JPS60233312A - Ｖ型内燃機関のための変調チユーニング吸気装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は多シリンダ内燃機関のだめの吸気装置、一層詳
しくは、内燃機関作動中に吸気系統のチューニング特性
を有利に変更するチューニング変調手段を有する吸気マ
ニホルドあるいは吸気装置またはその両方に関する。

背景 多シリンダ内、燃機関（以下、単に「エンジン」と言う
こともある）のシリンダに吸気すなわち新気を導入する
チューニングを施した吸気系統捷たはマニホルドあるい
はこれら両方を設けることによってシリンダ充気特性を
１つ捷たはそれ以上の速度範囲部分で向上させ得るとい
うことは内燃機関の与野では公知である。チューニング
を施した吸気装置の充気強化位置および速度範囲は多数
の要因によって異なる。これらの要因はこの分野では一
般に知られているので、ここでは詳細には説明しない。

これらの要因としては、充気室の寸−法や数、充気室か
らシリンダ・ランナー捷での長さ、元気室に通じる吸気
管すなわち「ジップＪ（ｚｉｐ）管の長さ等がある。

充気室がただ１つであり、との充気室が多シリンダ・エ
ンジンのすべてのシリンダに接続している公知の配置で
は、チューニング効果は穏やかのものであり、充気強化
共振はエンジン速度範囲のうち高い方に向って最強にな
る（ピークに達する）。後光気室を使用する別の配置で
は、各充気室がエンジン・シリンダの半数と接続し、「
ジップ」管によって共通のエアクリーナ室に接続してあ
り、これによりチューニングを行ない、エンジン低速域
で充気効果を高めているが、高速域では単一の充気室マ
ニホルドよりも低いレベルまで充気効果を低下させてし
１う。両装置の利点を１つに組合わせだならば、速度範
囲全域またはそれ以上にわたって充気効率とエンジン性
能を改善できると考えられる。

発明の概要 変調チューニングすなわち可変チューニング特性を持つ
エンジン吸気系統は公知であり（例えば特公昭５６−１
１５８１．８号）、これは復元気室システムでも単一充
気システムでも一層効果的な範囲１で貢献できる利点を
持っている。これを行なうべく、これらのエンジン吸気
系統は個別の吸気管すなわち「シップ」管によって新気
の供給を受ける２つの元気室を備え、各充気室は個別の
ランナーによってシリンダ群（好捷しくは、シリンダの
半数からなる）に接続している。これらの１シツプ」管
は共通のエアクリーナ室に接続しであると好捷しい。

本発明によれば、個別の充気室は大きな領域にわたって
相互に直接連絡しており、すべてのシリンダと通じてい
る１つだけの大きな寸法の充気室とほぼ同等の効果を与
えており、また、変゛調用の弁が設けてあって充気室間
の連絡を選択的に断ち、後光気室の効果を得ている。こ
の弁をエンジン低速域で閉ざし、もつと高い速度域で開
くことによって、低速域では復元気室システムとし、高
速域で単光気室システムとすることによって一層大きな
充気強化を行なうことができる。その結果、充気効率お
よび性能をエンジン速度全域にわたって改善することが
できる。

本出願人の別の出願に開示しだ変調吸気装置の別の配置
では、後光気室をその外側に延びる弁付きの通路を通し
て接続することによってチューニング効果が変調される
。このような配置の１つでは、「シップ」管間の弁付き
接続部が個別の充気室と共通室との間の１つまたはそれ
以」二の適当な位置で設けられる。

この弁付き接続部を開いたとき、充気室に通じる「シッ
プ」管の有効チューニング長さが短くなることによって
チューニング効果が変わる。別の実施例として、「シッ
プ」管とは別の弁付き導管を設け、別の位置で充気室を
相互に接続してもよい。この場合、接続用の導管の長さ
が可変チューニング効果を決める。

