JP2583527B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に、
吸気系において吸気の共振現象を生じさせて吸気過給を
行うようにしたものに関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの気筒内燃焼室に吸入される吸気
の動的効果によってその充填効率を高め、エンジンの出
力トルクを増大させるようにしたものは種々知られてい
る。その一例として、例えば特公昭60−14169号公報等
に示されるものでは、多気筒エンジンにおける吸気通路
を、吸気順序（点火順序）の連続しない気筒を同じグル
ープとする気筒グループにそれぞれ接続される２つの吸
気通路に分け、その各々の吸気通路を、吸気マニホール
ドのブランチ部上流端が接続された拡大室と、この拡大
室に接続された共鳴用吸気通路とで構成するとともに、
該共鳴用吸気通路の上流端を上流側集合室に連通させ、
上記拡大室に、両吸気通路同士を連通状態又は連通遮断
状態に切り換える切換装置を設け、上記切換装置によっ
て各吸気通路同士の連通を遮断したときには、各気筒の
吸気行程に生じた負の圧力波を上記上流側集合室で反射
させて正の圧力波に反転させ、その反転した正の圧力波
により比較的低い回転域で吸気の慣性過給効果を発揮さ
せる一方、各吸気通路同士を連通させたときには、上記
吸気圧力波の反転反射位置を吸気ポートに近付けて、吸
気圧力振動の固有周波数を高くし、高速回転域で慣性過
給効果を得るようになされている。

また、特開昭59−565号公報には、Ｖ型エンジンの吸
気をその共振現象により過給する場合において、その具
体的な構造として、エンジンの左右バンク間に、内部に
空間を有する外壁と、該外壁の空間内に略鉛直面内で外
壁に沿って環状に延びるように配置され、下流端が各吸
気ポートに連通する複数のラム管式吸気管とを備えてな
るプレナム型吸気マニホールドを配置することにより、
コンパクトな吸気マニホールドでもって吸気を過給する
ようにすることが開示されている。

この他、例えば吸気順序の連続しない気筒グループに
おける各気筒の吸気ポートをサージタンク等の容積拡大
室のない共鳴用吸気通路（吸気通路）に接続し、その共
鳴用吸気通路での吸気の共振周波数がエンジンの特定回
転域になるように共鳴用吸気通路の長さを設定すること
により、吸気をその共鳴効果によって過給するようにす
ることも可能である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、例えばエンジンの複数の気筒に共鳴用吸気
通路を接続するとともに、該共鳴用吸気通路の上流端を
圧力反転部に接続し、その共鳴用吸気通路での吸気の共
振現象を利用して吸気を過給する場合、各気筒から圧力
反転部までの距離のばらつきにより、共鳴状態における
吸気の圧力波の伝播状態か異なり、各気筒間で吸気充填
量に差異が生じ、共鳴用吸気通路に流入する吸気の動圧
の影響と相俟って、圧力反転部に近い最上流側の気筒で
の吸気充填量が吸気供給通路から遠い下流側の気筒より
も多くなる。それ故、その上流側気筒での空燃比がリー
ン側に偏り過ぎ、ノッキングが生じる虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされ、その目的は、上記
の共鳴用吸気通路自体の構造を改良することにより、吸
気流通方向の最上流側気筒への吸気の流入を抑え、共鳴
域での気筒間の吸気充填量のばらつきを低減して、空燃
比の不均一によるノッキングの発生を抑制しようとする
ことにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明で講じた解決手段
は、共鳴用吸気通路における最上流側気筒との連通部に
共鳴用吸気通路を気筒側と反気筒側とに分けつ仕切壁を
設け、その仕切壁により最上流側の気筒に流入する吸気
に抵抗を与えるものである。

すなわち、本発明の構成は、上記の如く、複数の気筒
に連通された共鳴用吸気通路を備え、その共鳴用吸気通
路での吸気の共鳴同調によって吸気を過給するようにし
たエンジンの吸気装置に対し、上記共鳴用吸気通路の少
なくとも吸気流通方向の最上流側の気筒との連通部分
に、下流側に延びて気筒側通路と反気筒側通路とに仕切
る仕切壁を設け、さらに、上記吸気流通方向最上流側の
気筒よりも上流側の吸気通路に、吸気の圧力波を反転す
る圧力反転部を設ける構成とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンの運転中、
共鳴用吸気通路において、圧力反転部で反転して下流側
に戻る吸気の正の圧力波が気筒に作用する吸気と共鳴同
調が生じ、この共鳴同調により吸気が過給されて、エン
ジンの出力トルクが増大する。

