JP2012207587A - 内燃機関用吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用吸気マニホールドにおいて、レゾナンスチャンバー内の空気を効率的にサージタンク側へと供給することにより、内燃機関への必要空気量の供給応答性向上を図る。
【解決手段】 吸気マニホールド１０は、複数の第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８と、該第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８の一端部がそれぞれ接続されるサージタンク２０と、前記サージタンク２０の長手方向に沿った一端部に設けられる吸入接続部２２と、前記サージタンク２０と並列に設けられるレゾナンスチャンバー２４と、前記サージタンク２０と前記レゾナンスチャンバー２４とを連通する連通路３６とを備える。そして、連通路３６の開口部３６ｂが、レゾナンスチャンバー２４を構成する複数の第１〜第３レゾ室３０、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂのうちで、中央に設けられた前記第１レゾ室３０に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に対して空気を供給するための複数の分岐管を有した内燃機関用吸気マニホールドに関する。

本出願人は、車両に搭載される内燃機関に接続され、該内燃機関の各シリンダ室に対して空気を供給可能な吸気マニホールドを提案している（特許文献１参照）。この吸気マニホールドは、内燃機関の各シリンダに接続される複数の分岐管と、各分岐管が接続され空気の供給されるサージタンクと、該サージタンクに隣接したレゾネータ室とを備え、前記サージタンクに形成された吸気入口管から前記サージタンク内へと空気が導入された後、各分岐管へ分配されて内燃機関の各シリンダ室へと供給される。また、レゾネータ室に滞留された空気が、内燃機関の圧力振動によって通路を通じてサージタンク側へと供給され、各分岐管を通じて内燃機関へと流通する。

特開２００９−９１９５３号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、レゾナンスチャンバー内の空気を迅速且つ効率的にサージタンク側へと供給することにより、内燃機関への必要空気量の供給応答性を向上させることが可能な内燃機関用吸気マニホールドを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の各シリンダに対して接続される複数の分岐管と、前記分岐管が接続されスロットル装置から空気の導入されるサージタンクと、前記サージタンクに隣接して設けられ、前記空気の一部が貯えられる複数の室を有したレゾナンスチャンバーとを備える内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記サージタンクと前記レゾナンスチャンバーとを連通する連通路を備え、該連通路における前記レゾナンスチャンバー側の開口部が、前記レゾナンスチャンバーに設けられた複数の室の中で、前記分岐管の延在方向と略直交する該レゾナンスチャンバーの幅方向略中央に配置された室に対して接続されることを特徴とする。

本発明によれば、複数の分岐管を有する内燃機関用吸気マニホールドにおいて、該分岐管の接続されるサージタンクとレゾナンスチャンバーとを連通する連通路が設けられ、前記レゾナンスチャンバーに接続される前記連通路の開口部が、前記レゾナンスチャンバーを構成する複数の室の中で、前記分岐管の延在方向と略直交する幅方向略中央に配置された室に接続される。

従って、内燃機関の駆動作用下にレゾナンスチャンバーが特定の周波数域で共振した際、該レゾナンスチャンバー内の空気を、幅方向両側の室から略中央に配置された室へと効率的に集めることができる。その結果、幅方向略中央に配置された室から連通路を通じてサージタンクへと空気を迅速に供給し、内燃機関への必要空気量の供給応答性を向上させることができる。

また、複数の室は、レゾナンスチャンバーの幅方向に沿って並列に設けられ、略中央に配置された室を、隣接する２つの室の間に配置するとよい。

さらに、複数の室は、略中央に配置された室に隣接する２つの室の外側に、さらに隣接する２つの室を有し、前記略中央に配置された室に隣接する２つの室の容積を、該２つの室の外側に隣接する２つの容積よりも小さくするとよい。

さらにまた、略中央に配置された室は、他の室に対して容積を大きく形成するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、分岐管の接続されるサージタンクとレゾナンスチャンバーとを連通する連通路を設け、前記レゾナンスチャンバーに接続される前記連通路の開口部を、前記レゾナンスチャンバーを構成する複数の室の中で幅方向略中央に配置された室に接続することにより、内燃機関の駆動作用下にレゾナンスチャンバーが特定の周波数域で共振した際、該レゾナンスチャンバー内の空気を、幅方向両側の室から略中央に配置された室へと効率的に集めることができ、それに伴って、幅方向略中央に配置された室から連通路を通じてサージタンクへと空気を迅速に供給し、内燃機関への必要空気量の供給応答性を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドの外観斜視図である。 図１に示す吸気マニホールドに対してカバーを取り外した状態の正面図である。

本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドを示す。

この内燃機関用吸気マニホールド１０（以下、吸気マニホールド１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒の内燃機関に設けられている。

