JPH0320495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、各気筒と吸気拡大室とを互いに独立
した吸気通路で接続した多気筒エンジンにおいて
吸気の動的効果（吸気慣性効果）により出力の向
上を図るようにしたエンジンの吸気装置の改良に
関するものである。

（従来の技術） 従来から、エンジンの吸気装置において、吸気
開始に伴つて生じる負圧波（負圧の圧力波）が吸
気通路上流側の大気または吸気拡大室への開口端
で反射され正圧波（正圧の圧力波）となつて吸気
ポート方向に戻されることを利用し、上記正圧波
が吸気弁の閉弁寸前に吸気ポートに達して吸気を
燃焼室に押し込むようにする、いわゆる吸気の慣
性効果によつて吸気の充填効率を高めるようにす
ることは知られている。このような技術を用いよ
うとする場合に、吸気通路の形状が一定である
と、吸気通路に生じる圧力波の振動周期と吸気弁
の開閉周期とがマツチングして吸気慣性効果が高
められるのは特定回転域に限られる。

このため、特開昭56−115819号公報にみられる
ように、エンジンの回転数に応じて吸気通路の長
さ等を変えるようにし、例えば、各気筒別の吸気
通路を上流部で２叉に分岐させて長い通路と短い
通路とを形成し、これらの通路の上流端を吸気拡
大室等に開口させるとともに、短い通路に開閉弁
を設けて、高回転域でこの開閉弁を開くことによ
り吸気通路の有効長を短縮するようにし（上記公
報の第６図参照）、こうして低回転域と高回転域
とでそれぞれ吸気の慣性効果を高めるようにした
吸気装置が提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記従来の吸気装置によると、多気
筒エンジンの場合、各気筒毎に圧力波が生じてい
るにも拘らず、単にエンジン運転状態に応じて各
気筒別の吸気通路の有効長を変えること等により
各気筒とにそれに対応する吸気通路の上流側開口
端との間の圧力波伝播によつて吸気慣性効果を高
めているにすぎず、吸気の充填効率の向上に余地
がある。すなわち、他の気筒に生じる圧力波をも
有効に利用するようにすれば、充填効率をより一
層向上させ得ることが期待できる。

一方、エンジン制御用の駆動装置として負圧応
動式のアクチユエータ（例えばダイヤフラム装
置）が多用されている。このアクチユエータの負
圧源として吸気拡大室の負圧を取出し、この負圧
を負圧導入通路を介して上記アクチユエータの圧
力室に導入する場合、上記吸気拡大室にはEGR
ガス（排気還流ガス）やブローバイガス等がその
各気筒への良好な分配性を得るべく導入される関
係上、上記負圧取出し時にこれらのガス中に含ま
れるカーボンや異物が負圧導入通路へ流入して、
負圧導入通路が目詰りする原因となる。特に、負
圧導入通路の途中にオリフイスを設けたものにお
いては顕著である。

そこで、本考案はかかる諸点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、各気筒別に
圧力波伝播により吸気慣性効果を得るとともに、
各気筒間で互いに他の気筒に生じる圧力波を有効
に作用せしめ合うことにより、吸気充填効率をよ
り一層高めて出力の向上を図ることにある。

さらに、本考案の目的は、上記のような機能を
発揮する吸気系において負圧応動式アクチユエー
タに対する負圧取出口を適切な位置に設けること
より、EGRガス等に含まれるカーボンや異物に
よる負圧導入通路の目詰りを防止することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案の解決手段
は、吸気拡大室と各気筒とを互いに独立した気筒
別の各独立吸気通路で接続した多気筒エンジンの
吸気装置を対象とし、これに対して、上記各独立
吸気通路の途中から分岐して各独立吸気通路を相
互に連通する連通部を設ける。さらに、上記連通
部に、負圧応動式アクチユエータの圧力室に負圧
を導入する負圧導入通路の負圧取出口を開口する
構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本考案では、各独立吸気通
路相互間が連通部を介して連通することにより、
各独立吸気通路途中の上記連通部において各気筒
から伝播する負圧波が正圧の圧力波に反転して反
射されることになつて、吸気慣性効果が得られる
とともに、他の気筒からの圧力波が上記連通部に
より伝播することになり、これらの圧力波の相乗
作用によつて吸気の充填効率が大幅に高められる
ことになる。

