(57)【要約】  【課題】  出力性能及び吸気音の音色の改善を両立させた吸気装置を提供する。  【解決手段】  一側面６が互いに対向する一対の吸気コレクタ３ａ、３ｂと、エンジン本体２の吸気ポート１３に接続された一端側の共通管路部１０と、２股状に分岐して互いに異なる吸気コレクタ３ａ、３ｂにそれぞれ接続された他端側の短ブランチ管路部１１及び長ブランチ管路部１２とからなる各気筒毎に独立した吸気通路５と、を備え、各短ブランチ管路部１１は、吸気コレクタ３の一側面に接続され、各長ブランチ管路部１２は、吸気コレクタ３上部の気筒列方向略中央に向けて接続され、各吸気コレクタ３、３は、短ブランチ管路部１１が接続された一側面６に対向する他側面８の気筒列方向略中央に吸気を導入する吸気導入口７がそれぞれ形成されている。  【選択図】  図１
2006070864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体の上方に位置して一側面が互いに対向し、気筒列方向に沿って細長い一対の吸気コレクタと、一端側がエンジン本体の吸気ポートに接続され他端側が２股状に分岐して互いに異なる吸気コレクタにそれぞれ接続された各気筒毎に独立した吸気通路と、これらの各吸気通路からなる吸気マニホールドと、を備えた多気筒内燃機関の吸気装置において、
各吸気通路は、一端側となる共通管路部と、機関回転数に応じて開閉制御される開閉弁が内部に介装された他端側となる短ブランチ管路部と、短ブランチ管路部よりも管路長が相対的に長い他端側となる長ブランチ管部部と、から構成され、
各短ブランチ管路部は、吸気コレクタの一側面に接続され、
各長ブランチ管路部は、吸気コレクタ上部の気筒列方向略中央に向けて接続され、
各吸気コレクタは、短ブランチ管路部が接続された一側面に対向する他側面の気筒列方向略中央に吸気を導入する吸気導入口がそれぞれ形成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
吸気導入口に隣接してスロットル弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
各長ブランチ管路部は、吸気コレクタの上部に斜めに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
機関回転数が低中速回転の場合には開閉弁を閉じて長ブランチ管路部のみから各気筒へ吸気が導入されると共に、機関回転数が高速回転の場合には開閉弁を開けて短ブランチ管路部及び長ブランチ管路部の双方から各気筒へ吸気が導入されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
各共通管路部は全体が湾曲するよう形成されていると共に、各短ブランチ管路部は直線状に形成され、この直線状の短ブランチ管路部の下流側の末端に、対応する長ブランチ管路部がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
各吸気コレクタは、斜めの分割面によって、短ブランチ管路部及び長ブランチ管路部が接続された一側面側と、吸気導入口が形成された他側面側とに分割可能にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
多気筒内燃機関はＶ型多気筒内燃機関であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
各共通管路部は、吸気コレクタの鉛直方向での最下部と、オイル落し通路を介してそれぞれ連通するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気弁開時期が互いに異なる第１気筒群及び第２気筒群がそれぞれ接続された第１及び第２吸気コレクタと、第１及び第２吸気コレクタから各気筒群の燃焼室に吸気を供給する吸気経路に設けられた比較的長い主吸気管及び短いバイパス吸気管と、第１及び第２吸気コレクタとを連通させる連通路に第１吸気コレクタと第２吸気コレクタとの間を連通遮断可能に配置された開閉弁と、バイパス吸気管を開閉する管長切換弁と、を備え、主吸気管の長さ及び径はエンジンの中速域における所定回転数のときに吸気慣性効果が最大となるよう設定され、バイパス吸気管の長さ及び径はエンジンの高速域における所定回転数のときに吸気慣性効果が最大となるよう設定され、共鳴管の長さ及び径は第１及び第２吸気コレクタの容積とともにエンジンの低速域における所定回転数のときに吸気慣性効果が最大となるよう設定された多気筒エンジンの吸気装置が開示されている。この特許文献１においては、管長切換弁により主吸気管とバイパス吸気管とを切り換えることで、それぞれに応じたエンジン回転数領域において吸気慣性効果が得られ、出力向上を図ることができるようになっている。
