JPH03286133A

JPH03286133A - 多気筒エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH03286133A
Application number: JP2091389A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Toshihiko Hattori; 服部　敏彦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-17
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2779253B2

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装置に関し、特に、吸
気を慣性効果および共鳴効果により過給するようにした
ものに関する。

（従来の技術）近来、エンジンの出力トルクを向上させるために、エン
ジンの気筒に供給される吸気を慣性効果や共鳴効果など
の動的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することが行われている。

吸気を慣性効果により過給する場合、エンジンの所定の
回転域（慣性同調回転域）において、各気筒の吸気行程
初期で吸気弁の開弁に伴って吸気ボートに吸気の負圧波
が発生したとき、この吸気負圧波を該吸気ポートに接続
された独立吸気通路内で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（ボリューム室）で正圧
波に反転させる。さらに、この正圧波を同一の経路で下
流側に音速で伝播させて吸気弁が閉弁する直前の吸気行
程終期に同じ気筒の吸気ポートに到達させ、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
ようにするものである。

一方、吸気を共鳴効果により過給する場合、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
共鳴同調回転域で気筒群の各気筒の吸気ポートで発生す
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
させる。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。

このような吸気装置として、従来、特開昭６２−１２１
８２８号公報に示されるように、複数の気筒の各々に接
続される独立吸気通路をそれぞれサージタンク内に隔壁
によって区画形成された２つの容積室に接続し、該両容
積室をサージタンクの一端側で主吸気通路により連通さ
せるとともに、上記隔壁に連通路を設け、該連通路に開
閉弁を配設することにより、開閉弁の開閉切換えによっ
て吸気圧力波の反転部を変えて、エンジンの広い回転域
で動的効果が得られるようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記の如くサージタンクを使用するものでは
、その内部における上流側通路から各独立吸気通路まで
の長さか下流端側の気筒はと長くなるので、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
が鼻る。

そこで、各気筒群の独立吸気通路の上流端を気筒群毎の
気筒列方向へ延びる集合吸気通路に集合させ、該各集合
吸気通路に、各集合吸気通路の下流端同士を環状に繋ぐ
接続吸気通路を設けて、各気筒、特に集合通路下流側の
気筒に対する吸気の分配性および動的効果の均一化を図
ることが考えられる。また、このものによれば、サージ
タンクに比して狭い断面積となる集合吸気通路により共
鳴圧力波の伝播が促進されて共鳴効果が十分に引き出さ
れるとともに、サージタンクの廃止により吸気系のコン
パクト化が図れる。

しかしながら、上記の如きものでは、エンジン回転数が
低速回転域の共鳴同調回転数を外れて高速回転域に移行
すると、共鳴圧力波の遅れの影響により吸気の充填効率
が下かって出力トルクの低下か生じる。従って、共鳴効
果のみならず慣性効果も生じる固定された吸気系におい
て、エンジンの低速回転域で共鳴同調が生じ、それより
も高速回転域で慣性同調が生じると、上記慣性同調回転
数域では、共鳴効果の影響により慣性効果が期待できず
、トルクの低下は避けられ得ないという問題かあった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は
、上記の環状に繋いだ集合吸気通路を利用して、低速回
転域での共鳴効果を十分に発揮しつつ、各集合吸気通路
間に、慣性同調回転域で遅れる共鳴圧力波（共鳴効果）
を確実に清し去る手段を設けて、共鳴効果によるトルク
低下を抑制して高速回転時における慣性効果を良好に発
揮させ、エンジンの出力トルクを増大させることにある
。

（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、多気筒
エンジンの吸気装置として、各々の吸気行程が互いに等
間隔となる複数の気筒で構成された気筒群を複数群備え
た多気筒エンジンを前提とする。そして、上記各気筒群
の気筒にそれぞれ連通する独立吸気通路の上流端を気筒
列方向へ延びる気筒群毎の集合吸気通路に集合し、上記
気筒群毎の集合吸気通路に、該各集合吸気通路の下流端
同士を環状に繋ぐ接続吸気通路を設ける。さらに、上記
各気筒群の集合吸気通路間に、各気筒群の気筒列方向の
中央で互いに対応する気筒の独立吸気通路同士を繋ぐ連
通経路よりも短い経路あるいは上記接続吸気通路よりも
大きな断面積で各気筒群間の独立吸気通路同士を連通さ
せる連通路を設けるとともに、該連通路に、各気筒群間
の独立吸気通路同士の連通をエンジンの慣性同調回転域
で開制御する開閉弁設ける構成としたものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、各気筒群の独立吸気通
路の上流端を気筒列方向へ延びる気筒群毎の集合吸気通
路に集合させ、該各集合吸気通路に、該各集合吸気通路
の下流端同士を環状に繋ぐ接続吸気通路を設けて、各気
筒に対する吸気の分配性の均一化および吸気系のコンパ
クト化を図るとともに、断面積を狭く絞った集合吸気通
路により共鳴圧力波の伝播を促進して、エンジンの低速
回転域において共鳴効果が十分に発揮されるようにして
いる。