また、その場合、上記連通部は各独立吸気通路
の途中から分岐して設けられているため、吸気拡
大室から各独立吸気通路を介して各気筒へ至る吸
気の主たる流れに対して、連通部にはその一部の
分流しか流れない。このため、吸気拡大室に
EGRガスやブローバイガス等を導入しても、こ
れらのガス中に含まれるカーボンや異物等は連通
部にほとんど流入しないことになる。このことか
ら、この連通部内の負圧を負圧取出口から取出し
負圧導入通路を介して負圧応動式アクチユエータ
の圧力室に導入してこのアクチユエータの作動源
としても、上記カーボンや異物等による負圧導入
通路の目詰りが抑制防止されることになり、アク
チユエータの作動を長期間安定維持することが可
能である。

（実施例） 以下、本考案の実施例について図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図〜第３図は本考案を４気筒サイクルエン
ジンに適用した場合の実施例を示す。同図におい
て、１はシリンダブロツク２およびシリンダヘツ
ド３等からなるエンジン本体であつて、該エンジ
ン本体１にはその長手方向に第１〜第４の４つの
気筒４，４，……が直列状に形成されている。こ
の各気筒４にはそれぞれ燃焼室５が形成されてい
る。

６は気筒別に互いに独立して設けられた独立吸
気通路であつて、該各独立吸気通路６は、シリン
ダヘツド３内に形成され独立吸気通路６の下流端
部を構成する吸気ポート７を介して各気筒４燃焼
室５に開口しており、これらの独立吸気通路６，
６……の上流端はそれぞれほぼ同一通路長でもつ
てエンジン長手方向に平行に延びる略角筒形状の
吸気拡大室８に連通形成されている。上記吸気拡
大室８の一端面には外気を導入する吸気導入管９
が接続されていて、該吸気導入管９内には吸入空
気量を制御するスロツトル弁１０が配設されてお
り、上記吸気導入管９により吸気拡大室８に導入
された吸気を各独立吸気通路６を介して各気筒４
の燃焼室５に供給するようになされている。ま
た、上記吸気ポート７には吸気弁１１が設けられ
ている。

上記各独立吸気通路６の途中箇所には、吸気拡
大室８（つまりエンジン長手方向）に平行に延
び、これらの独立吸気通路６，６……から分岐す
る分岐孔１２を介してこれらの独立吸気通路６，
６……を相互に連通する連通部１３が接続されて
いる。また、このことにより、上記各独立吸気通
路６，６……の連通部分岐箇所から各気筒４まで
の通路長はほぼ同一長さに設定されている。

上記各分岐孔１２にはそれぞれ分岐孔１２を開
閉する開閉弁１４が設けられており、この各開閉
弁１４は、連通部１３長手方向に延びるバルブシ
ヤフト１５に一体的に連動可能に固定されてい
て、図示していないが、エンジン回転数検出手段
等の出力を受ける制御回路によりアクチユエータ
を介して開閉制御され、上記連通部１３による各
独立吸気通路６相互間の連通をエンジン運転状態
に応じて制御し、エンジン回転数が設定値未満の
低回転域では閉じられ、エンジン回転数が設定値
以上の高回転域では開かれるように制御される。
なお、このようなエンジン回転数に応じた開閉弁
１４の開閉作動は、少なくとも出力が要求される
高負荷時において行われるようにすればよく、低
負荷時には開閉弁１４が開状態または閉状態に保
たれるようにしてもよい。また、この開閉弁１４
の閉弁時、開閉弁１４は全閉とはならずに若干開
いており、独立吸気通路６の圧力（吸気負圧）を
連通部１３に導入できるようにしている。

