JPH0737768B2 - ４サイクル多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は４サイクル多気筒エンジンの吸気装置に係り、
特にそのシリンダに連なる吸気通路の構造に関する。

〔従来技術〕

この種のエンジンにおいて、従来、複数の吸気口を有す
るシリンダに、常用の一次吸気通路と高速用の二次吸気
通路とを連通させ、この二次吸気通路にエンジン回転数
に連動して開閉される常開形の切り換え弁を設け、吸気
通路の通路長をエンジンの運転条件に応じて変化させる
ものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、常用の一次吸気通路は、その通路長が低速時
での吸気慣性に合わせて設定されているため、負荷の増
大や回転数の上昇に伴って一次吸気通路を流れる吸気流
量が飽和点近くに達する、つまり、切り換え弁が開き始
める過渡期にあっては、一次吸気通路の長さが吸気の流
れに旨く適合せず、吸気慣性を有効に利用することに無
理があった。このため、第３図中破線で示すように、高
回転高負荷運転への移行時にトルクが一時的に落ち込ん
でしまう不具合があった。

本発明は、このような事情にもとづいてなされたもの
で、全運転域に亘って高トルクを得ることができ、しか
も、連通路を短く単純な形状とすることができるととも
に、一次および二次吸気通路の周囲に連通路を設置する
ためのスペースを必要とせず、コンパクトな４サイクル
多気筒エンジンの吸気装置を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、互いに間隔を存し
て並設された複数のシリンダと、これら各シリンダの燃
焼室に夫々連なる複数の吸気口とを有し、上記各燃焼室
の吸気口に、運転全域に亘って吸気を供給する常用の一
次吸気通路と、高速あるいは高負荷運転時にのみ吸気を
供給する二次吸気通路とを連通させ、これら一次吸気通
路と二次吸気通路とを互いに並行に配置した４サイクル
多気筒エンジンを前提としている。

そして、上記複数のシリンダのうち、隣り合うシリンダ
の吸入時期を互いに異ならせ、これら隣り合うシリンダ
の一次吸気通路は、上記隣り合うシリンダの二次吸気通
路の間に配置することにより、これら一次吸気通路を互
いに並べて配置し、これら隣り合う一次吸気通路を連通
路を介して連通させるとともに、この連通路に、エンジ
ン回転速度が予定以上の回転域に達した際に開操作され
る常閉形の制御弁を設けたことを特徴としている。

〔作用〕

この構成によれば、エンジンが高速あるいは高負荷運転
へ移行する際には、制御弁が開弁されて低速用の一次吸
気通路が互いに連通されるので、一つのシリンダが吸入
行程に入ると、その一次吸気通路間に圧力差が発生し、
吸入行程中の一次吸気通路内には他のシリンダの一次吸
気通路からも吸気が流入することになる。このため、外
気の入口から連通路の開口端までのインピーダンスが減
少するから、実質的に一次吸気通路の等価管長が短縮さ
れたことになり、従来に比べて一次吸気通路の通路長が
吸気の流れに旨く適合するようになる。したがって、吸
気抵抗が減少するのは勿論のこと、吸気慣性にもとづく
過給効果を有効に利用して多くの吸気をシリンダに送り
込むことが可能となる。よって、高速あるいは高負荷運
転への移行時でのトルクの落ち込みが少なくなり、全運
転領域に亙って高トルクが得られる。

また、上記構成によると、連通路を介して接続される一
次吸気通路は、互いに隣り合っているので、上記連通路
は一次吸気通路の間に配置すれば良く、二次吸気通路を
大きく迂回させる必要はない。そのため、連通路を短い
直線状に形成することができ、その分、吸気抵抗が抑え
られて、吸入行程から外れた一次吸気通路内の吸気を効
率良く吸入行程中の一次吸気通路内に導くことができ
る。

しかも、連通路は隣り合う二本の一次吸気通路の間に収
まるので、この連通路が一次吸気通路や二次吸気通路の
周囲に大きく張り出すことはない。そのため、一次よび
二次吸気通路の周囲に連通路を配置するための専用のス
ペースを確保する必要はなく、吸気装置全体をコンパク
トに形成することができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明す
る。

図中符号１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、
３はピストンを示し、そのシリンダブロック１内には例
えば４とのシリンダ４…が一列に並設されている。シリ
ンダ４…の頂部に位置する燃焼室５には、第１図に示す
ように３個の吸気口６と、２個の排気口７が開口されて
おり、これら吸気口６および排気口７は夫々吸気バルブ
８および排気バルブ９により所定のタイミングで開閉さ
れる。

