JPH0315807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、多気筒内燃機関の吸気装置に関し、
特に、慣性過給による吸気供給方式を採用したも
のに係る。

〔従来の技術〕

内燃機関の高出力化を図るために、例えば、吸
気充填効率を改善する工夫がなされてきており、
吸気慣性過給を利用したものが知られている。こ
の吸気慣性過給は、吸気通路内を往復伝播する圧
力波の振動周期と吸気弁開閉周期がマツチングす
ると大きな効果を生ずるものである。そこで、マ
ツチングする点を増やしてできるだけ広い運転領
域で吸気慣性過給の効果を得る工夫が特開昭56−
115818号で示されている。

ここでは、吸気通路の途中にサージタンクが設
けてあつて各気筒と連通する管路に接続してい
る。サージタンクの内部には、制御弁が設けられ
ており、これが閉じるとサージタンク内部は二つ
の空間に区画される。このとき、個々の空間は、
吸気行程が重なり合わない気筒グループと連絡し
ている。また、個々の空間には上流側で一つに合
流する吸気管が一本づつ延びている。

このような構成を採つて制御弁を開閉すると圧
力波が往復伝播する経路の長さが変化する。この
ため、圧力波の振動周期も制御弁の開閉によつて
二種類に変化するので、吸気弁開閉周期とマツチ
ングする点も二つになる。即ち、吸気慣性過給は
各気筒から二つの気筒群の吸気が最初に合流する
合流点までの長さ（以後吸気管長とする）が長い
ほど低速側に充填効率のピークが現れる。従つ
て、制御弁閉時には各気筒から二つの気筒群の吸
気管の合流点が開放端となり、吸気管長が最大と
なつて機関の低回転数側に充填効率のピークが現
れる。

また、制御弁開時にはサージタンクが開放端と
なり、吸気管長が最小となつてサージタンクの上
流側に二つの気筒群の吸気管の合流点があるにも
かかわらず、機関の高回転数側に充填効率のピー
クが現れる。このようにして、機関の低高回転域
の両方にわたり良好な充填効率を得ることができ
ることは上述の公報に示されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上記の吸気装置を備えた内燃機関を
実用化するにあたつて、エミツシヨンコントロー
ルシステムが装着されるのを無視することはでき
ない。なかでも排気還流装置は、その取り出し口
を吸気通路に設けるので、本来の吸気慣性過給を
損なわないで、各気筒毎に排気ガスを均等分配す
る必要がある。例えば、各気筒と連通するサージ
タンクと、該サージタンクの内部を吸気行程が重
なり合わない気筒グループが属する二つの空間に
区画可能な制御弁と、該制御弁により形成される
前記空間から個々に延びて上流側で一つに合流す
る二本の分岐部を有する吸気管とから成る多気筒
内燃機関において、各気筒毎に排気ガスを均等分
配するために、両分岐部の途中を互いに連通する
連通管を設け、この連通管の中央にEGR弁の下
流側を接続した排気ガス供給路を形成することが
考えられる。

しかし、搭載上分岐部は互いに近接して配管さ
れるのが普通であり、上記連通管の長さは必然的
に短いものとなる。

従つて、制御弁閉時には、吸気管長は各気筒か
ら連通管の中央（EGR弁下流の合流点）までの
長さとなるため、所期に設定した吸気管長（各気
筒から分岐部の合流点までの長さ）よりも短くな
つてしまう。このため、所期に設定した機関回転
数において充填効率のピークが現れず、機関の高
回転数側にずれてしまうという問題がある。

従つて、本考案の技術的課題は、排気ガス供給
路の通路長を工夫することにより、吸気慣性過給
装置を備えた内燃機関の排気還流制御を可能にす
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記技術的課題を解決するために講じた手段
は、本考案の多気筒内燃機関の吸気装置によれ
ば、分岐部の個々に接続しててEGR弁の下流側
で一つに合流する枝部を二本有する排気ガス供給
路を備えた排気還流装置を設けるとともに、枝部
と分岐部が接続する所を基準に、枝部の通路長を
分岐部の管長より長く定めたものである。

