JPH10196373A - 可変吸気機構 - Google Patents
可変吸気機構Info
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- JPH10196373A JPH10196373A JP335297A JP335297A JPH10196373A JP H10196373 A JPH10196373 A JP H10196373A JP 335297 A JP335297 A JP 335297A JP 335297 A JP335297 A JP 335297A JP H10196373 A JPH10196373 A JP H10196373A
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- JP
- Japan
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- intake
- valve
- surge tank
- connectors
- cylinder
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は可変吸気機構に関し、広範囲のエン
ジン回転数領域で吸気の充填効率を向上させることを目
的とする。 【解決手段】 サージタンク14は枝管16を介してエ
ンジン12の各気筒13と連通していると共にコネクタ
22、24を介して容積室20と連通している。サージ
タンク14には、タンク室14a、14bの連通・遮断
を切り換えるACISバルブ18が設けられている。コ
ネクタ22、24の管壁22a、24aには開閉弁2
8、30が設けられている。容積室20には吸気管32
が連通している。切替弁18が閉弁された状態では、気
筒13で生じた圧力波はコネクタ22、24へ伝搬し、
この際、開閉弁28、30が開閉されることで、コネク
タ22、24へ伝搬された圧力波の振動数が変化され
る。
ジン回転数領域で吸気の充填効率を向上させることを目
的とする。 【解決手段】 サージタンク14は枝管16を介してエ
ンジン12の各気筒13と連通していると共にコネクタ
22、24を介して容積室20と連通している。サージ
タンク14には、タンク室14a、14bの連通・遮断
を切り換えるACISバルブ18が設けられている。コ
ネクタ22、24の管壁22a、24aには開閉弁2
8、30が設けられている。容積室20には吸気管32
が連通している。切替弁18が閉弁された状態では、気
筒13で生じた圧力波はコネクタ22、24へ伝搬し、
この際、開閉弁28、30が開閉されることで、コネク
タ22、24へ伝搬された圧力波の振動数が変化され
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変吸気機構に係
り、特に、広範囲のエンジン回転数領域において良好な
充填効率を実現するのに好適な可変吸気機構に関する。
り、特に、広範囲のエンジン回転数領域において良好な
充填効率を実現するのに好適な可変吸気機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンの吸気管内の気柱の
慣性によって、エンジンへ供給される吸気の充填効率を
向上させる慣性過給が知られている。慣性過給効果は、
ピストンの吸入行程により発生した負圧波の吸気系内で
の伝搬時間と、吸気バルブの閉タイミングとが適合した
際に最大となる。負圧波の伝搬時間は吸気系の固有振動
数に応じて変化する。従って、エンジン回転数が吸気系
の固有振動数に応じた値となった際に、慣性過給効果は
最大となり、最適な充填効率が得られることになる。こ
の場合、エンジン回転数に応じて吸気系の固有振動数が
変化されれば、より広範囲のエンジン回転数領域におい
て充填効率が向上される。
慣性によって、エンジンへ供給される吸気の充填効率を
向上させる慣性過給が知られている。慣性過給効果は、
ピストンの吸入行程により発生した負圧波の吸気系内で
の伝搬時間と、吸気バルブの閉タイミングとが適合した
際に最大となる。負圧波の伝搬時間は吸気系の固有振動
数に応じて変化する。従って、エンジン回転数が吸気系
の固有振動数に応じた値となった際に、慣性過給効果は
最大となり、最適な充填効率が得られることになる。こ
の場合、エンジン回転数に応じて吸気系の固有振動数が
変化されれば、より広範囲のエンジン回転数領域におい
て充填効率が向上される。
【0003】かかる機能を有する可変吸気機構として、
従来より、例えば特開昭63−263217号に開示さ
れる構成が公知である。上記従来の可変吸気機構は、吸
気管のサージタンクへの接続部の管壁に回動可能なフラ
ッパ機構を備えている。上記従来の可変吸気機構におい
ては、フラッパ機構の回動位置によって、フラッパ機構
が吸気管の管壁として機能しない状態と、フラッパ機構
が管壁として機能することにより吸気管長が増大された
状態とが実現される。従って、上記従来の可変吸気機構
によれば、フラッパ機構の位置を切り換えることで吸気
管長を変化させ、これにより、吸気系の固有周波数を変
化させることができる。そして、エンジンの回転数に応
じてフラッパ機構の切り換えを行なうことにより、良好
な充填効率が得られるエンジン回転数範囲が拡大され
る。
従来より、例えば特開昭63−263217号に開示さ
れる構成が公知である。上記従来の可変吸気機構は、吸
気管のサージタンクへの接続部の管壁に回動可能なフラ
ッパ機構を備えている。上記従来の可変吸気機構におい
ては、フラッパ機構の回動位置によって、フラッパ機構
が吸気管の管壁として機能しない状態と、フラッパ機構
が管壁として機能することにより吸気管長が増大された
状態とが実現される。従って、上記従来の可変吸気機構
によれば、フラッパ機構の位置を切り換えることで吸気
管長を変化させ、これにより、吸気系の固有周波数を変
化させることができる。そして、エンジンの回転数に応
じてフラッパ機構の切り換えを行なうことにより、良好
な充填効率が得られるエンジン回転数範囲が拡大され
る。
【0004】また、同様の目的を達成し得る構成とし
