JPS6361714A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPS6361714A
JPS6361714A JP61205676A JP20567686A JPS6361714A JP S6361714 A JPS6361714 A JP S6361714A JP 61205676 A JP61205676 A JP 61205676A JP 20567686 A JP20567686 A JP 20567686A JP S6361714 A JPS6361714 A JP S6361714A
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passage
intake port
air
port
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Haruo Okimoto
沖本 晴男
Seiji Tajima
誠司 田島
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Mazda Motor Corp
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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、吸気の動的効果を利用して充填効率を向上す
るようにしたエンジンの吸気RffFに関するものであ
る。
(従来技術) 従来から、エンジンの作動に什う吸気圧力の変動を利用
して吸気の充填効率を高めるようにしたエンジンの吸気
装置は種々知られている。例えば特開昭59−1735
20号公報に示された装置では、吸気マニホールドを吸
気順序が隣り合わない気筒群どうしにまとめて複数に分
割し、その各吸気マニホールド集合部より上流側で吸気
通路を合流させ、各吸気マニホールド集合部相互間、お
よび各吸気マニホールド集合部と上記合流部との間の吸
気通路相互間をそれぞれ容積部を介して連絡し、これら
2箇所の連絡部に第1および第2の開閉弁をそれぞれ設
け、これらの弁をエンジンの運転条例に応じて開閉制御
するようにしている。
この装置によると、両開閉弁が閉じられているときと、
第2の開閉弁のみ開かれるときと、第1の開閉弁が開か
れるときとで、吸気圧力波の反射位置が段階的に切替わ
り、圧力振動の周期に関係する通路の実質長さが変化す
るため、低速、中速、高速の名城で動的効果を高めて充
填効率の向上を図ることができる。
ところが、このような従来装置では、あくまで、吸気供
給を行う吸気系においてのみ動的効果を持る等の問題が
あって、動的効果の向上には限界があった。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑み、吸気供給を行う本来の
吸気系において所定エンジン回転数で動的効果が得られ
るようにするとともに、上記の本来の吸気系とは別に圧
ノ〕波伝播に轡用の系を設【J、この系と本来の吸気系
とを利用し−C動的効果を相乗的に高め、充填効率を向
上することができる]ニンジンの吸気装置を提供づるも
のである、。
(発明の構成) 本発明は、燃焼室に吸気を供給する吸気ボー1−に加え
、吸気行程中に開作動する補助吸気ポートと、この補助
吸気ポートを他の気筒の補助吸気ポートとのみ連通させ
、あるいは外気から閉鎖された吸気拡大室と連通させる
連通路とを設置プるとともに、上記吸気ポートにつなが
る吸気系を、所定エンジン回転数でこの吸気系自体によ
る動的効果が極大となるように設定し、かつ上記連通路
内における動的効果が上記所定エンジン回転数で同調す
るように上記連通路の通路長さを設定したものである。
この構成により、吸気供給のための本来の吸気系による
動的効果に加え、これとは別個に設けられた1記連通路
内の圧力振動によっても動的効果が高められ、特に、所
定エンジン回転数において本来の吸気系の圧力振動と上
記連通路内の圧力振動とが同調してUいに強め合い、相
乗的に動的効果が高められることとなる。
(実施例) 第1図および第2図は本発明の第1実施例を示し、この
実施例では、4気筒4サイクルのレシプロエンジンに本
発明装置を適用している。これらの図において、エンジ
ン本体1の各気筒2には、ビス1−ン3の上方に燃焼室
4が形成されている。
この燃焼室4には、吸気弁5にJ:り開閉されて燃焼室
4に吸気を供給する吸気ポート6と、排気弁7により開
■される排気ポート8とが間口し、さらにこれらに加え
、吸気の動的効果を高めるための補助吸気ポート9が開