その際、上記共鳴用吸気通路の少なくとも圧力反転部
に最も近い最上流側の気筒との連通部分に、その部分の
共鳴用吸気通路を気筒側通路と反気筒側通路とに仕切る
仕切壁が設けられているので、その仕切壁により、上記
圧力反転部で反転して下流側に戻る吸気の正の圧力波の
伝播が抵抗を受け、その最上流側気筒への作用が抑えら
れるとともに、共鳴用吸気通路に流入した吸気流が下流
側に延びる仕切壁の案内作用によって下流側へガイドさ
れて、最上流側気筒へ流入し難くなる。これらの理由に
より、その最上流側気筒への吸気充填量が抑えられて他
の気筒とほぼ同等になり、よって気筒間の空燃比のばら
つきによるノッキングの発生を低減できるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例に係るエンジンの吸気装
置の全体構成を示し、１は直列に配置された第１〜第４
の４つの気筒2a〜2dを有する燃料噴射式４気筒エンジン
であって、上記各気筒2a〜2dは吸気ポート３及び図示し
ない排気ポート備え、上記各吸気ポート３にはサージタ
ンク等による容積拡大室のない吸気通路４が接続されて
いる。この吸気通路４は、下流端が上記各気筒2a〜2dの
吸気ポート３に接続された独立吸気通路5,5,…と、該各
独立吸気通路５の上流端が接続された共鳴用吸気通路６
とで構成されている。

上記共鳴用吸気通路６の下流端は閉塞されている一
方、上流端はエアクリーナ９に接続され、そのエアクリ
ーナ９と該エアクリーナ９に最も近い最上流側の第４気
筒2dに対応する独立吸気通路５への接続部との間の共鳴
用吸気通路６には吸入空気量を測定するエアフローメー
タ10と、その下側に吸気通路４を絞るスロットルバルブ
11とが配置されている。また、上記エアフローメータ10
とスロットルバルブ11との間の吸気通路６は共鳴タンク
12内の圧力反転室13に連通されており、各気筒2a〜2dの
吸気ポート３付近に、該各気筒2a〜2dの吸気行程初期に
生じた吸気の負の圧力波を共鳴用吸気通路６内で上流側
に伝播させて共鳴タンク12内の圧力反転部13で反転させ
て正の圧力波に反転させ、その正の圧力波を下流側に戻
して同じ気筒2a〜2dの吸気行程終期に作用させることに
より、吸気を慣性過給させるように構成されている。

さらに、上記共鳴用吸気通路６にはその通路方向に沿
って延びる仕切壁14が配設され、この仕切壁14により共
鳴用吸気通路６が部分的に気筒側通路７と反気筒側通路
８とに仕切られている。そして、上記仕切壁14は、上記
スロットルバルブ11直下流位置から上記最上流側の第４
気筒2dに対応する独立吸気通路５への接続部を経て下流
側の第２気筒2bに対応する独立吸気通路５への接続部付
近まで延びている。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の運
転中、その各気筒2a〜2dの吸気ポート３付近に該各気筒
2a〜2dの吸気行程初期に生じた吸気の負の圧力波が共鳴
用吸気通路６を上流側に伝播して、その途中の圧力反転
部13で反射されて正の圧力波に反転し、この正の圧力波
が下流側に戻って同じ気筒2a〜2dの吸気行程終期に作用
する吸気の慣性過給状態となり、このことにより吸気が
過給されてエンジン１の出力トルクが増大する。

