JP3457187B2 - Variable intake device for V-type multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Variable intake device for V-type multi-cylinder internal combustion engine

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JP3457187B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本願の発明は、内燃機関の低
回転速度域から高回転速度域まで広い回転速度域にわた
って高い体積効率が得られるようにされたV型多気筒内
燃機関の可変吸気装置の改良に関する。 【0002】 【従来の技術】車両用等内燃機関の燃費の向上や運転時
の振動の低減のため、内燃機関の回転数の低減が望まれ
るが、そのためには、低速回転時のトルクの向上が必要
であり、低速回転時のトルクの向上のためには、吸入空
気の体積効率の向上が図られなければならない。 【0003】一般に、内燃機関の吸気管の管路長や容積
を内燃機関の回転数に応じて変えて、吸気の慣性過給効
果や共鳴(脈動)過給効果を組み合わせ利用することに
より、低速域から高速域まで幅広い回転速度域にわたっ
て体積効率を高く維持することが行なわれている。 【0004】V型多気筒内燃機関においても、低回転速
度域において、吸気マニホルドの吸気管路長を長くする
構造が望まれる。また、一般に、吸気マニホルドが管路
長切換構造を有する場合、高速域における慣性過給効果
に悪影響を及ぼす場合が多く、このような高速域におけ
る慣性過給効果への悪影響の少ない構造が望まれる。 【0005】さらに、吸気音源からの吸気管路長の不等
長から生じるランブリングノイズを低減するため、サー
ジタンクを含む吸気管の管路長の等長化が望まれる。し
かしながら、特にV型多気筒内燃機関の場合には、エン
ジンルームにおいて、ボンネットフードとの間にクリア
ランスも確保できる構造でなければならず、吸気管形状
の自由度が少ない。 【0006】以上のような種々の要望を満たすことがで
きるように改良されたV型多気筒内燃機関の可変吸気装
置として、特開平7−102979号公報に記載された
ものがある。 【0007】この公報に記載されたものは、V型に対向
する左右バンクの各気筒に連通する分岐吸気管を互いに
交差させ、所定容積を有するサージタンクを各分岐吸気
管の上方に配置し、各分岐吸気管をサージタンクに対し
てJ字形の断面を持って接続し、各分岐吸気管の途中を
各サージタンクに短絡するブランチ短絡路を両者を仕切
る隔壁に開口させ、各ブランチ短絡路を運転条件に応じ
て開閉するブランチ制御弁を備えている。また、各サー
ジタンクを連通するタンク間連通路には、該連通路を運
転条件に応じて開閉するタンク制御弁を備えている。 【0008】前記公報記載のものは、前記のように構成
されているので、機関全高を抑え、各吸気管路長とサー
ジタンクの容積を十分に確保しつつ、ブランチ制御弁お
よびタンク制御弁を機関の運転条件に応じて適切に開閉
制御することにより、慣性および共鳴に基づく過給効果
を組み合わせ利用して、機関の低速から高速まで幅広い
回転速度域にわたって高い体積効率を維持させている。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】本願の発明は、前記公
報記載のものに比し、内燃機関の低回転速度域から高回
転速度域まで幅広い回転速度域にわたって、さらに高い
体積効率と、さらに高い出力トルクとを得ることができ
るV型多気筒内燃機関の可変吸気装置を提供することを
課題とする。 【0010】 【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような課題を解決したV型多気筒内燃機関の
可変吸気装置に係り、その請求項1に記載された発明
は、左右バンクが交互にかつ等間隔で爆発する点火時期
を有し、前記左右バンク間に左右完全対称の吸気マニホ
ルドが配設されてなるV型多気筒内燃機関の可変吸気装
置において、前記吸気マニホルドが、左右一対のスロッ
トルボディが接続される左右一対の第1のチャンバー
と、前記左右一対の第1のチャンバーを前記右左バンク
の各気筒の吸気ポートにそれぞれ直接連通させる左右複
数対の第1の吸気通路と、前記左右一対の第1のチャン
バーに左右一対の第1の連通路を介して左右それぞれの
チャンバー同志が常時連通させられ、前記左右バンクの
谷間の略中央部に位置させられた左右一対の第2のチャ
ンバーと、前記左右一対の第2のチャンバーを前記左右
複数対の第1の吸気通路の基端部にそれぞれ連通させ、
前記左右一対の第2のチャンバーの全周を巡ってこれら
のチャンバーと一体に渦巻き状に形成された巻き方向が
右左巻きの複数対の第2の吸気通路とを備え、前記右左
巻きの複数対の第2の吸気通路が前記左右複数対の第1
の吸気通路の基端部にそれぞれ連通接続される個所より
上流側の前記左右複数対の第1の吸気通路内には、これ
らの第1の吸気通路を前記左右一対の第1のチャンバー
にそれぞれ連通もしくは不連通させる第1の開閉弁が配
設され、前記左右一対の第1の連通路間を連通させる第
2の連通路内には、該第2の連通路を開閉する第2の開
閉弁が配設され、前記第1の開閉弁と前記第2の開閉弁
とは、機関回転速度に応じて切換可能にされ、機関回転
速度が上昇して中回転速度域に達すると、前記第1の開
閉弁が開放され、機関回転速度がさらに上昇して高回転
速度域に達すると、前記第2の開閉弁が閉鎖されるよう
にされたことを特徴とするV型多気筒内燃機関の可変吸
気装置である。 【0011】請求項1に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、V型多気筒内燃機関の左右バン
クは、交互にかつ等間隔で爆発する点火時期を有し、左
右バンク間に左右完全対称に配設される吸気マニホルド
の左右一対の第1のチャンバーと左右一対の第2のチャ
ンバーとは、左右一対の第1の連通路を介して左右それ
ぞれのチャンバー同志が常時連通させられ、かつ、左右
一対の第2のチャンバーには、これらのチャンバーを左
右複数対の第1の吸気通路の基端部に連通させる渦巻き
状の右左巻きの複数対の第2の吸気通路が、これらのチ
ャンバーの全周を巡って一体に形成される。 【0012】しかも、右左巻きの複数対の第2の吸気通
路が左右複数対の第1の吸気通路の基端部にそれぞれ連
通接続される個所より上流側の左右複数対の第1の吸気
通路内には、これらの第1の吸気通路を左右一対の第1
のチャンバーにそれぞれ連通もしくは不連通させる第1
の開閉弁が配設され、左右一対の第1の連通路間を連通
させる第2の連通路内には、該第2の連通路を開閉する
第2の開閉弁が配設される。 【0013】そして、第1の開閉弁は、機関回転速度が
上昇して中回転速度域に達すると開放され、機関回転速
度が低回転速度域にある間は閉鎖され、第2の開閉弁
は、機関回転速度がさらに上昇して高回転速度域に達す
ると閉鎖され、該回転速度より低い回転速度域において
は、開放されている。 【0014】この結果、機関が極低回転速度を含む低回
転速度域にあるときには、第1の開閉弁が閉鎖され、左
右複数対の第1の吸気通路の左右一対の第1のチャンバ
ーに対する直接的な連通が左右それぞれの側において不
連通にされるので、左右それぞれの側において、吸気通
路を第1の吸気通路と第2の吸気通路とを使用してきわ
めて長く形成することができ、吸気通路長をきわめて長
く取ることができるようになり、かつ、第2の開閉弁が
開放され、第2の連通路が開放されることにより左右一
対の第1の連通路間が連通されて、これら第1の吸気通
路と第2の吸気通路とが左右一対の第1のチャンバーと
左右一対の第2のチャンバーとの全てのチャンバーに連
通されるので、単一の大容積の慣性チャンバーを形成す
ることができるようになる。これらにより、機関の低回
転速度域に適合した高い慣性過給効果が得られて、高い
体積効率を得ることができ、機関の低回転速度域におけ
る出力トルクを向上させることができる。さらに、各気
筒の吸気ポートにそれぞれ供給される吸気の干渉を防止
することができる。 【0015】また、第1の開閉弁は、機関回転速度が上
昇して中回転速度域に達すると開放されるので、この時
には、左右複数対の第1の吸気通路が左右一対の第1の
チャンバーに左右それぞれ直接連通され、吸気通路は、
左右複数対の第1の吸気通路を使用して短く形成するこ
とができ、吸気通路長は最短にされ、吸気通路を流れる
吸気の流動抵抗を抑えて吸入効率を高めることができる
ようになるので、機関の中回転速度域に適合した高い慣
性過給効果が得られて、高い体積効率を得ることができ
る。 【0016】さらに、機関回転速度がさらに上昇して高
回転速度域に達すると、第2の開閉弁が閉鎖されるの
で、第2の連通路が閉鎖され、左右一対の第1の連通路
を介して左右それぞれのチャンバー同志が常時連通させ
られていた左右一対の第1のチャンバーと左右一対の第
