JPH02248620A - 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、点火順序の連続しない気筒の吸気通路を集合
し吸気系を二つのグループに分けた多気筒エンジンの吸
気装置に関する。

（従来技術） 従来、例えば特公昭６０−１４１６９号公報に記載され
ているように、吸気弁開時期が互いにオーバーラツプし
ない気筒（換言すれば、点火時期の連続しない気筒）の
吸気通路を集合して吸気系を二つのグループに分けると
ともに、両集合吸気通路相互の合流点を切換自在として
、エンジンの運転状態に応じ慣性効果の同調回転数を変
化させ、それによって、広い運転領域で充填効率の向上
を図るようにした多気筒エンジンの吸気装置が知られて
いる。

ところで、多気筒エンジンの吸気系をこのように二つの
グループに分は両集合吸気通路の合流点を切換自在とす
るためには、両集合吸気通路間に下流側合流点を構成す
る連通路を設けて、この連通路にエンジンの運転状態に
応じて開閉する開閉弁を配設する必要があるが、吸気系
の慣性効果もしくは共鳴効果を高めるために各集合吸気
通路をサージタンクのような容積部のない通路とする場
合は、一般に上記連通路は各集合吸気通路間に長く延設
されることになり、そのため吸気系のコンパクト化が難
しくなる。また、この連通路が短くなるような構造の吸
気装置も考えられるが、単に連通路を短くしたのでは、
開閉弁の配置が難しくなり、気筒間の吸気の分配性の悪
化や吸気抵抗の増大という問題も生ずる。

（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、点
火順序の連続しない気筒の独立吸気通路を集合した二つ
の集合吸気通路の間に、連通路および開閉弁を、吸気分
配性を悪化させることなく、また、吸気抵抗を増大させ
ることなく、コンパクトに配設することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係る多気筒エンジンの吸気装置は、点火順序の
連続しない気筒の独立吸気通路を集合することによって
吸気系を二つのグループに分けた多気筒エンジンの吸気
装置であって、独立吸気通路が集合される二つの集合部
を隣接して配置して、その隣接部分の隔壁に両集合部を
連通ずる連通路を設け、かつ、集合部の上流側の各集合
吸気通路を各集合部から略垂直に延設するとともに、エ
ンジンの運転状態に応じて開閉する開閉弁を連通路に設
け、その弁軸が上流側の各集合吸気通路に対し略垂直と
なるよう構成したものである。

（作用） 点火順序の連続しない気筒の独立吸気通路が集合されて
吸気系が二つのグループに分けられていることで、吸気
の動的効果が強化される。また、エンジンの運転状態に
応じて開閉弁が開閉し、両集合吸気通路の連通状態が制
御されることで、慣性あるいは共鳴の同調回転数が変化
する。したがって、広い運転領域で慣性効果および共鳴
効果を高め、充填効率の向上を図ることが可能となる。

そして、二つの集合部を隣接して配置しその隣接部の隔
壁に連通路を設け、しかも、各集合部から略垂直に集合
吸気通路を延設したことにより、吸気系のコンパクト化
が達成される。また、このような連通路に、弁軸が各集
合吸気通路に対し略垂直となるよう開閉弁を配設したこ
とにより、開閉弁が部分開度の状態にあっても集合吸気
通路から各グループの気筒へ流れる吸気の分配が不均一
となることはなく、また、いずれの気筒にとっても開閉
弁が大きな吸気抵抗となることはない。

また、連通路および開閉弁を、集合吸気通路に対して略
垂直の弁軸方向に大きくなるよう形成することで、開閉
弁が開いたときの集合部へのはみ出しを小さくするとと
もに所定の開口面積を確保することができ、それによっ
て、さらに吸気抵抗を低減することができる。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るターボ過給機付エンジ
ンの平面図、第２図は同正面図である。

この実施例において、エンジンｌは直列４気筒であって
、フェンダライン２ａで区画されるエンジンルーム内に
横置きで搭載されている。第１図で上方がエンジンのフ
ロント側である。なお、第２図で２ｂはボンネットライ
ンを示す。

エンジンｌには、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４
気筒（以下、それぞれ＃ｌ、＃２．＃３゜＃４で表す）
の各気筒に対応する独立吸気管３ａ。

３ｂ、３ｃ、３ｄを備えた吸気マニホールド３が、リヤ
側に連結され、一方、各気筒に対応する排気分岐管４ａ
、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えた排気マニホールド４がフロ
ント側に連結されている。吸気マニホールド３のエンジ
ンｌ側連結部上方にはエンジンｌの長手方向に燃料用の
ディストリビューションパイプ５が配設されている。こ
のディストリビューションパイプ５からは各気筒のイン
ジェクタ（図示しない）に燃料が供給される。

