近接するように配設されて
おり、また吸気室５ａの端部に第２の管路７ａの開口が
近接するように配設されているが、これは、エアクリー
ナ２と吸気室５ａの端部との間にて最も共鳴効果が高い
位置が、これらエアクリーナ２及び吸気室５ａ端部に可
及的に近接した位置であることを理由とする。実際には
、エアクリーナ２から吸気室５ａ端部までの吸気通路３
ａの管路長Ｌ１と、第１の管路６ａの開口からエアクリ
ーナ２までの管路長Ｌ２との関係が、Ｌ２　＜ＬＬ　／
４となっていると良く、好ましくはエアクリーナ２に対し
て可及的に第１の管路６ａの開口を近付けると良い。同
様に管路長ＬＪと、第２の管路７ａの開口から吸気室５
ａ端部までの管路長Ｌ３との関係も、Ｌ３　＜ＬＬ　／４となっていると良く、好ましくは吸気室５ａ端部に対し
て可及的に第２の管路７ａの開口を近付けると良い。

次に本発明の作動要領を第３図及び第４図について説明
する。

■内燃機関の低速域に於いては、両開閉制御弁１−５．
１６は閉じられた状態にある。従って、吸気は、専ら吸
気通路３ａを介して内燃機関に供給されるが、吸気通路
３ａのみの共鳴効果により、第４図に於いて曲線Ｉによ
り示されるような出力トルクカーブが得られ、その低速
回転域の出力トルクピークが活用される。

■次に、回転速度がＮ１まで増大したなら、第１の開閉
制御弁１５を閉じたままとし、第２の開閉制御弁１６を
開く。その結果、吸気通路３ａと共鳴容器５内の共鳴室
５ａとの共鳴特性が連成し、互いの振動が共鳴する回転
速度の前後にて共鳴効果が高くなる曲線Ｈにより示され
るような出力トルクカーブが出現し、回転速度がＮ１と
Ｎ２との間にある時は（Ｎｌ＜Ｎ２）、そのうちの低い
方の速度域の出力トルクビーク（１次共鳴）が活用され
る。

■回転速度がＮ２を超えると、開閉制御弁１６を閉じ、
逆に開閉制御弁１５を開く。その結果、曲線■により示
されるような、曲線■とは傾向の相反する出力トルクカ
ーブが出現し、回転速度がＮ２とＮ３との間にある時は
（Ｎ２＜Ｎ３）　、そのうちの中間の速度域の出力トル
クピーク（２次共鳴）が活用される。

ここで、前記したように管路６ａの長さｆ！■が管路７
ａの長さ１２よりも長くなっている。共鳴室５ａの共鳴
周波数は該共鳴室に至る管路長が長くなる程小さくなる
ため、共鳴室５ａを吸気通路３ａに管路７ａにより連通
した場合に比較して管路６ａにより連通した場合の方が
共鳴周波数が低い回転速度域にシフトし、その２次のト
ルクピークにより曲線■のトルクの低い部分（Ｎ２〜Ｎ
３）を好適に埋めることができる。

■回転速度がＮ３とＮ４との間にあっては（Ｎ３＜Ｎ４
）　、前記■の状態を再びとることにより、即ち第１の
開閉制御弁１５を閉じ、第２の開閉制御弁１６を開くこ
とにより、曲線■により表わされるトルクカーブの高い
方の速度域のトルクピーク（２次共鳴）が利用される。

■回転速度がＮ４を超えると、両開閉制御弁１５．１６
を開き、吸気通路３ａを両管路６ａ、７ａ及び共鳴室５
ａにより短絡することにより、吸気室５ａ端部から第２
の管路７ａの開口までの管路長Ｌ３の吸気通路を用いた
場合と同様の共鳴特性を示すと共に吸気抵抗が低減され
た曲線■により表わされるトルクカーブの高い方の速度
域のトルクピーク（２次共鳴）が利用され高速域に於い
て大きな出力トルクを得ることができる。

尚、第５図に良く示すように、本実施例では管路７ａを
円形断面とし略円形のバタフライ弁を回動させることに
より共鳴室５ａを吸気通路３ａに連通させたが、管路７
ａの開口縁部にて気流が乱れることを防止するためにス
ロットル弁１０を、想像線に示すように、その」二記開
ロ側の縁部が該開口から遠ざかる向きに回動させると良
く、同様の理由から開閉制御弁１６を、想像線に示すよ
うに、そのスロットル片側の縁部が」１記開口から遠ざ
かる向きに回動させると良い。

