JPH0435607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｖ型多気筒内燃機関の吸気路装置に
関する。

（従来の技術） 多気筒内燃機関の吸気効率を改善するために、
慣性過給を利用することはよく知られており、例
えば実公昭46−21123号公報、実開昭58−129063
号公報や特開昭56−115818号公報にも開示されて
いる。

このうち特開昭56−115818号公報に開示された
ものは、第９図に示すように構成されている。

機関本体１は第１気筒〓１〜第６気筒〓６を備
える６気筒エンジンで、各気筒の燃焼室に連通す
る分岐吸気路２ａ〜２ｆは、それぞれ等しい通路
長をもつてその上流の吸気容積部３，４と連通す
る。

容積部３，４は第１気筒〓１〜第３気筒〓３ま
での気筒グループと、第４気筒〓４〜第６気筒〓
６までの気筒グループとに対応して独立的に形成
されるが、両容積部３と４の間に介装した切換弁
５が開くと相互に連通状態となるようになつてい
る。ここで第１気筒〓１から第３気筒〓は点火順
序が互いに連続せず、同様に第４気筒〓４〜第６
気筒〓６も点火順序が連続することはない。

前記容積部３，４の上流は所定の長さの吸気路
６，７を介してサージタンク８に接続される。

機関の回転数が所定値以下の低速領域では切換
弁５を閉じておくことにより、互に独立した吸気
系の固有振動数が機関の低速域での吸気圧力脈動
に共鳴し、また回転数が所定値以上の高速域で切
換弁５を開くと、相互の容積部３と４が連通して
吸気系の固有振動数が変わり、機関の高速域の吸
気圧力脈動に共鳴するようになり、このようにし
て機関の全速度領域にわたり良好な慣性過給効果
を得られるようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの装置にあつては、切換弁５が
開いたときに２つの容積部３，４が完全に一体化
して有効容積が大きくなるため、分岐吸気路２ａ
〜２ｆと容積部３または４とから形成される吸気
系の共鳴周波数が高くなりすぎ、機関の高速回転
域（5000〜6000rpm）での共鳴効果が得られず、
さらに高回転側に共鳴域が移動するので、自動車
内燃機関としては実用効果が少ない。また連通し
たときの容積部が長くなるため、切換弁５の近傍
の分岐吸気路２ｃ，２ｄと外側の分岐吸気路２
ａ，２ｆとでは、容積部の有効容積が大きくなつ
たことによる影響の度合が異なつたものとなり、
機関の高速域での吸気充填効率に気筒間でばらつ
きを生じ、機関の出力増加の度合がそれほど向上
しないという現象が見られた。

本発明はこのような従来の問題点を解消すると
共に、Ｖ型内燃機関の構造に着目して、コンパク
トで整備性のよい吸気路装置を提供することを目
的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、Ｖ型多気筒内燃機関の各バンクの
気筒同志を組合せて２つの気筒グループを構成
し、これらの気筒グループに対応して独立した吸
気容積部を互いに隣接してかつ各バンクの位置に
対応するように出力軸方向にずらして配置する。
また各気筒の燃焼室と連通する分岐吸気路を前記
各バンクに対応した容積部と連通すると共に、下
向きに開口するように形成した連通路を介して各
容積部を相互に接続し、この連通路の途中でかつ
前記一方の容積部の端部と他方の容積部の端部と
で形成された空間に、機関の運転状態に応じて開
閉する切換弁を介装する。

（作用） 途中に切換弁を介装した連通路を容積部に接続
したことにより、容積部に対して適度な長さ及び
断面積の連通路が形成され、これにより各気筒グ
ループの中央部気筒の分岐吸気通路の付近にて各
容積部の連通を行うことが可能となり、この結果
として切換弁を開くことにより気筒間のアンバラ
ンスが解消されると共に高速域での吸気充填率が
高められる。

また、連通路は容積部に対して下向きに開口し
ているので、連通路内部で結露等により発生した
水分は容積部へと滴下してしまい、連通路内に留
まるようなことがない。したがつて、寒冷時の氷
結によつて切換弁が作動不良を起こすような不具
合を起こさない。

さらに、Ｖ型内燃機関の各バンクが互いに出力
軸方向にずれていることに由来して各容積部の端
部間に生じる空間に切換弁が設けられているの
で、空間利用が合理化されて吸気系がコンパクト
にまとまり、かつ切換弁等の整備性が向上する。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図〜第５図に基づい
て説明する。

