JPH0452373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの吸気装置に関し、特に低
負荷用と高負荷用との２系統の独立した吸気通路
を備えた多気筒エンジンにおいて吸気通路内に発
生する吸気圧力波を利用してエンジン高負荷高回
転時に過給効果を得るようにしたものに関する。

（従来の技術） 一般に、多気筒エンジンにおいて、各気筒へ独
立して開口する２系統の低負荷用吸気通路と高負
荷用吸気通路とを有する吸気通路を備え、該吸気
通路は、少なくとも低負荷用吸気通路を流れる吸
気量を変化させる１次弁と、高負荷用吸気通路を
流れる吸気量を変化させる２次弁とを有してお
り、エンジンの低負荷時には、上記１次弁のみを
開作動して通路面積の狭い低負荷用吸気通路のみ
から吸気を各気筒に供給することにより、吸気流
速を速めて燃焼安定性を向上させる一方、エンジ
ンの高負荷時には、上記２次弁をも開作動して高
負荷用吸気通路からも吸気の供給を行うことによ
り、充填効率を高めて出力向上を図るようにし
た、いわゆるデユアルインダクシヨン方式の吸気
システムはよく知られている。

ところで、従来、エンジンの充填効率向上、出
力向上を図るべく吸気通路に過給機を設けて吸気
を過給する技術はよく知られているが、過給機装
備のため、構造が大がかりとなるとともにコスト
アツプとなる嫌いがあつた。

また、従来、エンジンの吸気通路内に発生する
吸気圧力波により過給効果を得る技術として、実
公昭45−2321号公報に開示されているように、単
一気筒エンジンにおいて、吸気管を寸法の異なる
２本の通路に分け、かつそれぞれ別の吸気ポート
を有し、エンジン高回転時は２本の吸気通路を用
い、低回転時には閉塞位置の遅い方の吸気通路を
閉止し吸気を早目に閉塞することにより、吸気管
の寸法やエンジン回転数の関数である吸気の最大
圧力時点での吸気の閉塞による過給作用を利用し
て広範囲のエンジン回転域に亘つて好適な充填効
率を得るようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このものは、単一気筒のエンジンに対
するものであつて、吸気通路内に発生する吸気圧
力波をどのように利用するのか、その構成、作用
が定かでなく、直ちに実用に供し得ないものであ
つた。

そこで、本発明者等は、エンジンの吸気特性を
検討するに、 (i) 吸気ポート開口時には燃焼室の残留排気ガス
の圧力によつて吸気が圧縮され、吸気通路内の
吸気ポート部分に圧縮波が発生しており、この
開口時圧縮波は、近年の市販車では騒音低減や
排気ガス浄化のためにエンジン排圧が高くなつ
ていることから特に強く発生すること、 (ii) 吸気ポート閉口時には吸気の慣性により吸気
が圧縮されて吸気通路内の吸気ポート部分に圧
縮波が発生すること、 (iii) 吸気ポートの吸気開始により吸気通路内に膨
張波が発生すること、 を知見した。

このことから、本発明は、上記の如き２系統の
独立した吸気通路を備えた多気筒エンジンにおい
て、一つの気筒での上記(i)の開口時圧縮波を他気
筒の特に吸気の吹き返しが生じる吸気行程終期に
作用せしめれば効果的に過給効果が得られること
（以下、排気干渉効果という）、一つの気筒での上
記(ii)の閉口時圧縮波を他気筒の同じく吸気行程終
期に作用せしめれば効果的に過給効果が得られる
こと（以下、吸気慣性効果という）及び各気筒で
の上記(iii)の膨張波を圧縮波に反転して該各気筒の
同じく吸気行程終期に作用せしめれば効果的に過
給効果が得られること（以下、吸気個有脈動効果
という）に着目し、上記気筒間干渉効果（排気干
渉効果及び吸気慣性効果）及び各気筒の吸気個有
脈動効果を利用することによつてエンジンの充填
効率向上を意図するものである。

