JP2001234749A - 多シリンダ内燃機関の給気マニホールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多シリンダ内燃機関において、給気干渉をな
くすことにより、給気効率を向上させると共に、インタ
ークーラー及び給気マニホールド等の組付及びメンテナ
ンスを容易に行なえるようにすることである。 【解決手段】 １つのインタークーラー１０から給気マ
ニホールド８を介して各給気ポート４-1,2,3,4,5,6へ給
気を供給する多シリンダ内燃機関の給気マニホールドに
おいて、シリンダヘッド２の側端面に開口する全給気ポ
ート４-1,2,3,4,5,6を、着火順序が連続しない給気ポー
トの集まりからなる複数の給気ポート群に区分けする。
給気マニホールド８を、上記各給気ポート群に対応する
ように、互いに別体の複数の給気マニホールド部８ａ，
８ｂに分割する。各給気マニホールド部８ａ，８ｂは、
上記給気ポート群内の各給気ポート４-1,2,3,4,5,6に対
応する給気接続口３０-1,2,3,4,5,6に枝分かれしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、１つのインター
クーラーから給気マニホールドを介して各給気ポートへ
給気を供給する多シリンダ内燃機関の給気マニホールド
に関し、特に、過給機を備えた高出力用多シリンダ内燃
機関に適した給気マニホールドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は６気筒の内燃機関に適用された従
来例を示し、給気マニホールド５４はインタークーラー
５３の下部に、インタークーラー５４と一体に成形され
ており、下方に突出する各気筒用の６つの枝管５４-1,
2,3,4,5,6からなっている。各枝管５４-1,2,3,4,5,6
は、上端部がそれぞれ独自にインタークーラー５３に連
通し、下端部がシリンダヘッド５２の側端面に開口する
各給気ポート５５-1,2,3,4,5,6に連通している。インタ
ークーラー５３の給気入口管６０は中央部に形成されて
おり、過給機６３に接続している。各給気ポート５５-
1,2,3,4,5,6は、フライホイール６１配置側から順に第
１、第２、第３、第４、第５、第６気筒用となってい
る。給気マニホールド５４の中央部の下方には、燃料噴
射ポンプケース５７が配置され、各気筒用の燃料噴射ポ
ンプ５８を備え、各燃料噴射ポンプ５８にはそれぞれ燃
料高圧管５９が接続し、上方へ延びてそれぞれ図示しな
い燃料噴射弁に接続している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図４の従来例は、次の
ような課題がある。 （１）給気マニホールド５４の各枝管５４-1,2,3,4,5,6
はそれぞれ独自にインタークーラー５３に接続し、イン
タークーラー５３から直接各枝管５４-1,2,3,4,5,6内に
給気が供給されるようになっているため、着火順序が相
互に連続し合う気筒への給気が相互に干渉し、インター
クーラー５３内の給気の流れが乱れ、給気効率を向上さ
せることがむつかしい。特に、高速、高出力用の内燃機
関では上記給気の干渉が起こり易い。

【０００４】（２）各枝管５４-1,2,3,4,5,6は、各気筒
に対応する個所でそれぞれ分岐しており、給気入口管６
０からの距離に大きな差があるので、給気集合入口管６
０に近い中央の給気ポート５５-3,５５-4と、離れた給
気５５-1,５５-6ポートとでは、給気量が不均等にな
る。

【０００５】（３）燃料噴射ポンプ５８から延びる燃料
高圧管５９は、枝管５４-3,５４-4等の間を通し、イン
タークーラー５３の下側からシリンダヘッド５２の上方
等へ配管されているが、上記のようにインタークーラー
５３と各枝管５４-1,2,3,4,5,6は一体成形されているの
で、燃料高圧管５９の配管作業並びにインタークーラー
５３のメンテナンス作業に手間がかかる。たとえば燃料
高圧管５９の配管作業及びメンテナンス作業において
は、枝管５４-3,4間等の狭いスペースに配管しなければ
ならず、広い作業スペースを確保しようとすれば、給気
マニホールド５４との一体物をシリンダヘッド５２から
取り外さなければならない。また、インタークーラー５
３等の点検掃除等を行なう場合にも、給気マニホールド
５４との一体物をシリンダヘッド５２から取り外さなけ
ればならない。

