JPH01190917A - 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、吸気系の固有振動を利用して過給を行うよう
にしたエンジンの吸気装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、多気筒エンジンの気筒間の吸気通路に発生す
る圧力変動を利用し、吸気行程後半に吸気ポート部分の
圧力を上昇させて過給効果を得るようにした吸気装置が
種々提案されている。また、この吸気系で過給効果が得
られるのは、吸気行程のオーバーラツプの少ない気筒群
で、その吸気通路の形状等に対応した固有振動数とエン
ジン回転数すなわちピストンの加振周波数とが一致して
共鳴した時点であり、より広い範囲で過給効果を得るた
めには、共鳴点を複数設定する必要があるが、その構造
としては、例えば圧力反転部までの長さを変えるための
制御弁、容積部の体積を変更する制御弁などを設けるよ
うにしている（例えば、実開昭６０−１９８３２４号公
報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような吸気装置では、制御弁等の可変
機構を設置して複数の共振点を得るようにしていること
から、エンジン回転数等の運転状態の変化に応じて可変
機構を駆動するための制御機構を必要とするものである
。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、制御弁等の可変機構
を用いることなく複数の共鳴点を得るようにしたエンジ
ンの吸気装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の吸気装置は、多気筒
エンジンの各気筒に連通する吸気通路の少なくとも２つ
以上を各々連通する吸気集合部を複数設け、該集合部の
吸気上流側の吸気通路を少なくとも圧力反転部までを独
立とし、各気筒に少なくとも２つ以上の吸気集合部が連
通するよう配置すると共に、各気筒に連通した吸気集合
部とその吸気上流側の圧力反転部までの固有振動数を各
々異ならせて、複数の共鳴点を得るように構成したもの
である。

（作用） 上記のようなエンジンの吸気装置では、各気筒に少なく
とも２つ以上の吸気集合部が連通するよう配置すると共
に、各気筒に連通した吸気集合部と圧力反転部までの固
有振動数を各々異ならせて、複数の共鳴点を得るように
構成し、それぞれの共鳴点での過給効果を確保し、可変
機構を用いることなく広い範囲での吸気系の固有振動に
対応する過給作用を得てエンジン出力の向上を図るよう
にしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。

実施例１ この実施例は第１図に示し、Ｖ型６気筒エンジンの例で
ある。

エンジン本体１は３気筒ずつ配設された第１のバンクＩ
Ａと第２のバンクＩＢとを有し、各気筒２には第１吸気
ポート３と第２吸気ボート４との２つの吸気ボートが開
口している。

上記両バンクＩＡ、ＩＢの各気筒２に吸気を供給する吸
気通路５は、サージタンク６の下流側部分で第１吸気通
路７と第２吸気通路８とに分岐形成されている。第１吸
気通路ヤは圧力反転部１゜から両側のバンクＩＡ、ＩＢ
に対する第１分岐通路７ａ、７ｂに分岐し、各分岐通路
７ａ、７ｂが両側のバンクＩＡ、１Ｂのそれぞれ３つの
気筒２の第１吸気ポート３に連通している。また、第２
吸気通路８は制御弁１１の下流側の圧力反転部１２から
両側のバンクＩＡ、ＩＢに対する第２分岐通路８ａ、８
ｂに分岐し、各分岐通路８ａ、８ｂが両側のバンクＩＡ
、ＩＢのそれぞれ３つの気筒２の第２吸気ボート４に連
通している。

すなわち、第１および第２のバンクＩＡ、ＩＢの各気筒
２の第１吸気ポート３は第１分岐通路７ａ、７ｂの吸気
集合部１３ａ、１３ｂによって相互に連通集合され、同
様に第２吸気ボート４は第２分岐通路８ａ、ｓｂの吸気
集合部１４ａ、１４ｂによって相互に連通集合されてい
る。両側の第１分岐通路７ａ、７ｂおよび第２分岐通路
８ａ。

８ｂは、それぞれの吸気集合部１３ａ、１３ｂ。

１４ａ、１４ｂの吸気上流側の吸気通路が所定長さ独立
した独立部１５ａ、１５ｂ、１６．ａ、１６ｂに形成さ
れてからそれぞれ圧力反転部１ｏ、１２に連結するよう
に構成され、上記吸気通路構造により各気筒２には２つ
の吸気集合部１３ａ、　　１４ａまたは１３ｂ、１４ｂ
が連通するように構成されている。

