(57)【要約】    【課題】  各バンクにコレクタを備えるＶ型多気筒エンジンにおいて、中・高回転域における残存共鳴を除去すると共に、吸気装置のエンジン全長方向の寸法及び高さ方向の寸法を縮小する。    【解決手段】  各バンクに配置されるコレクタ（１Ｌ，１Ｒ）と、各コレクタ（１Ｌ、１Ｒ）から延びて、対向するバンク側の吸気ポート（３Ｒ，３Ｌ）に接続する第１ブランチ（２Ｌ，２Ｒ）と、各コレクタ（１Ｌ，１Ｒ）から延びて、対向するバンク側のコレクタから延びる第１ブランチ（２Ｒ，２Ｌ）の途中に合流する第２ブランチ（４Ｌ，４Ｒ）とを備える。前記第１ブランチ及び第２ブランチは、その断面開口形状が四角に形成されると共に、コレクタ開口部では高さを略同一にし、合流部では、幅を略同一にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型多気筒エンジンの各バンク側にそれぞれ配置されるコレクタと、
各コレクタから延びて、対向するバンク側の吸気ポートにそれぞれ接続する第１ブランチと、
各コレクタから延びて、対向するバンク側のコレクタから延びる前記第１ブランチの途中にそれぞれ合流する第２ブランチと、
を備えると共に、
前記第１ブランチ及び第２ブランチの断面開口の形状を四角としたことを特徴とするＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記第１ブランチ及び第２ブランチのコレクタ開口部の高さを略同一に形成したことを特徴とする請求項１記載のＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記第２ブランチが前記第１ブランチの上側に重ねるように設けられると共に、前記第１ブランチと前記第２ブランチとの合流部において、前記第１ブランチ及び第２ブランチの幅を略同一に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記第１ブランチに対する前記第２ブランチの断面開口面積比を０．５〜１．０に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記第１ブランチと前記第２ブランチとの各合流部近傍に設けられ、前記第１ブランチを開閉する開閉弁を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のＶ型多気筒エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖ型多気筒エンジンの吸気装置に関し、詳しくは、吸気構造によって機関の出力特性を改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるＶ型多気筒エンジンの吸気装置は、コレクタ内の中央部に設けた第１容積室と、その両側に設けた一対の第２容積室と、前記第１容積室と第２容積室との連通部を開閉する開閉弁と、備える。
そして、エンジンの低回転域においては、前記開閉弁を閉じて左右の第２容積室を分離独立し、これによって共鳴効果を利用して体積効率を向上させる。
【０００３】
また、高速域においては、前記開閉弁を開いて第１，第２容積室を一体化させて容積を大きくし、これによって慣性効果を利用して体積効率を向上させるようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２９４１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レイアウト上の制限等からコレクタ容積を小さくするため、左右バンクに対してそれぞれ独立したコレクタを設ける場合がある。
このように、コレクタを左右バンクに分離して設ける構成とすれば、各コレクタに繋がる気筒数が半減するので、エンジンの低回転域においてはコレクタによる共鳴効果を得ることができるが、エンジンの中・高回転域においては残存共鳴が発生することで出力低下を招く。
【０００５】
前記残存共鳴を除去する方法としては、左右のコレクタ間を連通管で接続させることが考えられるが、この場合、連通管の断面積を比較的大きくする必要があり、レイアウト上の制限等からコレクタ容積を小さくしたいのに、結局はコレクタ容積（或いは、コレクタの設置スペース）を増大させてしまうという問題が生じる。
このため、コレクタを左右バンクに分離して設ける構成とした場合、コレクタ容積の増加を抑制しつつ、中・高回転域における残存共鳴を除去することが望まれる。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、Ｖ型多気筒エンジンの左右バンクに対して独立したコレクタを有する吸気装置において、コレクタ容積，コレクタ設置スペースの増加を招くことなく、比較的簡単な構成によって中高回転域における出力低下を効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明に係るＶ型多気筒エンジンの吸気装置は、Ｖ型多気筒エンジンの各バンク側にそれぞれ配置されるコレクタと、各コレクタから延びて、対向するバンク側の吸気ポートにそれぞれ接続する第１ブランチと、各コレクタから延びて、対向するバンク側のコレクタから延びる前記第１ブランチの途中にそれぞれ合流する第２ブランチと、を備えると共に、前記第１ブランチ及び第２ブランチの断面開口の形状を四角とする構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るＶ型多気筒エンジンに吸気装置によると、コレクタが左右バンクに分離して設けられているので、コレクタに繋がる気筒数が半減しコレクタによる共鳴効果を得られると共に、第２ブランチがコレクタ間を連通する連通管として機能し、エンジン中・高回転域では不利に働く共鳴効果（残留共鳴）の影響を抑制することができる。
