JPH03107523A

JPH03107523A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH03107523A
Application number: JP24399589A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Iwamoto; 昭一岩本
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-07

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、車両用の４サイクルエンジンにおける吸気管
長可変式の吸気装置に関し、詳しくは、低、ｒｐ、高速
の各回転で３段階に切換える方式に関する。

〔従来の技術〕

一般にエンジンの吸気系では、吸気管長がシリンダへの
新気の吸入効率に大きく影響する。低速回転では吸入空
気の流速が低いため、吸気管長を細くて長いものに設定
することで、慣性効果により吸入効率がアップする。ま
た、各気筒の吸気通路を１つのサージタンクに集合する
と、サージタンクの上流と下流との吸気脈動の同調によ
る共鳴効果が得られ、吸入効率の増大を促進する。一方
、回転速度が高くなると、吸入空気の流速は増すが吸気
系の圧力損失も大きくなるため、吸気管長は太くて短い
ものに変化させることが望ましい。そこで、かかる吸気
管長、サージタンクによる吸入効率の特性に対応し、各
回転速度毎にそれに適した吸気系に可変制御することが
知られている。

そこで従来、上記吸気管長可変式の吸気装置に関しては
１、例えば特開昭６１．−２１２’６２７号公報の先行
技術がある。ここで、低＋　’！’＋　高速回転で３段
切換えする方式では、スロットル弁の下流のサージタン
クから２分された吸気通路を介して２つの吸気ボートに
連通し、一方の通路に制御弁を設ける。また、サージタ
ンクからバイパス通路。

連通路、制御弁を介して上記吸気通路に連通構成する。

そして低速回転ではサージタンクから一方の通路を介し
て吸気し、中速回転では２つの通路に増大し、高速回転
では連通路から吸気することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、吸気ボート
に２分した吸気通路が連通しているため、２吸気弁式に
適し、１吸気弁の場合は吸気通路スペースの倍増を招い
て好ましくない。また、中速回転では吸気通路の２つの
通路で管径が急増するため、サージタンクで共鳴効果が
生じ難くなる。

高速回転では連通路からの吸気で管長が短くなると言え
ども、サージタンクまでの距離が長いため、短縮効果に
欠ける等の問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、吸気管長可変式の吸気系において構造
をコンパクト化し、中、高速回転での吸入効率を向上す
ることが可能なエンジンの吸気装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のエンジンの吸気装置
は、スロットルボデー側の容積の大きいサージタンクか
ら各気筒毎に独立してエンジン本体側に連設される太い
高速回転用通路を有し、上記サージタンクと共鳴用サー
ジタンクとを、１本の細い低速回転用通路と１本の太い
中速回転用通路とで連通し、」二記共鳴用ザージタンク
を、各気筒毎に独立した細い低・中速回転用通路を介し
て上記高速回転用通路の途中に連通し、上記中速回転用
通路、高速回転用通路に、低、中、高速回転で開閉する
切換弁を設けるものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、エンジン運転時の低速回転で２つの
切換弁を閉じると、サージタンクがら細い通路と共鳴用
サージタンクとを介して吸気されて吸気慣性と共鳴効果
とが生じ、中速回転で中速回転用通路の切換弁を開くこ
とで管径が増大すると共に、共鳴効果が中速回転に移行
する。そして高速回転では、高速回転用通路の切換弁を
開くことで大部分がサージタンクから直接その太い通路
を介して吸気されるのであり、こうして低、中高速の各
回転での３段切換えでいずれも吸入効率の高い特性にな
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１−図（ａ）　、　（ｂ）において、符号１はエンジ
ン本体、２はスロットルボデーであり、スロットルボデ
ー２が吸気管長可変式のマニホールド装置１ｏを介して
エンジン本体１に連設される。マニホールド装置１０は
スロットルボデー２の直下流に取イτｊけられるサージ
タンク１１を有し、このサージタンク１１は、比較的容
積が大きい円筒状を成し、軸直角方向から例えば４気筒
の場合は各気筒毎に独立した４本の太い高速回転用通路
１．２ａないし１．２ｄが下方に側面視路］８０度屈曲
して取出され、エンジン本体１のシリンダヘッド３の吸
気ボート４に連設される。またサージタンク１１より容
積の小さい共鳴用サージタンク１３が、サージタンク１
１の斜め上方に平行配置され、サージタンク１１．共鳴
用サージタンク１３の端部が平面視路３６０度屈曲した
細くて長い１本の低速回転用通路１４で連通されると共
に、低速回転用通路■４より太くて短い１本の中速回転
用通路１５で連通される。更に、共鳴用サージタンク１
３の軸直角方向から各気筒毎に独立した４本の細い低・
中速回転用通路ｔｅａないしＩｔ’ｉｄが側面視略し形
に屈曲して取出され、低・中速回転用通路１６ａないし
１．６ｄがサージタンク１１．低速回転用通路１４の上
方を迂回して」二連の太い高速回転用通路１２ａないし
１２ｄの途中に連設される。そして高速回転用通路１２
ａないし１．２ｄの入口には第１の切換弁１７が設けら
れ、中速回転用通路１５にも第２の切換弁１８が設けら
れている。