て、サージタンク内を2つの室に分割すると共に、両室
間の連通・遮断を切り換える開閉弁を設けた可変吸気機
構が従来より用いられている。この可変吸気機構におい
ては、開閉弁の開閉によって、サージタンクの上記2つ
の室が連通された状態と遮断された状態とが切り換えら
れる。上記2つの室が連通された状態では、各気筒にお
いて生じた圧力波がサージタンク内で打ち消し合うた
め、この圧力波はサージタンクより上流側へは伝搬しな
い。また、上記2つの室が遮断された状態では、圧力波
はサージタンクでは打ち消し合わず、サージタンクより
上流側へ伝搬される。このように、圧力波の伝搬される
領域が変化されることで、吸気系の固有振動数が変化さ
れる。
て、サージタンク内を2つの室に分割すると共に、両室
間の連通・遮断を切り換える開閉弁を設けた可変吸気機
構が従来より用いられている。この可変吸気機構におい
ては、開閉弁の開閉によって、サージタンクの上記2つ
の室が連通された状態と遮断された状態とが切り換えら
れる。上記2つの室が連通された状態では、各気筒にお
いて生じた圧力波がサージタンク内で打ち消し合うた
め、この圧力波はサージタンクより上流側へは伝搬しな
い。また、上記2つの室が遮断された状態では、圧力波
はサージタンクでは打ち消し合わず、サージタンクより
上流側へ伝搬される。このように、圧力波の伝搬される
領域が変化されることで、吸気系の固有振動数が変化さ
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の可変吸気機構は何れも吸気系の固有振動数を2段階
に変化させるものである。従って、最適な充填効率が得
られるのはエンジン回転数領域内の2点に過ぎず、広範
囲のエンジン回転数領域において充填効率の向上を図る
ことができない。
来の可変吸気機構は何れも吸気系の固有振動数を2段階
に変化させるものである。従って、最適な充填効率が得
られるのはエンジン回転数領域内の2点に過ぎず、広範
囲のエンジン回転数領域において充填効率の向上を図る
ことができない。
【0006】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、広範囲のエンジン回転数領域において良好な充
填効率を実現することが可能な可変吸気機構を提供する
ことを目的とする。
であり、広範囲のエンジン回転数領域において良好な充
填効率を実現することが可能な可変吸気機構を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、エンジンの各気筒に連通するサージタ
ンクと、前記サージタンクの内部が、それぞれ前記気筒
の少なくとも一つと連通するように区画されてなる複数
の室と、前記サージタンクより上流側に設けられ、前記
複数の室の夫々に連通する吸気通路と、前記エンジンの
回転数に応じて前記複数の室が互いに連通された状態と
互いに遮断された状態とを切り換える切替手段と、前記
エンジンの回転数に応じて前記吸気通路の振動特性を変
化させる振動特性変更手段と、を備える可変吸気機構に
より達成される。
に記載する如く、エンジンの各気筒に連通するサージタ
ンクと、前記サージタンクの内部が、それぞれ前記気筒
の少なくとも一つと連通するように区画されてなる複数
の室と、前記サージタンクより上流側に設けられ、前記
複数の室の夫々に連通する吸気通路と、前記エンジンの
回転数に応じて前記複数の室が互いに連通された状態と
互いに遮断された状態とを切り換える切替手段と、前記
エンジンの回転数に応じて前記吸気通路の振動特性を変
化させる振動特性変更手段と、を備える可変吸気機構に
より達成される。
【0008】本発明において、切替手段はエンジンの回
転数に応じてサージタンクの複数の室が互いに連通され
た状態と互いに遮断された状態とを切り換える。複数の
室が互いに連通された状態では、エンジンの各気筒にお
いて生じた圧力波は、サージタンク内で打ち消し合う。
このため、上記圧力波はサージタンクより上流側へは伝
搬されない。従って、かかる状態では、サージタンクよ
り下流側での振動特性に応じた振動数f1の圧力波が生
ずる。一方、複数の室が互いに遮断された状態では、サ
ージタンク内で圧力波が打ち消し合うことはなく、圧力
波はサージタンクより上流側の吸気通路へ伝搬される。
吸気通路へ伝搬された圧力波の振動数f2は吸気通路の
振動特性に依存する。従って、振動特性変更手段により
エンジンの回転数に応じて吸気通路の振動特性が変化さ
れることで、上記振動数f2が変化される。ところで、
一般に、エンジンの回転数とエンジンの各気筒で生じた
圧力波の振動数とが適合すると、慣性過給効果によって
最適な充填効率が得られる。従って、本発明において
は、エンジンの回転数に応じて上記振動数f1及びf2
の圧力波が実現されると共に振動数f2が変化されるこ
とで、エンジン回転数領域において最適な充填効率が得
られる点が増加される。
転数に応じてサージタンクの複数の室が互いに連通され
た状態と互いに遮断された状態とを切り換える。複数の
室が互いに連通された状態では、エンジンの各気筒にお
いて生じた圧力波は、サージタンク内で打ち消し合う。
このため、上記圧力波はサージタンクより上流側へは伝
搬されない。従って、かかる状態では、サージタンクよ
り下流側での振動特性に応じた振動数f1の圧力波が生
ずる。一方、複数の室が互いに遮断された状態では、サ
ージタンク内で圧力波が打ち消し合うことはなく、圧力
波はサージタンクより上流側の吸気通路へ伝搬される。
吸気通路へ伝搬された圧力波の振動数f2は吸気通路の
振動特性に依存する。従って、振動特性変更手段により
エンジンの回転数に応じて吸気通路の振動特性が変化さ
れることで、上記振動数f2が変化される。ところで、
一般に、エンジンの回転数とエンジンの各気筒で生じた
圧力波の振動数とが適合すると、慣性過給効果によって
最適な充填効率が得られる。従って、本発明において
は、エンジンの回転数に応じて上記振動数f1及びf2
の圧力波が実現されると共に振動数f2が変化されるこ
とで、エンジン回転数領域において最適な充填効率が得
られる点が増加される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図1は本発明の第1実施例であ
