JP2016094841A - Intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、多気筒エンジンに設けられ、吸気通路を流れる吸気を各気筒へ分配するように構成した吸気マニホルドに関する。 The present invention relates to an intake manifold provided in a multi-cylinder engine and configured to distribute intake air flowing through an intake passage to each cylinder.
従来から、この種の吸気マニホルドは周知であり、一つの吸気入口から吸気が流入するサージタンクと、そのサージタンクからエンジンの各気筒へ吸気を分配するために複数に分岐した分岐管とを備える。各分岐管の先端には、各気筒へ吸気が流出する吸気出口が設けられる。一般に吸気マニホルドに要求される機能の一つとして、各気筒へ吸気を均一に分配することがある。ここで、サージタンクの吸気入口から各分岐管の吸気出口までの流路長及び流路形状が各分岐管の間で同じであるほど、吸気マニホルドを介して各気筒へ分配される吸気が均一なものとなる。そのために、例えば4気筒エンジンにおいては、サージタンクの吸気入口をサージタンクの長手方向における中央部に配置し、その吸気入口を中心に左右に2つずつの分岐管を配置するのが理想的な構成となる。 Conventionally, this type of intake manifold is well known, and includes a surge tank into which intake air flows from one intake inlet, and a branch pipe branched into a plurality of branches to distribute the intake air from the surge tank to each cylinder of the engine. . An intake outlet through which intake air flows out to each cylinder is provided at the tip of each branch pipe. One of the functions generally required for an intake manifold is to uniformly distribute intake air to each cylinder. Here, as the flow path length and flow path shape from the intake inlet of the surge tank to the intake outlet of each branch pipe are the same between the branch pipes, the intake air distributed to each cylinder through the intake manifold is more uniform. It will be something. Therefore, for example, in a four-cylinder engine, it is ideal to arrange the intake inlet of the surge tank in the center in the longitudinal direction of the surge tank and arrange two branch pipes on the left and right with the intake inlet at the center. It becomes composition.
しかしながら、エンジンに要求される各種条件によっては、サージタンクの中央部に吸気入口を配置することが難しく、サージタンクの長手方向の片端に片寄るかたちで吸気入口を配置しなければならない場合がある。下記の特許文献1には、この種の片寄りタイプの吸気マニホルドが記載されている。このような片寄りタイプの吸気マニホルドでは、サージタンク(インダクションチャンバ)の吸気入口に近い分岐管に比べ、吸気入口から分岐管が遠くなるほど、吸気入口から吸気出口までの流路長が長くなる。このため、分岐管が吸気入口から遠のくほど、その分岐管に係る吸気抵抗が増し、その分岐管を流れる吸気量が減少する。この結果、エンジンの各気筒へ吸気を均一に分配することが難しくなり、各気筒で燃料の燃焼が不均一になるおそれがある。
However, depending on various conditions required for the engine, it is difficult to dispose the intake inlet at the center of the surge tank, and it may be necessary to dispose the intake inlet at one end in the longitudinal direction of the surge tank.
ここで、特許文献1の吸気マニホルドには、吸気抵抗を増加させることなく、エンジンで要求される吸気量を確保するために、サージタンクには、吸気入口から最も遠い分岐管に隣接して、サージタンクに連通する補助チャンバが設けられる。の補助チャンバによりサージタンクの容積を拡大して、サージタンクから各気筒へ分配する吸気量を増大させるようになっている。
Here, in the intake manifold of
ところが、特許文献1に記載の吸気マニホルドでは、補助チャンバによってサージタンクの容積を拡大できるものの、特に、吸気入口から最も遠い分岐管について、そこを流れる吸気を増大させることができず、複数の分岐管の間でそれらを流れる吸気の均一化を図ることができなかった。
However, in the intake manifold described in
