JPH04121417A - ４サイクルエンジンの吸気装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば自動車用４サイクルエンジンの吸気装
置に関し、特に低速運転領域と高速運転領域とで有効吸
気管長を変えることにより広範囲の運転領域において吸
入空気量を増大できるようにした吸入空気通路の改善に
関する。

〔従来の技術〕

従来から、自動車用４サイクルエンジンにおいては、吸
入空気柱の動的効果を利用して吸入空気量を増大するよ
うにした、いわゆる慣性過給の手法が採用されている。

この慣性過給効果をエンジンの低速運転領域から高速運
転領域にわたって得るには、有効吸気管長を低速時には
長く、高速時は短くする必要がある。そのため、従来、
低速運転領域と高速運転領域とで有効吸気管長を変える
ようにした吸気装置が採用されている。このような吸気
装置としては、従来、例えば第７図に模式的に示すもの
がある。これは、エンジン５０の吸気ポート５０ａに吸
気管５１の一端を接続し、該吸気管５１の上流端に低速
用第１サージタンク５３を接続するとともに、該タンク
５３にエアクリーナ５２を接続し、上記吸気管５１の途
中に高連用第２サージタンク５４を接続するとともに、
該接続部５４ａに切り換え弁５５を配設した構造となっ
ている。

この吸気装置では、吸入空気は低速時も高速時もエアク
リーナ５２から吸気通路５１を通って吸気ポート５０ａ
に吸引される。一方、切り換え弁５５を、エンジンの低
速運転領域では閉じ、高速運転領域では開くことにより
、有効吸気管長は、低速運転領域では１１と長いのに対
し、高速運転領域では第２サージタンク５４が解放され
ることから１２と短くなり、これにより低速時及び高速
時の両方において慣性過給効果が得られ吸入空気量を増
大できる。

〔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を備えたエンジンで
は、高速運転領域における有効吸気管長は１２と短くな
り、慣性過給効果が得られるものの、吸入空気は第１サ
ージタンクから長さＥｌの吸気管５１を通って供給され
ることから、この間の通路抵抗により空気量を増大させ
ようにも限界があり、より一層エンジン出力を向上させ
るにはこの通路抵抗の点での改善が要請されている。

本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、高速
運転ＨＭにおける１ｌＩｌｒ抵抗を小さくすることによ
り吸入空気量をさらに増大でき、ひいては出力を向上で
きるエンジンの吸気装置を提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は、第１サージタンクと吸気ポートとを吸
気通路で接続するとともに、該吸気通路の途中に第２サ
ージタンクを接続し、該接続部に上記第２サージタンク
と吸気通路とを高速運転領域では連通させ、低速領域で
は遮断する切り換え弁を配設し、エアクリーナと上記第
１．第２サージタンクとを分岐ダクトで接続したことを
特徴とするエンジンの吸気装置である。

Ｃ作用〕 本発明に係るエンジンの吸気装置によれば、有効吸気管
長は切り換え弁の開閉により、低速運転領域では第１サ
ージタンクから吸気ポートまでと長くなり、高速運転領
域では第２サージタンクから吸気ポートまでと短くなり
、低速、高速いずれの運転領域においても慣性過給によ
り吸入空気量を増大でき、それだけエンジンの出力を向
上できる。

そして本発明では、エアクリーナと第１．第２サージタ
ンクとを分岐ダクトで接続したので、高速運転領域にお
ける吸入空気は、従来と同碌の第１サージタンクを通る
経路だけでなく、エアクリーナから分岐ダクトを通って
直接第２サージタンクに供給され、ここから短い吸気通
路を通る経路からもエンジンに供給される。従って従来
の第１サージタンクから長い吸気通路を遣る経路だけで
供給される構造に比べて通路抵抗を小さくでき、より一
層吸入空気量を増大できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第６図は本発明の一実施例によるエンジン
の吸気装置を説明するための図である。