その場合、エンジンの慣性同調回転域で開制御される開
閉弁により、各気筒群間の独立吸気通路同士が、その気
筒列方向の中央で互いに対応する気筒の独立吸気通路同
士を繋ぐ連通経路よりも短い経路あるいは接続吸気通路
よりも大きな断面積となる連通路により連通されるので
、エンジンの高速回転時ではこの連通路を吸気圧力波の
反転部とする慣性同調が生じ、この慣性効果により吸気
の充填効率を高めることかできる。この高速回転域では
、各気筒群間の集合吸気通路を繋ぐ連通経路により生じ
た共鳴効果によりトルク低下効果が生じようとするが、
開閉弁の開弁にまり連通路か連通されて、気筒群間の独
立吸気通路同士か連通されるので、この連通により上記
共鳴効果が抑制され、その影響をなくすことができ、よ
って慣性効果を増大させることができる。

（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図および第２図は本発明の第１実施例を示し、１は
第１〜第６の６つの気筒２ａ〜２ｆを有する■型６気筒
エンジンであって、このエンジン１は対向する第１およ
び第２の１対のバンクｌａ。

１ｂを有し、第１バンク１ａには第１気筒２ａ第３気筒
２ｃおよび第５気筒２ｅの３つの気筒が、第２バンク１
ｂには第２気筒２ｂ、第４気筒２ｄおよび第６気筒２ｆ
の３つの気筒がそれぞれ形成されている。二〇気筒２ａ
〜２ｆの吸気行程は、例えば、第１気筒２ａ→第６気筒
２ｆ−第３気筒２ｃｍ第２気筒２ｂ＝第５気筒２ｅ→第
４気筒２ｄ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、６つの気筒２ａ〜２ｆ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３ａ、３ｂに分けられている。

４は、上記各気筒２ａ〜２ｆに吸気を供給する吸気通路
で、この吸気通路４は、下流端か第１気筒群３ａの３つ
の気筒２ａ、２ｃ、２ｅにそれぞれ接続された３つの第
１独立吸気通路５ａ、　　５ｂ。

５Ｃと、下流端が第２気筒群３ｂの３つの気筒２ｂ、２
ｄ、２ｆにそれぞれ接続された３つの第２独立吸気通路
５ｄ、５ｅ、５ｆと、上記第１独立吸気通路５ａ、５ｃ
、５ｅの吸気ポート６、・・・から等長となる上流端で
接続された第１集合吸気通路７ａと、上記第２独立吸気
通路５ｂ、５ｄ、５ｆの吸気ポート６、・・から等長と
なる上流端で接続された第２集合吸気通路７ｂとを備え
ている。

これらはエンジン１の第１バンク１ａの上方に配置され
、その上流端はそれぞれ主吸気通路８に接続されている
。また、上記主吸気通路８の上流端はエアクリーナ９に
接続され、この主吸気通路８の途中には吸入空気量を検
出するエアフローメータ１０か配設されている。

上記第１および第２気筒群３ａ、３ｂの各独立吸気通路
５ａ〜５ｆは、それぞれの気筒２ａ〜２ｆに吸気弁ｆ図
示せず）を介して上流端が開口する　エンジン１内に形
成された第１〜第６上流側独立吸気通路部１１ａ〜ｌｌ
ｆと、該第１〜第６上流側独立吸気通路部１１ａ〜ｌｌ
ｆの下流端に接続されてエンジン１外方に延びる第１〜
第６下流側独立吸気通路部１２ａ〜１２ｆとからなる。

この場合、第１および第２気筒群３ａ、３ｂの各独立吸
気通路５８〜５ｆは、上述の如き配置構造により、各気
筒群３ａ、３ｂにおける３つの独立吸気通路５ａ、５ｃ
、５ｄ　（５ｂ、５ｅ、５ｆ）の等長比、吸気流れ抵抗
の均−化等が図られている。

