JPH0441224Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、多気筒エンジンにおいて吸気干渉を
防止するのに利用されるものである。

〔従来の技術〕

多気筒エンジンにおいては吸気干渉という現象
が生じる。

吸気干渉について簡単に説明する。

第６図は、四気筒エンジンを模式的に表したも
のである。第６図において、１，２，３，４はそ
れぞれ第１番気筒、第２番気筒、第３番気筒、第
４番気筒である。また、１１，１２，１３，１４
はそれぞれ、第１番気筒１に連なる吸気マニホル
ド、第２番気筒２に連なる吸気マニホルド、第３
番気筒３に連なる吸気マニホルド、第４番気筒４
に連なる吸気マニホルドである。

５はサージタンクである。各吸気マニホルド１
１，１２，１３，１４はサージタンク５に接続さ
れている。サージタンク５があることから分かる
ように、第６図のエンジンは燃料噴射式ガソリン
エンジンである。

四気筒エンジンの点火順序には二種類あるが、
そのうちの一つは、第１番気筒→第３番気筒→第
４番気筒→第２番気筒の順である。第６図のエン
ジンは、このような点火順序で点火が行われるの
と仮定する。

すると、空気の吸入も第１番気筒→第３番気筒
→第４番気筒→第２番気筒の順序で行われる。

今、第１番気筒から第３番気筒へ吸入空気の流
れが切り替わるときのことを考えてみる。第１番
気筒へ吸入空気が流れているときには、矢印Ａの
ような空気の流れが出来ている。矢印Ｂのような
第３番気筒への吸入空気の流れが出来るときに
は、矢印Ａの流れが矢印Ｂへ向きを変えなければ
ならない。しかしながら、空気の流れには慣性が
あるために、矢印Ａの流れは矢印Ｂへ急に向きを
変えることが出来ない。従つて、結局、第３番気
筒に吸入される空気量が少なくなつてしまうとい
うことが起こる。これが、先に述べた吸気干渉と
言う現象である。

以上は吸気干渉を第３番気筒についてだけ説明
したが、空気が第１番気筒→第３番気筒→第４番
気筒→第２番気筒の順序で吸入される限り、全て
の気筒について吸気干渉が起こり得る。

吸気干渉があると、上記したように、各気筒へ
の吸入空気量が減少するので、エンジンの出力が
低下する。従つて、吸気干渉は好ましいものでは
ない。

吸気干渉の発生を防止するための技術が従来い
ろいろと提案されている。吸気干渉の発生を防止
する技術としては、例えば、特開昭56−115818と
実開昭60−69327が挙げられる。

従来の吸気干渉を防止するための技術を実開昭
60−69327を例にして説明する。

第７図は、実開昭60−69327のなかの図面を転
載したものである。

第７図において、２１はエンジン本体、２２は
排気マニホルドである。また、１１，１２，１
３，１４はそれぞれ第１番気筒に連なる吸気マニ
ホルド、第２番気筒に連なる吸気マニホルド、第
３番気筒に連なる吸気マニホルド、第４番気筒に
連なる吸気マニホルドである。

５はサージタンクである。各吸気マニホルド１
１，１２，１３，１４はサージタンク５に接続さ
れている。サージタンク５があることから分かる
ように、第７図のエンジンは燃料噴射式ガソリン
エンジンである。

第７図に示されているエンジンは、点火順序
が、第１番気筒→第３番気筒→第４番気筒→第２
番気筒であるとする。

第７図のものは、サージタンク５の内部におい
て、点火順序で隣り合う気筒に連なる吸気マニホ
ルドを仕切り壁２３で仕切ることにより、吸気干
渉を防止するようにしたものである。

即ち、第７図から分かるように、サージタンク
５の内部は仕切り壁２３によつて上下二つの室２
４，２５に仕切られている。そして、吸気マニホ
ルド１２と１３とが上室２４に連通されており、
吸気マニホルド１１と１４とが下室２５に連通さ
れている。

