JPH0510140A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH0510140A
JPH0510140A JP15922191A JP15922191A JPH0510140A JP H0510140 A JPH0510140 A JP H0510140A JP 15922191 A JP15922191 A JP 15922191A JP 15922191 A JP15922191 A JP 15922191A JP H0510140 A JPH0510140 A JP H0510140A
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JP
Japan
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intake
engine
pressure
engine speed
passage length
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Application number
JP15922191A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kamata
芳穂 鎌田
Mitsutaka Yamatani
光隆 山谷
Yuji Hayashi
裕二 林
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン回転数に対応して吸気通路長をリニ
アに変化させる可変吸気手段を備えたエンジンにおい
て、可変吸気手段を小型化・簡素化することができ、か
つ複雑な制御方法を必要としない吸気装置を提供する。 【構成】 吸気の慣性効果が高められるように、エンジ
ン回転数に対応して吸気通路長を変化させる可変吸気手
段6が設けられたエンジンVE1,VE2,VE3の吸気装
置Qにおいて、可変吸気手段6が、圧力室17,61
と、該圧力室17,61に導入される燃料圧力またはエ
ンジンハウジング内負圧に応じて吸気通路長を変化させ
るピストン14とを備え、燃料またはエンジンハウジン
グ内負圧を、上記圧力室17,61に導入することによ
って、直接的に吸気通路長をエンジン回転数に対応して
変化させるようになっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの吸気装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】吸気の慣性効果を利用して、圧力波過給
を行なうようにしたエンジンの吸気装置は従来より知ら
れており、かかる吸気装置を備えたエンジンにおいて
は、格別に過給機を設けることなく吸気充填効率を高め
て、出力の向上を図ることができるといった利点があ
る。ここで慣性効果による圧力波過給とは、吸気弁が開
かれたときに吸気ポートに発生する負圧波を、吸気通路
内で上流側に伝播させ、この負圧波を圧力反転部で正圧
波に反転させ、この正圧波を再び吸気ポートまで伝播さ
せ、吸気弁が閉じられる直前にの正圧波によって吸気を
燃焼室に押し込んで充填効率を高めるといった過給手法
である。
【0003】しかしながら、普通のエンジンの吸気装置
においては、圧力波が吸気ポートと圧力反転部との間を
往復するのに要する時間はほぼ一定であるが、吸気弁の
開弁期間はエンジン回転数に対応して変化する。このた
め、吸気弁の開弁期間が上記圧力波の往復時間とほぼ一
致するような狭いエンジン回転領域でしか高い過給効果
が得られないといった問題がある。これに対処するた
め、長短2種の吸気通路と吸気通路切替手段とを設け、
高回転領域では短い吸気通路を使用し、低回転領域では
長い吸気通路を使用するようにした吸気装置が提案され
ている。しかしながら、かかる吸気装置では中回転領域
でトルクの谷が生じ、エンジンの出力特性が悪くなると
いった問題がある。そこで、エンジン回転数に応じて、
圧力反転部下流の吸気通路長を連続的に(リニアに)変化
させる可変吸気手段を設け、広い回転領域で上記過給効
果を高めるようにしたエンジンの吸気装置が提案されて
いる(例えば、実開平1−111136号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
実開平1−111136号公報に記載されたような従来
