JPH109071A - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各気筒の吸気時に発生する負圧波を共鳴させ
るためのサージタンク３０を配置し、エンジンの回転域
の広い範囲で吸気効率を高めると共に、配管をコンパク
トに収納し、エアクリーナ４８に吸入される空気を排気
通路の温度から保護すること。 【解決手段】 エアクリーナ４８とサージタンク３０を
各気筒の吸気側に配置し、エアクリーナ４８とサージタ
ンク３０とを連通する吸気管を気筒の上部に屈曲させて
配置して通路長さを確保できるようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気系
に関するものであり、特に多気筒直列エンジンの吸気の
動的効果により出力の向上を図るようにした多気筒内燃
機関の吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気装置において
は、吸気開始に伴って生じる負圧波が吸気通路上流側の
大気又は拡大室への開口端で反射され正弦波となって吸
気ポート方向に戻されることを利用し、上記正弦波が吸
気弁の開弁の寸前に吸気ポートに達して吸気が押し込ま
れるようにして、いわゆる吸気の慣性効果で吸気の充填
効率を高めるようにしたものがある。このような技術を
用いる場合に、吸気通路の形状が一定であると、吸気通
路に生じる圧力波の振動周期と吸気弁開閉周期とがマッ
チングして慣性効果が高められるのは特定回転域に限ら
れる。

【０００３】例えば、特開昭６１−２２６５１５号（従
来技術と称す）の吸気通路は、エンジンの吸気口に直線
状に延びる短尺の高速用通路と、エンジンの気筒上部
（シリンダーヘッドカバーの上部）に高速用通路と平行
に延びて１８０度屈曲させて高速用通路に連結した常用
通路と、この連結部に高速用通路と常用通路とを切り換
える絞り弁を設けた技術が開示されている。この従来技
術の吸気通路は、エンジンが低回転のときには絞り弁を
開放して常用通路を吸気通路として利用し、エンジンが
高回転のときには絞り弁を閉鎖して高速用通路を吸気通
路として利用することで広い回転域で効率的な吸気特性
を得るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、長さの異なる２つの吸気通路を設け
ることで、吸気の取り入れ口であるエアクリーナを複数
配置する必要がある。エンジンルームへの搭載に際して
大きな制約がある。

【０００５】また、常用通路はエンジンの気筒上部を延
在しており、常用通路はエンジンの排気通路に隣接して
エアクリーナが配置されている。エアクリーナが排気通
路に隣接して配置されることはエンジン特性上悪影響を
及ぼすことになる。つまり、エンジンの排気通路は、エ
ンジンで燃焼した後の排気ガスが流れており吸気通路に
比べて高温となっている。一方、常用通路を利用する場
合には、このエアクリーナには排気通路によって高温と
なった空気を吸気ガスとして用いることになり、常用通
路を流れる吸入空気の重量流量が減少してしまうので、
所望のエンジン出力を得ることができなくなってしま
う。

【０００６】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
した多気筒内燃機関の吸気装置を開示するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
講じた手段は、エアクリーナとサージタンクを備えた直
列配置の多気筒内燃機関の吸気装置であり、エアクリー
ナとサージタンクとの間をスロットルバルブを備えた第
１吸気管を介して接続し、サージタンクとそれぞれの気
筒の吸気口との間を気筒と同数の第２吸気管を介して接
続した多気筒内燃機関の吸気装置において、エアクリー
ナとサージタンクが気筒の直列配置の吸気口側の一側に
配置されると共に、第１吸気管が気筒の直列配置の他側
に屈曲部を備えたことである。従って、第１吸気管を内
燃機関の上部に配置して、通路長さを確保することが可
能となる。更に、エアクリーナを温度の高い排気側通路
から離れた比較的温度の低い吸気側通路に隣接して配置
するので、内燃機関に供給する吸入空気の温度を高める
ことなく効率的に内燃機関に吸気を吸入することが可能
となる。

【０００８】請求項２の発明において講じた手段は、サ
ージタンクを内部に配置した吸気制御弁により複数のサ
ージタンク室に分割されており、第１吸気管がサージタ
ンク室毎に分岐して連結される分岐部を備えたことであ
る。従って、長い吸気通路を必要とする低速域において
は吸気制御弁を閉鎖し、短い吸気通路を必要とする高速
域においては吸気制御弁を開放して、速度に応じた吸気
通路の長さを切り換えることが可能となり、内燃機関へ
の効果的な吸気を行うことができる。

