JPH11324837A - 吸気装置 - Google Patents

吸気装置

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JPH11324837A
JPH11324837A JP11096584A JP9658499A JPH11324837A JP H11324837 A JPH11324837 A JP H11324837A JP 11096584 A JP11096584 A JP 11096584A JP 9658499 A JP9658499 A JP 9658499A JP H11324837 A JPH11324837 A JP H11324837A
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resonance
intake
control device
wall
intake device
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Erwin Rutschmann
エルヴイン・ルチュマン
Armin Schweizer
アルミン・シユヴアイツエル
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 主要な回転数範囲にわたってトルクを最適
化することができる、内燃機関用の吸気装置を提供す
る。 【解決手段】 内燃機関用吸気装置は共鳴効果を利用す
るための装置11を備えている。この装置は共鳴容器1
3内に配置された制御装置12を備え、この制御装置に
よって、内燃機関のパラメータに依存して共鳴横断面が
変更可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対向するシリンダ
列を有する内燃機関のための共鳴効果を利用するための
装置を備えた吸気装置に関し、更に詳しくは、複数の画
成壁を有する共鳴容器を備え、この共鳴容器が一方では
大気に連通し、他方では内燃機関のシリンダに接続され
ている、吸気装置に係る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のための共鳴効果を達成するた
めの複数の例がドイツ連邦共和国特許第3633929
号公報に記載されている。その際、吸気管の長さと横断
面をそれぞれの内燃機関に調和させることにより、内燃
機関のトルクと出力を最適化することができる。
【0003】米国特許第4846117号明細書は容器
を備えた吸気装置を開示している。この容器内には環状
通路が設けられている。この環状通路を経て、対向する
シリンダ列に吸気が供給される。
【0004】米国特許第5408962号明細書には、
容器が長さを変更可能な2本の吸気ダクトに接続された
吸気装置が記載されている。この実施形により、下側と
中間の回転数範囲内で、共鳴作用の調和が達成される。
【0005】ヨーロッパ特許第0065076号公報
は、固有周波数を連続的に調節可能な吸気系を開示して
いる。この調節により、共鳴過給効果が回転範囲全体に
わたって利用可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、主要
な回転数範囲にわたってトルクを最適化することができ
る、内燃機関用の吸気装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、共鳴容器内に配置された、共鳴横断面積を変更可能
な制御装置を備えた装置が設けられ、この制御装置が案
内壁を備え、案内壁が共鳴容器の壁に対して離隔されて
延びていることによって解決される。本発明の他の特徴
は従属請求項に記載されている。
【0008】本発明によって得られる主たる効果は、制
御装置によって共鳴容器内の共鳴横断面が可変であり、
内燃機関のトルク挙動を改善する共鳴効果が生じること
にある。制御装置は角柱状の制御ケーシングに簡単に統
合可能である。その際、制御装置は、直線運動によって
第1の端位置と第2の端位置の間で無段階に移動可能で
ある、構造的に明確に形成された部品である。制御装置
の第1の端位置では、制御装置のウェブ壁が共鳴容器の
第1の端壁と共に、接続通路を形成する。この接続通路
は内燃機関の低い回転数の際に、共鳴容器内の2つの共
鳴室の間で共鳴管を形成する。この共鳴室は対向するシ
リンダ列の手間に配置されている。
【0009】制御装置は共鳴容器の収容部によって取り
囲まれた側壁を備えている。この収容部は共鳴容器の延
長部を形成し、管状の横断面を有する。制御装置の側壁
と共鳴容器の収容部との間には、案内装置が設けられて
いる。
【0010】共鳴容器には、空気フィルタを備えた供給
