JPH082431Y2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、多気筒エンジンの吸気装置に関し、さらに
詳しくは、各気筒の吸気動作によって生ずる吸気の動的
効果を利用して過給を行うようになったエンジンの吸気
装置に関するものである。

（従来の技術） 多気筒エンジンにおいては、吸気の動的効果を利用し
て過給を行うようになった吸気装置が知られている。こ
のような過給方法として、慣性過給および共鳴過給が知
られている。上記の慣性過給においては、吸気行程にあ
る気筒からの負圧波をサージタンク等に代表される圧力
反転部によって正の圧力波に反転させ、この正の圧力波
による吸気押し込み作用によって過給を行うようになっ
ている。また、上記の共鳴過給においては、吸気行程が
連続しないように複数の気筒を２つの組に分けて、各組
の気筒からの吸気管をそれぞれ別個の吸気集合部に集
め、さらにこれらの吸気集合部を相互に連通させた吸気
系となっている。この吸気系によれば、吸気ポートの周
期的な開閉に起因して発生する圧力波を利用して吸気管
内の吸気を振動させ、この振動圧力によって各気筒に対
する過給を行うようになっている。

このような吸気の動的効果を利用した過給において
は、過給に関与する吸気管部分の長さを長くすると、過
給が最も効率良く行われるエンジン回転数を低下させる
ことができ、逆にその長さを短くすると、過給が最も効
率良く行われるエンジン回転数を高くすることができ
る。従って、エンジンの高低双方の回転領域において過
給を効率良く行うためには、エンジン回転数に応じて過
給に関与する吸気管部分の長さを変え、あるいはエンジ
ン回転数に応じて長さの異なる別個の吸気管部分を使用
するようにし、気柱固有振動数が互いに異なる吸気動的
効果を生成すればよい。

このような吸気の動的効果を利用したものとして、例
えば、特開昭62−210218号公報に開示されるように、過
給に関与する吸気管部分の有効管長をエンジンの回転数
に応じて切換可能とした構造のものが知られている。即
ち、この公報においては、エンジンの吸気装置は、吸気
行程が連続しない２組の気筒群における、一方の気筒群
に属する気筒からの第１の吸気管及び他方の気筒群に属
する気筒からの第１の吸気管を第１の吸気集合部にそれ
ぞれ連通させ、一方の気筒群に属する気筒からの第２の
吸気管及び他方の気筒群に属する気筒からの第２の吸気
管を第２の吸気集合部にそれぞれ連通させるとともに、
開閉弁を備えた連通路を介して各吸気集合部を相互に連
通させ得る構成とされており、エンジンの運転状態に応
じてこの開閉弁を開閉制御することにより、吸気管部分
の実質的な長さを切換え、これによって好適なエンジン
出力トルク特性を実現せんとしている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記形式の吸気装置においては、連通
路を構成する連通管の中間位置に単一の開閉弁が配置さ
れており、このため、開閉弁を閉じたとき、連通路の各
端部と開閉弁との間、即ち、開閉弁の両側に比較的大き
な容積の所謂デットスペースが生じていた。本考案者の
知見によれば、かかるデットスペースの容積、即ちデッ
ドボリュームは、吸気系の吸気共鳴効果に影響を及ぼす
吸気系の実質的な容積に影響する。即ち、デッドボリュ
ームの増大、この結果、吸気系の実質的な容積の増大
は、吸気共鳴における振動圧力を低減させる側に作用す
る。かかる振動圧力の低減は、圧力波によって生じる振
動圧力を用いて動的過給を行う趣旨に照らし、好ましく
ない。

本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、各
気筒からの吸気管を集めた二本の吸気系を相互に連通さ
せる連通路を備えたエンジンの吸気装置において、動的
過給に関与する吸気管路部分のデッドボリュームを削減
し、これによって、動的過給の効果を有効に得ることの
できるエンジン吸気装置を実現することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は、隣接気筒間の
吸気行程が連続しないように各気筒が第１の気筒群と第
２の気筒群とに分けられ、この第１の気筒群に接続され
た第１の吸気集合部及び第２の気筒群に接続された第２
の吸気集合部を備えたエンジンの吸気装置において、上
記第１及び第２の吸気集合部にそれぞれ接続され吸気の
動的過給効果を生じさせる共鳴管として機能する上流側
吸気管と、上記第１及び第２の吸気集合部を相互に連通
させるように、その一端が第１の連通管接続部を介して
第１の吸気集合部にまたその他端が第２の連通管接続部
を介して第２の吸気集合部にそれぞれ接続され、上記上
流側吸気管とは気柱固有振動数が相違する吸気動的効果
を生じさせるための共鳴管として機能する連通管と、上
記第１の連通管接続部及び第２の連通管接続部にそれぞ
れ設けられ、同時に開閉制御されることにより、上記第
１及び第２の吸気集合の相互連通を制御する第１の開閉
弁及び第２の開閉弁と、を有する構成としている。