図において、ｌは本実施例装置を備えた自動車用４サイ
クル４気筒で、吸気弁３本、排気弁２本を備えた５パル
プエンジンであり、これはフード４５で覆われたエンジ
ンルーム内に第１図右側が車両前側になるように搭載さ
れている。このエンジン１は主としてシリンダブロック
２の上面にシリンダヘッド３を締結し、これの上面にへ
、ドカバー４を装着するとともに、上記シリンダブロッ
ク２の下面にオイルパン５を接続した構造のものである
０ｇａ、８ｂは上記シリンダヘッド３内に配設された排
気カム軸、吸気カム軸であり、該両カム軸８ａ、８ｂの
第２図右端間士はこれに固着されたカムスプロケット９
．９にカムチェン１０を巻回することにより連結されて
おり、また排気カム軸８ａは左端に固着されたタイミン
グプーリ８Ｃとクランク軸７に固着されたクランクプー
リ７ａとの間にタイミングベルト１２を巻回することに
よりクランク軸で駆動されるようになっている。なお、
ｌｌａはオイルポンプ駆動用プーリ、１１ｂは冷却水ポ
ンプ駆動用プーリ、ｌｌｃはアイドラプーリ、１３はタ
イミングベルト１２を一定の張力に自動調整するオート
テンシッナである。

また１４はブローバイガス中のオイルを分離するＰＣＶ
装置、６は点火プラグ挿入孔である。

そして、上記ヘンド力バー４の上方に本実施例の特徴を
なす吸気装置２０が搭載されている。この吸気装！２０
は、主として上記シリンダヘッド３の各吸気ポート３ａ
の開口部に接続されたスロットル弁２１と、該各スロッ
トル弁２１に接続された４本の吸気管２２と、該各吸気
管２２の上流端に接続された低速用第１サージタンク２
３、及び上記各吸気管２２の途中に連通ずるよう一体形
成された高速用第２サージタンク２４と、該両サージタ
ンク２３．２４に分岐ダクト４０を介して接続されたエ
アクリーナ４２とから構成されている。またこの吸気装
置２０は、上記第２サージタンク２４をブラケット２５
ａを介してシリンダヘッド３にボルト締めするとともに
、右端の上記吸気管２２をブラケッ）２５ｂを介してシ
リンダへ７ド３にボルト締めすることにより固定支持さ
れている。

上記各スロットル弁２１は、スロ７）シボデイ２１ｂ内
にスロットル弁板２６を配設し、これに固着されたスロ
ットルシャフト２６ａの両端をスロットルボディ２１ｂ
外に突出させた構造となっている。上記各スロットル弁
２１のスロットルシャツ）２６ａは連結部材２７を介し
て相互に連結されており、また中央のスロットル弁２１
のスロットフレシャフト２６ａはアクセルワイヤを介し
てアクセルペダルに連結されている。これにより各スロ
ットル弁板２６がアクセルペダルのｌＩＦ込み量に応じ
て吸気通路を開閉する。

また、上記各スロットルボディ２１ｂにはバイパス通路
２１ａが形成されている。このバイパス通路２１ａの下
流端はスロットル弁板２６より下流側に開口しており、
上流端は上記４本の吸気管２２にこれを接続するように
一体形成された各気筒共通のバランスタンク２８に連通
している。この連通部には上記バイパス通路２１ａと直
交するバルブ孔２９が形成されており、このバルブ孔２
９にはシャフト状の切り換えバルブ３０が回転自在に挿
入されている。この切り換えバルブ３０には、所定ピン
チ毎に４つの弁板部３０ａが形成されており、この弁板
部３０ａが回転することによってバイパス通路２１ａを
開閉するよう構成されている。

そして第１図手前側のスロットル弁２１のスロットルシ
ャツ）２６ａの突出端部及び切り換えバルブ３０の端部
にはそれぞれアームプレート３１ａ、３１ｂがボルト締
め固定されており、両アームプレート３１ａ、３１ｂは
リンクプレート３１Ｃで連結されている。これにより、
上記スロットル弁２１の全閉時に切り換えバルブ３０が
バイパス通路２１ａを開き、該スロットル弁２６が所定
量開いた時に該バイパス道路２１ａを閉じるよう構成さ
れている。