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、サージタンクの吸気入口から最も遠い分岐管について、そこを流れる吸気量を増大させ、複数の分岐管の間でそれらを流れる吸気量の均一化を図ることを可能とした吸気マニホルドを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to increase the amount of intake air flowing through the branch pipes farthest from the intake inlet of the surge tank, and to distribute them among a plurality of branch pipes. An object of the present invention is to provide an intake manifold that makes it possible to equalize the amount of intake air flowing.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、長手方向の両端にそれぞれ第1端と第2端を有するサージタンクと、サージタンクの第1端の側に片寄って配置され、サージタンクへ吸気を流入させるための一つの吸気入口と、サージタンクの長手方向に沿って並列に配置され、サージタンクからエンジンの複数の気筒へ吸気を分配するための複数の分岐管と、サージタンクには、各分岐管の入口が形成され、各分岐管の先端には吸気を流出させるための吸気出口が形成されることとを備えた吸気マニホルドにおいて、サージタンクの第2端であって、吸気入口から最も離れた最遠の分岐管に隣接する位置に、最遠の分岐管への吸気の流れを促進するために、サージタンクに連通する副室を設けたことを趣旨とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
上記発明の構成によれば、エンジンに組み付けられた吸気マニホルドは、エンジンが運転されることにより、サージタンクへ吸気入口から吸気が流入する。そして、各分岐管には、それら分岐管に対応する気筒が吸気行程となるときに、サージタンクから分岐管の入口を通じて吸気が流れ、吸気出口から対応する気筒へ吸気が流出して分配される。ここで、サージタンクに流入する吸気の一部は、副室へも流れ込む。そして、副室に隣接する最遠の分岐管に吸気が流れるときには、副室に一旦流れ込んだ吸気が方向を反転して最遠の分岐管へ流れることになる。 According to the configuration of the above invention, the intake manifold assembled to the engine allows intake air to flow into the surge tank from the intake inlet when the engine is operated. Then, when the cylinders corresponding to the branch pipes are in the intake stroke, intake air flows from the surge tank through the inlet of the branch pipe to each branch pipe, and the intake air flows out from the intake outlet to the corresponding cylinder for distribution. . Here, a part of the intake air flowing into the surge tank also flows into the sub chamber. When the intake air flows into the farthest branch pipe adjacent to the sub chamber, the intake air that has once flowed into the sub chamber reverses the direction and flows to the farthest branch pipe.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、最遠の分岐管の入口直前において、吸気入口からの吸気の流れと副室からの吸気の流れとが合流するように、最遠の分岐管と副室とを横並び配置したことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the flow of the intake air from the intake inlet and the intake air from the sub chamber are immediately before the inlet of the farthest branch pipe. The purpose is to arrange the farthest branch pipe and the sub chamber side by side so that the flow merges.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、最遠の分岐管の入口直前において、吸気入口からの吸気の流れと副室からの吸気の流れとが合流するので、最遠の分岐管の中の吸気分布の偏りが減少する。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、吸気入口の中心と副室の中心とを略同一平面上に配置し、サージタンクの第2端の全域に副室の開口を形成したことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、吸気入口の中心と副室の中心とが略同一平面上に配置され、サージタンクの第2端の全域が副室の開口となるので、吸気入口から副室への吸気の流れが円滑となる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、副室を、最遠の分岐管が伸びる方向へ延伸して形成したことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、副室が、最遠の分岐管が伸びる方向へ延伸して形成されるので、サージタンクの長手方向へ副室の寸法を拡大することなく副室の容積が拡大される。
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れかに記載の発明において、サージタンクの長手方向と直交する断面積が、吸気入口が位置する側から副室が位置する側へ向けて漸減するように、サージタンクを形成したことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the surge tank is from the side where the intake inlet is located. The purpose is that the surge tank is formed so as to gradually decrease toward the side where the sub chamber is located.
