JP3374412B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気装置の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用機関に備えられる吸気路の条件
として、低速から高速まで幅広い回転域に渡って吸入効
率が良いことや、多気筒機関では各気筒への空気および
混合気の分配が均等であることが要求される。
【0003】従来のV型対向式6気筒機関に備えられる
吸気装置として例えば図11に示すものがあった(特開
昭60−69255号公報、参照)。
【0004】これについて説明すると、左右バンク7
1,72の各気筒に連通する分枝管73,74をバンク
毎に集合する2つの集合部(サージタンク)75,76
を設け、各集合部75,76をクランクシャフトと平行
に配置し、各集合部75,76の端部にスロットルバル
ブ77をそれぞれ介装している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、各集合部75,76の端部に
スロットルバルブ77をそれぞれ介装しているため、ス
ロットルバルブ77と各気筒の吸気弁を結ぶ吸気通路長
が不均一となり、共鳴過給が行われる低回転域では各気
筒の吸入効率にバラツキが生じるという問題点があっ
た。
【0006】また、各集合部75,76を各バンク中心
線上に配置していたため、吸気装置を機関本体から外さ
ないと同じくバンク中心線上に配置される点火栓の脱着
ができないという問題点があった。さらに、車両のエン
ジンフードラインが中央部より側方部で高くなってしま
うというデザイン上の制約があった。
【0007】本発明は上記の問題点に着目し、V型内燃
機関において、機関の全高を抑えつつ吸入効率を高める
ことを目的とする。
【0008】本発明は、V型に対向する第1と第2の
ンクを有するV型6気筒内燃機関に備えられる吸気装置
において、各バンクはクランクシャフト軸方向に偏倚し
て第1バンクは前側に、第2バンクは後側に配置され、
バンクのそれぞれの中心線上に略一致して各気筒の点
火装置を配置する一方、各バンクの各気筒に連通する分
枝管を互いに並列に交差するように配置し、点火順序の
連続しない気筒に接続する各分枝管どうしを互いに集合
させる2つの集合部を各バンク中心線より内側に、各バ
ンクに対応しクランクシャフト軸方向に偏倚するよう配
置するとともに、スロットルバルブと各気筒の吸気弁を
結ぶ吸気通路長が略均一になるように第1と第2のバン
クにそれぞれ接続する第1と第2の導入管を、第1導入
管は第2バンクの中心線より外側から第2バンクの前側
2つの点火装置の間を通して第1バンクに接続する集合
部の中央部に接続し、第2導入管は第1バンクの中心線
より外側から第1バンクの後側2つの点火装置の間を通
して第2バンクに接続する集合部の中央部に接続する。
【0009】また、各集合部を連通する連通管を各分枝
管の上方に位置して設け、各連通管を機関運転条件に応
じて開閉する制御弁を設ける。
【0010】
【作用】バンクのそれぞれの中心線上に略一致して各
気筒の点火装置を配置する一方、各バンクの各気筒に連
通する分枝管を互いに並列に交差するように配置し、点
火順序の連続しない気筒に接続する各分枝管どうしを互
いに集合させる2つの集合部を各バンク中心線より内側
に、各バンクに対応しクランクシャフト軸方向に偏倚す
るよう配置するとともに、スロットルバルブと各気筒の
吸気弁を結ぶ吸気通路長が略均一になるように第1と第
2のバンクにそれぞれ接続する第1と第2の導入管を
第1導入管は第2バンクの中心線より外側から第2バン
クの前側2つの点火装置の間を通して第1バンクに接続
する集合部の中央部に接続し、第2導入管は第1バンク
の中心線より外側から第1バンクの後側2つの点火装置
の間を通して第2バンクに接続する集合部の中央部に接
したため、共鳴過給が行われる低回転域にも各気筒の
吸入効率を高めることができる。
【0011】加えて、機関の左右側部の高さを抑えられ
るとともに、略バンク中心線上に配置される点火栓等を
吸気装置を機関本体から外さないで脱着することができ
る。
【0012】また、各集合部を連通する連通管を機関運
転条件に応じて開閉することにより、低回転域では共鳴
過給効果を高めるとともに、高回転域では慣性過給効果
を高めて、幅広い回転域に渡って吸入効率を維持するこ
とができる。
【0013】さらに、2つの集合部およびこれを結ぶ連
通管を各バンク中心線より内側に配置したため、車両の
エンジンフードラインを中央部より側方部を低くするこ
とができるというデザイン上の効果がある。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0015】図1、図2に示すように、V型6気筒機関