また、上記両気筒群３ａ、３ｂの第１．第２集合吸気通
路７ｇ、７ｂには、第１．第２気筒群３ａ、３ｂの気筒
列方向の中央で互いに対応する第３、第４気筒２ｃ、２
ｄの第３および第４独立吸気通路５ｃ、５ｄ同士を繋ぐ
連通経路Ｌ１と略−致する経路長さで第１．第２集合吸
気通路７ｇ。

７ｂの下流端同士を接続する接続吸気通路１３が設けら
れており、該接続吸気通路１３の一端部には、両集合吸
気通路７ａ、７ｂの下流端における連通をエンジン１の
中速回転域で開制御する常時閉の第１蝶弁１４が設けら
れている。この場合、第１蝶弁１４の開弁により、エン
ジン１の中速回転域で接続吸気通路１３が容積部として
用いられて、良好な共鳴効果が得られる。

そして、上記第１．第２気筒群３ａ、３ｂの気筒列方向
の中央で互いに対応する第３．第４気筒２ｃ、２ｄの第
３および第４独立吸気通路５ｃ。

５ｄがそれぞれ位置する第１および第２集合吸気通路７
ａ、７ｂには、その第３および第４独立吸気通路５ｃ、
５ｄ同士を短距離で繋ぐ連通経路Ｌ（接続吸気通路１３
側の連通経路）よりも短い連通経路Ｌ２で第３および第
４独立吸気通路５ｃ。

５ｄ同士を繋ぎ、且つ連通経路Ｌ１の管径Ｘ１よりも大
きな管径Ｘ：！で大きな断面積を有して第３および第４
独立吸気通路５ｃ、５ｄ同士を繋ぐ連通路１５が接続さ
れている。そして、上記連通路１５には、第１．第２気
筒群３ａ、Ｂｂ間の第１゜第２集合吸気通路６，７同士
の連通をエンジンの慣性同調回転域（高速回転域）で開
弁制御する常時閉の第２蝶弁１６（開閉弁）か設けられ
ている。

したがって、この実施例においては、気筒群３ａ、３ｂ
毎の独立吸気通路５ａ〜５ｆの上流端を気筒群３ａ、Ｂ
ｂ毎の気筒列方向へ延びる第１゜第２集合吸気通路７ａ
、７ｂに集合させ、該各集合吸気通路７ａ、７ｂに、各
集合吸気通路７ａ。

７ｂの下流端同士を環状に繋ぐ接続吸気通路１３を設け
て、各気筒２ａ〜２ｆに対する吸気の分配性の均一化お
よび吸気系のコンパクト化を図るとともに、サージタン
クなどに比して断面積を狭く絞った各集合吸気通路７ａ
、７ｂにより共鳴圧力波の伝播を促進して、エンジン１
の低・中速回転域において共鳴効果が十分に発揮される
ようにしている。

その場合、エンジン１の慣性同調回転域（高速回転域）
で開弁される第２蝶弁１６により、各気筒群３ａ、３ｂ
の第１．第２集合吸気通路７ａ。

７ｂ間が、各気筒群３ａ、３ｂの気筒列方向の中央で互
いに対応する第３および第４気筒２ｃ、２ｄの第３およ
び第４独立吸気通路５ｃ　　５ｄ同士を短距離で繋ぐ連
通経路Ｌ】よりも短い連通経路り、で繋ぎ、且つ連通経
路Ｌ１の管径Ｘ】よりも大きな管径Ｘ２で大きな断面積
を有する連通路１５により連通されるので、エンジン１
の高速回転時ではこの連通路１５を吸気圧力波の反転部
とする慣性同調が生じ、この慣性効果により吸気の充填
効率を高めることができる。この高速回転域では、第１
．第２気筒群３ａ、３ｂ間の第１．第２集合吸気通路７
ａ、７ｂを繋ぐ連通経路Ｌ１により生じた共鳴効果によ
りトルク低下効果が生じようとするが、第２蝶弁１６の
開弁により連通路１５が連通されて、第１．第２気筒群
３ａ、３ｂ間の各独立吸気通路５ａ〜５ｆ同士が連通さ
れるので、この連通により上記共鳴効果が抑制され、そ
の影響をなくすことができ、よって慣性効果を増大させ
ることができる。

この結果、エンジン１の低・中速回転域において高い共
鳴効果を得ることができる一方、高速回転域において共
鳴効果による影響をなくして高い慣性効果を得ることが
できる。

（他の実施例）第３図は第２実施例を示しく尚、以下の各実施例では、
第１実施例の各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）、連通路を変えたもので
ある。