る可変吸気機構10の平面図である。また、図2は可変
機構10を図1に示す直線II-II に沿って切断した際の
断面図である。更に、図3は、可変機構10を図2に示
すIII-III 線に沿って切断した際の階段断面図である。
施例について説明する。図1は本発明の第1実施例であ
る可変吸気機構10の平面図である。また、図2は可変
機構10を図1に示す直線II-II に沿って切断した際の
断面図である。更に、図3は、可変機構10を図2に示
すIII-III 線に沿って切断した際の階段断面図である。
【0010】本実施例において、可変吸気機構10は6
気筒型エンジン12に適用されている。図1〜図3に示
す如く、可変吸気機構10はサージタンク14を備えて
いる。サージタンク14はエンジン12の図1〜図3に
おける上方に配置されている。サージタンク14にはエ
ンジン12の第1気筒13-1〜第6気筒13-6へそれぞ
れ至る6本の枝管16が連通している。なお、第1気筒
13-1〜第6気筒13 -6を区別しない場合には、以下、
気筒13と表すものとする。枝管16はサージタンク1
4からエンジン12へ向けて半円状に湾曲するように形
成されている。枝管16の夫々とエンジン12の各気筒
13との接続部にはそれぞれ吸気バルブ(図示せず)が
設けられている。
気筒型エンジン12に適用されている。図1〜図3に示
す如く、可変吸気機構10はサージタンク14を備えて
いる。サージタンク14はエンジン12の図1〜図3に
おける上方に配置されている。サージタンク14にはエ
ンジン12の第1気筒13-1〜第6気筒13-6へそれぞ
れ至る6本の枝管16が連通している。なお、第1気筒
13-1〜第6気筒13 -6を区別しない場合には、以下、
気筒13と表すものとする。枝管16はサージタンク1
4からエンジン12へ向けて半円状に湾曲するように形
成されている。枝管16の夫々とエンジン12の各気筒
13との接続部にはそれぞれ吸気バルブ(図示せず)が
設けられている。
【0011】サージタンク14の内部にはACISバル
ブ18が設けられている。ACISバルブ18は、閉弁
された状態では、サージタンク14の内部空間を、エン
ジン12の第1気筒12-1〜第3気筒12-3に連通する
第1タンク室14aと、第4気筒12-4〜第6気筒12
-6に連通する第2タンク室14bとに区分し、開弁され
た状態では第1タンク室14aと第2タンク室14bと
を互いに連通させるように構成されている。
ブ18が設けられている。ACISバルブ18は、閉弁
された状態では、サージタンク14の内部空間を、エン
ジン12の第1気筒12-1〜第3気筒12-3に連通する
第1タンク室14aと、第4気筒12-4〜第6気筒12
-6に連通する第2タンク室14bとに区分し、開弁され
た状態では第1タンク室14aと第2タンク室14bと
を互いに連通させるように構成されている。
【0012】サージタンク14とエンジン12との間の
空間には、容積室20が、その図2中右側面が枝管16
により囲まれるように設けられている。容積室20とサ
ージタンク14の第1タンク室14a、及び第2タンク
室14bとは、それぞれコネクタ22及び24を介して
連通している。コネクタ22、24は、楕円状の断面形
状を有する管状の部材であり、容積室20の図2中左側
面を囲むように湾曲されている。コネクタ22、24の
容積室20側の管壁22a、24aは容積室18の図2
中左側壁の一部を構成している。コネクタ22、24の
管壁22a、24aには、共通のアクチュエータ26に
より開閉される開閉弁28、30が設けられている。従
って、開閉弁28、30が開弁された状態では、コネク
タ22、24の内部空間と容積室20の内部空間とは開
閉弁28、30を介して連通する。また、容積室20の
上流側には吸気管32が連通している。吸気管32には
スロットルバルブ34が配設されている。
空間には、容積室20が、その図2中右側面が枝管16
により囲まれるように設けられている。容積室20とサ
ージタンク14の第1タンク室14a、及び第2タンク
室14bとは、それぞれコネクタ22及び24を介して
連通している。コネクタ22、24は、楕円状の断面形
状を有する管状の部材であり、容積室20の図2中左側
面を囲むように湾曲されている。コネクタ22、24の
容積室20側の管壁22a、24aは容積室18の図2
中左側壁の一部を構成している。コネクタ22、24の
管壁22a、24aには、共通のアクチュエータ26に
より開閉される開閉弁28、30が設けられている。従
って、開閉弁28、30が開弁された状態では、コネク
タ22、24の内部空間と容積室20の内部空間とは開
閉弁28、30を介して連通する。また、容積室20の
上流側には吸気管32が連通している。吸気管32には
スロットルバルブ34が配設されている。
【0013】内燃機関12の各気筒13の吸気バルブ
は、それぞれ対応するピストンのストロークに同期した
タイミングで開閉される。吸気バルブが開弁されると、
スロットルバルブ34の開度に応じた流量の空気が吸気
管32に吸入され、この吸入空気は容積室20、コネク
タ22、24、サージタンク14、及び枝管16を経て
エンジン12の気筒13に供給される。図4は、各吸気
バルブの開弁期間のタイムチャートを示す。図4に示す
如く、各気筒13の吸気バルブは、気筒番号1→5→3
→6→2→4の順で開弁される。吸気バルブが開弁され
る際、ピストンの吸気行程の開始に伴って、枝管16内
の吸気バルブ近傍において負圧波が発生する。この負圧
波は、枝管16を伝搬してサージタンク14に到達し、
その一部分はサージタンク14で反射される。反射され
た負圧波は位相が逆転され、正圧波となって気筒13へ
向けて伝搬する。この正圧波が吸気バルブに到達するタ
イミングと、吸気バルブが閉弁されるタイミングとが一
致すると、枝管16内の吸気圧が上昇し、充填効率が向
上することとなる。吸気バルブの開弁期間の長さ(以
下、開弁期間長という)は、エンジン12の回転数の上
昇に応じて短くなる。また、負圧波が発生されてから、
サージタンク14で反射されて吸気バルブに到達するま
