(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージタンクの上流部にスロットルバルブを配設するとともに、サージタンクと吸気弁開口に連なる吸気ポートとを吸気通路で接続したＶ型多気筒エンジンの吸気装置において、上記サージタンクを、クランク軸方向に延びる箱状に形成するとともにＶバンク内にクランク軸と平行に配置し、さらに画壁により上記Ｖバンクの底面に近い側に位置する第１チャンバとＶバンク底面から遠い側に位置する第２チャンバとに画成し、上記第１チャンバのクランク軸方向一端にスロットルバルブを配設し、上記画壁のクランク軸方向略中央に上記第１，第２チャンバを連通する開口を形成し、上記吸気通路を、上記Ｖバンクの一側の気筒用の複数の吸気通路と、上記Ｖバンクの他側の気筒用の複数の吸気通路とで構成し、上記一側の気筒用各吸気通路は、上記Ｖバンクの一側から平面視でクランク軸と略直角方向に直線的に互いに平行に延び、その上流端は上記第２チャンバの他側の気筒寄り部分に上面から挿入され、同様に上記他側の気筒用各吸気通路は、上記Ｖバンクの他側から平面視でクランク軸と略直角方向に直線的に互いに平行に延び、その上流端は上記第２チャンバの一側の気筒寄り部分に上側から挿入され、上記一側，他側の気筒用各吸気通路は、気筒当たり１本ずつ設けられ、下向きの大略コ字形状に形成され、かつ交互に配置されており、さらに上記第２チャンバ内には上記各吸気通路の上流端に連通するように延長管が配置されており、上記第１，第２チャンバは、上記Ｖバンクの一側の気筒と他側の気筒に共通の容積となっていることを特徴とするＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１において、上記吸気通路のうち、クランク軸方向両端部の気筒用の吸気通路は、その吸気ポートにつながる下流端側の立ち上がり部でクランク軸方向内側に若干屈曲した後、クランク軸方向と略直角方向に直線的に延びていることを特徴とするＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒エンジンの吸気装置では、サージタンクの一端にスロットルバルブを配設するとともに、該サージタンクに吸気マニホールドの各吸気管（吸気通路）の吸込口を開口させた構造を採用する場合が多い。
【０００３】
ところで、多気筒エンジンでは、上記吸気管の吸込口付近から発生する吸気放射音が、特に車両加速時に車室内に透過してくる濁った音質の不快なノイズ、いわゆるランブリングノイズの原因の１つになっていると考えられるようになっている。特に上記従来の吸気装置のように、サージタンクの一端にスロットルバルブを配設した場合に上記ランブリングノイズが大きくなると考えられている。
【０００４】
そこで、上記ランブリングノイズの低減が期待できる吸気装置として、サージタンクに吸気マニホールドの各吸気管の吸込口を接続するとともに、各吸気管を２群に分け、該両群の間にスロットルバルブを配設することにより、該スロットルバルブをサージタンクのカム軸方向中央部に連通接続したものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記サージタンクの中央にスロットルバルブを配設した場合、吸気管の等価管長がスロットルバルブの両側において大略同等となる等の理由により上記ランブリングノイズを軽減できると考えられている。しかしながら、この吸気装置では、吸気管を２群に分けてその間にスロットルバルブの配置スペースを確保する構造を採用していることから、吸気管はスロットルバルブを迂回する湾曲形状となり、従ってサージタンクと吸気ポートとを接続する上記各吸気管内での吸気の流れが強制的に曲げられることから、それだけ吸気抵抗が大きくなり、その結果最大吸気量が減少し、エンジン出力が低下する懸念がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、ランブリングノイズを低減しながら最大吸気量の減少を回避できる多気筒エンジンの吸気装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