【特許文献１】特開平５−９８９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１においては、スロットル弁から吸気弁までの通路長さが気筒毎に大きく異なる構成となっているため、エンジン出力に関しては改善されるものの、吸気音の音色が悪化してしまう虞がある。また、共鳴管は、低速域における共鳴効果を活用するために、十分に長い長さに設定する必要があるため、吸気系のレイアウトが制約を受ける虞があると共に、高速域での吸気抵抗の悪化を招き、出力性能を悪化させる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明は、一側面が互いに対向する一対の吸気コレクタと、エンジン本体の吸気ポートに接続された一端側の共通管路部と、２股状に分岐して互いに異なる吸気コレクタにそれぞれ接続された他端側の短ブランチ管路部及び長ブランチ管路部とからなる各気筒毎に独立した吸気通路と、を備えた多気筒内燃機関の吸気装置において、各短ブランチ管路部は、吸気コレクタの一側面に接続され、各長ブランチ管路部は、吸気コレクタ上部の気筒列方向略中央に向けて接続され、各吸気コレクタは、短ブランチ管路部が接続された一側面に対向する他側面の気筒列方向略中央に吸気を導入する吸気導入口がそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、各気筒間で、吸気コレクタに対する長ブランチ管路部の開口から吸気導入口までの吸気流路長のバラツキを小さくすることができるので、各気筒に対して吸気を均等に分配することによる出力性能の改善を実現することができる。また、各気筒間で、吸気導入口から吸気弁までの吸気流路長のバラツキも改善されているので、出力性能の改善と同時に、各気筒毎の吸気音の基本次数を協調して吸気音の音色を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、Ｖ型８気筒エンジンに適用した第１実施形態における多気筒内燃機関の吸気装置を示している。
【０００７】
車両に搭載された吸気装置１は、エンジン本体２の上方に位置する一対の吸気コレクタ３ａ、３ｂと、これら吸気コレクタ３ａ、３ｂに接続された吸気マニホールド４とから大略構成されている。
【０００８】
吸気マニホールド４は、一端側がエンジン本体２の吸気ポート１３に接続され他端側が２股状に分岐して吸気コレクタ３ａと吸気コレクタ３ｂにそれぞれ接続された各気筒毎に独立した吸気通路５を一体成形したものである。すなわち、８本の吸気通路５ａ、〜５ｈは、それぞれ他端側が２股状に分岐して互いに異なる吸気コレクタ３にそれぞれ接続されている。
【０００９】
吸気コレクタ３ａ、３ｂは、気筒列方向に沿って細長い略箱形状を呈し、吸気コレクタ３ａの一側面６ａと吸気コレクタ３ｂの一側面６ｂとが対向するよう配置されている。
【００１０】
各吸気コレクタ３ａ、３ｂには、気筒列方向（図１における紙面垂直方向、図２における左右方向）の略中央に吸気を導入する吸気導入口７ａ、７ｂがそれぞれ形成されている。これら吸気導入口７ａ、７ｂは、吸気コレクタ３ａ、３ｂの他側面８ａ、８ｂに形成されたものであって、これら吸気導入口７ａ、７ｂに隣接して、吸気上流側にスロットル弁９がそれぞれ設けられている。また、吸気コレクタ３の一側面６及び他側面８は、互いに略対向するよう形成されている。そして、各吸気コレクタ３ａ、３ｂは、気筒列方向に沿った斜めの分割面Ｐ、Ｐによって、吸気マニホールド４が接続された一側面側と、吸気導入口７が形成された他側面側とに、気筒列方向に沿って２分割可能となるようそれぞれ構成されている。
【００１１】
吸気通路５は、一端側となる共通管路部１０と、他端側となる短ブランチ管路部１１と、短ブランチ管路部１１よりも管路長が相対的に長い、他端側となる長ブランチ管路部１２とから構成されている。つまり、吸気マニホールド４内には、共通管路部１０と短ブランチ管路部１１により短ブランチが形成され、共通管路部１０と長ブランチ管路部１２により短ブランチよりもその吸気流路が長くなる長ブランチが形成されている。
【００１２】
各共通管路部１０ａ、〜、１０ｈは、全体が湾曲するよう形成され、エンジン本体２上部で対応する気筒の吸気ポート１３にそれぞれ接続されている。
【００１３】
