JPH0821249A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はサージタンク内に導かれるオイル等
を、連通路を介して吸気枝管の、サージタンク底部から
吸気ポート間の一部に流出させる内燃機関の吸気装置に
関し、連通路を設けることによる吸気流速の乱れを抑制
し、吸入空気の慣性効果を損なうことなくオイル等の処
理を可能とすることを目的とする。 【構成】 実質的な吸気枝管長を確保するため、サージ
タンク１２内に突出して吸気枝管１０_-4を設ける。サー
ジタンク１２内に導かれ、底部に滞留するオイル等を吸
気枝管１０_-4の中間部に流出させるべく連通路１６_-4を
設ける。内燃機関において高出力が要求される運転状況
において吸気枝管１０_-4内に発生する気柱共鳴の節部
に、連通路１６_-4の開口位置を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置に
係り、特にサージタンク内にオイル等の液体成分が滞留
する内燃機関の吸気装置として好適な、内燃機関の吸気
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気装置として、
例えば実公平１−４３５０１号公報に開示されるよう
に、サージタンクの底面と、吸気枝管の、サージタンク
底部から吸気ポート間の一部とを連通する連通路を設
け、サージタンク内に滞留するオイル等の液体成分を吸
気枝管へ流入させる装置が知られている。

【０００３】すなわち、内燃機関の各気筒で圧縮・爆発
工程が行われる場合、混合気又は排気ガスがピストンリ
ングとシリンダとの間隙を通って流出し、いわゆるブロ
ーバイガスとしてクランクケース内に流入する。このた
め、内燃機関においては、クランクケース内のブローバ
イガスを吸気系に還流するベンチレーション機構を設け
てクランクケース内の換気を図る構成が従来より広く採
用されている。

【０００４】一方、複数の気筒を有する内燃機関におい
ては、吸気の脈動を防止し、また各気筒の吸気干渉を防
止するため、吸気通路にサージタンクを設ける構成が広
く採用されているが、この場合各気筒に連通する吸気枝
管は、このサージタンクから各気筒吸気ポートに向けて
分岐されることになる。

【０００５】この場合において、ブローバイガスを吸気
経路中サージタンク上流に還流させることとすると、ブ
ローバイガス中に含有されるオイル等の液体分がサージ
タンク中に導かれることになるから、ターボ過給の内燃
機関であれば、ターボ軸受け部からコンプレッサ側へ漏
れだしたオイルが導かれる可能性もある。従って、設計
上の種々の制約から、各気筒に向かう吸気枝管をサージ
タンクの底面に開口して設けることができない構成にお
いては、サージタンク底面にオイル等の液体成分が滞留
する事態を生ずる。

【０００６】そして、このようにオイル等がサージタン
ク底面に滞留すると、滞留したオイル等が一時期に多量
に吸気枝管に吸入され、ガソリン機関においては機関の
失火等の誘発し、ディーゼル機関においては、機関のオ
ーバーラン、すなわち過回転が誘発される。

【０００７】これに対して、上記公報記載の装置は、サ
ージタンク底面と、吸気枝管の、サージタンク底部から
吸気ポート間の一部とを連通する連通路を備えており、
サージタンク内に導かれたオイル等を随時吸気枝管に吸
入させる構成である。この場合、サージタンク底面にオ
イル等が多量に滞留することがなく、上記弊害が有効に
解消されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
吸気装置を構成する場合、各気筒に連通される吸気枝管
が長いほど低・中速域において優れた吸気特性を得るこ
とができる。吸気枝管が長いほど吸気時に多量の空気に
流速が生じ、多大な慣性効果の下に多量の空気が吸気さ
れるからである。

【０００９】一方、上記従来の吸気装置は、吸気枝管の
中間部をサージタンクに連通する構成、すなわち吸気枝
管とサージタンクとを短絡する構成である。この場合、
吸気枝管内には負圧波と正圧波とが入り乱れて気柱共鳴
が生じていると考えられるが、上述の連通路が気柱共鳴
の腹の部分、すなわち吸気枝管内において大きな内圧変
動を発生させる部分に開口しているとすれば、吸気枝管
内の空気の流れに大きな乱れが生じ、本来得られるべき
慣性効果が十分に得られない事態が生じ得る。

【００１０】この意味で、上記従来の吸気装置は、サー
ジタンク内におけるオイル等の滞留防止に有効である反
面、吸気特性の低下による内燃機関の出力低下を伴うと
いう問題を有するものであった。

