JPH0568609B2 - - Google Patents

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JPH0568609B2
JPH0568609B2 JP60091690A JP9169085A JPH0568609B2 JP H0568609 B2 JPH0568609 B2 JP H0568609B2 JP 60091690 A JP60091690 A JP 60091690A JP 9169085 A JP9169085 A JP 9169085A JP H0568609 B2 JPH0568609 B2 JP H0568609B2
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JP
Japan
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intake
cylinder
intake port
branch
passage
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JP60091690A
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JPS61250335A (ja
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Haruo Okimoto
Toshimichi Akagi
Seiji Tajima
Naoyuki Koyama
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/005Oscillating pipes with charging achieved by arrangement, dimensions or shapes of intakes pipes or chambers; Ram air pipes
    • F02B27/006Oscillating pipes with charging achieved by arrangement, dimensions or shapes of intakes pipes or chambers; Ram air pipes of intake runners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/02Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
    • F02B27/0226Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
    • F02B27/0289Intake runners having multiple intake valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関し、
詳しくは一つの気筒で発生した圧縮波を他の気筒
に作用させて気筒間干渉により過給効果を得るよ
うにしたものの改良に関する。
(従来の技術) 従来より、多気筒エンジンの吸気装置として、
例えば実開昭56−105626号公報に開示されるよう
に、サージタンク下流の共通の吸気通路から分岐
して各気筒に互いに独立して連通する分岐吸気通
路を設けたものは知られている。
そして、このような多気筒エンジンの吸気装置
において、点火順序が先行する先行気筒の吸気ポ
ートのクローズにより生じる圧縮波を分岐吸気通
路を介して点火順序が後続する後続気筒の吸気行
程終期の吸気ポートに伝播作用せしめて、吸気行
程終期での吸気の吹返しを抑え吸気を押し込むこ
とにより、過給効果を得るようにすることも知ら
れている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、1つの気筒に第2吸気ポートと第2
吸気ポートとを独立して備えるとともに、第2吸
気ポートのクローズタイミングを第1吸気ポート
のクローズタイミングよりも遅らせるように設定
する一方、サージタンク下流の共通吸気通路から
分岐して各気筒の第1吸気ポートおよび第2吸気
ポートにそれぞれ互いに独立して連通する第1分
岐吸気通路と第2分岐吸気通路とを備えて、エン
ジンの低速低負荷時には第1分岐通路のみから各
気筒に吸気を供給することにより、燃料の気化、
霧化を促進して燃焼性の向上を図る一方、高速高
負荷時には第1分岐吸気通路と共に第2分岐吸気
通路からも吸気を供給し、かつ第1吸気ポートの
クローズ後も供給することにより、吸気の吹返し
を抑え吸気の充填効率を有効に高めて出力の向上
を図るようにした多気筒エンジンがある。
このような多気筒エンジンに対しても、各気筒
間の第1、第2分岐吸気通路の長さを適切に設定
して、上述の如き気筒間干渉により過給効果を得
