JPH07286523A - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents
多気筒内燃機関の吸気装置Info
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- JPH07286523A JPH07286523A JP7826794A JP7826794A JPH07286523A JP H07286523 A JPH07286523 A JP H07286523A JP 7826794 A JP7826794 A JP 7826794A JP 7826794 A JP7826794 A JP 7826794A JP H07286523 A JPH07286523 A JP H07286523A
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- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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- F02M35/10078—Connections of intake systems to the engine
- F02M35/10085—Connections of intake systems to the engine having a connecting piece, e.g. a flange, between the engine and the air intake being foreseen with a throttle valve, fuel injector, mixture ducts or the like
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- F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
- F02M35/10111—Substantially V-, C- or U-shaped ducts in direction of the flow path
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸気制御弁７の閉時におけるスワール比や乱
れ強さを各気筒で均一にし、サイクル変動を抑制する。 【構成】 吸気マニホルド１の各ブランチ部３に、弁体
９の一部に切欠部１１を形成してなる吸気制御弁７が配
設されている。吸気制御弁７の上流側には、隔壁１３に
よって副通路部１２が区画形成されている。副通路部１
２は、切欠部１１と同一断面形状をなし、先端開口が切
欠部１１に合致するようになっている。十分な整流作用
が得られるように、副通路部１２の通路長は、その通路
断面積を円筒換算した平均内径の３倍以上に設定され
る。
れ強さを各気筒で均一にし、サイクル変動を抑制する。 【構成】 吸気マニホルド１の各ブランチ部３に、弁体
９の一部に切欠部１１を形成してなる吸気制御弁７が配
設されている。吸気制御弁７の上流側には、隔壁１３に
よって副通路部１２が区画形成されている。副通路部１
２は、切欠部１１と同一断面形状をなし、先端開口が切
欠部１１に合致するようになっている。十分な整流作用
が得られるように、副通路部１２の通路長は、その通路
断面積を円筒換算した平均内径の３倍以上に設定され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室内にスワール
もしくはタンブルを生成するために吸気制御弁を備えた
多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
もしくはタンブルを生成するために吸気制御弁を備えた
多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室内にスワールもしくはタンブル等
の旋回流を積極的に生成するため、各気筒の吸気通路内
に、板状の弁体の一部に切欠部を有するバタフライバル
ブ型の吸気制御弁を配設した吸気装置が従来から知られ
ている。このものでは、吸気制御弁を閉じたときに、弁
体の切欠部のみを通して吸気が片寄った形で燃焼室内に
流入するため、スワール等の旋回流を強めることができ
る。
の旋回流を積極的に生成するため、各気筒の吸気通路内
に、板状の弁体の一部に切欠部を有するバタフライバル
ブ型の吸気制御弁を配設した吸気装置が従来から知られ
ている。このものでは、吸気制御弁を閉じたときに、弁
体の切欠部のみを通して吸気が片寄った形で燃焼室内に
流入するため、スワール等の旋回流を強めることができ
る。
【０００３】そして、実開昭６１−４７４３０号公報に
は、吸気制御弁の下流となる吸気ポート内に、弁体の切
欠部部分と連通するようにスワール通路を形成した構成
が示されている。また、実開昭６４−５３４２３号公報
