JP5881413B2 - 内燃機関の給気マニホールド - Google Patents
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Description
一方、特許文献2に記載される吸気マニホールドは、渦室を有する構成ではなく、曲成部が形成された給気ポートによってスワールを形成するようになっている。したがって、渦室によってスワールを効果的に形成させる構成については何ら開示されていない。
これは、給気ポート内の流速分布は主流発生起点から近いほど大きくなるので、主流発生起点から近い側の給気ポートを遠い側の給気ポートより偏心量を大きくすることで、複数の渦室における渦室入口断面の流速分布を略均一とすることができ、各シリンダ内のスワールのバラツキを抑制することができる。
このように、主流発生起点と、渦室の旋回中心を通り給気集合管に直交する線との距離に応じて偏心量を調整することで、複数の渦室における渦室入口断面の流速分布を精度よく略均一化することができ、各シリンダ内のスワールのバラツキを抑制することができる。
渦室のスワール旋回開始部位が該渦室の旋回中心に対して主流発生起点とは反対側に位置する場合、給気ポートから渦室のスワール旋回開始部位に流入する給気流量が多くなり過ぎて他の渦室とのバランスが悪くなるので、こういった場合には給気ポートの中心軸線が渦室の入口断面の中心位置より主流発生起点側に偏心するように給気ポートを配設する。これにより、渦室のスワール旋回開始部位に流入する給気流量を少なくすることができ、各シリンダ内のスワールのバラツキをより一層抑制することができる。
あるいは、上記給気マニホールドにおいて、前記主流発生起点は、前記給気集合管の給気入口から導入される給気が該給気集合管の壁面に衝突する位置であってもよい。
図1は、本発明の第1実施形態に係る給気マニホールドの平面図である。なお、本実施形態では、一例として、3個の気筒(不図示)が等間隔に且つ直線状に配列された気筒列を有する内燃機関に適用される給気マニホールド1について説明する。ただし、本実施形態において、内燃機関の気筒の数は3個に限定されるものではない。また、説明を簡単にするために、気筒列の長手方向をX方向、各気筒はX方向に端から第1気筒、第2気筒、第3気筒と称する。
給気集合管2は、長尺の管路であり、気筒列に沿ってX方向に配設されている。給気集合管2には、紙面手前側から奥側へ向けて延びる給気導入管3が接続され、給気導入管3から給気集合管2へ給気を導入する給気入口21が給気集合管2の内部空間に設けられている。同図では、給気導入路21は第2給気ポート5bと第3給気ポート5cの間に設けられ、主流発生起点である給気入口21は気筒側の給気集合管2壁面に向けて開口している。
上記給気マニホールド1では、給気導入管3から給気集合管2に導入された給気は、給気集合管2を通って各給気ポート5a〜5cに流入し、給気ポート5a〜5cからさらに渦室4a〜4cに流入する。そして、給気は渦室4a〜4cでスワールを形成しながら気筒内に供給される。
複数の給気ポート5のうち、渦室4a、4bのスワール旋回開始部位42が旋回中心41に対して給気集合管2の給気入口21側に位置する第1給気ポート5aおよび第2給気ポート5bは、給気ポート5a、5bの中心軸線l、mが渦室4a、4bの入口断面43a、43bの中心位置C、Dより給気入口21側に偏心するように配設されている。なお、渦室4cのスワール旋回開始部位42が旋回中心41に対して給気集合管2の給気入口21と反対側に位置する第3給気ポート5cは、従来技術と同様に、給気ポート5cの中心軸線nと、渦室4の入口断面43cの中心位置Eとがほぼ一致するように配設されている。なお、第1給気ポート5aおよび第2給気ポート5bにおいて、図中、点線で表わされる輪郭は従来技術における給気ポートを示している。
このように、給気入口21と、渦室4a、4bの旋回中心41を通り給気集合管2の軸線に直交する線との距離に応じて給気ポート5a、5bの偏心量を調整することで、複数の渦室4a、4bにおける渦室入口断面の流速分布を精度よく略均一化することができ、各シリンダ内のスワールのバラツキを抑制することができる。
次に、図6を参照して、第2実施形態に係る給気マニホールドについて説明する。ここで、図6は本発明の第2実施形態に係る給気マニホールドの平面図である。
本実施形態の給気マニホールド1’は、給気ポート5’(5a’〜5c’)および給気導入管3’の位置変更を除けば、既に説明した第1実施形態の給気マニホールド1と同様の構成である。したがって、ここでは、第1実施形態と共通する部材には同一の符号を付してその説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
このように、給気入口21’と、渦室4a’、4b’を通り給気集合管2’の軸線に直交する線との距離に応じて偏心量を調整することで、複数の渦室4a’、4b’における渦室入口断面の流速分布を精度よく略均一化することができ、各シリンダ内のスワールのバラツキを抑制することができる。
2、2’ 給気集合管
3、3’ 給気導入管
4、4a〜4c、4’、4a’〜4c’ 渦室
5、5a〜5c、5’、5a’〜5c’ 給気ポート
6、6’ 給気バルブ
8 気筒
21、21’ 給気入口
41、41’ 旋回中心
42、42’ スワール旋回開始部位
43a〜43c、43a’〜43c’ 渦室入口断面
Claims (7)
- 複数個の気筒が等間隔に配列された気筒列の長手方向に沿って配設される給気集合管と、前記各気筒のシリンダヘッド側端部にそれぞれ接続されて前記気筒内にスワールを形成する複数の渦室と、前記各渦室と前記給気集合管とをそれぞれ接続する複数の給気ポートとを備える内燃機関の給気マニホールドであって、
前記複数の給気ポートのうち、前記渦室のスワール旋回開始部位が該渦室の旋回中心に対して前記給気集合管の主流発生起点側に位置する給気ポートは、該給気ポートの中心軸線が前記渦室の入口断面の中心位置より前記主流発生起点側に偏心するように配設されていることを特徴とする給気マニホールド。 - 前記給気ポートの中心軸線が前記渦室の入口断面の中心より前記主流発生起点側に偏心している前記給気ポートが2以上存在する場合であって、
前記偏心した一の給気ポートは、該一の給気ポートより前記主流発生起点から遠い側に位置する他の給気ポートより偏心量が大きいことを特徴とする請求項1に記載の給気マニホールド。 - 前記給気ポートの中心軸線が前記渦室の入口断面の中心より前記主流発生起点側に偏心している前記給気ポートが2以上存在する場合であって、
前記主流発生起点と、前記渦室の旋回中心を通り前記給気集合管に直交する線との距離に対して反比例的に前記給気ポートの偏心量が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の給気マニホールド。 - 前記複数の給気ポートのうち、前記渦室のスワール旋回開始部位が該渦室の旋回中心に対して前記主流発生起点とは反対側に位置する給気ポートは、該給気ポートの中心軸線が前記渦室の入口断面の中心位置より前記主流発生起点側に偏心するように配設されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の給気マニホールド。
- 前記主流発生起点は、前記給気集合管の給気入口であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の給気マニホールド。
- 前記主流発生起点は、前記給気集合管の給気入口から導入される給気が該給気集合管の壁面に衝突する位置であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の給気マニホールド。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の給気マニホールドと、
前記給気マニホールドの複数の前記渦室にそれぞれ接続される複数の気筒と、を備えることを特徴とする内燃機関。
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