JPS60147528A

JPS60147528A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPS60147528A
Application number: JP59003088A
Authority: JP
Inventors: Junzo Sasaki; 潤三佐々木; Mitsuo Hitomi; 光夫人見; Kazuhiko Ueda; 和彦上田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1985-08-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの吸気装置、特にサージタンクから各
気筒に夫々独立した吸気通路が設けられ、且つ各吸気通
路の長さが可変とされた吸気装置に関する。

（従　来　技　術）一般にエンジンにおいては、吸気の充填効率を高めて出
力の向上を図る上で所謂吸気慣性効果を利用することが
有効であるが、この吸気慣性効果は吸気通路の長さとエ
ンジンの回転数との関係に依存し、該効果が最も効果的
に得られる吸気通路の長さがエンジン回転数の上昇に従
って短くなるという関係にある。そこで、例えば実開昭
５６−２０２３号公報や実開昭５７−２２６２９号公報
に開示されているように、吸気通路の長さを可変とし、
その長さをエンジン回転数に応じて変化させることによ
り、低速から高速までの広い範囲で吸気慣性効果を利用
できるようにした吸気装置が提案されている。

しかし、これらの公報に開示された吸気装置は、いずれ
も固定管に嵌合された可動管を直線方向にスライドさせ
ることによって吸気通路の長さを変化させる構成である
ため、該長さを所要の範囲で変化させるためには装置が
大型化し、特に当該エンジンを自動車に搭載する場合に
大きなスペースを必要とする欠点がある。

（発　明　の　目　的）本発明は、吸気通路の長さを可変とした吸気装置につい
ての上記のような実情に対処するもので、装置の全体が
コンパクトに構成され、しかも吸気通路の長さの変化間
を大きく設定することができる吸気装置を実現すること
を目的とする。

ところで、本願出願人は先の特許出願（特願昭５８−４
８３４４号）で上記目的を達成するエンジンの吸気通路
に関する発明を出願したが、本願発明はこの先願発明を
更に改良するもので、吸気抵抗を減少させ、また圧力波
を有効利用して吸気の充填効率を一層向上させると共に
、製造時の組付性を改善するようにしたものである。

（発　明　の　構　成）本発明に係るエンジンの吸気装置は上記のような目的を
達成４べく次のように構成される。

即ち、吸気系の途中にサージタンクが備えられ、且つ該
サージタンクから各気筒に夫々独立した吸気通路が設け
られた吸気装置において、上記サージタンクのケーシン
グ内に内部空間がサージタンク空間どなる中空の画成回
動部材を配設すると共に、該画成回動部材の外周囲に所
定間切欠かれた仕切壁を並設してクーシング内周面との
間に上記各吸気通路に夫々接続される延長部を形成し、
且つ該画成回動部材の局面における仕切壁の切欠き部に
対応する位置に内部空間と上記延長部とを３１通させる
連通口を設ける。そして、該画成回動部材をエンジンの
運転状態に応じて回動させる駆動機構を備えることにＪ
：す、上紀連通口の位置を移動させてサージタンク空間
下流の延長部の長さを変化させるように構成する。

このような構成によれば、画成回動部材の回動によって
各気筒に夫々通じる延長部を含む独立した吸気通路の長
さが変化Ｊ゛るので、装置全体の大型化を来たすことな
く該吸気通路の長さを広範囲に変化させることが可能と
なる。

特に、上記各延長部と画成回動部材内部のサージタンク
空間とを連通させる連通口が設けられた箇所においては
、該画成回動部材外周囲の仕切壁が切欠かれているので
、上記サージタンク空間が連通口を介してその外側に拡
張された状態となり、そのためサージタンク空間から各
延長部に空気が流入し易くなり、また各延長部とサージ
タンク空間の容積の差が大きくなって圧力波を有効利用
できるようになり、これらにより吸気の充填効率が一層
向上することになる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、エンジン１の一側部には吸気装置
２を構成するサージタンク３が備えられ、エアクリーナ
４からエアフローメータ５及びスロットル弁６を谷して
該タンク３内に空気が導入されるようになってる。この
サージタンク３のケーシング７内における上部には、仕
切壁８・・・８によって夫々独立させて吸気通路９・・
・９が設けられ、第２図に示すように各吸気通路９・・
・９がシリンダヘッド１０における各気筒１１・・・１
１に通じる吸気ボート１２・・・１２に夫々接続されて
いる。

