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JPH0830418B2 - Engine intake system - Google Patents
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JPH0830418B2 - Engine intake system - Google Patents

Engine intake system

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JPH0830418B2
JPH0830418B2 JP60182386A JP18238685A JPH0830418B2 JP H0830418 B2 JPH0830418 B2 JP H0830418B2 JP 60182386 A JP60182386 A JP 60182386A JP 18238685 A JP18238685 A JP 18238685A JP H0830418 B2 JPH0830418 B2 JP H0830418B2
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intake
valve
passage
chamber
speed
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光夫 人見
泰浩 楪
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの吸気装置、特に吸気系に備えた拡
大室と燃焼室との間の吸気通路の通路状態をエンジン回
転数に応じて可変制御するように構成されたエンジンの
吸気装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to an intake system for an engine, and in particular, the passage state of an intake passage between an expansion chamber and a combustion chamber provided in an intake system is changed according to the engine speed. An intake system for an engine configured to control.

(従来技術) 近年、自動車用等のエンジンにおいては、所謂吸気慣
性効果等を利用して吸気の充填効率を高め、これにより
エジン出力の向上を図ることが試みられている。この吸
気慣性効果は、吸気行程の開始時に吸気ポート付近に発
生した負の圧力波が吸気通路内を上流側に向って伝播さ
れると共に該通路の開放端で反射され、これが正の圧力
波となって吸気ポートに戻されるといった現象によって
生じる吸気通路内の吸気圧力振動を利用して、シリンダ
内への吸気の押し込み作用を増大させるものであるが、
この吸気慣性効果は、吸気通路の長さに応じて定まる吸
気圧力振動の固有振動数と、吸気弁の開閉サイクルつま
りエンジン回転数とが同調した場合にのみ効果を発揮す
るものである。従って、吸気通路の長さが一定の長さに
固定されていると、効果的な吸気慣性効果が得られるの
は特定のエンジン回転領域に限られ、広い運転領域にわ
たって充填効率を向上させることができない。そこで、
このような欠点に対処するものとして、例えば特開昭56
−115819号公報にエンジン回転数の変化に応じて吸気通
路の長さ(等価管長)を可変制御する構成が示されてい
る。これは、具体的には、エンジン回転数の上昇に伴っ
て吸気通路の実質的長さを段階的に或は無段階的に短く
するように該通路の状態を変化させるようにしたもので
ある。このような構成によれば、エンジン回転数が低回
転領域にある時、つまり吸気弁の開閉サイクル(単位時
間当りの開閉回数)が小さい時には、吸気通路の管長が
長くなって該吸気通路内における吸気圧力振動の固有振
動数が低下することにより、上記吸気弁の開閉サイクル
と吸気圧力振動とが良好に同調し、またエンジン回転数
が高回転領域にある時には、上記の場合とは逆に、吸気
通路の管長が短縮されて該通路内における吸気圧力振動
の固有振動数が高くなることにより、この高回転域内に
おいても吸気弁の開閉サイクルと吸気圧力振動とが良好
にマッチングすることになる。その結果、いずれの場合
にも吸気慣性効果が効果的に得られ、広い運転領域にわ
たってエンジン出力の向上を図ることが可能となるので
ある。
(Prior Art) In recent years, in engines for automobiles and the like, it has been attempted to improve the engine output by utilizing the so-called intake inertia effect and the like to improve the intake charging efficiency. This intake inertia effect is that a negative pressure wave generated near the intake port at the start of the intake stroke is propagated in the intake passage toward the upstream side and is reflected at the open end of the passage, which causes a positive pressure wave. It is intended to increase the action of pushing the intake air into the cylinder by utilizing the intake pressure vibration in the intake passage caused by the phenomenon that the air is returned to the intake port.
This intake inertia effect is effective only when the natural frequency of the intake pressure vibration determined according to the length of the intake passage and the intake valve opening / closing cycle, that is, the engine speed are synchronized. Therefore, if the length of the intake passage is fixed to a fixed length, the effective intake inertia effect can be obtained only in a specific engine rotation region, and the charging efficiency can be improved over a wide operating region. Can not. Therefore,
As measures against such drawbacks, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Laid-Open No. -115819 discloses a configuration in which the length of the intake passage (equivalent pipe length) is variably controlled according to changes in the engine speed. Specifically, the state of the intake passage is changed so that the substantial length of the intake passage is shortened stepwise or steplessly as the engine speed increases. . With such a configuration, when the engine speed is in the low speed region, that is, when the intake valve opening / closing cycle (the number of opening / closing operations per unit time) is small, the pipe length of the intake passage becomes long and the intake passage inside the intake passage By decreasing the natural frequency of the intake pressure vibration, the opening / closing cycle of the intake valve and the intake pressure vibration are well synchronized, and when the engine speed is in the high speed region, contrary to the above case, Since the pipe length of the intake passage is shortened and the natural frequency of the intake pressure vibration in the passage is increased, the opening / closing cycle of the intake valve and the intake pressure vibration are well matched even in this high rotation range. As a result, in any case, the intake inertia effect can be effectively obtained, and the engine output can be improved over a wide operating range.