はシリンダブロック1の上部に左右シリンダヘッド2,
3が設けられ、この左右シリンダヘッド2,3の内側に
吸気マニホールド6が接続され、外側に図示しない排気
管が接続されている。なお、左右のバンクには点火順序
の連続しない気筒どうしが集められている。
【0016】吸気マニホールド6は左右シリンダヘッド
2,3に接続されるロアマニホールド11と、このロア
マニホールド11の上部に接続されるアッパーマニホー
ルド12とに分割して形成される。このアッパーマニホ
ールド12は左右のロッカーカバー4,5上で水平方向
に延び、ロアマニホールド11を介して左右シリンダヘ
ッド2,3の各吸気ポート9に連通する分枝管13,1
4と、各分枝管13,14を集合する2つの集合部1
5,16と、各集合部15,16に各スロットルバルブ
10からの吸気を導く2つの導入管17,18とを有
し、これらが一体形成されている。
【0017】平面図(図3)上において、各分枝管1
3,14のうち中央に配置されるものの中心線O4,O3
は図示しないクランクシャフトと直交する方向に直線状
に延びる一方、各分枝管13,14のうち前後端に配置
されるものの中心線O1,O2,O5,O6は途中から折れ
曲がり、各中心線O3,O4上の各点C1,C2に交わる。
すなわち、各中心線O2,O4,O6は点C1で交わり、各
中心線O1,O3,O5は点C2で交わっている。したがっ
て、アッパーマニホールド12の各分枝管13,14の
うち前後端に配置されるものは、互いに並列に交差する
各並列部13a,14aと、この各並列部13a,14
aから各分枝管13,14のうち中央に配置されるもの
に向けて折れ曲がる各傾斜部13b,14bとを有す
る。
【0018】各集合部15,16は各分枝管13,14
と各導入管17,18の間に画成されるサージタンクと
してクランクシャフトと平行方向に延びる一方、各導入
管17,18は各集合部15,16の中央部からクラン
クシャフトと直交する方向に延びる直交部17a,18
aと、各直交部17a,18aから折れ曲がってクラン
クシャフトと平行方向に延びる平行部17b,18bと
を有している。
【0019】アッパーマニホールド12は左右のロッカ
ーカバー4,5上で水平方向に延びており、正面図(図
1、図2)上において、各集合部16,15は左右のバ
ンク中心線(気筒中心線)A2,A3より内側で、かつ各
導入管18,17の平行部18b,17bは各バンク中
心線A2,A3より外側に配置される。
【0020】図4に示すように、各ロッカーカバー4,
5には各気筒に対応して点火コイル41が取付けられ、
各点火コイル41の下方には図示しない点火栓が収装さ
れている。正面図上において、各点火栓および点火コイ
ル41は左右のバンク中心線A2,A3上にそれぞれ配置
され、各集合部16,15より外側に位置しており、各
点火コイル41および点火栓の脱着を容易にしている。
左バンクでは前端の点火コイル41が集合部16と導入
管平行部18bの間に配置され、かつ前端の点火コイル
41と中央の点火コイル41が導入管直交部18aを挟
むようにして配置される。右バンクでは中央の点火コイ
ル41が集合部15と導入管平行部17bの間に配置さ
れ、かつ中央の点火コイル41と後端の点火コイル41
が導入管直交部17aを挟むようにして配置される。
【0021】図5に示すように、各導入管17,18の
端部にはスロットルチャンバー30に対する接合フラン
ジ17c,18cが形成される。この接合フランジ17
c,18cは所定角度だけ下方に向けて傾斜して形成さ
れ、スロットルチャンバー30の取付け高さを低く抑え
ている。なお、図5において、47は排気管、48はラ
ジエータファンである。
【0022】左右のスロットルバルブ10は、図6に示
すように、それぞれに連結される各シャフト41,42
が同軸上に配置され、図示しないアクセルペダルにワイ
ヤーを介して互いに同期して連動するようになってい
る。
【0023】各スロットルチャンバ30には弾性材から
なるダクト43,44がそれぞれ接続され、図示しない
エアクリーナから取り入れられた吸気が各ダクト43,
44を通して導かれるようになっている。なお、エアク
リーナと各気筒の吸気弁8を結ぶ吸気通路長は均一に形
成される。
【0024】吸気マニホールド6は左右集合部15,1
6を連通する連通管20を各分枝管13,14の上方に
備える。
【0025】連通管20は、各接合フランジ35,36
の前後端にボルト穴37が形成され、各ボルト穴37に
挿通する図示しないボルトをアッパーマニホールド12
に螺合させることにより締結される。連通管20とアッ
