JPH051547A

JPH051547A - 内燃機関の可変吸気装置

Info

Publication number: JPH051547A
Application number: JP1644491A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Tani; 俊昌谷; Hiroshi Ueno; 宏上野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1993-01-08
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2903726B2

Abstract

(57)【要約】［目的］トルクの谷がない優れたトルク特性が得られ
る内燃機関の可変吸気装置を提供すること。［構成］多気筒エンジンの吸気系を吸気順序が連続し
ない二つの気筒群に分け、各気筒群ごとに吸気マニホー
ルドを集合させてその集合部にそれぞれサージタンクを
設け、これらのサージタンクを一端が空気吸入口である
Ｙ字状の共鳴管で結んだ内燃機関の吸気装置において、
上記サージタンクからエンジンの各気筒に至る吸気マニ
ホールドの途中に全気筒を連通する別のサージタンクを
設け、この別のサージタンクと各吸気マニホールドとの
接続部に夫々第一開閉弁を設け、上記別のサージタンク
内にタンク内を上記二つの気筒群に仕切る壁を設け、該
壁に第二開閉弁を設け、エンジンの低速時には上記第一
開閉弁を閉じ、中速時には第一開閉弁を開き第二開閉弁
を閉じ、高速時には第一および第二開閉弁を開く弁制御
手段を設けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、慣性過給および共鳴過
給を利用した内燃機関の可変吸気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｖ６エンジンの点火順序（吸気
順序）は、クランクの軸方向に沿って１番シリンダ→２
番シリンダ→３番シリンダ→４番シリンダ→５番シリン
ダ→６番シリンダの順になっている。そのため、１番シ
リンダの吸気中に２番シリンダの吸気弁が開いて吸気を
始めることになり、２番シリンダは隣の１番シリンダに
空気を取られてうまく吸えない。この吸気干渉を解消す
るために、Ｖ６エンジンの吸気系は、図４に示すよう
に、吸気が連続しない１番，３番，５番のシリンダ群
（右バンク）と２番，４番，６番のシリンダ群（左バン
ク）とに分けられ、それぞれ別のサージタンクａ，ｂに
接続されている。

【０００３】これらの吸気が連続しない二つサージタン
クａ，ｂに、一端が空気吸入口ｃであるＹ字状の共鳴管
ｄを接続してタンクａ，ｂ間を連通すると、特定のエン
ジン回転数で吸気圧力の共振現象が生じることが知られ
ている（特公昭60-14169号公報，特開平1-280630号公報
など）。すなわち、サージタンクａ，ｂの容積，共鳴管
ｄの長さおよび径によって決まる共振周波数が、３個の
シリンダ（１番，３番，５番または２番，４番，６番）
による加振周波数と一致すると、サージタンクａ，ｂ内
の圧力が高まる。このとき吸気弁を開き、吸気を行えば
共鳴過給効果が得られる。６個のシリンダによって連続
して加振される共鳴圧力振動を上手く調整すると、比較
的低速回転でも大きな共鳴過給効果が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような共鳴過給シ
ステムにおいて、吸気管ｅの管長を慣性過給用に長く設
定すれば、図５に示すように、低速と中速とに二つのト
ルクピークを有するトルク特性が得られる。中速回転で
のトルクピークは長い吸気管ｅによる慣性過給によるも
のであり、低速回転でのトルクピークは上述した共鳴過
給によるものである。

