JPH0745810B2 - 多気筒内然機関の吸気装置 - Google Patents
多気筒内然機関の吸気装置Info
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- JPH0745810B2 JPH0745810B2 JP9252588A JP9252588A JPH0745810B2 JP H0745810 B2 JPH0745810 B2 JP H0745810B2 JP 9252588 A JP9252588 A JP 9252588A JP 9252588 A JP9252588 A JP 9252588A JP H0745810 B2 JPH0745810 B2 JP H0745810B2
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- F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
- F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
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- F02B27/0205—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the charging effect
- F02B27/0215—Oscillating pipe charging, i.e. variable intake pipe length charging
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
- F02B27/0226—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
- F02B27/0268—Valves
- F02B27/0273—Flap valves
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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
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は、多気筒内燃機関、特に、複数の気筒を有する
機関本体に、それら気筒にそれぞれ対応する複数の吸気
ポートと、それら吸気ポートにそれぞれ連なる複数の吸
気弁口を開閉し得る複数の吸気弁と、これら吸気弁を開
閉駆動する動弁機構とを設け、その複数の吸気ポート
が、機関の回転域のうち低速側に定められた第1回転域
に対応して長さおよび断面積が設定された第1吸気通路
を介して吸気室に接続されるとともに、機関の回転域の
うち高速側に定められた第2回転域で連通状態となるべ
く連通、遮断を切換可能な第2吸気通路を介して前記吸
気室に接続されるようにした多気筒内燃機関における吸
気装置に関する。
機関本体に、それら気筒にそれぞれ対応する複数の吸気
ポートと、それら吸気ポートにそれぞれ連なる複数の吸
気弁口を開閉し得る複数の吸気弁と、これら吸気弁を開
閉駆動する動弁機構とを設け、その複数の吸気ポート
が、機関の回転域のうち低速側に定められた第1回転域
に対応して長さおよび断面積が設定された第1吸気通路
を介して吸気室に接続されるとともに、機関の回転域の
うち高速側に定められた第2回転域で連通状態となるべ
く連通、遮断を切換可能な第2吸気通路を介して前記吸
気室に接続されるようにした多気筒内燃機関における吸
気装置に関する。
(2)従来の技術 従来、かかる吸気装置は、たとえば特開昭59−82522号
公報等により公知である。
公報等により公知である。
(3)発明が解決しようとする課題 上記従来のものでは、機関の低速回転域に対応した低負
荷用吸気通路と、機関の高速回転域に対応した高負荷用
吸気通路とが吸気ポートに接続され、高負荷用吸気通路
の流通方向中間部に配設した開閉弁により高負荷用吸気
通路の連通、遮断状態を切換えている。したがって機関
の低速回転域で開閉弁を閉じているときに、高負荷用吸
気通路の前記開閉弁よりも下流側が低速用吸気通路に連
通しており、高負荷用吸気通路の開閉弁から下流端まで
がデットスペースとなってしまい、低速回転時の吸気不
安定および低速回転からの急加速時の応答性低下の原因
となる。
荷用吸気通路と、機関の高速回転域に対応した高負荷用
吸気通路とが吸気ポートに接続され、高負荷用吸気通路
の流通方向中間部に配設した開閉弁により高負荷用吸気
通路の連通、遮断状態を切換えている。したがって機関
の低速回転域で開閉弁を閉じているときに、高負荷用吸
気通路の前記開閉弁よりも下流側が低速用吸気通路に連
通しており、高負荷用吸気通路の開閉弁から下流端まで
がデットスペースとなってしまい、低速回転時の吸気不
安定および低速回転からの急加速時の応答性低下の原因
となる。
また上記従来のものでは、低速回転域と高速回転域との
みに1つずつトルクピークが生じるものであり、より幅
の広い回転域で高出力を得るにはより多くのトルクピー
クを作ることが望ましい。
みに1つずつトルクピークが生じるものであり、より幅
の広い回転域で高出力を得るにはより多くのトルクピー
クを作ることが望ましい。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、低
速回転域で第2吸気通路の下流側がデッドスペースとな
ることを極力回避して、低速回転域での吸気安定性およ
び急加速時の応答性を確保し得るようにした、多気筒内
燃機関の吸気装置を提供することを第1の目的とする。
速回転域で第2吸気通路の下流側がデッドスペースとな
ることを極力回避して、低速回転域での吸気安定性およ
び急加速時の応答性を確保し得るようにした、多気筒内
燃機関の吸気装置を提供することを第1の目的とする。
