(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電用エンジンである内燃機関であって、
少なくとも１の気筒を有するエンジン本体と、
前記少なくとも１の気筒に給気マニホールドを介して直線的に接続された給気管と、
所定長さを有するとともに前記給気マニホールドから延在する調整管と、
を備え、
前記所定長さは、前記給気マニホールドから前記調整管に向かって進行する第１の圧力波と前記調整管から前記給気マニホールドに向かって進行する第２の圧力波とが、前記少なくとも１の気筒の少なくとも一部において互いに逆位相になるように設定され、
前記調整管は、前記給気管に対向するように前記給気マニホールドの屈曲部に設けられていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記エンジン本体は単一の気筒を有する単気筒エンジンであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記エンジン本体は複数の気筒を有する多気筒エンジンであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記少なくとも１の気筒は、第１の気筒群及び第２の気筒群を含み、
前記給気マニホールドは、前記第１の気筒群に接続された第１のマニホールド及び前記第２の気筒群に接続された第２のマニホールドを含み、
前記調整管は前記第１のマニホールド及び前記第２のマニホールドを互いに連通するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記調整管は、前記調整管の内部を進行する給気に対して通気抵抗を発生させるための通気抵抗体を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記通気抵抗体は、多孔質材料から構成されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記通気抵抗体は通気抵抗値が可変に構成されており、
前記エンジン本体の運転状態に関するパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部で取得されたパラメータに基づいて、前記通気抵抗体の通気抵抗を可変に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
少なくとも１の気筒を有するエンジン本体と、
前記少なくとも１の気筒に給気マニホールドを介して接続された給気管と、
所定長さを有するとともに前記給気マニホールドから延在する調整管と、
を備え、
前記所定長さは、前記給気マニホールドから前記調整管に向かって進行する第１の圧力波と前記調整管から前記給気マニホールドに向かって進行する第２の圧力波とが、前記少なくとも１の気筒の少なくとも一部において互いに逆位相になるように設定され、
前記調整管は、前記調整管の内部を進行する給気に対して通気抵抗を発生させるための通気抵抗体を有し、
前記通気抵抗体は、多孔質材料から構成され、
前記通気抵抗体は通気抵抗値が可変に構成されており、
前記エンジン本体の運転状態に関するパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部で取得されたパラメータに基づいて、前記通気抵抗体の通気抵抗を可変に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、少なくとも１の気筒を有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な用途において動力源として内燃機関が広く用いられている。例えば発電プラント等を稼働させるための動力源としては、大出力であり、且つ、経済的なメタンガス等を使用するガスエンジンが知られている。
【０００３】
ところで内燃機関の各気筒における燃焼室に空気又は混合ガスを充填する際には、気筒に設けられた給気弁（掃気ポート）が開いてシリンダ内に流入することとなるが、その際にシリンダ内に充填される空気量又は混合気量は、シリンダ及び給気マニホールド間の圧力差に基づいて決定される。このとき、気筒及び給気マニホールド間の圧力差により負圧の圧力波が発生し、燃焼サイクルに応じた給気脈動が生ずる。そして給気脈動によって、気筒及び給気マニホールド間の圧力差が経時的に変化するため、各気筒への給気量が当該圧力差によって影響を受ける。特に、気筒及び給気マニホールド間の圧力差が小さくなると、気筒への給気量が減少してしまい、エンジン効率が低下する要因となる。
【０００４】
