JP4850822B2 - Multi-cylinder engine intake system - Google Patents
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Description
本発明は多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクを備える多気筒エンジンの吸気装置に関する。 The present invention relates to an intake device for a multi-cylinder engine, and more particularly to an intake device for a multi-cylinder engine having a surge tank whose internal space is divided into an upper portion and a lower portion.
従来、吸気系にサージタンクを備えるエンジンが一般に知られている。このサージタンクとしては、その内部空間を上方部分と下方部分とに分割し、これら上方部分と下方部分との間に隔壁を設けたものが存在する。このようなサージタンクでは、複数の気筒から構成される二つの気筒列を備える多気筒エンジン(例えばV型エンジン)の一方の気筒列に連結される吸気枝管が上方部分に連結され、他方の気筒列に連結される吸気枝管が下方部分に連結される。そして、サージタンク内の上記隔壁の一部に上方部分と下方部分とを連通させる開口が設けられ、この開口にはこの開口を開閉するための開閉弁が設けられる。そして、上記開閉弁で開口を開閉することにより、吸気経路内に生じる吸気脈動の周期に影響を及ぼす有効吸気管長が切り換えられ、これを用いて脈動効果により充填効率を高めることができる。 Conventionally, an engine having a surge tank in an intake system is generally known. Some surge tanks have an internal space divided into an upper part and a lower part, and a partition is provided between the upper part and the lower part. In such a surge tank, an intake branch pipe connected to one cylinder row of a multi-cylinder engine (for example, a V-type engine) having two cylinder rows composed of a plurality of cylinders is connected to an upper portion, and the other An intake branch pipe connected to the cylinder row is connected to the lower portion. An opening for communicating the upper portion and the lower portion is provided in a part of the partition wall in the surge tank, and an opening / closing valve for opening and closing the opening is provided in this opening. Then, by opening and closing the opening with the on-off valve, the effective intake pipe length that affects the cycle of the intake pulsation generated in the intake passage is switched, and this can be used to increase the charging efficiency due to the pulsation effect.
ところで、サージタンクは吸気効率の観点から一般に吸気ポートに近接して配置されることが好ましいが、V型エンジンでは、さらに中央上方に吸気ポートが設けられるといった構造上の観点や、吸排気管の取り回し等の観点から、具体的にはエンジン上方に配置されることが好ましい。そしてこのことは上記のように内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクについても同様である。図8にエンジン上方にサージタンク等を配置しようとした場合の車両の搭載スペースを模式的に示す。なお、本明細書においては、車両の前進方向を「前方(または車両前方)」(図において方向F)として、車両の後退方向を「後方(または車両後方)」(図において方向R)として説明する。また、車両の鉛直方向上向きの方向を「上方」(図において方向U)として、車両の鉛直方向下向きの方向を「下方」(図において方向D)として説明する。 By the way, it is preferable that the surge tank is generally disposed close to the intake port from the viewpoint of intake efficiency. However, in the V-type engine, the intake port is further provided in the upper center, and the intake and exhaust pipes are routed. From the viewpoint of the above, it is preferable that the engine is specifically disposed above the engine. This also applies to the surge tank in which the internal space is divided into the upper part and the lower part as described above. FIG. 8 schematically shows a vehicle mounting space when a surge tank or the like is to be disposed above the engine. In the present specification, the forward direction of the vehicle is described as “front (or front of the vehicle)” (direction F in the drawing), and the backward direction of the vehicle is described as “rear (or rear of the vehicle)” (direction R in the drawing). To do. In addition, the vertical upward direction of the vehicle will be described as “upward” (direction U in the drawing), and the downward direction of the vehicle in the vertical direction will be described as “downward” (direction D in the drawing).
一方、エンジンフードは、図8に示すように車両運転者の視野確保の観点から通常、車両前方に向かって下方に傾斜させる必要がある。このため、エンジンフード全体の高さを低いものとするには特にエンジンフード前方領域においてエンジンフードの高さを低いものとする必要がある。しかしながら、サージタンクをエンジン上方に配置した場合には、サージタンクが上方に向かって張り出さないようにエンジンフードの位置を高くする必要性が生じてしまい、この結果、エンジンフード周りの車両の設計自由度が低く制限されてしまう。さらに近年では、歩行者保護等の観点からエンジンフードとエンジン本体およびサージタンクの上部との間にはクッション材等を設ける必要があるため、これに起因してエンジンフードをより高い位置に配置しなければならなくなるといった事情も存在する。 On the other hand, as shown in FIG. 8, the engine hood usually needs to be inclined downward toward the front of the vehicle from the viewpoint of securing the field of view of the vehicle driver. For this reason, in order to make the height of the whole engine hood low, it is necessary to make the height of the engine hood low especially in the engine hood front region. However, when the surge tank is arranged above the engine, it becomes necessary to raise the position of the engine hood so that the surge tank does not protrude upward. As a result, the design of the vehicle around the engine hood The degree of freedom is limited to a low level. In recent years, in order to protect pedestrians, etc., it is necessary to provide a cushioning material between the engine hood and the upper part of the engine body and surge tank. Therefore, the engine hood is placed at a higher position. There are also situations where you have to.