サージタンクの上流部にスロットルバルブを配設するとともに、サージタンクと吸気弁開口に連なる吸気ポートとを吸気通路で接続したＶ型多気筒エンジンの吸気装置において、上記サージタンクを、クランク軸方向に延びる箱状に形成するとともにＶバンク内にクランク軸と平行に配置し、さらに画壁により上記Ｖバンクの底面に近い側に位置する第１チャンバとＶバンク底面から遠い側に位置する第２チャンバとに画成し、上記第１チャンバのクランク軸方向一端にスロットルバルブを配設し、上記画壁のクランク軸方向略中央に上記第１，第２チャンバを連通する開口を形成し、上記吸気通路を、上記Ｖバンクの一側の気筒用の複数の吸気通路と、上記Ｖバンクの他側の気筒用の複数の吸気通路とで構成し、上記一側の気筒用各吸気通路は、上記Ｖバンクの一側から平面視でクランク軸と略直角方向に直線的に互いに平行に延び、その上流端は上記第２チャンバの他側の気筒寄り部分に上面から挿入され、同様に上記他側の気筒用各吸気通路は、上記Ｖバンクの他側から平面視でクランク軸と略直角方向に直線的に互いに平行に延び、その上流端は上記第２チャンバの一側の気筒寄り部分に上側から挿入され、上記一側，他側の気筒用各吸気通路は、気筒当たり１本ずつ設けられ、下向きの大略コ字形状に形成され、かつ交互に配置されており、さらに上記第２チャンバ内には上記各吸気通路の上流端に連通するように延長管が配置されており、上記第１，第２チャンバは、上記Ｖバンクの一側の気筒と他側の気筒に共通の容積となっていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記吸気通路のうち、クランク軸方向両端部の気筒用の吸気通路は、その吸気ポートにつながる下流端側の立ち上がり部でクランク軸方向内側に若干屈曲した後、クランク軸方向と略直角方向に直線的に延びていることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明によれば、サージタンクを画壁により十分な容積を有する第１，第２チャンバに画成し、その一方に吸気通路を接続するとともに、他方にスロットルバルブを配設し、上記画壁のクランク軸方向略中央部に第１，第２チャンバを連通する開口を設けたので、スロットルバルブから吸気通路の吸込口までの部分は通路としてではなく容量として機能することとなり、そのためスロットルバルブから上記各吸込口までの等価管長が大略同等となり、ランブリングノイズ低減効果が得られる。
【００１１】
一方、本発明では、吸気通路を２群にわけて両群の間にスロットルバルブ配置スペースを確保する上記従来の装置のような吸気通路を湾曲させる必要はなく、各吸気通路を最も吸気量の増大する形状に設定することが可能であり、従ってランブリングノイズ対策を行ったことに起因する最大吸気量の減少の問題を回避できる。
【００１２】
また、サージタンクをＶバンク内に配置するとともに、Ｖバンク底面から遠い側に位置する第２チャンバに吸気通路を接続し、Ｖバンク底面に近い側に位置する第１チャンバの端部にスロットルバルブを接続し、両チャンバ間の画壁に開口を形成したので、Ｖ型多気筒エンジンにおいて上記ランブリングノイズ対策を施しながら最大吸気量の減少を回避できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、クランク軸両端部の気筒用の吸気通路を、その吸気ポートにつながる下流端側の立ち上がり部でクランク軸方向に若干屈曲させた後、クランク軸直角方向に延長したので、吸気抵抗を最小としながら全ての吸気通路をサージタンクの上下方向投影面内に位置させることができ、吸気ユニット全体をコンパクトにできる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図４は、本発明の一実施例によるＶ型８気筒エンジンの吸気装置を説明するための図であり、図１は本実施例装置を備えたエンジンの正面概略図、図２，図３，図４はそれぞれは該実施例装置の断面正面図，断面側面図，平面図である。
【００１５】