また本発明は、幅の広い範囲で高出力を得るようにすべ
く、多くのトルクピークを形成し得るようにした多気筒
内燃機関の吸気装置を提供することを第2の目的とす
る。
く、多くのトルクピークを形成し得るようにした多気筒
内燃機関の吸気装置を提供することを第2の目的とす
る。
B.発明の構成 (1)課題を解決するための手段 上記第1の目的を達成するために、複数の気筒を有する
機関本体に、それら気筒にそれぞれ対応する複数の吸気
ポートと、それら吸気ポートにそれぞれ連なる複数の吸
気弁口を開閉し得る複数の吸気弁と、これら吸気弁を開
閉駆動する動弁機構とを設け、前記複数の吸気ポート
を、共通のスロットル弁の下流側に配置される共通の吸
気室に吸気マニホールドを介して接続し、この吸気マニ
ホールドには、前記共通の吸気室と各吸気ポートとの間
を個別に連通させるべく、機関の回転域のうち低速側に
定められた第1回転域に対応して長さおよび断面積がそ
れぞれ設定された複数の第1吸気通路と、前記共通の吸
気室と各吸気ポートとの間を個別に連通させる複数の第
2吸気通路とを設け、その各第2吸気通路の上流端部お
よび下流端部には、前記共通のスロットル弁から独立し
て開閉制御されて少なくとも、機関の回転域のうち高速
側に定められた第2回転域で共に開弁状態となる一対の
開閉弁をそれぞれ配設したことを特徴としている。
機関本体に、それら気筒にそれぞれ対応する複数の吸気
ポートと、それら吸気ポートにそれぞれ連なる複数の吸
気弁口を開閉し得る複数の吸気弁と、これら吸気弁を開
閉駆動する動弁機構とを設け、前記複数の吸気ポート
を、共通のスロットル弁の下流側に配置される共通の吸
気室に吸気マニホールドを介して接続し、この吸気マニ
ホールドには、前記共通の吸気室と各吸気ポートとの間
を個別に連通させるべく、機関の回転域のうち低速側に
定められた第1回転域に対応して長さおよび断面積がそ
れぞれ設定された複数の第1吸気通路と、前記共通の吸
気室と各吸気ポートとの間を個別に連通させる複数の第
2吸気通路とを設け、その各第2吸気通路の上流端部お
よび下流端部には、前記共通のスロットル弁から独立し
て開閉制御されて少なくとも、機関の回転域のうち高速
側に定められた第2回転域で共に開弁状態となる一対の
開閉弁をそれぞれ配設したことを特徴としている。
また上記第2の目的を達成するために、各第2吸気通路
の両開閉弁が、相互に独立して開閉制御されることを本
発明の第2の特徴とする。
の両開閉弁が、相互に独立して開閉制御されることを本
発明の第2の特徴とする。
さらに上記第2の目的を達成するために、動弁機構が、
機関の回転域のうちの低速側で前記第1回転域とは機関
回転数範囲を異ならせた第3回転域に対応する動弁態様
と、第3回転域よりも高速側で前記第2回転域とは機関
回転数範囲を異ならせた第4回転域に対応する動弁態様
とを切換可能に構成されることを本発明の第3の特徴と
する。
機関の回転域のうちの低速側で前記第1回転域とは機関
回転数範囲を異ならせた第3回転域に対応する動弁態様
と、第3回転域よりも高速側で前記第2回転域とは機関
回転数範囲を異ならせた第4回転域に対応する動弁態様
とを切換可能に構成されることを本発明の第3の特徴と
する。
(2)作 用 上記第1の特徴によれば、第2吸気通路の上流端部およ
び下流端部には、開閉制御可能な開閉弁がそれぞれ配設
されるので、低速回転域で第2吸気通路の下流端部の開
閉弁を閉じることにより、第1吸気通路に連通した状態
となるデッドスペースを極力小さくして低速回転域での
吸気安定性および低速回転域からの急加速時の応答性を
向上することができる。
び下流端部には、開閉制御可能な開閉弁がそれぞれ配設
されるので、低速回転域で第2吸気通路の下流端部の開
閉弁を閉じることにより、第1吸気通路に連通した状態
となるデッドスペースを極力小さくして低速回転域での
吸気安定性および低速回転域からの急加速時の応答性を
向上することができる。
また複数の気筒に対応した複数の吸気ポートにそれぞれ
連なる各複数の第1及び第2吸気通路が、共通のスロッ
トル弁の下流側に配置される共通の吸気室にそれぞれ接
続されるため、各複数の第1及び第2吸気通路を流れる
吸気の制御をその上流側で共通のスロットル弁を以て纏
めて行うことができて構造の簡素化が達成され、しかも
そのスロットル弁の開度状態(従って機関の負荷状態)
に関係なく各第2吸気通路の両開閉弁を機関運転状態に
応じて開閉制御することができる。
連なる各複数の第1及び第2吸気通路が、共通のスロッ
トル弁の下流側に配置される共通の吸気室にそれぞれ接
続されるため、各複数の第1及び第2吸気通路を流れる
吸気の制御をその上流側で共通のスロットル弁を以て纏
めて行うことができて構造の簡素化が達成され、しかも
そのスロットル弁の開度状態(従って機関の負荷状態)
に関係なく各第2吸気通路の両開閉弁を機関運転状態に
応じて開閉制御することができる。
また上記第2の特徴によれば、第2吸気通路における上
流端部の開閉弁のみを閉じると、第2吸気通路の殆どが
第1吸気通路に連通するので、吸気通路での固有振動数
が変わってトルクピークの位置をずらすことができ、ま
た第2吸気通路における下流端部の開閉弁のみを閉じる
と第2吸気通路の殆どが吸気室に連通するので吸気室の
固有振動数が変わってトルクピークの位置をずらせるこ
とができ、したがって両開閉弁の開弁時期をずらせるこ
とによりトルクピークを多くすることが可能となり、機
関回転数の幅広い範囲で高出力を得ることができる。
流端部の開閉弁のみを閉じると、第2吸気通路の殆どが
第1吸気通路に連通するので、吸気通路での固有振動数
が変わってトルクピークの位置をずらすことができ、ま
た第2吸気通路における下流端部の開閉弁のみを閉じる
と第2吸気通路の殆どが吸気室に連通するので吸気室の
固有振動数が変わってトルクピークの位置をずらせるこ
とができ、したがって両開閉弁の開弁時期をずらせるこ
とによりトルクピークを多くすることが可能となり、機