また、第１ブランチ及び第２ブランチの断面開口の形状を四角とすることで、ブランチの並び方向の間隔を縮小でき、これによって、コレクタのエンジン全長方向の寸法、エンジン高さ方向の寸法を縮小して、エンジンの車両への搭載性が向上し、また、重量が低減することで燃費向上・動力性能向上・コスト低下を図ることができ、更に、コレクタ容積の縮小により耐エンスト性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示すＶ型６気筒エンジンの吸気装置の正面図（断面図）、図２は、前記吸気装置の斜視図である。
なお、実施形態における車両用のＶ型６気筒エンジンは、＃１、＃３、＃５気筒側となる右バンク（図示省略）と＃２、＃４、＃６気筒側となる左バンク（図示省略）とに分けられている。
【００１０】
図１，図２に示すように、本実施形態に係る吸気装置は、前記左バンクの上方に配置される左側コレクタ１Ｌと、前記右バンクの上方に配置される右側コレクタ１Ｒと、を備えている。
各コレクタ１Ｌ，１Ｒには、吸気ダクトに接続する吸気導入部（図示省略）がそれぞれ形成されており、かかる吸気導入部から吸気が内部に導入されるようになっている。
【００１１】
各コレクタ１Ｌ，１Ｒからは、それぞれ３本の第１ブランチ２Ｌ、２Ｒが延びており、対向するバンク側の吸気ポートに接続される。
すなわち、左側コレクタ１Ｌから延びる第１ブランチ２Ｌは、右バンク側（＃１、＃３、＃５気筒）の吸気ポート３Ｒにそれぞれ接続されており、右側コレクタ１Ｒから延びる第１ブランチ２Ｒは、左バンク側（＃２、＃４、＃６）の吸気ポート３Ｌにそれぞれ接続される。
【００１２】
なお、かかる第１ブランチ２Ｌ、２Ｒは、図１に示すように、通気抵抗を低減すべく、その軸心が略直線状となるように形成されている。
また、左側コレクタ１Ｌからは、右側コレクタ１Ｒから延びる第１ブランチ２Ｒそれぞれに対して、その比較的上流側で上方から比較的大きな角度で合流（接続）する３本の第２ブランチ４Ｌが延びており、また、右コレクタ１Ｒからは、左側コレクタ１Ｌから延びる各第１ブランチ２Ｌそれぞれに対し、その比較的上流側で上方から比較的大きな角度で合流（接続）する３本の第２ブランチ４Ｒが延びている。
【００１３】
また、左側コレクタ１Ｌから延びる第２ブランチ４Ｌは、それぞれ右側コレクタ１Ｒから延びる第１ブランチ１Ｒの上側に重なるように設けられており、右側コレクタ１Ｒから延びる第２ブランチ４Ｒは、それぞれ左側コレクタ１Ｌから延びる第１ブランチ２Ｌの上側に重なるように設けられている（図２参照）。
ここで、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒに対する第２ブランチ４Ｒ，４Ｌの断面開口面積比は、およそ０．５〜１．０の範囲で設定されている。
【００１４】
前記断面開口面積比を０．５〜１．０の範囲に設定するのは、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒを本来の吸気管として機能させ、第２ブランチ４Ｌ，４Ｒを左右コレクタ１Ｌ，１Ｒを繋ぐ連通管として機能させるためであり、連通管が本来の吸気管に与える影響を少なくするためには前記断開口面積比を１．０以下にする必要があり、また、第２ブランチ４Ｒ，４Ｌの断面開口面積を相対的に小さくして、前記断開口面積比を約０．５まで小さくしても、高回転域において残存共鳴を取り除くことができるためである。
【００１５】
上記構成によると、エンジンの出力性能に影響を与える慣性効果については第１ブランチ２Ｌ，２Ｒの仕様で調整することが可能となり、共鳴効果については第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの影響を受けるため、第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの第１ブランチ２Ｌ，２Ｒへの合流（接続）位置の適合が必要となるが、少なくとも上記した構成とすることで、コレクタを左右バンクに分離した場合における中・高回転域における残存共鳴の影響（出力低下）を抑制できることになる。
【００１６】
ところで、上記構成によると、各コレクタ１Ｌ，１Ｒから第１ブランチ２Ｌ、２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒが延びるから、各コレクタ１Ｌ，１Ｒにはそれぞれ６個（３気筒×２）のポートが並ぶ構成になり、これら６個のポートを効率良く並べないと、コレクタ１Ｌ，１Ｒのエンジン全長方向の寸法が拡大し、車両へのエンジン搭載性が悪化すると共に、重量増によって燃費悪化・動力性能悪化・コスト増加を招き、更に、コレクタ容積の増大により耐エンスト性が悪化する。
【００１７】
