JPH0643460Y2 - Ｖ型内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、慣性過給効果及び共鳴過給効果を利用するＶ
型内燃機関の吸気装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関には、慣性過給効果及び共鳴過給効果を利用し
た吸気供給方式を採用し、吸気充填効率を改善したもの
がある。

慣性過給は、各気筒において、吸気開始時吸気ポート付
近に発生した負の圧力波が音速で吸気管端に伝播し、正
の圧力波となって吸気ポート方向に戻される吸気圧力振
動を生じることを利用している。即ち、吸気弁が閉じる
寸前に前記正の圧力波が吸気弁のところまで伝達される
ように吸気圧力振動の周期と吸気弁開閉周期とをマッチ
ングさせることにより、正の圧力波が生じた空気が慣性
によってシリンダ内に押し込まれるようにしたものであ
る。

共鳴過給は、互いに吸気干渉を起こさない２つの気筒群
において、２つの気筒群における吸気を共鳴管を介して
吸気振動させて、エンジン回転数が吸気系全体としての
共鳴周波数に同調した時共鳴現象を起こさせ、その圧力
上昇により過給を行う過給方式である。

上記の吸気装置として、例えば特開昭62-101820号公報
に記載されているＶ型内燃機関の吸気装置が知られてい
る。これを第７図に示すと、一対の気筒群X,Yと一対の
独立した分配チャンバ31,32とを夫々長主吸気管33及び
短いバイパス吸気管34によって接続すると共に、各分配
チャンバ31,32間を連通路35によって接続し、そのバイ
パス吸気管34及び連通路35を適宜開閉し得るようにして
いる。分配チャンバ31,32は、その一端から延出し他端
側まで延びる互いに独立した長い吸気通路36によって集
合チャンバ37に接続されている。集合チャンバ37には、
スロットルボディ38が取り付けられ、図示しないエアク
リーナから吸入された吸気がスロットルバルブ39によっ
て計量された後、導入されるようになっている。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のＶ型内燃機関の吸気装
置にあっては、分配チャンバ31,32がバンク間に配設さ
れており、又、分配チャンバ31,32間を接続する連通路3
5が、各分配チャンバ31,32の長手方向中間位置を結ぶよ
うに、バンク間に水平に配設されていると共に、主吸気
管33もバンク間に水平に配設されているため、次のよう
な問題点がある。

即ち、主吸気管33の長さを大きく採ることはできず、低
・中速運転領域において慣性過給効果が充分に得られな
い。

又、連通路35がバンク間に水平に配設されているため、
これの上方位置に配設した吸気通路36と集合チャンバ37
の位置が必然的に高くなり、エンジンの全高が高くな
り、車両のデザイン性に劣る。

更に、集合チャンバ37は、エンジンの全高の制約から上
方へは大きくできず、又、連通路35並びに主吸気管33が
バンク間に水平に配設されているため下方向へも大きく
できないため、その容量に制約を受けて大容量に形成す
ることができない。この結果、吸気管長を長くできない
場合と同様に、低・中速運転領域における慣性過給効果
が充分に得られない。

そこで、本考案はかかる従来の問題点に鑑み、機関本体
に対する吸気系構造物の配置構造の改良により、吸気性
能の向上を図りつつ、車両のデザイン性の向上等を図る
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案のＶ型内燃機関の吸気装置は、Ｖ型内
燃機関の２つのバンク夫々の上方に、吸気管を介して各
気筒と連通した一対のサブコレクタを設けると共に、前
記２つのバンク間に、吸気が導入されかつ機関後端位置
に配設されるスロットルチャンバを介して前記一対のサ
ブコレクタに連通接続されるメインコレクタを設けた構
成とする。

〈作用〉 かかる構成において、吸気はバンク間のメインコレクタ
を通って機関後端側に達し、ここからスロットルチャン
バを介して前記一対のサブコレクタに分配されて流入
し、各サブコレクタから吸気管を介して各気筒に導かれ
る。

