JPS60224924A - 多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

多気筒エンジンの吸気装置

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JPS60224924A
JPS60224924A JP59080920A JP8092084A JPS60224924A JP S60224924 A JPS60224924 A JP S60224924A JP 59080920 A JP59080920 A JP 59080920A JP 8092084 A JP8092084 A JP 8092084A JP S60224924 A JPS60224924 A JP S60224924A
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JP
Japan
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surge tank
intake
engine
passage
cylinder
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Pending
Application number
JP59080920A
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English (en)
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Kazuhiko Ueda
和彦 上田
Yasuyuki Morita
泰之 森田
Hiroyasu Uchida
浩康 内田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use 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
    • F02B27/02Use 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
    • F02B27/0226Use 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
    • F02B27/0247Plenum chambers; Resonance chambers or resonance pipes
    • F02B27/0263Plenum chambers; Resonance chambers or resonance pipes the plenum chamber and at least one of the intake ducts having a common wall, and the intake ducts wrap partially around the plenum chamber, i.e. snail-type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

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、吸気の慣性効果を利用する形式のエンジンの
吸気装置に関する。
(従来の技術) エンジンの吸気の充填効率を高めて出力の向上を図るた
めに、吸気の慣性効果を利用することが知られている。
エンジンの吸気工程において、ピストンの下降に伴って
燃焼室内に負圧が発生し、この負圧は、吸気弁の開作動
によって圧力波を発生させる。この圧力波は、負圧波と
して表われ吸気通路内を音速で伝播し、サージタンク壁
面で反射して正圧力波となり燃焼室に戻る。従って、こ
の反射波が開弁期間中に燃焼室に戻るように吸気装置を
構成すれば、吸気の押し込み効果すなわち、慣性効果を
得ることができ、充填効率を高めるこきができる。
反射波が、燃焼室に現われる時間は主として圧力波の伝
播経路の断面積き長さ、すなわち吸気通路の断面積とサ
ージタンクまでの通路長さにより定まる。これに対し、
吸気弁の開弁期間は、エンジンの回転数によって異なり
、回転数が大きくなる程開弁期間は短くなる。慣性効果
は、吸気工程の終期に反射波の最大圧力が燃焼室内に現
われるような回転数の場合に最も効率的に得られ、圧力
波の伝播経路が単一の場合には、慣性効果は回転数変化
に対し一つのピーク値を有するように現われる。従って
、回転数変化に対するトルク特性でみると、慣性効果が
得られる一定の回転数領域でトルクが増大するという効
果として現われる。しかし、エンジンのトルク特性は回
転数の変化に対して、大きく変化しないことが望ましく
、上述のように特定の一つの回転数域でのみトルクが増
大するような慣性効果を得ることは、トルク特性全体で
みれば、必ずしも好ましいものではない。
そこで、例えば実開昭56−2023号公報や実開昭5
7−22629号公報に示されているように、吸気系の
途中にサージタンクを設け、該サージタンクから各気筒
に至る吸気通路の状態をエンジンの運転状態に応じて変
化させることにより、広い範囲のエンジン運転領域で吸
気慣性効果を利用できるようにした吸気装置が提案され
ている。
しかしながら、上記公開実用新案に記載された吸気装置
は、いずれも単に固定管に嵌合された可動管を直線方向
にスライドさせることによって通路長を変化させる構成
であるので、所要のエンジン運転領域で利用するために