2のチャンバーとは、左右それぞれ完全に独立して、吸
気行程(点火時期)の重ならない独立した左右チャンバ
ー系を構成する。 【0017】そして、この左右チャンバー系は、左右複
数対の第1の吸気通路および右左巻きの複数対の第2の
吸気通路を介して右左バンクの各気筒の吸気ポートにそ
れぞれ連通させられるので、左チャンバー系は右バンク
の各気筒の吸気ポートに対して、また、右チャンバー系
は左バンクの各気筒の吸気ポートに対して、それぞれ吸
気通路の大気圧相当部としての共鳴室として機能するよ
うになり、左右それぞれのバンクにおける吸気行程中の
他の気筒に共鳴(脈動)効果を及ぼして、全体として高
い共鳴過給効果が得られ、高い体積効率を得ることがで
きる。 【0018】 【発明の実施の形態】以下、図1ないし図10に図示さ
れる本願の請求項1に記載された発明の一実施形態につ
いて説明する。図1は、本実施形態における可変吸気装
置が適用されるV型多気筒内燃機関の概略平面図、図2
は、図1のII−II線矢視断面図、図3は、図1のI
II−III線矢視断面図、図4は、図1のIV−IV
線矢視断面図、図5は、図1の実施形態における吸気マ
ニホルドの分解斜視図、図6は、同吸気マニホルドの左
半部のチャンバーおよび吸気通路の連結構成を概略的に
示した説明図、図7は、同吸気マニホルドが備える可変
吸気機構の一作動状態を示す説明図、図8は、同他の作
動状態を示す説明図、図9は、同さらに他の作動状態を
示す説明図、図10は、図1の可変吸気装置の特性図で
ある。 【0019】なお、第2図と第3図とは、車両進行方向
前方から後方を見て描かれた断面図であるので、車両進
行方向に見て左右は、これらの図においては、左右が逆
にされる。したがって、例えば、後述する左右バンク4
l 、4r は、これらの図においては、図の右左にそれぞ
れ描かれている。以下、特に断らない場合には、「左
右」とは、車両進行方向に見て左右を指すものとする。 【0020】図1ないし図4において、本実施形態にお
ける可変吸気装置が適用されるV型多気筒内燃機関1
は、縦置きV型8気筒内燃機関であって、自動車の車体
前部に搭載され、そのV型のシリンダブロック5の内部
には、図示されない平面型のクランク(180度型のク
ランク)が収容され、シリンダブロック5の車両進行方
向左右上部には左右シリンダヘッド6l 、6r 、さらに
その左右上部には左右シリンダヘッドカバー7l 、7r
、シリンダブロック5の下部にはオイルパン8が、そ
れぞれ一体に取り付けられて、左右バンク4l 、4r を
有するV型8気筒内燃機関の本体部2が構成されてい
る。左右バンク4l 、4r は、交互にかつ等間隔で爆発
する点火時期を有しており、両バンク4l 、4r 間に
は、吸気マニホルド3が収容されて配設されている。 【0021】吸気マニホルド3は、左右それぞれに独立
した左右吸気系3l 、3r からなり、後述するように、
4つの別部品が一体に組み立てられて、左右完全対称
(但し、車両進行方向にわずかに位相がずらされてい
る。)に構成されている。 【0022】吸気マニホルド3を構成する左右吸気系3
l 、3r は、右左バンク4r 、4lの各気筒の吸気ポー
ト11r 、11l (図2参照。11l は図示されず。)にそれ
ぞれ吸気を供給する。吸気マニホルド3は、後述するよ
うに、可変吸気(管長切換え、共鳴切換え)手段を備え
ている。なお、図示されてはいないが、左右排気マニホ
ルドも、左右完全対称に構成されている。 【0023】吸気マニホルド3の左右吸気系3l 、3r
と左右バンク4l 、4r とは、図1ないし図3において
は、左右同じ側に描かれているが、左右吸気系3l 、3
r 内を流れる各吸気は、図面上対向する右左バンク4r
、4l の各気筒の吸気ポート11r 、11l にそれぞれ流
入する。この左右吸気系3l 、3r は、後で詳しく説明
されるが、図6および図7に分かりやすく模式的に図示
されている。なお、図6において、3r は図示されてい
ないが、3l と同じ構成を備えている。 【0024】左右吸気系3l 、3r の上流端は、サージ
タンクとして機能する左右チャンバー(第1のチャンバ
ー)40l 、40r とされている。該第1のチャンバー40l
、40r は、それぞれ2つのケーシングブロックが気密
にボルト連結されることにより構成されており、該2つ
のケーシングブロックのうちの一方のケーシングブロッ
クである内方半体41l 、41r は、後述する吸気マニホル
ドアッパ20と鋳造により一体に形成され、他方のケーシ
ングブロックである外方半体(スロットルベース)42l
、42r は、その長さ方向中央部に設けられるスロット
ルボディ取付用フランジ43l 、43r とともに、鋳造によ
り一体に形成されて、吸気マニホルド3を構成する左右
一対の各独立した部品とされている。なお、10l 、10r
はスロットルボディ、13l 、13r はスロットルボディ10
l 、10r 内に取り付けられるスロットルバルブである。 【0025】左右吸気系3l 、3r の第1の吸気通路部
を構成する左右四対の分岐吸気パイプ21l 、21r は、図
5により良く図示されるように、左右の分岐吸気パイプ
21l、21r が1つずつ交互に交差するように配列され
て、第2のチャンバー40l 、40r の各内方半体41l 、41
r とともに、鋳造により一体に形成され、吸気マニホル
ド3のアッパ部分をなす吸気マニホルドアッパ20を形成
している。 【0026】吸気マニホルドアッパ20は、また、その下
部に、後述する吸気マニホルドロア30に形成される左右
一対のチャンバー(第2のチャンバー)31l 、31r にそ
れぞれ連通してこれらを渦巻き状に取り囲む左右(右左
巻き)四対の渦巻きパイプ32l 、32r の一部をなす円弧
状基端部32l1、32r1と終端部32l3、32r3とを一体に有し
ている(図2参照。32r 、32r1、32r3は図示され
ず。)。該左右四対の渦巻きパイプ32l 、32r は、左右
吸気系3l 、3r の第2の吸気通路部を構成している。 【0027】左右渦巻きパイプ32l 、32r は、その左渦
巻きパイプ32l の巻き方向が右巻きにされ、右渦巻きパ
イプ32r の巻き方向が左巻きにされ、巻き方向が互いに
反対にされて、左右1つずつ交互に交差するようにして
四対形成されており、それらの終端部32l3、32r3は、左
右四対の分岐吸気パイプ21l 、21r の基端部にそれぞれ
接線方向に連通接続されている。左右渦巻きパイプ32l
、32r の中央部32l2、32r2は、左右一対の第2のチャ
ンバー31l 、31r の周囲を略U字状に取り巻いている
(図2参照。32r2は図示されず。)。 【0028】渦巻きパイプ32l 、32r の終端部32l3、32
r3が左右分岐吸気パイプ21l 、21rの基端部に連通接続
される個所より上流側の左右分岐吸気パイプ21l 、21r
内には、図2に図示されるように、管長切換バルブ(第
1の開閉弁)27l 、27r が左右それぞれに設けられてお
り(27r は図示されず)、該管長切換バルブ27l 、27r
を開閉することにより、第1のチャンバー40l 、40r と
左右分岐吸気パイプ21l 、21r との間が連通、不連通に
される。 【0029】この管長切換バルブ27l 、27r は、機関の
運転状態(回転数、車速等)に応じて共通弁軸44l 、44
r およびリンク機構を介して一対のダイアフラム28l 、
28r(図1参照)により開閉制御される。この一対のダ
イアフラム28l 、28r は、共通の1つの負圧室を備えた
一体型のダイアフラムであり、車両進行方向最後列の右
分岐吸気パイプ21r の後方壁の中央部に取り付けられて
いる。 【0030】吸気マニホルドアッパ20の左右四対の分岐
吸気パイプ21l 、21r の各下方開口端面、渦巻きパイプ
32l 、32r の円弧状基端部32l1、32r1と終端部32l3、32
r3との各下方開口端面は面一に揃えられて、内燃機関本
体部2の左右シリンダヘッド6l 、6r および吸気マニ
ホルドロア30への取付け面Aが形成されている。したが
って、吸気マニホルド3は、この取付け面Aにより、左
右シリンダヘッド6l、6r 上に載置されて固定され、
左右バンク4l 、4r 間に配設される。 【0031】吸気マニホルドアッパ20の取付け面Aが左
右外方に張り出した吸気マニホルドアッパ20の左右側端
壁には、図2および図5に図示されるように、インジェ
クタ14l 、14r を収容する左右各4個のインジェクタ収
容筒29l 、29r が、前後方向に1列に形成されている。 【0032】吸気マニホルドアッパ20の下方には、吸気
マニホルド3のロア部分をなす吸気マニホルドロア30
が、ボルトにより気密に一体に取り付けられている。吸
気マニホルドロア30は、図5に図示されるように、逆カ
マボコ状の輪郭形状の鋳造ブロック体からなり、その内
部の中心部には、図2ないし図4に図示されるように、
左右一対のチャンバー(第2のチャンバー)31l 、31r
が長さ方向に連通状に形成されている(図4において、
31r は図示されず)。 【0033】第2のチャンバー31l 、31r には、その天
井面に左右四対の上方開口33l 、33r が長さ方向に交互
