JP2004300998A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減する内燃機関の吸気装置を提供することを課題とする。
【解決手段】内燃機関の複数の気筒に空気を各々導入する分岐管11〜18が一方側から他方側に配列されたインテークマニホールド2を備え、サージタンク10の一方側に接続する吸気通路3から空気を吸入し、サージタンク10内に吸入した空気を分岐管11〜18によって分配する内燃機関の吸気装置1であって、吸気通路2とサージタンク10の他方側とに接続するバイパス通路4,5,6を備え、バイパス通路4,5,6からサージタンク10に空気を吸入することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】内燃機関の複数の気筒に空気を各々導入する分岐管11〜18が一方側から他方側に配列されたインテークマニホールド2を備え、サージタンク10の一方側に接続する吸気通路3から空気を吸入し、サージタンク10内に吸入した空気を分岐管11〜18によって分配する内燃機関の吸気装置1であって、吸気通路2とサージタンク10の他方側とに接続するバイパス通路4,5,6を備え、バイパス通路4,5,6からサージタンク10に空気を吸入することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒に空気を導入するインテークマニホールドを備える内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
吸気装置のインテークマニホールドでは、スロットルバルブが設けられている吸気通路からサージタンク内に空気を吸入し、この吸入した空気を分岐管によって各気筒に分配している。サージタンクは、エンジンの配置や分岐管の形状等によって空気を吸入する位置が異なり、例えば、タンクの一端部から吸入するものやタンクの中央部から吸入するものがある。また、分岐管は、エンジンの型式やインテークマニホールドに確保されているスペース等に応じて様々な形状を有している。特に、インテークマニホールドには、各気筒に対して長さの違う分岐管を複数備え、エンジン回転数に応じて長さの違う分岐管を切り換えているものもある(特許文献1参照)。このようなインテークマニホールドには、分岐管の長さを確保するために、分岐管がサージタンクに巻きついているものがある。この場合、サージタンクは、タンクの側面には吸気通路を接続するスペースがないので、分岐管の巻きついていない端部に吸気通路が接続し、端部から空気を吸入している。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−173533号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、車両のスタイリングや車室スペースの確保等によりエンジンルームのスペースが制約を受ける一方で、エンジンルームに収納しなければならない装置が増えている。そのため、エンジンルーム内の各装置のコンパクト化が求められ、インテークマニホールドもコンパクトにしなければならない。したがって、サージタンクのタンク容積が少なく、十分な流路面積を確保できない場合がある。特に、分岐管が巻きついているサージタンクは、タンク容積が少なく、流路面積も小さい。
【0005】
一端部から空気を吸入するサージタンクの場合、流路面積が小さくなると縮流の影響により、空気を吸入している一端部から遠くになるほど(下流ほど)、吸入した空気の流速が速くなり、流量が少なくなる。そのため、下流の分岐管ほど気筒に導入する空気量が少なくなり、上流側と下流側とにおける空気量の気筒間差が大きくなる。通常、各気筒に対する燃料噴射量は同量であり、最も少ない空気量に合わせて燃料噴射量を設定している。そのため、下流側の気筒ほど最適な空燃比となるが、上流側の気筒ほど空気量の割合が大きくなって最適な空燃比からずれる。その結果、気筒間で空燃比が不均一になり、燃焼効率が低下する。ちなみに、特許文献1に記載のインテークマニホールドの場合、各気筒に導入する空気量のばらつきを少なくするために、サージタンク内に延びた分岐管を曲げ、上流側の分岐管の向きと下流側の分岐管の向きを変えている。そのため、サージタンク内を大きくする必要があり、コンパクト化できない。
【0006】
そこで、本発明は、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減する内燃機関の吸気装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、内燃機関の複数の気筒に空気を各々導入する分岐管が一方側から他方側に配列されたインテークマニホールドを備え、サージタンクの一方側に接続する吸気通路から空気を吸入し、サージタンク内に吸入した空気を分岐管によって分配する内燃機関の吸気装置であって、吸気通路とサージタンクの他方側とに接続するバイパス通路を備え、バイパス通路からサージタンクに空気を吸入することを特徴とする。
【0008】
この内燃機関の吸気装置は、内燃機関の複数の気筒に空気を分配するインテークマニホールドを備えている。インテークマニホールドは、複数の気筒に空気を各々導入するための分岐管を有しており、分岐管が一方側から他方側に配列されている。また、インテークマニホールドは、サージタンクの一方側に吸気通路が接続しており、一方側から空気を吸入している。さらに、吸気装置は、吸気通路とサージタンクの他方側とに接続するバイパス通路を備えている。そして、インテークマニホールドは、バイパス通路によってサージタンクの他方側からも空気を吸入している。そのため、サージタンクにおいて、バイパス通路がない場合に比べて、一方側と他方側とで流速の差が小さくなり、一方側の流量は減少するが、他方側の流量が増加する。その結果、分岐管から各気筒に導入する空気量の気筒間差が小さくなり、燃焼効率が向上する。
【0009】
なお、吸気通路がサージタンクに接続する一方側は、サージタンクの一方側の端部からサージタンクの中央部までである。バイパス通路がサージタンクに接続する他方側は、サージタンクの他方側の端部からサージタンクの中央部までである。
