JPH041169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、上下に仕切られたサージタンクを備
えたエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） 一般に、エンジンの吸気装置において、吸気通
路の拡大部を形成するサージタンクが設置される
が、このサージタンクは、吸気慣性、共鳴等の吸
気の動的効果すなわち圧力波を利用して充填効率
を高め、これによつて高出力を得ために、吸気系
に生じる負圧波を反転させて燃焼室に導く圧力波
反転部として設けられるものである。

そして、上記サージタンク内での吸気干渉の発
生を防止するとともに、該サージタンクをコンパ
クトに構成するために、サージタンク内を上下に
２室に仕切り、この上室および下室に吸気弁開時
期がオーバーラツプしない気筒の吸気ポートから
の独立吸気通路をそれぞれ接続するようにして、
吸気の動的効果を有効利用する構造は、例えば、
実開昭58−167729号に見られるように公知であ
る。

しかして、エンジンの吸気通路内には、結露等
によつて水分が溜り、この水分が燃焼室に一時に
流入すると失火等の問題を生起することから、前
記サージタンク内に溜る水分を外部に排出する必
要がある。

しかるに、前記のようにサージタンク内を上下
に区画形成した場合に、上室および下室の両方に
対して水抜きを行う必要があり、それぞれに水抜
き構造を形成することは煩雑となるものである。
また、上室の底部に下室に連通する開口を形成し
て上室の水を下室に流すことは、構造が簡単とな
るが、サージタンク内を上下に区画した特性が損
われることになる。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、サージタンク内を隔
壁で上下２室に仕切るとともに、吸気弁開時期が
オーバーラツプしない気筒の吸気ポートからの独
立吸気通路を同じ室に接続して吸気干渉を防止す
るについて、吸気の動的効果を広い範囲で得ると
ともに上下室の水抜き構造を簡易に構成するよう
にしたエンジンの吸気装置を提供すること目的と
するものである。

（発明の構成） 本発明の吸気装置は、吸気通路の拡大部を形成
するサージタンク内をサージタンク長手方向に延
びる隔壁により上下に上室と下室に仕切るととも
に、吸気弁開時期がオーバーラツプしない気筒の
吸気ポートからの独立吸気通路を同じ室に接続
し、長手方向一端から吸気を導入するについて、
長手方向他端近傍の上記隔壁に上室と下室とを連
通して上室内の水を下室に流下可能な連通路を設
けるとともに、この連通路の開口面積を制御して
共振周波数を変動させる制御弁を設け、さらに、
前記下室の底部でかつ吸気導入部から離れた端部
に水抜き穴を設けたことを特徴とするものであ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、吸気弁開時期がオーバーラツ
プしない気筒の独立吸気通路を、サージタンク内
を上下に仕切つた各室に接続し、各気筒の吸気干
渉の発生を防止するとともに、上下室を連通する
連通路の開口面積を制御弁によつてエンジンの運
転状態に応じて制御するようにしたことにより、
吸気系の共振周波数特性をエンジンの運転状態に
合致するように制御することができ、広い運転範
囲において良好な動的効果による吸気充填効率の
向上を図ることができ、出力性能の向上が得られ
るものである。

また、吸気導入部と反対側の長手方向他端部に
設けた前記上室と下室とを連通する連通路によつ
て、上室内の水分は制御弁が開時期にある時に下
室に流下させ、下室の底部でかつ吸気導入部から
離れた端部に形成した水抜き穴から排出するよう
にしたことにより、前記上下室の水分を簡易な構
造によつて外部に排出することができ、しかも、
吸気流れの下流端部分に溜めて排出することで、
気筒への水分の流入を可及的に低減して、エンジ
ンの失火等の弊害を生起することがないものであ
る。

（実施例） 以下、図面に沿つて本発明の実施例を説明す
る。第１図は吸気装置を備えた６気筒Ｖ型エンジ
ンの上部構造を一部断面にして示す側面図、第２
図はその平面図を示す。この例のＶ型エンジンは
自動車の車体前方に形成されたエンジンルーム内
に、その出力軸が横方向になるように配置され
た、いわゆる横置型エンジンの例を示し、第１図
において右側（第２図において下側）が車体前方
である。