本発明の４′１′徴、利点は添付図面を参τしての以下
の詳細な説明からより充分に理解してもらえよう。

実施例の説明 添付図面を詳細に参照して、ここには、種々の配置の対
応した構成要素が同様の参照符号て示してあり、参照符
号１０はｖ−６型内撚機関（シリンダ１〜６のみが示し
である）のだめの従来の単元気室式チューニング吸気装
置を全体的に示している。これらのシリンダはそれぞれ
個別のランナー１１〜１６によってかなりの容積の単一
充気室１８に接続している。吸気管すなわち「ジップ」
管２０が充気室１８の前端をエアクリーナ２２と接続し
、このエアクリーナ２２は吸気管２４を通して吸気装置
に流れる新気を受ける。

充気室が充分に大きいこの種のマニホルド配置では、た
だ１つのチューニング・ピークについてのシリンダ充気
強化が生じるエンジン速度範囲は主としてランナー長さ
によって決まる。たいていの用途では、ランナー長さは
、エンジンの高い方の速度範囲捷たはその上でチューニ
ング・ピークが生じ、優れた高速性能を与えるようにな
っている。しかしながら、一般に、このようなデザイン
はエンジン低速域での性能を改善する効果を持たない。

第２図はＶ−６型エンジンのための後光気室式吸気装置
を全体的に参照符号２５で示している。この吸気装置で
は、左右に分かれて充気室２８．２９が設けてあって、
これらの元気室はそれぞれ左右のエンジン・シリンダ列
（図示せず）のシリンダに接続している。

左の充気室２８はランナー１１．１３．１５を通してシ
リンダ１．３．５にそれぞれ接続しである。充気室２９
はランナー１２．１４．１６全通してシリンダ２．４．
６にそれぞれ接続しである。個別の「ジップ」管が設け
てあり、「ジップ導管３０は左側の元気室２８の前端を
エアクリーナ２２と接続し、「シップ」管３１は右側の
充気室２９の前端をエアクリーナ２２と接続している。

こうして、エアクリーナは両「シップ」管の入口端、そ
れらに接続した充気室およびシリンダ群と接続［７、そ
れらへの供給を行なう共通室を構成する。しかしながら
、所望に応して、「シップ」管の入口端を別のエアクリ
ーナに接続あるいは大気に開放してもよい。

第２図に示した形式の復元気室配置は、４ストロ一ク式
エンジンのシリンダと図示したあうに接続したとき、二
重共撮システムとなり、２つの速度範囲、すなわち・、
充気室容積および「シップ」管寸法によって主として影
響を受ける低速域とランナー長さによって主として影響
を受ける高速域での性能を改善する。多くの自動車の吸
気マニホルド・デザインでは普通である短いランナーで
は、高速ピークはエンジンの有用速度範囲より上になる
。

しかしなｈ４−ら、復元気室システムは非常に明確な低
速チューニング・ピークを発生するが、中速域および高
速域での容積効率は低下するのか普通である。

第３図のクラ７は第１．２図の従来配置の効率性能の例
を示している。「単元気室」で示し、参照符号３２を付
した破線面ｍは第１図に示す形式の配置についての容積
効率対エンジン速度を示している。容積効率がエンジン
速度の中速域から高速域にかけた広い速度範囲・におい
て１００％を越えているが、低速域では１００係以下に
低下することに注目されたい。「裸光気室」とし、参照
符号３３で示す実線は第２図に示す形式の従来の復元気
室システムの同様の充気効率を示している。

ここで、低速域では容積効率が１００％を充分に越えて
いるが、中速域および高速域ではそれ以下に低下し、高
速域で中速域よりもいくらか改善されているという点に
注目されたい。

容積充気効率についての２つの曲線かられかるように、
第２図の夜光気室配置は低速域でより良好な性能を与え
るが、第１図の単光気室配置は中、高速域でより良好な
性能を与える。本発明は、チューニングを変調させて低
速域での夜光気室配置の充気効率を改善すると共により
高い速度域では単光気室配置の性能の利点を採用するこ
とのできる吸気装置を提供することによって両従来配置
の特性の利点を得る配置を提供する。

