JPH0436021A

JPH0436021A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH0436021A
Application number: JP2117681A
Authority: JP
Inventors: Koji Matsuura; 松浦　浩治; Fusatoshi Tanaka; 房利田中; Toshikazu Kurokawa; 黒川　敏数; Motoi Aoki; 基青木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2905930B2

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）本発明は多気筒エンジンの吸気装置に関する。

（従来技術）最近のエンジンでは、吸気の動的効果、特に慣性過給を
行なうようにしたものが多くなっている。

この慣性過給を行なう場合、サージタンクと各気筒とを
個々独立した独立吸気通路によって接続して、このサー
ジタンクを圧力反転部として利用するようになっている
。そして、各気筒から圧力反転部までの独立吸気通路の
長さが長いほど、慣性過給が得られる同調回転数が低い
ものとなる。

また、例えば特開昭６２−２１０２１９号公報に開示さ
れているように、比較的短い吸気通路と比較的長い吸気
通路とを切換えて、エンジンの低回転域と高回転域との
双方で慣性過給を行ない、これによって、広い回転域に
亘って高いフラットな出力トルクが得られるようにした
吸気装置も提案されている。その−例として、独立吸気
通路の途中部分を相互に連通させる容積室を設けるとと
もに、この容積室と各独立吸気通路との間に設けたシャ
ツタ弁をエンジンの回転数に応じて開閉制御して、吸気
ポートと圧力反転部との間の吸気通路の長さを変えるこ
とも行なわれている。

（発明の目的）本発明は、上述のような慣性過給を行なう場合に、高回
転時における吸気の体積効率の向上を図ったエンジンの
吸気装置を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明によるエンジンの吸気装置は、エンジンの高回転
域において各独立吸気通路を連通ずる容積室をサージタ
ンク上流の集中吸気通路と部分的に重なり合う態様で配
置するとともに、この重合部に、上記集中吸気通路と上
記容積室とを直接連通するバイパス通路を設けたことを
特徴とする。

（発明の効果）本発明においては、エンジンの高回転時に各独立吸気通
路を連通して圧力反転部を形成する容積室と集中吸気通
路とを直接連通ずるバイパス通路を設けたので、高回転
時には吸気が集中吸気通路から上記バイパス通路を通じ
て上記容積室に入り、この容積室から独立吸気通路の下
流部に供給されて、サージタンクを通る吸気に合流され
るので、高回転時における吸気の体積効率の向上を図る
ことができる。しかも本発明においては、上記バイパス
通路を、集中吸気通路と容積室との重合部に設けたので
、バイパス通路の長さをきわめて短いものにすることが
でき、これによってさらにバイパス通路の吸気抵抗を低
減して吸気効率を向上させることができる。

（実　施　例）以下、本発明による吸気装置を■型１２気筒エンジンに
適用した実施例について図面を参照して説明する。

第１図は吸気マニホールドアセンブリの一部断面平面図
、第２図は第１図の吸気マニホールドアセンブリをエン
ジンＥに取付けた状態で示す一部断面正面図である。Ｉ
Ｌ、ＩＲはエンジンＥの左右のバンクで、各バンクＩＬ
、ＩＲは６つの気筒をそれぞれ直列に備えており、かつ
右バンクＩＲは左バンクＩＬに対して所定寸法だけ後方
（第１図の上方）へオフセットされている。吸気マニホ
ールドアセンブリ２は、その最上流端に２ボア型のスロ
ットルボディ３を備えている。このスロットルボディ３
は、左右バンクＩＬ、ＩＲ間のほぼ中央に配設されて、
後方（第１図の上方）を吸気吐出口として前方（第１図
の下方）に向って開口しており、左バンクＩＬ用の左ボ
ア４Ｌと、右バンクＩＲ用の右ボア４Ｒとを独立的にか
つ並列に備えている。

