JP3947900B2 - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用その他、複数のシリンダを有するエンジンに適用することができる内燃機関の吸気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車等のエンジンにおいては、吸気脈動を抑制すると共に、各シリンダ間の吸気干渉を防止する目的で、サージタンクを設けている。このサージタンクは、スロットルボディとインテークマニホールドとの間に接続されており、スロットルボディからの混合気がサージタンクに貯留された後に、インテークマニホールドを介して各シリンダに分配される。
【0003】
図13は、本発明が対象とする吸気装置に係るサージタンク7、インテークマニホールド8及びヘッド取付フランジ13の部分を示したものである。ヘッド取付フランジ13はシリンダヘッド6にボルト結合されるものである。この図に示すものは3気筒エンジンであり、サージタンク7とヘッド取付フランジ13との間を連通させるインテークマニホールド8には3本のブランチ8a、8b及び8cが設けられている。そして3本のブランチ8a、8b及び8cの基端はサージタンク7のブランチ開口部7a、7b及び7cに結合されると共に、それらの先端はヘッド取付フランジ13の三つのヘッド開口部13a、13b及び13cに結合されている。
【0004】
従来の吸気装置に係るサージタンク7、インテークマニホールド8及びヘッド取付フランジ13は金属製であり、しかもそれぞれ別々に製作した構成部品を結合していたが、最近に至って、これらの構成部品を合成樹脂により一体成形で製作する技術が開発されている。本発明が対象とする吸気装置もこの種のものである。図14は、図13のうちの1気筒分を断面で示したものである。他の気筒についても同様の構造となる。この図から明らかなように、サージタンク7のブランチ開口部7aはサージタンク7の下部に設けられており、ブランチ8aは、ほぼ垂直に下方に延びたのち、ほぼ直角に近い角度に屈曲し、ヘッド取付フランジ13に向かって延びている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図13及び図14に示すような構造の場合、インテークマニホールド8の各ブランチ8a、8b及び8cの基端がサージタンク7の下面に開口されたブランチ開口部7a、7b及び7cに結合されているため、各ブランチの長さ寸法を長くすることができない。各ブランチの長さ寸法を長くすることができないと、中低速時の充填効率を高められず、中低速時にトルクを向上させることができない。また、各ブランチの長さを均等にし難いので、吸気バランスが悪化する。そこで各ブランチの長さ寸法の均等化を図ろうとすると、必然的にサージタンクの厚さを薄くするか、長くすることになり、サージタンクの効率低下、あるいは合成樹脂による一体成形品としての強度が低下することになる。
【0006】
また、これとは別の問題として、サージタンクに蓄積するオイルミストを除去しなければならないという問題がある。すなわち、サージタンクにはブローバイガスの通路も接続されるので、このブローバイガス中に混入したオイルミストがサージタンクの底部に残留してしまうことがある。サージタンクの内部に残留するオイルミストの量が次第に多くなってくると、自動車の運転状況などによって、オイルミストが一挙に吸気系に吸入されることがあり、エンジンの燃焼室内に好ましからざる影響を与えることがある。
【0007】
そこで、オイルミストがサージタンク内に溜まらないようにすることが望まれるが、そのためには、サージタンクに流入したオイルミストが、サージタンク内に貯留することなく、混合気中に少しずつ混入される方がよい。そこで、サージタンクの底部にブランチ開口部を設け、このブランチ開口部にブランチの基端(上端)を接続することが考えられるが、このような構造では、ブランチの長さが短くなるため、依然として前述した問題が生ずる。また、他の構造として、ブランチをサージタンクの側面に接続することが考えられるが、オイルミストを抜くためのパイプ等を設ける必要があり、構造が複雑になる。
【0008】
また、ブランチ開口部をサージタンクの側面に設ける場合、この側面部の面積は大きいことが望ましいが、エンジンはエンジンルームという限られたスペース内に配置されるので、サージタンクの幅や高さを大きくして側面部の広さを確保するには限界がある。特にエンジンと長手方向を一致させてサージタンクを配設し、このサージタンクの長手方向の端面(クランク軸の軸方向と略直角の面)にブランチ開口部を設ける場合には、側面部の面積が小さいため、この問題が大きかった。また、ブランチ開口部をサージタンクの側面に設ける場合、前述したようにサージタンクの底部に溜まったオイルミストの処理対策が必要となる。