口している。この補助吸気ポート9は、補助吸気弁10
によって吸気行程中に開かれるようになっている。
各気筒2の吸気ポート6は気筒別の吸気通路11に接続
され、この気筒別の吸気通路11は、上流側吸気通路1
2から外気が導入されるザージタンク13に接続されて
いる。上流側吸気通路12にはエアクリーナ14、エア
フローメータ15およびスロットル弁16が配設されて
J3す、吸気通路11には燃料噴射弁17が装備されて
いる。また、排気ポート8は排気マニホールド18に接
続されている。
一方、補助吸気ポート9は、上記リージタンク13とは
別に設けられた吸気拡大v21に連通路22を介して接
続されている。上記吸気拡大室21は、外気に対して閉
鎖され、補助吸気ポート9にのみ連通路22を介して連
通している。こうして、吸気供給のための本来の吸気系
とは別個に、専ら外気18!2と吸気拡大室21との間
で圧力波伝播を行う系が構成されている。
そして、吸気ポート6につながる吸気供給のための吸気
系は、出力向上が要求される所定エンジン回転数で吸気
通路11内の圧力波がエンジンの作動と同調してこの吸
気系自体による動的効果が極大となるように吸気通路長
さ等が設定されている。一方、上記連通路22は、上記
所定エンジン回転数でこの連通路22内の圧力波が共振
してその動的効果が吸気圧力変動と同調するように通路
長さが設定されている。
また、上記連通路22には、運転状態に応じてこの連通
路22を開閉するシャツタ弁23が設けられている。こ
のシャツタ弁23は、エンジン回転数センサ24および
スロットル開度センサ25からの信号を受けるコントロ
ールユニット26により、三方電磁弁27および負圧応
動式のアクテコエータ28等の駆動手段を介して制御さ
れ、逐一  6 − 通路22の圧力変動による動的効果が得られない低回転
数域や動的効果を必要としない低負荷域では連通路22
を閉じるようになっている。
このような吸気装置の作用を第3図によって説明する。
第3図は、上記所定エンジン回転数での吸気ポート6付
近の吸気通路11内と、気筒内と、補助吸気ポート9付
近の連通路22内とにおける各圧力変動を示し、この図
において、吸気通路11内および気筒内の圧力変動を示
す曲線のうちで、破1i1A’ 、B’ は吸気供給の
ための本来の吸気系のみによって動的効果が与えられた
場合に相当する基本的圧力変動を示し、実線A、Bは連
通路22内の共振圧力波(線C)による影響で強化され
た圧力変動を示す。IOおよびにICは吸気弁5の開時
期および開時期を意味し、TI)CおよびE3 DCは
ピストン3の上死点および下死点を意味Jる。
この図に示すように、ビス1〜ン3の作動に伴い、気筒
内の容積変化率が大きい吸気行程途中までは気筒内およ
び吸気ポート6付近の圧力が低下く負圧が増大)し、吸
気行程途中からは次第に上昇する。そして、吸気供給の
ための本来の吸気系においては、各気筒2とサージタン
ク13との間での圧力伝播等により吸気通路11内に吸
気圧力波が生じ、特に吸気圧力波がエンジンの作動と同
調する所定エンジン回転数では、吸気行程途中の負圧に
応じた1汁が吸気行程終期に吸気ポート6に作用し、つ
まり吸気行程終期に吸気圧力が最も高くなり、動的効果
が高められる。ただし、この状態でも本来の吸気系のみ
で得られる吸気圧力波(線A’ )はある程度の大きさ
にとどまる。
一方、気筒内の圧力変化に伴い、各気筒2の補助吸気ポ
ート9と吸気拡大室21との間の連通路22においても
圧力振動が生じる。そして、上記所定エンジン回転数で
は、上記連通路22内の振動が気筒内の圧力変化と共振
することにより、線Cのように補助吸気ポート9付近に
大きな圧力波が得られ、気筒内の吸気行程途中の負圧も
大きくなり(線B)、その影響で吸気ポート9付近の吸
気圧力波ら強化される(線A)。
このようにして、吸気通路11内の吸気圧力変動、気筒
内の圧力変動および連通路22内の圧力変動が相互に影
響を及ぼして強め合う。このため、吸気行程終期には、
吸気圧力が高められて吸気ポート6からの吸気供給潰が
増加するとともに、連通路22からも吸気拡大室21に
貯えられた吸気が燃焼室4に送り込まれ、充填量が高め
られる。
特に、吸気通路11内の吸気圧力波の同調状態と連通路
22内の圧力波の共振とが同一回転数ぐ生じるようにし
ておくことにより、上記のような動的効果が最大限に高
められることとなる。
なお、所定エンジン回転数で連通路22内の1を角波が
共振状態となるようにするには、連通路22内の気柱の
固有振動数が所定エンジン四転数での単位時間当りのエ
ンジン1気筒の吸入回数の整数倍(例えば2倍あるいは
4倍)となるように、連通路22の通路長さを設定して
おけばよい。