【００１１】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、サージタンクの底面と、吸気枝管の、サージタ
ンク底部から吸気ポート間の一部とを連通する連通路を
設けるにあたり、連通路を吸気枝管内に生ずる気柱共鳴
の節部に開口させること、及び節部への開口が不可であ
る場合、吸気枝管内の吸気流への影響が極力小さくなる
よう吸気系と連通路系の共鳴周波数をずらすことで上記
の課題を解決する内燃機関の吸気装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載するように、サージタンク底部と、吸気枝管の、
サージタンク底部から吸気ポート間の一部とを連通する
連通路を有する内燃機関の吸気装置において、前記連通
路が、前記吸気枝管内に生ずる気柱共鳴の節部に開口し
ている内燃機関の吸気装置ににより達成される。

【００１３】また、上記の目的は、請求項２に記載する
ように、上記請求項１記載の内燃機関の吸気装置におい
て、内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段
と、内燃機関の負荷を検出する機関負荷検出手段と、前
記連通路の前記吸気枝管側開口位置を可変とする開口位
置可変機構と、前記機関回転数検出手段の検出結果、及
び前記機関負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記連
通路の前記吸気枝管側開口位置を所定の位置に制御する
開口位置制御手段とを備える内燃機関の吸気装置よって
も達成される。

【００１４】更に、上記の目的は、請求項３に記載する
ように、上記請求項１記載の内燃機関の吸気装置におい
て、内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段
と、内燃機関の負荷を検出する機関負荷検出手段と、前
記連通路の通路長を可変とする通路長可変機構と、前記
機関回転数検出手段の検出結果、及び前記機関負荷検出
手段の検出結果に基づいて、前記連通路の通路長を所定
の長さに制御する通路長制御手段とを備える内燃機関の
吸気装置によっても達成される。

【００１５】また、請求項４に記載するように、上記請
求項１記載の内燃機関の吸気装置において、内燃機関の
回転数を検出する機関回転数検出手段と、内燃機関の負
荷を検出する機関負荷検出手段と、前記連通路の通路径
を可変とする通路径可変機構と、前記機関回転数検出手
段の検出結果、及び前記機関負荷検出手段の検出結果に
基づいて、前記連通路の通路径を所定径に制御する通路
径制御手段とを備える内燃機関の吸気装置も有効であ
る。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明において、前記サージタン
クと前記吸気枝管とは、前記連通路を介して連通され
る。従って、前記吸気枝管の端部が前記サージタンクの
底面に開口していなくとも、前記サージタンクに導かれ
たオイル等の液体分は、前記連通路を通って前記吸気枝
管内に流出する。

【００１７】一方、前記連通路は、前記吸気枝管に発生
する気柱共鳴の節部、すなわち前記吸気枝管内におい
て、比較的圧力変動の少ない部分に開口している。従っ
て、前記連通部が開口することにより、前記吸気枝管内
における吸気流速に大きな乱れが生ずることがなく、前
記吸気枝管が有する本来の慣性効果が十分に発揮され、
高い慣性効率の下、良好な吸気特性が実現される。

【００１８】請求項２記載の発明において、前記連通路
の前記吸気枝管側開口位置は、前記開口位置可変機構の
機能に基づいて変更することができる。そして、該開口
位置は、前記開口位置制御手段により、前記機関回転数
検出手段によって検出された機関回転数、及び前記機関
負荷検出手段によって検出された機関負荷に基づいて制
御される。

【００１９】すなわち、機関回転数、及び機関負荷に応
じて前記吸気枝管内における吸入流に変化が生じ、その
結果気柱共鳴の節部の位置が変動した場合、前記連通路
の開口位置が適切にその節部に追従して変位する。この
場合、内燃機関の運転状態に関わらず、常に吸入流速に
影響しない位置に前記連通路が開口することになる。

【００２０】請求項３記載の発明において、前記連通路
の通路長は、前記通路長可変機構の機能に基づいて変更
することができる。ところで、前記吸気枝管内における
空気の共鳴状態は、前記連通路及び該連通路が開口する
前記サージタンクの体積等の影響を受け、その状況が変
化すると吸気枝管内の共鳴状態にも変化が生ずる。

【００２１】従って、内燃機関の運転状態が変化した場
合に、吸気枝管系と連通路系との共鳴周波数をずらす目
的で前記連通路の通路長を適当に変化させれば、共鳴状
態の変化代が低減される。即ち、慣性過給効果の低下代
が回復される。そして、本発明における前記通路長制御
手段は、かかる状態を実現すべく前記連通路の通路長を
制御する。

