JP2000034956A - 内燃機関用吸気装置 - Google Patents
内燃機関用吸気装置Info
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- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関用の空気取入システム中に、収納上
の問題を引き起こすことなくヒータを配置する内燃機関
用吸気装置を提供する。 【解決手段】 多気筒式内燃エンジン用の吸気装置は、
複数のエンジンシリンダに共通のプレナムチャンバ２０
と、該プレナムチャンバ２０内に開口して周囲空気を該
プレナムチャンバ内に供給する取入れダクト２２とを有
する吸気マニホールド１８を備えてなる。上記取入れダ
クト２２から上記プレナムチャンバに進入する空気の少
なくとも一部の経路内においてプレナムチャンバ２０内
には電気ヒータ２６が配置される。
の問題を引き起こすことなくヒータを配置する内燃機関
用吸気装置を提供する。 【解決手段】 多気筒式内燃エンジン用の吸気装置は、
複数のエンジンシリンダに共通のプレナムチャンバ２０
と、該プレナムチャンバ２０内に開口して周囲空気を該
プレナムチャンバ内に供給する取入れダクト２２とを有
する吸気マニホールド１８を備えてなる。上記取入れダ
クト２２から上記プレナムチャンバに進入する空気の少
なくとも一部の経路内においてプレナムチャンバ２０内
には電気ヒータ２６が配置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空気取
入システムとしての内燃機関用吸気装置に関するもので
ある。
入システムとしての内燃機関用吸気装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】圧縮点火式内燃機関の空気取入システム
にヒータを含めることは、特に寒冷周囲条件下での冷機
起動時間および作動間における白煙を減少する上で極め
て有用である。
にヒータを含めることは、特に寒冷周囲条件下での冷機
起動時間および作動間における白煙を減少する上で極め
て有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気取
入システム中へのヒータの位置決めは、収納上の問題を
呈する。と言うのも、それは他の構成要素と干渉し得る
と共に、吸気マニホールドの上方においてエンジンアセ
ンブリの高さを増加し易いからである。これに加え、空
気取入システム中のヒータの配置によっては、ヒータが
過熱個所を発生させてその信頼性を損なうこともある。
米国特許第５５９５１６４号の、特に図１には、取入口
１０２と直列な長寸加熱要素２６の部分を、取入口１０
２から離間された要素２６の両端部よりも低温にする、
という空気の不均一配分の例を示している。結果とし
て、長寸加熱要素２６の両端の過熱により該要素２６の
使用寿命は短くなる。
入システム中へのヒータの位置決めは、収納上の問題を
呈する。と言うのも、それは他の構成要素と干渉し得る
と共に、吸気マニホールドの上方においてエンジンアセ
ンブリの高さを増加し易いからである。これに加え、空
気取入システム中のヒータの配置によっては、ヒータが
過熱個所を発生させてその信頼性を損なうこともある。
米国特許第５５９５１６４号の、特に図１には、取入口
１０２と直列な長寸加熱要素２６の部分を、取入口１０
２から離間された要素２６の両端部よりも低温にする、
という空気の不均一配分の例を示している。結果とし
て、長寸加熱要素２６の両端の過熱により該要素２６の
使用寿命は短くなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の不都合を解消せず
とも緩和するという観点により、本発明は、複数のエン
ジンシリンダに対して連通可能なプレナムチャンバと、
該プレナムチャンバに開口して該プレナムチャンバに周
囲空気を供給する取入れダクトと、を画成する吸気マニ
ホールドと；上記取入れダクトから上記プレナムチャン
バに進入する空気の少なくとも相当の部分の経路内とな
るべく上記プレナムチャンバ内に位置せしめられた加熱
要素手段を有するヒータとを備えてなる多気筒式内燃エ
ンジン用の吸気システムを提供する。
とも緩和するという観点により、本発明は、複数のエン
ジンシリンダに対して連通可能なプレナムチャンバと、
該プレナムチャンバに開口して該プレナムチャンバに周
囲空気を供給する取入れダクトと、を画成する吸気マニ
ホールドと；上記取入れダクトから上記プレナムチャン
バに進入する空気の少なくとも相当の部分の経路内とな
るべく上記プレナムチャンバ内に位置せしめられた加熱
要素手段を有するヒータとを備えてなる多気筒式内燃エ
ンジン用の吸気システムを提供する。
【０００５】本発明によれば、ヒータは吸気マニホール
ドのプレナムチャンバ内に配置されることから、ヒータ
は吸気ポートに近接せしめられると共に加熱された空気
は燃焼室に到達する前に冷却されない、という利点が得
られる。これに加え、その配置は取入れダクトの口部に
おけるものであることから、吸入空気の全てでは無くて
も殆どはヒータに露出され、ヒータ温度が低くても最大
限のエネルギ伝達が行われる。
ドのプレナムチャンバ内に配置されることから、ヒータ