この吸気マニホールド１０は、図１及び図２に示されるように、複数の第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８と、該第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８の一端部がそれぞれ接続されるサージタンク２０と、前記サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った一端部に設けられる吸入接続部（吸入口）２２と、前記サージタンク２０と並列に設けられるレゾナンスチャンバー２４と、前記サージタンク２０及びレゾナンスチャンバー２４を覆うように装着されるカバー部材２６とを含む。なお、吸気マニホールド１０は、例えば、樹脂製材料から形成される。

第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８は、サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに略等間隔離間して配置され、その一端部がサージタンク２０に接続されて開口し、他端部が、図示しない内燃機関のシリンダヘッドに接続されている。なお、サージタンク２０において最も吸入接続部２２側（矢印Ａ方向）に第１分岐管１２が接続され、該吸入接続部２２から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって第２分岐管１４、第３分岐管１６及び第４分岐管１８の順番で配置されている。

サージタンク２０は、所定容積を有した略長方形状のタンクであり、吸入接続部２２から供給される空気が、前記サージタンク２０を通じて第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ分配される。

吸入接続部２２は、サージタンク２０の側方、すなわち、前記サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に開口するように設けられ、例えば、前記サージタンク２０へ供給される空気の供給量を調整するためのスロットルボディ（図示せず）が装着される。そして、図示しないエアクリーナを通過した空気が、スロットルボディによって流量調整された後、吸入接続部２２を経てサージタンク２０へと供給される。

レゾナンスチャンバー２４は、内燃機関の駆動作用下に生じる特定の周波数域で共振し、内燃機関の出力向上（例えば、トルク増加）等を目的として設けられる。このレゾナンスチャンバー２４は、サージタンク２０と同様に長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有し、内部に空気を滞留可能な空間部２８を有する。

この空間部２８は、レゾナンスチャンバー２４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った中央部に形成される第１レゾ室３０と、該第１レゾ室３０の両側に形成される一組の第２レゾ室３２ａ、３２ｂと、該第２レゾ室３２ａ、３２ｂのさらに両側に設けられる一組の第３レゾ室３４ａ、３４ｂとから構成される。第１〜第３レゾ室３０、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂは、該レゾナンスチャンバー２４内に膨出した第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８の外壁部によって分離されるが、該第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８とカバー部材２６との間に設けられた隙間を通じて連通している。

第１レゾ室３０は、レゾナンスチャンバー２４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交する高さ寸法Ｈ１が、第２及び第３レゾ室３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂの高さ寸法Ｈ２、Ｈ３に対して大きく形成されているため（Ｈ１＞Ｈ２、Ｈ３）、前記第１レゾ室３０の容積が、第２及び第３レゾ室３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂの容積に対して大きくなる。なお、ここでは、高さ寸法Ｈ３は、第２レゾ室３４ｂの高さ寸法が変化しているため、該高さ寸法の平均値をとっている。

また、レゾナンスチャンバー２４には、中央部に設けられた第１レゾ室３０とサージタンク２０の一端部側（矢印Ａ方向側）の内壁面２０ａとを接続する連通路３６が形成される。

連通路３６は、その一端部に形成された開口部３６ａがサージタンク２０の内壁面２０ａに対して略直交するように接続され、他端部に向かって略直角に折曲された後、前記サージタンク２０及びレゾナンスチャンバー２４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さで延在し、前記他端部に形成された開口部３６ｂが前記レゾナンスチャンバー２４における第１レゾ室３０の側方に接続される。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、内燃機関における各シリンダ室の吸気作用に伴って吸入接続部２２からサージタンク２０へと空気が流入し、前記サージタンク２０内において第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ分配されて供給される。この際、吸入接続部２２が、サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って開口し、且つ、第１分岐管１２の近傍となる前記サージタンク２０の一端部側（矢印Ａ方向側）に設けられているため、前記吸入接続部２２から供給される空気は、該吸入接続部２２から最も離れた第４分岐管１８に最も多く供給され、該吸入接続部２２に接近するにつれて、第３分岐管１６、第２分岐管１４、第１分岐管１２の順番で供給量が減少していく。

一方、サージタンク２０に供給された空気の一部が、連通路３６を通じてレゾナンスチャンバー２４内に導入されて貯えられる。この際、空気は、レゾナンスチャンバー２４を構成する第１〜第３レゾ室３０、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂにそれぞれ導入される。そして、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へと供給された空気が、内燃機関のシリンダヘッドを通じて各シリンダ内へと順次供給される。