パーマニホールド12間には図示しないシール材が介装
される。
【0026】各集合部15,16の上壁部には開口部3
1,32が形成される一方、連通管20には各開口部3
1,32と重なり合う同形の開口部33,34が形成さ
れる。各開口部31,32はクランクシャフトと平行方
向に延び、それぞれの開口縁部は平面図(図3)上にお
いて各分枝管13,14のうち前後端に位置するものの
中心線O1,O2,O5,O6より外側に配置され、これに
より各集合部15,16に対する連通管20の開口面積
が十分に確保されている。
【0027】図7にも示すように、連通管20は偏平な
箱形をしており、その内部に開口断面積の異なる第一連
通路21と第二連通路22が仕切り壁27によって画成
される。各連通路21,22の断面形状は略矩形をし
て、大小異なる大きさで形成される。
【0028】また、第一連通路21を画成する第一天井
壁部21aは、段差28を持って第二連通路22を画成
する第二天井壁部22aより低く形成されていることに
より、車両のエンジンフードを車両の後方から前方にか
けて低く傾斜させて、車両の空気抵抗を小さくすること
が可能となる。
【0029】各連通路21,22にはバタフライ式の第
一、第二制御弁23,24がそれぞれ介装される。各制
御弁23,24は矩形の各弁体23a,24aと、各弁
体23a,24aを回動可能に支持する弁軸23b,2
4bを備え、各弁軸23b,24bに連結したアクチュ
エータ25,26を介して開閉作動する。各弁軸23
b,24bは連通管20から突出した端部に各リンクプ
レート39,40がそれぞれ連結され、各リンクプレー
ト39,40にアクチュエータ25,26のロッド25
a,26aが連結される。各アクチュエータ25,26
は運転条件に応じて各制御弁23,24を開閉作動させ
て、連通管20の通路面積を段階的に変化させるように
なっている。
【0030】次に、作用について説明する。
【0031】図示しないエアクリーナから取り入れられ
た吸気は各スロットルバルブ10から各導入管17,1
8を通って各集合部15,16に送り込まれた後、各分
枝管13,14を通って順に吸入行程を迎える気筒へと
吸入される。所定の低回転域では各制御弁23,24が
共に閉弁して各集合部15,16の連通を断つことによ
り、吸気の脈動エネルギーを利用して共鳴過給が行われ
る。
【0032】スロットルバルブ10からの吸気を導く2
つの導入管17,18を各集合部15,16の中央部に
接続したため、スロットルバルブ10と各気筒の吸気弁
8を結ぶ吸気通路長を均一とすることが可能となり、低
回転域では上記共鳴過給により各気筒の吸入効率に均一
に高めることができる。
【0033】所定の中回転域では各制御弁23,24の
いずれか一方のみが選択的に開弁し、所定の高回転域で
は各制御弁23,24が共に開弁して、各集合部15,
16を連通する開口面積を段階的に変化させることによ
り、吸気の気柱慣性を利用した慣性過給に切換える。図
8は各制御弁23,24の開閉に応じた発生トルク特性
を測定した実験結果を示しており、この特性に基づいて
回転数に応じて最も高い発生トルクが得られるように各
制御弁23,24を開閉制御するようになっている。
【0034】断面積の比較的大きい第二連通路22は第
一連通路21より後方に配置されており、各導入管平行
部17b,18bを通過する吸気流に与えられる機関後
方に向かう勢力を利用して第二連通路22に吸気流が流
入することを促し、高回転時の吸入効率を高めるように
なっている。
【0035】吸気マニホールド6は各分枝管13,14
の並列部13a,14aを互いに並列に交差し、各分枝
管13,14から各集合部15,16を経て各導入管1
7,18へと吸気流路が上下方向に曲がることなく水平
方向に延びているため、吸気流路の湾曲を最小限にして
吸気抵抗を小さく抑えられる。
【0036】各集合部15,16を各バンク中心線
2,A3より内側に配置したため、バンク中心線A2
3上に配置される点火コイル41および点火栓を吸気
マニホールド6を機関本体から外さないで脱着すること
ができる。
【0037】さらに、容積の比較的大きい各集合部1
5,16を各バンク中心線A2,A3より内側に配置した
ため、車両のエンジンフードラインを中央部より側方部
を低くすることができるというデザイン上の効果があ
る。
【0038】次に、図9、図10に示した他の実施例
は、前記実施例における連通管20を廃止したものであ
り、この場合吸気マニホールド6の突出高さをさらに低
く抑えて、車両のエンジンフードライン50に対するデ
ザイン自由度をひろげることができる。なお、図中51
はフロントフェンダ、52は機関後部に連結されるトラ
