JPH03286129A - 多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

多気筒エンジンの吸気装置

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JPH03286129A
JPH03286129A JP2091373A JP9137390A JPH03286129A JP H03286129 A JPH03286129 A JP H03286129A JP 2091373 A JP2091373 A JP 2091373A JP 9137390 A JP9137390 A JP 9137390A JP H03286129 A JPH03286129 A JP H03286129A
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cylinder
intake
air intake
cylinders
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Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Toshihiko Hattori
服部　敏彦
Masashi Maruhara
正志 丸原
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Original Assignee
Mazda Motor Corp
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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、特に、動
的効果を利用して吸気を過給するようにしたものに関す
る。
（従来の技術） 近年、自動車用のエンジンの出力性能の向上のために、
吸気系内の吸気の慣性効果や共鳴効果を利用してその充
填効率を高めるようにすることは知られている。
吸気の慣性効果による過給では、エンジンが所定の回転
域（同調回転域）にあるとき、各気筒の吸気行程初期に
吸気弁の開弁に伴って吸気ポートで発生した吸気負圧波
を独立吸気通路内で上流側に向かって音速で伝播させ、
この負圧波を所定の容積部（ボリューム室）で正圧波に
反転させるとともに、この正圧波を同一の経路で下流側
に伝播させて吸気弁が閉弁する直前に同じ吸気ボートに
到達させ、この正圧波により吸気を燃焼室に押し込んで
その充填効率を高めるようになっている。
一方、吸気の共鳴効果による過給では、エンジンの複数
の気筒を吸気行程の等間隔となる気筒毎に分けて複数の
気筒群にグループ化し、この各気筒群の複数の気筒の独
立吸気通路を上流端で１つの集合吸気通路（共鳴吸気通
路）に集合させ、この集合吸気通路の所定位置に容積部
からなる圧力反転部を設ける。そして、エンジンの同調
回転域で気筒群の各気筒の吸気ボートで発生した吸気の
基本圧力波と圧力反転部で反転した反射圧力波との位相
を一致させることで、圧力反転部と各気筒との間を往復
伝播する吸気の圧力波を集合吸気通路内で共鳴させ、こ
の共鳴によって各気筒毎に個々に発生する圧力振動によ
り大きな振幅を有する共鳴圧力波を発生させ、この共鳴
圧力波によって吸気を気筒の燃焼室に押し込んで充填効
率を高めるようになされている。
上記慣性効果を狙った吸気装置として、従来、特開昭６
０−４０７２４号公報に示されるように、複数の気筒の
各々に接続される独立吸気通路を第１及び第２の２つの
通路に並列に分割し、その−方の通路長を他方よりも長
くするとともに、Ｍｌ及び第２独立吸気通路の上流端を
それぞれ独立した別個のサージタンク（ボリューム室）
に接続することにより、エンジンの低速回転域及び高速
回転域の双方で吸気の慣性同調が行われるようにしたも
のがある。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記共鳴同調状態では、エンジン回転数が同
調回転数を外れてそれよりも高くなると、吸気圧力波の
伝播遅れの影響により吸気の充填効率が下がってエンジ