は吸気ポートに近接せしめられると共に加熱された空気
は燃焼室に到達する前に冷却されない、という利点が得
られる。これに加え、その配置は取入れダクトの口部に
おけるものであることから、吸入空気の全てでは無くて
も殆どはヒータに露出され、ヒータ温度が低くても最大
限のエネルギ伝達が行われる。
【０００６】本発明の吸気システムはまた、外部へ付加
されたヒータアセンブリを必要としないので収納条件も
改善する。すなわち、外部へ付加する代わりに上記ヒー
タは吸気マニホールドのプレナムチャンバ内に収納され
ることから付加的なスペースをほとんど又は全く取らな
い。
されたヒータアセンブリを必要としないので収納条件も
改善する。すなわち、外部へ付加する代わりに上記ヒー
タは吸気マニホールドのプレナムチャンバ内に収納され
ることから付加的なスペースをほとんど又は全く取らな
い。
【０００７】また、ヒータに対する別体的なハウジング
およびガスケットを必要としないことから、本発明の吸
気システムはコストを削減すると共に、不適切にシール
されたヒータブロックを介してエンジンの吸気マニホー
ルドに未計量かつ未濾過の空気が進入するリスクを排除
する。
およびガスケットを必要としないことから、本発明の吸
気システムはコストを削減すると共に、不適切にシール
されたヒータブロックを介してエンジンの吸気マニホー
ルドに未計量かつ未濾過の空気が進入するリスクを排除
する。
【０００８】上記ヒータは好適には、該ヒータの加熱要
素に対する電気接続をも提供するボルトにより上記吸気
マニホールドの壁部に取付けられる。
素に対する電気接続をも提供するボルトにより上記吸気
マニホールドの壁部に取付けられる。
【０００９】上記加熱要素は好適には、各半体が１２Ｖ
の定格を有する中央タップを有する抵抗要素である。こ
のようにして、同一のヒータが１２Ｖまたは２４Ｖの電
源を有する車両で使用され得る。上記両半体は特に、１
２Ｖ電源の場合には供給電圧に対して電気的に並列に接
続され、２４Ｖ電源の場合には供給電圧に対して相互に
直列に接続される。１２Ｖ／２４Ｖが最も一般的ではあ
るが、この配置構成は任意の倍電圧用途と互換性を有す
る。
の定格を有する中央タップを有する抵抗要素である。こ
のようにして、同一のヒータが１２Ｖまたは２４Ｖの電
源を有する車両で使用され得る。上記両半体は特に、１
２Ｖ電源の場合には供給電圧に対して電気的に並列に接
続され、２４Ｖ電源の場合には供給電圧に対して相互に
直列に接続される。１２Ｖ／２４Ｖが最も一般的ではあ
るが、この配置構成は任意の倍電圧用途と互換性を有す
る。
【００１０】取入れダクトは複数個のエンジンシリンダ
の吸気ポートに亙り延在する口部を有すると共に、ヒー
タもまた複数個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り
延在するのが望ましい。
の吸気ポートに亙り延在する口部を有すると共に、ヒー
タもまた複数個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り
延在するのが望ましい。
【００１１】６気筒エンジンの場合、取入れダクトの口
部は３個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り延在す
ると共にヒータは２個のエンジンシリンダの吸気ポート
に亙り延在するのが好適である。一方、４気筒エンジン
の場合、取入れダクトの口部およびヒータは両者共に２
個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り延在するのが
好適である。この様にして、同一のヒータが４気筒エン
ジンおよび６気筒エンジンにおいて使用され得る。
部は３個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り延在す
ると共にヒータは２個のエンジンシリンダの吸気ポート
に亙り延在するのが好適である。一方、４気筒エンジン
の場合、取入れダクトの口部およびヒータは両者共に２
個のエンジンシリンダの吸気ポートに亙り延在するのが
好適である。この様にして、同一のヒータが４気筒エン
ジンおよび６気筒エンジンにおいて使用され得る。
【００１２】プレナムチャンバは略矩形状に形成して全
てのシリンダの吸気ポートに重なり、該チャンバの深さ
はそのひとつの長辺から他方の長辺に傾斜し、取入れダ
クトの口部はプレナムチャンバの深底側内に開口すべく
配置されるのが好都合である。
てのシリンダの吸気ポートに重なり、該チャンバの深さ
はそのひとつの長辺から他方の長辺に傾斜し、取入れダ
クトの口部はプレナムチャンバの深底側内に開口すべく
配置されるのが好都合である。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る内燃機関用吸
気装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、多気筒式レシプロディーゼルエンジ
ン１０は、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１４
及びロッカーカバー（バルブカバー）１６を備えてい
る。この吸気マニホールド１８は、シリンダヘッド１４
上に直接にボルト締めされ、吸気ポート上に重なってい
