JPH03281922A - 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、特に各気筒に独立
吸気通路を接続したものに関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンの気筒に供給させる吸気を共鳴効果
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、この吸気の共鳴効果による過給システムでは
、エンジンの複数の気筒を点火時期の連続しない気筒（
点火順序の隣り合わない気筒）毎に分けて複数の気筒群
にグループ化し、この各気筒群の複数の気筒の独立吸気
通路を上流端でサージタンクに接続し、このサージタン
クに集合吸気通路（共鳴吸気通路）を接続し、この集合
吸気通路の所定位置に圧力反転部を設ける。そして、エ
ンジンの同調回転域で気筒群の各気筒の吸気ボートで発
生する吸気の基本圧力波と圧力反転部で反転した反射圧
力波との位相を一致させることで、圧力反転部と各気筒
との間を往復伝播する吸気の圧力波を集合吸気通路内で
共鳴させ、この共鳴によって各気筒毎に個々に発生する
圧力振動により大きな振幅を有する共鳴圧力波を発生さ
せ、この共鳴圧力波によって吸気を気筒の燃焼室に押し
込んで充填効率を高めるようにするものである。

そして、従来、独立吸気通路をバイパスする連通路を設
け、エンジン回転数に応じてこの連通路を切換弁で開閉
して共鳴周波数を可変にしたものがある。このものでは
、この連通路の近傍に負圧を溜めるバキュームチャンバ
を形成し、このバキュームチャンバの負圧で上記切換弁
などを作動するようにしている（例えば特開昭６２−１
０１８２０号公報）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このように共鳴効果を得るようにしたエンジ
ンでは、気筒ごとに独立吸気通路を有しているが、重量
軽減を図るべく独立吸気通路は肉厚が薄く形成される傾
向にあるので、独立吸気通路が振動して騒音を発するお
それがある。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、上記独立吸気通路同士を連結
して簡易に独立吸気通路の剛性を高め、そのことで形成
された空間をバキュームチャンバとして利用することに
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、まず、
吸気行程の連続しない複数の気筒よりなる気筒群と、上
記各気筒に接続された独立吸気通路と、上記各気筒群に
おいて独立吸気通路が接続されたサージタンクと、上記
独立吸気通路の間に設けられ、負圧を溜めるバキューム
チャンバとを設ける構成としている。

さらに、Ｖ型エンジンへの適用例として、二つのバンク
にそれぞれ設けられた気筒群と、上記各気筒に接続され
た独立吸気通路と、一方のバンク上に重ねて設けられ、
上記各バンクの気筒群の独立吸気通路がそれぞれ接続さ
れた二つのサージタンクと、少なくとも一方のバンクの
独立吸気通路の間に設けられ、負圧を溜めるバキューム
チャンバとを設ける構成としている。

（作用） 上記の構成により、本発明では、各気筒群において独立
吸気通路を通じて共鳴効果などが得られる。

また、バキュームチャンバの負圧は、例えば共鳴周波数
を可変にするための切換弁の作動源として利用される。

さらに、バキュームチャンバの構成体がリブとして機能
するので、この構成体によって独立吸気通路の剛性が向
上して消音効果が得られる。

また、Ｖ型エンジンへの適用例においては、■二つのサ
ージタンクを一方のバンク上に重ねて設けたこと、■そ
の少なくとも一方のバンクの独立吸気通路の間にバキュ
ームチャンバを設けたこと、によって狭いスペースを有
効に利用してエンジンのコンパクト化が妨げられない。

（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１図及び第２図は本発明の実施例の全体構成を示し、
１は車両の車体に出力軸（図示せず）か車幅方向に延び
るように横置き状態に搭載されたＶ型６気筒エンジンで
、このエンジン１は前後に対向する１対のバンクＢＦ、
ＢＲを有する。上記エンジン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
けられた前後１対のシリンダヘッド２Ｆ、２Ｒと、各シ
リンダヘッド２Ｆ、２Ｒの上面に組み付けられたシリン
ダヘッドカバー４Ｆ、４Ｒ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（図示せず）とからなる
。上記前側バンクＢＦには第１、第３及び第５の３つの
気筒５，５．・・・が、また後側バンクＢＲには第２、
第４及び第６の３つの気筒５．５．・・・がそれぞれ形
成されている。上記前側シリンダヘッド３Ｆの後側（バ
ンクＢＦ。

