JPS61157719A - 多気筒エンジンの吸気装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、各気筒と吸気拡大室（タンク）とを互いに独
立した吸気通路で接続して、吸気の動的効果（吸気慣性
効果）により出力の向上を図るようにした多気筒エンジ
ンの吸気装置の改良に関するものである。

（従来の技術） 従来から、エンジンの吸気装置において、吸気開始に伴
って生じる負圧波（負圧の圧力波）が吸気通路上流側の
大気または吸気拡大室への開口端で反射され正圧波（正
圧の圧力波）となって吸気ポート方向に戻されることを
利用し、上記正圧波が吸気弁の閉弁寸前に吸気ポートに
達して吸気を燃焼室に押し込むようにする。いわゆる吸
気の慣性効果によって吸気の充填効率を高めるようにす
ることは知られている。このような技術を用いようとす
る場合に、吸気通路の形状が一定であると、吸気通路に
生じる圧力波の撮動周期と吸気弁の開閉周期とがマツチ
ングして吸気慣性効果が商められるのは特定回転域に限
られる。

このため、従来、特開昭５６−１１５８１９号公報にみ
られるように、エンジンの回転数に応じて吸気通路の長
さ等を変えるようにし、例えば、各気筒別の吸気通路を
上流部で２叉に分岐させて長い通路と短い通路とを形成
し、これらの通路の上流端を吸気拡大室等に開口させる
とともに、短い通路に制御弁を設けて、高回転域でこの
制御弁を開くことにより吸気通路の有効長を短縮するよ
うにしく上記公報の第６図参照）、こうして低回転域と
高回転域とでそれぞれ吸気の慣性効果を烏めるようにし
た吸気装置が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、エンジンおよびその吸気系を乗用車等のエン
ジンルーム内に搭載する場合、後方は車室前端面にて制
限され、上方はボンネットにて制限されるなど、限られ
たスペース内に納めなければならないというスペース上
の制約がある。

このため、上記提案例の如く吸気拡大室（タンク）と各
気筒とを互いに独立して接続する各独立吸気通路の途中
を上記吸気拡大室に連通ずる第２通路を設けるとともに
、該第２通路にエンジンの運転状態に応じて開閉する制
御弁を設けた多気筒エンジンの吸気装置において、上記
のスペース上の制約を解消すべく、上記各独立吸気通路
を吸気拡大室の周囲に該吸気拡大室の構成壁の一部を手
す用して一体的に形成するとともに、上記各第２通路を
吸気拡大室の一部と一体的に形成することにより、コン
パクト化を図るようにすることが考えられる。

しかるに、この場合、ｌｂＩＩｇｌａ弁を第２通路に組
付ける際、上述の如く吸気拡大室と各独立吸気通路およ
び各第２通路とが一体的に形成されていることから、制
御弁の組付けが不可能であり、分割面を設ける必要があ
る。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、各独立吸気通路と制御弁を
備えた各第２通路とが一体的に形成された吸気拡大室（
タンク）に対してその適切な位置に分割面を設けること
により、低回転域と高回転域とで吸気慣性効果が得られ
る吸気系を限られたスペース内に納めるようコンパクト
化な図りながら、上記制御弁の組付は性を良好に確保す
、ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、タン
ク内部の少なくとも一つの空間と各気筒とを互いに独立
した気筒別の各独立吸気通路で接続するとともに、該各
独立吸気通路の途中をタンク内部の空間に連通する第２
通路を設け、該８第２通路にエンジンの運転状態に応じ
て開閉する制御弁を設けた多気筒エンジンの吸気装置を
対象とする。これに対し、上記各独立吸気通路を、タン
クの周囲に上記空間を構成するタンク構成壁の一部を利
用して一体的に形成する。また、上記各第２通路をタン
クの一部と一体的に形成する。そして、上記各第２通路
を含むタンクの一部とタンクの他の部分とをその長手方
向に沿った分割面で分割して形成する構成としたもので
ある。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジン回転数が設定
値未満の低回転ｔａでは、制御弁により各第２通路を閉
じておくと、各気筒から伝播する負圧波が各独立吸気通
路を経てタンクで正圧の圧力波に反転して反射されるの
で、吸気慣性効果を得るための通路長がタンクから各気
筒までの比較的長いものとなり、このことにより低回転
域での吸気の慣性効果が幽められる。一方１エンジン回
転数が設定値以上の高回転域では、制御弁により各第２
通路を開くと、各気筒が各独立吸気通路途中の第２通路
を介してタンク内部の空間に連通し、この経路を経て各
気筒から伝播する負圧波が正圧の圧力波に反転して反射
されることになって、吸気慣性効果を得るための吸気通
路の有効長が短くなり、高回転域での吸気慣性効果が高
められることになる。