上記発明の構成によれば、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の作用に加え、サージタンクの長手方向と直交する断面積が、吸気入口が位置する側から副室が位置する側へ向けて漸減するので、吸気入口から副室へ向かって流れる吸気の流速が増す。
According to the configuration of the invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載の発明において、サージタンクの中の圧力を検出するための圧力センサを、副室に設けたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の作用に加え、副室では、サージタンクに比べ吸気脈動の影響が小さく、圧力センサで検出される圧力の変動が少なくなる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
請求項1に記載の発明によれば、サージタンクの吸気入口から最も離れた最遠の分岐管を流れる吸気量を増大させることができ、複数の分岐管の間でそれらを流れる吸気量の均一化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the amount of intake air flowing through the farthest branch pipe farthest from the intake inlet of the surge tank can be increased, and the amount of intake air flowing through the plurality of branch pipes is uniform. Can be achieved.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、最遠の分岐管を流れる吸気量を更に増大させることができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the amount of intake air flowing through the farthest branch pipe can be further increased.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、吸気入口から副室へ吸気を効率よく流すことができ、副室から最遠の分岐管へより多くの吸気を流すことができ、その意味で副室を小型化することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、副室をサージタンクの長手方向へ大型化させることなく副室から最遠の分岐管へ流れる吸気量を更に増大させることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の効果に加え、吸気入口から最遠の分岐管及び副室へ流れる吸気量を増大させることができ、副室から最遠の分岐管へ流れる吸気量を更に増大させることができる。
According to the invention of
請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の効果に加え、圧力センサによるサージタンクの圧力の検出精度を向上させることができる。
According to the invention described in
以下、本発明の吸気マニホルドを具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of an intake manifold according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態の吸気マニホルド1を含む吸気マニホルドアッセンブリ2を側面図により示す。図1において、左側を吸気マニホルドアッセンブリ2の「前側」、右側を同アッセンブリ2の「後側」と定義する。図2に、吸気マニホルドアッセンブリ2を図1の平面図により示す。図3に、吸気マニホルドアッセンブリ2を図1の底面図により示す。図4に、吸気マニホルドアッセンブリ2を、図2のA−A線断面図により示す。図1〜図3に示すように、吸気マニホルドアッセンブリ2は、樹脂製の吸気マニホルド1に対し、スロットル装置3、EGRバルブ4及び圧力センサ5が一体的に組付けられて構成される。吸気マニホルド1は、サージタンク11と、複数(この実施形態では4つ)の分岐管12,13,14,15とを備える。スロットル装置3は、吸気通路から吸気マニホルド1へ流れる吸気量を調節するためのものであり、スロットル弁を内蔵し、そのスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ6を備える。スロットル装置3は、ワイヤを介して操作手段(共に図示略)に連結され、運転者により操作手段が操作されることで開閉される。EGRバルブ4は、吸気マニホルド1へ流れるEGRガス量を調節するためのものであり、モータにより駆動される弁体を内蔵する。圧力センサ5は、サージタンク11の中の圧力を検出するためのものである。
FIG. 1 is a side view showing an
図5に、吸気マニホルド1を分解して側面図により示す。図5に示すように、吸気マニホルド1は、それぞれ樹脂よりなる上側のアッパケース21と、下側のロアケース22とを互いに接合することにより形成される。図6に、ロアケース22を図5の平面図により示す。図7に、アッパケース21を図5の底面図により示す。図6、図7に示すように、ロアケース22の上面外周、アッパケース21の底面外周には、それぞれ両ケース22,21を互いに接合するための接合代22a,21aが形成される。
FIG. 5 is an exploded side view of the
図1〜図7に示すように、サージタンク11は、その長手方向(図2の上下方向)の両端のそれぞれに第1端11aと第2端11bを有する。サージタンク11には、同タンク11へ吸気を流入させるための一つの吸気入口11c(図6参照)が、第1端11aの側に片寄って配置される。この吸気入口11cは、サージタンク11の前側に配置される。その吸気入口11cには、サージタンク11から前方へ突出する短筒状の連結管16が形成される。この連結管16にスロットル装置3が取り付けられる。4つの分岐管12〜15は、サージタンク11からエンジンの4つの気筒へ吸気を分配するためのものであり、サージタンク11の後側においてその長手方向に沿って並列(横並び)に配置される。図4に示すように、サージタンク11の後側には、各分岐管12〜15の入口12a,13a,14a,15aが形成される。図3及び図6に示すように、各分岐管12〜15の先端には、吸気を流出させるための吸気出口12b,13b,14b,15bが形成される。