すなわち、本発明の目的は、上記の如き２系統
の吸気通路を備えた多気筒エンジンの吸気系を、
高出力を要するエンジン高負荷高回転時に少なく
とも一方の吸気系統において上記の如く一つの気
筒の吸気ポートに特に強く生じる開口時圧縮波を
吸気行程終期にある他気筒に有効に伝播させて気
筒間干渉としての排気干渉効果により効果的に過
給効果を得るように設定するとともに、各気筒の
吸気系に膨張波を圧縮波に反転する拡大室を設け
て、双方の吸気系統において同じ高回転域で上記
吸気個有脈動効果による過給効果をも併せ得るよ
うにすることにより、過給機等を用いることなく
既存の吸気系の僅かな設計変更による簡単な構成
でもつてエンジン高負荷高回転時の充填効率を高
めて出力向上を有効に図らんとするものである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明の解決手段
は、各気筒毎に互いに独立した低負荷用吸気通路
と高負荷用吸気通路とを有するとともに該各気筒
の低負荷用吸気通路と高負荷用吸気通路とを各気
筒の燃焼室に吸気ポートを介して開口させた吸気
通路を備え、該吸気通路は、少なくとも上記低負
荷用吸気通路を流れる吸気量を変化させる１次弁
と、上記高負荷用吸気通路を流れる吸気量を変化
させる２次弁とを有するエンジンの吸気装置を前
提とする。そして、上記１次弁及び２次弁の下流
において上記各気筒の低負荷用吸気通路同士及び
高負荷用吸気通路同士を連通するそれぞれ各吸気
通路の最小通路断面積以上の通路断面積の連通路
を有する拡大室を設ける。上記連通路を介しての
各気筒間の低負荷用吸気通路及び高負荷用吸気通
路の通路長さを、少なくとも一方が5000〜
7000rpmのエンジン高回転時、一つの気筒の吸気
ポートの開口時に生じる圧縮波が吸気行程終期に
ある他の気筒の吸気ポートに伝播して過給を行う
ように設定する。また、上記拡大室から各気筒の
吸気ポートに至る上記低負荷用吸気通路及び高負
荷用吸気通路の通路長さl_P，l_Sを、双方が5000〜
7000rpmのエンジンの高回転時、各気筒の吸気ポ
ートの吸気開始により生じる膨張波を上記拡大室
で反転して反射した圧縮波の２次脈動波が該各気
筒の吸気行程終期の吸気ポートに伝播して過給を
行うように、下記式 l_P＝（θ_P−θ₂）×（60／360N） ×（1/4）×ａ l_S＝（θ_S−θ₂）×（60／360N） ×（1/4）×ａ （ここで、θ_P及びθ_Sは各吸気ポートの開口期
間、θ₂は各吸気ポートの開口から膨張波が実質的
に発生するまでの期間と効果的に過給を行うため
に該膨張波を反転した圧縮波の２次脈動波が伝播
される各吸気ポートの閉口直前の時期から閉口ま
での期間とを合算した無効期間、Ｎはエンジン回
転数、ａは圧力波の伝播速度である）により設定
したものとする。

（作用） これにより、本発明では、高出力を要する5000
〜7000rpmのエンジン高回転時には、２次弁の開
動作により低負荷用吸気通路と共に高負荷用吸気
通路も開かれて、各気筒に対し、各高負荷用吸気
通路からも各低負荷用吸気通路とは独立して吸気
の供給が行われる。その際、低負荷用及び高負荷
用の少なくとも一方の吸気系統において、一方の
気筒の吸気ポートの開口時に該吸気ポート付近に
発生した開口時圧縮波は、連通路を経て、吸気行
程終期にある他気筒の吸気ポートに伝播される。
その結果、この開口時圧縮波により、吸気が吸気
行程終期にある他気筒の吸気ポートより燃焼室内
へ押し込まれて過給が行われることになる（排気
干渉効果）。

それと同時に、各気筒の低負荷用及び高負荷用
吸気通路の双方において、低負荷用及び高負荷用
吸気ポートからの吸気開始により低負荷用及び高
負荷用吸気通路内に発生した膨張波は、拡大室で
反転して反射した圧縮波の２次動脈波として該各
気筒の吸気行程終期の各吸気ポートに伝播されて
同じく過給が行われる（吸気個有脈動効果）。

その場合、上記各連通路は、それぞれ１次弁及
び２次弁下流に位置し、しかも該各連通路の通路
断面積をそれぞれの各吸気通路の最小通路断面積
以上としたので、上記各弁によつて圧力波が減衰
されることがなく、しかも各連通路自身の通路断
面積の拡大による圧力波減衰はあるものの、通路
断面積の縮小（絞り）による圧力波減衰と比較し
て減衰割合は少なく、よつて上記排気干渉効果を
有効に発揮できる。また、上記拡大室は、１次弁
及び２次弁の下流に位置するので、同様に吸気個
有脈動効果を有効に発揮できる。

ここにおいて、上記排気干渉効果及び吸気個有
脈動効果を得るエンジン高回転時としての5000〜
7000rpmの限定は、一般に最高出力及び最高速度
がこの範囲に設定されていることから、エンジン
の高負荷高回転領域であつて高出力を要し、充填
効率向上、出力向上に有効な領域であることによ
る。

また、上記低負荷用吸気通路と高負荷用吸気通
路とを１次弁及び２次弁の下流において独立にす
る理由は、各気筒の低負荷用及び高負荷用吸気通
路でそれぞれ発生した圧力波が他方に分散した
り、相互に干渉し合つて弱まるのを防止するため
であり、特に低負荷用吸気通路と高負荷用吸気通
路とはデユアルインダクシヨン吸気システムでの
要求の違いから吸気ポートの開閉タイミングや長
さが異なり、一方の圧力波が他方によつて減衰さ
せられることになるからである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図及び第２図はデユアルインダクシヨンタ
イプの４バルブ式２気筒４サイクルエンジンに本
発明を適用した基本構造例としての第１実施例を
示す。同図において、１Ａ及び１Ｂは第１気筒及
び第２気筒であり、２は各気筒１Ａ，１Ｂにおい
てシリンダ３とピストン４とで形成された燃焼室
である。

