JPH0353455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各気筒と吸気拡大室（タンク）とを
互いに独立した吸気通路で接続して、吸気の動的
効果（吸気慣性効果）により出力の向上を図るよ
うにした多気筒エンジンの吸気装置の改良に関す
るものである。

（従来の技術） 従来から、エンジンの吸気装置において、吸気
開始に伴つて生じる負圧波（負圧の圧力波）が吸
気通路上流側の大気または吸気拡大室への開口端
で反射され正圧波（正圧の圧力波）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
が吸気弁の閉弁寸前に吸気ポートに達して吸気を
燃焼室に押し込むようにする、いわゆる吸気の慣
性効果によつて吸気の充填効率を高めるようにす
ることは知られている。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
の開閉周期とがマツチングして吸気慣性効果が高
められるのは特定回転域に限られる。

このため、従来、特開昭56−115819号公報にみ
られるように、エンジンの回転数に応じて吸気通
路の長さ等を変えるようにし、例えば、各気筒別
の吸気通路を上流部で２叉に分岐させて長い通路
と短い通路とを形成し、これらの通路の上流端を
吸気拡大室等に開口させるとともに、短い通路に
制御弁を設けて、高回転域でこの制御弁を開くこ
とにより吸気通路の有効長を短縮するようにし
（上記公報の第６図参照）、こうして低回転域と高
回転域とでそれぞれ吸気の慣性効果を高めるよう
にした吸気装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、エンジンおよびその吸気系を乗用車
等のエンジルーム内に搭載する場合、後方は車室
前端面にて制限され、上方はボンネツトにて制限
されるなど、限られたスペース内に納めなければ
ならないというスペース上の制約がある。

このため、上記提案例の如く吸気拡大室（タン
ク）と各気筒とを互いに独立して接続する各独立
吸気通路の途中を上記吸気拡大室に連通する第２
通路を設けるとともに、該第２通路にエンジンの
運転状態に応じて開閉する制御弁を設けた多気筒
エンジンの吸気装置において、上記のスペース上
の制約を解消すべく、上記各独立吸気通路を吸気
拡大室の周囲に該吸気拡大室の構成壁の一部を利
用して一体的に形成するとともに、上記各第２通
路吸気拡大室の一部と一体的に形成することによ
り、コンパクト化を図るようにすることが考えら
れる。

しかるに、この場合、制御弁を第２通路を組付
ける際、上述の如く吸気拡大室と各独立吸気通路
および各第２通路とが一体的に形成されているこ
とから、制御弁の組付けが不可能であり、分割面
を設ける必要がある。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、各独立吸気
通路と制御弁を備えた各第２通路とが一体的に形
成された吸気拡大室（タンク）に対してその適切
な位置に分割面を設けることにより、低回転域と
高回転域とで吸気慣性効果が得られる吸気系を限
られたスペース内に納めるようコンパクト化を図
りながら、上記制御弁の組付け性を良好に確保す
ることにある。

さらに、本発明の目的は、上記分割面を利用し
てタンク内部の空間を仕切板で仕切つて各第２通
路相互間を連通せしめることにより、高回転域に
おいて他の気筒から伝播される圧力波を第２通路
相互間を介して作用せしめて、高回転域で充填効
率をより一層かつ有効に高めることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、エンジン長手方向に延びる筒状のタンクの内
部の空間と各気筒とを互いに独立した気筒別の各
独立吸気通路で接続するとともに、該各独立吸気
通路の途中をそれぞれタンク内部の空間に連通す
る第２通路を設け、該各第２通路にエンジンの運
転状態に応じて開閉する制御弁を設けた多気筒エ
ンジンの吸気装置を前提とする。そして、上記各
独立吸気通路は上記タンクの周囲に上記空間を構
成するタンク構成壁の一部を利用して一体的に形
成されているとともに、上記各第２通路はタンク
の一部と一体的に形成されている。該各第２通路
を含みかつ各第２通路が開口するタンクの一部と
上記各独立吸気通路の上流端が開口するタンクの
他の部分とはその長手方向に沿つた分割面で分割
されて形成されており、かつ該分割面において仕
切板によつて上記タンク内部の空間が仕切られて
上記各独立吸気通路の上流端が連通する第１空間
と上記各第２通路が相互に連通し該第１空間より
も容積の小さい第２空間とに区画されているもの
とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジン回転
数が設定値未満の低回転域では、制御弁により各
第２通路を閉じておくと、各気筒から伝播する負
圧波が各独立吸気通路を経てタンク内部の第１空
間で正圧の圧力波に反転して反射されるので、吸
気慣性効果を得るための通路長がタンクから各気
筒までの比較的長いものとなり、このことにより
低回転域での吸気の慣性効果が高められる。一
方、エンジン回転数が設定値以上の高回転域で
は、制御弁により各第２通路を開くと、各気筒が
各独立吸気通路途中の第２通路を介してタンク内
部の第２空間に連通し、この経路を経て各気筒か
ら伝播する負圧波が正圧の圧力波に反転して反射
されることになつて、吸気慣性効果を得るための
吸気通路の有効長が短くなり、高回転域での吸気
慣性効果が高められることになるとともに、この
高回転域では他の気筒から伝播される圧力波も容
積の小さい上記第２空間を介して有効に作用する
ことになり、高回転域での充填効率が大幅に高め
られることになる。