このようなエンジン効率の低下を抑制するための技術として、例えば特許文献１がある。この文献では、スロットル弁の下流側の吸気管にインパルス弁を設け、インパルス弁の開度をスロットル弁の開度変化に同期して制御することで、エンジンの運転状態変化に伴って給気量が変動する場合であっても良好な追従性が得られ、エンジン性能の低下を抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、運転状態の変動に対する追従性を改善することでエンジン効率を向上させている。そのため、自動車用エンジンのように運転状態が時事刻々と変動する用途には適する一方で、例えば発電用エンジンのように定格運転が占める割合が多い用途においては効果が得られにくいという問題点がある。
また特許文献１では給気脈動に関しては根本的な解決策が示されておらず、依然として給気脈動に起因するエンジン効率低下については改善の余地が残されている。
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであり、給気時に生じる圧力脈動を抑制することにより、エンジン効率を向上可能な内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジン制御装置は上記課題を解決するために、少なくとも１の気筒を有するエンジン本体と、前記少なくとも１の気筒に給気マニホールドを介して接続された給気管と、所定長さを有するとともに前記給気マニホールドから延在する調整管と、を備え、前記所定長さは、前記給気マニホールドから前記調整管に向かって進行する第１の圧力波と前記調整管から前記給気マニホールドに向かって進行する第２の圧力波とが、前記少なくとも１の気筒の少なくとも一部において互いに逆位相になるように設定されている。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、エンジン本体に接続された給気マニホールドには、所定長さを有する調整管が設けられている。この調整管の長さは、少なくとも１の気筒において第１の圧力波及び第２の圧力波が互いに逆位相になるように設定されているため、当該気筒において第１の圧力波及び第２の圧力波が相殺される。これにより、気筒及び給気マニホールド間の圧力差が安定かつ増加するため、気筒内に流入する空気量が増加（体積効率が改善）し、良好なエンジン効率が得られる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記所定長さは、前記エンジン本体の定格出力時における給気温度又は混合気組成（比熱比）に基づいて設定される。
【００１１】
給気マニホールド内における圧力波の伝搬速度は給気温度、混合気組成（比熱比）に依存する。そのため、上記（２）の構成では、エンジン本体の定格出力時における給気温度、混合気組成（比熱比）に基づいて調整管の長さを設定することで、定格運転時において特に良好なエンジン効率を発揮可能な内燃機関を実現できる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、前記調整管は、前記給気マニホールドの屈曲部に設けられている。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、調整管が給気マニホールドの屈曲部に設けられることにより、給気マニホールド内から直進してくる圧力波を調整管に効果的に導くことができる。これにより、第１の圧力波から第２の圧力波を効果的に生じさせることができ、その結果、上述した効果をより効果的に享受できる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、前記調整管は、その入口が前記少なくとも１の気筒に対向するように設けられている。
【００１５】
上記（４）の構成によれば、調整管の入口が気筒に対向するように設けられることにより、給気マニホールドを通過する給気に起因する圧力波を調整管に効果的に導くことができる。これにより、第１の圧力波から第２の圧力波を効果的に生じさせることができ、その結果、上述した効果をより効果的に享受できる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか１構成において、前記エンジン本体は単一の気筒を有する単気筒エンジンである。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、単気筒エンジンの給気マニホールドに上記調整管を設けることで、給気中の圧力脈動が抑制され、気筒への給気時に給気マニホールド及び気筒間の圧力差が安定化される。その結果、良好なエンジン効率を有する単気筒エンジンを実現できる。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか１構成において、前記エンジン本体は複数の気筒を有する多気筒エンジンである。
【００１９】
上記（６）の構成によれば、多気筒エンジンの給気マニホールドに上記調整管を設けることで、給気中の圧力脈動が抑制され、気筒への給気時に給気マニホールド及び気筒間の圧力差が安定化されるとともに、各気筒における給気量を均一化できる。その結果、良好なエンジン効率を有する多気筒エンジンを実現できる。
【００２０】