る。計量された燃料をエンジン１０に対して供給するイ
ンジェクタ９を備えた燃料ライン７は、シリンダヘッド
１４に沿って延在する。エンジンの他側では、排気マニ
ホールド（図示省略）が排気ポートと連通している。上
記エンジンは従来の設計態様ともされ得ることから、そ
の説明は省略する。
気装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、多気筒式レシプロディーゼルエンジ
ン１０は、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１４
及びロッカーカバー（バルブカバー）１６を備えてい
る。この吸気マニホールド１８は、シリンダヘッド１４
上に直接にボルト締めされ、吸気ポート上に重なってい
る。計量された燃料をエンジン１０に対して供給するイ
ンジェクタ９を備えた燃料ライン７は、シリンダヘッド
１４に沿って延在する。エンジンの他側では、排気マニ
ホールド（図示省略）が排気ポートと連通している。上
記エンジンは従来の設計態様ともされ得ることから、そ
の説明は省略する。
【００１４】エンジン１０は更に、共通ベルト１３によ
りベルト駆動される付属装置１１を含む。共通ベルト１
３は、エンジンクランク軸用プーリ１５に接続されてい
る。別の付属装置１７は、エンジンクランク軸（図示省
略）からの伝動装置（図示省略）により駆動される。付
属装置１１、１７は、その他のエンジン外部構成要素に
含められるものであり、シリンダブロック１２、シリン
ダヘッド１４およびロッカーカバー１６の容積以上にエ
ンジン１０全体の容積を相当に増大させてしまう。
りベルト駆動される付属装置１１を含む。共通ベルト１
３は、エンジンクランク軸用プーリ１５に接続されてい
る。別の付属装置１７は、エンジンクランク軸（図示省
略）からの伝動装置（図示省略）により駆動される。付
属装置１１、１７は、その他のエンジン外部構成要素に
含められるものであり、シリンダブロック１２、シリン
ダヘッド１４およびロッカーカバー１６の容積以上にエ
ンジン１０全体の容積を相当に増大させてしまう。
【００１５】エンジン１０の始動を助けるために、従来
技術に示されたごとく、吸気マニホールド１８とエンジ
ンシリンダヘッドとの間にヒータを載置することにより
吸入空気を加熱することが知られている。しかしなが
ら、上述のように、かかるヒータは多くの短所を有して
いる。と言うのも、それは嵩高い付属装置の残余空間に
詰め込まれねばならないからである。本発明によれば、
図２乃至図４を参照して以下に記述されるごとく、吸気
マニホールド１８のプレナムチャンバ内にコンパクトで
効率的なヒータが配備される。
技術に示されたごとく、吸気マニホールド１８とエンジ
ンシリンダヘッドとの間にヒータを載置することにより
吸入空気を加熱することが知られている。しかしなが
ら、上述のように、かかるヒータは多くの短所を有して
いる。と言うのも、それは嵩高い付属装置の残余空間に
詰め込まれねばならないからである。本発明によれば、
図２乃至図４を参照して以下に記述されるごとく、吸気
マニホールド１８のプレナムチャンバ内にコンパクトで
効率的なヒータが配備される。
【００１６】特に図２および図３を参照すると、吸気マ
ニホールド１８は、外辺フランジ１９と、外辺フランジ
１９の一側(図２での手前側）で突出する一体的な長寸
の側壁２１とを備えたアルミニウム鋳造体である。外辺
フランジ１９の他側（図２での奥側）と側壁２１との間
には、一体的な頂壁２３が延在して両者を連結してい
る。一体的な三角形状の端壁２５、２７は、両端部を覆
うことにより長寸プレナムチャンバ２０を画成する。吸
気マニホールド１８のプレナムチャンバ２０の長辺側の
長さは、実質的に全ての（例えば６個の）エンジンシリ
ンダの吸気ポートに重なるごときサイズとされる。特に
図１に示されるごとく、吸気マニホールド１８は、シリ
ンダヘッド１４上に配置されると共に押えネジ２９によ
り該シリンダヘッド１４に締着されていることから、頂
壁２３は、エンジン１０の中心に向けて下方（図１にお
ける下側）に傾斜している。これは、燃料ライン７およ
びインジェクタ９に対するクリアランスを許容するもの
である。同時に、突出する側壁２１は適切な高さを提供
することにより、取入れダクト２２から吸気マニホール
ド１８への空気流の円滑な遷移を許容する。
ニホールド１８は、外辺フランジ１９と、外辺フランジ
１９の一側(図２での手前側）で突出する一体的な長寸
の側壁２１とを備えたアルミニウム鋳造体である。外辺
フランジ１９の他側（図２での奥側）と側壁２１との間
には、一体的な頂壁２３が延在して両者を連結してい
る。一体的な三角形状の端壁２５、２７は、両端部を覆
うことにより長寸プレナムチャンバ２０を画成する。吸
気マニホールド１８のプレナムチャンバ２０の長辺側の
長さは、実質的に全ての（例えば６個の）エンジンシリ
ンダの吸気ポートに重なるごときサイズとされる。特に
図１に示されるごとく、吸気マニホールド１８は、シリ
ンダヘッド１４上に配置されると共に押えネジ２９によ
り該シリンダヘッド１４に締着されていることから、頂
壁２３は、エンジン１０の中心に向けて下方（図１にお
ける下側）に傾斜している。これは、燃料ライン７およ
びインジェクタ９に対するクリアランスを許容するもの
