JPH03199621A - 内燃機関の吸気制御装置 - 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、内燃機関の吸気制御装置に関し、詳しくは、
水平対向型エンジンのように左右にバンクを有するエン
ジンにおいて、吸気通路径および吸気管長の異なる２つ
の吸気系を設け、その一方に開閉制御弁を設けることに
より、低速から高速域の広範囲にわたって高出力を得る
ことができるようにしたものに関する。

〔従来の技術〕

従来、水平対向型もしくはＶ型エンジンにおいて高出力
を得るため、１気筒当りに低・中速用吸気通路と、高速
用吸気通路との２系統を有し、高速用吸気通路にバタフ
ライバルブ機構を設置し、これをアクチュエータ等によ
り開閉制御するように構成したものが種々提案されてお
り、各シリンダ列に吸気分配箱を設けたものとして時開
Ｈ／’（６２２０６２４号公報に、また、サージタンク
室を２室区画して設けたものとして特開昭６３−２１５
８２２号公報に、それぞれ示す先行技術が知られている
。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、上述した先行技術は、いずれもＶ型エンジン
であって、低速用吸気通路を高速用吸気通路より長い管
長に設定しているが、低速用吸気通路を長くするとエン
ジン全高が高くなり、エンジンルームの空間に制約のあ
る自動車に搭載する場合はエンジン全高が抑えられる。

このため、低速吸気通路の長さもち必然的に限定され、
所望の低速用吸気通路を得ることが困難である。

本発明は、左右バンクを有する水平対向型エンジンにお
いて、吸気慣性効果が得られるように必要吸気管長を確
保すると共に、コンパクトな吸気装置が得られるように
した内燃機関の吸気制御装置を堤供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、左右にバンクを有す
る水平対向型エンジンの吸気装置において、上記吸気装
置を、吸気管のスロットルボディに連接されるコレクタ
と、上記左右のバンク側の各気筒毎に吸気を導入する左
右の吸気マニホールドと、上記左右の吸気マニホールド
に連通ずる複数の開口端を有する吸気通路と一体に形成
された左右のエアチャンバとの４分割で形成し、上記左
右の吸気マニホールドは、上記エンジンの左右のシリン
ダヘッドに形成された各気筒の吸気ポート側で合流する
高速用吸気通路と、低速用吸気通路とで形成し、上記左
右の吸気マニホールドのそれぞれの高速用吸気通路を、
エンジン回転数が設定値を越えた時に全開となる開閉制
御弁を介して対応するそれぞれの上記左右のエアチャン
バのバンク外側に連接し、上記左右の吸気マニホールド
のそれぞれの低速用吸気通路を、上記左右のエアチャン
バの下方に沿って配設すると共に、上記吸気通路の開口
端に連接し、上記コレクタを上記左右の吸気マニホール
ドの後方に配設して、上記吸気装置を偏平形状に形成し
たことを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

本発明による内燃機関の吸気制御装置では、コレクタに
流入した吸入空気はエアチャンバに流入する。そして低
・中速回転時は、高速用吸気通路側に配設されている開
閉制御弁を全開にすることにより、エアチャンバからの
吸入空気は、それぞれの気筒に対応する吸気通路を介し
て吸気マニホールドの低速用吸気通路を経てシリンダヘ
ッドの燃焼室へ吸入される。

この場合、左右バンク間の長さが長いため、低速用吸気
通路の管長を十分に長くすることができ、吸気慣性効果
による吸入効率が向上し、出力が増大する。

さらに、高速回転時は、開閉制御弁を全開にすることに
より吸入抵抗が減少し、高い出力を得ることができる。

そして吸気装置が４分割のコンパクトな構成で、かつ偏
平形状であるため、エンジン全高を低く抑えることがで
きる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による第１の実施例を適用した水平対向
型４気筒エンジンの概略構成図であり、図において、符
号Ｉはエンジン、２，３はエンジン１の左、右のシリン
ダブロック、４，５は左。