然るに、上記のようにエンジン回転数に応じて吸気通
路の管長を可変とする構成においては、エンジン回転数
が低回転領域(特に極めて低い回転領域)にある場合に
は吸気通路の管長をかなり長くしなければ効果的な吸気
慣性効果を得ることはできず、従ってこのような構成を
採用する場合には吸気装置が大型化するといった不具合
を生じることになる。特に、吸気系の上流部にサージタ
ンクが設けられたエンジンにおいて、サージタンクと燃
焼室との間の吸気通路に上記のような構成を適用する場
合には、該吸気通路の配設スペース或はレイアウト上の
問題が生じる。
However, in the configuration in which the pipe length of the intake passage is variable according to the engine speed as described above, the pipe length of the intake passage is considerably long when the engine speed is in the low rotation region (especially extremely low rotation region). If this is not done, an effective intake inertia effect cannot be obtained, and therefore if such a configuration is adopted, there will be a problem that the intake device will become large. In particular, in an engine in which a surge tank is provided in the upstream portion of the intake system, when the above-mentioned configuration is applied to the intake passage between the surge tank and the combustion chamber, the installation space of the intake passage or the Layout problems arise.

(発明の目的) 本発明は、エンジン回転数に応じて吸気通路の管長を
可変制御するように構成されたエンジンの吸気装置に関
する上記のような問題に対処するもので、特にエンジン
回転数が低回転領域にある場合に、吸気通路の管長を著
しく長くすることなく、該通路内における吸気圧力振動
の固有振動数を低下させ得る構造の吸気装置を実現す
る。これにより、低回転領域から高回転領域にわたる広
い運転領域で効果的な吸気慣性効果を確保しながら、吸
気装置の小型化を図り、該装置の設置スペース上の問題
等を解消することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention addresses the above-mentioned problems relating to the intake device of an engine configured to variably control the pipe length of the intake passage in accordance with the engine speed, and particularly when the engine speed is low. (EN) An intake device having a structure capable of reducing the natural frequency of intake pressure vibration in the intake passage without significantly increasing the pipe length of the intake passage when in the rotation region. This aims to reduce the size of the intake device and solve the problem of the installation space of the device while ensuring an effective intake inertia effect in a wide operating range from the low rotation range to the high rotation range. To do.

(発明の構成) 本発明に係るエンジンの吸気装置は上記目的達成のた
め次のように構成したことを特徴とする。
(Structure of the Invention) An intake device for an engine according to the present invention is characterized in that it has the following structure in order to achieve the above object.

即ち、吸気系にサージタンク等の拡大室を備え、且つ
該拡大室と燃焼室とを連通する吸気通路の通路状態をエ
ンジン回転数に応じて可変制御するようにしたエンジン
の吸気装置において、拡大室から分岐されて各気筒の燃
焼室に独立して通じる吸気通路の途中に一気筒あたりの
容積が拡大室よりも小さな所定容積のチャンバを連通さ
せると共に、該チャンバの上記吸気通路への連通部に開
閉弁を配備し、且つ該開閉弁をエンジン回転数に応じて
可変制御する開閉弁制御手段を設ける。この開閉弁制御
手段は、上記開閉弁をエンジン回転数が低回転領域にあ
る時に開弁させ、中回転領域にある時に閉弁させ、更に
高回転領域にある時に再び開弁させるように作動する。
That is, in an intake system for an engine, the intake system is provided with an expansion chamber such as a surge tank, and the passage state of an intake passage communicating between the expansion chamber and the combustion chamber is variably controlled according to the engine speed. A chamber having a predetermined volume smaller than that of the expansion chamber, the volume of which is smaller than that of the expansion chamber, in the middle of an intake passage that branches from the chamber and independently communicates with the combustion chamber of each cylinder, and a communication portion of the chamber to the intake passage. And an on-off valve control means for variably controlling the on-off valve according to the engine speed. The on-off valve control means operates to open the above-mentioned on-off valve when the engine speed is in the low speed range, close it when the engine speed is in the medium speed range, and open it again when the engine speed is in the high speed range. .

上記の構成によれば、エンジン回転数が中回転領域に
ある時、つまり上記開閉弁制御手段が開閉弁を閉弁させ
ることによって拡大室から各気筒の燃焼室に独立して通
じる吸気通路(以下、独立吸気通路という)とチャンバ
とが遮断されている時には、該吸気通路の上流端におけ
る拡大室への開口部が大気開放部として作用する。従っ
て、この場合は上記拡大室から燃焼室に至るまでの独立
吸気通路の全長にわたって吸気圧力振動が生じることに
なる。その場合に、この吸気装置においては、上記独立
吸気通路の全長にわたって吸気圧力現象が生じる時の固
有振動数と、エンジンの中回転領域における吸気弁の開
閉サイクルが同調するように該吸気通路の長さが設定さ
れており、従って、この中回転領域において上記のよう
に開閉弁を閉じることにより慣性効果が得られることに
なる。
According to the above configuration, when the engine speed is in the middle rotation speed range, that is, when the opening / closing valve control means closes the opening / closing valve, the intake passage independently communicating with the combustion chamber of each cylinder from the expansion chamber (hereinafter , The independent intake passage) is disconnected from the chamber, the opening at the upstream end of the intake passage to the expansion chamber acts as an atmosphere opening portion. Therefore, in this case, intake pressure oscillation occurs over the entire length of the independent intake passage from the expansion chamber to the combustion chamber. In this case, in this intake device, the natural frequency when the intake pressure phenomenon occurs over the entire length of the independent intake passage and the length of the intake passage are adjusted so that the opening / closing cycle of the intake valve in the middle rotation region of the engine is synchronized. Is set, so that the inertial effect can be obtained by closing the opening / closing valve as described above in this middle rotation region.