６気筒Ｖ型エンジン１は、中央下部のシリンダ
ブロツク２上に前シリンダヘツド３および後シリ
ンダヘツド４が傾斜配設されて、互いに角度をも
つてピストン５が摺動する気筒C₁〜C₆（第２図に
おいて右から順に第１ないし第６気筒）を有する
前方バンク１Ａと後方バンク１Ｂとが形成されて
なる。すなわち、各気筒C₁〜C₆は所定の角度を
なしてＶ字状に配置され、６つの気筒C₁〜C₆は
交互に奇数気筒と偶数気筒の３気筒ずつの２つの
グループに区分されて前後方のバンク１Ａ，１Ｂ
を構成している。２つのバンク１Ａ，１Ｂの気筒
C₁〜C₆は出力軸方向（第２図の左右方向）に互
いにずれて配置されることになり、これに対応し
て前シリンダヘツド３が後シリンダヘツド４より
も前方から見て右側にずれて配置されている。な
お、上記６気筒Ｖ型エンジン１は、点火順序が第
１−２−３−４−５−６気筒の順に設定され、第
１、３、５気筒が前方バンク１Ａに、第２、４、
６気筒が後方バンク１Ｂにそれぞれ属し、両バン
ク１Ａ，１Ｂで吸気行程が交互に生じ、各バンク
１Ａ，１Ｂの気筒間においては吸気弁開時期がオ
ーバーラツプしないものである。

前記各気筒C₁〜C₆のピストン５上部にそれぞ
れ形成される燃焼室７には、吸気ポート８および
排気ポート（図示せず）が開口し、両ポートはそ
れぞれ吸気弁９および排気弁（図示せず）によつ
て所定のタイミングで開閉作動される。前後のシ
リンダヘツド３，４における上記吸気ポート８
は、内面側に互いに対向して開口形成されてい
る。そして、前後シリンダヘツド３，４の上部に
は、動弁機構等を覆うヘツドカバー３ａ，４ａが
取り付けられている。

上記両側の前後方のバンク１Ａ，１Ｂの各気筒
C₁〜C₆に吸気を供給する吸気装置は、両側のシ
リンダヘツド３，４の各吸気ポート８にそれぞれ
接続される前後の各独立吸気通路１０，１１を構
成する吸気マニホールド６と、後方バンク１Ｂの
上方に位置して配置され前記独立吸気通路１０，
１１の上流端が接続されるサージタンク１２とを
備えている。

上記サージタンク１２は、出力軸方向すなわち
車の横方向に長い箱状体として構成され、内部が
略水平にサージタンク長手方向に延びる隔壁１５
によつて上室１３と下室１４との上下の２室に仕
切られている。そして、上記下室１４に対して該
サージタンク１２から遠い方の前方バンク１Ａか
らの前独立吸気通路１０が接続され、上室１３に
は近い方の後方バンク１Ｂからの後独立吸気通路
１１が接続され、各バンク１Ａ，１Ｂ毎に独立吸
気通路１０，１１が集合されている。

また、前記両独立吸気通路１０，１１は、両側
のバンク１Ａ，１Ｂの中間上部の略水平な接続面
Ｆを分割部分として、サージタンク１２に接続さ
れる上流側のサージタンク側通路１０ａ，１１ａ
と、吸気ポート８に接続される下流側の吸気ポー
ト側通路１０ｂ，１１ｂとに２分割されている。

すなわち、前方バンク１Ａに接続された前独立
吸気通路１０は、吸気ポート側通路１０ｂによつ
て両バンク１Ａ，１Ｂの中間位置に向けて斜め後
上方に延び、略水平の接続面Ｆを介してサージタ
ンク側通路１０ａによつて僅かな曲率をもつて上
方から後方にさらに若干下方に向つて延び、後方
バンク１Ｂの上方に位置するサージタンク１２の
下室１４に側方から接続される。一方、後方バン
ク１Ｂに接続された後独立吸気通路１１は、吸気
ポート側通路１１ｂによつて両バンク１Ａ，１Ｂ
中間の前記と略同一位置に向けて斜め前上方に延
び、共通の前記接続面Ｆを介してサージタンク側
通路１１ａによつて僅かな曲率をもつて上方から
略水平に後方に向つて延び、サージタンク１２の
上室１３に側方から接続される。上記接続構造に
よつて、逆の接続による独立吸気通路１０，１１
の大きな曲りを防止し、吸気抵抗の増加を抑制し
ている。