関回転数の幅広い範囲で高出力を得ることができる。
さらに第3の特徴によれば、第2吸気通路における両開
閉弁の開閉タイミングならびに動弁機構の切換タイミン
グを組み合わせて制御することにより、さらに多くのト
ルクピークを形成することができ、それにより機関回転
数のさらに幅広い範囲で高出力を得ることができる。
閉弁の開閉タイミングならびに動弁機構の切換タイミン
グを組み合わせて制御することにより、さらに多くのト
ルクピークを形成することができ、それにより機関回転
数のさらに幅広い範囲で高出力を得ることができる。
(3)実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
先ず本発明の一実施例を示す第1図において、この内燃
機関は、機関本体Eに複数の気筒が並設される多気筒内
燃機関であり、その各気筒に対応して機関本体Eに一対
ずつ設けられる吸気弁口1をそれぞれ開閉すべく、各気
筒当り一対ずつの吸気弁2が機関本体Eに配設され、各
吸気弁2は動弁機構3により開閉駆動される。また一対
の吸気弁口1に共通に連なるべく機関本体Eには各気筒
当り1つずつの吸気ポート4が穿設されており、各吸気
ポート4は、各気筒に共通の吸気函5に吸気マニホール
ド6を介して接続される。その吸気函5の上流側は、ス
ロットル弁を有するスロットルボデイ(図示せず)を介
してエアクリーナ(図示せず)に接続され、従って該吸
気函5、スロットルボデイ及びエアクリーナは複数の気
筒に対し共通に用いられる。
先ず本発明の一実施例を示す第1図において、この内燃
機関は、機関本体Eに複数の気筒が並設される多気筒内
燃機関であり、その各気筒に対応して機関本体Eに一対
ずつ設けられる吸気弁口1をそれぞれ開閉すべく、各気
筒当り一対ずつの吸気弁2が機関本体Eに配設され、各
吸気弁2は動弁機構3により開閉駆動される。また一対
の吸気弁口1に共通に連なるべく機関本体Eには各気筒
当り1つずつの吸気ポート4が穿設されており、各吸気
ポート4は、各気筒に共通の吸気函5に吸気マニホール
ド6を介して接続される。その吸気函5の上流側は、ス
ロットル弁を有するスロットルボデイ(図示せず)を介
してエアクリーナ(図示せず)に接続され、従って該吸
気函5、スロットルボデイ及びエアクリーナは複数の気
筒に対し共通に用いられる。
吸気函5は、機関本体Eの気筒配列方向に沿って長い吸
気室7を形成するものであり、この吸気函5には、吸気
マニホールド6に通じるべく各気筒毎に一対ずつの第1
出口8と第2出口9とが相互に隣接して設けられる。
気室7を形成するものであり、この吸気函5には、吸気
マニホールド6に通じるべく各気筒毎に一対ずつの第1
出口8と第2出口9とが相互に隣接して設けられる。
吸気マニホールド6は、その上流端側すなわち吸気函5
側から順に、第1接続部材10、通路形成部材11および第
2接続部材12が結合されて成る。第1接続部材10は吸気
函5に結合されるものであり、この第1接続部材10には
吸気函5の第1出口8に通じる通路部分13と、第2出口
9に通じる通路部分14とが相互に隣接して設けられる。
また通路形成部材11には、通路部分13に通じる通路部分
15と、通路部分14に通じる通路部分16とが、相互に隣接
しながら比較的長い距離にわたって設けられる。さらに
第2接続部材12は機関本体Eの吸気ポート4に接続され
るものであり、この第2接続部材12には、吸気ポート4
および通路部分15間を連通する通路部分17と、該通路部
分17の中間部および通路部分16間を結ぶ分岐通路部分18
とが設けられる。
側から順に、第1接続部材10、通路形成部材11および第
2接続部材12が結合されて成る。第1接続部材10は吸気
函5に結合されるものであり、この第1接続部材10には
吸気函5の第1出口8に通じる通路部分13と、第2出口
9に通じる通路部分14とが相互に隣接して設けられる。
また通路形成部材11には、通路部分13に通じる通路部分
15と、通路部分14に通じる通路部分16とが、相互に隣接
しながら比較的長い距離にわたって設けられる。さらに
第2接続部材12は機関本体Eの吸気ポート4に接続され
るものであり、この第2接続部材12には、吸気ポート4
および通路部分15間を連通する通路部分17と、該通路部
分17の中間部および通路部分16間を結ぶ分岐通路部分18
とが設けられる。
吸気マニホールド6を介して分岐函5および吸気ポート
4間を接続することにより、第1出口8から通路部分1
3,15,17を経て吸気ポート4に至る第1吸気通路19が形
成され、この第1吸気通路19の長さおよび横断面積は、
第2図で示すように、機関の回転域のうち低速側に定め
られた第1回転域A1たとえば一定回転数N4以下の低・中
回転域で最適の吸気慣性効果が得られるように設定され
る。また第2出口9から通路部分14,16および分岐通路
部分18を経て上記第1吸気通路19の下流端部に接続され
る第2吸気通路20が形成され、この第2吸気通路20の長
さおよび横断面積は、第1吸気通路19と合わせたとき
に、機関の回転域のうち高速側に定められた第2回転域
A2たとえば上記回転数N4を超える高速回転域で最適の吸
気慣性効果が得られるように設定される。
4間を接続することにより、第1出口8から通路部分1
3,15,17を経て吸気ポート4に至る第1吸気通路19が形
成され、この第1吸気通路19の長さおよび横断面積は、
第2図で示すように、機関の回転域のうち低速側に定め
られた第1回転域A1たとえば一定回転数N4以下の低・中
回転域で最適の吸気慣性効果が得られるように設定され
る。また第2出口9から通路部分14,16および分岐通路
部分18を経て上記第1吸気通路19の下流端部に接続され
る第2吸気通路20が形成され、この第2吸気通路20の長
さおよび横断面積は、第1吸気通路19と合わせたとき
に、機関の回転域のうち高速側に定められた第2回転域
A2たとえば上記回転数N4を超える高速回転域で最適の吸