５は一端がエアクリーナ６を介して大気に開口
して各気筒１Ａ，１Ｂに吸気を供給するための主
吸気通路であつて、該主吸気通路５には吸入空気
量を検出するエアフローメータ７が配設されてい
る。上記主吸気通路５はエアフローメータ７下流
において隔壁８によつて主低負荷用吸気通路９と
主高負荷用吸気通路１０とに仕切られている。該
主低負荷用吸気通路９には、エンジン負荷の増大
に応じて開作動し所定負荷以上になると全開とな
つてエンジン低負荷時主低負荷用吸気通路９を流
れる吸気量を変化させる１次弁１１が配設されて
いる。また、上記主高負荷用吸気通路１０には、
エンジン負荷が所定負荷以上になると開作動して
エンジン高負荷時主高負荷用吸気通路１０を流れ
る吸気量を変化させる２次弁１２が配設されてい
る。さらに、上記主低負荷用吸気通路９は、１次
弁１１下流において同形状寸法の第１及び第２低
負荷用吸気通路９ａ，９ｂに分岐されたのち各々
低負荷用吸気ポート１３，１３を介して各気筒１
Ａ，１Ｂの燃焼室２，２に連通している。また、
上記主高負荷用吸気通路１０は、２次弁１２下流
において同形状寸法の第１及び第２高負荷用吸気
通路１０ａ，１０ｂに分岐されたのち各々高負荷
用吸気ポート１４，１４を介して各気筒１Ａ，１
Ｂの燃焼室２，２に連通している。よつて、各気
筒１Ａ，１Ｂに対して、低負荷用吸気通路９ａ，
９ｂと高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂとは１次
弁１１及び２次弁１２の下流において各々独立し
て燃焼室２に開口するように構成されている。

上記各高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂの最小
通路断面積A_Sは各低負荷用吸気通路９ａ，９ｂ
の最小通路断面積A_Pよりも大きく設定されてお
り（A_S＞A_P）、高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂ
による圧力波の伝播をその減衰を小さくして有効
に行い得るようにしている。

また、上記各低負荷用吸気通路９ａ，９ｂ（当
然後述の連通路１８より下流に位置する）の下流
端部にはそれぞれ上記エアフローメータ７の出力
に基づく吸入空気量に応じて燃料噴射量が制御さ
れる電磁弁式の燃料噴射ノズル１５，１５が配設
されており、燃料の良好な応答性を確保するよう
にしている。

そして、上記主高負荷用吸気通路１０の分岐部
は、２次弁１２下流に位置していて、第１及び第
２高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂ同志を連通す
る連通路１６を有する拡大室１７によつて構成さ
れている。上記連通路１６の通路断面積A_CSは、
圧力波をその減衰を小さくして有効に伝達するよ
うに各高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂの最小通
路断面積A_Sよりも大きく設定されている（A_CS≧
A_S）。

また、上記主低負荷用吸気通路９の分岐部は、
１次弁１１下流に位置していて、第１及び第２低
負荷用吸気通路９ａ，９ｂ同志を連通する連通路
１８を有する拡大室１９によつて構成されてい
る。上記連通路１８の通路断面積A_CPは、同じく
圧力波をその減衰を小さくして伝達するように各
低負荷用吸気通路９ａ，９ｂの最小通路断面積
A_Pより大きく設定されている（A_CP＞A_P）。

また、上記各拡大室１７，１９の容積はそれぞ
れエンジン排気量の0.5〜2.0倍に設定されてい
る。これは、0.5倍未満では膨張波と圧縮波間の
反転効果が得られず、一方、2.0倍を超えると圧
力波が拡散してしまい気筒間干渉効果が著しく低
下することによるものである。また、上記各拡大
室１７，１９は、エンジンの加速運転時又は減速
運転時等の過渡運転時での吸入空気のサージタン
クとして機能し、燃料の良好な応答性を確保する
ものである。

すなわち、上記１次弁１１及び２次弁１２の下
流に、各気筒１Ａ，１Ｂの低負荷用吸気通路９ａ
と９ｂ及び高負荷用吸気通路１０ａと１０ｂがそ
れぞれ集合する大きな容積（上記所定の容積）を
有する拡大室１９及び１７を備えているため、１
次弁１１と２次弁１２が低開度の時は拡大室１９
と１７の双方に、もしくは２次弁１２のみが低開
度の拡大室１７にそれぞれ吸気負圧が生成し蓄え
られている。また、１次弁１１と２次弁１２が高
開度の時は拡大室１９と１７の双方に、もしくは
１次弁１２のみが高開度の時は拡大室１９にそれ
ぞれ大気圧に近い吸気圧力が生成し蓄えられてい
る。したがつて、加速運転時においては、上記弁
（１次弁１１及び２次弁１２の少なくとも一方）
の開度が急増して開弁する際、それまで上記拡大
室（拡大室１９と１７の少なくとも一方）に蓄え
られていた吸気負圧により該拡大室上流の吸気通
路の吸気流速を逸速く速め、エアフローメータ７
の応答性を高めることで、逸速い燃料増量（燃料
の応答性）が確保できる。また、減速運転時にお
いては、上記弁の開度が急減して閉弁する際、そ
れまで上記拡大室に蓄えられていた大気圧に近い
吸気圧力により該拡大室上流の吸気通路の吸気流
速を逸速く低下させ、エアフローメータ７の応答
性を高めることで、逸速い燃料減量（燃料の応答
性）が確保できる。