そして、このような吸気系システムにおいて、
１６、上記吸気拡大室８、各独立吸気通路６，６
……、連通部１３および各分岐孔１２，１２……
を形成するための吸気系構造体であつて、該構造
体１６は、吸気拡大室８および連通部１３を両者
を仕切板２７で仕切つた状態で構成するタンク部
１７と、該タンク部１７のエンジン側とは反対側
の側辺上部から側辺および下辺にかけてタンク部
１７の周囲を迂回して延び、かつその構成壁の一
部つまり側壁および下壁を利用して各独立吸気通
路６，６……の上流側部分６ａ，６ａ……をその
各上流端がタンク部１７（吸気拡大室８）側辺上
部に開口するように一体的に形成する一体吸気管
部１８，１８……と、該各一体吸気管部１８，１
８……の下辺部からエンジン側へ向かつて各気筒
別に分岐して延び、各独立吸気通路６，６……の
下流側部分６ｂ，６ｂ……を形成する分岐吸気管
部１９，１９……と、上記各一体吸気管部１８の
分岐吸気管部１９近傍においてタンク部１７（連
通部１３）の構成壁のうちの下壁を利用して各独
立吸気通路６の途中を連通部１３に連通する分岐
孔１２を一体的に形成する連通管部２０，２０…
…と、上記各分岐吸気管部１９，１９……の先端
部を互いに連結するフランジ部２１とからなり、
該フランジ部２１にてエンジン本体１に対し各分
岐吸気管部１９の独立吸気通路下流側部分６ｂを
各気筒４の吸気ポート７に合致せしめた状態でボ
ルト２２，２２……を側方から挿入して締付ける
ことによりエンジン本体１に固定される。また、
上記タンク部１７のエンジン側の側辺上部はエン
ジン側に膨出するように形成されており、吸気拡
大室８の容積を十分に確保するようにしている。

また、上記各分岐吸気管部１９の独立吸気通路
下流側部分６ｂおよび各吸気ポート７は、斜め上
方から燃焼室５に向つてほぼ直線状に延びて燃焼
室５に開口するように形成されている。そして、
該各分岐吸気管部１９の独立吸気通路下流側部分
６ｂの下流端近傍上部には噴射弁装着孔２３が形
成されており、燃料噴射弁２４はその先端噴射口
部がシールリング２３ａを介して噴射弁装着孔２
３に挿入されて固定されている。この噴射弁装着
孔２３および燃料噴射弁２４の取付方向は該噴射
弁２４からの燃料が燃焼室５の吸気弁１１に向つ
て噴射されるように装着されていて、各燃料噴射
弁２４，２４……はエンジン長手方向に平行に配
設された燃料供給管２５に連通接続されている。
このことにより、燃料噴射弁２４は分岐吸気管部
１９にほぼ沿つて寝た状態で取付けられることと
なり、該燃料噴射弁２４の中心線の延長線ｌ上に
上記タンク部１７が燃料噴射弁２４および燃料供
給管２５に近接して位置することになる。

さらに、上記各連通管部２０の分岐孔１２に開
閉弁１４が配設されること、およびタンク部１７
が燃料噴射弁２４の中心延長線ｌ上に位置するこ
とから、上記吸気系構造体１６は、そのタンク部
１７において、上記燃料噴射弁２４の中心線の延
長線ｌよりも下側の位置でかつ各分岐孔１２，１
２……を含む連通部１３の部分と吸気拡大室８と
の間としての仕切板２７の位置でタンク部１７の
長手方向に沿つた分割面によつて上下に分割され
て形成されていて、タンク部１７の上半部（吸気
拡大室８）および各一体吸気管部１８，１８……
の上半部が一体成形された上側分割体１６ａと、
タンク部１７の下半部（連通部１３）、一体吸気
管部１８，１８……の下半部、各分岐吸気管部１
９，１９……、各連通管部２０，２０……および
フランジ部２１が一体成形された下側分割体１６
ｂとからなり、両分割体１６ａ，１６ｂが仕切板
２７を介して接合され、ボルト２６，２６……を
下方から挿入して締付けることにより気密的に結
合されてなる。

