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JP2009041398A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents

Intake device for internal combustion engine Download PDF

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JP2009041398A
JP2009041398A JP2007205621A JP2007205621A JP2009041398A JP 2009041398 A JP2009041398 A JP 2009041398A JP 2007205621 A JP2007205621 A JP 2007205621A JP 2007205621 A JP2007205621 A JP 2007205621A JP 2009041398 A JP2009041398 A JP 2009041398A
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JP
Japan
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communication path
communication
intake
port
passage
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Pending
Application number
JP2007205621A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensuke Tominaga
健介 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

【課題】 コンパクトで、かつ、広範な速度領域にて吸気共鳴効果を得ることが可能な内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】 共鳴管(独立吸気通路)6a,6bの間に設けられた連通装置7は、第1連通路11と、第2連通路12と、切替弁20とにより構成される。第1連通路11は、一端11αが共鳴管6aに接続し、他端11βが共鳴管6bの第1ポート13aに相対する。第2連通路12は、一端12αが共鳴管6bの第2ポート13bに相対し、折り返し部12βにて折り返し、他端12γが一端12αと平行に並んでいる。切替弁20は、第1の切替位置にて、第1連通路11の他端11βと第1ポート13aとを接続し、第2の切替位置にて、第1連通路11の他端11βと第2連通路12の他端12γとを接続すると共に、第2連通路12の一端12αと第2ポート13bとを接続する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake device for an internal combustion engine which is compact and can obtain an intake resonance effect in a wide speed range.
A communication device (7) provided between resonance tubes (independent intake passages) (6a, 6b) includes a first communication passage (11), a second communication passage (12), and a switching valve (20). The first communication path 11 has one end 11α connected to the resonance tube 6a and the other end 11β opposed to the first port 13a of the resonance tube 6b. The second communication path 12 has one end 12α opposed to the second port 13b of the resonance tube 6b, folded at the folded portion 12β, and the other end 12γ aligned in parallel with the one end 12α. The switching valve 20 connects the other end 11β of the first communication path 11 and the first port 13a at the first switching position, and the other end 11β of the first communication path 11 at the second switching position. The other end 12γ of the second communication path 12 is connected, and the one end 12α of the second communication path 12 and the second port 13b are connected.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。   The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine.

特許文献1には、内燃機関の吸気装置において、低速域の幅広い回転数領域にて吸気共鳴効果を活用するため、それぞれ独立した吸気通路(共鳴管)を異なる位置で連通する連通部を複数備え、各連通部に備えられた開閉弁を制御することにより、連通した位置と吸気ポートとの間の距離を変化させて、必要とする固有振動数を得ることが示されている。
特開平03−061613号公報
In Patent Document 1, in an intake device of an internal combustion engine, a plurality of communication portions that communicate independent intake passages (resonance pipes) at different positions are provided in order to utilize the intake resonance effect in a wide range of rotation speeds in a low speed range. It has been shown that the required natural frequency can be obtained by changing the distance between the communicating position and the intake port by controlling the on-off valve provided in each communicating portion.
Japanese Patent Laid-Open No. 03-0661613

しかしながら、特許文献1に記載の内燃機関の吸気装置では、連通部を複数設置することにより、吸気通路(共鳴管)が長く、レイアウト上形状も複雑になってしまうため、通気抵抗が増加し、特に高速域での跳ね返りが懸念される。   However, in the intake device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, by installing a plurality of communication portions, the intake passage (resonance tube) is long and the shape of the layout becomes complicated, so the ventilation resistance increases, In particular, there is a concern about rebounding at high speeds.

本発明は、このような実情に鑑み、コンパクトでありながら、低速域から高速域まで幅広く吸気共鳴効果を得ることが可能な内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an intake device for an internal combustion engine that is compact and can obtain an intake resonance effect widely from a low speed range to a high speed range.

そのため本発明では、吸気順序の連続しない気筒同士でグループ化した気筒グループ毎に吸気通路を独立させ、一対の独立吸気通路の間に、次のような連通装置を設けている。この連通装置は、一端が一方の独立吸気通路に接続され、他端が他方の独立吸気通路に設けた第1ポートに相対する第1連通路と、一端が他方の独立吸気通路に設けた第2ポートに相対し、途中で折り返して、他端が前記一端と平行に並ぶ第2連通路と、第1連通路の他端及び第2連通路の両端と、他方の独立吸気通路の第1ポート及び第2ポートとの間に介装され、第1の切替位置で、第1連通路の他端と第1ポートとを接続し、第2の切替位置で、第1連通路の他端と第2連通路の他端とを接続すると共に、第2連通路の一端と第2ポートとを接続する切替弁と、を設ける。   For this reason, in the present invention, the intake passage is made independent for each cylinder group that is grouped by cylinders that do not have the consecutive intake orders, and the following communication device is provided between the pair of independent intake passages. In this communication device, one end is connected to one independent intake passage, the other end is connected to a first port provided in the other independent intake passage, and one end is provided in the other independent intake passage. 2nd communication path facing the 2 ports, folded in the middle, and the other end parallel to the one end, the other end of the first communication path, both ends of the second communication path, and the first of the other independent intake passage The other end of the first communication path is connected at the first switching position, and the other end of the first communication path is connected to the first port at the first switching position. And a switching valve for connecting one end of the second communication path and the second port.