その場合、上記タンクの周囲に各独立吸気通路がタンク
構成壁の一部を利用して一体的に形成され、かつタンク
の一部に各第２通路が一体的に形成されていて、限られ
たスペース内に納まるようコンパクトにしながら、上述
の吸気慣性効果を得るための所要の吸気通路長さおよび
所要の吸気拡大室容積が確保される。

その上で、上記各第２通路を含むタンクの一部とタンク
の他の部分とがその長手方向に沿った分割面で分割され
て形成されているので、上記タンクの一部分割部分にお
ける各第２通路に対しその空間側から制御弁を容易に組
付けることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図〜第３図は本発明を４気筒４サイクルエンジンに
適用した場合の第１＊施例を示す。同図において、１は
シリンダブロック２およびシリシタヘッド３等からなる
エンジン本体であって、該エンジン本体１にはその長手
方向に第１〜第４の４つの気筒４，４．・・・が直列状
に形成されている。

この各気筒４にはそれぞれ燃焼室５が形成されている。

６は気筒別に互いに独立して設けられた独立吸気通路で
あって、該各独立吸気通路６は、シリンダヘット３内に
形成され独立吸気通路６の下流端部を構成する吸気ボー
ト７を介して各気筒４の燃焼室５に開口している。また
、８はエンジン長手方向に平行に延びる略角筒形状のタ
ンクよりなる吸気拡大室であって、該吸気拡大室８は仕
切板９によって上下に仕切られて上側に比較的大きな容
積の第１容積室８ａと下側に比較的小さな容積の第２容
積室８ｂとに区画されている。そして、上記各独立吸気
通路６，６・・・の上流端はそれぞれほぼ同一通路長で
もって上記吸気拡大室８の第１容積室８ａに連通接続さ
れている。該第１容積室８ａの一端面には外気を導入す
る吸気導入管１ｏが接続されていて、該吸気導入管１０
内には吸入空気量を制御ｌｌするス９ットル弁１１が配
設されており、上記吸気導入管１０により第１容積室８
ａに導入された吸気を各独立吸気通路６を介して８気１
１ｉ４の燃焼室５に供給するようになされている。

また、上記吸気ボート７には吸気弁１２が設けられてい
る。

さらに、上記各独立吸気通路６の途中箇所から第２通路
１３が分岐していて、該８第２通路１３゜１３・・・の
他端はそれぞれほぼ同一通路長でもって上記吸気拡大室
８の第２容積室８ｂに連通接続されており、このことか
ら第２容積室８ｂにより第２通路１３を介して各独立吸
気通路６．６・・・を相互に連通ずるようにしている。

また、上記各第２通路１３にはそれぞれ第２通路１３を
開閉する制御弁１４が設けられており、この各制御弁１
４は、吸気拡大室８長手方向と平行に延びるバルブシャ
フト１５に一体的に連動可能に固定されていて、図示し
ていないが、エンジン回転数検出手段等の出力を受ける
制御回路によりアクチュエータを介して開閉制御され、
上記第２容積室８ｂによる各独立吸気通路６，６・・・
相互間の連通をエンジン運転状態に応じて制御し、工゛
。

