JPH0343379Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、各気筒と吸気拡大室とを互いに独立
した吸気通路で接続した多気筒エンジンにおいて
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
開始に伴つて生じる負圧波（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）となつて吸気
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
性効果によつ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振動周期と吸気弁
の開閉周期とがマツチングして吸気慣性効果が高
められるのは特定回転域に限られる。

このため、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、短い通路に開閉弁
を設けて、高回転域でこの開閉弁を開くことによ
り吸気通路の有効長を短縮するようにし（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高めるようにした
吸気装置が提案されている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記従来の吸気装置によると、多気
筒エンジンの場合、各気筒毎に圧力波が生じてい
るにも拘らず、単に高回転域では各気筒別の吸気
通路の有効長を短縮すること等により各気筒とそ
れに対応する吸気通路の上流側開口端との間の圧
力波伝播によつて吸気慣性効果を高めているにす
ぎず、吸気の充填効率の向上に余地がある。すな
わち、他の気筒に生じる圧力波をも有効に利用す
るようにすれば、充填効率をより一層向上させ得
ることが期待できる。

そこで、本考案はかかる点に着目してなされた
もので、各気筒別の吸気通路の有効長を変えるこ
とにより、低回転域と高回転域とでそれぞれ吸気
の慣性効果を高めるようにするとともに、特に高
出力が要求される高回転域では各気筒間でも互い
に他の気筒に生じる圧力波を有効に作用せしめ合
うことにより、高回転域での吸気充填効率をより
一層高めて出力の向上を図ることを目的とする。

さらに、本考案の目的は、上記のような機能を
果たす吸気系を得るに当つて、この吸気系の形状
構造をできるだけコンパクトかつ小型なものに
し、車載性の向上を図ることにある。

さらにまた、上記のような吸気系においては、
一般にEGRガス（排気還流ガス）又はブローバ
イガス等はその各気筒への良好な分配性を確保す
べく吸気拡大室に導入される。このことから、こ
れらのガス中に含まれる水分が吸気拡大室に溜つ
て吸気拡大室の構成壁（タンク）の腐食を招く。
特に、燃料として有鉛ガソリンを使用したエンジ
ンにおいては上記水分中に酸化物質が生成される
ので腐食が顕著である。このため、本考案のもう
一つの目的は、上記水分の水抜き対策を施してタ
ンクの腐食を防止することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案の解決手段
は、気筒別に互いに独立して設けられた各独立吸
気通路の上流端が各々吸気拡大室に接続された多
気筒エンジンの吸気装置を前提とする。そして、
上記各独立吸気通路の途中部は、該各独立吸気通
路の途中部から上方に分岐して各独立吸気通路を
相互に連通する連通部に接続されている。該連通
部の上記各独立吸気通路からの分岐部には、該各
独立吸気通路と連通部との連通をエンジンの低回
転域で閉塞し、高回転域で解放する開閉弁が各々
配設されている。上記吸気拡大室と連通部とは、
タンクを仕切部で仕切ることによつて該タンク内
の仕切部の上側を吸気拡大室、下側を連通部とし
て形成されていて、該連通部は吸気拡大室の下側
に並設されており、かつ上記連通部の容積は上記
吸気拡大室の容積よりも小さく設定されている。
上記吸気拡大室と連通部とを区画する仕切部に
は、該吸気拡大室に流入した水分を上記連通部へ
排水するための水抜き孔が設けられているものと
する。

（作用） 上記の構成により、本考案では、エンジン回転
数が設定値未満の低回転域では、開閉弁により連
通部による各独立吸気通路相互間の連通を閉塞し
ておくと、各気筒から伝播する負圧波が吸気拡大
室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吸気拡大室から
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高められる。

一方、エンジン回転数が設定値以上の高回転域
では、開閉弁により各独立吸気通路相互間を連通
部を介して連通させると、各独立吸気通路途中の
上記連通部におい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つ
て、吸気慣性効果を得るための吸気通路の有効長
が短くなる。しかも、他の気筒からの圧力波が上
記連通部により伝播することになり、これらの圧
力波の相乗作用によつて高回転域での充填効率が
大幅に高められることになる。

また、その場合、各独立吸気通路の通路長を同
一にすべくエンジン長手方向に平行に配置される
吸気拡大室に対して、上記連通部が、タンクを仕
切部で仕切ることによつてタンク内の仕切部の上
側を吸気拡大室、下側を連通部として形成されて
吸気拡大室の下側に並設されているので、各気筒
から各独立吸気通路途中の連通部分岐箇所までの
通路長を同一にして上記作用を有効に確保しなが
ら、小型でコンパクトな吸気系を形成することが
可能となる。