本発明によれば、切替弁の第1の切替位置では、第1連通路を介して、第2の切替位置では、第1連通路と第2連通路とを介して、一対の独立吸気通路を連通させることができる。従って、連通路長が変更可能であることにより、吸気系の固有振動数(吸気共鳴効果の同調回転数)が変更可能になるので、幅広い速度域にて吸気共鳴効果を得ることができる。また、連通装置がコンパクトな構成になっているので、吸気通路における通気抵抗を抑制することができる。   According to the present invention, a pair of independent intake passages are provided via the first communication passage at the first switching position of the switching valve and via the first communication passage and the second communication passage at the second switching position. Can be communicated. Therefore, since the communication path length can be changed, the natural frequency of the intake system (tuned rotation speed of the intake resonance effect) can be changed, so that the intake resonance effect can be obtained in a wide speed range. In addition, since the communication device has a compact configuration, the ventilation resistance in the intake passage can be suppressed.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態における内燃機関の吸気装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an intake device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

内燃機関1は左右2つのバンクからなるV型6気筒の内燃機関であり、左バンク2aには3つの気筒3a〜3cが備えられ、右バンク2bには3つの気筒3d〜3fが備えられている。ここで、気筒3a〜3fの吸気順序(点火順序)は、気筒3a→気筒3d→気筒3b→気筒3e→気筒3c→気筒3fとなっている。即ち、各バンクにて、吸気順序の連続しない気筒同士がグループ化されている。   The internal combustion engine 1 is a V-type 6-cylinder internal combustion engine composed of two banks on the left and right, the left bank 2a is provided with three cylinders 3a to 3c, and the right bank 2b is provided with three cylinders 3d to 3f. Yes. Here, the intake order (ignition order) of the cylinders 3a to 3f is cylinder 3a → cylinder 3d → cylinder 3b → cylinder 3e → cylinder 3c → cylinder 3f. That is, the cylinders in which the intake order is not continuous are grouped in each bank.

気筒3a〜3fには各々、吸入空気を導入する吸気ポート4a〜4fが設けられており、左バンク2aに対応した吸気ポート4a〜4cは各々の上流側にてコレクタ部5aに接続し、右バンク2bに対応した吸気ポート4d〜4fは各々の上流側にてコレクタ部5bに接続している。コレクタ部5a,5bの上流側には、互いに独立した共鳴管6a,6bが設けられている。即ち、吸気順序の連続しない気筒同士でグループ化した気筒グループ毎に、コレクタ部と共鳴管とからなる独立吸気通路を備えている。   Each of the cylinders 3a to 3f is provided with intake ports 4a to 4f for introducing intake air, and the intake ports 4a to 4c corresponding to the left bank 2a are connected to the collector portion 5a on the upstream side, respectively, The intake ports 4d to 4f corresponding to the bank 2b are connected to the collector portion 5b on the upstream side. Resonant tubes 6a and 6b independent of each other are provided on the upstream side of the collector portions 5a and 5b. That is, an independent intake passage composed of a collector portion and a resonance pipe is provided for each cylinder group that is grouped with cylinders that do not have an intake sequence in sequence.

共鳴管6a,6bの間には、これらを連通可能な連通装置7が設けられている。尚、連通装置7の詳細については、後述する。   A communication device 7 capable of communicating these is provided between the resonance tubes 6a and 6b. Details of the communication device 7 will be described later.

共鳴管6a,6bには各々、コレクタ部5a,5bと連通装置7との間に、吸入空気量を調節するスロットル弁8a,8bが設けられていると共に、連通装置7の上流側に、エアクリーナ9a,9bが設けられている。尚、スロットル弁8a,8bとエアクリーナ9a,9bとは、上述の他、共鳴管6a,6bの任意の位置に設置可能である。また本発明に係る連通装置7は、吸気共鳴効果により内燃機関1の全開性能を向上させるものであるので、かかる効果を発現させるときは、スロットル弁8a,8bが全開であることが前提である。   The resonance tubes 6a and 6b are provided with throttle valves 8a and 8b for adjusting the intake air amount between the collector portions 5a and 5b and the communication device 7, respectively, and an air cleaner is provided upstream of the communication device 7. 9a and 9b are provided. In addition to the above, the throttle valves 8a and 8b and the air cleaners 9a and 9b can be installed at arbitrary positions of the resonance tubes 6a and 6b. Further, the communication device 7 according to the present invention improves the fully open performance of the internal combustion engine 1 by the intake resonance effect. Therefore, when such an effect is manifested, it is assumed that the throttle valves 8a and 8b are fully open. .