さらに、上記各高負荷用吸気ポート１４には該
高負荷用吸気ポート１４を開閉する高負荷用吸気
弁２０が設けられ、また図示していないが各低負
荷用吸気ポート１３には該低負荷用吸気ポート１
３を開閉する低負荷用吸気弁が設けられている。
尚、各気筒１Ａ，１Ｂにおいて、２１及び２２は
それぞれ一端が大気に開口し他端が排気ポート２
３，２４を介して各気筒１Ａ，１Ｂの燃焼室２に
開口して燃焼室２からの排気ガスを排出する第１
及び第２排気通路であつて、上記各排気ポート２
３，２４には該排気ポート２３，２４を開閉する
排気弁２５，２５が設けられている。また、図示
していないが、上記各気筒１Ａ，１Ｂの各排気通
路２１，２１，２２，２２の下流集合部には排気
ガス浄化用の触媒装置等が介設されていて、排圧
が高くなつている。

また、上記高負荷用吸気弁２０の開弁時期（高
負荷用吸気ポート１４の開口時期）は低負荷用吸
気弁（図示せず）の開弁時期（低負荷用吸気ポー
ト１３の開口時期）より以早に設定されており、
高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂにおいて開口時
圧縮波を強く発生させるようにしている。また、
両者の閉弁時期はほぼ同時期に設定されている。

加えて、上記連通路１６を介しての両気筒１
Ａ，１Ｂ間の高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂの
通路長さL_S（つまり高負荷用吸気ポート１４，１
４間の連通長さ）は、連通路１６の通路長さl_CS
と該連通路１６下流の第１、第２高負荷用吸気通
路１０ａ，１０ｂの各通路長さl_S，l_Sとを加算し
たもの（L_S＝l_CS＋2l_S）である。また、上記連通
路１８を介しての両気筒１Ａ，１Ｂ間の低負荷用
吸気通路９ａ，９ｂの通路長さL_P（つまり低負荷
用吸気ポート１３，１３間の連通長さ）は、同様
に、連通路１８の通路長さl_CPと該連通路１８下
流の第１、第２低負荷用吸気通路９ａ，９ｂの各
通路長さl_P，l_Pとを加算したもの（L_P＝l_CP＋2l_P）
である。そして、上記各通路長さL_S、L_Pは、
5000〜7000rpmの回転域で両気筒１Ａ，１Ｂで排
気干渉効果を得る場合には、 L_S(P)＝｛（720／Ｚ）＋θ_S(P) −θ_O｝×（60／360N）×ａ …（） の式より求められた値に設定される。尚、上記
（）式において、Ｚは気筒数でＺ＝２であり、
720／Ｚは気筒間の位相差を示す。θ_S(P)は各吸気
弁の開弁期間である。また、θ_Oは各吸気弁の開弁
（吸気ポートの開口）から開口時圧縮波が実質的
に発生するまでの期間と効果的に過給を行うため
に該開口時圧縮波が伝播される各吸気弁の閉弁
（吸気ポート閉口）直前の時期から閉弁までの期
間とを合算した無効期間で、開弁特性等によつて
異なるが約10〜50゜である。よつて｛（720／Ｚ）＋
θ_S(P)−θ_O｝は一方の気筒での開口時圧縮波の発生
から吸気行程終期にある他方の気筒への伝播まで
に要するクランクシヤフトの回転角度を表わす。
またＮはエンジン回転数でＮ＝5000〜7000rpmで
あり、60／360Nは1゜回転するに要する時間（秒）
を表わす。また、ａは圧力波の伝播速度で、20℃
でａ＝343ｍ／ｓである。

また、上記各通路長さL_S，L_Pは、5000〜
7000rpmの回転域で両気筒１Ａ，１Ｂ間で吸気慣
性効果を得る場合には、 L_S(P)＝｛（720／Ｚ）−θ₁｝ ×（60／360N）×ａ …（） の式から求められた値に設定される。尚、上記
（）式において、θ₁は各吸気弁の閉弁（吸気ポ
ート閉口）から閉口時圧縮波が実質的に発生する
までの期間と効果的に過給を行うために該閉口時
圧縮波が伝播される各吸気弁の閉弁直前の時期か
ら閉弁までの期間とを合算した無効期間で同じく
約10〜50゜であり、｛（720／Ｚ）−θ₁｝は一方の気
筒での閉口時圧縮波の発生から吸気行程終期の他
方の気筒への伝播までに要するクランクシヤフト
の回転角度を表わす。その他は上記（）式の場
合と同じである。