かかるＶ型内燃機関の吸気装置にあっては、吸気管長を
増大でき、メインコレクタの採用により、その容量を大
きく形成でき、低・中速運転領域における慣性過給効果
が充分に得られるようになる。

両バンクの吸気系を対称的に構成できるので、エアクリ
ーナから各気筒までの吸気管長を等しくすることがで
き、気筒によって慣性過給効果の差がなくなり、気筒毎
の出力がバランスする。

サブコレクタ及びメインコレクタとの連通部位置が機関
後端側になるので、機関後部を高く、機関前部を低くで
き、車両のボンネットフードラインに沿って機関を搭載
できるようになる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例であるＶ型８気筒ガソリン機
関の吸気装置を示し、第２図〜第６図は機関全体構造を
示している。

これらの図において、クランクケース１の右側には気筒
R₁，R₂，R₃，R₄が、左側には気筒L₁，L₂，L₃，L₄が配設
されている。

各気筒の着火順序は、R₁→L₁→R₄→L₄→L₃→R₂→L₂→R₃
である。

クランクケース１の左右には一対のバンク2,3が正面略
Ｖ字状に装着されている。バンク2,3には、図示しない
吸気ポートと排気ポートとが形成されている。

一対のバンク2,3の上方位置には、後述する吸気管を介
して各気筒R₁，R₂，R₃，R₄，L₁，L₂，L₃，L₄と連通した
一対のサブコレクタ7,8が配設されている。２つのバン
ク2,3間には、吸気が図示しないエアクリーナを介して
導入されかつ機関後端位置に配設されるスロットルチャ
ンバ４を介して前記一対のサブコレクタ7,8に連通接続
されるメインコレクタ５が設けられている。メインコレ
クタ５とサブコレクタ7,8とは、一端がメインコレクタ
５の機関後端側の端部に連通され、他端がサブコレクタ
7,8の機関後端側の端部に連通されるインレットパイプ
９を介して接続される。一対のサブコレクタ7,8の機関
後端側の端部同士は連通管としての可変吸気管10を介し
て連通される。この可変吸気管10はインレットパイプ９
の下側位置において該インレットパイプ９と並列して配
設され、内部の長手方向中間位置には可変吸気バルブ13
が介装されている。

尚、この可変吸気バルブ13は、アクチュエータ11の駆動
を機関負荷センサ，回転数センサからの出力信号が入力
される図示しないコントロールユニットからの出力信号
により制御することにより開閉制御される。

アクチュエータ11の取付フランジ12は可変吸気管10に設
けられたボルトボス（図示せず）にボルト締めされる。

気筒L₁，L₄，R₂，R₃から構成される気筒群と気筒R₁，
R₄，L₂，L₃から構成される気筒群夫々における２つ気筒
L₁，L₄及びR₁，R₄は夫々左右のバンク2,3の前後端位置
に、両気筒群夫々における他の２つの気筒R₃，R₂及び
L₃，L₂は夫々前記２つの気筒L₁，L₄及びR₁，R₄が位置す
るバンク2,3と反対側の両バンク3,2の前後端中間位置に
配置される。

そして、各バンク2,3の前端に位置する気筒L₁，R₁に夫
々接続される吸気管14,15は反対側のバンク3,2に対応し
て設けられたサブコレクタ8,7の前端位置に、後端に位
置する気筒L₄，R₄に夫々接続される吸気管16,17は前記
サブコレクタ8,7の後端位置に夫々連通される。更に、
各バンク2,3の前後端中間に位置する気筒L₃，L₂及び
R₃，R₂に夫々接続された吸気管18,19及び20,21は該バン
ク3,2に対応して設けられたサブコレクタ7,8に連通され
る。

かかる吸気管14〜21の接続構造により、サブコレクタ7,
8内での吸気干渉を防止できる。

前記吸気管14〜17は夫々サブコレクタ7,8の内側面から
相対向するサブコレクタ7,8に向かって略水平に延びた
後、下方に湾曲して延びて気筒L₁，R₁，L₄，R₄に連通さ
れる。又、吸気管18〜21は夫々サブコレクタ7,8の内側
面から相対向するサブコレクタ7,8に向かって略水平に
延びた後、略180度湾曲して即ち、Ｕターンして延びて
気筒L₃，L₂，R₃，R₂に連通される。

