JPS63111225A

JPS63111225A - Ｖ型多気筒エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS63111225A
Application number: JP25677186A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Hiroyuki Oda; 博之小田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-16
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0791986B2

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Ｖ型多気筒エンジンの吸気装置に関するもので
ある。

（従来技術）最近のエンジンにおいては、吸気の動的効果を利用して
過給を行うものが多くなっている。この吸気の動的効果
の１つとして、慣性過給がある、この慣性過給は、吸気
行程にある気筒からの負圧波をサージタンクによって正
の圧力波に反転させ、この正の圧力波による吸気押込み
作用によって過給を行うものである。そして、エンジン
の実用回転域でこの慣性過給を行うには、サージタンク
から気筒に至るまでの分岐吸気管の長さを極力長く、特
に慣性過給を行う回転域を低下させる程長くする必要が
ある。

また、空気の動的効果の他のものとして、特公昭６０−
１４１６９号公報に示すように、共鳴過給がある。この
共鳴過給は、複数の気筒が、互いに吸気行程すなわちガ
ソリンエンジンにあっては点火順序が隣り合わない第１
気筒群と第２気筒群とに分けられ、第１気筒群の各気筒
がそれぞれ分岐吸気管を介して第１集合部に連通され、
第２気筒群の各気筒がそれぞれ分岐吸気管を介して第２
集合部に連通される。そして、画集合部同士は、それぞ
れ独立した共鳴管を介して、共通の集合部すなわち圧力
反転部に連通される。このような構成によって、吸気ボ
ートの周期的な開閉によ１て生じる圧力波を原因として
共鳴管内の気柱が振動され、この共鳴管内の振動が第１
、第２の集合部内および分岐吸気管内の空気を振動させ
ることになる。そして、この振動の共鳴を生じたときに
圧力振動の振幅が最大となって、大きな過給が行われる
ことになる。このような共鳴過給は、共鳴管の長さを長
くする程、共鳴を生じる回転域が低下ジれる。

前述した慣性過給をＶ型エンジンにおいて行う場合、サ
ージタンクをＶバンク中央空間上刃に配設する一方、こ
のサージタンクから伸びる分岐吸気管を、サージタンク
の下方すなわちＶバンク中央空間においてＸ型に交差さ
せるようにして、この分岐吸気管長さを確保するように
したものが既に実用化されている。また、この慣性過給
に加えて共鳴過給を得るため、Ｖ型エンジンの左側バン
ク部の気筒の点火順序および右側バンク部の気筒の点火
順序を互いに隣り合わないようにする一方、サージタン
クを左側バンク部用と右側バンク部用として分割構成す
ることにより、このサージタンクを共鳴過給における第
１、第２の集合部として機能させるようにしたものも実
用化されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、Ｖ型エンジンは、そのクランク軸方向の長さ
が短いという利点を有するが、その高さを抑制すること
がより一層のコンパクト化を図る上で重要となる。この
場合、吸気の動的過給のうち慣性過給を利用すると、大
きな容積を占めるサージタンクや長い分岐吸気管の存在
が高さ抑制の上で大きな制約となる。このため、サージ
タンクを廃止することや分岐吸気管を極めて短くするこ
とも考えられるが、この場合は慣性過給を利用したエン
ジン出力（トルク）の向上が得られなくなり、エンジン
出力の面で制限を受けることになる。

本発明は以上のようなＩＧ情を勘案してなされたもので
、サージタンクを特に必要としないという共鳴過給の利
点を十分に生かして、エンジン高さを十分に抑制しつつ
エンジン出力を十分に向上させ得るようにしたＶ型缶気
筒エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明においては次のような構成としであ
る。すなわち、それぞれ複数の気筒を有して互いにＶ型
をな、しかつクランク軸方向にオフセットされた左右一
対のバンク部を備えたＶ型缶気筒エンジンにおいて、前記左側バンク部における複数の気筒間の吸気行程、お
よび前記右側バンク部における複数の気筒間の吸気行程
が、互いに隣り合わないように設定され、前記左右バンク部における各気筒の吸気ボートが、それ
ぞれＶバンク中央空間に向けて開口され、前記Ｖ／＜ンク中央空間には、それぞれクランク軸方向
に伸び左側バンク部に近接した左側集合管および右側バ
ンク部に近接した右側集合管が配設され、前記左側バンク部における各気筒の吸気ボートが前記左
側集合管に、前記右側バンク部における各気筒の吸気ボ
ートが前記右側集合管に、それぞれ短尺とされた分岐吸
気管介して接続され。