さらに、EGRガス等がその各気筒への良好な
分配性を確保すべく吸気拡大室に導入される場
合、このEGRガス等中に含まれる水分は、吸気
拡大室と連通部との仕切部に設けた水抜き孔を介
して連通部へ排水され、この連通部から各気筒へ
供給されて蒸発処理されるので、上記水分が吸気
拡大室に溜ることがなく、この吸気拡大室の構成
壁が腐食するのを防止することが可能となる。

（実施例） 以下、本考案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図は本考案を４気筒４サイクルエ
ンジンに適用した場合の実施例を示す。同図にお
いて、１はシリンダブロツク２およびシリンダヘ
ツド３等からなるエンジン本体であつて、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
気通路であつて、該各独立吸気通路６は、シリン
ダヘツド３内に形成され独立吸気通路６の下流端
部を構成する吸気ポート７を介して各気筒４の燃
焼室５に開口しており、これらの独立吸気通路
６，６…の上流端はそれぞれほぼ同一通路長でも
つてエンジン長手方向に平行に延びる略角筒形状
の吸気拡大室８に連通接続されている。上記吸気
拡大室８の一端面には外気を導入する吸気導入管
９が接続されていて、該吸気導入管９内には吸入
空気量を制御するスロツトル弁１０が配設されて
おり、上記吸気導入管９により吸気拡大室８に導
入された吸気を各独立吸気通路６を介して各気筒
４の燃焼室５に供給するようになされている。ま
た、上記吸気ポート７には吸気弁１１が設けられ
ている。

上記各独立吸気通路６の途中箇所は、吸気拡大
室８（つまりエンジン長手方向）に平行に延び、
これらの独立吸気通路６，６…から分岐する分岐
部としての分岐孔１２を介してこれらの独立吸気
通路６，６…を相互に連通する連通部１３に接続
されている。また、このことにより、上記各独立
吸気通路６，６…の連通部分岐箇所から各気筒４
までの通路長はほぼ同一長さに設定されている。

上記各分岐孔１２にはそれぞれ分岐孔１２を開
閉する開閉弁１４が設けられている。この各開閉
弁１４は、連通部１３長手方向に延びるバルブシ
ヤフト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ユエータ
を介して開閉制御され、上記連通部１３による各
独立吸気通路６相互間の連通をエンジン運転状態
に応じて制御し、エ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する制御
手段２７を構成している。なお、このようなエン
ジン回転数に応じた開閉弁１４の開閉作動は、小
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、低負荷時には開閉弁１４
が開状態または閉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…、連通部１３および各分岐孔１２，１２…を
形成するための吸気系構造体である。該構造体１
６は、吸気拡大室８および連通部１３を両者を仕
切板２８で仕切つた状態で構成するタンク部１７
と、該タンク部１７のエンジン側とは反対側の側
辺上部か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６ａ，６ａ……をその各
上流端がタンク部１７（吸気拡大室８）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つて各気筒別に分
岐して延び、各独立吸気通路６，６…の下流側部
分６ｂ，６ｂ…を形成する分岐吸気管部１９，１
９…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（連通部１３）の
構成壁のうちの下壁を利用して各独立吸気通路６
の途中を連通部１３に連通する分岐孔１２を一体
的に形成する連通管部２０，２０…と、上記各分
岐吸気管部１９，１９…の先端部を互いに連結す
るフランジ部２１とからなり、該フランジ部２１
にてエンジン本体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の吸気ポ
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、上記タンク部１７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、吸気拡大室８の容積を十分
に確保するようにしている。すなわち、上記タン
ク部１７は、連通部１３と吸気拡大室８とが共に
エンジン長手方向に平行に延びるように形成され
ていることから、仕切部としての仕切板２８で上
下に分割することにより、このタンク部１７内の
仕切板２８の上側に比較的大きな容量の吸気拡大
室８を、下側に比較的小さな容量の連通部１３を
区画形成しており、連通部１３は、吸気拡大室８
を構成する構成壁の一部（仕切板２８）によつて
形成し吸気拡大室８の下側に並設するようにして
いる。