装置が接続されている。この供給装置は1本の吸気ダク
トとして形成可能である。この吸気ダクト内にはスロッ
トル弁が配置されている。
【0011】しかし、分離された2つの吸気ダクトを有
する管ユニットとして供給装置を形成することもでき
る。この管ユニットは共鳴容器に開口している。この吸
気ダクトの手前に1本の管区間が接続配置されている。
この管区間内にはスロットル弁が配置されている。この
実施形の場合、共鳴体の接続通路内に遮断フラップ弁が
配置されている。この遮断フラップ弁は低い回転数範囲
内と、制御装置が完全に入り込んだ状態で閉じる。この
実施形は低い回転数範囲内で付加的なトルク増大を保証
する。制御装置は操作装置によって操作され、しかも回
転数およびまたは負荷に依存して操作される。その際、
操作装置は制御装置に連結された送り棒を備えている。
この送り棒は電動機によって操作される。電動機はウォ
ーム歯車装置を介して送り棒と協働する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態が図に示して
ある。次に、この実施の形態について詳しく説明する。
【0013】内燃機関1は対向するシリンダ列2,3を
備えている。このシリンダ列はボクサー型またはV型に
配置され、しかもこの機関の縦中心線LMに対して間隔
をおいて配置されている。本実施の形態では、各々のシ
リンダ列2,3はそれぞれ3個のシリンダ4,5,6ま
たは7,8,9を備えている。シリンダ列2,3の間に
は吸気装置10が設けられている。この吸気装置はシリ
ンダ4,5,6と7,8,9に空気を供給する。
【0014】吸気装置は、ボッシュ(Bosch) の自動車運
転技術ポケットブック(kraftfahr-technisches Taschen
buch)、第22版、1995年、第379頁記載のヘル
ムホルツ共鳴器によって達成されるような共鳴効果(共
鳴過給効果)を利用するための装置11を備えている。
【0015】装置11は制御装置12を含んでいる。こ
の制御装置は金属、合成樹脂等からなる、吸気装置10
の共鳴容器13の内室に配置されている。制御装置12
によって、共鳴容器13内の共鳴横断面を変更すること
ができる。それによって、内燃機関1のトルクの最適化
が達成可能である。
【0016】同様に金属、合成樹脂等から作ることがで
きる制御装置12は、案内壁13,14,15を備えて
いる。この案内壁は共鳴容器13の壁16,17,1
8,19に対してMA1X ,MAII,MAIII(図
1)だけ離隔されて延びている。
【0017】共鳴容器13は角柱状の基本形状を有す
る。この場合、その壁17,18はシリンダ列2,3寄
りの縦方向壁20,21として形成され、壁16,19
は第1の端壁22および第2の端壁23として形成され
ている。
【0018】縦方向壁20,21または端壁22,23
に対して同じ方向に、特に平行に、制御装置12の案内
壁13,14,15が延びている。
【0019】案内壁13,14,15はU字の形をして
いる。この場合、側壁(脚部壁)は24,25によっ
て、ウェブ壁は26によって示してある。
【0020】制御装置12は図1の第1の端位置STE
1と図2の第2の端位置STEIIとの間で無段階に調
節可能に形成されている。その際、ウェブ壁26は第1
の端位置STE1において第1の端壁22と共に接続通
路27を形成している(図1)。接続通路27はシリン
ダ列2,3の手前に配置された第1の共鳴室28および
第2の共鳴室29に通じている。
【0021】共鳴容器13はシリンダ列2,3寄りの側
に、管区間30,31,32,33,34,35を備え
ている。この管区間はシリンダ4,5,6,7,8,9
に通じている。この比較的に短い管区間は共鳴容器13
の一部である。
【0022】制御装置12の側壁24,25は共鳴容器
13の収容部36,37によって取り囲まれている。こ
の収容部36,37は共鳴ケーシング13の延長部3
8,39であり、図3に示すように管状の横断面を有す
る。側壁24,25と収容部36,37の間には、案内
装置38,39が設けられている。この案内装置は本実
施の形態では収容部36,37に固定連結されている。
【0023】共鳴ケーシング13の第1の端壁22は空
気フィルタ40を含む供給装置41を備えている。この
供給装置41は1本の吸気ダクト42である。この吸気
ダクト内には空気流量計43とスロットル弁44が配置
されている。スロットル弁44は空気フィルタ40より
も共鳴容器13の接続通路27近くに設けられている。
【0024】図5では、供給装置45は区間に分離され
た2つの吸気ダクト46,47を備えている。この吸気
ダクトは共鳴容器48の第1の端壁47′に開口してい
る。吸気ダクト46,47の手前には1本の管区間49