〔作用〕

この手段によれば、制御弁が閉じているとき、
枝部と分岐部が接続する所を基準に、枝部の通路
長を分岐部の通路長より長く定めたために、二つ
の気筒群の吸気側の最初の合流点は、分岐部の合
流点となり、所期に設定した吸気管長と同じにな
る。

〔実施例〕

以下、本考案の望ましい実施例を図面に基づい
て説明する。

第１実施例 第１図は、吸気慣性過給を利用した内燃機関の
概略図を示す。内燃機関の本体１に、排気マニホ
ルド２と吸気マニホルド３が装着されている。吸
気マニホルド３は、各気筒と連通する６本の管路
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆからなり、
これら管路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ
はサージタンク４に接続している。サージタンク
４の中央に断面が縮小した絞り部４ｃが形成さ
れ、内部には制御弁５が設置されていて、制御弁
５を閉じるとサージタンク４の内部は、空間４
ａ，４ｂに区画される。このとき、管路３ａ，３
ｂ，３ｃを経て空間４ａと連通する気筒グループ
と、管路３ｄ，３ｅ，３ｆを経て空間４ｂと連通
する気筒グループにおいて、各グループ内で吸気
行程が重なり合わないようになつている（気筒点
火順序を＃１→＃５→＃３→＃６→＃２→＃４と
した場合）。

空間４ａ，４ｂから吸気間６の分岐部６ａ，６
ｂが延びており、上流側で一本に合流してエアク
リーナ７と接続している。ここで、分岐部６ａ，
６ｂにはスロツトルバルブ８，９が設けられてい
て、吸入空気量を調整している。スロツトルバル
ブ８，９の下流側の分岐部６ａ，６ｂは、排気還
流装置１０の枝部１０ａ，１０ｂと接続してい
る。枝部１０ａ，１０ｂは、途中で一本に合流
し、排気マニホールド２から延びるガス通路１１
を経て排気ガスを供給されるEGRバルブ１２と
接続している。ここで、枝部１０ａ，１０ｂと分
岐部６ａ，６ｂが接続する所を基準に、枝部１０
ａ，１０ｂの通路長l′₁，l′₂は分岐部６ａ，６ｂの
管長l₁，l₂より長く定められている（l₁，l₂＜l′₁，
l′₂）。

以下、本実施例の作用・効果について図面に基
づいて説明する。なお、本実施例の吸気装置にお
ける吸気慣性過給の作用・効果については、一部
公知の事項も含まれるが簡単に説明をする。

制御弁５は第２図に示すマツプに従つて開閉さ
れている。ここでは、吸気慣性過給による効果
は、高負荷側で大きく現れるので、高負荷側で制
御弁５は機関回転数に応じて開閉制御されてお
り、低中負荷側では、機関回転数にかかわらず開
の状態に保たれている。

制御弁５が閉じると吸気通路内の圧力波は、各
気筒から吸気管６の分岐部６ａ，６ｂが合流する
までの間を伝播通路として往復しつづける。この
往復による振動周期が吸気弁の開閉周期とマツチ
ングすると、第３図の破線で示す線図の吸気充填
効率が極大点Ａとなる。このとき、圧力波が枝部
１０ａ，１０ｂに伝播して、吸気慣性過給効果に
悪影響が生じる心配がある。しかし、枝部１０
ａ，１０ｂの通路長l′₁，l′₂を分岐部６ａ，６ｂの
管路長l₁，l₂より長く採れば、前述のとおり、二
つの気筒群の吸気管の最初の合流点は、分岐部６
ａ，６ｂの合流点となり、所期に設定した吸気管
長と同じになる。したがつて、所期に設定した機
関回転数において充填効率のピークが現れ、所期
の設定通りに機関性能を得ることがてきる。