上記圧力反転部１０．１２は、両側のバンクＩＡ、ＩＢ
における吸気行程の位相差によって逆位相の圧力変動が
発生し、この部分で圧力波が反転して戻るように作用す
る。

そして、第１分岐通路７ａ、７ｂの吸気集合部１３ａ、
１３ｂから圧力反転部１ｏまでの独立部１５ａ、１５ｂ
の長さは、第２分岐通路８ａ、８ｂの吸気集合部１４ａ
、１４ｂから圧力反転部１２までの独立部１６ａ、１６
ｂの長さより長く形成されて、それぞれの固有振動数が
異なるように設けられている。この場合、独立部１５ａ
、１５ｂの長さが長い第１吸気通路７の方が固有振動数
が低く、エンジン回転数の低速領域で共鳴し、第２吸気
通路８は固有振動数が高く高速側で共鳴して、切換え制
御を行うことなく基本的構造によってそれぞれの共鳴点
で過給効果を得るように設定されている。

なお、第２吸気通路８に介装した制御弁１１は、第１吸
気通路７の共鳴点より低い回転領域で閉じるように開閉
操作され、この制御弁１１が閉じている状態では、第２
吸気通路８の吸気集合部１４ｇ、１４ｂによって各気筒
２を連通する閉じた容積部分が構成され、その容積の増
大によって固有振動数が更に低速側となり、エンジン回
転変動に対して上記制御弁１１の開閉作動によって共鳴
点をずらせて広い範囲で過給効果が得られる。

また、第２図に示すように、前記第１吸気ボート３のバ
ルブタイミングＩに対し、第２吸気ボート４とのバルブ
タイミング■を早く閉じるように設定すると、第１およ
び第２吸気通路７，８の独立部１５ａ、１５ｂ、１６ａ
、１６ｂの長さに対応した圧力波の伝達時間に対応して
圧力の高い時にそれぞれの吸気ボート３，４を閉じて、
共鳴過給効果を十分に得ることができるものである。

この実施例によれば、各気筒２に固有振動数の異なる２
つの吸気集合部１３ａ、１３ｂ、１４ａ。

１４ｂを連通したことにより、エンジン回転数に対して
、第３図に示すように、エンジン出力がそれぞれの固有
振動数に対応する共鳴点Ｒ１＊　Ｒ２において上昇する
ように、複数の領域で共鳴過給効果を切換え操作を伴う
ことなく得ることができる。また、低速時に制御弁１１
を閉操作することによってさらに低速域の過給効果が得
られると共に、バルブタイミングの設定によってそれぞ
れの共鳴点Ｒ１，Ｒ２で過給効果を確保するようにして
いる。

実施例２ この実施例は第４図に示し、直列３気筒エンジンの例を
示す。

エンジン本体２１の各気筒２には第１および第２吸気ボ
ート３．４の２つの吸気ポートが開口され、各気筒２の
第１吸気ボート３は第１吸気通路２２の吸気集合部２２
ａによって相互に連通集合され、同様に第２吸気ボート
４は第２吸気通路２３の吸気集合部２３ａによって相互
に連通集合されている。第１吸気通路２２は吸“気集合
部２２ａから長い独立部２２ｂを経てサージタンク２４
１；対する圧力反転部２２ｃに接続され、第２吸気通路
２３は吸気集合部２３ａから短い独立部２３ｂを経てサ
ージタンク２４に対する圧力反転部２３Ｃに接続されて
吸気通路２５が構成されている。

なお、この例の圧力反転部２２　ｃ　ｒ　　２３　ｃは
、サージタンク２４に対する開放端で圧力波が反転反射
するものである。この反転部２２ｃ、２３ｃとしてはそ
の他エアクリーナなど所定の容積を有するもので構成し
てもよい。

上記吸気通路構造により各気筒２には、それぞれの固有
振動数が異なる２つの吸気集合部２２ａ。

２３ａが連通するように構成されている。なお、前例同
様に、固有振動数の高い第２吸気通路２３に対して低速
時に閉じる制御弁（図示せず）を介装してもよい。また
、第１吸気ポート３の閉じるバルブタイミングを、その
固有振動数に対応して第２吸気ボート４より遅く閉じる
ように設定してもよい。さらに、直列４気筒エンジンの
ように気筒数が増えても上記３気筒と同様に構成すれば
よいものである。

この例においても、独立部２２ｂの長さが長い第１吸気
通路２２の方が固有振動数が低く、エンジン回転数の低
速領域で共鳴し、第２吸気通路２３は固有振動数が高く
高速側で共鳴して、切換え制御を行うことなく基本的構
造によってそれぞれの共鳴点で過給効果を得るようにし
ている。