ＢＲ間側）の側面には下流端が前側バンクＢＦの各気筒
５に連通する３つの吸気ポー）６，６．・・・が、また
前側側面には上流端が上記各気筒５に連通する排気ポー
ト７、　７．・・・がそれぞれ形成されている。一方、
同様に、後側シリンダヘッド３Ｒの前側（バンクＢ　Ｆ
　ｒ　Ｂ　Ｒ開側）の側面には下流端が後側バンクＢＲ
の各気筒５に連通する３つの吸気ボート６．６．・・・
が、また後側側面には上流端が上記各気筒５に連通する
排気ポート７．７゜・・・がそれぞれ形成されている。

上記エンジン１の上方には、基本的に鋳造により形成さ
れた吸気マニホールド８が配設されている。このマニホ
ールド８は、各バンクＢＦ、ＢＲ毎に対応する前後１対
のサージタンク９Ｆ、９Ｒを有し、これらのサージタン
ク９Ｆ、９Ｒは共に後側バンクＢＲ上方に配置され、か
つバンク長さ方向（車幅方向）に互いに平行に延びてい
る。具体的には、前側サージタンク９Ｆは後側バンクＢ
Ｒのシリンダへラドカバー４Ｒの前端上方に配置され、
後側サージタンク９Ｒは同シリンダヘッドカバー４Ｒの
後端上方で前側サージタンク９Ｅよりも低い高さ位置に
配置されている。上記前側サージタンク９Ｆの前側側面
には内部に独立吸気通路１０を有する３本の独立吸気管
１１．１１．・・・が等間隔をあけて一体に形成され、
この各吸気管１１はバンクＢＰ、ＢＲ間を前方に延びた
のち下方に彎曲して、その先端は前側シリンダヘッド３
Ｆの各吸気ボート６にそれぞれ接続されている。

一方、同様に、後側サージタンク９Ｒの前側側面には独
立吸気通路１０を有する３本の独立吸気管１１．１１．
・・・が等間隔をあけて一体に形成され、この各吸気管
１１は後側バンクＢＲ上を前方に延びたのち下方に彎曲
して、その先端は後側シリンダヘッド３Ｒの各吸気ボー
ト６にそれぞれ接続されている。そして、この３本の後
側独立吸気管１１．１１．・・・の上面に上記前側サー
ジタンク９Ｆが配置され、両者は一体化されている。上
記６つの独立吸気管１１，１１．・・・はその管長が互
いに同じとされている。

また、第２図及び第３図に示すように、両サージタンク
９Ｆ、９Ｒの右側端部は内部に連通路１２を有する第１
連通管１３で連通され、この連通管１３が接続される後
側サージタンク９Ｒの右端部には連通管１３での連通及
び連通遮断を切り換える蝶弁からなる第１切換弁１４が
配設されている。この切換弁１４の弁体１４ａは前後方
向に延びる弁軸１４ｂに固定され、弁軸１４ｂの後端は
後側サージタンク９Ｒの壁後面に突出され、その後端に
はレバー１５及びロッド１６を介して負圧アクチュエー
タ１７が連結されており、このアクチュエータ１７の作
動により切換弁１４を開弁するようになっている。また
、両サージタンク９ｒ−。

９Ｒは長手方向（左右方向）の略中央部で第２連通管１
８により連通されている。すなわち、第４図及び第５図
にも示すように、第２連通管１８は後部が下方に折り曲
げられた略り字状の管部材で、その内部に連通路１９が
形成されている。第２連通管１８はサージタンク９Ｆ、
９Ｒと一体に形成されている。また、第２連通管１８の
後部には連通路１９を開閉する蝶弁からなる第２切換弁
２０が配設されている。この切換弁２０の弁体２０ａは
前後方向に延びる弁軸２０ｂに固定され、弁軸２０ｂの
後端は連通管１８の壁後面から突出し、その後端にはレ
バー２１及びロッド２２を介して負圧アクチュエータ２
３が連結されており、このアクチュエータ２３の作動に
より切換弁２０を開弁するようになっている。また、第
２連通管１８の上部には切換弁２０の弁体２０ａを装着
するための開口１８ｃが形成され、この間口１８ｃは常
時は蓋１８ｄにより気密状に閉塞されている。そして、
上記第１及び第２の切換弁１４．２０はエンジン回転数
に応じて開閉制御され、エンジン１の低速域では両切換
弁１４．２０の双方が閉弁されるが、中速域では第１切
換弁１４のみが開弁され、高速域では両切換弁１４．２
０が開弁されるようになっている。