一方、２８はエンジン制御用の負圧応動式アク
チユエータの一つとしてデイストリビユータ２９
に備えられてエンジンの点火時期を進角制御する
ためのダイヤフラム装置であつて、該ダイヤフラ
ム装置２８は、進角機構（図示せず）にロツド２
８ａを介して連結されたダイヤフラム２８ｂと、
該ダイヤフラム２８ｂによつて区画され、負圧が
導入される圧力室２８ｃと、該圧力室２８ｃ内に
縮装され、ダイヤフラム２８ｂを遅角方向に付勢
するスプリング２８ｄとを備え、上記圧力室２８
ｃには負圧導入通路３０の一端が連通接続され、
該負圧導入通路３０の他端の負圧取出口３０ａは
上記タンク部１７のエンジン側とは反対側の側壁
にて上記連通部１３に開口している。また、上記
負圧導入通路３０の途中には、上下流のフイルタ
３１ａ，３１ｂ間に多孔体よりなるオリフイス３
１ｃを介装してなる遅延装置３１が介設されてい
る。よつて、連通部１３内の負圧が負圧取出口３
０ａから負圧導入通路３０を介して、かつ上記遅
延装置３１によつて一定の遅れをもつて圧力室２
８ｃに導入されると、この負圧によりダイヤフラ
ム２８ｂをスプリング２８ｄの付勢力に抗して偏
倚させ、このダイヤフラム２８ｂの偏倚により点
火時期を進角させるように構成されている。尚、
図示していないが、上記各独立吸気通路６の連通
部１３分岐箇所上流としての吸気拡大室８には
EGRガスが導入されるようになされている。

次に、上記実施例の作用について述べるに、各
開閉弁１４が閉じて連通部１３による各独立吸気
通路６相互間の連通が遮断されている状態では、
吸気行程で生じる負圧波が吸気拡大室８まで伝播
されてここで反射され、つまり比較的長い通路を
通して上記負圧波およびその反射波が伝播するこ
とにより、低回転域においてこのような圧力波の
振動周期が吸気弁開閉周期にマツチングすること
になり、低回転域での吸気の慣性効果が高められ
て、吸気充填効率が高められる。一方、上記各開
閉弁１４が開かれて連通部１３により各独立吸気
通路６相互間が連通している状態では、吸気行程
で生じる負圧波が上記連通部１３で反射されてこ
の負圧波および反射波の伝播に供される通路長さ
が短くなることにより、高回転域で吸気慣性効果
が高められるとともに、この運転域では他の気筒
から伝播される圧力波も連通部１３を介して有効
に作用することになり、高回転域での充填効率が
大幅に高められる。従つて、少なくとも高負荷時
に、上記低回転域と高回転域との吸気慣性効果が
得られる各回転数の中間回転数に相当する所定回
転数を境に、これより低回転側で開閉弁１４を閉
じ、これより高回転側で開閉弁１４を開くように
しておくことにより、全回転域で吸気充填効率が
高められて出力を向上させることができる。特
に、高回転域での吸気充填効率は、従来のように
単に吸気通路を短縮させて慣性効果を高めるよう
にした場合と比べても、気筒間の圧力伝播作用で
より一層高められることとなる。