各短ブランチ管路部１１ａ、〜、１１ｈは、直線状を呈し、それぞれ対応する吸気コレクタ３の一側面６に接続されている。詳述すると、♯１気筒に対応する吸気通路５ａ、♯３気筒に対応する吸気通路５ｃ、♯５気筒に対応する吸気通路５ｅ及び♯７気筒に対応する吸気通路５ｇは、その短ブランチ管路部１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇが吸気コレクタ３ａの一側面６ａに接続され、♯２気筒に対応する吸気通路５ｂ、♯４気筒に対応する吸気通路５ｄ、♯６気筒に対応する吸気通路５ｆ及び♯８気筒に対応する吸気通路５ｈは、その短ブランチ管路部１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈが吸気コレクタ３ｂの一側面６ｂに接続されている。また、各短ブランチ管路部１１ａ、〜、１１ｈの他端、すなわち短ブランチ管路部１１と吸気コレクタ３との接続部分の近傍には、機関回転数に応じて開閉制御される開閉弁１４がそれぞれ介装されている。この開閉弁１４はいわゆるバタフライ弁である。各開閉弁１４は、図３に示すように、エンジン回転数が低中速回転の時に全閉となり、エンジン回転数が高速回転時に全開となるよう制御されている。尚、開閉弁１４は、エンジン回転数と車両負荷に応じて開閉制御するようにしてもよい。
【００１４】
各長ブランチ管路部１２ａ、〜、１２ｈは、それぞれ対応する短ブランチ管路部１１の上方に位置し、各長ブランチ管路部１２ａ、〜、１２ｈの吸気下流側となる一端側がエンジン本体２上下方向（図１における紙面上下方向、図２における紙面垂直方向）の上方から、それぞれ対応する短ブランチ管路部１１の開閉弁１４よりも下流側の一端、すなわち対応する短ブランチ管路部１１の吸気下流側の末端に接続されていると共に、各長ブランチ管路部１２ａ、〜、１２ｈの吸気上流側となる他端側が対応する吸気コレクタ３の気筒列方向略中央に向けて接続されている。さらに言えば、各長ブランチ管路部１２ａ、〜、１２ｈは、対応する吸気コレクタ３の一側面６側の上部に、斜めにそれぞれ接続されている。詳述すると、長ブランチ管路部１２は、吸気コレクタ３との接続部分において、その開口１５を含む面Ｑと、当該吸気コレクタ３の一側面６とがなす内角αが鈍角となるように、対応する吸気コレクタ３の上部に斜めに接続されている。尚、♯１気筒に対応する吸気通路５ａ、♯３気筒に対応する吸気通路５ｃ、♯５気筒に対応する吸気通路５ｅ及び♯７気筒に対応する吸気通路５ｇは、その長ブランチ管路部１２ａ、１２ｃ、１２ｅ、１２ｇが吸気コレクタ３ｂの一側面６ｂ側の上部に斜めに接続され、♯２気筒に対応する吸気通路５ｂ、♯４気筒に対応する吸気通路５ｄ、♯６気筒に対応する吸気通路５ｆ及び♯８気筒に対応する吸気通路５ｈは、その長ブランチ管路部１２ｂ、１２ｄ、１２ｆ、１２ｈが吸気コレクタ３ａの一側面６ａ側の上部に斜めに接続されている。
【００１５】
また、各長ブランチ管路部１２は、エンジン回転数が低中速回転域にいわゆる慣性過給の同調点が存在するようそれぞれの長さが設定されている。つまり、上述した各長ブランチは、エンジン回転数が低中速回転域に慣性過給の同調点が存在するようその長さが設定されている。
【００１６】
尚、図１中の１６はエンジン本体の上部に対して固定される吸気マニホールド４のフランジ部、１７は共通管路部に取り付けられた燃料噴射弁、１８は燃料噴射弁１７に燃料を供給するフューエルチューブ、１９は吸気弁である。
【００１７】
以上説明してきた第１実施形態の吸気装置１においては、他側面８の気筒列方向略中央に吸気導入口７が形成された吸気コレクタ３に対して、各長ブランチ管路部１２が、吸気コレクタ３上部の気筒列方向略中央に向けて接続されているので、各気筒間で、長ブランチ管路部１２の開口１５から吸気導入口７までの距離の差を小さくすることができる。すなわち、各気筒間での、スロットル弁９から吸気弁１９までの吸気流路長のバラツキを小さくすることができるので、各気筒に対して吸気を均等に分配することによる出力性能の改善を実現することができる。
【００１８】
また、各気筒間で、吸気導入口７から吸気弁１９までの吸気流路長のバラツキが改善されているので、各気筒毎の吸気音の基本次数を協調して吸気音の音色を改善することができる。図４は、吸気音の音色の指標である音色改善代と、スロットル弁１９から吸気弁９に至る吸気流路長の気筒間でのバラツキの指標である等長度との相関関係を示したものである。この図４に示すように、気筒間の等長度が小さい（吸気流路長のバラツキが小さい）ほど、良好な音色改善代、すなわち澄んだ音色の吸気音を得ることができ、音色が改善される。
【００１９】
