JPH03138452A - 多気筒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、各気筒の独立吸気通路に対してそれぞれスロ
ットル弁を配設するようにした多気筒エンジンの吸気装
置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、多気筒エンジンの吸気装置において、アクセ
ルレスポンスを高めることから、スロットル弁下流の吸
気通路容積を低減するために、各気筒の吸気ボート近傍
の独立吸気通路にそれぞれスロットル弁を配設すること
が考えられている。

そして、各気筒にスロットル弁を配設した際のアイドル
回転数の調整を容易に行うことから、各気筒の独立吸気
通路にスロットル弁をバイパスするバイパス通路の下流
端を接続し、このバイパス通路にバイパスエア量を調整
する制御バルブを設けた技術が、例えば、特開昭８３−
１５４８２７号公報に見られるように公知である。

上記のようなバイパス通路の形成は、アイドル時にスロ
ットル弁が閉じた状態で各気筒の密閉度に差があり、洩
れエア量の均等化が製造上の精度の確保の点から困難で
、アイドルエア量が各気筒で不均等となるのを、各気筒
で相互に連通ずる上記バイパス通路によって充填量を均
等化する作用を有する。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のような各気筒の独立吸気通路にそれぞ
れスロットル弁を配設し、バイパス通路を接続してアイ
ドル調整を行うようにしたものでは、アイドル時に吸気
通路に逆流した排気ガスを吸気行程に持ち込むダイリュ
ーションガス量が増大して燃焼不安定となる問題を有す
る。

すなわち、アイドル時にスロットル弁を閉じた状態では
、各気筒の独立吸気通路は前記バイパス通路を介して相
互に連通ずることになり、このバイパス通路はエアコン
などの外部負荷が作動した際に制御バルブの作動に伴っ
て増量したバイパスエアも供給できるように比較的通路
径が大きく設定されており、吸気弁が開作動するバルブ
オーバーラツプ時に、吸気側と排気側の圧力差によって
吸気側に燃焼ガスが逆流する際に、上記バイパス通路内
にも燃焼ガスが逆流して全体としての逆流量が増大する
と共に、吸気行程で吸気をシリンダ内に吸入する際にバ
イパス通路を介して他の気筒で逆流している燃焼ガスを
吸入し、新気に対する排気ガスの還流量が多くなり燃焼
性能が低下してアイドル不安定となる恐れがある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、各気筒に対してそれ
ぞれスロットル弁を配設してスロットルレスポンスを改
善すると共に、排気ガスの還流量の増大を抑制しつつア
イドル時の充填量の均等化を得るようにした多気筒エン
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本発明の多気筒エンジンの吸気
装置は、各気筒に対してそれぞれ独立して接続された独
立吸気通路に各々スロットル弁を設ける一方、上記各気
筒の独立吸気通路に対し、スロットル弁をバイパスして
、通路径の絞られた第１バイパス通路と、逆止弁が介装
された第２バイバス通路とをそれぞれ設け、第２バイパ
ス通路にバイパスエア制御バルブを設けて構成しｔ−も
のである。

（作用） 上記のような吸気装置では、アイドル状態ではスロット
ル弁は全開状態としてこのスロットル弁を通るエアの供
給を可及的に低減し、エンジンのアイドル回転を維持す
るための基本的なアイドルエア量は、通路径の絞られた
第１バイパス通路によって供給し、この第１バイパス通
路によるエア供給は例えばオリフィスの設置によって精
度よく計量可能であり、各気筒での充填量の均等化を比
較的容易に行えると同時に、通路径を絞っていることで
燃焼ガスの逆流を防止し、さらに、他の気筒において吸
気通路に逆流している燃焼ガスの吸入を防止し、排気ガ
スの還流量の低減によるアイドル安定性を確保しつつ各
気筒の均等化を得るようにしている。

また、エアコンなどの外部負荷等の作動に対するアイド
ルエア量の増量は、バイパスエア制御バルブの作動によ
って逆止弁を介して第２バイパス通路によって供給する
もので、十分な量の供給が行えると共に、逆止弁の作用
で燃焼ガスの逆流防止および他の気筒の排気ガスの吸入
を防止して、前記アイドル安定性を確保している。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は一実施例における多気筒エンジンの吸気装置の
概略構成を示している。

エンジン本体１には４つの気筒２が設置され、各気筒２
の吸気ポート３（吸気２弁式）には独立吸気通路４８〜
４ｄがそれぞれ独立して接続され、各気筒２の排気ポー
ト５（排気２弁式）には排気通路６が接続されている。