【0009】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、さらに改良を加えることによって、吸気効率の向上、出力の向上及びオイルミストの排出に優れると共に剛性を向上させた内燃機関の吸気装置を提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のうちの請求項1に記載された発明は、エンジン(1)のクランク軸(3)の軸芯方向に沿うようにサージタンク(7)を配設し、該サージタンク(7)の側面部を前記クランク軸(3)の軸芯方向で一端側に設け、前記側面部に複数のブランチ開口部(7a,7b,7c)を設け、各ブランチ開口部(7a,7b,7c)に各ブランチ(8a,8b,8c)の一端をそれぞれ接続した内燃機関の吸気装置において、前記側面部を傾斜させて設け、この傾斜させた側面部(7d)に前記複数のブランチ開口部(7a,7b,7c)を前記エンジン(1)に対して近接する側と離間する側とにずらして配置して、前記複数のブランチ開口部(7a,7b,7c)それぞれに前記複数のブランチ(8a,8b,8c)の一端をそれぞれ接続し、各ブランチ(8a,8b,8c)を前記クランク軸(3)の軸芯方向の一端側に延出させた後、エンジン(1)側からみて逆くの字状に湾曲する湾曲部を介して前記クランク軸(3)の他端側に延出させて形成して、前記各ブランチ(8a,8b,8c)の他端をヘッド取付フランジ(13)に形成された複数のヘッド開口部(13a,13b,13c)にそれぞれ接続し、また、前記サージタンク(7)と前記複数のブランチ(8a,8b,8c)それぞれとをリブ(14,15)により連結し、該リブ(14,15)は、最も内側に配設される前記ブランチ(8a)の湾曲部の内側部分にスロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)面と略平行に延出するリブ(15)と、スロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)を設けたサージタンク(7)と前記ヘッド取付フランジ(13)とを連結する一対のリブ(14)とを備えるとともに、前記ブランチ(8a)の湾曲部分に延出するリブ(15)と前記一対のリブ(14)とを連結させて、前記スロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)に取り付けたスロットルボディ(18)を前記一対のリブ(14)の上側に配設したことを特徴とする。
【0011】
サージタンクの側面部を傾斜させて設けることにより、ブランチ開口部が設けられるサージタンクの側面部の面積を大きく確保することができる。また、傾斜させた側面部に、複数のブランチ開口部をエンジンに対して前後にずらして配置することにより、サージタンクの側面部に効率的にブランチ開口部を配置することができる。
また、ブランチ開口部を一方向に並べることなく、エンジンに対して前後方向にずらして近接して配置することにより、限られたスペース内にブランチ長さの長いブランチを多く設けることができ、三つのブランチ開口部を前後にずらして配置することにより、三つのブランチ開口部の相互間を短くすることができ、インテークマニホールド全体の剛性を高めることができる。
さらに、サージタンクのエンジンに対向する側(エンジンに近い側)の側面部にスロットルボディに連通する開口部が設けられるので、エンジンに対して離れた位置に多くのブランチ開口部を配置することができ、限られた空間の中でスロットルボディに連通する開口部からブランチ開口部に略直角に曲がる混合気の流入軌跡の曲率半径を大きくして流入抵抗の少ないブランチを多く設けることができる。
さらにまた、サージタンクと各ブランチとをリブにより連結したことにより、吸気装置全体の剛性を向上させることができる。
さらにまた、吸気装置に配備される部品のなかで最も重いスロットルボディの下方にリブを配設したので、スロットルボディの重量を効率良く支え、スロットルボディの取付強度を向上させることができる。
【0012】
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された内燃機関の吸気装置において、前記ブランチ開口部(7a,7b,7c)のうち、少なくとも一つのブランチ開口部(7a)の底面側をサージタンク(7)の底面と連接させて設け、このブランチ開口部(7a)に連接されるブランチ(8a)を水平又は下方に向いた傾斜状態に配置したことを特徴とする。
【0013】
少なくとも一つのブランチ開口部の底面側とサージタンクの底面とを連接させて設けることにより、サージタンクの側面部を最大限に使用することができ、ブランチ開口部の径を大きくすることが可能となる。また、ブランチはエンジンの燃焼室に向かって水平又は下方向に傾斜した状態で配置されるので、サージタンクの底面にオイルミストが溜まるのを防止することができる。また、複数のブランチのうちの少なくとも一つのブランチを水平または下方に向いた傾斜状態で配置することにより、他のブランチはオイルミストの排除を意図する必要がないので、自由に配管することができる。
【0014】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、ブランチをサージタンクの傾斜させた側面部に接続するものであり、一般的には2気筒以上のエンジンに適用するものであるが、1気筒エンジンにおいても実施することができる。また、6気筒エンジンのような多気筒エンジンでは、サージタンクの両側面部を傾斜面に形成し、各側面部に三つのブランチ開口部を配分するようにして、全体のコンパクト化を図ることもできる。
また、サージタンクの側面部を傾斜面に形成する場合、サージタンクの下面とこの下面よりも広い上面とによって形成される傾斜面と、サージタンクの上面とこの上面よりも広い下面によって形成される傾斜面とを比べると、傾斜面の方向により、この傾斜面に設けられるブランチ開口部に接続されるブランチの長さが変わるので、設計上必要なブランチの長さに応じて、傾斜面の傾斜方向を適宜選択することができる。つまり、サージタンクの側面部の傾斜方向を下向きにするか上向きにするかの選択により、ブランチの長さを適宜設定することが可能となる。