次に、内燃機関の出力（例えば、トルク）を向上させる場合について説明する。先ず、内燃機関の駆動作用下に生じる圧力振動に起因し、特定の周波数域においてレゾナンスチャンバー２４が共振すると、前記レゾナンスチャンバー２４内の空気が連通路３６を通じて前記サージタンク２０へと供給される。この際、レゾナンスチャンバー２４では、図２に示されるように、概ね、一組の第２レゾ室３２ａ、３２ｂの空気が、前記第１レゾ室３０に向かって矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向の両方向から流入し、前記連通路３６を通じて前記サージタンク２０へ供給される。次に、一組の第３レゾ室３４ａ、３４ｂの空気が、それぞれ第１及び第４分岐管１２、１８の外壁部を乗り越え、第２レゾ室３２ａ、３２ｂ側へ移動して、前記第１レゾ室３０に向かって矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向の両方向から流入し、前記連通路３６を通じて前記サージタンク２０へ供給される。

つまり、第１〜第３レゾ室３０、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂに滞留されていた空気が、概ね、第２レゾ室３２ａ、３２ｂ、第３レゾ室３４ａ、３４ｂ、すなわち、矢印Ａ方向、矢印Ｂ方向の両方向から順次前記第１レゾ室３０に集められ、開口部３６ｂから連通路３６内へと流通してサージタンク２０内へと供給される。換言すれば、第１レゾ室３０は、レゾナンスチャンバー２４の長手方向略中央に配置されて、前記第１レゾ室３０を挟んでそれぞれ一組の第２レゾ室３２ａ、３２ｂ及び第３レゾ室３４ａ、３４ｂが配置されているので、前記レゾナンスチャンバー２４内の空気は概ね、前記第１レゾ室３０に近いレゾ室から順次、前記第１レゾ室３０を通って連通路３６に流入することができ、前記レゾナンスチャンバー２４内に貯えられた空気を迅速且つ効率的にサージタンク２０へと供給することができる。

このようにして、サージタンク２０内に供給された空気は、その開口部３６ａに最も近い第１分岐管１２から第２分岐管１４、第３分岐管１６、第４分岐管１８の順番で分配され内燃機関へと供給されることとなる。

また、好適には、第２レゾ室３２ａ、３２ｂの容積は、それぞれ隣接する第３レゾ室３４ａ、３４ｂの容積よりも小さくするとよい。これにより、容量の小さい第２レゾ室３２ａ、３２ｂ内の空気から連通路３６へと迅速に流出し易く、レゾナンスチャンバー２４内の空気の流れは概ね、前記第２レゾ室３２ａ、３２ｂ内の空気が流れ出た後、第３レゾ室３４ａ、３４ｂ内の空気が流れ出るので、前記レゾナンスチャンバー２４内の空気をさらに迅速且つ効率的にサージタンク２０内へ供給することができる。

さらに好適には、第１レゾ室３０の容積は、他の第２及び第３レゾ室３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂの容積よりも大きく形成するとよい。これにより、他の第２及び第３レゾ室３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂからの空気の流出を効率よく集めることができ、レゾナンスチャンバー２４内の空気をさらに迅速且つ効率的にサージタンク２０内へ供給することができる。

以上により、サージタンク２０に接続された第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８に対してレゾナンスチャンバー２４から供給された空気がそれぞれ加えられることにより、吸入接続部２２からサージタンク２０を通じて第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ供給される空気の供給量に対して、レゾナンスチャンバー２４から前記サージタンク２０を通じて第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ供給される空気の供給量とがバランスし、内燃機関における必要空気量を確保することができ、その結果、内燃機関における各シリンダの吸気効率が高まって出力を向上させることが可能となる。

なお、本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…内燃機関用吸気マニホールド １２…第１分岐管
１４…第２分岐管 １６…第３分岐管
１８…第４分岐管 ２０…サージタンク
２２…吸入接続部 ２４…レゾナンスチャンバー
２６…カバー部材 ２８…空間部
３０…第１レゾ室 ３２ａ、３２ｂ…第２レゾ室
３４ａ、３４ｂ…第３レゾ室 ３６…連通路
３６ａ、３６ｂ…開口部

Claims (4)

1. 内燃機関の各シリンダに対して接続される複数の分岐管と、前記分岐管が接続されスロットル装置から空気の導入されるサージタンクと、前記サージタンクに隣接して設けられ、前記空気の一部が貯えられる複数の室を有したレゾナンスチャンバーとを備える内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記サージタンクと前記レゾナンスチャンバーとを連通する連通路を備え、該連通路における前記レゾナンスチャンバー側の開口部が、前記レゾナンスチャンバーに設けられた複数の室の中で、前記分岐管の延在方向と略直交する該レゾナンスチャンバーの幅方向略中央に配置された室に対して接続されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
2. 請求項１記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記複数の室は、前記レゾナンスチャンバーの幅方向に沿って並列に設けられ、前記略中央に配置された室は、隣接する２つの室の間に配置されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
3. 請求項２記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記複数の室は、前記中央配置の室に隣接する２つの室の外側にさらに隣接する２つの室を有し、
   前記中央配置の室に隣接する２つの室の容積は、該２つの室の外側に隣接する２つの容積よりも小さいことを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記略中央に配置された室は、他の室に対して容積が大きく形成されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。

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