JPH02123231A - 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、多気筒エンジンの吸気装置に関し、さらに詳
しくは、各気筒の吸気動作によって生ずる吸気の動的効
果を利用して過給を行うようになったエンジンの吸気装
置に関するものである。

（従来の技術） 多気筒エンジンにおいては、吸気の動的効果を利用して
過給を行うようになった吸気装置が知られている。この
ような過給方法として、慣性過給および共鳴過給が知ら
れている。上記の慣性過給においては、吸気行程にある
気筒からの負圧波をサージタンク等に代表される圧力反
転部によって正の圧力波に反転させ、この正の圧力波に
よる吸気押し込み作用によって過給を行うようになって
いる。また、上記の共鳴過給においては、吸気行程が連
続しないように複数の気筒を２つの組に分けて、各組の
気筒からの吸気管をそれぞれ別個の吸気集合部に集め、
さらにこれらの吸気集合部を相互に連通させた吸気系と
なっている。この吸気系によれば、吸気ポートの周期的
な開閉に起因して発生ずる圧力波を利用して吸気管内の
吸気を振動させ、この振動圧力によって各気筒に対する
過給を行うようになっている。

このような吸気の動的効果を利用した過給においては、
過給に関与する吸気管部分の長さを長くすると、過給が
最も効率良く行われるエンジン回転数を低下させること
ができ、逆にその長さを短くすると、過給が最も効率良
く行われるエンジン回転数を高くすることができる、従
って、ニンジンの高低双方の回転領域において過給を効
率良く行うためには、エンジン回転数に応じて過給に関
与する吸気管部分の長さを変え、あるいはエンジン回転
数に応じて長さの異なる別個の吸気管部分を使用するよ
うにすれば良い。

このような吸気の動的効果を利用したものとして、例え
ば、特開昭６２−２１０２１８号公報に開示されるよう
に、過給に関与する吸気管部分の有効管長をエンジンの
回転数に応じて切換え可能とした構造のものが知られて
いる。即ち、この公報においては、エンジンの吸気装置
は、吸気行程が連続しない２絹の気筒群における、一方
の気筒群に属する気筒からの第１の吸気管及び他方の気
筒群に属する気筒からの第１の吸気管を第１の吸気集合
部にそれぞれ連通させ、一方の気筒群に属する気筒から
の第２の吸気管及び他方の気筒群に属する気筒からの第
２の吸気管を第２の吸気集合部にそれぞれ連通させると
ともに、開閉弁を備えた連通路を介して各吸気集合部を
相互に連通させ得る構成とされており、エンジンの運転
状態に応じてこの開閉弁を開閉制御することにより、吸
気管部分の実質的な長さを切換え、これによって好適な
エンジン出力トルク特性を実現せんとしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記形式の吸気装置においては、連通路
の形状又は装置の設置スペース等の設計上の制約、或い
は開閉弁の組付性等の製作上の制約により、開閉弁を連
通路を構成する連通管の略中央位置に配置することは、
実際には極めて困難である。このため、開閉弁は通常、
連通路の何れかの側に片寄せされた位置に配置されてい
た。この結果、連通路の各端部と開閉弁との間にそれぞ
れ生ずる所謂プツトスペースの容積、即ちデッドボリュ
ームに大きな差異が生じて、吸気共鳴作用に関係する各
吸気集合部とそれに連通ずる各デッドスペースの合計容
積がそれぞれ異なるものとなっていた。

かかる容積の差異は、開閉弁が閉じた状態において、各
吸気集合部の側に不均等な吸気共鳴効果をもたらす結果
、各気筒の均等な吸気効果の妨げとなり、好ましくない
。

更に、エンジンの全運転域に亘って吸気共鳴効果を向上
させるために、例えば開閉弁を備えた連通路を複数配設
した場合、各連通路におけるデッドボリュームの差異が
加算され、各吸気集合部の側に極めて不均等な吸気共鳴
効果をもたらすこととなり得る。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、各気筒がらの吸気管を集めた二本
の吸気系を相互に連通させる２つの連通路を備えたエン
ジンの吸気装置において、動的過給に関与する各吸気管
路部分のデッドボリュームの差異を極力減らし、これよ
って、各気筒にバランス良（動的過給効果をもたらすこ
とのできるエンジン吸気装置を実現することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明によるエンジンの
吸気装置では、隣接気筒間の吸気行程か連続しないよう
に、気筒が第１および第２の組に分けられ、第１の組の
気筒からの吸気管を集合した第１の吸気系と、第２の組
の気筒からの吸気管を集合した第２の吸気系と、開閉弁
を備え、各吸気系を相互に連通させることのできる２つ
の連通路とを有し、各気筒への吸気の動的効果を利用し
て過給を行うように構成されたエンジンの吸気装置にお
いて、前記開閉弁が各連通路にそれぞれ１つ設けられ、
一方の連通路における開閉弁を第１の吸気系の側に寄せ
て配置し、他方の連通路における開閉弁を第２の吸気系
の側に寄せて配置した。

