JPH04132828A - 複数気筒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、例えば自動車の４サイクル多気筒エンジンの
吸気装置に関し、特にアイドリング時等の低負荷運転状
態における各気筒間の吸気負圧のばらつきを防止できる
ようにした吸気装置に関す〔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、従来、例えば各気筒に接続された吸気通路
の上流端に低速用サージタンクを接続し、上記吸気通路
の途中に高速用サージタンクを接続するとともに、該接
続部に切り換えバルブを配設した構造のものがある。

この吸気装置では、切り換えバルブを低速時は閾し、高
速時は開くことにより、有効吸気管長を低速時は長く、
高速時は短くすることができ、低速、高速の両領域にお
いて吸入空気量を増大でき一方、この種の多気筒エンジ
ンにおいて各気瞥ごとに独立のスロットル弁を設けた場
合、アイドリング時等の低負荷運転状態において各スロ
ットル弁を略全閉にすると、各気筒ごとの吸気負圧にば
らつきが生じるという問題がある。この問題を解消する
ため上記吸気装置では、各吸気通路のスロットル弁の下
流側と全気筒共通のバランスタンクとをバイパス通路で
接続し、これにより各気筒の吸気負圧を均一化するよう
にしている。

ところで、上記バランスタンクと吸気通路のスロットル
弁下流側とを連通させた状態で高速運転領域に移行する
と、上記バランスタンクによって有効吸気管長が上述の
慣性過給効果が得られる長さからずれてしまい、所望の
吸入空気量が得られなくなるおそれがある。このような
有効吸気管長への悪影響を防止するために、従来、上記
バイパス通路に切り換えバルブを配設し、この切り換え
バルブをアクチュエータにより開閉駆動し、スロットル
弁の開時に切り換えバルブを閉じることにより、高速運
転領域ではバランスタンクと吸気通路とを遮断するよう
にしたものが提案されている（特開昭６２−１３９９６
０号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来公報の吸気装置では、切り換え
バルブをアクチュエータで開閉駆動することから、構造
が煩雑となり易（、しかも部品点数が増え、それだけコ
ストが上昇するという問題点がある。また、上記従来装
置では、切り換えバルブをＯＮ、ＯＦＦ制御する構造で
あることから、スロットル弁開度、ａちエンジンの運転
状態に応じて切り換え弁の開度を自由に設定することは
できないという問題もある。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
ので、切り換えバルブの開閉制御を簡素化してコストを
低減できるとともに、バイパス通路の開度をエンジン運
転状態に応じた開度に設定できる複数気筒エンジンの吸
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、各気筒に接続された吸気通路にスロッ
トル弁を配設し、該各吸気通路のスロットル弁の下流側
と全気筒共通のバランスタンクとをバイパス通路で接続
するとともに、該各バイパス通路に切り換えバルブを配
設し、該各切り換えバルブとスロットル弁とを、該スロ
ットル弁の開時に切り換えバルブが閉じるようリンク機
構で連結したことを特徴とする複数気筒エンジンの吸気
装置である。

〔作用〕

本発明に係る複数気筒エンジンの吸気装置によれば、切
り換えバルブとスロットル弁とをリンク機構で連結し、
上記スロットル弁の開時に切り換えバルブが閉じるよう
にしたので、アイドリング時等の低負荷運転状態におい
てスロットル弁が略全閉になると切り換えバルブが開き
、各気筒とバランスタンクとが連通され、これにより各
気筒間の吸気負圧のばらつきを防止できる。また、上記
スロットル弁が開くに連れて切り換えバルブがバイパス
通路を閉じるから、高速運転領域における有効吸気管長
への悪影響を防止でき、所望の吸入空気量が得られる。

また、本発明では、機械的なリンク機構でスロットル弁
と切り換えバルブとを連結したので、従来のアクチュエ
ータによる開閉ｓｍに比べて構造を簡素化できるととも
に部品点数を削減でき、それだけコストを低減できる。

さらに、リンク機構の長さや形状を変えることにより、
切り換えバルブの開度をスロットル弁の開度に応じた開
度に設定することができるから、従来のａｓ、ｏ＋ｐＩ
ＩｆＪ１Ｍする構造では困難であったエンジンの運転状
態に応じた調整が可能である。

〔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４気筒エ
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、１は本実施例装置を備えた自動車用４サイ
クル４気筒エンジンであり、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り２の上面にシリンダヘッド
３を締結し、これの上面にヘッドカバー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。８ａ、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、ｌｌｂは冷却水ポンプ駆動用プーリ、ＩＩＣ
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１
４はブローバイガス中めオイルを分離するＰＣＶ装置、
６は点火プラグ挿入孔である。

そして、上記ヘッドカバー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。この吸気装置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１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
！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をブラケット２５ｂを介してシ
リンダヘッド３にボルト締めすることにより固定支持さ
れている。

また、上記第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４０
ｂ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４１にはエ
アクリーナ４２が接続されている。

上記吸気管２２は、上記第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の下流端は後述するスロットル弁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との間を遣って前側コーナ部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２２
ｂの上流端とに上記接続ホース３３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の湾曲部分が接続部３４の開放口３
４ａ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、該切り換え弁３５は全開時に第２吸気管２２ｂ
の中心線への接線上に位置するようになっている。上記
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のピストンロッド３８ａが連結されている
。このアクチュエータ３８は上記接続部３４を、低速運
転時は閉し、高速運転時は開けるよう上記切り換え弁３
５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サージタンク２３の開口から吸気管
２２の全長を通って吸気ボート３ａまでの長さとなり、
高速運転時における有効吸気管長は、第２サージタンク
２４の開放口３４ａから第２吸気管２２ｂの湾曲部分を
通って吸気ボー）３ａまでの長さとなり、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。