気慣性効果が得られるように設定される。
第2吸気通路20の上流端部すなわち第1接続部材10にお
ける通路部分14には、アクチュエータ23により開閉駆動
されるバタフライ式開閉弁21が配設され、第2吸気通路
20の下流端部すなわち第2接続部材12における分岐通路
部分18には、アクチュエータ24により開閉駆動されるバ
タフライ式開閉弁22が配設される。しかも開閉弁22は、
その全閉時には第1吸気通路19における通路部分19およ
び吸気ポート4間で吸気流の乱れが生じることを避ける
べく鎖線で示す斜線部の容積が極力小さくなるように、
また開弁時には第1および第2吸気通路19,20の吸気流
を妨げることを回避し得るようにして配設される。また
第2接続部材12には、吸気ポート4に向けて燃料を噴射
するための燃料噴射弁26が配設される。
ける通路部分14には、アクチュエータ23により開閉駆動
されるバタフライ式開閉弁21が配設され、第2吸気通路
20の下流端部すなわち第2接続部材12における分岐通路
部分18には、アクチュエータ24により開閉駆動されるバ
タフライ式開閉弁22が配設される。しかも開閉弁22は、
その全閉時には第1吸気通路19における通路部分19およ
び吸気ポート4間で吸気流の乱れが生じることを避ける
べく鎖線で示す斜線部の容積が極力小さくなるように、
また開弁時には第1および第2吸気通路19,20の吸気流
を妨げることを回避し得るようにして配設される。また
第2接続部材12には、吸気ポート4に向けて燃料を噴射
するための燃料噴射弁26が配設される。
前記アクチュエータ23,24は、コンピュータ等の制御手
段25により個別に制御されるものであり、制御手段25
は、回転数検出器27で検出された機関回転数に応じて各
アクチュエータ23,24の作動を個別に制御し、それによ
り開閉弁21,22もそれぞれ個別に開閉駆動される。すな
わち開閉弁21は、第2図で示すように、機関回転数の比
較的低いとき、すなわち前記回転数N4よりも低い回転数
N1を超えたときに開弁するとともに回転数N1よりも高く
かつ前記回転数N4よりも低い回転数N3を超えると閉弁
し、さらに回転数N4を超えると開弁する。また開閉弁22
は前記回転数N3を超えると開弁する。
段25により個別に制御されるものであり、制御手段25
は、回転数検出器27で検出された機関回転数に応じて各
アクチュエータ23,24の作動を個別に制御し、それによ
り開閉弁21,22もそれぞれ個別に開閉駆動される。すな
わち開閉弁21は、第2図で示すように、機関回転数の比
較的低いとき、すなわち前記回転数N4よりも低い回転数
N1を超えたときに開弁するとともに回転数N1よりも高く
かつ前記回転数N4よりも低い回転数N3を超えると閉弁
し、さらに回転数N4を超えると開弁する。また開閉弁22
は前記回転数N3を超えると開弁する。
第3図、第4図および第5図を併せて参照して、一対の
吸気弁2を開閉駆動するための動弁機構3は、機関のク
ランク軸(図示せず)から1/2の減速比で回転駆動され
るカムシャフト28と、カムシャフト28に一体に設けられ
る一対の低速用カム29,29および高速用カム30と、カム
シャフト28と平行にして機関本体Eに固定されるロッカ
シャフト31と、該ロッカシャフト31に枢支される第1、
第2および第3ロッカアーム32,33,34と、各ロッカアー
ム32〜34間に設けられる弁作動変更手段35とを備える カムシャフト28は、機関本体Eの上方で回転自在に配設
されており、低速用カム29,29は両吸気弁2,2に対応する
位置でカムシャフト28に一体化され、高速用カム30は両
低速用カム29,29間でカムシャフト28に一体化される。
低速用カム29は、機関の回転域のうちの低速側で前記第
1回転域A1とは機関回転数範囲を異ならせて設定される
第3回転域A3(第2図参照)に対応する動弁態様すなわ
ち低速作動態様を得るためのものであり、第3回転域A3
は第1回転数N1よりも大きく第3回転数N3よりも小さい
第2回転数N2以下に設定される。また高速用カム30は、
第3回転域A3よりも高速側で前記第2回転域A2とは機関
回転数範囲を異ならせて設定される第4回転域A4(第2
図参照)に対応する動弁態様すなわち中・高速作動態様
を得るためのものであり、第4回転域A4は上記第2回転
数N2を超える回転数範囲に設定される。また低速用カム
29は、カムシャフト28の半径方向に沿う突出量が比較的
小さい高位部29aと、一定半径のベース円部29bとを有
し、高速用カム30は、カムシャフト28の半径方向に沿う
突出量および中心角範囲を前記高位部29aよりも大きく
した高位部30aと、一定半径のベース円部30bとを有す
る。
吸気弁2を開閉駆動するための動弁機構3は、機関のク
ランク軸(図示せず)から1/2の減速比で回転駆動され
るカムシャフト28と、カムシャフト28に一体に設けられ
る一対の低速用カム29,29および高速用カム30と、カム
シャフト28と平行にして機関本体Eに固定されるロッカ
シャフト31と、該ロッカシャフト31に枢支される第1、
第2および第3ロッカアーム32,33,34と、各ロッカアー
ム32〜34間に設けられる弁作動変更手段35とを備える カムシャフト28は、機関本体Eの上方で回転自在に配設
されており、低速用カム29,29は両吸気弁2,2に対応する
位置でカムシャフト28に一体化され、高速用カム30は両
低速用カム29,29間でカムシャフト28に一体化される。
低速用カム29は、機関の回転域のうちの低速側で前記第
1回転域A1とは機関回転数範囲を異ならせて設定される
第3回転域A3(第2図参照)に対応する動弁態様すなわ
ち低速作動態様を得るためのものであり、第3回転域A3
は第1回転数N1よりも大きく第3回転数N3よりも小さい
第2回転数N2以下に設定される。また高速用カム30は、
第3回転域A3よりも高速側で前記第2回転域A2とは機関
回転数範囲を異ならせて設定される第4回転域A4(第2