スロットルボディ３の各ボア４Ｌ、４Ｒ内には、スロッ
トルボディ３の左右側外壁にそれぞれ減速機構５を介し
て取付けられた直流モータ６Ｌ。

６Ｒによって電気的に閉方向へ作動される常開型スロッ
トル弁７Ｌ、７Ｒと、アクセルペダルの踏込みによって
機械的に開方向へ作動される常閉型スロットル弁８Ｌ、
８Ｒとが、電動式スロットル弁７Ｌ、７Ｒをそれぞれ上
流側にして配設されている（第３図参照）。４つのスロ
ットル弁７Ｌ。

７Ｒおよび８Ｌ、８Ｒはすべて左右方向に水平な軸線の
まわりで回動されるようになっている。そしてこの場合
、第１図からも明らかなように、モータ６Ｌ、６Ｒの取
付位置は、左右バンクＩＬ。

１Ｒの相互のオフセット量およびオフセット方向に対応
して前後にオフセットして設けられており、これに伴っ
て左右の電動式スロットル弁７Ｌ。

７Ｒも互いに前後方向にオフセットされて（・る。

またモータ６Ｌ、６Ｒ自体も、スロットル弁７Ｌ。

７Ｒに対してそれぞれ後方側へオフセットされて、スロ
ットルボディ３の前後方向の中心近傍に位置している。

さらにスロットルボディ３は、車体の低ボンネット化へ
の対策として、第３図から明らかなように、電動スロッ
トル弁７．Ｌ、７Ｒの設けられている前方部分がボンネ
ット９の傾斜角度に合せて前下方に傾斜しており、これ
に伴って通路４Ｌ、４Ｒの前方部分の軸線も前下方に傾
斜している。

左右バンクＩＬ、ＩＲの上方には、前後方向（クランク
軸方向）に延びる左右一対の細長いサージタンクＩＯＬ
、ＩＯＲが配設されており、これらサージタンクＩＯＬ
、ＩＯＲは、スロットルボディ３の後端部から導出され
た左右一対の上流吸気マニホールドＩＩＬ、ＩＩＲによ
ってスロツトルボディ３に連結されている。

左側の上流吸気マニホールド１１Ｌは、スロットルボデ
ィ３の左通路４Ｌの後端部から左方に湾曲する集合吸気
通路１２Ｌと、この集合吸気通路１２Ｌから分岐された
分岐吸気通路１３Ｌ、１４Ｌとを形成しており、分岐吸
気通路１３Ｌ、１４Ｌの下流端は、左サージタンク１０
Ｌの頂壁に前後方に間隔をおいてあけられた開口１５．
１６をそれぞれ通じて左サージタンク１０Ｌの内部に連
通している。同様に、右側の上流吸気マニホールド１１
Ｒは、スロットルボディ３の右通路４Ｒの後端部から右
方に湾曲する集合吸気通路１２Ｒと、この集合吸気通路
１２Ｒから分岐された分岐吸気通路１３Ｒ，１４Ｒとを
形成しており、分岐吸気通路１３Ｒ，１４Ｒの下流端は
、右サージタンク１０Ｒの頂壁に前後方向に間隔をおい
てあけられた開口１５．１６をそれぞれ通じて右サージ
タンクＩＯＲの内部に連通している。また集合吸気通路
１２Ｌ、１２Ｒの底部にはブローバイガスを吸気系に還
流させるための開口１７がそれぞれ形成されている。上
流吸気マニホールド１１Ｌ１１１Ｒの後端部からは、後
述する連通用容積室２５Ｌ、２５Ｈにそれぞれ連通する
バイパス通路３３Ｌ、３３Ｒをそれぞれ形成するための
バイブ１８がスロットルボディ３の吸気吐出口と対向す
るように、それぞれ一体に導出されている。そしてスロ
ットルボディ３および左右の上流吸気マニホールドＩＩ
Ｌ、ＩＩＲは一体に形成され、上流吸気マニホールドＩ
ＩＬ、１１Ｒの２又に分岐された下流端部が左右のサー
ジタンク１０Ｌ１１０Ｒの頂壁にそれぞれ着脱可能に取
付けられるようになっている。

