JPH071006B2

JPH071006B2 - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JPH071006B2
Application number: JP1567789A
Authority: JP
Inventors: 昌宏泉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH02196126A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］〈産業上の利用分野〉本発明は内燃機関の吸気装置に関し、特に内燃機関の出
力トルクを向上させるべく共鳴過給を行なうための吸気
装置に関する。

〈従来の技術〉従来から、吸気通路に於ける吸気共鳴を利用して充填効
率を高め内燃機関の出力トルクを増大させる技術が種々
公知となっている。しかしながら、このような吸気装置
に於いては、特定の回転速度域に於いてのみ有効な共鳴
過給が行なわれ、他の速度域に於いては、吸気装置の共
鳴構造が内燃機関の出力トルクをむしろ低下させるとい
う問題があった。

同一出願人による特開昭62−101820号公報には、共鳴過
給と慣性過給とを組み合せてなる吸気装置が提案されて
いる。この先行技術によれば、共鳴過給と慣性過給とに
よるトルクピークを適宜組み合せることにより、エンジ
ン回転速度の広い範囲に亘って高出力トルクを発生する
ことができる。しかしながら、吸気通路構造が比較的複
雑となり、場合によってはその適用が困難な場合がある
ばかりでなく実際には各回転速度の出力トルクのばらつ
きを必ずしも解消できない。

〈発明が解決しようとする課題〉このような従来の問題点に鑑み、本発明の主な目的は、
内燃機関の回転速度の広い範囲に亘って共鳴過給により
出力トルクを向上し得るような経済的かつ効果的な吸気
装置を提供することにある。

［発明の構成］〈課題を解決するための手段〉このような目的は、本発明によれば、各々複数の気筒か
らなる１対の気筒群と、前記各気筒群に至る１対の吸気
通路とを備える内燃機関の吸気装置であって、前記各吸気通路から各々分岐する１対の分岐通路を介し
て連通する１対の共鳴室と、前記両共鳴室を互いに連通する連通路と、前記分岐通路の各々に設けられた第１開閉制御弁と、前記連通路に設けられた第２開閉制御弁と、前記第１及び第２開閉制御弁を当該内燃機関の回転速度
に応じて開閉制御弁する制御ユニットとを備えることを
特徴とする内燃機関の吸気装置を提供することにより達
成される。

〈作用〉このようにすれば、第１及び第２の開閉制御弁を適宜開
閉制御弁することにより、吸気装置の共鳴特性を３つの
異なる状態に選択的に設定することができることから、
内燃機関の各回転速度域に於いて最も適切な開閉制御弁
の状態を設定することにより、内燃機関の広い速度範囲
に亘って高出力トルクを得ることができる。

〈実施例〉以下に添付の図面を参照して本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明に基づく吸気装置をＶ型６気
筒エンジンに適用した実施例を示す。

このエンジンは、第１図に於ける右上の３気筒からなる
一方の気筒群１と、左下の３気筒からなる他方の気筒群
２とを有する。また、このエンジンの吸気装置は、その
上流側からみて、吸入管３、エアクリーナ４、吸気管
５、サージタンク６、１対の分岐した吸気管７、８及び
吸気マニホールド体９、10がこの順に設けられ、エンジ
ン本体15のシリンダヘッドに接続されている。また、吸
気マニホールド体９、10の下部には、各々共鳴容器11、
12が一体的に固着されている。共鳴容器11、12は、分岐
管13、14をもって吸気管７、８下流端に各々連結されて
いる。この共鳴容器11、12をエンジン本体15のＶ字状谷
間部分に図示されないステーをもって保持することによ
り、吸気マニホールド体９、10も同時に保持される。従
って、各々別途に固定する場合に比較して部品点数が削
減されている。

一方、この吸気装置の内部では、第２図に良く示すよう
に、大気から吸入管３、エアクリーナ４、吸気管５内部
に郭成された吸気通路5a、サージタンク６内部、２つの
吸気管７、８内部に郭成された吸気通路7a、8a、各吸気
通路7a、8aの各下流端に設けられた互いに連動するバタ
フライ弁からなるスロットル弁16、17、吸気マニホール
ド体９、10の内部に郭定された吸気室9a、10a、同じく
吸気ポート9b、10b及び各気筒群１、２の各気筒に設け
られた吸気弁18を介して燃焼室に連通している。また、
各燃焼室は、排気弁19、排気ポート21、22を介して排気
管23、24に連通し、該排気管は図示外にて集合し、マフ
ラを介して大気に連通している。

