JPH0324834Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多気筒エンジンの吸気装置に関し、詳
しくは、吸気流速の遅速により各気筒におけるバ
ルブタイミングを異なるようにした吸気装置に関
する。これは、吸気通路を集合部とそれから分岐
する複数の分岐吸気通路とから形成し、その複数
の分岐吸気通路をそれぞれ各気筒に連通させた多
気筒エンジンの分野で利用されるものである。

〔従来技術〕

スロツトルバルブ下流の吸気通路に、集合部を
設けると共にそれから分岐した複数の分岐吸気通
路を形成し、その分岐吸気通路をそれぞれ各気筒
に連通させた多気筒エンジンは、例えば、実開昭
58−173760号公報に記載されているように従来か
らよく知られている。通常その分岐吸気通路は吸
気マニホルドで構成され、全分岐吸気通路は水平
に隣り合つて一列に配置されていることが多い。

ところで、エンジンが多気筒の場合その点火順
序が予め定められていて、例えば４気筒エンジン
では第１，第３，第４，第２気筒の順とされる。
その場合、第１気筒への吸気は、吸気マニホルド
内の例えば左側に偏つて流れる。次の第３気筒へ
の吸入はほぼ中央で行なわれるので、第１から第
３気筒に流れが変わるときは、第２気筒に連なる
分岐吸気通路を越えて吸気が右側に大きく変向さ
れる。第３から第４気筒に移るときも変向が要求
されるが、その変向度合が少ない上に同じ右側へ
の流れであり、吸気方向の切換え移行が円滑に行
なわれる。第４から第２気筒へ移るときは吸気マ
ニホルドの右側に沿う吸気が大きく左側に変向さ
れる。また、第２から第１気筒に戻されるときは
さらに左方向に少し変わるだけとなる。

以上の説明で判るように、上述した点火順序の
４気筒エンジンでは、第２気筒へ移るときおよび
第３気筒へ移るとき、吸気マニホルド内の流れ方
向が大きく変わる。その結果、吸気がその気筒に
吸入され始めるのに遅れが生じ、その気筒での全
体的な吸気流速が遅くなる。吸気バルブの開口時
間はどの気筒も同じであるから、吸気流速の遅い
分岐吸気通路に連通された第２および第３気筒で
の充填効率が、吸気流速の速い分岐吸気通路に連
通された第１および第４気筒のそれより低くな
る。

このような充填効率のばらつきが現れるのは、
吸気流速が全体的に遅い低負荷運転時に顕著であ
る。その場合、充填効率の低い気筒におけるトル
クが他の気筒におけるそれより弱くなり、エンジ
ンのトルクバランスが悪くなる問題がある。

このようなことは、４気筒エンジンに限らず３
気筒や６気筒エンジンなどにおいても生じ、３気
筒の場合には第１から第３気筒の順に点火される
ので、第１気筒において充填効率が低く、６気筒
の場合には第１，第５，第３，第６，第２，第４
気筒の順に点火されるので、第１，第２，第５，
第６気筒において低下する。

〔考案の目的〕

本考案は上述の問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、吸気通路の集合部から分岐して形成さ
れた複数の分岐吸気通路を介して生じる充填効率
のばらつきを、各気筒における吸気バルブや排気
バルブの開閉タイミングの変化で補うことによ
り、低負荷時での各気筒の燃焼の均等化を図つて
トルクバランスをとり、エンジン出力の安定を実
現する多気筒エンジンの吸気装置を提供すること
である。

〔考案の構成〕

本考案の多気筒エンジンの吸気装置の特徴は、
スロツトルバルブ下流の吸気通路を、集合部とそ
れから分岐する複数の分岐吸気通路とにより形成
し、その各分岐吸気通路をそれぞれ各気筒に連通
させた多気筒エンジンの吸気装置であつて、集合
部における吸気の流入方向の変化が大きい点火順
序の気筒のバルブタイミングを、集合部における
吸気の流入方向の変化の小さい点火順序の気筒の
バルブタイミングよりも、低速型に設定したこと
である。

〔作用〕

例えば４気筒エンジンで、その点火順序が、第
１，第３，第４，第２気筒である場合、集合部に
おける吸気の流入方向の変化が大きい点火順序の
第２および第３気筒においては、低負荷時に排気
バルブの閉止タイミングを早め、吸気バルブの開
口とのオーバラツプ期間を短くしてダイリユーシ
ヨンガスの吸気通路への流入を防止すると共に、
燃焼室に流入した吸気の排気口への吹抜けを防止
する。また、吸気バルブの閉止タイミングを早
め、吸気の吹返しを少なくして実圧縮比を上げ
る。このようなバルブの開閉により、充填効率の
低い気筒における燃焼性が向上されて集合部にお
ける吸気の流入方向の変化の小さい点火順序の気
筒での燃焼状態に近づけられ、全体としてトルク
バランスが向上される。