ンの出力トルクの大幅な低下が生じる。従って、慣性効
果のみならず共鳴効果も生じる固定された吸気系におい
て、エンジンの所定回転域で共鳴同調が生じ、それより
も高速回転側で慣性同調が生じると、上記慣性同調回転
域では、共鳴効果の影響により慣性効果が期待できず、
出力トルクの低下は避けられ得ないという問題があった
。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は
、慣性同調時に共鳴同調回転域を変える手段を講じるこ
とにより、共鳴効果によるトルク低下効果を抑制して慣
性効果を良好に維持し、エンジンの出力トルクを増大さ
せることにある。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成すべく、請求項（１）に係る発明では
、共鳴効果のために吸気行程の間隔が等間隔になるよう
に分けられた複数の気筒群に対し、各気筒群の独立吸気
通路同士のみならず気筒群間の独立吸気通路同士をも連
通させ、この連通により、連通部分を吸気圧力波の反転
部として各気筒群で吸気の慣性同調を行わせ、それと同
時に、連通部分により共鳴同調を行わせて上記慣性効果
に有害な上流側連通部分による共鳴効果を抑制するよう
にする。
具体的には、この発明は、各々の吸気行程か互いに等間
隔になるように複数の気筒群に分けられた複数の気筒を
有する多気筒エンジンに対し、上記各気筒群の気筒にそ
れぞれ連通する独立吸気通路を気筒群毎のボリューム室
に接続し、上記各気筒群の独立吸気通路同士を吸気ポー
トから等長となる位置で連通すると同時に、気筒群間の
独立吸気通路を連通する連通手段を設けたことを特徴と
している。
また、請求項（２）に係る発明では、上記の構成をＶ型
１２気筒エンジンに適用する。
すなわち、この発明では、対向する１対のバンクにそれ
ぞれ６つの気筒が設けられた■型１２気筒エンジンにお
いて、上記各バンクの６つノ気筒は吸気行程を互いに等
間隔になるように２つの気筒群に分け、上記と同様に、
各気筒群の３つの気筒に連通する独立吸気通路をそれぞ
れ気筒群毎のボリューム室に接続して、各気筒群の独立
吸気通路同士を吸気ポートから等長となる位置で連通ず
ると同時に、気筒群間の独立吸気通路を連通ずる連通手
段を設ける。
（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、連通
手段は、各気筒群の独立吸気通路同士を吸気ボートから
等長となる位置で連通しているので、この連通手段は、
慣性同調時において吸気の圧力波が反転する容積部とな
り、このことによって慣性効果を得ることができる。ま
た、上記連通手段は、気筒群間の独立吸気通路をも連通
しているので、気筒群間の気筒で生じた吸気の基本圧力
波と連通手段で反転した反射圧力波との位相が一致して
、各気筒群の独立吸気通路内で吸気の共鳴が生じ、この
ことにより共鳴効果を得ることができる。
従って、連通手段は慣性同調時の容積部のみならず共鳴
同調時の連通部として兼用されるので、上流側にあるボ
リューム室同士の連通による共鳴効果は上記連通手段に
よる共鳴効果の切換えにより抑制され、その影響をなく
すことができ、よって慣性効果を増大させることができ
る。
また、請求項（２）に係る発明では、連通手段はエンジ
ンの各バンクにおける２つの気筒群の各々の慣性同調時
の容積部及び共鳴同調時の連通部として兼用され、同様
の作用効果を奏することができる。
（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〜第３図は本発明の第１実施例を示す。
第１図及び第２図において、１は左右のバンクＢＬ、Ｂ
Ｒを有するＤＯＨＣ式Ｖ型１２気筒エンジンで、このエ
ンジン１は、断面路Ｖ字状のシリンダブロック２と、該
シリンダブロック２の上面に組み付けられた左右のシリ
ンダヘッド３Ｌ、３Ｒと、該シリンダヘッド３Ｌ、３Ｒ
の上面に組み付けられた２対のシリンダヘッドカバー４
Ｌ、４Ｒとを有する。上記左バンクＢＬ　　（図で左側
のもの）のシリンダブロック２には第１、第３、第５、
第７、第９及び第１１の奇数番号の６つの気筒Ｃ１゜Ｃ
３，Ｃｓ、Ｃｙ、Ｃ９，Ｃｎか、また右バンクＢＲ（図