の可変吸気手段では、吸気通路長を変化させるアクチュ
エータ(電動モータ、エアシリンダ等)、リンク機構、エ
ンジン回転数を検出する回転数センサ、回転数に応じて
アクチュエータを制御する制御手段等を必要とし、可変
吸気手段が大型化・複雑化する上に、制御方法も複雑化
するといった問題がある。また、集合吸気通路を備えて
いない吸気装置に、かかる可変吸気手段を設けようとす
れば、可変吸気手段が各気筒毎に必要となるが、このよ
うにするのは事実上不可能である。
【0005】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あって、エンジン回転数に対応して
吸気通路長をリニアに変化させる可変吸気手段を備えた
エンジンにおいて、可変吸気手段を小型化・簡素化する
ことができ、かつ複雑な制御方法を必要としない吸気装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第1の発明は、吸気の慣性効果が高められるよう
に、エンジン回転数に対応して吸気通路長を変化させる
可変吸気手段が設けられたエンジンの吸気装置におい
て、上記可変吸気手段が、圧力室と、該圧力室に導入さ
れる圧力に応じて吸気通路長を変化させる駆動手段とを
備える一方、エンジン回転数に対応して圧力を変化させ
る流体を、上記圧力室に導入することによって、直接的
に吸気通路長をエンジン回転数に対応して変化させるよ
うになっていることを特徴とするエンジンの吸気装置を
提供する。
【0007】第2の発明は、第1の発明にかかるエンジ
ンの吸気装置において、圧力室に導入される流体が、燃
料ポンプから吐出されエンジン回転数の上昇に対応して
圧力が低下する燃料であり、駆動手段が上記燃料の圧力
の低下に対応して吸気通路長を短くするように形成され
ていることを特徴とするエンジンの吸気装置を提供す
る。
【0008】第3の発明は、第1の発明にかかるエンジ
ンの吸気装置において、圧力室に導入される流体が、エ
ンジン回転数の上昇に対応して負圧が上昇するエンジン
ハウジング内のエアであり、駆動手段が上記エアの負圧
の上昇に対応して吸気通路長を短くするように形成され
ていることを特徴とするエンジンの吸気装置を提供す
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 <第1実施例>以下、第1,第2の発明に対応する第1
実施例を説明する。図1に示すように、V型エンジンV
1には、シリンダブロック1が設けられている。そし
て、シリンダブロック1の第1バンクA側の上端部には
第1シリンダヘッド2aが配置され、第2バンク側の上
端部には第2シリンダヘッド2bが配置され、さらにシ
リンダブロック1の下部にはクランク軸3が配置されて
いる。また、第1,第2シリンダヘッド2a,2b内には、
夫々排気弁用カムシャフト4a,4bと吸気弁用カムシャ
フト5a,5bとが配置されている。なお、このエンジン
VE1は、オイルパンをもたず、オイルを外部のオイル
タンクに貯留するタイプのいわゆるドライサンプ方式エ
ンジンである。
【0010】そして、エンジンVE1に吸気を供給する
ために吸気装置Qが設けられている。この吸気装置Q
は、エンジンVE1の出力を高めるために慣性効果によ
る圧力波過給を行なうようになっているが、さらにエン
ジンの広い回転領域で慣性効果を高めるため、後で説明
するように、吸気通路長をエンジン回転数に応じてリニ
アに変化させる可変吸気手段6a,6bが、各気筒毎に設
けられている。
【0011】また、エンジンVE1に燃料を供給するた
めに、燃料供給手段Fが設けられているが、この燃料供
給手段Fには、吐出圧が非常に高い電動式燃料ポンプ
(図示せず)が用いられ、普通のエンジンに比べて燃料圧
力が極めて高くなっている(例えば、10kg/cm2以上、
なお普通のエンジンでは2〜3kg/cm2)。そして、燃料
ポンプから吐出された高圧の燃料は、プレッシャレギュ
レータ7a,7bを備えたフューエルディストリビュータ
パイプ19(図2参照)を介して、各気筒毎に設けられた
インジェクタ8a,8bに供給され、これらのインジェク
タ8a,8bから吸気中に燃料が噴射されるようになって
いる。
【0012】以下、図2を参照しつつ、第1バンクA側
の1つの気筒の可変吸気手段6aの具体的な構造を説明
するが、以下では所属するバンクをあらわす添字aを省
略する。なお、他の気筒の可変吸気手段6a,6bも同様