この構成によれば、開閉弁は、各連通路における第１の
吸気系の側の端部と開閉弁との間に形成される容積の全
容積合計と、各連通路における第２の吸気系の側の端部
と開閉弁との間に形成される容積の全容積合計との差が
小さくなるように、各吸気系の側に交互に配置される。

即ち、一方の連通路における開閉弁は第１の吸気系の側
に片寄せして配置され、他方の連通路における開閉弁は
第２の吸気系の側に片寄せして配置される。これによっ
て、開閉弁をいずれかの側に片寄せして配置した場合に
も、開閉弁の両側にそれぞれ形成されるデッドボリュー
ムの合計差を全体として極力少なくすることができ、こ
の結果、両吸気系における動的過給の効果を均等化する
ことが可能となる。

（実施例） 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は、本発明によるエンジンの吸気装
置の実施例を示す図である。図に示すように、本例はＶ
型６気筒エンジンの吸気装置に関するものであり、Ｖ型
に配列された左右のバンクＬＳＲのそれぞれに含まれる
第１．３．５気筒ｌ、３．５および第２．４．６気筒２
．４．６は、隣接する気筒相互間において吸気行程が連
続しないように分けて配列されたものであり、各気筒の
点火順序は、第１→６→３→４→５→２とされている。

各気筒の吸気ポー）１ａ〜６ａに連通した吸気分岐管１
ｂ〜６ｂは、それぞれＶ型バンク中央空間７の中央部に
向けて延びている。このバンク中央空間７の上方中央部
分には、エンジンの縦方向に向かって二本の右側および
左側吸気集合部８．９が平行に隣接配置されている。右
側の吸気集合部８の下側側面８ａには、右バンクＲの気
筒の吸気分岐管１ｂ、３ｂ、５ｂが接続され、他方の左
側の吸気集合部９の下側側面９ａには、左バンクＬの気
筒の吸気分岐管２ｂ、４ｂ、６ｂが接続されている。

二本の吸気集合部８．９は、矢印Ａで示すそれらの軸線
方向の一方の側Ａｒにおいて、それぞれ第１および第２
の連通管部分１１，１２を有する一体成形された連通管
ｌＯを介して、相互に連通可能となっている。また、こ
れらの吸気集合部８．９の上側側面には、それぞれ別個
の上流吸気管１３．１４が接続され、これらの上流吸気
管１３．１４はそれらの上流側の端で合流され、この合
流部１５から、さらに上流側に向かって吸気管１６が延
びて大気開放側に連通している。

次に、上記の吸気集合部８．９と、連通管１０の第１お
よび第２の連通管部分１１，１２との接゛続部分の構造
を説明する。まず、上記の二本の吸気集合部８．９の一
方の側Ａｒにおいては、それらの端面から、相互に隣接
した状態で僅かに小径の連通管部分８Ｃ１９ｃが軸線Ａ
方向に延び、軸線に直交した接合フランジ合せ面Ｂにお
いて円形開口８ｄ、９ｄを形成している。すなわち、こ
れらの連通管部分８ｃ、９ｃはそれらの下面は双方の吸
気集合部８．９と同一とされ、上面がこれらの吸気集合
部８．９よりも低くなるように形成されている。また、
これらの連通管部分の上側には、同じ（相互に隣接した
状態でさらに小径の連通管部分８ｅ、９ｅが形成されて
おり、これらの先端に形成された円形開口８ｆ、９「は
接合フランジ合せ面Ｂ上に位置している。これらの連通
管部分８ｅ、９ｅの基端側は、吸気集合部８．９の上側
側面８ｂ、９ｂ上を延びており、吸気集合部の上側側面
８ｂ、９ｂに形成した開口８ｇ、９ｇに連通されている
。

一方、上記の第１の連通管部分１１は、フランジ合せ面
Ｂ上に位置する開口８ｄ、９ｄと同一の内径となってい
る管をＵ字状に折り曲げた形状となっており、また、上
記の第２の連通管部分１２は他方の開口８ｆ、９ｆと同
一の内径となっている管を折り曲げた形状となっている
。これらは、小径の第２の連通管部分１２が上側に位置
した状態となるように一体成形されており、第１の連通
管部分１１の側の両端１１ａ、ｌｌｂがそれぞれ吸気集
合部側の開口８ｄ、９ｄに接続され、また第２の連通管
部分１２の側の両端１２ａ、１２ｂがそれぞれ吸気集合
部側の開口８ｆ、９ｆに接続されている。