で右側のもの）のシリンダブロック２には第２、第４、
第６、第８、第１０及び第１２の偶数番号の６つの気筒
Ｃ２ｒ　　Ｃ４ｒ　　Ｃ６＋　　ｃｓ　。
ＣＩＯＣ１２がそれぞれバンク長さ方向に直列に形成さ
れ、これら気筒Ｃ１〜ＣＩ２は例えば、第１気筒Ｃ１−
第１２気筒Ｃｌ２＝第９気筒Ｃ９→第４気筒Ｃ４−第５
気筒Ｃ５−第８気筒Ｃ８−第１１気筒Ｃ１１−第２気筒
Ｃ２−第３気筒Ｃ３−第１０気筒Ｃ１０−第７気筒Ｃ７
−第６気筒６ の順序で吸気行程が進行するようになっている。
そして、この実施例では、各バンクＢＬ、ＢＲの６つの
気筒Ｃ１〜ＣＩ２は吸気行程か互いに等間隔になるよう
に３つの気筒毎に前後２つの気筒群ＧＦ、ＧＲに分けら
れ、エンジン１の全体では気筒群は４つとされている。
上記各シリンダヘッド３Ｌ、３ＲのバンクＢＬ。
ＢＲ間側の側面には各気筒Ｃ１〜ＣＩ２に吸気バルブ５
を介して連通ずる吸気ボート６が開口され、この各吸気
ボート６にはそれぞれ独立吸気通路７の下流端か接続さ
れている。この各独立吸気通路７は上方に向かったのち
彎曲して対応するバンクＢＬ、ＢＲのシリンダヘッド３
Ｌ、３Ｒ上方に延び、上流端は上記気筒群ＧＦ、ＧＲ毎
にまとめられてそれぞれサージタンク８Ｌ、８Ｒ内の気
筒群ＣＦ、ＧＲ毎のボリューム室９Ｆ、９Ｒに接続され
ている。具体的には、各気筒群ＧＦ、ＧＲの３つの独立
吸気通路７，７．・・・のうち、その前後中央（内側）
の独立吸気通路７は、シリンダ列中央側（前側気筒群Ｇ
Ｆにあっては後端、後側気筒群ＧＲにあっては前端）の
独立吸気通路７と集合された後、サージタンク８Ｌ、８
Ｒに接続されている。また、シリンダ列端（前側気筒群
ＧＦにあっては前端、後側気筒群ＧＲにあっては後端）
に位置する独立吸気通路７は単独でサージタンク８Ｌ８
Ｒに接続されている。
そして、上記各サージタンク８Ｌ、８Ｒはシリンダ列と
平行に配置され、そのシリンダ列中央よりの上面には各
気筒群ＧＦ、ＧＲ毎の集合吸気通路１０．１０の下流端
が接続されている。この両集合吸気通路１０．１０は、
−旦前方に彎曲したのちバンクＢＬ、ＢＲ間側に向かっ
て次第に後方に彎曲し、バンクＢＬ、ＢＲ間上方で互い
に集合されている。この集合された集合吸気通路１０の
上流端は図外のスロットルボディに接続されている。ま
た、上記各バンクＢＬ、ＢＲの気筒群ＧＦ。
ＧＲ毎のボリューム室９Ｆ、９Ｒは互いに連通路１１で
連通しており、この連通路１１には媒介からなる開閉弁
１２が配設されており、この開閉弁１２を開閉制御する
ことで、共鳴効果での吸気圧力波の反転部を集合吸気通
路１０．１０の集合部分又は連通路１１に切り換えて、
共鳴同調回転数を可変とするようにしている。
上記独立吸気通路７，７．・・・の下方にはシリンダ列
と平行に延びる連通路１３が配設されている。
この連通路１３は、各気筒群ＧＦ、ＧＲ毎の３つの独立
吸気通路７，７．・・・にそれぞれ連通孔１３ａ、１３
ａ、・・・を介して連通し、上記各連通孔１３ａは吸気
ポート６から等長の位置に開口されており、連通路１３
により、各気筒群ＧＦ、ＧＲ毎の３つの独立吸気通路７
，７．・・・同士が吸気ポート６から等長となる位置で
互いに連通されている。
そして、上記連通路１３は両気筒群ＧＦ、ＧＲ間の独立
吸気通路７，７．・・・をも連通しており、その中央部
には断面積が他の部分よりも小さい小径部１３ｂが形成
されている。また、上記各連通孔１３ａを互いに同期し
て開閉する開閉弁１４，１４、・・・が配設されており
、この開閉弁１４．１４・・・の開閉制御により、慣性
効果での吸気圧力波の反転部をサージタンク８Ｌ、８Ｒ
内のボリューム室９Ｆ、９Ｒ又は連通路１３に切り換え
て慣性同調回転数を可変とするとともに、共鳴効果での
圧力波反転部を２つの連通路１１．１３の間で切り換え
るようにしている。
尚、図において、２１は排気弁２２によって開閉される
排気ポート、２３はインジェクタである。
次に、上記実施例の作用について説明する。
エンジン１の回転域に応じて気筒群ＣＦ、ＧＲ毎のサー
ジタンク８Ｌ、８Ｒ内の連通路１１における開閉弁１２
、及び連通路１３の各開閉弁１４が開閉制御される。す
なわち、エンジン１が低速回転域にあるとき、両開閉弁
１２．１４は共に閉弁される。このため、気筒群ＧＦ、