第4図は本発明の第2実施例を示し、この実施例では、
サージタンク13から吸気ボニ1〜6に至る気筒別の吸
気通路11の実質的な通路長さを可変にしている。すな
わち、上記吸気通路11にはその上流側部分で2又に分
岐してそれぞれサージタンク13に接続された比較的長
い通路部11aと短い通路部11bとが形成され、その
短い通路部11bに吸気通路長変更用のシャツタ弁30
が設けられている。31は上記シャツタ弁30を開閉作
動する負圧応動式のアクチュエータ、32はコントロー
ルユニット26からの信号を受けて上記アクチュエータ
31への負圧の供給を制御する三方電磁弁である。また
、補助吸気ポート9およびこれに連なる連通路22、吸
気拡大室21等は第1実施例と同様の構造である。
そして、コントロールユニット26により、上記連通路
22のシャツタ弁23および吸気通路長変更用シャツタ
弁30がそれぞれ制御され、例えば第5図に示ずように
、連通路22のシャツタ弁23が低回転域や低負荷域以
外の適当な運転域Saで開かれる一方、吸気通路長変更
用シャツタ弁30が所定回転数より高回転側の運転域s
bで開かれるようになっている。
= 10− この第2実施例の装置によると、吸気の供給を行なう吸
気通路11側においては、低回転域では上記シャツタ弁
30が閉じられて実質的に吸気通路長が長くされ、高回
転域では上記シャツタ弁30が開かれ実質的に吸気通路
長が短くされることにより、低回転側と高回転側とでそ
れぞれ吸気通路11の圧力振動自体による動的効果が高
められる。そしてこの場合も、上記吸気通路11とは別
に、補助吸気ポート9と外気から閉鎖された吸気拡大室
21とを連通路22にJ:って連通させるとともに、吸
気通路11の圧力振動自体による動的効果が極大となる
所定エンジン回転数で、連通路22内の圧力波が共振す
るように、連通路22の例では、2気筒のロータリピス
トンエンジンにおいて、気筒相互間で圧力波が伝播され
るようにしている。すなわち、各気筒のロータハウジン
グ41内には遊星回転運動する略三角形状のロータ42
が装備され、このロータ42によって燃焼室に相当する
三つの作動室43が区画形成されている。
また、各気筒のサイドハウジング44には、吸気を供給
する吸気ポート45に加えて補助吸気ポート46が形成
され、これらのポート45.46がロー942の回転に
伴って開閉されるようになっている。
各気筒の吸気ポート45に連なる吸気通路48は、サー
ジタンク47より下流で合流し、その合流部がサージタ
ンク47に連通している。また、補助吸気ポート46は
連通路49を介して他の気筒の補助吸気ポート46に連
通されており、この連通路49は吸気通路48には直接
連通せずに両気筒の補助吸気ポート46のみを相互に連
通している。その他の第1実施例と同等の部分は同一符
号を付して説明を省略する。
この実施例によると、吸気ポート45につながる吸気系
において、サージタンク47の下流で合流した吸気通路
48を介しての気筒間干渉効果が生じる一方、連通路4
9を介しても気筒相互間で圧力波の伝播が行われる。従
って、吸気通路48の気筒間長さを、所定エンジン回転
数で上記気筒間干渉による動的効果が極大となるように
設定しておくとともに、これと同一回転数で連通路49
内に共振が生じるように連通路49の通路長さを設定し
ておくことにより、相乗的に動的効果が高められる。
すなわち、第1.第2両気筒における吸気ポート45お
よび補助吸気ポート46は、第7図に線D(吸気ポート
45の開口エリア)および線[(補助吸気ポート46の
開口エリア)で示すように、各作動室43に対して順次
ml閑される。これに伴って第8図に示すような圧力変
動が生じ、吸気ポート45付近の基本圧力波は破線Fの
ように、吸気ポート閉時期IC付近で慣性ににり高めら
れるとともに、吸気ポート間作動10付近でも残留排気
圧により高められ、その圧力が他の気筒に伝播されて吸
気ポート閉v11g11c付近に作用すれば(矢印a)
、いわゆる排気干渉効果が得られる。
このような効果は、吸気通路48の気筒間長さく等価管
長)をQa、エンジン回転数を01一方とすると Qa=(θ/360)X (60/n)Xa・・・・・
・■ となった場合に得られる。上記θの値は、通常、900
程度である。
一方、連通路49においては、気筒相互間で最大負圧が
重なり合うように圧力波が伝播されれば(矢印b)、共
振が生じて実線Gに示す定在波が得られる。このような
状態は、連通路49を通しての圧力波伝播時間が両気筒
の作動間隔に対応する場合に得られ、両気筒の作動間隔
は1800であるので、連通路49の通路長さく等価管
長)をQbとすると Qb= (180/360)X (60/n)xa・・