第１図は本発明を模式的にあらわすもので、吸
気容積部３と４は適度な長さと断面積をもつ連通
路１０を介して相互に連通する。連通路１０は前
記容積部３，４に対して、それぞれ気筒列方向の
ほぼ中央部に開口接続する。

そして連通路１０の中央に位置して切換弁５が
介装され、機関の低速域ではこの連通路１０を閉
じているが、高速域で連通路１０を開くようにな
つている。

各容積部３，４に対しては各気筒の分岐吸気路
２ａ〜２ｆが、等しい通路長をもつて連通し、ま
た上流のサージタンク８には各容積部３，４から
互いに等しい吸気路６，７が接続する。

なお、サージタンク８には図示しないエアクリ
ーナから浄化された空気が流入する。

第２図から第５図に具体的な構成を示すと、こ
の場合機関本体１はＶ型６気筒エンジンであつ
て、Ｖ型に傾斜した各バンクには第１気筒〜第３
気筒と、第４気筒〜第６気筒が配置される。

両バンクの中央に位置するコレクタハウジング
１１の内部に２つの容積部３と４が配置され、両
容積部３と４は気筒列方向に延びる隔壁１２を介
して互いに仕切られている。

各気筒の分岐吸気路２ａ〜２ｆはコレクタハウ
ジング１１の下面に接続し、また長手方向の両端
に容積部３，４と連通する吸気路６，７が接続し
ている。そしてコレクタハウジング１１の上面に
位置して一体的に連通路１０が形成されており、
この連通路１０は気筒列方向に容積部３，４と平
行に延びる仕切壁１３で途中まで区画された後Ｕ
ターンして、両端の開口部１４，１５を介して容
積部３と４の中央部に下向きに開口するように接
続する。

連通路１０のＵターン部１６はコレクタハウジ
ング１１の端部から上方に張り出した形で形成さ
れ、この部分に前記切換弁５が取付けられる。

切換弁５は第５図にも示すように、アクチユエ
ータ１７の駆動軸１８に弁板１９が結合され、ア
クチユエータ１７の回転により連通路１０を開閉
するようになつている。

この場合アクチユエータ１７はコレクタハウジ
ング１１に連通路１０の下面からボルト２０など
により取付けられる。

なお、図中２１は各分岐吸気路２ａ〜２ｆに取
付た燃料噴射弁、２２は吸気紋弁、２３は吸入空
気量センサ、２４はエアクリーナをそれぞれ示
す。

ところで、前記容積部３と４の容積は、６気筒
エンジンの総排気量を3000ccとすると、1.5と
1.8に設定して合計容量をエンジン排気量とほ
ぼ一致させてある。

またサージタンク８の容量も３として、これ
により容積部３，４からの圧力波の開放端として
作用させる。

そして連通路１０の長さについては後述するよ
うに実験によれば100ｍ〜430mmで、結局、容積部
３，４の長さ（換言すると各バンクの３気筒分の
幅）の略1/3〜1.5倍程度相当で、その断面積は直
径φで40mm〜60mmに相当する程度に設定すること
が好ましい。

以上のように構成され、次に作用について説明
すると、機関の回転数が所定値以下のときは切換
弁５が閉じていて、各気筒グループは互いに独立
した吸気系をもち、各分岐吸気路２ａ〜２ｃ，２
ｄ〜２ｆと、容積部３，４と、吸気路６，７によ
りサージタンク８を圧力開放端として、機関低回
転での比較的波長の長い吸気圧力脈動に共鳴し、
低速域で良好な慣性過給効果がえられる。

回転数が所定値を越えて上昇すると切換弁５が
開き、２つの容積部３と４を連通路１０を介して
互いに連通状態に保つ。これにより圧力開放端ま
での吸気系の距離が分岐吸気路２ａ〜２ｂのみと
なり、高回転での比較的波長の短い吸気圧力脈動
に共鳴して、高速域で高い慣性過給効果がえられ
る。

この場合、連通路１０は適度な長さと断面積を
もつため、切換弁５を開弁したときに容積部３と
４はある程度独立性を保ち、従来のように２つの
容積部が完全に一体化して共鳴周波数が必要以上
に高回転域に移動することがなく、また連通路１
０の両端開口部１４，１５は各容積部３と４のほ
ぼ中央に開口しているので、各気筒に対する連通
に伴う影響の度合がほぼ一定となり、吸気充填効
率の気筒間のばらつきが解消され、これらが相ま
つて高速域での出力の向上がはかれる。