また、上記吸気管２２は、第１サージタンク２３に一体
形成された各第１吸気管２２ａと、略コ字状に屈曲形成
された各第２吸気管２２ｂとをそれぞれ接続ホース３３
で分割可能に接続した構造となっている。上記各第２吸
気管２２ｂの下流端は上記スロットル弁２１にボルト締
め固定されており、ここからヘッドカバー４の後側コー
ナ部４ｂを囲むように上方に屈曲され、フード４５とヘ
ッドカバー４との間を通って前側コーナ部４ａに延びて
いる。また、上記第１吸気管２２ａは、シリンダヘッド
３とヘッドカバー４との台面の前側に配置された第１サ
ージタンク２３から上記ヘッドカバー４の前側コーナ部
４ａに延びている。そして上記第１吸気管２２ａの下流
端と第２吸気管２２ｂの上流端とに接続ホース３３の上
、下端が嵌装され、バンド３３ａで締めつけ固定されて
いる。上記接続ホース３３はゴム、あるいは樹脂からな
る非金属材料で形成されたもので、該接続ホース３３は
上記ヘッドカバー４の前側コーナ部４ａを囲む曲線状に
形成されている。

上記第２サージタンク２４は底部２４ａに蓋部２４ｂを
接続した２分割構造となっている。この底部２４ａに上
記第２吸気管２２ｂの湾曲部分が一体形成されており、
該屈曲部に連通ずるよう一体形成された接続部３４の開
放口３４ａが該第２サージタンク２４内に開口している
。さらに、この各接続部３４内には切り換え弁３５が配
設されており、該各切り換え弁３５は駆動軸３６により
連結されている。この駆動軸３６の突出端にはアームプ
レート３７が固着されており、該プレート３７にはダイ
ヤフラム式アクチュエータ３８のピストンロンド３８ａ
が連結されている。このアクチエエータ３８は上記接続
部３４を低速運転時は閉じ、高速運転時は開けるよう上
記切り換え弁３５を進退駆動する。これにより、低速運
転時における有効吸気管長は、第１吸気管２２ａ、接続
ホース３３．第２吸気管２２ｂ、スロットル弁２１゜及
び吸気ポー）３ａの長さとなり、高速運転時における有
効吸気管長は、第２吸気管２２ｂの第２サージタンク２
４の開放口３４ａより下流側部分スロットル弁２１．及
び吸気ポート３ａの長さとなり、これにより、低速、高
速運転領域の両方で慣性過給の効果が得られるよう構成
されている。

そして、本実施例の第１サージタンク２３．及び第２サ
ージタンク２４には分岐ダクト４０が接続されている。

この分岐ダクト４０は短管部４０ａとこれにより長い長
管部４０ｂと、両者を接続する基部４０ｃとからなる略
ｙ字状のもので、上記長管部４０ｂは第１サージタンク
２３に、短管部４０ａは第２サージタンク２４にそれぞ
れ連通接続されている。また、上記基部４０ｃにはエア
フロメータ４１が接続されており、該エアフロメータ４
１にはエアクリーナ４２が接続されている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例エンジン１の吸気装置２０では、低速運転時は
アクチュエータ３８が切換弁３５により接続部３４を閉
じる。そのためエアクリーナ４２を経た吸入空気は、第
１サージタンク２３から吸気管２２の全長、スロットル
弁２１．及び吸気ポー）３ａからなる長い吸気通路を通
って燃焼室に吸引される。また高速運転時は、アクチュ
エータ３８が切換弁３５により接続部３４を開く、この
とき該切り換え弁３５は、第２吸気管２２ｂの中心線Ａ
の接線上に位置する。これにより吸入空気は、上述の長
い吸気通路を通るだけでなく、第２サージタンク２４か
ら第２吸気管２２ｂの下流部分、スロットル弁２１．及
び吸気ポー）３ａからなる短い吸気通路からも吸引され
る。この場合、吸入空気はエアクリーナ４２から分岐ダ
クト４０を介して第２サージタンク２４に直接供給され
る。

このように本実施例によれば、吸気ポート３Ｍと第１サ
ージタンク２３とを接続する吸気管２２の途中に第２サ
ージタンク２４を接続するとともに、該第２サージタン
クの接続部３４に切り換え弁３５を配設したので、低速
、高速運転領域に応じた吸気管長を得ることができ、低
速、高速の両領域において、慣性過給により吸入空気量
を増大でき、それだけエンジンの出力を向上できる。

また、本実施例では、第２サージタンク２４とエアクリ
ーナ４２とを分岐ダクト４０で接続したので、高速運転
領域においては、吸入空気をエアクリーナ４２から分岐
ダクト４０を通って直接第２サージタンク２４に供給で
き、それだけ通路長が短くなり、これにより通路抵抗を
小さくでき、より一層吸入空気量を増大できる。