【0010】
本発明の上記内燃機関の吸気装置は、吸気通路をサージタンクの一方側の端部に接続し、バイパス通路をサージタンクの他方側の端部に接続すると好適である。
【0011】
この内燃機関の吸気装置では、吸気通路がサージタンクの一端部に接続し、バイパス通路がサージタンクの他端部に接続することによって、サージタンクの両端部から空気を吸入する。そのため、サージタンクにおいて一方側と他方側とでの流速の差が非常に小さくなり、各気筒に導入する空気量の気筒間差が非常に小さくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施の形態を説明する。
【0013】
本実施の形態では、本発明に係る内燃機関の吸気装置を、8気筒エンジンの各気筒に対して1本づつ分岐管を有するインテークマニホールドを備える吸気装置に適用する。本実施の形態には、2つの実施の形態があり、第1の実施の形態が2本のバイパス通路を有する場合であり、第2の実施の形態が1本のバイパス通路を有する場合である。なお、本実施の形態では、インテークマニホールドにおいてスロットルバルブから近い側が一方側及び上流側であり、スロットルバルブから遠い側が他方側及び下流側である。
【0014】
図1〜図5を参照して、第1に実施の形態に係る吸気装置1について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。図2は、第1の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。図3は、第1の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。図4は、図2のA−A線に沿った断面図である。図5は、図3のB−B線に沿った断面図である。
【0015】
吸気装置1は、アクセルペダル(図示せず)の操作量等に応じて所定量の空気を吸入し、吸入した空気をエンジンの各気筒(図示せず)に分配する。特に、吸気装置1では、各気筒に分配する空気量の気筒間差を低減する。そのために、吸気装置1は、インテークマニホールド2、吸気管3、2本のバイパス管4,5、合流管6を備えている。
【0016】
インテークマニホールド2は、吸気管3から空気を吸入するとともに合流管6から空気を吸入し、各気筒に空気を導入する。インテークマニホールド2は、サージタンク10と8本の第1分岐管11〜第8分岐管18で構成される。
【0017】
サージタンク10は、エンジン本体(図示せず)の上方に配置され、スロットルバルブ(図示せず)の近い側から遠い側にかけてエンジン本体と同程度の長さを有する。サージタンク10のスロットルバルブに近い側(一方側)の一端面10aには、吸気管3が接続される。また、サージタンク10のスロットルバルブに遠い側(他方側)の他端面10bには、合流管6が固定される。合流管6の先端部は、他端面10bからタンク内部に突出している(図4参照)。
【0018】
第1分岐管11〜第8分岐管18は、サージタンク10の上部に2列で配設される。吸気管3が接続されている側から順に、第1分岐管11と第2分岐管12がサージタンク10の左右に配置され、次に、第3分岐管13と第4分岐管14がサージタンク10の左右に配置され、次に、第5分岐管15と第6分岐管16がサージタンク10の左右に配置され、次に、第7分岐管17と第8分岐管18がサージタンク10の左右に配置される(図1参照)。したがって、第1分岐管11と第2分岐管12はスロットルバルブから最も近い位置であり、第7分岐管17と第8分岐管18はスロットルバルブから最も遠い位置である。
【0019】
各分岐管11〜18の一端部は、サージタンク10の上面10cからタンク内部にその一部が突出し、サージタンク10の上面10cで固定される(図5参照)。各分岐管11〜18の中間部は、サージタンク10の上方で略U字状に曲がり、サージタンク10の側方に位置する。(図3参照)。各分岐管11〜18とサージタンク10の側面10d,10eとは、バイパス管4,5が通る程度の間隔を有している(図3参照)。各分岐管11〜18の他端部は、各気筒のシリンダヘッドの吸気ポート(図示せず)に各々接続される。
【0020】
吸気管3は、吸入空気をインテークマニホールド2まで導く管であり、吸入空気をサージタンク10の一方側から導入する。吸気管3にはスロットルバルブが設けられ、スロットルバルブによって吸入空気量が調整される。なお、本実施の形態では、吸気管3に形成される吸気通路が特許請求の範囲に記載する吸気通路に相当する。
【0021】
バイパス管4,5は、吸気管3を流れる吸入空気をサージタンク10の他方側まで導く管であり、吸入空気を吸気管3から合流管6まで各々流す。バイパス管4,5の一端部は、吸気管3の側面に各々接続される。この接続する位置は、サージタンク10に出来るだけ近い位置とする。バイパス管4,5は、吸気管3の各側面からサージタンク10の一端面10aに沿って左右それぞれに延び、サージタンク10の一側面10dと分岐管11,13,15,17の間又は他側面10eと分岐管12,14,16,18との間を通るように折れ曲がる(図1参照)。さらに、バイパス管4,5は、サージタンク10の側面10d,10eに沿って各々延び、サージタンク10の他端面10bに沿って折れ曲がる(図1参照)。そして、バイパス管4,5は、互いに繋がるとともに、合流管6に繋がる。バイパス管4,5の管径は、吸気管3の管径より小径である。
【0022】
合流管6は、バイパス管4,5を流れる吸入空気をインテークマニホールド2まで導く管であり、吸入空気をサージタンク10の他方側から導入する。合流管6の管径は、バイパス管4,5の管径と同程度の径である。なお、第1実施の形態では、バイパス管4とそれに繋がる合流管6に形成されるバイパス通路及びバイパス管5とそれに繋がる合流管6に形成されるバイパス通路の2本のバイパス通路が特許請求の範囲に記載するバイパス通路に相当する。
【0023】