その場合、上記タンクの周囲に各独立吸気通路
がタンク構成壁の一部を利用して一体的に形成さ
れ、かつタンクの一部に各第２通路が一体的に形
成されていて、限られたスペース内に納まるよう
コンパクトにしながら、上述の吸気慣性効果を得
るための所要の吸気通路長さおよび所要の吸気拡
大室容積が確保される。

その上で、上記各第２通路を含み各第２通路が
開口するタンクの一部と上記各独立吸気通路の上
流端が開口するタンクの他の部分とがその長手方
向に沿つた分割面で分割されて形成されているの
で、上記タンクの一部分割部分における各第２通
路に対しその空間側から制御弁を容易に組付ける
ことが可能となる。しかも、この分割面を利用し
て仕切板によつて上記第１空間とそれよりも容積
の小さい第２空間とに仕切られているので、上記
コンパクト性を維持しながら上記第１空間と第２
空間の形成が容易である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図〜第３図は本発明を４気筒４サイクルエ
ンジンに適用した場合の実施例を示す。同図にお
いて、１はシリンダブロツク２およびシリンダヘ
ツド３等からなるエンジン本体であつて、該エン
ジン本体１にはその長手方向に第１〜第４の４つ
の気筒４，４…が直列状に形成されている。この
各気筒４にはそれぞれ燃焼室５が形成されてい
る。

６は気筒別に互いに独立して設けられた独立吸
気通路であつて、該各独立吸気通路６は、シリン
ダヘツド３内に形成され独立吸気通路６の下流端
部を構成する吸気ポート７を介して各気筒４の燃
焼室５に開口している。また、８はエンジン長手
方向に平行に延びる略角筒形状のタンクよりなる
吸気拡大室であつて、該吸気拡大室８は仕切板９
によつて上下に仕切られて上側に比較的大きな容
積の第１空間としての第１容積室８ａと下側に比
較的小さな容積の第２空間としての第２容積室８
ｂとに区画されている。そして、上記各独立吸気
通路６，６…の上流端はそれぞれほぼ同一通路長
でもつて上記吸気拡大室８の第１容積室８ａに連
通接続されている。該第１容積室８ａの一端面に
は外気を導入する吸気導入管１０が接続されてい
て、該吸気導入管１０内には吸気空気量を制御す
るスロツトル弁１１が配設されており、上記吸気
導入管１０により第１容積室８ａに導入された吸
気を各独立吸気通路６を介して各気筒４の燃焼室
５に供給するようになされている。また、上記吸
気ポート７には吸気弁１２が設けられている。

さらに、上記各独立吸気通路６の途中箇所から
第２通路１３が分岐していて、該各第２通路１
３，１３…の他端はそれぞれほぼ同一通路長でも
つて上記吸気拡大室８の第２容積室８ｂに連通接
続されており、このことから第２容積室８ｂによ
り第２通路１３を介して各独立吸気通路６，６…
を相互に連通するようにしている。

また、上記各第２通路１３にはそれぞれ第２通
路１３を開閉する制御弁１４が設けられている。
この各制御弁１４は、吸気拡大室８長手方向と平
行に延びるバルブシヤフト１５に一体的に連動可
能に固定されていて、図示していないが、エンジ
ン回転数検出手段等の出力を受ける制御回路によ
りアクチユエータを介して開閉制御され、上記第
２容積室８ｂによる各独立吸気通路６，６…相互
間の連通をエンジン運転状態に応じて制御し、エ
ンジン回転数が設定値未満の低回転域では閉じら
れ、エンジン回転数が設定値以上の高回転域では
開かれるように制御される。なお、このようなエ
ンジン回転数に応じた制御弁１４の開閉動作は、
少なくとも出力が要求される高負荷時において行
なわれるようにすればよく、低負荷時には制御弁
１４が開状態または閉状態に保たれるようにして
もよい。