である。同時に、突出する側壁２１は適切な高さを提供
することにより、取入れダクト２２から吸気マニホール
ド１８への空気流の円滑な遷移を許容する。
【００１７】取入れダクト２２は吸気マニホールド１８
の一体的部分として図示されているが、当業者であれ
ば、取入れダクト２２が吸気マニホールド１８に固定さ
れた別体の構成要素として提供され得ることは明らかで
ある。取入れダクト２２は、上流の略筒状の取入れ部分
３１を有するが、該取入れ部分３１は、空気フィルタ、
過給器、または後部冷却器などの適宜なものに接続され
た適宜な導管（図示省略）に接続されている。取入れ部
分３１は遷移部分３３に至り、空気流を約９０°回転さ
せると共に、流路断面を円形から矩形吐出口２４（特に
図３参照）へと変化させるが、吐出口２４の短辺の長さ
は、突出する側壁２１の高さ寸法よりも僅かに短く、か
つ、吐出口２４の長辺は吸気マニホールド１８の約半分
の長さであることから、本実施形態においては３個のエ
ンジンシリンダの吸気ポート上に延在している。
の一体的部分として図示されているが、当業者であれ
ば、取入れダクト２２が吸気マニホールド１８に固定さ
れた別体の構成要素として提供され得ることは明らかで
ある。取入れダクト２２は、上流の略筒状の取入れ部分
３１を有するが、該取入れ部分３１は、空気フィルタ、
過給器、または後部冷却器などの適宜なものに接続され
た適宜な導管（図示省略）に接続されている。取入れ部
分３１は遷移部分３３に至り、空気流を約９０°回転さ
せると共に、流路断面を円形から矩形吐出口２４（特に
図３参照）へと変化させるが、吐出口２４の短辺の長さ
は、突出する側壁２１の高さ寸法よりも僅かに短く、か
つ、吐出口２４の長辺は吸気マニホールド１８の約半分
の長さであることから、本実施形態においては３個のエ
ンジンシリンダの吸気ポート上に延在している。
【００１８】加熱要素２６は、図３に示すように、吸入
空気の実質的な流路においてプレナムチャンバ２０内に
固定されると共に、取入れダクト２２の吐出口２４の幅
の約３分の２にわたって延在している。すなわち、加熱
要素（ヒータ）２６は、取入れダクト２２の吐出口２４
の幅全体にわたって延在するものではない。と言うの
も、それは４気筒エンジンおよび６気筒エンジンの両者
に使用可能なように設計されているからである。４気筒
エンジンに使用されるとき、上記加熱要素２６は、取入
れダクト２２の吐出口２４全体にわたって延在する。図
３に示すように、６気筒エンジンに使用される吸気マニ
ホールド１８の場合、加熱要素２６は、取入れ用のプレ
ナムチャンバ２０内を通過する空気の均一配分を行うべ
く、諸条件効果などに十分配慮して位置が決定される。
これは、取入れ部分３１から吐出口２４へと約９０°の
角度の遷移を行う空気の慣性により、空気はむしろ吐出
口２４の遠端に向けて流れるからである。また、従来技
術の長寸要素とは異なり、加熱要素２６はコンパクト
で、プレナムチャンバ２０に進入する空気の相当の部分
を受け持つことができる。
空気の実質的な流路においてプレナムチャンバ２０内に
固定されると共に、取入れダクト２２の吐出口２４の幅
の約３分の２にわたって延在している。すなわち、加熱
要素（ヒータ）２６は、取入れダクト２２の吐出口２４
の幅全体にわたって延在するものではない。と言うの
も、それは４気筒エンジンおよび６気筒エンジンの両者
に使用可能なように設計されているからである。４気筒
エンジンに使用されるとき、上記加熱要素２６は、取入
れダクト２２の吐出口２４全体にわたって延在する。図
３に示すように、６気筒エンジンに使用される吸気マニ
ホールド１８の場合、加熱要素２６は、取入れ用のプレ
ナムチャンバ２０内を通過する空気の均一配分を行うべ
く、諸条件効果などに十分配慮して位置が決定される。
これは、取入れ部分３１から吐出口２４へと約９０°の
角度の遷移を行う空気の慣性により、空気はむしろ吐出
口２４の遠端に向けて流れるからである。また、従来技
術の長寸要素とは異なり、加熱要素２６はコンパクト
で、プレナムチャンバ２０に進入する空気の相当の部分
を受け持つことができる。
【００１９】図４に示すように、加熱要素２６は、空気
流がそれらの両側面上を円滑に通過すべく取付けられた
二つのリボン状抵抗要素４０、４２を有する電気ヒータ
である。抵抗要素４０は、複数の平行流路を形成すべく
包旋形（convoluted shape）に形成されている。抵抗要
素４２も同様に形成されている。抵抗要素４０、４２
は、外方に突出した取付フランジ６１、６３を夫々有す
る一対の成形ハウジング６０、６２内に保持される。ネ
ジ３２、２８は、これら取付フランジ６１、６３を貫通
して延在することによりハウジング６０、６２を共に保
持する。また、ハウジング６０、６２は、抵抗要素４
０、４２を所定位置に保持する、略チャネル形状の断面
を持つ対の側壁６４、６６を有している。ハウジング６
０、６２内には、適切な電気絶縁要素（図示省略）が配
備され、抵抗要素４０、４２がハウジング６０、６２に
接触しないように保持している。この電気絶縁要素は、
抵抗要素４０、４２の包旋を受止する一連の凹所を有す
る。ネジ３２、２８をハウジング６０の取付フランジ６
１から電気絶縁すべく、取付フランジ６１の両側のネジ
上には一対の絶縁ワッシャ６８、７０が配備されてい
