JP2742809B2

JP2742809B2 - 多気筒エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP2742809B2
Application number: JP4939289A
Authority: JP
Inventors: 直之山形; 一彦橋本; 稔益田中; 博之小田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: US5012771A; JPH02227516A

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、特に、各気筒の
独立吸気通路を集合する集合吸気通路の管長を長くして
慣性効果もしくは共鳴効果を高めエンジン低回転域での
トルクを向上させるようにした多気筒エンジンの吸気装
置に関する。

（従来技術）従来、例えば特公昭60−14169号公報に記載されてい
るように、吸気弁開時期が互いにオーバーラップしない
気筒（換言すれば、点火時期の連続しない気筒）の吸気
通路を集合し吸気系を二つにグループ化することによっ
て、吸気慣性のよる過給効果を高め、特に、その慣性効
果の同調点をエンジン低回転側に設定して低回転域での
吸気充填効率を向上させるようにしたものが知られてい
る。このように低回転域での慣性効果を強めるように設
定した吸気装置を用いれば、例えば、排気エネルギーを
利用してエンジンの過給を行うターボ過給機を備えたエ
ンジンにおいて、エンジン低回転域でタービン駆動力が
小さくなることによる充填効率の低下を補うことができ
る。

ところが、慣性効果等の同調回転数を所定の低回転域
に設定しようとすると、吸気通路の長さがかなり長くな
るために吸気系を全体としてコンパクトに形成すること
が難しくなる。

（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、
各気筒に対応する独立吸気通路と、それらを集合する集
合吸気通路とからなる多気筒エンジンの吸気装置を、全
体としてコンパクトで、しかも吸気通路長さを十分に長
くすることのできるものとすることを目的とする。

（発明の構成）本発明に係る多気筒エンジンの吸気装置は、各気筒に
対応する独立吸気通路と、これら独立吸気通路を集合す
る集合吸気通路とからなる多気筒エンジンの吸気装置に
おいて、集合吸気通路を、独立吸気通路が相互に連通す
る集合部からエンジン長手方向に対し略直交して略垂直
方向に延びた後、湾曲してエンジン長手方向の一方側に
延び、さらに、反転して独立吸気通路を取り囲むように
エンジン長手方向の反対側に延びるよう構成したもので
ある。

集合吸気通路は、点火順序の連続しない気筒のグルー
プ毎に設けるのが効果的であって、その場合に、各グル
ープの集合部をエンジン側と反エンジン側に水平に並
べ、これら集合部から平行に各集合吸気通路を延設する
のがよい。

また、集合吸気通路は、集合部の下から延びるように
設けることができる。

各独立吸気通路の集合部は、エンジン長手方向の略中
央部に位置する設定とするのが好ましい。

（作用）集合吸気通路は、独立吸気通路を取り囲むように延び
ることで十分な長さが確保される。しかも、独立吸気通
路の上下に存在する空間が有効に活用された形で集合吸
気通路が配置されるため、吸気装置全体がコンパクトに
まとまる。

（実施例）以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るターボ過給機付エン
ジンの平面図、第２図は同正面図である。

この実施例において、エンジン１は直列４気筒であっ
て、フェンダライン2aで区画されるエンジンルーム内に
横置きで搭載されている。第１図で上方がエンジンのフ
ロント側である。なお、第２図で2bはボンネットライン
を示す。

エンジン１には、第１気筒，第２気筒，第３気筒，第
４気筒（以下、それぞれ＃1,＃2,＃3,＃４で表す）の各
気筒に対応する独立吸気管3a,3b,3c,3dを備えた吸気マ
ニホールド３が、リヤ側に連結され、一方、各気筒に対
応する排気分岐管4a,4b,4c,4dを備えた排気マニホール
ド４がフロント側に連結されている。吸気マニホールド
３のエンジン１側連結部上方にはエンジン１の長手方向
に燃料用のディストリビューションパイプ５が配設され
ている。このディストリビューションパイプ５からは各
気筒のインジェクタ（図示しない）に燃料が供給され
る。