上記第１及び第２の連通管部分１１．１２には、それら
の円形開口１１ａ、１２ｂから僅かに軸線方向に引っ込
んだ位置に、これらの連通管部分を開閉するためのシャ
ッターバルブ２１．２２がそれぞれ配置されている。シ
ャッターバルブ２１は、弁軸３３に固定されたシャッタ
ー３４を備え、弁軸３３はリンク機構３２を介してダイ
アフラム式アクチュエータ３ｏの往復ロッド３１に連結
されており、アクチュエータ３０の作動によって弁軸３
３を回転させてシャッター３４を開閉させるように構成
されている。一方、シャッターバルブ２２は、弁軸４３
に固定されたシャッター４４を備え、弁軸４３はリンク
機構４２を介してダイアフラム式アクチュエータ４ｏの
往復ロッド４１に連結されており、アクチュエータ４ｏ
の作動によって弁軸４３を回転させてシャッター４４を
開閉させるように構成されている。

この構成の吸気系においては、上記の吸気集合部８．９
の連通管部分８ｃ、９ｃと、第１の連通管部分１１とに
よって、第１の連通路２３が形成され、同様に吸気集合
部の連通管部分８ｅ、９ｅと、第２の連通管部分１２と
によって、第２の連通路２４が形成される。従って、第
１の連通管部分１１のシャッターバルブ２１を開（こと
により、第４図に示すように、双方の吸気集合部８．９
が第１の連通路２３によって連通され、第２の連通管部
分１２のシャッターバルブ２２を開くことにより、第５
図に示すように、双方に吸気集合部８．９が第２の連通
路２４によって連通される。これらの第１および第２の
連通路の有効管長は、第１の方が第２の側よりも短く設
定されている。

このように構成された吸気通路において、上記の各吸気
管部分の形状、寸法、特に上記の第１および第２の連通
管部分１１．１２の長さおよび断面を適切に設定し、上
記のシャッターバルブ２１．２２の開閉制御を好適に行
うことにより、エンジンの低速側から高速側に到る広範
囲で効率良（過給を行うことができる。すなわち、第６
図に示すエンジン回転数がＮ２未満の低速領域では、全
てのシャッタバルブ２１．２２を閉じておく。この結果
、吸気の圧力反転部は、双方の吸気集合部の上流側の吸
気管１３．１４の合流部１５となり、最も長い共鳴管が
形成されて、その共鳴点はＮ１となる。従って、図にお
いて曲線Ｉで示すトルク特性が得られる。

次に、エンジン回転数がＮ２とＮ４の間の運転領域にお
いては、第２の連通路１２を閉じているシャッターバル
ブ２２のみを開（。この結果、二本の吸気集合部８．９
は、細くて長い第２の連通路１２によって連通される。

従って、二本の吸気集合部８．９および第２の連通路１
２からなる共鳴管が形成される。この共鳴管は、上記の
低速時のときのものよりも高い共鳴点Ｎ３を有しており
、よって、図の曲線■で示すトルク特性が得られる。

次に、エンジン回転数がＮ４以上の高回転の運転領域と
なると、さらに第１の連通路１１を閉じてるシャッター
バルブ２１を開く。この結果、二本の吸気集合部８．９
は第１１第２の連通路１１゜１２を介して連通される。

しかるに、第１の連通路１１の方が径が大きくしかも短
いので、二本の吸気集合部８．９と第１の連通路１１か
らなる共鳴管が形成される。この共鳴管は、上記の中速
時のときの吸気集合部および第２の連通路からなる共鳴
管よりもさらに高い共鳴点Ｎ５を有しており、よって、
図の曲線■で示すトルク特性が得られる。

このように、連通路１１．１２を開閉することによって
、低速域から高速域にわたって効率のよい過給を行うこ
とができる。

このように構成した吸気装置においては、双方の吸気集
合部を連通ずるための二本の連通路を、吸気集合部の軸
線方向の一方の端に形成すると共に、短い方の第１の連
通路を吸気集合部の端部に接続し、長い方の第２の連通
路をその上側に配置して、吸気連通路の上側側面に接続
している。従って、管長を長くする必要のある第２の連
通路２４は、その基端の吸気集合部への接続位置を移動
させることにより、吸気集合部の端からの突出長さ（第
２図に示す長さし）を増加させることなく、全体の長さ
を長くすることができる。したがって、特に縦方向の設
置スペースに制約のあるエンジンルーム内にこのような
連通路を有する吸気系を設置することが可能になる。

また、第１および第２の連通路部分を有する一体成形し
た連通管１０を、吸気集合部８．９の端に接続できる構
造を採用している。従って、一体成形された連通管ｌＯ
を吸気集合部８．９の端部に対して接続するという簡単
な作業で、このような二つの連通路を形成できるので、
作業性が良い。