各吸気通路7a,8aに於ける下流側吸気室9a、10aの近傍位
置には、分岐管13、14内部に郭成された分岐通路13a、1
4aの一端が各々接続されている。これら分岐通路13a、1
4aの他端は、共鳴容器11、12の内部共鳴室11a、12aに各
々接続されている。分岐通路13a、14aの吸気通路7a、8a
を臨む開口には第１開閉制御弁25、26が各々設けられて
いる。更に、両共鳴室11a、12aは、第２開閉制御弁27が
設けられた連通管28の連通路28aにより互いに選択的に
連通し得るようになっている。これら第１開閉制御弁2
5、26及び第２開閉制御弁27は、各々アクチュエータ2
9、30を介して制御ユニット31により開閉制御される。

ここで、第２図に良く示すように、各吸気室9a、10a端
部と各分岐通路13a、14aの開口が近接するように配設さ
れているが、これは、エアクリーナ４と各吸気室9a、10
a端部との間にて最も共鳴効果が高い位置は、エアクリ
ーナ４或いは各吸気室9a、10a端部に可及的に近接した
位置であることを理由とする。実際には、通路長L1と、
各吸気室9a、10a端部から各分岐通路13a、14a開口まで
の距離L2との関係は、 L2＜L1/4 となっていると良く、好ましくは各吸気室9a、10a端部
に対して可及的に分岐通路13a、14aの開口を近付けると
良い。

次に本発明の作動要領を第２図及び第３図について説明
する。

内燃機関の低速域に於いては、第１開閉制御弁25、26
及び第２開閉制御弁27は閉じられた状態にある。従っ
て、吸気は、専ら各吸気通路7a、8aを介して各気筒群
１、２に供給され、その共鳴効果により、第３図に曲線
Ｉにより示されるようなトルクカーブが得られ、その最
も低い速度域のトルクピーク（１次共鳴）が活用され
る。

次に、回転速度がN1まで増大したなら、第２開閉制御
弁27を閉じたままとし、第１開閉制御弁25、26を同時に
開く。その結果、吸気通路7aと共鳴室11aとの共鳴特性
が連成し、また吸気通路8aと共鳴室12aとの共鳴特性が
連成し、互いに振動が共鳴する回転速度の前後にて共鳴
効果が高くなる曲線IIにより示されるようなトルクカー
ブが得られ、回転速度がN1とN2との間にある時は（N1＜
N2）、その低い方の速度域のトルクピーク（１次共鳴）
が活用される。

回転速度がN2とN3との間にあっては（N2＜N3）、前記
の状態を再びとることにより、即ち各開閉制御弁25〜
27を全て閉じることにより、曲線Ｉにより表わされるト
ルクカーブの中間のトルクピーク（２次共鳴）が活用さ
れる。

回転速度がN3とN4との間にあっては（N3＜N4）、各開
閉制御弁25〜27を全て開く。その結果、曲線IIIにより
示されるような、曲線Ｉと曲線IIの中間的な傾向のトル
クカーブが得られ、その高い方の速度域のトルクピーク
（２次共鳴）が活用される。

回転速度がN4を超えると、各開閉制御弁25〜27を再び
全て閉じ、曲線Ｉにより表わされるトルクカーブの最も
高い速度域のトルクピークが活用され、高速回転域に於
いても大きな出力トルクを得ることができる。

尚、本実施例では、所定の４通りのエンジン回転速度
（N1〜N4）にて各弁25〜27を開閉制御し、共鳴特性を変
化させたが、各開閉制御弁がばたつかない程度に第３図
の各曲線（Ｉ〜III）のトルクカーブを効率良く活用す
るべく各弁25〜27を開閉制御して良い。

また、開閉制御弁の開閉は、ショックを軽減するために
徐々に行うが望ましく、また、所望に応じて、内燃機関
の空ぶかしのとき、回転速度が急激に変化するとき、或
いは負荷が小さいときなどは、機械式可動部分の耐久性
を向上させるために、開閉制御弁の開閉を禁止しても良
い。

更に、吸気通路7a側のみを拡大してみた第４図に良く示
すように、本実施例では分岐通路13aを円形断面とし略
円形のバタフライ弁を回動させることにより共鳴室11a
を各吸気通路7aに連通させたが、分岐通路13aの開口縁
部にて気流が乱れることを防止するためにスロットル弁
16を、想像線に示すように、その上記開口側の縁部が該
開口から遠ざかる向きに回動させると良く、同様の理由
から開閉制御弁25を、想像線に示すように、そのスロッ
トルバルブ側の縁部が上記開口から遠ざかる向きに回動
させると良い。このことは吸気通路8a側の分岐通路14
a、スロットル弁17、開閉制御弁25についても同様であ
ることは云うまでもない。