各上流吸気マニホールドＩＩＬ、ＩＩＲの下方にはサー
ジタンクＩＯＬ、ＩＯＲとそれぞれ一体に形成された下
流吸気マニホールド１９Ｌ、１９Ｒが配設されている。

左側の下流吸気マニホールド１９Ｌは、左バンクＩＬに
設けられた６個の気筒の各吸気ポート２０Ｌと左サージ
タンク１ｏＬとをそれぞれ接続する６本の独立吸気通路
２１ａ〜２１ｆを前方から順に備えており、下流吸気マ
ニホールド１９Ｌの下流端にはこの下流吸気マニホール
ド１９Ｌを左バンクＩＬのシリンダヘッド２２Ｌに固定
するためのフランジ部２３が形成されている。これら６
本の独立吸気通路２１ａ〜２１ｆのうち前方側の３本の
独立吸気通路２１ａ〜２１ｃは左サージタンクＩＯＬの
前方部分に互いに近接して接続され、かつ後方側の３本
の独立吸気通路２１ｄ〜２１ｆは左サージタンクＩＯＬ
の後方部分に互いに近接して接続されて、中央にモータ
６Ｌを落しこんだ形で収容するための空間を形成してい
る。同様に、右側の下流吸気マニホールド１９Ｒは、右
バンクＩＲに設けられた６個の気筒の各吸気ポート２Ｏ
Ｒと右サージタンク１０Ｒとをそれぞれ接続する６本の
独立吸気通路２１ｇ〜２１７を備えており、下流吸気マ
ニホールド１９Ｒの下流端にはこのマニホールド１９Ｒ
を右バンクＩＲのシリンダヘッド２２Ｒに固定するため
のフランジ部２３が形成されている。そして前方側の３
本の独立吸気通路２１ｇ〜２１ｉは右サージタンクＩＯ
Ｈの前方部分に互いに近接して接続され、かつ後方側の
３本の独立吸気通路２１ｊ〜２１Ｌは右サージタンクＩ
ＯＲの後方部分に互いに近接して接続されて、中央にモ
ータ６Ｒを落しこんだ形で収容するための空間を形成し
ている。各下流吸気マニホールド１９Ｌ、１９Ｒのフラ
ンジ部２３には、各独立吸気通路２１ａ〜２１１／に臨
んで燃料噴射弁２４が取付けられるようになっている。

左側の下流吸気マニホールド１９Ｌと左バンクＩＬとの
間には、下流吸気マニホールド１９Ｌと一体に形成され
てサージタンクＩＯＬと平行に延びる細長い連通用容積
室２５Ｌが配設されている。

この容積室２５Ｌと各独立吸気通路２１ａ〜２１ｆとは
、第２図に示すようにそれぞれ短い連通路２７を介して
連通しており、各連通路２７にはそれぞれシャツタ弁２
８が配設されている。これらシャツタ弁２８は容積室２
５Ｌの全長に亘って延びる共通の作動軸２９Ｌに取付け
られて、アクチュエータ３０Ｌによって一斉に回動され
るようになっている。これらシャツタ弁２８は後述する
ように、慣性過給の同調回転数切換用として機能する。

また容積室２５Ｌの後端からはバイブ３１が導出されて
いる。このバイブ３１は、上流吸気マニホールド１１Ｌ
の後端部から導出されたバイブ１８に連結バイブ３２を
介して接続され、これによって集合吸気通路１２Ｌと容
積室２５Ｌとを連通ずるバイパス通路３３Ｌが形成され
ている。

同様に、右側の下流吸気マニホールド１９Ｒと右バンク
ＩＲとの間には、下流吸気マニホールド１９Ｒと一体に
形成されてサージタンクＩＯＲと平行に延びる細長い連
通用容積室２５Ｒが配設されている。この連通タンク２
５Ｒと各独立吸気通路２１ｇ〜２１４とは、それぞれ短
い連通路２７を介して連通しており、各連通路２７には
それぞれシャツタ弁２８が配設され、アクチュエータ３
０Ｒによって作動される共通の作動軸２９Ｒに取付けら
れて一斉に作動されるようになっている。

