JPH09112363A

JPH09112363A - Ｖ型エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH09112363A
Application number: JP27261295A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishizawa; 弘之西澤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低中回転域と高回転域との両方で体積効率を
向上させることを可能としたＶ型エンジンの吸気装置を
提供する。【解決手段】＃１吸気マニホールド１１は、第３サー
ジタンク２４の外周を回り込んだ後に上下隔壁２３を貫
通して第１サージタンク２１に連通すると共に、吸気ポ
ートよりの部位で第３サージタンク２４にも連通してい
る。第１遮断弁３１は、＃１吸気マニホールド１１と第
３サージタンク２４との連通部位に設けられており、ド
ライブシャフト４１に開閉駆動されて、＃１吸気マニホ
ールド１１と第３サージタンク２４とを連通あるいは遮
断する。また、＃１吸気マニホールド１１は、吸気ポー
トから第３サージタンク２４との連通部位までの流路面
積が比較的大きく、第３サージタンク２４との連通部位
から第１サージタンク２１との連通部位までの流路面積
が比較的小さく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖ型エンジン用の
吸気装置に係り、詳しくは低中回転域と高回転域との両
方で体積効率を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の多気筒エンジン（一般には、
６気筒以上）では、旧来の直列配置に代わり、搭載性に
優れたＶ型配置のもの（Ｖ型エンジン）が主流となって
きている。Ｖ型エンジンの吸気装置として、特開平３−
９２６号公報や特開昭６１−２５８９２２号公報等に
は、エンジンの運転状態に応じてサージタンクの容量等
を変化させる可変吸気装置が提案されている。例えば、
前者の装置では、吸気順序（すなわち、点火順序）が連
続しない気筒（すなわち、Ｖ型６気筒エンジンにおいて
は、１，３，５番気筒および２，４，６番気筒）の吸気
マニホールドをそれぞれ左右のサージタンクに連通させ
ると共に、両サージタンクを連通タンクを介して連通さ
せている。両サージタンクと連通タンクとの間にはそれ
ぞれ遮断弁が設けられており、低回転域では遮断弁を閉
鎖して吸気干渉の生じない共鳴（脈動）あるいは慣性過
給吸気系を構成させ、高回転域では遮断弁を開放して大
容量の吸気系を構成させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の吸気装置には、未だ改善の余地があった。周知のよ
うに、内燃機関の吸気系では、吸気マニホールドの全長
やその流路面積の大小が、体積効率すなわち機関出力に
大きな影響を与える。例えば、低回転域においては、吸
気マニホールドが長くかつ流路面積が小さい程、慣性効
果が高まって体積効率が向上する。また、高回転域にお
いては、逆に、吸気マニホールドが短くかつ流路面積が
大きい程、慣性過給が高回転域で高効率になると共に、
吸気抵抗が減少して体積効率が向上する。ところが、上
述した従来の吸気装置では、単一の吸気マニホールドを
使用しているため、その長さや流路面積を低中回転域あ
るいは高回転域のどちらかに合わせざるを得ず、他方の
回転域では所期の体積効率を達成することができなかっ
た。

【０００４】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
低中回転域と高回転域との両方で体積効率を向上させる
ことを可能としたＶ型エンジンの吸気装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、エアクリーナに接続した吸気通路と各気筒の吸
気ポートとの間に配設され、前記吸気ポートへの吸入空
気の導入を制御するＶ型エンジンの吸気装置において、
前記吸気通路に連通し、点火順序が奇数番となる気筒の
吸気ポートに吸気マニホールドを介して連通する第１の
サージタンクと、前記吸気通路に連通し、点火順序が偶
数番となる気筒の吸気ポートに吸気マニホールドを介し
て連通する第２のサージタンクと、前記吸気通路に連通
し、前記各気筒の吸気ポートに前記各吸気マニホールド
の吸気ポート寄りの部位に連通する第３のサージタンク
と、当該第３のサージタンクと前記各吸気マニホールド
との連通を遮断する第１の遮断弁と、少なくともエンジ
ン負荷に応じて当該第１の遮断弁を開閉制御する吸気制
御手段とを備えたものを提案する。