As shown in FIGS. 1-7, the
図1〜図7に示すように、サージタンク11の後側に並列に配置される4つの分岐管12〜15のうち、サージタンク11の第2端11bに最も近い分岐管15は、サージタンク11の吸気入口11cから最も離れた最遠の分岐管15となっている。この最遠の分岐管15に隣接する位置には、その分岐管15への吸気の流れを促進するために、サージタンク11に連通する副室17が設けられる。
As shown in FIGS. 1 to 7, among the four
この実施形態では、最遠の分岐管15の入口15aの直前において、吸気入口11cからの吸気の流れと副室17からの吸気の流れとが合流するように、図4に示すように、最遠の分岐管15と副室17とが横並び(並列)に配置される。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the flow of intake air from the
また、この実施形態では、図6に示すように、吸気入口11cの中心C1と副室17の中心C2とが、略同一平面上に配置さ、サージタンク11の第2端11bの全域に副室17の開口17aが形成される。これにより、吸気入口11cからサージタンク11に流入する吸気は、その流れがサージタンク11の中で、図4における上下方向へ屈折することなく、副室17へ向けてほぼ直線的に円滑に流れるようになっている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the center C1 of the
また、この実施形態では、図2、図3、図6及び図7に示すように、副室17は、最遠の分岐管15が伸びる方向(図6の矢印Yの方向:後方)へ延伸して形成される。また、図7に示すように、アッパケース21の副室17を構成する部分には、圧力センサ5を取り付けるための取付口21bが形成される。これにより、図1、図2に示すように、圧力センサ5が副室17に設けられる。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 2, 3, 6, and 7, the
また、この実施形態では、図2に示すように、サージタンク11は、その平面視が第1端11aから第2端11bへ向けて徐々に幅が狭くなる略三角形状をなす。すなわち、サージタンク11の長手方向(図2の矢印Xの方向。)と直交するサージタンク11の断面積は、吸気入口11cが位置する側から副室17が位置する側へ向けて漸減するように、サージタンク11が平面視で略三角形状に形成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the
以上説明したこの実施形態の吸気マニホルド1によれば、次のような作用効果を有する。すなわち、エンジンに組み付けられた吸気マニホルド1は、エンジンが運転されることにより、サージタンク11へ吸気入口11cから吸気が流入する。そして、各分岐管12〜15には、それら分岐管12〜15に対応するエンジンの気筒が吸気行程となるときに、サージタンク11から各分岐管12〜15の入口12a〜15aを通じて吸気が流れ、各吸気出口12b〜15bから対応する気筒へ吸気が流出して分配される。ここで、サージタンク11に流入する吸気の一部は、副室17へも流れ込む。そして、副室17に隣接する最遠の分岐管15に吸気が流れるときには、副室17に一旦流れ込んだ吸気が方向を反転して最遠の分岐管15へ流れることになる。このため、サージタンク11の吸気入口11cから最も離れた最遠の分岐管15を流れる吸気量を増大させることができ、複数の分岐管12〜15の間でそれらを流れる吸気量の均一化を図ることができる。
The
図8に、この実施形態の吸気マニホルド1を平面視的な輪郭図により示す。図9に、従来例の吸気マニホルド30を平面視的な輪郭図により示す。この吸気マニホルド1がエンジンに取り付けられた状態で、最遠の分岐管15に対応する気筒が吸気行程になると、吸気入口11cからサージタンク11に流入する吸気は、図8に太線矢印で示すように、最遠の分岐管15の入口15aへ向けて流れる。また、吸気入口11cからサージタンク11に流入する吸気の一部は、図8に破線矢印で示すように、副室17に一旦流れ込んで方向を反転し、最遠の分岐管15の入口へ向けて流れる。これに対し、従来例の吸気マニホルド30は、吸気行程で吸気入口31aからサージタンク31に流入する吸気は、図9に太線矢印で示すように、最遠の分岐管35へ向けて流れるだけである。
FIG. 8 shows an
図10に、4気筒エンジンの吸気行程で各気筒#1,#2,#3,#4に流れる吸気の流量の違いを従来例と対比してグラフにより示す。図10において、ハッチングで示す棒グラフは、副室のない従来例の吸気マニホルド30を使用した場合を示し、白抜きで示す棒グラフは、副室17のある本実施形態の吸気マニホルド1を使用した場合を示す。図10において、第1の気筒#1は、図8及び図9の吸気入口11c,31aに最も近い分岐管12,32から吸気を吸入し、第2の気筒#2は、図8及び図9の分岐管13,33から吸気を吸入し、第3の気筒#3は、図8及び図9の分岐管14,34から吸気を吸入し、第4の気筒#4は、図8及び図9の最遠の分岐管15,35から吸気を吸入する。図10からわかるように、従来例では、第4の気筒#4で流量が最も少なく、第3の気筒#3、第2の気筒#2及び第1の気筒#1の順に流量が多くなる。第4の気筒#4の流量は、第1の気筒#1のそれの半分程度と少ない。これに対し、本実施形態では、第1及び第2の気筒#1,#2の流量は従来例のそれと同じだが、第4の気筒#4の流量が増えて第2の気筒#2の流量とほぼ同じであることがわかる。これは、最遠の分岐管15に隣接して副室17を設けた効果と考えられる。また、第3の気筒#3の流量は、第4の気筒#4の流量よりやや少ないが、従来例よりも流量が増加したことがわかる。副室17の効果が最遠の分岐管15の隣の分岐管14にも波及したことがわかる。
FIG. 10 is a graph showing the difference in the flow rate of the intake air flowing through the
この実施形態では、図8に太線矢印と破線矢印で示すように、最遠の分岐管15の入口15aの直前において、吸気入口11cからの吸気の流れと副室17からの吸気の流れとが合流するので、最遠の分岐管15の中の吸気分布の偏りが減少する。この意味でも、最遠の分岐管15を流れる吸気量を更に増大させることができる。