これに対して特許文献1では、サージタンクとして内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクを用いた場合であっても効果的にエンジンフードの高さを低いものとすることができる多気筒エンジンの吸気装置が提案されている。
On the other hand, in
図9は多気筒エンジンの吸気装置10X(以下、単に吸気装置10Xと称す)の要部を模式的に示す図である。この吸気装置10Xは、特許文献1で開示されている多気筒エンジンの吸気装置と実質的に同一のものである。図9に示すように吸気装置10XはACISバルブ1と吸気管12とサージタンク13Xと複数の吸気枝管14(吸気枝管141から146まで)とを有して構成されている。吸気装置10Xでは、ACISバルブ1のアクチュエータ2が車両前方に位置するように設けられており、またサージタンク13Xに吸気を導入する吸気管12に対向する側に設けられている。吸気管12は回り込むようにして車両後方からサージタンク13Xに連結されている。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a main part of an
図10はACISバルブ1を単体で模式的に示す図である。ACISバルブ1はアクチュエータ2と弁軸3と弁体(請求項記載の開閉弁に相当)4とを有して構成されている。アクチュエータ2は弁軸3と連結されている。弁軸3は板状の弁体4をバタフライバルブ状に軸支している。弁体4はその幅がアクチュエータ2側で最も大きくなっており、アクチュエータ2から離れるほど次第に小さくなっている。これは、隔壁の開口を閉じたときの弁体4によるシール性を高めるためである。ACISバルブ1では、アクチュエータ2側の部分が最もボリュームの大きな部分(最も高さの高い部分)となっている。このためACISバルブ1は、図9に示すように車両前方からサージタンク13に斜めに突き刺すような形で設けられている。すなわちACISバルブ1は、最もボリュームが大きいアクチュエータ2側の部分を原因としてこれ以上、車両前方に配置することが困難なものとなっている。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the
このような吸気装置10Xでは、サージタンク13Xに導入される吸気が以下のように流通する。図11は吸気装置10Xをサージタンク13Xに導入される吸気の流れとともに模式的に示す図である。このうち図11(a)では、吸気装置10Xを図8と同様に模式的に示しており、図11(b)では、ACISバルブ1開時(例えば高速時)の吸気装置10Xを弁軸3に直交する断面で模式的に示している。また図11(c)では、ACISバルブ1の開度を略90°としたときの吸気装置10Xを弁軸3に直交する断面で模式的に示している。なお、図11(d)では、ACISバルブ1閉時(例えば低速時)の吸気装置10Xを参考として模式的に示している。
In such an
図11(a)に示すように、吸気装置10XではACISバルブ1の配置の関係上、弁体4の先端がサージタンク5Xに導入される吸気に対向するようになっている。このため吸気装置10Xでは、弁体4がACISバルブ1開時に吸気の流通抵抗になってしまうことになる。また、このときの吸気の流れを図11(b)で確認すると、ACISバルブ1の配置の関係上、ACISバルブ1開時には特に下方部分13bXのうち、弁体4によって区分される図中右側の部分の空間を流通しようとする吸気が、弁体4によってその流通を妨げられてしまうことがわかる。
As shown in FIG. 11A, in the
この点、弁体4が図11(b)に示すように吸気の流通抵抗になることを回避するためには、図11(c)に示すようにACISバルブ1の開度を略90°にすればよいとも考えられる。しかしながら、この場合には上方部分13aXおよび下方部分13bXで弁体4の端部がそれぞれサージタンク13Xの壁面に近接して吸気の流路を狭め、この結果、弁体4が流通しようとする吸気の妨げとなってしまうことになる。また、さらにこれに対してはサージタンク13Xの高さを高くすることで流路を確保することも考えられるが、前記のようにACISバルブ1が配置されたサージタンク13Xでは、搭載スペースの関係上、高さを高くすることは困難である。
In this regard, in order to avoid that the
すなわち吸気装置10Xでは、エンジンフード周りの車両の設計自由度を確保する関係上、ACISバルブ1開時に弁体4が上記のようにして吸気の流通抵抗となってしまう点で問題があった。
That is, the
また吸気装置10Xでは、ACISバルブ1が前記のとおり、車両前方からサージタンク13Xに斜めに突き刺すような形で設けられている。このため吸気装置10Xでは、隔壁の開口を最も車両前方に位置する気筒に対応する位置付近まで延伸させるようにして設けることができず、その代わりに最も車両前方に位置する気筒(ここでは1番気筒)に対応する部分の形状をパイプ状に形成して隔壁の開口から延伸させることにより(図12参照)、設計自由度を確保しつつ、脈動効果による充填効率向上を図っている。
In the
しかしながら、このようにパイプ状に形成された部分は吸気枝管のように機能してしまうことになる。図13はV型6気筒の多気筒エンジンに吸気装置10Xを適用した場合の各気筒の吸気音を周波数で示したものである。吸気装置10Xでは、上記のように形成されたサージタンク13Xの形状に起因して、サージタンク13X、1番気筒間の吸気管長が延長されたような状態となり、この結果、共鳴周波数が1番気筒で低下してしまっていることがわかる。なお、2番気筒でも同様の傾向が見られるが、2番気筒に対しては1番気筒に対してよりもパイプ状に形成されている部分の長さが短いことから、低下の度合いは1番気筒よりも小さくなっている。
However, the portion formed like a pipe in this way functions like an intake branch pipe. FIG. 13 shows the intake noise of each cylinder in terms of frequency when the
