JPS6113091B2 - - Google Patents
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- JPS6113091B2 JPS6113091B2 JP6616280A JP6616280A JPS6113091B2 JP S6113091 B2 JPS6113091 B2 JP S6113091B2 JP 6616280 A JP6616280 A JP 6616280A JP 6616280 A JP6616280 A JP 6616280A JP S6113091 B2 JPS6113091 B2 JP S6113091B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多気筒エンジンの吸気装置、詳しく
は、効率の良い慣性過給を行わせるようにした吸
気装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an intake system for a multi-cylinder engine, and more particularly to an intake system that performs efficient inertial supercharging.
エンジンの吸入空気の体積効率を上げるには、
排気ターボ過給機等の過給装置を設けるか、ある
いは、吸入通路内の空気の慣性を利用して慣性過
給を行わせることが有効である。 To increase the volumetric efficiency of the engine's intake air,
It is effective to provide a supercharging device such as an exhaust turbo supercharger or to perform inertial supercharging using the inertia of the air in the intake passage.
ところが、前者のように過給装置を設けると、
吸気装置の構造が複雑となると共に重量が大幅に
増大し、更には、吸気装置の保守に多大の費用と
労力とが必要となる。又、後者のように慣性過給
を行わせる場合は、構造が比較的単純で安価であ
ると共に、保守コストがほとんど必要でないとい
う利点を有していながらも、エンジンの全運転領
域にわたつて平均的に吸入空気の体積効率を高く
できない欠点があつた。 However, if a supercharging device is installed as in the former case,
The structure of the intake device becomes complicated and its weight increases significantly, and furthermore, maintenance of the intake device requires a large amount of cost and labor. In addition, when performing inertial supercharging as in the latter case, the structure is relatively simple and inexpensive, and although it has the advantage of requiring almost no maintenance cost, However, the drawback was that the volumetric efficiency of intake air could not be increased.
即ち、従来に見られる代表的な多気筒エンジン
の慣性過給装置では、第1図に示したように、エ
ンジン1の気筒2a,2b,2c,2d,2e,
2fを吸気行程が重なり合う気筒を同一グループ
内に含まない2つのグループA,Bに分割し、各
グループA,Bごとに吸気マニフオールド3a,
3bを設けていた。そして、前記各吸気マニフオ
ールド3a,3bとエクリーナの二次室又はエク
リーナを介して大気に連通された空気ベツセル4
とをそれぞれ吸気通路5a,5bを介して連通さ
せることにより、この吸気通路5a,5b内の気
柱振動を利用して慣性過給を行わせるようにして
いた。 That is, in the conventional inertial supercharging device for a typical multi-cylinder engine, as shown in FIG.
2f is divided into two groups A and B that do not include cylinders whose intake strokes overlap, and the intake manifolds 3a,
3b was installed. An air vessel 4 is connected to the atmosphere through each of the intake manifolds 3a and 3b and the secondary chamber of the Eculina or the Eculina.
By communicating these through intake passages 5a and 5b, respectively, inertial supercharging is performed using air column vibrations within these intake passages 5a and 5b.
ここに、前記吸気通路5a,5b内における空
気の共振周波数Fは、音速をS、吸気通路の断面
積をA、長さをL、空気ベツセル4の容積をVと
すると、
なる式で与えられることはよく知られている。 Here, the resonance frequency F of the air in the intake passages 5a and 5b is as follows, where S is the speed of sound, A is the cross-sectional area of the intake passage, L is the length, and V is the volume of the air vessel 4. It is well known that it is given by the formula.
又、吸気に対する加振周波数と前記共振周波数
とが一致した時に吸気の振動が有効利用されて吸
入空気の体積効率が高くなる。従つて、従来で
は、最高出力が要求される高速回転領域における
加振周波数に前記共振周波数を合わせるべく前記
各要素の具体的数値を決定していたために、第3
図に一点鎖線で示すように、高速回転領域におい
ては体積効率が高くなつていた。 Further, when the excitation frequency for the intake air matches the resonance frequency, the vibration of the intake air is effectively utilized, and the volumetric efficiency of the intake air is increased. Therefore, in the past, specific numerical values for each of the elements were determined in order to match the resonance frequency to the excitation frequency in the high-speed rotation region where maximum output is required.