に形成され、これらの上方開口33l 、33r は、第2のチ
ャンバー31l 、31r を渦巻き状に取り囲む左右四対の渦
巻きパイプ32l 、32r の円弧状基端部32l1、32r1にそれ
ぞれ連通接続されている。 【0034】したがって、左右一対の第2のチャンバー
31l 、31r は、左右四対の上方開口33l 、33r および左
右四対の渦巻きパイプ32l 、32r を介して左右四対の分
岐吸気パイプ21l 、21r の基端部にそれぞれ連通接続さ
れる(図2および図5の矢印参照。図2において、32r
、21r は図示されず。)。 【0035】左右一対の第1のチャンバー40l 、40r
は、図3および図5に図示されるように、それらの長さ
方向の中央部が連通路(第2の連通路)22を介して連通
可能に接続されている。この連通路22には、共鳴切換バ
ルブ(第2の開閉弁)24が設けられており、該共鳴切換
バルブ24を開閉することにより、連通路22が連通、不連
通にされる。連通路22は、左右バンク4l 、4r の各気
筒の配列方向の中央部に位置するようにして形成されて
いる。 【0036】共鳴切換バルブ24は、機関の運転状態(回
転数、車速等)に応じてリンク機構25を介してダイアフ
ラム26により開閉制御される(図1参照)。この共鳴切
換バルブ24は、図1、図3ないし5に図示されるよう
に、小組みにされて、吸気マニホルドアッパ20の連通路
22が形成される部分の上部器壁に形成された開口から連
通路22内に挿入され、その弁軸の先端は、吸気マニホル
ドアッパ20の内部器壁の軸受部に軸受されて、取り付け
られている。 【0037】ダイアフラム26は、ダイアフラム28l 、28
r の近傍に近接して取り付けられており、これら3つの
ダイアフラム26、28l 、28r が、吸気マニホルド3の車
両進行方向後方壁に集約して配置されている。 【0038】左右一対の第2のチャンバー31l 、31r
は、それらの長さ方向の中央部が連通路23l 、23r を介
して連通路22の共鳴切換バルブ24より左半の部分22l と
右半の部分22r とにそれぞれ連通させられており、該連
通路22の左半の部分22l と右半の部分22r とを介してさ
らに左右一対の第1のチャンバー40l 、40r にそれぞれ
連通接続されている。 【0039】したがって、左右一対の第2のチャンバー
31l 、31r と左右一対の第1のチャンバー40l 、40r と
は、これらの連通路(連通路23l と連通路22の左半部22
l 、連通路23r と連通路22の右半部22r )を介して左右
それぞれのチャンバー同志が常時連通させられている。
連通路23l 、23r も、左右バンク4l 、4r の各気筒の
配列方向の中央部に位置するようにして形成されてお
り、また、吸気マニホルドアッパ20と吸気マニホルドロ
ア30とにまたがって形成されている。 【0040】連通路23l と連通路22の左半部22l 、連通
路23r と連通路22の右半部22r の左右各組合せ通路の対
は、左右一対の第1の連通路を構成している。第2の連
通路を構成する連通路22は、前記のとおり、左右一対の
第1のチャンバー40l 、40r間を連通可能に接続する
が、同時に、該左右一対の第1の連通路間をも連通可能
に接続して、後述するとおり、機関の低、中回転速度域
において共鳴切換バルブ24が開かれたときには、左右一
対の第1のチャンバー40l 、40r と左右一対の第2のチ
ャンバー31l 、31r との左右合計4つのチャンバー40l
、40r 、31l 、31r の全ての間を連通させることがで
きる。 【0041】このようにして、左右合計4つのチャンバ
ー40l 、40r 、31l 、31r の全ての間が連通させられた
ときには、これらのチャンバーは、左右バンク4l 、4
r の各気筒の吸気ポート11l 、11r に対し、右左吸気系
3r 、3l の第1の吸気通路および第2の吸気通路を介
して単一の大容量の慣性チャンバーとして機能して、慣
性過給効果に基づく体積効率の向上を可能にする。ま
た、左右バンク4l 、4r の各気筒の吸気ポート11l 、
11r にそれぞれ供給される吸気の干渉を防止する。 【0042】また、左右一対の第1のチャンバー40l 、
40r と左右一対の第2のチャンバー31l 、31r とは、前
記のとおり、左右一対の第1の連通路を介して左右それ
ぞれのチャンバー同志が常時連通させられているが、こ
れらの左右それぞれのチャンバー同志は、後述するよう
に、内燃機関の高回転速度域では、共鳴切換バルブ24が
閉じられ、連通路22が遮断(不連通)されるので、左右
それぞれ完全に独立して、左右のチャンバー系を構成す
る。この左右チャンバー系は、右左バンク4r、4l の
各気筒に対して、それぞれのバンク毎に独立した吸気行
程の重ならない共鳴チャンバーとして機能して、共鳴過
給効果に基づく体積効率の向上を可能にする。 【0043】左右吸気系3l 、3r は、この左右チャン
バー系に、第1の吸気通路部(左右四対の分岐吸気パイ
プ21l 、21r )と第2の吸気通路部(左右四対の渦巻き
パイプ32l 、32r )とが連通接続されることにより構成
されている(図2および図6参照)。 【0044】次に、本実施形態におけるV型多気筒内燃
機関1の可変吸気装置の作用、効果について説明する。
本実施形態において、吸気マニホルド3は、管長切換え
と共鳴切換えとに基づく可変吸気機能を備えている。 【0045】いま、内燃機関1の回転数Ne が所定の低
速回転数N1 より低い低回転速度域にあるとすると(N
e <N1 )、図7および図10に図示されるように、管
長切換バルブ27l 、27r が閉鎖され、共鳴切換バルブ24
が開放されて、左右一対の第1のチャンバー40l 、40r
と左右四対の分岐吸気パイプ21l 、21r との直接的な連
通が断たれる。 【0046】そして、それらの間は、連通路22、左右連
通路23l 、23r 、左右一対の第2のチャンバー31l 、31
r 、左右(右左巻き)四対の渦巻きパイプ32l 、32r を
介してそれぞれ連通されて(図6の流路B、図7参
照)、図示されないエアクリーナ、左右スロットルボデ
ィ10l 、10r を経て左右一対の第1のチャンバー40l 、
40r に取り入れられた吸気が、これらのチャンバーおよ
び連通路を介して右左バンク4r 、4l の各気筒(♯1
〜♯8)の吸気ポート11r 、11l にそれぞれ供給され
る。 【0047】したがって、この状態においては、左右バ
ンク4l 、4r の各気筒の吸気ポート11l 、11r に至る
右左吸気系3r 、3l の吸気通路長(吸気管路長)が十
分に長く確保されるので、機関の極低回転速度域を含む
機関の低回転速度域に適合した高い慣性過給効果が得ら
れ、高い体積効率を得ることができる(図10の慣性
領域)。これにより、機関の低回転速度域における出力
トルクを向上させることができる。 【0048】しかも、左右一対の第1のチャンバー40l
、40r と左右一対の第2のチャンバー31l 、31r と
は、4つのチャンバーが全て連通されて、十分なチャン
バー容積が確保されるので、通常の吸気装置を備えたベ
ースエンジンと同様のチャンバー容積もしくはそれ以上
のチャンバー容積を確保することになり、単一の大容積
の慣性チャンバーとして機能して、慣性過給効果に基づ
く体積効率のさらなる向上を可能にする。また、吸気干
渉等に起因する低回転速度域における体積効率の低下を
防止する。 【0049】次いで、内燃機関の回転数Ne が中回転速
度域に達すると(N1 <Ne <N2)、図8および図1
0に図示されるように、管長切換バルブ27l 、27r が開
かれて、左右一対の第1のチャンバー40l 、40r と左右
四対の分岐吸気パイプ21l 、21r との間は短絡され、吸
気通路長は最短になり(図6の流路C、図8参照)、機
関の中回転速度域に適合した高い慣性過給効果が得られ
て、高い体積効率を得ることができる(図10の慣性
領域)。なお、この間、共鳴切換バルブ24は開放状態が
維持されている。 【0050】内燃機関の回転数Ne がさらに高回転速度
域に達すると(N2 <Ne )、図9および図10に図示
されるように、共鳴切換バルブ24が閉じられ、管長切換
バルブ27l 、27r は開放状態が維持されるので、左右バ
ンク4l 、4r は、それぞれ左右完全に分離独立した右
左吸気系3r 、3l を持つことになり、左右バンク4l
、4r の各気筒の吸気ポート11l 、11r に連通される
右左一対の第1のチャンバー40r 、40l と右左一対の第
2のチャンバー31r 、31l とは、右左それぞれ独立した
共鳴室としての機能を発揮して、右左四対の分岐吸気パ
イプ21r 、21l および右左四対の渦巻きパイプ32r 、32
l の双方を介し、左右バンク4l 、4r のそれぞれのバ
ンクにおける吸気行程中の他の気筒に共鳴(脈動)効果
を及ぼし、全体として高い共鳴過給効果が得られて、高
い体積効率を得ることができる(図10の共鳴領
域)。 【0051】以上のとおり、本実施形態におけるV型多
気筒内燃機関1の可変吸気装置は、吸気マニホルド3に
おける管長切換えと共鳴切換えとにより、吸気通路内気