また、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒは、エンジンの高さ方向に重なる構成であるため、特に合流付近での第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの重なり高さを抑制しないと、エンジンの高さ方向の寸法が拡大して、車両へのエンジン搭載性が悪化し、また、重量増によって燃費悪化・動力性能悪化・コスト増加を招く。
【００１８】
そこで、図３及び図４に示すように、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの断面開口の形状を四角とすることで、断面開口の形状が丸や楕円の場合に比べて、同じ開口面積でも、ブランチの並び方向における間隔を狭めることができる。
更に、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒに対する第２ブランチ４Ｒ，４Ｌの断面開口面積比をおよそ０．５〜１．０の範囲で設定するときに、コレクタ１Ｌ，１Ｒの開口部では、図３に示すように、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの高さを略同一とし、幅の設定によって前記断面開口面積比を調整させ、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの合流部では、図４に示すように、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの幅を略同一とし、高さの設定によって前記断面開口面積比を調整させるようにしてある。
【００１９】
係る構成とすることで、コレクタ１Ｌ，１Ｒのエンジン全長方向の寸法を縮小でき、また、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの合流部におけるエンジン高さ方向の寸法を縮小でき、これにより、エンジンの出力特性を犠牲にすることなく、車両へのエンジン搭載性が向上し、また、重量が低減することで燃費向上・動力性能向上・コスト低下を図ることができ、更に、コレクタ容積の縮小により耐エンスト性が向上する。
【００２０】
前記第１実施形態では、エンジン低回転域においては共鳴効果による出力（体積効率）の向上を図りつつ、エンジン中・高回転域においては残存共鳴の影響を抑制して出力低下を防止し、更に、第１ブランチ（２Ｌ、２Ｒ）の仕様によって慣性効果による出力（体積効率）の向上も図ることが可能であるが、第１ブランチの仕様変更のみでは、低回転域から高回転域にわたって十分な慣性効果を得ることは困難である。
【００２１】
一般に、慣性効果の最適回転数（rpm）を低回転側に設定する場合には、コレクタから各気筒までの吸気管長さを長くする必要がある一方で、慣性効果の最適回転数を高回転側に設定するには、吸気管長さを短くする必要があることから、一定の長さの吸気管では、低回転側と高回転側との双方の要求を満たすことができない。
従って、低回転域から高回転域にわたって十分な慣性効果を得るためには、エンジン回転数（rpm）に応じて吸気管長さを変化させる必要がある。
【００２２】
そこで、図５に示す第２実施形態では、吸気管長さを変更できるように構成した。
第２実施形態は、前記第１実施形態に対して、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒと前記第２ブランチ４Ｒ，４Ｌとの各合流部（又は各合流部よりも第１ブランチ上流側）に、図示しないアクチュエータによって開閉駆動されて、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒを開閉する開閉弁５Ｌ，５Ｒがそれぞれ設けられている点が相違する。
【００２３】
なお、その他の構成は第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
前記開閉弁５Ｌ、５Ｒを開閉駆動するアクチュエータは、図示しない制御ユニットによって、エンジン運転状態（例えばエンジン回転数（rpm））に応じて制御されるようになっている。
ここで、制御ユニットからの駆動信号によって、図５中実線で示すように、左側コレクタ１Ｌから延びる第１ブランチ２Ｌと右側コレクタ１Ｒから延びる第２ブランチ４Ｒとの合流部に設けられた開閉弁５Ｌを閉じると、左側コレクタ１Ｌから延びる第１ブランチ２Ｌが前記合流部（又はその上流側）で閉塞されて、右側コレクタ１Ｒが、第２ブランチ４Ｒ及び第１ブランチ２Ｌを介して右側バンクの吸気ポート３Ｒと連通する。
【００２４】
一方、図５中破線で示すように、前記開閉弁５Ｌを開くと、左側コレクタ１Ｌと右側バンクの吸気ポート３Ｒとが連通すると共に、第１ブランチ２Ｌと第２ブランチ４Ｒとが連通するようになる。
なお、前記開閉弁５Ｌは、その閉弁時において、第２ブランチ４Ｒからの吸気の流れを、右バンク側の吸気ポート３Ｒの方向へと滑らかに変えるガイド部を形成するように、第１ブランチ２Ｌに直交する位置から所定角度（例えば、合流角度の半分程度）回転させた位置で閉弁するよう設定されている。
【００２５】
また、右側コレクタ１Ｒから延びる第１ブランチ２Ｒと左側コレクタ１Ｌから延びる第２ブランチ４Ｌと合流部に設けられた開閉弁５Ｒについても同様であって、この開閉弁５Ｒを閉じることにより、左側コレクタ１Ｌが、第２ブランチ４Ｌ及び第１ブランチ２Ｒを介して右側バンクの吸気ポート３Ｒと連通するようになる一方、開閉弁５Ｌを開くことにより、右側コレクタ１Ｒと左側バンクの吸気ポート３Ｌとが連通すると共に、第１ブランチ２Ｒと第２ブランチ４Ｌとが連通するようになる。