（７）幾つかの実施形態では上記（６）の構成において、前記少なくとも１の気筒は、第１の気筒群及び第２の気筒群を含み、前記給気マニホールドは、前記第１の気筒群に接続された第１のマニホールド及び前記第２の気筒群に接続された第２のマニホールドを含み、前記調整管は前記第１のマニホールド及び前記第２のマニホールドを互いに連通するように設けられている。
【００２１】
上記（７）の構成によれば、複数の気筒を構成する第１の気筒群及び第２の気筒群に対してそれぞれ給気を行うための第１のマニホールド及び第２のマニホールド間を互いに連通するように調整管が設けられる。これにより、各気筒群で発生した圧力波をより広範囲に分散させることで減衰できるとともに、調整管によって上述のように給気マニホールドにおける圧力脈動を抑制することにより、高効率なエンジンを実現できる。また、このような調整管は、各気筒群に個別に調整管を設ける場合に比べて、コンパクトな構成で実現できるため、エンジンの配置スペースの節約にも貢献することができる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では上記（１）から（７）のいずれか１構成において、前記調整管は、前記調整管の内部を進行する給気に対して通気抵抗を発生させるための通気抵抗体を有する。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、調整管に設けられた通気抵抗体により、調整管を通過する圧力波の伝搬速度が低下される。これにより、圧力波が調整管を通過するために要する時間が長くなるため、第１の圧力波及び第２の圧力波を気筒の位置において相殺するために要する調整管の長さを短縮することができる。これにより、よりコンパクトな構成で高効率なエンジンを実現することができる。
【００２４】
（９）幾つかの実施形態では上記（８）の構成において、前記通気抵抗体は、多孔質材料から構成されている。
【００２５】
上記（９）の構成によれば、多孔質材料からなる通気抵抗体を用いることにより、調整管を伝搬する圧力波の伝搬速度を効果的に低下せしめることができる。
【００２６】
（１０）幾つかの実施形態では上記（９）の構成において、前記通気抵抗体は通気抵抗値が可変に構成されており、前記エンジン本体の運転状態に関するパラメータを取得するパラメータ取得部と、前記パラメータ取得部で取得されたパラメータに基づいて、前記通気抵抗体の通気抵抗を可変に制御する制御部と、を備える。
【００２７】
上記（１０）の構成によれば、エンジン本体の運転状態に応じて通気抵抗を可変に制御することで、エンジン本体の運転状態が変動する場合であっても、その時々の運転状態に適した圧力脈動の抑制が可能となり、より高効率なエンジンを実現できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、給気時に生じる圧力脈動を抑制することにより、エンジン効率を向上可能な内燃機関を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図２】調整管１２を含む給気マニホールド４を伝搬する単一の圧力波の様子を示す模式図である。
【図３】ある瞬間において調整管１２を含む給気マニホールド４を伝搬する複数の圧力波の様子を示す模式図である。
【図４】第１実施形態に係る内燃機関の変形例を示す模式図である。
【図５】第２実施形態に係る内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図６】第２実施形態に係る内燃機関の変形例を示す模式図である。
【図７】第２実施形態に係る内燃機関の変形例を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係る内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図９】図８の調整管を進行する圧力波を示す模式図である。
【図１０】第４実施形態に係る内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図１１】第５実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る内燃機関（以下、適宜「エンジン」と称する）１０の全体構成を示す模式図である。
エンジン１０は、単一の気筒２を有する単気筒ガスエンジンである。気筒２の燃焼室（不図示）には、給気マニホールド４が接続されている。給気マニホールド４の上流側には給気管６が接続されている。給気管６には、エアクリーナからの空気と途中から混入される燃料ガスとを混合させるミキシング装置（不図示）が設けられており、該ミキシング装置で生成された混合ガスが該給気マニホールド４に導入されるように構成されている。
【００３２】
給気マニホールド４に導入された混合ガスは、給気弁が開いた際に、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差に応じて気筒２内に流入することにより、燃焼室に充填される。燃焼室で混合ガスが燃焼されることにより発生した排気は、排気マニホールド８を介して排気管９から外部に排出される。