る。２個の絶縁ワッシャ６８、７０とは別体的に、また
はその一方と一体的な絶縁スリーブ（図示省略）は、ネ
ジ３２、２８の外径と取付フランジ６１の縁部との間を
軸方向に延在する。
流がそれらの両側面上を円滑に通過すべく取付けられた
二つのリボン状抵抗要素４０、４２を有する電気ヒータ
である。抵抗要素４０は、複数の平行流路を形成すべく
包旋形（convoluted shape）に形成されている。抵抗要
素４２も同様に形成されている。抵抗要素４０、４２
は、外方に突出した取付フランジ６１、６３を夫々有す
る一対の成形ハウジング６０、６２内に保持される。ネ
ジ３２、２８は、これら取付フランジ６１、６３を貫通
して延在することによりハウジング６０、６２を共に保
持する。また、ハウジング６０、６２は、抵抗要素４
０、４２を所定位置に保持する、略チャネル形状の断面
を持つ対の側壁６４、６６を有している。ハウジング６
０、６２内には、適切な電気絶縁要素（図示省略）が配
備され、抵抗要素４０、４２がハウジング６０、６２に
接触しないように保持している。この電気絶縁要素は、
抵抗要素４０、４２の包旋を受止する一連の凹所を有す
る。ネジ３２、２８をハウジング６０の取付フランジ６
１から電気絶縁すべく、取付フランジ６１の両側のネジ
上には一対の絶縁ワッシャ６８、７０が配備されてい
る。２個の絶縁ワッシャ６８、７０とは別体的に、また
はその一方と一体的な絶縁スリーブ（図示省略）は、ネ
ジ３２、２８の外径と取付フランジ６１の縁部との間を
軸方向に延在する。
【００２０】ナット７１は、ネジ３２、２８に螺着され
て取付フランジ６１を挟持する。ナット７１は、抵抗要
素４０、４２の端部に接して該端部に電気接触する。ハ
ウジング６２に対する電気絶縁も同様に、ネジ３２、２
８上に延在する絶縁ワッシャ７２および長寸の電気絶縁
用筒状要素７４により行われる。筒状要素７４は、取付
フランジ６３を貫通延伸することにより、それらをネジ
３２、２８から絶縁する縮径部分（図示省略）を有して
いる。筒状要素７４は、吸気マニホールド１８の頂部の
厚さと等しい軸方向長さを有することから、図２および
図３に示されたごとく、ネジ２８、３２が取入れダクト
２２の吐出口２４近傍の適切な孔を貫通延伸するときに
ネジ２８、３２は取入れダクト２２から電気絶縁され
る。ネジ３２、２８上には、吸気マニホールド１８の外
側に対する絶縁ワッシャ７３が位置せしめられる。ナッ
ト７５は、ネジ３２、２８上に螺着されて加熱要素２６
を所定位置に保持する。ネジ３２上には導電性帯片７８
が位置せしめられると共に、ナット７５により所定位置
に保持される。帯片７８は電源への接続を提供すると共
に、ネジ２８は電源の他極への接続を提供する。
て取付フランジ６１を挟持する。ナット７１は、抵抗要
素４０、４２の端部に接して該端部に電気接触する。ハ
ウジング６２に対する電気絶縁も同様に、ネジ３２、２
８上に延在する絶縁ワッシャ７２および長寸の電気絶縁
用筒状要素７４により行われる。筒状要素７４は、取付
フランジ６３を貫通延伸することにより、それらをネジ
３２、２８から絶縁する縮径部分（図示省略）を有して
いる。筒状要素７４は、吸気マニホールド１８の頂部の
厚さと等しい軸方向長さを有することから、図２および
図３に示されたごとく、ネジ２８、３２が取入れダクト
２２の吐出口２４近傍の適切な孔を貫通延伸するときに
ネジ２８、３２は取入れダクト２２から電気絶縁され
る。ネジ３２、２８上には、吸気マニホールド１８の外
側に対する絶縁ワッシャ７３が位置せしめられる。ナッ
ト７５は、ネジ３２、２８上に螺着されて加熱要素２６
を所定位置に保持する。ネジ３２上には導電性帯片７８
が位置せしめられると共に、ナット７５により所定位置
に保持される。帯片７８は電源への接続を提供すると共
に、ネジ２８は電源の他極への接続を提供する。
【００２１】図４に示されたように、抵抗要素４０、４
２は、ネジ３０と電気的に結合されるが、ネジ３０もま
た、吸気マニホールド１８の頂部の厚さと等しい軸方向
長さを有する筒状要素８０を含む絶縁要素によりハウジ
ング６２から電気絶縁されることから、ネジ３０は、ネ
ジ２８、３２に対する各孔の中間の適宜な孔を貫通延伸
するときに、吸気マニホールド１８から電気絶縁され
る。ナット８２と吸気マニホールド１８との間には、電
気絶縁ワッシャ５２が配備される。
２は、ネジ３０と電気的に結合されるが、ネジ３０もま
た、吸気マニホールド１８の頂部の厚さと等しい軸方向
長さを有する筒状要素８０を含む絶縁要素によりハウジ
ング６２から電気絶縁されることから、ネジ３０は、ネ
ジ２８、３２に対する各孔の中間の適宜な孔を貫通延伸
するときに、吸気マニホールド１８から電気絶縁され
る。ナット８２と吸気マニホールド１８との間には、電
気絶縁ワッシャ５２が配備される。
【００２２】ネジ３０を介した中央電気タップによる加
熱要素２６の配備により、１２Ｖおよび２４Ｖの電源に
より同一の加熱要素を使用することができる。２４Ｖ電
源の場合には、供給電圧は単にネジ２８、３２にわたっ
て印加される一方、１２Ｖ電源の場合には、ネジ３０が
電源の一方の端子に接続されると共に、ネジ２８、３２
が他方の端子に接続される。
熱要素２６の配備により、１２Ｖおよび２４Ｖの電源に
より同一の加熱要素を使用することができる。２４Ｖ電
源の場合には、供給電圧は単にネジ２８、３２にわたっ