排気マニホールド４の下方には、ターボ過給機６が配設
されている。排気マニホールド４内には、＃ｌと＃２に
対応する排気分岐管４ａ、４ｂ内の二つの排気通路７ａ
、７ｂと、＃３と＃４に対応する排気分岐管４ｃ、４ｄ
内の二つの排気通路７ｃ、７ｄとをそれぞれのグループ
として区画する隔壁８が設けられ、排気通路７ａ〜７ｄ
はこれらグループ毎に独立して過給機６のタービン９に
接続されている。タービン９にはブロア１０が連結され
、ブロア１０の軸方向に開口する入口部には、図示しな
いエアクリーナおよびエアフローメータに連通ずる吸気
管１１が、また、ブロア１０の周縁部下方に位置する出
口部には、インタークーラ１２の人口１２ａとの間を接
続する吸気管１３が連結されている。

インタークーラ１２はエンジンルームフロント側の一側
方に配置されている。そして、その人口１２ａは、第２
図から判るように上部側壁に開口して、上記のように吸
気管１３によってターボ過給機６のプロア１０出口と接
続され、また、インタークーラ１２の出口１２ｂは上記
人口１２ａの略真下に設けられ、この出口１２ｂに上流
側集合吸気管１４の上流端が接続されている。該集合吸
気管１４は途中第１と第２の二つの集合管部１，４ａ、
１４ｂに分岐し、それらの下流端は水平に並んで２バレ
ルのスロットルボディーＩ５に接続されている。また、
スロットルボディー１５の出口には、吸気マニホールド
３を取り囲むように延設された第１および第２の下流側
集合吸気管ｌｅａ。

１６ｂが連結されている。

第３図は、スロットルボディー１５．下流側集合吸気管
１６ａ、１６ｂおよび吸気マニホールド３の部分の拡大
平面図であり、また、第４図は同部分の右側面図、第５
図は同正面図である。これらの図が示すように、２本の
下流側集合吸気管１６ａ、１６ｂは、水平方向に平行の
まま一旦吸気マニホールド３の上方をエンジン長手方向
に左側（＃ｌ側）から右側（＃４側）へと延び、＃４の
独立吸気管３ｄに沿って１８０°湾曲し反転した後、湾
曲して吸気マニホールド３の下方から＃２の＃３の両独
立板気管３ｂ、３ｃの間を上方に略垂直に立ち上がり吸
気マニホールド３に連結されている。

吸気マニホールド３は、第６図（第５図のＡ−Ａ断面図
）に示すように、＃ｌと＃４の各独立吸気管３ａ、３ｄ
内の吸気通路（独立吸気通路）１７ａ、１７ｄを集合す
る第１の集合部１８と、＃２と＃３の各独立吸気管３ｂ
、３ｃ内の吸気通路（独立吸気通路）１７ｂ、１７ｃを
集合する第２の集合部１９を有する。これら二つの集合
部１Ｂ。

１９は、第１の集合部１８を内側（エンジン側）にし、
第２の集合部１９を外側にして、水平に並ぶ形で隣接し
て配設され、第１の集合部１８に前記第１の下流側集合
吸気管１６ａが、また、第２の集合部１９に第２の下流
側集合吸気管１６ｂが接続されている。また、第１およ
び第２の集合部１８．１９の隣接部分の隔壁３ｅには、
これら両集合部１８．１９を連通ずる連通路２０がエン
ジン長手方向に対し直角で、かつ水平に設けられている
。この連通路２０は断面略矩形であって、バタフライ型
の開閉弁２１を備えている。この開閉弁２１は、ダイア
フラム式のアクチュエータ２２に連結された弁軸２３に
固定され、弁軸２３は、上記第１および第２の下流側集
合吸気管１６ａ。

１６ｂが構成する各集合吸気通路に対し略垂直でエンジ
ン長手方向に平行となるよう配設されている。開閉弁２
■がこのように配設されたことで、開閉弁２１が全開の
ときはもとより、中途状態まで開閉弁２１が開いた状態
においても各集合部１８．１９から各気筒に流れる吸気
の分配が均一なものとなる。

また、断面略矩形の連通路２０およびこれを開閉する開
閉弁２１の形状は、弁軸方向つまり各集合吸気通路に対
し略垂直の方向の寸法が、それに直角の方向の寸法に対
し大きくなるようにされている。それにより、開閉弁２
１は開いたときに各集合部１８．１９へのはみ出しが小
さくなり、しかも、必要な開口面積が確保できる。

吸気マニホールド３は鋳造製で坐り、一方、これに連結
される上記下流側吸気集合管１６ａ、１６ｂはアルミ製
の管であってその連結部にはアル、ミもしくは鋳鉄製の
フランジ２４が結合されている。そして、上記フランジ
２４が吸気マニホールド３側のフランジ部２５とガスケ
ットを介し連結されている。

