JPH0517372B2 - - Google Patents

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し、
詳しくは吸気通路内に発生する吸気圧力波の気筒
間干渉効果により過給効果を得るようにしたもの
の改良に関する。

（従来技術） 従来より、エンジンの充填効率向上、出力向上
を図るべく、吸気通路に過給機を設けて吸気を過
給する技術はよく知られているが、過給機装備の
ため、構造が大がかりとなるとともにコストアツ
プとなる嫌いがあつた。

一方、従来、エンジンの吸気通路内に発生する
吸気圧力波により過給効果を得る技術として、実
公昭45−2321号公報に開示されているように、単
一気筒エンジンにおいて、吸気管を寸法の異なる
２本の通路に分け、かつそれぞれ別の吸気ポート
を有し、エンジン高回転時は２本の吸気通路を用
い、低回転時には閉塞位置の遅い方の吸気通路を
閉止し吸気を早目に閉塞することにより、吸気管
の寸法やエンジンの回転数の関数である吸気の最
大圧力時点での吸気の閉塞による過給作用を利用
して広範囲のエンジン回転域に亘つて好適な充填
効果を得るようにしたものが知られている。しか
し、このものは、単一気筒のエンジンに対するも
のであつて、吸気通路内に発生する吸気圧力波を
どのように利用するのか、その構成、作用が定か
でなく、直ちに実用に供し得ないものであつた。

そこで、本出願人は、先に、特願昭57−190615
〜190619号等において、吸気通路内に発生する吸
気圧力波の気筒間干渉効果により過給効果を得る
ようにしたものを種々提案している。すなわち、
エンジンの吸気特性として、吸気ポート開口時に
は燃焼室の残留排気ガスの圧力によつて吸気が圧
縮され、吸気通路内の吸気ポート部分に圧縮波が
発生しており、この開口時圧縮波は、近年の市販
車では騒音低減や排気ガス浄化のためにエンジン
排圧が高くなつていることから特に強く発生す
る。また、吸気ポート閉口時には吸気の慣性によ
り吸気が圧縮されて、吸気通路内の吸気ポート部
分に圧縮波が発生する。このことから、吸気通路
に吸気拡大室を備え、該吸気拡大室と各気筒の吸
気ポートとを独立して連通する独立吸気通路を有
する多気筒エンジンにおいて、一つの気筒での上
記の開口時圧縮波を上記独立吸気通路を介して他
の気筒の吸気行程、特に吸気の吹き返しが生じる
吸気行程終期に作用せしめれば効果的に過給効果
が得られること（以下、排気干渉効果という）、
および一つの気筒での上記の閉口時圧縮波を同じ
く他の気筒の吸気行程、特に吸気の吹き返しが生
じる吸気行程終期に作用せしめれば効果的に過給
効果が得られること（以下、吸気慣性効果とい
う）になり、この気筒間干渉効果（排気干渉効果
および吸気慣性効果）を利用することによつてエ
ンジンの充填効率を向上させるようにしたもので
ある。

しかるに、上記の気筒間干渉効果は、吸気圧力
波（開口時圧縮波および閉口時圧縮波）が気筒間
干渉を行う気筒間の独立吸気通路を吸気拡大室を
介して伝播して行われるので、該独立吸気通路の
吸気拡大室への開口構造や吸気拡大室の構造によ
つては圧力波が吸気拡大室で乱れて拡散減衰して
有効に伝播せず、気筒間干渉効果を十分に発揮で
きないことがある。

（発明の目的） 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上記の如く気筒間干渉効
果を得るに当たつて、気筒間干渉を行う気筒間の
各独立吸気通路の吸気拡大室への開口構造および
吸気拡大室の構造を適切に設定することにより、
吸気拡大室のサージタンク機能を確保しながら、
該吸気拡大室での吸気圧力波の拡散減衰を防止し
て吸気圧力波を有効に伝播させ、よつて気筒間干
渉効果をより効果的に最大限に発揮させるように
することにある。