さらに、サージタンクの側面部に三つのブランチ開口部を設ける場合、エンジン側に配置したブランチ開口部を頂点とする横向きの三角形になるように三つのブランチ開口部を設け、この横向き三角形の底辺側をエンジン、即ち燃焼室から離れた側に配置することができる。
また、ブランチ開口部が設けられるサージタンクの傾斜させた側面部は、エンジンの長手方向の一端側から最も離れた気筒(第一気筒)に接続されるブランチ開口部の中心が、エンジンの中央に位置する気筒(第二気筒)とエンジンの長手方向の一端側に位置する気筒(第三気筒)の中心よりエンジンの長手方向の一端側に位置するように配置させることもできる。
さらにまた、サージタンクの傾斜させた側面部にブランチ開口部を設けることにより、ブランチ開口部の高さと、エンジンの長手方向の一端側からブランチ開口部までの距離を変えることができ、最も低いブランチ開口部とエンジンの長手方向の一端側から最も遠い気筒と、中間位置のブランチ開口部とエンジンの中央の気筒と、最も高い位置のブランチ開口部とエンジンの長手方向の一端側の気筒とを、ブランチを介してそれぞれ接続することができるので、各ブランチが交差することなく、サージタンクと各気筒に接続される各ブランチの長さを均等化することが容易となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
まず、図11及び図12に基づいて、本発明の実施の形態に係る吸気装置を用いる自動車用エンジン1の概要を説明する。図11はエンジンの正面を示すもので、図12はその平面を示すものである。エンジン1は、クランクケース2を略中央に位置させて、クランクケース2の上部にはシリンダブロック4を、下部にはオイルパン5を取付けている。シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド6が設けられ、このシリンダヘッド6の上方にサージタンク7が配置されている。そして、クランクケース2からはクランク軸3が突出している。
【0016】
また、サージタンク7には、インテークマニホールド8のブランチ8aの上端が結合され、その下端はシリンダヘッド6の一側に接続されている。シリンダヘッド6の上部に取付けられるシリンダヘッドカバー9とサージタンク7との間にはPCVパイプ10が接続されている。なお、符号11はエキゾーストマニホールド、符号12は排気センサである。
【0017】
以下、本発明の実施の形態に係る吸気装置を図を用いて説明する。図1はサージタンク7、インテークマニホールド8及びヘッド取付フランジ13を合成樹脂による一体成形で製作した吸気装置を示す斜視図、図2はそれを正面から見た図である。この吸気装置を用いるエンジンは3気筒エンジンであり、ヘッド取付フランジ13には三つのヘッド開口部13a、13b及び13cが設けられている。ヘッド取付フランジ13はブランチ8a、8b及び8cを介してサージタンク7と連結しており、ヘッド取付フランジ13の上方にサージタンク7が配設され、サージタンク7とスロットルボディ18(図5参照)はシリンダヘッドカバー9と略同じ高さに位置している。なお、吸気装置は、低温溶融材中子を使いアルミ鋳造と同様に樹脂成形し、その後中子のみを溶解するロストコアという手法によりナイロンの一種であるPA6‐GF30という材料を用いて一体成形される。
【0018】
このようにヘッド取付フランジ13の上方にサージタンク7が位置する場合、サージタンク7やスロットルボディ18の荷重をインテークマニホールド8で受けるため、サージタンク7とヘッド取付フランジ13とを結合する部材がインテークマニホールド8のブランチ8a、8b及び8cのみである場合には、支持剛性を高めるべく、サージタンク7とヘッド取付フランジ13の間に、ヘッド取付フランジ13の長手方向に交差する方向の二対4枚の板状のリブ14と、ヘッド取付フランジ13の長手方向に沿う方向の1枚のリブ15を設けて吸気装置全体の補強を図っている。
なお、リブ15には工具を挿入するための工具孔15aが設けられている。また、図2及び図3に符号16で示すものは、PCVパイプ10を接続するニップルであり、図1〜図3に示す符号17で示すものは、バキュームホースを接続する負圧取出し用パイプである。
【0019】
図1に示すように、サージタンク7は上面部を広く形成した台形形状の略直方体形状をしており、その長手方向はヘッド取付フランジ13の長手方向(図示しないエンジンの長手方向)と同じ方向を向いている。そして、下面より広く形成したサージタンク7の上面部に凹部を設けることにより、サージタンク7の容積を調整し、サージタンク7の側面部、即ちエンジンの長手方向の一端側は、図2から明らかなように、下方の端部を上方の端部よりも他端側に位置させた下方に向けた傾斜面7dに形成されている。この傾斜面7dには、三つのブランチ開口部7a、7b及び7cが設けられており、三つのブランチ8a、8b及び8cの上端がそれぞれ接続されている。また、三つのブランチ開口部7a、7b及び7cは、エンジンに対して前後方向にずらして配置されている。
【0020】
インテークマニホールド8の三つのブランチ8a、8b及び8cは、ヘッド取付フランジ13の結合部分では直線状に並んでヘッド取付フランジ13のヘッド開口部13a、13b及び13cに接続されているが、その上部はそれぞれ弓状に湾曲している。そしてこれらの三つのブランチ8a、8b及び8cのうち、1本のブランチ8bがエンジンに近い側、すなわちサージタンク7のスロットルボディ(図5参照)の取付フランジ7e(7fは開口部)側に、残る2本のブランチ8a、8cはエンジンから離れるように、ブランチ8bの後方位置で上下に並べて接続されている。
【0021】