第４．５図はＶ−６型エンジンに応用した、全体的に参
照符号３５で示す変調チューニング吸気装置の配置を示
している。第４図の配置は第２図のそれと同様であり、
同じ参照管号が対応した構成要素を示している。従来配
置との相違点は、間隔を置いた復元気室２８．２９が一
体のコネクタ・ボデーすなわちコネクタ部分３６でほぼ
全長にわたって相互に接続してあり、・−充気室間の空
間を閉ざし、元気室を開放連絡しているということであ
る。弁部材３７がコネクタ部分３６内を長手方向に延在
しており、この弁部材は第５図のそれぞれ実線、仮想線
で示す閉、開位置にアクチュエータ３８によって動かさ
れ得る。閉位置において、弁３７は２つの元気室２８．
２９の連絡を断ち、これらの充気室は個別の復元気室と
して効果的に作動する。開位置では、弁３７は２つの充
気室２８．２９が自由に連絡するのを許し、充気室は大
きな単光気室として効果的に作動する。

充気室２８．２９のコネクタ３６による相互接続および
ランナー１３〜１６への取付けは第５図で最も良くわか
るマニホルド４０を構成する。マニホルド４０はエンジ
ンブロックの左右のシリンダ列４１，４２のそれぞれお
よびヘッド組立体４３に普通の要領で装着してあり、ま
た、普通の要領で吸気ポート４４を通して各シリンダ１
〜６と接続している。

作動にあたって、アクチュエータ３８を含む適当な制御
手段が設けてあってエンジン速度に応じて弁３１を開位
置と閉位置とに動かす。エンジン速度が低速域にあると
き（復元気室システムがより良好な充気効率を与える）
、弁は閉ざされてこの作動モードの利点を与える。エン
ジン速度がクロスオーバ一点に到達したとき（復元気室
効率と単光気室効率が等しくなる）、弁は速度の上昇に
つれて開かれ、速度の減少につれて閉ざされる。この点
より上方では、弁は開いて、システムは単光気室システ
ムの改善された容積効率の利点を得る。

こうして、エンジン充気効率が第４．５図に示すように
変調吸気装置３５を適用することによってエンジンのほ
ぼ全運転範囲にわたって最大となるかあるいは改善され
る。

先に言及した制御手段（アクチュエータ３８はその一部
である）は特定の吸気装置について決定された力ロスオ
ーバー速度またはその付近で弁３７を開閉するようにエ
ンジン速度に応答することのできる任意の適当な形態の
制御作動装置を含み得る。このような装置は、たとえば
、適当な２位置制御機構と接続してあってアクチュエー
タ３８を弁開閉位置に動かす機械式、電気式、電子式、
液圧式あるいは空気式の速度感知・制御手段を含み得る
。

測定結果 特殊な例として、３．８を排気量のポート燃料噴射式Ｖ
−６型火花点火エンジンについてテストを行なった。第
４図に示した形式の後光気室マニホルドをこのエンジン
に使用した。

シップ管は４０６Ｘ４４．５ｍｎ　（１６Ｘ１．７５イ
ンチ）であり、ランナーは約２０３　ｗｎ　（８インチ
）長であった。２つの０．８２１（５０立方インチ）の
充気室部分をセパレータによって互いに隔離しだが、こ
のデザインは低中速域でチューニング・ピークを与える
ことを意図した。隔離した充気室部分は２つのスロット
ル・プレートで連結し、各プレートの面積は２０９７ｄ
（３，２５立方インチ）であった。

変調スロットル・プレートを開いた状態でのテストでは
、まったくチューニングを行なつていないシステム（第
６図に示す速度で２０３ｍランナーの効果が小さい）と
同様の結果を示した。変調スロットルを閉じた状態のチ
ーストでは、２７００回転／分でピークトルクがチュー
ニングによって１１係増加した。

しかしながら、高速域（４６００〜５２００回転／分）
でのトルクは１２％減少した。変調スロットルを３４０
０回転／回転溝で閉じ、３４００回転／分を越えたとき
に開いた場合、性能は２つの作動モードの最良の性能を
合わせたものとなった。