の構造となっている。図2に示すように、可変吸気手段
6には、夫々吸気装置本体側に固定された略円筒形の外
側凸部10と略円筒形の内側凸部11とが設けられ、両
凸部10,11間に環状シリンダ部12が形成されてい
る。そして、環状シリンダ部12には可動吸気管13が
挿入されている。この可動吸気管13の上端部は、吸気
を円滑に取り入れるために、ラッパ状に開口している。
また、可動吸気管13の下端部にはピストン部14が形
成され、このピストン部14より上側の環状シリンダ部
12内には、上端がガイド部材15に固定され、下端が
ピストン部14に固定されたコイルスプリング16が収
容されている。このコイルスプリング16は、可動吸気
管13を常時下向きに付勢している。また、ピストン部
14より下側の環状シリンダ部12は、圧力室17を形
成し、この圧力室17には燃料導入通路18が接続され
ている。なお、ピストン14は、請求項1〜3に記載さ
れた駆動手段に相当する。
【0013】そして、燃料導入通路18は、枝パイプ2
0とコネクタ21とを介してフューエルディストリビュ
ータパイプ19と連通している。したがって、フューエ
ルディストリビュータパイプ19内の高圧燃料が、枝パ
イプ20とコネクタ21と燃料導入通路18とを通して
圧力室17に常時導入されている。
【0014】以下、可変吸気手段6の作用について説明
する。可動吸気管13にはコイルスプリング16による
下向きの付勢力と、圧力室17内の燃料圧力による上向
きの力とが作用し、可動吸気管13は両者がつり合うよ
うな位置に保持される。ここで、フューエルディストリ
ビュータパイプ19内の燃料圧力は、エンジン回転数に
対して、例えば図3中の曲線G1で示すように、エンジ
ン回転数の上昇に伴って低下する。したがって、圧力室
17に導入される燃料圧力すなわち可動吸気管13を上
向きに押す力の、エンジン回転数に対する特性もG1
ようになる。したがってエンジン回転数が高いときほ
ど、可動吸気管13を上向きに押す力が弱くなり、可動
吸気管13はコイルスプリング16の付勢力によって下
方に移動し、可変吸気手段6の吸気通路長が短くなる。
したがって、可変吸気手段6の吸気通路長は、エンジン
回転数の上昇に対応して次第に短くなる。なお、図2で
は、高回転時において燃料圧力が低下して吸気通路長が
短くなっている状態が示されている。
【0015】ここで、コイルスプリング16の付勢特性
及び可動吸気管13の移動範囲は、エンジン回転数の変
化に対して、圧力波伝播長がちょうど慣性効果が高まる
ような長さになるように設定されているのはもちろんで
ある。この場合の、吸気通路長のエンジン回転数に対す
る特性は、例えば図3中の曲線G2のようになり、エン
ジン回転数に対してほぼリニアな特性を示す。したがっ
て、広い回転領域で高い慣性効果が得られ、吸気充填効
率が高められ、エンジンVE1の出力が高められる。
【0016】上記可変吸気手段6においては、吸気装置
本体部に環状シリンダ部12を形成し、この環状シリン
ダ部12にピストン部14を備えた可動吸気管13を挿
入して圧力室17を形成し、この圧力室17に燃料圧力
を導入するだけの極めて簡素かつコンパクトな構造で、
格別に制御手段を設けることなく、吸気通路長をエンジ
ン回転数に対してリニアに変化させることができる。
【0017】<第2実施例>以下、第1,第3の発明に
対応する第2実施例を説明する。図4に示すように、エ
ンジンVE2はドライサンプ方式であり、クランクケー
ス31の底部に流下したオイルは、ルーツ式の第1スカ
ベンジングポンプ32によって強力に吸引され、第1オ
イル回収通路33を通してエンジン外部のオイルタンク
34に蓄えられるようになっている。ここで、第1スカ
ベンジングポンプ32は、クランク軸3(図6参照)によ
って、エンジン回転と同期して回転駆動される。このた
め、クランクケース31内には、エンジン回転数に対応
する強い負圧が生じる。
【0018】そして、オイルタンク34内のオイルは、
オイル吸込通路36を通してプレッシャポンプ35に吸
引され、この後プレッシャポンプ35からメインオイル
通路38に吐出され、オイルフィルタ37で異物が除去
された後、カム用オイル通路39、ギヤトレイン用オイ
ル通路40、メインベアリング用オイル通路41、ビッ
グエンド用オイル通路42、オイルジェット用オイル通
路43等を通して、各要潤滑部に供給されるようになっ
ている。
【0019】そして、図5に示すように、メインオイル