前記両集合管は、クランク軸方向一端側よりＶバンク中
央空間より延出されて、該Ｖバンク中央空間近傍におい
て、該再集合管同士を連通ずる連通部を備えた共鳴過給
用圧力反転部に連なり、前記圧力反転部は、クランク軸
に対して、左右方向のうち該圧力反転部よりもクランク
軸方向において遠い側のバンク部が存在する側へオフセ
ットされた位置に構成されている、ような構成としである。

このように、左右のバンク部における各気筒への吸気供
給（分配）は、それぞれクランク軸方向に伸びる細長い
一対の集合管と気筒数に応じた数の短尺の分岐吸気管と
を利用して行うので、これ等の管は左右バンク部間に形
成されるデッドスペースとなり易いＶバンク中央空間に
十分な余裕をもって収納することができ、サージタンク
を設ける場合に比してエンジンの高さを大幅に小さくす
ることができる。

また、両集合管は、サージタンクのような大きな容積を
有しない一方、分岐吸気管の長さも短くされているので
、共鳴用圧力反転部から各気筒へ至るまでの容積が小さ
くなる。これにより、集合管内での圧力振幅がサージタ
ンクを有する場合にルして極めて大きくなり、大きな共
鳴効果が得られる。これに加えて、分岐吸気管の長さが
短いということは、他気筒の分岐吸気管の容量による圧
力振幅の減衰と、分岐吸気管と集合管間における共鳴振
動の位相差を小さくして、より一層の大きな共鳴効果が
得られる。

さらに、Ｖ／＜ンク中央空間近傍に構成される圧力反転
部の位置を、左右バンク部のクランク軸方向オフセット
に対応して、クランク軸に対して左右方向のうち該圧力
反転部よりもクランク軸方向において遠い側のバンク部
が存在する側へオフセットするように設定しであるので
、この圧力反転部から左右バンク部に対する気筒までの
距離をほぼ完全に一致させることができ（例えば左側バ
ンク部における最も圧力反転部に近い気筒と右側バンク
部における最も圧力反転部に近い気筒とにおける当該圧
力反転部までの距Ｉｔ）　、共鳴過給をより効果的に発
揮させることができる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図〜第４図において、Ｖ型エンジン本体Ｅは、互い
にＶ型をなすように配置された左側バンク部ＩＬと右側
バンク部ＩＲとを有する。左側バンク部ＩＬは、１番、
３番、５番の３つの気筒２ａ、２Ｃ１２ｅを有し、右側
バンク部ＩＲは２番、４番、６番の３つの気筒２ｂ、２
ｄ、２ｆを有し、全体として６つの気筒を有する。各気
筒の点火順序は、例えば、２ａ→２ｆ→２ｃ→２ｄ→２
ｅ→２ｂとされて、左側バンク部ＩＬにおける気筒２ａ
、２Ｃ１２ｅが点火順序が隣り合わない第１気筒群を構
成し、右側バンク部ＩＲにおける各気筒２ｂ、２ｄ、２
ｆが点火順序の隣り合わない第２気筒群を構成している
。そして、各気筒２ａ〜２ｆにおける吸気ボート３ａ〜
３ｆは、それぞれＶ／＜ンク中央空間Ｖに向けて開口さ
れている。

左側バンク部１ｃにける各気筒２ａ、２ｃ、２ｃ同士、
および右側バンク部ＩＲにおける各気筒２ｂ、２ｄ、２
ｆ同士は、それぞれクランク軸４と、平行に直列に配置
されている。また、両バンク部ＩＬとＩＲ同士はクラン
ク軸方向に若干オフセットされて、左側バンク部ＩＬの
方が右側バンク部ＩＲよりも前方（第１図左方）に位置
されている。

左右のバンク部ＩＬとＩＲとに挟まれたＶへンク中央空
間Ｖ内には、左右一対の集合管１１Ｌ、１１Ｒが互いに
近接して配設されている。両集合ｉｖ　１１　Ｌ、ＩＩ
Ｒは、■バンク中央空間Ｖ内においては共にクランク軸
方向に真すぐ伸びて、集合管１１Ｌは左側バンク部ＩＬ
に近接して、また集合管１１Ｒは右側バンク部ＩＲに近
接して配設されている。この左側の集合管１１Ｌは、短
尺の分岐吸気管１２ａ、１２ｃ、１２ｅを介して、左側
バンク部ＩＬにおける吸気ボート３ａ、３ｃ、３ｅに対
して個々独立して接続されている。また、右側の集合管
１１Ｒは、短尺の分岐吸気管１２ｂ、１２ｄ、１２ｆを
介して、右側バンク部ＩＲにおける吸気ボート３ｂ、３
ｄ、３ｆに個々独立して接続されている。そして、実施
例では、第２図に示すように、両集合管１１Ｌ、１１Ｒ
と各分岐吸気管１２ａ〜１２ｆとが、鋳造により一体成
形され、この一体成形品は、分岐吸気管１２ａ〜１２ｆ
をバンク部ＩＬあるいはＩＲにボルト固定することによ
ってエンジン本体Ｅに固定されている。