一方、上記ケーシング７における各吸気通路９・・・９
の下方には円筒状空間が設けられ、この空間内に中空状
の画成回動部材１３が備えられている。

この画成回動部材１３は第１図に示すように一端が開口
され、サージタンク空間となる内部空間１４が該開口部
１５及びケーシング７の一端に設けられた入口部１６を
介してスロットル弁６が設けられた吸気系の上流部に連
通されていると其に、該開口部１５側の端部において軸
受１７を介してケージグアに軸支され、且つ他方の端部
に設けられた軸部１８がケーシング７の当該端部にボル
ト１９・・・１９により固着されたサイドカバー２０に
軸受２１を介して軸支されて、ケーシング７内で回動自
在とされている。

然して、該画成回動部材１３の外周囲には周方向の仕切
壁２２・・・２２が軸方向に所定の間隔を隔てて並行に
立設され、該回動部材１３の外周面とケーシング７の内
周面との間の空間が回動部材１３の周囲を取巻く複数の
通路２３・・・２３に仕切られていると共に、第２図に
示すようにこれらの通路２３・・・２３はケーシング７
の上部に設けられた上記の各吸気通路９・・・９の上流
端に夫々接続され、各吸気通路９・・・９の延長部とさ
れている。ここで、各吸気通路９と延長部２３の接続部
Ａには各延長部２３・・・２３を仕切る隣接仕切壁２２
．２２間に位置して、該延長部２３を一方向のみから吸
気通路９に滑かに連通させる案内部材２４がボルト２５
を用いてケーシング７の内部に固着されている。

また、画成回動部材１３の周面には′軸方向の略全長に
わたって開口する連通口２６が設けられ、この連通口２
６により該回動部材１３の内部空間１４とその外周囲の
上記各延長部２３・・・２３とが連通されていると共に
、各延長部２３・・・２３を仕切る上記仕切壁２２・・
・２２は連通口２６が形成された範囲Ｗで切欠かれてい
る。ここで、上記連通口２６は第１図に鎖線で示すよう
に複数個の連通口２６′・・・２６′に分割して設けて
もよい。

そして、第４図に示すように、画成回動部材１３を回動
させる駆動機構２７が上記サイドカバー２０の外側に備
えられている。この駆動ＩＮ構２７はサイドカバー２０
から外部に突出した上記軸部１８に固着された入力歯車
２８と、該入力歯車２８に噛み合された円弧状歯車２９
と、この円弧状歯車２９をレバー３０を介して駆動する
ダイレフラム３１とで構成され、該ダイヤフラム３１に
エンジン１の排気通路（図示せず）から排圧が導入され
るようになっている。その場合に、上記排圧はエンジン
の高回転時には高く、低回転時には低くなるから、エン
ジン回転数の上昇に従って上記円弧状歯車２９及び入力
歯車２８が夫々図示の位置からａ方向に回動し、これに
伴って画成回動部材１３も第２図に示すａ方向に回動す
る。

また、この実施例では、第２図に示すように各吸気通路
９・・・９の下流部に燃＃］噴射ノズル３２・・・３２
が取付けられ、燃料供給管３３によって供給される燃料
を該ノズル３２・・・３２によって各吸気通路９・・・
９内ないし各吸気ポート１２・・・１２内に夫々噴射す
るようになっている。