での時間T1は、枝管16の管長、管系、形状等の構造
により定まる固有振動数f1の周期に一致している。従
って、開弁期間長が時間T1に一致するようなエンジン
回転数NE1において慣性過給効果は最大となり、最適
な充填効率が得られることになる。
は、それぞれ対応するピストンのストロークに同期した
タイミングで開閉される。吸気バルブが開弁されると、
スロットルバルブ34の開度に応じた流量の空気が吸気
管32に吸入され、この吸入空気は容積室20、コネク
タ22、24、サージタンク14、及び枝管16を経て
エンジン12の気筒13に供給される。図4は、各吸気
バルブの開弁期間のタイムチャートを示す。図4に示す
如く、各気筒13の吸気バルブは、気筒番号1→5→3
→6→2→4の順で開弁される。吸気バルブが開弁され
る際、ピストンの吸気行程の開始に伴って、枝管16内
の吸気バルブ近傍において負圧波が発生する。この負圧
波は、枝管16を伝搬してサージタンク14に到達し、
その一部分はサージタンク14で反射される。反射され
た負圧波は位相が逆転され、正圧波となって気筒13へ
向けて伝搬する。この正圧波が吸気バルブに到達するタ
イミングと、吸気バルブが閉弁されるタイミングとが一
致すると、枝管16内の吸気圧が上昇し、充填効率が向
上することとなる。吸気バルブの開弁期間の長さ(以
下、開弁期間長という)は、エンジン12の回転数の上
昇に応じて短くなる。また、負圧波が発生されてから、
サージタンク14で反射されて吸気バルブに到達するま
での時間T1は、枝管16の管長、管系、形状等の構造
により定まる固有振動数f1の周期に一致している。従
って、開弁期間長が時間T1に一致するようなエンジン
回転数NE1において慣性過給効果は最大となり、最適
な充填効率が得られることになる。
【0014】更に、吸気バルブの開弁の際に生じた負圧
波の一部はサージタンク14より上流側のコネクタ2
2、24から容積室20を経て吸気管32へ伝搬され
る。この負圧波は吸気管32の端部で反射され、位相が
反転されて正圧波となって気筒13へ向けて伝搬され
る。この反射波が吸気バルブに到達するまでの時間は、
枝管16、サージタンク14、容積室20、コネクタ2
2、24、及び吸気管32の吸気系全体の構造により定
まる固有振動数f2の周期T2に一致しており、T2>
T1なる関係が成立する。従って、かかる固有振動数f
2の圧力波を吸気系内に有効に生じさせることができれ
ば、開弁期間長が時間T2に一致するようなエンジン回
転数NE2(NE2<NE1)においても、最適な充填
効率を得ることができる。
波の一部はサージタンク14より上流側のコネクタ2
2、24から容積室20を経て吸気管32へ伝搬され
る。この負圧波は吸気管32の端部で反射され、位相が
反転されて正圧波となって気筒13へ向けて伝搬され
る。この反射波が吸気バルブに到達するまでの時間は、
枝管16、サージタンク14、容積室20、コネクタ2
2、24、及び吸気管32の吸気系全体の構造により定
まる固有振動数f2の周期T2に一致しており、T2>
T1なる関係が成立する。従って、かかる固有振動数f
2の圧力波を吸気系内に有効に生じさせることができれ
ば、開弁期間長が時間T2に一致するようなエンジン回
転数NE2(NE2<NE1)においても、最適な充填
効率を得ることができる。
【0015】即ち、図5にモデル図を示す如く、可変吸
気機構10は、圧力波がサージタンク14で反射する振
動数f1の振動モードと、吸気管32の端部で反射する
振動数f2の振動モードとを有しており、これら振動モ
ードの双方において慣性過給を実現することによって、
より広いエンジン回転数領域において充填効率を向上さ
せることができるのである。
気機構10は、圧力波がサージタンク14で反射する振
動数f1の振動モードと、吸気管32の端部で反射する
振動数f2の振動モードとを有しており、これら振動モ
ードの双方において慣性過給を実現することによって、
より広いエンジン回転数領域において充填効率を向上さ
せることができるのである。
【0016】この場合、図4からわかるように、例え
ば、第1気筒13-1と第5気筒13-5とでは吸気バルブ
の開弁期間が重なっている。このため、ACISバルブ
18が開弁されることでサージタンク14の第1タンク
室14aと第2タンク室14bとが連通した状態では、
第1気筒13-1の吸気バルブの開弁に伴う負圧波が反射
されて生じた正圧波と、第5気筒13-5の吸気バルブの
開弁に伴う負圧波とがサージタンク14において打ち消
し合い、サージタンク14より上流側へ伝搬される負圧
波は弱められてしまう。第2気筒13-2 と第6気筒1
3-6、及び、第3気筒13-3と第4気筒13-4において
も同様に吸気バルブの開弁期間が重なっているため、上
述の如くサージタンク14において圧力波が打ち消し合
うことになる。
ば、第1気筒13-1と第5気筒13-5とでは吸気バルブ
の開弁期間が重なっている。このため、ACISバルブ
18が開弁されることでサージタンク14の第1タンク
室14aと第2タンク室14bとが連通した状態では、
第1気筒13-1の吸気バルブの開弁に伴う負圧波が反射
されて生じた正圧波と、第5気筒13-5の吸気バルブの
開弁に伴う負圧波とがサージタンク14において打ち消
し合い、サージタンク14より上流側へ伝搬される負圧
波は弱められてしまう。第2気筒13-2 と第6気筒1
3-6、及び、第3気筒13-3と第4気筒13-4において
も同様に吸気バルブの開弁期間が重なっているため、上
述の如くサージタンク14において圧力波が打ち消し合
うことになる。
【0017】そこで、本実施例においては、エンジン1
2の低回転数領域において、ACISバルブ18を閉弁
し、サージタンク14をタンク室14aと14bとの間
を遮断することしている。上述の如く、タンク室14a
には第1気筒13-1〜第3気筒13-3が連通し、タンク
室14bには第4気筒13-4〜第6気筒13-6が連通し
ている。第1気筒13-1〜第3気筒13-3の組合せ、及
び、第4気筒13-4〜第6気筒13-6の組合せのそれぞ
れにおいては吸気バルブの開弁期間は重なっていない。