ンスミッションである。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明は、V型に対向する
第1と第2のバンクを有するV型6気筒内燃機関に備え
られる吸気装置において、各バンクはクランクシャフト
軸方向に偏倚して第1バンクは前側に、第2バンクは後
側に配置され、各バンクのそれぞれの中心線上に略一致
して各気筒の点火装置を配置する一方、各バンクの各気
筒に連通する分枝管を互いに並列に交差するように配置
し、点火順序の連続しない気筒に接続する各分枝管どう
しを互いに集合させる2つの集合部を各バンク中心線よ
り内側に、各バンクに対応しクランクシャフト軸方向に
偏倚するよう配置するとともに、スロットルバルブと各
気筒の吸気弁を結ぶ吸気通路長が略均一になるように
1と第2のバンクにそれぞれ接続する第1と第2の導入
管を、第1導入管は第2バンクの中心線より外側から第
2バンクの前側2つの点火装置の間を通して第1バンク
に接続する集合部の中央部に接続し、第2導入管は第1
バンクの中心線より外側から第1バンクの後側2つの点
火装置の間を通して第2バンクに接続する集合部の中央
部に接続したため、機関の全高を抑えつつスロットルバ
ルブと各気筒の吸気弁を結ぶ吸気通路長を均一にして各
気筒の吸入効率を均一に高めることができ、また、点火
栓等を吸気装置を機関本体から外さないで脱着すること
ができる。
【0040】また、各集合部を連通する連通管を各分枝
管の上方に位置して設け、各連通管を機関運転条件に応
じて開閉する制御弁を設けたため、幅広い回転域に渡っ
て吸入効率を維持することができるとともに、車両のエ
ンジンフードラインを中央部より側方部を低くすること
ができるいうデザイン上の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す機関の正面図である。
【図2】同じく機関の上部を拡大した正面図である。
【図3】同じく吸気装置の平面図である。
【図4】同じく機関の平面図である。
【図5】同じく機関の側面図である。
【図6】同じく吸気装置の分解斜視図である。
【図7】同じく連通管の斜視図である。
【図8】同じく機関のトルク特性図である。
【図9】他の実施例を示す機関の正面図である。
【図10】同じく機関の側面図である。
【図11】従来例を示す機関の正面図である。
【符号の説明】
10 スロットルバルブ 13 分枝管 14 分枝管 15 集合部 16 集合部 17 導入管 18 導入管 20 連通管 23 第一制御弁 24 第二制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−9020(JP,A) 特開 平1−280631(JP,A) 実開 平3−42027(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 35/116 F02B 27/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】V型に対向する第1と第2のバンクを有す
    V型6気筒内燃機関に備えられる吸気装置において、
    各バンクはクランクシャフト軸方向に偏倚して第1バン
    クは前側に、第2バンクは後側に配置され、各バンク
    それぞれの中心線上に略一致して各気筒の点火装置を配
    置する一方、各バンクの各気筒に連通する分枝管を互い
    に並列に交差するように配置し、点火順序の連続しない
    気筒に接続する各分枝管どうしを互いに集合させる2つ
    の集合部を各バンク中心線より内側に、各バンクに対応
    しクランクシャフト軸方向に偏倚するよう配置するとと
    もに、スロットルバルブと各気筒の吸気弁を結ぶ吸気通
    路長が略均一になるように第1と第2のバンクにそれぞ
    れ接続する第1と第2の導入管を、第1導入管は第2バ
    ンクの中心線より外側から第2バンクの前側2つの点火
    装置の間を通して第1バンクに接続する集合部の中央部
    に接続し、第2導入管は第1バンクの中心線より外側か
    ら第1バンクの後側2つの点火装置の間を通して第2バ
    ンクに接続する集合部の中央部に接続したことを特徴と
    する内燃機関の吸気装置。
  2. 【請求項2】各集合部を連通する連通管を各分枝管の上
    方に位置して設け、各連通管を機関運転条件に応じて開
    閉する制御弁を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    内燃機関の吸気装置。
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