JPH0422712A - 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） この発明はエンジンの吸気装置、特に吸気の動的効果を
利用して充填効率を高めるようにしたエンジンの吸気装
置に関する。

（従来の技術） 近年、車両用等のエンジンにおいては、出力性能の向上
を図るため、慣性効果や共鳴効果などの吸気系における
動的効果を利用して充填効率を高めるようにする場合が
ある。例えば特開昭６２−１２１８２８号公報には、吸
気系における主吸気通路にサージタンクを配設すると共
に、このサージタンクに各気筒からの独立吸気通路を接
続する構成が示されている。これによれば、各気筒にお
ける吸気弁の開時に発生した負圧波が独立吸気通路を通
ってサージタンクに到達し、このサージタンクによって
正圧波に反転して該通路を逆行して吸気弁の閉弁直前に
各気筒に到達することにより、慣性効果による吸気の過
給作用が行われて高い充填効率が得られることになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記公報記載の従来技術のようにエンジンの
吸気系にサージタンクを配設するようにすると、大きな
容積を占めるサージタンクを配設するスペースを、エン
ジンルーム内に確保しなければならず、エンジンのレイ
アウト性を阻害するばかりでなく、エンジンが大型化す
ることにもなる。

このような問題に対しては、サージタンクを廃止するこ
とが考えられるが、そうすると良好な慣性効果が得られ
ず、エンジン出力の面で制約を受けることになる。

そこで、この発明は吸気の動的効果、特に慣性過給を利
用するエンジンにおいて、サージタンクを用いることな
く良好な慣性過給が実現できる吸気装置を実現すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明に係るエンジンの吸気装置は、主吸気
通路における気筒列方向に沿うほぼ直線状部分から各気
筒への独立吸気通路が分岐された構成において、上記主
吸気通路から各独立吸気通路への分岐部付近に、各独立
吸気通路を互いに連通させる連通路を上記直線状部分に
沿って配置したことを特徴とする （作　　　用） 上記の構成によれば、上記各独立吸気通路を互いに連通
させる連通路が、これら各独立吸気通路の主吸気通路か
らの分岐部付近に配置されているので、この連通路と主
吸気通路とで実質的に大容量の反転空間が形成されるこ
とになり、負圧波が確実に正圧波に反転されることにな
って、サージタンクを用いることなく良好な慣性過給が
行われると共に、上記したように主吸気通路の一部が反
転空間として利用できるので、連通路としては比較的小
容量の容積を確保するだけでよく、エンジンをコンパク
トに構成することができることにもなる。

（実　施　例） 以下、この発明の実施例について説明する。

第１〜３図は、本発明を直列４気筒エンジンに適用した
第１実施例を示すもので、この実施例における吸気装置
１を構成する主吸気通路２には、第１　第２、第３、第
４気筒＃１．＃２．＃３゜＃４が列状に配置されてなる
エンジン３の気筒列方向に沿ってほぼ直線状に延びる直
線状通路部２ａが設けられていると共に、各一端がエン
ジン３のシリンダヘッドに設けられた吸気ボートを介し
て燃焼室に通じるほぼ等長の第１〜第４独立吸気通路４
１〜４４が、上記主吸気通路２における直線状通路部２
ａの所定位置から、該通路部２ａの下流側から各気筒＃
１．＃２．＃３．＃４に向けて滑らかに湾曲した状態で
分岐されている。なお、図示しないが上記直線状通路部
２ａの上流側には、スロットルバルブ、エアフローメー
タ、エアクリーナなどが配設されている。