上述した連通装置7は、第1連通路11と、第2連通路12と、切替弁20とにより構成される。   The communication device 7 described above includes a first communication passage 11, a second communication passage 12, and a switching valve 20.

第1連通路11は、その一端11αが共鳴管6aに接続され、他端11βが共鳴管6bに設けた第1ポート13aに相対している。   The first communication path 11 has one end 11α connected to the resonance tube 6a and the other end 11β opposed to the first port 13a provided in the resonance tube 6b.

第2連通路12は、その一端12αが共鳴管6bに設けた第2ポート13bに相対し、共鳴管6a近傍の折り返し部12βにてUターン状に折り返し、他端12γが一端12αと平行に並んでいる。   The second communication path 12 has one end 12α opposed to the second port 13b provided in the resonance tube 6b, folded in a U-turn shape at the folded portion 12β near the resonance tube 6a, and the other end 12γ parallel to the one end 12α. Are lined up.

切替弁20は、第1連通路11の他端11β及び第2連通路12の両端12α,12γと、第1ポート13a及び第2ポート13bとの間に介装されている。この切替弁20は2つの切替位置を有し、第1の切替位置では、第1連通路11の他端11βと第1ポート13aとを接続し、第2の切替位置では、第1連通路11の他端11βと第2連通路12の他端12γとを接続すると共に、第2連通路12の一端12αと第2ポート13bとを接続する。尚、図1は、切替弁20が第2の切替位置のときの状態を示している。本実施形態では、アクチュエータ(モータ)21の作動軸を回転させることにより、切替弁20の切替位置を変更するが、この他、油圧式切替弁により、前記切替位置を変更することも可能である。   The switching valve 20 is interposed between the other end 11β of the first communication passage 11 and both ends 12α and 12γ of the second communication passage 12, and the first port 13a and the second port 13b. The switching valve 20 has two switching positions. In the first switching position, the other end 11β of the first communication path 11 and the first port 13a are connected, and in the second switching position, the first communication path. 11 is connected to the other end 12γ of the second communication path 12, and one end 12α of the second communication path 12 is connected to the second port 13b. FIG. 1 shows a state when the switching valve 20 is in the second switching position. In the present embodiment, the switching position of the switching valve 20 is changed by rotating the operating shaft of the actuator (motor) 21. In addition, the switching position can be changed by a hydraulic switching valve. .

また、第1連通路11には、この連通路の開閉を行う連通路開閉弁30が設けられている。この連通路開閉弁30と、切替弁20(アクチュエータ21)とは、図示しないエンジンコントロールユニット(ECU)により、機関運転状態に応じて制御される。   The first communication passage 11 is provided with a communication passage opening / closing valve 30 for opening and closing the communication passage. The communication passage opening / closing valve 30 and the switching valve 20 (actuator 21) are controlled by an engine control unit (ECU) (not shown) according to the engine operating state.

次に、図2〜図4に基づき、本実施形態における連通装置の詳細を説明する。   Next, based on FIGS. 2-4, the detail of the communication apparatus in this embodiment is demonstrated.

図2は、本実施形態における第1連通路及び第2連通路の詳細を示している。尚、図2(イ)は第1連通路及び第2連通路の斜視図であり、図2(ロ)は図2(イ)のX−X断面図、図2(ハ)は図2(イ)のY−Y断面図である。   FIG. 2 shows details of the first communication path and the second communication path in the present embodiment. 2A is a perspective view of the first communication path and the second communication path, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2A, and FIG. It is YY sectional drawing of a).

中空円筒体41の内周面と、中空円筒体41の中心軸に垂直な断面を3つに仕切る仕切り壁42(図2(ロ)参照)とより3つの通路が形成されている。この3つの通路のうちの1つは、その両端(11α,11β)にて開口させて、第1連通路11とする。残りの2つは、それらの一端(折り返し部12β)にて閉止部材(図2(イ),(ハ)のハッチング部分)により閉口させると共に、仕切り壁42を切り欠くことで互いに連通させ(図2(イ),(ハ)参照)、それらの他端(12α,12γ)にてそれぞれ開口させて(図2(ロ)参照)、第2連通路12としている。これにより、中空円筒体41の一端にて、第1連通路の一端11αが開口し、中空円筒体41の他端にて、第1連通路11の他端11β及び第2連通路12の両端12α,12γが、周方向に3つ並べて開口している。   Three passages are formed by an inner peripheral surface of the hollow cylindrical body 41 and a partition wall 42 (see FIG. 2B) that divides a cross section perpendicular to the central axis of the hollow cylindrical body 41 into three. One of the three passages is opened at both ends (11α, 11β) to serve as the first communication passage 11. The remaining two are closed at one end (folded portion 12β) by a closing member (the hatched portion in FIGS. 2 (A) and 2 (C)) and communicated with each other by cutting out the partition wall 42 (FIG. 2 (see (2), (3)), and the other ends (12α, 12γ) are opened (see FIG. 2 (2)) to form the second communication path 12. Thereby, one end 11α of the first communication path opens at one end of the hollow cylindrical body 41, and the other end 11β of the first communication path 11 and both ends of the second communication path 12 at the other end of the hollow cylindrical body 41. 12α and 12γ are opened side by side in the circumferential direction.