柱の流動により示される慣性により生じる慣性過給効果
と、吸気弁の閉弁時点で吸気ポートに生じる正圧波がこ
の吸気ポートと吸気通路の大気圧相当部側との間を往復
した後に正圧波として戻ってくることにより生じる共鳴
(脈動)過給効果とを適切に組合せ利用することによっ
て、内燃機関の回転数の低回転速度域から高回転速度域
まで広い回転速度域にわたり、高い体積効率と高い出力
トルクとを得ることができる。 【0052】また、左右一対の第1のチャンバー40l 、
40r の長さ方向中央部が連通路22を介して連通され、左
右一対の第2のチャンバー31l 、31r の長さ方向中央部
が連通路23l 、23r を介して連通路22の左半部22l 、右
半部22r に連通され、さらに、これら左半部22l 、右半
部22r 介して左右一対の第1のチャンバー40l 、40rに
それぞれ連通されている。しかも、これらの連通個所
は、左右バンク4l 、4r の気筒配列方向中央部に位置
しているので、機関回転速度の全回転速度域において、
左右バンク4l 、4r の各気筒の吸気ポート11l 、11r
への吸気の分配が良好に行なわれ、また、吸気音源から
の吸気通路長が略等長化されて、ランブリングノイズを
低減することができる。 【0053】さらに、吸気マニホルドロア30に形成され
る渦巻きパイプ32l 、32r の終端部32l3、32r3は、吸気
マニホルドアッパ20に形成される分岐吸気パイプ21l 、
21rの基端部に接線方向に連通接続され、該分岐吸気パ
イプ21l 、21r は、管長切換バルブ27l 、27r を介して
第1のチャンバー40l 、40r に直接臨んでいるので、機
関の低、中、高回転速度の各運転状態における吸気通路
の形状を無理のない滑らかな形状にすることができ、吸
気通路抵抗が低減されて、機関出力を向上させることが
できる。 【0054】さらにまた、管長切換バルブ27l 、27r 、
共鳴切換バルブ24およびそれらの操作機構を吸気マニホ
ルドアッパ20に集約して組み付けることができるので、
吸気マニホルド3をコンパクトに構成することができ、
内燃機関本体2の上方方向へのオーバーハング量を小さ
く抑えることができる。これにより、左右バンク4l、
4r 間のスペースを有効に利用して、可変吸気機能を備
える吸気マニホルド3をV型多気筒内燃機関1に全高を
抑えつつ取り付けることができる。 【0055】本実施形態において、V型多気筒内燃機関
1は、V型8気筒内燃機関とされたが、これに限定され
ず、V型6気筒等他のV型多気筒内燃機関に適用するこ
とができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention
Wide rotation speed range from rotation speed range to high rotation speed range
V-type multi-cylinder with high volumetric efficiency
The present invention relates to improvement of a variable intake device for a fuel engine. 2. Description of the Related Art Fuel efficiency of an internal combustion engine for a vehicle or the like and improvement in operation
Reduction of internal combustion engine speed is required to reduce engine vibration
However, for that purpose, it is necessary to improve the torque during low-speed rotation.
In order to improve the torque during low-speed rotation,
The volumetric efficiency of the gas must be improved. [0003] Generally, the length and volume of the intake pipe of an internal combustion engine
The inertia supercharging effect of the intake air by changing
Combined use of fruit and resonance (pulsation) supercharging effects
From the low speed range to the high speed range.
Therefore, high volume efficiency is maintained. [0004] Even in a V-type multi-cylinder internal combustion engine, the rotational speed is low.
The intake manifold length of the intake manifold in the temperature range
A structure is desired. Also, generally, the intake manifold is
In the case of having a long switching structure, inertia supercharging effect in high speed range
In many cases.
A structure that has little adverse effect on the inertial supercharging effect is desired. Further, the length of the intake pipe from the intake sound source is unequal.
In order to reduce the rumbling noise caused by
It is desired that the pipe length of the intake pipe including the ditank be made equal. I
However, especially in the case of a V-type multi-cylinder internal combustion engine,
Clear between hood and hood
The structure must be able to secure a lance, and the shape of the intake pipe
There are few degrees of freedom. It is possible to satisfy the various demands as described above.
Variable intake system for V-type multi-cylinder internal combustion engine
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
There is something. The one described in this publication is opposed to a V-shape.
Branch intake pipes communicating with the cylinders of the left and right banks
Cross each surge tank with a predetermined volume
Located above the pipes and connect each branch intake pipe to the surge tank.
With a J-shaped cross-section
Branch short-circuit path that short-circuits to each surge tank
And open each branch short-circuit path according to the operating conditions.
It has a branch control valve that opens and closes. In addition, each service
In the tank-to-tank communication passage that communicates the
It has a tank control valve that opens and closes according to the turning conditions. The one described in the above publication is constructed as described above.