このため、圧力波はサージタンク14のタンク室14a
及び14bで打ち消し合うことなく吸気管28へ伝搬さ
れる。これにより、吸気系内に固有周波数f2の圧力波
が生じ、上記エンジン回転数NE2においても最適な充
填効率が得られるのである。
2の低回転数領域において、ACISバルブ18を閉弁
し、サージタンク14をタンク室14aと14bとの間
を遮断することしている。上述の如く、タンク室14a
には第1気筒13-1〜第3気筒13-3が連通し、タンク
室14bには第4気筒13-4〜第6気筒13-6が連通し
ている。第1気筒13-1〜第3気筒13-3の組合せ、及
び、第4気筒13-4〜第6気筒13-6の組合せのそれぞ
れにおいては吸気バルブの開弁期間は重なっていない。
このため、圧力波はサージタンク14のタンク室14a
及び14bで打ち消し合うことなく吸気管28へ伝搬さ
れる。これにより、吸気系内に固有周波数f2の圧力波
が生じ、上記エンジン回転数NE2においても最適な充
填効率が得られるのである。
【0018】本実施例の可変吸気機構10は、更に、開
閉弁28、30を開閉させることによって、サージタン
ク14より上流側での吸気系の実質的な長さを変化させ
得る点に特徴を有している。即ち、開閉弁28、30が
閉弁された状態では、吸気管32より吸入された空気
は、図2中実線で示す矢印36で示す如く、コネクタ2
8、30の管壁22a、24aの図2中下端部を迂回し
てコネクタ28、30へ流入する。これに対して、開閉
弁28、30が開弁された状態では、吸気管32より吸
入された空気は、図2中破線で示す矢印38で示す如
く、管壁22a、24aを迂回することなく、開閉弁2
8、30を介してコネクタ22、24へ流入する。この
ように、本実施例においては、開閉弁28、30が開弁
されることにより、サージタンク14より上流側での吸
気系の長さが短縮される。これにより、吸気系全体の固
有振動数f2は上昇し、新たな固有振動数f3(f3>
f2)の振動モードが実現されることになる。
閉弁28、30を開閉させることによって、サージタン
ク14より上流側での吸気系の実質的な長さを変化させ
得る点に特徴を有している。即ち、開閉弁28、30が
閉弁された状態では、吸気管32より吸入された空気
は、図2中実線で示す矢印36で示す如く、コネクタ2
8、30の管壁22a、24aの図2中下端部を迂回し
てコネクタ28、30へ流入する。これに対して、開閉
弁28、30が開弁された状態では、吸気管32より吸
入された空気は、図2中破線で示す矢印38で示す如
く、管壁22a、24aを迂回することなく、開閉弁2
8、30を介してコネクタ22、24へ流入する。この
ように、本実施例においては、開閉弁28、30が開弁
されることにより、サージタンク14より上流側での吸
気系の長さが短縮される。これにより、吸気系全体の固
有振動数f2は上昇し、新たな固有振動数f3(f3>
f2)の振動モードが実現されることになる。
【0019】即ち、本実施例に可変吸気機構10におい
ては、ACISバルブ18を閉弁すると共に、開閉弁2
8、30を開弁することによって、吸気バルブの開弁期
間長が固有周波数f3の周期T3に一致するようなエン
ジン回転数NE3(NE2<NE3<NE1)において
も最適な充填効率が得られるようになる。
ては、ACISバルブ18を閉弁すると共に、開閉弁2
8、30を開弁することによって、吸気バルブの開弁期
間長が固有周波数f3の周期T3に一致するようなエン
ジン回転数NE3(NE2<NE3<NE1)において
も最適な充填効率が得られるようになる。
【0020】図6に、本実施例におけるエンジン回転数
NEと、ACISバルブ18及び開閉弁28、30の開
閉状態、及び、この開閉状態により実現される振動モー
ドとの関係を示す。図6に示す如く、回転数NE2を含
む低回転数領域Iでは、ACISバルブ18及び開閉弁
28、30が共に閉弁されることで固有振動数f2の振
動モードが実現され、これにより、回転数NE2におい
て最適な充填効率が得られる。また、回転数NE3を含
む中回転数領域IIでは、ACISバルブ18が閉弁され
ると共に、開閉弁28、30が開弁されることで固有振
動数f3の振動モードが実現され、これにより、回転数
NE3において最適な充填効率が得られる。更に、回転
数NE1を含む高回転数領域III では、ACISバルブ
18が開弁されることで固有振動数f1の振動モードが
実現され、これにより、回転数NE1において最適な充
填効率が得られる。
NEと、ACISバルブ18及び開閉弁28、30の開
閉状態、及び、この開閉状態により実現される振動モー
ドとの関係を示す。図6に示す如く、回転数NE2を含
む低回転数領域Iでは、ACISバルブ18及び開閉弁
28、30が共に閉弁されることで固有振動数f2の振
動モードが実現され、これにより、回転数NE2におい
て最適な充填効率が得られる。また、回転数NE3を含
む中回転数領域IIでは、ACISバルブ18が閉弁され
ると共に、開閉弁28、30が開弁されることで固有振
動数f3の振動モードが実現され、これにより、回転数
NE3において最適な充填効率が得られる。更に、回転
数NE1を含む高回転数領域III では、ACISバルブ
18が開弁されることで固有振動数f1の振動モードが
実現され、これにより、回転数NE1において最適な充
填効率が得られる。
【0021】このように、本実施例の可変吸気機構10
によれば、エンジン12の回転数NEに応じて、サージ
タンク14を区画するACISバルブ18、及びサージ
タンク14より上流側に設けた開閉弁28、30の開閉
状態を切り換えることによって、3つのエンジン回転数
NE1、NE2、NE3において最適な充填効率を得る
ことができ、これにより、広範囲のエンジン回転数領域
で充填効率を向上させることができる。
によれば、エンジン12の回転数NEに応じて、サージ
タンク14を区画するACISバルブ18、及びサージ
タンク14より上流側に設けた開閉弁28、30の開閉
状態を切り換えることによって、3つのエンジン回転数
NE1、NE2、NE3において最適な充填効率を得る
ことができ、これにより、広範囲のエンジン回転数領域