が接続配置されている。この管区間は上記の吸気ダクト
と共に、ズボンの形をしている。管区間49内にはスロ
ットル弁50が配置されている。
【0025】更に、共鳴容器48の第1の共鳴室52と
第2の共鳴室53の間の接続通路51内には、遮断フラ
ップ弁54が設けられている。それによって、共鳴室5
2,53の間の連通を遮断可能である。遮断フラップ弁
54は吸気ダクト46,47の間の範囲55に配置さ
れ、低い回転数範囲において制御装置12のウェブ壁2
6と協働する。
【0026】制御装置12は操作装置56によって操作
可能である。操作装置56は往復棒57と電動機58を
備えている。往復棒57は制御装置12に固定連結可能
である。これに対して、電動機58は共鳴容器13の外
側で第2の端壁23に配置されている。電動機58と往
復棒57の間には、ウォーム歯車装置59が設けられて
いる。この回転する電動機の代わりに、リニアモータを
使用することができる。制御装置12は内燃機関のパラ
メータ、特に回転数と負荷(アクセルペダル位置)に依
存して作動する。
【0027】図1,2,5,6,7に関連して吸気装置
の作用を簡単に説明する。制御装置12を備えた内燃機
関の運転時に、低い回転数範囲では、上記の制御装置が
端位置STEIを占める。この場合、第1の共鳴室28
と第2の共鳴室の間の接続通路27は共鳴管として作用
する。スロットル弁44が開放すると、制御装置12の
操作装置54は回転数およびまたは負荷に依存して位置
STEIIに移動する。それによって、トルク部分曲線
DMTK1が生じる。更に経過すると、トルク部分曲線
DMTK2〜DMTK4が生じる。
【0028】これは図7のグラフから明らかである。こ
のグラフの縦座標にはトルクが記入され、横座標には回
転数(回転/分)が記入されている。このトルク部分曲
線から、合成されたトルク曲線Dresが生じる。この
トルク曲線は、内燃機関1のトルク挙動が制御装置12
によって最適化されていることを意味する。
【0029】供給装置45が分離された2本の吸気ダク
ト46,47を備え、遮断フラップ弁54が低い回転数
範囲で閉じていると、トルク挙動が更に改善される。こ
の運転状態では、スロットル弁50の開放時に、圧力脈
動が長い共鳴管を形成する吸気ダクト46,47内に生
じ、トルク部分曲線DMTK1plusを生じることにな
る。第2の端位置STEIIの方に制御装置を更に調節
すると、トルク部分曲線DMTK2〜DMTK6が生じ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による吸気装置を備えた内燃機関の概略
図である。
【図2】図1に対応する図である。
【図3】図1のIII−III線に沿った拡大断面図で
ある。
【図4】本発明による吸気装置を斜め上から見た図であ
る。
【図5】他の実施の形態の、図1に対応する図である。
【図6】図5に対応する図である。
【図7】本発明による吸気装置の性能を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 内燃機関 2,3 シリンダ列 10 吸気装置 11 共鳴効果を利用する装置 12 制御装置 13 共鳴容器、案内壁 14,15 案内壁 16,17,18 壁 20,21 縦方向壁 22,23 端壁 24,25 側壁 26 ウェブ壁 27 接続通路 28,29 共鳴室 36,37 収容部 38,39 延長部 40 空気フィルタ 41 供給装置 42 吸気ダクト 44 スロットル弁 46,47 吸気ダクト 49 管区間 50 スロットル弁 51 接続通路 54 遮断フラップ弁 55 範囲 56 操作装置 57 往復棒 58 電動機 59 ウォーム歯車装置 STEI,STEII 端位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルミン・シユヴアイツエル ドイツ連邦共和国、71254 デイッツイン ゲン、バウムロイテ、8

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向するシリンダ列を有する内燃機関の
    ための共鳴効果を利用するための装置を備えた吸気装置
    であって、複数の画成壁を有する共鳴容器を備え、この
    共鳴容器が一方では大気に連通し、他方では内燃機関の
    シリンダに接続されている、吸気装置において、共鳴容
    器(13)内に配置された、共鳴横断面を変更可能な制
    御装置(12)を備えた装置(11)が設けられ、この
    制御装置が案内壁(13,14,15)を備え、案内壁
    が共鳴容器(13)の壁(16,17,18)に対して
    離隔されて延びていることを特徴とする吸気装置。