The engine height is kept low, and each intake pipe length and
While ensuring sufficient tank capacity, the branch control valve and
And the tank control valve open and close appropriately according to the operating conditions of the engine
Controlling, supercharging effect based on inertia and resonance
A wide range from low to high engine speeds
High volume efficiency is maintained over the rotation speed range. [0009] The invention of the present application is based on the public
Compared with those described in the report
Higher over a wide rotation speed range up to the rotation speed range
Volume efficiency and higher output torque can be obtained
To provide a variable intake device for a V-type multi-cylinder internal combustion engine
Make it an issue. [0010] The invention of the present application
Is a V-type multi-cylinder internal combustion engine that has solved the above-mentioned problems.
The invention described in claim 1 relates to a variable intake device.
Is the ignition timing at which the left and right banks explode alternately and at equal intervals
And a completely symmetric intake manifold between the left and right banks.
Variable intake device of a V-type multi-cylinder internal combustion engine having a
The intake manifold has a pair of left and right slots.
A pair of left and right first chambers to which the torso body is connected
And the right and left banks with the pair of first chambers on the left and right.
Left and right to communicate directly with the intake port of each cylinder
Several pairs of first intake passages and the pair of left and right first channels.
The left and right bars are connected to the bar via a pair of left and right first communication paths.
Chambers are always in communication, and the left and right banks
A pair of left and right second chas positioned substantially in the center of the valley
The left and right pair of second chambers
A plurality of pairs of first intake passages, each of which communicates with a base end of the first intake passage;
Around the entire circumference of the pair of left and right second chambers.
Direction of the spiral formed integrally with the chamber of
A plurality of pairs of second intake passages wound right and left.
A plurality of pairs of second intake passages are formed of the left and right pairs of first intake passages.
From the part connected to the base end of the intake passage of
In the first pair of left and right first intake passages on the upstream side,
And a pair of left and right first chambers.
A first on-off valve for communicating or disconnecting the
A second communication path between the pair of left and right first communication paths.
A second opening for opening and closing the second communication passage is provided in the second communication passage.
A valve is provided, the first on-off valve and the second on-off valve
Can be switched according to the engine speed.
When the speed increases and reaches the middle rotation speed range, the first opening
The valve closes and the engine speed further increases, resulting in high engine speed.
When the speed range is reached, the second on-off valve is closed.
Variable intake of a V-type multi-cylinder internal combustion engine
It is an air device. The invention described in claim 1 is as described above.
The left and right vans of a V-type multi-cylinder internal combustion engine
Have ignition timings that explode alternately and at regular intervals,
Intake manifold located completely symmetrically between right bank
Left and right pair of first chambers and left and right pair of second chambers
The members are left and right through a pair of left and right first communication passages.
The chambers are always in communication with each other, and
These chambers are left in a pair of second chambers.
A spiral that communicates with the base end of the first pair of first intake passages
A plurality of pairs of second intake passages each having a right and left winding shape are formed by these channels.
It is formed integrally around the entire circumference of the chamber. In addition, a plurality of pairs of second intake passages of right and left windings are provided.
The roads are respectively connected to the base end portions of the left and right plural pairs of the first intake passages.
Left and right pairs of first intakes upstream of the point where they are connected
In the passage, a pair of left and right first intake passages is formed.
First to communicate or not to communicate with the chambers
Opening / closing valve is provided to communicate between the pair of left and right first communication passages.
Opening and closing the second communication passage in the second communication passage
A second on-off valve is provided. The first on-off valve has an engine rotation speed of
When the engine speed rises and reaches the middle speed range, it is released and the engine speed
The second on-off valve is closed while the degree is in the low rotational speed range.
Means that the engine speed further increases and reaches the high
And in the rotation speed range lower than the rotation speed
Is open. As a result, the engine is operated at a low speed including an extremely low rotational speed.
When in the rotation speed range, the first on-off valve is closed and the left
A pair of left and right first chambers of a plurality of right pairs of first intake passages
Communication between the left and right sides
Communication, so that the left and right sides
The road is divided using the first intake passage and the second intake passage.
And the intake passage length is extremely long
Can be removed, and the second on-off valve
Left and right by opening the second communication passage.
The first communication passages of the pair are communicated with each other, and the first intake passages are connected.
The passage and the second intake passage are formed of a pair of left and right first chambers.
Connect to all chambers with a pair of left and right second chambers
To form a single large volume inertial chamber
Will be able to These allow the engine
High inertia supercharging effect suitable for the speed range
Volume efficiency can be obtained, and it can be used in the low engine speed range.
Output torque can be improved. In addition,
Prevents interference of intake air supplied to each cylinder intake port
can do. Further, the first on-off valve increases the engine speed.
It will be released when it rises to reach the middle rotation speed range.
The left and right pairs of first intake passages are
The left and right sides are directly connected to the chamber, and the intake passage is
Use a plurality of pairs of left and right first intake passages to make them short.
And the intake passage length is minimized and flows through the intake passage
Inhalation efficiency can be increased by suppressing the flow resistance of intake air
High inertia suitable for the engine's mid-speed range.
Sexual supercharging effect and high volumetric efficiency
You. Further, the engine speed further increases and becomes higher.
When the rotation speed range is reached, the second on-off valve is closed.
The second communication path is closed, and a pair of left and right first communication paths is provided.
The left and right chambers are always in communication via
A pair of left and right first chambers and a pair of left and right
The two chambers are completely independent of each other.
Independent left and right chambers with no overlapping air stroke (ignition timing)
-Make up the system. This left and right chamber system is composed of left and right
Several pairs of first intake passages and multiple pairs of right and left-handed second pairs
Via the intake passage to the intake port of each cylinder in the right and left banks
The left chamber system is connected to the right bank
For the intake port of each cylinder,
Indicates the intake port for each cylinder in the left bank.
It functions as a resonance chamber as the atmospheric pressure equivalent part of the air passage
During the intake stroke in each of the left and right banks
Has a resonance (pulsation) effect on other cylinders,
High resonance efficiency and high volumetric efficiency
Wear. FIG. 1 to FIG. 10 show a preferred embodiment of the present invention.
One embodiment of the invention described in claim 1 of the present application
Will be described. FIG. 1 shows a variable intake device according to the present embodiment.
Schematic plan view of a V-type multi-cylinder internal combustion engine to which the arrangement is applied, FIG.
Is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line II-III of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line arrow, and FIG.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the manifold, and FIG. 6 is a left side of the intake manifold.
Schematic of the connection configuration of the half chamber and intake passage
FIG. 7 is an explanatory view showing the variable state of the intake manifold.
FIG. 8 is an explanatory view showing one operation state of the intake mechanism, and FIG.
FIG. 9 is an explanatory view showing an operation state, and FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram of the variable intake device of FIG.
is there. FIGS. 2 and 3 show the vehicle traveling direction.
Because it is a cross-sectional view drawn from the front to the rear,
The left and right in the row direction are opposite in these figures.
To be. Therefore, for example, left and right banks 4
l and 4r are respectively shown on the right and left of the figure in these figures.
Is drawn. Hereinafter, unless otherwise specified, "Left
“Right” means left and right as viewed in the vehicle traveling direction. FIGS. 1 to 4 show the present embodiment.
V-cylinder internal combustion engine 1 to which a variable intake device is applied
Is a vertical V-type 8-cylinder internal combustion engine,
Mounted on the front part, inside the V-shaped cylinder block 5
Is a flat crank (not shown) (180-degree crank).
Rank) is accommodated, and the vehicle travels in the cylinder block 5
Left and right cylinder heads 6l, 6r,
Left and right cylinder head covers 7l, 7r
An oil pan 8 is provided below the cylinder block 5.
The left and right banks 4l, 4r are attached together.
Main body 2 of a V-type 8-cylinder internal combustion engine
You. Left and right banks 4l, 4r explode alternately and at equal intervals
Between the two banks 4l and 4r
Is provided with the intake manifold 3 accommodated therein. The intake manifold 3 is independent for each of the left and right
Left and right intake systems 3l, 3r, as described later,
Four separate parts are assembled together and are completely symmetrical
(However, the phase is slightly shifted in the vehicle traveling direction.
You. ). Left and right intake systems 3 constituting intake manifold 3
l and 3r are the intake ports of each cylinder of the right and left banks 4r and 4l.
To 11r and 11l (see FIG. 2; 11l is not shown).
Each supplies intake air. The intake manifold 3 will be described later
As shown in the figure, variable intake (tube length switching, resonance switching) means
ing. Although not shown, the left and right exhaust manifolds are not shown.
