JPH0367017A - 多気筒内燃機関におけるバルブ騒音防止方法 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、吸気系に設けた切換バルブを開閉制御するこ
とにより少なくとも共鳴過給系を構成する多気筒内燃機
関において、前記切換バルブの発する騒音を防止するた
めの方法に関する。

（２）従来の技術 従来多気筒内燃機関の吸気装置において、機関の運転状
態に応じて吸気系の長さ、容積を可変制御することによ
り吸気干渉を生しない気筒間の吸気圧力変動が共振する
共鳴効果、あるいは各気筒毎において吸気開始時に生し
る負の圧力波が吸気系に設けられる容積拡大分配チャン
バで反射されて吸気ポート側に戻されることを利用した
慣性効果を発揮させ、機関の低速から高速域まで体積効
率を高めるようにした吸気装置が既に種々提案されてい
る（例えば特開昭６０−１６９６２７号公報参照）。

上記吸気装置は、吸気系に設けられる容積拡大部に、吸
気行程が連続しない気筒群にそれぞれ連通される一対の
共鳴チャンバを形成し、これら両チャンバの境界壁に、
該両チャンバを連通し、あるいは遮断する切換バルブを
設け、この切換バルブの開閉制御により吸気系を共鳴過
給系または慣性過給系に切換えている。そして更に、前
記一対の共鳴チャンバの上流に接続される一対の共鳴通
路間に設けた他の切換バルブを開閉制御することにより
、共鳴過給効果が発揮される機関の速度領域を多段階と
し、全体として機関の幅広い速度領域での体積効率を高
めるようになっている。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで、かかる吸気装置の切換バルブには比較的大き
な弁体を有するバタフライ弁が用いられているため、こ
の切換バルブが閉弁状態にあるとき、その弁体が吸気系
の気柱振動によって共振を起こして弁口に繰り返し衝突
し、騒音が発生するという問題があった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、少なく
とも共鳴過給系を構威し得る多気筒内燃機関の吸気装置
において前記切換バルブの騒音を防止する方法を提供す
ることを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、吸気系に設けた切
換バルブを開閉制御することにより、該吸気系に少なく
とも共鳴過給系をｆｌ威して機関の体積効率を向上させ
るようにした多気筒内燃機関におけるバルブ騒音防止方
法であって、前記共鳴過給系が実質的に機能しない機関
の極低速運転領域において前記切換バルブを開弁制御す
ることを特徴とする。

（２）作　用 前記特徴によれば、機関の極低速運転領域で吸気系に設
けられる切換バルブが開弁制御されるので、従来閉じた
状態にある切換バルブの弁体が振動して弁口に衝突する
ことにより発生していたパルプ騒音が防止される。そし
て前記極低速運転領域では慣性過給系は勿論のこと、共
鳴過給系も実質的に機能しないので、前記切換バルブを
開弁制御することにより機関の体積効率に影響を及ぼす
ことはない。

（３）実施例 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１〜８図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
本発明の方法を適用するＶ型６気筒内燃機関の要部縦断
面図、第２図はそのシリンダブロックの平面図、第３図
は第１図■−■線に沿う拡大部分平面図、第４図は第１
図ＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大部分平面図、第５図は第４図
Ｖ−■線に沿う断面図、第６図は第５図Ｖｌ−Ｖｌ線に
沿う断面図、第７図は第５図■−■線に沿う断面図、第
８図は機関の運転領域と切換バルブの開閉状態の関係を
示す図である。

第１．２図において、前記６気筒内！！Ａ機関の機関本
体Ｅは、互いにＶ字型に配設される一対の左。

右機関ブロックＢｌ、Ｂｒを備えており、左、右機関ブ
ロックＢＥ、Ｂｒは、それぞれシリンダブロックｉＩ！
、、ｌｒと、そのデツキ面に接合されるシリンダヘッド
２ｌ、２ｒとを有し、左側シリンダブロック１１には３
つの左側気筒３１・・が直列に形成され、また右側シリ
ンダブロック１「にも、３つの気筒３ｒ・・が直列に形
成されている。左側の３つの気筒３１・・は吸気行程の
連続しない、すなわち吸気弁１０がオーバラップしない
左側気筒群Ｃｌを構成し、また右側の３つの気筒３ｒ・
・も吸気行程の連続しない、すなわち後述の吸気弁１０
がオーバラップしない右側気筒群Ｃｒを構成している。