そして、長ブランチ管路部１２が、吸気コレクタ３の上部に斜めに接続されているので、吸気コレクタ３から長ブランチ管路部１２へ吸気を円滑に導入することができる。また、各吸気コレクタ３ａ、３ｂの容量を確保しつつ、長ブランチ管路部１２によって占有される吸気コレクタ３上方の空間、換言すれば、吸気コレクタ３上方に張り出した長ブランチ管路部１２のエンジン本体２上下方向の高さを相対的に小さくすることができ、吸気装置１を全体的にコンパクトにすることができる。
【００２０】
また、エンジン回転数が低中速回転のときには、各開閉弁１４が閉じられ、各気筒の燃焼室（図示せず）には、対応する長ブランチ管路部１２のみから吸気が導入されることになるので、長ブランチを活用した吸気慣性効果を最大限活用できる。そして、エンジン回転数が高速回転のときには、各開閉弁１４が開かれ、短ブランチ管路部１１を介して吸気コレクタ３ａと吸気コレクタ３ｂとが連通することになるので、吸気コレクタ３ａ、３ｂで発生した互いに逆位相の吸気脈動が打ち消し合い、吸気密度が平均化されて出力性能が改善される。また、各気筒の燃焼室（図示せず）には、対応する短ブランチ管路部１１及び長ブランチ管路部１２の双方から吸気か導入されることになるので、実質的な吸気流路の径が大きくなり、吸気抵抗が小さくなって出力性能を改善することができる。
【００２１】
また、各吸気コレクタ３ａ、３ｂは、斜めの分割面Ｐ、Ｐによって、気筒列方向に沿って２分割可能となるようそれぞれ構成されているので、吸気マニホールド４とエンジン本体２との接続作業を容易にすることができると共に、各短ブランチ管路部１１ａ、〜、１１ｈ内に開閉弁１４を容易に設置することができ、かつ吸気マニホールド４に隣接する燃料噴射弁１７やフューエルチューブ１８といった燃料系部材の組み付け作業を容易にすることができる。
【００２２】
そして、各長ブランチ管路部１２ａ、〜、１２ｈは、対応する直線状の短ブランチ管路部１１の吸気下流側の末端にそれぞれ接続されているので、各短ブランチ管路部１１ａ、〜、１１ｈ内の各開閉弁１４が閉となる低中速回転域において、吸気通路５内のいわゆるデッドボリュームを極力小さくすることができ、長ブランチの吸気慣性効果を効率良く発揮させることができる。また、各開閉弁１４は、短ブランチ管路部１１と吸気コレクタ３との接続部分の近傍となる各短ブランチ管路部１１ａ、〜、１１ｈの吸気上流側の端部に設置されているので、各開閉弁１４が開となる高速回転域において、短ブランチ管路部１１と長ブランチ管路部１２との接続部分で長ブランチ管路部１２からの吸気の流れに対して開閉弁１４が干渉することもない。
【００２３】
次に、図５を用いて本発明の第２実施形態について説明する。尚、上述した第１実施形態と同一構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図５に示す第２実施形態の吸気装置３０は、上述した第１実施形態の吸気装置１と略同一構成となっているが、吸気コレクタ３の鉛直方向（図５における上下方向）での最下部と、当該吸気コレクタ３の下方に位置する各共通管路部１０と、がオイル落とし通路３１を介してそれぞれ連通するよう構成されている。換言すると、共通管路部１０の、吸気コレクタ３に近接し、かつ吸気コレクタ３よりも鉛直下方となる部分に、オイル落とし通路３１を介して、吸気コレクタ３の鉛直方向（図５における上下方向）での最下部に滞留したオイルが導入される構造となっている。
【００２５】
このような第２実施形態においては、吸気コレクタ３内のオイルが、これら各オイル落とし通路３１から共通管路部１０ａ、〜、１０ｈに吸い込まれることになるで、吸気コレクタ３内に生じたオイル溜まりによる白煙発生を防止することができる。
【００２６】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００２７】
（１）  エンジン本体の上方に位置して一側面が互いに対向し、気筒列方向に沿って細長い一対の吸気コレクタと、一端側がエンジン本体の吸気ポートに接続され他端側が２股状に分岐して互いに異なる吸気コレクタにそれぞれ接続された各気筒毎に独立した吸気通路と、これら各吸気通路からなる吸気マニホールドと、を備えた多気筒内燃機関の吸気装置において、各吸気通路は、一端側となる共通管路部と、機関回転数に応じて開閉制御される開閉弁が内部に介装された他端側となる短ブランチ管路部と、短ブランチ管路部よりも管路長が相対的に長い他端側となる長ブランチ管部部と、から構成され、各短ブランチ管路部は、吸気コレクタの一側面に接続され、各長ブランチ管路部は、吸気コレクタ上部の気筒列方向略中央に向けて接続され、各吸気コレクタは、短ブランチ管路部が接続された一側面に対向する他側面の気筒列方向略中央に吸気を導入する吸気導入口がそれぞれ形成されている。これによって、各気筒間で、吸気コレクタに対する長ブランチ管路部の開口から吸気導入口までの吸気流路長のバラツキを小さくすることができるので、各気筒に対して吸気を均等に分配することによる出力性能の改善を実現することができる。また、各気筒間で、吸気導入口から吸気弁までの吸気流路長のバラツキも改善されているので、出力性能の改善と同時に、各気筒毎の吸気音の基本次数を協調して吸気音の音色を改善することができる。
