JPH0353452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気の動的効果により出力の向上を
図るようにしたエンジンの吸気装置の改良に関す
るものである。

（従来技術） 従来からエンジンの吸気装置においては、吸気
開始に伴つて生じる負圧波が吸気通路上流側の大
気または拡大室への開口端で反射され正圧波とな
つて吸気ポート方向に戻されることを利用し、上
記正圧波が吸気弁の開弁の寸前に吸気ポートに達
して吸気が押し込まれるようにして、いわゆる吸
気の慣性効果で吸気の充填効率を高めるようにし
たものがある。このような技術を用いようとする
場合に、吸気通路の形状が一定であると、吸気通
路に生じる圧力波の振動周期と吸気弁開閉周期と
がマツチングして慣性効果が高められるのは特定
速度域に限られる。このため、実公昭58−56328
号公報および特開昭56−115819号公報等にみられ
るように、エンジンの回転数に応じて吸気通路の
長さを変えるようにし、例えば、各気筒別に長い
吸気通路と短い吸気通路とを形成し、これらの通
路の上流端をサージタンク（容積室）に開口させ
るとともに、高速域では短い吸気通路を開通させ
ることによりこの通路に生じる吸気圧力振動を高
速域での吸気弁開閉周期にマツチングさせ、低速
域では短い吸気通路を封鎖して長い吸気通路を開
通させることにより吸気圧力振動を低速域での吸
気弁開閉周期にマツチングさせるようにし、こう
して低速域と高速域とでそれぞれ吸気の慣性効果
を高めるようにした吸気装置も提案されている。

ところで、上記装置においては、低速域では各
気筒と容積部との間の気筒別吸気通路の有効長を
長くすることによつてこの通路内に生じる圧力振
動が気筒に有効に作用するようにしているが、こ
の振動によつて大きな慣性効果の得られる回転域
は比較的高回転寄りであるため、より低回転側に
おいて、上記振動とは異なる吸気圧力振動を利用
することができれば、吸気充填効率をより一層向
上することが期待できる。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、低速域から高速
域にまでわたり、吸気通路に生じる圧力振動を利
用して吸気充填効率を高め、とくに低速域での吸
気充填効率を従来のこの種の装置よりもさらに高
めることができるエンジンの吸気装置を提供する
ものである。

（発明の構成） 本発明は、第１容積室と各気筒とを互いに独立
した気筒別の吸気通路によつて接続し、この気筒
別の各吸気通路の途中にこれらの吸気通路を相互
に連通する第２容積室を接続し、上記第１容積室
と第２容積室とを、上記各吸気通路とは別に設け
た連通路によつて連通させるとともに、吸気を導
入する上流側吸気通路を上記第２容積室に接続
し、かつ、第２容積室と気筒別の各吸気通路との
間に、少なくとも高負荷時にエンジン回転数が設
定値未満の低速域では閉じて設定値以上の高速域
で開く開閉弁を設けたものである。つまり、エン
ジン回転数が設定値以上の高速域では、各気筒と
上記第２容積室の間の比較的短い通路に吸気圧力
振動が生じて高速域での慣性効果が高められ、ま
たエンジン回転数が設定値未満の低速域では、各
気筒と上記第１容積室との間の比較的長い通路に
吸気圧力振動が生じるとともに、この第１容積室
と上流側吸気通路に通じる第２容積室とが接続さ
れている部分にも吸気圧力振動を起こすことによ
り、低速から高速における広い運転領域にわたつ
て高い吸気充填効率が得られるようにしたもので
ある。

（実施例） 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、
第１図および第２図はその概略構造、第３図は具
体構造を示している。図例のエンジンは４気筒４
サイクルエンジンであつて、シリンダブロツク２
およびシリンダヘツド３等からなるエンジン本体
１に４つの気筒４ａ〜４ｄが形成されている。こ
の各気筒４ａ〜４ｄにはそれぞれピストン５の上
方に燃焼室６が形成され、この燃焼室６に吸気ポ
ート７および排気ポート８が開口し、これらのポ
ート７，８に吸気弁９および排気弁１０が装備さ
れている。また上記燃焼室６には点火プラグ１１
が装備されている。

