(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基幹吸気通路及びこの基幹吸気通路から分岐する複数の分岐吸気通路を介して空気を内燃機関の複数の燃焼室に供給する内燃機関の吸気装置において、
前記分岐吸気通路の下流部に発生する負圧波を反射して正圧波に反転させる反射用開放部を前記複数の分岐吸気通路の始端部に設け、前記基幹吸気通路の通過断面積を前記各分岐吸気通路の通過断面積よりも大きくし、前記反射用開放部の通過断面積を前記分岐吸気通路側から前記基幹吸気通路側に向けて徐々に増大変化させて前記基幹吸気通路と分岐吸気通路との間の集合部に前記反射用開放部を繋ぎ、前記反射用開放部の最大通過断面積と前記基幹吸気通路の最小通過断面積とをほぼ一致させた内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記反射用開放部は円錐台形状である請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室へ吸気通路を介して空気を供給する吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力向上を図る一手段として特開平３−９２５３３号公報に開示されるように、吸気通路を流れる空気の脈動を利用して内燃機関の燃焼室へ空気を効率良く吸入させる手段がある。吸気通路は、外部から空気を導入する基幹吸気通路及びこの基幹吸気通路から分岐する複数の分岐吸気通路からなる。複数の分岐吸気通路に接続する基幹吸気通路の集合部は、分岐吸気通路の下流側に発生する負圧波を反射して正圧波に反転させる大気開放部として作用する。この正圧波が過給作用をもたらし、内燃機関の燃焼室に対する給気効率が向上する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平３−９２５３３号公報の開示技術では、少なくとも前記集合部に接続する分岐吸気通路の始端部が略一定径で推移しており、集合部と分岐吸気通路との接続部で通過断面積が不連続に大きく変化する。このような不連続の通過断面積の変化は吸気抵抗を高めることになる。吸気抵抗が高まれば圧力損失が増え、燃焼室に対する給気効率が低下する。
【０００４】
本発明は、内燃機関の燃焼室に対する給気効率を向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明は、基幹吸気通路及びこの基幹吸気通路から分岐する複数の分岐吸気通路を介して空気を内燃機関の複数の燃焼室に供給する内燃機関の吸気装置を対象とし、請求項１の発明では、前記分岐吸気通路の下流部に発生する負圧波を反射して正圧波に反転させる反射用開放部を前記複数の分岐吸気通路の始端部に設け、前記基幹吸気通路の通過断面積を前記各分岐吸気通路の通過断面積よりも大きくし、前記反射用開放部の通過断面積を前記分岐吸気通路側から前記基幹吸気通路側に向けて徐々に増大変化させて前記基幹吸気通路と分岐吸気通路との間の集合部に前記反射用開放部を繋ぎ、前記反射用開放部の最大通過断面積と前記基幹吸気通路の最小通過断面積とをほぼ一致させた。
【０００６】
通過断面積を徐々に変化させる反射用開放部は、前記基幹吸気通路から分岐吸気通路に至る間の通過断面積の急激な変化を緩和し、前記基幹吸気通路から分岐吸気通路に至る間の圧力抵抗が低減される。従って、燃焼室に対する給気効率が向上する。
さらに、このような反射用開放部の最大通過断面積と基幹吸気通路の最小通過断面積とをほぼ一致させる設定は、基幹吸気通路から分岐吸気通路への空気の流れの円滑化に寄与する。
【０００８】
請求項２の発明では、前記反射用開放部を円錐台形状とした。
円錐台形状の吸気通路は、負圧波を反射して正圧波に反転させる反射用開放部として及び空気の流れの円滑化に好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１０】
図４に示すように、エアクリーナ１１を介して外部から導入される空気は、基幹吸気通路１２、分岐吸気通路１３，１４、サージタンク１５，１６及びインテークマニホールド１７，１８を経由して内燃機関の燃焼室１９，２０へ供給される。分岐吸気通路１３，１４上にはスロットルバルブ２１，２２が配設されており、スロットルバルブ２１，２２の下流側の分岐吸気通路１３，１４の隔壁２３上には第１の開閉弁２４が配設されている。図４では第１の開閉弁２４は開状態にあり、分岐吸気通路１３，１４が第１の開閉弁２４によって開閉されるポート２３１を介して連通している。図１では第１の開閉弁２４は閉状態にあり、ポート２３１は閉じられている。サージタンク１５，１６の隔壁２５上には第２の開閉弁２６が配設されている。図４では第２の開閉弁２６は開状態にあり、サージタンク１５，１６が第２の開閉弁２６によって開閉されるポート２５１を介して連通している。図１では第２の開閉弁２６は閉状態にあり、ポート２５１は閉じられている。