さらに、上記前側サージタンク９Ｆの左端には前側集合
吸気管２４Ｆの下流端が、また後側サージタンク９Ｒの
左端には後側集合吸気管２４Ｒの下流端がそれぞれ接続
され、この集合吸気管２４Ｆ、２４Ｒ内にはそれぞれ集
合吸気通路２５．２５が形成されている。両集合吸気管
２４Ｆ、２４Ｒの上流端はスロットルボディ２６に接続
されてそこで集合吸気通路２５．２５が互いに合流して
いる。すなわち、上記後側集合吸気管２４Ｒは後側サー
ジタンク９Ｒ左端から左側斜め前方に直線状に延び、こ
の吸気管２４Ｒの中心軸線とスロットルボディ２６の通
路中心線とが一致している。

一方、前側集合吸気管２４Ｆは前側サージタンク９Ｆの
左端から左側斜め後方に延びた後、左側斜め前方に彎曲
して後側集合吸気管２４Ｒの上方に配置されている。そ
して、上記両集合吸気管２４Ｆ、２４Ｒは上流端部で一
体化され、内部の集合吸気通路２５．２５は断面半円状
とされて上下に重合配置されている。尚、第１図中、２
８は排気ボート７に接続された排気管、３２はボンネッ
トである。

そして、後側バンクＢＲの独立吸気通路１１の間にはバ
キュームチャンバ３１が設けられている。

すなわち、後側バンクＢＲの独立吸気管１０の下側には
、縦断面が波打った形状のカバ一部材３０がボルトによ
って取付けられていて、独立吸気管１０の下壁とカバ一
部材３０との間にバキュームチャンバ３１が形成されて
いる。このバキュームチャンバ３１は負圧供給通路３２
を介して独立吸気通路１］に接続されていて、独立吸気
通路】１の負圧がバキュームチャンバ３１に溜まるよう
になっている。また、上記バキュームチャンバ３１は負
圧導入通路３３を介して上記負圧アクチュエータ１７．
２３に接続されていて、バキュームチャンバ３１の負圧
が各負圧アクチュエータ１７゜２３に供給されるように
なっている。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の低中
速域で吸気の共鳴効果が生じ、この共鳴効果により各気
筒５への吸気充填量が増大してエンジン１の出力トルク
が増大する。すなわち、エンジン１の回転域に応じて第
１及び第２切換弁１４．２０が開閉切換えされ、共鳴効
果の同調回転数が切り換えられる。そして、エンジン１
が低速域にあるとき、第１及び第２切換弁１４．２０が
共に閉弁され、同調回転数が低速域になる。この状態で
は、各バンクＢＦ、ＢＲの各気筒５の吸気ポート６で発
生した吸気の基本圧力波が吸気通路上流側で反転する圧
力反転部は集合吸気通路２５゜２５上流端のスロットル
ボディ２６内となり、このスロットルボディ２６と各気
筒５との間を往復伝播する吸気の圧力波が吸気通路内で
共鳴して、この共鳴により各気筒５毎に個々に発生する
圧力振動により大きな振幅を有する共鳴圧力波が発生し
、この共鳴圧力波によって吸気が気筒５の燃焼室に押し
込まれてその充填率が高められる。このことにより、エ
ンジン１の低速域での出力トルクを増大させることがで
きる。

また、エンジン１が中速域に移行すると、第２切換弁２
０は閉弁されたまま、第１切換弁１４のみが開いて第１
連通管１３内の連通路１２が開放され、共鳴効果の同調
回転数が中速域に移行する。

この状態では、吸気の圧力波の圧力反転部は上記第１連
通管１３内の連通路１２となり、この連通路１２と各気
筒５との間を往復伝播する吸気の圧力波が吸気通路内で
共鳴する。この共鳴圧力波によって吸気が気筒５の燃焼
室に押し込まれてその充填率が高められ、エンジン１の
中速域での出力トルクを増大させることができる。

さらにエンジン回転数が上昇して高速域になると、第１
及び第２切換弁１４．２０の双方が開弁され、第１−及
び第２連通管１３．１８の連通路１２．１９がそれぞれ
開放される。この状態では、両サージタンク９Ｆ、９Ｒ
がその長平方向の中央部で第２連通管１８の連通路１９
により互いに連通ずるので、これらサージタンク９Ｆ、
９Ｒ及び連通路１９により大きなボリュームが形成され
、上記の共鳴効果が消失する。このため、その共鳴効果
のデメリットである同調回転数以外の速度域での出力ト
ルクの落込みもなくなり、その結果、そのトルクの谷を
低減することができる。以上により、エンジン１の低速
域から高速域に亘ってエンジン出力トルクを増大させる
ことができる。