【００２２】請求項４記載の発明において、前記連通路
の通路径は、前記通路径可変機構の機能に基づいて変更
することができる。ところで、前記吸気枝管内における
空気の共鳴状態は、前記連通路の通路長が変化した場合
と同様に、その通路径が変化した場合にも変化する。

【００２３】ここで、前記通路径制御手段は、内燃機関
の運転状態が変化した場合に、吸気枝管系と連通路系と
の共鳴周波数をずらす目的で前記吸気枝管の共鳴状態の
変化代を低減、即ち、慣性過給効果の低減代を回復すべ
く前記連通路の通路径を変更する。

【００２４】

【実施例】図１は、請求項１記載の発明の一実施例であ
る内燃機関の吸気装置の要部断面図であり、また、図２
は、本実施例の吸気装置の全体構成を表す斜視構成図を
示す。尚、図１は、図２中Ｉ矢視における側面断面図に
相当する。以下、これら各図を参照して本実施例の吸気
装置について説明する。

【００２５】図２において、吸気枝管１０_-1〜１０
_-4は、内燃機関の各気筒（♯１〜♯４）に対して設けら
れた吸気枝管であり、その一端は図示しない内燃機関の
吸気ポートに連通し、その他端はサージタンク１２の内
部に突出して開口している。

【００２６】サージタンク１２は、吸気管１４と各吸気
枝管１０_-1〜１０_-4とを連通する沈静槽であり、各気筒
間における吸気干渉を抑制し、かつ吸気の脈動を抑制す
る機能を有している。

【００２７】ところで、内燃機関の低・中速域における
出力特性を向上するためには吸入空気の慣性効果を高め
ることが有効であり、また慣性効率は、吸気流速が発生
する吸気枝管が長いほど向上する。一方、搭載スペース
上の制約等から、サージタンク１２と内燃機関本体との
間に十分な距離を確保することができず、サージタンク
１２の底部に吸気枝管１０_-1〜１０_-4を開口したので
は、十分な慣性効率が得られない場合がある。

【００２８】これに対して、本実施例の如くサージタン
ク１２内に吸気枝管１０_-1〜１０_-4を突出して設ける構
成とすれば、搭載スペースを拡大することなく実質的な
吸気枝管長を延長することができ、吸入空気の慣性効率
向上を図ることができる。本実施例において、上述の如
く吸気枝管１０_-1〜１０_-4をサージタンク１２内に突出
して配設しているのは、かかる理由によるものである。

【００２９】また、図１及び図２に示す如く、吸気枝管
１０_-1〜１０_-4の、サージタンク１２底部から吸気ポー
ト間の一部（以下、単に中間部と称す）には、他端がサ
ージタンク１２の底部に開口する連通路１６_-1〜１６_-4
が開口している。ここで、本実施例の吸気装置は、連通
路１６_-1〜１６_-4が吸気枝管１０_-1〜１０_-4の所定位置
に開口している点に特徴を有するものである。尚、その
詳細については後述する。

【００３０】サージタンク１２に連通する吸気管１４の
他端は、図２に示す如く内燃機関の過給機として周知で
あるターボチャージャ１８に連通している。また、ター
ボチャージャ１８は、図示しないエアフィルタに通じる
吸気管２０に連通している。そして、このターボチャー
ジャ１８は、排気タービンに排気圧が供給されると、吸
気管２０から吸入した空気をコンプレッサで昇圧して吸
気管１４に圧送する。

【００３１】吸気管２０には、ＰＣＶ（ポジティブ・ク
ランクケース・ベンチレーション）ホース２２が連通さ
れている。このＰＣＶホース２２は、ＰＣＶパイプ２
４、ＰＣＶホース２６、及びヘッドカバー２８内部に収
納されるＰＣＶバルブ（図示せず）等を介して内燃機関
のクランクケースに連通している。

【００３２】ここで、内燃機関のクランクケース内に
は、上述の如く、ピストンリングとシリンダとの間隙を
通って流出したブローバイガスが存在している。従っ
て、吸気管２０内に吸気負圧が存在する所定の状況下で
ヘッドカバー２８内に収納されているＰＣＶバルブが開
弁すると、図２中に矢線で示す経路で、クランクケース
内に存在するブローバイガスが吸気管２０に導かれ、ク
ランクケース内の強制換気が行われる。

【００３３】尚、ＰＣＶホース２２を吸気管２０に連通
して、ブローバイガスをターボチャージャ１８上流に還
流させているのは、ターボチャージャ１８による過給圧
の存在しない空間、すなわち大きな吸気負圧が発生する
空間に還流させることで高い換気能力を確保するためで
ある。