〔実施例〕

以下、本考案をその実施例に基づいて詳細に説
明する。第２図は本考案の多気筒エンジンの吸気
装置を含むバリアブルタイミング式エンジンの吸
気系の概略図で、エアクリーナ２で清浄化された
空気が流過する吸気通路３に、スロツトルバルブ
４が設けられている。そのスロツトルバルブ４の
下流の吸気通路３Ａはその集合部から分岐され、
複数の分岐吸気通路５ａ〜５ｄが形成されてい
る。なお、その集合部と分岐吸気通路とは、通常
１つの吸気マニホルド６で形成され、それぞれの
通路がエンジンの各気筒７ａ〜７ｄに連通されて
いる。

本実施例は燃料噴射式が採用された例であるの
で、上述の吸気通路３に燃料噴射弁８が取り付け
られている。これは、エンジン回転数センサ９、
吸入空気量を検出するエアフローメータノポジシ
ヨンを検知するポジシヨンセンサ１０や吸気圧セ
ンサ１１などの計測値をもとに、エンジン制御回
路１２で演算された噴射量となるようその弁開時
間が調整され、所定の空燃比を有する混合気が得
られるようになつている。

このような吸気系を有するエンジン１の、集合
部における吸気の流入方向の変化の小さい点火順
序の第１および第４気筒での吸気バルブ１３ａ，
１３ｄと排気バルブ１４ａ，１４ｄの開閉タイミ
ングは、例えば、第１図の実線で示すようになつ
ている。すなわち、低負荷時での、吸気バルブの
開口は上死点前20度で、その閉止は下死点後65度
であり、排気バルブの開口は下死点前65度で、そ
の閉止は上死点後20度とされている。一方、集合
部における吸気の流入方向の変化が大きい点火順
序の第２および第３気筒では、図中の破線のよう
に排気バルブの閉止タイミングが上死点後の10度
に、また、吸気バルブの閉止タイミングが下死点
後の55度の低速型に変更されている。

なお、上述のバルブタイミングは低負荷時に適
用されるものであり、高負荷時にはそれに適した
タイミングがあり、第２図に示す気筒ごとに設け
られたタイミング切換機構１５が、エンジン制御
回路１２からの指令を受けて作動するようになつ
ている。

このような実施例によれば、次に説明するよう
にして、各気筒における燃焼状態の均等化が図ら
れ、トルクバランスがとられる。

４気筒エンジンの点火順序が、第１，第３，第
４，第２気筒である場合、第１気筒７ａへの供給
は第２気筒７ｂへの供給の後に行なわれるので、
第１気筒へ流入する吸気の方向が第２気筒に供給
されていた場合と同じ左側に維持され、その方向
が少し変わるだけで達成される。したがつて、第
１気筒では、集合部における吸気の流入方向の変
化が小さいことから所定の充填効率が得られる。
そのときの吸気バルブ１３ａや排気バルブ１４ａ
の開閉タイミングは、第１図の実線で示した通り
で、低負荷時の所定の充填効率が得られる場合
に、吸気効率や掃気効率が最もよくなるように設
定されている。

一方、吸気が次の点火順である第３気筒７ｃに
移るときは、分岐吸気通路５ｂを越えて吸気が右
側に大きく変向され、吸気マニホルド６内の流れ
方向が大きく変わる。その結果、吸気がその気筒
７ｃに吸入され始めるのがやや遅れそのため平均
的に見て吸気流速が遅くなる。しかし、集合部に
おける吸気の流入方向の変化が大きい点火順序の
第３気筒では、排気バルブの閉止が早められ、排
気バルブと吸気バルブが共に開口しているオーバ
ラツプ期間Tovが短くなり、吸気の排気口への吹
抜けが減る。さらに吸気バルブの閉止も早めら
れ、吸気の吸気口への吹返しも減る。その結果、
充填効率が低くても、吹抜けや吹返しによる弊害
が軽減され、燃焼状態が高められる。

