JP2005113854A

JP2005113854A - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP2005113854A
Application number: JP2003351585A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Nakamura; 勝幸中村; Toshiya Arai; 俊哉新井; Yasuhiro Imai; 育宏今井; Isao Yasuma; 功安間
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: JP4075761B2

Abstract

【課題】各気筒の実質的な吸気通路長さの等長化が図られた内燃機関の吸気構造を提供する。
【解決手段】吸気コレクタ２の長手方向に沿った一端部にスロットルチャンバー４が連結され、各気筒に吸気を導入する複数の分岐管３が吸気コレクタ２の一側面Ｆに連結された吸気装置は、吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上にて、各分岐管３と吸気コレクタ２との連結部分となる各分岐管開口部５の各中心位置Ｃは、吸気コレクタ２の一端側に位置する分岐管開口部５ほど、スロットルチャンバー４の中心を通り吸気コレクタ２の長手方向に沿ったスロットルチャンバー中心線Ｐに対して大きくオフセットするよう形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

特許文献１には、スロットルチャンバーが吸気コレクタの長手方向の一端部に連結され、各気筒の吸気導入口に接続される各分岐管が吸気コレクタの長手方向に沿った一側面に連結された吸気装置が開示されている。
特開平８−３３４０６９号公報（第２図）。

ところで、複数気筒を有する内燃機関の場合、各気筒の吸気管の通路は同じ長さに近いほど、気筒間の吸気堆積効率のバラツキが小さく、出力向上や振動低減等を図ることができると共に、各気筒からの吸気によって発せられる音の波形（高さ、位相）が均等になり澄んだ音色にすることができる。すなわち、内燃機関の吸気装置においては、各気筒間の吸気通路長さ等長化することが望ましい。

しかしながら、上述した特許文献１に開示されるような従来の吸気装置においては、分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる分岐管開口部からスロットルチャンバーまでの距離が各気筒毎に異なったものとなり、各気筒の吸気通路長さを等長化するのが困難になっている。

そこで、本発明の内燃機関の吸気装置は、吸気コレクタの長手方向に沿った一端部にスロットルチャンバーが連結され、各気筒に吸気を導入する複数の分岐管が吸気コレクタの一側面に連結されたものであって、吸気コレクタの一側面と略平行な断面上にて、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる各分岐管開口部の各中心位置は、吸気コレクタの一端側に位置する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバーの中心を通り吸気コレクタの長手方向に沿ったスロットルチャンバー中心線に対して大きくオフセットするよう形成されている。

本発明によれば、吸気コレクタの長手方向に沿った位置が、スロットルチャンバーに近接する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバーまでの距離が相対的に長くなるので、各気筒の実質的な吸気通路長さの等長化を図ることができ、吸気音の低減化を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本実施形態が適用される内燃機関は、直列４気筒エンジンである。

図１〜図５に示すように、樹脂等からなる吸気マニホールド１は、エンジン１０の気筒列方向に沿って細長い吸気コレクタ２と、吸気コレクタ２に連結された４本の分岐管３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、から大略構成されている。ここで、図１は吸気マニホールド１の正面図に相当する説明図であり、図２は吸気マニホールド１の下面図に相当する説明図、すなわち図１における上下方向の下側から見上げたときの吸気マニホールドに相当する説明図である。また、図３は簡略化して示す吸気マニホールド１の正面図に相当する説明図であり、図４は簡略化して示す吸気マニホールド１の平面図に相当する説明図、図５は図４の右側面図に相当する説明図である。

吸気コレクタ２は、エンジン１０の上方に配設されたものであって、その長手方向（エンジン気筒列方向）に沿った一端部にスロットルチャンバー４が連結されており、このスロットルチャンバー４内に配設されたスロットル弁（図示せず）の開度に応じて吸気が導入されている。また、各分岐管３ａ，〜，３ｄが連結される吸気コレクタ２の一側面Ｆ（図５を参照）は、エンジン１０の上下方向（図５における上下方向）に略沿って延在するよう形成されている。