【０００５】しかし、このように二つのトルクピークを
有するトルク特性では、トルクピーク間にトルクの谷が
でき、ドライバビリティが低下する。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、トルクの谷がない優れたトルク特性が得られる
内燃機関の可変吸気装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、多気筒エンジンの吸気系を吸気順序が連続
しない二つの気筒群に分け、各気筒群ごとに吸気マニホ
ールドを集合させてその集合部にそれぞれサージタンク
を設け、これらのサージタンクを一端が空気吸入口であ
るＹ字状の共鳴管で結んだ内燃機関の吸気装置におい
て、上記サージタンクからエンジンの各気筒に至る吸気
マニホールドの途中に全気筒を連通する別のサージタン
クを設け、この別のサージタンクと各吸気マニホールド
との接続部に夫々第一開閉弁を設け、上記別のサージタ
ンク内にタンク内を上記二つの気筒群に仕切る壁を設
け、該壁に第二開閉弁を設け、エンジンの低速時には上
記第一開閉弁を閉じ、中速時には第一開閉弁を開き第二
開閉弁を閉じ、高速時には第一および第二開閉弁を開く
弁制御手段を設けたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】エンジンの低速回転時には、弁制御手段が第一
開閉弁を閉じる。これにより、吸気マニホールドの途中
に設けられた別のサージタンクが吸気通路から切り離さ
れる。すなわち、吸気は、共鳴管の空気吸入口からサー
ジタンク内に流入し、そこから各吸気マニホールドを通
って各気筒に吸い込まれる。このとき、実質的な吸気管
長は上記サージタンクから各気筒までの長い吸気管長と
なり、低速回転域で慣性過給効果が得られる。また、上
記サージタンクは、吸気順序が連続しない二つの気筒群
ごとに独立して設けられ、これら二つのサージタンクが
共鳴管で結ばれているので、共鳴過給効果も得られる。

【０００９】エンジンの中速回転時には、弁制御手段が
第一開閉弁を開くと共に第二開閉弁を閉じる。第一開閉
弁の開弁によって、吸気マニホールドの途中に上記別の
サージタンクが接続される。第二開閉弁の閉弁によっ
て、上記別のサージタンク内が、吸気順序が連続しない
二つの気筒群ごと仕切られる。この結果、サージタンク
内に流入した吸気は、各吸気マニホールドを通って上記
別のサージタンク内に流入し、そこから各気筒に流入す
る。このとき、実質的な吸気管長は上記別のサージタン
クから各気筒までの短い吸気管長となり、中高速回転域
で慣性過給効果が得られる。また、上記別のサージタン
ク内は、第二開閉弁および壁によって、吸気順序が連続
しない二つの気筒群に仕切られているので、共鳴過給効
果も得られ、上記慣性過給との相乗効果により、中速域
のトルクが大きくなる。

【００１０】エンジンの高速回転時には、弁制御手段が
第一および第二開閉弁を開く。第一開閉弁の開弁によっ
て、吸気マニホールドの途中に上記別のサージタンクが
接続される。第二開閉弁の開弁によって、上記別のサー
ジタンク内が全気筒連通する。この結果、サージタンク
内に流入した吸気は、各吸気マニホールドを通って上記
別のサージタンク内に流入し、そこから吸気順序に関係
なく即ち共鳴効果が打消されて各気筒に流入する。よっ
て、実質的な吸気管長が上記別のサージタンクから各気
筒までの短い吸気管長となり、高速回転域での慣性過給
効果が得られる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明をＶ６エンジンに適用した場合
の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】図１に本実施例の正面図を、図２にその上
面図を示す。図示すように、１番〜６番までの各シリン
ダの吸気ポートには、それぞれ吸気マニホールド１が接
続されている。これらの吸気マニホールド１は、吸気順
序が連続しない二つの気筒群ごとに、即ち上記右側バン
ク２のシリンダ（１番，３番，５番）および左側バンク
３のシリンダ（２番，４番，６番）ごとに集合され、こ
れら二つの集合部にそれぞれサージタンク４，５が設け
られている。これら二つのサージタンク４，５には、一
端が空気吸入口６であるＹ字状の共鳴管７が接続されて
おり、タンク４，５相互がこの共鳴管７によって結ばれ
ている。上記吸気マニホールド１は、低回転域での慣性
過給効果を得るべく、その管長が長く形成されており、
そのため左右のバンク２，３内で屈曲されている。

【００１３】これらの吸気マニホールド１には、上記サ
ージタンク４，５から各シリンダの吸気ポートに至る途
中に、吸気順序に関係なく全気筒を連通する別のサージ
タンク８が接続されている。上記別のサージタンク８と
各吸気マニホールド１との接続部には、夫々第一開閉弁
９が設けられている。これら第一開閉弁９の開弁により
上記別のサージタンク８が吸気マニホールド１の途中に
接続され、閉弁によって吸気通路から切り離されること
になる。この別のサージタンク８から各シリンダへ向か
う吸気管長は、高回転域での慣性過給効果を得るべく短
くなっている。

