JPH03141820A - 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、エンジンの吸気装置に関し、特に、低速用及
び高速用の吸気通路を切り換えて吸気を慣性効果により
過給するものにおいて、高速用吸気通路に切り換えたと
きの吸気量を増大確保する対策に関する。

（従来の技術） 従来より、このようなエンジンの吸気装置として、特開
昭６２−１６２７２３号公報には、Ｖ型エンジンの左右
バンク上方にそれぞれバンク長さ方向に延びるサージタ
ンクを配置し、各サージタンクを該サージタンク下方に
位置する一方のバンクの気筒に接続する短い通路長の高
速用吸気通路と、各サージタンクを他方のバンクの気筒
に接続する長い通路長の低速用吸気通路とを設け、各高
速用吸気通路にエンジンの低速域で閉弁する媒介からな
るシャッター弁を配設してなるものが開示されている。

このものでは、エンジンの低速域には、高速用吸気通路
がシャッター弁により閉塞されるので、吸気は通路長の
長い低速用吸気通路を介して各バンクの気筒に吸入され
る一方、高速域では、シャッター弁が開弁されて各気筒
には主とし・て通路長の短い高速用吸気通路を経て吸気
が供給されるように構成されている。

ところで、エンジンの気筒に供給する吸気を慣性効果を
利用して過給することにより、吸気の充填効率を高める
ようにした技術は知られている。

すなわち、この慣性効果による過給は、エンジンの所定
の回転域（同調回転域）において、各気筒の吸気行程初
期で吸気弁の開弁に伴って吸気ポートに発生した吸気負
圧波を該吸気ポートに接続された独立吸気通路内で上流
側に向かって音速で伝播させ、この負圧波を所定の吸気
拡大部（圧力反転部）で正圧波に反転させるとともに、
この正圧波を同一の経路で下流側に音速で伝播させて吸
気弁が閉弁する直前の吸気行程終期に同じ気筒の吸気ポ
ートに到達させ、この正圧波により吸気を燃焼室に押し
込んでその充填効率を高め、出力トルクを増大させるよ
うにするものである。

したがって、上記従来のものでは、エンジンの低速域及
び高速的でそれぞれ出力トルクのピークが発生し、広い
運転域に亘ってエンジン出力を増大させることができる
。

（発明が角１決しようとする課題） このように低速用及び高速用の吸気通路をエンジン回転
数に応じて切り換え、シャッター弁の開弁により高速用
吸気通路から吸気を供給する場合、特に、シャッター弁
が全開になった直後では出力確保のために高速用吸気通
路から多量の吸気を供給することが望ましい。しかし、
低速用及び高速用吸気通路の配置レイアウト上の制約等
から、高速用吸気通路の吸気流方向が低速用吸気通路の
吸気流方向と直角に交差するようになったときには、高
速用吸気通路の吸気が低速用吸気通路の吸気流にスムー
ズに流入し難くなる。これを解決するために、シャッタ
ー弁を、その全開状態では、開弁動作の際に第１吸気通
路下流側に移動する一方の回動周縁部が第１吸気通路の
中心軸線よりも第２吸気通路からの吸気流の下流側に変
位するように構成することで、この全開位置のシャッタ
ー弁に、高速用吸気通路の吸気を低速用吸気通路の吸気
流方向に沿うように案内する整流板としての機能を持た
せ、高速用吸気通路の吸気流を低速用吸気通路の吸気流
にスムーズに流入させるようにすることが考えられる。

ところが、反面、上記の如くシャッター弁の全開位置が
変位すると、吸気の流れは良くなるものの、シャッター
弁の変位した分だけ、その他方の回動周縁部と高速用吸
気通路の通路壁との間隔が狭くなって高速用吸気通路の
通路断面積が小さくなり、十分な量の吸気を供給するこ
とができない。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、上記シャッター弁の全開位置を変位させるだけ
でなく、高速用吸気通路の構造をも改良することにより
、高速用吸気通路からの吸気を低速用吸気通路の吸気流
に対しスームズにかつ多量に流入させるようにして、エ
ンジンの高速域の吸気量を確保しようとすることにある
。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成すべく、請求項（１）に係る発明の解
決手段は、高速用吸気通路の通路壁において、シャッタ
ー弁が開くときに吸気通路の上流側に移動する側の回動
周縁部に対応する部分を凹陥して、この凹部によりシャ
ッター弁全開時の吸気通路の通路断面積を確保するよう
にする。