ちなみに、バイパス管4,5は、図1に示すように、サージタンク10の外周に沿って配置されるとともに、分岐管11〜18の内側に配置される。つまり、バイパス管4,5は、インテークマニホールド2の隙間を有効利用して配設される。したがって、バイパス管4,5及び合流管6の占めるスペースとしては殆どインテークマニホールド2に対して確保されているスペース内であり、バイパス管4,5及び合流管6を配設するためだけにスペースを確保する必要は殆どない。
【0024】
図1〜図5を参照して、吸気装置1における動作について説明する。吸気装置1では、吸気管3に所定量の空気が流れる。そして、吸気装置1では、吸気管3を流れる空気の一部を吸気管3からサージタンク10に直接吸入させ、残りをバイパス管4,5に分岐させる。さらに、吸気装置1では、バイパス管4,5に分岐された空気を合流管6からサージタンク10に吸入させる。
【0025】
したがって、サージタンク10には、一方側から空気が導入されるとともに、他方側からも空気が導入される(図5参照)。そのため、サージタンク10では、一方側からのみ空気が導入される場合に比べて(バイパス管4,5及び合流管6が無い場合に比べて)、一方側での流速が速くなるとともに他方側での流速が遅くなり、一方側の流量は減るが、他方側の流量は増える。その結果、サージタンク10における一端面10aから他端面10bにおける流量の差は、非常に少ない。
【0026】
図11には、サージタンク10の分岐管11〜18が配置されている位置における流量をグラフで示している。吸気装置1における流量が実線で示され、一方側からのみ空気が導入される従来の吸気装置における流量が破線で示されている。吸気装置1と従来の吸気装置とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少減少し、第7分岐管17及び第8分岐管18側における流量が大幅に増加している。その結果、吸気装置1の場合、第7分岐管17及び第8分岐管18側の流量は第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量より多少少ないが、その差は僅かである。
【0027】
そして、吸気装置1では、サージタンク10内を流れる空気を各分岐管11〜18から吸い上げ、各分岐管11〜18から各気筒に導入する。この際、サージタンク10内の全域にわたって同程度の流量なので、分岐管11〜18で分配する空気量の差も少ない。したがって、各気筒に導入される空気量の気筒間差は、小さい。その結果、各気筒に対する燃料噴射量が同量でも、各気筒における空燃比が均一化し、燃焼効率が非常に良い。
【0028】
第1の実施の形態に係る吸気装置1によれば、サージタンク10の一方と他方の両側から空気を導入する構成としたので、サージタンク10全域における流量差を極力低減でき、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減することができる。また、この吸気装置1では、バイパス管4,5をインテークマニホールド2の隙間に配置する構成としたので、バイパス管4,5のためのスペースを殆ど必要とせず、サージタンク10内を大きくする必要もない。さらに、吸気装置1は、サージタンク10の流路面積(タンク容積)を小さくした場合でも、両側から空気を吸入しているので、縮流が発生しない。そのため、吸気装置1は、コンパクト化に対応できる。
【0029】
図6〜図10を参照して、第2に実施の形態に係る吸気装置21について説明する。図6は、第2の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。図7は、第2の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。図8は、第2の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。図9は、図7のC−C線に沿った断面図である。図10は、図8のD−D線に沿った断面図である。なお、吸気装置21では、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0030】
吸気装置21は、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様の吸気装置であり、バイパス管を1本しか有しない点のみ異なる。吸気装置21は、インテークマニホールド2、吸気管3、1本のバイパス管22を備えている。
【0031】
インテークマニホールド2では、サージタンク10の他端面10bにバイパス管22が固定される。バイパス管22の先端部は、他端面10bからタンク内部に突出している(図9参照)。
【0032】
バイパス管22は、吸気管3を流れる吸入空気をサージタンク10の他方側まで導く管であり、吸入空気を吸気管3から合流管6まで流す。バイパス管22の一端部は、吸気管3の側面に接続される。この接続する位置は、サージタンク10に出来るだけ近い位置とする。バイパス管22は、吸気管3の側面からサージタンク10の一端面10aに沿って延び、サージタンク10の側面10eと分岐管12,14,16,18との間を通るように折れ曲がる(図6参照)。さらに、バイパス管22は、サージタンク10の側面10eに沿って延び、サージタンク10の他端面10bに沿って折れ曲がる(図6参照)。そして、バイパス管22は、サージタンクの他端面10bの中央に他端面10bに向かって折れ曲がり、その他端部が他端面10bで固定される。バイパス管22の管径は、吸気管3の管径より小径である。なお、第2実施の形態では、バイパス管22に形成されるバイパス通路が特許請求の範囲に記載するバイパス通路に相当する。
【0033】
ちなみに、バイパス管22は、図6に示すように、サージタンク10の外周に沿って配置されるとともに、分岐管12,14,15,16の内側に配置される。バイパス管22もインテークマニホールド2の隙間を有効利用して配設され、バイパス管22を配設するためだけにスペースを確保する必要が殆どない。
【0034】