【０００６】また、本発明の請求項２では、請求項１の
吸気装置において、前記各吸気マニホールドは、前記各
気筒の吸気ポートから前記第３のサージタンクとの連通
部位までの流路面積が、前記第３のサージタンクとの連
通部位から前記第１あるいは第２のサージタンクとの連
通部位までの流路面積より大きく設定されているものを
提案する。

【０００７】また、本発明の請求項３では、請求項１ま
たは２の吸気装置において、前記各吸気マニホールド
は、前記各気筒の吸気ポートから前記第１あるいは第２
のサージタンクとの連通部位までの長さが略等しく設定
されているものを提案する。また、本発明の請求項４で
は、請求項１〜３の吸気装置において、前記吸気制御手
段により開閉制御され、前記吸気通路と前記第３のサー
ジタンクとの連通を遮断する第２の遮断弁を更に備え、
前記吸気制御手段が前記第１の遮断弁と前記第２の遮断
弁とを同時に閉鎖するものを提案する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１には本発明に係るＶ
型８気筒ガソリンエンジン用の吸気装置を平面視により
示し、図２，図３には図１中のII−II断面視（縦断面
視）と図１中のIII矢視（正面視）とをそれぞれ示して
ある。本実施形態の吸気装置１は、アルミ合金鋳造品の
装置本体２を主要構成部材としており、エアクリーナに
接続した吸気管３と第１〜第８（＃１〜＃８）気筒の図
示しない吸気ポートとの間に配設されている。尚、本実
施形態のエンジンでは、点火順序が＃１−＃２−＃７−
＃３−＃４−＃５−＃６−＃８であるため、点火順序が
奇数番となる気筒は＃１，＃４，＃６，＃７、点火順序
が偶数番となる気筒は＃２，＃３，＃５，＃８となる。

【０００９】装置本体２は、吸気管３に連通するサージ
タンク部４と、サージタンク部４の上部に巻設された＃
１〜＃８吸気マニホールド１１〜１８とからなってい
る。サージタンク部４は、その下部が左右隔壁２０によ
り第１サージタンク２１と第２サージタンク２２とに区
画され、上部が上下隔壁２３により第３サージタンク２
４に区画されている。本実施形態の場合、第１サージタ
ンク２１と第２サージタンク２２とは容積が等しく、第
３サージタンク２４のみ第１，第２サージタンク２１，
２２に較べて大容量となっている。尚、後述するよう
に、＃１〜＃８吸気マニホールド１１〜１８は、それぞ
れが第１サージタンク２１と第２サージタンク２２との
どちらかに連通すると共に、すべてが第３サージタンク
２４に連通している。

【００１０】装置本体２には、その内部に第３サージタ
ンクと各吸気マニホールド１１〜１８との連通を遮断す
る第１遮断弁３１〜３８が配設されると共に、後端部上
面にドライブシャフト４０，４１を介してこれら第１遮
断弁３１〜３８を開閉駆動する左右一対のステッパモー
タ４２，４３が載置されている。また、第３サージタン
ク２４の上流側端部には吸気管３との連通を遮断する第
２遮断弁４４が配設されると共に、装置本体２の後端部
側面には第２遮断弁４４を開閉駆動するステッパモータ
４５が取り付けられている。各ステッパモータ４２，４
３，４５は、車室内等に搭載されたＥＣＵ（エンジンコ
ントロールユニット）４６により駆動制御される。尚、
ＥＣＵ４４は、各種センサ類から入力したエンジン負荷
等の運転情報に基づき、ステッパモータ４２，４３，４
５の駆動制御以外にも、燃料噴射制御や点火時期制御等
を行うが、ここでは説明が煩雑になるため詳細は記さな
い。

【００１１】次に、図４〜図７を参照して、本実施形態
における各吸気マニホールド１１〜１８と各サージタン
ク２１，２２，２４との連通形態を説明する。＃１吸気
マニホールド１１は、図４に示したように、第３サージ
タンク２４の外周を回り込んだ後に上下隔壁２３を貫通
して第１サージタンク２１に連通すると共に、吸気ポー
トよりの部位で第３サージタンク２４にも連通してい
る。前述した第１遮断弁３１は、＃１吸気マニホールド
１１と第３サージタンク２４との連通部位に設けられて
おり、ドライブシャフト４１に開閉駆動されて、＃１吸
気マニホールド１１と第３サージタンク２４とを連通あ
るいは遮断する。また、＃１吸気マニホールド１１は、
吸気ポートから第３サージタンク２４との連通部位まで
の流路面積が比較的大きく、第３サージタンク２４との
連通部位から第１サージタンク２１との連通部位までの
流路面積が比較的小さく設定されている。尚、本実施形
態の場合、＃７吸気マニホールド１７は、＃１吸気マニ
ホールド１１と同一の構成となっているため、その説明
は省略する。

