JPH0388913A - V型6気筒内燃機関の吸気制御方法 - Google Patents

V型6気筒内燃機関の吸気制御方法

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JPH0388913A
JPH0388913A JP22567889A JP22567889A JPH0388913A JP H0388913 A JPH0388913 A JP H0388913A JP 22567889 A JP22567889 A JP 22567889A JP 22567889 A JP22567889 A JP 22567889A JP H0388913 A JPH0388913 A JP H0388913A
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Yasuo Kitami
北見 康夫
Yasuaki Asaki
泰昭 浅木
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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】 A1発明の目的 (1)  産業上の利用分野 本発明は、6気筒内燃機関において、吸気系内の吸気圧
力変動を制御することにより、前記機関の体積効率の向
上を図るようにした吸気制御方法に関するものである。
(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
り吸気干渉を生じ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じ
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ボ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62−99625号公報参照)。
上記吸気装置は、多気筒内燃機関の複数の気筒を吸気行
程が連続しない気筒群に分け、各気筒を独立の吸気通路
で気筒群別の集合部まで延ばし、該気筒群別の集合部を
互いに独立した気筒群別の共通吸気通路によって前記集
合部の上流位置で集合させるとともに、前記独立吸気通
路の途中から分岐して該独立吸気通路を相互に連通ずる
連通部を設け、この独立吸気通路の各分岐部に開閉弁を
設けた構成を備えている。
しかして、機関の低速運転域において前記開閉弁を閉弁
制御することにより2系統の共鳴過給系を構成するとと
もに、機関の高速運転域において前記開閉弁を開弁制御
することにより慣性過給系を構成し、以て機関の広い運
転域での体積効率の向上を図っている。
(3)発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の吸気装置は、その高速運転域で
連通部によって各独立吸気通路を相互に連通して慣性過
給系を構成する際、前記気筒群別の集合部は相互に連通
せずに上流側の気筒群別の共通吸気通路の集合部におい
て初めて連通しており、しかも前記連通部は各独立吸気
通路を相互に連通ずるのみで充分な容積を備えていない
ため、高速運転域において共鳴過給効果が完全にキャン
セルされずに残存し、これにより充分な慣性過給効果を
得ることが困難であった。
また、低速運転域において共鳴過給系を構成し、高速運
転域において慣性過給系を構成する2段階の制御を行っ
ているため、中速運転域において充分な体積効率の向上
が得られない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、低速運
転域のみならず、中・高速運転域においても高い体積効
率を得ることが可能な6気筒内燃機関の吸気制御方法を
提供することを目的とするものである。
B3発明の構成 (1)  課題を解決するための手段 本発明によれば、前記目的を達成するため、上流側がス
ロットル弁を介して大気に連通ずるとともに、開閉弁を
介して相互に連通可能な一対の共鳴チャンバと、吸気行
程が連続しない左、右気筒群と前記各共鳴チャンバを各
別に接続する分配管とを備え、管長切換弁を介して前記
分配管の中間部を管長切換チャンバに連通可能とした6
気筒内燃機関において、機関の低速運転域において前記
開閉弁および管長切換弁を共に閉弁制御して2系統の共
鳴過給系を構成し、機関の中速運転域において前記開閉
弁を開弁制御するとともに前記管長切換弁を閉弁制御し
て、相互に連通した共鳴チャンバが実質的な大気開放端
となる長管長の慣性過給系を構成し、機関の高速運転域
において前記開閉弁および管長切換弁を共に開弁制御し
て、前記分配管の中間部を実質的な大気開放端となる管
長切換チャンバに連通して短管長の慣性過給系を構成す
ることを特徴とする。
(2)作 用 前記特徴によれば、機関の低速運転域で開閉弁と管長切
換弁を共に閉弁制御することにより、対の共鳴チャンバ
相互の連通が遮断されるとともに各分配管の中間部と管
長切換チャンバの連通が遮断され、各分配管はその全長
を介して吸気行程が連続しない気筒群と各共鳴チャンバ
を接続する。
これにより、2系統の共鳴過給系が構成されて低速運転
域での体積効率が向上する。一方、機関の中速運転域で
開閉弁を開弁制御するとともに管長切換弁を閉弁状態に
保つことにより、各気筒群は分配管の全長を介して相互
に連通した共鳴チャンバに接続する。これにより、相互
に連通した共鳴チャンバが実質的な大気開放端となって
長管長の慣性過給系が構成され、中速運転域での体積効
率が向上する。更に、機関の高速運転域において開閉弁
と管長切換弁を共に開弁制御することにより、各分配管
の中間部が管長切換チャンバに連通ずる。
これにより、前記管長切換チャンバが実質的な大気開放
端となって短管長の慣性過給系が構成され、高速運転域
での体積効率が向上する。
(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
本発明による吸気制御方法を適用する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図の■−■線拡線部大部分平面図4
図は第1図のIV−IV線線入大部分平面図第5図は第
4図のV−V線断面図、第6図は第5図のVl−Vl線
断面図、第7図は第5図の■−■線断面図、第8図は機
関の回転数とトルクの関係を示すグラフである。
第1.2図において、前記6気筒内燃機関の機関本体E
は、互いに7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Bl、Brは、それぞれシリンダブロックif、
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II!、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lr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3I!、・・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3
r・・も吸気行程の連続しない、すなわち後述の吸気弁