このように吸気装置10Xでは、エンジンフード周りの車両の設計自由度を確保する関係上、ACISバルブ1が車両前方からサージタンク13Xに斜めに突き刺すような形で設けられているところ、このとき上記のようにパイプ状に形成したサージタンク13Xの形状に起因して、サージタンク13X、気筒間の吸気管長が不等であるのと同様の状態になってしまい、この結果、吸気音が悪化してしまうほか、充填効率も低下し、エンジンの最大出力トルクが低下してしまう点で問題があった。
As described above, in the
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、サージタンクとして内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクを用いた場合に、エンジンフード周りの車両の設計自由度を確保しつつ、吸気の流通抵抗を低減することができる多気筒エンジンの吸気装置、およびエンジンフード周りの車両の設計自由度を確保しつつ、吸気音の改善とエンジンの最大出力トルクの向上を図ることができる多気筒エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and when a surge tank having an internal space divided into an upper part and a lower part is used as the surge tank, the degree of freedom in designing the vehicle around the engine hood. While improving the intake noise of the multi-cylinder engine that can reduce the flow resistance of the intake air and the design freedom of the vehicle around the engine hood, improve the intake noise and increase the maximum output torque of the engine An object of the present invention is to provide an intake device for a multi-cylinder engine that can be realized.
上記課題を解決するために本発明は、それぞれ複数の気筒から構成される二つの気筒列を備える多気筒エンジンに取付けられたときに、該多気筒エンジンのシリンダヘッドよりも高い位置に配置されるとともに、内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクと、前記上方部分と前記下方部分とを区画する隔壁に設けられた開口を開閉するための開閉弁と、前記開閉弁の先端とは反対側の端部に連結され、前記開閉弁を開閉駆動するためのアクチュエータと、を有して構成される多気筒エンジンの吸気装置であって、前記アクチュエータが、前記開閉弁の前記先端よりも前記サージタンクに吸気を導く吸気管側に設けられており、前記多気筒エンジンが、車両の前方に向かって下方に傾斜したエンジンフードの下方に、各々の前記気筒列を構成する前記気筒が前記車両の前後方向に並ぶように配置され、且つ前記サージタンクが前記多気筒エンジンに取付けられたときに、前記アクチュエータが前記開閉弁の前記先端よりも前記車両の後方に位置するように設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is arranged at a position higher than the cylinder head of the multi-cylinder engine when mounted on a multi-cylinder engine having two cylinder rows each composed of a plurality of cylinders. together, the internal space and the surge tank is divided into an upper portion and a lower portion, said upper portion and said opening and closing valve for opening and closing an opening provided in the partition wall partitioning the lower portion, of the on-off valve An intake device for a multi-cylinder engine connected to an end opposite to the tip and configured to open and close the open / close valve, wherein the actuator includes the actuator of the open / close valve is provided on the intake pipe side for guiding intake air to the surge tank than the tip, the multi-cylinder engine, under the engine hood is inclined downwardly toward the front of the vehicle, each When the cylinders constituting the cylinder row are arranged in the front-rear direction of the vehicle, and the surge tank is attached to the multi-cylinder engine, the actuator is more than the tip of the on-off valve. It is provided so that it may be located behind .