その場合、上記共鳴用吸気通路６には、スロットルバ
ルブ11直下流位置から最上流側の第４気筒2dへの接続部
を経て下流側の第２気筒2bへの接続部付近まで通路方向
に沿って延びる仕切壁14が配設されているので、この仕
切壁14により、上記圧力反転部13で反転して下流側に戻
る吸気の正の圧力波の一部が仕切壁14によって区画形成
された反気筒側通路８を伝播することとなり、第２気筒
2b〜第４気筒2dに対する圧力波の作用が抑制される。し
かも、エアクリーナ10から共鳴用吸気通路６に流入した
吸気流も仕切壁14のガイド作用によって下流側に方向付
けられるので、上記上流側の３つの気筒2b〜2dへ流入し
難くなる。その結果、これら３気筒2b〜2dに対する吸気
充填量が抑えられて、本来は構造的に流入し難い最下流
の第１気筒2aと同等になり、よってエンジン１の気筒2a
〜2d間の空燃比のばらつきに起因したノッキングの発生
を低減することができる。

また、このようなノッキング抑制効果を共鳴用吸気通
路６に仕切壁14を設けるだけで得ることができるので、
吸気系のレイアウトを大幅に変更せずとも済み、その構
造も簡略化することができる。

第２図は第２実施例を示し（尚、第１図と同じ部分に
ついては同じ符号を付してその詳細な説明は省略す
る）、共鳴用吸気通路６に配設する仕切壁14の範囲を、
最上流側の第４気筒2dに対応する独立吸気通路５への接
続部から第３気筒2cに対応する独立吸気通路５への接続
部直上流位置までの範囲としたものである。

この実施例の場合、最上流側の第４気筒2dに対する吸
気充填量のみを低減することができる。よって、上記第
１実施例と同様に、エンジン１のノッキングの発生を抑
制することができる。

また、第３図は第３実施例を示し、Ｖ型６気筒エンジ
ンに適用したものである。

すなわち、本実施例では、エンジン１′はＶ型に配置
された第１〜第６の６つの気筒２′ａ〜２′ｆを有する
Ｖ型６気筒エンジンであって、これら６気筒２′ａ〜
２′ｆの点火順序は気筒番号どおりに第１気筒２′ａ〜
第６気筒２′ｆの順序に設定されている。上記６つの気
筒２′ａ〜２′ｆは点火順序の連続しない第１、第３及
び第５気筒２′a,2′c,2′ｅの３つの気筒と、第２、第
４及び第６気筒２′b,2′d,2′ｆの３つの気筒とでそれ
ぞれ構成される２つの気筒グループに分けられ、その一
方の３つ気筒２′a,2′c,2′ｅはエンジン１′のＶ型に
配置された一方のバンク１′ａに順に形成され、他方の
気筒グループの３気筒２′b,2′d,2′ｆは他方のバンク
１′ａに順に形成されている。

上記各気筒２′ａ〜２′ｆの吸気ポート３に接続され
た吸気通路４′は、独立吸気通路5,5,…と共鳴用吸気通
路６′と吸気供給通路15とで構成される。上記共鳴用吸
気通路６′は、下流端が閉塞され直線状に延びる１対の
連通路６′a,6′ａと、該連通路６′a,6′ａの各上流端
部同士を接続する上流側連通路６′ｂとからなり、上記
連通路６′a,6′ａにそれぞれ上記各気筒グループの気
筒２′a,2′c,2′ｅ（又は２′b,2′d,2′ｆ）に対応す
る３つの独立吸気通路5,5,…の上流端が接続されてい
る。

さらに、上記吸気供給通路15は、その下流端が上記共
鳴用吸気通路６′の上流側連通路６′ｂの中央部つまり
上流端に接続されており、この上流側連通路６′ｂの吸
気供給通路15との合流部が圧力反転部とされている。上
記吸気供給通路15の上流端はエアクリーナ９に接続さ
れ、その途中にエアフローメータ10及びスロットルバル
ブ11が配設されている。

そして、上記共鳴用吸気通路６′には第１及び第２の
２つの仕切壁14′a,14′ｂが配設されている。上記第１
の仕切壁14′ａは、共鳴用吸気通路６′の上流側連通路
６′ｂにおける吸気供給通路15との合流部付近から一方
の連通路６′ａにおいて一方の気筒グループの最上流側
の第５気筒２′ｅへの接続部を経てその下流側の第３気
筒２′ｃへの接続部付近まで延びている。一方、第２の
仕切壁14′ｂは、同様に、上流側連通路６′ｂにおける
吸気供給通路15との合流部付近から他方の連通路６′ａ
において他方の気筒グループの最上流側の第６気筒２′
ｆへの接続部を経てその下流側の第４気筒２′ｄへの接
続部付近まで延びている。