また、前記各気筒２の独立吸気通路４ａ〜４ｄの上流端
はサージタンク７に接続されて集合され、さらに上流の
吸気通路４に吸気量センサ１２とエアクリーナ１３が設
置されている。

そして、各気筒２の独立吸気通路４ａ〜４ｄの途中には
、スロットル弁８がそれぞれ配設されている。上記スロ
ットル弁８は各気筒２のものが共通のスロットル軸８ａ
に固着され、アクセル操作に応じて各気筒同時に開閉作
動される。また、サージタンク７上流の吸気通路４には
、補助バルブ９が介装されている。

一方、前記スロットル弁８より下流の独立吸気通路４ａ
〜４ｄには、インジェクタ１０が配設されると共に、前
記スロットル弁８および補助バルブ９をバイパスする第
１バイパス通路１４および第２バイパス通路１５が接続
されている。

上記第１バイパス通路１４は、下流端が各気筒２のスロ
ットル弁８より下流の独立吸気通路４ａ〜４ｄに接続開
口され、この開口部近傍に絞り１６（オリフィス）が配
設され、通路径が絞られて設置され、上流端は各気筒２
のものが集合されて補助バルブ９上流の吸気通路４に接
続開口されている。上記絞り１６は、エンジンの温間状
態でかつ外部負荷の作動していない状態におけるアイド
ル運転に必要なアイドルエア量から前記スロットル弁８
を洩れるエア量を減算したエア量を供給する通路面積に
設定されている。

一方、第２バイパス通路１５は、同様に下流端が各気筒
２のスロットル弁８より下流の独立吸気通路４ａ〜４ｄ
に接続開口され、この開口部近傍に逆止弁１７が配設さ
れ、上流側は集合されてから前記第１バイパス通路１４
に合流して、補助バルブ９上流の吸気通路４に接続され
、第１バイパス通路１４から分岐した部分にバイパスエ
ア制御バルブ１８（流量制御弁）が介装されている。こ
の制御バルブ１８は、バイパスエア量が調整可能なデユ
ーティソレノイドバルブによって構成され１、その作動
はコントローラ１９からの制御信号によって行われる。

上記コントローラ１９は、アイドル時のアイドルエア量
を調整するために、冷却水温信号、外部負荷信号、アイ
ドルスイッチ信号等がそれぞれ入力される。そして、ア
イドルスイッチ信号がオン状態でスロットル弁８が全閉
のアイドル時には、冷却水温度が低い場合には暖機用に
アイドル回転数を上昇させるべくバイパスエア量を増量
補正する一方、エアコン負荷、電気負荷（オルタネータ
負荷）などの外部負荷信号に応じて、外部負荷の増大に
対してバイパスエア量を増大する制御信号を前記バイパ
スエア制御バルブ１８に出力するものである。そして、
水温および外部負荷の大きさに応じた所定量のバイパス
エアを第２バイパス通路１５を介して各気筒２に供給し
、負荷の増大に対応してエンジン出力を増大する。

前記補助バルブ９は、アイドル時に全閉状態となって、
下流側のスロットル弁８の全閉状態とによって独立吸気
通路４ａ〜４ｄによって供給されるエア量を低減するよ
うにシール性を高めるものである。また、部分負荷領域
（低スロツトル開度領域）では、該補助バルブ９によっ
て予備的に吸気を絞るようにしている。

上記実施例の作用を説明すれば、アイドル時にはスロッ
トル弁８および補助バルブ９を全閉状態とし、第１バイ
パス通路１４の絞り１６を介してアイドル運転に必要な
エア量を供給する。この状態においては、絞り１６の上
流側は、補助バルブ９上流の吸気通路４に接続されて常
に大気圧となり、吸気弁の開閉作動によるサイクルに対
応してエアを供給するについて、吸気弁が開いてポート
圧力が低下するのに伴って吸気を行うものであるが、吸
気弁が閉じた後においては、次に吸気弁が開くまでの間
、第１バイパス通路１４を通ってエアがポート内に流入
し、ポート圧力を大気圧に近付ける作用をする。

また、上記絞り１６の断面積の精度はスロットル弁の密
閉度の精度に比べてはるかに高くできるため、気筒間の
充填量のバラツキが改善され均等化される。

一方、上記のようなアイドル時には各気筒で順次発生す
る吸気負圧に応じて、第２バイパス通路１５の逆止弁１
７を介してバイパスエア制御バルブ１８による補正エア
量を吸入して、水温もしくは外部負荷などに応じたアイ
ドル運転を行うものである。そして、上記逆止弁１７は
他の気筒からの吸気負圧によるボート内エアの吸引を防
止するもので、排気ガスの還流量の増大を抑制する。そ
の際、制御バルブ１８が作動して第２バイパス通路１５
からバイパスエアを供給する場合には、負荷が作動する
か回転数が上昇しているので、逆止弁１７等の充填量の
差が生じる原因となる状況があっても、吸気の全体量が
増大し上記差の比率が低下して影響が少なくなる。