これらの図において、１は水冷式４サイクルＶ型８気筒エンジンであり、該エンジン１はシリンダブロック２のクランク室上部を形成するスカート部２ａの下側合面にクランク室下部を形成するオイルパン３を結合し、上記シリンダブロック２のＶバンクをなす左，右シリンダ部２ｂ，２ｃの合面に左，右シリンダヘッド４，５をヘッドボルトで結合し、該左，右のシリンダヘッド４，５の上側合面に左，右ヘッドカバー６，７を装着した構造のものである。
【００１６】
上記左，右シリンダ部２ｂ，２ｃにはそれぞれシリンダボア（気筒）２ｄが４つずつ並列に形成されており、該各シリンダボア２ｄ内に摺動自在に挿入されたピストン８はコンロッド９を介してクランク軸１０に連結されている。
【００１７】
上記左，右シリンダヘッド４，５のブロック側合面にはそれそれ燃焼室を形成する燃焼凹部が４つずつ形成されている。該各燃焼凹部に開口する３つの吸気弁開口１１，２つの排気弁開口１２はそれぞれ吸気弁１３，排気弁１４開閉され、該吸気，排気弁１３，１４は吸気，排気カム軸１５，１６で開閉駆動される。
【００１８】
また上記吸気弁開口１１，排気弁開口１２はそれぞれ吸気ポート１８，排気ポート１７によりＶバンク内側壁，外側壁に導出され、排気ポート１７の外部接続口には排気マニホールド１７ａが接続されている。
【００１９】
そして上記吸気ポート１８の外部接続口１８ａには吸気ユニット１９が接続されている。この吸気ユニット１９は、上記左，右シリンダ部２ｂ，２ｃ、左，右シリンダヘッド４，５、及び左，右ヘッドカバー６，７で形成されるＶバンク空間Ａ内を埋める如き形状に設定されている。上記吸気ユニット１９は、上記外部接続口１８ａに接続された左，右のバルブボディ２０ａ，２０ｂと、該両バルブボディ２０ａ，２０ｂ間にアーチ状に架け渡して配設された吸気通路ブロック２１，２１と、該吸気通路ブロック２１，２１の下側に配設されたサージタンク２２とを備えている。
【００２０】
上記左，右シリンダヘッド４，５の上記各外部接続口１８ａの接続合面は面一でかつクランク軸１０と平行に形成されており、上記バルブボディ２０ａ，２０ｂはアルミ合金製鋳造品であり、平板状をなしている。この左，右のバルブボディ２０ａ，２０ｂ内には、クランク軸１０と平行に延びる１本の弁軸２３ａに各気筒毎に１つの弁板２３ｂを固定してなる切替弁２３が配設されている。上記弁板２３ｂには閉位置に回動したときに上記吸気ポート１８の天壁１８ｂ側でかつカム軸方向端部に位置する切欠２３ｃが形成されている。そのため該弁板２３ｂで吸気ポート１８を閉じると吸気は該吸気ポート１８の天壁１８ｂ側でかつカム軸方向端部に偏って流れ、カム軸方向端部の吸気弁開口から気筒軸方向に方向付けされて気筒内に導入され、気筒内で内周面に沿うとともに軸方向に流入するいわゆる斜めスワールが発生し易くなっている。
【００２１】
また上記バルブボディ２０ａ，２０ｂには、燃料噴射弁２４が略垂直をなすように各気筒毎に１本ずつ装着されており、これは上記切替弁２３と吸気カム軸１５との間に位置している。また上記各燃料噴射弁２４は平面から見ると吸気ポート１８の略中心線上に位置しており、その燃料噴射口は上記各吸気弁開口１１に指向している。
【００２２】
上記吸気通路ブロック２１は、上記Ｖバンクの一側の気筒用のものと他側の気筒用のものとの２組からなり、上記各バルブボディ２０ａ，２０ｂに固定されたフランジ２１ａに大略コ字形状の各気筒用吸気管（吸気通路）２１ｂの下流端を溶接固定してなるものである。勿論上記フランジと吸気管とは一体鋳造してもよい。なお、上記バルブボディ２０ａ，２０ｂと上記吸気ブロック２１とを一体的に形成することも可能であるが本実施例でバルブボディと吸気通路ブロック２１とを分割形成したのは鋳型構造を簡素化するためである。
【００２３】
上記各吸気管２１ｂの上流端２１ｃは上記サージタンク２２の蓋体２２ｂの対向する気筒側寄り部分に挿入され、溶接固定されている。従って上記２組の吸気通路ブロック２１，２１は、上記蓋体２２ｂによって一体化されて１つのブロックとなっている。
【００２４】
上記一方，他方の気筒用吸気管２１ｂの上流端２１ｃ部分同士と上記蓋体２２ｂとで図１，図２に示すようにクランク軸方向に延びる外気流動通路Ｂが形成されている。この外気流動通路Ｂは、クランク軸方向に外部空間と連通しており、そのため外気が該通路Ｂを通ってクランク軸方向に流動することとなり、これにより熱気による吸気温度上昇を抑制できる。