そして、このような吸気系システムにおいて、
１６は、上記吸気拡大室８、各独立吸気通路６，
６…および各第２通路１３，１３…を形成するた
めの吸気系構造体である。該構造体１６は、吸気
拡大室８（第１容積室８ａおよび第２容積室８
ｂ）を構成するタンク部１７と、該タンク部１７
のエンジン側とは反対側の側辺上部から側辺およ
び下辺にかけてタンク部１７の周囲を迂回して延
び、かつその構成壁の一部つまり側壁および下壁
を利用して各独立吸気通路６，６…の上流側部分
６ａ，６ａ…をその各上流端がタンク部１７（第
１容積室８ａ）側辺上部に開口するように一体的
に形成する一体吸気管部１８，１８…と、該各一
体吸気管部１８，１８…の下辺部からエンジン側
へ向かつて各気筒別に分岐して延び、各独立吸気
通路６，６…の下流側部分６ｂ，６ｂ…を形成す
る分岐吸気管部１９，１９…と、上記各一体吸気
管部１８の分岐吸気管部１９近傍においてタンク
部１７（第２容積室８ｂ）の構成壁のうちの下壁
を利用して各独立吸気通路６の途中を第２容積質
８ｂに連通する第２通路１３を一体的に形成する
連通管部２０，２０…と、上記各分岐吸気管部１
９，１９…の先端部を互いに連結するフランジ部
２１とからなり、該フランジ部２１にてエンジン
本体１に対し各分岐空気管部１９の独立吸気通路
下流側部分６ｂを各気筒４の吸気ポート７に合致
せしめた状態でボルト２２，２２…を側方から挿
入して締付けることによりエンジン本体１に固定
される。また、上記タンク部１７のエンジン側の
側辺上部はエンジン側に膨出するように形成され
ており、第１容積室８ａの容積を十分に確保する
ようにしている。

また、上記各分岐吸気管部１９の独立吸気通路
下流側部分６ｂおよび各吸気ポート７は、斜め上
方から燃焼室５に向つてほぼ直線状に延びて燃焼
室５に開口するように形成されている。そして、
該各分岐吸気管部１９の独立吸気通路下流側部分
６ｂの下流端近傍上部には噴射弁装置孔２３が形
成されており、燃料噴射弁２４はその先端噴射口
部がシールリング２３ａを介して装着孔２３に挿
入されて固定されている。この装着孔２３及び燃
料噴射弁２４の取付方向は該噴射弁２４からの燃
料が燃焼室５の吸気弁１２に向つて噴射されるよ
うに装着されていて、各燃料噴射弁２４，２４…
はエンジン長手方向に平行に配設された燃料供給
管２５に連通接続されている。このことにより、
燃料噴射弁２４は分岐吸気管部１９にほぼ沿つて
寝た状態で取付けられることとなり、該燃料噴射
弁２４の中心線の延長線ｌ上に上記吸気拡大室８
（タンク部１７）が燃料噴射弁２４および燃料供
給管２５に近接して位置することになる。

さらに、上記各連通管部２０の第２通路１３に
制御弁１４が配設されること、および吸気拡大室
８（タンク部１７）が燃焼噴射弁２４の中心延長
線ｌ上に位置することから、上記吸気系構造体１
６は、そのタンク部１７において、上記中心延長
線ｌよりも下側の位置でかつ各第２通路１３、１
３…を含む吸気拡大室８の第２容積室８ｂの部分
と吸気拡大室８の第１容積室８ａとの間としての
上記仕切板９の位置で吸気拡大室８の長手方向に
沿つた分割面によつて上下に分割されて形成され
ていて、タンク部１７の上半部および各一体吸気
管部１８，１８…の上半部が一体成形された上側
分割体１６ａと、タンク部１７の下半部、一体吸
収気管部１８，１８…の下半部、各分岐吸気管部
１９，１９…、各連通管部２０，２０…およびフ
ランジ部２１が一体成形された下側分割体１６ｂ
とからなり、両分割体１６ａ，１６ｂが上記仕切
板９を介して接合され、ボルト２６，２６…を下
方から挿入して締付けることにより気密的に結合
されてなる。