そして、上記直線状通路部２ａと各独立吸気道Ｉ＠４１
〜４４との分岐部分の近傍位置には、それぞれの独立吸
気通路４１〜４４を互いに連通させる連通路５が、上記
直線状通路部２ａに沿って配設されている。この連通路
５には上記第１〜第４独立吸気通路４１〜４４に面して
開口する開口部６・・・６がそれぞれ設けられており、
これにより上記第１〜第４独立吸気通路４１〜４４が連
通路５を介して互いに連通ずることになる。なお、上記
連通路５における各開口部６・・・６は、第３図に示す
ように、該開口部６の法線方向と、対応する独立吸気道
ＩＩ＠　４３を流れる空気流の流線方向との交角αがほ
ぼ直角となるように、つまり開口面が上記空気流の流線
方向に対して接するように設けられている。したがって
、上記主吸気通路２における直線状通路部２ａから各独
立吸気道ＮＺ４＋〜４４に流入した空気が、上記連通路
５における開口部６・・・６で殆ど通過抵抗を受けるこ
となくスムーズに流動することになる。

次に、この実施例の作用について説明する。

すなわち、各気筒の吸気弁の開時に第１〜第４独立吸気
通路４、〜４４の下流端部で発生する負圧波が、上記連
通路５を大気開放部として正圧波に反転される。そして
、各独立吸気道Ｉ＠４１〜４４の長さによって規定され
る特定エンジン回転数のときに、上記正圧波が各独立吸
気通路４１〜４４を進行して当該気筒の吸気弁の開弁直
前に燃焼室に到達し、これにより慣性効果による吸気の
過給作用が行われることになる。

特に、本実施例においては、上記連通路５が主吸気通路
２における直線状通路部２ａの近傍位置に設けられてい
るので、これらの直線状通路部２ａと連通路５とにより
実質的に大容量の反転空間が形成されることになり、上
記負圧波が確実に正圧波に反転されることになって、従
来のようにサージタンクを設けなくても確実な慣性過給
が行われることになる。

しかも、上記したように主吸気通路２の一部、すなわち
連通路５に近接した直線状通路部２ａが反転空間として
利用できるので、連通路５としては比較的小容量の容積
を確保するだけでよく、エンジン３を全体的にコンパク
トに構成することができることにもなる。

次に、Ｖ型６気筒エンジンに適用される本発明の第２実
施例を説明する。

すなわち、第４図に示すように、この実施例における吸
気装置１１を構成する主吸気通路１２には、図面上左方
に位置する第１バンク（図示せず）における気筒列方向
に沿ってほぼ直線状に延びる第１直線状通路部１２ａと
、同じく図面上右方に位置する第２バンク（図示せず）
における気筒列方向に沿ってほぼ直線状に延びる第２直
線状通路部１２ｂとが相隣接して設けられている。そし
て、これら第１、第２直線状通路部１２ａ、１２ｂの上
流端側が合流部１２ｃを介して互いに連通されていると
共に、この合流部１２ｃから上記主吸気通路１２を構成
する共通通路部１２ｄが上流側に延設されている。

この実施例においては、上記第１バンクにおける１番、
３番、５番の各気筒（図示せず）に通じる第１〜第３独
立吸気通路１３１〜１３３が、上記第１直線状通路部１
２ａから分岐されていると共に、また第２バンクにおけ
る２番、４番、６番の各気筒（図示せず）に通じる第４
〜第６独立吸気通路１３４〜１３６が、同じく第２直線
状通路部１２ｂから分岐されている。ここで、上記第１
、第２バンクにおける各気筒の吸気順序は、例えば＃１
→＃６→＃３→＃４→＃５→＃２というように設定され
ており、したがって、第１バンクにおける各気筒（＃１
．＃３．＃５）は、吸気順序が連続しない第１気筒群を
構成し、また第２バンクにおける各気筒（＃２．＃４．
＃６）も、同じく吸気順序が連続しない第２気筒群を構
成することになる。

また、この実施例においても、上記第１〜第３独立吸気
通路１３、〜１３Ｓは、上記第１実施例と同様に、その
分岐部分において第１直線状通路部Ｉ２ａの下流側から
第１気筒群の各気筒に向けて滑らかに湾曲した形状とさ
れていると共に、同じく第４〜第６独立吸気通路’Ｊ−
３ａ〜１３ｂも、その分岐部分において第２直線状通路
部１２ｂの下流側から第２気筒群の各気筒に向けて滑ら
かに湾曲した形状とされている。