The field is also completely symmetrical. Left and right intake systems 3l, 3r of intake manifold 3
And the right and left banks 4l, 4r are shown in FIGS.
Is drawn on the same side as left and right, but left and right intake systems 3l, 3
r each intake air flowing in the right and left banks 4r
Flow into the intake ports 11r and 11l of each 4l cylinder.
Enter. The left and right intake systems 3l and 3r will be described in detail later.
However, FIGS. 6 and 7 schematically show
Have been. In FIG. 6, 3r is not shown.
No, but has the same configuration as 3l. The upstream ends of the left and right intake systems 31 and 3r are provided with surges.
Left and right chambers functioning as tanks (first chamber
-) It is 40l and 40r. 40l of the first chamber
, 40r are each airtight with two casing blocks
Are connected to each other by bolts.
One of the casing blocks
The inner halves 41l and 41r are intake manifolds to be described later.
The door case 20 is formed integrally with the door case 20 by casting.
Outer half (throttle base) 42 l
, 42r are slots provided at the center in the longitudinal direction.
Together with the body mounting flanges 43l and 43r
Left and right which are integrally formed to constitute the intake manifold 3
It is a pair of independent components. In addition, 10l, 10r
Is the throttle body, 13l and 13r are the throttle body 10.
l, Throttle valve installed inside 10r. First intake passage portions of left and right intake systems 31 and 3r
The four pairs of left and right branch intake pipes 21l and 21r
5, the left and right branch intake pipes as better illustrated
21l and 21r are arranged so that they alternate one by one
And the respective inner halves 41l, 41 of the second chambers 40l, 40r
r together with the intake manifold
Form the intake manifold upper 20 that forms the upper part of C3
are doing. The intake manifold upper 20 is also
The left and right formed in the intake manifold drawer 30 described later
The pair of chambers (second chamber) 31l and 31r
They communicate with each other and surround them in a spiral shape.
Winding) Arcs that form part of the four pairs of spiral pipes 32l and 32r
32l 1 , 32r 1 And terminal part 32l Three , 32r Three And have together
(See FIG. 2. 32r, 32r 1 , 32r Three Is illustrated
Not. ). The left and right four pairs of spiral pipes 32l, 32r are
A second intake passage of the intake systems 3l, 3r is formed. The left and right spiral pipes 32l and 32r are provided with their left spirals.
The winding direction of the wound pipe 32l is right-handed,
The winding direction of Ip32r is left-handed, and the winding directions are
In the opposite direction, cross each other one by one
Four pairs are formed and their ends 32l Three , 32r Three Is left
At the base end of the right four pairs of branch intake pipes 21l and 21r respectively
They are tangentially connected. Left and right spiral pipe 32l
32l, central part 32l Two , 32r Two Is a pair of left and right second
The members 31l and 31r are surrounded in a substantially U-shape.
(See FIG. 2. 32r Two Is not shown. ). Ends 32l of spiral pipes 32l, 32r Three , 32
r Three Is connected to the base end of the left and right branch intake pipes 21l and 21r.
Left and right branch intake pipes 21l, 21r on the upstream side
Inside, as shown in FIG.
1 open / close valve) 27l and 27r are provided on the left and right, respectively.
(27r not shown), the pipe length switching valves 27l, 27r
By opening and closing the first chambers 40l, 40r
The left and right branch intake pipes 21l and 21r communicate with each other and disconnect
Is done. The pipe length switching valves 27l and 27r are
Common valve shafts 44l, 44 according to operating conditions (rotational speed, vehicle speed, etc.)
r and a pair of diaphragms 28l via a link mechanism,
Opening / closing is controlled by 28r (see FIG. 1). This pair of
The ear flams 28l and 28r have one common negative pressure chamber.
One-piece diaphragm, right of the last row in the vehicle traveling direction
Attached to the center of the rear wall of the branch intake pipe 21r
I have. Four pairs of left and right branches of the intake manifold upper 20
End faces of lower opening of intake pipes 21l and 21r, spiral pipe
32l, 32r arc-shaped base end 32l 1 , 32r 1 And terminal part 32l Three , 32
r Three The lower open end faces of the internal combustion engine are flush with each other.
Left and right cylinder heads 6l, 6r of body 2 and intake manifold
A mounting surface A to the hold drawer 30 is formed. But
Therefore, the intake manifold 3 can be moved to the left
It is placed and fixed on the right cylinder heads 6l and 6r,
It is disposed between the left and right banks 4l, 4r. The mounting surface A of the intake manifold upper 20 is on the left.
Left and right ends of intake manifold upper 20 projecting outward to the right
The wall has an injecting surface as shown in FIGS.
Of four injectors on each of the left and right
The barrels 29l and 29r are formed in a single row in the front-rear direction. Below the intake manifold upper 20, there is an intake
Intake manifold drawer 30 that forms the lower part of manifold 3
Are airtightly and integrally attached by bolts. Sucking
The air manifold drawer 30 is inverted as shown in FIG.
It consists of a casting block with a contour of a square shape.
In the center of the part, as shown in FIGS.
Left and right pair of chambers (second chamber) 31l, 31r
Are formed so as to communicate in the length direction (in FIG. 4,
31r is not shown). In the second chambers 31l and 31r, the ceiling
Left and right four pairs of upper openings 33l, 33r alternate in the length direction on the well surface
The upper openings 33l, 33r are formed in the second channel.
Four pairs of vortices surrounding the chambers 31l and 31r in a spiral
Arc-shaped base end 32l of wound pipe 32l, 32r 1 , 32r 1 Into it
Each is connected for communication. Therefore, a pair of left and right second chambers
31l, 31r are four pairs of left and right upper openings 33l, 33r and left
Four pairs of right and left pairs via the right four pairs of spiral pipes 32l and 32r
Are connected to the base ends of the intake pipes 21l and 21r, respectively.
(See arrows in FIGS. 2 and 5. In FIG. 2, 32r
, 21r are not shown. ). A pair of left and right first chambers 40l, 40r
Are their lengths as illustrated in FIGS. 3 and 5.
The central part of the direction communicates via the communication path (second communication path) 22
Connected as possible. The communication path 22 includes a resonance switching bar.
Lube (second opening / closing valve) 24 is provided.
By opening and closing the valve 24, the communication path 22 is connected and disconnected.
Passed through. The communication passage 22 is provided in each of the left and right banks 4l and 4r.
It is formed so as to be located at the center in the arrangement direction of the tubes.
I have. The resonance switching valve 24 is connected to the engine operating state (rotational
Speed, vehicle speed, etc.) via the link mechanism 25.
Opening / closing is controlled by the ram 26 (see FIG. 1). This resonance cut
The exchange valve 24 is provided as shown in FIGS.
And the communication passage of the intake manifold upper 20
From the opening formed in the upper vessel wall where the 22 is formed
The valve shaft is inserted into the passage 22 and the tip of the valve shaft is connected to the intake manifold.
It is mounted on the bearing of the inner wall of the door
Have been. The diaphragm 26 includes diaphragms 28l, 28
r close to r
Diaphragms 26, 28l, 28r with intake manifold 3
They are arranged on the rear wall in both traveling directions. A pair of left and right second chambers 31l, 31r
Are located at the center in the longitudinal direction through communication passages 23l and 23r.
And the left half portion 22l of the resonance switching valve 24 of the communication passage 22
And the right half portion 22r.
Through the left half 22l and the right half 22r of passage 22
And a pair of left and right first chambers 40l and 40r, respectively.
Communication is established. Therefore, a pair of left and right second chambers
31l, 31r and a pair of left and right first chambers 40l, 40r
These communication passages (the communication passage 23l and the left half 22 of the communication passage 22)
l, left and right through the communication passage 23r and the right half 22r of the communication passage 22
Each chamber is always in communication.
The communication passages 23l and 23r are also provided for the cylinders of the left and right banks 4l and 4r.
It is formed so as to be located at the center in the arrangement direction.