【００３４】ところで、上記の如く吸気管２０に導かれ
たブローバイガスは、その後ターボチャージャ１８のコ
ンプレッサに流入し、吸気管１４を経てサージタンク１
２に導かれる。

【００３５】この際、ブローバイガス中には、オイル、
水分等種々の物質が含まれている。一方、サージタンク
１２から内燃機関へ向けて設けられる吸気枝管１０_-1〜
１０ _-4の開口部は、上述の如くサージタンク１２の底部
から離間した位置に設けられている。

【００３６】このため、本実施例においては、ブローバ
イガス中に含有されるオイル等が、吸気枝管１０_-1〜１
０_-4の開口部に到達し難く、それらの物質が滞留物とし
てサージタンク１２の底面に滞留し易い状態となる。そ
して、これらの滞留物が一時に多量に吸気枝管１０_-1〜
１０_-4に流入した場合、ガソリン機関においては失火、
ディーゼル機関においては過回転の原因となることは前
記した通りである。

【００３７】従って、上記の如く吸気枝管１０_-1〜１０
_-4の開口部がサージタンク１２の底部から離間する構成
の吸気装置においては、サージタンク１２の低部に多量
の滞留物が滞留するのを防止する必要があり、上述した
連通路１６_-1〜１６_-4は、かかる要求を満たすべく設け
られたものである。

【００３８】ところで、本実施例の吸気装置を、吸入空
気の流通経路としてモデル化した場合、その構成は図３
に示す如く表すことができる。以下、同図を参照して、
吸入空気の慣性効果について説明する。尚、図３中符号
３０はエアフィルタを、また符号３２はレゾネータを表
している。

【００３９】ここで、図３は、内燃機関の♯１気筒が吸
気行程である場合を示したものであるが、この場合は、
♯１気筒に生ずる吸気負圧が吸気枝管１０_-1に導かれ、
吸気枝管１０_-1内に吸気流速を発生させる。また、♯１
気筒に代えて、♯２乃至♯４気筒が吸気行程となれば、
それぞれ吸気枝管１０_-2〜１０_-4に吸気流速が生ずる。
従って、吸気枝管１０_-1〜１０_-4の内部には、内燃機関
の運転状態に応じて、比較的大きな吸気脈動が生じてい
る。

【００４０】一方、吸気枝管１０_-1の上流には、サージ
タンク１２で沈静化され、脈動が小幅に抑制された吸気
負圧が導かれる。このため、エアフィルタ３０からサー
ジタンク１２に至る吸気通路中には、比較的脈動の小さ
な吸気流速が生ずる。

【００４１】尚、図３において吸気通路１４に連通され
ているレゾネータ１４は、特定周波数の吸気音の低減を
目的として設けられたものである。すなわち、上述の如
く、エアフィルタ３０からサージタンク１２に至る吸入
空気の流通経路、及び吸気枝管１０_-1〜１０_-4の内部に
は、内燃機関の運転状態に応じた吸気の脈動が生じてい
る。

【００４２】そして、これらが複雑に混じり合い、種々
の周波数帯の吸気音が発生することとなるが、特定の運
転状態においては、吸気系固有の共鳴周波数と吸気音の
周波数とが一致し、吸気音の共鳴が生ずる場合がある。
この場合に、吸気通路１４にレゾネータ３２を接続する
と、吸気系の固有共鳴周波数が変化し、共鳴が回避され
て吸気音が抑制されることになる。

【００４３】ところで、図３において吸気行程が行われ
ている吸気枝管１０_-1内の吸気流速は、その後図４
（Ａ）〜（Ｄ）に示す如き変化を示す。すなわち、図４
（Ａ）に示す如く吸気弁３４_-1が開弁している間は、吸
気枝管１０_-1は両端が開口端の管体であり、その内部に
はサージタンク１２側（図４中、上側）から内燃機関
（図４中、下側）へ向かう負圧波が発生する。

【００４４】次に、図４（Ｂ）に示す如く吸気弁３４_-1
が閉弁すると、吸気枝管１０_-1は、内燃機関側が閉口端
となり、負圧波が反射される結果内燃機関側からサージ
タンク側へ進行する負圧波が存在することになる。

【００４５】一方、吸気枝管１０_-1のサージタンク１２
側端部は開口端であるから、負圧波がこの開口端に到達
すると、波動の位相が反転して正圧波となって反射す
る。従って、発生した正圧波が内燃機関側端部に到達す
る際に吸気弁３４_-1が開弁されていれば、すなわち次回
の吸気行程が開始されていれば、吸入空気の慣性効果に
よって多量の空気を内燃機関に送り込むことができる。

