JPH0379534B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多気筒エンジンの吸気装置、さらに詳
細には、気筒内に吸入した吸入空気の一部を圧縮
行程時に吸気通路に還流させる吸気還流通路を備
えた多気筒エンジンの吸気装置に関するものであ
る。

吸気、圧縮、膨張、排気行程を繰り返すエンジ
ンにおいて、吸気通路にスロツトル弁を設けて吸
入空気の充填量を制御するようにしたものにあつ
ては、スロツトル弁を絞つたときすなわち低負荷
時に一般にポンピングロスと言われる機械損失が
発生し、燃費を低下させることが認められてい
た。すなわちスロツトル弁がある程度絞られた状
態下で吸気が行なわれると吸気負圧が発生し、ピ
ストンを引き戻そうとする力（例えば４サイクル
レシプロエンジンにおいては下死点方向に移動し
ているピストンを上死点方向に引き戻そうとする
力）が働いてエネルギーが損失されるのである。

上記のようなポンピングロスを防止するため、
例えば特開昭52−139819号公報に示されているよ
うに、通常の吸排気通路に加えて、気筒内と吸気
通路とを連通する吸気還流通路を設けるととも
に、該吸気還流通路に吸気バルブよりも遅れて閉
じる吸気還流バルブを設け、吸気は吸気通路を絞
ることなく大気圧下で行ない、圧縮行程時に上記
吸気還流バルブを抜けて吸気通路に還流される吸
入空気の量を制御することによつて充填量を変え
るようにした、いわゆる３ポートタイプのエンジ
ン吸気装置が提供されている。

しかし従来の３ポートタイプのエンジン吸気装
置においては、圧縮行程時に、吸気通路内の吸入
空気が吸気通路上流方向に逆流する現象が新らた
に確認された。すなわち従来の３ポートタイプの
エンジン吸気装置においては、ある気筒に設けら
てた吸気還流通路はこの気筒用の吸気通路に連通
されていたため、吸気バルブが閉じられて大気圧
状態の吸入空気が充満している吸気通路に気筒内
から吸入空気が還流されるようになり、空気通路
内の吸入空気が必然的に上流方向に逆流するので
ある。しかも還流される吸入空気は一度高温の気
筒内を通過して燃膨張しており、この熱膨張のた
めに一層上流まで逆流しやすくなつている。

燃料が混合された吸入空気が吸気通路を逆流す
れば、吸入空気量を検出してこの吸入空気量に応
じて燃料噴射装置を制御するようなエンジンにあ
つては、吸入空気量の検出が不正確になつて正し
い燃料噴射制御を行なうことが不可能になる。

上記のような吸入空気の逆流を防止するために
はエンジンを多気筒とし、ある気筒の吸気還流通
路をその気筒の吸気通路に接続せずに、その気筒
が圧縮行程にあるときに吸気が行なわれる他の気
筒の吸気通路に接続することも考えられるが、こ
のように吸気還流通路と吸気通路とを接続すると
吸気還流通路の長さがそれぞれで大きく異なり、
各気筒における吸入空気の充填量がまちまちにな
つて出力が不揃いになり、ノツキング等の不都合
が生じることがある。すなわち短い吸気還流通路
によつて他の気筒から吸気が還流される気筒にお
いては、還流吸気が流入しやすいから吸入空気の
充填量が高くなり、反対に長い吸気還流通路によ
つて吸気が還流されてくる気筒においては充填量
が低くなりがちである。例えば１→３→４→２気
筒の順の点火順序を有する４気筒エンジンにおい
ては、上述のように吸気還流通路を形成すると、
第１気筒から導かれる吸気還流通路は第３気筒の
吸気通路に、同様に第２気筒、第３気筒、第４気
筒から導かれる吸気還流通路はそれぞれ第１気
筒、第４気筒、第２気筒の吸気通路に接続され、
第１、第４気筒の吸気通路に接続される吸気還流
通路は比較的短くなり、第２、第３気筒の吸気通
路に接続される吸気還流通路は比較的長くなる。
したがつて第１、第４気筒の吸入空気の充填量は
比較的高くなり、第２、３気筒の吸入空気の充填
量は比較的低くなつてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、前述したような３ポートタイプの多気筒エン
ジンの吸気装置において吸入空気の逆流を起こさ
ず、しかも各気筒間の吸入空気の充填量のバラつ
きを生じない吸気装置を提供することを目的とす
るものである。