排気マニホールド４の下方には、ターボ過給機６が配
設されている。排気マニホールド４内には、＃１と＃２
に対応する排気分岐管4a,4b内の二つの排気通路7a,7b
と、＃３と＃４に対応する排気分岐管4c,4d内の二つの
排気通路7c,7dとをそれぞれのグループとして区画する
隔壁８が設けられ、排気通路7a〜7dはこれらグループ毎
に独立して過給機６のタービン９に接続されている。タ
ービン９にはブロア10が連結され、ブロア10の軸方向に
開口する入口部には、図示しないエアクリーナおよびエ
アフローメータに連通する吸気管11が、また、ブロア10
の周縁部下方に位置する出口部には、インタークーラ12
の入口12aとの間を接続する吸気管13が連結されてい
る。

インタークーラ12はエンジンルームフロント側の一側
方に配置されている。そして、その入口12aは、第２図
から判るように上部側壁に開口して、上記のように吸気
管13によってターボ過給機６のブロア10の出口と接続さ
れ、また、インタークーラ12の出口12bは上記入口12aの
略真下に設けられ、この出口12bに上流側集合吸気管14
の上流端が接続されている。該集合吸気管14は途中第１
と第２の二つの集合管部14a,14bに分岐し、それらの下
流端は水平に並んで２バレルのスロットルボディー15に
接続されている。また、スロットルボディー15の出口に
は、吸気マニホールド３を取り囲むように延設された第
１および第２の下流側集合吸気管16a,16bが連結されて
いる。

第３図は、スロットルボディー15,下流側集合吸気管1
6a,16bおよび吸気マニホールド３の部分の拡大平面図で
あり、また、第４図は同部分の右側面図、第５図は同正
面図である。これらの図が示すように、２本の下流側集
合吸気管16a,16bは、水平方向に平行のまま一旦吸気マ
ニホールド３の上方をエンジン長手方向に左側（＃１
側）から右側（＃４側）へと延び、＃４の独立吸気管3d
に沿って180゜湾曲し反転した後、湾曲して吸気マニホ
ールド３の下方から＃２の＃３の両独立吸気管3b,3cの
間を上方に略垂直に立ち上がり吸気マニホールド３に連
結されている。

吸気マニホールド３は、第６図（第５図のＡ−Ａ断面
図）に示すように、＃１と＃４の各独立吸気管3a,3d内
の吸気通路（独立吸気通路）17a,17dを集合する第１の
集合部18と、＃２と＃３の各独立吸気管3b,3c内の吸気
通路（独立吸気通路）17b,17cを集合する第２の集合部1
9を有する。これら二つの集合部18,19は、エンジン長手
方向の略中央部に位置する設定であって、第１の集合部
18を内側（エンジン側）にし、第２の集合部19を外側に
して、水平に並ぶ形で配設され、第１の集合部18に前記
第１の下流側集合吸気管16aが、また、第２の集合部19
に第２の下流側集合吸気管16bが接続されている。ま
た、これら両集合部18,19を連通する連通路20がエンジ
ン長手方向に対し直角に設けられている。該連通路20は
断面略矩形であって、バタフライ型の開閉弁21を備えて
いる。また、この開閉弁21を駆動するダイアフラム式の
アクチュエータ22が、弁軸23の一端側に配設されてい
る。

吸気マニホールド３は鋳造製であり、一方、これに連
結される上記下流側吸気集合管16a,16bはアルミ製の管
であってその連結部にはアルミもしくは鋳鉄製のフラン
ジ24が結合されている。そして、上記フランジ24が吸気
マニホールド３側のフランジ部25とガスケットを介し連
結されている。

この実施例の吸気系は上記のように構成され、下流側
集合吸気管16a,16bが吸気マニホールド３を取り囲むよ
うに配置されているので、吸気マニホールド３周囲の空
間が有効に活用され、コンパクトでしかも長い吸気通路
が形成される。また、２本の下流側集合吸気管16a,16b
は略均一な長さとされるため、吸気の分配性が向上す
る。また、下流側集合吸気管16a,16bは鋼管とされてい
るので、衝突時に衝撃を吸収して燃料系等を保護するこ
とができる。

第７図はこの実施例の排気系を模式的に示すものであ
る。この図のように、＃１と＃２の排気通路7a,7bを一
つに集合した第１の排気集合部26と、＃３と＃４の排気
通路7c,7dを一つに集合した第２の排気集合部27とは、
独立してタービン９に連通する。そして、各排気集合部
26,27とタービン９下流の排気通路28とを連通する各バ
イパス通路29,30がタービン９を迂回して設けられ、そ
れぞれのバイパス通路29,30には共通のアクチュエータ3
1によって開閉されるウエストゲート弁32,33がそれぞれ
設けられている。