lO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3Il・・、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に連動
される。また前記左、右シリンダヘッドS!!、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に連通ずる吸。
排気ボート8,9が形成され、各吸気ボート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により所定のタイごングを以
て開閉作動される。
前記左、右シリンダヘッド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2ffi、2rの複数の排気ボ
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If、Ir間の■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−l、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If、lrの、吸気ボート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C
r−1t、Cr−rと、左、右気筒群Cl、Crとをそ
れぞれ連通する吸気マニホールドMi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にそれぞれボルト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221.22rに仕切られている。
そして前記左、右分岐共鳴通路2242,22r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21
には、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22f!
、22rを連通する弁口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。このアクチエ
エータ29は機関の運転状態に応じて作動制御されて前
記開閉弁23を開閉制御するようになっており、機関の
低速運転時には開閉弁23を閉威し、またその中速およ
び高速回転時には開閉弁23を開放制御する。
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−l、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−l、
Cr−rおよび前記下流側吸気通路16ハ前記マニホー
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BH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−l、Cr−rにそれ
ぞれ連通する左、右連通口33l、33rが開口されて
いる。そして、該左、右連通口33l、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22I!
、522rはそれぞれ前記連通口33j2,33rを介
して左、右共鳴チャンバCr−l、Crr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−l、Cr−rが、前記弁口24および前記左、右連
通口33ffi、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1系統の慣性過給吸気系が構成される。
前記左側共鳴チャンバCr−l、Cr−rの土壁には、
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341・・、34r・・が開口される。
そして左側共鳴チャンバCr−1の3つの排出ボート3
41・・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1j!の
3つの気筒31・・(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
本の第1〜第6分配管35.〜35、が下流側吸気通路
16および左、右共鳴チャンバCr−l、,Cr−rの
長手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35!、35.
および35.の上流端は左側共鳴チャンバCr−1!の
3つの排出ポート34f・・にそれぞれ連通されたのち
前記共鳴チャンバCr−1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lr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M1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との境界部には左右のバタフライ型の管長切換弁
38l、38rが設けられる。すなわち、第1〜第6分
配管351〜35.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−1から延びる3本の分配
管35235、.356に形成した弁口39□、394
396は前記管長切換チャンバCcの下面右側に連通ず
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35l、35s、35sに形成した弁口39+
 、392.39s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、4Or
は、それぞれ左側の3個の弁口39+ 、393.39
sと右側の3個の弁口39□、394.396の中央を
横切り、その位置において各弁口39.〜39、を開閉
する弁体41t〜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.〜41&は
楕円形形状の板体よりなり、その短軸を前記弁軸40l
、40rの方向に一致させた状態で固着される0両弁軸
40C40r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に接続されて管長切換弁381゜
38rを開閉制御するようになっており、機関の中速回
転域以下では管長切換弁38l、38rが閉弁制御され
、高速回転域では開弁制御され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39.〜39、の
中央を通過する弁軸40f、40r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41+〜416は実線で示す閉鎖位置において前記
弁口39.〜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.〜41.が閉放したとき、分
配管35.〜356の断面積が弁口39.〜39、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.〜356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。