また、連通タンク２５Ｒの後端からもバイブ３１が導出
され、このバイブ３１が上流吸気マニホールド１１Ｒの
後端部から導出されたバイブ１８に連結バイブ３２を介
して接続され、これによって集合吸気通路１２Ｒと容積
室２５Ｒとを連通ずるバイパス通路３３Ｒが形成されて
いる。

一方、各サージタンクＩＯＬ、ＩＯＲ内には、そのクラ
ンク軸方向（前後方向）の中間部において、図示しない
アクチュエータによって作動される共鳴過給の同調回転
数切換用の開閉弁３４が配設されている。そしてこれら
開閉弁３４が開いたときには、サージタンクＩＯＬ、Ｉ
ＯＲ内にそれらの全長に亘って１つの室がそれぞれ形成
され、これによって、左側の各独立吸気通路２１ａ〜２
１ｆ同士が左サージタンク１０Ｌ内で互いに連通し、か
つ右側の各独立吸気通路２１ｇ〜２１４同士が右す−ジ
タンクＩＯＲ内で互いに連通ずる。

これに対して開閉弁３４が閉じたときには、サージタン
クＩＯＬ、ＩＯＲ内に２つの室１０ａ１１０ｂが画成さ
れる。すなわち左サージタンク１０Ｌにおいては、一方
の室１０ａによって３本の独立吸気通路２１ａ〜２１ｃ
同士が連通し、他方の室１０ｂによって３本の独立吸気
通路２１ｄ〜２１ｆ同士が連通ずる。そしてこのように
画成された一方の室１０ａに対して分岐吸気通路１３Ｌ
から開口１５を通じて吸気が供給され、他方の室１０ｂ
に対して分岐吸気通路１４Ｌから開口１６を通じて吸気
が供給される。右サージタンクＩＯＲについても上述し
たのと同様の関係とされる。

さらに独立吸気通路２１ｂ〜２１ｅの下方で、かつ左サ
ージタンク１０Ｌと左バンクＩＬのシリンダヘッド２２
Ｌとの間に容積室３５Ｌが設けられている。この容積室
３５Ｌの外壁は、左サージタンクＩＯＬの内側壁に接し
て左サージタンク１０Ｌと一体に形成されており、サー
ジタンク１０Ｌ内の室１０ａ、１０ｂ同士が容積室３５
Ｌを通じて互いに連通ずるようになっている。同様に右
バンクＩＲ側にも同様の容積室３５Ｒが同様の関係をも
って設けられている。

容積室３５Ｌ、３５Ｒにも、そのクランク軸方向（前後
方向）の中間部において、図示しないアクチュエータに
よって作動される共鳴過給の同調回転数切換用の開閉弁
３６か配設されている。そしてこの容積室３５Ｌ、３５
Ｒの長さは、分岐吸気通路１３Ｌ、１４Ｌおよび１３Ｒ
，１４Ｒの長さよりも短く形成されている。

次に前述のシャツタ弁２８および開閉弁３４．３６の作
動に伴う吸気の動的効果について説明する。ただし、各
気筒の点火順序は以下に示すような条件をもって設定さ
れている。すなわち、独立吸気通路２１ａ〜２１ｃが接
続される気筒が互いに点火順序の隣り合わないものとさ
れ、独立吸気通路２１ｄ〜２１ｆが接続される気筒か互
いに点火順序の隣り合わないものとされ、独立吸気通路
２Ｌｇ〜２１ｉが接続される気筒が互いに点火順序の隣
り合わないものとされ、独立吸気通路２１ｊ〜２１Ｌに
接続される気筒が互いに点火順序の隣り合わないものと
されている。

（１）エンジンの回転数が３５０Ｏｒｐｍ以下のとき、
答弁２８．３４．３６はすべて閉じられる。これにより
、分岐吸気通路１３Ｌ、１４Ｌおよび１３Ｒ１１４Ｒの
直上流部分をそれぞれ圧力反転部とする共鳴過給が行な
われる。