右のシリンダヘッド、６は吸気装置、７は吸気管、８は
エアクリーナ、９はレゾネータ、１０は排気管、Ｌｌは
触媒装置、１２はマフラをそれぞれ示している。

エンジンＩの左、右のシリンダヘッド４．５には、点火
栓Ｉ３が取付けられ、図示しない＃ｌ〜＃４気筒に対応
する吸気ポート２６１〜２６４には、インジェクタＩ４
が取付けられている。なお、図中符号１５はクランク角
センサ、１６はノックセンサ、１７はカム角センサ、１
８はエアフローメータ、１９はスロットルバルブ、２０
は０２センサをそれぞれ示しており、シリンダブロック
３がらのブローバイガス通路２Ｌには、ＰＣＶバルブ２
２が設置され、スロットルバルブ１９をバイパスするバ
イパス通路２４には、エアコントロールバルブ２５が設
置されている。

エアクリーナ８から吸入された吸気は、吸気装置６から
吸気ポート２６１〜２６４を経てインジェクタｔ４から
の燃料と共にシリンダヘッド４．５の燃焼室４ａ、　４
ｂ、　５ａ、　５ｂに導入されて、点火栓１３により着
火されて燃焼する。そして燃焼後の排気ガスは、排気ポ
ート２７１〜２７４から排気管１０を通って触媒装置１
１にて浄化され、マフラ１２から外部に排出される。

ここで吸気装置６は、第２図ないし第５図に示すように
、吸気管７のスロットルボディ２３の下流側にはコレク
タ２８が設けられ、コレクタ２８の右側に流入口２８ａ
が、コレクタ２８の前方側に左流出ロ２８ｂ、右流出口
２８ｃがそれぞれ形成されている。

コレクタ２８の左、右流出口２８ｂ　、　２＋１ｃは、
左、右バンクの左右のエアチャンバ２９．３０の後側に
形成された流入口２９ａ　、　３０ａに連接されている
。そして左、右のエアチャンバ２９．３０は、後述する
ように吸気通路３１．３２．３３．３４と一体に形成さ
れている。そして左、右のエアチャンバ２９．３０の左
右外側に形成されたフランジ２９ｂ　、　３０ｂには、
左開口部２９ｃ　、　２９ｃｌと、右開口部３Ｄｅ　、
　３０ｄが形成されている。

左、右バンク側における左、右のシリンダヘッド４，５
の各燃焼室４ａ、　４ｂ、　５ａ、　５ｂに吸気を導入
する左（右）の吸気マニホールド３５ａ（３５ｂＨＬ、
左（右）のシリンダヘッド４（５）における吸気ポート
２６２と２８４　　（２Ｂ＋と２６３）とに、それぞれ
連通ずる＃２吸気通路３５２と＃４吸気通路３５４（＃
１吸気通路３５．と＃３吸気通路３５．）とが一体に形
成されている。

＃２気筒（＃１．＃３．＃４気筒）吸気通路３５２　　
（３５１、３ＦＮ　、　３５４　）は、高速用吸気通路
３６２　　（３Ｂ＋　、　３８３　、３６４）ど低速用
吸気通路３７２（３７１、３７３、３７４）とが、＃２
気筒（＃１．＃３、＃４気筒）に対応する吸気ポート２
６□　（２６，。

２６３　、２６４　）に連通ずる開口部３８□　（３ｇ
、　、　３８３゜３８４）から二叉状に分岐形成されて
いる。モして＃２，８４気筒（＃１．＃３気筒）の高速
用吸気通路３６２　、３６４　　（３６１、３６３）の
流入口３９２゜３９４　　（３９１３９３）側は、フラ
ンジ４０ａ（４０ｂ）にて一体に形成され、＃２．＃４
気筒（＃１．＃３）の低速用吸気通路３７□、　３７４
　　（３７１、３７３）の流入口４１２　、４１４　　
（４１１、４１３）は、それぞれ独立して開口している
。

