JPS639630A - エンジンの吸気装置 - 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、吸気の動的効果により出力の向上を図るよう
にしたエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） 従来、エンジンの各気筒と気筒別の吸気通路の上流側開
口端との間で伝播される圧力波を利用し、低回転域と高
回転域とでそれぞれ上記圧力波による吸気の動的効果（
吸気慣性効果）により充填効率を高めるようにした吸気
装置がある。例えば特開昭５６−１１５８１９号公報に
みられるように、エンジン回転数に応じて吸気通路の長
さ等を変えるようにし、例えば各気筒別の吸気通路を上
流部で２又に分岐させて長い通路と短い通路とを形成し
、これらの通路の上流端を吸気拡大室に開口させるとと
もに、短い通路に開閉弁を設け、高回転域でこの開閉弁
を開くことにより吸気通路の有効長さを短縮するように
し、それによって低回転域と高回転域とでそれぞれ上記
圧力波の撮動周期を吸気弁開閉周期とマツチングさせ、
吸気の動的効果を高めるようにした装置が知られている
。

ところで、この従来の吸気装置では、気筒別の吸気通路
毎に個別的な吸気の動的効果が得られるにすぎないが、
他の気筒に生じる圧力波を有効に利用すれば、吸気の動
的効果をさらに高めることが期待できる。このことに着
目して本出願人は、先に、独立吸気通路と各気筒とを互
いに独立した気筒別の各独立吸気通路で接続した吸気装
置において、上記各独立吸気通路の途中から分岐して各
独立吸気通路を相互に連通ずる連通部と、この連通部に
よる各独立吸気通路相互間の連通をエンジンの運転状態
に応じて制御する制御手段とを設け、高速域で上記連通
部を開くようにした装置を出願している（特願昭５９−
２７５４８７号参照）。

この吸気装置によると、上記各独立吸気通路の有効長ざ
が変えられることによって低回転域と高回転域とでそれ
ぞれ吸気慣性効果が高められるとともに、特に高出力が
要求される高回転域では、各気筒相互間でも上記連通部
を通して圧力波が伝播されることにより吸気の動的効果
がより一層高められる。

この吸気装置を用いる場合に、吸気充填効率には吸気流
速および吸気抵抗も関係するため、吸気間が少ない低回
転域では通路面積を比較的小さくして吸気流速を高める
ことが望ましい。一方、吸気量が多い高回転域では、上
記連通部を通しても吸気が流入するが、この連通部での
吸気抵抗が増大すると充分に吸気充填効率が高められな
くなる。

このような点で改良の余地が残されていた。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、吸気の動的効果を高め
つつ、吸気量が少ない低回転域では吸気流速を高め、吸
気量が多い高回転域では吸気抵抗を軽減して有効に充填
効率を高めることができるエンジンの吸気装置を提供す
るものである。

（発明の構成） 本発明は、吸気拡大室と各気筒とを接続する互いに独立
した気筒別の独立吸気通路と、上記各独立吸気通路から
分岐して各独立吸気通路を相互に連通ずる連通部と、こ
の連通部による各独立吸気通路相互間の連通をエンジン
の運転状態に応じて１ｉ１１御する制御手段とを設けた
エンジンの吸気装置において、上記連通部の実質通路面
積を上記独立吸気通路の通路面積よりも大きくしたもの
である。

つまり、相対的に上記独立吸気通路の通路面積を小さく
し、上記連通部の実質通路面積を大きくすることにより
、低回転域では上記独立吸気通路を通る吸気の流速を高
め、高回転域では上記連通部を通る吸気の流通抵抗を軽
減するようにしている。

（実施例） 第１図乃至第４図は本発明を４気筒エンジンに適用した
場合の実施例を示し、これらの図において、１はエンジ
ン本体で、第１〜第４の気１ＩＩ２を配備している。こ
の各気筒２にはそれぞれピストン（図示せず）の上方に
燃焼室３が形成され、この燃焼ｖ３に吸気ボート４およ
び排気ボート５が開口し、これら両ボート４．５にそれ
ぞれ吸気弁６および排気弁７が装備されている。