【０００９】請求項３の発明において講じた手段は、分
岐部に屈曲部を設けたことである。従って、屈曲部にお
ける第１通路管の分岐部の径を小さくすることができ、
第１吸気管を小型化することが可能となる。

【００１０】請求項４の発明において講じた手段は、分
岐部は第１吸気管に配置されたスロットルバルブと複数
のサージタンク室との間に設けたことである。従って、
分岐部の長さを確保することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明を用いたエンジンの吸気装置
の概略を示したものであり、図２は図１の側面断面図を
示したものである。１０はピストンシリンダ（気筒）、
１２はシリンダヘッドカバーであり、図例のエンジンは
６つの気筒を備えた６気筒のエンジンである。各ピスト
ンシリンダ１０のそれぞれの上部には、吸気口１４と排
気口１６が設けられている。吸気口１４と排気口１６に
はそれぞれ吸気弁１８と排気弁２０が設けられ、これら
は図示しないカムシャフトに取り付けたカム２２，２４
の回転によって開閉するようになっている。２６は排気
管であり、排気口１６から図示しないマフラーに燃焼ガ
スを排出している。なお、図１においては気筒毎に設け
られた排気管２６を２６ａ〜２６ｆで示している。２８
は吸気管（第２吸気管）であり、シリンダヘッドカバー
と平行に配置した断面扇形のサージタンク３０と吸気口
１４を連結している。

【００１３】サージタンク３０の内部には吸気制御弁３
２が設けられており、吸気制御弁３２が閉鎖することに
よってサージタンク３０の内部を第１の部屋３４と第２
の部屋３６に２分割している。第１の部屋３４には吸気
管２８ａ，２８ｂ，２８ｃが接続しており、第２の部屋
３６には吸気管２８ｄ，２８ｅ，２８ｆが接続してい
る。吸気制御弁３２は、負圧タンク３８の負圧をＥＣＵ
４０によって負圧制御弁４２を介してアクチュエーター
（ダイヤフラム）４４へ供給することによって開閉する
ことができる。

【００１４】４６は吸気管（第１吸気管）であり、シリ
ンダヘッドカバー１２の上部に設けられ、サージタンク
３０とエアクリーナ４８との間を連通している。５０
は、エアクリーナの空気取り入れ口である。吸気管４６
にはスロットルバルブ５２が設けられており、吸気管４
６は図示しないアクチュエーターによってアクセルの開
度に応じて開閉する。吸気管４６のスロットルバルブの
下流（サージタンク３０側）は、４７ａ、４７ｂの２本
の吸気管に分割している。吸気管４７ａはサージタンク
３０の第１の部屋３４へ連通しており、吸気管４７ｂは
サージタンク３０の第２の部屋３６へ連通している。吸
気管４７ａ，４７ｂには湾曲部が設けられており、この
湾曲によってシリンダヘッドカバー１２の吸気口側に配
置されるサージタンク３０とエアクリーナ４８とを連通
している。吸気管４７ａ，４７ｂの湾曲部は、シリンダ
ヘッドカバー１２の排気口側に位置している。

【００１５】上記の実施の形態の作用を説明する。

【００１６】各気筒が吸気工程になると、気筒内のピス
トン１３の下降に伴って生じた負圧により、エアクリー
ナー４８に空気取り入れ口５０から外気が吸い込まれ
る。この吸い込まれた外気は、第１吸気管４６、スロッ
トルバルブ５２、吸気管４７ａ，４７ｂ、サージタンク
３０、第２吸気管２８を介して吸気弁１８から各気筒に
充填される。このとき、運転状況に応じてスロットルバ
ルブ５２の開度が調節されている。

【００１７】また、この実施の形態においては、ＥＣＵ
２５にエンジンの回転数の信号が入力され、エンジンの
回転数が予め設定したエンジンの回転数（Ｎ）より高い
か低いかを判断する。

【００１８】エンジンの回転数が所定値（Ｎ）より低い
領域においては、吸気制御弁３２を閉鎖し、サージタン
ク３０の内部を第１の部屋３４と第２の部屋３６とに分
割する。一方、エンジンの回転数が所定値（Ｎ）より高
い領域においては、吸気制御弁３２を開放し、第１の部
屋３４と第２の部屋３６との区画を取り払ってサージタ
ンク３０の内部１つの部屋とする。よって、図３のエン
ジン回転数と出力（軸トルク）との関係を示すグラフで
わかるように、エンジンの回転数が所定値（Ｎ）より低
い領域においては、スロットルバルブ５２よりも下流側
の第１の部屋３４、第２の部屋３６、吸気管４７ａ，吸
気管４７ｂがそれぞれ共鳴室（レゾネータ）として用い
られ、エンジンの回転数が所定値（Ｎ）以下の低速域に
おいて気筒に充填する吸気の充填効率を高くして、高い
出力を得ることができる。逆に、エンジンの回転数が所
定値（Ｎ）より高い領域においては、サージタンク３０
が第２吸気管２８ａ〜２８ｆに取り付けた共鳴室として
用いられ、エンジンの回転数が所定値（Ｎ）以上の高速
域において気筒に充填する吸気の充填効率を高くして、
高い出力を得ることができる。

