JPH0730696B2

JPH0730696B2 - Ｖ型エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JPH0730696B2
Application number: JP61000434A
Authority: JP
Inventors: 和昭外園; 哲男平岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-01-06
Filing date: 1986-01-06
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS62159725A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、２つのバンクを備えたＶ型エンジンの吸気装
置の改良に関するものである。

（従来技術）従来より、Ｖ型エンジンにおいて、２つのバンクに対し
て各気筒の吸気ポートを両バンクの内側に互いに対向す
るように形成し、この吸気ポートに独立吸気通路を接続
するようにした吸気系の構造は、例えば、米国特許第2,
845,912号明細書に見られるように知られている。

また、一般に、吸気慣性、共鳴等の吸気の動的効果すな
わち圧力波を利用して充填効率を高め、これによって高
出力を得るように吸気系を構成することが知られてい
る。しかし、このような吸気系を構成するためには、吸
気系に生じる負圧波を反転させて燃焼室に導くための圧
力波反転部すなわちサージタンクを吸気系に設ける必要
があるとともに、効果的なタイミングで圧力波を燃焼室
に導くために、上記反転部下流側に所要長さの吸気通路
を確保しなければならないものであり、吸気装置が大型
化するのでコンパクトに形成することが要求される。し
かし、コンパクト化のために吸気通路の曲率を大きくす
ると、吸気通路の通路抵抗が増大して高吸気流量を確保
する上で障害となる。

そこで、例えば、Ｖ型エンジンの各気筒の吸気ポートに
連通する吸気通路を一方のバンクの上方部に湾曲させ、
この部分に吸気通路の端部を接続するタージタンクを配
設する吸気系構造が考えられる。この構造においては、
一方のバンク間の上方空間に、サージタンクを配設する
とともに、該サージタンクから分岐して各気筒に連通す
る吸気通路を湾曲して形成したので、ボンネットの傾斜
に対応してサージタンクを設置することができ、エンジ
ン全高を低くコンパクトに形成できるものであるが、吸
気系の組付けに困難性を伴うものである。

すなわち、両バンクの対向する内側に各気筒の吸気ポー
トが開口し、上記のように一方のバンク上に配置された
サージタンクから吸気通路を湾曲させて上記各吸気ポー
トに接続する場合に、一方のバンク上部においては吸気
通路が並設され、このサージタンクおよび湾曲した吸気
通路が、吸気通路のシリンダヘッドへの組付け、インジ
ェクタの装着等の作業の障害となるものである。

（発明の目的）本発明は上記事情に鑑み、両バンクの内側に互いに対向
するように形成した各気筒の吸気ポートに吸気通路をそ
れぞれ接続するについて、所要の特性を有するサージタ
ンクおよび吸気通路の構造を得るとともに、その組付け
作業性を向上するようにしたＶ型エンジンの吸気装置を
提供すること目的とするものである。

（発明の構成）本発明の吸気装置は、両バンクの内側に互いに対向する
ように形成した吸気ポートに接続する各独立吸気通路
を、一方のバンクの上方に配置した上下に分割された空
間を有するサージタンクに対し、上方の空間に一方のバ
ンクからの独立吸気通路を接続し、下方の空間に他方の
バンクからの独立吸気通路を接続し、上記独立吸気通路
は一旦両バンク間の略中央部でエンジン軸方向に沿って
気筒列方向に並び、その並んだ部分から両バンクの気筒
へと分かれるように配置してなり、かつ各独立吸気通路
を上記気筒列方向に並んだ部分でサージタンク側通路と
吸気ポート側通路とに分割し、分割部分の接続面を略水
平に形成し、かつ上記独立吸気通路のサージタンク側通
路をサージタンクと一体形成するとともにその下流側の
接続面部分をフランジ部で一体に連結し、サージタンク
側通路と吸気ポート側通路との分割部分を上方からのボ
ルトで締結し、さらに、前記サージタンクを該サージタ
ンクの前記独立吸気通路の接続部と反対側部分に取付け
た連結部材によってエンジン本体の一方のバンクに連結
支持したことを特徴とするものである。