図3は、本実施形態における切替弁の詳細を示している。尚、図3(イ)は切替弁の斜視図であり、図3(ロ)は図3(イ)のZ−Z断面図である。   FIG. 3 shows details of the switching valve in the present embodiment. 3A is a perspective view of the switching valve, and FIG. 3B is a ZZ cross-sectional view of FIG.

切替弁20は、中空円筒体41と同一内径の中空円筒体43の内周面と、中空円筒体43の中心軸に垂直な断面を2つに仕切る仕切り壁44とより2つの空洞が形成されている。この2つの空洞のうちの1つ(第1空洞45)は、前記3つの通路のうちの1つ分の断面積を有し、その両端にて開口させている一方、残り1つ(第2空洞46)は、前記3つの通路のうちの2つ分の断面積を有し、その一端にて開口させ、他端にて閉止部材(図3(イ),(ロ)のハッチング部分)により閉口させている(図3(ロ)参照)。   The switching valve 20 has two cavities formed by an inner peripheral surface of a hollow cylinder 43 having the same inner diameter as the hollow cylinder 41 and a partition wall 44 that divides the cross section perpendicular to the central axis of the hollow cylinder 43 into two. ing. One of the two cavities (first cavity 45) has a cross-sectional area corresponding to one of the three passages and is open at both ends, while the other one (second The cavity 46) has a cross-sectional area corresponding to two of the three passages, is opened at one end thereof, and is closed at the other end by a closing member (the hatched portion in FIGS. The mouth is closed (see FIG. 3B).

図4は、本実施形態における連通装置の連通路長の切替方法を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a method for switching the communication path length of the communication device according to the present embodiment.

切替弁20は、中空円筒体41の他端(即ち、第1連通路11の他端11β及び第2連通路12の両端12α,12γが、周方向に3つ並べられている開口端)に配置されている。また、切替弁20は、アクチュエータ21を用いて、中空円筒体41の中心軸回りに回動可能であり、この回動位置により、中空円筒体41の他端に並べられた3つの開口端のうち、いずれか1つを外部に開口させ、他の2つを互いに連通させて外部に対しては遮断することが可能である。   The switching valve 20 is provided at the other end of the hollow cylindrical body 41 (that is, an open end in which the other end 11β of the first communication path 11 and the two ends 12α and 12γ of the second communication path 12 are arranged in the circumferential direction). Has been placed. Further, the switching valve 20 can be rotated around the central axis of the hollow cylindrical body 41 by using the actuator 21, and the three opening ends arranged at the other end of the hollow cylindrical body 41 by this rotational position. Any one of them can be opened to the outside, and the other two can communicate with each other to block the outside.

図4(A)は、切替弁20の回動位置が第1の切替位置である場合を示しており、第1連通路の他端11βが切替弁20を介して外部に開口され、第1ポート13aと連通する。このとき、共鳴管6a,6bは、第1連通路11を介して互いに連通する。尚、図4(A)において、連通路開閉弁30を図示していないが、連通路開閉弁30は全開である。   FIG. 4A shows a case where the rotation position of the switching valve 20 is the first switching position. The other end 11β of the first communication path is opened to the outside through the switching valve 20, and the first It communicates with the port 13a. At this time, the resonance tubes 6 a and 6 b communicate with each other via the first communication path 11. In FIG. 4A, the communication passage opening / closing valve 30 is not shown, but the communication passage opening / closing valve 30 is fully open.

図4(B)は、切替弁20の回動位置が第2の切替位置である場合を示しており、第1連通路11の他端11βと第2連通路12の他端12γとが切替弁20を介して互いに連通し、外部に対しては遮断していると共に、第2連通路12の一端12αが切替弁20を介して外部に開口され、第2ポート13bと連通する。このとき、共鳴管6a,6bは、第1連通路11を介し、更にUターン状の第2連通路12を介して互いに連通する。尚、図4(B)において、連通路開閉弁30を図示していないが、連通路開閉弁30は全開である。   FIG. 4B shows a case where the rotation position of the switching valve 20 is the second switching position, and the other end 11β of the first communication path 11 and the other end 12γ of the second communication path 12 are switched. While communicating with each other via the valve 20 and blocking the outside, one end 12α of the second communication passage 12 is opened to the outside via the switching valve 20 and communicates with the second port 13b. At this time, the resonance tubes 6 a and 6 b communicate with each other via the first communication path 11 and further via the U-turn-shaped second communication path 12. In FIG. 4B, although the communication passage opening / closing valve 30 is not shown, the communication passage opening / closing valve 30 is fully opened.

