JPH0578651B2 - - Google Patents

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JPH0578651B2
JPH0578651B2 JP59014901A JP1490184A JPH0578651B2 JP H0578651 B2 JPH0578651 B2 JP H0578651B2 JP 59014901 A JP59014901 A JP 59014901A JP 1490184 A JP1490184 A JP 1490184A JP H0578651 B2 JPH0578651 B2 JP H0578651B2
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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、
吸気系の気柱振動と吸気期間との同調による慣性
過給を利用して出力の向上を図るようにしたエン
ジンの吸気装置の改良に関するものである。
（従来技術） 一般に、吸気管内の流れはいわゆる脈動流で、
吸気弁が開き吸入行程が始まると、シリンダ内に
発生する負圧のために吸気管内気柱は加速されシ
リンダ内に流れ込む。この間シリンダ内圧力およ
び容積は、ピストン下降運動と共に変化し、同時
に吸気管内圧力および速度も漸次時間的にも場所
的にも変化する。シリンダで発生した圧力波は吸
気管を伝わり、サージタンク部で反射されてシリ
ンダに戻るものであつて、吸気系においてはこの
現象が繰り返されている。上記ピストンの下降に
よつて生じる圧力変化の振動数と、吸気管および
シリンダ容積で決まる吸気系の固有振動数とを同
調させると吸気慣性効果が得られて、体積効率を
向上させることができ高出力化が実現できること
はよく知られている。
上記吸気系の固有振動数は吸気通路の長さと断
面積と吸気期間中の平均シリンダ容積で定まり、
この固有振動数と同調するエンジン回転数の範囲
を広くし、吸気慣性効果の利用による出力向上域
を拡大するために、吸気通路長さまたは吸気通路
面積を可変とした技術が種々提案されている（例
えば、特開昭48−58214号、特開昭56−115819号、
特開昭58−119919号）。
しかるに、これらの先行技術は、吸気通路長さ
または吸気通路面積のいずれか一方のみを可変と
したものであるため、吸気慣性効果の利用による
出力向上範囲の拡大作用が小さくて不十分であ
り、また、吸気通路長さと吸気通路面積との両方
を可変としてより広い範囲で同調を得ることを考
えた場合、両可変機構の配設によつてエンジンが
大型化する問題を有し、特に、吸気通路長さを回
転数の広い範囲で同調させるためには吸気通路長
さの変動量が大きく吸気通路全体の長さが長くな
り、コンパクト化が損なわれるという問題があ
る。
（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、広範囲において各回
転数で慣性効果が最大に得られるように簡易な構
造によつて吸気通路の通路長さおよび通路面積を
多段階に変えて出力の向上を図るようにしたエン
ジンの吸気装置を提供することを目的とするもの
である。
（発明の構成） 本発明の吸気装置は、気筒に至る吸気通路が少
なくとも一部において第１吸気通路と第２吸気通
路との２つで形成し、第２吸気通路を開閉して吸
気を供給する通路面積を切換える通路面積切換手
段を設けとともに、上記第１および第２吸気通路
の吸気通路長さを２段に切換える通路長さ切換手
段を設け、エンジン回転数が予め設定された第１
の設定回転数以下で第２吸気通路を閉じて吸気通
路面積を小さく、第１の設定回転数を越えると第
２吸気通路を開いて吸気通路面積を大きくするよ
うに前記通路面積切換手段を切換作動をさせると
ともに、上記第１の設定回転数より高回転側に設
定された第２の設定回転数以下で吸気通路長さを
長く、第２の設定回転数を越えると吸気通路長さ
を短くするように前記通路長さ切換手段を切換作
動させる制御手段を設け、３段階でエンジン回転
数と気柱振動数とを同調させて吸気慣性効果を得
るようにしたことを特徴とするものである。
（発明の効果） 本発明によれば、気筒に至る吸気通路を第１吸
気通路と第２吸気通路との２つで形成し、第２吸
気通路を開閉して吸気通路面積を切換える通路面
積切換手段を簡易に構成するとともに、上記第１
および第２吸気通路の吸気通路長さを２段に切換
える通路長さ切換手段を簡易に構成し、第１の設
定回転数で吸気通路面積を切換え、第１の設定回
転数よりも高回転側の第２の設定回転数で吸気通
路長さを切換えるようにしたことで、簡易な構造
および制御で吸気慣性効果の同調範囲を３段階に
拡大し、吸気慣性効果による出力向上が効果的に
図れる。さらに、高回転側で吸気通路長さを切換
えるように設定したことで、同調する吸気通路長
さが短くなり、吸気通路の全体の長さを可及的に
抑えてコンパクト化を確保することができるもの
である。
（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は吸気装置を備えた多気筒エンジンの要部
