JPH0353454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各気筒と吸気拡大室とを互いに独立
した吸気通路で接続した多気筒エンジンにおいて
吸気の動的効果（吸気慣性効果）により出力の向
上を図るようにした多気筒エンジン吸気装置の改
良に関するものである。

（従来の技術） 従来から、エンジンの吸気装置において、吸気
開始に伴つて生じる負圧波（負圧の圧力波）が吸
気通路上流側の大気または吸気拡大室への開口端
で反射され正圧波（正圧の圧力波）となつて吸気
ポート方向に戻されることを利用し、上記正圧波
が吸気弁の閉弁寸前に吸気ポートに達して吸気を
燃焼室に押し込むようにする、いわゆる吸気の慣
性効果によつて吸気の充填効率を高めるようにし
たものがある。このような技術を用いようとする
場合に、吸気通路の形状が一定であると、吸気通
路に生じる圧力波の振動周期と吸気弁の開閉周期
とがマツチングして吸気慣性効果が高められるの
は特定回転域に限られる。

このため、特開昭56−115819号公報にみられる
ように、エンジンの回転数に応じて吸気通路の長
さ等を変えるようにし、例えば、各気筒別の吸気
通路を上流部で２叉は分岐させて長い通路と短い
通路とを形成し、これらの通路の上流端を吸気拡
大室等に開口させるとともに、短い通路に開閉弁
を設けて、高回転域でこの開閉弁を開くことによ
り吸気通路の有効長を短縮するようにし（上記公
報の第６図参照）、こうして低回転域と高回転域
とでそれぞれ吸気の慣性効果を高めるようにした
吸気装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来の吸気装置によると、多気
筒エンジンの場合、各気筒毎に圧力波が生じてい
るにも拘らず、単に高回転域では各気筒別の吸気
通路の有効長を短縮すること等により各気筒とそ
れに対応する吸気通路の上流側開口端との間の圧
力伝播によつて吸気慣性効果を高めているにすぎ
ず、吸気の充填効率の向上に余地がある。すなわ
ち、他の気筒に生じる圧力波をも有効に利用する
ようにすれば、充填効率をより一層向上させ得る
ことが期待できる。

そこで、本発明はかかる点に着目してなされた
もので、各気筒別の吸気通路の有効長を変えるこ
とにより、低回転域と高回転域とでそれぞれ吸気
の慣性効果を高めるようにするとともに、特に高
出力が要求される高回転域では各気筒間でも互い
に他の気筒に生じる圧力波を有効に作用せしめ合
うことにより、高回転域での吸気充填効率をより
一層高めて出力の向上を図ることを目的とする。

さらに、本発明の目的は、上記のような機能を
果たす吸気系を得るに当つて、この吸気系の形状
構造をできるだけコンパクトかつ小型なものに
し、車載性の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、吸気拡大室と各気筒とを互いに独立した気筒
別の各独立吸気通路で接続した外気筒エンジンの
吸気装置を前提とする。この前提のもとで、上記
各独立吸気通路の途中から分岐して各独立吸気通
路を相互に連通する連通部と、この連通部による
各独立吸気通路相互間の連通をエンジンの運転状
態に応じて制御する制御手段とを設ける。そし
て、上記吸気拡大室と連通室とは、タンクを仕切
壁で仕切ることによつて該タンク内の仕切壁の一
方側を吸気拡大室、他方側を連通部として形成さ
れていて、該連通部は吸気拡大室に並設されてお
り、かつ上記連通部の容積は上記吸気拡大室の容
積よりも小さく設定されている。さらに、上記各
独立吸気通路は、上記吸気拡大室のエンジン本体
と反対側の側面に接続され、該吸気拡大室及び連
通部に沿つて湾曲したのち該連通部の反吸気拡大
室側に指向しており、この湾曲した各独立吸気通
路の上流側部分は、上記吸気拡大室及び連通部を
構成する構成壁の一部を通路形成壁として吸気拡
大室及び連通部と隣り合わせになるように上記タ
ンク内に区画形成されているものとする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジン回転
数が設定値未満の低回転域では、制御手段により
連通部による各独立吸気通路相互間の連通を遮断
しておくと、各気筒から伝播する負圧波が吸気拡
大室で正圧の圧力波に反転して反射されるので、
吸気慣性効果を得るための通路長が吸気拡大室か
ら各気筒までの比較的長いものとなり、このこと
により低回転域での吸気の慣性効果が高められ
る。