As shown by the dashed line in the figure, the volumetric efficiency was high in the high-speed rotation region.
ところが、例えば自動車用のエンジンでは、中
低速回転領域での運転頻度が高いにも拘らず、こ
の領域では吸入空気の体積効率をあまり高くでき
ないので必ずしも燃料消費率が向上しないと共
に、中低速でのトルクが低くて運転性が必ずしも
良くならない。 However, even though automobile engines, for example, are frequently operated in the mid- to low-speed rotation range, the volumetric efficiency of the intake air cannot be increased very much in this range, so the fuel consumption rate does not necessarily improve, and the The torque is low and drivability is not necessarily improved.
又、逆に、前記のような吸気通路5a,5b内
での共振周波数を中低速回転領域にマツチングさ
せると、高速運転領域での吸入空気の体積効率が
低くなつて最高出力が低下する欠点があるので、
従来のものでは必ずしも理想的な慣性過給を行わ
せ得ない欠点があつた。 Conversely, if the resonant frequency in the intake passages 5a and 5b is matched to the medium-low speed rotation range, the volumetric efficiency of the intake air in the high-speed operation range becomes low, resulting in a decrease in maximum output. Because there is
Conventional systems had the disadvantage that ideal inertial supercharging could not always be performed.
本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
吸気マニフオールドを改良することにより、高速
回転領域での吸入空気の体積効率を犠牲にするこ
となく中低速回転領域での体積効率をも高くして
エンジンの運転性及び燃料消費率を向上させるこ
とを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and includes:
By improving the intake manifold, the volumetric efficiency of intake air in the high-speed rotation range can be increased without sacrificing the volumetric efficiency of the intake air in the low-speed rotation range, thereby improving engine drivability and fuel consumption. With the goal.
以下に本発明を第2図に示された一実施例につ
いて説明する。 The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIG.
図において、多気筒(6気筒)エンジン10の
気筒11a,11b,……11fを、吸入行程が
重なり合う気筒が同一グループ内に含まれないよ
うに2つの気筒グループA,Bに分割すると共
に、各気筒グループA,Bごとに吸気マニフオー
ルド12a,12bを設けている。 In the figure, cylinders 11a, 11b, . Intake manifolds 12a and 12b are provided for each cylinder group A and B.
又、前記両吸気マニフオールド12a,12b
を、それぞれ集合通路13a,13b及び共通の
吸気通路14を介して空気ベツセル15に連通さ
せている。尚、この空気ベツセル15は、図示し
ないエアクリーナを介して大気と連通されている
が、エアクリーナの二次側の容積部又はターボイ
ンタークーラ等を空気ベツセルとして利用しても
良い。 Further, both the intake manifolds 12a, 12b
are communicated with the air vessel 15 via collective passages 13a, 13b and a common intake passage 14, respectively. Note that this air vessel 15 is communicated with the atmosphere via an air cleaner (not shown), but a volume portion on the secondary side of the air cleaner, a turbo intercooler, or the like may be used as the air vessel.
ここに、前記両吸気マニフオールド12a,1
2bの集合通路13a,13bの長さは実質的に
同一とされている。又、各集合通路13a,13
bと共通の吸気通路14とを適当な曲率で湾曲す
るパイプ等で構成された通路を介して急激な方向
変換を伴なうことなく接続すると共に、両集合通
路13a,13bを急激な方向変換のない状態で
連通させることにより、一方の気筒グループに対
して他方の気筒グループの吸気マニフオールドを
補助的な空気ベツセルとして作用させている。 Here, both the intake manifolds 12a, 1
The lengths of the collective passages 13a and 13b of the passages 2b are substantially the same. In addition, each collective passage 13a, 13
b and the common intake passage 14 through a passage made of a pipe or the like curved with an appropriate curvature without any sudden direction change, and also connect both the collective passages 13a, 13b with a sudden direction change. By communicating with one cylinder group without the other, the intake manifold of the other cylinder group acts as an auxiliary air vessel.