図6〜図10を参照して、吸気装置21における動作について説明する。吸気装置21では、吸気管3を流れる所定量の空気の一部を吸気管3からサージタンク10に直接吸入させ、残りをバイパス管22に分岐させる。さらに、吸気装置21では、バイパス管22に分岐された空気をサージタンク10に吸入させる。
【0035】
したがって、サージタンク10には、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様に、一方と他方の両側から空気が導入され(図10参照)、一方側からのみ空気が導入される場合に比べて、一方側の流量は減るが、他方側の流量は増える。しかし、吸気装置21の場合、バイパス管を1本しか有しないので、吸気装置1に比べて他方側から導入する空気量は少ない。その結果、サージタンク10における一端面10aから他端面10bにおける流量の差は、小さいが、吸気装置1に比べると大きくなる。
【0036】
図11には、吸気装置21における流量が一点鎖線で示されている。吸気装置21と従来の吸気装置とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少減少し、第7分岐管171及び第8分岐管18側における流量が大幅に増加している。また、吸気装置21と第1の実施の形態に係る吸気装置1とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少増加し、第7分岐管171及び第8分岐管18側における流量が多少減少している。その結果、吸気装置21の場合、第7分岐管171及び第8分岐管18側の流量は第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量より多少少ないが、その差は僅かであるが、吸気装置1よりもその差は大きい。
【0037】
そして、吸気装置21では、サージタンク10内を流れる空気を各分岐管11〜18から各気筒に導入する。この際、サージタンク10内の全域にわたって同程度の流量なので、分岐管11〜18で分配する空気量の差も少なく、各気筒に導入される空気量の気筒間差も小さい。
【0038】
第2の実施の形態に係る吸気装置21によれば、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様の作用効果を有するが、各気筒に導入する空気量の気筒間差は吸気装置1より多少大きくなる。しかし、吸気装置21は、バイパス管を1本しか有しないので、吸気装置1より構成が簡単であり、部品点数も少ない。
【0039】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【0040】
例えば、本実施の形態では吸気通路がサージタンクの一端面に接続し、バイパス通路がサージタンクの他端面に接続する構成としたが、吸気通路がサージタンクの中央部から一端面のいずれかの箇所(例えば、側面)に接続し、バイパス通路がサージタンクの中央部から他端面のいずれかの箇所(例えば、側面)に接続する構成であれば、気筒間差を低減することができる。
【0041】
また、本実施の形態ではバイパス通路をサージタンクの側方に配置する構成としたが、空いているスペースを考慮し、サージタンクの上方や下方に配置する構成でもよい。
【0042】
また、本実施の形態では分岐管を各気筒に対して1本づつ有するインテークマニホールドに適用したが、長さの異なる分岐管を各気筒に対して複数本づつ有するインテークマニホールドに適用してもよい。また、分岐管の長さを確保するために、サージタンクに巻きつく分岐管を有するインテークマニホールドに適用してもよい。この場合、サージタンクの流路面積が小さくなるが、サージタンクの両側から空気を吸入するので、縮流が発生することなく、流速が速くならない。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、サージタンクの一方側と他方側の両側から空気を吸入できる構成としたので、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。
【図3】第1の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。
【図4】図2のA−A線に沿った断面図である。
【図5】図3のB−B線に沿った断面図である。
【図6】第2の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。
【図7】第2の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。
【図8】第2の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。
【図9】図7のC−C線に沿った断面図である。
【図10】図8のD−D線に沿った断面図である。
【図11】サージタンク内の分岐管の位置における空気の流量を示すグラフである。
【符号の説明】
1,21…吸気装置、2…インテークマニホールド、3…吸気管、4,5,22…バイパス管、6…合流管、10…サージタンク、11…第1分岐管、12…第2分岐管、13…第3分岐管、14…第4分岐管、15…第5分岐管、16…第6分岐管、17…第7分岐管、18…第8分岐管、
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒に空気を導入するインテークマニホールドを備える内燃機関の吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