そして、この実施例においては、第５図に示すように、
上記第１、第２直線状通路部１２ａ、１２ｂの境界部の
直下方に位置して、上記第１〜第６独立吸気通１１３１
〜１３ｂを互いに連通させる連通路１４が、両直線状通
路部１２ａ、１２ｂに沿って配設されている。この連通
路１４には第１気崎群からの第１〜第３独立吸気通路１
３ｒ〜１３３と第２気筒群からの第４〜第６独立吸気通
Ｎｌ３４〜１３６とに面して開口する開口部１５・・・
１５がそれぞれ設けられており、これにより第１〜第６
独立吸気通路１３１〜１３６が連通路１４を介して互い
に連通ずることになる。この場合においても、上記連通
路１４における各開口部１５・・・１５は、例えば第５
図に示すように、その開口面が対応する独立吸気通Ｎ１
５ｚ、１３５を流れる空気流の流線方向に接するように
設けられている。

このような構成において、上記連通路１４における各開
口部１５・・・１５が、その開口面が対応する独立吸気
通路１３＋〜１３６を流れる空気流の流線方向に接する
ように設けられていることにより、上記第１、第２直線
状通路部１．２ａ、１２ｂから第１〜第６独立吸気通路
１３＋〜１３６に流入した空気が、上記連通路１４にお
ける開口部１５・・・１５で殆ど通過抵抗を受けること
なくスムーズに流動することになる。

町な、上記連通路１４が第１、第２Ｉｌ［ｉｉ状状通路
１２ａ、１２ｂの双方に対して近接した下方値１に配置
されているので、第１、第２気筒群における各々の慣性
効果に対して、第１、第２直線状通路部１２ａ、１２ｂ
が共に反転空間として利用されることになって、確実な
慣性過給が行われることになる。

次に、同じくｖ型６気筒エンジンに適用される本発明の
第３実施例について説明する。

すなわち、第６図に示すように、この実施例における吸
気装置２１を構成する主吸気通路２２には、図面上左方
に位置する第１バンク（図示せず）における気筒列方向
に沿ってほぼ直線状に延びる第１直線状通路部２２ａと
、同じく図面上右方に位置する第２バンク（図示せず）
における気筒列方向に沿ってほぼ直線状に延びる第２直
線状通路部２２ｂとが適当な間隔をおいて平行配置され
ている。そして、これら第１、第２直線状通路部２２ａ
、２２ｂの上流端側が合流部２２ｃを介して互いに連通
されていると共に、この合流部２２ｃから上コ己主吸気
通路２２を構成する共通通路部２２ｄが上流側に延設さ
れている。

この実施例においては、上記第２実施例と同様に、上記
第１バンクにおける１番、３番、５番の各気筒（図示せ
ず）における第１〜第３独立吸気通路２３□〜２３３が
第１直線状通路部２２ａから分岐され、また第２バンク
における２番、４番、６番の各気筒（図示せず）に通じ
る第４〜第６独立吸気通路２３４〜２３６が第２直線状
通路部２２ｂから分岐されている。そして、この場合に
おいても、上記第１、第２バンクにおける各気筒の吸気
順序は、例えば＃１→＃６→＃３→＃４→＃５→＃２と
いうように設定されており、したがって、第１バンクに
おける各気筒（＃１．＃３、＃５）は、吸気順序が連続
しない第１気筒群を構成し、また第２バンクにおける各
気筒（＃２、＃４．＃６）も、同じく吸気順序が連続し
ない第２気筒群を構成している。そして、第１気筒群に
おける各気筒の吸気期間がほぼ連続し、また第２気筒群
における各気筒の吸気期間もほぼ連続するようになって
いる。

また、この実施例においても、上記第１〜第３独立吸気
通路２３１〜２３３は、上記第２実施例と同様に、その
分岐部分において第１直線状通路部２２ａの下流側から
第１気筒群の各気筒に向けて滑らかに湾曲した形状とさ
れていると共に、同じく第４〜第６独立吸気通路２３４
〜２３６も、その分岐部分において第２直線状通路部２
２ｂの下流側から第２気筒群の向けて滑らかに湾曲した
形状とされている。