【００２５】
上記サージタンク２２は、略直方体の箱体であり、タンク本体２２ａと該本体の矩形状の開口を閉塞する上記蓋体２２ｂとからなり、両者は底側から挿入されたボルト２２ｃによって結合されている。従って本実施例のサージタンク２２は、吸気通路ブロック２１に吊設されている。上記蓋体２２ｂは平板状のものでその上面は平坦になっており、該蓋体２２ｂの内面には上記各吸気管２１ｂの上流端２１ｃに連通する延長管２５がフランジ２５ａを介してボルト締めにより固定されている。
【００２６】
そして上記タンク本体２２ａは、画壁２２ｄにより、Ｖバンク底面に近い側（エンジン外壁に近い側）に位置する第１チャンバ２２ｅと、Ｖバンク底面から遠い側（エンジン外壁から遠い側）に位置する第２チャンバ２２ｆとに画成されており、上記各気筒用吸気管２１ｂは上記延長管２５を介して上記第２チャンバ２２ｆ内に開口している。また上記画壁２２ｄには第１，第２チャンバ２２ｅ，２２ｆを連通する開口２２ｉが形成されている。この開口２２ｉは、クランク軸方向略中央に位置している。
【００２７】
ここで上記サージタンク２２は、上記第１，第２チャンバ２２ｅ，２２ｆを通路としてではなく容積（ボリュウム）として機能するのに十分な大きさに設定する必要がある。そこで本実施例では、上記サージタンク２２を、上記Ｖバンク内空間Ａを略埋める大きさに設定したものである。
なお本実施例において、通路としてではなく容積として機能するとは、例えば吸気弁の開により発生した負の圧力波が上流側に伝播する場合を通路として機能すると定義し、上記負の圧力波が大気圧程度に解放される場合を容積として機能すると定義する。
【００２８】
なお２２ｇはノックセンサ２７を装着するための凹部であり、これは第２チャンバ２２ｆの側壁をチャンバ内側に膨出させてなるもので、左，右一対形成されている。このようにチャンバ側壁に凹部２２ｇを形成するようにしたので、ノックセンサ２７の配置位置上の制約が生じることはない。
【００２９】
上記第１チャンバ２２ｅのクランク軸方向一端は、Ｖバンク外側まで延びており、該延長端部にスロットル座２２ｈが形成されている。該スロットル座２２ｈには、スロットルボディ２６ａ内に一対の弁板２６ｂを互いに平行な回転軸回りに回転自在に配設してなるスロットルバルブ２６が装着されている。
【００３０】
ここで図４に平面視で示すように、上記８本の吸気管２１ｂの軸線はクランク軸と略直角方向に直線的に延びており、これによりサージタンク２２からの吸気の流れを円滑にして吸気抵抗を最小限としている。なお、上記吸気管２１ｂのうち、クランク軸方向両端部の気筒用の４本の吸気管２１ｂ′は、その立ち上がり部でクランク軸方向内側に若干屈曲した後（軸線ａ参照）、クランク軸方向と略直角方向に直線的に延びている（軸線ｂ参照）。このようにしたのは、吸気抵抗を最小限としながら、全ての吸気管２１ｂをサージタンク２２の上下方向投影面内に位置させることにより、吸気ユニット全体をコンパクトにするためである。
【００３１】
次に本実施例の作用効果を説明する。
本実施例エンジン１では、吸気はスロットルバルブ２６からサージタンク２２の第１チャンバ２２ｅ内に導入され、クランク軸方向中央に形成された開口２２ｉを通って第２チャンバ２２ｆ内に導入され、各気筒用延長管２５，吸気管２１ｂ，バルブボディ２１ａ又は２１ｂから吸気ポート１８を通り、気筒内に吸引される。
【００３２】
そしてエンジンが低速回転，低負荷等の吸気量の少ない運転域では、上記切替弁２３が閉位置に回動し、吸気は吸気ポート１８の天壁１８ｂ側でかつカム軸方向端部の吸気弁開口に偏って流れ、端部の吸気弁開口から気筒軸方向に方向付けされて気筒内に導入され、気筒内でいわゆる斜めスワールを発生する。
【００３３】