図参照)に対応する動弁態様すなわち中・高速作動態様
を得るためのものであり、第4回転域A4は上記第2回転
数N2を超える回転数範囲に設定される。また低速用カム
29は、カムシャフト28の半径方向に沿う突出量が比較的
小さい高位部29aと、一定半径のベース円部29bとを有
し、高速用カム30は、カムシャフト28の半径方向に沿う
突出量および中心角範囲を前記高位部29aよりも大きく
した高位部30aと、一定半径のベース円部30bとを有す
る。
ロッカシャフト31には、一方の吸気弁2に連動、連結さ
れる第1ロッカアーム32と、他方の吸気弁2に連動、連
結される第3ロッカアーム34と、第1および第3ロッカ
アーム32,34間に配置される第2ロッカアーム33とが相
互に隣接して枢支される。また第1ロッカアーム32の上
部には一方の低速用カム29に摺接するカムスリッパ36が
設けられ、第2ロッカアーム33の上部には高速用カム30
に摺接するカムスリッパ38が設けられ、第3ロッカアー
ム34の上部には他方の低速用カム29に摺接するカムスリ
ッパ37が設けられる。
れる第1ロッカアーム32と、他方の吸気弁2に連動、連
結される第3ロッカアーム34と、第1および第3ロッカ
アーム32,34間に配置される第2ロッカアーム33とが相
互に隣接して枢支される。また第1ロッカアーム32の上
部には一方の低速用カム29に摺接するカムスリッパ36が
設けられ、第2ロッカアーム33の上部には高速用カム30
に摺接するカムスリッパ38が設けられ、第3ロッカアー
ム34の上部には他方の低速用カム29に摺接するカムスリ
ッパ37が設けられる。
各吸気弁2の上部には鍔部39がそれぞれ設けられてお
り、これらの鍔部39と機関本体Eとの間には弁ばね40が
それぞれ介設され、各吸気弁2はその弁ばね40により閉
弁方向すなわち上方に向けて付勢される。また第1およ
び第3ロッカアーム32,34の先端部には、各吸気弁2の
上端に当接し得るタペットねじ41がそれぞれ進退可能に
螺着される。
り、これらの鍔部39と機関本体Eとの間には弁ばね40が
それぞれ介設され、各吸気弁2はその弁ばね40により閉
弁方向すなわち上方に向けて付勢される。また第1およ
び第3ロッカアーム32,34の先端部には、各吸気弁2の
上端に当接し得るタペットねじ41がそれぞれ進退可能に
螺着される。
第2ロッカアーム33は、機関本体Eとの間に設けた弾発
付勢手段42により高速用カム30に摺接する方向に弾発付
勢される。この弾発付勢手段42は、閉塞端を第2ロッカ
アーム33に当接させた有底円筒状のリフタ43と、リフタ
43および機関本体E間に介設されるリフタばね44とを備
え、リフタ43は機関本体Eに穿設された有底穴45に摺動
可能に嵌合される。
付勢手段42により高速用カム30に摺接する方向に弾発付
勢される。この弾発付勢手段42は、閉塞端を第2ロッカ
アーム33に当接させた有底円筒状のリフタ43と、リフタ
43および機関本体E間に介設されるリフタばね44とを備
え、リフタ43は機関本体Eに穿設された有底穴45に摺動
可能に嵌合される。
弁作動変更手段35は、第3および第2ロッカアーム34,3
3間を連結し得る第1切換ピン51と、第2および第1ロ
ッカアーム33,32間を連結し得る第2切換ピン52と、第
1および第2切換ピン51,52の移動を規制する第3切換
ピン53と、各切換ピン51〜53を連結解除側に付勢する戻
しばね54とを備える。
3間を連結し得る第1切換ピン51と、第2および第1ロ
ッカアーム33,32間を連結し得る第2切換ピン52と、第
1および第2切換ピン51,52の移動を規制する第3切換
ピン53と、各切換ピン51〜53を連結解除側に付勢する戻
しばね54とを備える。
第3ロッカアーム34には、ロッカシャフト31と平行な有
底のガイド穴55がその開放端を第2ロッカアーム33側に
して穿設されており、このガイド穴55には第1切換ピン
51が摺動可能に嵌合され、第1切換ピン51とガイド穴55
の閉塞端との間に油圧室56が画成される。しかもガイド
穴55の中間部内面には開放端側に臨んで規制段部57が設
けられており、第1切換ピン51はその一端を規制段部57
に当接したときに他端面が第3および第2ロッカアーム
34,33間に位置するような軸方向長さを有する。また第
3ロッカアーム34には、油圧56に連通する連通路58が穿
設され、ロッカシャフト31内には油圧供給路59が穿設さ
れる。さらに連通路58および油圧供給路59は、ロッカシ
ャフト31の側壁に穿設した連通孔60を介して、第3ロッ
カアーム34の揺動状態にかかわらず常時連通する。
底のガイド穴55がその開放端を第2ロッカアーム33側に
して穿設されており、このガイド穴55には第1切換ピン
51が摺動可能に嵌合され、第1切換ピン51とガイド穴55
の閉塞端との間に油圧室56が画成される。しかもガイド
穴55の中間部内面には開放端側に臨んで規制段部57が設
けられており、第1切換ピン51はその一端を規制段部57
に当接したときに他端面が第3および第2ロッカアーム
34,33間に位置するような軸方向長さを有する。また第
3ロッカアーム34には、油圧56に連通する連通路58が穿
設され、ロッカシャフト31内には油圧供給路59が穿設さ
れる。さらに連通路58および油圧供給路59は、ロッカシ
ャフト31の側壁に穿設した連通孔60を介して、第3ロッ
カアーム34の揺動状態にかかわらず常時連通する。
第2ロッカアーム33には、前記ガイド穴55に対応する同
一径のガイド孔61がその両側面間にわたってロッカシャ
フト31と平行に穿設され、このガイド孔61には第2切換
ピン52が摺動可能に嵌合される。
一径のガイド孔61がその両側面間にわたってロッカシャ
フト31と平行に穿設され、このガイド孔61には第2切換
ピン52が摺動可能に嵌合される。
第1ロッカアーム32には、前記ガイド孔61に対応する同
一径の有底ガイド穴62がロッカシャフト31と平行にかつ
開放端を第2ロッカアーム33側にして穿設され、このガ