一方、エンジン回転数が設定値以上の高回転域
では、制御手段により各独立吸気通路相互間を連
通部を介して連通させると、各独立吸気通路途中
の上記連通部において各気筒から伝播する負圧波
が正圧の圧力波に反転して反射されることになつ
て、吸気慣性効果を得るための吸気通路の有効長
が短くなる。しかも、他の気筒からの圧力波が上
記気拡大室よりも容積の小さい連通部によりさほ
ど減衰することなく有効に伝播することになり、
これらの圧力波の相乗作用によつて高回転域での
充填効率が大幅に高められることになる。

また、その場合、各独立吸気通路の通路長を同
一にすべくエンジン長手方向に平行に配置される
吸気拡大室に対してそれよりも容積の小さい上記
連通部がタンクを仕切壁で仕切ることによつて該
吸気拡大室と一体に並設され、かつ各独立吸気通
路の上流側部分が上記吸気拡大室及び連通部の構
成壁の一部を通路形成壁としてこれらと隣り合わ
せに形成されて、１つのタンク内に吸気拡大室と
連通部と各独立吸気通路の上流側部分とが隣接し
て一体に形成されているので、各気筒から各独立
吸気通路途中の連通部分岐箇所までの通路長を同
一にして上記作用を有効に確保しながら、小型で
コンパクトな吸気系を形成することが可能とな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図〜第５図は本発明を４気筒４サイクルエ
ンジンの適用した場合の第１実施例を示し、第１
図はその概略構造、第２図〜第５図は具体的構造
を示している。図示のエンジンにおいて、シリン
ダブロツク２およびシリンダヘツド３等からなる
エンジン本体１にはその長手方向に第１〜第４気
筒４ａ〜４ｄが直列状に形成されている。この各
気筒４ａ〜４ｄにはそれぞれピストン５の上方に
燃焼室６が形成され、この燃焼室６に吸気ポート
７および排気ポート８が開口し、これらのポート
７，８にそれぞれ吸気弁９および排気弁１０が装
備されている。また、上記燃焼室６には点火プラ
グ１１が装備されている。

上記各気筒４ａ〜４ｄの各吸気ポート７には、
互いに独立した気筒別の独立吸気通路１２〜１５
の下流端が連通し、これらの独立吸気通路１２〜
１５の上流端はエンジン長手方向（クランクシヤ
フト方向）と平行に延びる吸気拡大室１６に接続
されている。また、このことにより、各独立吸気
通路１２〜１５の通路長はほぼ同一長さに設定さ
れている。上記吸気拡大室１６には吸気導入管１
７を介して外気が導入され、この吸気導入管１７
には吸気空気量を制御するスロツトル弁１８が配
設されている。また、上記各独立吸気通路１２〜
１５の下流端近傍部には、燃料通路１９に接続さ
れた燃料噴射弁２０が配設されている。

上記各独立吸気通路１２〜１５の途中箇所に
は、吸気拡大室１６（つまりエンジン長手方向）
に平行に延び、これらの独立吸気通路１２〜１５
から分岐する分岐孔２１を介してこれらの独立吸
気通路１２〜１５を相互に連通する連通部２２が
接続されている。また、このことにより、上記各
独立吸気通路１２〜１５の連通部分岐箇所から各
気筒４ａ〜４ｄまでの通路長はほぼ同一長さに設
定されている。

上記各分岐孔２１にはそれぞれ分岐孔１８を開
閉する開閉弁２３が設けられている。この各開閉
弁２３は、連通部１９長手方向に延びるバルブシ
ヤフト２４に一体的に連動可能に固定されてい
て、図示していないが、エンジン回転数検出手段
等の出力を受ける制御回路によりアクチユエータ
を介して開閉制御され、上記連通部２２による各
独立吸気通路１２〜１５相互間の連通をエンジン
運転状態に応じて制御し、エンジン回転数が設定
値未満の低回転域では閉じられ、エンジン回転数
が設定値以上の高回転域では開かれるように制御
する制御手段２５を構成している。なお、このよ
うなエンジン回転数に応じた開閉弁２３の開閉作
動は、少なくとも出力が要求される高負荷時にお
いて行われるようにすればよく、低負荷時には開
閉弁２３が開状態または閉状態に保たれるように
してもよい。

