JP3668446B2

JP3668446B2 - Intake device for multi-cylinder internal combustion engine

Info

Publication number: JP3668446B2
Application number: JP2001266116A
Authority: JP
Inventors: 栄一松崎; 順博松本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP2003074428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関の吸気装置に関し、特にサージタンクと連通管により連通するレゾナンスチャンバを有する多気筒内燃機関の吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特開平１１−５０９２４号公報、特開平１１−１１７８１９号公報等に開示されているように、吸気装置の吸気マニホルドに、連通管によりレゾナンス（共鳴）チャンバに連通するサージタンクを設け、このレゾナンスチャンバにより吸気こもり音等の吸気音を低減したり、吸入空気の脈動を平滑化し、サージタンクに発生する打音を除去し、また内燃機関のトルクも向上せんとする構造が採用されている。これらには、サージタンクとは別体のレゾナンスチャンバをサージタンクに連通管により接続した構造や、レゾナンスチャンバをサージタンクと一体に形成した構造がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば特開平１１−５０９２４号公報に開示されたものは、レゾナンスチャンバがサージタンクと別体をなすものであるが、この構造は部品点数が増加すると共に組み付け作業工数が増大し、製造コストも高騰するという問題がある。更に、レゾナンスチャンバとサージタンクとの連通路が吸気導入口から最も離れた分岐吸気管近傍に開口していることから、サージタンクにおいて発生する吸気音をレゾナンスチャンバによって低減する際の各分岐吸気管からの振動周波数を均一化させることが困難である。
【０００４】
一方、特開平１１−１１７８１９号公報に開示されたものは、レゾナンスチャンバがサージタンク及び各分岐吸気管と一体をなし、成型性を考慮して各分岐吸気管に沿って分割面を形成した２つの分割体（インテークマニホルド部品１１、２１）を、その溶着部同士を突き合わせて振動溶着することで一体に接合させた構造となっており、部品点数が削減され、製造コストも低廉になっている。ところが、この構造は、分割面に形成された溶着部が曲面状をなすと共にその溶着面積が大きいため、全周に均一なシール性を確保することが困難であるという問題がある。更に、両分割体が、互いを接合する際の位置決め手段を備えていないことから、溶着時、直接溶着治具で両分割体を押さえるようになるため、その位置合わせが困難であるという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決するべく案出されたものであり、製造が容易であると共にシール性も容易に確保可能であり、しかも高い共鳴効果の期待できるレゾナンスチャンバを有する多気筒内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するべく、本発明の請求項１では、連通管１８が設けられた仕切部材１３を下部ケーシング１２上に被せ、上端面部に各気筒の分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが開口する上部ケーシング１４を前記仕切部材上に被せ、前記下部ケーシング１２、前記仕切部材１３及び前記上部ケーシング１４の外周縁部同士を重ね合わせて振動溶着して略同一平面Ｐで密閉し且つ一体化することにより、前記下部ケーシング１２と前記仕切部材１３との間にレゾナンスチャンバ１６を画定し、前記仕切部材１３と前記上部ケーシング１４との間にサージタンク１５を画定し、これら両チャンバを前記連通管によって互いに連通するようにしてなる多気筒内燃機関の吸気装置であって、前記下部ケーシングの開口内縁に形成された段部１２ａに前記仕切部材の外周に形成された段部１３ａを置いてこれら下部ケーシングと仕切部材との相互位置決めを行い、前記上部ケーシングの開口端面の外周の全周に渡って形成された凹部１４ａに、前記仕切部材の前記開口端面との対向面の外周の全周に渡って形成された凸条１３ｂを嵌め込んでこれら仕切部材と上部ケーシングとの相互位置決めを行い、前記凸条を溶着リブとして振動溶着することを特徴とするものとした。このようにすれば、溶着時に、別の位置決め治具などを用いずに各部の位置決めを行うことができるので、製造を容易化することができる。しかも段部同士、或いは凸条と凹部とで溶着部が嵌り合い、凸条が溶着リブとして機能するので、全周に渡る均一なシール性の確保が容易になる。更に、請求項２の発明では、前記仕切部材１３の前記連通管１８を、前記分岐吸気管の開口２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ列の中央に対向して開口させるものとした。これにより、各分岐吸気管からの振動周波数を均一化でき、各気筒均等に吸気音を低減でき、吸入空気の脈動も平滑化できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明が適用された吸気系の全体を示している。この吸気系は、図示されない４気筒内燃機関の車体に搭載された状態で前方を向く面に設けられており、シリンダヘッドに内設された吸気ポート（図示せず）に接続される吸気マニホルド２と、吸気マニホルド２の吸気上流端に接続されたレゾネータ付き吸気チャンバ３と、吸気チャンバ３の右端部の上面に開口した吸気流入口に接続されたスロットルボディ４と、吸気マニホルド２の反スロットルボディ４側の端部にて排気還流量を制御するＥＧＲバルブ６とを備えている。