傾斜面7dの最も低い位置に設けられるブランチ開口部7aは一端側から最も離間して配置されており、このブランチ開口部7aと、各ブランチ開口部7a、7b及び7cが形成されている端面(傾斜面)からクランク軸方向に最も離間した他端側のヘッド開口部13aとをブランチ8aで連結している。即ち、各ブランチ開口部7a、7b及び7cと各ヘッド開口部13a、13b及び13cとをクランク軸方向でみて一端側から遠いもの同士を順番に連結している。詳述すると、三つのブランチ8a、8b及び8cの各上端が接続されるブランチ開口部7a、7b及び7cうち、最も低い位置に設けられるブランチ開口部7aとエンジンの長手方向の一端側(図1及び図2においてヘッド取付フランジ13の右端側)から最も離れた気筒(図における左端のヘッド開口部13aに連通する気筒)に対応するヘッド開口部13aとの間にはブランチ8aが接続され、中間位置に設けられたブランチ開口部7bと中央の気筒に対応するヘッド開口部13bとの間にはブランチ8bが接続されている。さらに、最も高い位置に設けられるブランチ開口部7cとエンジンの一端側に近接した位置に設けられる気筒に対応するヘッド開口部13cとの間にはブランチ8cが接続されている。
【0022】
図3は、図2の吸気装置を背面側から見たものである。この図3のA−A断面を示した図4と、サージタンク7の側面を除去した状態を示した図5から明らかなように、インテークマニホールド8に設けられた三つのブランチ8a、8b及び8cは、ブランチ8bの中心を頂点として、ブランチ8aとブランチ8cの中心を結ぶ線を底辺とした、横向き三角形を成すように配置されている。つまり、サージタンク7のブランチ開口部7a、7b及び7cも、ブランチ開口部7bの中心を頂点として、ブランチ開口部7aとブランチ開口部7cの中心を結ぶ線を底辺とした横向き三角形を成すように配置されている。なお、図5に符号18で示すものはスロットルボディであり、図1及び図2に示すように、サージタンク7のエンジンに対向する側面部に設けられた開口部7fと連通するように、サージタンク7の取付フランジ7eに装着される。
【0023】
このように構成された吸気装置においては、サージタンク7の側面部が下方に向けた傾斜面7dに形成されていることから、限られた高さ空間の中でサージタンク7の側面部の面積を大きくして、傾斜面7dにブランチ開口部7a、7b及び7cを効率よく配置することが可能になる。また、各ブランチ8a、8b及び8cを弓形に湾曲させることで、ブランチ長を長くできると共に、全体としてコンパクトな構造とすることができる。また、傾斜面7dに前後にずらして三つのブランチ開口部7a、7b及び7cを形成するので、ブランチ開口部7a、7b及び7cの高さを変えると同時にクランク軸方向についても位置を変えることができる。詳述すると、サージタンク7の一端側の側面は中央のヘッド開口部13bと一端側のヘッド開口部13cとの間で他端側に傾斜させて配設されるので、ブランチ開口部7a、7b及び7cの高さを異ならせて配置するとブランチ開口部7a、7b及び7cは鉛直な端面に設けられる場合に比べて下方のブランチ開口部ほどクランク軸方向で他端側に近づくように配置される。したがって、最も低い位置に設けられるブランチ開口部7aは他端側に最も近接して配置されるので、一端側から最も離れた位置である他端側のヘッド開口部13aとこの他端側に最も近接するブランチ開口部7aとをブランチ8aを介して連結することで、即ち、ブランチ開口部7a、7b及び7cとヘッド開口部13a、13b及び13cとをクランク軸方向でみて一端側から遠いもの同士を順番に連結するので、ブランチ長の等長化が容易となる。
【0024】
次に吸気装置内の混合気の流れを説明する。図6に太線矢印で示すように、スロットルボディ18からサージタンク7内に流入した混合気は、三つのブランチ開口部7a、7b及び7cからインテークマニホールド8の三つのブランチ8a、8b及び8cを経由してヘッド取付フランジ13のヘッド開口部13a、13b及び13cに至り、エンジンの各燃焼室に流入する。混合気が、スロットルボディ18から三つのブランチ8a、8b及び8cに流入するときには、図6に太線矢印で示すように、スロットルボディ18に最も近接したブランチ開口部7bには小さな曲率半径で流入するが、他の二つのブランチ開口部7a及び7cには、それよりも大きな曲率半径で流入する。
【0025】
このように、混合気がブランチ開口部7bへ流入する場合には、比較的小さな曲率半径で流入するため、流入抵抗が比較的大きくなるが、他の二つのブランチ開口部7a及び7cには比較的大きな曲率半径で流入するため、流入抵抗が比較的小さい状態で混合気の流入が行われるようになり、限られた空間の中でも、スロットルボディからブランチ開口部に略直角に曲がる混合気の流入軌跡の曲率半径を大きくして、流入抵抗の小さいブランチを多くすることが可能となる。
【0026】
次に、図7及び図8はオイルミストの流れを示すものである。オイルミストは、図7に太線矢印で示すように、スロットルボディ18の取付フランジ7eの開口部7fと、PCVホースが接続されるニップル16からサージタンク7の内部に流入し、サージタンク7の底部に向かう。そこで三つのブランチ8a、8b及び8cがそれぞれ接続されるブランチ開口部7a、7b及び7cのうちの少なくとも一つ、この実施の形態ではブランチ開口部7aの底面側(図8に符号Bで示す部分)をサージタンク7の底面と連接させてあるため、サージタンク7の底部に流入したオイルミストは、図8に太線矢印で示すようにブランチ開口部7aを介してブランチ8aに円滑に流れることになる。
【0027】
