JPS6198918A - 可変共鳴過給装置 - 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］ この発明は、複数の気筒を有する往ｊ９動式内燃瀕関に
おいて、吸気脈動と気柱振動の共鳴減少を積極的に利用
して過給を行う共鳴過給方式の改良に関する。

し従来の技術］ 排気ターボ過給機を用いて過給する場合、吸気の脈動と
共鳴管の気柱振動との共ｐ［＋を利用−４るど機関の体
積効率が大きく向上し、いわゆる共鳴過給方式による良
好な過給が得るれる。

従来、このような共鳴過給方式として、持分＋＋６５７
−２８９２号公報に示すようなものがある。

共鳴過給の原理は、詳しくは、前記公報、又はＳＡＥベ
ーパ７９００６９の文猷に）ボベられているが、簡単に
説明すると、内燃殿関の複数の気筒を相互に干渉しない
グループに分（プ、これらに夫々共鳴容器を接続すると
共に、これら容器に夫々共鳴管を接続し、気筒の吸気に
より発生するす暇動と、共鳴管の気柱振Ｕ）が共鳴容器
を介して共鳴するようにし、吸気弁が閉じる萌に、共鳴
して振幅の大きくなった空気、叩も、圧力の高い位相の
空気がシリンダー（気筒）へ来るｔ、ｐに設定すること
により、体積（充填）効率を向上させるというものであ
る。

いま、共鳴篇の断面積をＡ、良さをし、共鳴容器の容積
をＶとすると、共鳴周波数ｆは、子−〇７２ルｆ【てＶ の関係式で与えられる。

ここで、Ｃ＋、を音速である。

即ち、共鳴周波数は、共鳴管の断面積及び長さと、共鳴
容器の容積で決定され、この周波数相当の機関回転数近
辺ではこの共鳴により体積効率が向上づるものである。

［発明が解決しようとする問題点コ °しかしながら、このような共鳴過給方式にあっては、
共鳴点付近では体積効率が向上するものの、共鳴点を外
れる範囲では体積効率がかえって、通常の連通型の吸気
管方式よりも低くなってしまうという問題点があった。

この対策として、共鳴管の有効長さを変える方法が特開
昭５９−４１６２５、及び実開昭５９−２１０２９号公
報で提案され、又、共鳴容器の容積を変える方法が実開
昭５９−６８１２９号公報で提案されているが、これら
はいずれも、機関の全運転域に適用しようとすると、共
鳴ｉ置が大住＋ｉ）となる欠点がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、共鳴容器を可変とし、しかし分かれた共鳴容
器を連通する空間を設けることにより、共鳴装置をそれ
ほど大ぎくすることなしに広い運転域で良好な体積効率
を１坪、もって上記問題点を解決することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、前記目的を達成するため、相互に吸気干渉
しない気筒に接続された？！２Ｉ！ｌの共鳴容器と、こ
の共鳴容器に共鳴効果を発生するＬｌ　＋、＝　ｔｇ続
された共鳴管とを有する往復動式内燃線間の吸気通路装
置において、共鳴容器の容積を可変どする可変機構を設
けると共に、この可変機構により共鳴容器間を相互に連
通し得る共鳴容器連通空間を設けたものである。

［作用コ 共鳴容器が可変機構により容積が変るので、低回転数域
においては容積大となり、高回転数域においては容積小
となり、この間連続的に変化し、各回転域で共鳴効果に
よる高い体積効率を得る。

共鳴容器の大きさは、上限は車載等の制限を、下限は気
筒ブランチの配置上のｉ＋ｌｌ限を受けるので、これら
を越える両極端の回転域では共鳴点を外れ共鳴効果がｆ
Ｖられないが、そのような回転域では可変機構が近寄っ
て共鳴容器同士を連通空間により通常の連通型の吸気管
形状に変えるので、各気筒は相互に共鳴容器の容積を利
用し合えることになり、少くども通常型の体積効率を得
ることができ、それよりも低下することを防止できるの
である。

以下、この発明の実施例について説明する。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示す図で、直列６気、
筒の往復動式内燃別間の吸気システムに適用したもので
ある。

まず構成を説明すると、気筒１は左からＮＯＩからＮＯ
６まで直列に配列され、通常の点火順序１５３６２４に
構成されているので、ＮＯ１〜３の気筒１が左側の共鳴
容器３に、ＮＯ４〜６の気Ｕ１１が右側の共鳴容器３に
相互に吸気干渉しないようグループ分けされ、ブランチ
７及び吸気弁１５を介して接続される。

共鳴容器３は、夫々共鳴管４に接抗され、また各共鳴管
４は共通の緩衝容器５に接続され、この榎衝容器５は中
央に空気取入口６を有するっ空気取入口６は過給渫１６
に接続され、この過給ｌ７Ｊ１６には排気弁１７、排気
マニホルド２を経て排気のエネルギが供給され、これに
より吸気を過給するようになっている。