図4(C)は、切替弁20の回動位置が第1の切替位置であると共に、連通路開閉弁30が全閉である場合を示している。このとき、共鳴管6a,6b間の連通路は、遮断される。   FIG. 4C shows a case where the rotation position of the switching valve 20 is the first switching position and the communication passage opening / closing valve 30 is fully closed. At this time, the communication path between the resonance tubes 6a and 6b is blocked.

従って、連通路開閉弁30が全開である場合は、切替弁20の回動位置が第1の切替位置のときよりも、第2の切替位置のときの方が、連通路長が長くなる。また、連通路開閉弁30を全閉にすることにより、連通路が遮断される。即ち、図4(A)〜(C)に示された方法を用いることにより、連通装置7にて3つの異なる連通路長(短・長・連通なし)を設定することが可能である。   Therefore, when the communication path opening / closing valve 30 is fully open, the communication path length is longer when the switching valve 20 is in the second switching position than when the switching position is the first switching position. Further, the communication path is blocked by fully closing the communication path opening / closing valve 30. That is, by using the method shown in FIGS. 4A to 4C, the communication device 7 can set three different communication path lengths (short, long, no communication).

次に、機関運転状態に応じた切替弁及び連通路開閉弁の制御方法について、図5及び図6を用いて説明する。   Next, a method for controlling the switching valve and the communication passage opening / closing valve according to the engine operating state will be described with reference to FIGS.

図5は、本実施形態における機関運転状態に応じた連通装置の設定を示す図であり、図6は、本実施形態における機関回転数と機関トルクとの関係を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing the setting of the communication device according to the engine operating state in the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the engine torque in the present embodiment.

図5(A)は、内燃機関1の機関回転数が中速域の場合の連通装置の設定を示している。ECUは切替弁20の回動位置を第1の切替位置に設定すると共に、連通路開閉弁30を全開に設定する。この設定により、共鳴管6a,6bは、第1連通路11を介して互いに連通する。この連通路長にすることで、吸気系の固有振動数(吸気共鳴効果の同調回転数)が中速域に対応するので、中速域での吸気共鳴効果が得られ、充填効率が向上し、図6(A)に示すように、中速域にて良好な機関トルクを得ることができる。   FIG. 5A shows the setting of the communication device when the engine speed of the internal combustion engine 1 is in the middle speed range. The ECU sets the rotation position of the switching valve 20 to the first switching position and sets the communication passage opening / closing valve 30 to fully open. With this setting, the resonance tubes 6 a and 6 b communicate with each other via the first communication path 11. By using this communication path length, the natural frequency of the intake system (tuned rotation speed of the intake resonance effect) corresponds to the medium speed range, so the intake resonance effect in the medium speed range can be obtained, and the charging efficiency is improved. As shown in FIG. 6A, a good engine torque can be obtained in the middle speed range.

図5(B)は、内燃機関1の機関回転数が低速域の場合の連通装置の設定を示している。ECUは切替弁20の回動位置を第2の切替位置に設定すると共に、連通路開閉弁30を全開に設定する。この設定により、共鳴管6a,6bは、第1連通路11及び第2連通路12を介して互いに連通する。即ち、上述した中速域時に比べ、連通路長が長くなる。この連通路長にすることで、吸気系の固有振動数(吸気共鳴効果の同調回転数)が低速域に対応するので、低速域での吸気共鳴効果が得られ、充填効率が向上し、図6(B)に示すように、低速域にて良好な機関トルクを得ることができる。   FIG. 5B shows the setting of the communication device when the engine speed of the internal combustion engine 1 is in the low speed range. The ECU sets the rotation position of the switching valve 20 to the second switching position and sets the communication passage opening / closing valve 30 to fully open. With this setting, the resonance tubes 6 a and 6 b communicate with each other via the first communication path 11 and the second communication path 12. That is, the communication path length is longer than that in the above-described middle speed range. By using this communication path length, the natural frequency of the intake system (tuned rotation speed of the intake resonance effect) corresponds to the low speed range, so that the intake resonance effect in the low speed range can be obtained and the charging efficiency is improved. As shown in FIG. 6 (B), a good engine torque can be obtained in the low speed range.