【００４６】そして、吸気枝管１０_-1として十分に長い
経路が確保されている場合、吸気行程において比較的長
期にわたり高い慣性効果が持続され、高い体積効率ηｖ
を得ることが可能となる。

【００４７】ところで、吸気枝管１０_-1〜１０_-4の内部
には、吸気弁３４_-1〜３４_-4が閉弁すると、図４（Ｄ）
に示す如くその内部には圧力変動の節、及び腹を有する
気柱共鳴が発生していると考えられる。

【００４８】これに対して、仮に気柱共鳴の腹部分、す
なわち圧力が大きく変動する部分に開口部が設けられた
場合、吸気枝管１０_-1〜１０_-4内における吸気流には、
大きな変化が発生し、上述した高い慣性効果を得ること
が困難となる。

【００４９】一方、吸気枝管１０_-1〜１０_-4に開口部を
設けるとしても、その開口部が比較的圧力変動の少ない
気柱共鳴の節部に設けられる場合は、吸気枝管１０_-1〜
１０ _-4内を流通する吸入空気にとっては、実質的に開口
部が存在しないのと同等であり、吸気流に大きな変化が
生じないことから、上述した高い慣性効果を十分に享受
することが可能である。

【００５０】本実施例においてサージタンク１２の底部
と吸気枝管１０_-1〜１０_-4の中間部とを連通する連通路
１６_-1〜１６_-4は、かかる点に着目して設けられたもの
であり、具体的には、内燃機関において高出力が要求さ
れる状況で吸気枝管１０_-1〜１０_-4内に発生する気柱共
鳴について実験的にその節部、すなわち圧力変動の小さ
い部分を検出し、検出した節部を連通路１６_-1〜１６_-4
の開口位置としている。

【００５１】この場合、内燃機関において高出力が要求
される状況において、優れた慣性効果の下高い体積効率
ηｖを得ることができ、内燃機関の出力特性を犠牲にす
ることなくサージタンク１２内に導かれるオイル等を適
切に処理することができ、何らの弊害を伴うことなくク
ランクケースのベンチレーションを行うことが可能であ
る。

【００５２】図５は、請求項２記載の発明の一実施例の
要部を表すロータリバルブ４０の構成、及びロータリバ
ルブ４０の駆動機構の概略構成を表す構成概念図であ
る。ロータリバルブ４０は、吸気枝管１０_-1〜１０_-4そ
れぞれに対応して配設され、サージタンク１２の底部と
吸気枝管１０_-1〜１０_-4の中間部との連通状態を切り換
えるバルブである。以下、吸気枝管１０_-1を代表例とし
てその構成を説明する。

【００５３】ロータリバルブ４０は、固定子４２、４４
と、その内部を回動する回転子４６とからなるバルブで
ある。固定子４２には、連通路４８を介してサージタン
ク１２に連通する共通ポート４２ａが設けられている。
また、固定子４４には、それぞれ吸気枝管１０_-1の異な
る位置に開口する連通路５０ａ，５０ｂ，５０ｃが接続
される低負荷ポート４４ａ，中負荷ポート４４ｂ，及び
高負荷ポート４４ｃが設けられている。

【００５４】ここで、低負荷ポート４４ａは、機関回転
数ＮＥと吸入空気量Ｑ／Ｎとで把握される機関の運転状
態が所定の低負荷状態である場合に、実験的に吸気枝管
１０ _-1内に気柱共鳴の節部が発生するとして定められた
位置を開口位置としている。また、中負荷ポート４４
ｂ，及び高負荷ポート４４ｃは、同様に内燃機関が所定
の中負荷状態である場合、及び所定の高負荷状態である
場合に気柱共鳴の節部が発生するとして定められた位置
をそれぞれ開口位置としている。

【００５５】一方、回転子４６には、回転位置に応じて
低負荷ポート４４ａ，中負荷ポート４４ｂ，又は高負荷
ポート４４ｃに連通する連通ポート４６ａが設けられて
いる。そして、この回転子４６は、ステップモータ５２
を駆動源として備えており、吸入空気量センサ５４、及
び回転数センサ５６のセンサ出力に基づいて電子制御装
置（ＥＣＵ）５８が発する制御信号に従って回転し、内
燃機関の負荷状態に応じて連通ポート４６ａを低負荷ポ
ート４４ａ，中負荷ポート４４ｂ，又は高負荷ポート４
４ｃに連通させる。