次に、上記実施例の作用について述べるに、各
制御弁１４が閉じて第２通路１３の閉塞によつて
第２容積室８ｂによる各独立吸気通路６，６…相
互間の連通が遮断されている状態では、各気筒４
の吸気工程で生じる負圧波が第１容積室８ａまで
伝播されてここで発射され、つまり比較的長い通
路を通して上記負圧波およびその反射波が伝播す
ることにより、低回転域においてこのような圧力
波の振動周期が吸気弁開閉周期にマツチングする
ことになり、低回転域での吸気の慣性効果が高め
られて、吸気充填効率が高められる。一方、上記
各制御弁１４が開かれ第２通路１３が開放され
て、第２容積室８ｂにより各独立吸気通路６，６
…相互間が連通している状態では、各気筒４の吸
気工程で生じる負圧波が上記第２通路１３を介し
て第２容積室８ｂで反射されてこの負圧波および
反射波の伝播に供される通路長さが短くなること
により、高回転域で吸気慣性効果が高められると
ともに、この運転域では地の気筒から伝播される
圧力波も容積の小さい第２容積室８ｂを介してさ
ほど減衰することなく有効に作用することにな
り、高回転域での充填効率が大幅に高められる。
従つて、少なくとも高負荷時に、上記低回転域と
高回転域との吸気慣性効果が得られる各回転数の
中間回転数に相当する所定回転数を境に、これに
より低回転側で制御弁１４を閉じ、これにより高
回転側で制御弁１４を開くようにしておくことに
より、全回転域で吸気充填効率が高められて出力
を向上させることができる。特に、高回転域での
吸気充填効率は、従来のように単に吸気通路を短
縮させて慣性効果を高めるようにした場合と比べ
ても、気筒間の圧力伝播作用でより一層高められ
ることとなる。

なお、以上のような作用を有効に発揮させるに
適当な第１および第２容積室８ａ，８ｂの大きさ
としては、第１容積室８ａは排気量の0.5倍以上
の容量とし、第２容積室８ｂは排気量の1.5倍以
下の容量としておくことが望ましい。さらに、上
記第２容積室８ｂは第１容積室８ａよりも容量を
小さくし、かつ第２容積室８ｂの断面積は各独立
吸気通路６の断面積よりも大きくしておくことが
望ましい。

そして、この場合、吸気系構造体１６における
吸気拡大室８（第１容積室８ａおよび第２容積室
８ｂ）を構成するタンク部１７と各独立吸気通路
６の上流側部分６ａを構成する一体吸気管部１８
と各独立吸気通路６の下流側部分６ｂを構成する
分岐吸気管部１９と各第２通路１３を構成する連
通管部２０とによつて、各独立吸気通路６が吸気
拡大室８の周囲に迂回しながらかつ吸気拡大室８
（タンク部１７）の構成壁の一部を利用して一体
的に形成されているとともに、各第２通路１３が
吸気拡大室８（第２容積室８ｂ）の構成壁の一部
と一体的に形成されているので、上記独立吸気通
路６の所要長さおよび吸気拡大室８の第１および
第２容積室８ａ，８ｂの各所要容積を得るに当つ
て、これら吸気系をコンパクトに小型のものに形
成することができ、よつて限られたスペース（エ
ンジンルーム）内で上記所要長さおよび所要容積
を十分に確保することができ、車載性の向上を図
ることができる。

また、燃料噴射弁２４が上記分岐吸気管部１９
の下流端近傍つまり独立吸気通路６の下流側にお
いてその噴射燃料をその霧化を良好にしながら燃
料室５に応答性良く供給すべく燃焼室５に向けて
装着されている関係上、該燃料噴射弁２４の中心
延長線ｌ上に近接して吸気系構造体１６のタンク
部１７（吸気拡大室８）が位置すること、および
上記各第２通路１３に制御弁１４を配設すること
が必要である。このため、上記吸気系構造体１６
はそのタンク部１７において上記中心延長線ｌよ
りも下側即ち分岐吸気管部１９側の位置でかつ仕
切板９の位置で吸気拡大室８の長手方向に沿つた
分割面で上下に上側分割体１６ａと下側分割体１
６ｂとに分割され両分割体１６ａ，１６ｂが仕切
板９を介して結合されてなるので、下側分割体１
６ｂをそのフランンジ部２１にてエンジン本体１
に側方からのボルト２２による締付けにより取付
けたのち、該下側分割体１６ｂの各分岐吸気管部
１９の噴射弁装置孔２３に燃料噴射弁２４を中心
延長線ｌ方向から挿入し燃料供給管２５を下側分
割体１６ｂいに固定することによつて各燃料噴射
弁２４を取付けるとともに、下側分割体１６ｂの
各連通管部２０の第２通路１３にその上方から制
御弁１４を挿入してバルブシヤフト１５に固定
し、しかる後上記下側分割体１６ｂに対して仕切
板９を介在させて上側分割体１６ａを接合して下
方からのボルト２６の締付けにより両者１６ａ，
１６ｂを一体に結合することによつて、良好な成
形性を確保し、かつ上側および下側分割体１６
ａ，１６ｂの組付けを容易に行い得るのは勿論の
こと、制御弁１４および燃料噴射弁２４の組付け
を容易に行うことができ、良好な組付け性を確保
することができる。