また、エンジンが高回転領域にある時、つまり上記開
閉弁制御手段が開閉弁を開弁させることにより上記チャ
ンバと独立吸気通路との連通部が開通されている時に
は、該チャンバが所定容積を有しているために上記連通
部が大気開放部として作用する。そのため、吸気圧力振
動は独立吸気通路における上記連通部と燃焼室との間の
短い通路部分で生じることになって、該吸気圧力振動の
固有振動が高くなる。これにより、高回転領域において
も、吸気圧力振動と吸気弁との開閉サイクルが同調する
ことになる。
Further, when the engine is in the high rotation speed region, that is, when the opening / closing valve is opened by the opening / closing valve control means to open the communication portion between the chamber and the independent intake passage, the chamber has a predetermined volume. Therefore, the communicating portion functions as an atmosphere opening portion. Therefore, the intake pressure vibration is generated in the short passage portion between the communication portion and the combustion chamber in the independent intake passage, and the natural vibration of the intake pressure vibration is increased. As a result, the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve are synchronized even in the high rotation region.

一方、エンジン回転数が低回転領域にある時には、上
記吸気弁の開閉サイクルが低サイクルであることに起因
して圧力波の周波数が低くなるが、このように周波数の
低い圧力波は通路形状の変化を受けにくく、チャンバで
の圧力変動の減衰率が小さいため、上記開閉弁が開弁さ
れてチャンバと独立吸気通路とが連通されても、この連
通部では殆ど反射せず(チャンバは1気筒あたりの容積
が拡大室より小さくされて低周波数の圧力波を透過させ
得るようになっている)、独立吸気通路の上流端の拡大
室まで達して反射されることになる。そのため、吸気圧
力振動が生じる独立吸気通路の管長は、上記中回転領域
における場合と同様に該通路の全長となるが、この場合
においては上記チャンバが独立吸気通路に連通されてい
るために該チャンバの容積分だけ独立吸気通路の容積が
増大し、この容積の増大に伴って吸気圧力振動の固有振
動数が中回転領域における場合よりも低下するのであ
る。これにより、低回転領域においても吸気圧力振動の
固有振動数と吸気弁の開閉サイクルが同調することにな
る。
On the other hand, when the engine speed is in the low speed region, the frequency of the pressure wave becomes low due to the low opening / closing cycle of the intake valve. Since the change is less likely to occur and the damping rate of the pressure fluctuation in the chamber is small, even if the opening / closing valve is opened and the chamber and the independent intake passage are communicated with each other, there is almost no reflection in this communication portion (the chamber has one cylinder). The volume around the expansion chamber is smaller than that of the expansion chamber so that low-frequency pressure waves can be transmitted), and reaches the expansion chamber at the upstream end of the independent intake passage to be reflected. Therefore, the pipe length of the independent intake passage in which the intake pressure vibration occurs becomes the entire length of the passage as in the middle rotation region, but in this case, since the chamber is connected to the independent intake passage, That is, the volume of the independent intake passage increases by the volume of, and as the volume increases, the natural frequency of the intake pressure oscillation becomes lower than that in the middle rotation region. As a result, the natural frequency of the intake pressure vibration and the opening / closing cycle of the intake valve are synchronized even in the low rotation region.

(発明の効果) 以上のように本発明に係るエンジンの吸気装置によれ
ば、拡大室から分岐されて燃焼室に通じる独立吸気通路
の長さを、エンジン回転数が中回転領域にある時に吸気
圧力振動と吸気弁との開閉サイクルとが同調しうる長さ
に設定すると共に、この独立吸気通路の途中に設けられ
た所定容積のチャンバを、高回転領域においては大気開
放部として作用させる一方、低回転領域においては独立
吸気通路の容積を増大させて吸気圧力振動の固有振動数
を低下させるように作用させる構成としたので、該チャ
ンバの独立吸気通路への連通部に配備した開閉弁を開閉
することにより、上記吸気圧力振動の固有振動数が低、
中、高の夫々の回転領域に応じた最適の値に可変制御さ
れて、上記各領域において吸気圧力振動と吸気弁の開閉
サイクルとが良好に同調されて、吸気充填効率が高めら
れることになる。これにより、広い運転領域にわたって
効果的に吸気慣性効果が得られると共に、特に吸気通路
の長さが中回転領域で吸気慣性効果が得られる長さで足
りるので、吸気装置が小型化されて該装置の設置スペー
スやレイアウト上の問題等が解消されることになる。
(Effect of the Invention) As described above, according to the engine intake device of the present invention, the length of the independent intake passage that branches from the expansion chamber and communicates with the combustion chamber is determined by the intake air when the engine speed is in the middle rotation range. The pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve are set to a length that can be synchronized with each other, and a chamber of a predetermined volume provided in the middle of the independent intake passage is made to act as an atmosphere opening portion in the high rotation region. In the low rotation speed region, the volume of the independent intake passage is increased so that the natural frequency of the intake pressure vibration is reduced.Therefore, the on-off valve provided in the communicating portion of the chamber with the independent intake passage is opened and closed. By doing so, the natural frequency of the intake pressure vibration is low,
It is variably controlled to an optimum value according to each of the middle and high rotation regions, and the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve are well synchronized in each of the above regions, so that the intake charging efficiency is increased. . As a result, the intake inertia effect is effectively obtained over a wide operating range, and particularly, the length of the intake passage is sufficient to obtain the intake inertia effect in the middle rotation range. The installation space and layout problems will be solved.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