は、吸気通路の長さの変化を著しく大きくしなければな
らず、このため装置全体が大型化し、当該吸気装置を組
み込んだエンジンを自動車に搭載する場合にスペース上
の問題を生ずることとなる。
この問題を解決するために、勺−ジタンクを吸気通路に
回転自在に設置し、回転スライドさせることにより、燃
焼室からサージタンク壁面までの吸気通路長さを変化さ
せ得るようにした吸気構造が提案されている。
(本発明が解決しようとする問題点) この吸気構造では、サージタンクの回転軸方向に各気筒
がならぶこととなるが、例えば、EGRを行う場合、そ
の戻り口の取付位置によっては、各気筒へのEGRガス
の分配が均等に行なわれないという問題が生じる。また
吸気負圧を検出するに当たっても、取出し位置によって
は、誤差が大きいという問題が生じる。
従って、本発明は、回転形式のサージタンクを備え、該
サージタンクを回転させることによって吸気通路長さを
変化させる吸気装置において、上記の問題を解決すると
ともに、簡単な構造で、エンジン内に導入される流体の
分配性を向上させ、また吸気負圧の検出等を正確に行う
ことができる装置を提供することである。
(上記問題点を解決するための手段) 本発明による上記問題の解決手段は以下のように構成さ
れる。すなわち、本発明の多気筒エンジンの吸気装置は
、エンジンの吸気系に回転可能に設置されたサージタン
クと、前記サージタンクの下流側に設けられたエンジン
の各気筒に接続された分岐吸気通路と、前記サージタン
クの周囲に設けられ前記分岐通路の一部を構成する吸気
通路延長部と、前記サージタンクの周壁に形成され前記
各延長部に連通ずる連通口とを備え、前記サージタンク
が回転することによりサージタンク周壁側の吸気通路長
さが実質的に変化するようになっている。そしてサージ
タンク周壁には、前記回転軸方向において両側に前記連
通口が存在する位置に開口が設けられるとともに、ケー
シングには、前記開口に対する位置に、エンジン燃焼室
内に導入される流体用の通路が接続され、または、負圧
検出口が設けられたことを特徴とする。
(作用) 本発明によれば、例えばEGRガス等の燃焼室流入流体
は、サージタンクのほぼ中央すなわち、4気筒エンジン
においては、両側に2つづつ連通口が配置される位置に
導入される。従って、EGRガスの各気筒への流入経路
は、気筒間で大きな差が生じないので、各気筒にほぼ均
等にガスを供給することができる。また負圧検出に当っ
ても、各気筒のほぼ平均的な値が得られる。
(実施例の説明) 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例
につき、詳細に説明する。
第1図は、本発明に従う吸気装置を備えたエンジンの外
形図、第2図は、第1図の■−■断面図、第3図は第2
図における■−■断面図、第4図は、駆動機構を示す正
面図である。
第1図、第2図及び第3図を参照すれば、エンジン1は
4気筒型エンジンであり、そのシリンダブロック2及び
シリンダへラド3は内部をピストン4が往復動するシリ
ンダ5が形成されている。
シリンダ5の上部には燃焼室6が形成されており、該燃
焼室6には吸気ボート7及び排気ポート8が開口してい
る。シリンダヘッド3には、吸気ボート7及び排気ポー
ト8に連通ずる吸気通路9及び排気通路10が形成され
ている。吸気ボート7は吸気弁11によって開閉される
ようになっている。
各シリンダ5への吸気系として主吸気通路12の先端に
エアクリーナ13が設けられ、その下流にはエア70−
メータ14が設けられている。エアフローメータ14の
下流にはスロットル弁15が配置され、その下流に回転
自在に略円筒形状のサージタンク16が設けられている
。このサージタンク16の外周には、該サージタンク1
6と同軸状に略円筒状のケーシング17が設けられてい
る。
このケーシング17の上方部からはエンジン1の気筒数
と同数の分岐管18が分岐して分岐通路19を形成して
おり、該分岐管18がシリンダへラド3の各吸気通路9
に接続されることにより、サージタンク16から各シリ
ンダ5に連通ずる通路が形成される。上記ケーシング1
7及び各分岐管18は、第2図及び第3図に示されるよ
うに、一体で形成されている。ケーシング17の周壁部
には各分岐通路19の延長120が設けられている。こ
の延長部20は、ケーシング7の内面に立設された仕切
壁21によって夫々独立させて設けられ、第2図に示す
ようにケーシング17の上方部において上記各分岐通路
19の上流端にそれぞれなだらかな接続部Aを有するよ
うに接続されている。該接続部Aから上下方向の面に沿
って下巻き状に、即ちケーシング17の上方部から外側
方部を経て下方に回り込み、更に内側方からケーシング
17の中央部に通じるように渦巻き状に形成されている
。サージタンク16は、軸受22.23を介して、ケー
シング17に、軸24のまわりに回転自在に軸支されて
いる。前記サージタンク16の上記回転軸24方向中央
部には直角方向に主吸気通路12が接続されるともに、
サージタンク16周面の主吸気通路12接続位置に対応
する位置には吸気導入口26が設けられている。これに
より、主吸気通路12がサージタンク16の内部空間1
6aと連通ずる。この場合、吸気の通路抵抗を減少させ
るとともに各気筒での充填最のバラツキをなくすため、
両端部すなわち、第1気筒、と第4気筒の分岐管18は
あまり大きな曲率を有しない方が望ましい。本例では、
これを達成するために中央部すなわち、第2気筒と第3
気筒との間に回転軸24方に一定の間隔があけられてい