本発明の多気筒エンジンの吸気装置は、前述し
たような３ポートタイプのエンジンの吸気装置に
おいて、各気筒に開口する複数の吸気通路を集合
する集合吸気通路を設け、この集合吸気通路に各
吸気還流通路の下流端を開口させたことを特徴と
するものである。

集合吸気通路においては、エンジン運転中常に
気筒方向に吸入空気が流れているから、この集合
吸気通路に戻された還流吸気は必ず気筒方向に流
れるようになり、前述したような吸入空気の逆流
が生じない。しかもある気筒と、他の気筒専用の
吸気通路とを直接吸気還流通路によつて接続する
場合と異なり、各吸気還流通路の長さの差を均等
することができるから、各気筒間の吸入空気の充
填量のバラつきを極めて小さく抑えることが可能
となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例による多気筒エンジ
ンの吸気装置を概略的に示すものである。本実施
例の吸気装置が設けられるエンジンは４サイクル
４気筒レシプロエンジンであり、シリンダブロツ
ク１には第１気筒２ａ、第２気筒２ｂ、第３気筒
２ｃ、第４気筒２ｄの４つの気筒が形成されてい
る。各気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、それぞ
れ吸気通路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、排気通路４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび吸気還流通路５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄの３つの通路が開口されてい
る。そしてそれぞれの通路と気筒内燃焼室との間
には、例えばカムシヤフト、カム、ロツカアーム
等からなる公知のバルブ駆動機構（図示せず。）
によつて開閉される吸気バルブ６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄ、排気バルブ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄお
よび吸気還流バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが配
設されている。吸気通路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
は集合部９において集合され、１本の集合吸気通
路３に接続されている。集合吸気通路３には気化
器１０が設けられ、この気化器１０の下流側には
絞り弁１１が設けられている。この絞り弁１１は
通常は全開状態に設定され、必要時、例えばエン
ジンブレーキ効果を高めるために吸気負圧を発生
させる。等の場合に絞られる。

各気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに開口された吸
気還流通路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、開閉弁１
２が設けられた１本の集合吸気還流通路５に集合
され、この集合吸気還流通路５の下流端は前記吸
気通路の集合部９に開口されている。

以下、本実施例の吸気装置の作用について説明
する。本実施例におけるエンジンは、一般の４サ
イクル４気筒エンジンと全く同様に１→３→４→
２気筒の点火順序を有するのであり、各気筒の吸
気バルブ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、排気バルブ７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの開閉タイミングは第２図
にそれぞれ実線、破線で示されるものとなつてい
る。そして各吸気還流バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，
８ｄは、この種の３ポートタイプのエンジンの吸
気装置において従来から行なわれていたように、
同じ気筒の吸気バルブが閉じられてその気筒が圧
縮行程に入いつても開き続けるように駆動され
る。すなわち、この吸気還流バルブの開閉タイミ
ングは第２図において１点鎖線で示されるものと
なつている。本実施例の吸気装置においては吸気
は大気圧下で行なわれるが、上述のように吸気還
流バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはそれぞれ吸気
バルブ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄよりも遅れて閉じ
るので、気筒内燃焼室に大気圧で吸入された吸入
空気の一部は、圧縮行程時に該吸気還流バルブ８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを通過して気筒外に押し出
され、吸気還流通路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを経
て吸気通路に還流される。この吸気通路に還流さ
れる吸入空気の量は、実質的に開閉弁１２の開度
と吸気還流バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの閉時
期との関連性で決まるが、本実施例のように吸気
還流バルブ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの閉タイミン
グが固定されたものにおいては例えばアクセルペ
ダル等を介して開閉弁１２の開度を調節すること
によつて制御可能であり、それによつて気筒内の
吸入空気の充填量を変えることができる。すなわ
ち本実施例では開閉弁１２と吸気還流バルブ８
ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとにより吸気還流量を制御
する制御弁が構成されることになる。