この実施例では、第１．第２気筒群３ａ、３ｂの気筒列
方向の中央で互いに対応する第３．第４気筒２ｃ、２ｄ
の第３および第４独立吸気通路５ｃ、５ｄの上流端同士
がそれぞれ対応する第１および第２集合吸気通路７ａ、
７ｂに、その第３および第４独立吸気通路５ｃ、５ｄ同
士を短距離で繋ぐ連通経路Ｌ１よりも短い連通経路Ｌ２
で第３および第４独立吸気通路５ｃ、５ｄ同士を繋ぐ２
本の連通路２１．２１を接続する。そして、両速通路２
１の断面積の総和が、連通経路Ｌ】の管径Ｘ１の断面積
よりも大きく設定している。また、上記両速通路２１に
は、第１．第２気筒群３ａ３ｂ間の第１．第２集合吸気
通路６．７同士の連通をエンジンの慣性同調回転域で開
弁制御する常時閉の第２蝶弁２２．２２　（開閉弁）を
設けている。

したがって、この実施例では、高速回転域で各第２蝶弁
２２の開弁により連通路２１．２１が連通されて、第１
．第２気筒群３ａ、３ｂ間の各独立吸気通路５ａ〜５ｆ
同士が連通されるので、第１、第２気筒群３ａ、３ｂ間
の第１．第２集合吸気通路７ａ、７ｂを繋ぐ連通経路Ｌ
１により生じた共鳴効果によるトルク低下効果を抑制し
てその影響をなくし、慣性効果を増大できる。この実施
例でも、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

第４図は第３実施例を示し、この実施例では、第１．第
２気筒群３ａ、３ｂの気筒列方向の両側端の第１．第２
気筒２ａ、　　２ｂの第１および第２独立吸気通路５ａ
、５ｂの上流端同士、並びに第５、第６気筒２ｅ、２ｆ
の第５および第６独立吸気通路５ｅ、５ｆの上流端同士
がそれぞれ対応する第１および第２集合吸気通路７ａ、
７ｂに、その第５および第６独立吸気通路５ｅ、５ｆ同
士を短距離で繋ぐ接続吸気通路１３側（両集合吸気通路
７ａ、７ｂ下流側）における第１連通経路Ｌ１および両
集合吸気通路７ａ、７ｂ上流側における第２連通経路Ｌ
３よりも短い連通経路Ｌ：！で第５および第６独立吸気
通路５ｅ、５ｆ同士を繋ぐ２本の連通路３１．３１を接
続する。そして、両速通路３１の断面積の総和が、第１
連通経路Ｌ１の管径Ｘ１の断面積よりも大きくなるよう
に設定している。また、上記両速通路３１には、第１．
第２気筒群３ａ、３ｂ間の第１．第２集合吸気通路６．
７同士の連通をエンジンの慣性同調回転域で開弁制御す
る常時閉の第２蝶弁３２，３２を設けている。

したがって、この実施例では、高速回転域で各第２蝶弁
３２の開弁により連通路３１．３１か連通されて、第１
．第２気筒群３ａ、３ｂ間の各独立吸気通路５ａ〜５ｆ
同士が連通されるので、第１　第２気筒群３ａ、３ｂ間
の第１．第２集合吸気通路７ａ、７ｂを繋ぐ連通経路Ｌ
】により生した共鳴効果によるトルク低下効果を抑制し
てその影響をなくし、慣性効果を増大できる。この実施
例でも、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

第５図は第４実施例を示し、両集合吸気通路７ａ、７ｂ
に対する主吸気通路８の接続を変えたものである。すな
わち、この実施例では、上記第３実施例の構成に加え、
第１および第２集合吸気通路７ａ、７ｂの両端部に、第
１．第２気筒群３ａ。

３ｂの気筒列方向の中央で互いに対応する第３第４気筒
２ｃ、２ｄの第３および第４独立吸気通路５ｃ、５ｄ同
士を略一致する経路長さで第１および第２集合吸気通路
７ａ、７ｂを環状に繋ぐ接続吸気通路４１．４１を設け
る。また、該各接続吸気通路４１のうち、一方（図では
右側）の接続吸気通路４１の一端部に、両集合吸気通路
７ａ。

７ｂ間における連通をエンジンの中速回転域で開制御す
る常時閉の第１蝶弁４２を設けている。そして、第１．
第２気筒群３ａ、３ｂの気筒列方向で互いに中央に位置
する第３　第４気筒２ｃ、２ｄの第３および第４独立吸
気通路５ｃ、５ｄの上流端同士がそれぞれ位置する第１
および第２集合吸気通路７ａ、７ｂに、主吸気通路８の
２つに分岐する下流端をそれぞれ接続している。

