JPS5939143Y2 - 慣性過給式多気筒機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は慣性過給を利用した多気筒機関の吸気装置に関
する。

内燃機関においては慣性過給または共鳴過給と呼称され
る吸気供給方式を採用したものがある。

このものは吸気開始時吸気ポート付近に発生した負の吸
気圧力波が吸気導入口方向に向けて吸気上流側に伝播し
、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ろように、吸気通路形状および寸法
によって定まる吸気圧力振動の固有振動数と機関常用回
転速度域における吸気弁開閉サイクルとをマツチングさ
せることにより、正の圧力波を有した空気が慣性によっ
て燃焼室内に押し込まれるようにしたものであり、該慣
性による過給で吸気充填効率を改善できる。

ところで気筒同士の吸気弁開時期が相互にオーバラップ
する関係にある多気筒機関（通常５気筒以上）において
は各気筒の吸気ポートに接続する吸気マニホルドのブラ
ンチ部が集合する合流点において、各気筒の吸入行程に
おける負圧を連続的に受けるため該合流点よシ上流側の
吸気通路内は圧力振動が平滑化され、機関回転速度によ
り定まるほぼ一定の負圧に保持されている。

従って前記合流点下流で発生した負の圧力波は合流点に
おいて正の圧力波となって反射し吸気圧力振動は実質的
に燃焼室と合流点との間を圧力波が往復伝播する振動と
なる。

しかしながら、前記合流点に生じる負圧は各気筒から発
生する振動負圧の合成負圧であるため脈動負圧となって
おり、これがために合流点下流側の吸気通路に生じる吸
気圧力振動が相互に干渉を起こし慣性過給機能を低下さ
せることがある。

このため吸気弁開時期がオーバラップする関係にある複
数の気筒に接続する吸気通路を切り離して別々に設は夫
々の吸気通路において燃焼室と吸気通路上流端との間に
生じる吸気圧力振動を利用して慣性過給を行なうように
したものがある。

しかしながら、かかる構成のものでは、エアヒ−タ等の
吸気加熱装置を取り符ける場合、各吸気通路毎に設ける
必要があり、コスト高につくのみならず、吸気圧力振動
を生じる吸気通路内にエアヒータが介装されるためエア
ヒータ通過時の吸入空気の流通抵抗が吸気圧力振動を減
衰させ慣性過給機能が低下し、さらに、エアヒータを通
過する吸入空気の流速が吸気圧力振動によって変動する
ためエアヒータから吸入空気への熱伝達性も低下し良好
な吸気加熱性能が得られずひいては機関性能特に始動性
の低下を来たす等積々の難点を有していた。

吸気弁開期間が相互にオーバラップする関係にある複数
の気筒に夫々接続する複数の吸気通路の上流端相互を合
流させ該合流点を膨大に形成し、該膨大部内で各気筒か
らの負圧を拡散させて前記負圧の脈動を緩和することに
よって該膨大部内の負圧を略一定に保持し、もって気筒
明の吸気干渉をなくし膨大部と燃焼室との間に生じる吸
気圧力振動を安定させて慣性過給機能の向上を図ったも
のもある。

しかしながら、従来のこの種の吸気通路に吸気加熱装置
を取り付ける場合、吸気加熱装置を吸気通路の膨大部又
（ｄその下流側に設けているため該吸気加熱装置によっ
て吸気流動に乱れを生じ吸気圧力振動に影響を及ぼすか
らや：はり良好な慣性過給が行なえず、かつ、吸気加熱
性能を低ｆさせて１機関運転性能を低下させていた。

このことは各気筒の吸気弁開時期がオーバラップしない
４気筒以下の機関についても同様であり吸気加熱装置の
装着が慣性過給に悪影響を与えていた。

本考案はかかる従来の欠点に鑑み為されたもので、吸気
通路の上流部、に容器状に膨大形成したダンピング室と
各気筒とを接続する複数本の吸気通路を慣性過給に適合
した形状、寸法に形成すると共に、ダンピング室より上
流側に接続した一本の吸気導入管に吸気加熱装置を介設
する構成として、慣性過給機能と吸気加熱性能とを同時
に良好に満足し、かつ、コスト的にも有利な慣性過給式
多気筒機関の吸気装置を提供するものである。