【００１４】上記別のサージタンク８内には、タンク８
内を上記二つの気筒群（吸気順序が連続しない二つの気
筒群）に仕切る壁１０が設けられている。すなわち、こ
の壁１０は、上記別のサージタンク８内を、右側バンク
２のシリンダ（１番，３番，５番）と左側バンク３のシ
リンダ（２番，４番，６番）とに仕切っている。上記壁
１０には、第二開閉弁１１が設けられている。上記第二
開閉弁１１は、図２に示すように６個設けられている。
これら第二開閉弁１１の開弁により、上記別のサージタ
ンク８内が吸気順序に関係なく全気筒連通され、閉弁に
よって吸気順序が連続しない二つの気筒群（右側バンク
２と左側バンク３）に仕切られることになる。なお、上
記第二開閉弁１１は６個に限らず、１個でも２個でもそ
の開弁時に上記別のサージタンク８内を全気筒連通する
構成であれば構わない。

【００１５】上記第一および第二開閉弁９，１１は、吸
気マニホールド１内の負圧によって作動されるバキュー
ムアクチュエータや、油圧シリンダ、或いは電動モータ
等（いずれも図示せず）の駆動装置によって駆動される
ようになっている。上記第一および第二開閉弁９，１１
は、上記駆動装置（図示せず）を介して図１に示すよう
に弁制御手段１２に接続されている。この弁制御手段１
２は、エンジン回転数や負荷に応じて上記第一および第
二開閉弁９，１１を開閉制御するものであり、その制御
マップが書き込まれたＣＰＵを有している。具体的に
は、上記弁制御手段１２は第一および第二開閉弁９，１
１を以下のように開閉制御する。

【００１６】

【表１】

【００１７】以上の構成からなる本実施例の作用を、エ
ンジンの低速回転時，中速回転時，高速回転時に場合分
け（いずれの場合も全負荷）して述べる。

【００１８】エンジンの低速回転時には、図１に示す弁
制御手段１２が第一および第二開閉弁９，１１を閉じ
る。これにより、吸気マニホールド１の途中に設けられ
た別のサージタンク８が吸気通路から切り離される。す
なわち、吸気は、共鳴管７の空気吸入口６からサージタ
ンク４，５内に流入して一旦このタンク４，５内に滞留
し、そこから各吸気マニホールド１を通って各気筒に流
入する。このとき、実質的な吸気管長は上記サージタン
ク４，５から各気筒までの長い吸気管長となり、低速回
転域で慣性過給効果が得られる。

【００１９】また、上記サージタンク４，５は、図２に
示すように吸気順序が連続しない二つの気筒群（１番，
３番，５番と２番，４番，６番）ごとに独立して設けら
れ、これら二つのサージタンク４，５が共鳴管７で結ば
れているので、共鳴過給効果も得られる。上記共鳴管７
の長さ及び太さは低速回転時に大きなトルクがでるよう
に調整されていることはもちろんである。

【００２０】なお、閉弁された上記第一開閉弁９とその
弁座との僅かな隙間を通って、吸気が別のサージタンク
８内に流入することが考えられる。この場合、別のサー
ジタンク８内の第二開閉弁１１が開いていると、別のサ
ージタンク８内に流入した吸気は、吸気順序に関係なく
集合されることになり、各圧力波が打ち消しあって共鳴
過給効果が低減してしまう。よって、本実施例では、別
のサージタンク８内の第二開閉弁１１を閉じるようにし
ている。これにより、多少の吸気が別のサージタンク８
内に流入しても、この別のサージタンク８内は上記第二
開閉弁１１によって吸気順序が連続しない二つの気筒群
（１番，３番，５番と２番，４番，６番）に仕切られる
ことになり、共鳴過給効果が低下することはない。逆を
いえば、上記第一開閉弁９の弁シールがしっかりしてい
れば、上記第二開閉弁１１は開弁でも閉弁でも構わな
い。

【００２１】エンジンの中速回転時には、弁制御手段１
２が第一開閉弁９を開くと共に第二開閉弁１１を閉じ
る。第一開閉弁９の開弁によって、吸気マニホールド１
の途中に上記別のサージタンク８が接続される。第二開
閉弁１１の閉弁によって、上記別のサージタンク８内
が、吸気順序が連続しない二つの気筒群ごと仕切られ
る。この結果、サージタンク４，５内に流入した吸気
は、各吸気マニホールド１を通って上記別のサージタン
ク８内に流入して一旦このタンク８内に滞留し、そこか
ら各気筒に吸い込まれる。このとき、実質的な吸気管長
は上記別のサージタンク８から各気筒までの短い吸気管
長となり、高速回転域で慣性過給効果が得られることに
なる。また、上記別のサージタンク８内は、第二開閉弁
１１および壁１０によって、吸気順序が連続しない二つ
の気筒群（１番，３番，５番と２番，４番，６番）に仕
切られているので、共鳴過給効果も得られ、上記慣性過
給との相乗効果により、中速域のトルクが大きくなる。