る、つまり先行気筒の第1吸気ポートおよび第2
吸気ポートのクローズにより生ずる圧縮波をそれ
ぞれ後続気筒の吸気行程終期の対応する第1、第
2吸気ポートに作用させて、各気筒の第1吸気ポ
ート間および第2吸気ポート間の気筒間干渉によ
り過給作用を得ることが考えられる。
しかし、この場合、高出力が要求されるところ
の第2分岐吸気通路からの吸気の過給が行われる
高速高負荷時には、上記第1吸気ポート間および
第2吸気ポート間での気筒間干渉効果が得られて
出力の向上が図られるものの、より一層の向上が
望まれる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上記の如く第2吸気ポー
トのクローズタイミングが第1吸気ポートのクロ
ーズタイミングよりも遅いことに着目して、先行
気筒の第1吸気ポートのクローズにより生じる圧
縮波を後続気筒の吸気行程終期の第2吸気ポート
にも作用させるようにすることにより、後続気筒
の第2吸気ポートに対しては先行気筒の第1吸気
ポートおよび第2吸気ポートの双方との間で気筒
間干渉効果を得て、高速高負荷時での過給効果を
一層増大させることにある。
(問題点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、各気筒に第1吸気ポートと第2吸気ポートと
をそれぞれ独立して設けるとともに、第2吸気ポ
ートのクローズタイミングを第1吸気ポートのク
ローズタイミングよりも遅らせるように設定する
一方、サージタンク下流の共通の吸気通路から分
岐して各気筒の第1吸気ポートおよび第2吸気ポ
ート3にそれぞれ互いに独立して連通する第1分
岐吸気通路と第2分岐吸気通路とを設けた多気筒
エンジンの吸気装置を対象とし、そして、点火順
序が先行する先行気筒の第1吸気ポートのクロー
ズにより生じる圧縮波が点火順序が接続する後続
気筒の吸気行程終期の第2吸気ポートに作用し、
上記先行気筒の第2吸気ポートのクローズにより
生じる圧縮波が先行気筒の第1吸気ポートのクロ
ーズにより生じた上記圧縮波の作用よりも遅れて
後続気筒の吸気行程終期の第2吸気ポートに作用
するように各気筒間の上記各分岐吸気通路の長さ
を設定する構成としたものである。
(作用) 上記の構成により、本発明では、高出力が要求
される高速高負荷時には、点火順序が先後する気
筒間において、後続気筒の吸気行程終期における
第2吸気ポートに対し、先行気筒の第1吸気ポー
トのクローズにより生じた圧縮波が先行気筒の第
1分岐吸気通路および後続気筒の第2分岐吸気通
路を介して伝播作用するとともに、それに遅れ
て、先行気筒の第2吸気ポートのクローズにより
生じた圧縮波が両気筒の第2分岐吸気通路を介し
て伝播作用するので、この2系統の気筒間干渉に
より過給効果が大幅に増大することになる。
(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図はデユアルインダクシヨンタイプの4ポ
ート式4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〜1dは第1〜第4気筒であり、
各気筒1a〜1dにはそれぞれ、低速用および高
速用としての第1および第2の2つの吸気ポート
2,3が設けられているとともに、2つの排気ポ
ート4,4が設けられている。
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〜1d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およびその下流
に吸入空気量を制御するスロツトル弁8がそれぞ
れ配設されている。上記主吸気通路5の下流には
吸気拡大室を形成するサージタンク9が設けられ
ており、該サージタンク9には各気筒1a〜1d
共通の1本の共通吸気通路10の上流端が連通接
続され、該共通吸気通路10の下流端は各気筒1
a〜1dの第1、第2吸気ポート2,3に対応し
て分岐する分岐部11を構成しており、該分岐部
11から各気筒1a〜1dの第1吸気ポート2お
よび第2吸気ポート3にそれぞれ独立して連通す
る第1分岐吸気通路12と第2分岐吸気通路13
とが各気筒1a〜1d毎に設けられている。尚、
14は上流端が分岐して各気筒1a〜1dの排気
ポート4,4に連通し下流端が大気に開口して各
気筒1a〜1dからの排気ガスを排出する排気通
路である。また、上記各第2分岐吸気通路13
は、図示していないが開閉弁等により高速高負荷
時に開かれるようになされている。
上記各気筒1a〜1dの第1吸気ポート2に対
応する第1分岐吸気通路12は同一の通路長さl1
に設定され、また各気筒1a〜1dの第2吸気ポ
ート3に対応する第2分岐吸気通路13も同一の
通路長さl2に設定されている。また、上記各第2
分岐吸気通路13の最小通路面積を各第1分岐吸
気通路12の最小通路面積よりも大きく、かつ各