すなわち、この発明では、上流端が吸気拡大室に接続さ
れ、下流端が気筒に連通された第１吸気通路と、上流端
が上記吸気拡大室に接続され、下流端が上記第１吸気通
路に接続され、上記第１吸気通路よりも通路長の長い第
２吸気通路と、謹第２吸気通路の接続部分よりも直上流
側の第１吸気通路に配設され、エンジンの高回転域で開
弁する媒介からなるシャッター弁とを備えたエンジンの
吸気装置を前提としている。

そして、上記シャッター弁を全開時、開弁動作の際に第
１吸気通路下流側に移動する第１回動周縁部が第１吸気
通路の中心軸線よりも第２吸気通路からの吸気流の下流
側に変位するように構成する。

また、シャッター弁の開弁動作の際に第１吸気通路上流
側に移動する第２回動周縁部に対し第１吸気通路の中心
軸線と反対側の側壁に、第１吸気通路の半径方向外側に
凹陥する凹部を形成する。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、エン
ジンの高速域で、シャッター弁はその第１回動周縁部が
第１吸気通路の下流側に、また第２回動周縁部が同上流
側にそれぞれ移動しながら回動して開弁し、全開状態で
は上記第１回動周縁部が第１吸気通路の中心軸線よりも
第２吸気通路からの吸気流の下流側に変位する。このた
め、シャッター弁の開弁に伴って第１吸気通路から気筒
に向かう吸気は上記変位したシャッター弁に案内されて
スムーズに第２吸気通路の吸気流に流入する。

また、シャッター弁の第２回動周縁部に対し第１吸気通
路の中心軸線と反対側の側壁に凹部が形成されているの
で、該第２回動周縁部と第１吸気通路の通路壁との間隔
が大きくなり、通路断面積が大に確保される。これらの
結果、第１吸気通路から吸気を第２吸気通路の吸気流に
対しスムーズにかつ多量に流入させることができ、この
ことによってエンジン高速域での吸気量を確保すること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図及び第４図は本発明をＶ型６気筒エンジンに適用
した実施例の全体構成を示し、１は左右バンクＢＬ、Ｂ
Ｒを有するＶ型６気筒エンジンで、このエンジン１は断
面路Ｖ字状のシリンダブロック２と、該シリンダブロッ
ク２の上面に組み付けられた左右のシリンダヘッド３Ｌ
、３Ｒと、シリンダブロック２の下面に組み付けられた
オイルパン４と、各シリンダヘッド３Ｌ、３Ｒの上面に
組み付けられたシリンダヘッドカバー５Ｌ、５Ｒとを備
えてなる。上記各バンクＢＬ、ＢＲのシリンダブロック
２にはそれぞれ３つの気筒６，６．・・・がバンク長さ
方向に直列に形成され、各シリンダヘッド３Ｌ、３Ｒの
バンクＢＬ、ＢＲ間の側面には各気筒６に連通ずる吸気
ボート７が形成されている。

上記左バンクＢＬの上方には両バンクＢＬ、ＢＲ間の中
央よりにバンク長さ方向に延びる左サージタンク８Ｌが
配設されている。一方、右バンクＢＲの上方にはバンク
ＢＬ、ＢＲ間の中央と反対側たる右側に偏った位置にバ
ンク長さ方向に延びる右サージタンク８Ｒが左サージタ
ンク８Ｌと左右に対向して配設されている。そして、こ
の両サージタンク８Ｌ、８Ｒは前後方向の後寄りでバン
クＢＬ、ＢＲ間上方を左右方向に延びる１つの連通路９
により互いに連通されており、この両サージタンク８Ｌ
、８Ｒ及び連通路９により吸気拡大室が構成されている
。

上記左サージタンク８Ｌは主に高速域用として用いられ
るもので、各バンクＢＬ、ＢＲの各気筒６の吸気ボート
７に対しそれぞれ通路長の短い高速用吸気通路としての
第１吸気通路１ｏを介して連通されている。すなわち、
この６つの第１吸気通路１０，１０．・・・の各々の上
流端は左サージタンク８Ｌにバ７りＢＬ、ＢＲ間側（右
側）から連通されている一方、下流端は左右バンクＢＬ
、ＢＲの各気筒６に交互に連通されている。