上記構成を有する本考案では、所定エンジン回転領域
では、上記第１及び第２の開閉弁を同時に閉じて上流側
吸気管を共鳴管として機能させ、所定の動的過給効果を
生じさせる。又、他の所定エンジン回転領域では、上記
第１及び第２の開閉弁を同時に開いて連通管を介して両
吸気集合部を互いに連通させ、上記上流側吸気管を利用
した吸気の動的過給効果とは気柱固有振動数が異なる他
の動的過給効果を生じさせる。ここで、本考案の構成に
おいては、連通管と各吸気集合部とを接続する第１及び
第２の連通管接続部にそれぞれ第１及び第２の開閉弁を
設け、これら第１及び第２の開閉弁を同時に開閉制御し
ているので、該開閉弁閉鎖時に、連通管内の空間が吸気
集合部から遮断され、該連通路内の空間がデッドスペー
スにならず、開閉弁閉鎖時のデッドボリュームの総量が
著しく減少する。

（実施例） 以下に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図ないし第３図は、本考案によるエンジンの吸気
装置の実施例を示す図である。図に示すように、本例は
Ｖ型６気筒エンジンの吸気装置に関するものであり、Ｖ
型に配列された左右のバンクＬ、Ｒのそれぞれに含まれ
る第１、３、５気筒１、３、５および第２、４、６気筒
２、４、６は、隣接する気筒相互間において吸気行程が
連続しないように分けて配列されたものであり、各気筒
の点火順序は、第１→６→３→４→５→２とされてい
る。各気筒の吸気ポート1a〜6aに連通した吸気分岐管1b
〜6bは、それぞれＶ型バンク中央空間７の中央部に向け
て延びている。このバンク中央空間７の上方中央部分に
は、エンジンの縦方向に向かって二本の右側および左側
吸気集合部８、９が平行に隣接配置されている。右側の
吸気集合部８の下側側面8aには、右バンクＲの気筒の吸
気分岐管1b、3b、5bが接続され、他方の左側の吸気集合
部９の下側側面9aには、左バンクＬの気筒の吸気分岐管
2b、4b、6bが接続されている。

二本の吸気集合部８、９は、矢印Ａで示すそれらの軸
線方向の一方の側Arにおいて、それぞれ第１および第２
の連通管部分11、12を有する一体成形された連通管10を
介して、相互に連通可能となっている。また、これらの
吸気集合部８、９の上側側面には、それぞれ別個の上流
吸気管13、14が接続され、これらの上流吸気管13、14は
それらの上流側の端で合流され、この合流部15から、さ
らに上流側に向かって吸気管16が延びて大気開放側に連
通している。

次に、上記の吸気集合部８、９と、連通管10の第１お
よび第２の連通管部分11、12との接続部分の構造を説明
する。まず、上記の二本の吸気集合部８、９の一方の側
Arにおいては、それらの端面から、相互に隣接した状態
で僅かに小径の第１及び第２の連通管接続部である連通
管接続部8c、9cが軸線Ａ方向に延び、軸線に直交した接
合フランジ合せ面Ｂにおいて円形開口8d、9dを形成して
いる。すなわち、これらの連通管接続部8c、9cは、それ
らの下面が双方の吸気集合部８、９と同一とされ、上面
がこれらの吸気集合部８、９よりも低くなるように形成
されている。また、これらの連通管接続部の上側には、
同じく相互に隣接した状態でさらに小径の連通管接続部
8e、9eが形成されており、これらの先端に形成された円
形開口8f、9fは接合フランジ合せ面Ｂ上に位置してい
る。これらの連通管接続部8e、9eの基端側は、吸気集合
部８、９の上側側面8b、9b上を延びており、吸気集合部
の上側側面8b、9bに形成した開口8g、9gに連通されてい
る。

一方、上記の第１の連通管部分11は、フランジ合せ面
Ｂ上に位置する開口8d、9dと同一の内径となっている管
をＵ字状に折り曲げた形状となっており、また、上記の
第２の連通管部分12は他方の開口8f、9fと同一の内径と
なっている管を折り曲げた形状となっている。これら
は、小径の第２の連通管部分12が上側に位置した状態と
なるように一体成形されており、第１の連通管部分11の
側の両端11a、11bがそれぞれ吸気集合部側の開口8d、9d
に接続され、また第２の連通管部分12の側の両端12a、1
2bがそれぞれ吸気集合部側の開口8f、9fに接続されてい
る。