第2分岐吸気通路13の通路長さl2を各第1分岐
吸気通路12の通路長さl1よりも短く設定するこ
とが、特に第2分岐吸気通路13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ので
好ましい。
また、上記第2吸気ポート3のクローズタイミ
ングは第1吸気ポート2のクローズタイミングよ
りも遅くなるように設定されている。また、両者
のオープンタイミングはほぼ同時期に設定されて
いる。
そして、上記各気筒1a〜1d間の第11第2分
岐吸気通路12,13の通路長さl1,l2は、点火
順序(第1気筒1a→第3気筒1c→第4気筒1
d→第2気筒1bの順)が先行する先行気筒の第
1吸気ポート2のクローズにより生じる圧縮波が
先行気筒の第1分岐吸気通路12、分岐部11お
よび後続気筒の第2分岐吸気通路13を介して後
続気筒の吸気行程終期の第2吸気ポート3に伝播
作用し、かつ上記先行気筒の第2吸気ポート3の
クローズにより生じる圧縮波が先行気筒の第2分
岐吸気通路13、分岐部11および後続気筒の第
2分岐吸気通路13を介して、上述の先行気筒の
第1吸気ポート2のクローズにより生じた圧縮波
の作用よりも遅れて後続気筒の吸気行程終期の第
2吸気ポート3に伝播作用する一方、上記先行気
筒の第1吸気ポート2のクローズにより生じる圧
縮波が先行気筒の第1分岐吸気通路12、分岐部
11および後続気筒の第1分岐吸気通路12を介
して後続気筒の吸気行程終期の第1吸気ポート2
に伝播作用するように設定されている。すなわ
ち、先行気筒の第1吸気ポート2と後続気筒の大
2吸気ポート3との間の通路長さL12(≒l1+l2)、
先行気筒の第2吸気ポート3と後続気筒の第2吸
気ポート3との間の通路長さL2(≒l2×2)、およ
び先行気筒の第1吸気ポート2と後続気筒の第1
吸気ポート2との間の通路長さL1(≒l1×2)は
それぞれ、 L1,L2,L12={(720/Z)−Q0} ×(60/360・N)×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=4であり、720/Z
は気筒間の位相差を示し、Q0は先行気筒で圧縮
波が実質的に発生してから各吸気ポート2,3の
クローズまでの期間と後続気筒で効果的に過給を
行うために該圧縮波を作用させる時期から各吸気
ポート2,3のクローズまでの期間とを合算した
無効期間で約10〜50゜であり、よつて{(720/Z)
−Q0}は先行気筒での圧縮波発生から吸気行程
終期にある後続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
ジン回転数であり、本実施例では5000〜7000rpm
の高速回転数に設定され、60/360・Nは1゜回転
するに要する時間(秒)を表わす。また、aは圧
縮波の伝播速度で、20℃でa=343m/sである。
次に、上記第1実施例の作用について第2図に
より説明するに、高出力を要するエンジン高速高
負荷時には、各気筒1a〜1dの第2分岐吸気通
路13が開かれて、各気筒1a〜1dに対し、各
第2分岐吸気通路13からも各第1分岐供給通路
12とは独立して吸気の供給が行われる。その
際、点火順序の先行する先行気筒の第1吸気ポー
ト2および第2吸気ポート3のクローズにより発
生した圧縮波はそれぞれ、後続気筒との間の第1
吸気ポート2,2間および第2吸気ポート3,3
間の通路長さL1,L2を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、先行気筒の第1分岐吸気通路12(第2
分岐吸気通路13)→分岐部11→後続気筒の第
1分岐吸気通路12(第2分岐吸気通路13)を
経て、吸気行程終期にある後続気筒の対応する第
1吸気ポート2および第2吸気ポート3に伝播作
用する。その結果、この圧縮波の作用により、吸
気が吸気行程終期にある後続気筒の第1、第2吸
気ポート2,3により気筒内へ押し込まれて過給
が行われることになる。
それと同時に、上記の先行気筒の第1吸気ポー
ト2のクローズにより発生した圧縮波は、第2吸
気ポート3のクローズタイミングを第1吸気ポー
ト2のクローズタイミングよりも遅らせるように
設定したことにより、先行気筒の第1分岐吸気通
路12→分岐部11→後続気筒の第2分岐吸気通
路13を経て、同じく吸気行程終期にある後続気
筒の第2吸気ポート13に、上記した先行気筒の
第2吸気ポート3のクローズにより発生した圧縮
波の作用により先に伝播作用して過給が行われる
ことになり、吸気行程終期での第2吸気ポート3
からの過給を大幅に高めることができる。
したがつて、このように点火順序が隣接する気
筒間の低速用吸気系同士および高速用吸気系統同
士での気筒間干渉効果と併せて、低速用吸気系統
と高速用吸気系統との間での気筒間干渉効果によ
る相乗作用によつて、過給効果が大幅に増大する
ので、エンジンの高速高負荷時での吸気充填効率
を著しく高めて出力を大幅に向上させることがで