このようにすれば吸気干渉が無くなることは次
のような説明からすぐ分かる。

即ち、第１番気筒から第３番気筒へ吸入空気の
流れが切り替わるときのことを考えてみる。第１
番気筒へ吸入空気が流れているときには、矢印Ａ
のような空気の流れが出来ている。ところが、矢
印Ｂのような第３番気筒への吸入空気の流れが出
来るときには、仕切り壁２３があるために、矢印
Ａの流れを矢印Ｂへ向きを変える必要がない。従
つて、第３番気筒への吸入空気量は減少すること
はない。なお、第３番気筒から第４番気筒へ吸入
空気の流れが切り替わるときは、矢印Ａのような
第１番気筒への空気の流れが停止して時間が経過
しているので、第４番気筒への吸入空気量が減少
することはない。これは、第３番気筒、第４番気
筒だけでなくその他の全ての気筒についても言え
る。結局、吸気干渉が無くなつたことを意味す
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第７図に示されているものは、確かに吸気干渉
を無くすることには成功している。

しかしながら、それとは別に第２番気筒と第３
番気筒への吸入空気量が少なくなり、第１番気筒
と第４番気筒への吸入空気量が多くなるという問
題があつた（これは、スロツトル弁の位置が仕切
り壁２３に接近している場合に著しい） このため、第２番気筒と第３番気筒の出力が小
さく、第１番気筒と第４番気筒の出力が大きくな
るというアンバランスが発生して、エンジン振動
が起こる虞があつた。

第７図のもので、第２番気筒と第３番気筒への
吸入空気量が小さくなり、第１番気筒と第４番気
筒への吸入空気量が多くなるというのは、次の理
由による。

即ち、第８図において、３１がスロツトル弁、
３２が回動軸である。矢印Ｃはスロツトル弁３１
が開く方向を表している。第８図から分かるよう
に、通常、スロツトル弁３１はその回動軸３２が
水平に置かれている。このため、スロツトル弁３
１の上の方を流れる空気（矢印Ｄ）の流量は少な
く、スロツトル弁３１の下の方を流れる空気（矢
印Ｅ）の流量は多くなることになる。従つて、第
７図のようにサージタンク５が上下に仕切られて
いると、上室２４へは空気量が少なくなり、下室
２５へは空気量が多くなる。このため、第２番気
筒と第３番気筒への吸入空気量が少なくなり、第
１番気筒と第４番気筒への吸入空気量が多くなる
ことになる（なお、第８図においてスロツトル弁
３１が開く方向が矢印Ｃ方向と逆方向ならば、前
述の吸入空気量の多い少ないの関係も逆になるこ
とは言うまでもない）。

本考案は、このような従来の技術の問題点を解
決するものである。

本考案の技術的課題は、各気筒への吸入空気量
のアンバランスを発生させることはなく、吸気干
渉を防止することにある。

なお、スロツトル弁の回動軸を水平ではなく垂
直にすれば、理論上は各気筒への吸入空気量のア
ンバランスはなくなる。しかしながら、これは次
のような二つの点から実際にそうすることは出来
ない。

第１には、スロツトル弁の回動軸を水平ではな
く垂直にするとすると、スロツトル弁がこじつて
しまうことである。これを避けるためには、スラ
スト軸受を取り付ければよいが、そうするとコス
トアツプになる。

第２には、スロツトル弁の回動軸を水平ではな
く垂直にするとすると、回動軸を潤滑している油
が流れ落ちてしまう。

上記のような二つの理由のために、スロツトル
弁の回動軸を垂直にすることは出来ない。

〔問題点を解決するための手段〕

ところで、前記した技術的課題を達成するため
に、本考案にあつては次のような手段が講じられ
ている。

即ち、本考案に係る多気筒エンジンの吸気干渉
防止装置においては、吸気マニホルドがエンジン
本体から各気筒ごとに延びており、それらの吸気
マニホルドはサージタンクに接続されている。サ
ージタンクの上流にはスロツトルボデーが配置さ
れている。スロツトルボデーの内部にはスロツト
ル弁が収納されている。サージタンクの内部は仕
切り壁によつて上下の室に仕切られている。そし
て、点火順序で隣り合う気筒に連なる吸気マニホ
ルドはサージタンクの内部において仕切り壁によ
つて仕切られている。仕切り壁はスロツトル弁の
近傍まで延びており、且つ、スロツトル弁の近傍
において仕切り壁は略90度捩じられている。そに
よつて、仕切り壁の面はスロツトル弁の回動軸に
対して略直角とされている。

