JPH03281924A - 多気筒エンジンの吸気配管構造 - Google Patents

多気筒エンジンの吸気配管構造

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JPH03281924A
JPH03281924A JP2086325A JP8632590A JPH03281924A JP H03281924 A JPH03281924 A JP H03281924A JP 2086325 A JP2086325 A JP 2086325A JP 8632590 A JP8632590 A JP 8632590A JP H03281924 A JPH03281924 A JP H03281924A
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cylinder
intake
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collective
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Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Toshihiko Hattori
服部 敏彦
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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、多気筒エンジンの吸気配管の構造に関する。
(従来の技術) 近年、自動車用のエンジンの出力性能の向上のために、
吸気系内の吸気の慣性効果や共鳴効果を利用してその充
填効率を高めるようにすることは知られている。
上記慣性効果による過給では、エンジンが所定の回転域
(同調回転域)にあるとき、各気筒の吸気行程初期に吸
気弁の開弁に伴って吸気ボートに発生した吸気負圧波を
独立吸気通路内に沿って上流側に向かって音速で伝播さ
せ、この負圧波を所定の容積部で正圧波に反転させると
ともに、この正圧波を同一の経路で下流側に伝播させて
吸気弁が閉弁する直前に同じ吸気ボートに到達させ、こ
の正圧波により吸気を燃焼室に押し込んでその充填効率
を高めるようになっている。
一方、共鳴効果による過給では、エンジンの複数の気筒
を吸気行程の等間隔となる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1つの集合吸気通路(共鳴吸気通路)に
集合させ、この集合吸気通路の所定位置に容積部からな
る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した吸気の基本圧
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
めるようになされている。
上記慣性効果において、吸気の圧力波を反転させる集合
部として、一般にサージタンクが利用されているが、こ
のサージタンクでは、その内部における上流側通路から
各独立吸気通路までの長さ、或いは独立吸気通路自体の
長さが各気筒で異なるので、各気筒に対する吸気の分配
性や動的効果が均一にならない等の問題がある。
このため、従来、実開昭60−88062号公報には、
独立吸気通路の上流端集合部を略円錐台状の空間とし、
その小径側端に集合吸気通路の下流端を、一方、大径側
端に複数の独立吸気通路をそれぞれ接続し、独立吸気通
路の上流端開口を集合吸気通路の下流端開口の中心を通
る軸線に対し線対称に配置することが提案されている。
このものによると、集合部における集合吸気通路の下流
端開口から各独立吸気通路の上流端開口までの距離が独
立吸気通路について略等しくなり、各気筒の吸気の分配
性が均一化されるとともに、吸気流動経路の急激な屈曲
がなくな7て吸気抵抗が低減され、さらに、各独立吸気