【０００９】
吸気マニホルド２は、例えばアルミニウム合金の鋳造にて形成されており、図２に示すように、吸気チャンバ３の上面とシリンダヘッドの前面とを連結するように、略エルボ状に湾曲した４本の分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有している。
【００１０】
図２〜図４に良く示すように、吸気装置の吸気チャンバ３は、大容積の箱形容器状をなす熱可塑性樹脂製の下部ケーシング１２と、この下部ケーシング１２上に被せられた楕円半球容器状をなす熱可塑性樹脂製の仕切部材１３と、仕切部材に被せられた略ドーム状をなす熱可塑性樹脂製の上部ケーシング１４とを有している。この下部ケーシング１２の縁部と、仕切部材１３の縁部と、上部ケーシング１４の縁部とを重ね合わせて振動溶着により３つの部材を結合して同一平面Ｐで密閉することにより下部ケーシング１２と仕切部材１３との間にレゾナンスチャンバ１６を画定し、仕切部材１３と上部ケーシング１４との間にサージタンク１５を画定している。
【００１１】
更に具体的には、下部ケーシング１２の内縁に形成された段部１２ａに仕切部材１３の段部１３ａが置かれることで両者が位置決めされ、また、仕切部材１３上に形成された全周に亘る凸条１３ｂが上部ケーシング１４の凹部１４ａに嵌め込まれて両者が位置決めされ、３つのの部材が位置決めされた状態で振動溶着（熱溶着）することにより、一体に接合されている。ここで、凸条１３ｂは、位置決めのみならず溶着リブとしても機能している。
【００１２】
上部ケーシング１４の上端には、吸気マニホルド２に接続するようにその各分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの基端部が形成されており、各分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの開口２ａａ、２ｂａ、２ｃａ、２ｄａが上部ケーシング１４の上端面に直列して設けられている。また、仕切部材１３には、サージタンク１５とレゾナンスチャンバ１６とを連通するための所定の径及び長さの連通管１８が一体的に形成されている。この連通管１８のサージタンク１５側開口は、各分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの開口２ａａ、２ｂａ、２ｃａ、２ｄａ列の中央に対向して設けられている。
【００１３】
上記吸気系にあっては、外気が空気導入口から取り込まれ、エアダクト、エアクリーナ（いずれも図示せず）を通過し、スロットルボディ４に供給された後、サージタンク１５へ導かれる。そして、サージタンク１５に導入された空気は分岐空気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから各気筒の燃焼室に供給されることとなる。
【００１４】
その際、スロットルボディ４はサージタンク１５の上流側に下向き開口で装着され、レゾナンスチャンバ１６はサージタンク１５の下方に開口連通されており、レゾナンスチャンバ１６を含むサージタンク１５で反転した吸気圧力波は、スロットルボディ４を通って流入してくる吸気の流れとの対向が避けられ、その影響を直接受けることがなくなる。これにより、吸気圧力波はサージタンク１５及び各分岐吸気管２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおける減衰が最大限に抑えられ、スムーズに他の気筒にその影響を及ぼすことができ、中回転速度減に設定された吸気の共鳴過給効果により吸気の体積効率を向上させることができる。
【００１５】
尚、内燃機関の中回転速度減において共鳴過給効果による体積効率の向上を図るには、ヘルムホルツの方程式に基づき連通管１８の径または長さを変更すれば良い。連通管１８の径及び長さは、その変更が容易であり、これらを変更することにより吸気音低減周波数及びトルク向上周波数を容易に変更できる。また、連通管１８のレゾナンスチャンバ内への突入長を長くすると好ましく、サージタンク内の吸気流が乱されるのを抑制することができる。
【００１６】
尚、仕切部材１３の形状を変更することにより、上部ケーシング１４及び下部ケーシング１２を変更することなく、サージタンク１５の容積及びレゾナスチャンバ１６容積を変更することが可能である。これにより異なる周波数の吸気音も低減可能となる。
【００１７】
上記構成では４気筒内燃機関の吸気装置について説明したが、これに限定されず、６気筒等、他の多気筒内燃機関にも容易に適用可能であることは云うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
上記した説明により明らかなように、請求項１に記載された本発明による多気筒内燃機関の吸気装置によれば、サージタンク並びにレゾナンスチャンバを画定する複数の部材同士の溶着時に、別の位置決め治具などを用いずに各部材同士の相互位置決めを行うことができるので、製造を容易化する上に大きな効果を奏することができる。しかも段部同士、或いは凸条と凹部とで溶着部が嵌り合い、凸条が溶着リブとして機能するので、全周に渡る均一なシール性の確保を容易化する上に効果的である。また、請求項２に記載された本発明による多気筒内燃機関の吸気装置によれば、仕切部材の連通管を、分岐吸気管の開口列の中央に対向して開口させることで、各分岐吸気管からの振動周波数を均一化でき、各気筒均等に吸気音を低減でき、吸入空気の脈動も平滑化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された吸気系の斜視図
【図２】図１の吸気装置（吸気チャンバ）の要部構造を示す断面図。
【図３】図２の吸気装置の要部分解断面図。
【図４】図３のシール面部分を拡大した図。
【符号の説明】
２吸気マニホルド
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ分岐吸気管