吸気装置のインテークマニホールドでは、スロットルバルブが設けられている吸気通路からサージタンク内に空気を吸入し、この吸入した空気を分岐管によって各気筒に分配している。サージタンクは、エンジンの配置や分岐管の形状等によって空気を吸入する位置が異なり、例えば、タンクの一端部から吸入するものやタンクの中央部から吸入するものがある。また、分岐管は、エンジンの型式やインテークマニホールドに確保されているスペース等に応じて様々な形状を有している。特に、インテークマニホールドには、各気筒に対して長さの違う分岐管を複数備え、エンジン回転数に応じて長さの違う分岐管を切り換えているものもある(特許文献1参照)。このようなインテークマニホールドには、分岐管の長さを確保するために、分岐管がサージタンクに巻きついているものがある。この場合、サージタンクは、タンクの側面には吸気通路を接続するスペースがないので、分岐管の巻きついていない端部に吸気通路が接続し、端部から空気を吸入している。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−173533号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、車両のスタイリングや車室スペースの確保等によりエンジンルームのスペースが制約を受ける一方で、エンジンルームに収納しなければならない装置が増えている。そのため、エンジンルーム内の各装置のコンパクト化が求められ、インテークマニホールドもコンパクトにしなければならない。したがって、サージタンクのタンク容積が少なく、十分な流路面積を確保できない場合がある。特に、分岐管が巻きついているサージタンクは、タンク容積が少なく、流路面積も小さい。
【0005】
一端部から空気を吸入するサージタンクの場合、流路面積が小さくなると縮流の影響により、空気を吸入している一端部から遠くになるほど(下流ほど)、吸入した空気の流速が速くなり、流量が少なくなる。そのため、下流の分岐管ほど気筒に導入する空気量が少なくなり、上流側と下流側とにおける空気量の気筒間差が大きくなる。通常、各気筒に対する燃料噴射量は同量であり、最も少ない空気量に合わせて燃料噴射量を設定している。そのため、下流側の気筒ほど最適な空燃比となるが、上流側の気筒ほど空気量の割合が大きくなって最適な空燃比からずれる。その結果、気筒間で空燃比が不均一になり、燃焼効率が低下する。ちなみに、特許文献1に記載のインテークマニホールドの場合、各気筒に導入する空気量のばらつきを少なくするために、サージタンク内に延びた分岐管を曲げ、上流側の分岐管の向きと下流側の分岐管の向きを変えている。そのため、サージタンク内を大きくする必要があり、コンパクト化できない。
【0006】
そこで、本発明は、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減する内燃機関の吸気装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、内燃機関の複数の気筒に空気を各々導入する分岐管が一方側から他方側に配列されたインテークマニホールドを備え、サージタンクの一方側に接続する吸気通路から空気を吸入し、サージタンク内に吸入した空気を分岐管によって分配する内燃機関の吸気装置であって、吸気通路とサージタンクの他方側とに接続するバイパス通路を備え、バイパス通路からサージタンクに空気を吸入することを特徴とする。
【0008】
この内燃機関の吸気装置は、内燃機関の複数の気筒に空気を分配するインテークマニホールドを備えている。インテークマニホールドは、複数の気筒に空気を各々導入するための分岐管を有しており、分岐管が一方側から他方側に配列されている。また、インテークマニホールドは、サージタンクの一方側に吸気通路が接続しており、一方側から空気を吸入している。さらに、吸気装置は、吸気通路とサージタンクの他方側とに接続するバイパス通路を備えている。そして、インテークマニホールドは、バイパス通路によってサージタンクの他方側からも空気を吸入している。そのため、サージタンクにおいて、バイパス通路がない場合に比べて、一方側と他方側とで流速の差が小さくなり、一方側の流量は減少するが、他方側の流量が増加する。その結果、分岐管から各気筒に導入する空気量の気筒間差が小さくなり、燃焼効率が向上する。
【0009】
なお、吸気通路がサージタンクに接続する一方側は、サージタンクの一方側の端部からサージタンクの中央部までである。バイパス通路がサージタンクに接続する他方側は、サージタンクの他方側の端部からサージタンクの中央部までである。
【0010】
本発明の上記内燃機関の吸気装置は、吸気通路をサージタンクの一方側の端部に接続し、バイパス通路をサージタンクの他方側の端部に接続すると好適である。
【0011】
この内燃機関の吸気装置では、吸気通路がサージタンクの一端部に接続し、バイパス通路がサージタンクの他端部に接続することによって、サージタンクの両端部から空気を吸入する。そのため、サージタンクにおいて一方側と他方側とでの流速の差が非常に小さくなり、各気筒に導入する空気量の気筒間差が非常に小さくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の吸気装置の実施の形態を説明する。
【0013】
本実施の形態では、本発明に係る内燃機関の吸気装置を、8気筒エンジンの各気筒に対して1本づつ分岐管を有するインテークマニホールドを備える吸気装置に適用する。本実施の形態には、2つの実施の形態があり、第1の実施の形態が2本のバイパス通路を有する場合であり、第2の実施の形態が1本のバイパス通路を有する場合である。なお、本実施の形態では、インテークマニホールドにおいてスロットルバルブから近い側が一方側及び上流側であり、スロットルバルブから遠い側が他方側及び下流側である。
【0014】
図1〜図5を参照して、第1に実施の形態に係る吸気装置1について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。図2は、第1の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。図3は、第1の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。図4は、図2のA−A線に沿った断面図である。図5は、図3のB−B線に沿った断面図である。
【0015】
吸気装置1は、アクセルペダル(図示せず)の操作量等に応じて所定量の空気を吸入し、吸入した空気をエンジンの各気筒(図示せず)に分配する。特に、吸気装置1では、各気筒に分配する空気量の気筒間差を低減する。そのために、吸気装置1は、インテークマニホールド2、吸気管3、2本のバイパス管4,5、合流管6を備えている。