以下に本考案を図示する実施例に基づいて説明する。

第１図は本考案を６気筒機関に適用した実施例を示し、
該機関における気筒豐１〜Φ６のクランク回転角度１２
０°毎の着火順序は＋１→−＃−４→＋２→Φ６→寺３
→豐５となっており、気筒寺１ 。

＃２及びΦ３（以下第１気筒群Ａという）は各気筒の吸
気弁開時期が互いにオーバラップせず、又、気筒＋４．
＃５及び＋６（以下第２気筒群Ｂいう）も各気筒の吸気
弁開時期が互いにオーバラップしないが、両気筒群Ａ、
Ｂ相互は常時夫々のいずれかの気筒同士の吸気弁開時期
が相互にオーバラップする関係にあるようになっている
。

これら各気筒群Ａ、Ｂに夫々下流端部が気筒数分（３つ
）分岐した吸気通路１，２を接続し、夫夫の吸気通路１
，２の一本化された上流端を容器状に膨大形成したダン
ピング室３に開口して接続し、該ダンピング室３の上流
側に接続した一本の吸気導入管４内のダンピング室３０
入口近傍部分に吸気加熱装置としてのエアヒータ５を介
装する。

ここで、前記吸気通路１，２ば、後述するようにこれら
通路１，２内に生じる吸気圧力振動の固有振動数が慣性
過給に適合する形状及び寸法に形成しである。

かかる構成とすれば各気筒群Ａ、Ｂにおいて常時夫々単
一の気筒のみが吸入行程にあるからこれら気筒から発生
、した負の圧力波は夫々吸気マニホルド１．２を経由し
てダンピング室３まで伝播するが、ダンピング室３内に
至った負の圧力波は該内部空間に拡散し、それと同時に
一定の負圧に保たれたダンピング室３内から正の圧力波
が反射波としてマニホルド１．２内へ流入し、該正圧波
を生じた空気が前記各気筒群Ａ、Ｂの吸入行程にある気
筒の燃焼室内に慣性によって押し込まれいわゆる慣性過
給が良好に行なえる。

そして、ダンピング室３は前記したように各気筒からの
吸入負圧を連続的に受けるがかかる負圧の脈動はダンピ
ング室３の大容量を有した内部空百に拡散されて略均−
な負圧に保持される。

このため、該ダンピング室３上流側の吸気導入管４はダ
ンピング室１３から略一定の負圧を受けるので、該吸気
導入管４を流れる吸入空気流は流速が安定した定常に近
い流れとなるためエアヒータ５から吸入空気への熱伝達
性が良好となり吸気加熱効率が改善されて始動性向上に
つながる。

又、エアヒータ５がダンピング室３上流にあるためダン
ピング室３下流の吸気通路１，２に生じる吸気圧力振動
特性に影響を及ぼさないため良好な慣性過給機能を保持
できる。

さらに吸入空気はエアヒータ５によって加熱されダンピ
ング室３内において加熱゛・摺度を均一化された後に各
気筒に分配供給されるから気筒間の吸気温度差が小さく
、従って運転性能格差が小さいため機関全体の運転性能
が安定し、かつ、エアヒータ５を１個だけ設ければよい
から経済的でもある。

第２図は本考案のＶ型８気筒機関への適用例を示す。

該機関は各気筒−＃−１Ｌ−４Ｆ４Ｌ及び＋１Ｒ〜″＝
ｌｌ＝４Ｒ（但し添字り、Ｒ１ｄ夫々左側バンク及び右
側バンクを示す）の着火順序がクランク回転角度９００
毎に１Ｒ）ｌＬ−＋Φ４Ｒ→＃４Ｌ→豐３１．）＝＃＝
２Ｒ−＋＃２Ｌ→Φ３Ｒのものを使用する。

かかる機関では左右のバンクにおいて気筒４ＰＩＬと＃
３Ｌ、気筒＋２Ｌと＋４Ｌ及び気筒ＩＲと＋２Ｒ，気筒
＋３Ｒと＋４Ｒからなる各一対の気筒は互いに吸気弁開
時期がオーバラップせず吸気干渉を生じないから、これ
ら各気筒組毎に夫々下流端が２方に分岐した吸気通路１
１〜１４を接続し、各吸気通路１１〜１４の上流端にダ
ンピング室１５を接続し、該ダンピング室１５の上流側
に接続した一本の吸気導入管１６内にエアヒータ１１を
介設する。