には、吸気制御弁開時に吸気流が円滑に流れるように、
吸気制御弁上流側に吸気通路中心線に沿って整流板を設
け、この整流板下流端が全開状態にある弁体と連続する
ようにした構成が示されている。
は、吸気制御弁の下流となる吸気ポート内に、弁体の切
欠部部分と連通するようにスワール通路を形成した構成
が示されている。また、実開昭６４−５３４２３号公報
には、吸気制御弁開時に吸気流が円滑に流れるように、
吸気制御弁上流側に吸気通路中心線に沿って整流板を設
け、この整流板下流端が全開状態にある弁体と連続する
ようにした構成が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前者の実開昭６１−４
７４３０号公報の吸気装置では、シリンダヘッドの吸気
ポート内にスワール通路を設ける構成となっているた
め、その加工が困難であるとともに、高価となる。しか
も、このように吸気ポート内にスワール通路を形成する
と、通路抵抗が増大し、機関の全開出力が低下するとい
う不具合がある。また、スワール通路の通路長が通路断
面積に比較して短いため、吸気制御弁の閉時に十分な整
流効果が得られず、気筒毎に吸気の流れが相違する。従
って、スワール比やタンブル比が各気筒毎に異なるもの
となり、機関のサイクル変動が増大し、機関の安定性が
悪化する。そのため、例えばリーンバーン機関であれ
ば、そのリーン限界が狭められる、という欠点がある。
７４３０号公報の吸気装置では、シリンダヘッドの吸気
ポート内にスワール通路を設ける構成となっているた
め、その加工が困難であるとともに、高価となる。しか
も、このように吸気ポート内にスワール通路を形成する
と、通路抵抗が増大し、機関の全開出力が低下するとい
う不具合がある。また、スワール通路の通路長が通路断
面積に比較して短いため、吸気制御弁の閉時に十分な整
流効果が得られず、気筒毎に吸気の流れが相違する。従
って、スワール比やタンブル比が各気筒毎に異なるもの
となり、機関のサイクル変動が増大し、機関の安定性が
悪化する。そのため、例えばリーンバーン機関であれ
ば、そのリーン限界が狭められる、という欠点がある。
【０００５】また後者の実開昭６４−５３４２３号公報
の吸気装置では、吸気制御弁の開時には整流作用が得ら
れるものの、閉時には、整流板で仕切られた吸気通路の
断面積と吸気制御弁の切欠部の形状とが一致しないこと
から、整流作用は弱くなる。従って、やはり気筒毎にス
ワール比等が異なり、サイクル変動が大きくなって、リ
ーン限界が狭められるという欠点がある。
の吸気装置では、吸気制御弁の開時には整流作用が得ら
れるものの、閉時には、整流板で仕切られた吸気通路の
断面積と吸気制御弁の切欠部の形状とが一致しないこと
から、整流作用は弱くなる。従って、やはり気筒毎にス
ワール比等が異なり、サイクル変動が大きくなって、リ
ーン限界が狭められるという欠点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、多
気筒内燃機関のシリンダヘッドに接続される吸気マニホ
ルドのブランチ部に、板状の弁体の一部に切欠部を有す
るバタフライバルブ型の吸気制御弁が配設された多気筒
内燃機関の吸気装置において、上記ブランチ部内の上記
弁体の上流側に、上記吸気制御弁閉時に先端開口が上記
切欠部に合致する該切欠部と略同一断面形状をなす副通
路部を区画形成し、かつこの副通路部の通路長を、その
通路断面積の円筒換算の平均内径に対し３倍以上の長さ
に設定したことを特徴としている。
気筒内燃機関のシリンダヘッドに接続される吸気マニホ
ルドのブランチ部に、板状の弁体の一部に切欠部を有す
るバタフライバルブ型の吸気制御弁が配設された多気筒
内燃機関の吸気装置において、上記ブランチ部内の上記
弁体の上流側に、上記吸気制御弁閉時に先端開口が上記
切欠部に合致する該切欠部と略同一断面形状をなす副通
路部を区画形成し、かつこの副通路部の通路長を、その
通路断面積の円筒換算の平均内径に対し３倍以上の長さ
に設定したことを特徴としている。
【０００７】また、請求項２の発明では、上記ブランチ
部の中心線の曲率に沿って、上記切欠部の外形状と同一
断面形状の隔壁を形成することにより上記副通路部を形
成した。
部の中心線の曲率に沿って、上記切欠部の外形状と同一
断面形状の隔壁を形成することにより上記副通路部を形
成した。
【０００８】さらに請求項３の発明は、多気筒内燃機関
のシリンダヘッドと吸気マニホルドとの間に制御弁ハウ
ジングが介装され、この制御弁ハウジングの複数の吸気
通路部に、板状の弁体の一部に切欠部を有するバタフラ
イバルブ型の吸気制御弁が配設された多気筒内燃機関の
吸気装置において、上記制御弁ハウジングにおける吸気
通路部内の上記弁体の上流側に、上記吸気制御弁閉時に
先端開口が上記切欠部に合致する該切欠部と略同一断面
形状をなす副通路部を区画形成し、かつこの副通路部の
通路長を、その通路断面積の円筒換算の平均内径に対し
３倍以上の長さに設定したことを特徴としている。