また、上記各分岐吸気部１９の独立吸気管通路
下流側部分６ｂおよび各吸気ポート７は、斜め上
方から燃焼室５に向つ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を介して噴射弁装着孔２
３に挿入されて固定されている。この噴射弁装着
孔２３および燃料噴射弁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１１に向つ
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１
９にほぼ沿つて寝た状態で取付けられることとな
り、該燃料噴射弁２４の中心線の延長線上に上
記タンク部１７が燃料噴射弁２４および燃料供給
管２５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の分岐孔１２に開
閉弁１４が配設されること、およびタンク部１７
が燃料噴射弁２４の中心延長線上に位置するこ
とから、上記吸気系構造体１６は、そのタンク部
１７において、上記燃料噴射弁２４の中心線の延
長線よりも下側の位置でかつ各分岐孔１２，１
２…を含む連通部１３の部分と吸気拡大室８との
間としての仕切板２８の位置でタンク部１７の長
手方向に沿つた分割面によつ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（吸気拡
大室８）および各一体吸気管部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（連通部１３）、一体吸気管部
１８，１８…の下半部、各分岐吸気管部１９，１
９…、各連通管路２０，２０…およびフランジ部
２１が一体成形された下側分割体１６ｂとからな
り、両分割体１６ａ，１６ｂ…が仕切板２８を介
して接合され、ボルト２６，２６…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。

加えて、上記吸気拡大室８と連通部１３とを仕
切る仕切部としての仕切板２８には、第２図に示
すように仕切板２８のうち高さの低い側（エンジ
ン側）近傍でかつ開閉弁１４と対向しないよう分
岐孔１２，１２間の中間箇所に対応する位置に水
抜き孔２９が形成されている。

次に、上記実施例の作用について述べるに、制
御手段２７により各開閉弁１４が閉じて連通部１
３による各独立吸気通路６相互間の連通が閉塞さ
れている状態では、吸気行程で生じる負圧波が吸
気拡大室８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、吸気充填効率が高められ
る。一方、制御手段２７により上記各開閉弁１４
が開かれて連通部１３により各独立吸気通路６相
互間が連通している状態では、吸気行程で生じる
負圧波が上記連通部１３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、高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
される圧力波も連通部１３を介して有効に作用す
ることになり、高回転域での充填効率が大幅に高
められる。従つて、少なくとも高負荷時に、上記
低回転域と高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開閉弁１４を閉じ、これ
より高回転側で開閉弁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、高回転
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
適当な吸気拡大室８および連通部１３の大きさと
しては、吸気拡大室８は排気量の0.5倍以上の容
量とし、連通部１３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、上記連通部
１３は吸気拡大室８よりも容量を小さくし、かつ
連通部１３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、上記連通部１３は、タンク
部１７を仕切板２８で上下に仕切ることにより吸
気拡大室８の下側に並設され、この吸気拡大室８
の構成壁の一部（仕切板２８）によつて形成され
ているので、上述の如き作用効果を発揮する吸気
系をコンパクトに小型に形成することができ、そ
の車載性を向上させることができる。特に、上記
実施例の如く吸気系構造体１６における吸気拡大
室８および連通部１３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と各分岐孔１２
を構成する連通管部２０とによつて、各独立吸気
通路６がタンク部１７の周囲に迂回しながらかつ
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、各分岐孔１２がタンク
部１７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、吸気拡大
室８および連通部１３の各所要容積を得るに当つ
て、これら吸気系を一層コンパクトに小型のもの
に形成することができ、よつて限られたスペース
（エンジンルーム）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
をより一層図ることができる。

また、この場合、燃料噴射弁２４が上記分岐吸
気管部１９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の中心延長線上に近接して吸気系構造体１
６のタンク部１７が位置すること、および上記各
分岐孔１２に開閉弁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線よりも下側
即ち分岐吸気管部１９側の位置でかつ仕切板２８
の位置で吸気拡大室８の長手方向に沿つた分割面
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１６ａ，１６ｂが仕切板２８
を介して結合されてなるので、下側分割体１６ｂ
をそのフランジ部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
方向から挿入し燃料供給管２５を下側分割体１
６ｂに固定することによつて各燃料噴射弁２４を
取付けるとともに、下側分割体１６ｂの各連通管
部２０の分岐孔１２にその上方から開閉弁１４を
挿入してバルブシヤフト１５に固定し、しかる後
上記下側分割体１６ｂに対して仕切板２８を介在
させて上側分解体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つて、良好な成形性を確保
でき、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、開閉
弁１４および燃料噴射弁２４の組付けを容易に行
うことができ、良好な組付け性を確保することが
できる。

しかも、上記上側分割体１６ａと下側分割体１
６ｂとの結合は、下方からのボルト２６の締付け
によつて行われるので、その良好な組付け性を確
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
が可能となつて、吸気拡大室８の容積を十分に確
保できる利点もある。

