JPH04353264A - 多気筒独立スロットル内燃機関のバイパス通路構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各気筒の吸気通路に夫
々スロットル弁を有する、多気筒独立スロットル内燃機
関に関し、例えば機関のアイドル時、各スロットル弁を
迂回して各気筒にバイパス空気を分配供給して安定した
アイドル運転を達成する、所謂アイドルスピードコント
ロールシステム（ＩＳＣシステム）に使用され得るバイ
パス通路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】多気筒独立スロットル内燃機関において
、スロットル弁より吸気上流側より吸気の一部を取り込
み、スロットル弁を迂回して吸気下流側の各吸気通路に
供給するバイパスシステムは、例えば実開昭６１−１２
３８５０号公報等に低温始動性向上装置として示されて
いる。

【０００３】この装置において適用されているバイパス
システムは、各気筒毎に設けられた吸気管に対してほぼ
垂直に延びる連通管や、この連通管にスロットル弁上流
からのバイパス空気を導く導入管等によって構成され、
所謂パイプ構造となっているために、システム全体のボ
リュームが大きくなり、近年のエンジンフードが低い車
両などに設置する場合などは、そのボリュームによって
搭載性が良くないという問題がある。

【０００４】そこでこのバイパスシステムの搭載性を改
善するためには、パイプの使用を止め、例えばダイキャ
ストで上記連通管と導入管の機能を一体的に構成するこ
とが考えられるが、この場合その形状は図６に示すよう
に、各吸気ポート３１にバイパス空気を分配する連通路
３２に対して、バイパス空気を導入する空気通路３３を
連通路３２と平行に延設して、システム全体のボリュー
ムが増大しないように配慮され、又重量軽減という点か
らも連通路３２と空気通路３３との隔壁３４を出来るだ
け薄く設計される。

【０００５】尚、この場合、連通路３２の長手方向ほぼ
中央に対応する隔壁３４部分には、空気通路３３内のバ
イパス空気流を連通路３２に流入させるための連通穴３
５が形成され、更にこの連通穴３５に近接して空気通路
３３側には、通路内を側方に流動してきたバイパス空気
を連通穴３５方向に偏向させる壁３６が設けられること
になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したようなバイパス通路構造の場合、連通路３２に流
れ込むバイパス空気の流れ方向は実際には、図６の実線
矢印で示したように、上記壁３６に衝突した後、直角に
向きを変え下方に流れるものと、比較的隔壁３４近傍に
沿って流動し、そのまま連通路３２内に比較的ストレー
トに流入するものが殆どであって、点線矢印で示したよ
うな反対方向への空気流はあまり発生しない。

【０００７】この結果、図６で左側に配置された吸気ポ
ートへの空気流は右側の吸気ポートのそれよりも弱くな
り、総じて各気筒への吸気流に遍りが発生して（吸気バ
ラツキ）、気筒間の空燃比の差が増加して燃焼変動によ
りアイドル運転が不安定になる。

【０００８】又、上述した吸気バラツキを抑制するため
に、例えば図７に示したように壁４６が連通穴４５より
離反するように空気通路４３を形成し、以て従来のサー
ジタンクのように空気流れを無くすようにする通路部分
４３′を設けて、主な空気流れを滞留させ、各気筒の吸
気脈動により均一に吸入させようとするバイパス通路構
造も考えられる。

【０００９】しかしながら、この場合においても依然と
して実線矢印に示すような空気流れは存在するため、同
様に吸気バラツキは解消されず、又仮に完全に吸気流れ
を無くすことが可能であっても、吸気の応答性という観
点からは、特に本願のような独立吸気内燃機関の場合好
ましくない。