（発明の構成） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、吸気通路に吸気拡大室を備え、かつ該吸気拡
大室と各気筒の吸気ポートとを独立して連通する
独立吸気通路を有して、気筒間干渉効果を得るよ
うにした多気筒エンジンの吸気装置において、上
記各独立吸気通路のうち異なる気筒における気筒
間干渉を行う少なくとも一対の独立吸気通路をそ
の拡大室側開口端部で対向させて配置するととも
に、この相互に対向する少なくとも一対の独立吸
気通路を、他の独立吸気通路が開口する吸気拡大
室と独立した吸気拡大室に開口させたものであ
る。

このことにより、本発明では、異なる気筒の対
なる独立吸気通路の一方で発生した吸気圧力波を
吸気拡大室を経て他方の独立吸気通路に伝播させ
て気筒間干渉を行う際、該吸気拡大室において、
対応する独立吸気通路の拡大室側開口端部が互い
に対向し、かつ該吸気拡大室が他の気筒間干渉を
行う独立吸気通路が開口する吸気拡大室とは独立
していることによつて、吸気拡大室の容積を十分
に確保しながら、吸気圧力波が他系統の吸気圧力
波によつて干渉されることなくその拡散減衰を防
止して相互の独立吸気通路間を有効に伝播するよ
うにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は４気筒４サイクルエンジンに本発明を
適用した第１実施例を示す。同図において、１Ａ
〜１Ｄはエンジンの第１〜第４気筒であり、２は
各気筒１Ａ〜１Ｄの燃焼室、３は各気筒１Ａ〜１
Ｄの燃焼室２に開口する吸気ポートである。

４は、一端がエアクリーナ５を介して大気に開
口して吸気を各気筒１Ａ〜１Ｄに供給するための
吸気通路であつて、該吸気通路４には、吸入空気
量を検出するエアフローメータ６および該エアフ
ローメータ６下流に吸入空気量を制御するスロツ
トル弁７がそれぞれ配設されている。さらに、上
記吸気通路４のスロツトル弁７下流にはサージタ
ンクとしての吸気拡大室８が形成されており、該
吸気拡大室８と上記各気筒１Ａ〜１Ｄの吸気ポー
ト３とは各々独立した独立吸気通路９〜１２を介
して連通されていて、吸気を吸気拡大室８から各
独立吸気通路９〜１２により独立して各気筒１Ａ
〜１Ｄの燃焼室２に供給するようにしている。ま
た、上記各独立吸気通路９〜１２には燃料を噴射
供給する燃焼噴射弁１３が配設されている。

そして、上記吸気拡大室８において、気筒間干
渉を行う第１気筒１Ａと第４気筒１Ｄとの独立吸
気通路９，１２は、その各拡大室側開口端部９
ａ，１２ａが互いに対向するように配置され、ま
た気筒間干渉を行う第２気筒１Ｂと第３気筒１Ｃ
との独立吸気通路１０，１１は、その各拡大室側
開口端部１０ａ，１１ａが互いに対向するように
配置されている。さらに、各独立吸気通路９〜１
２の拡大室側開口端部９ａ〜１２ａは、端部に近
づくにつれ通路面積が大となるよう端部に向かつ
て拡開する、いわゆるベルマウス形状に形成され
ているとともに、吸気拡大室８内部に突出して開
口されていて、対向する独立吸気通路９と１２，
１０と１１の拡大室側開口端部９ａと１２ａ，１
０ａと１１ａ同士の距離が比較的短かくなるよう
にしている。

さらに、上記吸気拡大室８は、仕切壁１４によ
つて、上記の相互に対向する第１気筒１Ａと第４
気筒１Ｄとの一対の独立吸気通路９，１２が開口
する第１吸気拡大室８ａと、上記の相互に対向す
る第２気筒１Ｂと第３気筒１Ｃとの一対の独立吸
気通路１０，１１が開口する第２吸気拡大室８ｂ
とに仕切られてそれぞれ独立しており、該各吸気
拡大室８ａ，８ｂは独立して吸気拡大室８上流側
の吸気通路４に連通している。

