JPH0643459Y2

JPH0643459Y2 - Ｖ型８気筒機関の吸気装置

Info

Publication number: JPH0643459Y2
Application number: JP9789288U
Authority: JP
Inventors: 勇也松尾; 末広浦辺; 英市藤澤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2003-07-26
Also published as: JPH0220723U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、慣性過給効果及び共鳴過給効果を利用したＶ
型８気筒機関の吸気装置に関する。

〈従来の技術〉内燃機関には、慣性過給効果及び共鳴過給効果を利用し
て吸気供給方式を採用し、吸気充填効率を改善したもの
がある。

慣性過給は、各気筒において、吸気開始時吸気ポート付
近に発生した負の圧力波が音速で吸気管端に伝播し、正
の圧力波となって吸気ポート方向に戻される吸気圧力振
動が生じることを利用している。

即ち、吸気弁が閉じる寸前に前記正の圧力波が吸気弁の
ところまで伝達されるように吸気圧力振動の周期と吸気
弁開閉周期とをマッチングさせることにより、正の圧力
波が生じた空気が慣性によってシリンダ内に押し込まれ
るようにしたものである。

共鳴過給は、互いに吸気干渉を起こさない２つの気筒群
において、２つの気筒群における吸気を共鳴管を介して
吸気振動させて、エンジン回転数が吸気系全体としての
共鳴周波数に同調した時共鳴現象を起こさせ、その圧力
上昇により過給を行う過給方式である。

上記の吸気装置として、例えば特開昭62-210218号公報
に記載されているＶ型内燃機関の吸気装置が知られてい
る。これを第７図に示すと、一対の気筒群X,Yと一対の
独立してサージタンク31,32とを夫々比較的長い常用通
路33と比較的短い高速通路34とで構成された分岐管35に
よって接続すると共に、各サージタンク31,32間を連通
路36によって接続し、その比較的短い高速通路34及び連
通路36を適宜開閉し得るようにしている。各サージタン
ク31,32は絞り弁37を有する集合管38を介して大気に連
結されている。

〈考案が解決しようとする課題〉しかしながら、このような従来のＶ型内燃機関の吸気装
置であっては、絞り弁37上流にあるエアクリーナから各
気筒までの吸気管長が充分長いとは言えず、例えば低・
中速運転領域において慣性過給効果が充分に得られな
い。

この結果、低・中速運転領域におけるパワー，トルクが
充分に得られない。特に、マルチシリンダはフリクショ
ンが大であるため、吸気管長を長くしたいという実情が
ある。

又、この従来例の、一対の気筒群X,Yと一対の独立した
サージタンク31,32と、常用通路33と高速通路34とで構
成された分岐管35との接続構造では、該分岐管35下方の
空間やシリンダヘッド38の分岐管35連通側端面と該分岐
管35の湾曲部との間の空間部等を大きく採ることができ
ないため、燃料噴射弁39の取付場所に制約を受け、燃料
噴射弁の小型化を余儀なくされ、コスト高を生じたり、
その他の補機等の設置場所にも苦慮するという問題点が
ある。

そこで、本考案はかかる従来の問題点に鑑み、吸気系の
構造の改良並びに機関本体に対する吸気系構造物の配置
構造の改良により、吸気性能の向上を図りつつ、車両の
デザイン性の向上等を図ったＶ型８気筒機関の吸気装置
を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉このため、本考案のＶ型８気筒機関の吸気装置は、２つ
のバンク夫々の上方に、一対のサブコレクタを設けると
共に、前記２のつバンク間に、吸気が導入されかつ前記
一対のサブコレクタに連通接続されるメインコレクタを
設ける一方、８つの気筒を互いに吸気干渉しない２つの
気筒群に分け、両気筒群夫々における２つの気筒を夫々
両バンクの前後端位置に、他の２つの気筒を夫々前記２
つの気筒が位置するバンクと反対側のバンクの前後端中
間位置に配置し、バンクの前後端に位置する気筒に接続
される吸気管を該バンクと反対側のバンク上方に設けら
れたサブコレクタに、バンクの前後端中間に位置する気
筒に接続される吸気管を該バンク上方に設けられたサブ
コレクタに夫々接続した構成とする。