【００１１】
図２は、基幹吸気通路１２及び分岐吸気通路１３，１４の一部を形成する吸気管２７を示す。分岐吸気通路１３，１４の始端部には反射用開放部２８，２９が形成されている。反射用開放部２８，２９は分岐吸気通路１３，１４の下流部に発生する負圧波を反射して正圧波に反転させる。反射用開放部２８，２９は分岐吸気通路１３，１４側から基幹吸気通路１２側に向けて拡開する円錐台形状をなしている。基幹吸気通路１２の通過断面積Ｓｏは一定にしてあり、分岐吸気通路１３，１４の通過断面積は下流側から上流側に向かうにつれて徐々に増大するようにしてある。図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図３（ｃ）は図２のＣ−Ｃ線断面図であり、図３（ｄ）は図２のＤ−Ｄ線断面図である。
【００１２】
基幹吸気通路１２の通過断面積Ｓｏは分岐吸気通路１３，１４の最大の通過断面積Ｓ１よりも大きくしてある。反射用開放部２８，２９の最小の通過断面積は分岐吸気通路１３，１４の最大の通過断面積Ｓ１に一致する。反射用開放部２８，２９の最大の通過断面積Ｓ２は基幹吸気通路１２の通過断面積Ｓｏに一致させてある。分岐吸気通路１３，１４に連続的に接続する反射用開放部２８，２９は、分岐吸気通路１３，１４側から基幹吸気通路１２側に向けて通過断面積を徐々に増大変化させて基幹吸気通路１２と分岐吸気通路１３，１４との間の集合部２７１に接続されている。
【００１３】
燃焼室１９，２０に対応する吸気バルブ（図示略）の開放タイミングに合わせてインテークマニホールド１７，１８内の空気圧を高めれば吸気効率が向上し、内燃機関の出力が向上する。負圧波を反射して反転させた正圧波がインテークマニホールド１７，１８内の空気圧を高めるために用いられるが、負圧波の波長はエンジン回転数が増大するにつれて短くなるように変化する。そのため、負圧波を反射してインテークマニホールド１７，１８内の空気圧を高めようとする場合、エンジン回転数に応じて負圧波の反射位置を変える必要がある。
【００１４】
エンジン回転数が高回転数のときには第１の開閉弁２４及び第２の開閉弁２６を開く。これにより負圧波がサージタンク１５，１６で反射される。エンジン回転数が中回転数のときには第２の開閉弁２６を閉じて第１の開閉弁２４を開く。これにより負圧波がスロットルバルブ２１，２２のすぐ下流で反射される。エンジン回転数が低回転数のときには第１の開閉弁２４及び第２の開閉弁２６を閉じる。これにより負圧波が反射用開放部２８，２９で反射される。
【００１５】
反射用開放部２８，２９の周面２８１，２９１は、分岐吸気通路１３，１４側から基幹吸気通路１２側へ向かうにつれて反射用開放部２８，２９の中心軸線２８２，２９２から均等に離れてゆく。中心軸線２８２，２９２に対する周面２８１，２９１の傾斜角θ２（以下、開き角という）は、負圧波を反射させるのに必要な大きさの開き角θｏ（以下、開放端認識最小角という）よりも大きくしてある。分岐吸気通路１３，１４の周面１３１，１４１も下流側から上流側へ向かうにつれて分岐吸気通路１３，１４の中心軸線１３２，１４２から均等に離れてゆく。中心軸線１３２，１４２に対する周面１３１，１４１の開き角θ１は開放端認識最小角θｏよりも小さくしてある。開放端認識最小角θｏは５°程度である。
【００１６】
第１の実施の形態では以下の効果が得られる。
（１-1）分岐吸気通路１３，１４の下流部に発生する負圧波を反射して正圧波に反転させる反射用開放部２８，２９は、分岐吸気通路１３，１４に対しては連続的に接続する。又、反射用開放部２８，２９は集合部２７１に対しては不連続に接続するが、反射用開放部２８，２９の通過断面積は集合部２７１に向けて徐々に増大している。このような反射用開放部２８，２９における通過断面積の変化構造は、集合部２７１から分岐吸気通路１３，１４１に至る間の通過断面積の急激な変化を緩和し、集合部２７１と反射用開放部２８，２９との間の圧力抵抗が低減される。従って、エンジン低回転数領域での燃焼室１９，２０に対する給気効率が向上する。
【００１７】
図５はエンジン回転数と出力との関係を示すグラフであり、曲線Ｅは本実施の形態の吸気装置における出力変化を表す。曲線Ｄは本実施の形態の反射用開放部２８，２９のない吸気装置における出力変化を表す。本実施の形態の吸気装置によれば、エンジン低回転数領域での出力が向上している。