尚、排気管９には酸化触媒及び脱硝触媒を含む排気浄化装置（不図示）が設けられており、排気は排気浄化装置によって無害化された後、大気に放出される。
【００３３】
ところで気筒２に混合ガスが流入する際には、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差により生じる負圧によって、給気マニホールド４の給気中に圧力波が発生する。このような圧力波は気筒２の燃焼サイクルに応じて生じるため、給気に圧力脈動が生ずることとなる。このような圧力脈動は、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差が経時的に変化する要因となる。そのため、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差が小さくなると、気筒２への給気量が減少し、エンジン効率が低下する要因となる。
【００３４】
本実施形態では、このような給気の圧力脈動に起因するエンジン１０の効率低下を抑制するために、給気マニホールド４に調整管１２が設けられている。調整管１２は給気マニホールド４に生ずる圧力波を減衰するために適した形状（例えば長さや容積）を有する。本実施形態では、このような調整管１２の一例として、一定径を有し、所定長さを有する円筒形状の管状体が示されている。
尚、調整管１２は給気マニホールド４と一体的に構成されていてもよいし、別体として構成されていてもよい。
【００３５】
図２は調整管１２を含む給気マニホールド４を伝搬する単一の圧力波の様子を示す模式図である。
吸気弁の開閉に伴って生じた圧力波１４は、給気マニホールド４側から調整管１２に侵入し、最奥部１８に向かって進行する。最奥部１８に到達した圧力波１４は調整管１２の内壁で反射され、最奥部１８から給気マニホールド４側に向かって進行する。ここで最奥部１８における圧力波１４の反射は固定端反射であるため、圧力波１４の位相は反射時に反転されることとなる。
【００３６】
尚、以下の説明では、このような伝播経路を示す圧力波１４のうち、給気マニホールド４側から調整管１２の最奥部１８に向かって進行するものを第１の圧力波１４Ａ、調整管１２の最奥部１８から給気マニホールド４側に向かって進行するものを第２の圧力波１４Ｂと称することとする。
【００３７】
図３は、ある瞬間において調整管１２を含む給気マニホールド４を伝搬する複数の圧力波の様子を示す模式図である。
この図では、エンジン１０で燃焼サイクルが繰り返される際に、給気弁が開閉する毎に発生する複数の圧力波１４が示されている（各圧力波１４の発生タイミングを時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３とする）。図３に示されるように、給気マニホールド４に調整管１２が設けられることにより、第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂは、気筒２の設置位置において互いに逆位相を有するため、相殺されるように構成されている。そのため、気筒２の設置位置では給気の圧力脈動の影響が抑制されることとなり、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差が安定する。その結果、気筒２への給気量もまた安定することとなり、エンジン効率の低下が抑制される。
【００３８】
このような圧力脈動を抑制するために適切な調整管１２の設計方法について、具体的に説明する。ここでは調整管１２の仕様のうち長さに着目して設計する場合について例示するが、同様の技術的思想に基づいて、例えば容量のような他の仕様パラメータを設計するようにしてもよい。
【００３９】
まず給気マニホールド４に存在する給気中の圧力波１４の進行速度ｖは、給気の比熱比γ、気体定数Ｒ、給気温度Ｔを用いて次式
0006734068.tif 000002
で表される。
そして調整管１２の長さを仮にＬｅとすると、圧力波が気筒２の給気弁の近傍から調整管１２に侵入し、最奥部１８で反射された後に、再び気筒２に到達するまでに要する時間Ｔ１は次式
0006734068.tif 000003
となる。
【００４０】
ここで、気筒２において給気弁の開閉サイクル期間ｔ、任意の自然数ｎを用いて、次式
0006734068.tif 000004
が成立した場合、図３に示されるように、気筒２の位置において第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂが互いに逆位相を有することとなる。すなわち（３）の条件を満足する（２）に基づいて、調整管１２の長さＬｅが決定される。
【００４１】
尚、図３では気筒２の位置において、互いに逆位相を有する第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂが完全に重なることによって完全に相殺される場合を示しているが、少なくとも部分的に重なる場合においても、同様の効果を少なからず享受できる。好ましくは、第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂは互いに約２５％程度の重なりがあると、当該効果を効果的に享受しやすい。