第1〜3図は本発明の第1実施例を示すもので、第1,
2図に示すようにエンジン1の吸気装置2は、上流端が
エアクリーナ(図示せず)に接続された主吸気管3と、
該主吸気管3の下流端に接続されたサージタンク4と、
該サージタンク4の一側部から分岐されて各気筒5…5
の吸気ポート6…6に夫々接続されて独立吸気管7…7
とを有し、これらの独立吸気管7の内部通路と吸気ポー
ト6とによって各気筒5についてサージタンク4から吸
気弁8を介して燃焼室5aに至る長さLの独立吸気通路9
が構成されている。
1 to 3 show the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the intake device 2 of the engine 1 includes a main intake pipe 3 whose upstream end is connected to an air cleaner (not shown),
A surge tank 4 connected to the downstream end of the main intake pipe 3,
Each cylinder 5 ... 5 branched from one side of the surge tank 4
Independent intake pipes 7 ... 7 connected to the intake ports 6 ...
With the internal passage of the independent intake pipe 7 and the intake port 6, an independent intake passage 9 of length L from the surge tank 4 to the combustion chamber 5a via the intake valve 8 is provided for each cylinder 5.
Is configured.

然して、この吸気装置2には、上記各独立吸気管7…
7に跨って上流側から第1,第2チャンバ10,11が備えら
れている。これらのうち第1チャンバ10は、一気筒当た
りの容積が上記サージタンク4よりも小さな所定容積の
内部空間を有し且つ連通部12…12を介して上記各独立吸
気通路9…9に連通されていると共に、各連通部12…12
には第1開閉弁13…13が夫々配設されている。また、第
2チャンバ11も同様に、一気筒当たりの容積がサージタ
ンク4よりも小さな所定容積を有する内部空間が連通部
14…14を介して上記各独立吸気通路9…9に連通されて
いると共に、各連通部14…14には第2開閉弁15…15が夫
々配設されている。そして、以上の構成に加えて、この
吸気装置2には、上記第1開閉弁13…13及び第2開閉弁
15…15を夫々開閉駆動する第1,第2アクチュエータ16,1
7が設けられていると共に、エンジン回転センサ18から
のエンジン回転数信号aを受けて上記アクチュエータ1
6,17に第1,第2駆動信号b,cを夫々出力するコントロー
ルユニット19が備えられている。
However, in the intake device 2, each of the independent intake pipes 7 ...
First and second chambers 10 and 11 are provided from the upstream side across 7. Of these, the first chamber 10 has an internal space of a predetermined volume in which the volume per cylinder is smaller than that of the surge tank 4 and is communicated with each of the independent intake passages 9 ... 9 through the communicating portions 12 ... In addition, each communication part 12 ... 12
First on-off valves 13 ... Similarly, in the second chamber 11, an internal space having a predetermined volume smaller than that of the surge tank 4 per cylinder is a communicating portion.
14 are connected to the respective independent intake passages 9 ... 9 and second communication valves 14 ... 14 are provided with second on-off valves 15 ... 15, respectively. In addition to the above configuration, the intake device 2 includes the first on-off valves 13 ... 13 and the second on-off valves.
First and second actuators 16 and 1 for driving opening and closing 15 ... 15 respectively
7 is provided, and receives the engine speed signal a from the engine speed sensor 18
Control units 19 for outputting the first and second drive signals b and c are provided at 6 and 17, respectively.

次に、この第1実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.

エンジン1の運転時に図示しないエアクリーナから吸
入された空気は主吸気管3を経てサージタンク4内に導
入され、更に各独立吸気管7…7と吸気ポート6…6と
でなる各独立吸気通路9…9を経て各気筒5…5の燃焼
室5a…5aに所定の順序で吸入される。その場合に、上記
各独立吸気通路9…9と第1,第2チャンバ10,11の内部
空間とを連通、遮断する第1,第2開閉弁13…13,15…15
は、コントロールユニット19によって以下に示すように
開閉制御される。
The air taken in from an air cleaner (not shown) during operation of the engine 1 is introduced into the surge tank 4 through the main intake pipe 3, and further, the independent intake passages 9 are formed by the independent intake pipes 7 ... 7 and the intake ports 6 ... ... 9 and then is sucked into the combustion chambers 5a, 5a of the cylinders 5, 5 in a predetermined order. In that case, the first and second on-off valves 13 ... 13, 15 ... 15 that connect and cut off the respective independent intake passages 9 ... 9 and the internal spaces of the first and second chambers 10 and 11
Are controlled to be opened and closed by the control unit 19 as shown below.