【０００６】

【発明の目的】本願発明の目的は、給気干渉をなくし、
給気効率を向上させると共に、組立作業及びメンテナン
ス作業の容易化を図ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の発明
は、１つのインタークーラーから給気マニホールドを介
して各給気ポートへ給気を供給する多シリンダ内燃機関
の給気マニホールドにおいて、シリンダヘッドの側端面
に開口する全給気ポートを、着火順序が連続しない給気
ポートの集まりからなる複数の給気ポート群に区分け
し、給気マニホールドを、上記各給気ポート群に対応す
るように、互いに別体の複数の給気マニホールド部に分
割し、各給気マニホールド部は、上記給気ポート群内の
各給気ポートに対応する給気接続口に枝分かれしている
ことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、６つのシリンダを
有する請求項１記載の多シリンダ内燃機関の給気マニホ
ールドにおいて、全給気ポートを２つの給気ポート群に
区分けし、給気マニホールドを、上記給気ポート群に対
応して２つの給気マニホールド部に分割することを特徴
としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の多シリンダ内燃機関の給気マニホールドにおいて、
各給気マニホールド部の給気集合入口は、シリンダヘッ
ド側とは反対側に１つ形成し、給気マニホールドの上方
にインタークーラーを配置し、インタークーラーには、
各給気マニホールド部用にそれぞれ給気集合出口管を下
方突出状に形成して、給気マニホールド部の給気集合入
口に着脱自在に取り付けていることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本願発明を適用した
６気筒の過給機付内燃機関を示しており、説明を理解し
易くするために、図２のクランク軸芯Ｏ１方向のフライ
ホイール５配置側を前方とし、かつ、前方から順に第
１，第２，第３，第４，第５及び第６気筒Ｃ1,2,3,4,5,
6が並んでいるとする。

【００１１】側面図を示す図１において、シリンダブロ
ック１の上側にシリンダヘッド２及び弁腕カバー３が順
次締着されており、シリンダヘッド２の側端面には、前
側から順に第１，２，３，４，５，６気筒用の給気ポー
ト４-1,2,3,4,5,6が開口している。

【００１２】シリンダヘッド２の側端面に取り付けられ
る給気マニホールド８は、上方に配置されたインターク
ーラー１０とは別体に形成され、かつ、第１，第２，第
３気筒用の前側給気マニホールド部８ａと、第４，第
５，第６気筒用の後側給気マニホールド部８ｂとの２つ
に分割され、それぞれ独自にシリンダヘッド２の側端面
にボルトにより締着されている。給気マニホールド部８
ａ、８ｂの下方には、前後方向の概ね中央部に燃料噴射
ポンプケース１１が配置され、ポンプケース１１には各
気筒用の燃料噴射ポンプ１２が備えられており、各燃料
噴射ポンプ１２にはそれぞれ燃料高圧管１３が接続して
いる。各燃料高圧管１３は上方へ延び、弁腕カバー３内
の各燃料噴射弁に接続している。

【００１３】インタークーラー１０は、２つの給気マニ
ホールド部８ａ、８ｂに対し、上方に１つだけ配置され
ており、クランク軸芯Ｏ１方向と平行に長く延び、前端
部に冷却水入口部１５が形成され、後端部に冷却水出口
部１６が形成され、前後方向の中央部の上部に給気入口
管２０が形成されている。インタークーラー１０の下端
部には、前端部と後端部にそれぞれ給気集合出口管２
５，２６が一体に形成されている。

【００１４】図２は図１のII-II断面図であり、各給気
マニホールド部８ａ，８ｂには、各給気ポート４-1,2,
3,4,5,6に連通する給気接続口３０-1,1,2,3,4,5,6がそ
れぞれ形成されると共に、シリンダヘッド側とは反対側
にそれぞれ一個の給気集合入口３１が形成されている。
上記各給気接続口３０-1,2,3,4,5,6の接続面は垂直に形
成され、給気集合入口３１の接続面も垂直に形成されて
いる。さらに、インタークーラー１０の各給気集合出口
管２５，２６の出口部３５の接続面も垂直に形成されて
おり、垂直接続面内で上記出口部３５と給気集合入口３
１が接続されている。

【００１５】図３は図１のIII-III断面図であり、イン
タークーラー１０の給気入口管２０に接続する給気連絡
管３４は弁腕カバー３の上側を通過して過給機２２のコ
ンプレッサ部に連通している。インタークーラー１０の
給気集合出口管２６（２５も同様）は、下方に突出する
と共に下端部で給気マニホールド側へ折れ曲がり、前述
のように垂直な取付面内において給気マニホールド部８
ｂの給気集合入口３１に接続している。