次に上述の実施例の作用について説明する。
機関の運転状態に応じて2個のアクチュエータ29.4
3が作動制御され、その低速運転域では左右の管長切換
弁3Bl、38rが第5図実線に示すように閉弁制御さ
れるとともに、開閉弁23が第3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221.22r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−l、Cr−rと、気筒群
別の左、右分配管35.,35□、35.。
354.35s、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P
i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。この共鳴過給系は通路長さが比較的長く
なるため、その固有振動数が機関の低速運転域での各吸
気弁10・・の開閉周期と略−敗して共鳴過給効果が有
効に発揮され、機関の低速運転域での体積効率が高めら
れる。
また上述の管長切換弁3B1.38rが閉弁制御された
状態では、その弁口391〜39.を閉鎖する弁体41
1〜41&が分配管35.〜354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。
機関が中速運転状態になると、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−
1l、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を形成し、
該チャンバchは左右の気筒31・・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実質的な大気開
放端となる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に伝播される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1
0・・の開閉周期に一部して該中速運転域での体積効率
が高められる。
また機関が高速運転状態に至れば、更に管長切換弁3B
l、38rが第5図鎖線に示すように開弁制御されて、
気筒群CZに接続する分配管351+  35..35
.の中間部が弁口39l、393.395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35Z+  35<、356の中間部が弁
口39□、39、.396を介して管長切換チャンバC
cに連通ずる。そして前記管長切換チャンバCcは分配
管351〜356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、実質的な大気開放端となる拡張さ
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Cl、Crは分配管35
.〜356の前記弁口39.〜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IOの開閉周期に一致
させて該運転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域に適合す
る値に増加させることができる。
第8図は本発明による吸気制御方法を適用した6気筒内
燃機関の回転数とトルクの関係を示すもので、機関の低
速運転域(■)、中速運転域(■)、高速運転域(II
I)のいずれの運転域においてもトルクの顕著な増加が
認められる。
C1発明の効果 以上のように本発明によれば、機関の中・高速運転域に
おいて開閉弁を開弁制御することにより一対の共鳴チャ
ンバ相互を連通しているので、低速運転域において構成
された共鳴過給系を完全にキャンセルした状態で慣性過
給系を構成することができる。そして中速運転域におい
ては、前記相互に連通した一対の共鳴チャンバが実質的
な大気開放端となって有効な慣性過給効果が発揮される
だけでなく、高速運転域においては、管長切換弁を介し
て各分配管の中間部が管長切換チャンバに連通ずるので
、該管長切換チャンバが実質的な大気開放端となって管
長が更に短く短縮され、同様に有効な慣性過給効果が発
揮される。このようにして、低速運転域においては共鳴
過給系、中・高速運転域においてはそれぞれ長管長・短
管長の慣性過給系が構成されるので、機関の広い運転域
において体積効率を向上させることが可能となる。
また、6気筒内燃機関を適用したことにより分配管内の
圧力波が逆位相で発生するため、相互に連通した共鳴チ
ャンバあるいは管長切換チャンバの容積の大小に係わら
ず、これらチャンバを一層完全な大気開放端として機能
させることが可能となる。
【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
本発明による吸気制御方法を適用する■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ックの平
面図、第3図は第1図の■−m線拡線部大部分平面図4
図は第1図のIV−IV線線入大部分平面図第5図は第
4図のV−V線断面図、第6図は第5図のVl−Vl線
断面図、第7図は第5図の■−■線断面図、第8図は機
関の回転数とトルクの関係を示すグラフである。 Cc・・・管長切換チャンバ、CI!、、Cr・・・気
筒群、Cr−l、Cr−r・・・共鳴チャンバ20・・
・スロットル弁、23・・・開閉弁、351〜356・
・・分配管、38I!、、38r・・・管長切換弁第5
図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 上流側がスロットル弁(20)を介して大気に連通する
    とともに、開閉弁(23)を介して相互に連通可能な一
    対の共鳴チャンバ(Cr−l、Cr−r)と、吸気行程
    が連続しない左、右気筒群(Cl、Cr)と前記各共鳴
    チャンバ(Cr−l、Cr−r)を各別に接続する分配
    管(35_1〜35_6)とを備え、管長切換弁(38
    l、38r)を介して前記分配管(35_1〜35_6
    )の中間部を管長切換チャンバ(Cc)に連通可能とし
    た6気筒内燃機関において、 機関の低速運転域において前記開閉弁(23)および管
    長切換弁(38l、38r)を共に閉弁制御して2系統
    の共鳴過給系を構成し、機関の中速運転域において前記
    開閉弁(23)を開弁制御するとともに前記管長切換弁
    (38l、38r)を閉弁制御して、相互に連通した共
    鳴チャンバ(Cr−l、Cr−r)が実質的な大気開放
    端となる長管長の慣性過給系を構成し、機関の高速運転
    域において前記開閉弁(23)および管長切換弁(38
    l、38r)を共に開弁制御して、前記分配管(35_
    1〜35_6)の中間部を実質的な大気開放端となる管
    長切換チャンバ(Cc)に連通して短管長の慣性過給系
    を構成することを特徴とする6気筒内燃機関の吸気制御
    方法。
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