一方、右サージタンク８Ｒは主に中低速域用として用い
られるもので、各バンクＢＬ、ＢＲの各気筒６の吸気ボ
ート７に対しそれぞれ通路長の長い低速用吸気通路とし
ての第２吸気通路１１を介して連通されている。すなわ
ち、この６つの第２吸気通路１１，１１．・・・の各々
の上流端は右サージタンク８ＲにバンクＢＬ、ＢＲ間側
（左側）から連通されている。そして、各第２吸気通路
１１は上記連通路９の下側位置を左方向に延び、その下
流端は上記第１吸気通路１ｏの途中部分に接続されてい
て、この第１吸気通路１ｏの下流部分を介して各気筒６
に交互に連通されている。

さらに、上記第１吸気通路１０．１０．・・・の各々に
おいて第２吸気通路１１の下流端が接続される部分の直
上流側つまり左サージタンク８Ｌ側にはそれぞれシャッ
ター弁１２が配設されている。

この６つのシャッター弁１２，１２．・・・は前後方向
に延びるバルブ軸１４により互いに同期して開閉される
もので、上記バルブ軸１４の前端にはロッド１５を介し
て負圧アクチュエータ１６が駆動連結されており、常時
はシャッター弁１２を閉じておき、エンジン回転数が例
えば４５００　ｒｐｍ以上に上昇してエンジン１が高速
域になると、負圧アクチュエータ１６の作動により各シ
ャッター弁１２を開弁させて第１吸気通路１０を開放す
るようになっている。

そして、第１図に拡大詳示するように、上記各シャッタ
ー弁１２はバルブ軸１４に回転一体に取り付けられた円
板状の弁体１３を有する媒介からなる公知のもので、こ
の弁体１３の外周縁部のうちバルブ軸１４と直交する方
向に位置する第１及び第２の回動周縁部１３ａ、１３ｂ
がそれぞれ第１吸気通路１０の上壁１０ａ及び下壁１０
ｂに当接すると閉弁する。一方、この閉弁状態から開弁
するときには、弁体１３が図で反時計回り方向に回動し
、第１回動周縁部１３ａが上壁１０ａから離れて第１吸
気通路１０の下流側に移動し、かつ第２回動周縁部１３
ｂが下壁１０ｂから離れて同上流側に移動するようにな
っている。そして、この全開状態にあるシャッター弁１
２は、弁体１３が第１吸気通路１０の中心軸線りを所定
角度θたけ越えて回動して、上記開弁動作の際に第１吸
気通路１０下流側に移動する第１回動周縁部１３ａが第
１吸気通路１０の中心軸線りよりも第２吸気通路１１か
らの吸気流の下流側に変位するように構成されている。

また、上記ンヤッター弁１２の開弁動作の際に第１吸気
通路１０上流側に移動する第２回動周令裟部１３ｂに対
し第１吸気通路１０の中心軸線りと反対側の上壁１０ａ
には第１吸気通路１０の半径方向外側に凹陥する凹部１
７が形成されている。

また、第１吸気通路１０におけるバルブ軸１４の略真下
の下壁１０ｂには第１吸気通路１０の下流側に向かって
中心軸線りから徐々に離れるように下方に傾斜する案内
部１８が形成されている。そして、上記凹部１７の下流
側部及び案内部１８の前後中央はそれぞれ全開状態にあ
るシャッター弁１２の弁体１３と略平行に傾斜している
。上記第１吸気通路１０の中心軸線り方向の断面形状は
第２図に示すようになっており、図のＡｌ線は第１図の
Ａ１位置での第１吸気通路１０内周の透視図を、Ａ２線
は同Ａ２位置での透視図を、Ａ３線は同Ａ３位置での透
視図を、Ａ４線は同Ａ４位置での透視図を、Ａ５線は同
Ａ５位置での透視図をそれぞれ示している。尚、第１図
に仮想線により第１吸気通路の上下壁の従来の位置を示
している。

