JP2006336582A - エンジンのインテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドのインテークポートに対応するフランジ１２の開口１３を介して接続されるサージタンク１４と、フランジ１２の開口１３ａを開閉するバタフライ式のスワールコントロールバルブ１６Ａと、フランジ１２の開口１３ａの向きと交差する方向からサージタンク１４へ吸気を導入する管路１５と、を備えるインテークマニホールドにおいて、吸気の流れがスワールコントロールバルブ１６Ａに衝突してその弁板や弁軸に変形や破損が生じるのを防止しえるようにする。
【解決手段】フランジ１２の開口１３ａの向きと交差する方向からスワールコントロールバルブ１６Ａへ向かう吸気の流れを湾曲させてフランジ１２の開口１３ａの向きに沿う方向からスワールコントロールバルブ１６Ａへ向かう吸気の流れに変えるべくフランジ１２の開口１３ａを囲ってサージタンク１４の内側へ延長させるように凸部２０を形成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、エンジンのインテークマニホールドに関する。

エンジンのインテークマニホールドにおいては、レイアウト上の制約から、管の曲がり方などについて、諸種の工夫がなされている。図８においては、インテークマニホールド１のブランチ部１ａを途中まで上方へ向けて傾斜させ、かつシリンダヘッド２のインテークポート３との接続部で下方を向くように湾曲部４が形成され、インテークマニホールド１がシリンダヘッド２よりも上方へ突出しないようになっている（特許文献１）。６はバタフライ式のスワールコントロールバルブであり、インテークマニホールド１の湾曲部４よりインテークポート３側に取り付けられ、全開時のスワールコントロールバルブ６の弁体７と連続する位置から上流側へ湾曲部４に沿って湾曲する整流板５が設けられる。９はインテークマニホールド１の基端部に取り付けられる気化器である。

低負荷時は、スワールコントロールバルブ６が全閉位置に保持され、インテークマニホールド１からインテークポート３を通ってシリンダへ流入する吸気の流速を高め、シリンダに吸気スワールを生起させる。高負荷時は、スワールコントロールバルブ６が全開位置に保持され、湾曲部４に沿う整流板５と連続するため、吸気が整流板５に沿ってスワールコントロールバルブ６へスムーズに流れるようになり、スワールコントロールバルブ６が吸気の流れに与える抵抗を軽減しえるのである。
実公平７−７５４９号

特許文献１の場合、整流板５に沿う吸気の流れはスムーズになるが、その内側を流れる吸気については、湾曲部４の上流側から上向きに直進しつつ、全開位置のスワールコントロールバルブ６に衝突しかねない。スワールコントロールバルブ６は、全開時に弁板７がインテークポート３と平行になるので、吸気の流速が高まる運転状態において、吸気の衝突による入力が大きくなり、弁板７や弁軸８に変形や破損を生じる可能性が考えられる。

この発明は、このような不具合の有効な対処手段の提供を目的とする。

第１の発明は、エンジンのインテークマニホールドにおいて、シリンダヘッドのインテークポートに対応するフランジの開口を介して接続されるサージタンクと、フランジの開口を開閉するバタフライ式のスワールコントロールバルブと、フランジの開口の向きと交差する方向からサージタンクへ吸気を導入する管路と、を備えてなり、フランジの開口の向きと交差する方向からスワールコントロールバルブへ向かう吸気の流れを湾曲させてフランジの開口の向きに沿う方向からスワールコントロールバルブへ向かう吸気の流れに変えるべくフランジの開口を囲ってサージタンクの内側へ延長させるように凸部を形成したことを特徴とする。

第２の発明は、請求項１に係るインテークマニホールドにおいて、スワールコントロールバルブは、全開時に弁板がフランジの開口の向きと平行になり、全閉時に弁板がフランジの開口の向きに沿う方向から流入する吸気の流れと直交になる、ように設定したことを特徴とする。