通路上流端開口の近接配置により、各独立吸気通路が他
の独立吸気通路での慣性効果での容積室として利用され
て、集合部自体の大きさをコンパクトにすることができ
る。
(発明が解決しようとする課題) ところで、■型エンジンにおいて、独立吸気通路を左右
のバンク間で交差させると、そのバンク間のスペースが
小さいので、サービス性が悪くなり、各々の通路径も大
きくすることは難しい。また、直列型エンジンにあって
も、例えばシリンダヘッド側方に機械式過給機を配設す
る場合には、過給との干渉により独立吸気通路の長さを
長くすることはできない。従って、この独立吸気通路の
長さが制限されることにより、上記吸気の慣性効果をエ
ンジンの低速域でも良好に得ようとすることは困難とな
る。
そこで、こうした問題を回避しつつ独立吸気通路を長く
延ばすには、独立吸気通路をシリンダヘッドの上方に延
ばして集合吸気通路に接続し、その集合吸気通路を元の
方向にUターンさせる構造とすればよい。
ところが、全ての独立吸気通路が略平行にシリンダヘッ
ド上に延びた構造であると、シリンダヘッドの上方で独
立吸気通路と集合吸気通路とが上下に重ならざるを得ず
、エンジンの高さが増大する。
また、気筒群の集合吸気通路をいずれもシリンダ列の一
端側に曲げる方法もあるが、その場合には、集合吸気通
路同士の長さが異なり、気筒群間での吸気の分配性や共
鳴効果に差が生じるとともに、集合吸気通路が横方向に
並ぶために、エンジンの横方向の幅も増大する。
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであリ、その
目的は、上記の集合吸気通路の配置構造を改良すること
で、気筒群間の独立吸気通路長さ等の諸元を均一にしつ
つ、エンジンの高さ及び幅を小さくすることにある。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、請求項(1)に係る発明
では、各気筒群における複数の独立吸気通路が集合され
て集合吸気通路に接続される構造の場合、独立吸気通路
の上流端部分がその集合に伴い彎曲して片寄り、その片
寄りにより、独立吸気通路の上流端近傍にデッドスペー
スが生じることを利用し、このスペースに集合吸気通路
を配設した。
すなわち、この発明の吸気配管構造では、各々の吸気行
程が互いに等間隔になるように複数の気筒群に分けられ
た複数の気筒を有する多気筒エンジンにおいて、上記各
気筒群の気筒にそれぞれ連通する独立吸気通路をシリン
ダヘッド上方に延ばして気筒群毎の集合吸気通路に接続
する。また、集合吸気通路はシリンダヘッド上方でシリ
ンダ列の中央に彎曲させたのち独立吸気通路側にUター
ンさせて互いに集合する構成を特徴としている。
請求項(′2Jに係る発明では、気筒群の独立吸気通路
を略一箇所で集合させてそのコンパクトな吸気集合部に
より集合吸気通路と接続するようにした。
すなわち、この発明では、各気筒群の独立吸気通路上流
端を略一箇所に集合させて集合吸気通路に接続し、上記
独立吸気通路の上流端集合部は、集合吸気通路の下流端
が開口する上流側端から、独立吸気通路の各々の上流端
が開口する下流側端にかけて断面積が滑らかに増大させ
る構成とする。
また、請求項(3)に係る発明では、多気筒エンジンを
V型12気筒エンジンとした。
具体的には、この発明は、対向する1対のバンクの各々
に6つの気筒が設けられたV型12気筒エンジンにおい
て、上記各バンクの6つの気筒は吸気行程が互いに等間
隔になるように2つの気筒群に分けられ、上記各気筒群
の気筒に連通する独立吸気通路はバンク間から対応する
バンクのシリンダヘッド上方に延びていてそれぞれ気筒
群毎の集合吸気通路に接続され、集合吸気通路はシリン
ダヘッド上方で各バンクのシリンダ列の中央側に彎曲し
たのちバンク間側にUターンして互いに集合しているこ
とを特徴とする。
(作用) 上記の構成により、請求項(1)に係る発明では、各気