各分岐管３ａ，〜，３ｄは、それぞれ対応する各気筒の吸気ポート１１に吸気コレクタ２内の吸気を導入するものであって、それぞれその一端部が同一方向から吸気コレクタの一側面Ｆに、吸気コレクタ２の長手方向に沿って一列に、かつ同一方向から連結されている。また、各分岐管３ａ，〜，３ｄは、エンジン１０の側方に開口する吸気ポート１１からエンジン１０上方に向かって全体が略Ｕ字形状に湾曲するよう形成され、吸気コレクタ２がエンジン１０上方に位置するようになっている。

スロットルチャンバー４は、吸気コレクタ２の長手方向に沿って吸気コレクタ２と直列に連結されたものであって、スロットルチャンバー４と吸気コレクタ２との接続部分となる吸気導入開口部５の中心は、吸気の流れ方向、すなわち吸気コレクタ２の長手方向に沿って、スロットルチャンバー４の中心と一致するよう形成されている。

そして、図１に示すように、各分岐管３ａ，…，３ｄが連結された吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上にて、各分岐管３ａ，…，３ｄと吸気コレクタ２との連結部分となる各分岐管開口部６ａ，…，６ｄの各中心位置Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃，Ｃ₄は、吸気コレクタ２の一端側すなわちスロットルチャンバー側、に位置する分岐管開口部６ほど、スロットルチャンバー４の中心を通り吸気コレクタ２の長手方向に沿ったスロットルチャンバー中心線Ｐに対してオフセットするよう形成されている。換言すれば、吸気コレクタ２の長手方向で、スロットルチャンバー４に近接する分岐管開口部６ほど、図５に示すように、図１における上方側（シリンダヘッド上方側）にオフセットしている。詳述すれば、図１及び図３のように吸気マニホールド１を正面視したときに、各分岐管開口部６の中心位置Ｃは、それぞれスロットルチャンバー中心線Ｐによりも図１及び図３における上方側にオフセットしており、かつスロットルチャンバー中心線Ｐに対して傾向いた単一直線上に略位置するよう形成されている。

さらに、図２に示すように、吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面と直交する断面上においても、各分岐管３と吸気コレクタ２との連結部分となる各分岐管開口部６の各中心位置Ｃは、吸気コレクタ２の一端側すなわちスロットルチャンバー側、に位置する分岐管開口部６ほど、スロットルチャンバー中心線Ｐに対してオフセットするよう形成されている。詳述すれば、図２及び図４のように、吸気マニホールド１を図１または図３における上下方向からみたときに、各分岐管開口部６の各中心位置Ｃは、スロットルチャンバー中心線によりも図２及び図４における下方側に、かつスロットルチャンバー中心線Ｐに対して傾向いた直線上に略位置するよう形成されている。換言すれば、分岐管開口部６の中心位置Ｃは、吸気コレクタ２の一端側に位置する分岐管開口部６ほど、図１及び図３における紙面垂直方向で、スロットルチャンバー中心線Ｐに対して大きくオフセットするよう形成されている。

このようなエンジンの吸気構造においては、吸気コレクタ２の長手方向に沿ってスロットルチャンバー４に近接する分岐管開口部６ほど、吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上、及び吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面と直交する断面上の双方で、スロットルチャンバー中心線Ｐからオフセットするよう形成されているので、吸気コレクタ２の長手方向でスロットルチャンバー４に近接する分岐管開口部６ほどスロットルチャンバー４までの距離が相対的に長くなる。そのため、各分岐管開口部６間で、各分岐管開口部６からスロットルチャンバー４までの距離を差を短くすることができ、各気筒の吸気ポートからスロットルチャンバー４までの距離である各気筒の実質的な吸気通路長さを等長化することができるので、吸気音の低減を図ることができる。

尚、本発明に係る吸気構造は、４気筒直列エンジンにのみ適用されるものではなく、少なくとも１つ以上の気筒群から構成されたもの内燃機関で、各気筒群毎に吸気マニホールドを有しているものに適用可能である。具体的には、４気筒毎に吸気マニホールドを備えた４の倍数気筒エンジン（８気筒、１２気筒、…）や、３筒毎に吸気マニホールドを備えた３の倍数気筒エンジン（３気筒、６気筒、９気筒、…）、５筒毎に吸気マニホールドを備えた５の倍数気筒エンジン（５気筒、１０気筒、…）に対しても適用可能である。