（発明の効果）本発明によれば、両側のバンクの吸気ポートに接続する
各独立吸気通路を一方のバンクの上方に配置した上下に
分割した空間を有するサージタンクに対して、この上下
の空間にそれぞれのバンク毎に接続するようにしたこと
により、サージタンクへの独立吸気通路の接続がバンク
毎に上下にずれ、サージタンク内部空間の吸気の流通抵
抗が低減するとともに、上方の空間をサージタンクに近
い一方のバンクに下方の空間をサージタンクから遠い他
方のバンクに接続することで、一方のサージタンクに対
する独立吸気通路の曲率を小さくして通路抵抗を低減し
て両側のバンクでの通路抵抗の均等化を図り、しかもサ
ージタンク下流側に所望の吸気通路長さを確保してサー
ジタンクに接続することができ、また、吸気系のエンジ
ン上方への突出量を少なくすることができ、ボンネット
との関係におけるレイアウト、デザイン等の自由度が増
すものである。

さらに、前記独立吸気通路をサージタンク側通路と吸気
ポート側通路とに略水平の接続面によって分割するよう
にしたことにより、上記吸気ポート側通路の両バンクへ
の取付けをサージタンク側通路がない状態で行うように
して、その取付け作業が容易で高い作業性でもって行う
ことができると同時に、この吸気ポート側通路にサージ
タンク側通路を接続するときには、サージタンク側通路
がサージタンクと一体形成され、しかも、両者の接続面
が略水平のフランジ部で一体に連結され、分割面の各独
立吸気通路が気筒列方向に並んでいることで、エンジン
上方からのボルトの締結作業によって行うことができ、
その組付け作業に優れるものである。

一方、前記のように分割面付近の独立吸気通路が気筒列
方向に並んでいることに伴ってサージタンク部分での振
動が発生しやすくなり、分割面のシール性が不利となる
のを、サージタンクを前記のように両バンクの吸気抵抗
を同一にするため他方のバンクに対するサージタンクを
下方に設け、このサージタンクをその前記独立吸気通路
の接続部と反対側部分に取付けた連結部材によってエン
ジン本体の一方のバンクに連結支持してサージタンクの
振動を抑制して分割面のシール性を改善し、連結部材の
長さも短くなって振動面でさらに有利となり、連結部材
自体の要求強度が低下してコストの低減が図れるもので
ある。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第１図
は吸気装置を備えた６気筒Ｖ型エンジンの上部構造を一
部断面にして示す側面図、第２図はその平面図を示す。
この例のＶ型エンジンは自動車の車体前方に形成された
エンジンルーム内に、その出力軸が横方向になるように
配置された、いわゆる横置型エンジンの例を示し、第１
図において右側（第２図において下側）が車体前方であ
る。

６気筒Ｖ型エンジン１は、中央下部のシリンダブロック
２上に前シリンダヘッド３および後シリンダヘッド４が
傾斜配設されて、互いに角度をもってピストン５が摺動
する気筒C₁〜C₆（第２図において右から順に第１ないし
第６気筒）を有する前方バンク1Aと後方バンク1Bとが形
成されてなる。すなわち、各気筒C₁〜C₆は所定の角度を
なしてＶ字状に配置され、６つの気筒C₁〜C₆は交互に奇
数気筒と偶数気筒の３気筒ずつの２つのグループに区分
されて前後方のバンク1A,1Bを構成している。２つのバ
ンク1A,1Bの気筒C₁〜C₆は出力軸方向（第２図の左右方
向）に互いにずれて配置されることになり、これに対応
して前シリンダヘッド３が後シリンダヘッド４よりも前
方から見て右側にずれて配置されている。

前記各気筒C₁〜C₆のピストン５上部にそれぞれ形成され
る燃焼室７には、吸気ポート８および排気ポート（図示
せず）が開口し、両ポートはそれぞれ吸気弁９および排
気弁（図示せず）によって所定のタイミングで開閉作動
される。前後のシリンダヘッド3,4における上記吸気ポ
ート８は、内面側に互いに対向して開口形成されてい
る。そして、前後シリンダヘッド3,4の上部には、動弁
機構等を覆うヘッドカバー3a,4aが取り付けられてい
る。