筒群の気筒にそれぞれ連通する独立吸気通路がシリンダ
ヘッド上方に延びて集合吸気通路に接続され、気筒群毎
の集合吸気通路はシリンダ列の中央に彎曲したのち独立
吸気通路側にUターンして互いに集合しているので、上
記集合吸気通路は独立吸気通路の集合によりデッドスペ
ースとなった部分を通ってUターンすることとなる。こ
のため、集合吸気通路が独立吸気通路と重なることはな
く、よってエンジンの高さを低くすることができる。
また、気筒群の集合吸気通路はシリンダ列の中央側に彎
曲して互いに集合しているので、集合吸気通路同士の長
さは略同じとなり、気筒群間での吸気の分配性や共鳴効
果等の統一を図ることができるとともに、エンジンの横
方向の幅をも小さくすることができる。
また、請求項(′2Jに係る発明では、気筒群での独立
吸気通路の上流端がコンパクトな集合部に略一箇所に集
合されて集合吸気通路に接続されているので、慣性効果
で圧力反転部として作用させる集合部の大きさが小さく
て済み、上記デッドスペースが大きくとれ、上記集合吸
気通路の配置により一層有利となる。また、各気筒群の
気筒間での吸気の分配性を高め、吸気抵抗を低減するこ
とができる。
さらに、請求項(3)に係る発明では、各気筒群の独立
吸気通路はバンク間から対応するバンクのシリンダヘッ
ド上に延びたのち集合されて集合吸気通路に接続されて
いるので、両バンクの独立吸気通路同士がバンク間で交
差することはなく、独立吸気通路の通路径を大きくする
ことができるとともに、サービス性を高めることができ
、望ましい構成を得ることができる。
(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図は本発明をV型12気筒エンジンに適
用した第】実施例を示す。図において、1は左右のバン
クBL、BRを有するDOHC式V型12気筒エンジン
で、このエンジン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
左右のシリンダヘッド3L、3Rと、該シリンダヘッド
3L。
3Rの上面に組み付けられた2対のシリンダヘッドカバ
ー4L、4Rとを有する。上記左バンクBL (図で左
側のもの)のシリンダブロック2には第1、第3、第5
、第7、第9及び第11の奇数番号の6つの気筒C+ 
、C3,Cs、Cy、Cg。
C++が、また右バンクBRC図で右側のもの)のシリ
ンダブロック2には第2、第4、第6、第8、第10及
び第12の偶数番号の6つの気筒C2゜Ca 、Cs 
*  Cs 、C1ot  C12がそれぞれバンク長
さ方向に直列に形成され、これら気筒C1〜Cνは例え
ば、 第1気筒CI=第12気筒CL2−第9気筒(:9−第
4気筒C4−第5気筒C5−第8気筒C8−第11気筒
Cn−第2気筒C2−第3気筒C3−第10気筒Cl0
−第7気筒C7−第6気筒6 の順序で吸気行程が進行するようになっている。
そして、この実施例では、各バンクBL、BRの6つの
気筒C1〜CL2は吸気行程が互いに等間隔になるよう
に3つの気筒毎に前後2つの気筒群GF、GRに分けら
れ、エンジンlの全体では気筒群は4つとされている。
上記各シリンダヘッド3L、3RのバンクBL。
BR間側の側面には各気筒C1〜Ctzに吸気バルブ5
を介して連通する吸気ボート6が開口され、この各吸気
ボート6にはそれぞれ独立吸気通路7の下流端が接続さ
れている。この各独立吸気通路7は上方に向かったのち
彎曲して対応するバンクBL、BRのシリンダヘッド3
L、3R上方に延び、上流端は上記気筒群GF、GR毎
に一箇所にまとめられてそれぞれ気筒群C;F、GR毎
の集合吸気通路9の下流端に接続されている。具体的に
は、各気筒群CF、GRの3つの独立吸気通路7゜7、
・・・のうち、その前後中央(内側)の独立吸気通路7
の鉛直面に沿った曲率半径は前後両側(外側)の独立吸
気通路7,7のそれよりも大きく、その上流端は両側の
独立吸気通路7よりも上側に位置している。また、前後