て印加される一方、１２Ｖ電源の場合には、ネジ３０が
電源の一方の端子に接続されると共に、ネジ２８、３２
が他方の端子に接続される。
【００２３】使用に際し、冷機起動の間に加熱要素２６
に対して電力が供給される。加熱要素２６により生成さ
れた熱のほとんどは、吸入空気の加熱に使用され、熱伝
導による損失はほとんどない。更に、空気は加熱された
後でエンジンシリンダに対して直接的に進入し、その熱
の損失は無い。したがって、電気エネルギは効率的に使
用される。
に対して電力が供給される。加熱要素２６により生成さ
れた熱のほとんどは、吸入空気の加熱に使用され、熱伝
導による損失はほとんどない。更に、空気は加熱された
後でエンジンシリンダに対して直接的に進入し、その熱
の損失は無い。したがって、電気エネルギは効率的に使
用される。
【００２４】上記説明したように、加熱要素２６（ヒー
タ）は吸気マニホールド１８のプレナムチャンバ２０内
に配置されることから、ヒータはエンジンの吸気ポート
に近接せしめられると共に、加熱された空気はエンジン
シリンダに到達する前にそれほど冷えない、という利点
が得られる。これに加え、その配置は取入れダクト２２
の吐出口２４におけるものであることから、吸入空気の
すべてではなくても、ほとんどはヒータにさらされ、ヒ
ータ温度が低くても最大限のエネルギー伝達が行われ
る。
タ）は吸気マニホールド１８のプレナムチャンバ２０内
に配置されることから、ヒータはエンジンの吸気ポート
に近接せしめられると共に、加熱された空気はエンジン
シリンダに到達する前にそれほど冷えない、という利点
が得られる。これに加え、その配置は取入れダクト２２
の吐出口２４におけるものであることから、吸入空気の
すべてではなくても、ほとんどはヒータにさらされ、ヒ
ータ温度が低くても最大限のエネルギー伝達が行われ
る。
【００２５】本実施形態に係る吸気装置はまた、外部へ
付加されたヒータアセンブリを必要としないので収納条
件も改善する。すなわち、外部へ付加する代わりに、上
記ヒータは吸気マニホールド１８のプレナムチャンバ２
０内に収納されることから、付加的なスペースをほとん
ど又は全く必要としない。更に、ヒータに対する別体的
なハウジングおよびガスケットを必要としないことか
ら、本実施形態の吸気装置はコストを削減すると共に、
不適切にシールされたヒータブロックを介してエンジン
の吸気マニホールドに未計量かつ未濾過の空気が進入す
るというリスクを排除する。
付加されたヒータアセンブリを必要としないので収納条
件も改善する。すなわち、外部へ付加する代わりに、上
記ヒータは吸気マニホールド１８のプレナムチャンバ２
０内に収納されることから、付加的なスペースをほとん
ど又は全く必要としない。更に、ヒータに対する別体的
なハウジングおよびガスケットを必要としないことか
ら、本実施形態の吸気装置はコストを削減すると共に、
不適切にシールされたヒータブロックを介してエンジン
の吸気マニホールドに未計量かつ未濾過の空気が進入す
るというリスクを排除する。
【００２６】吸気マニホールド１８の傾斜壁２３は、燃
料ライン７およびインジェクタ９に対する適切なクリア
ランスを許容する一方、側壁２１は、取入れダクト２２
に対する適切な高さを許容する。
料ライン７およびインジェクタ９に対する適切なクリア
ランスを許容する一方、側壁２１は、取入れダクト２２
に対する適切な高さを許容する。
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関用吸気装置
を備えたエンジンの概略図である。
を備えたエンジンの概略図である。
【図２】図１のエンジンに取付けた吸気マニホールドを
外面側から見た斜視図である。
外面側から見た斜視図である。
【図３】図１のエンジンに取付けた吸気マニホールドを
内面側から見た斜視図である。
内面側から見た斜視図である。
【図４】図３の吸気マニホールドに取付けたヒータの斜
視図である。
視図である。
７ 燃料ライン ９ インジェクタ １０ 多気筒式レシプロディーゼルエンジン １１、１７ 付属装置 １２ シリンダブロック １３ 共通ベルト １４ シリンダヘッド １５ エンジンクランク軸用プーリ １６ ロッカーカバー １８ 吸気マニホールド １９ 外辺フランジ ２０ 長寸プレナムチャンバ ２１ 長寸側壁 ２２ 取入れダクト ２３ 頂壁 ２４ 矩形吐出口 ２５ 端壁 ２６ 加熱要素（ヒータ） ２７ 端壁 ２８、３０、３２ ネジ ２９ 押えネジ ３１ 取入れ部分 ３３ 遷移部分 ４０、４２ 抵抗要素 ５２ 電気絶縁ワッシャ ６０、６２ 成形ハウジング ６１、６３ 取付フランジ ６４、６６ 側壁 ６８、７０、７２、７３ 絶縁ワッシャ ７１、７５、８２ ナット ７４ 電気絶縁用筒状要素 ７８ 導電性帯片 ８０ 筒状要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599085046 イヴェコ・（ユーケイ・）リミテッド イギリス国、ダブリューディー１ １エス アール ハートフォードシャー、ワトフォ ード、ステーション・ロード（番地な し）、イヴェコ・フォード・ハウス (71)出願人 599085057 ニュー・ホランド・ユー・ケイ・リミテッ ド イギリス国、エスエス14 ３エイディー バジルドン・エセックス、クレインズ・フ ァーム・ロード（番地なし) (72)発明者 パオロ・ザッパドール イタリア国、10043 オルバッサノ（トリ ノ）、ヴィア・サン・ロッコ ５ (72)発明者 ポール・サワビー イギリス国、エイチピー16 ９エルゼット バッキンガムシャー、グレイト・ミッセ ンデン、ザ・リー、ジ・オールド・ミル （番地なし) (72)発明者 ジョン・ジャール・パーセル イギリス国、エスエル７ １キューダブリ ュー バッキンガムシャー、マーロウ、ロ ック・ロード 18ディー
