JPS63111230A - 内燃機関の吸気慣性増大装置 - 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、内燃機関の慣性過給装置に関し、更に詳しく
は吸気の慣性効果を増大させ、吸気の体積効率をいっそ
う向上させた内燃機関の吸気慣性増大装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関では、吸気弁の開閉により、吸気通路の吸気が
圧力振動である吸気慣性波となって流れている。この吸
気慣性波を利用して吸気の体積効率を増大し、出力を向
上させるものが慣性過給装置である。

吸気行程におけるピストンの吸入作用により、吸気ボー
トに発生した負圧は、吸気通路内を負圧波として伝わり
、吸気通路の開放端で反射され、正圧波となって吸気ボ
ートに向けて返ってくる。これら正負の圧力波の合成に
より圧力振動が生じる。

このように吸気行程において吸気通路内に発生した圧力
振動が吸気行程に与える影響には、慣性効果と脈動効果
がある。慣性効果は、同一の吸気行程に圧力振動が影響
を与える場合をいう。又、脈動効果は、ある吸気行程で
発生した圧力振動が次のサイクルの吸気行程に影響を与
える場合をいう。慣性効果及び脈動効果を含む吸気通路
における圧力振動を本願では吸気慣性波というものとす
る。

吸気慣性波の固有振動数は、吸気通路の長さや断面積な
どにより定まる。そこで、吸気慣性波の固有振動数が吸
気弁の開閉タイミングとマツチング（同Ｗ！４）するよ
うに吸気通路の長さ、断面積などを設計し、吸気弁の閉
鎖直前に吸気ボートでの吸気慣性波が正圧として吸気の
体積効率を向上させたものが慣性過給装置である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の慣性過給装置では、吸気通路の仕様によ
り定まる吸気慣性波の振幅をそれ以上積極的に増幅して
体積効率をいっそう向上させる思想はなかった。

本発明の目的は、吸気通路の吸気慣性波を増幅させるこ
とにより、吸気の体積効率をいっそう向上させた内燃機
関の吸気慣性増大装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、吸気通路における各ブランチ管内に音響パル
スを送る音響パルス発生器置が設けられているところに
ある。

（実施例） 以下、図を参照して説明する。

内燃機関１（以下に、機関と略称する）として、多気筒
のディーゼル機関を示す。本実施例では６気筒であるが
、気筒数はこれに限定されない。

機関１は、吸気通路２、吸気ボート３、吸気・弁４及び
シリング５などからなる吸気系統を有している。

吸気通路２は、次の分岐管６、マニホールド８、ブラン
チ管１０、吸気本管９から構成されている。

各シリング５、ないし５６にそれぞれ分岐管６１ないし
６６が設けられている。シリング５１と５６．５２と５
５．５３と５４の組は、それぞれピストン７のサイクル
が同一である。つまり、隣接する５１．５□及び５．の
第１のシリング群Ａ、隣接する５４．５５．５６のシリ
ングの第２のシリンダ群Ｂは、それぞれピストンサイク
ルが異なる。

第１のシリンダ群Ａに設けられた分岐管６１ないし６．
の上流はｆ５１のマニホールド８ａに集合されている。

又、ｔ５２のシリンダ群Ｂに設けられた分岐Ｗ６．ない
し６６の上流は、第２のマニホールド８ｂに集合されて
いる。ｔ５１のマニホールド８ａ及び第２のマニホール
ド８ｂの上流は、ブランチ通路１０ａ、１０１〕を介し
て１本の吸気本管９に接続されている。吸気本管９の上
流は、図示しないエアクリーナに接続されている。

これら分岐管６、マニホールド８、ブランチ管１０及び
吸気率ｆ９の長さ、断面積などにより吸気慣性波の周波
数が決定され、ある同調回転数において吸気弁の開閉速
度と同調し、吸気弁４の閉鎖直前に吸気ボート３での吸
気慣性波が正圧となる。

ブランチｇ１０ａ、１０ｂには、それぞれパルス管１１
．１１が設けられている。パルス管１１．１１の端部に
は、それぞれ音響パルス発生装置１２ａ、１２ｂが設け
られている。音響パルス発生器１２は、電磁気的振動を
利用したスピーカであり、パルス管１１を介してブラン
チ管１０内に音響パルスを送るものである。音響パルス
発生器１２は、機関１の回転数と同一の周波数の音響パ
ルスを発生する。