両側の独立吸気通路7゜7の水平面内に沿った曲率半径
は中央の独立吸気通路7のそれよりも大きく、その上流
端は集合吸気通路9に対し大きな角度で対向しており、
この配置構造により、各気筒群GF、GRにおける3つ
の独立吸気通路7,7.・・・の等長比、吸気の流れ抵
抗の均−化等が図られている。
そして、これら3つの独立吸気通路7,7.・・・の上
流端が集合されて集合吸気通路9に接続される集合部8
は、第3図にも示すように、集合吸気通路9の下流端が
開口する上流側端と、該上流側端よりも大きい断面積を
有し、独立吸気通路7゜7、・・・の各々の上流端が上
記集合吸気通路9の下流端開口の中心軸線を囲むように
配置されて開口する下流側端とを備え、かつ上流側端か
ら下流側端にかけて断面積か滑らかに増大している。
上記各気筒群GF、GRの集合吸気通路9は、シリンダ
ヘッド31−.3R上方でパン281,8R間側から屡
れる方向に水平に延び、各バンクBL、BRのシリンダ
列の中央側に彎曲したのち独立吸気通路7側にUターン
している。すなわち、前側気筒群GFの集合吸気通路9
にあっては、パン281,8R間側から離れる方向に水
平に延びたのち後側に、また後側気筒群GRの集合吸気
通路9にあっては同様に前側にそれぞれ彎曲し、さらに
その後、各集合吸気通路9はパン281,8R間側に彎
曲して水平に延び、吸気ボート6の路上方でバンクBL
、BR毎に互いに集合されている。この集合された集合
吸気通路9c才前側に彎曲した後、バンクBL、BRの
シリンダ列方向に沿って前方に延び、その上流端は図外
のスロットルボディに接続されている。
また、上記各バンクBL、BRの気筒群GF。
GRの集合吸気通路9,9同士は共鳴用連通路〕0で連
通されている。この連通路1oは独立吸気通路7の上流
端接続部(集合部8)とシリンダ列中央側に彎曲するコ
ーナ部との間の集合吸気通路9.9同士を連通ずるもの
で、集合吸気通路9の下側をバンク長さ方向に平行に延
びている。この連通路10にはエンジン1の所定回転域
で開弁される常時閉の蝶弁からなる開閉バルブ11が配
設されており、この開閉バルブ11を制御して連通路1
0を開閉することで、共鳴効果での吸気圧力波の反転部
を集合吸気通路9の上流側集合部と、集合吸気通路9の
連通路10への接続部との間で切り換えて共鳴同調回転
数を変えるようにしている。
尚、図において、21は排気弁22により開閉される排
気ポート、23はインジェクタである。
したがって、上記実施例においては、各バンクBL、B
Rにおける気筒群GF、GRの気筒C1〜C12にそれ
ぞれ連通する3つの独立吸気通路7゜7、・・・がシリ
ンダヘッド3L、3R上方に延びて一箇所で集合したの
ち気筒群GF、GR毎の集合吸気通路9に接続されてい
るので、この独立吸気通路7,7.・・・は集合により
彎曲し、それに伴い各バンクBL、BRのシリンダヘラ
)’3L、3R上方においてシリンダ列の中央側にはデ
ッドスペースが形成される。このため、各集合吸気通路
9においてシリンダヘッド3L、3R上方でシリンダ列
の中央に彎曲したのちバンクBL、BR間側にUターン
している部分は上記デッドスペースを通ることとなる。
その結果、集合吸気通路9が独立吸気通路7と上下に重
なることはなく、よってエンジン1の高さを低くするこ
とができる。
また、各バンクB L *  B Rの2つの気筒群G
F。
GRの集合吸気通路9,9はシリンダ列の中央側に彎曲
したのちバンクBL、BR間側にUターンしているので
、集合吸気通路9,9同士の長さは略同じとなり、気筒
群GF、GR間での吸気の分配性や共鳴効果等を統一す
ることができる。しかも、再集合吸気通路9.9が左右
方向に並ばないので、その張出し部分が少なく、エンジ
ン1の左右方向の幅を小さくすることができる。
さらに、気筒群GF、GRでの独立吸気通路7の上流端
はコンパクトな集合部8を介して集合吸気通路9に接続
されているので、慣性効果で圧力反転部として作用させ
