JPH0320496Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の分野 本考案は多気筒内燃機関において、吸気圧力の
変動を制御し機関の体積効率を向上せしめる可変
吸気装置に関する。

技術の背景 内燃機関の吸気系の形状によつて、機関の体積
効率（気筒の行程容積に対する吸入空気量の割
合）が変化することはよく知られている。このこ
とを利用し、機関の運転条件に応じて、吸気通路
の長さ、容積等を可変とし、低速から高速まで高
い体積効率を得ようとする考え方がある。

考案の目的 多気筒内燃機関において、広範囲の速度域で体
積効率の向上を図り、もつて出力の向上を図るこ
とである。

考案の構成および作用 本考案により、エアクリーナから吸気マニホル
ドを経て多気筒内燃機関の本体に吸気を導入する
吸気装置において、吸気マニホルドを吸気順序が
隣り合わせにならない気筒群どおしにまとめて複
数に分割し、エアクリーナと分割した各吸気マニ
ホルドの集合部との間で各吸気通路を結合せし
め、該結合部と前記マニホルド集合部との間で前
記各吸気通路を共通の容積部に開口せしめ、これ
らの開口部をエンジン運転条件に応じて制御弁に
て同時に開閉制御するようにした多気筒内燃機関
の吸気装置が提案される。

吸気によつて生じた圧力波は、前記結合部およ
び開口部において反射し、この結合部および開口
部の位置に応じた圧力変動を生ずる。この結合位
置より上流の大気解放端、エアクリーナ等の容積
部によつても圧力波の反射は起るが、開口部より
下流（エンジン側）での圧力波の反射に起因する
圧力変動は結合部上流の諸元にはあまり影響を受
けない。従つて、開口位置を変えることでかなり
自由に体積効率を制御しうる。本考案では制御弁
によつて開口部を開くことにより、各吸気通路が
共通の容積部に連通し、従つて圧力波の反射が開
口部を閉じている時に比べ実質上より下流側で起
ることになり、体積効率を制御しうる。

前記吸気通路の結合部からエンジン気筒に至る
吸気通路は各気筒についてほぼ等長に形成され、
前記開口部は前記吸気マニホルド集合部から400
mm以内の部位にあり、前記制御弁はポペツト弁で
構成されるのが望ましい。また、制御弁は、機関
の高負荷時においては、低速域では閉、中速域で
は開、高速域では再び閉として制御するのが望ま
しい。

実施例 第１図において、１は６気筒エンジンの本体、
２は吸気マニホルド、３は排気マニホルドであ
る。吸気マニホルド２は吸気順序が隣り合わせに
ならない第一の気筒群２ａと第二の気筒群２ｂと
にまとめられている。即ち、各気筒の吸気順序
は、＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４であ
り、吸気順序が隣り合わないように＃１，＃２，
＃３は第一気筒群２ａに、＃４，＃５，＃６は第
二気筒群２ｂにそれぞれまとめられている。分割
された各吸気マニホルド２ａ，２ｂの集合部４
ａ，４ｂの上流側は、それぞれの吸気通路５ａ，
５ｂによりエアクリーナ６まで導びかれ、これら
の吸気通路５ａ，５ｂはエアクリーナ６の下流の
結合部７にて結合している。この結合部７の上流
には（エアクリーナ６下流）にはエアフローメー
タ（図示せず）が設けられている。１０は大気１
１に開放されたエアクリーナ６の吸気ダクトであ
る。

結合部７と吸気マニホルド集合部４ａ，４ｂと
の間において、吸気通路５ａ，５ｂにそれぞれ開
口１２ａ，１２ｂが設けられ、これらの開口１２
ａ，１２ｂは共通の容積部１３に連通している。
開口１２ａ，１２ｂはポペツト弁要素を有するダ
イヤフラム式負圧制御弁１４ａ，１４ｂによつて
同時に開閉制御される。これらの制御弁１４ａ，
１４ｂは開口１２ａ，１２ｂのシール性を高める
ために図示のようなポペツト弁で構成するのが望
ましい。エンジンの負荷を制御する吸気絞り弁１
５ａ，１５ｂは制御弁１４ａ，１４ｂの下流に設
けてある。ダイヤフラム式制御弁１４ａ，１４ｂ
は、制御装置１６からの制御信号により駆動され
る電磁弁１７に接続されており、バキユームポン
プ等の負圧源１８からの負圧、又は大気圧が作用
するように切り替えられ、それに応じて開口１２
ａ，１２ｂを同時に開閉する。なお、実施例で
は、制御弁１４ａ，１４ｂを負圧で制御している
が、電磁式のものあるいは油圧式のものも使用可
能である。