The intake manifold upper 20 and the intake manifold
A. The communication passage 23l and the left half 22l of the communication passage 22 communicate with each other.
A pair of left and right combined passages of the road 23r and the right half 22r of the communication passage 22
Constitute a pair of left and right first communication paths. Second run
As described above, the communication path 22 constituting the path is a pair of left and right
Connect the first chambers 40l and 40r so that they can communicate with each other.
However, at the same time, communication between the pair of left and right first communication passages is also possible.
Connected to the engine, as described below,
When the resonance switching valve 24 is opened in
A pair of first chambers 40l, 40r and a pair of left and right second chambers
Chambers 31l, 31r, total 4 chambers 40l
, 40r, 31l, 31r
Wear. In this manner, a total of four chambers on the left and right
-Communication between all 40l, 40r, 31l, 31r
Sometimes these chambers are in left and right banks 41, 4
The right and left intake systems for the intake ports 11l and 11r of each cylinder of r
3r, 3l via the first intake passage and the second intake passage
Function as a single large-volume inertial chamber
It is possible to improve the volumetric efficiency based on the sexual supercharging effect. Ma
The intake ports 11l of each cylinder of the left and right banks 4l, 4r,
Prevent interference of intake air supplied to 11r. A pair of left and right first chambers 40l,
40r and a pair of left and right second chambers 31l and 31r
As described, the left and right through the pair of left and right first communication passages
Each chamber is always in communication,
These left and right chamber comrades are described later.
In the high rotation speed region of the internal combustion engine, the resonance switching valve 24
Since the communication passage 22 is closed (disconnected),
The left and right chamber systems are completely independent of each other.
You. This left and right chamber system is composed of right and left banks 4r and 4l.
Independent intake line for each cylinder for each cylinder
It functions as a resonance chamber that does not overlap
It is possible to improve the volumetric efficiency based on the feeding effect. The left and right intake systems 3l, 3r
In the bar system, the first intake passage section (four pairs of left and right branch intake pie
21l, 21r) and the second intake passage (4 pairs of left and right spirals)
Pipes 32l, 32r) are connected and connected.
(See FIGS. 2 and 6). Next, the V-type multi-cylinder internal combustion engine in this embodiment
The operation and effect of the variable intake device of the engine 1 will be described.
In the present embodiment, the intake manifold 3 is provided with a pipe length switch.
And a variable intake function based on resonance switching. Now, the rotational speed N of the internal combustion engine 1 e Is the prescribed low
Speed N 1 Assuming that it is in a lower low rotation speed range (N
e <N 1 ), As shown in FIGS. 7 and 10
The long switching valves 27l and 27r are closed and the resonance switching valve 24
Are opened, a pair of left and right first chambers 40l, 40r
And four pairs of left and right branch intake pipes 21l, 21r
Communication is cut off. The communication passage 22 and the left and right communication
Passages 23l, 23r, a pair of left and right second chambers 31l, 31
r, left and right (right and left winding) four pairs of spiral pipes 32l, 32r
6 (see channel B in FIG. 6 and FIG. 7).
Air cleaner, not shown, left and right throttle bodies
10l, 10r, a pair of left and right first chambers 40l,
The intake air taken into the 40r
The cylinders of the right and left banks 4r and 4l (# 1
♯8) are supplied to the intake ports 11r and 11l, respectively.
You. Therefore, in this state, the left and right
To the intake ports 11l, 11r of the cylinders 4l, 4r
The intake passage length (intake pipe length) of the right and left intake systems 3r and 3l is sufficient.
Min., Including the extremely low engine speed range
High inertia supercharging effect suitable for the low engine speed range
And high volumetric efficiency can be obtained (the inertia of FIG. 10).
region). As a result, the output in the low engine speed range
The torque can be improved. Further, a pair of left and right first chambers 40l
, 40r and a pair of left and right second chambers 31l, 31r
Means that all four chambers are in communication
Since the bar capacity is secured, a standard air intake system
Or larger chamber volume than the base engine
Chamber volume, a single large volume
Function as an inertial chamber for
And further improve volumetric efficiency. Also,
Reduction in volumetric efficiency in the low rotation speed range caused by interference
To prevent. Next, the rotational speed N of the internal combustion engine e Is medium rotation speed
When the temperature reaches (N 1 <N e <N Two ), FIGS. 8 and 1
0, the pipe length switching valves 27l and 27r are opened.
Left and right pair of first chambers 40l, 40r and left and right
The four pairs of branch intake pipes 21l and 21r are short-circuited and
The air passage length becomes the shortest (flow path C in FIG. 6, see FIG. 8).
High inertia supercharging effect suitable for medium speed range of Seki
As a result, high volume efficiency can be obtained (the inertia of FIG. 10).
region). During this time, the resonance switching valve 24 remains open.
Has been maintained. The rotational speed N of the internal combustion engine e But higher rotation speed
Reach the area (N Two <N e ), Illustrated in FIGS. 9 and 10
The resonance switching valve 24 is closed and the pipe length is switched.
Since the valves 27l and 27r are kept open, the left and right
The left and right links 4l and 4r are completely separated right and left
Left intake system 3r, 3l, left and right bank 4l
, 4r are connected to the intake ports 11l, 11r of each cylinder
A pair of right and left first chambers 40r and 40l and a pair of right and left first chambers
The left and right chambers 31r and 31l are independent of each other.
Demonstrating the function of a resonance chamber, four pairs of right and left branch intake air
Ip 21r, 21l and right and left four pairs of spiral pipes 32r, 32
l, the respective banks of the left and right banks 4l, 4r
(Pulsation) effect on other cylinders during the intake stroke
And a high resonance supercharging effect is obtained as a whole.
High volumetric efficiency (resonant region in FIG. 10).
Area). As described above, according to the present embodiment, the V-shaped
The variable intake device of the cylinder internal combustion engine 1 has an intake manifold 3
Switching of the pipe length and resonance switching in the
Inertial supercharging effect caused by inertia exhibited by column flow
And a positive pressure wave generated at the intake port when the intake valve closes.
Reciprocating between the intake port and the atmospheric pressure side of the intake passage
Resonance caused by returning as a positive pressure wave after
(Pulsation)
From the low rotation speed range of the internal combustion engine to the high rotation speed range.
High volumetric efficiency and high output over a wide rotation speed range
Torque can be obtained. A pair of left and right first chambers 40l,
The center of the length of 40r is communicated through the communication passage 22 and
The central part in the longitudinal direction of the pair of right second chambers 31l and 31r
Is the left half 22l, right of the communication passage 22 via the communication passages 23l, 23r
The left half 22l and the right half are connected to the half 22r.
A pair of left and right first chambers 40l, 40r via the part 22r
Each is communicated. Moreover, these communication points
Is located at the center of the left and right banks 4l and 4r in the cylinder arrangement direction.
Therefore, in the entire engine speed range,
Intake ports 11l, 11r for each cylinder of left and right banks 4l, 4r
The distribution of the intake air to the
The intake passage length of the
Can be reduced. Further, an intake manifold drawer 30 is formed.
32l, the end of the spiral pipe 32l, 32r Three , 32r Three Is the intake
A branch intake pipe 21l formed in the manifold upper 20;
21r is tangentially connected to the base end of the
The pipes 21l, 21r are connected via pipe length switching valves 27l, 27r.
Since it directly faces the first chambers 40l and 40r,
Intake passages in low, medium, and high rotational speed operating conditions in Seki
Shape can be made smooth without difficulty.
It is possible to improve engine output by reducing air passage resistance.
it can. Further, the pipe length switching valves 27l, 27r,
The resonance switching valves 24 and their operating mechanisms are connected to the intake manifold.
Since it can be assembled and assembled on the rudder upper 20,
The intake manifold 3 can be made compact,
The amount of overhang of the internal combustion engine body 2 in the upward direction is small.
Can be suppressed. With this, the left and right banks 4l,
Efficient use of the space between 4r and variable intake function
Intake manifold 3 to V-type multi-cylinder internal combustion engine 1
Can be mounted while holding down. In this embodiment, a V-type multi-cylinder internal combustion engine
1 is a V-type 8-cylinder internal combustion engine, but is not limited to this.
However, it is not applicable to other V-type multi-cylinder internal combustion engines such as V-type six cylinders.
Can be.