で充填効率を向上させることができる。
【0022】なお、上記第1実施例においては、ACI
Sバルブ18が上記した切替手段に、コネクタ22、2
4が上記した吸気通路に、開閉弁28、30が上記した
振動特性変更手段に、それぞれ相当している。次に、図
7及び図8を参照して本発明の第2実施例である可変吸
気機構40について説明する。なお、図7及び図8は上
記第1実施例の図2に対応する断面図であり、図7及び
図8において図2と同様の構成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。図7において、コネク
タ42、44の、容積部20側の管壁42a、44a
は、容積部20の図中左側面の一部を構成している。管
壁42a、44aは、コネクタ42、44及び容積部2
0の他部位とは別体の部品として、図7に示す点Oを中
心に回転可能に設けられている。
Sバルブ18が上記した切替手段に、コネクタ22、2
4が上記した吸気通路に、開閉弁28、30が上記した
振動特性変更手段に、それぞれ相当している。次に、図
7及び図8を参照して本発明の第2実施例である可変吸
気機構40について説明する。なお、図7及び図8は上
記第1実施例の図2に対応する断面図であり、図7及び
図8において図2と同様の構成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。図7において、コネク
タ42、44の、容積部20側の管壁42a、44a
は、容積部20の図中左側面の一部を構成している。管
壁42a、44aは、コネクタ42、44及び容積部2
0の他部位とは別体の部品として、図7に示す点Oを中
心に回転可能に設けられている。
【0023】管壁42a、44aが図7に示す姿勢にあ
る場合には、吸気管32に吸入された空気は、図7中の
矢印46で示す如く、管壁42a、44aの図中下端部
を迂回してコネクタ42、44に流入する。これに対し
て、図8に示す如く、管壁42a、44aが図7に示す
姿勢から図中時計周り方向に回転されると、吸気管32
に吸入された空気は、管壁42a、44aを迂回するこ
となく管壁42aと管壁44aとの間を通ってコネクタ
42、44へ流入する。従って、図8に示す状態におい
ては、図7に示す状態に比して、コネクタ42、44の
実質的な吸気通路長が減少されていることになる。即
ち、本実施例においては、管壁42a、44aの回転角
度によってコネクタ42、44の実質的な吸気通路長を
連続的に変化させることができ、これにより、吸気系全
体の固有振動数f2を連続的に変化させることができ
る。
る場合には、吸気管32に吸入された空気は、図7中の
矢印46で示す如く、管壁42a、44aの図中下端部
を迂回してコネクタ42、44に流入する。これに対し
て、図8に示す如く、管壁42a、44aが図7に示す
姿勢から図中時計周り方向に回転されると、吸気管32
に吸入された空気は、管壁42a、44aを迂回するこ
となく管壁42aと管壁44aとの間を通ってコネクタ
42、44へ流入する。従って、図8に示す状態におい
ては、図7に示す状態に比して、コネクタ42、44の
実質的な吸気通路長が減少されていることになる。即
ち、本実施例においては、管壁42a、44aの回転角
度によってコネクタ42、44の実質的な吸気通路長を
連続的に変化させることができ、これにより、吸気系全
体の固有振動数f2を連続的に変化させることができ
る。
【0024】従って、本実施例の可変吸気機構40によ
れば、エンジン回転数NEに応じて管壁42a、44a
の回転角度を変化させ、エンジン回転数NEに応じた固
有振動数f2を実現することによって、広範囲の回転数
領域で最適な充填効率を実現することができる。なお、
本実施例においては、管壁42a、44aが上記した振
動特性変更手段に相当している。
れば、エンジン回転数NEに応じて管壁42a、44a
の回転角度を変化させ、エンジン回転数NEに応じた固
有振動数f2を実現することによって、広範囲の回転数
領域で最適な充填効率を実現することができる。なお、
本実施例においては、管壁42a、44aが上記した振
動特性変更手段に相当している。
【0025】次に、図9〜図11を参照して、本発明の
第3実施例である可変吸気機構50について説明する。
図9及び図10はそれぞれ上記第1実施例の図2及び図
3に対応する断面図であり、図9及び図10において図
2及び図3と同様の構成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3実施例である可変吸気機構50について説明する。
図9及び図10はそれぞれ上記第1実施例の図2及び図
3に対応する断面図であり、図9及び図10において図
2及び図3と同様の構成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。
【0026】図9及び図10に示す如く、本実施例の可
変吸気機構50のコネクタ52、54の内部には、隔壁
56、58が配設されている。図11は隔壁56、58
の斜視図を示す。図11に示す如く、隔壁56、58
は、半円の環状に形成された平板部56a、58aと、
平板部56a、58aの両端部から平板部56a、58
aに対して垂直に延びるフランジ部56b、58b及び
56c、58cとより構成されている。隔壁56、58
は、平板部56a、58aがコネクタ52、54の長手
方向に沿って延在し、かつ、フランジ部56b、58b
がコネクタ52、54の容積部20への開口部の一部を
閉鎖すると共にフランジ部56c、58cがコネクタ5
2、54のサージタンク14への開口部の一部を閉鎖す
るようにコネクタ52、54の内部に配置されている。
従って、隔壁56、58が図10における左右方向に変
位されると、コネクタ52、54の断面積が変化され、
これにより、吸気系全体の固有振動数f2が変化され
る。
変吸気機構50のコネクタ52、54の内部には、隔壁
56、58が配設されている。図11は隔壁56、58
の斜視図を示す。図11に示す如く、隔壁56、58
は、半円の環状に形成された平板部56a、58aと、
平板部56a、58aの両端部から平板部56a、58