本発明によれば、このようにアクチュエータを設けることで、開閉弁の先端が吸気の流通に対向しないように開閉弁を備えることができる。このため本発明によれば、開閉弁を開いたときに開閉弁の先端が吸気の妨げになることを防止できる。また、開閉弁とアクチュエータとを備えるACISバルブで最もボリュームのある部分となるアクチュエータを車両後方に位置するように設けることで、車両前方に向かって下方に傾斜したエンジンフードに対して、エンジンの吸気装置の高さを合理的なものとすることができ、これによってエンジンフード周りの車両の設計自由度を好適に確保することができる。また本発明によれば、ACISバルブのうち、最もボリュームが大きいアクチュエータの部分を原因としてACISバルブの配置が制限されることを解決できる。したがって本発明によれば、ACISバルブの配置に制限されることなく、隔壁の開口を車両前方に位置する気筒付近まで延伸させるようにして形成することが可能になることから、これによって、特に車両前方に位置する気筒に対してサージタンクをパイプ状に延伸させて形成することなく、吸気枝管と連通させることも可能になる。このため本発明によれば、等長の吸気枝管によってサージタンク、気筒間の吸気管長を本来の等長にすることも可能になり、以って吸気音の改善とエンジンの最大出力トルクの向上を図ることもできる。 According to the present invention, by providing the actuator in this way, the on-off valve can be provided so that the tip of the on-off valve does not face the flow of intake air. For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent the front end of the on-off valve from obstructing intake when the on-off valve is opened. In addition, an ACIS valve having an on-off valve and an actuator is provided with an actuator that is the most volumetric part so as to be positioned at the rear of the vehicle. The height of the apparatus can be made rational, and thereby the degree of freedom in designing the vehicle around the engine hood can be suitably secured. Further, according to the present invention, it is possible to solve the limitation of the arrangement of the ACIS valve due to the actuator part having the largest volume among the ACIS valves. Therefore, according to the present invention, the opening of the partition wall can be formed to extend to the vicinity of the cylinder located in front of the vehicle without being limited to the arrangement of the ACIS valve. It is also possible to communicate with the intake branch pipe without forming a surge tank extending in a pipe shape with respect to the cylinder located in front. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to make the intake pipe length between the surge tank and the cylinder equal to the original equal length by the equal length intake branch pipe, thereby improving the intake noise and the maximum output torque of the engine. Improvements can also be made.
さらに本発明によれば、搭載スペースの高さに余裕がある車両後方に位置するようにアクチュエータを設けることで、隔壁に設ける開口の開口面積を大きく確保することも可能になる。このため本発明によれば、これによってもエンジン出力性能を向上させることができ、同時に図11(b)に示すように弁体4が吸気の流通抵抗になることを回避することもできる。また本発明によれば、最もボリュームが大きいアクチュエータの部分を原因としてACISバルブの配置が制限されることを解決できることから、サージタンク内を流通する吸気の流線に沿わせるようにして開閉弁を備えることが可能になり、これによってスムースな吸気の流れを形成して吸気抵抗を低減することも可能になる。Furthermore, according to the present invention, it is possible to secure a large opening area of the opening provided in the partition wall by providing the actuator so as to be located in the rear of the vehicle with a sufficient mounting space. Therefore, according to the present invention, the engine output performance can also be improved by this, and at the same time, it is possible to avoid the
また本発明において、前記開閉弁の幅は、前記アクチュエータ側で最も大きく、前記アクチュエータから離れるほど次第に小さくなる構成でもよい。この構成によれば、エンジンフード周りの車両の設計自由度をより好適に確保することができる。In the present invention, the width of the on-off valve may be the largest on the actuator side and gradually decrease with distance from the actuator. According to this structure, the design freedom degree of the vehicle around an engine hood can be ensured more suitably.