【００４２】
また第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂの進行速度ｖは給気温度Ｔに依存することから、給気温度Ｔに基づいて調整管１２の仕様を決定してもよい。上述の例においても（１）式に示されるように、圧力波の進行速度ｖに給気温度Ｔが含まれる。本実施形態では特に、エンジン１０は発電用エンジンであることから定格運転が主に想定される。従って、定格運転時に想定される給気温度に基づいて長さＬｅを設定することで、実際のエンジン運用時に良好な効率を達成することができる。
【００４３】
また本実施形態では、給気マニホールド４は所定曲率を有する屈曲部２２を有しており、調整管１２の入口が当該屈曲部２９に位置するように設計されている。これにより、屈曲部２２を旋回しながら通過する給気に起因する圧力波を調整管に効果的に導くことで、第１の圧力波１４Ａの反射によって第２の圧力波を効果的に生じさせることができるようになっている。
【００４４】
また図４に示すように、調整管１２の入口は気筒２に対向するように設けられていてもよい。このように調整管１２を設けることによって、気筒２への給気時に生じる圧力波を調整管１２に効果的に導くことができる。
【００４５】
以上説明したように本実施形態によれば、単気筒エンジンにおいて、第１の圧力波及び第２の圧力波が互いに逆位相になるように長さが設定された調整管を有することにより、吸気時に生じる圧力脈動が抑制される。これにより、気筒への吸気時に給気マニホールド及び気筒間の圧力差が適切に確保され、給気が安定化されるので、良好なエンジン効率が得られる。
【００４６】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態に係るエンジン２０の全体構成を示す模式図である。尚、上述の他の実施形態に対応する構成要素については共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略する。
【００４７】
エンジン２０は、複数の気筒２を有する多気筒ガスエンジンであり、本実施形態では、直列４気筒エンジンが例示されている。各気筒２の燃焼室（不図示）には、給気マニホールド４が接続されている。給気マニホールド４の上流側には給気管６が接続されている。給気管６には、エアクリーナからの空気と途中から混入される燃料ガスとを混合させるミキシング装置（不図示）が設けられており、該ミキシング装置で生成された混合ガスが該給気マニホールド４に導入されるように構成されている。
【００４８】
給気マニホールド４に導入された混合ガスは、給気弁が開いた際に、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差に応じて各気筒２内に流入することにより、燃焼室に充填される。各気筒２の燃焼室で混合ガスが燃焼されることにより発生した排気は、排気マニホールド８によって集められ、排気管９から外部に排出される。
尚、排気管９には酸化触媒及び脱硝触媒を含む排気浄化装置（不図示）が設けられており、排気は排気浄化装置によって無害化された後、大気に放出される。
【００４９】
本実施形態に係るエンジン２０のような多気筒エンジンにおいても、上述の単気筒エンジンと同様に、各気筒２に混合ガスが流入する際には、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差により生じる負圧によって、給気マニホールド４の給気中に圧力波が発生する。このような圧力波は気筒２の燃焼サイクルに応じて生じるため、給気に圧力脈動が生ずることとなる。このような圧力脈動は、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差が経時的に変化する要因となる。そのため、気筒２及び給気マニホールド４間の圧力差が小さくなると、気筒２への給気量が減少し、エンジン効率が低下する要因となる。
更に多気筒エンジンでは、各気筒２で生じる圧力波が互いに干渉し合うことで、気筒２間の給気量にバラツキが生じやすくなる。このような気筒２間における給気量のバラツキもまたエンジン効率の低下の要因となる。
【００５０】
本実施形態では、このようなエンジン２０の効率低下を抑制するために、給気マニホールド４に調整管１２が設けられている。調整管１２は給気マニホールド４に生ずる圧力波を減衰するために適した形状（例えば長さや容積）を有する。調整管１２の仕様の決定手法は、基本的に、上記第１実施形態と同様の思想を採用可能であるが、多気筒エンジンの場合、単気筒エンジンに比べて各気筒２の圧力波同士の干渉を考慮する必要がある分、条件が複雑となる。そのため、上述のような論理的な算出値だけでなく、実験的・シミュレーション的な手法によって得られた結果を考慮して、適切な仕様を決定するようにしてもよい。