【００２２】エンジンの高速回転時には、弁制御手段１
２が第一および第二開閉弁９，１１を開く。第一開閉弁
９の開弁によって、吸気マニホールド１の途中に上記別
のサージタンク８が接続される。第二開閉弁１１の開弁
によって、上記別のサージタンク８内が全気筒連通す
る。この結果、サージタンク４，５内に流入した吸気
は、各吸気マニホールド１を通って上記別のサージタン
ク８内に流入し一旦このタンク８内に滞留した後、各気
筒の吸気順序に関係なく各気筒に吸い込まれる。よっ
て、実質的な吸気管長が上記別のサージタンク８から各
気筒までの短い吸気管長となり、高速回転域での慣性過
給効果が得られる。

【００２３】このとき、別のサージタンク８内に流入し
た吸気は、各気筒の吸気順序に関係なく集合されること
により、各圧力波が打ち消しあって共鳴効果がなくな
る。よって、低中速回転域にチューニングされた上記共
鳴過給の悪影響を受けることなく、慣性過給のみが行な
われ、高速域のトルクが大きくなる。

【００２４】上述したように、エンジンの回転数に応じ
て上記弁制御手段１２が第一および第二開閉弁９，１１
を開閉制御して共鳴過給と慣性過給とを使い分けること
により、図３に示すようにトルクの谷がない全回転域に
亘ってトルクアップされた優れたトルク特性が達成され
る。図中、破線は可変給気装置を用いないベースエンジ
ンのトルク特性を示す。

【００２５】なお、本実施例では、Ｖ６エンジンに本発
明を適用した例を説明したが、これに限らず直列６気筒
エンジンやＶ８エンジンであってもそれらのエンジンの
気筒を吸気順序が連続しない二つの気筒群に分ければ本
発明を適用できる。例えば直列６気筒エンジンの場合、
吸気順序（点火順序）は通常１−５−３−６−２−４で
あるので、１番，２番，３番の気筒群と４番，５番，６
番の気筒群とに分ければよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る内燃機
関の可変吸気装置によれば、エンジンの回転数に応じて
弁制御手段が第一および第二開閉弁を開閉制御して共鳴
過給と慣性過給とを使い分けることにより、トルクの谷
がない全回転域に亘ってトルクアップされた優れたトル
ク特性が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＶ６エンジンの可変吸
気装置の正面図である。

【図２】上記可変吸気装置の上面図である。

【図３】上記可変吸気装置の全負荷時のトルク特性を表
す図である。

【図４】従来例を示すＶ６エンジンの可変吸気装置の説
明図である。

【図５】図４に示す可変吸気装置のトルク特性を表す図
である。

【符号の説明】

１吸気マニホールド２気筒群としての右バンク３気筒群としての左バンク４サージタンク５サージタンク６空気吸入口７共鳴管８別のサージタンク９第一開閉弁１０壁１１第二開閉弁１２弁制御手段

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】多気筒エンジンの吸気系を吸気順序が連
続しない二つの気筒群に分け、各気筒群ごとに吸気マニ
ホールドを集合させてその集合部にそれぞれサージタン
クを設け、これらのサージタンクを一端が空気吸入口で
あるＹ字状の共鳴管で結んだ内燃機関の吸気装置におい
て、上記サージタンクからエンジンの各気筒に至る吸気
マニホールドの途中に全気筒を連通する別のサージタン
クを設け、この別のサージタンクと各吸気マニホールド
との接続部に夫々第一開閉弁を設け、上記別のサージタ
ンク内にタンク内を上記二つの気筒群に仕切る壁を設
け、該壁に第二開閉弁を設け、エンジンの低速時には上
記第一開閉弁を閉じ、中速時には第一開閉弁を開き第二
開閉弁を閉じ、高速時には第一および第二開閉弁を開く
弁制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の可変吸
気装置。