本発明によれば、サージタンクとして内部空間が上方部分と下方部分とに分割されているサージタンクを用いた場合に、エンジンフード周りの車両の設計自由度を確保しつつ、吸気の流通抵抗を低減することができる多気筒エンジンの吸気装置、およびエンジンフード周りの車両の設計自由度を確保しつつ、吸気音の改善とエンジンの最大出力トルクの向上を図ることができる多気筒エンジンの吸気装置を提供できる。 According to the present invention, when a surge tank whose internal space is divided into an upper part and a lower part is used as the surge tank, the flow resistance of the intake air is reduced while ensuring the degree of freedom in designing the vehicle around the engine hood. Multi-cylinder engine intake device that can be reduced, and multi-cylinder engine intake device that can improve the intake noise and increase the maximum output torque of the engine while ensuring the degree of freedom in designing the vehicle around the engine hood Can provide.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は多気筒エンジンの吸気装置(以下、単に吸気装置と称す)10を車両100に搭載された状態で模式的に示す図である。吸気装置10はエンジンルーム101内に配置されており、ACISバルブ1(図1において図示省略)、エアクリーナ11、吸気管12、サージタンク13および複数の吸気枝管14を有して構成されている。吸気ガス(吸入空気)はこれらを通ってエンジン3(図1において図示省略)の各吸気ポート内に流入する。ACISバルブ1はサージタンク13に設けられており、このACISバルブ1は図10に示したものと同じものとなっている。吸気管12には吸気管12内を流れる吸入空気の流量を調整するためのスロットル弁15が設けられている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an intake device (hereinafter simply referred to as an intake device) 10 of a multi-cylinder engine mounted on a
図2から図5までは、吸気装置10をエンジン3に搭載された状態で示す図である。このうち、図2は吸気装置10の部分平面図であり、図3は吸気装置10の部分正面図、図4および図5は一方の側およびそれと反対側から見た吸気装置10の部分側面図である。図示の実施形態では、多気筒エンジンとしてV型六気筒のエンジン3、すなわちそれぞれ三つの気筒を有する二つの気筒列31、32が一定角度で配置されたエンジン3を用いた場合について示している。このエンジン3はエンジンルーム2内に縦置きで、すなわち各気筒列31、32を構成する気筒が前後方向に並ぶように配置される。なお、本発明はエンジン3に限られず、それぞれ複数の気筒から構成される二つの気筒列を備える適宜の多気筒エンジン(例えばV型八気筒エンジンや水平対向型六気筒エンジン等)に適用されてよい。また横置きに配置した適宜のエンジンに対して本発明を適用することも可能である。
2 to 5 are views showing the
図2から図5までに示すように、吸気管12はスロットル弁15の下流の吸気管分岐部16において上方分岐管17および下方分岐管18の二つの分岐管に分岐している。上方分岐管17は、下方分岐管18の上方に位置している。サージタンク13はその内部空間が隔壁19(図4参照)によって上方部分13aと下方部分13bとの二つの部分に分割されている。上方部分13aは下方部分13bの上方に位置している。上方部分13aには上方分岐管17が連結され、下方部分13bには下方分岐管18が連結されている。また、これら上方分岐管17および下方分岐管18はそれぞれ上方部分13aの後方および下方部分13bの後方に連結されている。なお、本実施形態では上方部分13aと下方部分13bとは一体的に形成されているが、これに限られず、上方部分13aと下方部分13bとを別体として形成し、その後これらを連結することでサージタンク13を形成してもよい。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
サージタンク13は、エンジン3のシリンダヘッドのヘッドカバー33、34よりも上方に位置している。特に、本実施形態ではサージタンク13はエンジン3の一方の気筒列(以下、「第一気筒列」と称す)31に対応するヘッドカバー33の上方に配置される。サージタンク13がこのような位置に配置されるのは以下の理由による。すなわちV型エンジンではその構成上、吸気ポートがエンジンの中央に配置される。これに対して、後述するような脈動効果を最適に得るための吸気枝管の長さは決まっており、また、各気筒への吸気ガスの分配を均等にするためには吸気枝管の長さを均等にすることが必要である。これら条件を満たしつつエンジンの中央に位置する吸気ポートにサージタンクを連通させようとした場合には、必然的にエンジンのシリンダヘッドのヘッドカバー上方にサージタンクが配置されることとなる。
The
サージタンク13の上方部分13aと下方部分13bとの間の隔壁19には開口20が設けられており、よってこの開口20を介して上方部分13aと下方部分13bとは連通している。開口20には、この開口20を開閉するための弁体4が設けられている。したがって、弁体4が開弁しているときには、上方部分13aと下方部分13bとは通じており、逆に弁体4が閉弁しているときには上方部分13aと下方部分13bとは通じていない。開口20は最も車両前方に位置する気筒である1番および2番気筒に対応する位置付近まで延伸するようにして設けられている。