上記両側の前後方のバンク1A,1Bの各気筒C₁〜C₆に吸気
を供給する吸気装置は、両側のシリンダヘッド3,4の各
吸気ポート８にそれぞれ接続される前後の各独立吸気通
路10,11を構成する吸気マニホールド６と、後方バンク1
Bの上方に位置して配置され前記独立吸気通路10,11の上
流端が接続されるサージタンク12とを備えている。

上記サージタンク12は、出力軸方向すなわち車の横方向
に長い箱状体として構成され、内部が略水平方向に伸び
る仕切壁15によって上サージタンク13と下サージタンク
14との上下２つの空間に分割されている。そして、上記
下サージタンク14に対して該サージタンクから遠い方の
前方バンク1Aからの前独立吸気通路10が接続され、上サ
ージタンク13には近い方の後方バンク1Bからの後独立吸
気通路11が接続され、各バンク1A,1B毎に独立吸気通路1
0,11が集合されている。

また、前記両独立吸気通路10,11は、両側のバンク1A,1B
の中間上部の略水平な接続面Ｆを分割部分として、サー
ジタンク12に接続される上流側のサージタンク側通路10
a,11aと、吸気ポート８に接続される下流側の吸気ポー
ト側通路10b,11bとに２分割されるとともに、この分割
部分近傍においては、各独立吸気通路10,11は気筒列方
向に並んだ配設されている。

すなわち、前方バンク1Aに接続された前独立吸気通路10
は、吸気ポート側通路10bによって両バンク1A,1Bの中間
位置に向けて斜め後上方に延び、略水平の接続面Ｆを介
してサージタンク側通路10aによって僅かな曲率をもっ
て上方から後方にさらに若干下方に向って延び、後方バ
ンク1Bの上方に位置するサージタンク12の下サージタン
ク14に側方から接続される。一方、後方バンク1Bに接続
された後独立吸気通路11は、吸気ポート側通路11bによ
って両バンク1A,1B中間の前記と略同一位置に向けて斜
め前上方に延び、共通の前記接続面Ｆを介してサージタ
ンク側通路11aによって僅かな曲率をもって上方から略
水平に後方に向って延び、サージタンク12の上サージタ
ンク13に側方から接続される。上記接続構造によって、
逆の接続による独立吸気通路10,11の大きな曲りを防止
し、吸気抵抗の増加を抑制している。

また、前記上下サージタンク13,14に対する独立吸気通
路10,11の接続位置は、前方バンク1Aが後方バンク1Bよ
り右側にずれて配置されているのに対応し、下サージタ
ンク14に対する前独立吸気通路10の接続位置が、上サー
ジタンク13に対する後独立吸気通路11の接続位置より右
側にずれている。これに伴い、上サージタンク13の右部
は低く形成され、下サージタンク14の左端部には後述の
連通制御弁27が配設される。

さらに、前記サージタンク側通路10a,11aは、第２図に
示すように上方から見て第１および第３気筒C₁,C₃の通
路10aが右側に、第４および第６気筒C₄,C₆の通路11aが
左側に屈曲して形成され、奇数気筒（前方バンク1A）の
サージタンク側通路10aの左側に、偶数気筒（後方バン
ク1B）のサージタンク側通路11aとの間に空間部が形成
されている。

上記前後独立吸気通路10,11における上流側のサージタ
ンク側通路10a,11aは前記サージタンク12と一体に形成
され、下流側の各気筒の吸気ポート側通路10b,11bは下
流端の取付フランジ10c,11cが取付けボルト20によって
それぞれ前後方のバンク1A,1Bに固着される。また、サ
ージタンク側通路10a,11aと吸気ポート側通路10b,11bと
は、それぞれの接続端部に略水平に形成された各気筒共
通の上下の接続フランジ部16,17の接合によって接続さ
れる。