左（右）の吸気マニホールド３５ａ（３５ｂ）のフラン
ジ４０ａ（４０ｂ）は、左（右）のエアチャンバ２９（
３０）のフランジ２９ｂ（３０ｂ）に締結され、左（右
）の吸気マニホールド３５ａ（３５ｂ）は、左（右）の
エアチャンバ２９（３０）から下方へ向って延出し、左
（右）のシリンダヘッド４〈５〉の管長の短い最短距離
で配設されている。そして、左（右）の吸気マニホール
ド３５ａ（３５ｂ）が左（右）のエアチャンバ２９（３
０）へ取付けたられた状態で、＃２．＃４　（＃１．＃
３）の低速用吸気通路３７゜、　３７４　　（３７１、
３７３）は左（右）エアチャンバ２９（３０）の下方に
沿うように、左（右）の吸気マニホールド３５ａ（３５
ｂ）が形成されている。

＃１．　　＃２の低速用吸気通路３Ｌ　、　３７□に連
通する吸気通路３１．３２は、左、右のエアチャンバ３
０゜２９の上方から反対側の左、右バンクの方向に延出
され、１８０度湾回して左１石のエアチャンバ３０゜２
９の下方に開口部３１ａ　、　３２ａが開口し、＃３の
低速用吸気通路３７３に連通ずる吸気通路３３は、左の
エアチャンバ２９の上方から右のエアチャンバ３０の方
向へ延出され、下將した後に右のエアチャンバ３０の下
方に開口部３３ａが開口し、＃４の低速用吸熱通路３７
４に連通ずる吸気通路３４は、右のエアチャンバ３０の
上方から左のエアチャンバ２９の方向に延出され、左の
エアチャンバ２９の下方に開口部３４ａが開口し、左右
のエアチャンバ２９．３０は、各吸気通路３１〜３４と
共に一体形成されている。各吸気通路３１〜３４の各開
口部３１ａ〜３４ａと、左、右の吸気マニホールド３５
ａ　、　３５ｂの各低速用吸気通路３６２　、３６４　
、３６＋　、　３６３の各流入口４１２．４１４゜４１
１　、４１３とは、連結管５０にて接続されている。

従って本発明による構成では、左、右のエアチャンバ２
９．３０は、水平対向型のエンジンｌの左。

右のバンク側へ離間され、各吸気通路３１〜３４によっ
て一体形成されているので、各吸気通路３１〜３４の管
長を長くすることができると共に、左、右の吸気マニホ
ールド３５ａ　、　８５ｂの各＃１〜＃４の高速用吸気
通路３６．〜３６４を短くすることができる。

しかも、吸気通路６は偏平形状に形成されるので、エン
ジン１の全高を低く抑えることができる。

左右のエアチャンバ２９．３０の左開口部２９ｃ　、　
２９ｄ１右開口部３０ｃ　、　３０ｄには、左、右のア
クチュエータ４２．４３によりリンク機構４４．４５を
介して開閉動作する開閉制御弁４６、〜４６４が配設さ
れていて、第４図に示すように、左１右のアクチュエー
タ４２．４３の図示しない負圧室は、左、右のエアチャ
ンバ２９．３０の負圧取出口２９ｅ　、　３０ｅに連通
ずる吸気管負圧を貯えている負圧タンク４７から制御ユ
ニット４８の切換信号により切換えられるソレノイドバ
ルブ４９を介して負圧もしくは大気圧を導入するように
、連通されている。

制御ユニット４８には、エンジン回転数を検出するクラ
ンク角センサ１５からの信号が人力されており、エンジ
ン回転数が所定値より低い低・中速回転時には、制御ユ
ニット４８からの信号によりソレノイドバルブ４９のソ
レノイド４９ａが通電され、弁本体４９ｂによって大気
口４９ｃが閉しられると共に、負圧取入口４９ｄが開口
する。負圧タンク４７からの負圧は、負圧取入口４９ｄ
を介してアクチュエータ４２、４３の負圧室に負圧を導
入し、開閉制御弁４６゜〜４６４を閉じる。