３吸気チャンバ
１２下部ケーシング
１３仕切部材
１４上部ケーシング
１５サージタンク
１６レゾナンスチャンバ
１８連通管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for a multi-cylinder internal combustion engine, and more particularly to an intake device for a multi-cylinder internal combustion engine having a resonance chamber that communicates with a surge tank through a communication pipe.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, JP-A-11-50924, JP-A-11-117819, and the like, a surge tank connected to a resonance (resonance) chamber through a communication pipe is provided in an intake manifold of an intake device. The resonance chamber reduces the intake noise such as the intake noise, smoothes the pulsation of the intake air, removes the sound generated in the surge tank, and improves the torque of the internal combustion engine. ing. These include a structure in which a resonance chamber separate from the surge tank is connected to the surge tank through a communication pipe, and a structure in which the resonance chamber is formed integrally with the surge tank.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-50924 has a resonance chamber that is separate from the surge tank, but this structure increases the number of parts and assembly man-hours, and the manufacturing cost. There is also a problem of soaring. Further, since the communication path between the resonance chamber and the surge tank opens near the branch intake pipe farthest from the intake inlet, each branch intake pipe when reducing the intake noise generated in the surge tank by the resonance chamber is used. It is difficult to equalize the vibration frequency from
[0004]
On the other hand, what is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-117819 is that a resonance chamber is integrated with a surge tank and each branch intake pipe, and a split surface is formed along each branch intake pipe in consideration of moldability. The two divided bodies (intake manifold parts 11 and 21) are joined together by abutting their welded parts together and vibration welded, reducing the number of parts and reducing the manufacturing cost. . However, this structure has a problem that it is difficult to ensure a uniform sealing property on the entire circumference because the welded portion formed on the dividing surface has a curved surface shape and a large welded area. Furthermore, since both the split bodies are not provided with positioning means for joining each other, at the time of welding, the two split bodies can be pressed directly by the welding jig, so that there is a problem that the alignment is difficult. is there.