上記第１及び第２の連通管接続部8c、9cには、その円
形開口8d,9dから僅かに軸線方向に引っ込んだ位置に、
連通管接続部8c、8cを開閉するための第１及び第２の開
閉弁であるシャッターバルブ21a、21bがそれぞれ配置さ
れ、更に、別の連通管接続部8e、9eには、その円形開口
8f、9fから僅かに軸線方向に引っ込んだ位置に、連通管
接続部8e、9eを開閉するためのシャッターバルブ22a22b
がそれぞれ配置されている。シャッターバルブ21a、21b
は、共通の弁軸33に固定されたシャッター34、34をそれ
ぞれ備え、弁軸33はリンク機構32を介してダイアフラム
式アクチュエータ30の往復ロッド31に連結されており、
アクチュエータ30の作動によって弁軸33を回転させてシ
ャッター34、34を同時に開閉させるように構成されてい
る。一方、シャッターバルブ22a、22bは、共通の弁軸43
に固定されたシャッター44、44をそれぞれ備え、弁軸43
はリンク機構42を介してダイアフラム式アクチュエータ
40の往復ロッド41に連結されており、アクチュエータ40
の作動によって弁軸43を回転させてシャッター44、44を
同時に開閉させるように構成されている。

この構成の吸気系においては、上記の吸気集合部８、
９の連結管接続部8c、9cと、第１の連結管部分11とによ
って、第１の連通路23が形成され、同様に吸気集合部の
連通管接続部8e、9eと、第２の連通管部分12とによっ
て、第２の連通路24が形成される。従って、第１の連通
管部分11のシャッターバルブ21a、21bを開くことによ
り、第４図に示すように、双方の吸気集合部８、９が第
１の連通路23によって連通され、第２の連通管部分12の
シャッターバルブ22a、22bを開くことにより、第５図に
示すように、双方に吸気集合部８、９が第２の連通路24
によって連通される。これらの第１および第２の連通路
の有効管長は、第１の方が第２の側よりも短く設定され
ている。

このように構成された吸気通路において、上記の各吸
気管部分の形状、寸法、特に上記の第１および第２の連
通管部分11、12の長さおよび断面を適切に設定し、上記
のシャッターバルブ21、22の開閉制御を好適に行うこと
により、エンジンの低速側から高速側に到る広範囲で効
率良く過給を行うことができる。すなわち、第６図に示
すエンジン回転数がN2未満の低速領域では、全てのシャ
ッタバルブ21、22を閉じておく。この結果、吸気の圧力
反転部は、双方の吸気集合部の上流側の吸気管13、14の
合流部15となり、最も長い共鳴管が形成されて、その共
鳴点はN1となる。従って、図において曲線Ｉで示すトル
ク特性が得られる。

次に、エンジン回転数がN2とN4の間の運転領域におい
ては、第２の連通路12を閉じているシャッターバルブ22
a、22bのみを開く。この結果、二本の吸気集合部８、９
は、細くて長い第２の連通路12によって連通される。従
って、二本の吸気集合部８、９および第２の連通路12か
らなる共鳴管が形成される。この共鳴管は、上記の低速
時のときのものよりも高い共鳴点N3を有しており、よっ
て、図の曲線IIで示すトルク特性が得られる。

次に、エンジン回転数がN4以上の高回転の運転領域と
なと、さらに第１の連通路11を閉じているシャッターバ
ルブ21a、21bを開く。この結果、二本の吸気集合部８、
９は第１、第２の連通路11、12を介して連通される。し
かるに、第１の連通路11の方が径が大きくしかも短いの
で、二本の吸気集合部８、９と第１の連通路11からなる
共鳴管が形成される。この共鳴管は、上記の中速時のと
きの吸気集合部および第２の連通路からなる共鳴管より
もさらに高い共鳴点N5を有しており、よって、図の曲線
IIIで示すトルク特性が得られる。このように、連通路1
1、12を開閉することによって、低速域から高速域にわ
たって効率のよい過給を行うことができる。

