JPS60222523A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関し、詳しくは
吸気通路内に発生する吸気圧力波の気筒間干渉効果によ
り過給効果を得るようにしたものの改良に関づる。

（従来技術） 従来より、エンジンの充填効率向上、出方向上を図るべ
く、吸気通路に過給機を設けて吸気を過給する技術はよ
く知られているが、過給ＩｆＡ装備のため、構造が大が
かりとなるとともに一１ストアツブとなる嫌いがあった
。

一方、従来、エンジンの吸気通路内に発生づる吸気圧力
波により過給効果を得る技術として、実公昭４５−２３
２１号公報に開示されているように、単一気筒エンジン
において、吸気管を寸法の異なる２本の通路に分け、か
つゝそれぞれ別の吸気ボートを有し、エンジン高回転時
は２本の吸気通路を用い、低回転時には閉塞位置の遅い
方の吸気通路を閉止し吸気を早目に閉塞することにより
、吸気管の寸法やエンジン回転数の関数である吸気の最
大圧力時点での吸気の閉塞による過給作用を利用して広
範囲のエンジン回転域に亘ってりｊ適な充填効率を（７
るようにしたものが知られている。

しかし、このものは、１ｉｔ−気筒のエンジンに対する
ものであって、吸気通路内に発生する吸気圧ツノ波をど
のように利用するのか、その構成、作用が定かでなく、
直ちに実用に供し得ないものであった。

そこで、本出願人は、先に、特願昭５７−１９０６１５
〜１９０６１９号等において、吸気通路内に発生する吸
気圧力波の気筒間干渉効果により過給効果を得るように
したものを種々提案している。すなわち、エンジンの吸
気特性として、吸気ボート開口時には燃焼室の残留排気
ガスの圧力によって吸気が圧縮され、吸気通路内の吸気
ボート部分に圧縮波が発生しており、この開口的圧縮波
は、近年の市販車では騒音低減や排気ガス浄化のために
エンジン排圧が高くなっていることから特に強く発生す
る。また、吸気ポー十開口時には吸気の慣性により吸気
が圧縮されて、吸気通路内の吸気ボート部分に圧縮波が
発生する。このことから、吸気通路に吸気拡大室を備え
、該吸気拡大室と各気筒の吸気ボートとを独立して連通
ずる独立吸気通路を有する多気筒エンジンにおいて、一
つの気筒での上記の開口的圧縮波を上記独立吸気通路を
介して他の気筒の吸気行程、特に吸気の吹き返しが生じ
る吸気行程終期に作用せしめれば効果的に過給効果が得
られること（以下、排気干渉効果という）、および一つ
の気筒での上記の閉口的圧縮波を同じく他の気筒の吸気
行程、特に吸気の吹き返しが生じる吸気行程終期に作用
せしめれば効果的に過給効果が得られること（１メ下、
吸気慣性効果という）になり、この気筒間干渉効果（排
気干渉効果および吸気慣性効果）を利用することによっ
てエンジンの充填効率を向上させるようにしたものであ
る。

しかるに、上記の気筒間干渉効果は、吸気圧力波（開口
的圧縮波および閉口的圧縮波）が気筒間干渉を行う気筒
間の独立吸気通路を吸気拡大室を介して伝播して行われ
るので、該独立吸気通路の吸気拡大室への開口構造によ
っては圧力波が吸気拡大室で拡散して有効に伝播せず、
気筒間干渉効果を十分に発揮できないことがある。

（発明の目的） 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、上記の如く気筒間干渉効果を、得るに当
たって、気筒間干渉を行う気筒間の各独立吸気通路の吸
気拡大室への開口構造を適切に設定することにより、吸
気拡大室のサージタンク機能を確保しながら、該吸気拡
大室での吸気圧力波の拡散を防止して吸気圧力波を有効
に伝播させ、よ゛って気筒間干渉効果をより効果的に十
分に発揮させφようにすることにある。

（発明の構成） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、吸気
通路に吸気拡大室を備え、かつ該吸気拡大室と各気筒の
吸気ボートとを独立して連通ずる独立吸気通路を有して
、気筒間干渉効果を得るようにした多気筒エンジンの吸
気装置において、上記独立吸気通路のうち異なる気筒に
おける気筒間干渉を行う少なくとも一対の独立吸気通路
をその拡大室側聞口端部で対向させて配置するとともに
、該開口端部を端部に向がって拡開するいわゆるベルマ
ウス形状としかつ吸気拡大室内部に突出させて開口した
ものである。