そして、上記連通部２２と吸気拡大室１６とに
おける吸気系構造は、両者が共にエンジン長手方
向に平行に延びるように形成されていることか
ら、第２図〜第５図に詳示するように、吸気系に
介設したタンク２６を仕切壁２７で上下に分割す
ることにより、このタンク２６内に比較的大きな
容量の吸気拡大室１６と比較的小さな容量の連通
部２２とを区画形成している。つまり、連通部２
２は、吸気拡大室１６を構成する構成壁の一部
（仕切壁２７）によつて形成し吸気拡大室１６に
並設するようにしている。さらに、上記連通部２
２の下端に各独立吸気通路１２〜１５の分岐孔２
１を開口させるとともに、この分岐孔２１の形成
箇所よりも上流側の各独立吸気通路１２ａ〜１５
ａを湾曲させて、その上流端を吸気拡大室１６の
エンジン本体１と反対側の側辺部に開口させてい
る。

加えて、上記各独立吸気通路１２〜１５におけ
る上記吸気拡大室１６及び連通部２２に沿つて湾
曲したのち該連通部２２の反吸気拡大室側に指向
する上流側湾曲部分１２ａ〜１５ａは上記タンク
２６の周面に沿つて形成されていて、上記タンク
２６の吸気拡大室１６およびその外方に独立吸気
通路１２ａ〜１５ａを構成する部分２６ａが一体
成形されるとともに、タンク２６の連通部２２お
よびその外方の独立吸気通路１２ａ〜１５ａを構
成する部分２６ｂが一体成形され、これら２６
ａ，２６ｂが仕切壁２７を介して結合されている
とともに、これらに各独立吸気通路１２〜１５の
下流側部分１２ｂ〜１５ｂが接続されており、吸
気系をコンパクトに形成するようになされてい
る。

次に、上記実施例の作用について述べるに、制
御手段２５により各開閉弁２３が閉じて連通部２
２による各独立吸気通路１２〜１５相互間の連通
が遮断されている状態では、吸気行程で生じる負
圧波が吸気拡大室１６まで伝播されてここで反射
され、つまり比較的長い通路を通して上記負圧波
およびその反射波が伝播することにより、低回転
域においてこのような圧力波の振動周期が吸気弁
開閉周期にマツチングすることになり、低回転域
での吸気の慣性効果が高められて、吸気充填効率
が高められる。一方、制御手段２５により上記各
開閉弁２３が開かれて連通部２５により各独立吸
気通路１２〜１５相互間が連通している状態で
は、吸気行程で生じる負圧波が上記連通部２２で
反射されてこの負圧波および反射波の伝播に供さ
れる通路長さが短くなることにより、高回転域で
吸気慣性効果が高められるとともに、この運転域
では他の気筒から伝播される圧力波も比較的容積
の小さい連通部２５を介してさぼど減衰せずに有
効に作用することになり、高回転域での充填効率
が大幅に高められる。従つて、少なくとも高負荷
時に、上記低回転域と高回転域との吸気慣性効果
が得られる各回転数の中間回転数に相当する所定
回転数を境に、これより低回転側で開閉弁２３を
閉じ、これより高回転側で開閉弁２３を開くよう
にしておくことにより、全回転域で吸気充填効率
が高められて出力を向上させることができる。特
に、高回転域での吸気充填効率は、従来のように
単に吸気通路を短縮させて慣性効果を高めるよう
にした場合と比べても、気筒間の圧力伝播作用で
より一層高められることとなる。

なお、以上のような作用を有効に発揮させるに
適当な吸気拡大室１６および連通部２２の大きさ
としては、吸気拡大室１６は排気量の0.5倍以上
の容量とし、連通部２２は排気量の1.5倍以下の
容量としておくことが望ましい。さらに、上記連
通部２２は吸気拡大室１６よりも容量に小さく、
かつ連通部２２の断面積は各独立吸気通路１２〜
１５の断面積よりも大きくしておくことが望まし
い。

そして、この場合、上記連通部２２は、タンク
２６を仕切壁２７で上下に分割することにより吸
気拡大室１６に並設され、この吸気拡大室１６の
構成壁の一部（仕切壁２７）によつて形成されて
いるので、上述の如き作用効果を発揮する吸気系
をコンパクトに小型に形成することができ、その
車載性を向上させることができる。さらに、各独
立吸気通路１２〜１５の分岐孔２１よりも上流側
の湾曲部分１２ａ〜１５ａをタンク２６の周面に
沿つて形成し、かつタンク２６の吸気拡大室１６
およびその外方の独立吸気通路１２ａ〜１５ａを
構成する部分２６ａと、タンク２６の連通部２２
およびその外方の独立吸気通路１２ａ〜１５ａを
構成する部分２６ｂとをそれぞれ一体成形して仕
切壁２７を介して結合したことにより、上記吸気
系のコンパクト化を一層図ることができるととも
に、成形性や組付性の向上も併せ図ることができ
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば、第６図は本発明の第２実施例を示
し、吸気拡大室１６を構成するタンク２８の外壁
の一部を共用して連通部２２を構成したものであ
る。すなわち、本例では、吸気拡大室１６を構成
するタンク２８と連通部２２を構成するタンク２
９とが、連通部２２を吸気拡大室１６の構成壁の
一部によつて形成すべく両者の外壁の一部を共用
して上下に並設されている。さらに、独立吸気通
路１２〜１５の上流側湾曲部分１２ａ〜１５ａは
上記タンク２８および２９の周面に沿つて形成さ
れ、タンク２９の上下中間位置に分割面としてそ
れぞれ一体成形された上下部分が接合されて、吸
気系を構成したものである。本例においても上記
第１実施例と同様の作用効果を奏し得る。