尚、上記の気筒間干渉を行う第１気筒１Ａと第
４気筒１Ｄとの間の通路長さは、各独立吸気通路
９，１２の通路長さl₁，l₂に両独立吸気通路９，
１２の拡大室側開口端部９ａ，１２ａ間の長さl₃
を加えたものであり、例えば一方の気筒の吸気ポ
ート３の開口時に発生する開口時圧縮波を他方の
気筒の例えば吸気行程終期に作用させて過給効果
を得る排気干渉効果の場合には、第２図ａに示す
如く吸気ポート３開口後実質的に開口時圧縮波が
発生するまでの期間θ₁と、該開口時圧縮波を作用
させたい吸気行程の吸気ポート３閉口直前の期間
θ₂とを考慮した無効期間をもとに、吸気ポート３
の開口期間、エンジンの設定回転数、圧力波の伝
播速度（音速）によつて設定される。また、一方
の気筒の吸気ポート３閉口時に発生する閉口時圧
縮波を他方の気筒の例えば吸気行程終期に作用さ
せて過給効果を得る吸気慣性効果の場合には、第
２図ｂに示す如く無効期間として実質的に閉口時
圧縮波が発生する吸気ポート３閉口直前の期間θ₃
と該閉口時圧縮波を作用させたい吸気行程の吸気
ポート３閉口直前の期間θ′₂とを考慮すればよい。
また、気筒間干渉を行う第２気筒１Ｂと第３気筒
１Ｃとの間の通路長さも上記と同様にして設定さ
れる。さらに、上記の如く気筒間干渉効果（排気
干渉効果および吸気慣性効果）を得るための設定
回転数は、常用回転域である7000rpm以下で、か
つ気筒間干渉効果が有効に生じる3000rpm以上で
あることが好ましい。

次に、上記第１実施例の作用について第２図に
より説明するに、エンジン回転数3000〜7000rpm
の範囲内で設定された設定回転数のとき、第１−
第３−第４−第２の順で点火が行われる気筒１Ａ
〜１Ｄにおいて点火順序が連続しない気筒間（第
１気筒１Ａと第４気筒１Ｄ、第２気筒１Ｂと第３
気筒１Ｃ）で気筒間干渉効果が得られる。すなわ
ち、第２図ａに示すように、気筒間干渉を行う気
筒間（第１気筒１Ａと第４気筒１Ｄ、第２気筒１
Ｂと第３気筒１Ｃ）において、一方の気筒の吸気
ポート３開口時に該吸気ポート３付近に発生した
開口時圧縮波（圧力波）は、該気筒間の通路長さ
を吸気ポート３の開口期間、設定回転数、圧力波
の伝播速度、無効期間をもとに適宜設定すること
により、一方の気筒の独立吸気通路→吸気拡大室
８→他方の気筒の独立吸気通路を経て、例えば吸
気行程初期又は吸気行程終期にある他方の気筒の
吸気ポート３に伝播する。その結果、この開口時
圧縮波により、他方の気筒において吸気が吸気ポ
ート３より燃焼室２に押し込まれて過給が行われ
ることになり、排気干渉効果が得られる。また、
第２図ｂに示すように、一方の気筒の吸気ポート
３閉口時に該吸気ポート３付近に発生した閉口時
圧縮波（圧力波）は、同様に気筒間の通路長さを
適宜に設定することにより、一方の気筒の独立吸
気通路→吸気拡大室８→他方の気筒の独立吸気通
路を経て、例えば吸気行程初期又は吸気行程終期
にある他方の気筒の吸気ポート３に伝播し、この
閉口時圧縮波により吸気が過給されることにな
り、吸気慣性効果が得られる。