【００１０】本発明は上述した車両搭載性を考慮して形
成されるバイパス通路構造にあって、吸気流れの慣性を
無くさせることなく、各気筒（又は各吸気ポート）に均
等に応答性良くバイパス空気を流入させることが可能な
バイパス通路構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、多気筒独立スロットル内燃機関に設けられたスロット
ル弁を迂回して各気筒にバイパス空気を分配供給するバ
イパス通路構造であって、本発明によれば、図１にその
構造概念を示すように、各気筒に連通する各吸気ポート
の側方を各吸気ポートと交差する方向に延び、図示しな
い端部においてバイパス空気を取り出す通路に連通する
第１室と、該第１室よりも各吸気ポートに近接して配置
され、かつ各吸気ポート側方を吸気ポート交差方向に延
び各気筒に対応するスロットル弁下流の各吸気通路に連
通する第２室と、第１室と第２室との間に配置され第２
室の吸気ポート交差方向の少なくともほぼ中央に第１室
と第２室を連通せしめる穴を備えた仕切り手段とを有し
、更に第１室は、上記穴位置より第１室内バイパス空気
流れ方向下流側の通路の断面積を、上記穴位置よりバイ
パス空気流れ方向上流側の通路の断面積より小さくする
略鉛直の壁を上記穴に近接して有することを特徴とする
バイパス通路構造が提供される。

【００１２】

【作用】図１の実線矢印に示すように第１室のバイパス
空気流は、壁によって直角に偏向される流れ（矢印ａ）
と、そのまま第２室内に流入する流れ（矢印ｂ）に分割
されるが、本発明では、この他、穴よりバイパス空気流
れ方向下流側の通路内に流入した後、方向を逆転させる
反射脈動が発生するため、穴近傍では壁により偏向され
た流れがこの脈動の作用を受け、ちょうど第２室内に直
接流入する流れｂとは逆の方向に向きを変えることとな
り（矢印ａ′）、この穴を中心として左右にバイパス空
気が分割される。この結果、第２室から各吸気ポートに
均等にバイパス空気が流入することになる。

【００１３】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。 図２は本発明によるバイパス通路構造を備えたＩＳＣ（
アイドルスピードコントロール）装置を有する内燃機関
の概略構成を示し、図３はこのＩＳＣ装置においてバイ
パス通路構造を提供する通路アセンブリの分解斜視図を
示している。

【００１４】図２に関し、２１はエンジン本体、２２は
サージタンク２３より各気筒２４に吸気を導く吸気通路
（図では１本のみ示されている）、２５は各吸気通路２
２の内部に設けられるスロットル弁であり、ＩＳＣ装置
はアイドル運転時、この各吸気通路２２に設けられた複
数のスロットル弁２５をバイパスして、その吸気下流側
にバイパス空気を供給するものである。

【００１５】従って、サージタンク２３からはバイパス
空気を取り込む配管２６が、スロットル弁下流側の吸気
通路２２に延び、その途中にはコンピュータ（図示せず
）によって開閉されるアイドル回転制御弁（又は、ＩＳ
Ｃバルブ）２７と、取り込まれたバイパス空気を各吸気
通路２２に分配する通路アセンブリ１が設けられる。尚
、本実施例では、この通路アセンブリ１にはこのバイパ
ス空気の他、エアコン機構やパワーステアリング機構か
らもその作動時空気が供給されるようになっており、更
にキャニスタ２８からの燃料蒸気（エバポガス）も供給
される構造となっている。

【００１６】図３に示すように、本発明の特徴となるバ
イパス通路構造を提供する通路アセンブリ１は、例えば
アルミダイカストで一体的に形成される上室部材２と、
同様にダイカストで一体的に形成されかつエンジンへの
組み付け時、例えば吸気マニホールド上に位置すること
になる下室部材３とを有しており、双方の部材共、エン
ジン装着時においては各吸気ポートＰの延びる方向（本
実施例では図３に対し垂直方向）に対して交差するよう
に細長く形成され、その内部は空洞化される。

【００１７】又、この上室部材２の端部には、各吸気通
路２２（図２）に設けられたスロットル弁２５よりも吸
気上流側の吸気通路（例えば、サージタンク２３）より
取り込まれるバイパス空気が流入する円筒状の小さなサ
ージタンク部分４を備えており、本実施例によれば、こ
のサージタンク部分４には上記バイパス空気を導くバイ
パス空気管５の他、エアコンやパワーステアリングを駆
動するようなアイドル負荷増の時、サージタンク部分４
に供給される空気量を増加させ、アイドル回転数の低下
を防ぐ第２、第３の空気供給管６及び７が夫々接続され
る。