In this embodiment, as shown by the bold arrows and the broken line arrows in FIG. 8, the flow of intake air from the
この実施形態では、吸気入口11cの中心と副室17の中心とが略同一平面上に配置され、サージタンク11の第2端11bの全域が副室17の開口17aとなるので、吸気入口11cから副室17への吸気の流れが円滑となる。このため、吸気入口11cから副室17へ吸気を効率よく流すことができ、副室17から最遠の分岐管15へより多くの吸気を流すことができ、その意味で副室17を小型化することができる。
In this embodiment, the center of the
この実施形態では、副室17が、最遠の分岐管15が伸びる方向へ延伸して形成されるので、サージタンク11の長手方向へ副室17の寸法を拡大することなく副室の容積が拡大される。このため、副室17をサージタンク11の長手方向へ大型化させることなく副室17から最遠の分岐管15へ流れる吸気量を更に増大させることができる。
In this embodiment, since the
この実施形態では、サージタンク11の長手方向と直交する断面積が、吸気入口11cが位置する側から副室17が位置する側へ向けて漸減するので、吸気入口11cから副室17へ向かって流れる吸気の流速が増す。この意味で、吸気入口11cから最遠の分岐管15及び副室17へ流れる吸気量を増大させることができ、副室17から最遠の分岐管1へ流れる吸気量を更に増大させることができる。
In this embodiment, the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the
この実施形態で、副室17では、サージタンク11に比べ吸気脈動の影響が小さく、圧力センサ5で検出される圧力の変動が少なくなる。このため、圧力センサ5によるサージタンク11の圧力の検出精度を向上させることができる。
In this embodiment, the
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
例えば、前記実施形態では、4気筒のエンジンに合わせて4つの分岐管12〜15を備えた吸気マニホルド1に本発明を具体化したが、分岐管の数をエンジンの気筒数に合わせて4以外の数に変更することができる。
For example, in the above-described embodiment, the present invention is embodied in the
また、前記実施形態において、サージタンク11に副室17を設ける構成以外の限定的な構成を適宜省略することもできる。
Moreover, in the said embodiment, limited structures other than the structure which provides the
この発明は、車両用エンジンや船舶用エンジンの吸気系に利用することができる。 The present invention can be used for an intake system of a vehicle engine or a marine engine.
1 吸気マニホルド
5 圧力センサ
11 サージタンク
11a 第1端
11b 第2端
11c 吸気入口
12 分岐管
12a 入口
12b 吸気出口
13 分岐管
13a 入口
13b 吸気出口
14 分岐管
14a 入口
14b 吸気出口
15 最遠の分岐管
15a 入口
15b 吸気出口
17 副室
21b 取付孔
1
Claims (6)
前記サージタンクの前記第1端の側に片寄って配置され、前記サージタンクへ吸気を流入させるための一つの吸気入口と、
前記サージタンクの長手方向に沿って並列に配置され、前記サージタンクからエンジンの複数の気筒へ吸気を分配するための複数の分岐管と、
前記サージタンクには、前記各分岐管の入口が形成され、前記各分岐管の先端には吸気を流出させるための吸気出口が形成されることと
を備えた吸気マニホルドにおいて、
前記サージタンクの前記第2端であって、前記吸気入口から最も離れた最遠の分岐管に隣接する位置に、前記最遠の分岐管への吸気の流れを促進するために、前記サージタンクに連通する副室を設けたことを特徴とする吸気マニホルド。 A surge tank having a first end and a second end at both ends in the longitudinal direction;
One intake inlet arranged to be shifted toward the first end of the surge tank, and for allowing intake air to flow into the surge tank;
A plurality of branch pipes arranged in parallel along the longitudinal direction of the surge tank, for distributing intake air from the surge tank to a plurality of cylinders of the engine;
In the intake manifold, the surge tank is provided with an inlet of each branch pipe, and an intake outlet for discharging the intake air is formed at a tip of each branch pipe.
In order to promote the flow of intake air to the farthest branch pipe at the second end of the surge tank and adjacent to the farthest branch pipe farthest from the intake inlet, the surge tank An intake manifold characterized in that a sub-chamber communicating with the intake is provided.
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