そして、このように気筒間干渉により圧力波
（開口時圧縮波、閉口時圧縮波）が吸気拡大室８
内を伝播するとき、気筒間干渉を行う気筒間（第
１気筒１Ａと第４気筒１Ｄ、第２気筒１Ｂと第３
気筒１Ｃ）の独立吸気通路９と１２，１０と１１
は各々の拡大室側開口端部９ａと１２ａ，１０ａ
と１１ａが互いに対向し、かつ各々独立した吸気
拡大室８ａ，８ｂに開口しているため、気筒間干
渉を行う各系統において一方の独立吸気通路の拡
大室側開口端部から吸気拡大室８ａ，８ｂへ発し
た圧力波は他系統の圧力波との干渉による乱れを
生じることなくスムーズにかつ有効に他方の独立
吸気通路の拡大室側開口端部に伝わり、圧力波が
吸気拡大室８ａ，８ｂ内で拡散減衰するのが抑制
防止されることになり、よつて各系統の気筒間干
渉効果（排気干渉効果、吸気慣性効果）がより効
果的に最大限に発揮されて、充填効率の向上およ
び出力の向上を実効あるものとすることができ
る。

しかも、上記実施例では相互に対向する独立吸
気通路９と１２，１０と１１の拡大室側開口端部
９ａと１２ａ，１０ａと１１ａをベルマウス形状
に形成し、かつ各吸気拡大室８ａ，８ｂに突出さ
せて比較的短い距離でもつて対向するように開口
させているので、上記各吸気拡大室８ａ，８ｂで
の圧力波の伝達をより有効に行うことができ、各
系統の気筒間干渉効果のより一層の向上を図るこ
とができる。

また、その場合、上記第１および第２の各吸気
拡大室８ａ，８ｂは吸気拡大室８を仕切壁１４で
仕切つて独立させたにすぎず、また各独立吸気通
路９〜１２はその拡大室側開口端部９ａ〜１２ａ
を吸気拡大室８内部に突出させたにすぎないた
め、吸気拡大室８の容積はさほど減ることがなく
十分に確保されるので、そのサージタンク機能、
つまり加速時での息付きや減速時での燃焼のオー
バリツチによる失火等を防止して燃料の良好な応
答性を確保することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば、上記第１実施例では、点火順序が連
続しない二対の気筒間で気筒間干渉効果を得るよ
うにしたが、任意の一対の気筒間で気筒間干渉効
果を得るようにしてもよい。なお、上記第１実施
例の如く連続して気筒間干渉を行うようにする方
が全気筒の出力向上が図れて好ましい。また、４
気筒以外の他の４サイクル多気筒エンジンについ
ても同様に適用でき、少なくとも一対の異なる気
筒の独立吸気通路間で気筒間干渉を行うように
し、かつその吸気拡大室を他の独立吸気通路の吸
気拡大室と独立させるようにすればよい。

また、第３図は本発明の第２実施例としてデユ
アルインダクシヨンタイプの４バルブ式２気筒４
サイクルエンジンに適用した場合を示し（第１実
施例と同一の部分については同一の符号を付して
その説明を省略する）、吸気通路４の一次弁２０
下流は隔壁２１によつて低負荷用吸気通路２２と
二次弁２３を備えた高負荷用吸気通路２４とに仕
切られ、該低負荷用吸気通路２２には低負荷用吸
気拡大室２５が形成されている一方、高負荷用吸
気通路２４には上記低負荷用吸気拡大室２５とは
独立した高負荷用吸気拡大室２６が形成されてお
り、低負荷用吸気拡大室２５と第１および第２気
筒１Ａ，１Ｂの各低負荷用吸気ポート２７，２７
とはそれぞれ独立した低負荷用独立吸気通路２
８，２９によつて連通され、また高負荷用吸気拡
大室２６と第１および第２気筒１Ａ，１Ｂの各高
負荷用吸気ポート３０，３０とはそれぞれ独立し
た高負荷用独立吸気通路３１，３２によつて連通
されており、第１気筒１Ａと第２気筒１Ｂとにお
ける低負荷用独立吸気通路２８，２９同士および
高負荷用独立吸気通路３１，３２同士で気筒間干
渉を行うようにしている。尚、上記二次弁２３の
代わりに各高負荷用独立吸気通路３１，３２に開
閉弁３３を設けてもよい。また、３４，３５は排
気ポートである。