さらに、上記左サージタンク８Ｌにはその左側側面にス
ロットルボディ１９が接続され、該スロットルボディ１
９はエアホース２０を介して図外のエアクリーナに接続
されている。上記エアホース２０はそのスロットルボデ
ィ１９近傍の下流端部分で彎曲した後、前側に延びてお
り、上記彎曲部の左右中央には第５図にも示すようにエ
アホース２０内を２つの通路に仕切る整流部材としての
隔壁２０ａが形成され、該隔壁２０ａの上流端はエアホ
ース２０の直線部分の位置まで延びている一方、下流端
はスロットルボディ１９の隔壁１９ａに一連に接続され
ている。

尚、第３図及び第４図中、２１はＥＧＲバルブ２２を介
設した排気還流通路、２３はブローバイガス通路、２４
は車体ボンネットである。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の低速
域で各シャッター弁１２が開弁する。この状態ではシャ
ッター弁１２の弁体１３における第１回動周縁部１３ａ
が第１吸気通路１０の土壁１０ａに、また第２回動周縁
部１３ｂが同下壁１０ｂにそれぞれ当接して第１吸気通
＋Ｊｉｓ　１０が閉しられる。このため、スロットルボ
ディ１９から左サージタンク８Ｌに流入した吸気は該サ
ージタンク８Ｌから連通路９を介して右サージタンク８
巴に流れ、そこから第２吸気通路１１．．１１．・・・
及び第１吸気通路１０，１０．・・・の下流部分を経て
左右バンクＢＬ、ＢＲの各気筒６に吸入される。

このとき、各気筒６の吸気行程初期に吸気ボート７に発
生した吸気の負圧波が通路長の長い第２吸気通路１１を
上流側に向かって伝播して右サージタンク８Ｒで正圧波
に反転し、この正圧波が第２吸気通路１１を下流側に向
かって伝播して同じ気筒６の吸気行程終期に吸気ボート
７に達し、この正圧波によって吸気が気筒６に押し込ま
れる慣性効果が得られる。この慣性効果によって各気筒
６に対する吸気の充填率が高くなり、エンジン１の出力
トルクが増大する。

その場合、両サージタンク８Ｌ、８Ｒが連通路９によっ
て連通ずるので、吸気圧力波の反転部としてのボリュー
ムが大きくなり、確実な慣性効果が得られる。

一方、エンジン１が高速域に移ると、負圧アクチュエー
タ１６の作動により上記シャッター弁１２が全開状態に
開いて第１吸気通路１０が開放され、吸気の大半は通路
長の短い第１吸気通路１０を通って各気筒６に供給され
、残りの一部が連通路９、右サージタンク８Ｒ及びＴＳ
２吸気通路１１を介して各気筒６に供給される。この状
態では、上記吸気の圧力波は第１吸気通路１０を介して
左サージタンク８Ｌとの間で往来することとなり、吸気
ボート７に正圧波となって戻って来る時間が短くなって
、その同調回転数がエンジン回転数と対応し、よってエ
ンジン高回転域の出力トルクを増大させることができる
。

その場合、上記シャッター弁１２は開弁動作に伴い、そ
の第１回動周縁部１３ａが第１吸気通路１０の下流側に
、また第２回動周縁部１３ｂが同上流側にそれぞれ移動
しながら第１図で反時計回り方向に回動し、全開状態で
は上記第１回動周縁部１３ａが第１吸気通路１０の中心
軸線りを越えて第２吸気通路１１からの吸気流の下流側
に変位する。このため、シャッター弁１２の開弁に伴っ
て第１吸気通路１０から気筒６に向かう吸気は上記変位
したシャッター弁１２に案内されてスムーズに第２吸気
通路１１の吸気流に流入する。しかも、シャッター弁１
２の第２回動周縁部１３ｂに対し第１吸気通路１０の中
心軸線りと反対側の側壁に形成された凹部１７により、
該第２回動周縁部１３ｂと第１吸気通路１０の上壁１０
ａとの間の間隔が大きくなり、上記全開状態でのシャッ
ター弁１２の変位に拘らず第１吸気通路１０の通路断面
積が大に確保される。さらに、第１吸気通路１０におけ
るバルブ軸１４の略真下の下壁１０ｂには案内部１８が
形成され、この案内部１８及び上記凹部１７の下流側部
の前後中央が共に上記全開状態にあるシャッター弁１２
の弁体１３と略平行に傾斜しているので、吸気をよりス
ムーズに案内することができる。これらの＃１乗的な作
用により、第１吸気通路１０から吸気を第２吸気通路１
１の吸気流に対しスムーズにかつ表置に流入させること
ができ、よってエンジン高速域での吸気量を確保して出
力トルクのより一層の増大を図ることができる。