パルス管１１の長さ、径などは、音響パルス発生器１２
の音響パルスを吸気慣性波と共鳴す、る周波数にするも
のに設計されている。パルス管１１の音響パルスの周波
数をｆｌとし、ブランチ管１０の吸気慣性波の周波数を
ｆ２とすると、両波が共鳴するためにはへルムホルッの
共鳴式により次の関係式で表現される。

ｆ、＝ｆ２ｎ（ｎは次数） ここで機関の回転数を検知するため、本実施例では次の
ように構成されている。燃料噴射ノズル１３に接続され
る燃料供給管１４には、燃料の圧力パルスが生じている
。この圧力パルスを圧力信号とし、電気信号に変換し、
同調機関回転数になると吸気慣性波と同じ周波数の音響
パルスを音響パルス発生装置１２に発生させる制御装置
１５が設けられている。１６は、音響パルス発生装置１
２の電源である。

燃料噴射は、機関１の膨張行程でなされる。

時間当たりの燃料噴射数と時間当たりの吸気弁４の開閉
数は同一である。同調機関回転数時において、吸気弁４
のｒｆｒＩＭ数は、吸気慣性波の周波数ｆ１と同一であ
る。つまり、同調機関回転数時における吸気慣性波の周
波数ｆ２は、燃料供給管１４における時間当たりの燃料
の圧力パルス数と同一である。従って、音響パルス発生
装置１２の音響パルスの周波数を燃料供給９１４におけ
る時間当たりの燃料の圧力パルス数と同じものにすれば
ｆ、＝ｆ２をとなる。

そこで、同調機関回転数時における燃料の圧力パルス数
を制御装置１５に設定しておき、その設定圧力パルス数
時において、音響パルス発生装置１２の作動指令を出す
ようにする。

音響パルス発生装置を作動させるタイミングを検知する
には、この燃料の供給パルスから検知するものに限定さ
れない。しかし、時間当たり燃料の圧力パルス数は時間
当たりの吸気慣性波の周波数に対応するので、本実施例
によれば共鳴に最適の音響パルスの周波数を期すること
ができる。

ただし、燃料供給管１４の燃料の圧力パルスと吸気慣性
波の位相は異なるが、制御装置１５において音響パルス
の位相をずらして一致させ・る。

制御装置１５は、圧力信号を電気信号に変換するセンサ
回路、電気信号を吸気慣性波と同位相とする回路、増幅
回路などから成る。

本実施例は、次のように作用する。

吸気弁４の開閉により、吸入油ｗｔ２において吸気が圧
力振動である吸気慣性波となって流れている。この吸気
慣性波は、ある同調回転数において吸気弁４の開閉速度
と同調し、吸気弁４の閉鎖直前に吸気ボート３で正圧と
なる。

一方、燃料供給管１４における燃料噴射の圧力信号が電
気信号に変換され、機関１の回転が同調回転数になると
制御装置１５の指令により音響パルス発生器１２が音響
パルスを発生する。

この音響パルスの周波数は、吸気慣性波の周波数と同一
であり、各ブランチ管１０ａ、１０らにおいて吸気慣性
波と重畳、共鳴する。重畳吸気慣性波は増幅され、吸気
の体積効率はいっそう向上したものとなる。

（発明の効果） 本発明は、吸気通路における各ブランチ管内に音響パル
スを送る音響パルス発生装置が設けられている。

従って、吸気通路の吸気慣性波を強制増幅させることに
より、慣性過給装置を備えた内燃機関の吸気の体積効率
をいっそう向上させ、出方を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

ｍｉ図は、本発明の一実施例の正面図である。 第２図は、第１図の吸気系統の概略図である。 １：内燃機関　２：吸気通路　３：吸気ボート４：吸気
弁　５ニジリンダ ８ａ：＠１のマニホールド ８　ｂ：ｌ　２のマニホールド ９：吸気本管　１０ニブランチ管 １１：パルスｆ　　１２：音響パルス発生器１５：制御
装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多気筒型の内燃機関の各シリンダに分岐管が設けられ、
   ピストンサイクルの異なるシリンダ群ごとに前記分岐管
   がマニホールドに集合され、各マニホールドからブラン
   チ管を介して一の吸気本管に集合され、吸気弁の閉鎖直
   前に吸気ボートでの吸気慣性波が正圧となるようにして
   吸気の体積効率を向上させる内燃機関の慣性過給装置に
   おいて、 前記ブランチ管内に音響パルスを送る音響パルス発生装
   置が設けられ、各ブランチ管の吸気慣性波と音響パルス
   を共鳴させることを特徴とする内燃機関の吸気慣性増大
   装置。