なお、以上のような作用を有効に発揮させるに
適当な吸気拡大室８および連通部１３の大きとし
ては、吸気拡大室８は排気量の0.5倍以上の容量
とし、連通部１３は排気量の1.5倍以下の容量と
しておくことが望ましい。さらに、上記連通部１
３は吸気拡大室８よりも容量を小さくし、かつ連
通部１３の断面積は各独立吸気通路６の断面積よ
りも大きくしておくことが望ましい。

そして、この場合、上記吸気拡大室８にEGR
ガスが導入されるが、このEGRガスは吸気流と
共に、主に吸気拡大室８から各独立吸気通路６を
介して各気筒４に流れ、開閉弁１４の開時におい
ても連通部１３にはその一部の分流のみが流れる
にすぎないため、このEGRガス中に含まれるカ
ーボンや異物が連通部１３に流入することはほと
んどない。そのため、上記連通部１３内の負圧を
負圧取出口３０ａから取出し負圧導入通路３０を
介して点火進角制御用のダイヤフラム装置２８の
圧力室２８ｃに導入してその作動源として使用し
ても、上記負圧導入通路３０、特にその途中に設
けた遅延装置３１のオリフイス３１ｃが上記カー
ボンや異物によつて目詰りするのを防止すること
ができ、よつて上記ダイヤフラム装置２８の作動
を長期間に亘つて安定維持することができる。
尚、このことは、独立吸気通路６の連通部１３分
岐箇所よりも上流にブローバイガス等を導入する
場合にも同様のことが言える。

また、この場合、吸気系構造体１６における吸
気拡大室８および連通部１３を構成するタンク部
１７と各独立吸気通路６の上流側部分６ａを構成
する一体吸気管部１８と各独立吸気通路６の下流
側部分６ｂを構成する分岐吸気管部１９と各分岐
孔１２を構成する連通管部２０とによつて、各独
立吸気通路６がタンク部１７の周囲に迂回しなが
らかつタンク部１７の構成壁の一部を利用して一
体的に形成されているとともに、各分岐孔１２が
タンク部１７の構成壁の一部と一体的に形成され
ているので、上記独立吸気通路６の所要長さ、吸
気拡大室８および連通部１３の各所要容積を得る
に当つて、これら吸気系をコンパクトに小型のも
のに形成することができ、よつて限られたスペー
ス（エンジンルーム）内で上記所要長さおよび所
要容積を十分に確保することができ、車載性の向
上を図ることができる。

また、この場合、燃料噴射弁２４が上記分岐吸
気管部１９の下流側端近傍つまり独立吸気通路６
の下流側においてその噴射燃料をその霧化を良好
にしながら燃焼室５に応答性良く供給すべく燃焼
室５に向けて装着されている関係上、該燃料噴射
弁２４の中心延長線ｌ上に近接して吸気系構造体
１６のタンク部１７が位置すること、および上記
各分岐孔１２に開閉弁１４を配設することが必要
である。このため、上記吸気系構造体１６はその
タンク部１７において上記中心延長線ｌよりも下
側即ち分岐吸気管部１９側の位置でかつ仕切板２
７の位置で吸気拡大室８の長手方向に沿つた分割
面で上下に上側分割体１６ａと下側分割体１６ｂ
とに分割され両分割体１６ａ，１６ｂが仕切板２
７を介して結合されてなるので、下側分割体１６
ｂをそのフランジ部２１にてエンジン本体１に側
方からのボルト２２による締付けにより取付けた
のち、該下側分割体１６ｂの各分岐吸気管部１９
の噴射弁装着孔２３に燃料噴射弁２４を中心延長
線ｌ方向から挿入し燃料供給管２５を下側分割体
１６ｂに固定することによつて各燃料噴射弁２４
を取付けるとともに、下側分割体１６ｂの各連通
管部２０の分岐孔１２にその上方から開閉弁１４
を挿入してバルブシヤフト１５に固定し、しかる
後上記下側分割前１６ｂに対して仕切板２７を介
在させて上側分割体１６ｂを接合して下方からの
ボルト２６の締付けにより両者１６ａ，１６ｂを
一体に結合することによつて、良好な成形性を確
保し、かつ上側および下側分割体１６ａ，１６ｂ
の組付けを容易に行い得るのは勿論のこと、開閉
弁１４および燃料噴射弁２４の組付けを容易に行
うことができ、良好な組付け性を確保することが
できる。