【0016】
インテークマニホールド2は、吸気管3から空気を吸入するとともに合流管6から空気を吸入し、各気筒に空気を導入する。インテークマニホールド2は、サージタンク10と8本の第1分岐管11〜第8分岐管18で構成される。
【0017】
サージタンク10は、エンジン本体(図示せず)の上方に配置され、スロットルバルブ(図示せず)の近い側から遠い側にかけてエンジン本体と同程度の長さを有する。サージタンク10のスロットルバルブに近い側(一方側)の一端面10aには、吸気管3が接続される。また、サージタンク10のスロットルバルブに遠い側(他方側)の他端面10bには、合流管6が固定される。合流管6の先端部は、他端面10bからタンク内部に突出している(図4参照)。
【0018】
第1分岐管11〜第8分岐管18は、サージタンク10の上部に2列で配設される。吸気管3が接続されている側から順に、第1分岐管11と第2分岐管12がサージタンク10の左右に配置され、次に、第3分岐管13と第4分岐管14がサージタンク10の左右に配置され、次に、第5分岐管15と第6分岐管16がサージタンク10の左右に配置され、次に、第7分岐管17と第8分岐管18がサージタンク10の左右に配置される(図1参照)。したがって、第1分岐管11と第2分岐管12はスロットルバルブから最も近い位置であり、第7分岐管17と第8分岐管18はスロットルバルブから最も遠い位置である。
【0019】
各分岐管11〜18の一端部は、サージタンク10の上面10cからタンク内部にその一部が突出し、サージタンク10の上面10cで固定される(図5参照)。各分岐管11〜18の中間部は、サージタンク10の上方で略U字状に曲がり、サージタンク10の側方に位置する。(図3参照)。各分岐管11〜18とサージタンク10の側面10d,10eとは、バイパス管4,5が通る程度の間隔を有している(図3参照)。各分岐管11〜18の他端部は、各気筒のシリンダヘッドの吸気ポート(図示せず)に各々接続される。
【0020】
吸気管3は、吸入空気をインテークマニホールド2まで導く管であり、吸入空気をサージタンク10の一方側から導入する。吸気管3にはスロットルバルブが設けられ、スロットルバルブによって吸入空気量が調整される。なお、本実施の形態では、吸気管3に形成される吸気通路が特許請求の範囲に記載する吸気通路に相当する。
【0021】
バイパス管4,5は、吸気管3を流れる吸入空気をサージタンク10の他方側まで導く管であり、吸入空気を吸気管3から合流管6まで各々流す。バイパス管4,5の一端部は、吸気管3の側面に各々接続される。この接続する位置は、サージタンク10に出来るだけ近い位置とする。バイパス管4,5は、吸気管3の各側面からサージタンク10の一端面10aに沿って左右それぞれに延び、サージタンク10の一側面10dと分岐管11,13,15,17の間又は他側面10eと分岐管12,14,16,18との間を通るように折れ曲がる(図1参照)。さらに、バイパス管4,5は、サージタンク10の側面10d,10eに沿って各々延び、サージタンク10の他端面10bに沿って折れ曲がる(図1参照)。そして、バイパス管4,5は、互いに繋がるとともに、合流管6に繋がる。バイパス管4,5の管径は、吸気管3の管径より小径である。
【0022】
合流管6は、バイパス管4,5を流れる吸入空気をインテークマニホールド2まで導く管であり、吸入空気をサージタンク10の他方側から導入する。合流管6の管径は、バイパス管4,5の管径と同程度の径である。なお、第1実施の形態では、バイパス管4とそれに繋がる合流管6に形成されるバイパス通路及びバイパス管5とそれに繋がる合流管6に形成されるバイパス通路の2本のバイパス通路が特許請求の範囲に記載するバイパス通路に相当する。
【0023】
ちなみに、バイパス管4,5は、図1に示すように、サージタンク10の外周に沿って配置されるとともに、分岐管11〜18の内側に配置される。つまり、バイパス管4,5は、インテークマニホールド2の隙間を有効利用して配設される。したがって、バイパス管4,5及び合流管6の占めるスペースとしては殆どインテークマニホールド2に対して確保されているスペース内であり、バイパス管4,5及び合流管6を配設するためだけにスペースを確保する必要は殆どない。
【0024】
図1〜図5を参照して、吸気装置1における動作について説明する。吸気装置1では、吸気管3に所定量の空気が流れる。そして、吸気装置1では、吸気管3を流れる空気の一部を吸気管3からサージタンク10に直接吸入させ、残りをバイパス管4,5に分岐させる。さらに、吸気装置1では、バイパス管4,5に分岐された空気を合流管6からサージタンク10に吸入させる。
【0025】
したがって、サージタンク10には、一方側から空気が導入されるとともに、他方側からも空気が導入される(図5参照)。そのため、サージタンク10では、一方側からのみ空気が導入される場合に比べて(バイパス管4,5及び合流管6が無い場合に比べて)、一方側での流速が速くなるとともに他方側での流速が遅くなり、一方側の流量は減るが、他方側の流量は増える。その結果、サージタンク10における一端面10aから他端面10bにおける流量の差は、非常に少ない。
【0026】
図11には、サージタンク10の分岐管11〜18が配置されている位置における流量をグラフで示している。吸気装置1における流量が実線で示され、一方側からのみ空気が導入される従来の吸気装置における流量が破線で示されている。吸気装置1と従来の吸気装置とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少減少し、第7分岐管17及び第8分岐管18側における流量が大幅に増加している。その結果、吸気装置1の場合、第7分岐管17及び第8分岐管18側の流量は第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量より多少少ないが、その差は僅かである。
【0027】