断面正面図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図である。
エンジン１の各気筒の燃焼室２に連通開口する
吸気通路３は、スロツトル弁４下流にサージタン
ク５を備え、このサージタンク５下流で分岐され
各気筒に対して独立して結合される。
上記スロツトル弁４の下流側で、サージタンク
５からシリンダヘツド６内に形成された燃焼室２
の近傍部分の吸気通路３は、隔壁７によつて第１
吸気通路３ａと第２吸気通路３ｂとに区画形成さ
れ、第１吸気通路３ａは第１吸気ポート８ａに、
第２吸気通路３ｂは第２吸気ポート８ｂにそれぞ
れ開口している。
上記第２吸気通路３ｂには開閉弁９が介設さ
れ、この開閉弁９の開閉によつて吸気通路面積を
切換える通路面積切換手段１０が設けられ、上記
開閉弁９はその回転軸９ａがアクチユエータ１１
に連係されて、該アクチユエータ１１は制御手段
１３（コントロールユニツト）からの制御信号に
基づく作動により第２吸気通路３ｂを開閉し、第
１吸気通路３ａのみによつて吸気を供給するとき
と、両吸気通路３ａ，３ｂによつて吸気を供給す
るときとで吸気通路面積を変更するように構成さ
れている。
上記隔壁７は開閉弁９下流の一部が除去されて
両側の第１および第２吸気通路３ａ，３ｂが互い
に連通し、この連通部分に臨んで燃料噴射ノズル
１４が配設され、単一の燃料噴射ノズル１４によ
つて両吸気通路３ａ，３ｂに燃料供給が行えるよ
うにしている。
また、上記サージタンク５はケーシング１５
と、これに内設された円筒状の筒部材１６とによ
つて形成され、このサージタンク５に吸気通路３
ａ，３ｂの通路長さを切換える通路長さ切換手段
１７が構成されている。このケーシング１５はエ
ンジン１のシリンダヘツド６に締結される吸気マ
ニホールドを形成し、各気筒に対応してそれぞれ
結合された吸気通路３の延長部分がケーシング１
５の周方向に沿つて形成されている。また、上記
筒部材１６は内部空間がサージタンク５の拡張室
を構成するものであり、一端面の中心に開口部１
６ａが開設され、この開口部１６ａがスロツトル
弁４を備えた上流側の吸気通路３に連通して吸気
入口となり、筒部材１６の円筒状外周面はその内
部空間と外周部の吸気通路３の延長部分とを区画
するとともに、ケーシング１５の隣接する気筒に
対する延長部分７ａの内壁面に接して各吸気通路
を気筒ごとに独立させている。該筒部材１６の周
面には各気筒の吸気通路３に連通する出口側の連
通口１６ｂが開設され、この連通口１６ｂの縁部
に切換弁１８が配設されている。該切換弁１８
は、筒部材１６の連通口１６ｂとサージタンク５
下流の吸気通路３との連通経路を、円周上の延長
部分を介して連通して長くするか、直接連通して
短くするかを切換えるものであつて、これによつ
てサージタンク５から各気筒に至る吸気通路３の
長さを切換えるように構成されている。
上記切換弁１８はその回転軸１８ａがアクチユ
エータ１９に連係され、このアクチユエータ１９
が前記制御手段１３（コントロールユニツト）か
らの制御信号によつて駆動制御されて、吸気通路
長さを切換えるように構成されている。
上記制御手段１３には回転数センサー２０から
のエンジン回転数信号および負荷センサー２１か
らの負荷信号が入力され、該制御手段１３は高負
荷時にエンジン回転数の変動に対応して前記吸気
通路面積を変更する通路面積切換手段１０、およ
び吸気通路長さを変更する通路長さ切換手段１７
を駆動制御し、吸気通路面積および吸気通路長さ
を吸気通路３の気柱振動数とエンジン回転数に基
づく吸気期間の周期とが同調して吸気慣性効果が
最大となる値に調整するべく、エンジン回転数の
上昇に対応して、それぞれ異なる領域で切換え
て、多段階に気柱振動数を変化させるようにして
いるものである。
なお、第１図において、２２は吸気弁、２３は
シリンダブロツク、２４はピストンである。
上記制御手段１３によるエンジン回転数に対す
る吸気通路長さおよび吸気通路面積の切換制御例
を第３図に示し、基本的に、吸気通路長さ制御は
エンジン回転数が低い時には通路長さを長くし、
エンジン回転数が上昇して高くなつた時には通路
長さを短縮するものであつて、一方、吸気通路面
積制御はエンジン回転数が低い時には通路面積を
小さくし、エンジン回転数が上昇して高くなつた
時には通路面積を大きくするものである。
エンジン回転数が第１の設定回転数Ｎ１に達す
ると、通路面積切換手段１０を作動して開閉弁９
を開く一方、上記第１の設定回転数Ｎ１より大き
い値の第２の設定回転数Ｎ２に達すると、通路長
さ切換手段１７を駆動して切換弁１８を、それま
で第１図に鎖線で示す位置に作動していたものを
実線で示す位置に切換えて通路長さを短くするも
のでる。よつて、第１の設定回転数Ｎ１以下の低
回転域Ａでは第１吸気通路３ａのみによる小さい
吸気通路面積でかつ長い吸気通路でもつて吸気を
供給する一方、第１の設定回転数Ｎ１を越え第２
の設定回転数Ｎ２以下の中回転域Ｂでは、両吸気
通路３ａ，３ｂによる大きい通路面積でかつ長い
通路長さでもつて吸気を供給し、さらに、第２の
設定回転数Ｎ２を越えた高回転域Ｃでは両吸気通
路３ａ，３ｂによる大きい吸気通路面積でかつ短
い通路長さでもつて吸気を供給するように通路長
さと面積との組合せを３段階に切換制御するもの