る集合部8の大きさが小さくて済み、その分、上記デッ
ドスペースが大きくとれ、上記集合吸気通路9の配置に
より一層有利となる。しかも、上記集合部8により各気
筒群GF、GRの気筒C1〜Ctz間での吸気の分配性
が良くなり、吸気抵抗も低減される。
また、各気筒群GF、GRの独立吸気通路7はバンクB
L、BR間から対応するバンクBL、BRのシリンダヘ
ッド3L、3R上に延びたのち集合されて集合吸気通路
9に接続されているので、両バンクBL、BRの独立吸
気通路7同士がバンクBL、BR間で交差することはな
く、独立吸気通路7の通路径を大きくすることができる
とともに、サービス性を高めることができる。
(他の実施例) 第4図及び第5図は第2実施例を示しく尚、第1図及び
第2図と同じ部分については同じ符号を付してその詳細
な説明は省略する)、直列6気筒エンジン1′に適用し
たものである。
すなわち、この実施例では、エンジン1′のシリンダブ
ロック2′は後方から見て左方向に傾倒し、このシリン
ダブロック2′には第1〜第6の6つの気筒C1〜C6
が直列に形成されている。
この気筒C1〜C6の吸気行程は例えば、第1気筒C1
−第5気筒C5−第3気筒C3−第6気筒C6−第2気
筒C2−第4気筒C4の順とされており、6つの気筒C
1〜C6は吸気行程が互いに等間隔になるように3つの
気筒毎に2つの気筒群GF、GRに分けられている。
上記シリンダブロック2′の右側側面にはエンジン1′
によって駆動される機械式過給機24がブラケット25
を介して取り付けられている。
上記シリンダヘッド3′の右側側面には各気筒C1〜C
6に連通する吸気ボート6が開口され、この各吸気ボー
ト6にはそれぞれ独立吸気通路7の下流端が接続されて
いる。この独立吸気通路7は上方に向かったのち左方に
彎曲してシリンダヘッド3′上方に延び、上流端は上記
気筒群GF。
GR毎にまとめられてそれぞれ気筒群OF、GR毎の集
合吸気通路9の下流端に接続されている。
この実施例では、上記第1実施例とは異なり、上記3つ
の独立吸気通路7,7.・・・の上流端は水平に略−列
に並べられて一箇所に集合されたのち集合吸気通路9に
接続され、前後中央の独立吸気通路7が集合吸気通路9
の下流端と同じ中心軸線上に位置するように配置されて
いる。
上記各気筒群GF、GRの集合吸気通路9は、シリンダ
ヘッド3′上方で左方向に水平に延び、シリンダ列の中
央側に彎曲したのち右側にUターンしている。すなわち
、前側気筒群GFの集合吸気通路9は、左方向に水平に
延びたのち後側に、また後側気筒群GRの集合吸気通路
9は同様に前側にそれぞれ彎曲し、さらにその後、各集
合吸気通路9は互いに集合され、この集合された集合吸
気通路9は右側に水平に延び、吸気ボート6の路上方で
前側に彎曲した後、シリンダ列方向に沿って前方に延び
、その上流端は上記過給機24の右側後端に開口する吐
出口に接続されている。
したがって、この実施例でも、上記第1実施例と同様の
作用効果を奏することができる。特に、各気筒C1〜C
6の独立吸気通路7がシリンダブロック2′上方に延び
た後、集合吸気通路9に接続され、この集合吸気通路9
は独立吸気通路7側にUターンしているので、エンジン
1′のシリンダブロック2′側方に過給機24が配設さ
れていても、それと干渉することなく独立吸気通路7の
通路長を長くすることができ、吸気を慣性効果により過
給するのに有利となる。
尚、上記各実施例では、気筒群OF、GRの独立吸気通
路7を集合させて直接に集合吸気通路9に接続している
が、この他、集合部8に代えてサージタンクを介して接
続するようにしてもよい。
また、上記実施例は、V型12気筒エンジン1や直列6
気筒エンジン1′に適用した例であるが、本発明は、こ
の他、直列型の4気筒や8気筒エンジン、V型8気筒エ
ンジン等のエンジンにも適用することができる。例えば
、直列8気筒エンジンの場合、吸気行程が等間隔になる
4気筒毎で2つの気筒群にまとめる他、2気筒ずつまと