（１-2）反射用開放部２８，２９の最大通過断面積Ｓ２と基幹吸気通路１２の通過断面積Ｓｏとは一致している。このような通過断面積の設定は基幹吸気通路１２から反射用開放部２８，２９への空気の流れを円滑にする。このような空気の流れの円滑化は圧力損失の抑制に寄与する。
（１-3）円錐台形状の反射用開放部２８，２９は最小通過断面積Ｓ１の位置から均等に集合部２７１に向けて拡開してゆく。このような均等な拡開形状は、負圧波の良好な反射、及び反射用開放部２８，２９における空気の流れの円滑化に好適である。
（１-4）分岐吸気通路１３，１４の通過断面積は下流側へ向かうにつれて徐々に減少するようにしてある。このような通過断面積の変化構造は圧力損失を抑制する上で有効である。
【００１８】
次に、図６の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
この実施の形態における反射用開放部３０，３１は楕円錐台形状をしており、基幹吸気通路３２は下流側から上流側に向かうにつれて徐々に拡開している。基幹吸気通路３２における開き角θ３は開放端認識最小角θｏよりも小さくしてある。反射用開放部３０，３１は分岐吸気通路１３，１４に連続的に接続している。反射用開放部３０，３１の最小通過断面積Ｓ３は分岐吸気通路１３，１４の通過断面積以上であり、反射用開放部３０，３１の最大通過断面積Ｓ４は基幹吸気通路３２の最小通過断面積Ｓｏよりも若干小さくしてある。
【００１９】
この実施の形態においても第１の実施の形態における（１-1）項、（１-2）項、（１-4）項と同様の効果が得られる。又、基幹吸気通路３２の通過断面積は下流側へ向かうにつれて徐々に減少するようにしてある。このような通過断面積の変化構造は圧力損失の抑制に寄与する。
【００２０】
次に、図７の第３の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
この実施の形態における反射用開放部３３，３４は中心軸線２８２，２９２から離れる方向へ湾曲している。反射用開放部３３，３４の最小通過断面積Ｓ１の部位は連続的かつ大きな開き角をなして接続しており、反射用開放部３３，３４の最大通過断面積Ｓ２の部位の一部は集合部２７１の周面に滑らかに接続している。
【００２１】
反射用開放部３３，３４の最小通過断面積Ｓ１の部位における反射用開放部３３，３４と分岐吸気通路１３，１４との接続構造は、負圧波の良好な反射に有効である。又、反射用開放部３３，３４の最大通過断面積Ｓ２の部位における反射用開放部３３，３４と集合部２７１との接続構造は圧力損失の低減に有効である。
【００２２】
又、本発明では、図８の第４の実施の形態、図９の第５の実施の形態に示すような反射用開放部３５，３６，３７，３８の形状の採用も可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明では、反射用開放部を複数の分岐吸気通路の始端部に設け、基幹吸気通路の通過断面積を各分岐吸気通路の通過断面積よりも大きくし、反射用開放部の通過断面積を分岐吸気通路側から基幹吸気通路側に向けて徐々に増大変化させて基幹吸気通路と分岐吸気通路との間の集合部に反射用開放部を繋ぎ、反射用開放部の最大通過断面積と基幹吸気通路の最小通過断面積とをほぼ一致させたので、内燃機関の燃焼室に対する給気効率を向上し得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す側断面図。
【図２】要部拡大側断面図。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図。（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図。（ｃ）は図２のＣ−Ｃ線断面図。（ｄ）は図２のＤ−Ｄ線断面図。
【図４】略体側面図。
【図５】エンジン回転数と出力との関係を示すグラフ。
【図６】第２の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【図７】第３の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【図８】第４の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【図９】第５の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【符号の説明】
１２，３２…基幹吸気通路、１３，１４…分岐吸気通路、２７１…集合部、２８，２９，３０，３１，３３〜３８…反射用開放部。
【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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