JPS61200328A - 内燃機関の吸気装置 - 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、気筒毎に２つの吸気弁を備えた内燃機関の吸
気系の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 この種の内燃機関の吸気系としては、例えば、第３図に
示すようなものがある（特願昭５８−２２５３５６号参
照）。

即ち、各気筒毎に２つの吸気弁ＩＡ、ＩＢとこれら吸気
弁ＩＡ、ＩＢに至る２つの吸気ボ〜１−２Ａ、２Ｂを備
え、一方の吸気ボー）２Ａに燃料噴射弁３．他方の吸気
ポート２Ｂにはバタフライ式の開閉弁４が備えられてい
る。そして、機関の低速域では前記開閉弁４を閉じて一
方の吸気ポート２Ａのみから吸気を行うことにより、燃
焼室５内にスワールを発生させて燃焼性を改善し、燃費
。

出力、排気特性等の改善を図る。

一方、機関の高速域では、開閉弁４を開いて２つの吸気
ポート２Ａ、２Ｂから吸気を行うことにより、通気抵抗
を減少させて吸気充填効率を向上させ、高出力化を図っ
ている。

尚、排気弁６Ａ、６Ｂと排気ボー１−７Ａ、７Ｂも気筒
毎に２個ずつ備えている。８は点火栓である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、このものにおいては、開閉弁４を閉じる低速
域と開閉弁４を開く中・高速域とでは、吸気ボー）２Ａ
、２Ｂの分岐点より」−流側の吸気通路の大部分は共通
に使用されるため、該吸気通路の気柱の固有振動数は殆
ど変化せず、したがって、吸気脈動を利用したいわゆる
慣性過給を行う場合、低速域と中・高速域との双方で良
好な慣性過給効果を得ることはできなかった。

このため、第４図に示すように、２つの吸気ボーｌ−２
Ａ、２Ｂに夫々通路形状（長さ、断面積等）の異なる独
立したブランチ部９Ａ、９Ｂを介してコレクタ部９Ｃと
接続するマニホールド９を取り付けたものが本出願人に
より提案された（昭和６０年２月２８日出願）。１０は
吸気絞り弁である。

即ち、低速域では通路長が長く断面積の小さい低速用の
ブランチ９Ａにより低速域にマツチングした慣性過給を
行い、中・高速域では通路長が短く断面積の大きな高速
用のブランチ部９Ｂを開通させることにより、中・高速
域にマツチングした慣性過給を行うことを狙ったもので
ある。

しかしながら、このものにおいては、コレクタ部９Ｃは
１個で低速域と中・高速域とで共通に用いられるため、
開閉弁４が開く中・高速域においては、低速用のブラン
チ部９Ａにおいて生じる吸気脈動と中・高速用のブラン
チ部９Ｂにおいて生じる吸気脈動とがコレクタ部９Ｃに
おいて夫々の脈動を打ち消しあって減衰させる方向に干
渉してしまうため、慣性過給効果が十分に発揮されない
という問題を残していた。

本発明は、」−記の実状に着目してなされたもので、開
閉弁が開く中・高速域においても慣性過給効果を十分に
発揮させることができ、トルク向上をより促進した内燃
機関の吸気装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、吸気遮断手段を備えない吸気ポー
ト同士と、吸気遮断手段を備えた吸気ポートとに夫々低
速域と中・高速域との慣性過給に適合した異なる通路形
状のブランチ部とコレクタ部とからなる第１マニホール
ドと第２マニボールドとを接続し、これら２つのマニホ
ールドの上流端部に夫々吸気絞り弁を設けると共に、２
つのマニホールドのコレクタ部相互間を連通ずる連通路
と、該連通路に介装され機関運転条件に応じて開閉され
る制御弁とを設ける構成とする。

く作用〉 かかる構成において、吸気遮断手段が閉じる低速域では
、第１マニボールドにより低速域に適合した慣性過給が
行え、また吸気遮断手段が開く運転領域では、中・高速
域の慣性過給に良好にマツチングする周辺の領域では、
制御弁を閉じて第１マニボールドと第２マニホールドと
で夫々生じる吸気脈動の干渉を防止して慣性過給を積極
的に利用し、慣性過給のマツチング点から離れ慣性過給
を行うことにより却って充填効率が低下する領域では、
制御弁を開いて吸気脈動を干渉させて減衰させることに
より充填効率の低下を防止するように切換制御する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

一実施例を示す第１図において、４気筒内燃機関の気筒
毎に第１吸気弁１１Ａ及び第２吸気弁１１Ｂと、これら
吸気弁に至る第１吸気ボー目２Ａ及び第２吸気ボー）１
２Ｂを備える。また、第１吸気ボー）１２Ａには燃料噴
射弁１３、第２吸気ボー）１２Ｂには機関の所定回転数
未満の低速域で閉し、所定回転数以上の中・高速域では
開くように開閉制御される開閉弁１４が夫々介装されて
いる。

そして、各気筒の第１吸気ポート１２Ａには、機関の低
速域での慣性過給効果を高めるべく、通路長が大きく断
面積の小さな各ブランチ部１５Ａと、これらブランチ部
１５Ａが集合するコレクタ部１５Ｂとからなる第１マニ
ボールド１５を接続する。

一方、各気筒の第２吸気ボー１−１２Ｂには、機関の中
・高速域での慣性過給効果を高めるべく、通路長が小さ
く断面積の大きな各ブランチ部１６Ａと、これらブラン
チ部１６Ａが集合するコレクタ部１６Ｂとからなる第２
マニボールド１６を接続する。

これら第１マユボールド１５の」１流端部及び第２マニ
ボールド１６の」−流量部には、夫々アクセル操作に連
動して開度制御される第１吸気絞り弁１７及び第２吸気
絞り弁１８が設けられる。