めて4つの気筒群に分けることも可能である。
(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)に係る発明によると
、多気筒エンジンの気筒を各々の吸気行程が互いに等間
隔になるように複数の気筒群に分け、各気筒群の気筒に
それぞれ連通する独立吸気通路をシリンダヘッド上方に
延ばして気筒群毎の集合吸気通路に接続し、集合吸気通
路をシリンダヘッド上方でシリンダ列の中央に彎曲して
互いに集合させたのち独立吸気通路側にUターンさせた
ことにより、独立吸気通路の集合により生じたデッドス
ペースに集合吸気通路を配置でき、よって各気筒群での
諸元を統一しつつ、エンジンの高さ及び幅の低減を図る
ことができる。
また、請求項(aに係る発明によれば、気筒群での独立
吸気通路の上流端を略一箇所にまとめてコンパクトな集
合部を介して集合吸気通路に接続したことにより、慣性
効果で圧力反転部として作用させる集合部の大きさが小
さくて済み、上記デッドスペースが大きくとれ、上記集
合吸気通路の配置により一層有利となる。また、各気筒
群の気筒間での吸気の分配性を高め、吸気抵抗を低減す
ることができる。
さらに、請求項(3)に係る発明によると、V型12気
筒エンジンにおける各バンクの6つの気筒を2つの気筒
群に分け、各バンクの2つの気筒群の集合吸気通路をシ
リンダヘッド上方でシリンダ列の中央に彎曲して互いに
集合させたのちバンク間側にUターンさせたことにより
、両バンクの独立吸気通路同士がバンク間で交差するこ
とはなく、独立吸気通路の通路径を大きくすることがで
きるとともに、サービス性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示し、第1図は
吸気系の平面図、第2図はエンジン及び吸気系の縦断面
図、第3図は第1図の■−■線断面図である。第4図及
び第5図は第2実施例を示し、第4図は第1図相当図、
第5図は第2図相当図である。 1.1′・・・エンジン BL、BR・・・バンク C1〜C12・・・気筒 7・・・独立吸気通路 8・・・集合部 9・・・集合吸気通路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各々の吸気行程が互いに等間隔になるように複数
    の気筒群に分けられた複数の気筒を有する多気筒エンジ
    ンにおいて、 上記各気筒群の気筒にそれぞれ連通する独立吸気通路が
    シリンダヘッド上方に延びて気筒群毎の集合吸気通路に
    接続され、集合吸気通路はシリンダヘッド上方でシリン
    ダ列の中央側に彎曲したのち独立吸気通路側にUターン
    して互いに集合していることを特徴とする多気筒エンジ
    ンの吸気配管構造。
  2. (2)各気筒群の独立吸気通路上流端は略一箇所に集合
    されて集合吸気通路に接続され、該独立吸気通路上流端
    の集合部は、集合吸気通路の下流端が開口する上流側端
    から、独立吸気通路の各々の上流端が開口する下流側端
    にかけて断面積が滑らかに増大していることを特徴とす
    る請求項(1)記載の多気筒エンジンの吸気配管構造。
  3. (3)対向する1対のバンクにそれぞれ6つの気筒が設
    けられたV型12気筒エンジンにおいて、上記各バンク
    の6つの気筒は吸気行程が互いに等間隔になるように2
    つの気筒群に分けられ、上記各気筒群の気筒に連通する
    独立吸気通路はバンク間から対応するバンクのシリンダ
    ヘッド上方に延びていてそれぞれ気筒群毎の集合吸気通
    路に接続され、集合吸気通路はシリンダヘッド上方で各
    バンクのシリンダ列の中央側に彎曲したのちバンク間側
    にUターンして互いに集合していることを特徴とする多
    気筒エンジンの吸気配管構造。
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