なお、第２図中符号10は吸気用カム軸、11は排気用カム
軸を示す。

ところで、各シリンダ４の吸気口６は、シリンダヘッド
２内で互いに集合されており、この集合部12に燃料噴射
弁25が設けられているとともに、集合部12の開口端には
夫々吸気通路14が接続されている。吸気通路14の上流端
は吸気チャンバー15に連なっており、この吸気チャンバ
ー15の吸気入口にはスロットル弁13が設けられている。

そして、吸気通路14の内部は常用の一次吸気通路16と高
速用の二次吸気通路17とに区分けされており、この一次
吸気通路16の通路断面積は、二次吸気通路17の通路断面
積よりも小さく形成されている。したがって、一次吸気
通路16と二次吸気通路17とでは、その等価管長が異なっ
ており、この一次吸気通路16の等価管長は低速時での吸
気慣性に合わせて長めに決められている。

二次吸気通路17の途中には、この吸気通路17を常時閉塞
するバタフライ形の切り換え弁18が設けられている。切
り換え弁18の弁軸18aは、例えば吸気負圧を駆動源とす
るアクチュエータ（図示せず）に接続されており、この
ため、切り換え弁18はスロットル弁13が大きく開かれる
か、あるいはエンジン回転数が予め設定された回転数N₁
に達して吸気負圧が高まった際に、開方向に回動され
る。

また、上記四つのシリンダ４のうち、互いに隣り合うシ
リンダ4,4は、そのクランク角の位相が180゜異なる、つ
まり吸入時期が互いに異なっている。これら隣り合うシ
リンダ4,4の一次吸気通路16,16は、互いに並行をなすと
ともに、上記隣り合うシリンダ4,4の二次吸気通路17,17
の間に位置されており、これら一次吸気通路16,16自体
が互いに並んで配置されている。

吸入時期が異なるシリンダ4,4の一次吸気通路16,16は、
第１図に示すように連通路19を介して互いに連通されて
いる。連通路19は、一次吸気通路16,16の間において、
これら吸気通路16,16と直交する方向に直線状に延びて
いる。そして、連通路19の通路断面積は、一次吸気通路
16の通路断面積と略同等か、それ以上に設定されてお
り、この連通路19の中間部には、バタフライ形の制御弁
20が設けられている。制御弁20は連通路19を常時閉塞し
ており、その弁軸20aがエンジン回転数に連動する制御
機構21に接続されている。すなわち、この制御機構21は
エンジン回転数が、上記切り換え弁18が開き始める回転
数よりも低いN₂に達した際に、制御弁20を開作動させる
もので、本実施例の場合は、エンジン回転数を例えばイ
グニションユニット22の点火パルスから検出している。
そして、この検出信号が所定のレベルに達すると、コン
トロールユニット23がサーボモータ24に作動指令信号を
与えて、弁軸20aをエンジン回転数の増大に応じて順次
開方向に回動させるようになっており、この制御弁20は
エンジン回転数がN₂とN₁との間で全開となる。

このような構成において、エンジン回転数がN₂に達しな
い低速運転時には、切り換え弁18および制御弁20は共に
閉弁状態にあるため、スロットル弁13で流量制御された
吸気は、一次吸気通路16のみを通って吸入行程中の燃焼
室５に吸入される。このため、吸気流速が増すととも
に、一次吸気通路16の等価管長は低速時での吸気慣性に
合わせて決められているため、吸気慣性にもとづく過給
効果を有効に利用して多くの吸気を燃焼室５に送り込む
ことができ、高トルクが得られる。

一方、エンジン回転数がN₂に達し、中速運転に移行する
と、このことを制御機構21が検知し、制御弁20をエンジ
ン回転数に応じて開操作する。すると、吸入時期が異な
るシリンダ4,4間の一次吸気通路16,16が互いに連通され
るので、一方のシリンダ４が吸入行程に入ると、その一
次吸気通路16、16間に圧力差が発生し、吸入行程中の一
次吸気通路16内には、他方の一次吸気通路16内の吸気が
連通路19を介して流入することになる。このため、吸気
チャンバー15から連通路19の開口端までの間のインピー
ダンスが減少するから、この一次吸気通路16の等価管長
が吸気流量や流速の増大に応じて低速時よりも実質的に
短縮されたことになる。この結果、一次吸気通路16内を
流れる吸気流量が飽和点に近づいても、一次吸気通路16
の通路長が吸気の流れに旨く適合するようになり、吸気
抵抗が少なくなるのは勿論のこと、吸気慣性にもとずく
過給効果を有効に利用することができる。したがって、
低速時に引き続いて多くの吸気を燃焼室５に送り込むこ
とができ、第３図中実線で示すように、トルクの落ち込
みが少なくなる。