第６図〜第９図は」１記実施例の変形実施例を示す。上
記実施例のように開閉制御弁１５．１６にバタフライ弁
を用いた場合、該弁が閉状態にあるときに各管路６　ａ
　ｓ　７　ａの吸気通路３ａに開口する部分にて、弁体
と想像線Ａとの間に空隙が生じることから気流が乱れる
ことが考えられる（第５図）。そこで、第６図に良く示
すように、共鳴室５ａに連通ずる第２の管路２７ａを半
円形断面として、この管路に沿う形状の弁体の直線部分
に回動軸２５ａを設けて片持ちした開閉制御弁２６にて
該管路を開閉するようにすれば、第７図に良く示すよう
に、閉弁状態のときに不必要に空隙が生じることがなく
吸気通路３ａの気流が乱れる心配がない。尚、その際回
動輪２６ａが吸気通路３ａの上流側となるように第２の
管路２７ａを形成すると良い。

また、第８図に良く示すように、第２の管路３７ａを略
長円をなす断面形状として、この管路に沿う形状の弁体
を、その曲線部分と直線部分の交わる位置に回動軸３６
ａを設けた開閉制御弁３６にて該管路を開閉するように
すれば、第９図に良く示すように、閉弁状態のときに不
必要な空隙を可及的に小さくすることができ、吸気通路
３ａの気流が乱れる心配がない。尚、その際回動軸３６
ａを吸気通路３ａの上流側となるように第２の管路３７
ａを形成すると良い。上記管路形状及び開閉制御弁の構
造は、第１の管路及び第１の開閉制御弁についても同様
に適用可能であることは云うまでもない。

尚、開閉制御弁の開閉は、ショックを軽減するために徐
々に行うのが望ましく、また、所望に応、じて、内燃機
関の空ぶかしのとき、回転速度が急激に変化するとき、
或いは負荷が小さいときなどは、機械式可動部分の耐久
性を向上させるために、開閉制御弁の開閉を禁止しても
良い。

本発明は３気筒以下の内燃機関に適するものであるが、
それは３気筒以下である場合には、気筒間に於ける吸気
弁の開時期のオーバラップが無いことにより、特に顕著
な共鳴過給の効果が得られることによるものである。し
かしながら、４気筒でも吸気弁の開時期を回転速度等に
応じて可変とした内燃機関にあっては、低速回転時やア
イドル回転時に気筒間で吸気弁の開時期がオーバラップ
しないものがある。このような内燃機関に本発明を応用
することは容易である。

また、４気筒以上の内燃機関に対して３気筒以下のシリ
ンダバンク毎に個別の吸気装置を設けるようにしても本
発明を好適に適用することができる。

［発明の効果］このように、本発明によれば、比較的簡単な構造を持っ
て内燃機関の回転速度の広い範囲に亘って大きな出力ト
ルクを得ることができ、その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく吸気装置の概要を示す模式的な
斜視図である。第２図は第１図の要部断面図である。第３図は本発明に基づく吸気装置の概要を示す模式的構
成図である。第４図は第１図〜第３図に示された実施例によって得ら
れる出力トルク特性を示すグラフである。第５図は第３図の要部拡大図である。第６図〜第９図は第１図〜第４図に示された実施例の変
形実施例を示す管路及び開閉制御弁の模式図である。１・・・吸入管　　　　　２・・・エアクリーナ３・・
・吸気管　　　　　３ａ・・・吸気通路４・・・吸気マ
ニホールド体４ａ・・・吸気室　　　　４ｂ・・・吸気ボート５・・
・共鳴容器　　　　５ａ・・・共鳴室５ｂ・・・上側ケ
ーシング５ｃ・・・下側ケーシング６．７・・・接続管
　　　６ａ、７ａ・・・管路８・・・エンジン本体　　
９・・・ステー１０・・・スロットル弁　１１・・・吸
気弁１２・・・排気弁　　　　１３・・・排気ボート１
４・・・排気管　　　　１５．１６・・・開閉制御弁１
７．１８・・・アクチュエータ１９・・・制御ユニット　２６・・・開閉制御弁２６ａ
・・・回動軸　　　２７ａ・・・管路３６・・・開閉制
御弁　　３６ａ・・・回動軸３７ａ・・・管路第図第２図千トＱ−一（き

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関の吸気通路の上流側位置及び下流側位置
にそれぞれ連通する第１及び第２の管路と、前記両管路
の他端間に連結された共鳴容器と、前記第１及び第２の
管路のそれぞれに設けられた開閉制御弁と、前記両開閉制御弁を当該内燃機関の回転速度に応じて開
閉制御する制御ユニットとを備えることを特徴とする吸
気装置。
（２）前記内燃機関が３気筒以下の気筒数を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の吸気装置。