また、後側バンクＢＲの独立吸気管１０の下側に縦断面
が波打った形状のカバ一部材３０を取付けてバキューム
チャンバ３１を形成したので、カバ一部材３０がリブと
して機能して独立吸気通路１１の剛性が向上して消音効
果が得られる。

さらに、後側バンクＢＲの独立吸気管１０の下側にバキ
ュームチャンバ３１を設けることにより、連通路１２の
近くにバキュームチャンバ３１が設けられるので、負圧
導入通路３３を短く設定でき、その分、負圧アクチュエ
ータ１７．２３の応答性が向上する。

また、■二つのサージタンク９Ｆ、９Ｒを後側バンクＢ
Ｒの上に重ねて設けたこと、■後側バンクＢＲの独立吸
気通路１１の間にバキュームチャンバ３１を設けたこと
、によって狭いスペースを有効に利用してエンジンのコ
ンパクト化が妨げられない。

そして、後側集合吸気管２４Ｒは後側サージタンク９Ｒ
左端から左側斜め前方に直線状に延びてその中心軸線が
スロットルボディ２６の通路中心線に一致しているし、
前側集合吸気管２４Ｆは前側サージタンク９Ｆの左端か
ら左側斜め後方に延びた後、左側斜め前方に彎曲してそ
の中心軸線がスロットルボディ２６の通路中心線に一致
しているので、スロットルボディ２６から各集合吸気管
２４Ｆ、２４Ｒに向う吸気流の抵抗が小さくなるととも
に、各集合吸気管２４Ｆ、２４Ｒへの吸気の分配性が向
上する。

また、上記第２連通管１８は鉛直面内で彎曲し、この連
通管１８の彎曲に対し第２切換弁２０の弁軸２０ｂが前
後方向、つまり第２連通管１８の中心軸線を通る平面に
沿って配置されているため、連通路１９に彎曲部分があ
るにも拘らず切換弁２０の開弁時の連通路１９の断面積
を大きくすることができ、吸気抵抗を良好に低減するこ
とができる。

また、前側及び後側集合吸気通路２５．２５が上下に重
合配置されているので、前後に対向させる場合に比べ、
スロットルボディ２６近傍まで両集合吸気通路２５．２
５を離隔させたままでよく、集合吸気通路２５の曲率半
径を大きくして、吸気抵抗を低減することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの吸気装置によ
れば、吸気行程の連続しない複数の気筒よりなる気筒群
と、上記各気筒に接続された独立吸気通路と、上記各気
筒群において独立吸気通路が接続されたサージタンクと
、上記独立吸気通路の間に設けられ、負圧を溜めるバキ
ュームチャンバとを設けたので、各気筒群において独立
吸気通路を通じて共鳴効果などを得ながら、バキューム
チャンバを得、且つこのバキュームチャンバの構成体に
よって独立吸気通路の剛性を向上させて消音効果を得る
ことができる。

また、Ｖ型エンジンにおいては、二つのサージタンクを
一方のバンク上に重ねて設け、その少なくとも一方のバ
ンクの独立吸気通路の間にバキュームチャンバを設ける
ことによって狭いスペースを有効に利用して上述した効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図はエン
ジンの一部及び吸気マニホールドの全体構成を示す一部
破断側面図、第２図は同平面図、第３図は吸気マニホー
ルドの背面図、第４図は第２切換弁周辺の拡大断面図、
第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線断面図、第６図は第２
図における■−■線断面図である。 ＢＦ。 ９Ｆ。 １７゜ １・・・エンジン ＢＲ・・・バンク ５・・・気筒 ９Ｒ・・・サージタンク １０・・・独立吸気通路 ２３・・・負圧アクチュエータ ３０・・・カバ一部材 ３１・・・バキュームチャンバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気行程の連続しない複数の気筒よりなる気筒群
   と、 上記各気筒に接続された独立吸気通路と、 上記各気筒群において独立吸気通路が接続されたサージ
   タンクと、 上記独立吸気通路の間に設けられ、負圧を溜めるバキュ
   ームチャンバと を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. （２）二つのバンクにそれぞれ設けられた気筒群と、 上記各気筒に接続された独立吸気通路と、 一方のバンク上に重ねて設けられ、上記各バンクの気筒
   群の独立吸気通路がそれぞれ接続された二つのサージタ
   ンクと、 少なくとも一方のバンクの独立吸気通路の間に設けられ
   、負圧を溜めるバキュームチャンバと を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。