である。
上記制御によれば第４図に示すように、エンジ
ン回転数の変動に対する全開トルク特性は、低回
転域Ａの条件（長通路、小面積）による吸気供給
時の曲線と、中回転域Ｂの条件（長通路、大面
積）による吸気供給時の曲線と、高回転域Ｃの
条件（短通路、大面積）による吸気供給時の曲線
とにおいて、各曲線，，が吸気慣性効果
の同調ピークに対応して増減し、各曲線が他の曲
線より大きいトルクを示す時点を領域を切換える
設定回転数Ｎ１，Ｎ２に設定するものである。
よつて、上記実施例においては、通路長さと通
路面積との条件を３段階に切換えて変動させるこ
とから、簡易な構造で各段階で大きな吸気慣性効
果を得て出力の向上を図ることができる。特に、
吸気慣性効果が要求される高回転域で効果的に出
力向上が図れるものである。
また、低回転域では吸気通路面積を小さくして
吸気流速の向上を図ることにより燃焼性能を改善
することができ、高回転域では大きい吸気通路面
積として多量の吸気を良好に供給することができ
る。
なお、上記実施例では、第１および第２吸気通
路３ａ，３ｂとを区画する隔壁７の一部を除去し
て両者を連通するようにしているが、この連通を
なくして両吸気通路３ａ，３ｂを完全に独立形成
するようにしてもよい。その際、吸気系の固有振
動数は若干変化するものである。また、燃焼室２
に単一の吸気ポートを開口し、この吸気ポートの
上流側の吸気通路を第１吸気通路と第２吸気通路
とにに分割形成するようにしてもよい。
一方、吸気通路面積および吸気通路長さを変更
するための手段の作動は、上記実施例のようにエ
ンジン回転数を検出したコントロールユニツトに
よる制御手段で行う他、排気圧力に対応して作動
するアクチユエータによつて駆動制御するなどエ
ンジン回転数に相関関係のある信号によつて作動
する手段が適宜採用可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における吸気装置を
有するエンジンの要部断面正面図、第２図は第１
図の−線に沿う断面図、第３図は通路長さと
通路面積との制御特性例を示す説明図、第４図は
第３図の制御に基づくエンジン回転数と全開トル
クとの関係を示す特性図である。 １……エンジン、３……吸気通路、３ａ……第
１吸気通路、３ｂ……第２吸気通路、５……サー
ジタンク、９……開閉弁、１０……通路面積切換
手段、１３……制御手段、１７……通路長さ切換
手段、１８……切換弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 気筒に至る吸気通路が少なくとも一部におい
    て第１吸気通路と第２吸気通路との２つで形成さ
    れ、第２吸気通路を開閉して吸気を供給する通路
    面積を切換える通路面積切換手段を設けるととも
    に、上記第１および第２吸気通路の吸気通路長さ
    を２段に切換える通路長さ切換手段を設け、エン
    ジン回転数が予め設定された第１の設定回転数以
    下で第２吸気通路を閉じて吸気通路面積を小さ
    く、第１の設定回転数を越えると第２吸気通路を
    開いて吸気通路面積を大きくするように前記通路
    面積切換手段を切換作動させるとともに、上記第
    １設定回転数より高回転側に設定された第２の設
    定回転数以下で吸気通路長さを長く、第２の設定
    回転数を越えると吸気通路長さを短くするように
    前記通路長さ切換手段を切換作動させる制御手段
    を設け、３段階でエンジン回転数と気柱振動数と
    を同調させて吸気慣性効果を得ることを特徴とす
    るエンジンの吸気装置。
JP59014901A 1984-01-23 1984-01-30 エンジンの吸気装置 Granted JPS60159334A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59014901A JPS60159334A (ja) 1984-01-30 1984-01-30 エンジンの吸気装置
US06/693,297 US4617897A (en) 1984-01-23 1985-01-22 Intake system for internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59014901A JPS60159334A (ja) 1984-01-30 1984-01-30 エンジンの吸気装置

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JPS60159334A JPS60159334A (ja) 1985-08-20
JPH0578651B2 true JPH0578651B2 (ja) 1993-10-29

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JP2007292061A (ja) * 2006-03-31 2007-11-08 Mazda Motor Corp 自動車用火花点火式エンジン

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