即ち、エンジン回転センサ18からの回転数信号aに基
づいて検出されたエンジン回転数Nが、第3図(III)
に示す第1設定回転数N1以下である時、つりエンジン回
転数Nが極めて低い極低回転領域にある時には、コント
ロールユニット19は、第1,第2アクチュエータ16,17を
介して第3図(I),(II)に示すように第1,第2開閉
弁13,15の両方を開弁されるように駆動信号b,cを出力す
る。そして、この状態からエンジン回転数が上昇して第
1設定回転数N1に達した時には、コントロールユニット
19は第1開閉弁13を閉作動させるように駆動信号bを出
力すると共に、エンジン回転数Nが第2設定回転数N2
達するまでの低回転領域においては、上記第1開閉弁13
を閉弁し且つ第2開閉弁15を開弁させた状態を維持す
る。また、この状態でエンジン回転数Nが上記第2設定
回転数N2に達した時には、コントロールユニット19は、
第2開閉弁15を閉作動させるように駆動信号cを出力す
ると共に、エンジン回転数Nが第3設定回転数N3に達す
るまでの中回転領域においては、第1,第2開閉弁13,15
の両方を閉弁した状態とする。更に、この状態でエンジ
ン回転数Nが上記第3設定回転数N3に達した時には、コ
ントロールユニット19は第2開閉弁15を再び開作動させ
るように駆動信号cを出力すると共に、エンジン回転数
Nがこの第3設定回転数N3以上の高回転領域において
は、第1開閉弁13を閉弁し且つ第2開閉弁15を開弁させ
た状態とする。この場合、両開閉弁13,15の開閉状態は
上記の低回転数領域と同様の状態となる。
That is, the engine speed N detected based on the speed signal a from the engine speed sensor 18 is shown in FIG.
When it is lower than the first set speed N 1 shown in Fig. 3 and when the suspended engine speed N is in an extremely low rotation speed region, the control unit 19 causes the first and second actuators 16 and 17 to move through the first and second actuators 16 and 17. As shown in (I) and (II), drive signals b and c are output so that both the first and second on-off valves 13 and 15 are opened. From this state, when the engine speed increases and reaches the first set speed N 1 , the control unit
19 outputs the drive signal b to close the first opening / closing valve 13 and, in the low rotation region until the engine speed N reaches the second set speed N 2 , the first opening / closing valve 13
Is closed and the second opening / closing valve 15 is kept open. Further, when the engine speed N reaches the second set speed N 2 in this state, the control unit 19
The drive signal c is output so as to close the second on-off valve 15, and the first and second on-off valves 13 and 13 are output in the middle rotation range until the engine speed N reaches the third set speed N 3 . 15
Both are closed. Further, when the engine speed N reaches the third set speed N 3 in this state, the control unit 19 outputs the drive signal c to open the second opening / closing valve 15 again, and the engine speed N In a high rotation speed region where N is equal to or higher than the third set rotation speed N 3 , the first opening / closing valve 13 is closed and the second opening / closing valve 15 is opened. In this case, the open / closed states of both the on-off valves 13 and 15 are the same as those in the low rotation speed range.

ところで、エンジン回転数Nが高回転領域にある時に
は、上記の如く第2開閉弁15が開弁されるため、所定の
容積を有する第2チャンバ11の内部空間と独立吸気通路
9とが連通部14を介して連通されて、該連通部14が吸気
通路9の大気開放部となる。そのため、エンジン1の吸
気行程開始時、つまり吸気弁8の開作動時に吸気ポート
6内で発生し且つ上流側に向って伝播された圧力波は、
上記連通部14の形成位置A(第2図参照)で反射される
ことになり、従って吸気圧力振動は、独立吸気通路9に
おける下流部、即ち同図に示す長さl1の短い通路部分に
おいて高固有振動数の振動として発生することになる。
その結果、該吸気圧力振動と、吸気弁8の開閉サイクル
つまりエンジン回転数Nとが高回転領域において同調
し、この同調によって効果的な吸気慣性効果が得られ
て、第3図(III)に実線(イ)で示すように高回転領
域でピークX1が発生する吸気充填効率の特性が得られ
る。そして、このピークX1ないしその近傍における特性
が利用されることにより、高回転領域におけるエンジン
1の出力トルクが増大されることになる。
By the way, when the engine speed N is in the high speed region, the second opening / closing valve 15 is opened as described above, so that the internal space of the second chamber 11 having a predetermined volume and the independent intake passage 9 communicate with each other. The communication portion 14 is communicated via 14 and serves as an atmosphere opening portion of the intake passage 9. Therefore, at the start of the intake stroke of the engine 1, that is, when the intake valve 8 is opened, the pressure wave generated in the intake port 6 and propagated toward the upstream side is
Since it is reflected at the formation position A (see FIG. 2) of the communication portion 14, the intake pressure vibration is therefore generated in the downstream portion of the independent intake passage 9, that is, in the short passage portion having the length l 1 shown in FIG. It will occur as a vibration with a high natural frequency.
As a result, the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve 8, that is, the engine speed N are synchronized with each other in a high rotation region, and an effective intake inertia effect is obtained by this synchronization, as shown in FIG. As shown by the solid line (a), the characteristic of the intake charging efficiency in which the peak X 1 occurs in the high rotation region is obtained. Then, the output torque of the engine 1 in the high rotation region is increased by utilizing the characteristic at or near the peak X 1 .

また、エンジン回転数Nが中回転領域にある時には、
上記の如く第1,第2開閉弁13,15が両方とも閉弁される
ため、吸気ポート6内に発生した圧力波は、独立吸気通
路9の上流端におけるサージタンク4への開口位置Bま
で達した上で反射されることになる。従って、この場合
は吸気圧力振動は独立吸気通路9の全長Lにわたって生
じ、該吸気圧力振動の固有振動数が上記の高回転領域の
場合より低下すると共に、これに伴って該吸気圧力振動
と吸気弁8の開閉サイクルとがエンジン回転数Nの中回
転領域において同調することになる。その結果、第3図
(III)に鎖線(ロ)で示すように、中回転領域でピー
クX2が発生する吸気充填効率の特性が得られ、このピー
クX2ないしその近傍の特性が利用されることにより、こ
の中回転領域においても出力トルクが増大される。
Further, when the engine speed N is in the medium speed range,
Since both the first and second on-off valves 13 and 15 are closed as described above, the pressure wave generated in the intake port 6 reaches the opening position B to the surge tank 4 at the upstream end of the independent intake passage 9. After reaching, it will be reflected. Therefore, in this case, the intake pressure vibration occurs over the entire length L of the independent intake passage 9, the natural frequency of the intake pressure vibration becomes lower than that in the above high rotation region, and the intake pressure vibration and intake air The opening / closing cycle of the valve 8 is synchronized with the engine speed N in the middle rotation range. As a result, as shown by the chain line (b) in Fig. 3 (III), the characteristic of the intake charging efficiency where the peak X 2 is generated in the middle rotation region is obtained, and the characteristic of the peak X 2 or its vicinity is utilized. As a result, the output torque is increased even in this middle rotation range.