An
これは、吸気装置10では後に詳述するようにアクチュエータ2が車両後方に位置するように設けられていることから、ACISバルブ1の配置がエンジンフード102周りの車両100の設計自由度を確保するために特段制限されることなく、このためこのように設けた開口20に対応させてACISバルブ1を配置することが可能になったことによって可能となったものである。またこれに関連し、このように開口20を形成することで脈動効果による充填効率向上を図ることができることから、サージタンク13は、各気筒(特に車両前方に位置する1番および2番気筒)に対応する部分がパイプ状に形成された上で特段延伸されてはおらず、この点で前述のサージタンク13Xとは異なるものとなっている。
This is because the
サージタンク13の上方部分13aおよび下方部分13bにはそれぞれ三本ずつの吸気枝管141〜146が連結されている。上方部分13aに連結された吸気枝管141、143、145はシリンダヘッドに設けられた吸気ポート35を介して第一気筒列31の気筒にそれぞれ連通され、下方部分13bに連結された吸気枝管142、144、146はシリンダヘッドに設けられた吸気ポート36を介して第一気筒列31とは別の気筒列(以下、「第二気筒列」と称す)32の気筒にそれぞれ連通される。
Three
第一気筒列31の三つの気筒を前方から後方に向かって1番気筒、3番気筒、5番気筒とすると、これら気筒には第一吸気枝管141、第三吸気枝管143、第五吸気枝管145がそれぞれ連通する。また、第二気筒列31の三つの気筒を前方から後方に向かって2番気筒、4番気筒、6番気筒とすると、これら気筒には第二吸気枝管142、第四吸気枝管144、第六吸気枝管146がそれぞれ連通する。また、サージタンク13に連結される吸気管12は、サージタンク13との連結部近傍において、これら吸気枝管14よりも後方に位置する。
Assuming that the three cylinders of the
ACISバルブ1の弁体4が適切に開閉されることにより、吸気経路(吸気枝管14、サージタンク13、吸気管12等を含む経路)内の圧力変動を有効利用してエンジン3の燃焼室37への吸気効率を高めることができる。その理由は以下の通りである。すなわち、吸気経路内の圧力変動を利用する方法としては、吸気枝管14において起こる脈動効果(慣性過給効果)を利用した方法と、吸気枝管から吸気管分岐部までの経路において起こる脈動効果(共鳴過給効果)を利用した方法とがある。これら効果を利用できるエンジンの回転数(以下、「機関回転数」と称す)は限られており、また共鳴過給の起こる機関回転数は慣性過給の起こる機関回転数よりも低いものとなる。
When the
慣性過給効果および共鳴過給効果の大きさはサージタンク内で発生する脈動の大きさの影響を受ける。すなわち、サージタンクの容積が大きいほど、またサージタンクと連通する気筒数が多いほどサージタンク内で発生する脈動は弱まり、よって慣性過給効果が強まるが共鳴過給効果は弱まる。本実施形態では、弁体4を開弁することにより上方部分13aと下方部分13bとが連通してこれら両部分13a、13bが一つのサージタンクとして機能するようになる。したがって、上方部分13aと下方部分13bとが別個のサージタンクとして機能する場合に比べてサージタンクの容積が実質的に大きくなり且つサージタンクと連通する気筒数が実質的に多くなるため、慣性過給効果が強まる。逆に弁体4を閉弁することにより上方部分13aと下方部分13bとは分離され、これら部分13a、13bは別個のサージタンクとして機能する。したがって、各部分13a、13bの容積は小さく且つ各部分13a、13bと連通する気筒数も少ないため、共鳴過給効果が強まる。したがって、上述したように機関回転数に応じて弁体4を開閉することにより慣性過給効果と共鳴過給効果とを有効に利用することができ、よって燃焼室37への吸気効率が高まる。
The magnitudes of the inertia supercharging effect and the resonance supercharging effect are affected by the magnitude of pulsation generated in the surge tank. That is, as the volume of the surge tank is larger and the number of cylinders communicating with the surge tank is larger, the pulsation generated in the surge tank is weakened, so that the inertial supercharging effect is strengthened, but the resonance supercharging effect is weakened. In the present embodiment, by opening the
ところで、エンジンフード102周りの車両100の設計自由度を高めることまたは車両運転者の視野確保等の観点から、エンジンフード102の位置を低いものとする必要がある。ところが、エンジン3ではその上方にサージタンク13が配置されるため、エンジンルーム2内の機器全体(エンジン、吸気装置等を含む。以下、「エンジン機器全体」と称す)の高さは高いものとなり、必然的にエンジンフード102の位置が高くなってしまう。
By the way, it is necessary to make the position of the