したかって、この実施例では、高速回転域で各第２蝶弁
３２の開弁により連通路３１．３１か連通されて、第１
．第２気筒群３ａ、３ｂ間の各独立吸気通路５ａ〜５ｆ
同士が連通されるので、第１、第２気筒群３ａ、３ｂ間
の第１．第２集合吸気通路７ａ、７ｂを環状に繋ぐ接続
吸気通路４１を介した連通経路により生じた共鳴効果に
よるトルク低下効果を抑制してその影響をなくし、慣性
効果を増大できる。この実施例でも、上記実施例と同様
の効果を得ることができる。

尚、上記各実施例では、第１．第２気筒群３ａ３ｂ毎の
第１．第２集合吸気通路７ａ、７ｂに、その第３および
第４独立吸気通路５ｃ、５６同士を短距離で繋ぐ連通経
路Ｌ１よりも短い連通経路Ｌ２で、且つ連通経路Ｌ１の
管径Ｘ１の断面積よりも大きな断面積で第１．第２集合
吸気通路７ａ。

７ｂ同士を繋ぐ連通路１５．２１．３１をそれぞれ接続
したが、第１．第２気筒群毎の第１．第２集合吸気通路
に、その第３および第４独立吸気通路同士を短距離で繋
ぐ連通経路よりも短い連通経路で第１．第２集合吸気通
路同士を繋ぐ連通路、又は第３および第４独立吸気通路
同士を短距離で繋ぐ連通経路の管径の断面積よりも大き
な断面積で第１．第２集合吸気通路同士を繋ぐ連通路が
接続されるようにしても良い。

また、上記実施例は、Ｖ型６気筒エンジン１に適用した
例であるか、本発明は、この他、直列型の４気筒、６気
筒および８気筒の各エンジン、Ｖ型８気筒や１２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
、Ｖ型１２気筒エンジンの場合、吸気行程が等間隔にな
る６気筒毎で２つの気筒群毎にまとめる他、３気筒づつ
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）以上の如く、本発明における多気筒エンジンの吸気装置
によれば、各気筒群の独立吸気通路の上流端を気筒列方
向へ延びる気筒群毎の集合吸気通路に集合させて該各集
合吸気通路の下流端同士を環状に繋ぐ接続吸気通路を設
けることにより、吸気系のコンパクト化を図る。断面積
を狭く絞った集合吸気通路により共鳴圧力波の伝播を促
進して、エンジンの低速回転域において高い共鳴効果を
得ることができる一方、開閉弁によって各気筒群の気筒
列方向の中央で互いに対応する気筒の独立吸気通路同士
を繋ぐ連通経路よりも短い経路あるいは上記連通経路よ
りも大きな断面積となる連通路により各気筒群の集合吸
気通路間をエンジンの慣性同調回転域で連通させて、連
通路を吸気圧力波の反転部とする慣性同調が生じた際に
上記共鳴効果による影響をなくして、エンジンの高速回
転域において高い慣性効果を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図はエンジン及び吸気系の平面図、第２図は同模式平面
図である。また、第３図ないし第５図はそれぞれ他の実施例を示す
第１図相当図である。１・・・エンジン２ａ〜２ｆ・・・気筒３ａ　　３ｂ・・・気筒群４・・・吸気通路５ａ〜５ｆ・・・独立吸気通路７ａ、７ｂ・・・集合吸気通路１３．４１・・・接続吸気通路１５．２１．３１・・・連通路１６．２２．３２・・・第２蝶弁（開閉弁）Ｌｌ、Ｌ３
・・・接続吸気通路側の連通経路Ｌ２・・・連通路側の
連通経路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各々の吸気行程が互いに等間隔となる複数の気筒
で構成された気筒群を複数群備えた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の
上流端が気筒列方向へ延びる気筒群毎の集合吸気通路に
集合され、上記気筒群毎の集合吸気通路には、該各集合
吸気通路の下流端同士を環状に繋ぐ接続吸気通路が設け
られており、上記各気筒群の集合吸気通路間には、各気
筒群の気筒列方向の中央で互いに対応する気筒の独立吸
気通路同士を繋ぐ連通経路よりも短い経路あるいは上記
接続吸気通路よりも大きな断面積で各気筒群間の独立吸
気通路同士を連通させる連通路が設けられているととも
に、該連通路には、各気筒群間の独立吸気通路同士の連
通をエンジンの慣性同調回転域で開制御する開閉弁が設
けられていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装
置。