（２）エンジン回転数が３５００〜４５００ｒｐｍの範
囲では、弁２８および３４が閉じられ、容積室３５Ｌ１
８５Ｒ内の弁３６のみが開かれる。これにより容積室３
５Ｌ、３５Ｒをそれぞれ共鳴通路とする共鳴過給が行な
われる。

（３）エンジン回転数が４５００〜５５００ｒｐｍの範
囲では、１２個のシャツタ弁２８のみが閉じられ、弁３
４および３６が開かれる。これにより、サージタンクＩ
ＯＬ、ＩＯＲをそれぞれ圧力反転部とする慣性過給が行
なわれる。

（４）エンジン回転数が５５０Ｏｒｐｍを超えると、す
べての弁２８．３４．３６が開かれる。これにより容積
室２５Ｌ、２５Ｒをそれぞれ圧力反転部とする慣性過給
が行なわれるとともに、シャツタ弁２８が開かれること
により、吸気が共通吸気通路１２Ｌ、１２Ｒからバイパ
ス通路３３Ｌ、３３Ｒを通って容積室３５Ｌ、３５Ｒに
入り、さらに連通路２７を通って各独立吸気通路２１ａ
〜２１らに供給され、過給効率がさらに向上する。

以上の説明で明らかなように、本実施例によれば、高速
回転時（５５００ｒｐｍ以上）にシャツタ弁２８が開か
れて圧力反転部を形成する容積室２５Ｌ１２５Ｒと集中
吸気通路１２Ｌ、１２Ｒとをそれぞれ連通する短いバイ
パス通路３３Ｌ、３３Ｒが設けられ、かつそのバイパス
通路３３Ｌ、３３Ｒを形成するためのパイプ１８がスロ
ットルボディ３の吸気吐出口と対向する位置に設けられ
ているので、高速回転時にシャツタ弁２８が開かれると
、吸気が集中吸気通路１２Ｌ、１２Ｒからバイパス通路
３３Ｌ、３３Ｒを通って直接容積室２５Ｌ１２５Ｒに入
り、各独立吸気通路２１ａ〜２１Ｌの下流部に供給され
、サージタンクＩＯＬ、ＩＯＲを経由した吸気と合流さ
れるので、高回転時における吸気の体積効率を向上させ
ることができる。

また本実施例では、ブローバイガスを吸気系に還流する
ためのブローバイガス通路の出口を共通吸気通路１２Ｌ
、１２Ｒに開口１７としである。

ブローバイガスには燃料とオイルとが含まれているため
、これを吸気系に還流する場合には、空燃比のバラツキ
を防止するために各気筒に均等に分配したいという要求
がある。したがって、上述のように共通吸気通路１２Ｌ
、１２Ｒの開口１７から吸気系に還流することにより、
ブローバイガスの分配性を改善することができる。同様
の理由で、図示は省略するが、排気ガスの一部を吸気系
に還流するＥＧＲ通路の出口も共通吸気通路１２Ｌ１１
２Ｒに設けるのが好ましい。

さらに本実施例では、左側の下流吸気マニホールド１９
Ｌにおいて前方側の３本の独立吸気通路２１ａ〜２１ｃ
と後方側の３本の独立吸気通路２１ｄ〜２１ｆとの間に
空間を設け、また右側の下流吸気マニホールド１９Ｒに
おいて前方側の３本の独立吸気通路２１ｇ〜２１ｉと後
方側の３本の独立吸気通路２１ｊ〜２１Ｊ！／との間に
空間を設けるとともに、スロットル弁７Ｌ、７Ｒ駆動用
モータ６Ｌ、６Ｒを左右バンクＩＬ、ＩＲのオフセット
量およびオフセット方向に対応させてオフセットさせて
スロットルボディ３に取付けたので、スロットルボディ
３を左右バンクＬＬ、ＩＲ間のほぼ中央に設けるという
理想的な配置を確保しつつ、下流吸気マニホールド１９
Ｌ、１９Ｒに形成された上記空間を利用してモータ６Ｌ
、６Ｒを配置することができ、これによって吸気装置の
コンパクト化ならびにエンジン全体のコンパクト化を実
現できる。