然して、エンジン回転数Nが低回転領域にある時に
は、上記の如く第1開閉弁13が閉弁され且つ第2開閉弁
15が開弁されてエンジン回転数Nが高回転領域にある時
と同様の状態となるが、この低回転領域においては、吸
気弁8の開閉サイクルが低サイクルであることに起因し
て吸気ポート6から上流側に伝播される圧力波の振動が
通路形状の変化に影響されにくい低周波数の振動とな
る。そのため、圧力波は、上記第2チャンバ11の内部空
間が吸気通路9に連通されているにも拘らず、その連通
部14(位置A)においては反射されにくく、容積が十分
大きいサージタンク4への開口位置Bまで達して反射さ
れることになる。従って、吸気圧力振動は、上記中回転
領域における場合と同様に独立吸気通路9の全長Lにわ
たって生じることになるが、この場合においては、上記
第2チャンバ11の内部空間が独立吸気通路9に連通され
て、該空間の容積だけ吸気圧力振動が生じる通路の容積
が増大されているため、該吸気圧力振動の固有振動数が
低下するのである。そのため、該吸気圧力振動と吸気弁
8の開閉サイクルとがエンジン回転数Nの低回転領域に
おいて同調することになり、この同調によって第3図
(III)に実線(イ)で示す吸気充填効率の特性曲線に
低回転領域でピークX3が発生することになる。そして、
このピークX3ないしその近傍における特性が利用される
ことにより、低回転領域においても出力トルクが増大さ
れることになる。
However, when the engine speed N is in the low speed range, the first on-off valve 13 is closed and the second on-off valve is closed as described above.
Although the valve 15 is opened and the engine speed N is in the same state as in the high speed region, in this low speed region, the intake port 8 opens and closes due to the low cycle of the intake port. The vibration of the pressure wave propagating from 6 to the upstream side is a low-frequency vibration that is hardly affected by the change in the passage shape. Therefore, even though the internal space of the second chamber 11 communicates with the intake passage 9, the pressure wave is difficult to be reflected at the communicating portion 14 (position A), and is transferred to the surge tank 4 having a sufficiently large volume. Will reach the opening position B and be reflected. Therefore, the intake pressure vibration occurs over the entire length L of the independent intake passage 9 as in the case of the middle rotation region, but in this case, the internal space of the second chamber 11 communicates with the independent intake passage 9. As a result, the volume of the passage in which the intake pressure vibration is generated is increased by the volume of the space, so that the natural frequency of the intake pressure vibration is reduced. Therefore, the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve 8 are synchronized with each other in the low rotation speed region of the engine speed N, and by this synchronization, the intake charging efficiency shown by the solid line (a) in FIG. A peak X 3 will occur in the characteristic curve in the low rotation region. And
By utilizing the characteristic at or near this peak X 3 , the output torque is increased even in the low rotation speed region.

尚、エンジン回転数Nが極低回転領域にある時には、
第1,第2開閉弁13,15が両方とも開弁されて独立吸気通
路9と第1,第2チャンバ10,11の内部空間とが連通され
るが、この場合においても上記低回転領域における場合
と同様に吸気圧力振動は吸気通路9の全長Lにわたって
生じ、しかも通路の容積は上記低回転領域における場合
よりも第1チャンバ10の内部空間の容積だけ増大される
ので、吸気圧力振動の固有振動数は更に低下する。これ
により、吸気圧力振動と吸気弁8の開閉サイクルとの同
調が上記低回転領域における場合よりも更に低回転側で
生じることになり、従ってこの極低回転領域においても
第3図(III)に破線(ハ)で示すように吸気充填効率
が高められて、エンジン出力が増大されることになる。
When the engine speed N is in the extremely low speed range,
Both the first and second on-off valves 13 and 15 are opened so that the independent intake passage 9 and the internal space of the first and second chambers 10 and 11 are communicated with each other. Similar to the case, the intake pressure vibration occurs over the entire length L of the intake passage 9, and the volume of the passage is increased by the volume of the internal space of the first chamber 10 as compared with the case of the above low rotation region. The frequency is further reduced. As a result, the synchronization between the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve 8 occurs at a lower rotation side than in the low rotation range, and therefore, in this extremely low rotation range as well, FIG. As shown by the broken line (C), the intake charging efficiency is increased and the engine output is increased.