【００１６】６気筒エンジンにおいて、着火順序は、通
常、Ｃ1-Ｃ4-Ｃ2-Ｃ6-Ｃ3-Ｃ5-Ｃ1、またはこの逆のＣ1
-Ｃ5-Ｃ3-Ｃ6-Ｃ2-Ｃ4-Ｃ1となっており、いずれの着火
順序にしても、図２の前側給気マニホールド部８ａに接
続する気筒群（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3）と、後側給気マニホー
ルド部８ｂに接続する気筒群（Ｃ4,Ｃ5,Ｃ6)は、同一の
気筒群内に着火順序で相互に連続する気筒は含んでいな
い。

【００１７】

【作用】図１の過給機２２から給気連絡管３４を介して
インタークーラー１０に加圧供給される給気は、インタ
ークーラー１０内で冷却水によって冷却され、そして図
２に示す６つの気筒Ｃ1,2,3,4,5,6のうち、給気行程の
気筒に接続している給気マニホールド部８ａ又は８ｂに
供給される。たとえば、第１気筒Ｃ1が給気行程である
と、給気は、まず、前側給気マニホールド８ａに供給さ
れ、第１の給気接続口３０-1から第１の給気ポート４-1
に供給され、第１気筒Ｃ1に至る。この間、他の気筒Ｃ
2,3,4,5,6の給気弁は閉じており、したがってインター
クーラー１０内の給気は、総て第１気筒Ｃ1に利用され
る。

【００１８】第１気筒Ｃ1の給気行程に続き、前記着火
順序にしたがって第５気筒Ｃ5が給気行程となるが、こ
の時は、後側給気マニホールド部８ｂを介して第５の給
気ポート４-5へ給気が供給されるので、第１気筒Ｃ1と
第５気筒Ｃ5の間で給気干渉が発生することはなく、イ
ンタークーラー１０内の給気を略総て第５気筒Ｃ5へ供
給することができる。

【００１９】その後も同様に、前側給気マニホールド部
８ａと後側給気マニホールド部８ｂとの間で、交互にイ
ンタークーラー１０から給気が供給されることになり、
気筒間で給気干渉が発生するおそれはない。

【００２０】内燃機関を組み立てる場合は、まず、各給
気マニホールド部８ｂ，８ｂをシリンダヘッド２に取り
付けた状態で、燃料噴射ポンプ１２の各燃料高圧管１３
を配管し、その後、インタークーラー１０を給気マニホ
ールド部８ａ,８ｂに取り付ける。すなわち、各給気集
合出口管２５，２６を給気マニホールド部８ａ，８ｂの
給気入口３１に取り付けると共に、給気入口管２０を給
気連絡管３４に取り付ける。インタークーラー１０の給
気入口管２０及び給気集合出口管２５，２６は、給気連
絡管３４及び給気マニホールド部８ａ、８ｂの垂直な取
付面にボルト等により締着するので、インタークーラー
１０の寸法精度等に多少狂いがあっても、ボルトとボル
ト挿通孔との間の遊びにより、その誤差を吸収して取り
付けることができる。

【００２１】インタークーラー１０を点検清掃等のため
に取り外す場合は、給気マニホールド部８ａ，８ｂ及び
給気連絡管３４に対して取り外し、清掃等を行なうこと
ができ、燃料高圧管１３を外す必要はない。

【００２２】

【そ他の発明の実施の形態】（１）前記実施の形態は６
気筒の内燃機関に適用したが、４気筒あるいは８気筒等
の内燃機関にも適用できる。

【００２３】（２）８気筒の内燃機関に適用する場合に
は、たとえば第１，第２気筒用の給気マニホールド部
と、第３，第４気筒用の給気マニホールド部と、第５，
第６気筒用の給気マニホールド部と、第７，第８気筒用
の給気マニホールド部の４つに分割し、それらを１つの
インタークーラーに接続する。８気筒のエンジンの場
合、着火順序は、通常Ｃ1-Ｃ３-Ｃ２-Ｃ５-Ｃ８-Ｃ６-
Ｃ７-Ｃ４-Ｃ1となっており、したがって、いずれの給
気マニホールド部に属する気筒群も、同一の気筒群内で
は着火順序が相互に連続する気筒は含まれない。