第７図はこの実施例の排気系を模式的に示すものである
。この図のように、＃１と＃２の排気通路７ａ、７ｂを
一つに集合した第１の排気集合部２６と、＃３と＃４の
排気通路７ｃ、７ｄを一つに集合した第２の排気集合部
２７とは、独立してタービン９に連通する。そして、各
排気集合部２６．２７とタービン９下流の排気通路２８
とを連通ずる各バイパス通路２９．３０がタービン９を
迂回して設けられ、それぞれのバイパス通路２９゜３０
には共通のアクチュエータ３１によって開閉されるウェ
ストゲート弁３２．３３がそれぞれ設けられている。

４気筒の場合、点火は＃１．＃３．＃４．＃２の順に行
われ、上記第１の吸気集合部１８によって集合される＃
ｌと＃４、第２の吸気集合部１９によって集合される＃
２と＃３は、いずれも点火順序が連続していない。そし
て、各気筒の独立吸気通路１７ａ〜１７ｄと、これら集
合部１８．１９に接続された各下流側集合吸気管１６ａ
、１６ｂと、スロットルボディー１５を介しそれぞれに
連結された上流側の各集合管部１４ａ、１４ｂとは、上
記開閉弁２１が閉じた状態においては、それらが構成す
る各吸気通路における慣性効果の同調点すなわちエンジ
ン回転による加振周波数と各吸気通路系の固有振動数と
が同調する同調回転数が、連通路２０を開いた状態での
第８図に示すインターセプト点のエンジン回転数（例え
ば２５００ｒｐｍ）以下となるように設定されている。

なお、連通路２０を閉じた状態でのインターセプト点は
同図に示すように低回転側に移行する（例えば１５００
ｒｐｍ）。また、開閉弁２１が開き両集合部１８．１９
が連通した状態では、慣性効果の同調点は高回転側に移
行し高速同調吸気系が構成される。上記開閉弁２１は、
連通路２０が開いたときのこの高速同調吸気系のインタ
ーセプト点の回転数よりも高い所定のエンジン回転数（
例えば２７２　Ｏｒ　ｐｍ）を境に、それ以下の低回転
域では閉じられ、それより高回転側では開かれる。

この結果、連通路２０を閉じたエンジン低回転域におい
て、体積効率（充填効率）は第８図に示す連通路閉時の
特性に基づいて増大する。また、過給圧の立ち上がりが
大きくなって加速レスポンスが向上する。また、高回転
域では連通路２０を開くことで高い充填効率を得ること
ができる。

なお、上記開閉弁２１は全閉時においてもある程度のエ
ア漏れが生ずるよう構成し、それによって両集合部１８
．１９の圧力の均一化を図るよう構成することができる
。また、上記実施例のおいては、連通路２０および開閉
弁２１を弁軸方向に大きくすることで、つまり横長とす
ることで開口面積を確保するようにしているが、複数の
連通路を横に並べ、それぞれに開閉弁を設けることによ
っても同様の効果を得ることが可能である。

本発明はその他いろいろな態様で実施することができる
。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、慣性効果も
しくは共鳴効果の同調回転数を変化させるための連通路
および開閉弁を吸気の分配性を悪化させることなく、ま
た、吸気抵抗を増大させることなくコンパクトに配設す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るターボ過給機付エンジ
ンの平面図、第２図は同正面図、第３図は同実施例にお
ける吸気系の拡大平面図、第４図は同吸気系の右側面図
、第５図は同正面図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、
第７図は同実施例の要部構造を示す模式図、第８図は同
実施例の特性図である。 １：エンジン、３：吸気マニホールド、３ｅ：隔壁、１
６ａ、１６ｂ：下流側集合吸気管（集合吸気通路）、１
７ａ＝１７ｄ：独立吸気通路、１８．１９：吸気集合部
、２０：連通路、２１：開閉弁、２３：弁軸。 代理人　弁理士　進　藤　純　− 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火順序の連続しない気筒の独立吸気通路を集合
   することによって吸気系を二つのグループに分けた多気
   筒エンジンの吸気装置において、上記独立吸気通路が集
   合される二つの集合部を隣接して配置して、その隣接部
   分の隔壁に両集合部を連通する連通路を設け、かつ、該
   集合部の上流側の各集合吸気通路を各集合部から略垂直
   に延設するとともに、前記連通路に、エンジンの運転状
   態に応じて開閉する開閉弁を、その弁軸が上流側の前記
   各集合吸気通路に対し略垂直となるよう前記連通路に配
   設したことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
2. （２）連通路および開閉弁を、上流側の各集合吸気通路
   に対して略垂直の弁軸方向に大きくなるよう形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの吸気装
   置。