そして、吸気装置1では、サージタンク10内を流れる空気を各分岐管11〜18から吸い上げ、各分岐管11〜18から各気筒に導入する。この際、サージタンク10内の全域にわたって同程度の流量なので、分岐管11〜18で分配する空気量の差も少ない。したがって、各気筒に導入される空気量の気筒間差は、小さい。その結果、各気筒に対する燃料噴射量が同量でも、各気筒における空燃比が均一化し、燃焼効率が非常に良い。
【0028】
第1の実施の形態に係る吸気装置1によれば、サージタンク10の一方と他方の両側から空気を導入する構成としたので、サージタンク10全域における流量差を極力低減でき、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減することができる。また、この吸気装置1では、バイパス管4,5をインテークマニホールド2の隙間に配置する構成としたので、バイパス管4,5のためのスペースを殆ど必要とせず、サージタンク10内を大きくする必要もない。さらに、吸気装置1は、サージタンク10の流路面積(タンク容積)を小さくした場合でも、両側から空気を吸入しているので、縮流が発生しない。そのため、吸気装置1は、コンパクト化に対応できる。
【0029】
図6〜図10を参照して、第2に実施の形態に係る吸気装置21について説明する。図6は、第2の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。図7は、第2の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。図8は、第2の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。図9は、図7のC−C線に沿った断面図である。図10は、図8のD−D線に沿った断面図である。なお、吸気装置21では、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0030】
吸気装置21は、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様の吸気装置であり、バイパス管を1本しか有しない点のみ異なる。吸気装置21は、インテークマニホールド2、吸気管3、1本のバイパス管22を備えている。
【0031】
インテークマニホールド2では、サージタンク10の他端面10bにバイパス管22が固定される。バイパス管22の先端部は、他端面10bからタンク内部に突出している(図9参照)。
【0032】
バイパス管22は、吸気管3を流れる吸入空気をサージタンク10の他方側まで導く管であり、吸入空気を吸気管3から合流管6まで流す。バイパス管22の一端部は、吸気管3の側面に接続される。この接続する位置は、サージタンク10に出来るだけ近い位置とする。バイパス管22は、吸気管3の側面からサージタンク10の一端面10aに沿って延び、サージタンク10の側面10eと分岐管12,14,16,18との間を通るように折れ曲がる(図6参照)。さらに、バイパス管22は、サージタンク10の側面10eに沿って延び、サージタンク10の他端面10bに沿って折れ曲がる(図6参照)。そして、バイパス管22は、サージタンクの他端面10bの中央に他端面10bに向かって折れ曲がり、その他端部が他端面10bで固定される。バイパス管22の管径は、吸気管3の管径より小径である。なお、第2実施の形態では、バイパス管22に形成されるバイパス通路が特許請求の範囲に記載するバイパス通路に相当する。
【0033】
ちなみに、バイパス管22は、図6に示すように、サージタンク10の外周に沿って配置されるとともに、分岐管12,14,15,16の内側に配置される。バイパス管22もインテークマニホールド2の隙間を有効利用して配設され、バイパス管22を配設するためだけにスペースを確保する必要が殆どない。
【0034】
図6〜図10を参照して、吸気装置21における動作について説明する。吸気装置21では、吸気管3を流れる所定量の空気の一部を吸気管3からサージタンク10に直接吸入させ、残りをバイパス管22に分岐させる。さらに、吸気装置21では、バイパス管22に分岐された空気をサージタンク10に吸入させる。
【0035】
したがって、サージタンク10には、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様に、一方と他方の両側から空気が導入され(図10参照)、一方側からのみ空気が導入される場合に比べて、一方側の流量は減るが、他方側の流量は増える。しかし、吸気装置21の場合、バイパス管を1本しか有しないので、吸気装置1に比べて他方側から導入する空気量は少ない。その結果、サージタンク10における一端面10aから他端面10bにおける流量の差は、小さいが、吸気装置1に比べると大きくなる。
【0036】
図11には、吸気装置21における流量が一点鎖線で示されている。吸気装置21と従来の吸気装置とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少減少し、第7分岐管171及び第8分岐管18側における流量が大幅に増加している。また、吸気装置21と第1の実施の形態に係る吸気装置1とを比較すると、第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量が多少増加し、第7分岐管171及び第8分岐管18側における流量が多少減少している。その結果、吸気装置21の場合、第7分岐管171及び第8分岐管18側の流量は第1分岐管11及び第2分岐管12側における流量より多少少ないが、その差は僅かであるが、吸気装置1よりもその差は大きい。
【0037】
そして、吸気装置21では、サージタンク10内を流れる空気を各分岐管11〜18から各気筒に導入する。この際、サージタンク10内の全域にわたって同程度の流量なので、分岐管11〜18で分配する空気量の差も少なく、各気筒に導入される空気量の気筒間差も小さい。
【0038】
第2の実施の形態に係る吸気装置21によれば、第1の実施の形態に係る吸気装置1と同様の作用効果を有するが、各気筒に導入する空気量の気筒間差は吸気装置1より多少大きくなる。しかし、吸気装置21は、バイパス管を1本しか有しないので、吸気装置1より構成が簡単であり、部品点数も少ない。