上記外気ｔｉ１２の吸気ボート４には、気筒別に互いに
独立した独立吸気通路８の下流端が接続されている。こ
の各独立吸気通路８の上流側はエンジン本体１の外方に
延び、さらにエンジン本体１の上方に湾曲し、気筒列方
向（クランクシャフト方向）と平行に延びる吸気拡大室
（サージタンク）９に連通している。各独立吸気通路８
は略同−長さに形成され、比較的低速域で吸気慣性効果
が得られるように通路長さが設定されている。上記吸気
拡大室９には、スロットル弁１０を備えた吸気導入通路
１１を介して外気が導入されるようになっている。また
、上記各独立吸気通路８の下流端近傍部には燃料噴射弁
１２が配設されている。

上記各独立吸気通路８の途中には、各独立吸気通路８を
相互に連通する連通部１３が設けられている。この連通
部１３は、各独立吸気通路８から分岐したボート部分１
４と、吸気拡大室９と平行に延びて各ボート部分１４を
つなぐ連通路１５とで構成されている。

図に示す実施例では、吸気マニホールドが予め上部吸気
マニホールド１６と下部吸気マニホールド１７とに分割
されており、上部吸気マニホールド１６には、吸気拡大
室９と、独立吸気通路８の上流側部分８ａと、これらの
間の下方に開口した空間１８とが一体に形成され、下部
吸気マニホールド１７には、独立吸気通路８の下流側部
分８ｂと、上記空間１８に対応した上面の凹部１つと、
この凹部１９に開口した上記ボート部分１４とが一体に
形成されている。そして、上記上部吸気マニホールド１
６と下部吸気マニホールド１７とが、ガスケットを兼ね
る仕切板２０を介して結合されており、この仕切板２０
の上記凹部１９に対応する部分は上方に湾曲し、この仕
切板２０の湾曲部分と凹部１９との間に上記連通路１５
が形成されている。また仕切板２０の上方の空間１８は
、チェックバルブ２１を備えた通路２２を介して独立吸
気通路８に接続されることにより、吸気負圧を蓄えてお
くバキュームチャンバとして利用されるようになってい
る。

上記連通部１３の各ボート部分１４にはそれぞれ開閉弁
２３が設けられている。この各開閉弁２３は共通のバル
ブシャフト２４に固定され、ダイヤフラム式のアクチュ
エータ２５により開閉作動されるようになっており、こ
のアクチュエータ２５はバキュームチャンバとしての上
記空間１８に三方電磁弁２６を介してＩＢ続されている
。そして、エンジン回転数信号２７を受けるコントロー
ルユニット２８から上記三方電磁弁２６に出力される制
御信号により、上記アクチュエータ２５に大気または負
圧が選択的に導入されて開閉弁２３が制御されるように
なっており、エンジン回転数が設定値未満の低回転域で
は開閉弁２３が閉じられ、エンジン回転数が設定値以上
の高回転域では開閉弁２３が第１図中の矢印方向に作動
して開かれるように制御されている。こうして、各独立
吸気通路８相互間の連通をエンジン運転状態に応じて制
御するυ１１１１手段が構成されている。

このような構造において、上記独立吸気通路８は低回転
域での吸気流速を高めるため通路面積が比較的小さくさ
れ、連通部１３の実質通路面積は独立吸気通路８の通路
面積よりも大きく形成されている。当実施例では、特に
独立吸気通路８のうちでもボート部分１４の開口位置よ
り上流側部分８ａの通路面積Ａｐ１が下流側部分８ｂの
通路面積Ａｐ２より小さくされる一方、独立吸気通路８
の下流側部分８ｂよりも連通部１３のボート部分１４の
実質通路面積Ａｓが大きくされ、さらにこれよりも連通
路１５の通路面積Ａｒが大きくされており、従って上記
各通路面積の関係がＡＤｌ　＜Ａ０２　＜Ａｓ＜Ａｒ となるように設定されている。

ここで、連通部１３（特にボート部分１４）の実質通路
面積とは、開閉弁２３が全開状態にあるときの開１」弁
２３およびバルブシャフト２４が占める部分の断面積を
除いた通路面積を意味する。