[0005]
The present invention has been devised to solve the above-described problems of the prior art, and is a resonance chamber that is easy to manufacture and can easily ensure sealing performance, and can be expected to have a high resonance effect. It aims at providing the intake device of the multicylinder internal combustion engine which has this.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to claim 1 of the present invention , the partition member 13 provided with the communication pipe 18 is covered on the lower casing 12, and the branch intake pipes 2a, 2b, 2c, 2d of the respective cylinders are placed on the upper end surface portion. There covered with the upper casing 14 opening on the partition member, the lower casing 12, one 且sealed with substantially the same plane P and vibration-welded by overlapping outer edge portions of the partition member 13 and the upper casing 14 by integrating, defining a Les Zona Nsu chamber 16 between the partition member 13 and the lower casing 12, defining a sub Jitanku 15 between the partition member 13 and the upper casing 14, both these An intake device for a multi-cylinder internal combustion engine in which chambers are communicated with each other via the communication pipe, and a step portion 1 formed at an inner edge of the opening of the lower casing A step portion 13a formed on the outer periphery of the partition member is placed on a, and the lower casing and the partition member are positioned relative to each other, and a recess 14a formed over the entire outer periphery of the open end surface of the upper casing. The protruding members 13b formed over the entire circumference of the outer surface of the partition member facing the opening end surface are fitted to each other, and the partition member and the upper casing are mutually positioned, and the protruding members are used as welding ribs. It was characterized by vibration welding. If it does in this way, since each part can be positioned without using another positioning jig etc. at the time of welding, manufacture can be facilitated. In addition, since the welded portion fits between the stepped portions, or the ridge and the recess, and the ridge functions as a weld rib, it is easy to ensure uniform sealing performance over the entire circumference . Furthermore, in the invention of claim 2, the communication pipe 18 of the partition member 13 is opened facing the center of the opening 2a, 2b, 2c, 2d row of the branch intake pipe . Thereby , the vibration frequency from each branch intake pipe can be made uniform, the intake sound can be reduced evenly in each cylinder, and the pulsation of the intake air can be smoothed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0008]
FIG. 1 shows an entire intake system to which the present invention is applied. This intake system is provided on a surface facing forward in a state of being mounted on a vehicle body of a four-cylinder internal combustion engine (not shown), and an intake manifold 2 connected to an intake port (not shown) provided in the cylinder head. An intake chamber 3 with a resonator connected to the intake upstream end of the intake manifold 2, a throttle body 4 connected to an intake inlet opening on the upper surface of the right end of the intake chamber 3, and an anti-throttle body of the intake manifold 2 An EGR valve 6 for controlling the exhaust gas recirculation amount is provided at the end on the 4 side.
[0009]
The intake manifold 2 is formed, for example, by casting an aluminum alloy. As shown in FIG. 2, the intake manifold 2 has four elbow-shaped curves so as to connect the upper surface of the intake chamber 3 and the front surface of the cylinder head. It has branch intake pipes 2a, 2b, 2c and 2d.
[0010]
As shown in FIGS. 2 to 4, the intake chamber 3 of the intake device includes a lower casing 12 made of a thermoplastic resin having a large volume box-like container shape, and an elliptical hemispherical container placed on the lower casing 12. A partition member 13 made of a thermoplastic resin, and an upper casing 14 made of a thermoplastic resin having a substantially dome shape, which is put on the partition member. The edge of the lower casing 12, the edge of the partition member 13, and the edge of the upper casing 14 are overlapped, and the three members are joined by vibration welding and hermetically sealed in the same plane P. A resonance chamber 16 is defined between the partition member 13 and a surge tank 15 is defined between the partition member 13 and the upper casing 14.
[0011]
More specifically, the stepped portion 13a of the partition member 13 is placed on the stepped portion 12a formed at the inner edge of the lower casing 12, so that the both are positioned, and the entire circumference formed on the partition member 13 extends. The protrusions 13b are fitted into the recesses 14a of the upper casing 14, both are positioned, and the three members are positioned, and vibration welding (thermal welding) is performed, so that they are integrally joined. Here, the ridges 13b function not only as positioning but also as welding ribs.
[0012]
At the upper end of the upper casing 14, base ends of the branch intake pipes 2a, 2b, 2c, and 2d are formed so as to be connected to the intake manifold 2, and the branch intake pipes 2a, 2b, 2c, and 2d are formed. Openings 2aa, 2ba, 2ca and 2da are provided in series on the upper end surface of the upper casing 14. The partition member 13 is integrally formed with a communication pipe 18 having a predetermined diameter and length for communicating the surge tank 15 and the resonance chamber 16. The opening on the surge tank 15 side of the communication pipe 18 is provided to face the center of the opening 2aa, 2ba, 2ca, 2da row of each branch intake pipe 2a, 2b, 2c, 2d.
[0013]
In the above intake system, outside air is taken in from the air inlet, passes through an air duct and an air cleaner (both not shown), is supplied to the throttle body 4, and then led to the surge tank 15. The air introduced into the surge tank 15 is supplied to the combustion chamber of each cylinder from the branch air pipes 2a, 2b, 2c, and 2d.
[0014]
At that time, the throttle body 4 is mounted on the upstream side of the surge tank 15 with a downward opening, and the resonance chamber 16 is communicated with the opening below the surge tank 15, and the intake pressure wave inverted by the surge tank 15 including the resonance chamber 16. Is opposed to the flow of intake air flowing in through the throttle body 4 and is not directly affected by this. Thereby, the attenuation of the intake pressure wave in the surge tank 15 and each of the branch intake pipes 2a, 2b, 2c and 2d can be suppressed to the maximum, and the influence can be smoothly exerted on the other cylinders. The volumetric efficiency of intake air can be improved by the set resonance supercharging effect of intake air.
