JPH0553931B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、特に、
吸気系の気柱振動と吸気期間との同調による慣性
過給を利用して出力の向上を図るようにしたエン
ジンの吸気装置の改良に関するものである。

（従来技術） 一般に、吸気管内の流れはいわゆる脈動流で、
吸気弁が開き吸入行程が始まると、シリンダ内に
発生する負圧のために吸気管内気柱は加速されシ
リンダ内に流れ込む。この間シリンダ内圧力およ
び容積は、ピストン下降運動と共に変化し、同時
に吸気管内圧力および速度も漸次時間的にも場所
的にも変化する。シリンダで発生した圧力波は吸
気管を伝わり、サージタンク部で反射されてシリ
ンダに戻るものであつて、吸気系においてはこの
現象が繰り返されている。上記ピストンの下降に
よつて生じる圧力変化の振動数と、吸気管および
シリンダ容積で決まる吸気系の固有振動数とを同
調させると吸気慣性効果が得られて、体積効率を
向上させることができ高出力化が実現できること
はよく知られている。

上記吸気系の固有振動数は吸気通路の長さと断
面積と吸気期間中の平均シリンダ容積とで定ま
り、この固有振動数と同調するエンジン回転数の
範囲を広くし、吸気慣性効果の利用による出力向
上域を拡大するために、吸気通路長さまたは吸気
通路面積を可変とした技術が種々提案されている
（例えば、特開昭48−58214号、特開昭56−115819
号、特開昭58−119919号）。

しかるに、これらの先行技術は、吸気慣性効果
の利用による出力向上範囲の拡大作用が小さくて
不十分であり、また、変更範囲を広くするには複
雑な機構を伴うなどの問題があり、簡易な構造で
より広い範囲で大きな同調が得られることが望ま
れている。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、広範囲において各回
転数で慣性効果が最大に得られるように簡易な構
造によつて吸気通路の通路面積を多段階に変えて
出力の向上を図るようにしたエンジンの吸気装置
を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の吸気装置は、１つの気筒に至る吸気通
路を通路面積の小さい第１吸気通路と通路面積の
大きい第２吸気通路とに分割形成し、各吸気通路
を開閉する開閉弁を備えた切換手段を設けて、エ
ンジン回転数に応じて上記開閉弁を開閉すること
により、吸気通路面積を第１吸気通路のみ、第２
吸気通路のみ、第１および第２吸気通路の３段階
に切換えるようにしたことを特徴とするものであ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、２つの吸気通路の切換えによ
つて吸気通路面積を３段階に変更することによ
り、簡易な構造で吸気慣性効果の同調範囲を拡大
し、広い回転域で大きな吸気慣性効果による出力
向上が効果的に図れるとともに、低回転域での吸
気流速の向上による性能改善を図ることができる
ものである。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は吸気装置を備えた多気筒エンジンの要部
断面正面図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図である。

エンジン１の各気筒の燃焼室２に連通開口する
吸気通路３は、スロツトル弁４下流にサージタン
ク５を備え、このサージタンク５下流で分岐され
各気筒に対して独立して結合される。

上記スロツトル弁４の下流側で、サージタンク
５からシリンダベツド６内に形成された燃焼室２
の近傍部分の吸気通路３は、隔壁７によつて、通
路面積の比較的小さい第１吸気通路３ａと、通路
面積の比較的大きい第２吸気通路３ｂとに区画形
成され、第１吸気通路３ａは燃焼室２の第１吸気
ポート１２ａに、第２吸気通路３ｂは第２吸気ポ
ート１２ｂにそれぞれ開口している。

上記第１吸気通路３ａには第１開閉弁８が介設
され、第２吸気通路３ｂには第２開閉弁９が介設
され、両開閉弁８，９の開閉によつて吸気通路面
積を切換える切換手段１０が設けられ、両開閉弁
８，９はその回転軸８ａ，９ａがそれぞれアクチ
ユエータ１１，１２に連係されて、該アクチユエ
ータ１１，１２は制御手段１３（コントロールユ
ニツト）からの制御信号に基づく作動により第１
および第２吸気通路３ａ，３ｂをそれぞれ独立し
て開閉し、第１吸気通路３ａのみによつて吸気を
供給するときと、第２吸気通路３ｂのみによつて
吸気を供給するときと、両吸気通路３ａ，３ｂに
よつて吸気を供給するときとで吸気通路面積を変
更するように構成されている。

上記隔壁７は開閉弁８，９下流の一部が除去さ
れて両側の第１および第２吸気通路３ａ，３ｂが
互いに連通し、この連通部分に臨んで燃料噴射ノ
ズル１４が配設され、単一の燃料噴射ノズル１４
によつて両吸気通路３ａ，３ｂに燃料供給が行え
るようにしている。