また、モータ６Ｌ、６Ｒによって駆動される電動式スロ
ットル弁７Ｌ、７Ｒを機械式スロットル弁８Ｌ、８Ｒの
上流側に配置したことにより、スロットルボディ３の下
流端と左右のサージタンク１０Ｌ、ＩＯＲを接続して配
設される集合吸気通路１２Ｌ、１２Ｒならびに分岐吸気
通路１３Ｌ１１３Ｒ，１４Ｌ、１４Ｒに妨げられること
なく、モータ６Ｌ、６Ｒをスペース的な余裕をもって配
置することができる。

さらに本実施例によれば、重量のあるモータ６Ｌ、６Ｒ
をスロットルバルブ７Ｌ、７Ｒに対してスロットルボデ
ィ３の前後方向の中心側に偏位させて配置したので、ス
ロットルボディ３の重心をその中心部に近づけることが
でき、これによりスロットルボディ３の機械的支持を容
易にし、かつスロットルボディ３の信頼性を向上させる
ことができる。

さらに本実施例によれば、第３図から明らかなように、
スロットルボディ３の電動式スロットル弁７Ｌ、７Ｒが
配設されている部分を前下方に傾斜させているので、車
体の低ボンネット化が容易になる。

さらに本実施例では、共鳴過給の同調回転数切換用の開
閉弁３６を備えた容積室３５Ｌ、３５Ｒをそれぞれ独立
吸気通路２１ａ〜２１ｆおよび２１ｇ〜２１，４の下方
で、かつサージタンク１０Ｌとシリンダヘッド２２Ｌと
の間およびサージタンクＩＯＲとシリンダヘッド２２Ｒ
との間に設けたので、スペースの有効活用が図れるとと
もに、吸気系の振動の抑制を図ることができる。

なお、図示は省略したが、高速回転時に圧力反転部とな
る左右の容積室２５Ｌ、２５Ｒ同士をそれらの中央部に
おいて連通させる連通路をさらに設けることにより、シ
ャツタ弁２８が開かれたときの吸気抵抗の低減と、左右
バンクＩＬ、ＩＲ間の空燃比のバラツキの改善とを図る
ことができる。

【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マニホールドア
センブリを示す一部断面平面図、第２図は第１図の吸気
マニホールドアセンブリをエンジンに取付けた状態で示
す一部断面正面図、第３図はスロットルボディの断面図
である。ＬＬ、ＩＲ・・・左右バンク２・・・吸気マニホールドアセンブリ３・・・スロットルボディ４Ｌ、４Ｒ・・・スロットルボディのボア６Ｌ、６Ｒ・
・・モータ７Ｌ、７Ｒ・・・電動式スロットル弁８Ｌ、８Ｒ・・・機械式スロットル弁１０Ｌ、ＩＯＲ・・・サージタンク１１Ｌ１１１Ｒ・・・上流吸気マニホールド１２Ｌ、１
２Ｒ・・・集合吸気通路１３Ｌ、１３Ｒ，１４Ｌ、１４Ｒ・・・分岐吸気通路９Ｌ、１９Ｒ・・・下流吸気マニホールド１ａ〜２１１
／・・・独立吸気通路５Ｌ、２５Ｒ・・・容積室８・シャツタ弁３Ｌ、３３Ｒ・・・バイパス通路４．３６・・・開閉弁５Ｌ、３５Ｒ・・・容積室第３図

Claims

【特許請求の範囲】　サージタンク上流の集中吸気通路を介して上記サージ
タンクに供給された吸気が上記サージタンクと各気筒の
吸気ポートとを接続する独立吸気通路を介して各気筒に
供給されるように構成されたエンジンの吸気装置におい
て、エンジンの高回転時に各独立吸気通路を連通する容積室
を上記集中吸気通路と部分的に重なり合う態様で配置す
るとともに、この重合部に、上記集中吸気通路と上記容
積室とを直接連通するバイパス通路を設けたことを特徴
とするエンジンの吸気通路。