上記各気筒４ａ〜４ｄの各吸気ポート７には、
互いに独立した気筒別の吸気通路１２ａ〜１２ｄ
が連通している。これらの吸気通路１２ａ〜１２
ｄの上流端はある程度の容量を有する第１容積室
１３に接続されており、また各吸気通路１２ａ〜
１２ｄの途中箇所にはこれらの吸気通路１２ａ〜
１２ｄを相互に連通する第２容積室１４が接続さ
れている。当実施例では吸気系をコンパクトに溝
成するため、吸気系に介設したタンク１５を仕切
壁１６で分割することにより、このタンク１５内
に第１容積室１３と第２容積室１４とを上下に区
画形成し、上記第２容積室１４の下端に各吸気通
路１２ａ〜１２ｄの途中箇所からの分岐した連通
孔１７を開口させるともとに、この連通孔１７の
形成箇所よりも上流側で各吸気通路１２ａ〜１２
ｄを湾曲させて、その上記端を第１容積室１３の
側辺部に開口させている。とくに第３図に示す具
体例では、各吸気通路１２ａ〜１２ｄの上流側湾
曲部分が上記タンク１５の周面に沿つて形成され
ており、予め上記タンク１５の第１容積室１３と
その外方の吸気通路１２ａ〜１２ｄとを構成する
部分、およびタンク１５の第２容積室１４とその
外方の吸気通路１２ａ〜１２ｄとを構成する部分
がそれぞれ一体に成形され、これらが仕切壁１６
を介して連結されるとともに、これらと各吸気通
路１２ａ〜１２ｄの他の部分とが連結され、こう
してこれらの部分がコンパクトに形成されてい
る。

上記第１容積室１３と第２容積室１４との間に
は、各吸気通路１２ａ〜１２ｄとは別に上記両容
積室１３，１４を連通する連通路１８が設けら
れ、当実施例では前記仕切壁１６に連通路１８が
形成されている。また、第２容積室１４と各吸気
通路１２ａ〜１２ｄとの間の連通孔１７にはそれ
ぞれ開閉弁１９が設けられており、この開閉弁１
９は、エンジン回転数検出手段の出力を受ける制
御回路（これらは図示せず）により、アクチユエ
ータ２０を介し、エンジン回転数が設定値未満の
低速域では閉じられ、エンジン回転数が設定値以
上の高速域では開かれるように制御されている。
なお、このようなエンジン回転数に応じた開閉弁
１９の開閉作動は、少なくとも出力が要求される
高負荷時において行われるようにすればよく、低
速荷時には開閉弁１９が開状態または閉状態に保
たれるようにしてもよい。

また、上記第２容積室１４は、上流端がエアク
リーナ２１に接続された吸気導入管（上流側吸気
通路）２２に接続されており、この吸気導入管２
２にはエアフローメータ２３およびスロツトル弁
２４が配設されている。前記各吸気通路１２ａ〜
１２ｄの下流端近傍には、燃料通路２５に接続さ
れた燃料噴射弁２６が配設されている。

第４図および第５図は本発明装置の第２実施例
を示し、この実施例では、第１容積室１３および
第２容積室１４を構成するタンク１５の外側方に
連通路２８が形成され、この連通路２８の両端が
上記両容積室１３，１４にそれぞれ接続されてい
る。これ以外の構造は第１実施例と同様である。

上記第１実施例および第２実施例の装置におい
て、前記開閉弁１９が閉じられている状態にある
とき、これと等価な吸気系を模式的に表わすと第
６図の実線で示すようになる。つまりこの状態で
は、前記各吸気通路１２ａ〜１２ｄと第２容量室
１４との直接の連通が上記開閉弁１９によつて遮
断されているため、各気筒４ａ〜４ｄが各吸気通
路１２ａ〜１２ｄの全長L₁にわたる比較的長い
経路を介して第１容積室１３に接続されるととも
に、第１容積室１３の上流に連通路１８または２
８を介して第２容積室１４が接続されたものと等
価となる。従つて各気筒４ａ〜４ｄの吸気行程で
生じる負の圧力波が各吸気通路１２ａ〜１２ｄを
通して第１容積室１３に伝播され、第１容積室１
３で各気筒４ａ〜４ｄ側に反射されて、各吸気通
路１２ａ〜１２ｄに吸気圧力振動が生じるが、特
にエンジン回転数が比較的低いときは、各気筒４
ａ〜４ｄから第１容積室１３に作用する圧力波に
より、第１容積室１３とその上流の第２容積室１
４との間でも圧力波が生じてこの部分も吸気圧力
振動に関与する。つまり両容積室１３，１４の間
でもある程度の有効長をもつた連通路１８または
２８を通して圧力伝播が行われる。この場合、第
１実施例のように連通路１８が両容積室１３，１
４間の仕切壁１６に開設されたものであつても、
開口端補正を加味すれば有効長はある程度の長さ
となる。