この接続フランジ部16,17は、それぞれ全気筒のサージ
タンク側通路10a,11aおよび吸気ポート側通路10b,11bの
接続端部を連続するように一体に形成される。また、両
接続フランジ部16,17を前側および後側のボルト18,19で
締結するについて、後方に湾曲しているサージタンク側
通路10a,11aが上方に位置する後側のボス部16aは、前記
サージタンク側通路10a,11aが平面的に左右に屈曲して
該通路間が離れている空間部分に、フランジ部16から上
方に伸びて高く形成され、上方からのボルト19の締め付
けが可能なように構成されている。

一方、前記サージタンク12の上下サージタンク13,14は
右方に伸びた上流側の導入通路部13a,14aが、筒状に前
方に湾曲して伸びてそれぞれスロットルボディ21に上下
に接続され、このスロットルボディ21内に上下に設置さ
れたスロットル弁22,23によってそれぞれの吸気流量が
制御される。このスロットルボディ21よりさらに上流側
の吸気通路24は、図示しない上流側で合流して１つの主
吸気通路を構成し、エアクリーナに接続されている。ま
た、前記サージタンク12は、後方の連結部材25（ステ
ー）によってエンジン本体の後方バンク1Bにおける後シ
リンダヘッド４に連結支持され、この連結部材25の上端
は下サージタンク14の後側部分すなわち前記独立吸気通
路10の接続部と反対側部分に取付けられている。

前記サージタンク12の上サージタンク13と下サージタン
ク14とは、第３図および第４図に示すように、下サージ
タンク14の左端部に形成された連通路26を介して連通さ
れ、この連通路26の途中に連通面積を変更する連通制御
弁27が介装されている。すなわち、第６気筒C₅の独立吸
気通路11の上サージタンク13に対する接続開口部分の下
方における仕切壁15は、下サージタンク14側に低く形成
されてこの部分に連通路26が形成され、該連通路26を前
後方向に貫通してバタフライタイプの連通制御弁27の軸
部27aが支承され、該制御弁27の回動による開度がアク
チュエータ28の作動によって変更調整されるものであ
る。上記アクチュエータ28は主にエンジン回転数に対応
して制御され、エンジン回転数の上昇に応じて連通面積
を増大するように開度調整する。

また、上記サージタンク12には結露等によって生起する
水をサージタンク12外に排出するために、前記連通制御
弁27が開状態にあるときに連通路26を介して上サージタ
ンク13内の水を下サージタンク14に流下させ、下サージ
タンク14内の水と共にサージタンク12の底部に形成した
水抜き穴29から排出するものである。

さらに、上記吸気系には第５図および第６図にも示すよ
うに、NOx抑制用の排気ガスを還流するEGR通路30が付設
されている。前後方のバンク1A,1B間のエンジン右部に
はEGRアダプタ31が配設され、このEGRアダプタ31内には
EGR通路30を開閉作業するEGRバルブ33が介装され、図示
しない排気通路から排気ガスを導くパイプ34（第２図参
照）が上記EGRアダプタ31に接続される。

上記EGRバルブ33を経た排気ガスを導くEGR通路30は、EG
Rアダプタ31からの導出部30aが前記吸気ポート側通路10
b,11bのフランジ部17から接続面Ｆを介してサージタン
ク側通路10a,11aのフランジ部16に連通し、中間部30bが
吸気マニホールド６の第１気筒C₁用の独立吸気通路10の
サージタンク側通路10aの側部に沿ってこれと一体に形
成され、サージタンク12の部分にまで延設される。この
EGR通路30の下流端は、サージタンク12の上下サージタ
ンク13,14に対して、それぞれの上流側の導入通路部13
a,14aに形成されたドリル孔による導入部30c,30dで連通
している。これにより、排気ガスは両バンク1A,1Bの各
気筒C₁〜C₆に対して均等に良好な分配性でもって還流さ
れる。