aに対して垂直に延びるフランジ部56b、58b及び
56c、58cとより構成されている。隔壁56、58
は、平板部56a、58aがコネクタ52、54の長手
方向に沿って延在し、かつ、フランジ部56b、58b
がコネクタ52、54の容積部20への開口部の一部を
閉鎖すると共にフランジ部56c、58cがコネクタ5
2、54のサージタンク14への開口部の一部を閉鎖す
るようにコネクタ52、54の内部に配置されている。
従って、隔壁56、58が図10における左右方向に変
位されると、コネクタ52、54の断面積が変化され、
これにより、吸気系全体の固有振動数f2が変化され
る。
【0027】ただし、コネクタ52、54の断面積を変
化させた場合には、上記第1及び第2実施例の如くコネ
クタ52、54の長さを変化させる場合と比較して、固
有振動数f2を大きく変化させることはできない。しか
しながら、コネクタ52、54の断面積が減少される
と、圧力波の振幅が増大すると共に、流通する空気の流
速が上昇し、慣性過給効果が向上することになる。従っ
て、本実施例によれば、エンジン回転数と固有振動数と
の適合による慣性過給効果が期待できないエンジン回転
数領域においては、コネクタ52、54の断面積を減少
させることによって、充填効率を向上させることができ
る。なお、本実施例においては、隔壁56、58が上記
した振動特性変更手段に相当している。
化させた場合には、上記第1及び第2実施例の如くコネ
クタ52、54の長さを変化させる場合と比較して、固
有振動数f2を大きく変化させることはできない。しか
しながら、コネクタ52、54の断面積が減少される
と、圧力波の振幅が増大すると共に、流通する空気の流
速が上昇し、慣性過給効果が向上することになる。従っ
て、本実施例によれば、エンジン回転数と固有振動数と
の適合による慣性過給効果が期待できないエンジン回転
数領域においては、コネクタ52、54の断面積を減少
させることによって、充填効率を向上させることができ
る。なお、本実施例においては、隔壁56、58が上記
した振動特性変更手段に相当している。
【0028】次に、図12〜図14を参照して、本発明
の第4実施例である可変吸気機構60について説明す
る。図12及び図13はそれぞれ上記第1実施例の図1
及び図2に対応する平面図及び断面図であり、図12及
び図13において、図1及び図2と同様の構成部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。また、
図14は、可変吸気機構60のモデル図を示す。
の第4実施例である可変吸気機構60について説明す
る。図12及び図13はそれぞれ上記第1実施例の図1
及び図2に対応する平面図及び断面図であり、図12及
び図13において、図1及び図2と同様の構成部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。また、
図14は、可変吸気機構60のモデル図を示す。
【0029】図12及び図13に示す如く、本実施例の
可変吸気機構60において、容積部20の内部には、第
2ACISバルブ62が配設されている。第2ACIS
バルブ62は、閉弁された状態では、容積部20を、コ
ネクタ22に連通する第1室20aとコネクタ24に連
通する第2室20bとに区画し、開弁された状態では、
第1室20aと第2室20bとを連通させるように構成
されている。容積部20の第1室20a及び第2室20
bには、それぞれ吸気管64及び66が連通している。
吸気管64及び66にはそれぞれスロットルバルブ68
及び70が配設されている。
可変吸気機構60において、容積部20の内部には、第
2ACISバルブ62が配設されている。第2ACIS
バルブ62は、閉弁された状態では、容積部20を、コ
ネクタ22に連通する第1室20aとコネクタ24に連
通する第2室20bとに区画し、開弁された状態では、
第1室20aと第2室20bとを連通させるように構成
されている。容積部20の第1室20a及び第2室20
bには、それぞれ吸気管64及び66が連通している。
吸気管64及び66にはそれぞれスロットルバルブ68
及び70が配設されている。
【0030】かかる可変吸気機構60の構成によれば、
ACISバルブ18が開弁された状態では、上記第1実
施例において説明したように、吸気バルフの開弁に伴っ
て生じた負圧波はサージタンク14内で打ち消し合うた
め、固有振動数f1の振動モードのみが実現される。ま
た、ACISバルブ18が閉弁され、第2ACISバル
ブ62が開弁された状態では、上記負圧波が容積室20
まで到達することで固有振動数f2の振動モードが実現
される。
ACISバルブ18が開弁された状態では、上記第1実
施例において説明したように、吸気バルフの開弁に伴っ
て生じた負圧波はサージタンク14内で打ち消し合うた
め、固有振動数f1の振動モードのみが実現される。ま
た、ACISバルブ18が閉弁され、第2ACISバル
ブ62が開弁された状態では、上記負圧波が容積室20
まで到達することで固有振動数f2の振動モードが実現
される。
【0031】更に、本実施例においては、ACISバル
ブ18及び第2ACISバルブ62が共に閉弁された状
態では、枝管18で生じた負圧波が、サージタンク14
及び容積部20で打ち消されることなく吸気管32まで
伝搬され、その端部で反射される。従って、かかる状態
では、図14に示す如く、枝管16から吸気管32の端
部までの吸気系全体で定まる固有振動数f4の振動モー
ドが実現されることとなる。
ブ18及び第2ACISバルブ62が共に閉弁された状
態では、枝管18で生じた負圧波が、サージタンク14
及び容積部20で打ち消されることなく吸気管32まで
伝搬され、その端部で反射される。従って、かかる状態
では、図14に示す如く、枝管16から吸気管32の端
部までの吸気系全体で定まる固有振動数f4の振動モー
ドが実現されることとなる。
【0032】上記した3つの固有振動数f1、f2、及
びf4の間にはf1>f2>f4なる関係が成立してい
る。従って、本実施例においては、図6に示す上記第1
実施例の場合と同様に、エンジン12の低回転数側から