そして、例えば上記実施例の場合には、通路面
積が大きくて圧力波を有効に伝播できる高負荷用
吸気通路１０ａ，１０ｂ間で過給効果の大きい排
気干渉効果を得るように、その通路長さL_Sを上記
（）式により求められる値に設定している。ま
た低負荷用吸気通路９ａ，９ｂ間で吸気慣性効果
を得るようにその通路長さL_Pを上記（）式に
より求められる値に設定している。

さらに、上記各高負荷用吸気通路１０ａ，１０
ｂの通路長さl_S及び各低負荷用吸気通路９ａ，９
ｂの通路長さl_P、つまり各吸気通路の拡大室１
７，１９への開口端面から燃焼室２への開口（各
吸気ポート１３，１４）までの通路長さl_S，l_Pは
共に、5000〜7000rpmの回転域で２次の吸気個有
脈動効果を得るように、 l_S(P)＝（θ_S(P)−θ₂） ×（60／360N）×（1/4）×ａ …（） の式から求められた値に設定されている。尚、上
記（）式において、θ₂は各吸気弁の開弁による
各吸気ポート開口から膨張波が実質的に発生する
までの期間と効果的に過給を行うために該膨張波
を反転した圧縮波の２次脈動波が伝播される吸気
弁の閉弁（吸気ポート閉口）直前の時期から閉弁
までの期間とを合算した無効期間で約60〜100゜程
度であり、よつて（θ_S(P)−θ₂）は膨張波発生から
圧縮波の２次脈動波伝播までに要するクランクシ
ヤフトの回転角度を表わす。また、1/4は２次脈
動が２往復する行程の逆数を表わす。その他は上
記（）式の場合と同じである。

尚、ここで、吸気個有脈動効果を得るに当つて
２次脈動を用いる理由は、１次脈動は上記効果が
大である反面、通路長さl_S，l_Pが長くなりすぎ、
２次脈動の場合に対して２倍の長さとなるので車
載性が悪く、また吸気抵抗を増加させる傾向があ
る。一方、３次脈動は通路長さl_S，l_Pが２次脈動
に対して2/3の長さに短くなる反面、２次脈動に
対して上記効果が約15〜25％程度低下し、また吸
気抵抗がさほど変わらない。このことから、通路
長さl_S，l_Pを可及的に短くしながら吸気個有脈動
効果を有効に発揮させるためである。

尚、上記（）〜（）式では、圧力波の伝播
に対する吸入空気の流れの影響を無視している。
これは、流速が音速に比べて小さく、吸気通路の
長さにほとんど変化をもたらさないためである。

次に、上記第１実施例の作用について第３図に
より説明するに、高出力を要する5000〜7000rpm
のエンジン高回転時には、２次弁１２の開作動に
より主低負荷用吸気通路９と共に主高負荷用吸気
通路１０も開かれて、各気筒１Ａ，１Ｂに対し、
各高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂからも各低負
荷用吸気通路９ａ，９ｂとは独立して吸気の供給
が行われる。その際、一方の気筒例えば第２気筒
１Ｂの高負荷用吸気弁２０の開弁による高負荷用
吸気ポート１４開口時に第２高負荷用吸気通路１
０ｂの高負荷用吸気ポート１４付近に発生した開
口時圧縮波は、両気筒１Ａ，１Ｂ間の高負荷用吸
気通路１０ａ，１０ｂの通路長さL_Sを5000〜
7000rpmのエンジン高回転時を基準として上記
（）式により求められる値に設定したことによ
り、第２高負荷用吸気通路１０ｂ→連通路１６→
第１高負荷用吸気通路１０ａを経て、吸気行程終
期にある第１気筒１Ａの高負荷用吸気ポート１４
に伝播される。その結果、この開口時圧縮波によ
り、吸気が吸気行程終期にある第１気筒１Ａの高
負荷用吸気ポート１４より燃焼室２内へ押し込ま
れて過給が行われることになる（排気干渉効果）。

それと同時に、第２気筒１Ｂの吸気行程終期に
おいて低負荷用吸気弁の閉弁による低負荷用吸気
ポート１３閉口時に第２低負荷用吸気通路９ｂの
低負荷用吸気ポート１３付近に発生した閉口時圧
縮波は、両気筒１Ａ，１Ｂ間の低負荷用吸気通路
９ａ，９ｂの通路長さL_Pを5000〜7000rpmのエン
ジン高回転時を基準として上記（）式により求
められる値に設定したことにより、第２低負荷用
吸気通路９ｂ→連通路１８→第１低負荷用吸気通
路９ａを経て、同じく上記吸気行程終期にある第
１気筒１Ａの低負荷用吸気ポート１３に伝播され
て過給が行われる（吸気慣性効果）。 さらに同
時に、第１気筒１Ａにおいて、低負荷用吸気弁及
び高負荷用吸気弁２０の開弁後、低負荷用及び高
負荷用吸気ポート１３，１４からの吸気開始によ
り第１低負荷用及び高負荷用吸気通路９ａ，１０
ａ内に発生した膨張波はそれぞれ、該各吸気通路
９ａ，１０ａの通路長さl_P，l_Sを共に5000〜
7000rpmのエンジン高回転時を基準として上記
（）式により求められる値に設定したことによ
り、各吸気通路９ａ，１０ａ→各拡大室１７，１
９（圧縮波に反転して反射）→各吸気通路９ａ，
１０ａ→燃焼室２（膨張波に反転して反射）→各
吸気通路９ａ，１０ａ→各拡大室１７，１９（圧
縮波に反転して反射）→各吸気通路９ａ，１０ａ
を経て、圧縮波の２次脈動波として該第１気筒１
Ａの吸気行程終期の各吸気ポート１３，１４に伝
播されて同じく過給が行われる（吸気個有脈動効
果）。