・・・・■ となればよい。
従って、出力向上の要求に応じた所定エンジン回転数で
上記0式および0式をそれぞれ満足するように設定する
ことにより相乗的に動的効果が高められる。例えば50
00〜7000ppmの回転数で出力向上を図る場合に
は、Qa=1.08〜0.77 (m) 、D b−2
,16〜1.54(m)となり、これに開口端補正を考
慮した値に吸気通路48の気筒間長さおよび連通路40
の通路長さを設定しておけばよい。
なお、これら実施例のほかに、レシプロエンジンにおい
て各気筒の補助吸気ポートを連通路で連通し、あるいは
ロータリピストンエンジンにおいて補助吸気ポートと外
気から閉鎖された吸気拡大室とを連通路で連通ずるよう
にしてもよい。
(発明の効果) 以上のように本発明は、吸気供給を行う吸気ポートおよ
びこれにつながる本来の吸気系に加え、気筒相互間もし
くは気筒と外気から閉鎖された吸気拡大室との間での圧
力伝播を専ら行う補助吸気ポートおよび連通路を設ける
とともに、所定エンジン回転数で本来の吸気系による動
的効果と−1ニ配達通路での共振効果とが同調して生じ
るように設定し°Cいるため、吸気の動的効果を相乗的
に高め、従来と比べて充填効率を大幅に向上することが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す概略平面図、第2図
は同側面図、第3図は吸気ポート付近、気組5図は第2
実施例におけるシャツタ弁の開領域を示す図、第6図は
第3実施例を示す概略側面図、第7図は第4実施例にお
けるポート開閉動作を示す図、第8図は圧力変動を示す
説明図である。 1・・・エンジン本体、2・・・気筒、4・・・燃焼室
、6゜45・・・吸気ポート、9.46・・・補助吸気
ポート、21・・・吸気拡大室、22.49・・・連通
路。 特許出願人     マ ツ ダ 株式会社代 理 人
     弁理士   小谷悦司同       弁理
士   長1)正向       弁理士   板谷康
夫第  1  図 第  2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、燃焼室に吸気を供給する吸気ポートに加え、吸気行
    程中に開作動する補助吸気ポートと、この補助吸気ポー
    トを他の気筒の補助吸気ポートとのみ連通させ、あるい
    は外気から閉鎖された吸気拡大室と連通させる連通路と
    を設けるとともに、上記吸気ポートにつながる吸気系を
    、所定エンジン回転数でこの吸気系自体による動的効果
    が極大となるように設定し、かつ上記連通路内における
    動的効果が上記所定エンジン回転数で同調するように上
    記連通路の通路長さを設定したことを特徴とするエンジ
    ンの吸気装置。
JP61205676A 1986-09-01 1986-09-01 エンジンの吸気装置 Pending JPS6361714A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61205676A JPS6361714A (ja) 1986-09-01 1986-09-01 エンジンの吸気装置

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JP61205676A JPS6361714A (ja) 1986-09-01 1986-09-01 エンジンの吸気装置

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JP61205676A Pending JPS6361714A (ja) 1986-09-01 1986-09-01 エンジンの吸気装置

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JP2009085017A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Munekata Co Ltd 自動車エンジンの可変吸気システムにおいて用いられるロータリーバルブ及びこのロータリーバルブ成形用金型及びこの金型を用いて行うロータリーバルブの成形方法
JP4498402B2 (ja) * 2007-09-27 2010-07-07 ムネカタ株式会社 自動車エンジンの可変吸気システムにおいて用いられるロータリーバルブ及びこのロータリーバルブ成形用金型及びこの金型を用いて行うロータリーバルブの成形方法

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