また、スロットルボディ１９及び該スロットルボディ１
９に接続されるエアホース２０下流端部の彎曲部にはそ
れぞれ隔壁１９ａ、２０ａが形成されているので、エア
ホース２０の彎曲部を流れる吸気が遠心力により彎曲部
外側に偏るのが防止され、吸気を左サージタンク８Ｌに
均等に導入して気筒６，６．・・・間の吸気充填量のば
らつきを低減することができる。

尚、上記シャッター弁１２を上記実施例とは逆に第１図
で時計回り方向に回動することで開弁するように構成し
てもよく、上記実施例と同様の作用効果を得ることがで
きる。

また、本発明はＶ型６気筒以外のエンジンに対しても適
用が可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）に係る発明によると
、高速用の第１吸気通路及び低速用の第２吸気通路を有
し、エンジンの高速域で第１吸気通路を媒介からなるシ
ャッター弁により閉塞するようにしたエンジンの吸気装
置に対し、シャッター弁を全開時、開弁動作の際に第１
吸気通路下流側に移動する一方の回動周縁部が第１吸気
通路の中心軸線よりも第２吸７気通路からの吸気流の下
流側に変位するように構成するとともに、シャッター弁
の他方の回動周縁部に対し第１吸気通路の中心軸線と反
対側の側壁に、第１吸気通路の半径方向外側に凹陥する
四部を形成したことにより、エンジンの高速域でシャッ
ター弁が全開状態になったとき、第１吸気通路から気筒
に向かう吸気を変能したシャッター弁により案内してス
ムーズに第２吸気通路の吸気流に流入させるとともに、
シャッター弁の他方の回動周縁部と第１吸気通路の通路
壁との間隔を大きくして通路断面積を大に確保して、第
１吸気通路から吸気を第２吸気通路の吸気流に対しスム
ーズにかつ多量に流入させることができ、よってエンジ
ン高速域での吸気量を確保してその出力の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の大施例を示し、第１図はその要部の拡大
断面図、第２図は第１吸気通路の中心軸線線方向の断面
形状の変化を示す説明図、第３図はエンジン及び吸気系
の正面図、第４図は同平面図、第５図は第４図のｖ−Ｖ
線断面図である。 １・・・エンジン ６・・・気筒 ８Ｌ、８Ｒ・・・サージタンク ９・・・連通路 １０・・・第１吸気通路 １０ａ・・・土壁 １０ｂ・・・下壁 １１・・・第２吸気通路 １２・・・シャッター弁 １３・・・弁体 １３ａ・・・第１回動周縁部 １３ｂ・・・第２回動周縁部 １７・・・凹部 １８・・・案内部 Ｌ・・・第１吸気通路の中心軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上流端が吸気拡大室に接続され、下流端が気筒に
   連通された第１吸気通路と、上流端が上記吸気拡大室に
   接続され、下流端が上記第１吸気通路に接続され、上記
   第１吸気通路よりも通路長の長い第２吸気通路と、該第
   ２吸気通路の接続部分よりも直上流側の第１吸気通路に
   配設され、エンジンの高回転域で開弁する媒介からなる
   シャッター弁とを備えたエンジンの吸気装置において、 上記シャッター弁は全開時、開弁動作の際に第１吸気通
   路下流側に移動する第１回動周縁部が第１吸気通路の中
   心軸線よりも第２吸気通路からの吸気流の下流側に変位
   するように構成され、 シャッター弁の開弁動作の際に第１吸気通路上流側に移
   動する第２回動周縁部に対し第１吸気通路の中心軸線と
   反対側の側壁には第１吸気通路の半径方向外側に凹陥す
   る凹部が形成されていることを特徴とするエンジンの吸
   気装置。