のシリンダヘッドと吸気マニホルドとの間に制御弁ハウ
ジングが介装され、この制御弁ハウジングの複数の吸気
通路部に、板状の弁体の一部に切欠部を有するバタフラ
イバルブ型の吸気制御弁が配設された多気筒内燃機関の
吸気装置において、上記制御弁ハウジングにおける吸気
通路部内の上記弁体の上流側に、上記吸気制御弁閉時に
先端開口が上記切欠部に合致する該切欠部と略同一断面
形状をなす副通路部を区画形成し、かつこの副通路部の
通路長を、その通路断面積の円筒換算の平均内径に対し
３倍以上の長さに設定したことを特徴としている。
【０００９】
【作用】吸気制御弁が閉じた状態では、その弁体の切欠
部のみを通して吸気が流れ、燃焼室内に片寄った形で吸
気が流入するため、燃焼室内の旋回流が強められる。こ
のとき、切欠部を通る吸気は、その上流側の副通路部内
を通過することになるが、該副通路部は切欠部と略同一
断面形状をなし、かつ十分な通路長を有するため、確実
に整流される。そのため、各気筒でのスワール比等が均
一となる。
部のみを通して吸気が流れ、燃焼室内に片寄った形で吸
気が流入するため、燃焼室内の旋回流が強められる。こ
のとき、切欠部を通る吸気は、その上流側の副通路部内
を通過することになるが、該副通路部は切欠部と略同一
断面形状をなし、かつ十分な通路長を有するため、確実
に整流される。そのため、各気筒でのスワール比等が均
一となる。
【００１０】請求項２の構成では、ブランチ部内壁面に
沿う隔壁によって副通路部が形成され、該副通路部がブ
ランチ部の中心線の曲率に沿ったものとなる。
沿う隔壁によって副通路部が形成され、該副通路部がブ
ランチ部の中心線の曲率に沿ったものとなる。
【００１１】また請求項３の構成では、制御弁ハウジン
グに副通路部が形成される。
グに副通路部が形成される。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１３】図１〜図５は、この発明の第１実施例を示
している。この実施例は、ＳＰＩ（シングルポイントイ
ンジェクション）方式の燃料噴射装置もしくは気化器か
らなる燃料供給装置を備えた直列４気筒内燃機関用の吸
気マニホルド１に本発明を適用したものであって、この
吸気マニホルド１は、集合部２から各気筒のブランチ部
３が分岐形成され、かつ各ブランチ部３の先端がシリン
ダヘッド側ブランチ部４に接続されている。また、集合
部２上部には、ＳＰＩ方式のインジェクションボティあ
るいは気化器を載置固定する燃料供給装置側フランジ部
５が形成されている。尚、＃１気筒のブランチ部３と＃
２気筒のブランチ部３とは、その基部が互いに一体とな
っており、先端側部分のみが二股状に分岐している。同
様に、＃３気筒のブランチ部３と＃４気筒のブランチ部
３の基部が互いに一体となっている。
している。この実施例は、ＳＰＩ（シングルポイントイ
ンジェクション）方式の燃料噴射装置もしくは気化器か
らなる燃料供給装置を備えた直列４気筒内燃機関用の吸
気マニホルド１に本発明を適用したものであって、この
吸気マニホルド１は、集合部２から各気筒のブランチ部
３が分岐形成され、かつ各ブランチ部３の先端がシリン
ダヘッド側ブランチ部４に接続されている。また、集合
部２上部には、ＳＰＩ方式のインジェクションボティあ
るいは気化器を載置固定する燃料供給装置側フランジ部
５が形成されている。尚、＃１気筒のブランチ部３と＃
２気筒のブランチ部３とは、その基部が互いに一体とな
っており、先端側部分のみが二股状に分岐している。同
様に、＃３気筒のブランチ部３と＃４気筒のブランチ部
３の基部が互いに一体となっている。
【００１４】各ブランチ部３内には、図２，図３に示す
ように、気筒列と直交する方向に沿って押し潰した形に
若干偏平となった吸気通路部６がそれぞれ設けられてい
る。この吸気通路部６の先端は、シリンダヘッド側フラ
ンジ部４にそれぞれ開口しており、該フランジ部４が図
示せぬシリンダヘッド側面に固定されることにより、各
気筒の吸気ポートと接続されるようになっている。
ように、気筒列と直交する方向に沿って押し潰した形に
若干偏平となった吸気通路部６がそれぞれ設けられてい
る。この吸気通路部６の先端は、シリンダヘッド側フラ
ンジ部４にそれぞれ開口しており、該フランジ部４が図
示せぬシリンダヘッド側面に固定されることにより、各
気筒の吸気ポートと接続されるようになっている。
【００１５】そして、上記吸気通路部６が開口する上記
シリンダヘッド側フランジ部４部分には、燃焼室内に旋
回流を生成するための吸気制御弁７が設けられている。
この吸気制御弁７は、気筒列方向に沿って配設された１
本のシャフト８に、各気筒毎に板状の弁体９を取り付け
てなるバタフライバルブ型の構成であり、シャフト８を
回転駆動するように、フランジ部４一端部にダイヤフラ
ム式アクチュエータ１０が設けられている。上記弁体９
は、図５に示すように吸気通路部６の開口形状に対応し
た長円形状をなし、かつその一部に切欠部１１が設けら