図中２１は共鳴過給用の第１圧力反転部、２２は共鳴過
給用の第２圧力反転部、２３はスロットルボディである
。第１圧力反転部２１には、両集合管１１Ｌ、ＩＩＲの
上流端部が接続され、第１圧力反転部２１とその上流側
にある第２圧力反転部２２とは、左右独立した共鳴管を
構成する吸気管２４Ｌ、２４Ｒによって接続されている
。また、第２圧力反転部２２とこの上流側にあるスロッ
トルボディ２３とが、左右独立した２本の吸気管２５Ｌ
、２５Ｈによって接続され、スロットルボディ２３の上
流側は、共通吸気管２６の下流端部に形成された左右の
分岐管２６Ｌ、２６Ｒが接続されている。なお、共通吸
気管２６には、それぞれ図示を略すがエアクリーナおよ
びその下流側においてエアフローメータが接続されてい
る。

上述した通路構成により、左側バンク部ＩＬにおける各
気筒２ａ、２Ｃ１２ｅへの吸気供給は、共通吸気管２６
から、左側分岐管２６Ｌ、吸気管２５Ｌ、２４Ｌ、集合
管１１Ｌを経た後、分岐吸気管１２ａ、１２ｃあるいは
１２ｅを介して行われ、この分岐管２６Ｌから集合管１
１Ｌに至るまでの経路が左側バンク部ＩＬ用の左、側独
立吸気通路２７Ｌを構成している。同様に、右側バンク
部ＩＲにおける吸気の経路は、２７．２６Ｒ１２５Ｒ１
２４Ｒ，ＩＩＲを経た後、１２ｂ、１２ｄあるいは１２
ｆを介して行われ、分岐管２６Ｒから集合管１１Ｒに至
るまでの経路が右側バンク部ＩＲ用の右側独立吸気通路
２７Ｒを構成している。

勿論、スロットルボディ２３内のスロットル弁２７Ｌ、
２８Ｈによって、両バンク部ＩＬ、ＩＲにおける各気筒
２ａ〜２ｆへの吸入空気量が調整されるが、両スロット
ル弁２７．Ｌ、２７Ｒには互いに同−開度となるように
連動されている。

前記両圧力反転部２１と２２とは、左右の集合管１１Ｌ
とＩＩＲとを連通、遮断する機能を有している。第１圧
力反転部２１は、第５図に示すように、下ケーシング３
１と上ケーシング３２とを備え、両ケーシング３１と３
２との間に大きな容積を有する連通室３３が画成されて
いる。下ケーシング３１には、左右独立した通路３４Ｌ
、３４Ｒが形成され、通路３４Ｌが左側バンク部ＩＬ用
の左側独立吸気通路２７Ｌの一部を構成し、通路３４Ｒ
が右側バンク部ＩＲ用の右側独立吸気通路２７Ｈの一部
の構成している。この内通路３４Ｌ、３４Ｒの上部が、
連通室３３に常時開口されている。そして、連通室３３
内に配設された開閉弁３５によって、内通路３４Ｌと３
４Ｒとが連通（第５図実線で示す開位置）、遮断（第５
図−点鎖線で示す閉位置）されるようになっており、こ
の開閉弁３５の開閉駆動は、アクチュエータ３６によっ
て行われる。

前記第１圧力反転部２２は、第６図、第７図に示すよう
に下ケーシング４１と上ケーシング４２とを備え、該両
者４１と４２との間に容積の大きな連通室４３が画成さ
れている。下ケーシング４１には、左側独立吸気通路２
７Ｌの一部を構成する通路４４Ｌと、右側独立吸気通路
２７Ｈの一部を構成する通路４４Ｒとが形成されると共
に、この通路４４Ｌと４４Ｒとを連通室４３へ個々独立
して連通させる連通路４５Ｌ、４５Ｒが形成されている
。この連通路４５Ｌ、４５Ｈには、開閉弁４６Ｌあるい
は４６Ｒが配設されて、連通路４５Ｌと４５Ｒとを連通
室４３に対して共に連通（第６図実線で示す開位置）、
共に遮断（第６図−点鎖線で示す閉位置）させる。そし
て、開閉弁４６Ｌ、４６Ｒは、その共通の回動軸４７に
連係されたアクチュエータ４８により開閉駆動される。