図5(C)は、内燃機関1の機関回転数が高速域の場合の連通装置の設定を示している。ECUは、連通路開閉弁30を全閉に設定する。この設定により、連通路が遮断される。これにより、吸気系の固有振動数(吸気共鳴効果の同調回転数)が高速域に対応するので、高速域での吸気共鳴効果が得られ、充填効率が向上し、図6(C)に示すように、高速域にて良好な機関トルクを得ることができる。この場合、切替弁20の回動位置を第1の切替位置に設定することにより、第2の切替位置に設定したときに比べ、連通路開閉弁30から各共鳴管6a,6bまでの間に形成されるデッドスペースが小さくなり、かつ、連通路開閉弁30から各共鳴管6a,6bまでの通路長がほぼ同等になるので、高応答にて吸気系の固有振動数を変更することができる。   FIG. 5C shows the setting of the communication device when the engine speed of the internal combustion engine 1 is in the high speed range. The ECU sets the communication passage opening / closing valve 30 to be fully closed. With this setting, the communication path is blocked. As a result, the natural frequency of the intake system (tuned rotation speed of the intake resonance effect) corresponds to the high speed range, so that the intake resonance effect in the high speed range is obtained and the charging efficiency is improved, as shown in FIG. Thus, a good engine torque can be obtained at a high speed region. In this case, by setting the rotation position of the switching valve 20 to the first switching position, compared to when the switching position is set to the second switching position, between the communication passage opening / closing valve 30 and each of the resonance tubes 6a and 6b. Since the formed dead space is reduced and the passage lengths from the communication passage opening / closing valve 30 to the resonance tubes 6a and 6b are substantially equal, the natural frequency of the intake system can be changed with high response. .

尚、本実施形態において、所望の吸気共鳴効果を得るためのチューニング手法として、第1連通路11又は第2連通路12の断面積を部分的に変更する手法や、第2連通路12の折り返し部12βの形状を変更する手法がある。また、これらの他、図7に示すように、第2連通路12(又は第1連通路11)にレゾネータ(所定容積の室)50を連通させる手法もある。これら手法により、吸気系の固有振動数を微調整することが可能である。   In the present embodiment, as a tuning technique for obtaining a desired intake resonance effect, a technique of partially changing the cross-sectional area of the first communication path 11 or the second communication path 12, or the folding of the second communication path 12 is performed. There is a method of changing the shape of the portion 12β. In addition to these, as shown in FIG. 7, there is also a method of communicating a resonator (a chamber having a predetermined volume) 50 with the second communication path 12 (or the first communication path 11). By these methods, it is possible to finely adjust the natural frequency of the intake system.

本実施形態によれば、連通装置7として、一端11αが一方の独立吸気通路(共鳴管6a)に接続され、他端11βが他方の独立吸気通路(共鳴管6b)に設けた第1ポート13aに相対する第1連通路11と、一端12αが他方の独立吸気通路(共鳴管6b)に設けた第2ポート13bに相対し、途中の折り返し部12βにてUターン状に折り返し、他端12γが前記一端12αと平行に並ぶ第2連通路12と、第1連通路11の他端11β及び第2連通路12の両端12α,12γと、他方の独立吸気通路(共鳴管6b)の第1ポート13a及び第2ポート13bとの間に介装され、第1の切替位置で、第1連通路11の他端11βと第1ポート13aとを接続し、第2の切替位置で、第1連通路の他端11βと第2連通路の他端12γとを接続すると共に、第2連通路12の一端12αと第2ポート13bとを接続する切替弁20とを設けることにより、連通路長が変更可能となるため、吸気系の固有振動数も変更可能となるので、吸気共鳴効果の同調回転数も変更することができる。また、独立吸気通路(共鳴管6a,6b)と連結装置7との接続が簡素であるため、独立吸気通路(共鳴管6a,6b)における通気抵抗を抑制することができる。   According to the present embodiment, as the communication device 7, one end 11α is connected to one independent intake passage (resonance tube 6a), and the other end 11β is provided to the other independent intake passage (resonance tube 6b). The first communication passage 11 facing one end and the one end 12α are opposed to the second port 13b provided in the other independent intake passage (resonance tube 6b), and are folded back in a U-turn shape at the middle folding portion 12β. Are arranged in parallel with the one end 12α, the other end 11β of the first communication passage 11, both ends 12α and 12γ of the second communication passage 12, and the first of the other independent intake passage (resonance tube 6b). It is interposed between the port 13a and the second port 13b, and connects the other end 11β of the first communication path 11 and the first port 13a at the first switching position, and the first switching position at the first switching position. Connect the other end 11β of the communication path and the other end 12γ of the second communication path In addition, by providing the switching valve 20 that connects the one end 12α of the second communication path 12 and the second port 13b, the communication path length can be changed, so that the natural frequency of the intake system can also be changed. Therefore, the tuning rotational speed of the intake resonance effect can also be changed. Further, since the connection between the independent intake passage (resonance pipes 6a and 6b) and the coupling device 7 is simple, the ventilation resistance in the independent intake passage (resonance pipes 6a and 6b) can be suppressed.