〈作用〉かかる構成において、吸気はバンク間のメインコレクタ
を通って後、一対のサブコレクタに分配されて流入し、
各サブコレクタから吸気管を介して各気筒に導かれる。

上記吸気管の接続構造により、サブコレクタ内での吸気
干渉が防止される。

かかるＶ型８気筒機関の吸気装置にあっては、容量を大
きく採れるメインコレクタを設けたことにより、全体の
吸気管長を大幅に増大でき、低・中速運転領域における
慣性過給装置が充分に得られるようになる。

しかも、各気筒と吸気管の接続構造によって、メインコ
レクタの位置を低下させることができるようになり、エ
ンジンの全高を低く抑えることが可能となる。

又、両バンクの吸気系を対称的に構成できるので、エア
クリーナから各気筒までの吸気管長を等しくすることが
でき、気筒によって慣性過給効果の差がなくなり、気筒
毎の出力がバランスする。

更に、吸気管下方の空間やシリンダヘッドの吸気管連通
側端面と該吸気管との間の空間部等を大きく採ることが
可能となり、燃料噴射弁の取付場所を大きく採ることも
可能となり、燃料噴射弁の大型化を図れ、その他の補機
等の設置場所も苦慮することがなくなる。

〈実施例〉以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例であるＶ型８気筒ガソリン機
関の吸気装置を示し、第２図〜第６図は機関全体構造を
示している。

これらの図において、クランクケース１の右側には気筒
R₁，R₂，R₃，R₄が、左側には気筒L₁，L₂，L₃，L₄が配設
されている。

各気筒の着火順序は、R₁→L₁→R₄→L₄→L₃→R₂→L₂→R₃
である。

クランクケース１の左右には一対のバンク2,3が正面略
Ｖ字状に装着されている。バンク2,3には、図示しない
吸気ポートと排気ポートとが形成されている。

一対のバンク2,3の上方位置には、後述する吸気管を介
して各気筒R₁，R₂，R₃，R₄，L₁，L₂，L₃，L₄と連通した
一対のサブコレクタ7,8が配設されている。２つのバン
ク2,3間には、吸気が図示しないエアクリーナを介して
導入されかつ機関後端位置に配設されるスロットチャン
バ４を介して前記一対のサブコレクタ7,8に連通接続さ
れるメインコレクタ５が設けられている。メインコレク
タ５とサブコレクタ7,8とは、一端がメインコレクタ５
の機関後端側の端部に連通され、他端がサブコレクタ7,
8の機関後端側の端部に連通されるインレットパイプ９
を介して接続される。一対のサブコレクタ7,8の機関後
端側の端部同士は連通管としての可変吸気管10を介して
連通される。この可変吸気管10はインレットパイプ９の
下側位置において該インレットパイプ９と並列して配設
され、内部の長手方向中間位置には可変吸気バルブ13が
介装されている。

尚、この可変吸気バルブ13は、アクチュエータ11の駆動
を機関負荷センサ，回転数センサからの出力信号が入力
される図示しないコントロールユニットからの出力信号
により制御することにより開閉制御される。

アクチュエータ11の取付フランジ12は可変吸気管10に設
けられたボルトボス（図示せず）にボルト締めされる。

気筒L₁，L₄，R₂，R₃から構成される気筒群と気筒R₁，
R₄，L₂，L₃から構成される気筒群夫々における２つ気筒
L₁，L₄及びR₁，R₄は夫々の左右のバンク2,3の前後端位
置に、両気筒群夫々における他の２つの気筒R₃，R₂及び
L₃，L₂は夫々前記２つの気筒L₁，L₄及びR₁，R₄が位置す
るバンク2,3と反対側の両バンク3,2の前後端中間位置に
配設される。

そして、各バンク2,3の前端に位置する気筒L₁，R₁に夫
々接続される吸気管14,15は反対側のバンク3,2に対応し
て設けられたサブコレクタ8,7の前端位置に、後端に位
置する気筒L₄，R₄に夫々接続される吸気管16,17は前記
サブコレクタ8,7の後端位置に夫々連通される。更に、
各バンク2,3の前後端中間に位置する気筒L₃，L₂及び
R₃，R₂に夫々接続された吸気管18,19及び20,21は該バン
ク3,2に対応して設けられたサブコレクタ7,8に連通され
る。