イド穴62に第3切換ピン53が摺動可能に嵌合される。し
かも第3切換ピン53に同軸に連設した軸部63がガイド穴
62の閉塞端に穿設した案内孔64に移動自在に連通され
る。また戻しばね54は、軸部63を同軸に囲繞してガイド
穴62の閉塞端および第3切換ピン53間に介設され、この
戻しばね54により相互に当接した各切換ピン51〜53が連
結解除側すなわち油圧室56側に付勢される。
一径の有底ガイド穴62がロッカシャフト31と平行にかつ
開放端を第2ロッカアーム33側にして穿設され、このガ
イド穴62に第3切換ピン53が摺動可能に嵌合される。し
かも第3切換ピン53に同軸に連設した軸部63がガイド穴
62の閉塞端に穿設した案内孔64に移動自在に連通され
る。また戻しばね54は、軸部63を同軸に囲繞してガイド
穴62の閉塞端および第3切換ピン53間に介設され、この
戻しばね54により相互に当接した各切換ピン51〜53が連
結解除側すなわち油圧室56側に付勢される。
油圧室56に供給される油圧を解放したときには、各切換
ピン51〜53は戻しばね54のばね力により連結解除側に移
動しており、この状態では第1および第2切換ピン51,5
2の当接面は第3および第2ロッカアーム34,33間にあ
り、第2および第3切換ピン52,53の当接面は第2およ
び第1ロッカアーム33,32間にあり、各ロッカアーム32
〜34は連結されておらず、低速作動態様となる。したが
って吸気弁2,2は、低速用カム29,29の形状すなわち第3
回転域A3に対応したタイミングおよびリフト量で開閉作
動する。
ピン51〜53は戻しばね54のばね力により連結解除側に移
動しており、この状態では第1および第2切換ピン51,5
2の当接面は第3および第2ロッカアーム34,33間にあ
り、第2および第3切換ピン52,53の当接面は第2およ
び第1ロッカアーム33,32間にあり、各ロッカアーム32
〜34は連結されておらず、低速作動態様となる。したが
って吸気弁2,2は、低速用カム29,29の形状すなわち第3
回転域A3に対応したタイミングおよびリフト量で開閉作
動する。
油圧室56に油圧を供給したときには、各切換ピン51〜53
は戻しばね54のばね力に抗して油圧室56から離反する方
向に移動し、第1切換ピン51がガイド孔61に嵌合すると
ともに第2切換ピン52がガイド穴62に嵌合して各ロッカ
アーム32〜34が連結され、中・高速作動態様となる。し
たがって吸気弁2,2は、高速用カム30の形状すなわち第
4回転域A4に対応したタイミングおよびリフト量で開閉
作動する。
は戻しばね54のばね力に抗して油圧室56から離反する方
向に移動し、第1切換ピン51がガイド孔61に嵌合すると
ともに第2切換ピン52がガイド穴62に嵌合して各ロッカ
アーム32〜34が連結され、中・高速作動態様となる。し
たがって吸気弁2,2は、高速用カム30の形状すなわち第
4回転域A4に対応したタイミングおよびリフト量で開閉
作動する。
再び第1図において、ロッカシャフト31内の油圧供給路
59に通じる油路67と、油圧ポンプ等の油圧供給源68に通
じる給油路69および油タンク70に通じる戻り油路71との
間には、ソレノイド65の励磁および消磁により切換作動
する制御弁66が介設される。この制御弁66のソレノイド
65は、制御手段25により励磁および消磁状態を切換えら
れるものであり、機関回転数が第2回転数N2以下の第3
回転域A3ではソレノイド65は消磁されており、動弁機構
3は低速作動態様であり、また機関回転数が第2回転数
N2を超えた第4回転域A4ではソレノイド65が励磁され、
動弁機構3は中・高速作動態様となる。
59に通じる油路67と、油圧ポンプ等の油圧供給源68に通
じる給油路69および油タンク70に通じる戻り油路71との
間には、ソレノイド65の励磁および消磁により切換作動
する制御弁66が介設される。この制御弁66のソレノイド
65は、制御手段25により励磁および消磁状態を切換えら
れるものであり、機関回転数が第2回転数N2以下の第3
回転域A3ではソレノイド65は消磁されており、動弁機構
3は低速作動態様であり、また機関回転数が第2回転数
N2を超えた第4回転域A4ではソレノイド65が励磁され、
動弁機構3は中・高速作動態様となる。
次にこの実施例の作用について第2図を参照しながら説
明すると、第1回転数N1以下の低速回転域では、両開閉
弁21,22が閉弁して第2吸気通路20は遮断しており、動
弁機構3は低速作動態様となっており、このときの出力
トルクは破線で示す曲線aとなる。すなわち第1吸気通
路19の長さおよび横断面積は比較的低い第1回転域A1で
最適の吸気慣性効果が得られるように設定されているの
で、高いトルクを得ることができる。しかも第2吸気通
路20における下流端部の開閉弁22が閉じていることによ
り、第2吸気通路20の下流端に生じるデッドスペースを
極力小さくすることができ、アイドル回転の安定性を確
保することができるとともに、アイドル回転付近から急
加速するときの応答性を向上することができる。
明すると、第1回転数N1以下の低速回転域では、両開閉
弁21,22が閉弁して第2吸気通路20は遮断しており、動
弁機構3は低速作動態様となっており、このときの出力
トルクは破線で示す曲線aとなる。すなわち第1吸気通
路19の長さおよび横断面積は比較的低い第1回転域A1で
最適の吸気慣性効果が得られるように設定されているの
で、高いトルクを得ることができる。しかも第2吸気通
路20における下流端部の開閉弁22が閉じていることによ
り、第2吸気通路20の下流端に生じるデッドスペースを
極力小さくすることができ、アイドル回転の安定性を確
保することができるとともに、アイドル回転付近から急
加速するときの応答性を向上することができる。
また第1回転数N1を超えて第2回転数N2以下の回転域で
は、動弁機構3は低速作動態様となっており、第2吸気
通路20における上流端部の開閉弁21は開弁し、下流端部