上記の構成によれば、エンジン１の運転時にエアクリー
ナ４から吸入され、エアフローメータ５及びスロットル
弁６を経てサージタンク３に導入される空気は、先ずｉ
サージタンク３の入口部１６から画成回動部材１３の内
部空間１４内に流入すると共に、該部材１３の周面に設
けられた連通口２６から該部材の周囲を取巻く複数の延
長部２３・・・２３に分配されて流入する。そして、各
延長部２３・・・２３及びこれに続く各吸気通路９・・
・９を渦巻き状に通過し、更にシリンダヘッド１０にお
ける吸気ポート１２・・・１２を経て各気筒１１・・・
１１に吸入される。

その場合に、上記画成回動部材１３の内部空間１４から
各延長部２３・・・２３に空気が分配流入する箇所にお
いては、該回動部材１３の周面の連通口２６に対応させ
て各延長部２３・・・２３を仕切る仕切壁２２・・・２
２が切欠かれているため、該連通口２６の外側にサージ
タンク３の略全長にわたって連続した幅Ｗの空間３４が
形成されており、この空間３４によりサージタンク空間
どして作用する画成回動部材１３の内部空間１４が連通
口２６を介して外側に拡張された状態となっている。そ
のため、空気は画成回動部材１３の内部空間１４からこ
の拡張空間３４に一旦流入した模、各延長部２３・・・
２３に分配されることになり、該空間３４ど各延長部２
３・・・２３の境界部Ｂでサージタンク空間から分岐さ
れて各気筒１１・・・１１に至る独立した通路を通過す
ることになる。

然して、エンジン１の回転数が低く、第４図に示す駆動
機構２７のダイヤフラム３１に導入される排圧が低い場
合は、上記画成回動部材１３は第２図に示す位置にあっ
て、サージタンク空間（拡張空間）３４と各延長部２３
・・・２３との境界部Ｂも図示の位置にあるが、この状
態からエンジン回転数が上昇して上記ダイヤフラム３１
に導入される排圧が上昇すると、駆動機構２７における
歯車２９．２８を介して画成回動部材１３がａ方向に回
動され゛ることにより、上記境界部Ｂもａ方向に移動し
て、エンジン回転数が最高の状態では例えば符号Ｂ′で
示す位置に来る。つまり、エンジン回転数の変化によっ
て延長部２３・・・２３が上記位置Ｂ、Ｂ′間で伸縮し
、該延長部２３・・・２３と吸気通路９・・・９及び吸
気ボート１２・・・１２とでなるサージタンク下流の独
立した通路長さが変化することになる。これにより、上
記長さを各エンジン回転数に対して常に最適の長さとな
るように変化させれば、低回転数から高回転数までの広
いエンジン運転領域で吸気慣性効果を効果的に利用する
ことができることになる。その場合に、延長部２３・・
・２３は渦巻き状に形成され、且つその内側に沿って回
動する画成回動部材１３により長さが変化する構成であ
るから、吸気装置２の全体を大型化することなく、該延
長部２３・・・２３の長さを大きな範囲（位置Ｂ、８’
間の寸法）で変化させることができるのである。

ところで、上記のように画成回動部材１３における連通
口２６の外側にサージタンク空間の拡張部となる空間３
４が設けられているため、サージタンク空間の容積が実
質上、増大された状態となっているが、このようにサー
ジタンク空間の容積が該空間から分岐された各延長部２
３・・・２３の通路断面積に対して相対的に大きくなる
と、両者の境界部Ｂにおける圧力波の反射が顕著となり
、これを利用することにより吸気の充填効率を高めるこ
とが可能となる。つまり、吸気ボート１２の下流端で発
生した負圧波が吸気通路９及び延長部２３を逆方向に伝
播し、該延長部２３どサージタンク空間（拡張空間３４
）との境界部Ｂで反射して位相が反転する時、サージタ
ンク空間の容積が大きいほど大きな正圧波が発生し、こ
れが再び吸気ボート１２の下流端に達して気筒１１内へ
の吸気の押し込み作用を果すのであり、これにより充填
効率が向上するのである。