従って、吸気管14〜17は正面略Ｘ字状をなすように交差
し、吸気管18〜21はこの正面略Ｘ字状に略沿う形をな
す。

前記メインコレクタ５の両端部は高さ方向の厚みが大に
形成されて通路断面積大に形成され、中間部は同様の厚
みが小に形成されて通路断面積小に形成される。そし
て、メインコレクタ５の中間部は上記各吸気管14〜21が
なす正面略Ｘ字状部分の谷間の部分に位置し、両端部は
前端側及び後端側に位置する吸気管14,15及び16,17の前
・後方に位置する空間部に位置する。

このメインコレクタ５の前端部側の通路断面積大部の側
面にはエアクリーナと接続されるエアダクト22が接続さ
れ、該エアダクト22は側方に延びている。

前記正面略Ｘ字状部分の下側空間には補機，スタータモ
ータ，水パイプ，ブローバイガスホース等が配置され
る。

バンク2,3の吸気管14〜21連通側端面と吸気管14〜21の
湾曲部との間の空間部には、燃料噴射弁23が配設されて
いる。

一方、前記スロットルチャンバ４としては、デュアルス
ロットルチャンバが採用される。このデュアルスロット
ルチャンバ４を採用した結果、各サブコレクタ7,8への
吸気量を等しく管理でき、吸気量のバラツキが生じな
い。又、サブコレクタ7,8を夫々配設したものでは、長
い連動シャフトが必要になり、コスト高となるが、デュ
アルスロットルチャンバ４はその心配がない。

かかるデュアルスロットルチャンバ４の側部外方位置に
は、スロットルバルブ4aを動作させるスロットルドラム
24が配設される。このスロットルドラム24にはアクセル
ペダルと連動するスロットルワイヤ25が接続され、スロ
ットルドラム24の上部を、該ドラム24の下部側から引き
出したスロットルワイヤ25で斜め上方へ引くことによ
り、該スロットルドラム24を回動させる構成になってい
る。

即ち、第５図に示すように、機関のバンク2,3間を通っ
て後方から前方に導かれたスロットルワイヤ25内蔵のス
ロットルワイヤブーツ26は機関前端側で支持具２により
支持された後Ｕターンされ、メインコレクタ５の一側面
に沿って後方に向かい該メインコレクタ５の後端側面に
ブラケット28により先端部が固定される。スロットルワ
イン25は固定されたスロットルワイヤブーツ26先端部か
ら突出し、スロットルドラム24の下部から該ドラム24の
周溝に巻かれつつドラム24上部に至りここに連結され
る。

従って、スロットルワイヤ25をアクセルペダルの操作で
引っ張ると、スロットルドラム24が第５図の反時計方向
に回動してスロットルバルブ4aが開方向に動作される。

このようにスロットルドラム24の上部を、該ドラム24の
下部側から引き出したスロットルワイヤ25で斜め上方へ
引くようにした結果、次のような効果がある。

即ち、スロットルワイヤブーツ26が斜め下方に配設され
る結果、該ブーツ26のスロットルワイヤ25が導出される
口部から結露水が侵入して溜まることがなく、溜まった
結露水の氷結によりスロットルワイヤ25動作不良が生じ
るのを防止できる。

又、単にスロットルワイヤブーツ26を斜め下方に配設し
のではなく、スロットルドラム24の上部を、該ドラム24
の下部側から引き出したスロットルワイヤ25で引く構成
としたから、スロットルワイヤブーツ26のレイアウト位
置を低くすることができ、車両のボンネットガスロット
ルワイヤーブーツ26と干渉することがないので、第５図
に示すボンネットフードラインＬの低下に貢献する。

次に、かかる構成の作用・効果について説明する。

吸気はバンク2,3間のメインコレクタ５を通って機関後
端側に達し、ここからスロットルチャンバ４を介して前
記一対のサブコレクタ7,8に分配されて流入し、各サブ
コレクタ7,8から吸気管14〜21を介して各気筒R₁〜R₄，L
₁，L₄に導かれる。