また、前記サージタンク１２の上下室１３，１
４に対する独立吸気通路１０，１１の接続位置
は、前方バンク１Ａが後方バンク１Ｂより右側に
ずれて配置されているのに対応し、下室１４に対
する前独立吸気通路１０の接続位置が、上室１３
に対する後独立吸気通路１１の接続位置より右側
にずれて配置されている。これに伴い、上室１３
の右部は低く形成され、上室１３の左端下部にお
ける下室１４の左端部には、後述の連通路２６お
よび制御弁２７が配設される。

さらに、前記サージタンク側通路１０ａ，１１
ａは、第２図に示すように上方から見て第１およ
び第３気筒C₁，C₃の通路１０ａが右側に、第４
および第６気筒C₄，C₆の通路１１ａが左側に屈
曲して形成され、奇数気筒（前方バンク１Ａ）の
サージタンク側通路１０ａの左側に、偶数気筒
（後方バンク１Ｂ）のサージタンク側通路１１ａ
との間に空間部が形成されている。

上記前後独立吸気通路１０，１１における上流
側のサージタンク側通路１０ａ，１１ａは前記サ
ージタンク１２と一体に形成され、下流側の各気
筒の吸気ポート側通路１０ｂ，１１ｂは下流端の
取付フランジ１０ｃ，１１ｃが取付けボルト２０
によつてそれぞれ前後方のバンク１Ａ，１Ｂに固
着される。また、サージタンク側通路１０ａ，１
１ａと吸気ポート側通路１０ｂ，１１ｂとは、そ
れぞれの接続端部に略水平に形成された各気筒共
通の上下の接続フランジ部１６，１７の接合によ
つて接続される。

この接続フランジ部１６，１７を前側および後
側のボルト１８，１９で締結するについて、後方
に湾曲しているサージタンク側通路１０ａ，１１
ａが上方に位置する後側のボス部１６ａは、前記
サージタンク側通路１０ａ，１１ａが平面的に左
右に屈曲して該通路間が離れている空間部分に、
フランジ部１６から上方に伸びて高く形成され、
上方からのボルト１９の締め付けが可能なように
構成されている。

一方、前記サージタンク１２の上下室１３，１
４は右方に伸びた上流側の導入通路部１３ａ，１
４ａが、筒状に前方に湾曲して伸びてそれぞれス
ロツトルボデイ２１に上下に接続され、このスロ
ツトルボデイ２１内に上下に設置されたスロツト
ル弁２２，２３によつてそれぞれの吸気流量が制
御される。このスロツトルボデイ２１よりさらに
上流側の吸気通路２４は、図示しない上流側で合
流して１つの主吸気通路を構成し、エアクリーナ
に接続されている。また、前記サージタンク１２
は、後方の連結金具２５によつて後シリンダヘツ
ド４に連結支持される。

前記サージタンク１２の上室１３と下室１４と
は、第３図および第４図に示すように、下室１４
の左端部に形成された空間Ｅに設けられた連通路
２６を介して連通され、この連通路２６の途中に
開口面積を変更する連通制御弁２７が介装されて
いる。すなわち、下室１４の左端部で、第６気筒
C₆の独立吸気通路１１の上室１３に対する接続
開口部分の下方における隔壁１５は、下室１４側
に低く形成されてこの部分に連通路２６が形成さ
れ、該連通路２６を前後方向に貫通してバタフラ
イタイプの連通制御弁２７の軸部２７ａが支承さ
れ、該制御弁２７の回動による開度がアクチユエ
ータ２８の作動によつて変更調整されるものであ
る。上記アクチユエータ２８は主にエンジン回転
数に対応して制御され、エンジン回転数の上昇に
応じて開口面積を増大するように開度調整する。

また、前記連通路２６によつてサージタンク１
２の上室１３と下室１４とが連通し、前記連通制
御弁２７が開状態にあるときに、この連通路２６
を介して上室１３内の水が下室１４に流下する。
そして、サージタンク１２内の底部すなわち下室
１４の底部に水抜き穴２９が設けられ、上室１３
から下室１４に流入した水は、下室１４内の水と
共に水抜き穴２９から排出されるものである。