きる。例えば、第3図に示すように、第1吸気ポ
ートおよび第2吸気ポート付近の吸気圧力は、気
筒間干渉効果のない場合(第1吸気ポートの吸気
圧力を一点鎖線、第2吸気ポートの吸気圧力を二
点鎖線で示す)を基準にして、上述の気筒間干渉
効果を得た場合には、吸気行程終期において第1
吸気ポートでは実線で示す如く、第2吸気ポート
では破線で示す如くそれぞれ大幅に増大し、大き
な過給効果が得られることが判る。
第4図は本発明の第2実施例を示し(第1図と
同一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)、第1実施例(第1図)における分
岐部11部分の構造を変更して、各気筒1a〜1
dの第1分岐吸気通路12,12…上流端を分岐
部11の上流側にまとめ、第2分岐吸気通路1
3,13の上流端を分岐部11の下流側にまとめ
て設けるとともに、その両者の境界部分に高速高
負荷時に開く開閉弁15を配設したものであり、
その他は上記第1実施例と同じ構成である。
本例の場合、各気筒1a〜1dの第2分岐吸気
通路13,13…の開閉を1つの開閉弁15で行
うことができるとともに、開閉弁15が閉じてい
る低速低負荷時、第1吸気ポート2のクローズに
より生じた圧縮波が分岐部11から第2分岐吸気
通路13側へ分散減衰するのを防止でき、第1吸
気ポート2,2間の気筒間干渉による過給効果を
良好に維持することができる利点がある。
尚、上記実施例では、4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
に対しても同様に適用できるものである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、先行気
筒の第1吸気ポートおよび第2吸気ポートのクロ
ーズにより生じた圧縮波の双方が後続気筒の吸気
行程終期において第2吸気ポートに先後して作用
するようにしたので、高速・高負荷時での気筒間
干渉による過給効果を大幅に増大させることがで
き、出力の著しい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図は一実
施例の全体概略構成図、第2図は気筒間干渉作用
を示す説明図、第3図は気筒間干渉効果による吸
気圧力変化を示す測定結果図、第4図は変形例を
示す第1図相当図である。 1a〜1d…気筒、2…第1吸気ポート、3…
第2吸気ポート、9…サージタンク、10…共通
吸気通路、11…分岐部、12…第1分岐吸気通
路、13…第2分岐吸気通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 各気筒に第1吸気ポートと第2吸気ポートと
    をそれぞれ独立して設けるとともに、第2吸気ポ
    ートのクローズタイミングを第1吸気ポートのク
    ローズタイミングよりも遅らせるように設定する
    一方、サージタンク下流の共通の吸気通路から分
    岐して各気筒の第1吸気ポートおよび第2吸気ポ
    ートにそれぞれ互いに独立して連通する第1分岐
    吸気通路と第2分岐吸気通路とを設けた多気筒エ
    ンジンの吸気装置において、点火順序が先行する
    先行気筒の第1吸気ポートのクローズにより生じ
    る圧縮波が点火順序が後続する後続気筒の吸気行
    程終期の第2吸気ポートに作用し、上記先行気筒
    の第2吸気ポートのクローズにより生じる圧縮波
    が先行気筒の第1吸気ポートのクローズにより生
    じた上記圧縮波の作用よりも遅れて後続気筒の吸
    気行程終期の第2吸気ポートに作用するように各
    気筒間の上記各分岐吸気通路の長さを設定したこ
    とを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
JP60091690A 1985-04-27 1985-04-27 多気筒エンジンの吸気装置 Granted JPS61250335A (ja)

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JP60091690A JPS61250335A (ja) 1985-04-27 1985-04-27 多気筒エンジンの吸気装置

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JPS61250335A JPS61250335A (ja) 1986-11-07
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JP60091690A Granted JPS61250335A (ja) 1985-04-27 1985-04-27 多気筒エンジンの吸気装置

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