他の実施例 第６．７．８図は本発明による変調チューニング吸気装
置の種々の実施例を示している。

これらの吸気装置は、すべて、第２図の復元気室配置の
檜−成製・素を包含し、したがって、同様の参照符号が
同様の構成要素を示すのに使用しである。

第６図は全体的に４５で示す変調チューニング′吸気装
置を示している。この吸気装置４５は、第４．５図に示
す実施例とけ、間隔を置いた後光気室２８．２９が大き
なコネクタ部分によって直接接続してないという点で異
なる。代りに、充気室間の間隔よシも長い経路に沿って
間接的な接続が行なわれており、これは充気室２８．２
９から成る距離のところで「シップ」管３０．３１間に
延在するコネクタ管４’６　Ｋよって行なわれる。コネ
クタ管４６には弁４７が設けてあり、「シップ」管との
連絡を行なったり、断ったりする。

弁４７が閉じているとき、第６図の吸気装置は第２図の
従来の裸光気室システム２５と同様に作動して低速域で
チューニング・ピークを与える。しかしながら、弁４７
が開いているときには、「シップ」管とエアクリーナと
によって復元気室配置に与えられたマニホルド間の連絡
経路を効果的に短絡することによってチューニングが変
調される。それ故、この吸気装置４５は第１図の従来の
単光気室配置１０と同様に作動し、エンジンの中、高速
域で強化容積効率を与える。

吸気装置３５の弁について説明した要領で弁４７の動作
はエンジン速度範囲の一部またはすべてにわたって強化
容積充気効率を与える。明らかに、連絡通路の寸法およ
び長さは当業者に知られている数多の他の要因、たとえ
ば、この吸気装置を接続したシリンダの寸法、数などに
よって得条であろうと同じ特殊なチューニング結果を与
える４゜ 所望に応じて、充気室２８．２９とエアクリーナ２２の
間の種々の位置で「シップ」管間に２つ以上のコネクタ
管を設けることができる。それぞれのコネクタ管の弁を
選択的に開閉することにより、エンジン速度範囲に沿っ
た種々の点にピークを持つチューニング動作を得、エン
ジンの全作動速度範囲にわたって充気効率を大きく改善
することができる。

第７．８図には第６図のそれに実際に類似した実施例が
示してあり、この実施例でも同様な符号は同様な構成要
素を示している。第７図は弁５２を収容したコネクタ管
５１によって充気室２Ｂ、２９の後端を接続した変調吸
気装置５０を示している。管５１の長さけ管４６および
「シップ」管３０．３１の、管４６とそれの接続した充
気室２８．２９の間の部分によって吸気装置４５に構成
された経路の長さにほぼ等しく作るとよい。この場合、
第７図の配置のチューニング効果は第６図のそれとほぼ
同じでなければならない。弁５２が開いている場合、充
気室２８．２９が第６図の配置の長さとｔｌぼ同じ長さ
の短い経路を通じて管５１−を経て連絡されるからであ
る。

第８図に示す変調チューニング吸気装置５５では、コネ
クタ管５６がその長さで決まる長さを有する経路に沿っ
て充気室２８．２９の頂部を連絡している。管５６内の
弁５７は先の実施例について説明したと同様の要領で作
動して開閉を行ない、第６．７図の実施例に関して説明
したと同様に後光気室動作あるいけ変調された単光気室
の効果を与える。

第９図に示すマニホルド配置はＶ型あるいは６シリンダ
のエンジンに限定されず、マニホルド・チューニングを
効果的に施し得る任意適当なシリンダ配置、数の多シリ
ンダ式エンジンに適用できるものである。第９図の配置
では、全体的に参照符号６０で示す変調チューニング吸
気装置がシリンダ１〜４　’を有する直列エンジンに適
用しである。ランナー６１〜６４は、それぞれ、シリン
ダ１〜４を変調吸気マニホルド１〜４の充気室と接続し
て仏る。シリンダ１．４は第１の元気室６日と接続し、
シリンダ２．３は第２の充気室６９と接続している。「
ジップ」管７０．７１が、それぞれ、充気室６８．６９
９を吸気管７４を有するエアクリーナ７２と接続してい
る。