通路38内のオイルは、シリンダヘッド2にも供給さ
れ、シリンダヘッド2内で流下したオイルは、ルーツ式
の第2スカベンジングポンプ51によって吸引され、第
2オイル回収通路52を通してオイルタンク34に戻さ
れるようになっている。図6に示すように、スカベンジ
ングポンプ51a,51bは、排気弁用カムシャフト4a,
4bによってこれと同期して、すなわちエンジン回転と
同期して回転駆動され、吸込口55a,55bからシリン
ダヘッド2a,2b内のオイルを吸い込み、吐出口54a,
54bからオイルタンク側に吐出する。このため、クラ
ンクケース31(図4参照)内と同様に、シリンダヘッド
2a、2b内にはエンジン回転数に対応する強い負圧が生
じる。
【0020】そして、第2実施例では、このシリンダヘ
ッド2a,2b内の負圧を、駆動圧として、サクションパ
イプ56a,56bを通して可変吸気手段6a,6bの圧力室
61(図7参照)に導入するようにしている。以下、図
7,図8を参照しつつ、第2実施例の可変吸気手段6の
作用を説明するが、以下ではバンクを区別するための添
字a,bは省略する。また、第1実施例と共通の部材につ
いては第1実施例の場合と同一番号を付し、その説明を
省略する。図7に示すように、第2実施例では、ピスト
ン14の下側の環状シリンダ部12に形成される圧力室
61内に、可動吸気管13を常時上向きに付勢するコイ
ルスプリング62が配置されている。そして、前記した
とおり、この圧力室61内にシリンダヘッド2内の負圧
が導入され、この負圧によって可動吸気管13は下向き
の力を受ける。また、ピストン14の上側の環状シリン
ダ部12には、大気連通路64を介して大気に開放され
る大気開放室63が形成されている。ここで、可動吸気
管13には、コイルスプリング62による上向きの付勢
力と、圧力室61内の負圧による下向きの力とが作用
し、可動吸気管13は両者がつり合うような位置に保持
される。
【0021】ここで、シリンダヘッド2内の負圧は、エ
ンジン回転数の上昇に伴って上昇する(圧力は低下す
る)。したがって、エンジン回転数が低いときほど、可
動吸気管13を下向きに引く力が弱くなるので可動吸気
管13は上方に変位し、可変吸気手段6の吸気通路長が
長くなる。したがって、可変吸気手段6の吸気通路長
は、エンジン回転数の低下に対応して次第に長くなる。
図7では、低回転時において負圧が低下して吸気通路長
が長くなっている状態が示されている。
【0022】逆に、エンジン回転数が高いときには、可
動吸気管13を下向きに引く力が強くなるので、可動吸
気管13が下方に移動し、可変吸気手段6の吸気通路長
が短くなる。図8では、高回転時において負圧が上昇し
て吸気通路長が短くなっている状態が示されている。こ
こで、コイルスプリング62の付勢特性及び可動吸気管
13の移動範囲は、エンジン回転数の変化に対して、圧
力波伝播長がちょうど慣性効果が高まるような長さにな
るように設定されているのはもちろんである。したがっ
て、広い回転領域で高い慣性効果が得られ、吸気充填効
率が高められ、エンジンVE2の出力が高められる。な
お、第2実施例でも、第1実施例と同様に、可変吸気手
段6が簡素かつコンパクトとなり、また格別な制御手段
を必要としない。
【0023】<第3実施例>以下、図9を参照しつつ、
第1,第3の発明に対応する第3実施例を説明するが、
第3実施例は、前記した第2実施例とほぼ同一構成であ
るので、第2実施例との相異点についてのみ説明する。
図9に示すように、第3実施例では、クランクケース3
1内の負圧が、負圧取出パイプ72をとおして負圧管7
3に導入され、負圧管73内の負圧が、負圧供給パイプ
74a,74bを通して、可変吸気手段6a,6bの圧力室6
1(図7参照)に供給されるようになっている。この場
合、可変吸気手段6a,6bの作用・効果は、第2実施例
の場合と同様である。
【0024】
【発明の作用・効果】第1の発明によれば、エンジン回
転数に対応する圧力を伴った流体が圧力室に導入され、
これによって駆動手段がエンジン回転数に応じて吸気通
路長を変化させる。このため、広い回転領域で慣性効果
が高められる。したがって、エンジンの充填効率が高め
られ、エンジン出力が高められる。また、可変吸気手段
には、アクチュエータ、リンク機構、制御機構等、複雑
な機構を必要としないので、可変吸気手段が簡素かつコ
ンパクトとなる。また、とくには制御を必要としない。