また、同様に、第２気筒１Ｂにおいても、5000
〜7000rpmのエンジン高回転時、吸気行程終期で
の各吸気ポート１３，１４に対し、第１気筒１Ａ
からの閉口時圧縮波及び開口時圧縮波と、第２気
筒１Ｂ自身の２次脈動圧縮波とが伝播されて過給
が行われる。

したがつて、このように気筒１Ａ，１Ｂ相互間
における気筒間干渉効果（高負荷用吸気系統での
排気干渉効果及び低負荷用吸気系統での吸気慣性
効果）による過給効果と、各気筒１Ａ，１Ｂ自身
における低負荷用及び高負荷用吸気系統での吸気
個有脈動効果による過給効果との相乗作用によつ
て、第４図に示すようにエンジンの高負荷高回転
時（5000〜7000rpmの回転域）での充填効率が著
しく増大して出力を大巾に向上させることができ
る。尚、第４図では、各気筒１Ａ，１Ｂの各吸気
通路９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを各々独立させ
て6000rpmを基準として吸気個有脈動効果のみを
得た場合（破線で示す）に対し、これに加えて
6000rpmを基準にして気筒間干渉効果（排気干渉
効果及び吸気慣性効果）を得るようにした場合
（実線で示す）におけるエンジンの出力トルク特
性を示す。

また、その場合、排気干渉効果及び吸気個有脈
動効果を得るための圧力波伝播経路である高負荷
用吸気通路１０ａ，１０ｂは、低負荷用吸気通路
９ａ，９ｂよりも通路断面積が大であることによ
り、圧力波の伝播の抵抗が小さく、特に過給効果
の大きい排気干渉効果を高負荷用吸気系統で有効
に発揮させることができる。

また、上記連通路１６，１８は、それぞれ１次
弁１１及び２次弁１２下流に位置し、しかも該各
連通路１６，１８の通路断面積A_CP，A_CSを各吸
気通路９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの最小通路断
面積A_P，A_S以上としたので、上記各弁１１，１
２によつて圧力波が減衰されることがなく、しか
も各連通路１６，１８自身の通路断面積拡大によ
る圧力波減衰はあるものの、通路断面積縮小（絞
り）による圧力波減衰と比較して減衰割合は少な
く、よつて上記排気干渉効果及び吸気慣性効果を
有効に発揮できる。また、上記各拡大室１７，１
９は、１次弁１１及び２次弁１２の下流に位置す
るので、同様に吸気個有脈動効果を有効に発揮で
きる。

さらに、上記高負荷用吸気ポート１４の開口時
期を低負荷用吸気ポート１３よりも以早としたこ
とにより、特に高負荷用吸気ポート１４開口時の
開口時圧縮波を強く発生でき、排気干渉効果によ
る過給効果の向上により効果的である。

また、燃料供給装置としての燃料噴射ノズル１
５は、連通路１８下流の低負荷用吸気通路９ａ，
９ｂの下流端部（燃焼室２への開口部近傍）に設
けられているので、その吸気通路長さが長くなる
ことにより、連通路１８（拡大室１９）上流に配
置されたエアフローメータ７の加速及び減速運転
時における応答遅れに起因する燃料の応答性の悪
化（燃焼室２に導入される変化した空気量に対応
する燃料供給の応答遅れ）が生じることを防止し
て、良好な燃料応答性を確保できるとともに、全
運転域で吸気の供給を行い燃料の供給が可能な低
負荷用吸気通路９ａ，９ｂのみの設置で済み、燃
料供給装置の簡略化を図ることができる。

また、上記排気干渉効果、吸気慣性効果及び吸
気個有脈動効果による過給効果は、連通路１６，
１８を有する各拡大室１７，１９の位置、並びに
該連通路１６，１８を介しての両気筒１Ａ，１Ｂ
間の高負荷用吸気通路１０ａ，１０ｂ及び低負荷
用吸気通路９ａ，９ｂの各通路長さL_S，L_P等を
上述の如く設定することによつて得られ、過給機
等を要さないので、既存の吸気系の僅かな設計変
更で済み、構造が極めて簡単なものであり、よつ
て容易にかつ安価に実施することができる。

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、上記実施例では各気筒１Ａ，１Ｂに
おいて低負荷用及び高負荷用吸気通路９ａ，９
ｂ，１０ａ，１０ｂを各々独立した低負荷用及び
高負荷世吸気ポート１３，１４を介して燃焼室２
に開口させたが、第５図に示す第２実施例のよう
に、単一の吸気ポート２６を介して燃焼室２に開
口させるとともに、該吸気ポート２６を単一の吸
気弁２７で開閉するようにしてもよく、上記第１
実施例と同様の作用効果を奏することができる
（尚、第５図において上記第１実施例と同一の部
分については同一の符号を付してその説明を省略
する）。