なお、上記隔壁１５に形成された連通路２６の
上端開口部分は、隔壁１５の上面より上方に突出
した位置に開口しないように形成され、隔壁１５
上面に溜つた上室１３内の水が該連通路２６に流
入するように形成され、制御弁２７も隔壁１５上
面より下方に設置されている。

また、前記水抜き穴２９の外側開口は大気中に
開放され、この水抜き穴２９の途中には図示して
いないが公知のアンローダバルブ等による一方弁
が介装され、外気がサージタンク下室１４内に流
入するのが防止され、下室１４の内圧が共振等に
よる脈動で外圧より上昇した時に、水を排出する
ように構成されている。

さらに、上記吸気系には第５図および第６図に
も示すように、NOx抑制用の排気ガスを還流す
るEGR通路３０が付設されている。前後方のバ
ンク１Ａ，１Ｂ間のエンジン右部にはEGRアダ
プタ３１が配設され、このEGRアダプタ３１内
にはEGR通路３０を開閉作動するEGRバルブ３
３が介装され、図示しない排気通路から排気ガス
を導くパイプ３４（第２図参照）が上記EGRア
ダプタ３１に接続される。

上記EGRバルブ３３を経た排気ガスを導く
EGR通路３０は、EGRアダプタ３１からの導出
部３０ａが前記吸気ポート側通路１０ｂ，１１ｂ
のフランジ部１７から接続面Ｆを介してサージタ
ンク側通路１０ａ，１１ａのフランジ部１６に連
通し、中間部３０ｂが吸気マニホールド６の第１
気筒C₁用の独立吸気通路１０のサージタンク側
通路１０ａの側部に沿つてこれと一体に形成さ
れ、サージタンク１２の部分にまで延設される。
このEGR通路３０の下流端は、サージタンク１
２の上下室１３，１４に対して、それぞれの上流
側の導入通路部１３ａ，１４ａに形成されたドリ
ル孔による導入部３０ｃ，３０ｄで連通してい
る。これにより、排気ガスは両バンク１Ａ，１Ｂ
の各気筒C₁〜C₆に対して均等に良好な分配性で
もつて還流される。

一方、両側のバンク１Ａ，１Ｂには、前記各独
立吸気通路１０，１１の吸気ポート側通路１０
ｂ，１１ｂの下流側の取付フランジ１０ｃ，１１
ｃに、各気筒C₁〜C₆の吸気ポート８に燃料を噴
射するインジエクタ３６が装着されている。該イ
ンジエクタ３６には、各バンク１Ａ，１Ｂ毎に配
設された燃料供給パイプ３７，３７が接続されて
燃料が供給される。また、エンジン１の上方に
は、エンジンルームを覆うボンネツト３８が、後
方から前方に対して下降するように傾斜して配置
されている。

本例における６気筒Ｖ型エンジン１は、前述の
ように点火順序が第１−２−３−４−５−６気筒
の順に設定され、第１、３、５気筒が前方バンク
１Ａに、第２、４、６気筒が後方バンク１Ｂにそ
れぞれ属している。従つて、上室１３および下室
１４内においては、各サージタンク１３，１４に
接続される気筒間では吸気順序が連続せず、吸気
干渉が生じない。

また、下記のようにサージタンク１２上流の吸
気通路における圧力波を利用して出力向上を図る
ことができる。すなわち、２つのバンク１Ａ，１
Ｂに属する気筒で、吸気行程の際に吸気弁９の開
閉動作によつて生じる負圧波は互いに逆転した位
相関係になつている。各気筒で生じた負圧波は、
独立吸気通路１０，１１の上流に伝播し、それぞ
れに対応する上下室１３，１４に到達する。サー
ジタンク下流の独立吸気通路１０，１１は、各気
筒に対してすべて同じ長さに設定されているの
で、上下室１３，１４における圧力波も２つのバ
ンク１Ａ，１Ｂに属する気筒間で半波長ずれた状
態になつている。上下室１３，１４に到達した負
圧波は、それぞれ導入通路部１３ａ，１４ａから
上流に伝播して、スロツトルボデイ２１を経て上
流側の吸気通路２４の合流点において干渉し、反
転して正圧波となつて燃焼室７内に戻る。この反
転正圧波は、吸気の充填効率を高める効果いわゆ
る共鳴効果を与えて高出力を得ることができる。