そして、この実施例においては、第７図に示すように、
上記第１、第２直線状通路部２２ａ、２２ｂよりも下方
に位置して、上記第１〜第６独立吸気通路２３、〜２３
６を互いに連通させる連通路２４が配設されている。

この連通路２４は、上記第１直線状通路部２２ａよりも
中央寄りに偏倚した位置で該通路部２２ａに沿って延び
る第１通路部２４ａと、同じく上記第２直線状通路部２
２ｂよりも中央寄りに偏倚した位置で該通路部２２ｂに
沿って延びる第２通路部２４ｂと、これら両通路部２４
ａ、２４ｂを上記第１、第２直線状通路部２２ａ、２２
ｂに沿って下流側に延長した方向で互いに連通させる連
通部２２ｃとで構成されていると共に、この連通部２２
ｃには上記第１、第２通路部２４ａ、２４ｂを連通、遮
断する開閉弁２５が設置されている。

そして、上記連通路２４における第１通路部２４ａには
第１気筒群からの第１〜第３独立吸気通路２３１〜２３
３に面して開口する開口部２６ａ・・２６ａがそれぞれ
設けられ、これにより第１〜第３独立吸気通路２３、〜
２３．が上記第１通路部２４ａを介して互いに連通ずる
ことになる６また、上記連通路２４における第２通路部
２４ｂにも第２気筒群からの第４〜第６独立吸気通路２
３４〜２３６に面して開口する開口部２６ｂ・・・２６
ｂがそれぞれ設けられており、これにより第４〜第６独
立吸気通路２３４〜２３６が第２通路部２４ｂを介して
互いに連通ずることになる。この場合においても、上記
第１、第２通路部２４ａ、２４ｂにおける各開口部２６
ａ・・・２６ａ　；　２６ｂ・・・２６ｂは、例えば第
７図に示すように、その開口面が対応する独立吸気通路
２３２．２３５を流れる空気流のの流線方向に接するよ
うに設けられている。

一方、第８図に示すように、上記開閉弁２５は回動軸２
７を有し、この回動軸２７を回動させることによって上
記連通路２４における第１、第２通路部２４ａ、２４ｂ
を互いに連通させ、家な連通状態を遮断するようになっ
ている。そして、この開閉弁２５を駆動するために、レ
バー２８およびロッド２９を介して上記回動軸２７を回
動させる負圧ダイヤフラム式のアクチュエータ３０と、
このアクチュエータ３０に三方電磁弁３１を介して作動
負圧を供給する真空タンク３２と、上記三方電磁弁３１
を開閉制御するコントローラ３３とが備えられ、このコ
ントローラ３３にエンジン回転数を検出するエンジン回
転数センサ３４からの信号Ｓ１が入力されるようになっ
ている。そして、コントローラ３３は、上記信号Ｓｌが
示すエンジン回転数が設定回転数Ｎｏ以下の低回転領域
では、上記アクチュエータ３０を介して開閉弁２５が上
記連通路２４における第１、第２通路部２４、ａ、２４
ｂの連通状態を遮断させ、そしてエンジン回転数が設定
回転数Ｎｏ以上の高回転領域では、該開閉弁２５が両通
路部２４ａ、２４ｂを互いに連通させるように、上記三
方電磁弁３１に制御信号Ｓｏを出力するようになってい
る。