上記制御手段１３（コントロールユニツト）に
は回転数センサー１５からのエンジン回転数信号
が入力され、該制御手段１３はエンジン回転数の
変動に対応して前記吸気通路面積を変更する切換
手段１０の第１および第２アクチユエータ１１，
１２を駆動制御し、吸気通路面積を吸気通路３の
気柱振動数とエンジン回転数に基づく吸気期間の
周期とが同調して吸気慣性効果が最大となる値に
調整するべく、エンジン回転数の上昇に対応し
て、低回転域で第１開閉弁８のみを開き、中回転
域で第２開閉弁９を開き、高回転域で両開閉弁
８，９を開くものである。

なお、図において、１６は吸気弁、１７はシリ
ンダブロツク、１８はピストンである。

上記制御手段１３によるエンジン回転数に対す
る吸気通路３ａ，３ｂの切換による吸気通路面積
の制御（第１および第２開閉弁８，９の開度）を
第３図に示す。

エンジン回転数が第１の設定回転数N1に達す
ると、第１開閉弁８を閉じる一方、第２開閉弁９
を開き、上記第１の設定回転数N1より大きい値
の第２の設定回転数N2に達すると、再び第１開
閉弁８を開くものである。よつて、第１の設定回
転数N1以下の低回転域では第１吸気通路３ａの
みによる小さい吸気通路面積でもつて吸気を供給
する一方、第１の設定回転数N1を越え第２の設
定回転数N2以下の中回転域では、第２吸気通路
３ｂのみによつて中間の吸気通路面積でもつて吸
気を供給し、さらに、第２の設定回転数N2を越
えた高回転域では第１吸気通路３ａと第２吸気通
路３ｂとの両者による大きい吸気通路面積でもつ
て吸気を供給するように通路面積を３段階に切換
制御するものである。

なお、上記設定回転数N1，N2における開閉弁
８，９の切換制御は、開閉を急激に行うとシヨツ
クが発生するので、開閉を徐々に行うかオーバー
ラツプ期間があるように作動制御するのが好まし
い。

上記制御によれば第４図に示すように、エンジ
ン回転数の変動に対する全開トルク特性は、第１
吸気通路３ａのみによる吸気供給時の曲線と、
第２延長通路３ｂのみによる吸気供給時の曲線
と、第１および第２吸気通路３ａ，３ｂの両者に
よる吸気供給時の曲線とにおいて、各曲線，
，が吸気慣性効果の同調ピークに対応して増
減し、各曲線が他の曲線より大きいトルクを示す
時点を開閉弁８，９を切換える設定回転数N1，
N2に設定するものである。

よつて、上記実施例においては、通路面積を３
段階に切換えて変動させることから、各段階で大
きな吸気慣性効果を得て出力の向上を図ることが
できる。特に、吸気慣性効果が要求される高回転
域で効果的に出力向上が図れるものである。

また、低回転域では吸気通路面積を小さくして
吸気流速の向上を図ることにより燃焼性能を改善
することとができ、高回転域では大きい吸気通路
面積として多量の吸気を良好に供給することがで
きる。

なお、上記実施例では、第１および第２吸気通
路３ａ，３ｂとを区画する隔壁７の一部を除去し
て両者を連通するようにしているが、この連通を
なくして両吸気通路３ａ，３ｂを完全に独立形成
するようにしてもよい。その際、吸気系の固有振
動数は若干変化するものである。また、燃焼室２
に単一の吸気ポートを開口し、この吸気ポートの
上流側の吸気通路を第１吸気通路と第２吸気通路
とに分割形成するようにしてもよい。

【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装置を
有するエンジンの要部断面正面図、第２図は第１
図の−線に沿う断面図、第３図は制御特性例
を示す説明図、第４図は第３図の制御に基づくエ
ンジン回転数の全開トルクとの関係を示す特性図
である。 １……エンジン、３……吸気通路、３ａ……第
１吸気通路、３ｂ……第２吸気通路、５……サー
ジタンク、８……第１開閉弁、９……第２開閉
弁、１０……切換手段、１１，１２……アクチユ
エータ、１３……制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気筒に至る吸気通路が少なくとも一部におい
   て通路面積の小さい第１吸気通路と通路面積の大
   きい第２吸気通路との２つで形成され、第１吸気
   通路および第２吸気通路をそれぞれ独立して開閉
   する第１および第２開閉弁を備えた切換手段を設
   け、エンジン回転数の上昇に対応して、低回転域
   で第１開閉弁のみを、中回転域で第２開閉弁のみ
   を、高回転域で第１および第２開閉弁を開くよう
   に上記切換手段を作動させる制御手段を備え、吸
   気通路面積を３段階に切換えることを特徴とする
   エンジンの吸気装置。