次に、前記アイドル時のバルブタイミングとスロットル
弁下流のポート圧力との変化特性を第２図に示し、排気
ガス還流量の低減作用を説明する。

各気筒２に対してスロットル弁８を配設して気筒間の吸
気干渉がなく、しかもスロットル弁８下流の吸気通路容
積が比較的小さくなっていることから、吸気弁ｉｎが開
くと共にポート圧力が急に低下し、吸気弁Ｉｎが閉じる
時点で最も大きな吸気負圧となり、吸気弁Ｉｎが閉じた
後に第１バイパス通路１４からのエアの供給および逆止
弁１７によって他気筒からの吸引防止でポート圧力は大
気圧０に向けて徐々に上昇し、再び吸気弁Ｉｎが開くサ
イクルを繰り返すものであって、吸気弁Ｉｎが開いた後
、排気弁Ｅｘが閉じるまでがバルブオーバーラツプ期間
で、この期間では吸気側と排気側とが燃焼室を介して連
通ずるものである。

そして、吸気弁Ｉｎが開くバルブオーバーラツプ直前の
ポート圧力が大気圧近傍にまで上昇していることは、バ
ルブオーバーラツプ時に吸気側と排気側との圧力差が小
さく、しかも下流容積が狭いことから、燃焼ガスの吸気
側への逆流量は少なくなり、次の吸気行程燃焼室に還流
される排気ガス量が低減し、新気量の増大によって燃焼
性が改善されアイドル安定性が向上するものである。

また、スロットル弁８および補助バルブ９が開作動した
部分負荷領域においては、逆流する排気ガス量が増大す
ると共に、補助バルブ９で主に絞ってスロットル弁８は
これより開きぎみで使用することで、排気ガスの還流量
を積極的に増大し、それに伴って同一出力を得るための
スロットル開度が大きくなって、ポート負圧を小さくし
てポンピングロスの低減による燃費性の改善が図れる。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、各気筒に対する１ ２ 独立吸気通路に各々スロットル弁を設ける一方、上記ス
ロットル弁をバイパスして、通路径の絞られた第１バイ
パス通路と、逆止弁が介装された第２バイパス通路とを
それぞれ設け、第２バイパス通路にバイパスエア制御バ
ルブを設けたことにより、アイドル状態では通路径の絞
られた第１バイパス通路によってアイドルエアを供給し
、各気筒で均等な充填量で吸気が行えると共に、第１バ
イパス通路は通路径を絞っていることで該第１バイパス
通路への排気ガスの逆流を防止し、排気ガスの還流量の
低減によるアイドル安定性を確保することができ、また
、外部負荷の増大などに対するアイドルエア量の増量を
第２バイパス通路によって供給し、この第２バイパス通
路の逆止弁の作用で排気ガスの還流量の増大を防止して
前記アイドル安定性を確保するものであり、スロットル
レスポンスを改善すると同時にアイドル時の排気ガスの
還流量の増大を抑制しつつ充填量の均等化を得ることが
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における多気筒エンジンの吸
気装置の概略構成図、 第２図はアイドル運転時のポート圧力変化をノくルブタ
イミングと共に示す特性図である。 １・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・気筒、３
・・・・・・吸気ポート、４・・・・・・吸気通路、４
ａ〜４ｄ・・・・・・独立吸気通路、７・・・・・・サ
ージタンク、８・・・・・・スロ・ソトル弁、９・・・
・・・補助バルブ、１４・・・・・・第１ノくイノくス
通路、１５・・・・・・第２バイパス通路、１６・・・
・・・絞り、１７・・・・・・逆止弁、１８・・・・・
・制御／くルブ、１９・・・・・・コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多気筒エンジンにおける各気筒に対してそれぞれ
   独立して接続された独立吸気通路に、各々スロットル弁
   を設けた吸気装置において、上記各気筒の独立吸気通路
   に対し、スロットル弁をバイパスして、通路径の絞られ
   た第１バイパス通路と、逆止弁が介装された第２バイパ
   ス通路とをそれぞれ設け、第２バイパス通路にバイパス
   エア制御バルブを設けたことを特徴とする多気筒エンジ
   ンの吸気装置。