前記左、右気筒３１！、・・、３ｒ・・には、それぞれ
通常のようにピストン４が摺動自在に嵌合され、これら
のピストン４はコンロッド５を介してクランク軸６に連
結される。また前記左、右シリンダヘッド２１，２ｒに
は、それぞれピストン４に対面する燃焼室７および該燃
焼室７に連通する吸。

排気ポート８．９が形成され、各吸気ポート８には、該
ボート８を開閉する吸気弁１０がそれぞれ設けられ、ま
た各排気ポート９には、該ボート９を開閉する排気弁１
１がそれぞれ設けられる。そして吸、排気弁１０．１１
は従来公知の動弁機構１２により所定のタイミングを以
て開閉作動される。

前記左、右シリンダへラド２ｌ、２ｒの複数の吸気ボー
ト８・・には、後に詳述する吸気系Ｉｎが接続され、ま
た左、右シリンダヘッド２１！、２ｒの複数の排気ポー
ト９・・には従来公知の排気系（図示せず）が接続され
る。

次に第２〜７図を参照して前記吸気系Ｉｎの構成を詳細
に説明すると、この吸気系Ｉｎは前記左。

右エンジンブロック１ｆｆｉ、ｌｒ間のＶ空間Ｃ内に配
設され、エアクリーナＡｃと、このエアクリーナＡｃの
出口に接続される吸気通路Ｐｉと、該吸気通路Ｐｉの下
流端に接続される左、右一対の共鳴チャンバＣｒ−１！
、　　Ｃｒ−ｒを有するボックス状の容積拡大部Ｂｇと
、前記左、右シリンダブロック１１，１ｒの、吸気ポー
ト８・・が開口される端面に接合されて前記左、右共鳴
チャンバＣｒ−１、Ｃｒ−ｒと、左、右気筒群Ｃ１，Ｃ
ｒとをそれぞれ連通する吸気マニホールドＭｊとよりな
る。

前記吸気通路Ｐｉは、第３図に示すようにエアクリーナ
Ａｃに連なる上流側吸気通路１４の下流端にスロットル
ボディ１５を介して下流側吸気通路１６が一体に接続し
て構成される。上流側吸気通路１４はエアクリーナＡｃ
からの吸気を吸入すべく中空筒状により構成され、スロ
ットルボディー１５はその軸方向両端を前記上流側吸気
通路１４と下流側吸気通路１６にそれぞれポル）１７・
・１８・・で固着され、その内部に操作部１９により開
閉制御されるスロットル弁２０が設けられる。

前記下流側吸気通路１６は、横断面方形状をなして機関
のクランク軸６方向に沿ってのびており、その内部は隔
壁２１によって互いに並列する左。

右分岐共鳴通路２２４！、２２ｒに仕切られている。

そして前記左、右分岐共鳴通路２：１１！、２２ｒの上
流端は、前記スロットルボディ１５に接続される。前記
下流側吸気通路１６の下流側寄りにおいて、前記隔壁２
１には、切換バルブとしての開閉弁２３が設けられる。

すなわち前記隔壁２１には左、右分岐共鳴通路２２４！
、２２ｒを連通ずる弁口２４を開口した弁ホルダ２５が
設けられ、この弁ホルダ２５には、下流側吸気通路１６
の軸方向に沿ってのびる弁軸２６が回動自在に支承され
、この弁軸２６には、前記弁口２４を開閉する矩形板状
の弁体２７がビス２８を以て固着されている。

前記弁軸２６の一端は弁ホルダ２５の端壁を貫通して下
流側吸気通路１６外に突出しており、その突出端には、
従来公知のアクチュエータ２９が連結されている。この
アクチュエータ２９は機関の運転状態に応じて作動制御
され、前記開閉弁２３を開閉制御するようになっている
。

前記下流側吸気通路１６の左右両側には、該吸気通路１
６を挟むようにして容積拡大部Ｂｇの左。

右共鳴チャンバＣｒ−４２，Ｃｒ−ｒが、該下流側吸気
通路１６と並列して一体に形成される。

第１，５図に示すように左、右共鳴チャンバＣｒ−１，
ｃｒ−ｒおよび前記下流側吸気通路１６は前記マニホー
ルドＭｉの下部に複数のボルト３２・・で結合された箱
状体３１よりなる容積拡大部Ｂｇの内部に一体に形成さ
れる。下流側吸気通路１６の下流端において、その左右
両側には、前記共鳴チャンバＣｒ−１，Ｃｒ−ｒにそれ
ぞれ連通する左、右連通口３３Ｉ！、、３３ｒが開口さ
れている。そして、該左、右連通ロ３３１，３３ｒは、
前記弁口２４の近傍位置にあって、該弁口２４の両側に
対面するように並列される。