以上が本考案で講じられている手段である。

〔作用〕 本考案では、サージタンクの内部に仕切り壁が
設けられているために、先に述べた理由により、
吸気干渉が無くなることになる。

ところで、本考案では次の事柄が重要である。即
ち、前に述べたように、スロツトル弁の上の方を
流れる空気の流量は少なく、スロツトル弁の下の
方を流れる空気の流量は多いが、本考案では、先
に述べたように、仕切り壁がスロツトル弁の近傍
まで延びており、然も、略90度捩じられて、仕切
り壁の面はスロツトル弁の回動軸に対して略直角
とされている。

このため、サージタンクにおいて仕切り壁によ
つて仕切られた上下の室に流入する空気量は等し
くなる。

従つて、各気筒への吸入空気量も等しくなる。

斯くて、本考案によれば、各気筒への吸入空気
量のアンバランスを発生させることなく、吸気干
渉を防止することが可能になる。

本考案の作用は、以下の実施例からより一層明
らかにされる。

〔実施例〕

第１図は、本考案の第１の実施例に係る多気筒
エンジンの吸気干渉防止装置の斜視図である。

第１図において、２１はエンジン本体、２２は
排気マニホルドである。また、１１，１２，１
３，１４はそれぞれ、第１番気筒に連なる吸気マ
ニホルド、第２番気筒に連なる吸気マニホルド、
第３番気筒に連なる吸気マニホルド、第４番気筒
に連なる吸気マニホルドである。

５はサージタンクである。各吸気マニホルド１
１，１２，１３，１４はサージタンク５に接続さ
れている。サージタンク５があることから分かる
ように、第１図のエンジンは燃料噴射式ガソリン
エンジンである。

第１図に示されているエンジンは、点火順序
が、第１番気筒→第３番気筒→第４番気筒→第２
番気筒であるとする。

第１図のものは、サージタンク５の内部におい
て、点火順序で隣り合う気筒に連なる吸気マニホ
ルドを仕切り壁２３で仕切ることにより、吸気干
渉を防止するようにしてある。

即ち、第１図から分かるように、サージタンク
５の内部は仕切り壁２３によつて上下二つの室２
４，２５に仕切られている。そして、吸気マニホ
ルド１２と１３とが上室２４に連通されており、
吸気マニホルド１１と１４とが下室２５に連通さ
れている。

ここまでは従来（第７図）と全く同じである。

本実施例では、仕切り壁２３がサージタンク５
の上流の吸気通路４１まで延びており、然も、略
90度捩じられている点に特徴がある。

吸気通路４１の上流にはスロツトルボデー４２
が配置されている。なお、スロツトルボデー４２
の更に上流には図示しないダクトを介してエアフ
ローメータとエアクリーナ（いずれも図示しな
い）が存在している。

スロツトルボデー４２の内部にはスロツトル弁
３１が配置されている。スロツトル弁３１はその
回動軸３２が水平に配置されている。これは先に
述べた理由による。

第１図から分かるように、本実施例では、仕切
り壁２３はスロツトル弁３１の近傍まで延びてお
り、仕切り壁２３の面は、スロツトル弁３１の近
傍で回動軸３２に対して略直角にされている。

本実施例の作用を説明する。

例えば、第１番気筒から第３番気筒へ吸入空気
の流れが切り替わるときのことを考えてみる。第
１番気筒へ吸入空気が流れているときには、矢印
Ａのような空気の流れが出来ている。矢印Ｂのよ
うな第３番気筒への吸入空気の流れが出来るとき
には、仕切り壁２３があるために、矢印Ａの流れ
を矢印Ｂへ向きを変える必要がない。従つて、第
３番気筒への吸入空気量は減少することはない。
なお、第３番気筒から第４番気筒へ吸入空気の流
れが切り替わるときには、矢印Ａのような第１番
気筒への空気の流れが停止して時間が経過してい
るので、第４番気筒への吸入空気量が減少するこ
とはない。すぐ分かるように、これは、第３番気
筒、第４番気筒だけでなくその他の全てを気筒に
ついても言える。結局、本実施例におれば、吸気
干渉が無くなることになる。