の開閉弁22は閉弁したままである。この回転域では、第
2吸気通路20の容積が吸気室7に加算されるので、第1
吸気通路19での固有振動が変化し、トルクピークを破線
で示す曲線b1のようにずらせることができる。
は、動弁機構3は低速作動態様となっており、第2吸気
通路20における上流端部の開閉弁21は開弁し、下流端部
の開閉弁22は閉弁したままである。この回転域では、第
2吸気通路20の容積が吸気室7に加算されるので、第1
吸気通路19での固有振動が変化し、トルクピークを破線
で示す曲線b1のようにずらせることができる。
第2回転数N2を超えて第3回転数N3以下の回転域では、
動弁機構3が低速作動態様から中・高速作動態様へと変
化するので、トルクピークは破線で示す曲線b2で示すよ
うにずれる。
動弁機構3が低速作動態様から中・高速作動態様へと変
化するので、トルクピークは破線で示す曲線b2で示すよ
うにずれる。
さらに第3回転数N3を超えて第4回転数N4以下の回転域
では、動弁機構3が中・高速作動態様のままであるのに
対し、第2吸気通路20における上流端部の開閉弁21が閉
弁し、下流端部の開閉弁22が開弁する。これにより、第
2吸気通路20の容積が第1吸気通路19に加算されること
になり、第1吸気通路19の固有振動数が変わり、トルク
ピークが破線で示す曲線b3のようにずれる。しかも多気
筒内燃機関の場合には吸気干渉を生じる回転数をずらす
ことが可能である。
では、動弁機構3が中・高速作動態様のままであるのに
対し、第2吸気通路20における上流端部の開閉弁21が閉
弁し、下流端部の開閉弁22が開弁する。これにより、第
2吸気通路20の容積が第1吸気通路19に加算されること
になり、第1吸気通路19の固有振動数が変わり、トルク
ピークが破線で示す曲線b3のようにずれる。しかも多気
筒内燃機関の場合には吸気干渉を生じる回転数をずらす
ことが可能である。
第4回転数N4を超える回転域では、両開閉弁21,22が開
弁し、第2吸気通路20は連通状態となる。この第2吸気
通路20と第1吸気通路19とを合わせた等価管長および横
断面積は、第4回転域A4で最適の吸気慣性効果が得られ
るように設定しているので、破線で示す曲線cのように
高い出力を得ることが可能である。
弁し、第2吸気通路20は連通状態となる。この第2吸気
通路20と第1吸気通路19とを合わせた等価管長および横
断面積は、第4回転域A4で最適の吸気慣性効果が得られ
るように設定しているので、破線で示す曲線cのように
高い出力を得ることが可能である。
このようにして、機関の全回転域では、a,b1,b2,b3およ
びcで示す5つのトルクピークを得ることができ、実線
で示す曲線のようにそれらのトルクピークを連ねた出力
トルクを得ることが可能であり、幅広い範囲で高出力を
得ることが可能となる。
びcで示す5つのトルクピークを得ることができ、実線
で示す曲線のようにそれらのトルクピークを連ねた出力
トルクを得ることが可能であり、幅広い範囲で高出力を
得ることが可能となる。
第6図は、本発明の多の実施例を示すものであり、動弁
機構3の動弁態様を機関の回転数にかかわらず一定であ
るとしても、開閉弁21,22の開閉タイミングを制御する
ことにより、4つのトルクピークを得ることが可能であ
り、したがって幅広い回転域にわたって高出力を得るこ
とができる。また開閉弁22を低速回転域で閉弁しておく
ことにより、前記実施例と同様にアイドル回転の安定性
と急加速時の応答性を確保することができる。
機構3の動弁態様を機関の回転数にかかわらず一定であ
るとしても、開閉弁21,22の開閉タイミングを制御する
ことにより、4つのトルクピークを得ることが可能であ
り、したがって幅広い回転域にわたって高出力を得るこ
とができる。また開閉弁22を低速回転域で閉弁しておく
ことにより、前記実施例と同様にアイドル回転の安定性
と急加速時の応答性を確保することができる。
第7図は本発明のさらに他の実施例を示すものであり、
機関の回転数が第4回転数N4を超えたときに両開閉弁2
1,22をともに開弁するようにし、機関の回転数が第2回
転数N2を超えたときに動弁機構3を低速作動態様から中
・高速作動態様に変化させるようにしても、3つのトル
クピークを生じさせることができ、各トルクピークを連
ねて幅広い範囲で高出力を得ることができる。また開閉
弁22が低速回転域で閉じているので、アイドル回転の安
定性および急加速時の応答性を確保し得るのは上記各実
施例と同様である。
機関の回転数が第4回転数N4を超えたときに両開閉弁2
1,22をともに開弁するようにし、機関の回転数が第2回
転数N2を超えたときに動弁機構3を低速作動態様から中
・高速作動態様に変化させるようにしても、3つのトル
クピークを生じさせることができ、各トルクピークを連
ねて幅広い範囲で高出力を得ることができる。また開閉
弁22が低速回転域で閉じているので、アイドル回転の安
定性および急加速時の応答性を確保し得るのは上記各実
施例と同様である。
C.発明の効果 以上のように本発明の第1の特徴によれば、第2吸気通
路の上流端部および下流端部には、開閉制御可能な開閉
弁がそれぞれ配設されるので、低速回転域で第2吸気通
路の下流端部の開閉弁を閉じることにより、第1吸気通
路に連通した状態となるデッドスペースを極力小さくし
て、低速回転域での吸気安定性および低速回転域からの
急加速時の応答性を向上することができる。また複数の
気筒に対応した複数の吸気ポートにそれぞれ連なる各複
数の第1及び第2吸気通路を、前記開閉弁から独立した
共通のスロットル弁の下流側に配置される共通の吸気室
にそれぞれ接続するようにしたから、各複数の第1及び
第2吸気通路を流れる吸気の制御を共通のスロットル弁
で纏めて行い得るようにして構造の簡素化を図りなが
ら、そのスロットル弁の開度状態(従って機関の負荷状
態)に関係なく各第2吸気通路の両開閉弁を機関運転状
態に応じて開閉制御することができ、これにより、コス