ンジン回転数が設定値未満の低回転域では閉じられ、エ
ンジン回転数が設定値以上の高回転域では開かれるよう
に制御される。なお、このようなエンジン回転数に応じ
た制御弁１４の開閉作動は、少なくとも出力が要求され
る高負荷時において行われるようにすればよく、低負荷
時には制御弁１４が開状態または開状態に保たれるよう
にしてもよい。

そして、このような吸気系システムにおいて、１６は、
上記吸気拡大室８、各独立吸気通路６゜６・・・および
各第２通路１３．１３・・・を形成するための吸気系構
造体であって、該構造体１６は、吸気拡大室８（第１容
積室８ａおよび第２容積室８ｂ）を構成するタンク部１
７と、該タンク部１７のエンジン側とは反対側の側辺上
部がら側辺および下辺にかけてタンク部１７の周囲を迂
回して延び、かつその構成壁の一部つまり側壁および下
壁を利用して各独立吸気通路６，６・・・の上流側部分
５ａ、５ａ・・・をその各上流端がタンク部１７（第１
容積室８ａ）側辺上部に開口するように一体的に形成す
る一体吸気管部１８．１８・・・と、該各一体吸気管部
１８．１８・・・の下辺部からエンジン側へ向かって各
気筒別に分岐して延び、各独立吸気通路６，６・・・の
下流側部分６ｂ、６１１・・・を形成する分岐吸気管部
１９．１９・・・と、上記各一体吸気管部１８の分岐吸
気管部１９近傍においてタンク部１７（第２容積室８ｂ
）の構成壁のうちの下壁を利用して各独立吸気通路６の
途中を第２容積質８ｂに連通ずる第２通路１３を一体的
に形成する連通管部２０．２０・・・と、十記各分岐吸
気管部１９．１９・・・の先端部を互いに連結する７タ
ンク部２１とからなり、該７タンク部２１にＣエンジン
本体１に対し各分岐吸気管部１９の独立吸気通路下流側
部分６ｂを各気筒４の吸気ボート７に合致せしめた状態
でボルト２２．２２・・・を側方から挿入して締付ける
ことによりエンジン本体１に固定される。また、上記タ
ンクｌｌ５１７のエンジン側の側辺上部はエンジン側に
膨出するように形成されており、第１容積室８ａの容積
を十分に確保するようにしている。

また、上記各分岐吸気管部１９の独立吸気通路下流側部
分６ｂおよび各吸気ボート７は、斜め上方から燃焼室５
に向ってほぼ直線状に延びて燃焼室５に開口するように
形成されている。そして、該各分岐吸気管部１９の独立
吸気通路下流側部分６ｂの下流端近傍上部には噴射弁装
着孔２３が形成されており、燃料噴射弁２４はその先端
噴射口部がシールリング２３ａを介して装着孔２３に挿
入されて固定されている。この装着孔２３及び燃料噴射
弁２４の取付方向は該噴射弁２４からの燃料が燃焼室５
の吸気弁１２に向って噴射されるように装着されていて
、各燃料噴射弁２４．２４・・・はエンジン長手方向に
平行に配設された燃料供給管２５に連通接続されている
。このことにより、燃料噴射弁２４は分岐吸気管部１９
にほぼ沿って寝た状態で取付けられることとなり、該燃
料噴射弁２４の中心線の延長線臭上に上記吸気拡大室８
（タンク部１７）が燃料噴射弁２４および燃料供給管２
５に近接して位置することになる。