【００１２】＃２吸気マニホールド１２は、図５に示し
たように＃１吸気マニホールド１１と対称形状となって
おり、第３サージタンク２４の外周を回り込んだ後に上
下隔壁２３を貫通して第２サージタンク２２に連通する
と共に、吸気ポートよりの部位で第３サージタンク２４
にも連通している。第１遮断弁３２は、＃２吸気マニホ
ールド１２と第３サージタンク２４との連通部位に設け
られており、ドライブシャフト４１に開閉駆動されて、
＃２吸気マニホールド１２と第３サージタンク２４とを
連通あるいは遮断する。また、＃２吸気マニホールド１
２は、吸気ポートから第３サージタンク２４との連通部
位までの流路面積が比較的大きく、第３サージタンク２
４との連通部位から第２サージタンク２２との連通部位
までの流路面積が比較的小さく設定されている。尚、本
実施形態の場合、＃８吸気マニホールド１８は、＃２吸
気マニホールド１２と同一の構成となっているため、そ
の説明は省略する。

【００１３】一方、＃３吸気マニホールド１３は、図６
に示したように、第３サージタンク２４の外周を回り込
んだ後に上下隔壁２３および左右隔壁２０を貫通して第
２サージタンク２２に連通すると共に、吸気ポートより
の部位で第３サージタンク２４にも連通している。第１
遮断弁３３は、＃３吸気マニホールド１３と第３サージ
タンク２４との連通部位に設けられており、ドライブシ
ャフト４１に開閉駆動されて、＃３吸気マニホールド１
３と第３サージタンク２４とを連通あるいは遮断する。
また、＃３吸気マニホールド１３は、吸気ポートから第
３サージタンク２４との連通部位までの流路面積が比較
的大きく、第３サージタンク２４との連通部位から第２
サージタンク２２との連通部位までの流路面積が比較的
小さく設定されている。尚、本実施形態の場合、＃３吸
気マニホールド１３は、その全長が＃１吸気マニホール
ド１１の全長と等しくなるように形成されている。ま
た、＃５吸気マニホールド１５は、＃３吸気マニホール
ド１３と同一の構成となっているため、その説明は省略
する。

【００１４】＃４吸気マニホールド１４は、図４に示し
たように＃３吸気マニホールド１３と対称形状となって
おり、第３サージタンク２４の外周を回り込んだ後に上
下隔壁２３および左右隔壁２０を貫通して第１サージタ
ンク２１に連通すると共に、吸気ポートよりの部位で第
３サージタンク２４にも連通している。前述した第１遮
断弁３４は、＃４吸気マニホールド１４と第３サージタ
ンク２４との連通部位に設けられており、ドライブシャ
フト４１に開閉駆動されて、＃４吸気マニホールド１４
と第３サージタンク２４とを連通あるいは遮断する。ま
た、＃４吸気マニホールド１４は、吸気ポートから第３
サージタンク２４との連通部位までの流路面積が比較的
大きく、第３サージタンク２４との連通部位から第１サ
ージタンク２１との連通部位までの流路面積が比較的小
さく設定されている。尚、本実施形態の場合、＃６吸気
マニホールド１６は、＃４吸気マニホールド１４と同一
の構成となっているため、その説明は省略する。

【００１５】以下、本実施形態の作用を述べる。本実施
形態では、エンジンが始動された後にエンジン回転数Ｎ
eが所定の切換回転数ＮeA（本実施形態では、例えば、3
500rpm）に達するまでは、ＥＣＵ４６は、ステッパモー
タ４２，４３，４５に閉弁指令を出力し、第１遮断弁３
１〜３８と第２遮断弁４４とを共に閉鎖させる。する
と、点火順序が奇数番となる気筒にはそれぞれの吸気マ
ニホールド（すなわち、＃１，＃４，＃６，＃７吸気マ
ニホールド１１，１４，１６，１７）を介して第１サー
ジタンク２１からの吸入空気が導入される一方、点火順
序が偶数番となる気筒にはそれぞれの吸気マニホールド
（すなわち、は＃２，＃３，＃５，＃８吸気マニホール
ド１２，１３，１５，１８）を介して第２サージタンク
２２からの吸入空気が導入されることになる。