また、上記第１実施例では２気筒４サイクルエ
ンジンに適用した例を示したが、本発明はデユア
ルインダクシヨンタイプのその他各種多気筒エン
ジンに対しても適用できるのは勿論のことであ
る。例えば、その一例として第６図に４バルブ式
の４気筒４サイクルエンジンに適用した第３実施
例を示す（尚、第１実施例と同一の部分について
は同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る）。

本例の場合、各気筒１Ａ〜１Ｄの高負荷用吸気
通路１０ａ〜１０ｄは２次弁１２の下流において
拡大室１７′の同一部分から分岐し該拡大室１
７′で形成される連通路１６′によつて連通されて
いる。また各気筒１Ａ〜１Ｄの低負荷用吸気通路
９ａ〜９ｄは１次弁１１下流において拡大室１
９′の同一部分から分岐し該拡大室１９′で形成さ
れる連通路１８′によつて連通されている。第１、
第２、第３、第４気筒１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの
低負荷用吸気通路９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは全て
等長に設定され、また第１、第２、第３、第４気
筒１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの高負荷用吸気通路１
０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄも全て等長に設定
され、必然的に１−３−４−２の点火順序におけ
る隣接気筒間のL_S，L_Pが等しくなつている。ま
た、上記連通路１６′，１８′を介して気筒１Ａ〜
１Ｄ間の高負荷用吸気通路１０ａ〜１０ｄ及び低
負荷用吸気通路９ａ〜９ｄの通路長さL_S，L_Pの
少なくとも一方は、排気干渉効果を得るためには
上記（）式の右辺第１項（開口時圧縮波発生か
ら伝播までに要する回転角度）が異なり（第９図
参照）、 L_S(P)＝（θ_S(P)−180−θ_O） ×（60／360N）×ａ …（′） により設定される。また吸気慣性効果を得る場合
には上記（）式によりＺ＝４として設定され
る。また各吸気通路９ａ〜９ｄ、１０ａ〜１０ｄ
の通路長さl_P，l_Sは共に２次の吸気個有脈動効果
を得るように上記（）式により設定されてい
る。尚、３気筒４サイクルエンジンに対しても、
図示していないが２気筒の場合と同様であり、各
通路長さL_S，L_P，l_P，l_Sを上記（）〜（）式
により設定すればよい。

さらに、排気干渉効果及び吸気慣性効果の気筒
間干渉の態様として、上記第１実施例（２気筒４
サイクルエンジン）では高負荷用吸気系統で排気
干渉効果を、低負荷用吸気系統で吸気慣性効果を
得るようにしたが、高負荷用及び低負荷用吸気系
統の少なくとも一方で排気干渉効果を得るように
設定すればよい。そして、その作用過程は、一般
の２気筒エンジンの場合、第７図に示すように、
既述と同様、排気干渉効果（実線矢印で示す）及
び吸気慣性効果（破線矢印で示す）は第１気筒か
ら第２気筒へ、第２気筒から第１気筒へと順次交
互に作用して行くのである。また、３気筒エンジ
ンの場合には、第８図に示すように、上記両効果
は、２気筒の場合と同様、第１気筒→第２気筒、
第２気筒→第３気筒、第３気筒→第１気筒へと順
次作用して行く。さらに、４気筒エンジンの場合
には、第９図に示すように、吸気慣性効果は、点
火順序通りに第１気筒→第３気筒、第３気筒→第
４気筒、第４気筒→第２気筒、第２気筒→第１気
筒へと順次作用して行き、排気干渉効果は、逆に
位相が180゜遅れた気筒から作用を受け、第３気筒
→第１気筒、第４気筒→第３気筒、第２気筒→第
４気筒、第１気筒→第２気筒、第３気筒→第１気
筒へと作用するのである。よつて、このように気
筒間干渉を行う気筒間の通路長さL_S，L_Pの少な
くとも一方を排気干渉効果を得るように設定すれ
ばよい。