れている。この切欠部１１は、シャフト８により上下に
仕切られた弁体９の上部にあり、かつ一方に片寄って形
成されている。具体的には、二股状に分岐した＃１，＃
２気筒のブランチ部３に対して、その内側となる位置に
それぞれ切欠部１１が設けられている。同様に、二股状
に分岐した＃３，＃４気筒のブランチ部３に対して、そ
の内側となる位置にそれぞれ切欠部１１が設けられてい
る。
シリンダヘッド側フランジ部４部分には、燃焼室内に旋
回流を生成するための吸気制御弁７が設けられている。
この吸気制御弁７は、気筒列方向に沿って配設された１
本のシャフト８に、各気筒毎に板状の弁体９を取り付け
てなるバタフライバルブ型の構成であり、シャフト８を
回転駆動するように、フランジ部４一端部にダイヤフラ
ム式アクチュエータ１０が設けられている。上記弁体９
は、図５に示すように吸気通路部６の開口形状に対応し
た長円形状をなし、かつその一部に切欠部１１が設けら
れている。この切欠部１１は、シャフト８により上下に
仕切られた弁体９の上部にあり、かつ一方に片寄って形
成されている。具体的には、二股状に分岐した＃１，＃
２気筒のブランチ部３に対して、その内側となる位置に
それぞれ切欠部１１が設けられている。同様に、二股状
に分岐した＃３，＃４気筒のブランチ部３に対して、そ
の内側となる位置にそれぞれ切欠部１１が設けられてい
る。
【００１６】また上記吸気通路部６の弁体９上流側に
は、上記切欠部１１に対応する副通路部１２がそれぞれ
区画形成されている。この副通路部１２は、上記切欠部
１１の外形状と同一断面形状の隔壁１３を吸気通路部６
内に設けることにより通路状に形成されているもので、
上記切欠部１１と同一の断面形状をなし、かつその先端
開口が吸気制御弁７の閉時に上記切欠部１１と合致する
ようになっている。また、この実施例では、上記隔壁１
３が図１に示すように、ブランチ部３の中心線の曲率に
沿って湾曲して形成されており、従って、副通路部１２
は長手方向の各部で略同一の断面形状を保ちつつブラン
チ部３と同様に湾曲している。そして、この副通路部１
２の通路長Ｌは、その通路断面積を円筒形に換算した場
合の平均内径（直径）に対し、３倍以上の長さを有して
いる。尚、上記隔壁１３は、アルミニウム合金等を用い
て鋳造される吸気マニホルド１の一部として一体に鋳造
されている。
は、上記切欠部１１に対応する副通路部１２がそれぞれ
区画形成されている。この副通路部１２は、上記切欠部
１１の外形状と同一断面形状の隔壁１３を吸気通路部６
内に設けることにより通路状に形成されているもので、
上記切欠部１１と同一の断面形状をなし、かつその先端
開口が吸気制御弁７の閉時に上記切欠部１１と合致する
ようになっている。また、この実施例では、上記隔壁１
３が図１に示すように、ブランチ部３の中心線の曲率に
沿って湾曲して形成されており、従って、副通路部１２
は長手方向の各部で略同一の断面形状を保ちつつブラン
チ部３と同様に湾曲している。そして、この副通路部１
２の通路長Ｌは、その通路断面積を円筒形に換算した場
合の平均内径（直径）に対し、３倍以上の長さを有して
いる。尚、上記隔壁１３は、アルミニウム合金等を用い
て鋳造される吸気マニホルド１の一部として一体に鋳造
されている。
【００１７】次に、図６〜図１１は、この発明の第２実
施例を示している。この実施例では、各気筒毎に燃料噴
射弁を配置したＭＰＩ（マルチポイントインジェクショ
ン）方式の燃料噴射装置を備えた直列４気筒内燃機関に
適用したものであって、図６に示すように、吸気マニホ
ルド２１とシリンダヘッド２２との間に、スペーサ状の
制御弁ハウジング２３がガスケット２４，２５とともに
挾持されている。この制御弁ハウジング２３は、例えば
アルミニウム合金を用いて４気筒全体が一体に鋳造され
ており、各気筒に対応する吸気通路部２６がフランジ部
２７，２８の間に貫通して形成されている。ここで、本
実施例は各気筒毎に一対の吸気弁を有する所謂吸気２弁
式機関となっており、各吸気弁に対応して各気筒毎に一
対の吸気ポートが形成されているため、各気筒の吸気通
路部２６は、制御弁ハウジング２３内で二股状に分岐し
ている。従って、吸気マニホルド２１側のフランジ部２
７においては、図９に示すように、各気筒毎に偏平な長
円形に開口しているのに対し、シリンダヘッド２２側の
フランジ部２８においては、図８に示すように、各気筒
毎に一対の真円形の開口が並んだ状態となっている。ま
た、各気筒一対の吸気ポートの一方を指向するように、
噴射弁取付座部２９が各気筒毎に形成されている。つま
り、この座部２９に取り付けられる図示せぬ燃料噴射弁
から噴射された燃料が、フランジ部２８における一対の
開口の一方を通して供給されるようになっている。
施例を示している。この実施例では、各気筒毎に燃料噴
射弁を配置したＭＰＩ（マルチポイントインジェクショ
ン）方式の燃料噴射装置を備えた直列４気筒内燃機関に
適用したものであって、図６に示すように、吸気マニホ
ルド２１とシリンダヘッド２２との間に、スペーサ状の