前述した両アクチュエータ３６．４８は、それぞれ負圧
作動式とされて、図示を略す電磁切換弁による負圧供給
と大気圧供給と、の切換態様に応じて開閉弁３６あるい
は４６Ｌ、４６Ｒを開閉駆動するものである。そして、
開閉弁３６と４６Ｌ、４６Ｒとの開閉は、エンジン回転
数をパラメータとして、第８図のように設定されている
。すなわち、エンジン回転数がＮｌ以下では、第１．第
２の再連通部２１．２２は共に閉（非連動）とされ、エ
ンジン回転数がＮｌとこれよりも回転数の大きいＮ２と
の間では第２圧力反転部２２のみ開（第２圧力反転部２
２は閉−遮断）とされ、エンジン回転数がＮ２以上のと
きは第１圧力反転部２１が開（第２圧力反転部２２は開
、閉どちらでもよい）とされる。

前述した左右の独立吸気通路２７Ｌ、２７Ｒは、エンジ
ン本体Ｅに対して、次のような取り回しかなされている
。先ず、第１圧力反転部２１は、両バンク部ＩＬとＩＲ
とのクランク軸方向オフセットにより形成されるデッド
スペースを埋めるようにＶバンク中央空間Ｖ近傍に配置
されている。すなわち、第１圧力反転部２１は、クラン
ク軸４に対して、左側バンク部ＩＬが存在する左側へオ
フセットした位置に配設されている。したがって、この
第１圧力反転部２１に連なる集合管１１Ｌ、ＩＩＲの上
流側部分は、クランク軸４に対して、わずかに左側バン
ク部ＩＬ側へ向かうように緩やかに湾曲され、その曲り
角はほぼ４５゜というように小さくされている。この結
果、第１圧力反転部２１から、左右のバンク部ＩＬ、Ｉ
Ｒの対応する気筒までの距＠　（１２ｅと１２ｆまでの
距離、１２ｃと１２ｄまテノ距離、１２ａと１２ｂまで
の距離のことで、各分岐吸気管１２ａ〜１２ｆ同士およ
び各吸気ボー）３ａ〜３ｆ同士は等しい長さとされてい
る）が、はぼ等しくされている。

第１圧力反転部２１と第２圧力反転部２２とを接続する
吸気管２７Ｌと２７Ｒとは、第３図、第４図に示すよう
に、その下流側部分（第１圧力反転部２１側部分）が、
集合管１１Ｌ、１１Ｒの上流側部分とほぼ同一直線をな
すように伸び、中間部分が略Ｕ字状となるように１８０
°折り返された状態となって、集合管１１Ｌ、ＩＩＲの
曲げ方向とは反対側にほぼ水平方向、すなわち右側バン
ク部ＩＲ側に伸び、第１圧力反転部２１のほぼ直丁方に
第２圧力反転部２２が位置するよう辷されている。

一方、各気筒２ａ〜２ｆへ燃料を供給するため、各分岐
吸気管１２ａ〜１２ｆの各下流端部には、燃料噴射弁５
１Ｌあるいは５１Ｒが取付けられている。この燃料噴射
弁５１Ｌ、５１Ｒは、その−Ｌ端部の高さが集合管１１
Ｌ、１１よりも上方に位置しており、デリバリバイブ５
２Ｌあるいは５２Ｒに接続されている。この各デリバリ
パイプ５２Ｌ、５２Ｒは、クランク軸４とほぼ平行に伸
び、その各一端側が燃料供給通路５３に対して並列に接
続され、またその各他端部が燃料戻し通路５４に対して
並列に接続されている。そして、燃料ポンプにより汲み
上げられた燃料タンク内の燃料は、ダンパ５６が接続さ
れた上記燃料供給通路５３から各デリバリパイプ５２Ｌ
、５２Ｒへと供給されて、このデリバリバイブ５２Ｌ（
５２Ｒ）から燃料噴射弁５１Ｌ（５１Ｒ）へと分配され
る。そして、余剰燃料は、プレッシャレギュレータ５５
が接続された上記燃料戻し通路５４を介して燃料タンク
へ戻される。