かかる吸気管14〜21の接続構造により、サブコレクタ7,
8内での吸気干渉を防止できる。

前記吸気管14〜17は夫々サブコレクタ7,8の内側面から
相対向するサブコレクタ7,8に向かって略水平に延びた
後、下方に湾曲して延びて気筒L₁，R₁，L₄，R₄に連通さ
れる。又、吸気管18〜21は夫々サブコレクタ7,8の内面
側から相対向するサブコレクタ7,8に向かって略水平に
延びた後、略180度湾曲して即ち、Ｕターンして延びて
気筒L₃，L₂，R₃，R₂に連通される。

従って、吸気管14〜17は正面略Ｘ字状をなすように交差
し、吸気管18〜21はこの正面略Ｘ字状に略沿う形をな
す。

前記メインコレクタ５の両端部は高さ方向の厚みが大に
形成されて通路断面積大に形成され、中間部は同様の厚
みが小に形成されて通路断面積小に形成される。そし
て、メインコレクタ５の中間部は上記各吸気管14〜21が
なす正面略Ｘ字状部分の谷間の部分に位置し、両端部は
前後側及び後端側に位置する吸気管14,15及び16,17の前
・後方に位置する空間部に位置する。

このメインコレクタ５の前端部側の通路断面積大部の側
面にはエアクリーナと接続されるエアダクト22が接続さ
れ、該アエダクト22は側方に延びている。

前記正面略Ｘ字状部分の下側空間には補機，スタータモ
ータ，水パイプ，ブローバイガスホース等が配置され
る。

バンク2,3の吸気管14〜21連通側端面と吸気管14〜21の
湾曲部との間の空間部には、燃料噴射弁23が配設されて
いる。

一方、前記スロットルチャンバ４としては、デュアルス
ロットルチャンバが採用される。このデュアルスロット
ルチャンバ４を採用した結果、各サブコレクタ7,8への
吸気量を等しく管理でき、吸気量のバラツキが生じな
い。又、サブコレクタ7,8を夫々配設したものでは、長
い連動シャフトが必要になり、コスト高さとなるが、デ
ュアルスロットルチャンバ４はその心配がない。

かかるデュアルスロットルチャンバ４の側部外方位置に
は、スロットルバルブ4aを動作させるスロットルドラム
24が配設される。このスロットルドラム24にはアクセル
ペダルと連動するスロットルワイヤ25が接続され、スロ
ットルドラム24の上部を、該ドラム24の下部側から引き
出したスロットルワイヤ25で斜め上方へ引くことによ
り、該スロットルドラム24を回動させる構成になってい
る。

即ち、第５図に示すように、機関のバンク2,3間を通っ
て後方から前方に導かれたスロットルワイヤ25内蔵のス
ロットルワイヤブーツ26は機関前端側で支持具27により
支持された後Ｕターンされ、メインコレクタ５の一側面
に沿って後方に向かい該メインコレクタ５の後端側面に
ブラケット28により先端部が固定される。スロットルワ
イヤ25は固定されたスロットルワイヤブーツ26の先端部
から突出し、スロットルドラム24の下部から該ドラム24
の周溝に巻かれつつドラム24上部に至りここに連結され
る。

従って、スロットルワイヤ25をアクセスペダルの操作で
引っ張ると、スロットルドラム24が第５図の反時計方向
に回動してスロットルバルブ4aが開方向に動作される。

このようにスロットルドラム24の上部を、該ドラム24の
下部側から引き出したスロットルワイヤ25で斜め上方へ
引くようにした結果、次のような効果がある。

即ち、スロットルワイヤブーツ26が斜め下方に配設され
る結果、該ブーツ26のスロットルワイヤ25が導出される
口部から結露水が侵入して溜まることがなく、溜まった
結露水の氷結によりスロットルワイヤ25動作不良が生じ
るのを防止できる。又、単にスロットルワイヤブーツ26
を斜め下方に配設したのではなく、スロットルドラム24
の上部を、該ドラム24の下部側から引き出したスロット
ルワイヤ25で引く構成としたから、スロットルワイヤブ
ーツ26のレイアウト位置を低くすることができ、車両の
ボンネットがスロットルワイヤブーツ26と干渉すること
がないので、第５図に示すボンネットフードラインＬの
低下に貢献する。