このことにより、本発明では、異なる気筒の対なる独立
吸気通路の一方で発生した吸気圧ノ〕波を吸気拡大室を
経て他方の独立吸気通路に伝播させて気筒間干渉を行う
際、該吸気拡大室において、対応する独立吸気通路の拡
大室側聞目端部が互いに比較”的短かい距離でもって対
向し、かつ該開口端部がベルマウス形状であることによ
って、吸気拡大室の容積が十分に確保されながら、吸気
圧力波が乱れを生じることなくその拡散を抑制して対応
する独立吸気通路間をスムーズに伝播するようにしたも
のである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて１細に説明する
。

第１図は４気筒４サイクルエンジンに本発明を適用した
第１実施例を示す。同図に６いて、１Ａ〜１Ｄはエンジ
ンの第１〜第４気筒であり、２は各気筒１Ａ〜１Ｄの燃
焼室、３は８気に）１Δ〜１Ｄの燃焼室２に開口する吸
気ボートである。

４は、一端がエアクリーナ５を介して大気に開口して吸
気を各気筒１Ａ〜１Ｄに供給ジるための吸気通路であっ
て、該吸気通路４には、吸入空気量を検出するエアフロ
ーメータ６および該エアフローメータ６下流に吸入空気
量を制御するスロットル弁７がそれぞれ配設されている
。さらに、上記吸気通路４のスロットル弁７下流にはサ
ージタンクとしての吸気拡大室８が形成されており、該
吸気拡大室８と上記各気筒１Ａ〜１Ｄの吸気ボート３と
は各々独立した独立吸気通路９〜１２を介して連通され
ていて、吸気を吸気拡大室８から各独立吸気通路９〜１
２に分流し、独立して各気筒１Ａ〜１Ｄの燃焼室２に供
給するようにしている。

また、上記各独立吸気通路９〜１２には燃料を噴射供給
する燃焼噴射弁１３が配設されている。

そして、上記吸気拡大室８において、気筒間干渉を行う
第１気１ｍＩＡとｆｆ１４気筒１Ｄとの独立吸気通路９
．１２は、その各拡大室側間口端部９ａ。

１２ａが互いに対向するように配置され、また気筒間干
渉を行う第２気筒１Ｂと第３気筒１Ｃとの独立吸気通路
１０．１丁は、その各拡大室側聞口端部１０ａ、１１ａ
ｔｆｉ互いに対向するように配置されている。さらに、
各独立吸気通路°Ｄ〜１２の拡大室側間口端部９ａ〜１
２ａは、端部に近づくにつれ通路面積が大となるよう端
部に向かって拡間する。いわゆるベルマウス形状に形成
されているとともに、吸気拡大室８内部に突出して３間
口されていて、対向する独立吸気通路９と１２、１０と
１１の拡大室側開口端部９ａと１２ａ　、、１０ａと１
１ａ同士の距離が比較的短かくなるようにしている。

上記の気筒間干渉を行う１１￥ｊ＆”？１１Ａと第４気
筒１Ｄとの間の通路良さは、各独立吸気通路９゜１２の
通路長さ９＋、５！’ｚに両独立吸気通路９゜１２の拡
大室側間口端部９ａ、１２ａ間の長さ９３を加えＩＣも
のであり、例えば一方の気筒の吸気ボート３の間口時に
発生ずる開口時圧縮波を他方の気筒の例えば吸気行程終
期に作用させて過給効果を得る排気干渉効果の場合には
、第２図（ａ　）に示す如く吸気ボート３開口後実質的
に開［１時圧縮波が発生するまでの期間θ１と、該間口
的圧縮波を作用させたい吸気行程の吸気ボート３閉１：
１ｉ前の一間θ２とを−Ｉ！ｊ１１！シた無効期間をも
とに、吸気ボート３の開口期間、エンジンの設定回転数
、圧力波の伝播速度（音速）によって設定される。

また、一方の気筒の吸気ボート３閉日時に発生するｍＯ
時圧縮波を他方の気筒の例えば吸気行程終期に作用させ
て過給効果を得る吸気慣性効果の場合には、第２図（ｂ
）に示す如く無効期間として実質的に°閉口時圧縮波が
発生する吸気ボート３閉口直前の期間θ３と該閉口時圧
縮波を作用させたい吸気イテ程の吸気ボート３閉口直前
の期間θ′２とを考慮すればよい。また、気筒間干渉を
行う第２気筒１Ｂと第３気筒１Ｃとの間の通路長さも上
記と同様にして設定される。尚、上記の如く気筒間干渉
効果（排気干渉効果および吸気慣性効果）を得るための
設定回転数は、常用回転域である７０００　ｒｐＩ１１
以下で、かつ気筒間干渉効果が有効に生じる３　０００
　ｒｐｍ以上であることが好ましい。