【００５６】このため、本実施例のロータリバルブ４０
を備える吸気装置によれば、内燃機関の運転状態が変化
し、それに伴って吸気枝管１０_-1内に生ずる気柱共鳴の
節部の位置が変動した場合においても、常にサージタン
ク１２の底部をその節部、或いはその近傍に連通させる
ことができ、特定の運転状態のみならず、広い範囲で良
好な吸気特性を維持することができる。

【００５７】尚、本実施例においては、吸入空気量セン
サが前記した機関負荷検出手段に、回転数センサが前記
した機関回転数検出手段に、ロータリバルブ４０が前記
した開口位置可変機構に、またステップモータ５２及び
ＥＣＵ５８が前記した開口入り制御手段にそれぞれ相当
している。

【００５８】図６は、請求項３記載の発明の一実施例の
要部を表す連通路６０の構成、及び連通路６０の駆動機
構の概略構成を表す構成概念図である。連通路６０は、
吸気枝管１０_-1〜１０_-4それぞれに対応して配設され、
サージタンク１２の底部と吸気枝管１０_-1〜１０_-4の中
間部との連通状態を切り換えるバルブである。以下、吸
気枝管１０_-1を代表例としてその構成を説明する。

【００５９】連通路６０は、サージタンク１２の底部に
連通する固定管６２、吸気枝管１０ _-1の所定位置に連通
する固定管６４、これら固定管６２，６４に対して相対
変位して、連通路６０の通路長を可変とする可動管６
６、及び固定管６２，６４と可動管６６との嵌挿部近傍
の密封性を確保するシール部材６８ａ，６８ｂにより構
成される。

【００６０】また、可動管６６は、ステップモータ７０
を駆動源として備えており、吸入空気量センサ７２、及
び回転数センサ７４のセンサ出力に基づいてＥＣＵ７６
が発する制御信号に従って変位し、内燃機関の負荷状態
に応じて連通路６０の通路長を変更する。

【００６１】ところで、上記図３に示すレゾネータ３２
は、所定体積の空間を吸気通路１４に連通することで吸
気系の共鳴条件を変更するものである。一方、連通路６
０は、吸気枝管１０_-1に所定体積の空間を連通させるも
のであり、その点で上記レゾネータ３２と共通してい
る。

【００６２】従って、連通路６０の通路長が変化し、吸
気枝管１０_-1に連通される空間の実質的な状態が変化す
ると、その影響で吸気枝管１０_-1における共鳴条件に変
化が生ずる。この場合、内燃機関の運転状態に応じて連
通路６０の通路長を変更して吸気枝管系と連通路系との
共鳴周波数をずらすこととすれば、内燃機関の運転状態
に関わらず、吸気枝管系の共鳴状態の変化代を低減する
ことが可能である。結果、慣性過給効果の低下代が回復
できる。

【００６３】本実施例の連通路６０は、かかる点に着目
して構成されたものであり、ＥＣＵ７６は、予め実験的
に定められた条件に従って、吸気枝管系と連通路系との
共鳴周波数がずれるように、可動管６６に変位を与え
る。 この結果、本実施例によっても上記図５に示すロ
ータリバブ４０を用いた場合と同様、内燃機関の運転状
態に関わらず優れた慣性効果が得られることになり、比
較的簡単な構成で、広い運転状態にわたって高い体積効
率ηｖを確保することのできる吸気装置を実現してい
る。

【００６４】尚、本実施例においては、連通路６０自体
が前記した通路長可変機構に、またステップモータ７０
及びＥＣＵ７６が前記した通路長制御手段にそれぞれ相
当している。

【００６５】図７は、請求項４記載の発明の一実施例の
要部であるロータリバルブ８０の周辺構成を表す要部断
面図を示す。また、図８は、ロータリバルブ８０の構成
を表す平面図（同図（Ａ））及び正面図（同図（Ｂ））
を示す。ここで、ロータリバルブ８０は、吸気枝管１０
_-1〜１０_-4それぞれに対応して配設され、サージタンク
１２の底部と吸気枝管１０_-1〜１０_-4の中間部との連通
状態を切り換えるバルブである。以下、吸気枝管１０_-1
を代表例としてその構成を説明する。

【００６６】図８に示す如く、ロータリバルブ８０に
は、径の異なる複数（本実施例においては４つ）の貫通
孔８０ａ〜８０ｄが設けられている。また、ロータリバ
ルブ８０は、図７に示す如くステップモータ８２を駆動
源として備えており、吸入空気量センサ８４、及び回転
数センサ８６のセンサ出力に基づいてＥＣＵ８８が発す
る制御信号に従って回動することができる。