順次、固有振動数f4、f2、f1の各モードが実現さ
れるように、ACISバルブ18及び第2ACISバル
ブ62の開閉状態を切り換えることによって、広範囲の
エンジン回転数領域において良好な充填効率を実現する
ことができる。なお、本実施例においては、第2ACI
Sバルブ62が上記した振動特性変更手段に相当してい
る。
びf4の間にはf1>f2>f4なる関係が成立してい
る。従って、本実施例においては、図6に示す上記第1
実施例の場合と同様に、エンジン12の低回転数側から
順次、固有振動数f4、f2、f1の各モードが実現さ
れるように、ACISバルブ18及び第2ACISバル
ブ62の開閉状態を切り換えることによって、広範囲の
エンジン回転数領域において良好な充填効率を実現する
ことができる。なお、本実施例においては、第2ACI
Sバルブ62が上記した振動特性変更手段に相当してい
る。
【0033】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、広範囲の
エンジン回転数領域において良好な充填効率を実現する
ことができる。
エンジン回転数領域において良好な充填効率を実現する
ことができる。
【図1】本発明の第1実施例である可変吸気機構の平面
図である。
図である。
【図2】図1に示す直線II-II に沿って切断した際の断
面図である。
面図である。
【図3】図2に示す線III-III に沿って切断した際の階
段断面図である。
段断面図である。
【図4】本実施例の可変吸気機構が適用されたエンジン
の各吸気バルブの開弁期間のタイムチャートである。
の各吸気バルブの開弁期間のタイムチャートである。
【図5】本実施例の可変吸気機構のモデル図である。
【図6】本実施例の可変吸気機構におけるエンジン回転
数と、ACISバルブ及び開閉弁の開閉状態、及び、実
現される振動モードとの関係を示す図である。
数と、ACISバルブ及び開閉弁の開閉状態、及び、実
現される振動モードとの関係を示す図である。
【図7】本発明の第2実施例である可変吸気機構の断面
図である。
図である。
【図8】図7において管壁が時計周り方向に回転した状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図9】本発明の第3実施例である可変吸気機構の断面
図である。
図である。
【図10】図9に示す線X-X に沿って切断した際の階段
断面図である。
断面図である。
【図11】本実施例の隔壁の斜視図である。
【図12】本発明の第4実施例である可変吸気機構の平
面図である。
面図である。
【図13】図12に示す直線XIII-XIII に沿って切断し
た際の断面図である。
た際の断面図である。
【図14】本実施例の可変吸気機構のモデル図である。
10、40、50、60 可変吸気機構 12 エンジン 18 ACISバルブ 28 開閉弁 42 コネクタ 42a、42b 管壁 56、58 隔壁 62 第2ACISバルブ
Claims (1)
- 【請求項1】 エンジンの各気筒に連通するサージタン
クと、 前記サージタンクの内部が、それぞれ前記気筒の少なく
とも一つと連通するように区画されてなる複数の室と、 前記サージタンクより上流側に設けられ、前記複数の室
の夫々に連通する吸気通路と、 前記エンジンの回転数に応じて前記複数の室が互いに連
通された状態と互いに遮断された状態とを切り換える切
替手段と、 前記エンジンの回転数に応じて前記吸気通路の振動特性
を変化させる振動特性変更手段と、を備えることを特徴
とする可変吸気機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP335297A JPH10196373A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 可変吸気機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP335297A JPH10196373A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 可変吸気機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10196373A true JPH10196373A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11554969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP335297A Pending JPH10196373A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 可変吸気機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10196373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6571759B2 (en) | 2000-10-16 | 2003-06-03 | G P Daikyo Corporation | Resin intake manifolds and manufacturing process thereof |
| US6983734B2 (en) | 2002-06-12 | 2006-01-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Intake flow rate detecting apparatus of internal combustion engine and method of same |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP335297A patent/JPH10196373A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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