ト節減を図りつつ、吸気路構成を種々の態様に切換えて
機関の出力特性に種々の変化を与えることができる。
路の上流端部および下流端部には、開閉制御可能な開閉
弁がそれぞれ配設されるので、低速回転域で第2吸気通
路の下流端部の開閉弁を閉じることにより、第1吸気通
路に連通した状態となるデッドスペースを極力小さくし
て、低速回転域での吸気安定性および低速回転域からの
急加速時の応答性を向上することができる。また複数の
気筒に対応した複数の吸気ポートにそれぞれ連なる各複
数の第1及び第2吸気通路を、前記開閉弁から独立した
共通のスロットル弁の下流側に配置される共通の吸気室
にそれぞれ接続するようにしたから、各複数の第1及び
第2吸気通路を流れる吸気の制御を共通のスロットル弁
で纏めて行い得るようにして構造の簡素化を図りなが
ら、そのスロットル弁の開度状態(従って機関の負荷状
態)に関係なく各第2吸気通路の両開閉弁を機関運転状
態に応じて開閉制御することができ、これにより、コス
ト節減を図りつつ、吸気路構成を種々の態様に切換えて
機関の出力特性に種々の変化を与えることができる。
また本発明の第2の特徴によれば、各第2吸気通路の両
開閉弁は、相互に独立して開閉制御されるので、両開閉
弁の開閉タイミングをずらせることによりトルクピーク
を従来のものより多くして、機関回転数の幅広い範囲で
高出力を得ることができる。
開閉弁は、相互に独立して開閉制御されるので、両開閉
弁の開閉タイミングをずらせることによりトルクピーク
を従来のものより多くして、機関回転数の幅広い範囲で
高出力を得ることができる。
また本発明の第3の特徴によれば、動弁機構が、機関の
回転域のうちの低速側で前記第1回転域とは機関回転数
範囲を異ならせた第3回転域に対応する動作態様と、第
3回転域よりも高速側で前記第2回転域とは機関回転数
範囲を異ならせた第4回転域に対応する動弁態様とを切
換可能に構成されるので、第2吸気通路における両開閉
弁の開閉タイミングおよび動弁機構の切換タイミングを
組合わせて制御することにより、より多くのトルクピー
クを生じせしめて、より幅の広い範囲で高出力を得るこ
とが可能となる。
回転域のうちの低速側で前記第1回転域とは機関回転数
範囲を異ならせた第3回転域に対応する動作態様と、第
3回転域よりも高速側で前記第2回転域とは機関回転数
範囲を異ならせた第4回転域に対応する動弁態様とを切
換可能に構成されるので、第2吸気通路における両開閉
弁の開閉タイミングおよび動弁機構の切換タイミングを
組合わせて制御することにより、より多くのトルクピー
クを生じせしめて、より幅の広い範囲で高出力を得るこ
とが可能となる。
第1図ないし第5図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第1図は縦断側面図、第2図は出力トルク特性図、
第3図は第1図のIII矢視拡大図、第4図は第3図のIV
−IV線断面図、第5図は第1図のV−V線拡大断面図、
第6図および第7図は本発明の他の実施例をそれぞれ示
す出力トルク特性図である。 1……吸気弁口、2……吸気弁、3……動弁機構、4…
…吸気ポート、6……吸気マニホールド、7……吸気
室、19……第1吸気通路、20……第2吸気通路、21,22
……開閉弁、A1……第1回転域、A2……第2回転域、A3
……第3回転域、A4……第4回転域、E……機関本体
り、第1図は縦断側面図、第2図は出力トルク特性図、
第3図は第1図のIII矢視拡大図、第4図は第3図のIV
−IV線断面図、第5図は第1図のV−V線拡大断面図、
第6図および第7図は本発明の他の実施例をそれぞれ示
す出力トルク特性図である。 1……吸気弁口、2……吸気弁、3……動弁機構、4…
…吸気ポート、6……吸気マニホールド、7……吸気
室、19……第1吸気通路、20……第2吸気通路、21,22
……開閉弁、A1……第1回転域、A2……第2回転域、A3
……第3回転域、A4……第4回転域、E……機関本体
Claims (3)
- 【請求項1】複数の気筒を有する機関本体(E)に、そ
れら気筒にそれぞれ対応する複数の吸気ポート(4)
と、それら吸気ポート(4)にそれぞれ連なる複数の吸
気弁口(1)を開閉し得る複数の吸気弁(2)と、これ
ら吸気弁(2)を開閉駆動する動弁機構(3)とを設
け、前記複数の吸気ポート(4)を、共通のスロットル
弁の下流側に配置される共通の吸気室(7)に吸気マニ
ホールド(6)を介して接続し、この吸気マニホールド
(6)には、前記共通の吸気室(7)と各吸気ポート
(4)との間を個別に連通させるべく、機関の回転域の
うち低速側に定められた第1回転域(A1)に対応して長
さおよび断面積がそれぞれ設定された複数の第1吸気通
路(19)と、前記共通の吸気室(7)と各吸気ポート
(4)との間を個別に連通させる複数の第2吸気通路
(20)とを設け、その各第2吸気通路(20)の上流端部
および下流端部には、前記共通のスロットル弁から独立
して開閉制御されて少なくとも、機関の回転域のうち高
速側に定められた第2回転域(A2)で共に開弁状態とな
る一対の開閉弁(21,22)をそれぞれ配設したことを特
徴とする、多気筒内燃機関の吸気装置。 - 【請求項2】各第2吸気通路(20)の両開閉弁(21,2
2)は、相互に独立して開閉制御されることを特徴とす
る第項記載の多気筒内燃機関の吸気装置。 - 【請求項3】動弁機構(3)が、機関の回転域のうちの
低速側で前記第1回転域(A1)とは機関回転数範囲を異
ならせた第3回転域(A3)に対応する動弁態様と、第3
回転域よりも高速側で前記第2回転域(A2)とは機関回
転数範囲を異ならせた第4回転域(A4)に対応する動弁
態様とを切換可能に構成されることを特徴とする第項
または第項記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
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