さらに、上記各連通管部２０の第２通路１３に制御弁１
４が配設されること、および吸気拡大室８（タンク部１
７）が燃料噴射弁２４の中心延長線ｐ上に位置すること
から、上記吸気系構造体１６は、そのタンク部１７にお
いて、上記中心延長線交よりも下側の位置でかつ各第２
通路１３，１３・・・を含む吸気拡大室８の第２容積室
８ｂの部分と吸気拡大室８の第１容積室８ａとの間とし
ての上記仕切板９の位置で吸気拡大室８の長手方向に沿
った分割面によって上下に分割されて形成されていて、
タンク部１７の上半部および各一体板気管部１８．１８
・・・の上半部が一体成形された上側分割体１６ａと、
タンク部１７の下半部、一体板気管部１８．１８・・・
の下半部、各分岐吸気管部１９．１９・・・、各連通管
部２０．２０・・・および７タンク部２１が一体成形さ
れた上側分割体１６ｂとからなり、両分割体１６ａ、１
６ｂが上記仕切板９を介して接合され、ボルト２６．２
６・・・を下方から挿入して締付けることにより気密的
に結合されてなる。

次に、上記実施例の作用について述べるに、各制御弁１
４が閉じて第２通路１３の閉塞によって第２容積室８ｂ
による各独立吸気通路６．６・・・相互間の連通が遮断
されている状態では、各気筒４の吸気行程で生じる負圧
波が第１容積室８ａまで伝播されてここで反射され、つ
まり比較的長い通路を通して上記負圧波およびその反射
波が伝播することにより、低回転域においてこのような
圧力波の振動周期が吸気弁開閉周期にマツチングするこ
とになり、低回転域での吸気の慣性効果が高められて、
吸気充填効率が＾められる。一方、上記各制御弁１４が
開かれ第２通路１３が開放されで、第２容積寮８ｂによ
り各独立吸気通路６．６・・・相互間が連通している状
態では、各気筒４の吸気行程で生じる負圧波が上記第２
通路１３を介して第２容積室８ｂで反射されてこの負圧
波および反射波の伝播に供される通路長さが短くなるこ
とにより、＾回転域で吸気慣性効果が高められるととも
に、この運転域では他の気筒から伝播される圧力波も第
２容積室８ｂを介して有効に作用することになり、＾回
転域での充填効率が大幅に高められる。従って、少なく
とも臨角荷時に、上記低回転域と＾回転域との吸気慣性
効果が得られる各回転数の中間回転数に相当する所定回
転数を境に、これより低回転側で制御弁１４を閉じ、こ
れより高回転側で制御弁１４を開くようにしておくこと
により、全回転域で吸気充填効率が高められて出力を向
上させることができる。特に、＾回転域での吸気充填効
率は、従来のように単に吸気通路を短縮させて慣性効果
を高めるようにした場合と比べても、気筒間の圧力伝播
作用でより一層高められることとなる。

なお、以上のような作用を有効に発揮させるに適当な第
１および第２容積室３ａ　、　８ｂの大きさとしては、
第１容積室８ａは排気量の０．５倍以上の容量とし、第
２容積室８ｂは排気量の１．５倍以下の容量としておく
ことが望ましい。さらに、上記第２容積室８ｂは第１容
積室８ａよりも容量を小さくし、かつ第２容積室８ｂの
断面積は各独立吸気通路６の断面積よりも大きくしてお
くことが望ましい。

そして、この場合、吸気系構造体１６における吸気拡大
室８（第１容積室８ａおよび第２容積室８ｂ）を構成す
るタンク部１７と各独立吸気通路６の上流側部分６ａを
構成する一体吸気管部１８と各独立吸気通路６の下流側
部分６ｂを構成する分岐吸気管部１９と各第２通路１３
を構成する連通管部２０とによって、各独立吸気通路６
が吸気拡大室８の周囲に迂回しながらかつ吸気拡大室８
（タンク部１７）の構成壁の一部を利用して一体的に形
成されているとともに、各第２通路１３が吸気拡大室８
（第２容積室８ｂ）の構成壁の一部と一体的に形成され
ているので、上記独立吸気通路６の所要長さおよび吸気
拡大室８の第１および第２容積室８ａ　、　８ｂの各所
要容積を１ｑるに当って、これら吸気系をコンパクトに
小型のものに形成することができ、よって限られたスペ
ース（丁ンジンルーム）内で上記所要長さおよび所要容
積を十分に確保することができ、車載性の向上を図るこ
とができる。