【００６７】一方、サージタンク１２、及び吸気通路１
０_-1には、それぞれ連通孔１２ａ，１０_-1ａが設けられ
ている。これら連通孔１２ａ，１０_-1ａは、ロータリバ
ルブ８０の回転位置に対応して、貫通孔８０ａ〜８０ｄ
の何れかに同時に連通するように構成されている。

【００６８】従って、ステップモータ８２がＥＣＵ８８
の指令に従ってロータリバルブ８０を回動させると、そ
の回転角に対応してサージタンク１２と吸気通路１０_-1
とが、径の異なる何れかの貫通孔８０ａ〜８０ｄを介し
て連通することになる。

【００６９】ところで、上記図６に示す実施例は、連通
路６０の通路長を可変とすることで吸気枝管１０_-1に対
して異なるレゾナンス効果を与えて吸気枝管系と連通路
系との共鳴周波数をずらし、慣性過給効果の低下代を回
復しようとするものであった。

【００７０】一方、本実施例においては、ロータリバル
ブ８０に設けられた貫通孔８０ａ〜８０ｄが、サージタ
ンク１２の底部と吸気枝管１０_-1とを連通する連通路を
構成しており、その径が変化すれば、当然に吸気枝管１
０_-1に与えるレゾナンス効果は異なったものとなる。

【００７１】従って、内燃機関の運転状態に応じてロー
タリバルブ８０を適切に回動せしめれば、吸気枝管系と
連通路系との共鳴周波数をずらすことができ、上記図６
に示す実施例と同様、内燃機関の運転状態に関わらず吸
気枝管の共鳴状態の変化代を低減することが可能であ
る。結果、慣性過給効果の低下代が回復される。

【００７２】本実施例は、かかる点に着目して構成され
たものであり、ＥＣＵ８８は、予め実験的に定められた
条件に従って、吸気枝管系と連通路系との共鳴周波数が
ずれるようにロータリバルブ８８の回転角を制御してい
る。

【００７３】このため、本実施例によっても内燃機関の
運転状態に関わらず優れた慣性効果を得ることが可能で
あり、サージタンク１２内に導かれるオイル等を適切に
処理しつつ、広い運転状態にわたって高い体積効率ηｖ
を確保し得る吸気装置を実現することができる。

【００７４】尚、本実施例においては、ロータリバルブ
８０が前記した通路径可変機構に、またステップモータ
８２及びＥＣＵ８８が前記した通路径制御手段にそれぞ
れ相当している。

【００７５】ところで、上述した実施例は、吸気枝管１
０_-1〜１０_-4における慣性効果を損なうことなく、すな
わち内燃機関の出力特性を損なうことなくオイル等の滞
留物を適当に処理することを目的として、連通路１６_-1
〜１６_-4（図１）、５０ａ〜５０ｃ（図５）、６０（図
６）、及び貫通孔８０ａ〜８０ｄの条件を設定すること
としているが、内燃機関の出力特性の他、排気特性をも
考慮することとしてもよい。

【００７６】すなわち、内燃機関において優れた出力特
性が得られる吸気特性と、良好な排気特性が得られる吸
気特性とは必ずしも一致しておらず、内燃機関に要求さ
れる特性に従って、両者をバランスさせる必要がある。

【００７７】これに対して、連通路１６_-1〜１６_-4、５
０ａ〜５０ｃ、６０、及び貫通孔８０ａ〜８０ｄの状態
が吸気装置の特性に影響することは前記した通りであ
り、これらの状態を適切にチューニングすることによ
り、出力特性と排気特性とを適切にバランスさせること
も可能である。

【００７８】尚、上記実施例は、本発明を４気筒過給機
付内燃機関に適用した構成を例示したものであるが、こ
れに限るものではなく、例えば６気筒内燃機関、自然吸
気の内燃機関等に適用することも可能である。また、本
実施例は、ガソリン機関を想定して構成したものであ
り、クランクケースのベンチレーションにつきＰＣＶシ
ステムを用いているが、例えばディーゼル機関において
一般に用いられているＣＶシステムについて適用するこ
とも可能である。

【００７９】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、連通路が吸気枝管内に生ずる気柱共鳴の節部に開口
していることから、サージタンクと吸気枝管とが連通さ
れているにも関わらず、吸入空気を流通させる吸気通路
としては、実質的に連通路が存在しないのと同等の状態
が形成される。

【００８０】このため、本発明によれば、連通路を設け
ることによる吸入空気の慣性効率低下を有効に防止する
ことができ、良好な吸気特性を確保しつつ、サージタン
ク内に導かれたオイル等の液体成分を適切に処理するこ
とが可能である。