本実施例では次の事柄が重要である。即ち、前
に述べたように、スロツトル弁３１の上の方を流
れる空気（矢印Ｄ）の流量は少なく、スロツトル
弁３１の下の方を流れる空気（矢印Ｅ）の流量は
多いが、本実施例では、仕切り壁２３がスロツト
ル弁３１の近傍まで延びており、然も、90度捩じ
られている。このため、サージタンク５の上室２
４と下室２５とに入る空気量は等しくなることで
ある。

従つて、第２番気筒と第３番気筒への吸入空気
量も、第１番気筒と第４番気筒への吸入空気量も
等しくなる。

斯くて、本実施例によれば、各気筒への吸入空
気量のアンバランスを発生させることなく、吸気
干渉を防止することが可能になる。

なお、サージタンク５の内部を仕切り壁２３に
よつて上下に仕切るのではなく、左右に仕切れば
仕切り壁２３をスロツトル弁３１の近傍において
90度捩じる必要はない。

しかしながら、これは次の理由から実際的では
ない。

即ち、第２図と第３図とには、サージタンク５
の内部を仕切り壁２３によつて上下に仕切つたも
のと、左右に仕切つたものとが描かれている。第
２図は、サージタンク５の内部を仕切り壁２３に
よつて上下に仕切つたものであり、第３図は、サ
ージタンク５の内部を仕切り壁２３によつて左右
に仕切つたものである。

第２図と第３図とにおいて、２１はエンジン本
体、１１，１２，１３，１４は吸気マニホルドで
ある。

第２図と第３図との比較から分かるように、サ
ージタンク５の内部を左右に仕切つたもの（第３
図）は、サージタンク５の内部を上下に仕切つた
もの（第２図）よりも高さが高くなる（Ｈ＞ｈ）。

従つて、エンジンの搭載性を考えると、サージ
タンク５の内部を仕切り壁２３によつて左右に仕
切ることは、実際的ではない。

第４図は、本考案の第２の実施例に係る多気筒
エンジンの吸気干渉防止装置の斜視図である。

第４図のものは、仕切り壁２３に孔５１を穿設
して、斯かる孔５１を開閉する制御弁５２を設け
たものである。

５３は制御弁５２を駆動する駆動装置、５４
は、駆動装置５３を制御する制御装置、５５はエ
ンジンの運転状態を検出してその信号を制御装置
５４に入力するエンジン運転状態検出センサーで
ある。

エンジン運転状態検出センサー５５の例として
は、例えば、エンジン回転数センサー、吸入空気
量センサー等が挙げられる。以下、エンジン運転
状態検出センサー５５がエンジン回転数センサー
である場合について説明する。

一般にエンジンにおいては、”有効吸気管長”
という概念がある。有効吸気管長と言うのは、吸
気が気柱振動を起こす実質的な吸気管長の長さの
ことである。

前記第１図のようなエンジンの場合、有効吸気
管長は吸気マニホルドの長さとシリンダヘツドの
吸気ポートの長さとを合わせた長さａとサージタ
ンク５から仕切り壁２３の先端までの長さｂとを
加えたもの（ａ＋ｂ）になることが知られてい
る。

ところが、第５図に示されるように、仕切り壁
を有しない通常のエンジンにおいては、有効吸気
管長は吸気マニホルドの長さとシリンダヘツドの
吸気ポートの長さとを合わせた長さａになること
が知られている。第５図において、２１はエンジ
ン本体、２２は排気マニホルド、５はサージタン
ク、１１，１２，１３，１４は吸気マニホルドで
ある。