前記弁体２７の閉成時には左、右分岐共鳴通路２２４２
．２２ｒはそれぞれ前記連通口３３Ｉ１．３３ｒを介し
て左、右共鳴チャンバＣｒ−１，Ｃｒ−ｒに各独立して
連通ずるようになっており、２系統の共鳴過給吸気系を
構成する。

また前記弁体２７の開弁時には、左、右共鳴チャンバＣ
ｒ−１，Ｃｒ−ｒが、前記弁口２４および前記左、右連
通口３３１！、、３３ｒを介して連通し、第３図に二点
鎖線斜線で示す大なる容積の慣性過給分配チャンバｃｈ
が構成されｌ系統の慣性過給吸気系が構成される。

前記左、右共鳴チャンバＣｒ−Ｅ、Ｃｒ−ｒの上壁には
、その長手方向に沿ってそれぞれ３つの長円形状をなす
左、右排出ボート３１！・・、３４ｒ・・が開口される
。そして左側共鳴チャンバＣｒ−２の３つの排出ボート
３４１・・は、後述する吸気マニホールドＭｉを介して
左側共鳴チャンバＣｒ−１とは反対側に位置する右側シ
リンダブロック１ｒの３つの気筒３ｒ・・（吸気順序が
連続しない）にそれぞれ連通され、同じく右側共鳴チャ
ンバＣｒ−ｒの３つの排出ボート３４ｒ・・は、後述す
る吸気マニホールドＭｉを介して右側共鳴チャンバＣｒ
−ｒとは反対側に位置する左側シリンダブロック１１！
、の３つの気筒３ｉ・・（吸気順序が連続しない）にそ
れぞれ連通される。

第４〜７図に示すように前記吸気マニホールドＭｉは、
上流側が上方に凸に彎曲し下流側が概略直線状をなす６
木の第１〜第６分配管３５１〜３５６が下流側吸気通路
１６および左、右共鳴チャンバＣｒ−４２，Ｃｒ−ｒの
長平方向と略直交する方向に一体に並設されて交互に逆
方向に交差して左右にのびており、これらのうち一つ置
きの３つの第２．第４および第６分配管３５２，３５．
および３５．の上流端は左側共鳴チャンバＣｒ−ｊ！の
３つの排出ボー）３４ｆ・・にそれぞれ連通されたのち
前記共鳴チャンバＣｒ−ｊ！と反対側にのびてそれらの
下流端が右側シリンダブロック１ｒの３つの気筒３ｒ・
・にそれぞれ連通され、また残りの、一つ置きの３つの
第１．第３および第５分配管３５．．３５３および３５
．の上流端は右側共鳴チャンバＣｒ−ｒの３つの排出ボ
ート３４ｒ・・にそれぞれ連通されたのち前記共鳴チャ
ンバＣｒ−ｒと反対側にのび、それらの下流端が左側シ
リンダブロック１１の３つの気筒３１・・にそれぞれ連
通される。

吸気マニホールドＭｉの上面には複数のボルト３６・・
によりカバー３７が固着され、６本の第１〜第６分配管
３５．〜３５．の彎曲する上面外側壁との間に管長切換
チャンバＣｃが形成される。

上記第１〜第６分配管３５．〜３５６と管長切換チャン
バＣｃとの境界部には切換パルプとしての左右のバタフ
ライ型の管長切換弁３８ｊ２，３８ｒが設けられる。す
なわち、第１〜第６分配管３５、〜３５６の彎曲部の下
流端、かつ彎曲方向外側の壁面にはそれぞれ弁口３９．
〜３９６が開設されており、左側共鳴チャンバＣｒ−４
２から延びる３本の分配管３５□、３５．．３５６に形
成した弁口３９□、３９４，３９６は前記管長切換チャ
ンバＣｃの下面右側に連通するとともに、右側共鳴チャ
ンバＣｒ−ｒから延びる３本の分配管３５３５３．３５
５に形成した弁口３９１．３９ｉ、３９ｓは前記管長切
換チャンバＣｃの下面左側に連通ずる。吸気マニホール
ドＭｉの両側を貫通して回転自在に支持された左右一対
の弁軸４０ｌ、４０ｒは、それぞれ左側の３個の弁口３
９゜３９、．３９．と右側の３個の弁口３９□、３９、
．３９６の中央を横切り、その位置において各弁口３９
．〜３９６を開閉する弁体４１．〜４１６がビス４２を
以て固着される。第４図から明らかなように、前記弁体
４１＋〜４１６は楕円形形状の板体よりなり、その短軸
を前記弁軸４０ｆｆｉ４０ｒの方向に一致させた状態で
固着される。両弁軸４ＯＮ、４Ｏｒの吸気マニホールド
Ｍｉから突出する端部はアクチュエータ４３に接続され
ており、機関の運転領域に応じて管長切換弁３８Ｅ。