例えば、機関の低・中速域では、可変吸気管10の可変吸
気バルブ13を開くと、サブコレクタ7,8同士が連通され
ることにより、サブコレクタ7,8及びメインコレクタ５
はサージタンクとして機能する。従って、サブコレクタ
7,8及びメインコレクタ５と各気筒R₁〜R₄，L₁〜R₄との
間で吸気振動が起こり、その振動系における共鳴周波数
に機関回転数が同調すると慣性過給効果が生じる。

又、機関の高速域では、可変吸気バルブ13を閉じると、
サブコレクタ7,8同士が非連通となることにより、サブ
コレクタ7,8及びメインコレクタ５は共鳴容器として機
能する。従って、２つのサブコレクタ7,8の間におい
て、吸気は各サブコレクタ7,8,インレットパイプ９及び
メインコレクタ５を介して吸気振動し、機関回転数が吸
気系全体としての共鳴周波数に同調した時共鳴現象が生
じ、共鳴過給効果が得られる。

そして、かかる吸気装置にあっては、サブコレクタ7,8
間を接続する可変吸気管10が、サブコレクタ7,8の機関
後端側に位置していると共に、吸気管14〜21は２つのバ
ンク2,3夫々の上方に配設されたサブコレクタ7,8から各
気筒R₁〜R₄，L₁〜L₄に向かうので機関本体中央部にて水
平状態とはならない。

即ち、吸気管14〜17は正面略Ｘ字状をなすように交差
し、吸気管18〜21はこの正面略Ｘ字状に略沿う形をなす
ように形成できる。

従って、メインコレクタ５の位置を低下させることがで
きるようになり、機関の全高が低くなる。

特に、メインコレクタ５の両端部は高さ方向の厚みが大
に形成されて通路断面積大に形成され、スロットルチャ
ンバ４とエアダクト22夫々の通路断面積に対応できるよ
うになっており、中間部は同様の厚みが小に形成されて
通路断面積小に形成される。そして、メインコレクタ５
の中間部には上記各吸気管14〜21がなす正面略Ｘ字状部
分の谷間の部分に位置し、両端部は前端側及び後端側に
位置する吸気管14,15及び16,17の前方に位置する空間部
を利用して位置させることができる結果、メインコレク
タ５の高さをより低くでき、機関の全高の低下効果に大
きく貢献している。

従って、第５図に示すボンネットフードラインＬを下げ
ることができる。このようにボンネットフードラインＬ
を下げても、上述したようなスロットルワイヤブーツ26
のレイアウトとて結果、ボンネットがスロットルワイヤ
ブーツ26に干渉することもない。

尚、第６図のE1線が従来のエンジンアウトラインであ
り、EL線が本構成によるエンジンアウトラインである。

又、上述のように吸気管14〜17は正面略Ｘ字状をなすよ
うに交差し、吸気管18〜21はこの正面略Ｘ字状に略沿う
形をなすようにＵターンした形状であるから、各吸気管
長を長く形成できると共に、メインコレクタ５の採用に
より、その容量を大きく形成でき、更に、可変吸気管10
とインレットパイプ９とを機関後端側に配置して所定の
長さを確保するようにしたから、エアクリーナから気筒
までの全体の吸気系の長さを大幅に長く形成することが
でき、低・中速運転領域における慣性過給効果が充分に
得られるようになる。

更に、上述のように全体の吸気系長の大幅な増大にも関
わらず、両バンク2,3の吸気系を対称的に構成できるの
で、エアクリーナから各気筒までの吸気管長を等しくす
ることができ、気筒によって慣性過給効果の差がなくな
り、気筒毎の出力がバランスする。

更に、サブコレクタ7,8をバンク2,3上方に配置したか
ら、サブコレクタをバンク間に位置させるものと比べて
同じ長さの吸気管を気筒に接続するのに、吸気管を大き
く曲げる必要がなく、吸気抵抗の低減を図れる。