この場合、第２吸気絞り弁１８は、第１吸気絞り弁１７
と同時に開かれるようにしてもよいが、第１吸気絞り弁
１７が全開となった後に開かれるようにしてもよい。後
者の場合には、第２吸気絞り弁１８が吸気遮断手段の機
能を兼ねるので開閉弁１４を省略してもよい。但し、第
２吸気ポート１２Ｂへの排気の吹き返し量を十分減少さ
せるためには残しておいてもよい。

また、第１マニボールド１５のコレクタ部１５Ｂと第２
マニホールド１６のコレクタ部１６Ｂとの間を連通ずる
連通路１９と、該連通路１９に介装され機関運転条件に
応じて開閉制御される制御弁２０とが設けられる。

次に作用を説明する。

機関の低速域においては、開閉弁１４が閉じ、吸気は第
】マニホールド１５から各気筒の第１吸気ボー１〜１２
Ａを経由して第１吸気弁１１Ａのみから燃焼室内に供給
される。

したがって、第１マニホールド１５のブランチ部１５Ａ
の通路形状によって定まる気柱の固有振動数により機関
の低速域にマツチングした慣性過給が良好に行われ、吸
気充填効率が高められて第２図のＡ特性に示すように低
速域でのトルクを十分に高めることができる。

尚、この場合、開閉弁１４は閉しているので、制御弁２
０ば開または閉のいずれでも気柱の固有振動数は殆ど変
わらず、トルク特性に大差はない。

又、第１吸気弁１１Ａの閉時期は、下死点イ］近と早め
に設定すれば、低速域にマツチングする吸気通路長を少
しでも短くコンパクト化できると共に、実圧縮比も大き
くなるため、この面からも吸気充填効率が高められ、１
〜ルクを向」二できる。

一方、機関の所定回転数以上の中・高速域においては、
開閉弁１４が開かれ、第２マニホールド１６゜第２吸気
ポー１−１２Ｂを経て第２吸気弁１１Ｂからも吸気が行
われる。

かかる中・高速域で制御弁２０を閉じた場合は、第１マ
ニボールド１５と第２マニホールド１６とで夫々生しろ
吸気脈動の干渉が防止されるので、第２マニボールド１
６のブランチ部１６Ａ形状による慣性過給を利用したト
ルク特性が得られ、第２図のＢで示すように最大トルク
を十分に高めることかできる。

これに対し、制御弁２０を開いた場合は、第１マニホー
ルド１５と第２マニホールド１６とで夫々生じる吸気脈
動が連通路１９を介して夫々のコレクタ部１５Ｂ、１６
Ｂ内で干渉し合い、脈動は減衰されてトルク特性は第２
図のＣで示すようになる。

この時性Ｃを、前記制御弁２０を閉じた時の慣性過給を
有効利用した特性Ｂと比較すると、慣性過給のマツチン
グ点から離れた領域では脈動の負圧波が吸気行程に同期
してしまうため、脈動を減衰させた方が吸気充填効率が
向上し、高いトルクを得られる。

したがって、第２図に示すように、慣性過給のマツチン
グ点（最大トルク点）周辺の領域では、制御弁２０を閉
じて慣性過給を積極的に活用し、マツチング点から低速
側と高速側とに大きく離れた領域では制御弁２０を開い
て常にトルクが高い側となるように切換制御する。但し
、実用上は機関回転数のめで制御弁２０を制御しても殆
ど支障はない。

尚、第２吸気弁１１Ｂは、第１吸気弁１１Ａに比べて閉
時期を圧縮行程半ば近くまで遅らせて設定し、実圧縮比
を小さくして耐ノツク性を向上させることによってもト
ルク向上を図るのがよい。

上記実施例では吸気遮断手段として開閉弁１４によった
が、これに代え第２吸気弁１１Ｂを低速時閉塞停止する
ことにより吸気遮断手段としてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、吸気遮断手段非
装着側の吸気ポートに接続されるマニホールドと、吸気
遮断手段装着側の吸気ポートに接続されるマニホールド
とを別個に設け、夫々のコレクタ部相互を連通させた連
通路を制御弁によって開閉切換する構成としたため、吸
気遮断手段が閉じる低速域は勿論のこと、特に吸気遮断
手段が開かれる中・高速域においても慣性過給を十分有
効に利用することができ、また、慣性過給特性が却って
悪影響を及ばず領域では慣性過給機能を低下させること
により、全運転領域に亘って吸気充填効率の向上を図れ
、トルク特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要構成を示す断面図、第
２図は同上実施例のトルク特性を示す線図、第３図は本
出願人による第１の先願例の概要構成を示す断面図、第
４図は同じく本出願人による第２の先願例の概要構成を
示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気筒毎に２つの吸気弁と、これら吸気弁に至る２つの独
   立した吸気ポートとを備えると共に、一方の吸気ポート
   に機関の低速域で閉じ、中・高速域で開くように開閉制
   御される吸気遮断手段を備えてなる内燃機関の吸気装置
   において、各気筒の吸気遮断手段を備えない側の吸気ポ
   ート同士には、低速域での慣性過給に適合した通路形状
   を有するブランチ部及びコレクタ部からなる第１マニホ
   ールドを接続し、吸気遮断手段を備えた側の吸気ポート
   同士には、中・高速域での慣性過給に適合した通路形状
   を有するブランチ部及びコレクタ部からなる第２マニホ
   ールドを接続し、かつ、これら２つのマニホールドの上
   流端部に夫々吸気絞り弁を設けると共に、２つのマニホ
   ールドのコレクタ部相互間を連通する連通路と、該連通
   路に介装され機関運転条件に応じて開閉される制御弁と
   を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。