第５図〜第８図は上記実施例の変形実施例を示す。上記
実施例のように第１開閉制御弁25、26にバタフライ弁を
用いた場合、該弁が閉状態にあるときに分岐通路13aの
吸気通路7aに開口する部分にて弁体と想像線Ａとの間に
空隙が生じることから気流が乱れることが考えられる
（第４図）。そこで、第５図に良く示すように、共鳴室
11aに連通する分岐通路33aを半円形断面として、この通
路に沿う形状の弁体の直線部分に回動軸35aを設けて片
持ちした第１開閉制御弁35にて該通路を開閉するように
すれば、第６図に良く示すように、閉弁状態のときに不
必要に空隙が生じることがなく吸気通路7aの気流が乱れ
る心配がない。尚、その際回動軸35aが吸気通路7aの上
流側となるように分岐通路33aを形成すると良い。

また、第７図に良く示すように、分岐通路43aを略長円
をなす断面形状として、この通路に沿う形状の弁体の曲
線部分と直線部分の交わる位置に回動軸45aを設けた第
１開閉制御弁45にて該通路を開閉するようにすれば、第
８図に良く示すように、閉弁状態のときに不必要な空隙
を可及的に小さくすることができ、吸気通路7aの気流が
乱れる心配がない。尚、その際回動軸45aが吸気通路7a
の上流側となるように分岐通路43aを形成すると良い。
尚、この分岐通路形状及び第１開閉制御弁の構造は、も
う一方の第１通路及び第１開閉制御弁についても同様に
適用可能であることは云うまでもない。

尚、本発明は１気筒群３気筒以下の内燃機関に適するも
のであるが、それは１気筒群３気筒以下である場合に
は、各気筒群内の各気筒間に於ける吸気弁開時期期のオ
ーバラップが無いことにより、特に顕著な共鳴過給の効
果が得られることによるものである。しかしながら、１
気筒群４気筒でも吸気弁の開時期を回転速度等に応じて
可変とした内燃機関にあっては、低速回転時やアイドル
回転時に気筒間で吸気弁の開時期がオーバラップしない
ものがあり、このような内燃機関に本発明を応用するこ
とは容易である。

［発明の効果］このように、本発明によれば、比較的簡単な構造を持っ
て内燃機関の回転速度の広い範囲に亘って大きな出力ト
ルクを得ることができるため、その効果は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく吸気装置の概要を示す模式的斜
視図である。第２図は本発明に基づく吸気装置の概要を示す模式的構
成図である。第３図は第１図及び第２図に示された実施例によって得
られる出力トルク特性を示すグラフである。第４図は第２図の要部拡大図である。第５図〜第８図は第１図〜第４図に示された実施例の変
形実施例を示す管路及び開閉制御弁の模式図である。１、２……気筒群、３……吸入管４……エアクリーナ、５……吸気管 5a……吸気通路、６……サージタンク７、８……吸気管、7a、8a……吸気通路９、10……吸気マニホールド体 9a、10a……吸気室、9b、10b……吸気ポート 11、12……共鳴容器、11a、12a……共鳴室 13、14……分岐管 13a、14a……分岐通路 15……エンジン本体、16、17……スロットル弁 18……吸気弁、19……排気弁 21、22……排気ポート 23、24……排気管 25、26……第１開閉制御弁 27……第２開閉制御弁、28……連通管 28a……連通路 29、30……アクチュエータ 31……制御ユニット、33a……分岐通路 35……第１開閉制御弁、35a……回動軸 43a……分岐通路、45……第１開閉制御弁 45a……回動軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々複数の気筒からなる１対の気筒群と、
前記各気筒群に至る１対の吸気通路とを備える内燃機関
の吸気装置であって、前記各吸気通路から各々分岐する１対の分岐通路を介し
て連通する１対の共鳴室と、前記両共鳴室を互いに連通する連通路と、前記分岐通路の各々に設けられた第１開閉制御弁と、前記連通路に設けられた第２開閉制御弁と、前記第１及び第２開閉制御弁を当該内燃機関の回転速度
に応じて開閉制御する制御ユニットとを備えることを特
徴とする内燃機関の吸気装置。