しかも、上記上側分割体１６ａと下側分割体１
６ｂとの結合は、下方からのボルト２６の締付け
によつて行われるので、その良好な組付け性を確
保しながら、上述の如くタンク部１７（吸気拡大
室８）におけるエンジン側の側辺上部の膨出形成
が可能となつて、吸気拡大室８の容積を十分に確
保できる利点もある。また、上記連通部１３は吸
気系構造体１６のタンク部１７を仕切板２７で上
下に分割することによつて吸気拡大室８に並設さ
れ、吸気拡大室８の構成壁の一部（仕切板２７）
を共用して形成されているので、上記吸気系のコ
ンパクト化を一層図ることができる。

なお、本考案は以上の実施例の如く４気筒エン
ジンに限らず、他の多気筒エンジン、例えば５気
筒エンジンや６気筒エンジンにも適用することが
できる。そして、各気筒の吸気行程のずれが４気
筒エンジンでは180゜となるが、例えば６気筒エン
ジンでは120゜となるので、６気筒のエンジンに適
用する場合は上記連通部１３を短く形成しておけ
ば、高回転域で特定気筒に他の気筒から連通部１
３を通して伝播される圧力波と連通部１３からの
反射波とをほぼ合致させることができる。

また、上記実施例では、各独立吸気通路６の連
通部１３分岐箇所（分岐孔１２）にエンジン運転
状態に応じて開閉する開閉弁１４を設けて、この
連通部１３による各独立吸気通路６，６……の相
互間の連通および遮断を制御するようにしたが、
本考案はこの開閉弁１４をなくしたものについて
も適用可能である。この場合、特定運転域におい
て各気筒別の圧力波伝播による吸気慣性効果と気
筒相互間での圧力波の作用とによつて吸気の充填
効率の向上を図ることができるものである。

さらに、本考案は負圧応動式アクチユエータと
して上記実施例の如き点火進角制御用のダイヤフ
ラム装置２８の他に、各種のエンジン制御用の負
圧応動式アクチユエータについても適用可能であ
るのは言うまでもない。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、吸気拡
大室と各気筒との間の互いに独立した各独立吸気
通路をその途中で相互に連通する連通部を設け
て、各気筒別の圧力波伝播による吸気慣性効果と
上記連通部を通して気筒間を伝播する圧力波とに
よつて吸気充填効率をより一層高めて、出力の大
幅な向上を図りながら、上記連通部内の負圧をエ
ンジン制御用の負圧応動式アクチユエータの作動
源としたので、EGRガスやブローバイガス中の
カーボンや異物等による負圧導入通路の目詰りを
有効に防止することができ、上記負圧応動式アク
チユエータの作動の長期安定維持化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示し、第１図は第３
図の−線における縦断側面図、第２図は第３
図の−線における縦断側面図、第３図は一部
破断した平面図である。 １……エンジン本体、４……気筒、６……独立
吸気通路、８……吸気拡大室、１２……分岐孔、
１３……連通部、２８……ダイヤフラム装置、２
８ｃ……圧力室、３０……負圧導入通路、３０ａ
……負圧取出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気拡大室と各気筒とを互いに独立した気筒別
   の各独立吸気通路で接続した多気筒エンジンの吸
   気装置において、上記各独立吸気通路の途中から
   分岐して各独立吸気通路を相互に連通する連通部
   が設けられ、この連通部に、負圧応動式アクチユ
   エータの圧力室に負圧を導入する負圧導入通路の
   負圧取出口が開口していることを特徴とするエン
   ジンの吸気装置。