【００２８】
（２）  上記（１）に記載の多気筒内燃機関の吸気装置は、より具体的には、吸気導入口に隣接してスロットル弁が設けられている。
【００２９】
（３）  上記（１）または（２）に記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、各長ブランチ管路部は、吸気コレクタの上部に斜めに接続されている。これによって、吸気コレクタから長ブランチ管路部へ吸気を円滑に導入することができる。また、各吸気コレクタの容量を確保しつつ、長ブランチ管路部によって占有される吸気コレクタ上方の空間を相対的に小さくすることができ、吸気装置を全体的にコンパクトにすることができる。
【００３０】
（４）  上記（１）〜（３）のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、機関回転数が低中速回転の場合には開閉弁を閉じて長ブランチ管路部のみから各気筒へ吸気が導入されると共に、機関回転数が高速回転の場合には開閉弁を開けて短ブランチ管路部及び長ブランチ管路部の双方から各気筒へ吸気が導入される。これによって、エンジン回転数が低中速回転のときには、長ブランチを活用した吸気慣性効果を最大限活用できる。また、エンジン回転数が高速回転のときには、短ブランチ管路部を介して一対の吸気コレクタが互いに連通することになるので、一対の吸気コレクタで発生した互いに逆位相の吸気脈動が打ち消し合い、吸気密度が平均化されて出力性能が改善されると共に、実質的な吸気流路の径が大きくなり、吸気抵抗が小さくなって出力性能を改善することができる。
【００３１】
（５）  上記（１）〜（４）のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、各共通管路部は全体が湾曲するよう形成されていると共に、各短ブランチ管路部は直線状に形成され、この直線状の短ブランチ管路部の下流側の末端に、対応する長ブランチ管路部がそれぞれ接続されている。これによって、吸気通路５のいわゆるデッドボリュームを極力小さくすることができる。
【００３２】
（６）  上記（１）〜（５）のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、各吸気コレクタは、斜めの分割面によって、短ブランチ管路部及び長ブランチ管路部が接続された一側面側と、吸気導入口が形成された他側面側とに分割可能にそれぞれ形成されている。これによって、吸気マニホールドとエンジン本体との接続作業を容易にすることができると共に、各短ブランチ管路部内に開閉弁を容易に設置することができ、かつ吸気マニホールドに隣接する燃料系部材の組み付け作業を容易にすることができる。
【００３３】
（７）  上記（１）〜（６）のいずれかに記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、多気筒内燃機関はＶ型多気筒内燃機関である。
【００３４】
（８）  上記（７）に記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、各共通管路部は、吸気コレクタの鉛直方向での最下部と、オイル落し通路を介してそれぞれ連通するよう構成されている。これによって、各吸気コレクタ内に生じたオイル溜まりによる白煙発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る多気筒内燃機関の吸気装置の第１実施形態における正面図。
【図２】本発明に係る多気筒内燃機関の吸気装置の第１実施形態における平面図。
【図３】開閉弁の制御特性を示す説明図。
【図４】音色改善代と等長度の相関関係を示す説明図。
【図５】本発明に係る多気筒内燃機関の吸気装置の第２実施形態における正面図。
【符号の説明】
【００３６】
１…吸気装置
２…エンジン本体
３…吸気コレクタ
４…吸気マニホールド
５…吸気通路
６…一側面
７…吸気導入口
１０…共通管路部
１１…短ブランチ管路部
１２…長ブランチ管路部
【図１】
2006070864.tif 000003
【図２】
2006070864.tif 000004
【図３】
2006070864.tif 000005
【図４】
2006070864.tif 000006
【図５】
2006070864.tif 000007