このため、各気筒４ａ〜４ｄと第１容積室１３
との間の吸気通路１２ａ〜１２ｄ内に生じる吸気
系の固有振動の周期と吸気弁開閉周期とがマツチ
ングするような低速側の回転域で各気筒４ａ〜４
ｄに作用する圧力が吸気行程終期に高められ、充
填効率が向上する。さらにより低回転域におい
て、両容積室１３，１４間の固有振動数と第１容
積室１３に生じる各気筒と吸気行程に起因する圧
力変動の周波数が一致したとき第１容積室１３の
圧力が大きくなり、この圧力が第１容積室１３を
通して吸気通路１２ａ〜１２ｄに作用し、吸気行
程終期に気筒４ａ〜４ｄに作用する圧力が高めら
れる。このような作用により、前記開閉弁１９が
閉じられている状態で高負荷時におけるエンジン
回転数と吸気充填効率との関係は第７図に曲線Ａ
で示すようになつて、低速域での吸気充填効率が
高められ、単に一つの容積室と気筒との間の圧力
伝播を利用して慣性効果を高めるようにした場合
（この場合の吸気充填効率を曲線A′で示す）と比
べてより低速域で吸気充填効率の向上が得られ
る。

また、前記開閉弁１９が開されている状態にあ
るときこの吸気装置は、第２容積室１４が第６図
に２点鎖線で示すように配置されたものと等価に
なり、つまり第２容積室１４が吸気通路１２ａ〜
１２ｄの下流側部分を介して各気筒４ａ〜４ｄと
連通する。このため第２容積室１４と各気筒４ａ
〜４ｄとの間の短い通路（通路長L₂）を圧力波
が往復伝播し、この部分に生じる吸気圧力振動の
周期が高速域での吸気弁開閉周期にマツチングす
ることとなつて、この状態での高負荷時における
エンジン回転数と吸気充填効率との関係は第７図
に曲線Ｂで示すようになり、高速域で吸気充填効
率が高められる。

従つて、少なくとも高負荷時に、第７図におけ
る曲線Ａ，Ｂが交叉する点に相当するエンジン回
転数No.を境にこれより低速側で開閉弁１９を閉
じ、高速側で開閉弁１９を開くようにすれば、低
速域から高速域にまでわたつて吸気充填効率が高
められる。

なお、上記各実施例では両容積室１３，１４を
一体化した構造を示したが、これらを別体に形成
してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、第１容積室と各気筒と
を接続する気筒別の各吸気通路の途中に第２容積
室を接続し、両容積室を連通路によつて連通させ
るとともに、吸気を導入する上流側吸気通路を上
記第２容積室に接続し、かつ、第２容積室と気筒
別の各吸気通路との間に開閉弁を設けてこの開閉
弁を低速域で閉じ、高速域で開くようにしている
ため、低速域から高速域にまでわたつて吸気充填
効率が高められる。とくに、上記開閉弁が開かれ
たときは第２容積室が気筒別の各吸気通路の下流
側部分を介して各気筒に連通されるのに対し、上
記開閉弁が閉じられたときは、第１容積室が気筒
別の各吸気通路の全長にわたる部分を介して各気
筒に連通されることに加え、上流側吸気通路に通
じる第２容積室が第１容積室の上流に連通路を介
して接続されたものと等価となるため、低速域の
吸気充填効率をさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、
第２図は同概略平面図、第３図は具体構造を示す
断面図、第４図は第２実施例を示す概略断面図、
第５図は同概略平面図、第６図は第１実施例また
は第２実施例において開閉弁が閉じられた状態に
あるときの吸気系と等価な吸気系を示す概略図、
第７図はエンジン回転数に応じた吸気充填効率の
特性図である。 １……エンジン本体、４ａ〜４ｄ……気筒、１
２ａ〜１２ｄ……吸気通路、１３……第１容積
室、１４……第２容積室、１８，２８……連通
路、１９……開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１容積室と各気筒とを互いに独立した気筒
   別の吸気通路によつて接続し、この気筒別の各吸
   気通路の途中にこれらの吸気通路を相互に連通す
   る第２容積室を接続し、上記第１容積室と第２容
   積室とを、上記各吸気通路とは別に設けた連通路
   によつて連通させるとともに、吸気を導入する上
   流側吸気通路を上記第２容積室に接続し、かつ、
   第２容積室と気筒別の各吸気通路との間に、少な
   くとも高負荷時にエンジン回転数が設定値未満の
   低速域では閉じて設定値以上の高速域で開く開閉
   弁を設けたことを特徴とするエンジンの吸気装
   置。