る。
そして、吸気導入口26はこの間隙に位置しており、吸
気はサージタンクのほぼ中央部に導入されることになる
。さらに、サージタンク16の吸気導入口26から約9
0°離れた位置には、開口37が設けられ、ケーシング
17のこの間口37に対応する位置には、EGR戻り口
28と負圧取出口29が設けられている。さらに、サー
ジタンク16の周面の吸気導入口26の両側には、各分
岐通路19をサージタンク16の内部空間16aに連通
させるための連通口27が設けられている。
そしてこの連通口27の外方には、分岐通路19の各延
長部20が位置している。これによって、サージタンク
16の内部空間16aは、各分岐通路19から吸気ボー
ト9を介して、各シリンダ5の燃焼室6を連通ずること
ができる。
また、第4図に示すように、サージタンク16を軸24
の回りに回転させるための駆動機構30が設けられてい
る。この駆動機構30は、ケーシング17の一側端から
突出したサージタンク16の軸24の先端に取付けられ
たピニオン31と、該ビニオン31と噛合するセクター
ギヤ32と、このセクターギヤ32を、レバー33を介
して駆動するダイヤフラム装置34から構成されており
、該ダイヤフラム装置34にはエンジンjの排気圧が導
入されるようになっている。
上記排気圧はエンジンの高回転時には高く、低回転時に
は低くなるから、エンジン回転数の上昇に従って上記セ
クターギヤ32及びビニオン31が夫々図示の位置から
a方向に回動し、これに伴ってサージタンク3も第2図
に示すa方向に回動する。
すなわち、圧力波の伝播経路は回転数の増大に応じて短
くなり、燃焼室6内に反射波が現われる時間間隔が短く
なる。また、第2図に示すように各分岐管18の上方部
には、燃料供給管35からの燃料を噴射する燃料噴射弁
36が取付けられている。各燃焼室6に導かれる。この
構造では、各燃焼室6への吸気の流入経路にほとんど差
異がないため、吸気分配をほぼ一様に行うことができる
そして、燃焼室6に吸気が到達した際、負圧波が発生し
、この負圧波は、各吸気通路9.19内を上流側に伝播
し、サージタンク16に入ってその壁面で反射して、位
相が反転するとともに、燃焼室6に伝播して吸気の慣性
効果をもたらし、充填効率を向上させる。
(本発明の効果) 本発明によれば、EGR戻し口28が吸気導入口と同様
サージタンク16のほぼ中央部に設けられているため分
配良く各気筒にEGRガスを供給することができる。ま
た、吸気負圧を検出する場合においても、各気筒のほぼ
平均的な値を検出することができる。本発明は、この他
、ブローバイガス、AAV (アンケアフタ−バーン)
用エア、ファーストアイドル用エア、コールドスタート
用燃料等に適用することができる。そして、このように
戻し口、供給口等は、もともと、必要とされるサージタ
ンク中央部の間隙を利用するようにしているので、特別
な装置を設ける必要がなく、製造コスト面でも有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に従う吸気装置を備えたエンジンの外
形図、第2図は、第1図のn−n断面図、第3図は第2
図における■−■断面図、第4図は駆動機構を示す正面
図である。 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・シリンダブロ
ック3・・・・・・シリンダへラド 4・・・・・・ピ
ストン11・・・・・・吸気弁 15・・・・・・スロ
ットル弁16・・・・・・サージタンク 17・・・・
・・ケーシング28・・・・・EGR戻り口 29・・
・・・・負圧取出口第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンの吸気系に回転可能に設置されたサージタンク
    と、前記サージタンクの下流側に設けられエンジンの各
    気筒に接続された分岐吸気通路と、前記サージタンクの
    周囲に設けられ前記分岐通路の一部を構成する吸気通路
    延長部と、前記サージタンクの周壁に形成され前記各延
    長部に連通ずる連通口とを備え、前記刃−ジタンクが回
    転することによりサージタンク下流側の吸気通路長さが
    実質的に変化するようになった多気筒エンジンの吸気装
    置において、サージタンク周壁の前記回転軸方向におい
    て両側に前記連通口が存在する位置に開口が設けられる
    とともに、ケーシングの前記開口に対応する位置にはエ
    ンジン燃焼室内に導入される流体用通路、および負圧検
    出用通路の少なくとも一方が接続されたことを特徴とす
    る多気筒エンジンの吸気装置。
JP59080920A 1984-04-20 1984-04-20 多気筒エンジンの吸気装置 Pending JPS60224924A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0957251A2 (en) 1998-04-14 1999-11-17 Hitachi, Ltd. Air intake apparatus for internal combustion engine
US6443114B2 (en) 1996-09-13 2002-09-03 Hitachi, Ltd. Suction structure for internal combustion engines

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