さらに、本発明は以上の実施例の如く吸気拡大
室１６と連通部２２とを完全に仕切つたものに限
らず、電気拡大室１６と連通部２２とを例えば第
２図で仮想線で示す如く仕切壁２７に設けた連通
路３０で連通させて、低回転域でこの連通路３０
を介して連通する吸気拡大室１６と連通部２２と
の間で吸気圧力振動を起こすことにより吸気の充
填効率を一層高めるようにしたものに対しても適
用可能である。

さらに、本発明は以上の実施例の如く４気筒エ
ンジンに限らず、他の多気筒エンジン、例えば５
気筒エンジンや６気筒エンジンにも適用すること
ができる。そして、各気筒の吸気行程のいずれか
４気筒エンジンでは180°となるが、例えば６気筒
エンジンでは120°となるので、６気筒のエンジン
に適用する場合は上記連通部２２を短く形成して
おけば、高回転域で特定気筒に他の気筒から連通
部２２を通して伝播される圧力波と連通部２２か
らの反射波とをほぼ合致させることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、吸気拡
大室と各気筒との間の互いに独立した各独立吸気
通路をその途中で相互に連通する連通部を設け、
その連通部による連通をエンジン運転状態に応じ
て制御するようにしたので、低回転域および高回
転域でそれぞれ吸気の慣性効果を高めることがで
き、特に高回転域では上記連通部を通して気筒間
を伝播する圧力波によつて吸気充填効率をより一
層高めて、高回転時の出力を大幅に向上させるこ
とができる。しかも、タンクを仕切壁で仕切つて
吸気拡大室とそれよりも容積の小さい連通部とを
一体に並設し、かつ各独立吸気通路の上流側部分
を上記吸気拡大室及び連通部に沿つて一体に湾曲
形成して、１つのタンク内に吸気拡大室と連通部
と各独立吸気通路の上流側部分とを隣り合わせで
一体に形成したので、上記の効果を発揮する吸気
系を小型、コンパクトに形成することができ、車
載性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図〜第５
図は第１実施例を示し、第１図はその概略断面
図、第２図は具体的構造を示す断面図、第３図は
同一部破断した斜視図、第４図および第５図はそ
れぞれ第２図の−線および−線における
断面図である。第６図は第２実施例を示す第２図
相当図である。 １……エンジン本体、４ａ〜４ｄ……気筒、１
２〜１５……独立吸気通路、１２ａ〜１５ａ……
上流側湾曲部分、１６……吸気拡大室、２２……
連通部、２３……開閉弁、２５……制御手段、２
６……タンク、２７……仕切壁、２８，２９……
タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気拡大室と各気筒とを互いに独立した気筒
   別の各独立吸気通路で接続した外気筒エンジンの
   吸気装置において、 上記各独立吸気通路の途中から分岐して各独立
   吸気通路を相互に連通する連通部と、この連通部
   による各独立吸気通路相互間の連通をエンジンの
   運転状態に応じて制御する制御手段とを設け、 上記吸気拡大室と連通室とは、タンクを仕切壁
   で仕切ることによつて該タンクの仕切壁の一方側
   を吸気拡大室、他方側を連通部として形成されて
   いて、該連通部は吸気拡大室に並設されており、
   かつ上記連通部の容積は上記吸気拡大室の容積よ
   りも小さく設定されており、 上記各独立吸気通路は、上記吸気拡大室のエン
   ジン本体と反対側の側面に接続され、該吸気拡大
   室及び連通部に沿つて湾曲したのち該連通部の反
   吸気拡大室側に指向しており、この湾曲した各独
   立吸気通路の上流側部分は、上記吸気拡大室及び
   連通部を構成する構成壁の一部を通路形成壁とし
   て吸気拡大室及び連通部と隣り合わせになるよう
   に上記タンク内に区画形成されていることを特徴
   とする多気筒エンジンの吸気装置。