したがって、エンジンフード102の位置を低くするためには、サージタンク13が配置されている領域においてエンジン機器全体の高さを低いものにする必要がある。ただし、エンジンフード102は車両運転者の視野確保の観点から、一般に前方に向かって下方に傾斜せしめられるため、エンジンフード102全体の高さを低いものとするためには、特に前方ほどエンジン機器全体の位置を低いものとする必要がある。したがって、サージタンク13についても特にその前方領域においてサージタンク13の上面の位置を低くすることが必要であり、逆に、サージタンク13の前方領域においてサージタンク13の上面の位置を低くすれば、エンジンフード102全体の高さを低くすることができる。
Therefore, in order to lower the position of the
これに対して吸気装置10では、ACISバルブ1のアクチュエータ2が以下に示すように配置されている。図6は吸気装置10の要部を吸気の流れとともに模式的に示す図である。吸気装置10では、アクチュエータ2がサージタンク13に吸気を導く吸気管12側に設けられている。吸気装置10では、このように吸気管12側にアクチュエータ2を設けることにより、ACISバルブ1開時に弁体4の先端がサージタンク13に導入される吸気の流れに対向しないようにすることができる。このため吸気装置10では、弁体4が吸気の流通抵抗になることを抑制でき、以って吸気の流通抵抗を低減できる。
On the other hand, in the
また図6に示すように、吸気装置10ではアクチュエータ2がエンジン3に取付けられたときに、搭載スペースの高さに余裕のある車両後方に位置するように設けられている。このため吸気装置10では、ACISバルブ1の配置がエンジンフード102周りの車両100の設計自由度を確保するために特段制限されることなく、サージタンク13内を流通する吸気の流線に沿わせるようにして弁体14を配置することが可能になる。この点、このように弁体4を配置した吸気装置10では、吸気が図6に示すようにサージタンク13内をスムースに流通し、これによっても吸気の流通抵抗を低減することができる。
As shown in FIG. 6, in the
また吸気装置10では、このようにACISバルブ1のうち、最もボリュームのある部分であるアクチュエータ2を車両後方に位置するように設けることで、車両前方に向かって下方に傾斜したエンジンフード102に対して、吸気装置10を含むエンジン機器全体の高さを合理的なものとすることができ、これによりエンジンフード102周りの車両100の設計自由度を好適に確保することができる。また弁体4は幅をアクチュエータ2側で最も大きくし、アクチュエータ2から離れるほど次第に小さくした形状に形成されていることから、この形状と照らし合わせても、アクチュエータ2を車両後方に位置するように設けることは合理的であり、このような弁体4を備えることで、エンジンフード102周りの車両100の設計自由度はより好適に確保される。
Further, in the
このことは、図4および図5からも明らかである。これら図において、破線は本発明の場合にエンジンフード102を配置可能な下限位置(より正確には、エンジンフード102の下方に配置される緩衝材を配置可能な下限位置)を示している。これら図から、ACISバルブ1のうち、最もボリュームのある部分であるアクチュエータ2を車両後方に位置するように設けることで、車両前方に向かって下方に傾斜したエンジンフード102に対して、吸気装置10を含むエンジン機器全体の高さを合理的なものとすることができ、これによりエンジンフード102周りの車両100の設計自由度を好適に確保することができることがわかる。
This is also apparent from FIGS. 4 and 5. In these drawings, a broken line indicates a lower limit position where the
ところで、図5に示すようにサージタンク13の上方部分13aは後方に向かうにつれてその高さが徐々に高くなるように形成されている。これに伴い、吸気枝管141、143、145がサージタンク13の上方部分13aに連結される位置も後方の吸気枝管ほど高くなっている。一方、これら吸気枝管141、143、145がエンジン3の吸気ポート35に連結される位置は同一の高さとなっている。したがって、上方部分13aに連結される吸気枝管141、143、145が延びる鉛直方向の長さは後方の吸気枝管ほど長くなっている。すなわち、図5に示したように吸気枝管の鉛直方向の長さは、141、143、145の順に長くなっていく。
By the way, as shown in FIG. 5, the
一方、上方部分13aに連結された各吸気枝管141、143、145の水平方向の長さは、後方の吸気枝管ほど短くなっている。すなわち、図2に示したように、吸気枝管の水平方向の長さは145、143、141の順に長くなっている。これは、上方部分13aが後方にずらされたことにより、上方部分13aへの吸気枝管141、143、145の連結地点間の間隔がこれら吸気枝管141、143、145の連結される吸気ポート35間の間隔よりも短くなっていることによる。
On the other hand, the horizontal length of each
このように、上方部分13aに連結される吸気枝管141、143、145においては後方の吸気枝管ほどその鉛直方向の長さが長くなると共にその水平方向の長さが短くなることにより、結果として上方部分13aに連結される各吸気枝管141、143、145の長さを等長にすることができ、よって各気筒への吸気ガスの分配を均等にし且つ吸気経路内に発生する脈動効果を有効に利用して充填効率を高いものとすることができる。
As described above, in the
この点、アクチュエータ2を車両後方に位置するように設けた吸気装置10では、前述の通りサージタンク13のうち、各気筒(特に車両前方に位置する1番および2番気筒)に対応する部分がパイプ状に形成された上で特段延伸されてはいないため、等長の吸気枝管14でサージタンク13、気筒間の吸気管長を本来の等長にすることができ、これにより充填効率を高め、エンジンの最大出力トルクの向上を図ることができる。さらに吸気措置10では、搭載スペースの高さに余裕がある車両後方に位置するようにアクチュエータ2を設けることで、隔壁19に設ける開口20の開口面積を大きく確保することができることから、これによってもエンジン出力性能を向上させることができる。