制御弁ハウジング２３がガスケット２４，２５とともに
挾持されている。この制御弁ハウジング２３は、例えば
アルミニウム合金を用いて４気筒全体が一体に鋳造され
ており、各気筒に対応する吸気通路部２６がフランジ部
２７，２８の間に貫通して形成されている。ここで、本
実施例は各気筒毎に一対の吸気弁を有する所謂吸気２弁
式機関となっており、各吸気弁に対応して各気筒毎に一
対の吸気ポートが形成されているため、各気筒の吸気通
路部２６は、制御弁ハウジング２３内で二股状に分岐し
ている。従って、吸気マニホルド２１側のフランジ部２
７においては、図９に示すように、各気筒毎に偏平な長
円形に開口しているのに対し、シリンダヘッド２２側の
フランジ部２８においては、図８に示すように、各気筒
毎に一対の真円形の開口が並んだ状態となっている。ま
た、各気筒一対の吸気ポートの一方を指向するように、
噴射弁取付座部２９が各気筒毎に形成されている。つま
り、この座部２９に取り付けられる図示せぬ燃料噴射弁
から噴射された燃料が、フランジ部２８における一対の
開口の一方を通して供給されるようになっている。
【００１８】また上記座部２９の内側開口部よりも上流
側となる位置、つまり燃料噴霧と干渉しない位置に、吸
気制御弁３０が設けられている。この吸気制御弁３０
は、前述した実施例と同様に気筒列方向に沿って配設さ
れた１本のシャフト３１に、板状の弁体３２を取り付け
てなるバタフライバルブ型の構成であり、シャフト３１
を回転駆動するようにダイヤフラム式アクチュエータ３
３が設けられている。ここで、上記弁体３２は、各気筒
の吸気通路部２６が一対の断面円形通路に分岐した位置
にあり、それぞれを開閉するように各気筒一対の真円形
に形成されている。そして、各気筒一対の弁体３２の中
の一方のみに、図１１に示すような切欠部３４が形成さ
れている。具体的には、燃料噴射弁が配置される方の弁
体３２に切欠部３４が設けられている。
側となる位置、つまり燃料噴霧と干渉しない位置に、吸
気制御弁３０が設けられている。この吸気制御弁３０
は、前述した実施例と同様に気筒列方向に沿って配設さ
れた１本のシャフト３１に、板状の弁体３２を取り付け
てなるバタフライバルブ型の構成であり、シャフト３１
を回転駆動するようにダイヤフラム式アクチュエータ３
３が設けられている。ここで、上記弁体３２は、各気筒
の吸気通路部２６が一対の断面円形通路に分岐した位置
にあり、それぞれを開閉するように各気筒一対の真円形
に形成されている。そして、各気筒一対の弁体３２の中
の一方のみに、図１１に示すような切欠部３４が形成さ
れている。具体的には、燃料噴射弁が配置される方の弁
体３２に切欠部３４が設けられている。
【００１９】また、この切欠部３４を具備する弁体３２
の上流側には、前述した実施例と同様に、各切欠部３４
に対応する副通路部３５がそれぞれ区画形成されてい
る。この副通路部３５は、上記切欠部３４の外形状と同
一断面形状の隔壁３６を吸気通路部２６内に設けること
により通路状に形成されているもので、上記切欠部３４
と同一の断面形状をなし、かつその先端開口が吸気制御
弁３０の閉時に上記切欠部３４と合致するようになって
いる。そして、この副通路部３５は、吸気通路部２６の
フランジ部２７側の開口端に達するように形成されてい
るが、その通路長は、やはりその通路断面積を円筒形に
換算した場合の平均内径に対し３倍以上の長さを有して
いる。尚、上記隔壁３６は制御弁ハウジング２３と一体
に鋳造されている。
の上流側には、前述した実施例と同様に、各切欠部３４
に対応する副通路部３５がそれぞれ区画形成されてい
る。この副通路部３５は、上記切欠部３４の外形状と同
一断面形状の隔壁３６を吸気通路部２６内に設けること
により通路状に形成されているもので、上記切欠部３４
と同一の断面形状をなし、かつその先端開口が吸気制御
弁３０の閉時に上記切欠部３４と合致するようになって
いる。そして、この副通路部３５は、吸気通路部２６の
フランジ部２７側の開口端に達するように形成されてい
るが、その通路長は、やはりその通路断面積を円筒形に
換算した場合の平均内径に対し３倍以上の長さを有して
いる。尚、上記隔壁３６は制御弁ハウジング２３と一体
に鋳造されている。
【００２０】次に、上記各実施例の作用について説明す
る。
る。
【００２１】一般にリーンバーン機関等においては、吸
気制御弁７，３０によって燃焼室内の乱れ強さを強める
ことにより、図１４に示すように主燃焼期間が短縮し、
これに伴い、図１５に示すようにリーン燃焼させ得る限
界の空燃比がリーン側に拡大する。尚、実線Ａ，Ｂはそ
れぞれ異なる機関での特性例を示す。しかしながら、逆
に乱れ強さを強くすると、図１６に示すように、内燃機
関のサイクル変動が増大する特性があり、またこのよう
にサイクル変動が大きくなると、図１７に示すようにリ
ーン限界空燃比が低下し、十分にリーン化させることが
困難になる。すなわち、リーン限界を拡大すべく乱れ強
さを強くすると、逆にサイクル変動が大きくなり、乱れ