次に、上記第１実差例の作用について第２図により説明
するに、エンジン回転数３０００〜７゜００　ｒｐｍの
範囲内で設定された設定回転数のとき、第１−第３−第
４−第２の順で点火が行われる気筒１Ａ〜１Ｄにおいて
点火順序が連続しない気筒間（第１気筒１Ａと第４気筒
１Ｄ、第２気筒１Ｂと第３気筒ＩＣ）で気筒間干渉効果
が得られる。

すなわち、第２図（ａ　）に示すように、気筒間干渉を
行う気筒間（第１気筒１Ａと第４気Ｂ１Ｄ、第２気筒１
Ｂと第３気筒１Ｃ）において、一方の気筒の吸気ボート
３開【］時に該吸気ボート３付近に発生した開口時圧縮
波（圧力波）は、該気筒間の通路長さを吸気ボート３の
間す期間、設定回転数、圧力波の伝播速度、無効期間を
もとに適宜設定プることにより、一方の気筒の独立吸気
通路→吸気拡大室８→他方の気筒の独立吸気通路を経て
、例えば吸気行程初期又は吸気行程終期にある他方の気
筒の吸気ボート３に伝播する。その結果、この間口的圧
縮波により、他方の気筒において吸気が吸気ボート３よ
り燃焼室２に押し込まれて過給が行われることになり、
排気干渉効果が１ｇられる。

また、第２図（ｂ）に示すように、一方の気筒の吸気ボ
ート３旧口萄に該吸気ボー１−３　（＝Ｊ近に光り−し
た閑口時圧呻波（圧力波）は、同様に気筒間の通路長さ
を適宜に設定することにより、一方の気筒の独立吸気通
路→吸気拡大室８→他方の気筒の独立吸気通路を経て、
例えば吸気行程初期又は吸気行程終期にある他方の気筒
の吸気ボート３に伝播し、この閉口時圧縮波により吸気
が過給されることになり、吸気慣性効果が得られる。

そして、このように気筒間干渉により圧ノｊ波（開口時
圧縮波、閉口時圧縮波）が吸気拡大室８内を伝播すると
き、気筒間干渉を行う気筒間（第１気筒１Ａと第４気筒
１Ｄ、第２気筒１Ｂと第３気筒１Ｇ）の独立吸気通路（
９と１２．１０と１１）の拡大室側開口端部（９ａと１
．２８，１０ａと１１８）が互いに比較的短かい距離で
もって対向し、かつ該間口端部９ａ〜１２ａがベルマウ
ス形状に形成されているため、一方の独立吸気通路の拡
大室側聞口端部から吸気拡大室８へ発した圧力波は乱れ
を生じることなくスムーズにかつ有効に他方の独立吸気
通路の拡大室側開口端部に伝わり、圧力波が吸気拡大室
８内で拡散するのが抑制防止されることになり、よって
上記気筒間干渉効果（排気干渉効果、吸気慣性効果）が
より効果的に十分に発揮されて、充填効率の向上および
出力の向上を実効あるものとすることができる。

また、その場合、上記各独立吸気通路９〜１２はその拡
大室側間口端部９ａ〜１２ａを吸気拡大室８内部に突出
させたにすぎないため、吸気拡大室８の容積はさほど減
ることがなく十分に確保されるので、そのサージタンク
機能、つまり加速時での息付きや減速時での燃焼の１オ
ーバリツヂによる失火等を防止して燃料の良好な応答性
を確保Ｊることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば、上
記第１実施例では、点火順序が連続しない二対の気筒間
で気筒間干渉効果を得るようにしたが、任意の一対の気
筒間で気筒間干渉効果を得るようにしてもよいが、上記
第１実施例の如く連続して気筒間干渉を行うようにづる
方が金気筒の出方向上が図れて好ましい。また、４気筒
以外、の他の４サイクル多気筒エンジンについても同様
に適用でき、少なくとも一対の異なる気筒間で気筒間干
渉を行うようにすればよい。