このような構成によれば、ｔずエンジン回転数が設定回
転数Ｎｏ以下の低回転領域では、コントローラ３３およ
びアクチュエータ３０の作動により、開閉弁２５が上記
連通路２４における連通状態を遮断する。したがって、
上記連通路２４の各半部が共鳴室として機能することに
なって、第１気筒群における各気筒の吸気期間中に発生
する圧力波が、上記主吸気通路２２における第１直線状
通路部２２ａと連通路２４における第１通路部２４ａと
該通路部２４ａに連続した連通部２２ｃの半部とでなる
共鳴空間に、該圧力波を起振力とするエンジン回転数に
比例する圧力変動を励起し、また第２気筒群における各
気筒の吸気期間中に発生する圧力波が、同様にして上記
主吸気通路２２における第２直線状通路部２２ｂと連通
路２４における第２通路部２４ｂと該通路部２４ｂに連
続した連通部２４ｃの半部とでなる共鳴空間に、該圧力
波を起振力とするエンジン回転数に比例する圧力変動を
励起することになる。そして、これらの圧力振動が上記
各共鳴空間の固有振動数と一致したときに、そのエンジ
ン回転数の付近で上記空間内に共鳴現象による大きな圧
力振動が発生し、この圧力振動が燃焼室に吸気を過給す
る作用を行うことにより吸気充填量が増大する。その結
果、エンジン出力特性は、第９図の矢印アで示すように
、共鳴効果による第１段目のピークを示すことになる。

そして、その状態からエンジン回転数が高回転側に移行
して上記設定回転数Ｎｏを超えると、上記開閉弁２５が
開動して上記第１、第２通路部２４ａ　　２４ｂを互い
に連通させる。その場合には、上記連通路２４は単なる
通路として機能することになって共鳴空間が実質的に小
さくなり、共鳴効果の同調回転数が高回転側にシフトし
、したがって第９図の矢印イで示すように、エンジン出
力特性は共鳴効果による第２段目のピークを示すことに
なる。

そして、さらに高回転側に移行すると上記連通路２４に
おける第１、第２通路部２４ａ、２４ｂを大気開放部と
する慣性効果による過給作用が発生することになるが、
その場合に、第１気ｍｙ、￥からの第１〜第３独立吸気
通路２３１〜２３３に対しては、上記連通路２４におけ
る第１通路部２４ａが反転空間として利用されると共に
、第２気筒群からの第４〜第６独立吸気通路２３４〜２
３６に対しては、１北連通路２４における第２通路部２
４ｂが反転空間として利用されるので、実質的に大容量
の反転空間が形成されることになり、負圧波が確実に正
圧波に反転されることになる。したがって、上記第１〜
第６独立吸気通路２３＋〜２３６の長さによって規定さ
れる同調回転数のときに、第９図の矢印つで示すように
、エンジン出力特性は慣性効果による第３番目のピーク
を示すことになる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、各気筒に通じる複数の独
立吸気通路を互いに連通させる連通路が、これら各独立
吸気通路の主吸気通路からの分岐部付近に配置されてい
るので、この連通路と主吸気通路とで実質的に大容量の
反転空間が形成されることになり、負圧波が確実に正圧
波に反転されることになって、サージタンクを用いるこ
となく良好な慣性過給が行われることになる。しかも、
上記したように主吸気通路の一部が反転空間として利用
できるので、連通路としては比較的小容量の容積を確保
するだけでよく、エンジンをコンパクトに構成すること
ができると共に、エンジンのレイアウト性が向上するこ
とにもなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は第１実
施例に係る吸気装置の一部を破断して示した要部平面図
、第２図は同じく該装置の一部を破断して示した要部斜
視図、第３図は第１図の■■切断線に沿って見た断面図
、第４図は第２実施例に係る吸気装置の要部平面図、第
５図は第４図のＶ−■切断線に沿って見た断面図、第６
図は同じく第３実施例に係る吸気装置の要部平面図、第
７図は第６図の■−■切断線に沿って見た断面図、第８
図は開閉弁駆動機構の構成図、第９図はこの実施例によ
るエンジン出力特性図である。 ２．１２．２２・・・主吸気通路、４、〜４４゜１３□
〜１３６．２３＋〜２３６・・・独立吸気通路、２ａ、
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ・・・直線状通路部、
５．１４．２４・・・連通路。 隻 嗟 雷 図 箇 ≦ 第 笛 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主吸気通路における気筒列方向に沿うほぼ直線状
   部分から各気筒への独立吸気通路が分岐されたエンジン
   の吸気装置であつて、上記主吸気通路から各独立吸気通
   路への分岐部付近に、各独立吸気通路を互いに連通させ
   る連通路が上記直線状部分に沿って配置されていること
   を特徴とするエンジンの吸気装置。