[0015]
In order to improve the volumetric efficiency due to the resonance supercharging effect when reducing the medium rotation speed of the internal combustion engine, the diameter or length of the communication pipe 18 may be changed based on the Helmholtz equation. The diameter and length of the communication pipe 18 can be easily changed, and the intake noise reduction frequency and the torque improvement frequency can be easily changed by changing them. Further, it is preferable to increase the length of the communication pipe 18 that enters the resonance chamber, so that the intake air flow in the surge tank can be prevented from being disturbed.
[0016]
Note that by changing the shape of the partition member 13, the volume of the surge tank 15 and the volume of the resonance chamber 16 can be changed without changing the upper casing 14 and the lower casing 12. As a result, it is possible to reduce intake sounds having different frequencies.
[0017]
In the above configuration, the intake device for a four-cylinder internal combustion engine has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be easily applied to other multi-cylinder internal combustion engines such as six cylinders.
[0018]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the intake device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention described in claim 1 , another positioning treatment is performed at the time of welding of a plurality of members that define a surge tank and a resonance chamber. Since each member can be positioned relative to each other without using a tool or the like, a great effect can be achieved in facilitating manufacturing. In addition, since the welded portion fits between the stepped portions, or between the ridge and the recess, and the ridge functions as a weld rib, it is effective in facilitating ensuring uniform sealing performance over the entire circumference. According to the intake device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, each branch intake is made by opening the communication pipe of the partition member so as to face the center of the opening row of the branch intake pipe. The vibration frequency from the pipe can be made uniform, the intake noise can be reduced evenly for each cylinder, and the pulsation of the intake air can be smoothed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an intake system to which the present invention is applied.
FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of a main part of the intake device of FIG.
4 is an enlarged view of a seal surface portion of FIG. 3;
[Explanation of symbols]
2 Intake manifolds 2a, 2b, 2c, 2d Branch intake pipe 3 Intake chamber 12 Lower casing 13 Partition member 14 Upper casing 15 Surge tank 16 Resonance chamber 18 Communication pipe

Claims

連通管が設けられた仕切部材を下部ケーシング上に被せ、上端面部に各気筒の分岐吸気管が開口する上部ケーシングを前記仕切部材上に被せ、前記下部ケーシング、前記仕切部材及び前記上部ケーシングの外周縁部同士を重ね合わせて振動溶着して略同一平面で密閉し且つ一体化することにより、前記下部ケーシングと前記仕切部材との間にレゾナンスチャンバを画定し、前記仕切部材と前記上部ケーシングとの間にサージタンクを画定し、これら両チャンバを前記連通管によって互いに連通するようにしてなる多気筒内燃機関の吸気装置であって、
前記下部ケーシングの開口内縁に形成された段部に前記仕切部材の外周に形成された段部を置いてこれら下部ケーシングと仕切部材との相互位置決めを行い、
前記上部ケーシングの開口端面の外周の全周に渡って形成された凹部に、前記仕切部材の前記開口端面との対向面の外周の全周に渡って形成された凸条を嵌め込んでこれら仕切部材と上部ケーシングとの相互位置決めを行い、
前記凸条を溶着リブとして振動溶着することを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。 A partition member provided with a communication pipe is placed on the lower casing, and an upper casing having an upper end surface where a branch intake pipe of each cylinder opens is placed on the partition member, and the outer periphery of the lower casing, the partition member, and the upper casing by integrating and sealed in substantially the same plane by vibration welding by overlapping edge portions to define a Les Zona Nsu chamber between the lower casing and the partition member, said upper casing and said partition member a suction device for a multi-cylinder internal combustion engine comprising so as to communicate with each other by defining a sub Jitanku, the communicating pipe both of these chambers in between,
Place the step formed on the outer periphery of the partition member on the step formed on the inner edge of the opening of the lower casing, and perform mutual positioning of the lower casing and the partition member,
A ridge formed over the entire circumference of the outer periphery of the surface facing the opening end surface of the partition member is fitted into the recess formed over the entire outer periphery of the opening end surface of the upper casing. Perform mutual positioning of the member and the upper casing,
An intake system for a multi-cylinder internal combustion engine, wherein the convex ribs are vibration welded as welding ribs .

前記仕切部材の前記連通管が、前記分岐吸気管の開口列の中央に対向して開口していることを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。 2. The intake system for a multi-cylinder internal combustion engine according to claim 1, wherein the communication pipe of the partition member is opened facing a center of an opening row of the branch intake pipe.