他方、次のような二つの事実がある。

第１には、エンジン低、中速回転時には有効吸
気管は長い方がエンジンの出力が向上するが、エ
ンジン高速回転時には有効吸気管は短い方がエン
ジンの出力は向上する。従つて、エンジン低、中
速回転時には、第１図のような構造の方が出力が
向上するが、エンジン高速回転時には第５図のよ
うな構造の方が出力が向上する。

第２には、エンジン低、中速回転時には先に述
べたような吸気干渉が問題になるが、エンジン高
速回転時には吸気干渉は問題にはならない（殆
ど、発生しない）。従つて、エンジン低、中速回
転時には第１図のような構造が良いが、エンジン
高速回転時には第１図の構造でなくて第５図のよ
うな構造であつてもよい。

斯くて、第４図のものは、エンジン低、中速回
転時には実質的に前記第１図のような構造とし、
エンジン高速回転時には実質的に前記第５図のよ
うな構造となるようにして、エンジン出力を向上
させるようにしたものである。

即ち、第２の実施例では、第４図から分かるよ
うに、仕切り壁２３に孔５１を穿設して、斯かる
孔５１を制御弁５２で次のように開閉するもので
ある。

エンジン回転数が所定値よりも低い場合には、
孔５１を制御弁５２で閉じておき、エンジン回転
数が所定値以上になつたら制御弁５２で孔５１を
開ける。孔５１を閉じておけば、第４図のエンジ
ンは実質的には第１図のようなエンジンと同じに
なり、孔５１を開けば、第４図のエンジンは実質
的には第５図のようなエンジンと同じになるから
である。

これらの動作は、言うまでもなく、エンジン運
転状態検出センサー５５の信号に基づいて、制御
装置５４と駆動装置５３とによつてなされる。

斯くて、第２の実施例のものは、エンジン低速
回転領域から高速回転領域の全てに渡つてエンジ
ンのの性能を充分に発揮させることが可能にな
る、と言う利点がある。

第４図のものについてその他の事柄は、前記第
１図のものと全く同じであるので、第４図には符
号を付すだけにしてこれ以上の説明は省略する。

〔考案の効果〕

上記実施例の説明から分かるように、本考案に
よれば、各気筒への吸入空気量のアンバランスを
発生させることなく、吸気干渉を防止することが
可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１の実施例に係る多気筒
エンジンの吸気干渉防止装置の斜視図、第２図
は、サージタンクの内部を仕切り壁によつて上下
に仕切つたエンジンの説明図、第３図は、サージ
タンクの内部を仕切り壁によつて左右に仕切つた
エンジンの説明図、第４図は本考案の第２の実施
例に係る多気筒エンジンの吸気干渉防止装置の斜
視図、第５図は、仕切り壁を有しない通常の多気
筒エンジンの斜視図、第６図は、吸気干渉を説明
するためのエンジンの説明図、第７図は、従来の
多気筒エンジンの吸気干渉防止装置の斜視図、第
８図は、スロツトル弁の縦断面図である。 ５……サージタンク、１１，１２，１３，１４
……吸気マニホルド、２１……エンジン本体、２
３……仕切り壁、２４……上室、２５……下室、
３１……スロツトル弁、３２……回動軸、４２…
…スロツトルボデー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 吸気マニホルドがエンジン本体から各気筒ごと
   に延びており、それらの吸気マニホルドはサージ
   タンクに接続されており、該サージタンクの上流
   にはスロツトルボデーが配置されており、該スロ
   ツトルボデーの内部にはスロツトル弁が収納され
   ており、前記サージタンクの内部は仕切り壁によ
   つて上下の室に仕切られており、点火順序で隣り
   合う気筒に連なる吸気マニホルドは前記サージタ
   ンクの内部において前記仕切り壁によつて仕切ら
   れている多気筒エンジンの吸気干渉防止装置にお
   いて、 前記仕切り壁は前記スロツトル弁の近傍まで延
   びており、且つ、前記スロツトル弁の近傍におい
   て前記仕切り壁は略90度捩じられており、それに
   よつて前記仕切り壁の面は前記スロツトル弁の回
   動軸に対して略直角とされていることを特徴とす
   る多気筒エンジンの吸気干渉防止装置。