さらに、サージタンク１２下流の各独立吸気通
路１０，１１の長さを十分に確保することができ
るため、上下室１３，１４で反射する圧力波を利
用した慣性効果による出力向上をも十分に得るこ
とができる。また、連通制御弁２７の開度調整に
より上下室１３，１４の共振周波数特性を変動
し、エンジン回転数に対して広い範囲で慣性効果
および共鳴効果の特性を適合させるものである。

上記実施例によれば、前後方のバンク１Ａ，１
Ｂの吸気ポート８に連通する前後独立吸気通路１
０，１１をそれぞれ接続する上下のサージタンク
１３，１４が、前記バンク１Ａ，１Ｂの吸気ポー
ト８のずれに対応して互いにずれて配置されてい
るのに伴つて、一方のサージタンク１４の一端部
にデツドスペースとして生じる部分の空間Ｅに、
前記連通路２６および制御弁２７が配設するよう
にしたことにより、その設置がコンパクトに形成
できる。

さらに、サージタンク１２内の水抜きについて
も、前記連通路２６によつて上室１３の水を吸気
の動的効果を損うことなく下室１４に流下させ、
この下室１４の水とともに水抜き穴２９から外部
に排出するようにしたことにより、水抜き構造が
簡易に構成できるものである。

また、上記実施例では、各独立吸気通路１０，
１１をサージタンク側通路１０ａ，１１ａと吸気
ポート側通路１０ｂ，１１ｂとに分割するととも
に、両者の接続面Ｆを略水平に設定し、さらに、
各気筒の吸気ポート側通路１０ｂ，１１ｂをフラ
ンジ部１６，１７で一体に連結構成し、同様に各
気筒のサージタンク側通路１０ａ，１１ａはサー
ジタンク１２と共に一体に構成されていることに
より、その組付け性が向上している。

一方、上記吸気構造では、一方のバンク１Ｂの
上部にサージタンク１２を配設するとともに、該
サージタンク１２と各バンク１Ａ，１Ｂの吸気ポ
ート８とを連通する独立吸気通路１０，１１を湾
曲して形成したので、ボンネツト３８の傾斜に対
応してサージタンク１２を設置することができ、
エンジン全高を低くコンパクトに形成でき、しか
も、独立吸気通路１０，１１の曲率が小さくなつ
ているので、吸気の通路抵抗が小さく、高回転等
において吸気不足の問題は生じない。

なお、上記実施例においては、横置型Ｖ型エン
ジンに本発明を適用した場合について説明した
が、本発明は、これに限られるものではなく、Ｖ
型エンジンのほか種々のエンジンに対して同様に
適用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における吸気装置を
備えたＶ型エンジンの要部を一部断面にして示す
左側面図、第２図は同要部平面図、第３図は第１
図の−線に沿う断面図、第４図は第３図の
−線に沿う断面図、第５図は排気ガスの還流を
行うEGR通路の構造を示す要部平面図、第６図
は第５図の−断面と共にEGR通路の側面構
造を示す断面図である。 １……Ｖ型エンジン、１Ａ，１Ｂ……バンク、
２……シリンダブロツク、C₁〜C₆……気筒、３，
４……シリンダヘツド、６……吸気マニホール
ド、８……吸気ポート、１０，１１……独立吸気
通路、１０ａ，１１ｂ……サージタンク側通路、
１０ｂ，１１ｂ……吸気ポート側通路、１２……
サージタンク、Ｅ……空間、１３……上室、１４
……下室、１３ａ，１４ａ……導入通路部、１５
……隔壁、２６……連通路、２７……制御弁、２
９……水抜き穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気通路の拡大部を形成するサージタンク内
   をサージタンク長手方向に延びる隔壁により上下
   に上室と下室に仕切るとともに、吸気弁開時期が
   オーバーラツプしない気筒の吸気ポートからの独
   立吸気通路を同じ室に接続し、長手方向一端から
   吸気を導入するようにしたエンジンの吸気装置に
   おいて、長手方向他端部近傍の上記隔壁に上室と
   下室とを連通して上室内の水を下室に流下可能な
   連通路を設けるとともに、この連通路の開口面積
   を制御して共振周波数特性を変動させる制御弁を
   設け、さらに、前記下室の底部でかつ吸気導入部
   から離れた端部に水抜き穴を設けたことを特徴と
   するエンジンの吸気装置。