また本実施形態によれば、中空円筒体41の中心軸に垂直な断面を仕切り壁42により3つに仕切り、この仕切り壁42と中空円筒体41の内周面とにより3つの通路を形成し、これら3つの通路のうちの1つは、両端11α,11βにて開口させて、第1連通路11とし、残りの2つは、一端(折り返し部12β)にて互いに連通させ、他端(12α,12γ)にてそれぞれ開口させて、第2連通路12とすることにより、連通装置7の省スペース化を実現することができる。   Further, according to the present embodiment, the section perpendicular to the central axis of the hollow cylindrical body 41 is divided into three by the partition wall 42, and three passages are formed by the partition wall 42 and the inner peripheral surface of the hollow cylindrical body 41. One of these three passages opens at both ends 11α and 11β to form the first communication passage 11, and the other two communicate with each other at one end (folded portion 12β) and the other end ( 12α and 12γ) are opened to form the second communication path 12, and the space saving of the communication device 7 can be realized.

また本実施形態によれば、中空円筒体41の他端にて、第1連通路11の他端11β及び第2連通路12の両端12α,12γを、周方向に3つ並べて開口させ、これらの開口端に、切替弁20を配置し、切替弁20は、中空円筒体41の中心軸回りを回動可能で、回動位置により、3つの開口端のうち、いずれか1つを外部に開口させ、他の2つを互いに連通させて外部に対しては遮断する形状を有し、第1の切替位置では、第1連通路11の他端11βを外部に開口させて第1ポート13aと連通させ、第2の切替位置では、第2連通路12の一端12αを外部に開口させて第2ポート13bを連通させるものであるので、コンパクトな構成により、連通路長の切替をすることができる。   Further, according to the present embodiment, at the other end of the hollow cylindrical body 41, the other end 11β of the first communication path 11 and the two ends 12α and 12γ of the second communication path 12 are opened side by side in the circumferential direction. The switching valve 20 is disposed at the opening end of the hollow cylindrical body 41. The switching valve 20 can be rotated around the central axis of the hollow cylindrical body 41, and one of the three opening ends is exposed to the outside depending on the rotation position. The first port 13a has a shape in which the other two are communicated with each other and blocked from the outside, and at the first switching position, the other end 11β of the first communication path 11 is opened to the outside. In the second switching position, one end 12α of the second communication path 12 is opened to the outside and the second port 13b is communicated, so that the communication path length can be switched with a compact configuration. Can do.

また本実施形態によれば、第1連通路11に、この連通路の開閉を行う連通路開閉弁30を設けることにより、独立吸気通路(共鳴管6a,6b)間の連通/非連通が切替可能であるので、機関運転状態に応じて良好な充填効率になるように、吸気系の固有振動数を変更することができる。   Further, according to the present embodiment, communication / non-communication between the independent intake passages (resonance pipes 6a, 6b) is switched by providing the first communication passage 11 with the communication passage opening / closing valve 30 for opening and closing the communication passage. Since it is possible, the natural frequency of the intake system can be changed so as to achieve good charging efficiency in accordance with the engine operating state.

また本実施形態によれば、第1連通路11と第2連通路12との少なくとも1つに、レゾネータ50を連通させることにより、吸気系の固有振動数の微調整が可能になるので、吸気共鳴効果の同調回転数を微調整することができる。   Further, according to the present embodiment, since the resonator 50 is communicated with at least one of the first communication path 11 and the second communication path 12, the natural frequency of the intake system can be finely adjusted. The tuning rotation speed of the resonance effect can be finely adjusted.

尚、本実施形態では、2つのバンクからなるV型機関を用いて説明したが、これに限るものではない。即ち、本発明は、2つのバンクからなるV型機関や水平対向機関の他、直列機関であっても、吸気順序の連続しない気筒同士でグループ化した気筒グループ毎に吸気通路を独立させた機関であれば、適用可能である。   In this embodiment, the V-type engine including two banks has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the present invention is an engine in which an intake passage is made independent for each cylinder group formed by groups of cylinders that do not have consecutive intake orders, even in the case of a V-type engine and a horizontally opposed engine composed of two banks, and an in-line engine. If so, it is applicable.

本発明の一実施形態における内燃機関の吸気装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the intake device of the internal combustion engine in one Embodiment of this invention. 第1連通路及び第2連通路の詳細を示す図The figure which shows the detail of a 1st communicating path and a 2nd communicating path 切替弁の詳細を示す図Diagram showing details of switching valve 連通装置の連通路長の切替方法を示す図The figure which shows the switching method of the communication path length of a communication apparatus 機関運転状態に応じた連通装置の設定を示す図The figure which shows the setting of the communication device according to the engine operation state 機関回転数と機関トルクとの関係を示す図Diagram showing the relationship between engine speed and engine torque 第2連通路にレゾネータを連通させた場合の内燃機関の吸気装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the intake device of the internal combustion engine at the time of making a resonator communicate with the 2nd communicating path