また、上記境界部Ｂにおいては各延長部２３・・・２３
の端部２３ａがサージタンク空間の拡張空間３４に而し
ているから、該空間３４から各延長部２３・・・２３に
空気が分岐流入する時に矢印すで示すように流れの向き
を大ぎく変えることなく流入することができ、また拡張
空間３４はサージタンク３の略全長にわたって連続して
いるから、第３図に矢印Ｃで示すように該空間３４の各
部位から各延長部２３・・・２３に空気が自由に流入す
ることができるようになる。これらにより空気の流動抵
抗が小さくなり、上記吸気慣性効果や圧力波の作用が効
果的に利用され、充填効率が一層向上することになる。

尚、この実施例においては、第１図に示すように吸気通
路９・・・９の上流部及び延長部２３・・・２３の断面
形状が扁平な形状とされているが、これは空気がこれら
の通路を通過する際にできるだけ乱れないようにするた
めである。即ち、吸気通路９・・・９の上流部及び延長
部２３・・・２３は渦巻き状に形成されているので、内
周寄りの経路と外周寄りの経路とで長さが相違して第２
図に示すように外周寄りを通過する空気の流速■１が内
周寄りを通過する空気の流速■２より速くなり、これが
流れを乱す原因となるのであるが、通路断面を扁平とす
ることにより内外周の経路の長さの差が小さくなり、空
気の乱れが少なくなるのである。

また、上記の構成によれば、号−ジタンク３のケーシン
グ７と画成回動部材１３とは、該ケーシング７の一端部
のサイドカバー２０を取外した状態で回動部材１３を該
ケーシング７の当該端部がら挿入することにより容易に
組立てることができるようになっている。但し、回動部
材１３を挿入する時、該部材外周囲の仕切壁２２・・・
２２が切欠かれている箇所をケーシング内部に予め固着
された案内部材２４の位置に合せて挿入する必要がある
。

（発　明　の　効　果）以上のように本発明によれば、吸気慣性効果を利用して
充填効率を向上させるために吸気通路の長さを可変とし
たエンジンの吸気装置として、コンパクトに構成され、
しかも吸気通路の長さを十分に変化させることができる
吸気装置が実現されると共に、特に本発明によれば、圧
力波の作用が有効に利用され且つ吸気抵抗が小さくなっ
て、充填効率が一層向上することになる。もって、エン
ジンの広い運転領域で吸気の充填効率が著しく向上する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明吸気装置の実施例を示すもので、第１図は
縦断側面図、第２図は第１図ＩＩ−ＩＦ線で切断した縦
断正面図、第３図は画成回動部材の単体斜視図、第４図
は駆動機構を示す正面図である。１・・・エンジン、２・・・吸気装置、３・・・サージ
タンク、７・・・ケーシング、９・・・吸気通路、１１
・・・気固、１３・・・画成回動部材、１４・・・内部
空間、２２・・・仕切壁、２３・・・延長部、２６・・
・連通口、２７・・・駆動機構。出願人　東洋工業株式会社第３　ｒ’＜’＋刀−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸気系の途中にサージタンクを備え、該サージタ
ンクから各気筒に夫々独立した吸気通路を設けたエンジ
ンの吸気装置であって、上記サージタンクのケーシング
内に内部空間がサージタンク空間となる中空の画成回動
部材を配設すると共に、該画成回動部材の外周囲に所定
量切欠かれた仕切壁を並設してケーシング内周面との間
に上記各吸気通路に夫々接続される独立した延長部を形
成し、且つ該画成回動部材の周面における上記仕切壁の
切欠き部に対応する位置に内部空間と上記各延長部とを
連通させる連通口を設け、更に該画成回動部材をエンジ
ンの運転状態に応じて回動させて上記連通口の位置を移
動させることによりサージタンク、空間下流の延長部の
長さを変化させる駆動機構を備えたことを特徴とするエ
ンジンの吸気装置。