【００５１】
本実施形態では、給気マニホールド４は、各気筒２の配列方向に沿って延在する主流路４ａと、主流路４ａから各気筒２に分岐する複数の分岐路４ｂとを備える。この例では、第１実施形態と同様に、所定曲率を有する屈曲部２２に、調整管１２の入口が給気管６に対向するように設計されているが、図６に示すように調整管１２の入口が気筒２に対向するように設けられていてもよい。
【００５２】
尚、本実施形態では第１実施形態と同様に、特定の１気筒の位置において第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂが逆位相になる場合を例示しているが、２以上の気筒２の位置において同時に逆位相になるようにしても設計してもよいし、全気筒の位置において同時に逆位相になるように設計してもよい。
【００５３】
また調整管１２は、例えば図７に示すように、各気筒２に対応するように複数設けられていてもよい。図７では、各調整管１２は対応する気筒２に対向するようにそれぞれ配置されている。この場合、各調整管１２の仕様を調整することにより、各気筒２における圧力脈動を精度よく抑制することができるため、より効果的にエンジン効率を改善できる。
【００５４】
以上説明したように本実施形態によれば、複数の気筒を有する多気筒エンジンにおいても、第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂが互いに逆位相になるように長さが設定された調整管１２を有することにより、圧力脈動を効果的に抑制できる。その結果、各気筒２における給気量が均一化されることにより各気筒の給気量のバラツキが抑制され、良好なエンジン効率が得られる。
【００５５】
（第３実施形態）
図８は第３実施形態に係るエンジン３０の全体構成を示す模式図である。尚、上述の他の実施形態に対応する構成要素については共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略する。
【００５６】
エンジン３０はクランクシャフト（図示省略）の回転軸を中心に左右にＶ字状に傾斜したＶ型８気筒の発電用ガスエンジンである。合計８つの気筒２は、第１の気筒群であるＲＨバンク２４と、第２の気筒群であるＬＨバンク２６とにそれぞれ４気筒ずつ振り分けられており、各々がＶ字状に配設されている。ＲＨバンク２４とＬＨバンク２６のＶ字状の空間部には、それぞれ各バンクの各気筒の燃焼室に混合ガスを導入する第１の給気マニホールド２８及び第２の給気マニホールド３２が連結されている。第１の給気マニホールド２８及び第２の給気マニホールド３２は、調整管１２を介して互いに連通するように構成されている。
【００５７】
ＲＨバンク２４の外側には各気筒２の燃焼室から排出される排気を導出するための第１のエキゾーストマニホールド３６と、ＬＨバンク２６の外側には各気筒２の燃焼室から排出される排気を導出するための第２のエキゾーストマニホールド３８とがそれぞれ配設されている。
尚、図８では図示を省略しているが、第１のエキゾーストマニホールド３６及び第２のエキゾーストマニホールド３８は下流側にて合流したのち、酸化触媒及び脱硝触媒を含む排気浄化装置（不図示）によって排気が無害化された後、大気に放出されるようになっている。
【００５８】
本実施形態では、各給気マニホールド２８及び３２で生じる給気の圧力脈動に起因するエンジンの効率低下を抑制するために、給気マニホールド２８及び３２間を連通するように調整管１２が設けられている。
ここで図９は、図８の調整管１２を進行する圧力波を示す模式図である。第１の給気マニホールド２８で生じた第１の圧力波１４Ａは、調整管１２を介して第２の給気マニホールド３２に向かって進行する。一方、第２の給気マニホールド３２で生じた第２の圧力波１４Ｂは、調整管１２を介して第１の給気マニホールド２８に向かって進行する。調整管１２は、図９に示されるように、第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４ＢがＲＨバンク２４及びＬＨバンク２６のいずれかの気筒２において互いに逆位相となるように設計されている（図９では、ＲＨバンク２４に含まれる任意の気筒２の位置をｘ１、ＬＨバンク２６に含まれる任意の気筒２の位置をｘ２として示されている）。これにより、給気中の圧力波は、調整管１２を介して各給気マニホールド２８及び３２に広く分散されることで減衰されるとともに、互いに相殺される。その結果、給気マニホールド２８及び３２における圧力脈動は抑制され、良好なエンジン効率が得られる。
【００５９】