また、燃料噴射弁２４が上記分岐吸気管部１つの下流端
近傍つまり独立吸気通路６の下流側においてその噴射燃
料をその霧化を良好にしながら燃焼室５に応答性良く供
給すべく燃焼室５に向けて装着されている関係上、該燃
料噴射弁２４の中心延長線ｐ上に近接して吸気系構造体
１６のタンク部１７（吸気拡大室８）が位置すること、
および上記各第２通路１３に制御弁１４を配設すること
が必要である。このため、上記吸気系構造体１６はその
タンク部１７において上記中心延長１１１９よりも下側
即ち分岐吸気管部１９側の位置でかつ仕切板９の位置で
吸気拡大室８の長手方向に沿った分割面で上下に上側分
割体１６ａと下側分割体１６ｂとに分割され両分割体１
６ａ、１６ｂが仕切板９を介して結合されてなるので、
下側分割体１６ｂをその７タンク部２１にてエンジン本
体１に側方からのボルト２２による締付けにより取付け
たのち、該下側分割体１６ｂの各分岐吸気管部１９の噴
射弁装着孔２３に燃料噴射弁２４を中心延長線９方向か
ら挿入し燃料（ハ給管２５を下側分割体１６ｂに固定す
ることによって各燃料噴射弁２４を取付けるとともに、
下側分割体１６ｂの各連通管部２０の第２通路１３にそ
の上方から制御弁１４を挿入してバルブシャフト１５に
固定し、しかる後上記下側分割体１６ｂに対して仕切板
９を介在させて下側分割体１６ａを接合して下方からの
ボルト２６の締付けにより両者１６ａ、１６ｂを一体に
結合することによって、良好な成形性を確保し、かつ上
側および下側分割体１６ａ、１６ｂの組付けを容易に行
い得るのは勿論のこと、制御弁１４および燃料噴射弁２
４の組付けを容易に行うことができ、良好な組付は性を
確保することができる。

しかも、上記下側分割体１６ａと下側分割体１６ｂとの
結合は、下方からのボルト２６の締付けによって行われ
るので、その良好な組付は性を確保しながら、上述の如
くタンク部１７（吸気拡大室８）におけるエンジン側の
側辺上部の膨出形成が可能となって、吸気拡大室８の特
に第１容積室８ａの容積を十分に確保できる利点もある
。また、上記第２容積室８ｂは吸気系構造体１６のタン
ク部１７を仕切板９で上下に分割することによって第１
容積室８ａにｔＩｔ設され、第１容積室８ａの構成壁の
一部（仕切板９）を共用して形成されているので、上記
吸気系のコンパクト化を一層図ることができる。

第４図は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例で
は吸気拡大室８を第１容積室８ａと第２容積室８ｂとに
区画して低回転域と高回転域とでそれぞれ吸気慣性効果
を得るとともに、特に高回転域ｒ気筒相互間の圧力波の
伝播により吸気の充填効率を一層高めるようにしたのに
代え、従来例と同様に単に低回転域と高回転域とでそれ
ぞれ吸気慣性効果を高めるようにしたものの例である（
尚、第１実施例（第１図〜第３図）と同一の部分につい
ては同一の符号を付してその詳細な説明は省略する）。

すなわら、吸気系構造体１６において吸気拡大室８を構
成するタンク部１７の下壁に、吸気拡大室８と各独立吸
気通路６の途中部とを連通ずる第２通路１３．１３・・
・を開口し、該８第２通路１３にエンジンの運転状態に
応じて開開する制御弁１４を設けて、エンジンの低回転
域では制御弁１４を開状態に維持して、各気筒４で生じ
る圧力波を吸気拡大室８との間で比較的長い独立吸気通
路６を介して伝播させ、そのことによりこの圧力波の振
動周期と吸気弁開閉周期とがマツチングして低回転域で
の吸気慣性効果を高める。一方、高回転域では制御弁１
４を問いて各独立吸気通路６の途中部を第２通路１３を
介して吸気拡大室８に連通させ、上記圧力波の伝播経路
を比較的短くすることにより、高回転域で圧力波の振動
周期と吸気弁開閉周期とがマツチングして吸気慣性効果
を高めるようにしたものである。