図9は、三つのブランチ8a、8b及び8cのうち、二つのブランチ8aと8cを示したものである。ブランチ8aは図8で説明したように、サージタンク7内に流入するオイルミストが流れ込むので、これを円滑に燃焼室に導くために、比較的になだらかな曲線を描いて下方に向けて形成しているが、ブランチ8cにはオイルミストが流入しないので、ブランチ8cの途中部分を僅かに上方に向けて長さをバランスさせるように形成している。
【0028】
以上説明した実施の形態では、サージタンク7の側面部に形成した傾斜面7dを下方に向けたもの(図1〜図3を参照)としていたが、本発明の他の実施の形態として、図10に示すように、サージタンク7の側面部を上方に向けた傾斜面7d’とすることもできる。この他の実施の形態の場合には、三つのブランチ8a、8b及び8cのいずれもサージタンク7の底面に対して平行或は下向きに配設することができないので、例えば、サージタンク7の底面とブランチ8aとを通路7gで連絡して、サージタンク7の底面に流入したオイルミストをブランチ8aに導く必要がある。また、この他の実施の形態では、図1〜図3に示す実施の形態と比較して、三つのブランチ8a、8b及び8cの長さをさらに長くすることができるという特徴を有する。
【0029】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成された内燃機関の吸気装置であるから、請求項1に記載した発明によれば、サージタンクの側面部を傾斜させて傾斜面を形成し、この傾斜面に複数のブランチ開口部を設けて、各ブランチ開口部にインテークマニホールドの各ブランチの上端を接続したので、限られた空間の中でブランチを接続するサージタンクの側面部の面積を大きくすることができる。また、複数のブランチ開口部をエンジンに対して前後にずらして配置したので、ブランチ開口部を効率的に配置することができると共に、吸気効率が向上して、出力が向上することになる。
また、3気筒エンジンにおいて、ブランチ開口部を一方向に並べることなく、エンジンに対して前後方向にずらして近接して配置することにより、ブランチの取付面積を小さくすることができる。また、エンジンに対して離れる側に多くのブランチ開口部を設けることにより、限られた空間の中でブランチ長の長いブランチを多く設けることができる。さらに各ブランチを近接させて配置することにより、吸気装置全体の剛性を向上させることができる。
さらに、サージタンクのエンジンに対向する側の側面部にスロットルボディに連通する開口部が設けられるので、エンジンに対して離れた位置に多くのブランチ開口部を配置することができると共に、限られた空間の中でスロットルボディに連通する開口部からブランチ開口部に略直角に曲がる混合気の流入軌跡の曲率半径を大きくして流入抵抗の少ないブランチを多く設けることができる。
さらにまた、サージタンクと各ブランチとをリブにより連結したことにより、吸気装置全体の剛性を向上させることができる。
さらにまた、吸気装置に配備される部品のなかで最も重いスロットルボディの下方にリ ブを配設したので、スロットルボディの重量を効率良く支え、スロットルボディの取付強度を向上させることができる。
【0030】
請求項2に記載した発明によれば、少なくとも一つのブランチ開口部の底面側とサージタンクの底面とを連接させて設けることにより、サージタンクの側面部を最大限に使用することができ、ブランチ開口部の径を大きくすることが可能となる。また、ブランチはエンジンの燃焼室に向かって水平又は下方向に傾斜した状態で配置されるので、サージタンクの底面にオイルミストが溜まるのを防止することができる。さらに、複数のブランチの内の少なくとも一つのブランチを水平または下方向に向いた傾斜状態で配置することにより、他のブランチはオイルミストを排除する必要がないので、自由に配管することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る吸気装置の全体を示す斜視図である。
【図2】 図1のものの正面図である。
【図3】 図2のものの背面図である。
【図4】 図3のA−A部分から切断したところを示す断面図である。
【図5】 図1のものにスロットルボディを取付けたところを、サージタンクの側面を除去して示した模式図である。
【図6】 サージタンクのブランチ開口部への混合気の流れを説明する模式図である。
【図7】 図3に示したものにおけるサージタンク内のオイルミストの流れを説明する説明図である。
【図8】 三つのブランチのうちの一つのブランチの底面側をサージタンクの底面と連接させた状態を示す拡大断面図である。
【図9】 三つのブランチのうちの二つのブランチの屈曲状態を示す断面図である。
【図10】 本発明の他の実施の形態に係る吸気装置を示す背面図である。
【図11】 本発明を適用するエンジンの正面図である。
【図12】 図11に示したエンジンの平面図である。
【図13】 従来の吸気装置を一部断面で示した模式図である。
【図14】 図13のものの縦断面図である。
【符号の説明】
1 エンジン
7 サージタンク
7a,7b,7c ブランチ開口部
7d 傾斜面
7e 取付フランジ
7f 開口部
7g 通路
8 インテークマニホールド
8a,8b,8c ブランチ
13 ヘッド取付フランジ
13a,13b,13c ヘッド開口部
18 スロットルボディ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine that can be applied to an automobile and other engines having a plurality of cylinders.