次の点火順である第４気筒に移るときも変向が
要求されるが右側への流れであり、その変向度合
が少なくて済み、吸入の移行が円滑に行なわれ
る。第４から第２へ移るときは吸気マニホルド６
の右側に沿う吸気が大きく左側に変向され、第１
から第３に移るときと同様になる。しかし、第２
気筒と同様のバルブタイミングが採用され、充填
効率の低さが燃焼状態の向上で補われ、例えば第
３図の実線のような気筒内圧力が破線で示すよう
に平準化される。

エンジンが高負荷状態となると、各気筒での充
填効率のばらつきが減り、上述したバルブタイミ
ングの変更は必要とされない。しかし、高負荷時
には高速型のバルブタイミングが要求されるの
で、エンジン制御回路１２からその旨の指令が出
力され、各タイミング切換機構１５がそれに応じ
た切換えを行なつて、各バルブの開閉タイミング
が調整される。このようにして、バリアブルタイ
ミング式のエンジンでは、低負荷時にはそれに応
じた低速型のバルブタイミングが可能となり、そ
の際充填効率のばらつきを補完するようなバルブ
開閉操作が行なわれ、高負荷時にはそれに適した
高速型のバルブタイミング、例えば、高負荷時に
おいては吸気流速が速いことから、吸気弁の開口
タイミングを速くすると共に閉止タイミングを遅
らせ、吸気弁の開口時間を長くして吸気を押し込
み、高負荷時に必要な充填効率を実現して、エン
ジンのいかなる運転状態においても安定したしか
も高い出力を発揮させる。なお、このようなバリ
アブルタイミング式エンジンの構造は、例えば特
開昭59−65509号公報に開示された公知のものな
どを採用すればよい。

なお、吸気バルブや排気バルブの開閉タイミン
グにおける低速型とは、上述した場合にかぎら
ず、以下に述べる種々のケースが有り得る。すな
わち、集合部における吸気の流入方向の変化が大
きい点火順序の気筒に適用される場合には、（）
吸気バルブの開口を遅らす、（）吸気バルブの
閉止を早める、（）排気バルブの開口を遅らす、
（）排気バルブの閉止を早める、の４通りがあ
る。一方、集合部における吸気の流入方向の変化
の小さい点火順序の気筒に適用する場合には、そ
れぞれの逆とすばよい。（）によれば、排気バ
ルブの開口と重なるオーバラツプ時に、低負荷時
に特有なダイリユーシヨンガスの吸気通路への流
入が防止されて、燃焼度が向上する。（）によ
れば、流入した吸気の吸気通路への吹返しが防止
される。（）によれば、燃焼圧力の保持期間が
長くなつて圧力ロスが防止される。（）によれ
ば、流入した吸気の排気口への吹抜けおよびダイ
リユーシヨンガスの吸気通路への流入が防止され
る。したがつて、集合部における吸気の流入方向
の変化が大きい点火順序の気筒において（）か
ら（）の少なくとも１つ以上、また、集合部に
おける吸気の流入方向の変化の小さい点火順序の
気筒では、４つのうちのそれぞれの逆の少なくと
も１つ以上を採用すれば、所期の目的を達成する
ことができる。

〔考案の効果〕

本考案は以上の実施例の説明から判るように、
集合部における吸気の流入方向の変化の小さい点
火順序の気筒のバルブタイミングと、集合部にお
ける吸気の流入方向の変化が大きい点火順序の気
筒のバルブタイミングとが、異なるように設定さ
れているので、燃焼状態を均等化することができ
る。その結果、吸気速度が全体的に低く充填効率
にアンバランスの生じる低負荷時に、全気筒での
トルクバランスが図られ、安定した出力を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のバルブタイミングの変更を示
すバルブ開閉タイミング図、第２図は多気筒エン
ジンの吸気装置を含む吸気系の全体概略図、第３
図は全気筒における燃焼圧力を示す気筒内圧力分
布図である。 ３Ａ……吸気通路、４……スロツトルバルブ、
５ａ〜５ｄ……分岐吸気通路、１３ａ，１３ｄ…
…吸気バルブ、１４ａ，１４ｄ……排気バルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 スロツトルバルブ下流の吸気通路を、集合部と
   それから分岐する複数の分岐吸気通路とにより形
   成し、その各分岐吸気通路をそれぞれ各気筒に連
   通させた多気筒エンジンの吸気装置において、 前記集合部における吸気の流入方向の変化が大
   きい点火順序の気筒のバルブタイミングを、前記
   集合部における吸気の流入方向の変化の小さい点
   火順序の気筒のバルブタイミングよりも、低速型
   に設定したことを特徴とする多気筒エンジンの吸
   気装置。