次に、制御弁５が開くと吸気通路内の圧力波
は、各気筒からサージタンク４までの間を伝播通
路として往復しつづける。このため、伝播通路の
長さは短くなつて圧力波の振動周期も短くなる。
従つて、このときの振動周期とマツチングする吸
気弁の開閉周期は、第３図の一点鎖線で示す線図
のように、極大点Ｂは高回転側に移動する。以上
のようにして、機関回転の全域で実線で示す線図
が描けることになり、低高回転域で出力の向上が
望める。ここで、制御弁５が閉の状態では、分岐
部６ａ，６ｂは半数の気筒としか流通してない。
一方、制御弁５が開の状態では、分岐部６ａ，６
ｂは全気筒と流通するために、分岐部６ａ，６ｂ
内の吸気流速は増す傾向にある。この特性を利用
して、EGR弁１２からの排気ガスの供給は、制
御弁５の開弁時に行つている。よつて、分岐部６
ａ，６ｂに流出する排気ガスは、吸気流によつて
いつそう大きな混合作用を受ける。

第２実施例 第１実施例と構成要素が同じ部分には、同一の
符号が記されており、以下、異なる部分について
簡単に説明する。

第４図に示すように、分岐部６ａ，６ｂが合流
するまでの途中でスロツトルバルブ８，９の上流
側に、分岐部６ａ，６ｂを連絡する連通路１３が
形成されている。そして、第２制御弁１４が連通
路１３の内部に設置されていて、その開閉操作に
より分岐部６ａ，６ｂが流通可能になる。

ここで、制御弁５を閉じて第２制御弁１４を開
くと、圧力波は各気筒から吸気管６を経て連通路
１３までを往復する。この場合、圧力波の振動周
期と吸気弁開閉周期がマツチングする点は新たに
増える。すなわち、吸気充填効率の極大点は、第
３図で示す極大点Ａ，Ｂの中央に移動する。そし
て、制御弁５を開くと、この極大点は第３図に示
す極大点Ｂ側に移動する。また、制御弁５、第２
制御弁１４を閉じると、極大点は第３図に示す極
大点Ａ側に移動する。こうして、制御弁５、第２
制御弁１４を個々に開閉制御すると、第１実施例
と比較して大きな吸気慣性過給の効果が得ること
ができる。

ところで、排気還流装置１０を設ける場合、第
１実施例と同様に、枝部１０ａ，１０ｂの通路長
l′₁，l′₂は分岐部６ａ，６ｂの管路長l₁，l₂より長
く定められている。（l₁，l₂＜l′₁，l′₂）。こうして
、
第１実施例と同様の作用、効果を得る。

〔考案の効果〕

このようにして、本考案では、枝部と分岐部が
接続する所を基準に、枝部の通路長を分岐部の通
路長より長く定めたために、二つの気筒群の吸気
側の最初の合流点は、分岐部の合流点となり、所
期に設定した吸気管長と同じになる。

従つて、所期に設定した機関回転数において充
填効率のピークが現れるので、所期の吸気慣性過
給効果を得ることができる。さらに、排気還流装
置からの排気ガスは吸気管内で混合されるので、
下流側のサージタンク内では、吸気との均一な混
合が完了している。ゆえに、各気筒に対して、均
等な排気還流制御を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例による多気筒内
燃機関の吸気装置の概略図、第２図は、第１図に
示された制御弁のマツプ、第３図は、本考案の第
１実施例による多気筒内燃機関の吸気充填効率特
性を示す線図、第４図は、本考案の第２実施例に
よる多気筒内燃機関の吸気装置の概略図である。 ４……サージタンク、４ａ，４ｂ……空間、５
……制御弁、６……吸気管、６ａ，６ｂ……分岐
部、１０……排気還流装置、１０ａ，１０ｂ……
排気ガス供給路、１３……連通路、１４……第２
制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各気筒と連通するサージタンクと、該サージタ
   ンクの内部を吸気行程が重なり合わない気筒グル
   ープが属する二つの空間に区画可能な制御弁と、
   該制御弁により形成される前記空間から個々に延
   びて上流側で一つに合流する二本の分岐部を有す
   る吸気管とから成る多気筒内燃機関の吸気装置に
   おいて、前記分岐部の個々に接続してEGR弁の
   下流側で一つに合流する枝部を二本有する排気ガ
   ス供給路を備えた排気還流装置を設けるととも
   に、前記枝部と前記分岐部が接続する所を基準
   に、前記枝部の通路長を前記分岐部の管長より長
   く定めたことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気
   装置。