また、第３図は本発明の第２実施例としてデュアルイン
ダクションタイプの４バルブ式２気筒４サイクルエンジ
ンに適用した場合を示しく第１実施例と同一の部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する）、吸気
通路４の一次弁２０下流は隔壁２１によって低負荷用吸
気通路２２と二次弁２３を備えた高負荷用吸気通路２４
とに仕切られ、該低負荷用吸気通路２２には低負荷用吸
気拡大室２５が形成されている一方、高負荷用吸気通路
２４には上記低負荷用吸気拡大室２５とは独立した高負
荷用吸気拡大室２６が形成されており、低負荷用吸気拡
大室２５と第１および第２気筒１△、ＩＢの各低負荷用
吸気ボート２７．２７とはそれぞれ独立した低負荷用独
立吸気通路２８゜２９によって連通され、また高負荷用
吸気拡大室２６と第１および第２気筒１Ａ＋１８の各高
負荷用吸気ボート３０　、　’３０とはそれぞれ独立し
た高負荷用独立吸気通路３１．３２によって連通されて
おり、第１気筒１Ａと第２気筒１Ｂとにおける低負荷用
独立吸気通路２８．２９間士および高負荷用独立吸気通
路３１．３２間士で気筒間干渉を行うようにしている。

尚、上記二次弁２３の代わりに各高負荷用独立吸気通路
３１．３２に開閉弁３３を設けてもよい。また、３４．
３５は排気ボートである。

そして、本例においては、低負荷用独立吸気通路２８．
２９の拡大室側開口端１２８ａ、２９ａ同士、並びに高
負荷用独立吸気通路３１．３２の拡大室側間口端部３１
ａ、３２ａ同士を互いにり・１面させて配置するととも
に、該各間口端部２８ａ。

２９ａ　、３１ａ　、３２ａをベルマウス形状に形成し
、かつ対応Ｊる低負荷用又は？：Ｓ負荷用吸気拡大室２
５又は２６内部に突出させて間口したものである。よっ
て、この場合にも、気筒１Ａ’、１３間の低負荷用独立
吸気ｊ路２Ｂ、２９系統および高負荷用独立吸気通路３
１．３２系統でそれぞれ気筒間干渉効果を効果的に十分
に発揮させることができる。また、このデュアルインダ
クションタイプにおいても、低負荷又は高負荷系統の一
方のみで気筒間干渉効果を得るようにしてもよい。

さらに、本発明は上述の如きレシプロエンジン以外にロ
ータリピストンエンジンにも適用でき、また吸気拡大室
上流に過給機を備えたエンジンにも適用可能である。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、異なる気筒の独立吸気通
路間を吸気圧力波が伝播して気筒間干渉を行うようにし
た多気筒エンジンの吸気装置において、吸気拡大室の容
積を十分に確保してそのサージタンク機能を確保しなが
ら、吸気圧力波が吸気拡大室で拡散するのを有効に防止
することができるので、気筒間干渉効果をより効果的に
十分に発揮させることができ、よってこの気筒間干渉効
果による過給効果により充填効率の向上、出方向上を実
効あるものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は第１実施例の
全体概略構成図、第２図（ａ　）および（ｂ）はそれぞ
れ排気干渉効果および吸気慣性効果を示づ説明図、第３
図は第２実施例の全体概略構成図である。 １Ａ〜１Ｄ・・・第１〜第４気筒、３・・・吸気ボート
、４・・・吸気通路、８・・・吸気拡大室、９〜１２・
・・独立吸気通路、９ａ〜１２ａ・・・拡大室側間口端
部、２２・・・低負荷用吸気通路、２４・・・高負荷用
吸気通路。 ２５・・・低負荷用吸気拡大室、２６・・・高ず）荷出
吸気拡大室、２７・・・低負荷用吸気ボ１−ト、２８．
２９・・・低負荷用独立吸気通路、２８ａ　、２９ａ・
・・拡大室側間口端部、３０・・・高負荷用吸気ボーｌ
〜、３１゜３２・・・高負荷用独立吸気通路、３１ａ　
、３２ａ・・・拡大室側聞口端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に吸気拡大室を備え、該吸気拡大室と各
   気筒の吸気ボートとを独立して連通する独立吸気通路を
   有する多気筒エンジンの吸気装置であって、上記各独立
   吸気通路のうち異なる気筒における少なくとも一対の独
   立吸気通路をその拡大室側間口端部で対向させて配置す
   るとともに、該間口端部を端部に向かって拡開する形状
   としかつ吸気拡大室内部に突出させて開口したことを特
   徴とづるエンジンの吸気装置。