これら吸気通路１１〜１４は該通路１１〜１４内に生じ
る吸気圧力振動の固有振動数が慣性過給に適合する形状
及び寸法に形成しである。

この場合にも吸気弁開期間が相互にオーバラップする関
係にある複数の気筒相互の吸気はダンピング室１５内で
合流するから、各気筒から生じる吸気圧力振動は燃焼室
からダンピング室１５までの間で行なわれて良好な慣性
過給機能が得られると共に、エアヒータ１７を通過する
吸入空気流が定常流に近い流れとなるから各気筒に均一
゛ｌ笥変に加熱された空気が供給されて良好な始動性が
得られる。

第３図は本考案を４気筒機関に適用した実施例を示し、
この場合には気筒数が少ないから各気筒の吸気弁開時期
はオーバラップしないため、金気筒に別々に接続する吸
気通路２１を直接ダンピング室２２に接続して一晩に合
流させる構成とすればよい。

この場合もダンピング室内は、略一定負圧に保持される
ため、吸気圧力振動は実質的に各吸気通路２１内で行わ
れる。

そして、各吸気通路２１が慣性過給に適合する形状及び
寸法に杉或しであることは第１．第２の実施例と同様で
ある。

ダンピング室２２に接続した一本の吸気通路２３にはエ
アヒータ２４を介装しである。

したがって、この場合にも前記実施例同様の機能を得ら
れることはいうまでもない。

以上説明したように、本考案によれば、吸気通路の途中
に容器状に膨大形成したダンピング室を設け、該ダンピ
ング室の上流側に接続した一本の吸気導入管に吸気加熱
装置を介設すると共に、ダンピング室より下流側の吸気
通路を慣性過給に適合した形状、寸法としたから、ダン
ピング室出口から燃焼室に至る吸気加熱装置を含まない
吸気流通抵抗の小さな吸気通路内で吸気圧力振動を生じ
るため良好な慣性過給機能が得られる。

又、ダンピング室の広い内部空賢に、よって各気筒から
連続的に受ける脈動負圧が平滑化されダンピング室内が
略一定の負圧に保持されるためダンピング室上流側の吸
気加熱装置を通過する吸入空気流が定常流に近い流れと
なって流速が安定し吸気加熱効率が向上すると共に、ダ
ンピング室内で拡散均一化された空気が各気筒に分配供
給されるので気筒毎の吸入空気温度が均一化するため各
気筒の運転性能格差がなくなり、始動性能を含めた機関
運転性能を極めて良好なものとすることができる。

さらにダンピング室の上流側にある一本化された吸気通
路に吸気加熱装置を介装するため吸気加熱装置を１個取
り付けるだけでよくコスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を直列６気筒機関に適用した実施例を示
す構成図、第２図は本考案をＶ型８気筒機関に適用した
実施例を示す構成図、第３図は本考案を直列４気筒機関
に適用した実施例を示す構成図である。 １．２．１１．１２．１３．１４・・・吸気通路、３．
１５，２２・・・ダンピング室、４，１６，２３・・・
吸気導入管、５，１７，２４・・・エアヒータ、Φ１〜
＃６．ΦＩＬ−ｉＬ、＋ＩＲ〜４Ｒ・・・気筒。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）吸気通路を一本の吸気導入管と、該吸気導入管の
   下流側に接続され容器状に膨大形成したダンピング室と
   、該ダンピング室と各気筒との間に接続された複数本の
   吸気通路とを備えて構成すると共に、前記ダンピング室
   より下流側の複数本の吸気通路をこれら通路内に生じる
   吸気圧力振動の固有振動数が慣性過給に適合する形状お
   よび寸法に形成し、かつ、前記吸気導入管に吸気加熱装
   置を介装したことを特徴とする慣性過給式多気筒機関の
   吸気装置。
2. （２）吸気加熱装置がエアヒータである実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の慣性過給式多気筒機関の吸気装置
   。
3. （３）複数本の吸気通路は、夫々下流端部が分岐して、
   各分岐下流端が吸気弁開時期が相互にオーバラップしな
   い関係にある複数の気筒に接続されてなる実用新案登録
   請求の範囲第１項又は第２項記載の慣性過給式多気筒機
   関の吸気装置。