なお、上記連通部１３のボート部分１４が連通路１５に
開口する箇所の壁面２９およびボート部分１４から独立
吸気通路８の上流側部分８ａに連なる箇所の壁面３．０
は、吸気がスムーズに流れるように湾曲した形状となっ
ている。

以上のような構造によると、開閉弁２３が閉じて連通部
１３による各独立吸気通路８相互間の連通が遮断されて
いる状態では、吸気行程で生じる負圧波が吸気拡大室９
まで伝播されてここで反射、され、つまり比較的長い通
路を通して上記負圧波およびその反射波が伝播すること
により、低回転域においてこのような圧力波の撮動周期
が吸気弁６の開閉周期とマツチングし、吸気の慣性効果
によって吸気充填効率が高められる。

一方、上記開閉弁２３が開かれて遷湧部１３により各独
立吸気通路８相互間が連通している状態では、吸気行程
で生じる負圧波は上記連通部１３で反射され、この負圧
波および反射波の伝播に供される通路長さが短くなるこ
とにより、高回転域で吸気慣性効果が高められる。また
、このように各独立吸気通路８相互間が連通することに
より、各気筒２に対してそれぞれ他の気８２から連通部
１３を介して伝播される圧力波も有効に作用する。

このようにして吸気の動的効果が高められるが、さらに
本発明では、吸気流速および吸気抵抗も、低回転域と高
回転域とに応じ、吸気充填効率に有利なように調整され
る。すなわち、吸気量が少ない低回転域では、独立吸気
通路８の通路面積が比較的小さくされていることにより
、吸気流速が高められ、当実施例では、特に独立吸気通
路８の上流側部分８ａの通路面積が小さくされていて、
この部分で充分に吸気流速が高められる。

一方、吸気流量が多くなる高回転域では、連通部１３に
より各独立吸気通路８相互間が連通する状態となること
により、吸気行程にある気筒２に対する独立吸気通路８
の下流側部分８ｂに、他の独立吸気通路８の上流側部分
８ａからも連通部１３を通って吸気が流入し、高回転域
での吸気流量が確保される。この場合、特に上記連通部
１３の実質通路面積が独立吸気通路８よりも大きくされ
ていることにより、この部分を通る吸気の流通抵抗が軽
減される。なお、独立吸気通路８の下流側部分８ｂは高
回転域での吸気流は確保のため上流側部分８ａよりも通
路面積が多少大きくなっているが、この部分の通路面積
を余り大きくすると低回転域での吸気流速が低下してし
まう。これに対し、上記連通部１３は、低回転域では吸
気が流通することはないので、連通部１３の実質通路面
積を大きくしても低回転域での吸気流速が低下すること
はない。

また、当実施例において連通部１３の連通路１”　　５
の通路面積をボート部分１４の実質通路面積よりもさら
に大きくしているのは、ボート部分１４から連通路１５
への吸気の流路が屈曲していて、吸気の流通に対する連
通路１５の有効面積が小さくなることを考慮したもので
ある。

（発明の効果） 以上のように本発明は、連通部による各独立吸気通路相
互間の連通を運転状態に応じて制御することにより吸気
の動的効果を高めるようにするとともに、上記連通部の
実質通路面積を独立吸気通路の通路面積よりも大きくし
ているため、低回転域では吸気流速を高め、上記連通部
により各独立吸気通路が連通される高回転域では連通部
を通る吸気の流通抵抗を軽減し、有効に吸気の充填効率
を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿った断面図、第３図は第１図の■−■
線に沿った断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線に沿
った断面図である。 １・・・エンジン本体、２・・・気筒、４・・・吸気ボ
ート、８・・・独立吸気通路、９・・・吸気拡大室、１
３・・・連通部。 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　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気拡大室と各気筒とを接続する互いに独立した気
   筒別の独立吸気通路と、上記各独立吸気通路から分岐し
   て各独立吸気通路を相互に連通する連通部と、この連通
   部による各独立吸気通路相互間の連通をエンジンの運転
   状態に応じて制御する制御手段とを設けたエンジンの吸
   気装置において、上記連通部の実質通路面積を上記独立
   吸気通路の通路面積よりも大きくしたことを特徴とする
   エンジンの吸気装置。