そして、共通の吸気通路14の長さを各集合通
路13a,13bの長さよりも短かく形成するこ
とにより、両吸気マニフオールド12a,12b
から空気ベツセル15に至る通路の長さL1を、
両吸気マニフオールド12a,12bを結ぶ通路
の長さL2より短かくしている。16は排気マニ
フオールドである。 By forming the length of the common intake passage 14 to be shorter than the length of each collective passage 13a, 13b, both intake manifolds 12a, 12b
The length L1 of the passage from to the air vessel 15 is
It is made shorter than the length L2 of the passage connecting both intake manifolds 12a and 12b. 16 is an exhaust manifold.
上記の構成において、いま、第1グループAに
属する気筒の吸入行程が開始されたものとする
と、吸入行程の開始によつてシリンダ内へ空気の
流入が始まると、吸入行程を開始した気筒の吸気
ポート部の圧力が低下する。すると、この圧力低
下による影響は吸気マニフオールド12aの集合
通路13aから他方の集合通路13b及び吸気通
路14へと音速で伝わる。 In the above configuration, if it is assumed that the intake stroke of the cylinder belonging to the first group A has started, when air begins to flow into the cylinder due to the start of the intake stroke, the intake stroke of the cylinder that has started the intake stroke Port pressure decreases. Then, the influence of this pressure drop is transmitted from the collecting passage 13a of the intake manifold 12a to the other collecting passage 13b and the intake passage 14 at the speed of sound.
前記のようにして開始された吸入行程が進行す
ると、吸気ポート部での流速が次第に加速され
る。従つて、吸気ポート部の圧力は、上記の加速
及び、流れの抵抗分だけ低下する。そして、更に
吸入行程が進行すると、流入開始の影響が前記両
吸気マニフオールド12a,12bを結ぶ通路及
び、吸気マニフオールド12aから空気ベツセル
15に至る通路内を音速で往復すると共に、吸気
ポート部の圧力は流れの抵抗分だけ低下する。 As the intake stroke started as described above progresses, the flow velocity at the intake port portion is gradually accelerated. Therefore, the pressure at the intake port decreases by the above acceleration and flow resistance. Then, as the intake stroke further progresses, the influence of the start of the inflow reciprocates at the speed of sound in the passage connecting the two intake manifolds 12a and 12b and the passage from the intake manifold 12a to the air vessel 15, and at the same time Pressure decreases by the amount of flow resistance.
又、吸入行程の終期に達すると、吸気ポート部
での流入速度が低下するので圧力が上昇する。 Furthermore, when reaching the final stage of the suction stroke, the inflow speed at the suction port decreases, so the pressure increases.
この圧力の上昇は、気柱の慣性で押された結果
であるともいえ、吸入行程の終期には上記のよう
にして上昇した圧力で空気が押し込まれる。 This increase in pressure can be said to be the result of being pushed by the inertia of the air column, and at the end of the suction stroke, the air is pushed in by the increased pressure as described above.
即ち、吸入行程開始時に吸気ポート部に発生し
た負の圧力波が音速で通路の端に達し、正の圧力
波になつて吸気弁のところへ弁が閉じる寸前に戻
るため、空気が押し込まれていわゆる慣性過給が
行われるのである。 In other words, the negative pressure wave generated in the intake port at the start of the intake stroke reaches the end of the passage at the speed of sound, becomes a positive pressure wave, and returns to the intake valve just before the valve closes, causing air to be pushed in. So-called inertial supercharging is performed.
ここに、通路内での空気の共振周波数Fは、音
速をS、通路の断面積をA、長さをL、拡大部分
(空気ベツセル)の容積をVとすると、前記した
ように、
で与えられ、通路内の空気の共振周波数と、エン
ジンの回転速度に関連する振動周波数とが一致し
た時に慣性過給の効果(吸入空気の体積効率)が
最も高くなることは詳述するまでもない。 Here, the resonance frequency F of the air in the passage is as described above, where S is the speed of sound, A is the cross-sectional area of the passage, L is the length, and V is the volume of the enlarged part (air vessel). It goes without saying that the effect of inertial supercharging (volume efficiency of intake air) is highest when the resonance frequency of the air in the passage matches the vibration frequency related to the engine rotation speed. do not have.