さらに、EGRガス等を吸気拡大室８に導入す
る場合、このEGRガス等は吸気拡大室８に一旦
一つの大きな空間に導入されたのち各独立吸気通
路６を介して各気筒４に供給されるので、EGR
ガス等を各気筒４にほぼ均等に分配することがで
き、この良好な分配性により各気筒４での燃焼状
態を均等にして各気筒４間でのトルク変動を防止
することができる。そして、この場合、吸気拡大
室８と連通部１３とを仕切る仕切板２８には水抜
き孔２９が設けられていることにより、上記吸気
拡大室８に導入されたEGRガス等中に含まれる
水分は溜ることなく、上記水抜き孔２９を介して
下側の連通部１３に排水され、この連通部１３か
ら各分岐孔１２を介して各気筒４へ導かれて蒸発
処理されることになり、上記水分が吸気拡大室８
に溜ることによるタンク部１７の腐食を未然にか
つ確実に防止することができる。また、その際、
上記水抜き孔２９は開閉弁１４に対向しないよう
分岐孔１２，１２間の中間箇所に対応する位置に
設けられているので、吸気拡大室８から水抜き孔
２９を介して連通部１３へ排水された水分が直接
開閉弁１４に当たることがなく、開閉弁１４の良
好な作動を確保することができる。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば、吸気拡大室８を構成するタンクと連
通部１３を構成するタンクとを、両者の外壁の一
部を共用して上下に並設した吸気系に対しても適
用でき、この場合、この仕切部として共用する外
壁に水抜き孔を設ければ、上記実施例と同様の作
用効果を奏し得る。

さらに、本考案は以上の実施例の如く吸気拡大
室８と連通部１３とを完全に仕切つたものに限ら
ず、吸気拡大室８と連通部１３とを例えば第１図
で仮想線で示す如く仕切板２８に設けた連通路３
０で連通させて、低回転域でこの連通路３０を介
して連通する吸気拡大室８と連通部１３との間で
吸気圧力振動を起こすことにより吸気の充填効率
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。

さらに、本考案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
気筒エンジンや６気筒エンジンにも適用すること
ができる。そして、各気筒の吸気行程のずれが４
気筒エンジンでは180°となるが、例えば６気筒エ
ンジンでは120°となるので、６気筒のエンジンに
適用する場合は上記連通部１３を短く形成してお
けば、高回転域で特定気筒に他の気筒から連通部
１３を通して伝播される圧力波と連通部１３から
の反射波とをほぼ合致させることができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、吸気拡
大室と各気筒との間の互いに独立した各独立吸気
通路をその途中で相互に連通する連通部を設け、
その連通部による連通をエンジンの低回転域で閉
塞し、高回転域で開放するようにしたので、低回
転域および高回転域でそれぞれ吸気の慣性効果を
高めることができ、特に高回転域では上記連通部
を通して気筒間を伝播する圧力波によつて吸気充
填効率をより一層高めて、高回転時の出力を大幅
に向上させることができる。しかも、上記連通部
を吸気拡大室の下側に並設したので、上記の効果
を発揮する吸気系を小型、コンパクトに形成する
ことができ、車載性の向上を図ることができる。
さらに、上記吸気拡大室と連通部とを区画する仕
切部に水抜き孔を設けたので、EGRガス等をそ
の良好な分配性を確保すべく吸気拡大室に導入し
た場合、このEGRガス等中に含まれる水分が吸
気拡大室に溜るのを防いで、吸気拡大室の構成壁
（タンク）の腐食防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示し、第１図は第３
図の−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。 １……エンジン本体、４……気筒、６……独立
吸気通路、８……吸気拡大室、１２……分岐孔、
１３……連通部、１４……開閉弁、１７……タン
ク部、２８……仕切板、２９……水抜き孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 気筒別に互いに独立して設けられた各独立吸気
   通路の上流端が各々吸気拡大室に接続された多気
   筒エンジンの吸気装置において、 上記各独立吸気通路の途中部は、該各独立吸気
   通路の途中部から上方に分岐して各独立吸気通路
   を相互に連通する連通部に接続されており、該連
   通部の上記各独立吸気通路からの分岐部には、該
   各独立吸気通路と連通部との連通をエンジンの低
   回転域で閉塞し、高回転域で開放する開閉弁が
   各々配設されており、 上記吸気拡大室と連通部とは、タンクを仕切部
   で仕切ることによつて該タンク内の仕切部の上側
   を吸気拡大室、下側を連通部として形成されてい
   て、該連通部は吸気拡大室の下側に並設されてお
   り、かつ上記連通部の容積は上記吸気拡大室の容
   積よりも小さく設定されており、 上記吸気拡大室と連通部とを区画する仕切部に
   は、該吸気拡大室に流入した水分を上記連通部へ
   排水するための水抜き孔が設けられていることを
   特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。