【００１８】加えて本実施例によれば、このサージタン
ク部分４には蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタ２８
（図２）からのパージ通路８が接続されており、上記バ
イパス空気にキャニスタ２８からの蒸発燃料が供給され
るようになっている。

【００１９】組み付け時、上述した上室部材２と下室部
材３との間には、下室部材３の横断面と同一断面を有す
る仕切り部材としてのメタルガスケット９が装着される
。このメタルガスケット９は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿
う図４に示すように、上室部材２と下室部材３とによっ
て画成される内部空間を、このメタルガスケット９を境
として上方の第１室１０と下方の第２室１１に分割する
ものであって、少なくともその長辺方向（即ち、上述し
た吸気ポート交差方向）のほぼ中間には、第１室１０と
第２室１１とを連通する連通穴１２が形成される。

【００２０】又、このメタルガスケット９と共に第２室
１１を画成する下室部材３の底部には、そのエンジンの
吸気ポート数（又は、吸気通路数）に対応して各吸気通
路２２（図２）にバイパス空気を導く連通路１３が形成
されており（図示実施例では４つの連通路）、各連通路
１３は吸気マニホールド１４に形成された通路１４ａに
接続される。

【００２１】図３及び図４から明らかなように、本実施
例では上室部材２はその長辺方向中間において段付きを
有して形成される。この段付きは、メタルガスケット９
に形成された連通穴１２に近接してメタルガスケットに
対し鉛直方向に延びる環状壁部分２ａより構成されてお
り、この壁部分２ａよりバイパス空気上流側（図で左側
）の第１室部分１０ａの通路断面積は、この壁部分２ａ
よりもバイパス空気下流側（図で右側）の第１室部分１
０ｂの通路断面積よりも大きくなる。

【００２２】しかして、上室部材２を以上のように形成
すると、図４中、矢印で示したように、第１室部分１０
ａ内を連通穴１２に向かって側方に流動するバイパス空
気流は、その一部が上記壁部分２ａによって第２室１１
の方向に直角に偏向され、また一部は連通穴１２を通り
抜け、そのまま第２室１１の右側（図では１番気筒吸気
ポートと２番気筒吸気ポートの連通路のある方向）に向
かう流れとなる。

【００２３】そして、本実施例ではこれに加えて、連通
穴１２よりバイパス空気下流側の第１室部分１０ｂにも
バイパス空気の一部が流入し、この流れは１番気筒側の
上室部材側壁で流動方向を逆転し、所謂、第１室部分１
０ｂ内では反射脈動が発生する。この結果、連通穴１２
の近傍では壁部分２ａにより略直角に偏向された流れが
この脈動の作用を受け、第２室１１の右側に直接流入す
る上記流れとは逆の方向（即ち、図では３番気筒吸気ポ
ートと４番気筒吸気ポートの連通路のある方向）に偏向
されることとなる。この結果、第１室１０内を流れてき
たバイパス空気はこの連通穴１２を中心として左右にバ
イパス空気が分割され、各連通路１３にほぼ均等にバイ
パス空気が流入することになる。

【００２４】即ち、上述したメタルガスケット９の連通
穴１２は、単に第１室１０に供給されたバイパス空気を
第２室１１に供給するために設けられるものではなく、
その形成位置によって各吸気ポートに分配される空気量
を出来るだけ均等にすような意図を以て設けられるもの
である。

【００２５】尚、上記連通穴の変形例としては、例えば
図５に示すように、連通穴１２の他に１番気筒吸気ポー
トと２番気筒吸気ポートの各連通路１３間、及び３番気
筒吸気ポートと４番気筒吸気ポートの各連通路１３間の
メタルガスケット部位に、連通穴１２の穴径よりも小さ
い穴径の連通穴１５及び１６を形成し、これら気筒間の
分配されるバイパス空気量の均一性を更に高めるように
しても良い。 又、上述した連通穴１２以外のメタルガスケットに設け
られる連通穴の位置、個数、形状、大きさに関しては、
図５実施例に限定されるものではなく、実際のエンジン
性能に応じて自由に選択適合され得るものである。