【0039】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【0040】
例えば、本実施の形態では吸気通路がサージタンクの一端面に接続し、バイパス通路がサージタンクの他端面に接続する構成としたが、吸気通路がサージタンクの中央部から一端面のいずれかの箇所(例えば、側面)に接続し、バイパス通路がサージタンクの中央部から他端面のいずれかの箇所(例えば、側面)に接続する構成であれば、気筒間差を低減することができる。
【0041】
また、本実施の形態ではバイパス通路をサージタンクの側方に配置する構成としたが、空いているスペースを考慮し、サージタンクの上方や下方に配置する構成でもよい。
【0042】
また、本実施の形態では分岐管を各気筒に対して1本づつ有するインテークマニホールドに適用したが、長さの異なる分岐管を各気筒に対して複数本づつ有するインテークマニホールドに適用してもよい。また、分岐管の長さを確保するために、サージタンクに巻きつく分岐管を有するインテークマニホールドに適用してもよい。この場合、サージタンクの流路面積が小さくなるが、サージタンクの両側から空気を吸入するので、縮流が発生することなく、流速が速くならない。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、サージタンクの一方側と他方側の両側から空気を吸入できる構成としたので、各気筒に導入する空気量の気筒間差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。
【図2】第1の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。
【図3】第1の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。
【図4】図2のA−A線に沿った断面図である。
【図5】図3のB−B線に沿った断面図である。
【図6】第2の実施の形態に係る吸気装置の平面図である。
【図7】第2の実施の形態に係る吸気装置の側面図である。
【図8】第2の実施の形態に係る吸気装置の正面図である。
【図9】図7のC−C線に沿った断面図である。
【図10】図8のD−D線に沿った断面図である。
【図11】サージタンク内の分岐管の位置における空気の流量を示すグラフである。
【符号の説明】
1,21…吸気装置、2…インテークマニホールド、3…吸気管、4,5,22…バイパス管、6…合流管、10…サージタンク、11…第1分岐管、12…第2分岐管、13…第3分岐管、14…第4分岐管、15…第5分岐管、16…第6分岐管、17…第7分岐管、18…第8分岐管、
Claims (2)
- 内燃機関の複数の気筒に空気を各々導入する分岐管が一方側から他方側に配列されたインテークマニホールドを備え、サージタンクの一方側に接続する吸気通路から空気を吸入し、サージタンク内に吸入した空気を分岐管によって分配する内燃機関の吸気装置であって、
前記吸気通路と前記サージタンクの他方側とに接続するバイパス通路を備え、
前記バイパス通路からサージタンクに空気を吸入することを特徴とする内燃機関の吸気装置。 - 前記吸気通路は前記サージタンクの一方側の端部に接続し、前記バイパス通路は前記サージタンクの他方側の端部に接続することを特徴とする請求項1に記載する内燃機関の吸気装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003094014A JP2004300998A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 内燃機関の吸気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003094014A JP2004300998A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 内燃機関の吸気装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004300998A true JP2004300998A (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=33406674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003094014A Pending JP2004300998A (ja) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | 内燃機関の吸気装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004300998A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2921436A3 (fr) * | 2007-09-26 | 2009-03-27 | Renault Sas | Collecteur d'admission/d'echappement en boucle pour un moteur thermique de vehicule automobile. |
-
2003
- 2003-03-31 JP JP2003094014A patent/JP2004300998A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2921436A3 (fr) * | 2007-09-26 | 2009-03-27 | Renault Sas | Collecteur d'admission/d'echappement en boucle pour un moteur thermique de vehicule automobile. |
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