  2. 【請求項2】 共鳴容器(13)が角柱状の基本形状を
    有し、かつシリンダ列(2,3)寄りの縦方向壁(2
    0,21)と第1の端壁(22)と第2の端壁(23)
    を有し、制御装置(12)の案内壁(13,14,1
    5)が縦方向壁(20,21)および端壁(22,2
    3)と同じ方向に延びていることを特徴とする請求項1
    記載の吸気装置。
  3. 【請求項3】 案内壁(13,14,15)が同じ方向
    に向いた2つの側壁(24,25)と1個のウェブ壁
    (26)によって形成され、この側壁とウェブ壁がU字
    状に延びていることを特徴とする請求項1または2記載
    の吸気装置。
  4. 【請求項4】 制御装置(12)が第1の端位置(ST
    E1)と第2の端位置(STEII)の間で操作可能で
    あり、制御装置(12)のウェブ壁(26)が少なくと
    も第1の端位置(STE1)で第1の端壁(22)と共
    に、シリンダ列(2,3)の手前に配置された共鳴容器
    (13)内の共鳴室(28,29)に通じる接続通路
    (27)を形成していることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか一つに記載の吸気装置。
  5. 【請求項5】 制御装置(12)の側壁(24,25)
    が共鳴容器(13)内の対応する収容部(36,37)
    によって取り囲まれていることを特徴とする請求項1〜
    4のいずれか一つに記載の吸気装置。
  6. 【請求項6】 収容部(36,37)が共鳴容器(1
    3)の延長部(38,39)によって形成されているこ
    とを特徴とする請求項5記載の吸気装置。
  7. 【請求項7】 延長部(38,39)が管状の横断面を
    有することを特徴とする請求項6記載の記載の吸気装
    置。
  8. 【請求項8】 側壁(24,25)と収容部(36,3
    7)の間に、案内装置(38,39)が設けられている
    ことを特徴とする請求項5または6記載の吸気装置。
  9. 【請求項9】 共鳴容器(13)の第1の端壁(22)
    が空気フィルタ(40)を有する供給装置(41)を備
    えていることを特徴とする請求項1または2記載の吸気
    装置。
  10. 【請求項10】 供給装置(41)が1本の吸気ダクト
    (42)を備え、この吸気ダクト内にスロットル弁(4
    4)が設けられていることを特徴とする請求項9記載の
    吸気装置。
  11. 【請求項11】 供給装置(2)が区間的に分離された
    延びる吸気ダクト(46,47)を備え、この吸気ダク
    トが共鳴容器(13)の第1の端壁(22)に開口して
    いることを特徴とする請求項9記載の吸気装置。
  12. 【請求項12】 両吸気ダクト(46,47)がその手
    前に接続配置された管区間(49)を備え、この管区間
    内にスロットル弁(50)が配置されていることを特徴
    とする請求項9〜11のいずれか一つに記載の吸気装
    置。
  13. 【請求項13】 供給ダクト(46,47)の間に位置
    する接続通路(51)の範囲(55)内に遮断フラップ
    弁(54)が設けられていることを特徴とする請求項
    4,9,11のいずれか一つに記載の吸気装置。
  14. 【請求項14】 制御装置(12)が操作装置(56)
    によって操作可能であることを特徴とする請求項1また
    は2記載の吸気装置。
  15. 【請求項15】 操作装置(56)が制御装置(12)
    の往復棒(57)と電動機(58)によって形成され、
    この電動機が第2の端壁(23)に隣接して共鳴容器
    (13)に設けられていることを特徴とする請求項14
    記載の吸気装置。
  16. 【請求項16】 電動機(58)がウォーム歯車装置
    (59)を介して往復棒(57)と協働することを特徴
    とする請求項15記載の吸気装置。
  17. 【請求項17】 制御装置(12)が少なくとも内燃機
    関(1)の回転数に依存して操作されることを特徴とす
    る請求項1〜16のいずれか一つに記載の吸気装置。
  18. 【請求項18】 制御装置(12)が内燃機関の回転数
    およびまたは負荷に依存して操作されることを特徴とす
    る請求項1〜17のいずれか一つに記載の吸気装置。
JP11096584A 1998-04-03 1999-04-02 吸気装置 Withdrawn JPH11324837A (ja)

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