[0002]
[Prior art]
In an engine such as an automobile, a surge tank is provided for the purpose of suppressing intake air pulsation and preventing intake air interference between cylinders. This surge tank is connected between the throttle body and the intake manifold, and after the air-fuel mixture from the throttle body is stored in the surge tank, it is distributed to each cylinder via the intake manifold.
[0003]
FIG. 13 shows a portion of the
[0004]
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the structure shown in FIGS. 13 and 14, the base ends of the
[0006]
Another problem is that oil mist accumulated in the surge tank must be removed. That is, since the blow-by gas passage is also connected to the surge tank, oil mist mixed in the blow-by gas may remain at the bottom of the surge tank. If the amount of oil mist remaining inside the surge tank gradually increases, depending on the driving conditions of the car, the oil mist may be drawn into the intake system all at once, which has an undesirable effect on the combustion chamber of the engine. May give.
[0007]
Therefore, it is desirable to prevent oil mist from accumulating in the surge tank. To that end, oil mist that has flowed into the surge tank is mixed little by little into the air-fuel mixture without accumulating in the surge tank. Better. Therefore, it is conceivable to provide a branch opening at the bottom of the surge tank and connect the base end (upper end) of the branch to this branch opening. However, in such a structure, the length of the branch is shortened, so The aforementioned problems arise. As another structure, it is conceivable to connect the branch to the side surface of the surge tank. However, it is necessary to provide a pipe or the like for removing the oil mist, and the structure becomes complicated.
[0008]
In addition, when the branch opening is provided on the side of the surge tank, it is desirable that the area of the side is large, but the engine is placed in a limited space called the engine room. There is a limit to increasing the size of the side surface by increasing the size. In particular, when a surge tank is arranged with the longitudinal direction aligned with the engine, and the branch opening is provided on the longitudinal end surface (surface substantially perpendicular to the axial direction of the crankshaft) of this surge tank, the area of the side surface Because of the small size, this problem was significant. Further, when the branch opening is provided on the side surface of the surge tank, it is necessary to take measures against the oil mist accumulated at the bottom of the surge tank as described above.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and is further improved to improve intake efficiency, output, and oil mist discharge.And improve rigidityThe present invention is intended to provide an intake device for an internal combustion engine.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in
[0011]
By providing the side surface portion of the surge tank to be inclined, a large area of the side surface portion of the surge tank in which the branch opening is provided can be secured. In addition, the branch openings can be efficiently arranged on the side surface of the surge tank by arranging the plurality of branch openings on the inclined side surface so as to be shifted back and forth with respect to the engine.
In addition, by arranging the branch openings in the front-rear direction so as to be close to each other without arranging the branch openings in one direction, many branches having a long branch length can be provided in a limited space. By arranging the two branch openings to be shifted back and forth, the distance between the three branch openings can be shortened, and the rigidity of the intake manifold as a whole can be increased.
Furthermore, since an opening communicating with the throttle body is provided on the side of the surge tank facing the engine (the side close to the engine), many branch openings can be arranged at positions away from the engine. It is possible to increase the radius of curvature of the inflow locus of the air-fuel mixture that bends substantially perpendicularly to the branch opening from the opening communicating with the throttle body in a limited space, thereby providing many branches with low inflow resistance.
Furthermore, the rigidity of the entire intake device can be improved by connecting the surge tank and each branch by ribs.
Furthermore, since the rib is disposed below the heaviest throttle body among the components provided in the intake device, the weight of the throttle body can be efficiently supported and the mounting strength of the throttle body can be improved.