【００２６】ところで、上述した上室部材２の形成にあ
たっては、連通穴１２よりバイパス空気下流側に延びる
第１室部分１０ｂの通路長さは、連通穴１２より各気筒
の吸気バルブまでの通路長さより短くなるように形成さ
れることが好ましい。

【００２７】これは以上のように形成すると、第１室部
分１０ｂで発生する反射波による脈動周波数は各気筒に
おける吸気脈動の周波数よりも大きくなるため、各気筒
の吸気行程中には必ず上記反射波により吸気流れの均等
調整効果が得られることに起因するものである。

【００２８】以上本発明の実施例を、４気筒内燃機関に
設けられるＩＳＣ装置に例をとり、説明したが、当然な
がら本発明はこの気筒数に限定されるものではない。 又、本実施例では上述したバイパス空気分配の均一性向
上に加え、第１室１０のバイパス空気上流側にサージタ
ンク部分４を設けるため、各種制御弁（エアコン用負圧
制御弁、パワーステアリング用負圧制御弁、アイドル回
転制御弁）を介して供給される空気の吸気脈動の影響を
低減することができる。

【００２９】又、更に本実施例では、このサージタンク
部分４にキャニスタからのパージ通路を接続するため、
パージエアはこのサージタンク部分４内で各空気と充分
混合された後、各気筒に導入されるため各気筒間でのパ
ージエア濃度のバラツキが低減されるという利点も有す
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればス
ペースを大きくとることなく、各気筒に均等に応答性良
くバイパス空気を流入させることができるため、気筒間
空燃比差が無くなり、燃焼変動やアイドル不安定を解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバイパス通路構造のクレーム概念図で
ある。

【図２】本発明によるバイパス通路構造を提供するＩＳ
Ｃ装置を装備したエンジンの概略図である。

【図３】本実施例によるバイパス通路構造を提供する通
路アセンブリの分解斜視図である。

【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った通路アセンブリ断
面図である。

【図５】図３の実施例とは異なる仕切り手段を示すメタ
ルガスケット外観図である。

【図６】エンジン搭載性を考慮し、連通管に対し側方よ
りバイパス空気を導く従来のバイパス通路構造に基づい
て考えられる概念図である。

【図７】各気筒への吸気バラツキを低減するため、連通
管流入前に吸気流れを無くそうとした従来のバイパス通
路構造に基づいて考えられる概念図である。

【符号の説明】

１…通路アセンブリ ２ａ…略鉛直の壁 ９…メタルガスケット（仕切り手段） １０…第１室 １１…第２室 １２…連通穴 ２２…吸気通路 ２５…スロットル弁 Ｐ…吸気ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多気筒独立スロットル内燃機関に設け
   られたスロットル弁を迂回して各気筒にバイパス空気を
   分配供給するバイパス通路構造であって、各気筒に連通
   する各吸気ポート側方を各吸気ポートと交差する方向に
   延び、その端部においてバイパス空気を取り出す通路に
   連通する第１室と、該第１室よりも吸気ポートに近接し
   て配置され、かつ各吸気ポート側方を吸気ポート交差方
   向に延び各気筒に対応するスロットル弁下流の各吸気通
   路に連通する第２室と、第１室と第２室との間に配置さ
   れ第２室の吸気ポート交差方向の少なくともほぼ中央に
   第１室と第２室を連通せしめる穴を備えた仕切り手段と
   を有し、更に第１室は、上記穴位置より第１室内バイパ
   ス空気流れ方向下流側の通路断面積を、上記穴位置より
   バイパス空気流れ方向上流側の通路断面積より小さくす
   る略鉛直の壁を上記穴に近接して有することを特徴とす
   るバイパス通路構造。