そして、本例においては、低負荷用独立吸気通
路２８，２９の拡大室側開口端部２８ａ，２９ａ
同士、並びに高負荷用独立吸気通路３１，３２の
拡大室側開口端部３１ａ，３２ａ同士を互いに対
向させて配置するとともに、相互に対向する低負
荷用独立吸気通路２８，２９と高負荷用独立吸気
通路３１，３２とを上述の如く独立した低負荷用
吸気拡大室２５と高負荷用吸気拡大室２６とに開
口させ、さらに上記各開口端部２８ａ，２９ａ，
３１ａ，３２ａをベルマウス形状に形成し、かつ
対応する低負荷用又は高負荷用吸気拡大室２５又
は２６内部に突出させて開口したものである。よ
つて、この場合にも、気筒１Ａ，１Ｂ間の低負荷
用独立吸気通路２８，２９系統および高負荷用独
立吸気通路３１，３２系統でそれぞれ気筒間干渉
効果を効果的に最大限に発揮させることができ
る。また、このデユアルインダクシヨンタイプに
おいても、低負荷又は高負荷系統の一方のみで気
筒間干渉効果を得るようにしてもよい。

さらに、本発明は上述の如きレシプロエンジン
以外にロータリピストンエンジンにも適用でき、
また吸気拡大室上流に過給機を備えたエンジンに
も適用可能である。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、異なる気筒の独
立吸気通路間を吸気圧力波が伝播して気筒間干渉
を行うようにした多気筒エンジンの吸気装置にお
いて、吸気拡大室の容積を十分に確保してそのサ
ージタンク機能を確保しながら、吸気圧力波が吸
気拡大室で他系統の吸気圧力波に影響されずにそ
の拡散減衰を有効に防止することができるので、
各系統の気筒間干渉効果をより効果的に最大限に
発揮させることができ、よつてこの気筒間干渉効
果による過給効果により充填効率の向上、出力向
上を実効あるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は第１
実施例の全体概略構成図、第２図ａおよびｂはそ
れぞれ排気干渉効果および吸気慣性効果を示す説
明図、第３図は第２実施例の全体概略構成図であ
る。 １Ａ〜１Ｄ……第１〜第４気筒、３……吸気ポ
ート、４……吸気通路、８……吸気拡大室、８ａ
……第１吸気拡大室、８ｂ……第２吸気拡大室、
９〜１２……独立吸気通路、９ａ〜１２ａ……拡
大室側開口端部、１４……仕切壁、２２……低負
荷用吸気通路、２４……高負荷用吸気通路、２５
……低負荷用吸気拡大室、２６……高負荷用吸気
拡大室、２７……低負荷用吸気ポート、２８，２
９……低負荷用独立吸気通路、２８ａ，２９ａ…
…拡大室側開口端部、３０……高負荷用吸気ポー
ト、３１，３２……高負荷用独立吸気通路、３１
ａ，３２ａ……拡大室側開口端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気通路に吸気拡大室を備え、該吸気拡大室
   と各気筒の吸気ポートとを独立して連通する独立
   吸気通路を有する多気筒エンジンの吸気装置であ
   つて、上記各独立吸気通路のうち異なる気筒にお
   ける少なくとも一対の独立吸気通路をその拡大室
   側開口端部で対向させて配置するとともに、この
   相互に対向する少なくとも一対の独立吸気通路
   を、他の独立吸気通路が開口する吸気拡大室と独
   立した吸気拡大室に開口させたことを特徴とする
   エンジンの吸気装置。