【0025】第2の発明によれば、基本的には、第1の
発明と同様の作用・効果が得られる。そして、圧力室に
燃料圧力を導入するだけで、可変吸気手段が駆動される
ので、可変吸気手段の構造が一層簡素化される。
【0026】第3の発明によれば、基本的には、第1の
発明と同様の作用・効果が得られる。そして、エンジン
ハウジング内に発生する負圧を圧力室に導入するだけで
可変吸気手段が駆動されるので、エンジン動力を浪費し
ない。また、可変吸気手段が、非常に簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す、V型エンジン及び
吸気装置の一部断面正面立面説明図である。
【図2】図1に示す吸気装置の可変吸気手段の一部断面
立面説明図である。
【図3】燃料圧力と吸気通路長のエンジン回転数に対す
る特性を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例を示すドライサンプ方式の
エンジンのオイル供給機構の模式図である。
【図5】図4に示すエンジンのオイル供給機構の概念図
である。
【図6】本発明の第2実施例を示す、V型エンジン及び
吸気装置の一部断面正面立面説明図である。
【図7】図6に示す吸気装置の可変吸気手段の立面断面
説明図である(低回転時)。
【図8】図6に示す吸気装置の可変吸気手段の立面断面
説明図である(高回転時)。
【図9】本発明の第3実施例を示す、V型エンジン及び
吸気装置の一部断面正面立面説明図である。
【符号の説明】
VE1,VE2,VE3…エンジン Q…吸気装置 6,6a,6b…可変吸気手段 2,2a,2b…シリンダヘッド 14…ピストン 17…圧力室 19…フューエルディストリビュータパイプ 31…クランクケース 61…圧力室

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気の慣性効果が高められるように、エ
    ンジン回転数に対応して吸気通路長を変化させる可変吸
    気手段が設けられたエンジンの吸気装置において、 上記可変吸気手段が、圧力室と、該圧力室に導入される
    圧力に応じて吸気通路長を変化させる駆動手段とを備え
    る一方、エンジン回転数に対応して圧力を変化させる流
    体を、上記圧力室に導入することによって、直接的に吸
    気通路長をエンジン回転数に対応して変化させるように
    なっていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたエンジンの吸気装
    置において、 圧力室に導入される流体が、燃料ポンプから吐出されエ
    ンジン回転数の上昇に対応して圧力が低下する燃料であ
    り、駆動手段が上記燃料の圧力の低下に対応して吸気通
    路長を短くするように形成されていることを特徴とする
    エンジンの吸気装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載されたエンジンの吸気装
    置において、 圧力室に導入される流体が、エンジン回転数の上昇に対
    応して負圧が上昇するエンジンハウジング内のエアであ
    り、駆動手段が上記エアの負圧の上昇に対応して吸気通
    路長を短くするように形成されていることを特徴とする
    エンジンの吸気装置。
JP15922191A 1991-06-29 1991-06-29 エンジンの吸気装置 Pending JPH0510140A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146804A (en) * 1997-04-03 2000-11-14 Minolta Co., Ltd. Electrophotographic liquid developer and image forming apparatus
KR100580678B1 (ko) * 2004-06-18 2006-05-15 현대자동차주식회사 러너이동식 길이가변 흡기관의 밀폐장치
EP1881172A3 (en) * 2006-07-20 2012-12-19 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Intake control device

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