またエンジン回転数が所定値より高くなる高速時には、
制御ユニット４８からの信号によりソレノイドバルブ４
９を介してアクチュエータ４２．４３の負圧室を大気に
連通し、開閉制御弁４６．〜４６４を開くようになって
いる。

このように構成された実施例の作用を、第５図の吸気系
統図に基づいて説明する。

先ず、クランク角センサ１５によってエンジンＬが所定
回転数以下の低・中速回転時を検出した時には、クラン
ク角センサ１５からの信号が制御ユニット４８に人力す
ることで、制御ユニット４８からの信号によりソレノイ
ドバルブ４９のソレノイド４９ａが付勢され、負圧タン
ク４７と左右のアクチュエータ４２．４３の負圧室とが
連通され、開閉制御弁４６゜〜４６４が閉じられる。

エアクリーナ８からコレクタ２８に流入した吸気は、右
のエアチャンバ３０へ流入し、右のエアチャンバ３０の
上方で前方に位置する吸気通路３１によって１．８０度
反転して、右の吸気マニホールド３５ｂの＃１の低速用
吸気通路３７１を介して右のシリンダヘッド５の燃焼室
５ａへ流入し、更に右のエアチャンバ３０の下方て後方
に位置する吸気通路３４によって吸気装置６の下方を通
り、左の吸気マニホールド３５ａの＃４の低速用吸気通
路３７４を介して左のシリンダヘッド４の燃焼室４ｂへ
流入する。

また左のエアチャンバ２９へ流入した吸気は、左のエア
チャンバ２９の上方で前方に位置する吸気通路３２によ
って１８０度反転して、左の吸気マニホールド３５ａの
＃２の低速用吸気通路３７□を介して左のシリンダヘッ
ド４の燃焼室４ａへ流入し、更に左のエアチャンバ２９
の上方で後方に位置する吸気通路３３によって右のエア
チャンバ３０へ向い、かつ下降して吸気装置６の下方を
通り、右の吸気マニホールド３５ｂの＃３の低速用吸気
通路３７．を介して右のシリンダヘッド５の燃焼室５ｂ
へ流入する。

次いて、エンジンｌが所定回転数以上の高速回転になる
と、クランク角センサ１５からの信号に基づき、制御ユ
ニット４８からの出力信号によってソレノイドバルブ４
９のソレノイド４９ａの付勢が解除され、負圧タンク４
７と左、右のアクチュエータ４２゜４３の負圧室との連
通が遮断され、左、右のアクチュエータ４２．４３の負
圧室が大気開放となって開閉制御弁４６１〜４６４か開
かれる。

エアクリーナ８からコレクタ２８に流入した吸気は、イ
ｆのエアチャンバ３０へ流入して、大部分は右のエアチ
ャンバ３０から右の吸気マニホールド３５ｂの、それぞ
れの＃１．．＃３の高速用吸気通路３６１゜３６、へ流
入し、一部は吸気通路３１を介して＃１の低速用吸気通
路３７１．吸気通路３４を介して＃４の低速用吸気通路
３７４へ流れる。左のエアチャンバ２９へ流入した吸気
の大部分は、左の吸気マニホルド３５ａのそれぞれの＃
２　＃４の高速用吸気通路３６２．３６４へ流入し、一
部は吸気通路３２を介して＃２の低速用吸気通路３７□
、吸気通路３３を介して＃３の低速用吸気通路３７３へ
流れる。

従って、低・中速回転時には、吸気は長い吸気通路を介
して吸入されるため、吸気慣性効果による吸入効率が向
上し、低・中速回転時における出力向上が得られる。ま
た、高速回転時には、吸気は主として短い吸気通路を介
して吸入されると共に、一部は長い吸気通路を介して吸
入されるため、吸入抵抗が減少して高出力を確保するこ
とができる。