一方、両側のバンク1A,1Bには、前記各独立吸気通路10,
11の吸気ポート側通路10b,11bの下流端の取付フランジ1
0c,11cに、各気筒C₁〜C₆の吸気ポート８に燃料を噴射す
るインジェクタ36が装着されている。該インジェクタ36
には、各バンク1A,1B毎に配設された燃料供給パイプ37,
37が接続されて燃料が供給される。また、エンジン１の
上方には、エンジンルームを覆うボンネット38が、後方
から前方に対して下降するように傾斜して配置されてい
る。

本例における６気筒Ｖ型エンジン１は、点火順序が第１
−２−３−４−５−６気筒の順に設定され、第1,3,5気
筒が前方バンク1Aに、第2,4,6気筒が後方バンク1Bにそ
れぞれ属している。従って、上サージタンク13および下
サージタンク14内においては、各サージタンク13,14に
接続される気筒間では吸気順序が連続せず、吸気干渉が
生じない。

また、下記のようにサージタンク12上流の吸気通路にお
ける圧力波を利用して出力向上を図ることができる。す
なわち、２つのバンク1A,1Bに属する気筒で、吸気行程
の際に吸気弁９の開閉動作によって生じる負圧波は互い
に逆転した位相関係になっている。各気筒で生じた負圧
波は、独立吸気通路10,11を上流に伝播し、それぞれに
対応する上下サージタンク13,14に到達する。サージタ
ンク下流の独立吸気通路10,11は、各気筒に対してすべ
て同じ長さに設定されているので、上下サージタンク1
3,14における圧力波も２つのバンク1A,1Bに属する気筒
間で半波長ずれた状態になっている。上下サージタンク
13,14に到達した負圧波は、それぞれ導入通路部13a,14a
から上流に伝播して、スロットルボディ21を経て上流側
の吸気通路24の合流点において干渉し、反転して正圧波
となって燃焼室７内に戻る。この反転正圧波は、吸気の
充填効率を高める効果いわゆる共鳴効果を与えて高出力
を得ることができる。

さらに、サージタンク12下流の各独立吸気通路10,11の
長さを十分に確保することができるため、上下サージタ
ンク13,14で反射する圧力波を利用した慣性効果による
出力向上をも十分に得ることができる。また、連通制御
弁27の開度調整により上下サージタンク13,14の容積効
果を変動し、回転数に対して広い範囲で慣性効果および
共鳴効果の特性を適合させるものである。

上記実施例によれば、各独立吸気通路10,11をサージタ
ンク側通路10a,11aと吸気ポート側通路10b,11bとに分割
するとともに、両者の接続面Ｆを略水平に設定し、さら
に、各気筒の吸気ポート側通路10b,11bをフランジ部16,
17で一体に連結構成し、同様に各気筒のサージタンク側
通路10a,11aはサージタンク12と共に一体に構成されて
いることにより、その組付け性が向上している。すなわ
ち、吸気ポート側通路10b,11bを前後シリンダヘッド3,4
に組付ける時には上部にサージタンク側通路10a,11aが
ないことから、上方からの取付フランジ10c,11cのシリ
ンダヘッド3,4への締結作業、インジェクタ36の装着お
よび燃料供給パイプ37との接続作業等が容易に行える。
また、上記吸気ポート側通路10b,11bとサージタンク側
通路10a,11aとの接続は、各独立吸気通路10,11が気筒列
方向に並んで開口ししかも略水平に形成された接続フラ
ンジ部16,17において、後側のボス部16aに対しても上側
からの締結ボルト18,19の締付けによって行い、その作
業は容易である。