以上は従来の３ポートタイプのエンジンの吸気
装置においても達成されていた効果であるが、本
実施例の吸気装置は本発明独特の吸気還流通路５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの構造により、吸入空気の
逆流が防止されるようになつている。以下、その
点を詳述する。ある気筒が圧縮行程に入り、この
気筒から押し出された一部の吸気は前述の通り吸
気通路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの集合部９に戻さ
れるが、この集合部９においてはエンジンの運転
中、吸気通路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうちのい
ずれかに進むような吸入空気の流れが必ず存在す
る。つまり第２図から明らかなように第１気筒２
ａの吸気バルブ６ａが閉じてこの第１気筒２ａが
圧縮行程にあるとき、この圧縮行程にオーバーラ
ツプして第３気筒２ｃでは吸気バルブ６ｃが開か
れて吸気が行なわれ、同様にして第３、第４、第
２気筒２ｃ，２ｄ，２ｂの圧縮行程にオーバーラ
ツプしてそれぞれ第４、第２、第１気筒２ｄ，２
ｂ，２ａが吸気行程であるからである。したがつ
て集合部９に、第１気筒２ａから押し出された還
流吸気は吸気通路３ｃを通つて第３気筒２ｃに、
同様に第３、第４、第２気筒２ｃ，２ｄ，２ｂか
ら押し出された還流吸気は吸気通路３ｄ，３ｂ，
３ａを経てそれぞれ第４、第２、第１気筒２ｄ，
２ｂ，２ａに還流され、吸入空気が上流側に逆流
することがない。

また、吸気還流通路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
を、吸気通路の集合部９に開口させたので、吸気
還流バルブ→吸気還流通路→集合吸気還流通路→
集合部→吸気通路→吸気バルブという還流吸気の
経路の長さは、各系統間であまり大差のないもの
となる。したがて各気筒２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
において吸入される還流吸気の量もほぼ一致し、
各気筒の吸入空気の充填量はほぼ同じものとな
る。

以上説明した実施例の吸気装置は、４気筒のレ
シプロエンジン用のものであるが、本発明の吸気
装置は４気筒以外、さりにはレシプロエンジン以
外の多気筒エンジン用としても勿論形成可能であ
る。

また上記の実施例においては、吸入空気の還流
量は、集合吸気還流通路５内に設けられた開閉弁
１２の開度を調節することによつて制御されるよ
うになつているが、３ポートタイプのエンジンに
は上記ような開閉弁を用いずに、吸気還流バルブ
の閉タイミングを３次元カムを用いて調節するこ
とによつて吸入空気の還流量を制御するようにし
たものすなわち、吸気還流バルブのみにより吸気
還流量を制御する制御弁を構成したものもあり、
本発明はこのようなタイプのエンジンにも勿論適
用可能である。さらに、当然ながら本発明の吸気
装置は、気化器を用いずに燃料噴射装置によつて
燃料供給を行なうエンジンにも適用可能である。

以上詳細に説明した通り本発明の多気筒エンジ
ンの吸気装置は、３ポートタイプのエンジンにお
いて、極めて簡単な構成によつて吸入空気の吸気
通路内逆流を防止し、しかも各気筒間の出力の不
揃いを生じさせないものであり、その実用的価値
は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す概略図、第２
図は第１図の実施例におけるバルブ開閉タイミン
グを示すグラフである。 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……気筒、３……集合
吸気通路、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ……吸気通
路、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ……吸気還流通路、
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ……吸気還流バルブ、９
……吸気通路の集合部、１２……開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端が気筒内に開口するとともに他端が大気
   に開口して吸気行程時に吸入空気を供給する各吸
   気通路と、一端が気筒内に開口して圧縮行程時に
   気筒内の吸入空気の一部を前記吸気通路に還流さ
   せる各吸気還流通路と、該各吸気還流通路を開閉
   して吸気還流量を調整する制御弁とを有し、該制
   御弁を制御することによつて吸入空気の充填量を
   制御するようにした多気筒エンジンの吸気装置に
   おいて、前記吸気通路の他端を各吸気通路を集合
   する集合吸気通路を介して大気に開口するととも
   に該吸気通路に前記各吸気還流通路の他端をさせ
   たことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。