第６図ないし第８図は本発明による第２の実施例を示す
吸気装置６の上面図と一部破断した側面図である。

この実施例では、それぞれ左、右のエアチャンバ２９３
０は、左、右のエアチャンバ２９．３０から反対側の右
、左バンクの右、左のエアチャンバ３０゜２９の方向に
延出され、１８０度湾回して左、右のエアチャンバ２９
．３０の下方に沿って開口される吸気通路３２ａ　、　
３４ａ　、　３１ａ　、　３３ａと一体に形成されると
共に、左、右のエアチャンバ２９．３０の左、右外側の
前後に位置して下方に向って開口する吸気通路３２ｂ　
、　３４ｂ　、　３１ｂ　、　３３ｂが形成されている
。

吸気通路３２ａ　、　３４ａは、開口部３８２　、３ｇ
、からそれぞれ二叉状に分岐する左の吸気マニホールド
３５ａの＃’２．＃４の低速用吸気通路３７２．３７４
へそれぞれ連結管５０を介して接続され、また、吸気通
路３２ｂ　、　３４ｂは、＃２．＃４の高速用吸気通路
３６２　、３６４へそれぞれ接続されている。

吸気通路３１ａ　、　３３ａは、開口部３８．　、３８
．からそれぞれ三叉状に分岐する吸気マニホールド３５
ａの＃１．＃３の低速用吸気通路３７．　、３７３へそ
れぞれ連結管５０を介して接続され、また、吸気通路３
１ｂ　　３３ｂは、＃１．＃３の高速用吸気通路３６゜
３６３へそれぞれ接続されている。

そして＃２．＃４の高速用吸気通路３６２．３６４には
、開閉制御弁４６２．４６４が配設され、リンク機構４
４を介してアクチュエータ４２に接続され、＃１　＃３
の高速用吸気通路３６．　、３６３にも開閉制御弁４Ｂ
、　、　４６３が配設され、リンク機構４５を介してア
クチュエータ４３に接続されている。左、右のアクチュ
エータ４２．４３の作動系は、第１の実施例を示す第４
図のものと同様である。

従って、第２の実施例においても、第１の実施例と同様
に開閉１．す両弁４６．〜４６４が閉しられた際の低・
中速同転１侍には、長い管長によって吸気され、低・中
速同転時の吸気慣性効果によって吸入効率が向」ニジて
出力向−Ｌが得られ、高速刈幅１時には、吸気は主とし
て短い吸気通路を介して吸入されると共に、一部は長い
吸気通路を介して吸入されるため、吸入抵抗が減少して
高出力が得られる。

なお、両実施例において短い高速用吸気通路の径は、長
い低速用吸気通路の径より大きくしても良いことは勿論
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による内燃機関の吸気制御
装置は、左右にバンクを有する水平対向型エンジンの吸
気装置において、吸気装置を、吸気管のスロットルボデ
ィに連接されるコレクタと、左右のバンク側の各気筒毎
に吸気を導入する左右の吸気マニホールドと、左右の吸
気マニホールドに連通ずる複数の開口端を有する吸気通
路と一体に形威された左右のエアチャンバとの４分割で
形威し、左右の吸気マニホールドは、エンジンの左右の
シリンダヘッドに形成された各気筒の吸気ホト側で合流
する高速用吸気通路と、低速用吸気通路とで形成し、左
右の吸気マニホールドのそれぞれの高速用吸気通路を、
エンジン回転数が設定値を越えた時に全開となる開閉制
御弁を介して対応するそれぞれの左右のエアチャンバの
バンク外側に連接し、左右の吸気マニホールドのそれぞ
れの低速用吸気通路を、左右のエアチャンバの下方に沿
って配設すると共に、吸気通路の開口端に連接し、コレ
クタを左右の吸気マニホールドの後方に配設して、吸気
装置を偏平形状に形成したので、エンジンの低・中速回
転時には、吸気は長い吸気通路を介して吸入されるため
、吸気慣性効果による吸入効率が向上して出力が増加し
、またエンジンの高速回転時には、開閉制御弁が全開と
なり、主たる吸気は短い吸気通路を介して吸入されると
共に、一部は長い吸気通路から吸入されるため、吸気抵
抗が減少して吸入効率が向上し、高い出力を確保するこ
とができる。