第４図の実施例と同様の要領で、充気室６８．６９はそ
れ頓ｐ中央部の大きな区域にわたってコネクタ部分７６
によって相互に接続してあり、このコネクタ部分には弁
７７が設けてあり、この弁はコネクタ２全通しての充気
室の連絡を行なったり、断ったりす呪ように作動する。

エンジンのシリンダはタイミングが合わされており、各
充気室に接続した２つのシリンダの吸容ストロークがエ
ンジン作動サイクルにおいて等しい間隔で生じるように
なっている。したがって、吸気装置のチューニングはほ
ぼ等しい要領で各シリンダの充気に有効である。

この吸気装置の動作は第４．５図に示す配置のそれとほ
ぼ同様であるが、充気室と接続したシリンダ数に従って
実際のチューニング効果は異なることは了解されたい。

それでも、コネクタ部分７６の弁７７の動作は先の実施
例と同じ要領でチューニング効果を与えるのに有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＶ型エンジンのだめの従来の単光気室チューニ
ング吸気装置の一形態を示す概略図である。 第２図は従来の復元気室エンジン吸気装置を示す、第１
図と同様の概略図である。 第３図は第１．２図に示す形式の２つの吸気装置の種々
のエンジン速度での容積効率を示すグラフである。 第４図は変調チューニング吸気装置の一例を示す概略図
である。 第５図は第４図の５−５線で示す平面から兄た、第４図
の吸気装置のマニホルドの横断面図である。 第６図は本発明による吸気装置の実施例を示す、第４図
と同様の概略図である。 第７図は第６図の実施例の変形例を示す概略図である。 第８図は第６図の実施例の別の変形例を示す概略図であ
る。 第９図は第４図の配置と同様の吸気装置を直列４シリン
ダ・エンジンに応用した例を示す概略図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １．３．５；２．４．６・・・２つのシリンダ群、１１
〜１６・ランナー、 ２２・・共通室、 ２８．２９・・マニホルド充気室、 ３０．３１−一対の導管、 ３６・・・コネクタ、 ３７・・弁手段、 ３８・・変調手段、 ４１．４２・・・長手方向シリンダ列

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　各々２つのシリンダ群のうちの一万の群に含まれ
   る複数のシリンダとを包含する一対の隣合った長手方向
   シリンダ列と、各シリンダ群のための長手方向に細長い
   マニホルド充気室と、それぞれのシリンダ群のシリンダ
   と各充気室とを接続するランナーとを有するＶ型内燃機
   関のための変調チューニング吸気装置であって、前記マ
   ニホルド充気室が互いにおよび隣合ったシリンダ列と側
   方に隔たって並んだ状態で長手方向に延びており、さら
   に、共通室と一対の導管とが設けてあり、１つの導管が
   各マニホルド充気室を共通室と接続しており、所定のエ
   ンジン低速域で強化レベルのシリンダ充気量を与えるよ
   うにチューニングしである変調チューニング吸気装置に
   おいて、複マニホルド充気室を少なくともそれらの長手
   方向寸法の半分にわたって側面結合しているコネクタを
   包含し、仁のコネクタが個別の充気室の内部を連絡して
   効果的に単一の大きな充気室を与え、それによ、って、
   チューニングを変更して前記低速域より上の高速域で強
   化レベルのシリンダ充気量を与える大きな面積の通路と
   なり、この通路内に弁手段が設けてあって、この弁が前
   記個別の充気室の連絡を選択的に行なったり断つたりす
   るように移動でき、それによって、低速域および高速域
   で強化シリンダ充気効率を与えるようにしたことを特徴
   とする変調チューニング吸気装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の変調チューニング吸気
   装置において、エンジン速度に応答して前記弁手段を作
   動させてエンジン速度範囲の少なくとも主要部分にわた
   って最も効果的な充気モードまでシステム・チユーニン
   グを変調する手段を包含することを特徴とする変調チュ
   ーニング吸気装置。