Claims (17)
- 【請求項１】 複数のエンジンシリンダに対して連通可
能なプレナムチャンバ(20)と、該プレナムチャンバ(20)
に開口して該プレナムチャンバ(20)に周囲空気を供給す
る取入れダクト(22)とを画成する吸気マニホールド(18)
を備える多気筒式内燃エンジン(10)に用いられる内燃機
関用吸気装置であって、上記取入れダクト(22)から上記
プレナムチャンバ(20)に進入する空気が実質的に流れる
下流側の経路内で上記プレナムチャンバ(20)内に位置せ
しめられた加熱要素手段(40,42)を有するヒータ(26)を
備えてなることを特徴とする内燃機関用吸気装置。 - 【請求項２】 上記エンジン(10)は、複数のシリンダを
直列配置したものであり、上記吸気マニホールド(18)
は、上記シリンダのすべてに実質的に重なるように長寸
化され、該吸気マニホールド(18)の一端に上記取入れダ
クト(22)が位置することを特徴とする請求項１に記載の
内燃機関用吸気装置。 - 【請求項３】 上記吸気マニホールド(18)は、上記エン
ジン(10)への取付面から所定幅をもって延在する長寸の
側壁(21)と、該側壁(21)に接続する一側縁と上記取付面
に向けて延伸する他側縁とを有する長寸の頂壁(23)と、
上記側壁(21)及び上記頂壁(23)の間で上記取付面から延
在する略三角形状の一対の端壁(25,27)とを備えてなる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用吸
気装置。 - 【請求項４】 上記取入れダクト(22)は、上記側壁(21)
の一端側に接続されることを特徴とする請求項３に記載
の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項５】 上記吸気マニホールド(18)は、実質的に
上記取付面内に位置せしめられた外辺フランジ(19)を更
に備えてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の
内燃機関用吸気装置。 - 【請求項６】 上記取入れダクト(22)は、上記吸気マニ
ホールド(18)の側壁(21)において上記プレナムチャンバ
(20)の取入れ口を形成する略矩形の開口部(24)を有し、
該開口部(24)の長さは、上記プレナムチャンバ(20)の長
さの約半分であり、かつ、上記ヒータ(26)は、上記開口
部(24)から吐出される空気の流路内に位置せしめられる
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載
の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項７】 上記エンジン(10)は６気筒であるととも
に、上記ヒータ(26)は、上記開口部(24)の長さの一部に
わたって延在し、これにより６気筒より少ないシリンダ
を有するエンジンにも使用可能であることを特徴とする
請求項６に記載の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項８】 上記取入れダクト(22)は、上記吸気マニ
ホールド(18)の長辺方向に略平行な方向において空気流
を受入れる矩形の開口部(24)を有し、これにより上記空
気流は上記吸気マニホールド(18)内で約９０度回転する
ものであり、上記取入れダクト(22)の取入れ部分(31)か
ら最遠位置側における上記開口部(24)の一部に上記加熱
要素手段(40,42)が取付けられ、実質的に全ての空気が
慣性により上記加熱要素手段(40,42)上に導かれること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内
燃機関用吸気装置。 - 【請求項９】 上記頂壁(23)に上記ヒータ(26)を取付け
る手段(28,32)を更に備えてなることを特徴とする請求
項３乃至８に記載の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項１０】 上記取付け手段は、上記ヒータ(26)に
接続されるとともに上記頂壁(23)を貫通延伸する少なく
とも２個の螺条付き要素(28,32)を備えることを特徴と
する請求項９に記載の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項１１】 上記螺条付き要素(28,32)は、上記ヒ
ータ(26)に対して電気接続されるとともに上記頂壁(23)
とは電気絶縁されることを特徴とする請求項１０に記載
の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項１２】 上記ヒータ(26)は、略チャネル形状の