また、エンジン回転数がN₁に達し、高速運転に移行する
と、切り換え弁18が開かれる。このため、吸気は一次吸
気通路16に加えて高速用の二次吸気通路17からも燃焼室
５内に送り込まれるので、高速域での要求吸気量を充分
に満足することができ、引き続いて高トルクが得られ
る。

また、上記構成によると、連通路19を介して接続される
一次吸気通路16,16は、二次吸気通路17,17の間に配置さ
れて互いに隣り合っているので、上記連通路19は一次吸
気通路16,16の間に配置すれば良く、二次吸気通路17,17
を大きく迂回させる必要はない。そのため、連通路19の
全長を短くできるとともに、この連通路19を単なる直線
状に形成することができ、その分、吸気抵抗が抑えられ
て、吸入行程の外れた一方の一次吸気通路16内の吸気
を、効率良く吸入行程中の一次吸気通路16内に導くこと
ができる。

その上、連通路19は、隣り合う二本の一次吸気通路16,1
6の間に生じたデッドスペースに収まるので、この連通
路19が一次吸気通路16,16や二次吸気通路17,17の周囲に
大きく張り出すことはない。したがって、一次よび二次
吸気通路16,17の周囲に連通路19を配置するための専用
のスペースを確保する必要はなく、吸気装置全体のコン
パクト化に寄与するといった利点がある。

なお、本発明を実施するに当たっては、燃料噴射弁の代
わりに、一次吸気通路にスロットル操作に連動して全運
転領域に亙って強制的に開閉される強制開閉式の気化器
を設けるとともに、二次吸気通路に吸気負圧が予め設定
した値以上に達するか、あるいは上記気化器の開度が予
定以上の高開度域に達した際に開かれる負圧応動式の気
化器を設けても良い。

さらに、吸気口の数も３個に限らず、２個でも良いとと
もに、シリンダ配置もＶ形であっても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、高速あるいは高負荷運転
への過渡期には、一次吸気通路の等価管長が短縮される
ので、この時点でも吸気慣性にもとづく過給効果を有効
に利用することができ、吸気抵抗の減少と相まって多く
の吸気をシリンダに送り込むことができる。したがっ
て、トルクの落ち込みが少なくなり、全運転域に亘って
高トルクが得られる。

また、一次吸気通路を連通路を介して連通されるに当っ
て、この連通路を二次吸気通路を大きく迂回させる必要
はないので、連通路の全長を短くできるとともに、この
連通路を単なる直線状に形成することができ、その分、
吸気抵抗を小さく抑えることができる。このため、吸入
行程を外れた一方の一次吸気通路内の吸気を効率良く吸
入行程中の一次吸気通路内に導くことができ、高速ある
いは高負荷運転への過渡期におけるトルクの落ち込みを
防止する上でより好都合となる。

加えて、連通路が一次吸気通路や二次吸気通の周囲に大
きく張り出さずに済むので、これら一次よび二次吸気通
路の周囲に連通路を配置するための専用のスペースを確
保する必要はなく、吸気装置全体のコンパクト化を実現
できるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示し、第１図は吸気通路部分
を断面した平面図、第２図は全体の断面図、第３図はト
ルクの移り変りを示す特性図である。 ４……シリンダ、５……燃焼室、６……吸気口、16……
一次吸気通路、17……二次吸気通路、19……連通路、20
……制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに間隔を存して並設された複数のシリ
   ンダと、 これら各シリンダの燃焼室に夫々連なる複数の吸気口
   と、を有し、 上記各燃焼室の吸気口に、運転全域に亘って吸気を供給
   する常用の一次吸気通路と、高速あるいは高負荷運転時
   にのみ吸気を供給する二次吸気通路とを連通させ、 これら一次吸気通路と二次吸気通路とを互いに並行に配
   置した４サイクル多気筒エンジンにおいて、 上記複数のシリンダのうち、隣り合うシリンダの吸入時
   期を互いに異ならせ、 これら隣り合うシリンダの一次吸気通路は、上記隣り合
   うシリンダの二次吸気通路の間に配置することにより、
   これら一次吸気通路を互いに並べて配置し、 これら隣り合う一次吸気通路を連通路を介して連通させ
   るとともに、 この連通路に、エンジン回転速度が予定以上の回転域に
   達した際に開操作される常開形の制御弁を設けたことを
   特徴とする４サイクル多気筒エンジンの吸気装置。