【００１６】これにより、第１，第２サージタンク２
１，２２の各々で吸気脈動が大きく発生するため、図８
のグラフに太い実線で示した如く、吸気脈動と慣性過給
とが高い効率で行われるようになり、通常の吸気装置を
備えたベースエンジン（二点鎖線で示す）に対して体積
効率ηｖが大幅に向上する。そして、前述したように第
１，第２サージタンク２１，２２はその容積が比較的小
さく、かつ、第３サージタンク２４が遮断されているた
め、加減速時の応答性が良好となる。また、第３サージ
タンク２４との連通部位から第１，第２サージタンク２
１，２２との連通部位までの流路面積が比較的小さく設
定されているため、吸入空気の流速が高まり、低回転域
における燃焼状態が良好となる。

【００１７】一方、エンジン回転数Ｎeが切換回転数Ｎe
Aに達すると、ＥＣＵ４６は、ステッパモータ４２，４
３，４５に開弁指令を出力し、第１遮断弁３１〜３８と
第２遮断弁４４とを共に開放させる。すると、各気筒に
は、それぞれの吸気マニホールド１１〜１８を介して、
第３サージタンク２４からの吸入空気が導入されること
になる。この場合には、第３サージタンク２４が比較的
大容量であることに、吸気ポートから第３サージタンク
２４との連通部位までの長さが短くかつその流路面積が
比較的大きいことが相俟って、慣性過給が高回転域で高
効率になると共に吸気抵抗もごく小さくなり、図８のグ
ラフに太い実線で示した如く、やはりベースエンジンに
対して体積効率ηｖが大幅に向上する。

【００１８】このように、本実施形態の吸気装置では、
低中回転域と高回転域との両方で体積効率が大幅に向上
し、排気量の増加等を行うことなく、機関出力を向上さ
せることが可能となった。以上で、具体的実施形態の説
明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限るもの
ではない。例えば、上記実施形態は本発明をＶ型８気筒
エンジンの吸気装置に適用したものであるが、Ｖ型６気
筒やＶ型１２気筒等の吸気装置に適用してもよい。ま
た、第１遮断弁や第２遮断弁の駆動手段についても、ス
テッパモータに代えて、バキュームアクチュエータや電
磁アクチュエータ等を使用するようにしてもよい。ま
た、上記実施例では、吸気経路の切換えをエンジン回転
数が所定の切換回転数に達した時点で行うようにした
が、スロットル開度や吸入空気量等、他の運転パラメー
タを併用するようにしてもよい。また、吸気マニホール
ドやサージタンクの具体的形状を始め、切換回転数の具
体的数値等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲
で適宜変更することが可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、エアクリー
ナに接続した吸気通路と各気筒の吸気ポートとの間に配
設され、前記吸気ポートへの吸入空気の導入を制御する
Ｖ型エンジンの吸気装置において、前記吸気通路に連通
し、点火順序が奇数番となる気筒の吸気ポートに吸気マ
ニホールドを介して連通する第１のサージタンクと、前
記吸気通路に連通し、点火順序が偶数番となる気筒の吸
気ポートに吸気マニホールドを介して連通する第２のサ
ージタンクと、前記吸気通路に連通し、前記各気筒の吸
気ポートに前記各吸気マニホールドの吸気ポート寄りの
部位に連通する第３のサージタンクと、当該第３のサー
ジタンクと前記各吸気マニホールドとの連通を遮断する
第１の遮断弁と、少なくともエンジン負荷に応じて当該
第１の遮断弁を開閉制御する吸気制御手段とを備えるよ
うにしたため、例えば、低中回転域では第１の遮断弁を
閉鎖することにより、吸気脈動効果と慣性過給効果によ
る体積効率の向上が得られる一方、高回転域では第１の
遮断弁を開放することにより、慣性過給が高回転域で高
効率になると共に吸気抵抗減少効果による体積効率の向
上が得られる。