このように構成した吸気装置においては、双方の吸気
集合部を連通するための二本の連通路を、吸気集合部の
軸線方向の一方の端に形成すると共に、短い方の第１の
連通路を吸気集合部の端部に接続し、長い方の第２の連
通路をその上側に配置して、吸気連通路の上側側面に接
続している。従って、管長を長くする必要のある第２の
連通路24は、その基端の吸気集合部への接続位置を移動
させることにより、吸気集合部の端からの突出長さ（第
２図に示す長さＬ）を増加させることなく、全体の長さ
を長くすることができる。したがって、特に縦方向の設
置スペースに制約のあるエンジンルーム内にこのような
連通路を有する吸気系を設置することが可能になる。

また、第１および第２の連通路部分を有する一体成形
した連通管10を、吸気集合部８、９の端に接続できる構
造を採用している。従って、一体成形された連通管10を
吸気集合部８、９の端部に対して接続するという簡単な
作業で、このような二つの連通路を形成できるので、作
業性が良い。

さらに、本例においては、第7A図に示すように、径の
細い側の連通路24を上側に形成してあり、この逆に径の
太い側の連通路23を上側に形成した場合（第7B）に比べ
て、双方のバルブ21、22が閉じた状態における連通路部
分のデッドボリュームＤ（図中、斜線部分）が少なくな
るとともに、第8A図に示すように、吸気集合部８、９の
連通管接続部8c、9c及び連通管接続部8e、9eの側に、こ
れらの連通管部分と連通管10の第１及び第２の連通管部
分11、12との間の開閉制御を行うシャッターバルブ21
a、21bおよび22a、22bを配置しているので、連通管10の
側にシャッターバルブを配置した場合（第8B図）比べ、
連通路部分のデッドボリュームＤ（図中、斜線部分）は
一層削減されている。

本願考案者による測定によれば、このようにデッドス
ペースを少なくすることにより、特にエンジン低速領域
で得られる過給効率を改善でき、従って、第６図に示す
トルク特性Ｉを上方に移行できることが確認された。

かくして、本例の吸気装置によれば、動的過給の効果
を一層効果的に得ることのできるエンジン吸気装置を提
供することができる。

（考案の効果） 以上、詳述したように、本考案においては、連通管と
各吸気集合部とを接続する第１及び第２の連通管接続部
にそれぞれ第１及び第２の開閉弁を設けて、これらの開
閉弁を同時に開閉制御するので、開閉弁閉鎖時に、連通
路内がデッドスペースとならず、従って、共鳴過給圧力
波を減衰させるデッドボリュームが著しく減少する。こ
の結果、開閉弁閉鎖時における共鳴過給効果が改善さ
れ、エンジンの発生トルクを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における主要部分を示す断面
図、第２図は第１図のII−II線で切断した部分の断面
図、第３図は第１図のIII−III線で切断した部分の断面
図、第４図は第１の例における第１の連通路が開いた状
態を説明する説明図、第５図は第１図の例における第２
の連通路が開いた状態を説明する説明図、第６図は第１
図の例によって得られるエンジンのトルク特性を示す特
性線図、第7A図、第7B図、第8A図および第8B図は第１図
の例における連通路部分のテッドスペースの大小を説明
する説明図である。 符号の説明 １〜６……気筒 1a〜6a……吸気ポート 1b〜6b……吸気分岐管 ８、９……吸気集合部 10…連通管 11……第１の連通管部分 12……第２の連通管部分 13、14……上流吸気管 15……合流部 21a、21b……シャッターバルブ 22a、22b……シャッターバルブ 23……第１の連通路 24……第２の連通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−23051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−98918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207822（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接気筒間の吸気行程が連続しないように
   各気筒が第１の気筒群と第２の気筒群とに分けられ、こ
   の第１の気筒群に接続された第１の吸気集合部及び第２
   の気筒群に接続された第２の吸気集合部を備えたエンジ
   ンの吸気装置において、 上記第１及び第２の吸気集合部にそれぞれ接続され吸気
   の動的過給効果を生じさせる共鳴管として機能する上流
   側吸気管と、 上記第１及び第２の吸気集合部を相互に連通させるよう
   に、その一端が第１の連通管接続部を介して第１の吸気
   集合部にまたその他端が第２の連通管接続部を介して第
   ２の吸気集合部にそれぞれ接続され、上記上流側吸気管
   とは気柱固有振動数が相違する吸気動的効果を生じさせ
   るための共鳴管として機能する連通管と、 上記第１の連通管接続部及び第２の連通管接続部にそれ
   ぞれ設けられ、同時に開閉制御されることにより、上記
   第１及び第２の吸気集合の相互連通を制御する第１の開
   閉弁及び第２の開閉弁と、 を有することを特徴とするエンジンの吸気装置。