強さによるリーン限界の拡大が相殺される特性を有して
いる。従って、乱れ強さだけを強め、そのときのサイク
ル変動の増大を抑制することが重要な課題となる。
気制御弁７，３０によって燃焼室内の乱れ強さを強める
ことにより、図１４に示すように主燃焼期間が短縮し、
これに伴い、図１５に示すようにリーン燃焼させ得る限
界の空燃比がリーン側に拡大する。尚、実線Ａ，Ｂはそ
れぞれ異なる機関での特性例を示す。しかしながら、逆
に乱れ強さを強くすると、図１６に示すように、内燃機
関のサイクル変動が増大する特性があり、またこのよう
にサイクル変動が大きくなると、図１７に示すようにリ
ーン限界空燃比が低下し、十分にリーン化させることが
困難になる。すなわち、リーン限界を拡大すべく乱れ強
さを強くすると、逆にサイクル変動が大きくなり、乱れ
強さによるリーン限界の拡大が相殺される特性を有して
いる。従って、乱れ強さだけを強め、そのときのサイク
ル変動の増大を抑制することが重要な課題となる。
【００２２】サイクル変動の原因は種々あるが、主要な
原因の一つに、気筒毎の乱れ強さの差異が挙げられる。
すなわち、気筒毎に乱れの強さが異なるため、空燃比限
界のずれが気筒間に発生し、各気筒の発生トルクが不均
一となってサイクル変動が悪化するのである。
原因の一つに、気筒毎の乱れ強さの差異が挙げられる。
すなわち、気筒毎に乱れの強さが異なるため、空燃比限
界のずれが気筒間に発生し、各気筒の発生トルクが不均
一となってサイクル変動が悪化するのである。
【００２３】気筒毎の乱れ強さの差異は、吸気制御弁
７，３０の切欠部１１，３４を通して流入する吸気の流
れが各気筒で不均一になることによる。図１２は、第１
実施例と同様の基本構成を有し、かつ副通路部１２を具
備しない従来の４気筒機関用吸気マニホルド１′におけ
る吸気の流れを説明するもので、吸気通路部６内では矢
印で示すようにスパイラル状の流れとなり、従って、吸
気制御弁７の閉時にその切欠部１１を通して流入する吸
気は、各気筒で一様とはならない。そのため、気筒毎に
スワール比、タンブル比および乱れ強さが異なり、サイ
クル変動を引き起こすことになる。
７，３０の切欠部１１，３４を通して流入する吸気の流
れが各気筒で不均一になることによる。図１２は、第１
実施例と同様の基本構成を有し、かつ副通路部１２を具
備しない従来の４気筒機関用吸気マニホルド１′におけ
る吸気の流れを説明するもので、吸気通路部６内では矢
印で示すようにスパイラル状の流れとなり、従って、吸
気制御弁７の閉時にその切欠部１１を通して流入する吸
気は、各気筒で一様とはならない。そのため、気筒毎に
スワール比、タンブル比および乱れ強さが異なり、サイ
クル変動を引き起こすことになる。
【００２４】これに対し、本発明では、図１３に示すよ
うに、吸気通路部６内のスパイラル状の流れは、副通路
部１２内で整流された上で、切欠部１１を通過する。そ
のため切欠部１１を介して燃焼室に流入する吸気の流れ
は、各気筒で一様なものとなる。特に、副通路部１２の
通路断面が切欠部１１と等しいため、流れが乱されるこ
とがない。従って、各気筒のスワール比、タンブル比お
よび乱れ強さが一様となり、サイクル変動が抑制され
る。すなわち、本発明の吸気装置によれば、図１８に示
すように、副通路部１２を具備しない従来の内燃機関に
比較してリーン領域でのＰｉサージトルクの上昇が抑制
され、安定性が向上する。
うに、吸気通路部６内のスパイラル状の流れは、副通路
部１２内で整流された上で、切欠部１１を通過する。そ
のため切欠部１１を介して燃焼室に流入する吸気の流れ
は、各気筒で一様なものとなる。特に、副通路部１２の
通路断面が切欠部１１と等しいため、流れが乱されるこ
とがない。従って、各気筒のスワール比、タンブル比お
よび乱れ強さが一様となり、サイクル変動が抑制され
る。すなわち、本発明の吸気装置によれば、図１８に示
すように、副通路部１２を具備しない従来の内燃機関に
比較してリーン領域でのＰｉサージトルクの上昇が抑制
され、安定性が向上する。
【００２５】また図１９は、代表点における空燃比と点
火時期に対する燃費向上代を示したマップであり、図示
するように、本発明の吸気装置を備えた内燃機関におい
ては、副通路部１２を具備しない従来の内燃機関に比較
して空燃比のリーン限界が拡大することに伴い、燃費が
更に向上する効果が得られる。
火時期に対する燃費向上代を示したマップであり、図示
するように、本発明の吸気装置を備えた内燃機関におい
ては、副通路部１２を具備しない従来の内燃機関に比較
して空燃比のリーン限界が拡大することに伴い、燃費が
更に向上する効果が得られる。
【００２６】ところで、上述した副通路部１２，３５の
整流作用は、当然のことながら、その通路長に依存する
が、各実施例のように、通路断面積の円筒換算の平均内
径に対し３倍以上とすれば、サイクル変動を抑制する上
で十分な整流作用が得られる。すなわち、風洞等におけ
る整流のためには、一般に通路長は通路断面の平均内径
の８〜２０倍必要とされる（流体力学ハンドブックよ