【００２０】また、本発明の請求項２によれば、請求項
１の吸気装置において、前記各吸気マニホールドは、前
記各気筒の吸気ポートから前記第３のサージタンクとの
連通部位までの流路面積が、前記第３のサージタンクと
の連通部位から前記第１あるいは第２のサージタンクと
の連通部位までの流路面積より大きく設定されているも
のとしたため、第１の遮断弁の閉鎖時には吸入空気の流
速が高まって低回転域における燃焼状態が良好となる一
方、第１の遮断弁の開放時には吸気抵抗が小さくなって
体積効率が更に向上する。

【００２１】また、本発明の請求項３によれば、請求項
１または２の吸気装置において、前記各吸気マニホール
ドは、前記各気筒の吸気ポートから前記第１あるいは第
２のサージタンクとの連通部位までの長さが略等しく設
定されているものとしたため、吸気脈動効果や慣性過給
効果が正確に行われるようになり、体積効率が更に向上
する。

【００２２】また、本発明の請求項４によれば、請求項
１〜３の吸気装置において、前記吸気制御手段により開
閉制御され、前記吸気通路と前記第３のサージタンクと
の連通を遮断する第２の遮断弁を更に備え、前記吸気制
御手段が前記第１の遮断弁と前記第２の遮断弁とを同時
に閉鎖するものとしたため、例えば、低中回転域におけ
る吸気系の容量が小さくなり、加減速時の応答性が更に
良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸気装置の一実施形態を示した平
面図である。

【図２】図１中のII−II断面図である。

【図３】図１中のIII矢視図である。

【図４】＃１吸気マニホールドの縦断面図である。

【図５】＃２吸気マニホールドの縦断面図である。

【図６】＃３吸気マニホールドの縦断面図である。

【図７】＃４吸気マニホールドの縦断面図である。

【図８】実施形態の効果を示したグラフである。

【符号の説明】

１吸気装置２装置本体３吸気管４サージタンク部１１〜１８吸気マニホールド２０左右隔壁２１第１サージタンク２２第２サージタンク２３上下隔壁２４第３サージタンク３１〜３８第１遮断弁４０，４１ドライブシャフト４２，４３ステッパモータ４４第２遮断弁４５ステッパモータ４６ＥＣＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアクリーナに接続した吸気通路と各気
筒の吸気ポートとの間に配設され、前記吸気ポートへの
吸入空気の導入を制御するＶ型エンジンの吸気装置にお
いて、前記吸気通路に連通し、点火順序が奇数番となる気筒の
吸気ポートに吸気マニホールドを介して連通する第１の
サージタンクと、前記吸気通路に連通し、点火順序が偶数番となる気筒の
吸気ポートに吸気マニホールドを介して連通する第２の
サージタンクと、前記吸気通路に連通し、前記各気筒の吸気ポートに前記
各吸気マニホールドの吸気ポート寄りの部位に連通する
第３のサージタンクと、当該第３のサージタンクと前記各吸気マニホールドとの
連通を遮断する第１の遮断弁と、少なくともエンジン負荷に応じて当該第１の遮断弁を開
閉制御する吸気制御手段とを備えたことを特徴とするＶ
型エンジンの吸気装置。
【請求項２】前記各吸気マニホールドは、前記各気筒
の吸気ポートから前記第３のサージタンクとの連通部位
までの流路面積が、前記第３のサージタンクとの連通部
位から前記第１あるいは第２のサージタンクとの連通部
位までの流路面積より大きく設定されていることを特徴
とする、請求項１記載のＶ型エンジンの吸気装置。
【請求項３】前記各吸気マニホールドは、前記各気筒
の吸気ポートから前記第１あるいは第２のサージタンク
との連通部位までの長さが略等しく設定されていること
を特徴とする、請求項１または２記載のＶ型エンジンの
吸気装置。
【請求項４】前記吸気制御手段により開閉制御され、
前記吸気通路と前記第３のサージタンクとの連通を遮断
する第２の遮断弁を更に備え、前記吸気制御手段が前記
第１の遮断弁と前記第２の遮断弁とを同時に閉鎖するこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の
Ｖ型エンジンの吸気装置。