このように上記実施例においては、独立吸気通路9の
長さLを、エンジン回転数Nが中回転領域にある時に吸
気圧力振動と吸気弁8の開閉サイクルとが同調する長さ
に設定すると共に、この吸気通路9にチャンバ10,11の
内部空間をエンジン回転数Nに応じて連通させることに
より、高、中、低及び極低回転の全ての領域において吸
気慣性効果を効率良く得るようにしたので、低回転ない
し極低回転領域において吸気通路の長さだけで上記効果
を得ようとする場合に比較して該吸気通路の長さを短く
することが可能となる。これにより吸気装置2を大型化
することなく、広い運転領域にわたって出力トルクを向
上させることができるようになる。
As described above, in the above embodiment, the length L of the independent intake passage 9 is set to a length in which the intake pressure oscillation and the opening / closing cycle of the intake valve 8 are synchronized with each other when the engine speed N is in the medium speed range. By making the internal spaces of the chambers 10 and 11 communicate with the intake passage 9 according to the engine speed N, the intake inertia effect can be efficiently obtained in all regions of high, middle, low and extremely low speed. Therefore, the length of the intake passage can be shortened as compared with the case where the above effect is obtained only by the length of the intake passage in the low rotation speed or extremely low rotation speed region. As a result, the output torque can be improved over a wide operating range without increasing the size of the intake device 2.

次に、本発明の第2実施例を第4,5図に基づいて説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

この実施例におけるエンジン20の吸気装置21において
は、第4図に示すように、サージタンク25から分岐され
て各気筒の燃焼室20aに通じる独立吸気通路22の途中
に、1気筒あたりの容積がサージタンク25よりも小さな
所定容積の内部空間を有する1個のチャンバ23が開閉弁
24を介して連通されていると共に、上記サージタンク25
の内部には回動可能な回動部材26が備えられている。そ
して、上記吸気通路22がこの回動部材26とサージタンク
25の周壁とによって画成された渦巻状通路27に接続され
ていると共に、該回動部材26に設けられた開口部26aを
介してその内側空間26bに連通されており、該回動部材2
6の回動によって燃焼室20aから上記空間26bに至る通路
長が可変制御されるようになっている。
In the intake device 21 of the engine 20 in this embodiment, as shown in FIG. 4, a volume per cylinder is provided in the middle of the independent intake passage 22 branched from the surge tank 25 and communicating with the combustion chamber 20a of each cylinder. One chamber 23 having an internal space of a predetermined volume smaller than the surge tank 25 is an opening / closing valve.
It is communicated via 24 and the surge tank 25
A rotating member 26 that can rotate is provided inside. The intake passage 22 is connected to the rotating member 26 and the surge tank.
The rotating member 2 is connected to a spiral passage 27 defined by the peripheral wall of 25 and communicates with the inner space 26b through an opening 26a provided in the rotating member 26.
By the rotation of 6, the passage length from the combustion chamber 20a to the space 26b is variably controlled.

この実施例においては、第5図(I)に示すように、
上記開閉弁24が、第1実施例における第2開閉弁15と同
様にエンジン回転数Nが低回転領域(第2設定回転数N2
以下の領域)にある時には開弁され、中回転領域(第2
設定回転数N2から第3設定回転数N3までの領域)にある
時には閉弁され、更に高回転領域(第3設定回転数N3
上の領域)にある時には再び開弁されるように制御され
る。従って、この実施例においても、エンジン回転数N
が高回転領域にある時には吸気ポート28の燃焼室20aへ
の開口位置Cから独立吸気通路22におけるチャンバ23の
連通位置Dまでの短い通路部分において高固有振動数の
吸気圧力振動が生じ、中回転領域にある時には上記位置
Cから回動部材26の開口部26aの位置Eまでの長い通路
内において中固有振動数の吸気圧力振動が生じ、更に低
回転領域にある時には上記中回転領域の場合と同じ長い
通路とチャンバ23の内部空間とにわたって低固有振動数
の吸気圧力振動が生じることになる。これにより、吸気
充填効率が各領域において効果的に高められ、第5図
(III)に鎖線(ニ)で示すような特性が得られること
になる。そして、この実施例においては、充填効率を高
めると共に該効率の変化を滑かにするために、低、中回
転領域において上記回動部材26を回動させることによる
第5図(II)に示すような通路長の可変制御が行われ
る。つまり、エンジン回転数Nが低回転領域内の所定の
回転数N0に達した時点で上記回動部材26を回転数Nの上
昇に応じてx方向に回動開始させて通路長を無段階的に
短縮すると共に、該エンジン回転数Nが第2設定回転数
N2に達して中回転領域に移行する時点で、上記開閉弁24
の閉作動と同時に回動部材26を当初の状態に復帰させ
て、通路長を最大とする。そして、エンジン回転数Nの
上昇に応じて回動部材26を再びx方向に回動させて通路
長を短縮すると共に、エンジン回転数Nが第3設定回転
数N3以上の高回転領域においては、通路長を最も短い状
態に保持する。これにより、低回転領域内及び中回転領
域内の夫々においても、エンジン回転数Nの上昇に応じ
て吸気圧力振動の固有振動数が次第に高くされ、その結
果、両領域内における吸気充填効率が更に効果的に高め
られると共に、上記開閉弁24の閉作動時及び開作動時に
おける吸気充填効率の局部的な変動等が平滑化されて、
第5図に実線(ホ)で示す滑かな特性が得られることに
なる。
In this embodiment, as shown in FIG.
Like the second opening / closing valve 15 in the first embodiment, the opening / closing valve 24 has a low engine speed N in the low rotation speed region (second set speed N 2
When it is in the following area), the valve is opened, and the middle rotation area (second
The valve is closed when it is in the set rotation speed N 2 to the third set rotation speed N 3 ) and is opened again when it is in the higher rotation area (the area of the third set rotation speed N 3 or more). Controlled. Therefore, also in this embodiment, the engine speed N
Is in a high rotation region, a high natural frequency of intake pressure vibration occurs in a short passage portion from the opening position C of the intake port 28 to the combustion chamber 20a to the communication position D of the chamber 23 in the independent intake passage 22 to cause middle pressure rotation. When it is in the region, intake pressure vibration of medium natural frequency occurs in the long passage from the position C to the position E of the opening 26a of the rotating member 26, and when it is in the low rotation region, it is different from the case of the medium rotation region. Intake pressure oscillations of low natural frequency will occur over the same long passage and the inner space of the chamber 23. As a result, the intake charging efficiency is effectively increased in each region, and the characteristic shown by the chain line (d) in FIG. 5 (III) is obtained. Further, in this embodiment, in order to increase the filling efficiency and to smooth the change of the efficiency, the rotation member 26 is rotated in the low and middle rotation regions, as shown in FIG. 5 (II). Such variable control of the passage length is performed. That is, when the engine rotational speed N reaches a predetermined rotational speed N 0 in the low rotational speed region, the rotating member 26 is started to rotate in the x direction in accordance with the increase in the rotational speed N, and the passage length is made stepless. And the engine speed N is the second set speed.
At the time when it reaches N 2 and shifts to the middle rotation range, the on-off valve 24
Simultaneously with the closing operation of, the rotating member 26 is returned to the initial state to maximize the passage length. Then, as the engine speed N increases, the rotary member 26 is again rotated in the x direction to shorten the passage length, and in the high rotation speed region where the engine speed N is the third set speed N 3 or more. , Keep the path length at its shortest. As a result, the natural frequency of the intake pressure vibration is gradually increased in accordance with the increase of the engine speed N even in each of the low speed region and the medium speed region, and as a result, the intake charge efficiency in both regions is further increased. While being effectively increased, local fluctuations of intake charging efficiency during the closing operation and the opening operation of the on-off valve 24 are smoothed,
The smooth characteristics shown by the solid line (e) in FIG. 5 can be obtained.