【００２６】
なお、この開閉弁５Ｒも、その閉弁時において、第２ブランチ４Ｌからの吸気の流れを、左バンク側の吸気ポート３Ｌの方向へと変えるガイド部を形成するように、第１ブランチ２Ｒに直交する位置から所定角度（例えば、第２ブランチが第１ブランチに合流する角度の半分程度）回転させた位置で閉弁するよう設定されている。
次に、かかる第２実施形態の作用を説明する。
【００２７】
エンジンの低回転域では、前記開閉弁５Ｌ，５Ｒを閉じるようにする（図５における実線の状態）。
すると、図６に示すように、右側コレクタ１Ｒからの吸気は、第２ブランチ４Ｒ，第１ブランチ２Ｌを通過して右側バンクの吸気ポート３Ｒへと流れるようになり、同様に、左側コレクタ１Ｌからの吸気は、第２ブランチ４Ｌ、第１ブランチ２Ｒを通過して左バンク側の吸気ポート３Ｌへと流れるようになる。
【００２８】
これにより、コレクタから各気筒への吸気管の長さが長くなり、慣性効果の最適回転数を低回転側に変化させることができるので、低回転域において慣性効果を利用して体積効率を向上できる。
また、このとき、左右それぞれのバンクに対して各コレクタが分離独立した状態となるので、共鳴過給によって体積効率を向上させることができる。
【００２９】
一方、エンジンの高回転域では、前記開閉弁５Ｌ、５Ｒを開くようにする（図５における破線の状態）。
すると、図７に示すように、左側コレクタ１Ｌからの吸気は、通気抵抗の低い第１ブランチ２Ｌを通過して右側バンクの吸気ポート３Ｒへと流れるようになり、同様に、右側コレクタ１Ｒからの吸気は、第１ブランチ２Ｒを通過して左バンク側の吸気ポート３Ｌへと流れるようになる。
【００３０】
これにより、吸気管の長さが短くなるので、体積効率の最適回転数を高回転側にすることができ、高回転域において慣性効果を利用して体積効率を向上できる。
また、このとき、第２ブランチ４Ｌ、４Ｒが左右コレクタ１Ｌ、１Ｒの連通管としての役割を果たすことになり、高回転側では不利に働く共鳴効果（残存共鳴）の影響を除去することができる。
【００３１】
この結果、図８に示すように、低回転域では、慣性効果及び共鳴効果を利用できるので、図中破線で示すように、エンジン回転数の増加によって体積効率が低下する従来の共鳴効果のみによるものに比べて、低回転域での出力の向上を効果的に図ることができる。
また、高回転側では、共鳴効果の影響を排除しつつ慣性効果によって体積効率の向上を図ることができる。
【００３２】
上記第２実施形態においても、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの開口断面の形状を、前記第１実施形態と同様に、図３及び図４に示すような形状とする。
即ち、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの断面開口の形状を四角とすると共に、コレクタ１Ｌ，１Ｒの開口部では、図３に示すように、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの高さを略同一とし、幅の設定によって断面開口面積比を調整させ、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの合流部では、図４に示すように、第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの幅を略同一とし、高さの設定によって断面開口面積比を調整させる。
【００３３】
上記構成により、コレクタ１Ｌ，１Ｒのエンジン全長方向の寸法を縮小でき、また、前記第１ブランチ２Ｌ，２Ｒ及び第２ブランチ４Ｌ，４Ｒの合流部におけるエンジン高さ方向の寸法を縮小でき、これにより、エンジンの出力特性を犠牲にすることなく、車両へのエンジン搭載性が向上し、また、重量が低減することで燃費向上・動力性能向上・コスト低下を図ることができ、更に、コレクタ容積の縮小により耐エンスト性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係る吸気装置の正面（断面）図である。
【図２】同じく第１実施形態に係る吸気装置の斜視図である。
【図３】図１のＡ‐Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ‐Ｂ断面図である。
【図５】第２実施形態に係る吸気装置の正面（断面）図である。
【図６】第２実施形態のエンジン低回転域における吸気の流れを示す図である。
【図７】第２実施形態のエンジン高回転域における吸気の流れを示す図である。
【図８】第２実施形態の効果を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ｌ，１Ｒ…コレクタ、２Ｌ，２Ｒ…第１ブランチ、３Ｌ，３Ｒ…吸気ポート、４Ｌ，４Ｒ…第２ブランチ、５Ｌ，５Ｒ…開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006052672.tif 000008
【図７】
2006052672.tif 000009
【図８】
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