この場合にも、図示の如く吸気系Ｈａ造休体６によって
、タンク部１７の周囲に各独立吸気通路６゜６・・・が
タンク部１７の構成壁の一部を利用して一体的に形成さ
れているとともに、タンク部１７の一部に各第２通路１
３．１３・・・が一体向に形成されており、該吸気系構
造体１６はそのタンク部１７〈吸気拡大室８）において
燃料噴射弁２４の中心延長線交よりも下側の位置でかつ
Ｌ記名第２通路１３．１３・・・を含む吸気拡大室８の
下部と吸気拡大室８の上部との間でその長手方向に沿っ
た分割面にて上下に分割して形成されており、上記第１
実施例の場合と同様に吸気慣性効果を得るための吸気系
の車載性の向Ｆと組付は性の向上との両立を図ることが
できる。

尚、本発明は以上の実施例の他に、上記第１実施例にお
ける仕切板９に上下の第１容積室８ａと第２容積室８ｂ
とを連通ずる連通孔を設けて、さらに低回転域Ｃ上下の
両容積室８８．８ｂ間での吸気圧力振動を利用して吸気
の充填効率を一層高めるようにした吸気系に対しても適
用可能である。

また、本発明は以上の実施例の如く４気筒エンジンに限
らず、他の多気筒エンジン、例えば５気ｉ！ｌエンジン
や６気筒エンジンにも適用することができるのは勿論で
ある。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、タンクの周囲に
各気筒に至る独立吸気通路をタンク構成壁の一部を利用
して一体的に形成するとともに、各独立吸気通路の途中
をタンク内部の空間に連通し制御弁を有する第２通路を
該タンクの一部と一体的に形成して、限られたスペース
内で、低回転域と高回転域とでそれぞれ吸気慣性効果を
得るための所要の吸気通路長さおよび所要の吸気拡大室
容積を確保しながら、上記各第２通路を含むタンクの一
部をその他のタンク部分とはその長手方向に沿った分割
面で分割して形成したので、上記吸気系のコンパクトな
一体的な形成に拘らず、制御弁を第２通路に容易に取付
けることができ、その組付は性を確保することができる
。よって、吸気慣性効果を発揮する吸気系の車載性の向
上と組付は性の向上との両立を図ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図〜第３図は第１
実施例を示し、第１図は第３図のＩ−Ｉ線における縦断
側面図、第２図は第３図の■−■線における縦断側面図
、第３図は一部破断した平面図である。第４図は第２実
施例を示す第１図相当図である。 １・・・エンジン本体、４・・・気筒、６・・・独立吸
気通路、８・・・吸気拡大室、８ａ・・・第１容積室、
８ｂ・・・第２容積室、１３・・・第２通路、１４・・
・ｉｌｉ’ｌ　朝弁、１６・・・吸気系構造体、１６ａ
・・・上側分割体、１６ｂ・・・下側分割体、１７・・
・タンク部、１８・・・一体吸気管部、１９・・・分岐
吸気管部、２ｏ・・・連通管部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンク内部の少なくとも一つの空間と各気筒とを
   互いに独立した気筒別の各独立吸気通路で接続するとと
   もに、該各独立吸気通路の途中をそれぞれタンク内部の
   空間に連通する第２通路を設け、該各第２通路にエンジ
   ンの運転状態に応じて開閉する制御弁を設けた多気筒エ
   ンジンの吸気装置において、上記各独立吸気通路は上記
   タンクの周囲に上記空間を構成するタンク構成壁の一部
   を利用して一体的に形成されているとともに、上記各第
   ２通路はタンクの一部と一体的に形成されており、該各
   第２通路を含むタンクの一部とタンクの他の部分とはそ
   の長手方向に沿つた分割面で分割されて形成されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。