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
5a,5b コレクタ部(独立吸気通路)
6a,6b 共鳴管(独立吸気通路)
7 連通装置
11 第1連通路
12 第2連通路
13a 第1ポート
13b 第2ポート
20 切替弁
30 連通路開閉弁
41 中空円筒体
42 仕切り壁
50 レゾネータ
1 Internal combustion engine 5a, 5b Collector part (independent intake passage)
6a, 6b Resonance tube (independent intake passage)
7 communication device 11 first communication passage 12 second communication passage 13a first port 13b second port 20 switching valve 30 communication passage on-off valve 41 hollow cylindrical body 42 partition wall 50 resonator

Claims (5)

吸気順序の連続しない気筒同士でグループ化した気筒グループ毎に吸気通路を独立させ、一対の独立吸気通路の間に、これらを連通可能な連通装置を設けてなる内燃機関の吸気装置において、
前記連通装置として、
一端が一方の独立吸気通路に接続され、他端が他方の独立吸気通路に設けた第1ポートに相対する第1連通路と、
一端が他方の独立吸気通路に設けた第2ポートに相対し、途中で折り返して、他端が前記一端と平行に並ぶ第2連通路と、
前記第1連通路の他端及び前記第2連通路の両端と、他方の独立吸気通路の前記第1ポート及び前記第2ポートとの間に介装され、第1の切替位置で、前記第1連通路の他端と前記第1ポートとを接続し、第2の切替位置で、前記第1連通路の他端と前記第2連通路の他端とを接続すると共に、前記第2連通路の一端と前記第2ポートとを接続する切替弁と、を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
In an intake device of an internal combustion engine in which an intake passage is made independent for each cylinder group that is grouped with cylinders that do not have consecutive intake orders, and a communication device that can communicate these is provided between a pair of independent intake passages.
As the communication device,
A first communication path having one end connected to one independent intake passage and the other end facing a first port provided in the other independent intake path;
A second communication path having one end opposed to the second port provided in the other independent intake passage, folded in the middle, and the other end parallel to the one end;
It is interposed between the other end of the first communication path and both ends of the second communication path, and the first port and the second port of the other independent intake path, and at the first switching position, The other end of the one communication path is connected to the first port, and at the second switching position, the other end of the first communication path is connected to the other end of the second communication path, and the second communication path is connected. An intake device for an internal combustion engine, comprising: a switching valve that connects one end of a passage and the second port.
中空円筒体の中心軸に垂直な断面を仕切り壁により3つに仕切り、この仕切り壁と前記中空円筒体の内周面とにより3つの通路を形成し、これら3つの通路のうちの1つは、両端にて開口させて、前記第1連通路とし、残りの2つは、一端にて互いに連通させ、他端にてそれぞれ開口させて、前記第2連通路としたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の吸気装置。   A cross section perpendicular to the central axis of the hollow cylindrical body is partitioned into three by a partition wall, and three passages are formed by the partition wall and the inner peripheral surface of the hollow cylindrical body, and one of the three passages is The first communication passage is opened at both ends, and the other two are communicated with each other at one end and opened at the other end to form the second communication passage. Item 2. An intake device for an internal combustion engine according to Item 1. 前記中空円筒体の他端にて、前記第1連通路の他端及び前記第2連通路の両端を、周方向に3つ並べて開口させ、これらの開口端に、前記切替弁を配置し、前記切替弁は、前記中空円筒体の中心軸回りを回動可能で、回動位置により、3つの開口端のうち、いずれか1つを外部に開口させ、他の2つを互いに連通させて外部に対しては遮断する形状を有し、前記第1の切替位置では、前記第1連通路の他端を外部に開口させて前記第1ポートと連通させ、前記第2の切替位置では、前記第2連通路の一端を外部に開口させて前記第2ポートを連通させるものであることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の吸気装置。   At the other end of the hollow cylindrical body, the other end of the first communication path and the both ends of the second communication path are opened side by side in the circumferential direction, and the switching valve is disposed at these opening ends, The switching valve is rotatable about the central axis of the hollow cylindrical body, and one of the three opening ends is opened to the outside and the other two are communicated with each other depending on the rotation position. In the first switching position, the other end of the first communication path is opened to the outside to communicate with the first port, and in the second switching position, 3. The intake device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein one end of the second communication passage is opened to the outside to allow the second port to communicate. 前記第1連通路に、この連通路の開閉を行う連通路開閉弁を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein a communication passage opening / closing valve for opening and closing the communication passage is provided in the first communication passage. 前記第1連通路と前記第2連通路との少なくとも1つに、レゾネータを連通させることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関の吸気装置。   The intake device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein a resonator is connected to at least one of the first communication path and the second communication path.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013087752A (en) * 2011-10-21 2013-05-13 Hino Motors Ltd Egr device

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