り）が、内燃機関のサイクル変動に着目すると、図２０
に示すように、平均内径Ｒの３倍の通路長Ｌがあれば、
サイクル変動を約７０％低減することができ、また同時
に、サイクル変動の許容限界である４％以下となるの
で、実用上十分な作用効果が得られる。尚、図２０は、
Ａ／Ｆ＝２４、１６００ｒｐｍ、４．０ｋｇｍの代表点
における特性を示している。
整流作用は、当然のことながら、その通路長に依存する
が、各実施例のように、通路断面積の円筒換算の平均内
径に対し３倍以上とすれば、サイクル変動を抑制する上
で十分な整流作用が得られる。すなわち、風洞等におけ
る整流のためには、一般に通路長は通路断面の平均内径
の８〜２０倍必要とされる（流体力学ハンドブックよ
り）が、内燃機関のサイクル変動に着目すると、図２０
に示すように、平均内径Ｒの３倍の通路長Ｌがあれば、
サイクル変動を約７０％低減することができ、また同時
に、サイクル変動の許容限界である４％以下となるの
で、実用上十分な作用効果が得られる。尚、図２０は、
Ａ／Ｆ＝２４、１６００ｒｐｍ、４．０ｋｇｍの代表点
における特性を示している。
【００２７】以上、主に第１実施例の作用について説明
したが、第２実施例の副通路部３５によっても全く同様
の作用効果が得られる。また第２実施例においては、ス
ペーサ状の制御弁ハウジング２３に副通路部３５が形成
されるので、非常に容易に一体鋳造することができる。
したが、第２実施例の副通路部３５によっても全く同様
の作用効果が得られる。また第２実施例においては、ス
ペーサ状の制御弁ハウジング２３に副通路部３５が形成
されるので、非常に容易に一体鋳造することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る多気筒内燃機関の吸気装置によれば、吸気制御弁
上流側の副通路部内において吸気流が整流されるので、
吸気制御弁閉時に一様な流れとなって切欠部を通過し、
燃焼室に流入する。そのため、スワール比、タンブル比
および乱れ強さの各気筒間のばらつきが少なくなり、サ
イクル変動を抑制できる。従って、例えば空燃比のリー
ン限界の拡大が図れる。特に、副通路部は、切欠部と略
同一断面形状をなし、かつ吸気制御弁閉時に先端開口が
切欠部に合致するようになっているので、段差による乱
れを生じることがなく、その通路長を平均内径の３倍以
上にしたことを相俟って良好な整流作用が得られる。ま
た、副通路部は、吸気ポート側ではなく、吸気マニホル
ドのブランチ部もしくは制御弁ハウジングに形成される
ので、一体鋳造等による形成が非常に容易となる。
に係る多気筒内燃機関の吸気装置によれば、吸気制御弁
上流側の副通路部内において吸気流が整流されるので、
吸気制御弁閉時に一様な流れとなって切欠部を通過し、
燃焼室に流入する。そのため、スワール比、タンブル比
および乱れ強さの各気筒間のばらつきが少なくなり、サ
イクル変動を抑制できる。従って、例えば空燃比のリー
ン限界の拡大が図れる。特に、副通路部は、切欠部と略
同一断面形状をなし、かつ吸気制御弁閉時に先端開口が
切欠部に合致するようになっているので、段差による乱
れを生じることがなく、その通路長を平均内径の３倍以
上にしたことを相俟って良好な整流作用が得られる。ま
た、副通路部は、吸気ポート側ではなく、吸気マニホル
ドのブランチ部もしくは制御弁ハウジングに形成される
ので、一体鋳造等による形成が非常に容易となる。
【００２９】また請求項２のようにブランチ部の中心線
の曲率に沿って副通路部を形成すれば、該副通路部がブ
ランチ部の湾曲に沿った一定断面形状のものとなり、一
層良好な整流作用が得られる。
の曲率に沿って副通路部を形成すれば、該副通路部がブ
ランチ部の湾曲に沿った一定断面形状のものとなり、一
層良好な整流作用が得られる。
【図１】この発明の第１実施例に係る吸気マニホルドの
平面図。
平面図。
【図２】この吸気マニホルドのシリンダヘッド側フラン
ジ部に沿った断面図。
ジ部に沿った断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】この吸気マニホルドの側面図。
【図５】吸気制御弁の弁体の拡大図。
【図６】この発明の第２実施例に係る吸気装置の分解斜
視図。
視図。
【図７】この第２実施例に係る制御弁ハウジングの平面
図。
図。
【図８】この制御弁ハウジングの正面図。
【図９】同制御弁ハウジングの背面図。
【図１０】図７のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１１】吸気制御弁の弁体の拡大図。
【図１２】従来における吸気制御弁閉時の吸気の流れを
示す説明図。
示す説明図。
【図１３】第１実施例における吸気制御弁閉時の吸気の
流れを示す説明図。
流れを示す説明図。
【図１４】乱れ強さと主燃焼期間との関係を示す特性
図。
図。
【図１５】乱れ強さと空燃比のリーン限界との関係を示
す特性図。
す特性図。
【図１６】乱れ強さと初期燃焼変動との関係を示す特性