さらに、本例においては、第７Ａ図に示すように、径の
細い側の連通路２４を上側に形成してあり、この逆に径
の太い側の連通路２３を上側に形成した場合（第７・Ｂ
）に比べて、双方のバルブ２１．２２が閉じた状態にお
けるデッドボリューム（図中、斜線部分）が少なくなり
、特にエンジン低速領域で得られる過給効率を改善でき
、従って、第６図に示すトルク特性工を上方に移行でき
る。

更には、連通管部分８ｅ、９ｅと連通管１０の第１及び
第２の連通管部分１１．１２との間の開閉制御を行うシ
ャッターバルブ２１．２２は、シャッターバルブ２１が
円形開口１１ａより軸線方向にわずかに引っ込んだ位置
に、これに対し、シャッターバルブ２２が円形開口１２
ｂよりわずかに引っ込んだ位置にそれぞれ配置されてお
り、このため、第８図に示すように、シャッターバルブ
２１と円形開口１１ａとの間の容積ａｌとシャッターバ
ルブ２２と円形開口１２ａとの間の容積ａ２との合計Ａ
が、シャッターバルブ２１と円形開口ｔｔｂとの間の容
積ｂｔとシャッターバルブ２２と円形開口！２ｂとの間
の容積ｂ２の合計Ｂに近くなるように構成されている。

この結果、シャッターバルブ２１及び２２を閉じたとき
に、吸気集合部８の側に生じるデッドボリュームと吸気
集合部９の側に生じるデッドボリュームとの差が極力小
さ（設定され、かくして、両吸気集合部８．９における
吸気共鳴効果を均等化することができる。

加えて本例では、第９図に示すように、連通管部分１１
においてシャッターバルブ２１が、気筒６より前方に位
置する気筒５の側に片寄せして配置されている。このた
め、中速域においてシャッターバルブ２２のみを開いた
とき、吸気分岐管５ｂと吸気集合部８と連結部とシャッ
ターバルブ２１との間に形成されるデッドボリューム（
ａ３）と、吸気分岐管６ｂと吸気集合部９との連結部と
シャッターバルブ２１との間に形成されるデッドボリュ
ーム（ｂ３）との容積差が極力小さくなるように設定さ
れている。この結果、中速域においても又、両吸気集合
部８．９における吸気共鳴効果の均等化を図ることがで
きる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、各気筒からの
吸気管を集めた二本の吸気系を相互に連通させる２つの
連通路を備えたエンジンの吸気装置において、動的過給
に関与する各吸気管路部分のデッドボリュームの差異を
極力減らし、これよって、各気筒にバランス良く動的過
給効果をもたらすことのできるエンジン吸気装置を実現
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における主要部分を示す断面
図、第２図は第１図の■−■線で切断した部分の断面図
、第３図は第１図のＩＩ［−ＩＩＩ線で切断した部分の
断面図、第４図は第１図における第１の連通路が開いた
状態を説明する説明図、第５図は第１図における第２の
連通路が開いた状態を説明する説明図、第６図は第１図
に示す吸気装置によって得られるエンジンのトルク特性
を示す特性線図、第７Ａ図及び第７Ｂ図は開閉弁の両側
に形成されるデッドボリュームの容積差を説明するため
の説明図、第８図は、中速域で閉じる連通路の側で開閉
弁の両側に形成されるテッドスペースの容積を説明する
説明図である。 符号の説明 １〜６・・・・気筒 ｌａ〜６ａ・・・・吸気ポート ｔｂ〜６ｂ・・・・吸気分岐管 ８．９・・・・吸気集合部 １０・・・・連通管 ・・・・第１の連通管部分 ・・・・第２の連通管部分 、１４・・・・上流吸気管 ・・・・合流部 ・・・・シャッターバルブ ・・・・シャッターバルブ ・・・・第１の連通路 ・・・・第２の連通路 、４０・・・・アクチュエータ 第２図 第４図 ５や 檗５図 第６図 エンジン回転数 第７Ａ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　隣接気筒間の吸気行程が連続しないように、気筒が第
   １および第２の組に分けられ、第１の組の気筒からの吸
   気管を集合した第１の吸気系と、第２の組の気筒からの
   吸気管を集合した第２の吸気系と、開閉弁を備え、各吸
   気系を相互に連通させることのできる２つの連通路とを
   有し、各気筒への吸気の動的効果を利用して過給を行う
   ように構成されたエンジンの吸気装置において、 前記開閉弁が各連通路にそれぞれ１つ設けられ、一方の
   連通路における開閉弁を第１の吸気系の側に寄せて配置
   し、他方の連通路における開閉弁を第２の吸気系の側に
   寄せて配置したことを特徴とするエンジンの吸気装置。