第６図は本発明による機関の出力特性を表すも
ので、機関の回転数が所定値以下で切換弁５を閉
じていることにより、軸トルクの向上がみられ、
また所定値以上で切換弁５を開くと開かない場合
に比較して軸トルクがアツプするが、従来のよう
に容積部を一体化するものでは、一点鎖線で示す
ようにトルク上昇率は低いが、実線で示す本発明
の場合は、適度な連通路１０を介して容積部３と
４を連通させるために高速域での充填効率の上昇
分に対応して軸トルクが向上していることが分か
る。

ところで連通路１０の長さについて、その値を
種々に変化させたときの切換弁開弁時の軸トルク
をしらべてみると、第７図に示すような結果が得
られた。この場合、連通路１０の直径が約40mmの
ものにおいて、長さをそれぞれ100mm、280mm、
430mmに設定したものと、従来の長さがゼロ（０
mm）のものとを比較して示すが、従来に比べて明
らかに本発明のように所定の長さをもつものが、
すぐれた特性を示している。

したがつてこの実験結果からは連通路１０の長
さとしては、容積部３または４の長さの約1/3〜
1.5倍に相当する程度が好ましいことが判明した。

さらに連通路１０の断面積については、第８図
に示すように、直径φを40mm、50mm、60mmとした
場合に相当する断面積で、それぞれ図示のように
軸トルクが変化したが、それほど極端な差はない
が、あまり断面積を大きくすると容積部が一体化
するため、実用上からもこの程度にとどめておく
ことが好ましい。

一方、上記構成によれば、コレクタハウジング
１１の上部に沿うように連通路１０が形成してあ
り、また各気筒グループの吸気容積部３と４を、
Ｖ型内燃機関の各バンクに対応して互いに軸方向
にずらして配置し、一方の容積部の端部と他方の
容積部の端部とで形成される空間に切換弁５を介
装する構成としてあることから、特に設置スペー
スを要することなしに必要に応じて通路長さを十
分に取れると共に、吸気路装置全体をコンパクト
にまとめることができ、さらに切換弁５の整備性
が向上するという利点が生じる。また、内部に水
分が滞留することがないので、氷結に原因する切
換弁５の作動不良なども未然に防止することがで
きる。

また、連通路１０はこの実施例ではコレクタハ
ウジング１１と一体に形成したが、別に形成した
ものをコレクタハウジング１１に取り付けるよう
にしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、Ｖ型多気筒内燃
機関の各バンクに対応して出力軸方向にずらして
設けた２つの容積部を下向きに開口する連通路を
介して連通し、この連通路を開閉する切換弁を前
記各容積部の位置的ずれによつて生じる空間に配
置するようにしたので、前記切換弁の開閉制御に
より広範な運転領域で良好な慣性過給効果が得ら
れることに加えて、吸気路装置をコンパクトにま
とめることができ、さらに切換弁の整備性及び作
動信頼性を改善できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第
２図は縦断面図、第３図はその横断面図、第４図
は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は切換弁の断
面図、第６図は本発明の作動特性図、第７図は連
通路の長さと発生軸トルクの関係を示す特性図、
第８図は同じく連通路の断面積と発生軸トルクの
関係を示す特性図である。第９図は従来例の概略
構成図である。 １……機関本体、２ａ〜２ｆ……分岐吸気路、
３，４……容積部、５……切換弁、６，７……吸
気路、８……サージタンク、１０……連通路、１
１……コレクタハウジング、１４，１５……開口
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｖ型多気筒内燃機関の各バンクの気筒同志を
   組合せて２つの気筒グループを構成し、 これらの気筒グループに対応して独立した吸気
   容積部を互いに隣接してかつ各バンクの位置に対
   応するように出力軸方向にずらして配置し、 各気筒の燃焼室と連通する分岐吸気路を前記各
   バンクに対応した容積部と連通し、 下向きに開口するように形成した連通路を介し
   て各容積部を接続し、 この連通路の途中でかつ前記一方の容積部の端
   部と他方の容積部の端部とで形成された空間に、
   機関の運転状態に応じて開閉する切換弁を介装し
   たことを特徴とするＶ型多気筒内燃機関の吸気路
   装置。