従つて、前記したように、両吸気マニフオール
ド12a,12bを連通させる通路の長さL2を
各マニフオールドから空気ベツセル15に至る通
路の長さL1より大きくした場合は、通路の各断
面積が同一で、かつ、各吸気マニフオールド12
a,12bの内容積が空気ベツセル15の内容積
と同一であるとすれば、一方の吸気マニフオール
ドを補助的な空気ベツセルとみなした場合の共振
周波数F2が空気ベツセル15による共振周波数
F1より小さくなる。 Therefore, as described above, if the length L2 of the passage that communicates the two intake manifolds 12a and 12b is made larger than the length L1 of the passage from each manifold to the air vessel 15, the cross-sectional area of each passage becomes Identical and each intake manifold 12
If the internal volumes of a and 12b are the same as the internal volume of the air vessel 15, the resonance frequency F2 when one intake manifold is regarded as an auxiliary air vessel is the resonance frequency of the air vessel 15.
It will be smaller than F1.
このために、前記通路の長さL1、L2を適当に
選定すれば、第3図に実線で示すように、エンジ
ンの中低速回転領域と高速回転領域とのいずれの
領域でも吸入空気の体積効率を大きくできる。 For this reason, if the lengths L1 and L2 of the passages are appropriately selected, the volumetric efficiency of the intake air can be improved in both the medium-low speed rotation region and the high-speed rotation region of the engine, as shown by the solid line in Fig. 3. can be made larger.
従つて、従来のように、高速回転領域でのみ慣
性過給が行われるにとどまらず、最高出力が要求
される高速回転領域と、運転頻度の高い中低速回
転領域とのいずれの領域でも充分な慣性過給が行
われる。このために、従来のように低速トルクが
不足するおそれがなく、トルクカーブがフラツト
となつてエンジンの運転性が向上する。又、運転
頻度の高い中低速回転領域で慣性過給が行われる
結果、エンジンの燃料消費率が著しく向上する。 Therefore, inertia supercharging is not only carried out in the high-speed rotation range as in the past, but also in the high-speed rotation range where maximum output is required and the medium-low speed rotation range where operation is frequent. Inertial supercharging takes place. For this reason, there is no risk of insufficient low-speed torque as in the conventional case, and the torque curve becomes flat, improving engine drivability. Furthermore, as a result of inertial supercharging being performed in the medium and low speed rotation range where the engine is frequently operated, the fuel consumption rate of the engine is significantly improved.
実施例では、エンジンの気筒を2つのグループ
に分割すると共に、エアクリーナの二次側の容積
部を空気ベツセルとして利用することにより、二
種の共振周波数が得られるようにしたものである
が、エンジンの気筒を3個以上のグループに分割
して共振周波数の数をより増加させれば、すべて
の運転領域にわたつて略均等な状態で慣性過給率
(体積効率)を高めることができることはもちろ
んである。 In the embodiment, two types of resonance frequencies are obtained by dividing the engine cylinders into two groups and using the secondary side volume of the air cleaner as an air vessel. Of course, by dividing the cylinders into groups of three or more and increasing the number of resonance frequencies, it is possible to increase the inertial supercharging rate (volume efficiency) almost uniformly over all operating regions. It is.
又、実施例では、各吸気マニフオールドから空
気ベツセルに至る通路の一部を共用すると共に、
残りの部分を介して2個の吸気マニフオールドを
連通させたものであるが、これらの各通路をそれ
ぞれ独立させても良い。 Further, in the embodiment, a part of the passage from each intake manifold to the air vessel is shared, and
Although the two intake manifolds are communicated through the remaining portion, each of these passages may be made independent.