しかも、上記上側分割体１６ａと下側分割体１
６ｂとの結合は、下方からのボルト２６の締付け
によつて行われるので、その良好な組付け性を確
保しながら、上述の如くタンク部１７（吸気拡大
室８）におけるエンジン側の側辺上部の膨出形成
が可能となつて、吸気拡大室８の特に第１容積室
８ａの容積を十分に確保できる利点もある。ま
た、上記第２容積室８ｂは吸気系構造体１６タン
ク部１７を仕切板９で上下に分割することによつ
て第１容積室８ｂに並設され、第１容積室８ａの
構成壁の一部（仕切板９）を共用して形成されて
いるので、上記吸気系のコンパクト化を一層図る
ことができる。

尚、本発明は以上の実施例の他に、上記実施例
における仕切板９に上下に第１容積室８ａと第２
容積室８ｂとを連通する連通孔を設けて、さらに
低回転域で上下の両容積室８ａ，８ｂ間での吸気
圧力振動を利用して吸気の充填効率を一層高める
ようにした吸気系に対しても適用可能である。

また、本発明は以上の実施例の如く４気筒エン
ジンに限らず、他の多気筒エンジン、例えば５気
筒エンジンや６気筒エンジンにも適用することが
できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、タンク
の周囲に各気筒に至る独立吸気通路をタンク構成
壁の一部を利用して一体的に形成するとともに、
各独立吸気通路の途中をタンク内部の空間に連通
し制御弁を有する第２通路を該タンクの一部と一
体的に形成して、限られたスペース内で、低回転
域と高回転域とでそれぞれ吸気慣性効果を得るた
めの所要の吸気通路長さおよび所要の吸気拡大室
容積を確保しながら、上記各第２通路を含むタン
クの一部をその他のタンク部分とはその長手方向
に沿つた分割面で分割しかつ該分割面にて仕切板
によつて第２通路相互間を連通する小容積の第２
空間を仕切つて形成したので、上記吸気系のコン
パクトな一体的な形成に拘らず、高回転域におい
て気筒間の圧力波伝播作用により吸気充填効率を
より一層高めることができるとともに、制御弁を
第２通路に容易に取付けることができ、その組付
け性を確保することができる。よつて、吸気慣性
効果を発揮する吸気系の車載性の向上と組付け性
の向上との両立を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は第３
図の−線における縦断側面図、第２図は第３
図の−線における縦断側面図、第３図は一部
破断した平面図である。 １……エンジン本体、４……気筒、６……独立
吸気通路、８……吸気拡大室、８ａ……第１容積
室、８ｂ……第２容積室、９……仕切板、１３…
…第２通路、１４……制御弁、１６……吸気系構
造体、１６ａ……上側分割体、１６ｂ……下側分
割体、１７……タンク部、１８……一体吸気管
部、１９……分岐吸気管部、２０……連通管部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン長手方向に延びる筒状のタンクの内
   部の空気と各気筒とを互いに独立した気筒別の各
   独立吸気通路で接続するとともに、該各独立吸気
   通路の途中をそれぞれタンク内部の空間に連通す
   る第２通路を設け、該各第２通路にエンジンの運
   転状態に応じて開閉する制御弁を設けた多気筒エ
   ンジンの吸気装置において、上記各独立吸気通路
   は上記タンクの周囲に上記空間を構成するタンク
   構成壁の一部を利用して一体的に形成されている
   とともに、上記各第２通路はタンクの一部と一体
   的に形成されており、該各第２通路を含みかつ各
   第２通路が開口するタンクの一部と上記各吸気通
   路の上流端が開口するタンクの他の部分とはその
   長手方向に沿つた分割面で分割されて形成されて
   おり、かつ該分割面において仕切板によつて上記
   タンク内部の空間が仕切られて上記各独立吸気通
   路の上流端が連通する第１空間と上記各第２通路
   が相互に連通し該第１空間よりも容積の小さい第
   ２空間とに区画されていることを特徴とする多気
   筒エンジンの吸気装置。