【００１９】従って、エンジンの所定回転数（Ｎ）に応
じた吸気の充填効率を確保することができると共に、エ
アクリーナを各気筒の吸気口側に配置することにより、
エンジンの排気によって温められた空気を吸気すること
なく所望のエンジン特性を得ることができる。

【００２０】なお、本実施の形態においては、サージタ
ンク３０の内部に吸気制御弁３２を１つだけ設けて、サ
ージタンク３０の内部を第１の部屋３４と第２の部屋３
６とに２つに分割しているが、吸気制御弁３２を複数個
配置してサージタンク３０の内部を更に細かく分割する
ことも可能である。

【００２１】また、サージタンク３０とエアクリーナ４
８との間の第１吸気管を分岐したようにしていので、エ
ンジンの回転数が所定値（Ｎ）以下の低速域における共
鳴室を大きく確保することができ、充填効率を高めて、
エンジンの高い出力を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】上記した請求項１の発明によれば、エア
クリーナとサージタンクが気筒の直列配置の吸気口側の
一側に配置されると共に、第１吸気管が気筒の直列配置
の他側に屈曲部を備えたので、第１吸気管を内燃機関の
上部に配置して、通路長さを確保することができる。ま
た、エアクリーナを温度の高い排気側通路から離れた比
較的温度の低い吸気側通路に隣接して配置するので、内
燃機関に供給する吸入空気の温度を高めることなく効率
的に内燃機関に吸気を吸入することができる。

【００２３】請求項２の発明によれば、サージタンクを
内部に配置した吸気制御弁により複数のサージタンク室
に分割されており、第１吸気管がサージタンク室毎に分
岐して連結される分岐部を備えたので、長い吸気通路を
必要とする低速域においては吸気制御弁を閉鎖し、短い
吸気通路を必要とする高速域においては吸気制御弁を開
放して、速度に応じた吸気通路の長さを切り換えること
が可能となり、内燃機関への効果的な吸気を行うことが
できる。

【００２４】請求項３の発明によれば、分岐部に屈曲部
を設けたので、屈曲部における第１通路管の分岐部の径
を小さくすることができ、第１吸気管を小型化すること
ができる。

【００２５】請求項４の発明によれば、分岐部を第１吸
気管に配置されたスロットルバルブと複数のサージタン
ク室との間に設けたので、分岐部の長さを確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である多気筒内燃機関の吸
気装置の概略を示したものである。

【図２】図１の側面図を示したものである。

【図３】本発明の実施の形態におけるエンジン回転数に
応じたトルク特性を示したものである。

【符号の説明】

２８・・・第２吸気管 ３０・・・サージタンク ４６・・・第１吸気管 ４８・・・エアクリーナー ４７ａ，４７ｂ・・・分岐部 ５２・・・スロットルバルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアクリーナとサージタンクを備えた直
   列配置の多気筒内燃機関の吸気装置であり、前記エアク
   リーナと前記サージタンクとの間をスロットルバルブを
   備えた第１吸気管を介して接続し、前記サージタンクと
   それぞれの気筒の吸気口との間を気筒と同数の第２吸気
   管を介して接続した多気筒内燃機関の吸気装置におい
   て、前記エアクリーナと前記サージタンクが前記気筒の
   直列配置の前記吸気口側の一側に配置されると共に、前
   記第１吸気管が前記気筒の直列配置の他側に屈曲部を備
   えたことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
2. 【請求項２】 前記サージタンクが内部に配置した吸気
   制御弁により複数のサージタンク室に分割されており、
   前記第１吸気管がサージタンク室毎に分岐して連結され
   る分岐部を備えていることを特徴とする請求項１記載の
   多気筒内燃機関の吸気装置。
3. 【請求項３】 前記分岐部に前記屈曲部を設けたことを
   特徴とする請求項２記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
4. 【請求項４】 前記分岐部は前記第１吸気管に配置され
   たスロットルバルブと前記複数のサージタンク室との間
   に設けられることを特徴とする請求項３記載の多気筒内
   燃機関の吸気装置。