In this regard, in the
また、アクチュエータ2を車両後方に位置するように設けることで、上記のように等長の吸気枝管14でサージタンク13、気筒間の吸気管長を本来の等長にすることができることから、吸気音も改善することができる。図7はエンジン3に吸気装置10を適用した場合の各気筒の吸気音を周波数で示したものである。吸気装置10では等長の吸気枝管14でサージタンク13、気筒間の吸気管長を本来の等長にすることができることから、共鳴周波数が気筒間でほぼ等しくなっていることがわかる。これにより、吸気音の濁り感を改善することができる。
In addition, by providing the
このように吸気装置10は、サージタンクとして内部空間が上方部分13aと下方部分13bとに分割されているサージタンク13を用いた場合に、エンジンフード102周りの車両100の設計自由度を確保しつつ、吸気の流通抵抗を低減することができ、またエンジンフード102周りの車両100の設計自由度を確保しつつ、吸気音の改善とエンジンの最大出力トルクの向上を図ることができる。
As described above, when the
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 ACISバルブ
2 アクチュエータ
13 サージタンク
14 吸気枝管
1
Claims (2)
前記上方部分と前記下方部分とを区画する隔壁に設けられた開口を開閉するための開閉弁と、
前記開閉弁の先端とは反対側の端部に連結され、前記開閉弁を開閉駆動するためのアクチュエータと、
を有して構成される多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記アクチュエータが、前記開閉弁の前記先端よりも前記サージタンクに吸気を導く吸気管側に設けられており、
前記多気筒エンジンが、車両の前方に向かって下方に傾斜したエンジンフードの下方に、各々の前記気筒列を構成する前記気筒が前記車両の前後方向に並ぶように配置され、且つ前記サージタンクが前記多気筒エンジンに取付けられたときに、前記アクチュエータが前記開閉弁の前記先端よりも前記車両の後方に位置するように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。 When mounted on a multi-cylinder engine having two cylinder rows each composed of a plurality of cylinders, the multi-cylinder engine is disposed at a position higher than the cylinder head, and the internal space has an upper portion and a lower portion. A surge tank that is divided into
An on-off valve for opening and closing an opening provided in a partition partitioning the upper part and the lower part;
An actuator connected to an end opposite to the tip of the on- off valve, and for opening and closing the on-off valve;
An intake device for a multi-cylinder engine configured with
The actuator is provided on the intake pipe side that guides intake air to the surge tank from the tip of the on-off valve ;
The multi-cylinder engine is arranged below an engine hood inclined downward toward the front of the vehicle so that the cylinders constituting each of the cylinder rows are arranged in the front-rear direction of the vehicle, and the surge tank is An air intake apparatus for a multi-cylinder engine , wherein the actuator is provided so as to be positioned rearward of the vehicle with respect to the tip of the on-off valve when attached to the multi-cylinder engine.
前記開閉弁の幅は、前記アクチュエータ側で最も大きく、前記アクチュエータから離れるほど次第に小さくなることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。 An intake device for a multi-cylinder engine according to claim 1,
The multi-cylinder engine intake device characterized in that the width of the on-off valve is the largest on the actuator side, and gradually decreases with distance from the actuator .
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