４気筒の場合、点火は＃1,＃3,＃4,＃２の順に行わ
れ、上記第１の吸気集合部18によって集合される＃１と
＃４、第２の吸気集合部19によって集合される＃２と＃
３は、いずれも点火順序が連続していない。そして、各
気筒の独立吸気通路17a〜17dと、これら集合部18,19に
接続された各下流側集合吸気管16a,16bと、スロットル
ボディー15を介しそれぞれに連結された上流側の各集合
管部14a,14bとは、上記開閉弁21が閉じた状態において
は、それらが構成する各吸気通路における慣性効果の同
調点すなわちエンジン回転による加振周波数と各吸気通
路系の固有振動数とが同調する同調回転数が、連通路20
を開いた状態での第８図に示すインターセプト点のエン
ジン回転数（例えば2500rpm）以下となるように設定さ
れている。なお、連通路20を閉じた状態でのインターセ
プト点は同図に示すように低回転側に移行する（例えば
1500rpm）。また、開閉弁21が開き両集合部18,19が連通
した状態では、慣性効果の同調点は高回転側に移行し高
速同調吸気系が構成される。上記開閉弁21は、連通路20
が開いたときのこの高速同調吸気系のインターセプト点
の回転数よりも高い所定のエンジン回転数（例えば2720
rpm）を境に、それ以下の低回転域では閉じられ、それ
より高回転側では開かれる。この結果、連通路20を閉じ
たエンジン低回転域において、体積効率（充填効率）は
第８図に示す連通路閉時の特性に基づいて増大する。ま
た、過給圧の立ち上がりが大きくなって加速レスポンス
が向上する。また、高回転域では連通路20を開くことで
高い充填効率を得ることができる。

本発明はまた、第９図および第10図に示すような形で
実施することもできる。第９図は先の実施例の第６図
に、また、第10図は同第４図に対応するものである。こ
の実施例の場合、スロットルボディー15に連結された下
流側集合吸気管16a,16bは、吸気マニホールド３の下方
をエンジン長手方向に延び、反転して吸気マニホールド
３の上方を反対側に延びて、マニホールド３中央部で上
方から略垂直に下り集合部18,19に接続されている。他
の部分については先の実施例のものと差異がない。な
お、第９図および第10図において、先の実施例と共通あ
るいは相応する部分には同一の符号を付している。

なお、本発明は、上記のようなターボ過給機を備えな
いエンジンに対しても適用することできる。また、その
他いろいろな態様で実施することが可能である。

（発明の効果）本発明は以上のように構成されているので、各気筒の
独立吸気通路とそれらを集合する集合吸気通路とからな
るエンジンの吸気系をコンパクトに形成し、しかも、十
分に長い吸気通路を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るターボ過給機付エンジ
ンの平面図、第２図は同正面図、第３図は同実施例にお
ける吸気系の拡大平面図、第４図は同吸気系の右側面
図、第５図は同正面図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面
図、第７図は同実施例の要部構造を示す模式図、第８図
は同実施例の特性図、第９図は本発明の他の実施例にお
ける吸気系の側面図、第10図は同吸気系の断面図であ
る。 1:エンジン、3:吸気マニホールド、3a〜3d:独立吸気
管、16a,16b:下流側集合吸気管、17a〜17e:独立吸気通
路、18,19:集合部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒に対応する独立吸気通路と、これら
独立吸気通路を集合する集合吸気通路とからなる多気筒
エンジンの吸気装置において、前記集合吸気通路を、前
記独立吸気通路が相互に連通する集合部からエンジン長
手方向に対し略直交して略垂直方向に延びた後、湾曲し
てエンジン長手方向の一方側に延び、さらに、反転して
前記独立吸気通路を取り囲むようにエンジン長手方向の
反対側に延びるよう構成したことを特徴とする多気筒エ
ンジンの吸気装置。
【請求項２】集合吸気通路を点火順序の連続しない気筒
のグループ毎に設けて、各グループの集合部をエンジン
側と反エンジン側に水平に並べ、該集合部から平行に各
集合吸気通路を延設したことを特徴とする請求項１記載
の多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】集合吸気通路を、集合部の下から延びるよ
うに設けたことを特徴とする請求項１または２記載の多
気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】各独立吸気通路の集合部を、エンジン長手
方向の略中央部に位置する設定とした請求項１記載の多
気筒エンジンの吸気装置。