さらに、左右のエアチャンバの位置が左右方向に離間し
て配設され、左右のエアチャンバに一体に形成された吸
気通路を長くすことができるため、低・中速回転時の吸
気慣性効果が十分に得られる管長を確保することができ
る。

さらにまた、吸気装置が偏平形状に形成されるため、水
平対向型エンジンと相俟ってエンジン全高を低く抑える
ことかでき、車両の狭いエンジンルーム内への配設が可
能となる。

また、左右の吸気マニホールドの隣接する低速用吸気通
路は、それぞれ反対側バンクのエアチャンバに連通した
吸気管の開口端に連接したので、吸入行程時の吸気干渉
かなくなり、低・中速回転域での十分な体積効率か得ら
れる。

またさらに、左右の吸気マニホールドの隣接する低速用
吸気通路は、それぞれの左右のエアチャンバに連通した
上記吸気管の開口端に連接したので、構成が単純化され
るため、吸気装置の製造が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例を適用した水・ト対
向型４気筒エンジンの概略構成図、第２図は第１図の要
部を示す吸気装置の上面図、第３図は第２図の一部断面
した側面図、第４図は開閉制御弁の動作機構を示す構成
図、第５図は本発明による吸気系統を示す図、第６図は
第２の実施例を示す吸気装置の上面図、第７図は第６図
の一部破断した側面図、第８図は第２の実施例による吸
気系統を示す図である。 Ｉ・・・エンジン本体、４．５・・・左、右のシリンダ
ヘッド、６・・・吸気装置、２８・・・コレクタ、２９
．３０・・・左１右のエアチャンバ、３１〜３４．３１
ａ　〜３４ａ　。 ３１ｂ〜３４ｂ・・・吸気通路、３５ａ　、　３５ｂ・
・・左、右の吸気マニホールド、３６．〜３６．・・・
高速用吸気通路、３７１〜３７４・・低速用吸気通路、
４２．４３・・・左、右のアクチュエータ、４６１〜４
６４・・・開閉制御弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右にバンクを有する水平対向型エンジンの吸気
   装置において、 上記吸気装置を、吸気管のスロットルボディに連接され
   るコレクタと、上記左右のバンク側の各気筒毎に吸気を
   導入する左右の吸気マニホールドと、上記左右の吸気マ
   ニホールドに連通する複数の開口端を有する吸気通路と
   一体に形成された左右のエアチャンバとの４分割で形成
   し、 上記左右の吸気マニホールドは、上記エンジンの左右の
   シリンダヘッドに形成された各気筒の吸気ポート側で合
   流する高速用吸気通路と、低速用吸気通路とで形成し、 上記左右の吸気マニホールドのそれぞれの高速用吸気通
   路を、エンジン回転数が設定値を越えた時に全開となる
   開閉制御弁を介して対応するそれぞれの上記左右のエア
   チャンバのバンク外側に連接し、 上記左右の吸気マニホールドのそれぞれの低速用吸気通
   路を、上記左右のエアチャンバの下方に沿って配設する
   と共に、上記吸気通路の開口端に連接し、 上記コレクタを上記左右の吸気マニホールドの後方に配
   設して、上記吸気装置を偏平形状に形成したことを特徴
   とする内燃機関の吸気制御装置。
2. （２）上記左右の吸気マニホールドの隣接する低速用吸
   気通路は、それぞれ反対側バンクの上記エアチャンバに
   連通した上記吸気管の開口端に連接したことを特徴とす
   る請求項（１）記載の内燃機関の吸気制御装置。
3. （３）上記左右の吸気マニホールドの隣接する低速用吸
   気通路は、それぞれの上記左右のエアチャンバに連通し
   た上記吸気管の開口端に連接したことを特徴とする請求
   項（１）記載の内燃機関の吸気制御装置。