ここで上記サージタンク２２内での吸気の流れをさらに詳細に説明する。本実施例ではサージタンク２２を、十分な容積を有する第１，第２チャンバ２２ｅ，２２ｆに画成し、一方の第１チャンバ２２ｅの一端にスロットルバルブ２６を接続したので、該スロットルバルブ２６に続く第１，第２チャンバ２２ｅ，２２ｆは通路としてではなく容積として機能し、また開口２２ｉにより、吸気は第２チャンバ２２ｆ内にクランク軸方向中央から流入する。従って、スロットルバルブ２６から各吸気通路の吸込口、つまり各気筒用吸気管２１ｂの延長管２５までの等価管長は略同等であるとみることが可能であり、その結果上述のランブリングノイズ低減効果が得られる。
【００３４】
一方、本実施例では、サージタンク２２を第１，第２チャンバ２２ｅ，２２ｆに画成し、両者を連通する開口２２ｉをクラン軸方向中央に形成したので、第２チャンバ２２ｆ内に吸気をクランク軸方向中央から導入するように構成しながら、各気筒用吸気管２１ｂの位置，形状等には何ら制約が生じることがない。従って本実施例では、上記全ての吸気管２１ｂを直線的に形成することが可能となり、例えば該吸気管を２群に分け、両群の間にスロットルボディを配置した場合に比較して吸気抵抗を軽減でき、最大吸気量を確保できる。従って本実施例では、ランブリングノイズ対策に起因して出力低下が生じることはない。
【００３５】
なお、上記実施例では、スロットルバルブ２６を第１チャンバ２２ｅの上流端に直接取り付けたが、このスロットルバルブ２６はさらに上流側に取り付けても良い。また上記実施例ではＶ型多気筒エンジンの吸気装置を説明したが、本発明は直列多気筒エンジンの吸気装置にも適用可能である。この場合には、サージタンクをシリンダヘッド側方にクランク軸と平行に配置し、該サージタンクを画壁により吸気ポートに近い側に位置する第１チャンバと遠い側に位置する第２チャンバとに画成し、上記第１チャンバに吸気通路の吸込口を接続し、第２チャンバのクランク軸方向一端にスロットルバルブを配設することとなる。この直列多気筒エンジンの場合にも、ランブリングノイズを軽減でき、かつ最大吸気量の減少を回避できる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、サージタンクを画壁により十分な容積を有する第１，第２チャンバに画成するとともに両チャンバ同士をクランク軸方向略中央に位置する開口で連通し、一方のチャンバに吸気通路を接続するとともに、他方のチャンバにスロットルバルブを配設したので、スロットルバルブから吸気通路の吸込口までの部分は吸気通路としてではなく容積として作用し、従ってスロットルバルブから吸気通路の吸込口までの等価管長が大略同等となり、ランブリングノイズを低減できる効果がある。
【００３７】
また吸気通路を２群に分けて両群の間にスロットルボディ配置スペースを確保する場合のうような吸気通路を湾曲させる必要はなく、吸気通路を吸気抵抗が最小となり、最大吸気量が増大する形状に設定することが可能であり、従ってランブリングノイズ対策を行ったことに起因する最大吸気量の減少の問題を回避できる効果がある。
【００３８】
また、サージタンクをＶバンク内に配置するとともに、Ｖバンク外側の第２チャンバに吸気通路を接続し、バンク内側の第１チャンバの端部にスロットルバルブを接続し、両チャンバ間の画壁に開口を形成したので、Ｖ型多気筒エンジンにおいて上記ランブリングノイズ対策を施しながら最大吸気量の減少を回避できる効果がある。
【００３９】
請求項２の発明によれば、吸気ユニット全体をコンパクトにできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による吸気装置を備えたＶ型８気筒エンジンの概略正面図である。
【図２】上記第実施例装置の断面正面図である。
【図３】上記第実施例装置の断面側面図である。
【図４】上記実施例装置の平面図である。
【符号の説明】
１  Ｖ型８気筒エンジン
１０  クランク軸
１１  吸気弁開口
１８  吸気ポート
２１ｂ  吸気管（吸気通路）
２２  サージタンク
２２ｄ  画壁
２２ｅ  第１チャンバ
２２ｆ  第２チャンバ
２２ｉ  開口
２５  延長管（吸気通路の吸込口）
２６  スロットルバルブ
【図１】
0003617679.tif 000002
【図２】
0003617679.tif 000003
【図３】
0003617679.tif 000004
【図４】
0003617679.tif 000005