ＧＲ毎の集合吸気通路１０．１０の上流側集合部分が吸
気圧力波の反転部となって共鳴同調が生じ、第３図で実
線に示すようなトルク特性か得られる。エンジン１の中
速回転域では、上記サージタンク８Ｌ、８日間の開閉弁
１２のみが開弁され、連通路１３の各開閉弁１４は閉弁
保持される。このため、ボリューム室９Ｆ、９Ｒ間の連
通路１１が吸気圧力波の反転部となり、第３図で破線に
示すようなトルク特性か得られる。
そして、エンジン回転数が上昇して高回転域になると、
上記両方の開閉弁１２．１４が開弁される。上記連通路
１３は、各気筒群ＧＦ、ＧＲの独立吸気通路７，７．・
・同士を吸気ポート６から等長となる位置で連通してい
るので、慣性同調時において吸気の圧力波が反転する容
積部となり、このことによって慣性効果を得ることがで
きる。また、上記連通路１３は、２つの気筒群ＧＦ、Ｇ
Ｒ間の独立吸気通路７，７．・・・を連通しているので
、気筒群ＧＦ、ＧＲ間の気筒で生じた吸気の基本圧力波
と連通路１３で反転した反射圧力波との位相が一致して
、各気筒群ＧＦ、ＧＲの独立吸気通路７．７．・・・内
で吸気の共鳴が生じ、このことにより共鳴効果を得るこ
とができる。この共鳴効果により、上記ボリューム室９
Ｆ、９Ｒ間の連通路１１による共鳴効果が抑制され、上
記慣性効果が増大し、よって第３図で一点鎖線に示すよ
うなトルク特性が得られる。
（他の実施例） 第４図及び第５図は第２実施例を示しく尚、以下の各実
施例では、第１図及び第２図と同じ部分については同し
符号を付してその詳細な説明は省略する）、ボリューム
室を変えたものである。
この実施例では、気筒群ＧＦ、ＧＲ毎の独立吸気通路７
，７．・・・の上流端は、上記実施例の如くサージタン
ク８Ｌ、８Ｒ内のボリューム室９Ｆ。
９Ｒではなくて気筒群ＧＦ、ＧＲ毎のボリューム室とし
ての集合部１５Ｆ　、　　１５Ｒに集合されており、こ
の集合部１５Ｆ　、　　１５Ｒは集合吸気通路１０．１
０に接続されており、その他は上記実施例と同様に構成
されている。従って、この実施例でも第１実施例と同様
の作用効果を奏することができる。
第６図及び第７図は第３実施例を示し、気筒群ＧＦ、Ｇ
Ｒ間の独立吸気通路７，７．・・・を連通する連通路１
３の長さを変更したものである。
すなわち、この実施例では、第２実施例と同様に、気筒
群ＧＦ、ＧＲの独立吸気通路７，７．・は集合部１５Ｆ
、１５Ｒを介して集合吸気通路１０．１０に接続されて
いる。そして、各バンクＢＬ、ＢＲの気筒群ＧＦ、ＧＲ
間の独立吸気通路７７、・・・を連通する連通路１３は
上記集合部１５Ｆ。
１５Ｒの下側を平行に前後方向に延びたのち独立吸気通
路７．７．・・・に沿うように分岐され、その分岐部の
端部は独立吸気通路７において吸気ポート６から等長と
なる位置に、開閉弁１４で開閉される連通孔１３ａを介
して接続されている。
したがって、この実施例では、連通路１３の通路長が長
くなり、上記第１実施例の如く連通路１３の中間部の断
面積を小さくするのと同様の効果が得られ、連通路１３
を共鳴効果での圧力波の反転部とできる。
さらに、第８図〜第１０図は第４実施例を示し、連通手
段としてロータリバルブを使用している。
すなわち、この実施例では、上記第２実施例の構成にお
いて、各バンクＢＬ、ＢＲの気筒群ＧＦ。
ＧＲ間の独立吸気通路７，７．・・・の下側には連通手
段としてのロータリバルブ１６が配設されている。この
ロータリバルブ１６は、独立吸気通路７の吸気管７ａに
一体に形成されかつ各バンクＢＬ。
ＢＲにおける前後端の独立吸気通路７，７の位置までシ
リンダ列と平行に延びる円筒形状のケーシング１７を有
し、このケーシング１７内は上記各独立吸気通路７に対
し吸気ポート６から等長の位置に開口する連通孔１３ａ
を介して連通している。
また、第１０図に示すように、ケーシング１７内には支
持軸１８によって支持された密閉円筒状の弁体１９か回
転可能に嵌挿され、この弁体１９の外周壁には弁体１９
の内外を連通する複数の弁孔２０、２０．・・・が開口
され、この弁孔２０．２０゜・・・１ま弁体１９の回転
軸心と平行にかつ上記各連通孔１３ａと対応する位置に
配置されており、弁体１９の回転により各弁孔２０を対
応する連通孔１３ａに同時に合致させることで、各気筒