[0012]
Claim2The invention described in claim 11In the intake device for an internal combustion engine described in
[0013]
By connecting the bottom surface side of at least one branch opening and the bottom surface of the surge tank, the side surface of the surge tank can be used to the maximum and the diameter of the branch opening can be increased. Become. Further, since the branch is arranged in a state of being inclined horizontally or downward toward the combustion chamber of the engine, it is possible to prevent oil mist from accumulating on the bottom surface of the surge tank. Further, by arranging at least one of the plurality of branches in an inclined state horizontally or downwardly, the other branches do not have to be intended to eliminate oil mist and can be freely piped. .
[0014]
An intake device for an internal combustion engine according to the present invention connects a branch to an inclined side surface portion of a surge tank, and is generally applied to an engine having two or more cylinders. Can be implemented. Further, in a multi-cylinder engine such as a 6-cylinder engine, it is possible to reduce the overall size by forming both side portions of the surge tank into inclined surfaces and allocating three branch openings to each side portion. .
Further, when the side surface portion of the surge tank is formed as an inclined surface, the inclined surface is formed by the lower surface of the surge tank and the upper surface wider than the lower surface, and the upper surface of the surge tank and the lower surface wider than the upper surface. Compared with the inclined surface, the length of the branch connected to the branch opening provided on the inclined surface changes depending on the direction of the inclined surface, so the inclination of the inclined surface depends on the length of the branch necessary for the design. The direction can be selected as appropriate. That is, the length of the branch can be set as appropriate by selecting whether the inclination direction of the side surface portion of the surge tank is downward or upward.
Furthermore, when three branch openings are provided on the side surface of the surge tank, the three branch openings are provided so as to form a horizontal triangle with the branch opening arranged on the engine side as a vertex, and the bottom side of the horizontal triangle is provided. Can be located on the side away from the engine, i.e. the combustion chamber.
In addition, the inclined side surface portion of the surge tank provided with the branch opening portion has the center of the branch opening portion connected to the cylinder (first cylinder) farthest from one end side in the longitudinal direction of the engine at the center of the engine. The cylinders (second cylinders) and the cylinders (third cylinders) located on one end side in the longitudinal direction of the engine may be arranged so as to be located on one end side in the longitudinal direction of the engine.
Furthermore, by providing a branch opening on the inclined side surface of the surge tank, the height of the branch opening and the distance from one end side in the longitudinal direction of the engine to the branch opening can be changed. A cylinder farthest from one end in the longitudinal direction of the opening and the engine, a branch opening in the middle position, a cylinder in the middle of the engine, a branch opening in the highest position, and a cylinder on one end in the longitudinal direction of the engine, Since each branch can be connected, it is easy to equalize the length of each branch connected to the surge tank and each cylinder without crossing each branch.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, based on FIG.11 and FIG.12, the outline | summary of the
[0016]
The
[0017]
Hereinafter, an intake device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an intake device in which a
[0018]
When the
The
[0019]
As shown in FIG. 1, the
[0020]
The three
[0021]
The
[0022]
FIG. 3 shows the intake device of FIG. 2 as viewed from the back side. As shown in FIG. 4 showing the AA cross section of FIG. 3 and FIG. 5 showing the state where the side surface of the
[0023]
In the intake device configured as described above, the side surface portion of the
[0024]
Next, the flow of the air-fuel mixture in the intake device will be described. As shown by a thick arrow in FIG. 6, the air-fuel mixture flowing into the
[0025]
In this way, when the air-fuel mixture flows into the
[0026]
Next, FIGS. 7 and 8 show the flow of oil mist. The oil mist flows into the inside of the
[0027]
FIG. 9 shows two
[0028]
In the embodiment described above, the
[0029]
【The invention's effect】
Since the present invention is an intake device for an internal combustion engine configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the side surface of the surge tank is inclined to form an inclined surface, and the inclined surface is formed on the inclined surface. Since a plurality of branch openings are provided, and the upper ends of the branches of the intake manifold are connected to the branch openings, the area of the side portion of the surge tank that connects the branches in a limited space can be increased. . In addition, since the plurality of branch openings are arranged to be shifted back and forth with respect to the engine, the branch openings can be arranged efficiently, the intake efficiency is improved, and the output is improved.
Further, in the three-cylinder engine, the branch mounting area can be reduced by arranging the branch openings in the front-rear direction so as to be close to each other without arranging the branch openings in one direction. Also, by providing many branch openings on the side away from the engine, many branches having a long branch length can be provided in a limited space. Furthermore, the rigidity of the whole intake device can be improved by arranging the branches close to each other.
Furthermore, since the opening part communicating with the throttle body is provided in the side part facing the engine of the surge tank, many branch opening parts can be arranged at a position away from the engine, and limited. In the space, it is possible to increase the radius of curvature of the inflow locus of the air-fuel mixture that bends substantially perpendicularly to the branch opening from the opening communicating with the throttle body, thereby providing many branches with low inflow resistance.
Furthermore, the rigidity of the entire intake device can be improved by connecting the surge tank and each branch by ribs.
In addition, it is located below the heaviest throttle body among the parts installed in the intake system. Since the hub is disposed, the weight of the throttle body can be efficiently supported and the mounting strength of the throttle body can be improved.