また、上記実施例では、１次弁１１を主低負荷
用吸気通路９内に設けた型式のものについて示し
たが、第１次弁１１を、主低負荷用吸気通路９と
主高負荷用吸気通路１０との分岐部上流の主吸気
通路５に設けた型式のものも採用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、低負荷
用と高負荷用との２系統の独立した吸気通路を備
えた多気筒エンジンにおいて、5000〜7000rpmの
エンジン高回転時、高負荷用及び低負荷用の少な
くとも一方の吸気系統で気筒間の排気干渉効果に
よる過給効果を強力に得るとともに、各気筒自身
の高負荷用及び低負荷用の双方の吸気系統で吸気
個有脈動効果による過給効果を効果的に得るよう
にしたので、過給機等絵を要さずに既存の吸気系
の僅かな設計変更による簡単な構成でもつて、エ
ンジン高負荷高回転時の充填効率を高める出力向
上を有効に図ることができ、よつてエンジンの出
力向上対策の容易実施化及びコストダウン化に有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図及び第２
図は第１実施例を示す全体構成説明図及び同要部
概略図、第３図は第１実施例の吸気行程を示す説
明図、第４図は出力トルク特性を示す図、第５図
は第２実施例を示す要部概略図、第６図は第３実
施例を示す第１図相当図、第７図〜第９図はそれ
ぞれ２気筒、３気筒及び４気筒エンジンでの気筒
間干渉を示す説明図である。 １Ａ〜１Ｄ…第１〜第４気筒、２…燃焼室、５
…主吸気通路、７…エアフローメータ、９…主低
負荷用吸気通路、９ａ〜９ｄ…第１〜第４低負荷
用吸気通路、１０…主高負荷用吸気通路、１０ａ
〜１０ｄ…第１〜第４高負荷用吸気通路、１１…
１次弁、１２…２次弁、１５…燃料噴射ノズル、
１６，１６′…連通路、１７，１７′…拡大室、１
８，１８′…連通路、１９，１９′…拡大室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各気筒毎に互いに独立した低負荷用吸気通路
   と高負荷用吸気通路とを有するとともに該各気筒
   の低負荷用吸気通路と高負荷用吸気通路とを各気
   筒の燃焼室に吸気ポートを介して開口させた吸気
   通路を備え、該吸気通路は、少なくとも上記低負
   荷用吸気通路を流れる吸気量を変化させる１次弁
   と、上記高負荷用吸気通路を流れる吸気量を変化
   させる２次弁とを有するエンジンの吸気装置であ
   つて、 上記１次弁及び２次弁の下流において上記各気
   筒の低負荷用吸気通路同士及び高負荷用吸気通路
   同士を連通するそれぞれ各吸気通路の最小通路断
   面積以上の通路断面積の連通路を有する拡大室を
   設け、 上記連通路を介しての各気筒間の低負荷用吸気
   通路及び高負荷用吸気通路の通路長さを、少なく
   とも一方が5000〜7000rpmのエンジンの高回転
   時、一つの気筒の吸気ポートの開口時に生じる圧
   縮波が吸気行程終期にある他の気筒の吸気ポート
   に伝播して過給を行うように設定し、 上記拡大室から各気筒の吸気ポートに至る上記
   低負荷用吸気通路及び高負荷用吸気通路の通路長
   さl_P，l_Sを、双方が5000〜7000rpmのエンジンの
   高回転時、各気筒の吸気ポートの吸気開始により
   生じる膨張波を上記拡大室で反転して反射した圧
   縮波の２次脈動波が該各気筒の吸気行程終期の吸
   気ポートに伝播して過給を行うように、下記式 l_P ＝（θ_P−θ₂）×（60／360N） ×（1/4）×ａ l_S ＝（θ_S−θ₂）×（60／360N） ×（1/4）×ａ （ここで、θ_P及びθ_Sは各吸気ポートの開口期
   間、θ₂は各吸気ポートの開口から膨張波が実質的
   に発生するまでの期間と該膨張波を反転した圧縮
   波の２次脈動波が伝播される各吸気ポートの閉口
   直前の時期から閉口までの期間とを合算した無効
   期間、Ｎはエンジン回転数、ａは圧力波の伝播速
   度である） により設定したことを特徴とするエンジンの吸気
   装置。 ２ ２気筒又は３気筒４サイクルエンジンにおい
   て、上記連通路を介しての各気筒間の高負荷用吸
   気通路の通路長さL_S及び連通路を介しての各気筒
   間の低負荷用吸気通路の通路長さL_Pの少なくと
   も一方を、下記式 L_S(P)＝｛（720／Ｚ）＋θ_S(P) −θ_O｝×（60／360N）×ａ （ここで、Ｚは気筒数、θ_S(P)は各吸気ポートの
   開口期間、θ_Oは各吸気ポートの開口から開口時圧
   縮波が実質的に発生するまでの期間と効果的に過
   給を行うために該開口時圧縮波が伝播される各吸
   気ポートの閉口直前の時期から閉口までの期間と
   を合算した無効期間、Ｎはエンジン回転数、ａは
   圧力波の伝播速度である） により設定した特許請求の範囲第１項記載のエン
   ジンの吸気装置。 ３ ４気筒４サイクルエンジンにおいて、上記連
   通路を介しての各気筒間の高負荷用吸気通路の通
   路長さL_S及び連通路を介しての各気筒間の低負荷
   用吸気通路の通路長さL_Pの少なくとも一方を、
   下記式 L_S(P)＝（θ_S(P)−180−θ_O） ×（60／360N）×ａ （ここで、θ_S(P)は各吸気ポートの開口期間、θ_O
   は各吸気ポートの開口から開口時圧縮波が実質的
   に発生するまでの期間と効果的に過給を行うため
   に該開口時圧縮波が伝播される各吸気ポートの閉
   口直前の時期から閉口までの期間とを合算した無
   効期間、Ｎはエンジン回転数、ａは圧力波の伝播
   速度である）により設定した特許請求の範囲第１
   項記載のエンジンの吸気装置。