群ＧＥＧＲの３つの独立吸気通路７．７．・・・同士及
び気筒群ＣＦ、ＧＲ間の独立吸気通路７．７．・・・を
同時に連通するようになっている。
したがって、この実施例の場合、ロータリバルブ１６の
弁体１９が支持軸１８回りに回動して、その各弁孔２０
がケーシング１７の連通孔１３ａに合致したとき、ロー
タリバルブ１６は開弁状態となり、各気筒群ＧＦ、ＧＲ
の独立吸気通路７７、・・・同士及び気筒群ＧＦ、ＧＲ
間の独立吸気通路７，７．・・・は連通孔１３ａ、弁体
１９の弁孔２０及び弁体１９内を介して互いに連通する
。よって、上記各実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。
尚、上記実施例は、Ｖ型１２気筒エンジン１に適用した
例であるが、本発明は、この他、直列型の４気筒や８気
筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジン等のエンジンにも適用
することができる。
（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）及び（２）に係る発
明によれば、複数の気筒を吸気行程が異なる気筒毎に分
け、各気筒群の気筒を独立吸気通路を介して気筒群毎の
ボリューム室に接続するとともに、上記各気筒群の独立
吸気通路に、吸気ポートから等長となる位置で、各気筒
群の独立吸気通路同士を連通しかつ気筒群間の独立吸気
通路を連通ずる連通手段を設けたことにより、連通手段
を各気筒群の慣性同調時の容積部のみならず、その慣性
同調時の出力トルク低下効果を招く共鳴同調を可変とす
る連通部として兼用でき、よって良好な慣性効果を得る
ことかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
エンジン及び吸気系の平面図、第２図は同縦断面図、第
３図はエンジン回転数に応じて開閉弁を開閉制御したと
きの出力トルクの変化を示す特性図である。第４図は第
２実施例における第１図相当図、第５図は同第２図相当
図である。第６図は第３実施例における第１図相当図、
第７図は同第２図相当図である。第８図〜第１０図は第
４実施例を示し、第８図は第１図相当図、第９図は第２
図相当図、第１０図はロータリバルブの弁体の斜視図で
ある。 １・・・エンジン ＢＬ、ＢＲ・・・バンク Ｃ１〜（？１２・・・気筒 ７・・・独立吸気通路 ８Ｌ、８Ｒ・・・サージタンク ９ｐ、９Ｒ・・・ボリューム室 １０・・・集合吸気通路 １３・・・連通路（連通手段） １３ｂ・・・小径部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）各々の吸気行程が互いに等間隔になるように複数
    の気筒群に分けられた複数の気筒を有する多気筒エンジ
    ンにおいて、 上記各気筒群の気筒にそれぞれ連通する独立吸気通路が
    気筒群毎のボリューム室に接続されており、上記各気筒
    群の独立吸気通路同士を吸気ポートから等長となる位置
    で連通すると同時に、気筒群間の独立吸気通路を連通す
    る連通手段が設けられていることを特徴とする多気筒エ
    ンジンの吸気装置。
  2. （２）対向する１対のバンクにそれぞれ６つの気筒が設
    けられたＶ型１２気筒エンジンにおいて、上記各バンク
    の６つの気筒は吸気行程が互いに等間隔になるように２
    つの気筒群に分けられ、上記各気筒群の３つの気筒に連
    通する独立吸気通路はそれぞれ気筒群毎のボリューム室
    に接続されており、上記各気筒群の独立吸気通路同士を
    吸気ポートから等長となる位置で連通すると同時に、気
    筒群間の独立吸気通路を連通する連通手段が設けられて
    いることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
JP2091373A 1990-03-30 1990-03-30 多気筒エンジンの吸気装置 Pending JPH03286129A (ja)

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