３８ｒを開閉制御するようになっている。

第５図から明らかなように、前記弁口３９１〜３９、の
中央を通過する弁軸４０１，４Ｏｒは分配管３５．〜３
５．の彎曲した外側壁の概略延長線上に位置しており、
弁体４１１〜４１．は実線で示す閉鎖位置において前記
弁口３９１〜３９６を形成するために切り取られた分配
管３５＋〜３５、の外側壁を補うように配設されている
。これにより、弁体４１＋〜４１６が閉成したとき、分
配管３５１〜３５６の断面積が弁口３９．〜３９６の部
分で急変しないように構成されている。また、弁体４１
．〜４１６が鎖線で示す開放位置にあるとき、分配管３
５．〜３５６の概略直線状をなす下流側と管長切換チャ
ンバＣｃは直線的な通路を介して接続されるように形成
されている。

第１図および第４図に示すように第１〜第６の分配管３
５．〜３５．の下流端の土壁にはそれぞれ燃料噴射ノズ
ル４４・・が設けられる。

次に本発明の実施例の作用について説明する。

機関の回転速度が極めて低い極低速運転領域（例えば、
２００ＯＲＰＭ以下）にあるとき、吸気系の固有振動数
は開閉弁２３あるいは管長切換弁３８Ｃ３８ｒの開閉状
態にかかわらず機関の回転速度に対するマツチングが外
れてしまい、慣性過給系はもとより共鳴過給系をも構成
することができない状態にある。第８図に示すように、
上記極低速運転領域（１）においては、開閉弁２３およ
び管長切換弁３８Ｃ３８ｒの両者が共に開弁制御される
が、共鳴過給系および慣性過給系のいずれもが成立し得
ない当該運転領域では機関の体積効率に格別の影響が及
ぶことがない。しかして、この極低速運転領域（１）に
おいて全ての切換パルプ、すなわち開閉弁２３と管長切
換弁３８１．３８ｒが開弁制御されることにより、その
弁体２７；４１＋〜４１．が振動しても弁口２４；３９
１〜３９６に当接することがなく、騒音の発生が確実に
防止される。

機関の回転速度が増加して低速運転領域（ＩＩ）（例え
ば、２０００〜３３００ＲＰＭ）に達すると、開閉弁２
３が第３図実線に示すように閉弁制御されるとともに、
左右の管長切換弁３８ｆｆｉ、３８ｒが第５図実線に示
すように閉弁制御される。

すると下流側吸気通路１６の左、右分岐共鳴通路２Ｓ！
！、２２ｒの連通が遮断され、吸気系として気筒群別の
分岐共鳴通路２２ｌ、２２ｒと、気筒群別の左、右共鳴
チャンバＣｒ−１，Ｃｒ−ｒと、気筒群別の左、右分配
管３５．，３５□、３５３３５４．３５１，３５．とか
らなる２系統の吸気系、すなわち各３つの気筒３１・・
、３ｒ・・から吸気通路Ｐｉの上流に至る吸気干渉の生
じない２系統の共鳴過給系が構成される。そして、この
共鳴過給系はその通路長さが比較的長く、その固有振動
数を機関の低速運転領域での各吸気弁１０・・の開閉周
期と略一致させることができるため、共鳴過給効果が有
効に発揮されて当該運転領域での機関の体積効率が高め
られる。

また上述の管長切換弁３８Ｉ！、、３８ｒが閉弁制御さ
れた状態では、その弁口３９．〜３９６を閉鎖する弁体
４１１〜４１６が分配管３５．〜３５６の外壁の一部を
構成するため、該分配管３５゜〜３５６に断面積の急変
部が生じることがない。