実施例３ この実施例は第５図に示し、直列３気筒エンジンで単一
吸気ボートの例を示す。

エンジン本体３１の各気筒２には単一の吸気ボート３２
が開口され、各気筒２２の吸気ボート３２に前例と同様
の第１吸気通路２２および第２吸気通路２３が一緒に接
続され、各気筒２は第１吸気通路２２の吸気集合部２２
ａおよび第２吸気通路２３の吸気集合部２３ａに連通さ
れている。そして、第１吸気通路２２は吸気集合部２２
ａから長い独立部２２ｂを経てサージタンク２４に対す
る圧力反転部２２ｃに接続され、第２分岐通路２３は吸
気集合部２３ａから短い独立部２３ｂを経てサージタン
ク２４に対する圧力反転部２３ｃに接続されて吸気通路
３３が構成されている。この吸気通路構造により各気筒
２には、それぞれの固有振動数が異なる２つの吸気集合
部２２ａ、２３ａが連通している。

また、前記吸気ポート３２の開閉タイミングを公知の可
変機構によって可変とし、第６図に示すような特性で吸
気ポート閉時期を変更するようにする。まず、エンジン
回転速度に対して前記吸気通路構造によって第１吸気通
路２２の共鳴点Ｒ１が低速側で第２吸気通路２３の共鳴
点Ｒ２が高速側で生じ、この共鳴点の前後でエンジン回
転数が上昇するのに従って閉時期が遅れるように変更す
るものであり、吸気ポート３２で最も圧力が高くなる時
期に閉じるように調整するものである。

なお、第１共鳴点Ｒ１のゾーンから第２共鳴点Ｒ２のゾ
ーンに移行する際には、段付きで変更するようにしてい
るが、これを連続で変更するようにしてもよく、また、
゛回転変動に対する閉時期の変更特性（傾き）を共鳴ゾ
ーンによって変えるようにしてもよく、これらは吸気通
路構造に対応して適切に設定するものである。

この実施例では、各気筒２が固有振動数の異なる２つの
吸気集合部２２ａ、２３ａに、共通の吸気ポート３２を
介して連通ずる吸気通路構造によって、切換え制御を行
うことなくそれぞれの共鳴点で過給効果を得ると共に、
吸気ポート３２の閉時期の変更によって広い範囲で高い
過給効果を得るようにしている。

なお、前記実施例１および２においても、上記実施例３
のようにバルブタイミング可変機構を設けて、それぞれ
の共鳴点の近傍でエンジン回転数が上昇するに従って吸
気ポートの閉時期が遅くなるように変更してもよい。

また、前記各実施例においては、独立部の吸気通路長さ
を変更することによってその固有振動数が異なるように
しているが、通路径の変更等によって固有振動数の異な
る吸気系を構成するようにしてもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、複数の気筒に連通ずる吸
気集合部を複数設け、各気筒に少なくとも２つ以上の吸
気集合部が連通ずるよう配置すると共に、各気筒に連通
した複数の吸気集合部の固有振動数を各々異ならせて複
数の共鳴点を得るように構成したことにより、それぞれ
の共鳴点での過給効果を可変機構を用いることなく得る
ことができ、広い範囲で吸気系の固有振動による過給作
用でエンジン出力の向上を図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の実施例におけるエンジンの吸気
装置の概略構成図、 第２図はバルブタイミングの設定例を示す特性図、 第３図はエンジン回転数に対する共鳴効果に伴う出力性
能を示す特性図、 第４図は第２の実施例におけるエンジンの吸気装置の概
略構成図、 第５図は第３の実施例におけるエンジンの吸気装置の概
略構成図、 第６図は第３の実施例における吸気弁閉時期の可変特性
を示す特性図である。 １．２１．３１・・・・・・エンジン本体、２・・・・
・・気筒、３．４．３２・・・・・・吸気ポート、５，
２５．３３・・・・・・吸気通路、７，２２・・・・・
・第１吸気通路、８，２３・・・・・・第２吸気通路、
１０，１２，２２ｃ、２３ｃ　・・−−−−圧力反転部
、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１１４　ｂ、　　２２　ａ
、　　２３　ａ・・・・・・吸気集合部。 第２図 第３図 エシシ゛ンω電ムＵ 第４図 第５図 第６図 工〉ジン回申ム■Ｊ（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の気筒を備えたエンジンにおいて、上記気筒
   に連通する吸気通路の少なくとも２つ以上を各々連通す
   る吸気集合部を複数設け、該集合部の吸気上流側の吸気
   通路を少なくとも圧力反転部までを独立とし、各気筒に
   少なくとも２つ以上の吸気集合部が連通するよう配置す
   ると共に、各気筒に連通した吸気集合部とその吸気上流
   側の圧力反転部までの固有振動数を各々異ならせたこと
   を特徴とするエンジンの吸気装置。