断面を形成する側壁(66,64)を有するとともに、対向す
る取付フランジ(61,63)を有し、かつ、略矩形の開口を
両者間に形成すべく位置せしめられた上下の成形ハウジ
ング(62,60)と、上記略矩形開口を通る空気流が当該リ
ボン状包旋形抵抗要素(40,42)の両側面上を円滑に通過
すべく、上記ハウジング(62,60)の間に位置せしめられ
た少なくとも一個のリボン状包旋形抵抗要素(40,42)
と、該抵抗要素(40,42)を上記成形ハウジング(62,60)か
ら電気絶縁する手段とを備えてなることを特徴とする請
求項１乃至１１のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気
装置。 - 【請求項１３】 上記抵抗要素(40,42)を電源に電気接
続する手段を更に備え、該電気接続手段は、上記抵抗要
素(40,42)の両端と上記取付フランジ(61,63)とを貫通延
伸する螺条付き導電要素(28,32)と、該導電要素(28,32)
を上記取付フランジ(61,63)から電気絶縁する手段(68,7
0)とを備えてなることを特徴とする請求項１２に記載の
内燃機関用吸気装置。 - 【請求項１４】 上記導電要素(28,32)は、上記抵抗要
素(40,42)及び上記成形ハウジング(60,62)を取付けるた
めの上記吸気マニホールド(18)の開口を貫通延伸し、上
記吸気マニホールド(18)から上記導電要素(28,32)を電
気絶縁する手段(72,74)を更に備えてなる請求項１３に
記載の内燃機関用吸気装置。 - 【請求項１５】 上記ヒータ(26)は、ボルト、リベッ
ト、または、該ヒータ(26)の上記加熱要素手段(40,42)
に対する電気接続も提供する他の締着手段により上記吸
気マニホールド(18)に取付けられることを特徴とする請
求項１乃至１４のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気
装置。 - 【請求項１６】 上記ヒータ(26)は、中央タップ(30)を
有するとともに、直列の２個の半体の各々が定格抵抗／
電圧の半分を有する抵抗要素であることを特徴とする請
求項１乃至１５のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気
装置。 - 【請求項１７】 ６気筒のエンジンに対し上記矩形の開
口部(24)は３個のエンジンシリンダの吸気ポート上に延
在するとともに、上記ヒータ(26)は２個のエンジンシリ
ンダの吸気ポート上に延在する一方、４気筒エンジンの
場合は、上記開口部(24)及び上記ヒータ(26)の両者は２
個のエンジンシリンダの吸気ポート上に延在することを
特徴とする請求項７乃至１６のいずれか１項に記載の内
燃機関用吸気装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9814083:3 | 1998-06-30 | ||
| GB9814083A GB2338987A (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | I.c. engine intake air system with electric heater inside manifold |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000034956A true JP2000034956A (ja) | 2000-02-02 |
| JP4594462B2 JP4594462B2 (ja) | 2010-12-08 |
Family
ID=10834629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17916399A Expired - Fee Related JP4594462B2 (ja) | 1998-06-30 | 1999-06-25 | 内燃機関用吸気装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6325053B1 (ja) |
| EP (1) | EP0969199B1 (ja) |
| JP (1) | JP4594462B2 (ja) |
| DE (1) | DE69921553T2 (ja) |
| GB (1) | GB2338987A (ja) |
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| DE10214166A1 (de) * | 2002-03-28 | 2003-10-23 | David & Baader Gmbh | Heizflansch, insbesondere zum Vorwärmen von Luft in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine |
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-
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-
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