また、上述した実施形態においては、各分岐管３が連結された吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上及び、各分岐管３が連結された吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面と直交する断面上、の双方でスロットルチャンバー４に近接する分岐管開口部６ほどスロットル中心線Ｐからオフセットするよう形成されているが、吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上、もしくは吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面と直交する断面上、少なくとも一方でのみ、スロットルチャンバー４に近接する分岐管開口部６ほどスロットル中心線Ｐからオフセットするよう形成されていても、各気筒の実質的な吸気通路長さの等長化が図られるので、吸気音の低減効果を得るこができる。

また、各分岐管開口部６の中心位置は、各分岐管３が連結された吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面上及び、各分岐管３が連結された吸気コレクタ２の一側面Ｆと略平行な断面と直交する断面上において、かならずしも単一の直線上に位置していなくてもよい。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１）内燃機関の吸気装置は、吸気コレクタの長手方向に沿った一端部にスロットルチャンバーが連結され、各気筒に吸気を導入する複数の分岐管が、吸気コレクタの一側面に、吸気コレクタの長手方向に沿って同一方向から連結されてなるものであって、吸気コレクタの一側面と略平行な断面上にて、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる各分岐管開口部の各中心位置は、吸気コレクタの一端側に位置する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバーの中心を通り吸気コレクタの長手方向に沿ったスロットルチャンバー中心線に対して大きくオフセットするよう形成されている。これによって、吸気コレクタの長手方向に沿った位置が、スロットルチャンバーに近接する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバーまでの距離が相対的に長くなるので、各気筒の実質的な吸気通路長さの等長化を図ることができ、吸気音の低減化を実現することができる。

（２）上記（１）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、各分岐管開口部の中心が、吸気コレクタの一側面と略平行な断面上にて、スロットルチャンバー中心線に対して傾きをもった単一の直線上に略位置するよう形成されている。

（３）上記（１）または（２）に記載の内燃機関の吸気装置は、吸気コレクタの一側面と略平行な断面と直交する断面上にて、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる各分岐管開口部の各中心位置が、吸気コレクタの一端側に位置する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバー中心線に対してオフセットするよう形成されている。これによって、各気筒の実質的な吸気通路長さがより一層等長化され、吸気音をより効果的に低減することができる。

（４）上記（３）に記載の内燃機関の吸気装置は、より具体的には、各分岐管開口部の中心が、吸気コレクタの一側面と略平行な断面と直交する断面上にて、スロットルチャンバー中心線に対して傾きをもった単一の直線上に略位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。

本発明に係る内燃機関の吸気構造の正面図に相当する説明図。本発明に係る内燃機関の吸気構造の下面図に相当する説明図。図１を簡略化した説明図。図３を簡略化した説明図。図４の右側面図に相当する説明図。

符号の説明

１…吸気マニホールド
２…吸気コレクタ
３…分岐管
４…スロットルチャンバー
５…吸気導入開口部
６…分岐管開口部

Claims

吸気コレクタの長手方向に沿った一端部にスロットルチャンバーが連結され、各気筒に吸気を導入する複数の分岐管が、吸気コレクタの一側面に、吸気コレクタの長手方向に沿って同一方向から連結されてなる内燃機関の吸気装置において、
吸気コレクタの一側面と略平行な断面上にて、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる各分岐管開口部の各中心位置は、吸気コレクタの一端側に位置する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバーの中心を通り吸気コレクタの長手方向に沿ったスロットルチャンバー中心線に対して大きくオフセットするよう形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
各分岐管開口部の中心は、吸気コレクタの一側面と略平行な断面上にて、スロットルチャンバー中心線に対して傾きをもった単一の直線上に略位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
吸気コレクタの一側面と略平行な断面と直交する断面上にて、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分となる各分岐管開口部は、吸気コレクタの一端側に位置する分岐管開口部ほど、スロットルチャンバー中心線に対してオフセットするよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。
各分岐管開口部の中心は、吸気コレクタの一側面と略平行な断面と直交する断面上にて、スロットルチャンバー中心線に対して傾きをもった単一の直線上に略位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。