次に、かかる構成の作用・効果について説明する。

吸気はバンク2,3間のメインコレクタ５を通って機関後
端側に達し、ここからスロットルチャンバ４を介して前
記一対のサブコレクタ7,8に分配されて流入し、各サブ
コレクタ7,8から吸気管14〜21を介して各気筒R₁〜R₄，L
₁〜L₄に導かれる。

例えば、機関の底・中速域で、可変吸気管10の可変吸気
バルブ13を開くと、サブコレクタ7,8同士が連通される
ことにより、サブコレクタ7,8及びメインコレクタ５は
サージタンクとして機能する。従って、サブコレクタ7,
8及びメインコレクタ５と各気筒R₁〜R₄，L₁〜L₄との間
で吸気振動が起こり、その振動系における共鳴周波数に
機関回転数が同調すると慣性過給効果が生じる。

又、機関の低・中速域で、可変吸気バルブ13を閉じる
と、サブコレクタ7,8同士が非連通となることにより、
サブコレクタ7,8及びメインコレクタ５は共鳴容器とし
て機能する。従って、２つのサブコレクタ7,8の間にお
いて、吸気は各サブコレクタ7,8,インレットパイプ９及
びメインコレクタ５を介して吸気振動し、機関回転数が
吸気系全体としての共鳴周波数に同調した時共鳴現象が
生じ、共鳴過給効果が得られる。

そして、かかる吸気装置にあっては、上述のように吸気
管14〜17は正面略Ｘ字状をなすように交差し、吸気管18
〜21はこの正面略Ｘ字状に略沿う形をなすようにＵター
ンした形状であるから、各吸気管長を長く形成できると
共に、メインコレクタ５の採用により、その容量を大き
く形成でき、更に、可変吸気管10とインレットパイプ９
とを機関後側に配置して所定の長さを確保するようにし
たから、エアクリーナから気筒までの全体の吸気系の長
さを大幅に長く形成することができ、低・中速運転領域
における慣性過給効果が充分に得られるようになる。

又、上述のように全体の吸気系長の大幅な増大にも関わ
らず、両バンク2,3の吸気系を対称的に構成できるの
で、エアクリーナから各気筒まての吸気管長を等しくす
ることができ、気筒によって慣性過給効果の差がなくな
り、気筒毎の出力がバランスする。

更に、サブコレクタ7,8をバンク2,3上方に配置したか
ら、サブコレクタをバンク間に位置させるものと比べて
同じ長さの吸気管を気筒に接続するのに、吸気管を大き
く曲げる必要がなく、吸気抵抗の低減を図れる。

又、吸気管14〜21がなす正面略Ｘ字状部分の上方空間に
メインコレクタ５を配置できるので、該メインコレクタ
５の位置を低くさせることができるようになり、機関の
全高を低く抑えることができるようになる。特に、メイ
ンコレクタ５の両端部は高さ方向の厚みが大に形成され
て通路断面積大に形成され、スロットルチャンバ４とエ
アダクト22夫々の通路断面積に対応できるようになって
おり、中間部は同様の厚みが小に形成されて通路断面積
小に形成される。そして、メインコレクタ５の中間部は
上記各吸気管14〜21がなす正面略Ｘ字状部分の谷間の部
分に位置し、両端部は前端側及び後端側に位置する吸気
管14,15及び16,17の前方に位置する空間部を利用して位
置させることができる結果、メインコレクタ５の高さよ
り低くでき、機関の全高さの低下効果に大きく貢献して
いる。

従って、第５図に示すボンネットフードラインＬを下げ
ることができる。このようにボンネットフードラインＬ
を下げても、上述したようなスロットルワイヤブーツ26
のレイアウトとした結果、ボンネットがスロットルワイ
ヤブーツ26に干渉することもない。

尚、第６図のE1線が従来のエンジンアウトラインであ
り、EL線が本構成によるエンジンアウトラインである。

更に、サブコレクタ7,8及びメインコレクタ５とを連通
するインレットパイプ9,可変吸気管10及びスロットルチ
ャンバ４夫々の位置が機関後端側になるので、機関後部
を高く、機関前部を低くでき、第５図に示すように、両
者のボンネットフードラインＬに沿って機関を搭載でき
るようになる。