したがって、圧力波の減衰が防止されるとともに吸気の
スムーズな流れが確保されて体積効率の増加が可能とな
る。

機関の回転速度が中速運転領域（■）（例えば、３３０
０〜５１００ＲＰＭ）になると、開閉弁２３が第３図鎖
線に示すように開弁制御されて左。

右共鳴チャンバＣｒ−１，Ｃｒ−ｒは相互に連通し、第
３図二点鎖線で示される大なる容積の慣性過給分配チャ
ンバｃｈを形威し、該チャンバｃｈは左右の気筒３Ｉ！
、・・と、３ｒ・・とに共通に連通される。そしてこの
状態では、前記２系統の共鳴過給系がキャセルされ、機
関吸気行程で生じる負圧波が前記大容積の慣性過給分配
チャンバｃｈで反射、反転され、正圧波が各気筒３１・
・、３ｒ・・の吸気ボート８に伝播されて慣性過給系が
構成される。しかも前記負圧波、および正圧波の伝播す
る通路長さが短くなるため、吸気圧力周期が機関の中速
運転時の吸気弁１０・・の開閉周期に一致して該中速運
転領域での体積効率が高められる。

また機関の回転速度が高速運転領域（■）（例えば、５
１００ＲＰＭ以上）に至れば、更に管長切換弁３８Ｌ３
８ｒが第５図鎖線に示すように開弁制御されて、気筒群
Ｃｒ２に接続する分配管３５、．３５！、３５５の中間
部が弁口３９．．３９＝、３９ｓを介して管長切換チャ
ンバＣｃに連通ずるとともに、気筒群Ｃｒに接続する分
配管３５□、３５４，３５６の中間部が弁口３９□、３
９、．３９．を介して管長切換チャンバＣｃに連通ずる
。そして前記管長切換チャンバＣｃは分配管３５１〜３
５６の上流側を介して前記慣性過給分配チャンバｃｈに
連通して拡張された慣性過給分配チャンバＣｈ′を構成
する（第５図二点鎖線参照）。したがって上記拡張され
た慣性過給分配チャンバＣｈ′と左、右気筒群Ｃｆｌ、
Ｃｒは分配管３５．〜３５６の前記弁口３９１〜３９６
よりも下流部分を介して接続されて通路長さが最も短く
、かつ固有振動数の大きい慣性過給系が構成されること
になり、吸気圧力周期を機関の高速運転時の吸気弁１０
の開閉周期に一致させて該運転領域での体積効率を高め
ることができる。このとき、第１図から明らかなように
左、右気筒群ＣＩ！、、　Ｃｒと管長切換チャンバＣｃ
は略直線状の通路を介して接続されるので前記負圧波お
よび正圧波の伝播速度が増加し、慣性過給系の固有振動
数を高速運転領域に適合する値に増加させることができ
る。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実施
例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載さ
れた本発明を逸脱することなく種々の小設計変更を行う
ことが可能である。

例えば、上記実施例の吸気系は共鳴過給系と慣性過給系
とを相互に切換え可能なものであるが、共鳴過給系のみ
を構成可能であって、その管長を切換バルブによって切
換えるものに対しても本発明を通用することができる。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、吸気系に設けた切換バル
ブを開閉制御することにより、該吸気系に少なくとも共
鳴過給系を構成する多気筒内燃機関において、前記共鳴
過給系が実質的に機能しない機関の極低速運転領域にお
いて前記切換バルブを開弁制御してるので、気柱の振動
によって切換バルブが共振しても、この切換バルブが弁
口に衝突して騒音を発することが防止される。しかも、
切換バルブが開弁制御される極低速運転領域では慣性過
給系は勿論のこと、共鳴過給系も実質的に機能しないの
で、前記切換バルブを開弁制御することにより機関の体
積効率に影響を及ぼすことはない。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
本発明の方法を適用する■型６気筒内燃機関の要部縦断
面図、第２図はそのシリンダブロノクの平面図、第３図
は第１図■−■線に沿う拡大部分平面図、第４図は第１
図ＴＶ−ＩＶ線に沿う拡大部分平面図、第５図は第４図
■−■線に沿う断面図、第６図は第５図Ｖｌ−Ｖｌ線に
沿う断面図、第７図は第５図■−■線に沿う断面図、第
８図は機関の運転領域と切換バルブの開閉状態の関係を
示す図である。 ２３　・・・開閉弁（切換バルブ）、３８Ｃ３８ｒ・・
・管長切換弁（切換バルブ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸気系に設けた切換バルブ（２３；３８ｌ、３８ｒ）を
   開閉制御することにより、該吸気系に少なくとも共鳴過
   給系を構成して機関の体積効率を向上させるようにした
   多気筒内燃機関におけるバルブ騒音防止方法であって、 前記共鳴過給系が実質的に機能しない機関の極低速運転
   領域において前記切換バルブ（２３；３８ｌ、３８ｒ）
   を開弁制御することを特徴とする多気筒内燃機関におけ
   るバルブ騒音防止方法。