共鳴容器３には、夫々、ピストン８が嵌めこまれるシリ
ンダ１４が設けられ、また、これらシリンダ１４に連続
して、これより断面積の大きい共通の共鳴容器連通空間
１３が設けられる。

ピストン８は移動用ネジ９により、第１図に示すように
左側はＮＯ３のブランチ７まで、右側は、ＮＯ４のブラ
ンチ７まで移動できる仔、また第２図に示ずよう、互い
に近寄り得る様に、接合部分に雌ネジが切られる。ピス
トン移動用ネジっは駆動装置１０により回転され、この
回転により共鳴容器３の容積が等しく変化する様、左右
が同一ピッチで反対ねじりのものとしである。

駆動装置１０はコントローラ１２の指令で回転する電動
モータ等を用い、機関回転数などの運転条件をコントロ
ーラ１２が入力して、常に、ピストン８が最適位置にな
る様制陣する。

なお、ピストン８は移動のみ行い、回転しないよう適宜
容器壁に支持される回転防止軸１１に貫通保持する。

ピストン８、ネジ９、駆動装置１０、回転防止軸１１及
びコントローラ１２は共鳴容器３を左右独立の可変の共
鳴箱に、また、両者を連通した一個の吸気管にも変化で
きるよう、二種の機能を持つ可変（ｊｌｉ構２０を構成
する。

次に作用を説明する。

共鳴周波数は前述の式より共鳴容器３の容積が大きい程
低周波数となり低回転数域で同調し、また小さい程高周
波数となり高回転数域で同調するので、ピストン８によ
る容積の調整はできるだけ大きく変化させることが望ま
しいのであるが、この実施例ではこれをある範囲に押え
るよう、距離Ｓのス１〜１〜ロークた。

従って、第１図の位置にピストン８がある場合、容積が
最小であり。この運転条件にあう高い回転数で共鳴効果
が１７られ、容積騒人のところの低い回転数まで体積効
率の向上がＩＩ７られる。

また、前述の低い回転数よりも更に低い運転状態ではこ
れに同調するに必要な容積は過大となり車載等の制限を
受けるので、このような運転状態では、第２図に示すよ
うに、ビス１〜ン８をシリンダ１４から外して近寄らせ
るようにし、共鳴容器連通空間１３が左右の共鳴容器３
同士を連通させるようにする。

この結果、例えばＮＯｌの気筒の吸入時、左右両方の共
鳴容器３及び共鳴管４から同時に吸入でき通常の連通型
吸気管と同等、の体積効率を１りることができる。

間開回転数が共鳴容器３の最小圃（この場合はブランチ
７の開口部により制限を受（プ、これよりは小さくなら
ない）での共鳴周波数より高い回転数で運転される場合
は、同様に、第２図のようにピストン８を近寄らせるよ
うにする。この結果、やはり、そのような運転状態では
両共鳴容器の相互利用により通常の吸気管と同等の体積
効率をｉ与ることができるのである。

第３図は横軸に数量回転数、縦軸に体積効率をとった性
能比較図で、実線ａが共鳴過給の場合、点線わが通常の
吸気管系の場合である。

共鳴過給の場合、共鳴点付近（５０％）では、ピークＨ
の体積効率を１りるが、共鳴点を外れたところ（１００
％付近）では通常吸気管のＮより低いＭの体積効率とな
る。

しかるに、この発明による前記実ｈ’＆例では、ある範
囲のピーク部相当の体積効率を得られるほか、共鳴点を
外れたところでも、通常吸気管Ｎと同等の体積効率が１
ｑられるので、結局、各共鳴点におけるビーク１」と、
通常吸気管のＮ部分とを包絡する曲線、即ち広い運転域
で高い体積効率の性能曲線を得ることができるものであ
る。

なお、前記実施例は可変機構２０の可変部分、例えば電
動モータ１０を吸気管（連通空間１３）内に収容し、こ
れが吸気管の内外面へ貫通することはないので、貫通部
のシールが面倒になるとかシール部からの空気漏れに気
を使うといったｒ　（ｊＥは不要となる効果もある。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明によれば、その構成
を共鳴容器の容積を可変とし、しかも、分かれた共鳴容
器が互いに連通し得る構成としたため、広い運転域で高
い殿関の体積効率を１ｑることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の吸気管系全体（＾１成説明図、第２
図は共鳴過給を休止した状態の作動図、第５３図は体積
効率対比性能図である。 図面に現わした符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相互に吸気干渉しない気筒に接続された複数の共鳴容器
   と、この共鳴容器に共鳴効果を発生する様に接続された
   共鳴管とを有する往復動式内燃機関の吸気通路装置にお
   いて、共鳴容器の容積を可変とする可変機構を設けると
   共に、この可変機構により共鳴容器間を相互に連通し得
   る共鳴容器連通空間を設けたことを特徴とする可変共鳴
   過給装置。