また第１の給気マニホールド２８及び第２の給気マニホールド３２間を連通するように単一の調整管１２を設けることによって、第１の給気マニホールド２８及び第２の給気マニホールド３２に、上記実施形態のように最奥部１８を有する調整管１２を設ける場合に比べて、コンパクトな構成で圧力脈動の抑制を行うことができる。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、多気筒エンジンがＲＨバンク２４及びＬＨバンク２６からなる場合において、第１の給気マニホールド２８及び第２の給気マニホールド３２間を連通するように調整管１２を設けることにより、圧力波を広く分散させることで減衰させるとともに、圧力波を相殺して圧力脈動を効果的に抑制できる。しかも、このような効果を、各気筒群に個別に調整管１２を設ける場合に比べてコンパクトな構成で実現できるため、エンジンの設置スペースの節約にも貢献できる。
【００６１】
（第４実施形態）
図１０は第４実施形態に係るエンジン４０の全体構成を示す模式図である。尚、上述の他の実施形態に対応する構成要素については共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略する。
【００６２】
図１０には第２実施形態と共通の基本構成を有するエンジン４０が示されており、調整管１２の途中に通気抵抗体４２が設けられている。通気抵抗体４２は、調整管１２を進行する圧力波に対して抵抗となる構成要素であり、例えばセラミックス、パンチングメタルのような多孔質材料から構成されている。
【００６３】
本実施形態ではこのように調整管１２に通気抵抗体４２を設けることにより、調整管を通過する圧力波の伝搬速度が低下される。これにより、圧力波が調整管１２を通過するために要する時間が長くなるため、第１の圧力波１４Ａ及び第２の圧力波１４Ｂを気筒２の位置において相殺するために要する調整管１２の長さを短縮することができる。これにより、よりコンパクトな構成で高効率なエンジンを実現することができる。
【００６４】
尚、本実施形態では上記第２実施形態と共通の基本構成を有するエンジンについて説明したが、他の実施形態と共通の基本構成を有するエンジンについても、調整管１２に通気抵抗体４２を設けることで同様の効果が得られることは自明な範囲である。
【００６５】
（第５実施形態）
図１１は第５実施形態に係るエンジンシステム５０の全体構成を示す模式図である。尚、上述の他の実施形態に対応する構成要素については共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略する。
【００６６】
本実施形態では、上記第４実施形態と同等構成を有し、且つ、調整管１２に通気抵抗体４２が設けられたエンジン５２と、エンジン５２の運転状態を検知するための運転状態検知手段５４と、運転状態検知手段５４の検知結果に基づいてエンジン５２を電子的に制御するためのコントローラ５６とを備える。
【００６７】
本実施形態で用いられている通気抵抗体４２は、通気抵抗値が可変に構成されている。このような通気抵抗値が可変な通気抵抗体４２は、例えば所定の通気抵抗値を有する一対の多孔質エレメントを圧力波の進行方向に対して互いに並行に配置し、少なくとも一方を圧電素子等の駆動手段によって位置を変位させることにより、互いの重なり具合を調整することで通気抵抗値を可変調整できるように構成される。
【００６８】
運転状態検知手段５４はエンジン５２の運転状態に関するパラメータを検知するデバイスであり、本実施形態では特に、エンジン５２の回転数を検知するための回転数センサが例示されている。
尚、運転状態検知手段５４としては、他にエンジン５２の出力、給気マニホールド４内を流れる給気の圧力・温度・組成を検知するデバイス等を適宜採用可能である。
【００６９】
コントローラ５６は例えばＥＣＵのような電子演算装置から構成された制御ユニットであり、運転状態検知手段５４で検知されたパラメータを取得するパラメータ取得部５８と、通気抵抗体の通気抵抗を可変に制御する制御部６２と、を備える。制御部６２はパラメータ取得部５８で取得されたパラメータに基づいて、通気抵抗体４２の通気抵抗値を調整することで、実質的に調整管１２の長さ調整を行うことができる。これにより、エンジン５２の運転状態に応じた圧力脈動の抑制が可能となる。そのため、特にエンジンの運転状態が変動する場合であっても良好なエンジン効率が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本開示は、少なくとも１の気筒を有する内燃機関に利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
２  気筒
４  給気マニホールド
４ａ  主流路
４ｂ  分岐路
６  給気管
８  排気マニホールド
９  排気管
１２  調整管
１４  圧力波
１４Ａ  第１の圧力波
１４Ｂ  第２の圧力波
１８  最奥部
２８  第１の給気マニホールド
３２  第２の給気マニホールド
３６  第１のエキゾーストマニホールド
３８  第２のエキゾーストマニホールド
４２  通気抵抗体
５０  エンジンシステム
５４  運転状態検知手段
５６  コントローラ
５８  パラメータ取得部
６２  制御部
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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