以上説明したように本発明によれば、多気筒エ
ンジンの気筒を複数のグループに分割して同一グ
ループ内における吸入行程の重なりを解消し、各
気筒グループに対応させて設けた吸気マニフオー
ルドの集合通路を相互に滑らかに連通させると共
に、各集合通路の長さをこれら集合通路の連通部
から空気ベツセルに至る通路の長さと異ならせる
ことにより、各吸気マニフオールドから空気ベツ
セルに至る滑らかな通路の長さと各吸気マニフオ
ールドを相互に連通させる滑らかな通路との長さ
を異ならせて各吸気マニフオールドを補助的な空
気ベツセルとして利用するようにしたものである
から、エンジンの回転域の複数箇所に吸入空気の
体積効率のピークを出現させることができる。従
つて、従来のように高速回転領域のみならず、運
転頻度の高い中低速回転領域にても充分な慣性過
給を行わせることができるので、エンジンのトル
ク特性を改善できると共に、燃料消費率を向上で
きる。 As explained above, according to the present invention, the cylinders of a multi-cylinder engine are divided into a plurality of groups, the overlapping of intake strokes within the same group is eliminated, and a collection of intake manifolds is provided corresponding to each cylinder group. By making the passages communicate smoothly with each other and by making the length of each collecting passage different from the length of the passage from the communicating part of these collecting passages to the air vessel, a smooth passage from each intake manifold to the air vessel can be created. Each intake manifold can be used as an auxiliary air vessel by varying the length and the length of the smooth passage that communicates each intake manifold with each other, so it can be used at multiple locations in the engine's rotation range. The peak volumetric efficiency of intake air can be made to appear. Therefore, it is possible to provide sufficient inertia supercharging not only in the high-speed rotation range as in the past, but also in the medium-low speed rotation range where operation is frequently performed, thereby improving the torque characteristics of the engine and reducing the fuel consumption rate. can be improved.
第1図は従来の一例の略示平面図、第2図は本
発明の一実施例の略示平面図、第3図は吸入空気
の体積効率の特性図である。
10……多気筒エンジン、11a,11b,…
……11f……気筒、12a,12b……吸気マ
ニフオールド、13a,13b……集合通路、1
4……吸気通路、15……空気ベツセル。
FIG. 1 is a schematic plan view of a conventional example, FIG. 2 is a schematic plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a characteristic diagram of the volumetric efficiency of intake air. 10...Multi-cylinder engine, 11a, 11b,...
...11f...Cylinder, 12a, 12b...Intake manifold, 13a, 13b...Collection passage, 1
4...Intake passage, 15...Air vent cell.
Claims (1)
に含まないように気筒を複数のグループに分割す
る一方、各気筒グループに対応して設けた吸気マ
ニフオールドと大気に接続されている空気ベツセ
ルとをそれぞれ集合通路を介して連通させた多気
筒エンジンにおいて、急激な方向変換のない通路
を介して前記吸気マニフオールドを相互に連通さ
せると共に、前記各吸気マニフオールドから空気
ベツセルに至る通路の長さと前記吸気マニフオー
ルドを相互に連通させる通路の長さとを異ならせ
たことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。1 The cylinders are divided into multiple groups so that cylinders with overlapping intake strokes are not included in the same group, while the intake manifolds provided corresponding to each cylinder group and the air vessels connected to the atmosphere are assembled respectively. In a multi-cylinder engine that communicates with each other through passages, the intake manifolds are communicated with each other through passages without sudden direction changes, and the length of the passage from each intake manifold to the air vessel and the length of the passage between the intake manifolds are determined. An intake system for a multi-cylinder engine, characterized in that the lengths of passages that communicate with each other are made different.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6616280A JPS56162223A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Air suction device for multicylinder engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6616280A JPS56162223A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Air suction device for multicylinder engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56162223A JPS56162223A (en) | 1981-12-14 |
| JPS6113091B2 true JPS6113091B2 (en) | 1986-04-11 |
Family
ID=13307872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6616280A Granted JPS56162223A (en) | 1980-05-19 | 1980-05-19 | Air suction device for multicylinder engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56162223A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5932128U (en) * | 1982-08-24 | 1984-02-28 | 三菱重工業株式会社 | Internal combustion engine intake pipe |
| JPH0726539B2 (en) * | 1985-04-30 | 1995-03-29 | マツダ株式会社 | Multi-cylinder engine intake system |
-
1980
- 1980-05-19 JP JP6616280A patent/JPS56162223A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56162223A (en) | 1981-12-14 |
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