又、上記した吸気管の接続構造により、サブコレクタ7,
8内での吸気干渉を防止できる結果、各気筒毎の充填空
気量のバラツキをなくすことができ、空気量の少ないシ
リンダでの出力低下、燃焼不良を防止できる。

更に、吸気管14〜21を正面略Ｘ字状部分が形成されるよ
うに配管したから、この正面略Ｘ字状部分の下側空間が
大きく空いて、ここに補機，スタータモータ，水パイプ
30,ブローバイホース等を容易に配置することができ、
バンク2,3間の空間を有効利用することができる。又、
バンク2,3の吸気管14〜21連通側端面と吸気管14〜21の
湾曲部分との間に空間ができるので、ここに大型の燃料
噴射弁23でも容易に配設できるようになり、大型の燃料
噴射弁23の採用により、コスト低減を図れる。

又、バンク間外側の吸気管を対向する反対側のバンク
へ、バンク間内側の吸気間をＵターンさせて同じ側のバ
ンクへ接続したから、機関前端側及び後端側の空間に余
裕ができるので、メインコレクタ５の前端側面に接続す
るエアダクト22やスロットルチャンバを容易に配置でき
る。この結果、前記エアダクト22の断面形状に複雑にし
なくとも実施例のように方形状に形成できるから、エア
ダクト22のブロー成形が楽になり、製作性の向上を図れ
る。又、機関前端側の空間にオルタネータ29を配置する
ことができ、充分に冷却風を利用できる。又、オルタネ
ータ29の大型化も可能である。

尚、本実施例においては、Ｖ型８気筒機関の例として、
Ｖ型８気筒ガソリン機関を挙げているが、これに限定さ
れることなく、８気筒のＶ型のディーゼルエンジンにも
適用できる。

〈考案の効果〉以上説明したように、本考案のＶ型８気筒機関の吸気装
置によれば、２つのバンク夫々の上方に、一対のサブコ
レクタを設けると共に、前記２つのバンク間に、メイン
コレクタを設けた構成とし、吸気をバンク間のメインコ
レクタを通して後サブコレクタに分配させ、各サブコレ
クタから吸気管を介して各気筒に導びくように構成し、
バンクの前後端に位置する気筒に接続される吸気管を該
バンクと反対側のバンク上方に設けられたサブコレクタ
に、バンクの前後端中間に位置する気筒に接続される吸
気管を該バンク上方に設けられたサブコレクタに夫々接
続するようにしたから、全体の吸気管長の増大化、吸気
系の対称化による気筒毎の出力のバランス化，機関の全
高の低減化，低・中速運転領域における慣性過給効果の
向上、吸気性能の向上を図りつつ、車両デザイン性の向
上等を図れる実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わるＶ型８気筒機関の吸気装置の一
実施例を示す斜視図、第２図は同上の吸気装置を適用し
た機関の平面図、第３図は同上の機関のメインコレクタ
を除去した状態の正面図、第４図は同上の機関のシリン
ダ側を除去した状態の背面図、第５図は同上の機関の右
サブコレクタを除いた右側面図、第６図は同上の機関の
左側面図、第７図は従来のＶ型内燃機関の吸気装置の一
例を示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面概略
図である。 2,3……バンク、５……メインコレクタ 7,8……サブコレクタ、14〜21……吸気管 L₁〜L₄，R₁〜R₄……気筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１Ｃ 9247−3Ｇ 35/16 Ｄ 9247−3Ｇ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】Ｖ型８気筒機関の２つのバンク夫々の上方
に、一対のサブコレクタを設けると共に、前記２つのバ
ンク間に、吸気が導入されかつ前記一対のサブコレクタ
に連通接続されるメインコレクタを設ける一方、８つの
気筒を互いに吸気干渉しない２つの気筒群に分け、両気
筒群夫々における２つの気筒を夫々両バンクの前後端位
置に、他の２つの気筒を夫々前記２つの気筒が位置する
バンクと反対側のバンクの前後端中間位置に配置し、バ
ンクの前後端に位置する気筒に接続される吸気管を該バ
ンクと反対側のバンク上方に設けられたサブコレクタ
に、バンクの前後端中間に位置する気筒に接続される吸
気管を該バンク上方に設けられたサブコレクタに夫々接
続したことを特徴とするＶ型８気筒機関の吸気装置。