第２図は高負荷時におけるエンジン速度と体積
効率との関係を示した図である。第２図におい
て、実線は制御弁１４ａ，１４ｂを開いている時
の体積効率であり、中速域にてピーク（山）があ
らわれる。一点鎖線は制御弁１４ａ，１４ｂを閉
じている時の体積効率であり、低速域と高速域で
ピーク（山）があらわれる。低速域の山は主とし
て吸気通路結合部７から開口１２ａ，１２ｂまで
の吸気通路５ａ，５ｂの長さL₁によつて決定さ
れる。図示のような低速側の山を得るにはL₁を
200mm程度とするのが適当である。また、制御弁
１４ａ，１４ｂを開いた時の中速域の山は主とし
て開口１２ａ，１２ｂから吸気マニホルド集合部
４ａ，４ｂまでの長さL₂によつて決定される。
図示のような中速側の山を得るにはL₂を400mm以
下にするのが極当である。また、高速域の山は主
として吸気マニホルド集合部４ａ，４ｂからエン
ジンのシリンダヘツドに至る長さL₃によつて決
定され、L₃があまり短いと実用速度よりも高速
側で体積効率の山ができてしまう。この意味から
L₃を300〜600mmとするのが適当である。第２図
において、破線は、開口１２ａ，１２ｂ、制御弁
１４ａ，１４ｂ、容積部１３を備えていない従来
の一般的な吸気系の高負荷時の体積効率を示した
ものである。

エンジンが高負荷の状態にある時は、制御弁１
４ａ，１４ｂの開閉により第２図の如き体積効率
となるので、第３図に示すように低速域および高
速域で制御弁１４ａ，１４ｂを閉じるように、制
御装置１６からの制御信号に基づいて電磁弁１７
が負圧源１８からの負圧をダイヤフラム式制御弁
１４ａ，１４ｂに伝え、開口１２ａ，１２ｂを閉
じる。また、高負荷でかつ中速域にある時は、電
磁弁１７により制御弁１４ａ，１４ｂを大気に開
放し、開口１２ａ，１２ｂを開く。この時、容積
部１３にて開口１２ａ，１２ｂ周辺の吸気の圧力
の反射が強化され、体積効率が向上する。容積部
１３の大きさは多くともエンジンの排気量程度で
十分である。このようにして、エンジンの高負荷
状態では第２図に示す体積効率の３つの山を利用
することができ、エンジンの全速度域にわたつて
体積効率ひいては出力が向上する。なお、エンジ
ンの軽、中負荷状態では、制御弁１４ａ，１４ｂ
を閉じると、ガス交換にともなう損失が増大して
しまうので、これらの制御弁１４ａ，１４ｂを開
いておく。また、軽中負荷でかつ高速域では前記
の損失は制御弁１４ａ，１４ｂの開閉のどちらで
も大差はない。

なお、エンジンの負荷および速度は周知の手段
により検出され、その信号が制御装置１６に入力
される。

考案の効果 多気筒内燃機関において、出力を必要とする高
負荷時の体積効率をエンジン速度の広い範囲にわ
たつて向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の多気筒内燃機関の吸気装置の
概略図、第２図はエンジン速度と体積効率との関
係を示す図、第３図は制御弁の開閉状態を示す図
である。 ２……吸気マニホルド、４ａ，４ｂ………吸気
マニホルド集合部、５ａ，５ｂ………吸気通路、
７……結合部、１０……エアクリーナ、１２ａ，
１２ｂ……開口、１３……容積部、１４ａ，１４
ｂ……制御弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ エアクリーナ６から吸気マニホルド２を経て
   多気筒内燃機関の本体に吸気を導入する吸気装
   置において、吸気マニホルド２を吸気順序が隣
   り合わせにならない気筒群２ａ，２ｂどおしに
   まとめて複数に分割し、エアクリーナ６と分割
   した各吸気マニホルドの集合部４ａ，４ｂとの
   間で各吸気通路５ａ，５ｂを結合せしめ、該結
   合部７と前記マニホルド集合部４ａ，４ｂとの
   間で前記各吸気通路を共通の容積部１３に開口
   せしめ、これらの開口部１２ａ，１２ｂをエン
   ジン運転条件に応じて制御弁１４ａ，１４ｂに
   て同時に開閉制御するようにした多気筒内燃機
   関の吸気装置。 ２ 前記吸気通路の結合部７からエンジン気筒に
   至る吸気通路は各気筒についてほぼ等長に形成
   され、前記開口部１２ａ，１２ｂは前記吸気マ
   ニホルド集合部４ａ，４ｂから400mm以内の部
   位にあり、前記制御弁１４ａ，１４ｂはポペツ
   ト弁で構成される実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の装置。