したがって、この実施例においては、エンジン１′の
運転中、各気筒グループの各気筒２′ａ〜２′ｆについ
て吸気の慣性過給が行われる。すなわち、各気筒２′a,
2′c,2′ｅ（又は２′b,2′d,2′ｆ）の吸気ポート３付
近に該各気筒２′a,2′c,2′ｅ（又は２′b,2′d,2′
ｆ）の吸気行程初期に生じた吸気の負の圧力波が共鳴用
吸気通路６′の連通路６′ａを上流側に伝播して、上流
側連通路６′ｂの吸気供給通路15との合流部（圧力反転
部）での反射により正の圧力波に反転し、この正の圧力
波が下流側に伝播して同じ気筒２′a,2′c,2′ｅ（又は
２′b,2′d,2′ｆ）の吸気行程終期に作用するという吸
気の慣性過給状態となる。

そして、この実施例でも、各気筒グループにおける上
流側の第３及び第５気筒２′c,2′ｅ並びに第４及び第
６気筒２′d,2′ｆに対する吸気充填量がそれぞれ仕切
壁14′a,14′ｂによって抑制され、よってエンジン１′
のノッキングを低減することができる。

第４図及び第５図はそれぞれ本発明の第４及び第５実
施例を示し、共鳴用吸気通路6,6′のうち、仕切壁14,1
4′a,14′ｂによって区画形成された気筒側通路7,7′を
開閉弁によって開閉制御するようにしたものである。

すなわち、第４図に示す第４実施例では、上記第１実
施例の構成（第１図参照）において、共鳴用吸気通路６
の気筒側通路７に、該通路７を開閉する蝶弁からなる開
閉弁16が配設されている。また、第５図に示す第５実施
例では、上記第３実施例の構成（第３図参照）におい
て、共鳴用吸気通路６′の各気筒側通路７′に開閉弁1
6′が配設されている。

したがって、これらの実施例の場合、開閉弁16,16′
を開いたときには、上記第１及び第３実施例と同じ状態
となり、それらと同様の作用効果を奏することができ
る。

一方、開閉弁16,16′を閉じたときには、共鳴用吸気
通路6,6′の気筒側通路7,7′が閉塞されるため、反射さ
れて下流側に戻る正の圧力波及び吸気流は全て反気筒側
通路8,8′を通ることとなり、最上流側気筒に対する吸
気充填量をより一層低減でき、エンジン1,1′のノッキ
ングの発生をさらに効果的に抑制することができる。

尚、本発明は、上記実施例の如き直列４気筒及びＶ型
６気筒以外のエンジンに対しても適用することができる
のはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、エンジンの気
筒に共鳴用吸気通路を接続して、その共鳴用吸気通路で
の吸気の共鳴同調により空気を過給する場合において、
上記共鳴用吸気通路における最上流側気筒との連通部に
気筒側通路と反気筒側通路とに仕切壁を設け、その最上
流側の気筒よりも上流側吸気通路に吸気圧力波の反転の
ための圧力反転部を設けたことにより、その仕切壁によ
り最上流側の気筒への吸気充填量を抑えて他の気筒と同
等にでき、よって気筒間の空燃比のばらつきによるノッ
キングの発生を有効に抑制することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はそれぞれ本発明の第１〜第５実施例の
全体構成を示す模式平面図である。 1,1′……エンジン、2a〜2d,2′ａ〜２′ｆ……気筒、
6,6′……共鳴用吸気通路、13……圧力反転部、14,14′
a,14′ｂ……仕切壁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の気筒に連通された共鳴用吸気通路を
   備え、該共鳴用吸気通路での吸気の共鳴同調により吸気
   を過給するようにしたエンジンの吸気装置であって、 上記共鳴用吸気通路の少なくとも吸気流通方向最上流側
   の気筒との連通部分に、下流側に延びて共鳴用吸気通路
   を気筒側通路と反気筒側通路とに仕切る仕切壁を設け、 上記吸気流通方向最上流側の気筒よりも上流側の吸気通
   路に、吸気の圧力波を反転する圧力反転部を設けたこと
   を特徴とするエンジンの吸気装置。