ところで上託低連用、高速用有効吸気管長は、第６図Ｔ
ａｌに示すように、それぞれエンジン回転数Ｒ１，Ｒ２
において上述の慣性過給効果が得られる長さに設定され
ており、Ｒ３で何れかに切り換えられる。従って同図に
トルクカーブＢｌ、Ｂ２で示すように、Ｒ１，Ｒ２にお
いてトルクが増大する。しかしこの設定回転数Ｒ１，Ｒ
２の間の部分ではトルク増加は期待できずトルク谷Ｃ２
が生じる。

一方、排気通路の途中に排気制御弁を設け、排気通路面
積をエンジン運転状態に応じて低速時には閉側に、最高
トルク領域すなわち高速時には開側に制御するようにし
た排気制御装置が提案されている。この排気制御装置を
上記実施例吸気装置を備えたエンジン１に採用すれば、
上述のトルク谷Ｃ２を押し上げることが期待できる。し
かし上記設定回転数Ｒ１付近及びこれより高速側で上記
排気制御弁を全開にした場合は、上記設定回転数Ｒ１よ
り低速側ではトルクが増大するものの高速側では排気制
御弁を設けた効果は得られない。

一方、上記設定回転数Ｒ１〜Ｒ２の間で上記排気制御弁
を一旦閉じるようにすれば、トルクカーブＡ１．Ａ２に
示すようにトルクを全体的に増大でき、その結果上述の
トルク谷Ｃ２を例えばＣ１に押し上げることができる。

この場合の排気制御弁の制御態様には、第６図（ｂｌに
示すように、上記有効吸気管長の切り換え回転数Ｒ３で
、又はこれより高速側、低速側で低開度に絞る場合（同
図Ｄ１〜Ｄ３）、及び所定の領域において絞る場合（同
図Ｄ４）等各種の態様が含まれる。

なお、上記実施例では、分岐ダクト４０を略ｙ字状に形
成してエアクリーナから第２サージタンクまでの距離を
第１サージタンクまでの距離より短くしたが、本発明の
分岐ダクト４０は必ずしもこのような構造にする必要は
なく、例えば７字状に形成して両方の距離を等しくして
も良い。

また、上記実施例では、スロットル弁２１を各吸気ポー
ト３ａに配設してなるエンジンを例にとって説明したが
、本発明は各吸気通路共通のスロットル弁を分岐ダクト
４０の基部４０ｃに配設した構造のものにも適用できる
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るエンジンの吸気装置によれば
、第１サージタンクと吸気ポートとを吸気通路で接続し
、該吸気通路の途中に第２サージタンクを接続するとと
もに、該接続部に切り換え弁を配設し、さらに上記第１
．第２サージタンクとエアクリーナとを分岐ダクトで接
続したので、エンジンの低速、高速運転状態に応じて有
効吸気管長を切り換えることにより広範囲にわたって吸
入空気量を増大でき、それだけエンジンの出力を向上で
きる効果があるとともに、高速運転領域における通路抵
抗を小さくしてより一層眼入空気量を増大できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例による４サイク
ルエンジンの吸気装置を説明するための図であり、第１
図はその正面図、第２図はその平面図、第３図は吸気装
置の第２サージタンク部分を示す正面図、第４図はその
断面図、第５図はそのスロットル本体部分を示す断面図
、第６図（ａ）。 山）は排気制御弁を付加する場合の特性図、第７図は従
来の吸気装置を説明するための概略構成図である。 図においで、ｌは４サイクルエンジン、３ａは吸気ポー
ト、２０は吸気装置、２２は吸気管（吸気通路）、２３
は第１サージタンク、２４は第２サージタンク、３４は
接続部、３５は切り換え弁、４０は分岐ダクト、４２は
エアクリーナである。 特許出願人　　　　　ヤマハ発動機株式会社代理人　弁
理士　　　下布　　努 第３図 第４図 第５図 第 図 Ｌレヅ′／芭１眠４交→ 第７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１サージタンクと吸気ポートとを吸気通路で接
   続するとともに、該吸気通路の途中に第２サージタンク
   を接続し、該接続部に上記第２サージタンクと吸気通路
   とを高速運転領域では連通させ、かつ低速運転領域では
   遮断する切り換え弁を配設し、エアクリーナと上記第１
   サージタンク、及び第２サージタンクとを分岐ダクトで
   接続したことを特徴とするエンジンの吸気装置。