【００２４】（３）８気筒の内燃機関に適用する別の例
としては、たとえば第１、第２，第３気筒用の給気マニ
ホールド部と、第４、第５，第６気筒用の給気マニホー
ルド部と、第７、第８気筒用の給気マニホールド部の３
つに分割することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本願請求項１〜３記
載の発明によると、 （１）全給気ポート４-1,2,3,4,5,6を、着火順序が連続
しない給気ポートの集まりからなる複数の給気ポート群
に区分けし、給気マニホールド８を、上記各給気ポート
群に対応するように、互いに別体の複数の給気マニホー
ルド部８ａ，８ｂに分割しているので、気筒間の給気干
渉を避けることができ、給気効率を向上させることがで
きる。

【００２６】（２）給気マニホールド８を複数の給気マ
ニホールド部８ａ、８ｂに分割し、インタークーラー１
０からの給気を、いずれかの各給気マニホールド部８
ａ，８ｂを介して所望の給気ポートに供給するようにし
ているので、図４の従来構造に比べ、各給気ポートへの
給気量が不均等になるのを防ぐことができる。

【００２７】（３）１つのインタークーラー１０から各
給気マニホールド部８ａ，８ｂを介して全給気ポート４
-1,2,3,4,5,6へ給気を供給するようにしているので、イ
ンタークーラー１０の容量を大きく確保し、かつ、その
インタークーラー全体の給気を、各気筒用にそれぞれ供
給することができ、高出力化が要望される昨今の内燃機
関に対応して、充分な量の給気を供給することができ、
給気効率が一層向上する。

【００２８】（４）インタークーラー１０と各給気マニ
ホールド部８ａ、８ｂとを別体としているので、燃料高
圧管１３の配管作業並びにインタークーラー１０のメン
テナンス作業に手間がかからない。すなわち燃料高圧管
１３の配管作業及びメンテナンス作業においては、給気
マニホールド部８ａ，８ｂに対してインタークーラー１
０のみを取り外した状態としておけば、広い作業スペー
スを確保でき、容易に燃料高圧管１３の配管及び取外し
作業が行なえる。また、インタークーラー１０等の点検
掃除等を行なう場合には、給気マニホールド部８ａ，８
ｂに対してインタークーラー１０のみを取り外せばよ
く、燃料高圧管１３を外す必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用した給気マニホールドを備え
た多シリンダ内燃機関の側面部分図である。

【図２】 図１のII-II断面図である。

【図３】 図１のIII-III断面図である。

【図４】 従来例の側面略図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ シリンダヘッド ４-1,2,3,4,5,6 給気ポート ８ 給気マニホールド ８ａ，８ｂ 給気マニホールド部 １０ インタークーラー １２ 燃料噴射ポンプ １３ 燃料高圧管 ２５，２６ 給気集合出口管 ３０-1,2,3,4,5,6 給気接続口 ３１ 給気集合入口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのインタークーラーから給気マニホ
   ールドを介して各給気ポートへ給気を供給する多シリン
   ダ内燃機関の給気マニホールドにおいて、 シリンダヘッドの側端面に開口する全給気ポートを、着
   火順序が連続しない給気ポートの集まりからなる複数の
   給気ポート群に区分けし、 給気マニホールドを、上記各給気ポート群に対応するよ
   うに、互いに別体の複数の給気マニホールド部に分割
   し、 各給気マニホールド部は、上記給気ポート群内の各給気
   ポートに対応する給気接続口に枝分かれしていることを
   特徴とする多シリンダ内燃機関の給気マニホールド。
2. 【請求項２】 ６つのシリンダを有する請求項１記載の
   多シリンダ内燃機関の給気マニホールドにおいて、 全給気ポートを２つの給気ポート群に区分けし、 給気マニホールドを、上記給気ポート群に対応して２つ
   の給気マニホールド部に分割することを特徴とする多シ
   リンダ内燃機関の給気マニホールド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の多シリンダ内燃機
   関の給気マニホールドにおいて、 各給気マニホールド部の給気集合入口は、シリンダヘッ
   ド側とは反対側に１つ形成し、 給気マニホールドの上方にインタークーラーを配置し、 インタークーラーには、各給気マニホールド部用にそれ
   ぞれ給気集合出口管を下方突出状に形成して、給気マニ
   ホールド部の給気集合入口に着脱自在に取り付けている
   ことを特徴とする多シリンダ内燃機関の給気マニホール
   ド。