上記各スロットル弁２１は、スロットルボディ２１ｂ内
にスロットル弁板２６を配設し、該弁板２６が固着され
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のスロットルボディ）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２つのスロッ
トル弁２１同士を連結する連結部材２７はアクセルフイ
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踏込み量に
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、
上流端はバランスタンク２８に連通している。このバラ
ンスタンク２８は、上記第２サージタンク２４の底部２
４ａの下面に、上記４本の吸気管２２ｂを連通させ、か
つ所定の容量を有するように形成されている。そして上
記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２９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は丸棒製のもので、所定ピッ
チ毎に配設された４つの大径の弁部３０ｂがを小径の連
結部３０ｃで接続してなる。上記弁部３０ｂは上記バル
ブ孔２９に気密に摺接しており、中央に平板状の弁板３
０ａが一体形成されている。この弁板３０ａ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、上記スロットル弁２１のスロットルシャフト２
６ａ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３１２．３１ｂ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２１が所定量間い
た時にバイパス通路２１ａを閉じるよう構成されている
。

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、エアクリーナ
４２から吸入された燃焼用空気は、低速運転領域では第
１サージタンク２３から吸気管２２の全長を通って吸気
ボート３ａに吸引され、また高速運転領域では第２サー
ジタンク２４の切り換え弁３５を開くことにより上述の
経路に加えて、第２サージタンク２４から第２吸気管２
２ｂの下流部分を通る経路でも吸引される。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。

そして本実施例では、アイドリング時の低負荷運転状態
においてスロットル弁２１が閉じると、切り換えバルブ
３０がバイパス通路２１ａを開けることから、各吸気ボ
ート３ａがバランスタンク２８に連通しく第４図の実線
参照）、これにより各気筒間の１気負圧のばらつきが吸
収される。また、上記スロットル弁２６が開くに連れて
、該開度に応じて切り換え２パルプ３０が回転してバイ
パス通路２１ａを閉じることとなり（第４図の二点鎖線
参照）、これにより高速運転領域におけるバランスタン
ク２８による有効吸気管長への悪影響を回避して所望の
吸入空気量が確保される。

このように本実施例によれば、切り換えバルブ３０とス
ロットル弁２６とをアームプレート３１ａ、３１ｂ及び
リンクプレート３１Ｃで連結したので、従来のアクチュ
エータによる開閉制御に比べて構造を簡略化して部品点
数を削減でき、それだけコストを低減できる。

また、上記アームプレート３１ａ、３１ｂ及びリンクプ
レー）３１Ｃの形状、長さ等を適宜変えることにより、
切り換えバルブ３０の開度をスロットル弁２１の開度に
応した開度に設定することができ、従って従来のｏＮ、
ｏｐｐｔＩＩｎする構造に比べてエンジンの運転状態に
よりよく対応できる。

ここで、第６図は、スロットル弁開度と切り換えバルブ
開度との関係を示す特性図であり、本実施例によれば上
記アームプレート３１ａ、３１ｂ及びリンクプレート３
１ｃの形状、長さを適宜変えることにより切り換えバル
ブ３０の開度特性を変化させることができる。なお、図
中、破線は従来のＯＮ、０ＦＦｉｉ制御の場合を示す。

同図において、曲線ａ　（実線）は目標特性であり、切
り換えバルブの開度は、スロットル弁が所定開度ｔ１以
下のときは全開で、かつ所定開度ｔ２以上のときは全閉
であり、その途中はスロットル弁開度に逆比例している
。これに対して曲線ｂ（−点鎖線）は上記実施例の場合
の特性であり、切り換えバルブの開度は、スロットル弁
の全閉時には、全開より若干閉しているが、スロットル
弁が開くに連れて全開となり、この後スロ７）ル弁開度
に略逆比例して閉じており、上記目標特性と略一致して
いる。また曲！ａｃ　（二点Ｉｌｉ線）は、上記リンク
機構を変えた場合の特性であり、切り換えバルブの開度
は、スロットル弁の全閉時に全開となっており、ここか
らスロットル弁開度に略逆比例して閉じるようになって
いる。

なお、上記実施例では慣性過給効果を利用した吸気装置
に適用した場合を例にとって説明したが、本発明の適用
範囲はこれに限定されるものではなく、複数気筒エンジ
ンにおけるバランスタンクを備えた吸気装置であればい
ずれにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る複数気筒エンジンの吸気装置
によれば、切り換えバルブとスロットル弁とを、該スロ
ットル弁の開時に切り換えバルブが閉じるようリンク機
構で連結したので、部品点数を削減して構造を簡素化で
き、コストを低減できる効果があるとともに、切り換え
バルブの開度をスロットル弁開度に応じた開度に設定で
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４気筒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弁部分を示す断
面図、第６図はスロットル弁開度と切り換えバルブ開度
との関係を示す特性図である。 図において、１は４気筒エンジン、２０は吸気装置、２
１はスロットル弁、２１ａはバイパス通路、２２は吸気
管（吸気通路）、２８はバランスタンク、３０は切り換
えバルブ、３１ａ、３１ｂはアームプレート、３１ｃは
リンクプレート（リンク機構）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６図 スロ・７Ｆ１し午關＆（％） 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数気筒のそれぞれに接続された各吸気通路にス
   ロットル弁を配設し、該各吸気通路のスロットル弁より
   下流側と全気筒共通のバランスタンクとをバイパス通路
   で接続するとともに、該各バイパス通路に切り換えバル
   ブを配設し、該各切り換えバルブとスロットル弁とを、
   該スロットル弁の開時に上記切り換えバルブが閉じるよ
   うリンク機構で連結したことを特徴とする複数気筒エン
   ジンの吸気装置。