[0030]
Claim2According to the invention described inIfBy connecting the bottom of the at least one branch opening and the bottom of the surge tank, the side of the surge tank can be used to the maximum and the diameter of the branch opening can be increased. It becomes. Further, since the branch is arranged in a state of being inclined horizontally or downward toward the combustion chamber of the engine, it is possible to prevent oil mist from accumulating on the bottom surface of the surge tank. Furthermore, by disposing at least one of the plurality of branches in an inclined state horizontally or downwardly, the other branches do not need to exclude oil mist and can be freely piped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the entirety of an intake device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the thing of FIG.
FIG. 3 is a rear view of the one of FIG.
4 is a cross-sectional view showing a portion cut from AA in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing a state where a throttle body is attached to the one shown in FIG. 1, with a side surface of a surge tank removed.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the flow of the air-fuel mixture to the branch opening of the surge tank.
7 is an explanatory diagram for explaining the flow of oil mist in the surge tank in the one shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a state where the bottom surface side of one of the three branches is connected to the bottom surface of the surge tank.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the bent state of two of the three branches.
FIG. 10 is a rear view showing an intake device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view of an engine to which the present invention is applied.
12 is a plan view of the engine shown in FIG.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a partial cross section of a conventional intake device.
14 is a vertical cross-sectional view of the one shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 engine
7 Surge tank
7a, 7b, 7c Branch opening
7d inclined surface
7e Mounting flange
7f opening
7g passage
8 Intake manifold
8a, 8b, 8c branch
13 Head mounting flange
13a, 13b, 13c Head opening
18 Throttle body
Claims (2)
前記側面部を傾斜させて設け、この傾斜させた側面部(7d)に前記複数のブランチ開口部(7a,7b,7c)を前記エンジン(1)に対して近接する側と離間する側とにずらして配置して、前記複数のブランチ開口部(7a,7b,7c)それぞれに前記複数のブランチ(8a,8b,8c)の一端をそれぞれ接続し、各ブランチ(8a,8b,8c)を前記クランク軸(3)の軸芯方向の一端側に延出させた後、エンジン(1)側からみて逆くの字状に湾曲する湾曲部を介して前記クランク軸(3)の他端側に延出させて形成して、前記各ブランチ(8a,8b,8c)の他端をヘッド取付フランジ(13)に形成された複数のヘッド開口部(13a,13b,13c)にそれぞれ接続し、また、前記サージタンク(7)と前記複数のブランチ(8a,8b,8c)それぞれとをリブ(14,15)により連結し、該リブ(14,15)は、最も内側に配設される前記ブランチ(8a)の湾曲部の内側部分にスロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)面と略平行に延出するリブ(15)と、スロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)を設けたサージタンク(7)と前記ヘッド取付フランジ(13)とを連結する一対のリブ(14)とを備えるとともに、前記ブランチ(8a)の湾曲部分に延出するリブ(15)と前記一対のリブ(14)とを連結させて、前記スロットルボディ(18)の取付フランジ(7e)に取り付けたスロットルボディ(18)を前記一対のリブ(14)の上側に配設したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。 A surge tank (7) is disposed along the axial direction of the crankshaft (3) of the engine (1), and a side surface portion of the surge tank (7) is arranged at one end in the axial direction of the crankshaft (3). A plurality of branch openings (7a, 7b, 7c) are provided on the side surface, and one end of each branch (8a, 8b, 8c) is connected to each branch opening (7a, 7b, 7c). In an intake device for an internal combustion engine,
The side surface portion is inclined, and the plurality of branch openings (7a, 7b, 7c) are provided on the inclined side surface portion (7d) on the side adjacent to the engine (1) and on the side separated from the engine (1). One end of each of the plurality of branches (8a, 8b, 8c) is connected to each of the plurality of branch openings (7a, 7b, 7c), and each branch (8a, 8b, 8c) is connected to each other. After extending to one end side in the axial direction of the crankshaft (3), the crankshaft (3) is connected to the other end side of the crankshaft (3) through a curved portion that is bent in a reverse shape when viewed from the engine (1) side. The other end of each branch (8a, 8b, 8c) is connected to a plurality of head openings (13a, 13b, 13c) formed in the head mounting flange (13). The surge tank (7) and the plurality of The lunches (8a, 8b, 8c) are connected to each other by ribs (14, 15), and the ribs (14, 15) are throttled on the inner part of the curved portion of the branch (8a) disposed on the innermost side. A surge tank (7) provided with a rib (15) extending substantially parallel to the mounting flange (7e) surface of the body (18), a mounting flange (7e) of the throttle body (18), and the head mounting flange (13 ) And a pair of ribs (15) extending to the curved portion of the branch (8a) and the pair of ribs (14) to connect the throttle body ( An intake device for an internal combustion engine, wherein a throttle body (18) attached to an attachment flange (7e) of 18) is disposed above the pair of ribs (14) .
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