、次に以上のような構成の作用について説明する。先ず
、エンジン回転数がＮ１よりも小さい低回転域では、再
連通部２１．２２が共に閉とされているため、左右の集
合管１１ＬとＩＩＲとが共通吸気管２６（の分岐部）で
連通され、共鳴気柱の極めて長い共鳴過給が行われる。

このときに得られるトルク曲線が第８図ＴＩである。

エンジン回転数がＮｌとＮ２との間にあるときは、第１
圧力反転部２１が閉とされる一方、第２圧力反転部２２
が開となる。これにより、両集合管１１ＬとＩＩＲとが
、第２圧力反転部２２で連通されて、共鳴気柱の比較的
長い共鳴過給が行われる。このときに得られるトルク曲
線が第８図Ｔ２である。

エンジン回転数がＮ２以上になると、第１圧力反転部２
１が開とされる。これにより、両集合管１１ＬとＩＩＲ
とが第１圧力反転部２１で連通されて、共鳴気柱の短い
共鳴過給が行われる。このときに得られるトルク曲線が
第８図Ｔ３である。

前述した共鳴過給を行う場合、果合管１１Ｌ、１１Ｒは
サージタンクを設ける場合に比してその容積が小さくな
るので、圧力振動の振幅を十分に大きくして、大きな共
鳴効果が得られる（サージタンクを用いるとその減衰作
用により共鳴過給の圧力振動が低減されてしまう）、ま
た、各分岐吸気管１２ａ−１２ｆの長さが短いので、集
合管ＩＩＬあるいはＩＩＲに対する各気筒２ａ〜２ｆの
間での位相差が小さくなり、より一層共鳴効果が十分に
発揮される。そして、高い回転域で吸入空気が流れる速
度が速いとき（Ｎ２以上）は、第１圧力反転部２１を利
用した連通作用によって共鳴過給が行われるが、この第
１圧力反転部２１から左右バンク部ＩＬとＩＲとにおけ
る対応する気筒までの距離がほぼ等しくされるので、こ
のエンジン回転数が高いときの共鳴過給も十分に行うこ
とができる。なお、上述したエンジン回転数Ｎ２は、エ
ンジンのほぼ中速域となるように設定されている。

（発明の効果）本発明は以上述べたときから明らかなように、高さを大
幅に低減してエンジンをコンパクト化し得ると共に、共
鳴過給を効果的に発揮させてエンジン出力の向上を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す簡略平面図。第２図はクランク軸と直交する方向での要部断面図。第３図は第２図の平面図。第４図は第３図を矢印Ａ方向から見た図。第５図は第１圧力反転部の詳細を示す正面断面図。第６図は第２圧力反転部の詳細を示す側面断面図。第７図は第６図Ｘ−Ｘ線断面図。第８図は連通部の開閉態様とエンジン回転数とトルクと
の関係を示すグラフ。Ｅ：エンジン本体Ｖ：ｖバンク中央空間ＩＬ、ＩＲ：バンク部２ａ〜２ｆ：気筒３ａ〜３ｆ：吸気ポート４：クランク軸１１Ｌ、ｌＩＲ：集合管１２ａ　〜１２ｆ：分岐吸気管２１．２２：圧力反転部３５．４６Ｌ、４６Ｒ：開閉弁３６．４８：アクチュエータ第３図４４Ｌ　　　　　４４Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ複数の気筒を有して互いにＶ型をなしか
つクランク軸方向にオフセットされた左右一対のバンク
部を備えたＶ型多気筒エンジンにおいて、前記左側バンク部における複数の気筒間の吸気行程、お
よび前記右側バンク部における複数の気筒間の吸気行程
が、互いに隣り合わないように設定され、前記左右バンク部における各気筒の吸気ポートが、それ
ぞれＶバンク中央空間に向けて開口され、前記Ｖバンク中央空間には、それぞれクランク軸方向に
伸び左側バンク部に近接した左側集合管および右側バン
ク部に近接した右側集合管が配設され、前記左側バンク部における各気筒の吸気ポートが前記左
側集合管に、前記右側バンク部における各気筒の吸気ポ
ートが前記右側集合管に、それぞれ短尺とされた分岐吸
気管介して接続され、前記両集合管は、クランク軸方向
一端側よりＶバンク中央空間より延出されて、該Ｖバン
ク中央空間近傍において、該両集合管同士を連通する連
通部を備えた共鳴過給用圧力反転部に連なり、前記圧力
反転部は、クランク軸に対して、左右方向のうち該圧力
反転部よりもクランク軸方向にぉいて遠い側のバンク部
が存在する側へオフセットされた位置に構成されている
、ことを特徴とするＶ型多気筒エンジンの吸気装置。