【図面の簡単な説明】 【図1】本願の請求項1に記載された発明の一実施形態
における可変吸気装置が適用されるV型多気筒内燃機関
の概略平面図である。 【図2】図1のII−II線矢視断面図である 【図3】図1のIII−III線矢視断面図である。 【図4】図1のIV−IV線矢視断面図である。 【図5】図1の実施形態における吸気マニホルドの分解
斜視図である。 【図6】同吸気マニホルドの左半側の吸気チャンバーと
吸気通路との連結構成を概略的に示す説明図である。 【図7】同吸気マニホルドが備える可変吸気装置の一作
動状態を示す概略図である。 【図8】同他の作動状態を示す概略図である。 【図9】同さらに他の作動状態を示す概略図である。 【図10】図1の可変吸気装置の特性図である。 【符号の説明】 1…縦置きV型8気筒内燃機関、2…内燃機関本体部、
3…吸気マニホルド、3l 、3r …左右吸気系、4l 、
4r …左右バンク、5…シリンダブロック、6l 、6r
…左右シリンダヘッド、7l 、7r …左右シリンダヘッ
ドカバー、8…オイルパン、10l 、10r …左右スロット
ルボディ、11l 、11r …左右吸気ポート、13l 、13r …
スロットルバルブ、14l 、14r …左右インジェクタ、15
l 、15r…左右ブローバイガス通路、20…吸気マニホル
ドアッパ、21l 、21r …左右分岐吸気パイプ(第1の吸
気通路部)、22…連通路(第2の連通路)、22l 、22r
…連通路左右半部、23l 、23r …左右連通路(第1の連
通路部分)、24…共鳴切換バルブ(第2の開閉弁)、25
…リンク機構、26…ダイアフラム、27l 、27r …左右管
長切換バルブ(第1の開閉弁)、28l 、28r …左右ダイ
アフラム、29l 、29r …左右インジェクタ収容筒、30…
吸気マニホルドロア、31l 、31r …左右チャンバー(第
2のチャンバー)、32l 、32r …渦巻きパイプ(第2の
吸気通路部)、32l1、32r1…左右円弧状基端部、32l2
32r2…左右中央部、32l3、32r3…左右終端部、33l 、33
r …左右上方開口、40l 、40r …左右チャンバー(第1
のチャンバー)、41l 、41r …左右内方半体、42l 、42
r …左右外方半体(スロットルベース)、43l 、43r …
左右スロットルボディ取付用フランジ、44l 、44r …、
A…取付け面、B…、C…吸気流路。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view of a V-type multi-cylinder internal combustion engine to which a variable intake device according to an embodiment of the invention described in claim 1 of the present application is applied. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1; FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 1; FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1; 5 is an exploded perspective view of the intake manifold in the embodiment of FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a connection configuration between an intake chamber and an intake passage on a left half side of the intake manifold. FIG. 7 is a schematic diagram showing one operation state of a variable intake device provided in the intake manifold. FIG. 8 is a schematic view showing another operation state. FIG. 9 is a schematic view showing still another operation state. FIG. 10 is a characteristic diagram of the variable intake device of FIG. 1; [Description of Signs] 1. Vertical V-type 8-cylinder internal combustion engine, 2. Internal combustion engine main body,
3 ... intake manifold, 3l, 3r ... left and right intake system, 4l,
4r: Left and right banks, 5: Cylinder block, 6l, 6r
... left and right cylinder heads, 7l, 7r ... left and right cylinder head covers, 8 ... oil pans, 10l, 10r ... left and right throttle bodies, 11l, 11r ... left and right intake ports, 13l, 13r ...
Throttle valves, 14l, 14r… left and right injectors, 15
l, 15r: left and right blow-by gas passages, 20: intake manifold upper, 21l, 21r: left and right branch intake pipes (first intake passage), 22: communication passage (second communication passage), 22l, 22r
... Left and right communication passages (first communication passage portion), 24... Resonance switching valve (second on-off valve), 25
... Link mechanism, 26 ... Diaphragm, 27l, 27r ... Left and right pipe length switching valve (first on-off valve), 28l, 28r ... Left and right diaphragm, 29l, 29r ... Left and right injector accommodating cylinder, 30 ...
Intake Manihorudoroa, 31l, 31r ... lateral chamber (second chamber), 32l, 32r ... spiral pipe (second intake passage portions), 32l 1, 32r 1 ... lateral arcuate base portion, 32l 2,
32r 2 ... left and right central part, 32l 3 , 32r 3 ... left and right end part, 33l, 33
r ... left and right upper opening, 40l, 40r ... left and right chamber (first
Chamber), 41l, 41r ... left and right inner halves, 42l, 42
r ... left and right outer halves (throttle base), 43l, 43r ...
Left and right throttle body mounting flanges, 44l, 44r…,
A: mounting surface, B :, C: intake channel.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 左右バンクが交互にかつ等間隔で爆発す
る点火時期を有し、前記左右バンク間に左右完全対称の
吸気マニホルドが配設されてなるV型多気筒内燃機関の
可変吸気装置において、 前記吸気マニホルドが、 左右一対のスロットルボディが接続される左右一対の第
1のチャンバーと、 前記左右一対の第1のチャンバーを前記右左バンクの各
気筒の吸気ポートにそれぞれ直接連通させる左右複数対
の第1の吸気通路と、 前記左右一対の第1のチャンバーに左右一対の第1の連
通路を介して左右それぞれのチャンバー同志が常時連通
させられ、前記左右バンクの谷間の略中央部に位置させ
られた左右一対の第2のチャンバーと、 前記左右一対の第2のチャンバーを前記左右複数対の第
1の吸気通路の基端部にそれぞれ連通させ、前記左右一
対の第2のチャンバーの全周を巡ってこれらのチャンバ
ーと一体に渦巻き状に形成された巻き方向が右左巻きの
複数対の第2の吸気通路とを備え、 前記右左巻きの複数対の第2の吸気通路が前記左右複数
対の第1の吸気通路の基端部にそれぞれ連通接続される
個所より上流側の前記左右複数対の第1の吸気通路内に
は、これらの第1の吸気通路を前記左右一対の第1のチ
ャンバーにそれぞれ連通もしくは不連通させる第1の開
閉弁が配設され、 前記左右一対の第1の連通路間を連通させる第2の連通
路内には、該第2の連通路を開閉する第2の開閉弁が配
設され、 前記第1の開閉弁と前記第2の開閉弁とは、機関回転速
度に応じて切換可能にされ、機関回転速度が上昇して中
回転速度域に達すると、前記第1の開閉弁が開放され、
機関回転速度がさらに上昇して高回転速度域に達する
と、前記第2の開閉弁が閉鎖されるようにされたことを
特徴とするV型多気筒内燃機関の可変吸気装置。
(1) A V-shape in which left and right banks have ignition timings that explode alternately and at equal intervals, and a completely symmetric intake manifold is arranged between the left and right banks. In the variable intake device for a multi-cylinder internal combustion engine, the intake manifold includes: a pair of left and right first chambers to which a pair of left and right throttle bodies are connected; and a pair of left and right first chambers for intake of each cylinder of the right and left banks. A plurality of left and right pairs of first intake passages directly communicating with the ports; and a pair of left and right first chambers that are always connected to the left and right chambers via the pair of left and right first communication passages. A pair of left and right second chambers located substantially at the center of the valley of the bank; and a pair of the left and right second chambers at the base ends of the plurality of left and right first intake passages. A plurality of pairs of second air intake passages, which are formed in a spiral shape integrally with these chambers around the entire periphery of the pair of left and right second chambers, and are wound right and left, A plurality of pairs of left and right-handed second intake passages are respectively connected to the base ends of the first pair of left and right intake passages. A first on-off valve for communicating or disconnecting these first intake passages with the pair of left and right first chambers, respectively, and a second valve for communicating between the pair of left and right first communication passages; A second opening / closing valve for opening and closing the second communication passage is provided in the communication passage, and the first opening / closing valve and the second opening / closing valve can be switched according to an engine speed. When the engine speed increases and reaches the middle speed range, the first opening is performed. The valve is opened,
The variable intake device for a V-type multi-cylinder internal combustion engine, wherein the second on-off valve is closed when the engine rotation speed further increases and reaches a high rotation speed region.
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