一方、上記吸気構造では、後シリンダヘッド４上にサー
ジタンク12を配設し、下サージタンク14に対し離れて位
置する前方バンク1Aからの前独立吸気通路10を接続する
一方、上サージタンク13に対しては近い位置の後方バン
ク1Bからの後独立吸気通路11を接続したことで、後方バ
ンク1Bに対する後独立吸気通路11の曲率を小さくしてそ
の通路抵抗を前独立吸気通路10と均等化しているととも
に、独立吸気通路10,11の曲率が小さくなっているの
で、吸気の通路抵抗が小さく、高回転等において吸気不
足の問題は生じない。また、前方のバンク1Aの上方には
吸気装置が配置されていないので、エンジン１とボンネ
ット38の間隔を十分小さくすることができる。なお、後
方バンク1Bの上方にはサージタンク12が配設されて、前
方バンク1A,1Bの下方部よりも上方への張り出しが大き
くなるが、この部分はボンネットが傾斜しているため
に、上方空間に比較的余裕があり、従って、充分な吸気
管長さを確保しつつ、吸気装置を無理なく配置すること
ができる。

また、前記のように独立吸気通路10,11の分割部分すな
わち接続面Ｆの付近の各独立吸気通路10,11が気筒列方
向に並んでいることに伴って、接続フランジ部16,17の
幅が狭くなり、この部分を支点としてサージタンク12で
の上下方向の振動が発生しやすくなり、その影響で接続
フランジ部16,17間のシール性が不利となるのを、前記
サージタンク12を両バンク1A,1Bに対する独立吸気通路1
0,11での吸気抵抗を同一にするため、前述のように下方
に配置した前方バンク1Aに対する下サージタンク14の後
側に取付けた連結部材25によってサージタンク12をエン
ジン本体に連結支持するようにしたことにより、該サー
ジタンク12の上下方向の振動を有効に抑制して分割部分
の良好なシール性を確保し、連結部材25の長さも短くな
って振動抑制効果が大きく、連結部材25自体の要求強度
が低下してコストの低減が図れる。

なお、上記実施例においては、横置型Ｖ型エンジンに本
発明を適用した場合について説明したが、本発明は、こ
れに限られるものではなく、他の種々のＶ型エンジンに
対して同様に適用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における吸気装置を備えたＶ
型エンジンの要部を一部断面にして示す左側面図、第２図は同要部平面図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第４図は第３図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は排気ガスの還流を行うEGR通路の構造を示す要
部平面図、第６図は第５図のVI−VI断面と共にEGR通路の側面構造
を示す断面図である。１……Ｖ型エンジン、1A,1B……バンク２……シリンダブロック、C₁〜C₆……気筒 3,4……シリンダヘッド６……吸気マニホールド、８……吸気ポート 10,11……独立吸気通路 10a,11a……サージタンク側通路 10b,11b……吸気ポート側通路 12……サージタンク 13,14……上下サージタンク 13a,14a……導入通路部 15……仕切壁、Ｆ……接続面 16,17……接続フランジ部 21……スロットルボディ 22,23……スロットル弁 36……インジェクタ 37……燃料供給パイプ、38……ボンネット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つのバンクに各々３気筒ずつ備え、各気
筒の吸気ポートを両バンクの内側に互いに対向するよう
に形成したＶ型エンジンの吸気装置において、一方のバ
ンクの上方に上下に２分割された空間を有するサージタ
ンクを配置するとともに、該サージタンクの上方の空間
と上記一方のバンクの気筒とを連通する独立吸気通路
と、上記サージタンクの下方の空間と他方のバンクの気
筒とを連通する独立吸気通路とを設け、その独立吸気通
路は上記サージタンクから分岐した後、一旦両バンク間
の略中央部でエンジン軸方向に沿って気筒列方向に並
び、その並んだ部分から両バンクの気筒へと分かれるよ
うに配置され、かつ各独立吸気通路は上記気筒列方向に
並んだ部分でサージタンク側通路と吸気ポート側通路と
に分割され、分割部分の接続面は略水平に形成され、か
つ上記独立吸気通路のサージタンク側通路は上記サージ
タンクと一体形成されるとともにその下流側の接続面部
分はフランジ部で一体に連結され、サージタンク側通路
と吸気ポート側通路との分割部分は上方からのボルトで
締結され、さらに、前記サージタンクは該サージタンク
の前記独立吸気通路の接続部と反対側部分に取付けられ
た連結部材によってエンジン本体の一方のバンクに連結
支持されていることを特徴とするＶ型エンジンの吸気装
置。