尚、この実施例においても、中回転領域において吸気
慣性効果が得られる吸気通路の長さで低回転領域の充填
効率も向上させることができるので、吸気装置を小型化
することが可能となる。
In this embodiment as well, since the length of the intake passage that provides the intake inertia effect in the medium speed region can also improve the filling efficiency in the low speed region, the size of the intake device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1〜3図は本発明の第1実施例を示すもので、第1図
はエンジンの吸気装置の概略平面図、第2図は第1図II
−II線で切断した断面図、第3図(I),(II),(II
I)は夫々第1開閉弁の開閉状態を示す特性図、第2開
閉弁の開閉状態を示す特性図、及び作用効果を示す吸気
充填効率の特性線図である。また、第4,5図は本発明の
第2実施例を示すもので、第4図はエンジンの吸気装置
の概略縦断面図、第5図(I),(II),(III)は夫
々開閉弁の開閉状態を示す特性図、吸気通路の通路長の
制御を示す特性図、及び作用効果を示す吸気充填効率の
特性図である。 1,20…エンジン、2,21…吸気装置、4,26b…拡大室、5a,
20a…燃焼室、7,22…独立吸気通路、11,23…チャンバ、
15,24…開閉弁、19…開閉弁制御手段(コントロールユ
ニット)。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view of an engine intake device, and FIG. 2 is FIG. 1 II.
A cross-sectional view taken along line -II, FIG. 3 (I), (II), (II
I) is a characteristic diagram showing an open / closed state of the first on-off valve, a characteristic diagram showing an open / closed state of the second on-off valve, and a characteristic line diagram of intake charging efficiency showing action and effect, respectively. Further, FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic vertical sectional view of an intake device of an engine, and FIGS. 5 (I), (II) and (III) are respectively shown. FIG. 6 is a characteristic diagram showing an open / closed state of an on-off valve, a characteristic diagram showing control of a passage length of an intake passage, and a characteristic diagram of intake charging efficiency showing operation effects. 1,20 ... Engine, 2,21 ... Intake device, 4,26b ... Expansion chamber, 5a,
20a ... combustion chamber, 7,22 ... independent intake passage, 11,23 ... chamber,
15,24… Open / close valve, 19… Open / close valve control means (control unit).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吸気系に拡大室を備えると共に、該拡大室
と燃焼室との間の吸気通路の通路状態をエンジン回転数
に応じて可変制御するようにしたエンジンの吸気装置で
あって、拡大室から分岐されて各気筒の燃焼室に独立し
て通じる吸気通路の途中に一気筒あたりの容積が拡大室
よりも小さな所定容積のチャンバを連通させると共に、
該チャンバの上記吸気通路への連通部に開閉弁を配備
し、且つエンジン回転数が中回転領域にある時には上記
開閉弁を閉弁させ、低回転及び高回転領域にある時には
該開閉弁を開弁させる開閉弁制御手段を設けたことを特
徴とするエンジンの吸気装置。
1. An intake device for an engine, comprising: an expansion chamber provided in an intake system; and a passage state of an intake passage between the expansion chamber and a combustion chamber being variably controlled according to an engine speed. In the middle of the intake passage that branches from the expansion chamber and independently communicates with the combustion chamber of each cylinder, a chamber of a predetermined volume whose volume per cylinder is smaller than that of the expansion chamber is communicated,
An on-off valve is provided in the communication portion of the chamber to the intake passage, and the on-off valve is closed when the engine speed is in the middle rotation range, and the on-off valve is opened when the engine speed is in the low rotation range and the high rotation range. An intake system for an engine, comprising an on-off valve control means for operating a valve.
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