更に、サブコレクタ7,8及びメインコレクタ５とを連通
するインレットパイプ9,可変吸気管10及びスロットルチ
ャンバ４夫々の位置が機関後端側になるので、機関後部
を高く、機関前部を低くでき、第５図に示すように、車
両のボンネットフードラインＬに沿って機関を搭載でき
るようになる。又、インレットパイプ９と可変吸気管10
が上下２段になるので、吸気系の前後長が短縮でき、小
さいエンジンルームへの搭載が可能になる。

また、機関前端側の空間に余裕ができるので、メインコ
レクタ５の前端側面に接続するエアダクト22を容易に配
置でき、該エアダクト22の断面形状を複雑にしなくとも
実施例のように方形状に形成できるから、エアダクト22
のブロー成形が楽になり、製作性の向上を図れる。又、
機関前端側の空間にオルタネータ29を配置することがで
き、充分に冷却風を利用できる。又、オルタネータ29の
大型化も可能である。

上記の効果に加え、本実施例においては、次のような利
点がある。

即ち、上記した吸気管の接続構造により、サブコレクタ
7,8内での吸気干渉を防止できる結果、各気筒毎の充填
空気量のバラツキをなくすことができ、空気量の少ない
シリンダでの出力低下、燃焼不良を防止できる。

又、吸気管14〜21を正面略Ｘ字状部分が形成されるよう
に配管したから、この正面略Ｘ字状部分の下側空間が大
きく空いて、ここに補機，スタータモータ，水パイプ3
0,ブローバイホース等を容易に配置することができ、バ
ンク2,3間の空間を有効利用することができる。又、バ
ンク2,3の吸気管14〜21連通側端面と吸気管14〜21の湾
曲部分との間に空間ができるので、ここに大型の燃料噴
射弁23でも容易に配設できるようになる。

尚、本実施例においては、Ｖ型内燃機関の例として、Ｖ
型８気筒ガソリン機関を挙げているが、これに限定され
ることなく、その他、６気筒,10気筒等の多気筒のＶ型
のディーゼルエンジンにも、ガソリンエンジンにも適用
できる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案のＶ型内燃機関の吸気装置
によれば、２つのバンク夫々の上方に、一対のサブコレ
クタを設けると共に、前記２つのバンク間にメインコレ
クタを設けた構成と、吸気をバンク間のメインコレクタ
を通して機関後端側に向かわせ、ここからスロットルチ
ャンバを介してサブコレクタに分配させ、各サブコレク
タから吸気管を介して各気筒に導くように構成したか
ら、吸気管長の増大化、吸気系の対称化による気筒毎の
出力のバランス化，機関の全高低減化，低・中速運転領
域における慣性過給効果の向上、吸気系の機関後方レイ
アウト化による機関前方空間の有効利用化等を図れ、吸
気性能の向上を図りつつ、車両デザイン性の向上を図れ
る実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わるＶ型内燃機関の吸気装置の一実
施例を示す斜視図、第２図は同上の吸気装置を適用した
機関の平面図、第３図は同上の機関のメインコレクタを
除去した状態の正面図、第４図は同上の機関のシリンダ
側を除去した状態の背面図、第５図は同上の機関の右サ
ブコレクタを除いた右側面図、第６図は同上の機関の左
側面図、第７図は従来のＶ型内燃機関の吸気装置の一例
を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 2,3……バンク、４……デュアルスロットルチャンバ、
５……メインコレクタ、7,8……サブコレクタ、９……
インレットパイプ 14〜21……吸気管 L₁〜L₄，R₁〜R₄……気筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１ Ｃ 9247−3Ｇ 35/16 Ｄ 9247−3Ｇ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｖ型内燃機関の２つのバンク夫々の上方
   に、吸気管を介して各気筒と連通した一対のサブコレク
   タを設けると共に、前記２つのバンク間に、吸気が導入
   されかつ機関後端位置に配設されるスロットルチャンバ
   を介して前記一対のサブコレクタに連通接続されるメイ
   ンコレクタを設けたことを特徴とするＶ型内燃機関の吸
   気装置。