図。
図。
【図１７】サイクル変動と空燃比のリーン限界との関係
を示す特性図。
を示す特性図。
【図１８】空燃比とサージトルクとの関係を従来例と対
比して示す特性図。
比して示す特性図。
【図１９】空燃比と点火時期に対する燃費向上代を示す
特性図。
特性図。
【図２０】通路長／平均内径の比とサイクル変動との関
係を示す特性図。
係を示す特性図。
１…吸気マニホルド ３…ブランチ部 ６…吸気通路部 ７…吸気制御弁 １１…切欠部 １２…副通路部 １３…隔壁 ２３…制御弁ハウジング ２６…吸気通路部 ３０…吸気制御弁 ３４…切欠部 ３５…副通路部 ３６…隔壁
Claims (3)
- 【請求項１】 多気筒内燃機関のシリンダヘッドに接続
される吸気マニホルドのブランチ部に、板状の弁体の一
部に切欠部を有するバタフライバルブ型の吸気制御弁が
配設された多気筒内燃機関の吸気装置において、上記ブ
ランチ部内の上記弁体の上流側に、上記吸気制御弁閉時
に先端開口が上記切欠部に合致する該切欠部と略同一断
面形状をなす副通路部を区画形成し、かつこの副通路部
の通路長を、その通路断面積の円筒換算の平均内径に対
し３倍以上の長さに設定したことを特徴とする多気筒内
燃機関の吸気装置。 - 【請求項２】 上記ブランチ部の中心線の曲率に沿っ
て、上記切欠部の外形状と同一断面形状の隔壁を形成す
ることにより上記副通路部を形成したことを特徴とする
請求項１記載の多気筒内燃機関の吸気装置。 - 【請求項３】 多気筒内燃機関のシリンダヘッドと吸気
マニホルドとの間に制御弁ハウジングが介装され、この
制御弁ハウジングの複数の吸気通路部に、板状の弁体の
一部に切欠部を有するバタフライバルブ型の吸気制御弁
が配設された多気筒内燃機関の吸気装置において、上記
制御弁ハウジングにおける吸気通路部内の上記弁体の上
流側に、上記吸気制御弁閉時に先端開口が上記切欠部に
合致する該切欠部と略同一断面形状をなす副通路部を区
画形成し、かつこの副通路部の通路長を、その通路断面
積の円筒換算の平均内径に対し３倍以上の長さに設定し
たことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7826794A JPH07286523A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7826794A JPH07286523A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286523A true JPH07286523A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13657212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7826794A Pending JPH07286523A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286523A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100978475B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2010-08-30 | 인지컨트롤스 주식회사 | 밸부부재의 고정구조가 개량된 매니폴드 |
| JP2012127346A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | ２サイクルエンジン |
| WO2017221487A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | アイシン精機 株式会社 | 気流制御弁構造及び吸気装置 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP7826794A patent/JPH07286523A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100978475B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2010-08-30 | 인지컨트롤스 주식회사 | 밸부부재의 고정구조가 개량된 매니폴드 |
| JP2012127346A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Andreas Stihl Ag & Co Kg | ２サイクルエンジン |
| WO2017221487A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | アイシン精機 株式会社 | 気流制御弁構造及び吸気装置 |
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