【００８１】また、請求項２記載の発明によれば、連通
路の吸気枝管側開口位置が、内燃機関の運転状態に応じ
て変化し、吸気枝管内に生ずる気柱共鳴の節部の位置が
変動した場合においても、常に節部と連通路の開口位置
とを整合させることができる。従って、本発明によれ
ば、内燃機関の運転状態が変化しても、その影響を受け
ることなく、常に良好な吸気特性を確保しつつ、サージ
タンク内のオイル等を処理することができる。

【００８２】更に、請求項３記載の発明によれば、内燃
機関の運転状態の変化に追従して、前記連通路の通路長
が変更され、前記吸気枝管内における共鳴状態がほぼ一
定の状態に維持される。このため、内燃機関の運転状態
に変化が生じても、吸気枝管の共鳴状態の変化代を低減
することができ、その結果、慣性過給効果の低下代が回
復できる。

【００８３】従って、本発明によっても、上記請求高２
記載の発明と同様に、内燃機関の運転状態に関わらず、
常に良好な吸気特性を確保しつつサージタンク内のオイ
ル等を処理することが可能である。

【００８４】そして、請求項４記載の発明によれば、内
燃機関の運転状態の変化に追従して、前記連通路の通路
径が変更され、前記吸気枝管内における共鳴状態がほぼ
一定の状態に維持される。このため、内燃機関の運転状
態に変化が生じても、吸気枝管内の共鳴状態の変化代を
低減することができ、本発明によっても上記請求項３記
載の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例である内燃機関
の吸気装置の要部断面図である。

【図２】本実施例の吸気装置の全体構成図である。

【図３】本実施例の吸気装置の吸入空気の流通経路モデ
ルを表す図である。

【図４】本実施例の吸気装置の吸気枝管内における吸入
空気の流通状態を表す図である。

【図５】請求項２記載の発明の一実施例である内燃機関
の吸気装置の要部を表す図である。

【図６】請求項３記載の発明の一実施例である内燃機関
の吸気装置の要部を表す図である。

【図７】請求項４記載の発明の一実施例である内燃機関
の吸気装置の要部を表す図である。

【図８】請求項４記載の発明の一実施例である内燃機関
の吸気装置の要部であるロータリバルブの構成を表す図
である。

【符号の説明】

１０_-1〜１０_-4 吸気枝管 １２ サージタンク １４ 吸気通路 １６_-1〜１６_-4，４８，５０ａ〜５０ｃ，６０ 連通路 ４０，８０ ロータリバルブ ４４ 固定子 ４４ａ 低負荷ポート ４４ｂ 中負荷ポート ４４ｃ 高負荷ポート ５２，７０，８２ ステップモータ ５４，７２，８４ 吸入空気量センサ ５６，７４，８６ 回転数センサ ５８，７６，８８ 電子制御装置（ＥＣＵ） ６２，６４ 固定管 ６６ 可動管 ８０ａ〜８０ｄ 貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３１１ Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サージタンク底部と、吸気枝管の、サー
   ジタンク底部から吸気ポート間の一部とを連通する連通
   路を有する内燃機関の吸気装置において、 前記連通路が、前記吸気枝管内に生ずる気柱共鳴の節部
   に開口していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の吸気装置にお
   いて、 内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 内燃機関の負荷を検出する機関負荷検出手段と、 前記連通路の前記吸気枝管側開口位置を可変とする開口
   位置可変機構と、 前記機関回転数検出手段の検出結果、及び前記機関負荷
   検出手段の検出結果に基づいて、前記連通路の前記吸気
   枝管側開口位置を所定の位置に制御する開口位置制御手
   段とを備えることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の内燃機関の吸気装置にお
   いて、 内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 内燃機関の負荷を検出する機関負荷検出手段と、 前記連通路の通路長を可変とする通路長可変機構と、 前記機関回転数検出手段の検出結果、及び前記機関負荷
   検出手段の検出結果に基づいて、前記連通路の通路長を
   所定の長さに制御する通路長制御手段とを備えることを
   特徴とする内燃機関の吸気装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の内燃機関の吸気装置にお
   いて、 内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 内燃機関の負荷を検出する機関負荷検出手段と、 前記連通路の通路径を可変とする通路径可変機構と、 前記機関回転数検出手段の検出結果、及び前記機関負荷
   検出手段の検出結果に基づいて、前記連通路の通路径を
   所定径に制御する通路径制御手段とを備えることを特徴
   とする内燃機関の吸気装置。