かかるマニホールド装置１０を、展開してわかり易く示
すと第２図のようになる。一方、第１．第２の切換弁１
７．１．８にはそれぞれアクチュエータ１９゜２０が設
けられ、制御ユニット２１からの電気信号で開閉動作さ
れる。制御ユニット２１は、エンジン回転速度センサ２
２からのエンジンの回転速度を低速中速、高速と判断し
、低速では両アクチュエータ１９、２０に閉信号を、中
速ではアクチュエータ２０に開信号を、高速ではアクチ
ュエータ１９にも開信号を出力して、３段切換えするよ
うになっている。

次いで、かかる構成の吸気装置の作用を、第３図（ａ）
ないしくＣ）と第４図を用いて述べる。

先ず、エンジン運転時の低速回転では、第３図（ａ）の
ようにアクチュエータ１．９．２０により第１第２の切
換弁１７．１８が共に閉じる。このため、スロワｉ・ル
ボデー２からサージタンクＩＩに流入する吸入空気は、
低速回転用通路１４より共鳴用サージタンクエ３に入り
、共鳴用サージタンク１３から各気筒毎に低・中速回転
用通路ｌｅａないし１６ｄ、高速回転用通路１２ａない
しＬ２ｄを介してエンジン本体１に吸入される。そこで
第１の制御弁■７が閉じているので、低速回転用通路１
４によって共鳴用サージタンク１３の上流側における脈
動と、下流側における脈動との同調による共鳴効果が低
速回転で同調する。また第１の制御弁１７が閉じられて
いるので、低・中速回転用通路ｌｅａないしｌｅｄと高
速回転用通路１２ａないし１２ｄとにより慣性効果が低
速回転で生じるのであり、これにより第４図の曲線Ｌ！
、のように体積効率が、低速回転でピークの特性になる
。

また中速回転では、第３図（ｂ）のように第２の切換弁
Ｉ８が開き、サージタンク１１から共鳴用サージタンク
１３への吸入空気は、低速回転用通路１４゜中速回転用
通路１５より流れる。こうして、見掛の管径の増大によ
り抵抗の少ない状態で吸入空気量が増すことになり、共
鳴効果は中速回転側に移行する。このため体積効率が、
第４図の曲線１Ｍのように中速回転でピークの特性に変
わる。

更に高速回転では、第３図（Ｃ）のように第１゜第２の
切換弁１７．１８が共に開く。このため大部分の空気は
、サージタンク１１から管径の太い高速回転用通路１２
ａないしＬ２ｄを介して直接的に吸入されるのであり、
こうして多量の空気が圧力損失の小さい状態で効率よく
吸入される。このため吸入効率は、第４図の曲線Ｉｔ　
Ｈのように高速回転てピクの特性に変わる。

こうしてエンジンの低、中、高速の各回転域で管径、管
長が３段階に切換えられ、各回転域で体積効率のピーク
点が得られ、高い吸入効率が得られる。そこで第５図に
示すように、低速から高速に及んでフラットな高ｉ・ル
ク特性が得られる。

なお、共鳴用サージタンク１３の容積はサージタンク１
１の場合の５０〜７５％が望ましく、中速回転用通路１
５の長さは低速回転用通路Ｊ４の場合の１／４〜１　／
　８が望ましい。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、低速回転時に
吸気管長が細くて長く設定され慣性効果と共鳴効果が生
じ、中速回転時では管径の増大と共鳴効果とが生じ、高
速回転では実質的に吸気管長が太くて短いものに３段切
換えされるので、各回転域での吸入効率が向上し、トル
ク特性を向」ニし得る。

さらに、中回転では共鳴効果が低速回転と同様に生じる
ことで、吸入効率を向上し得る。

さらにまた、エンジン本体には各気筒毎に単一の通路で
連設されるので、１吸気弁式に適し、長さ方向のスペー
スをコンパクト化し得る。

また、サージタンクの上方に、低・中速回転用通路、共
鳴用サージタンクを重合した構造のため、コンパクトに
まとまり、犠装および組付は性もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のエンジンの吸気装置の実施例を
示す平面図、（ｂ）は同側面図、第２図はマニホールド
装置を展開して示す構成図、第３図（ａ）ないしくＣ）は低、中、高速の回転時０の吸気作用を示す図、第４図はエンジン回転速度に対する体積効率の特性図、第５図はトルク特性図である。１・・・エンジン本体、２・・・スロットルボデー、１
０・・・マニホールド装置、１１・・・サージタンク、
［２ａ〜１．２ｄ・・・高速回転用通路、１８・共鳴用
サージタンク、１４・・・低速回転用通路、１５・・・
中速回転用通路、ｌｅａ〜１６ｄ・・・低・中速回転用
通路、１７．１８・・第１．第２の切換弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スロットルボデー側の容積の大きいサージタンク
から各気筒毎に独立してエンジン本体側に連設される太
い高速回転用通路を有し、上記サージタンクと共鳴用サージタンクとを、１本の細
い低速回転用通路と１本の太い中速回転用通路とで連通
し、上記共鳴用サージタンクを、各気筒毎に独立した細い低
・中速回転用通路を介して上記高速回転用通路の途中に
連通し、上記中速回転用通路、高速回転用通路に、低、中、高速
回転で開閉する切換弁を設けることを特徴とするエンジ
ンの吸気装置。
（２）上記容積の大きいサージタンクから下方に高速回
転用通路を屈曲して連通し、上記サージタンクの上方に、共鳴用サージタンク、各通
路を重ねて連通構成することを特徴とする請求項（１）
記載のエンジンの吸気装置。