第３の発明は、請求項２に係るインテークマニホールドにおいて、凸部は、全閉時の弁板の全周を囲えるように設定したことを特徴とする。

第１の発明においては、フランジの開口の向きと交差する方向からサージタンクへ導入される吸気がサージタンクからフランジの開口を通ってインテークポートへ流れることになるが、凸部により、フランジの開口の向きと交差する方向からスワールコントロールバルブへ向かう吸気の流れがフランジの開口の向きに沿う方向からスワールコントロールバルブへ流入する吸気の流れに変えられる。このため、スワールコントロールバルブを吸気の流速が強まる運転状態のときに全開して弁板がフランジの開口の向きと平行になるように設定すると、吸気の流れが全開時の弁板に衝突するのを避けられ、全開時の弁板に沿って吸気がスムーズに流れるようになる。凸部は、フランジの開口を囲ってサージタンクの内側へ延長させるように形成されるが、吸気の流れを湾曲させてその向きを変える整流機能により、吸気の流れに与える抵抗も小さく抑えられる。

第２の発明においては、スワールコントロールバルブを吸気の流速が弱まる運転状態のときに全閉する一方、吸気の流速が強まる運転状態のときに全開するように設定すると、吸気の流れが全開時の弁板に衝突するのを避けられるばかりでなく、各気筒に２系統のインテークポートを備えるエンジンにおいて、２系統のインテークポートの一方に対応するフランジの開口にのみスワールコントロールバルブを設ける場合を想定すると、サージタンクは、フランジの開口の向きと交差する方向から導入する吸気を各気筒の２系統のインテークポートへ分配することになり、全閉時の弁板により、一方のインテークポートに対応するフランジの開口への吸気の流れを抑えつつ、もう一方のインテークポートに対応するフランジの開口へ吸気の流れを集中させることが可能となる。

第３の発明においては、各気筒の２系統のインテークポートの一方に対応するフランジの開口にのみスワールコントロールバルブを設ける場合を想定すると、凸部により全閉時の弁板の全周が囲われるようになり、一方のインテークポートに対応するフランジの開口への吸気の流れを遮断することにより、もう一方のインテークポートに対応するフランジの開口へ吸気の全量を集中させることが可能となる。

図２，図３において、インテークマニホールド１０は、各気筒に２系統のインテークポートを備えるエンジンに適用されるものであり、図１のようにシリンダヘッド１１の側面に取り付けられる。インテークマニホールド１０は、シリンダヘッド１１との取付面を形成するフランジ１２と、各インテークポートにフランジ１２の開口１３を介して接続されるサージタンク１４と、フランジ１２の開口１３の向きと交差する方向からサージタンク１４へ吸気を導入する管路１５と、を備える。

サージタンク１４は、フランジ１２の開口１３の向きと交差する方向から導入した吸気を各気筒へ分配するものであり、２系統のインテークポートに対応する開口１３ａ，１３ｂのうち、一方の開口１３ａにのみ、バタフライ式のスワールコントロールバルブ１６が配置される。スワールコントロールバルブ１６は、弁軸１８と弁板１７とからなり、図示の場合、各弁板１７を連結する共用の弁軸１８がサージタンク１４に回転自在に支持される。サージタンク１４から外部へ突き出る弁軸１８の一端にアクチュエータ１９（ダイヤフラム）の作動ロッド１９ａが連結され、作動ロッド１９ａの伸縮に伴って弁軸１８と一体に回転する弁板１７がフランジ１２の開口１３ａを開閉するようになっている。

各気筒の２系統のインテークポートについては、例えば、一方がダイレクショナルポート、もう一方がスパイラルポート、に設定される。ダイレクショナルポートがスワールコントロールバルブ１６を介してサージタンク１４に接続され、アクチュエータ１９は、図示しない制御手段により駆動され、低負荷時にスワールコントロールバルブ１６を全閉する一方、高負荷時にスワールコントロールバルブ１６を全開するのである。スワールコントロールバルブ１６は、全閉時に弁板１７がフランジ１２の開口１３ａの向きに沿う方向から流入する吸気の流れと直交になり、全開時に弁板１７がフランジ１２の開口１３ａの向きと平行になる、ように設定される。

フランジ１２の開口１３ａの向きと交差する方向からサージタンク１４へ導入される吸気は、サージタンク１４からフランジ１２の開口１３を通って各気筒のインテークポートへ流れることになるが、吸気の流れからスワールコントロールバルブ１６を保護するため、フランジ１２の開口１３ａの向きと交差する方向からスワールコントロールバルブ１６へ向かう吸気の流れを湾曲させてフランジ１２の開口１３ａの向きに沿う方向からスワールコントロールバルブ１６へ向かう吸気の流れに変えるべく、凸部２０がフランジ１２の開口１３ａを囲ってサージタンク１４の内側へ延長させるベルマウス状に形成される（図４、参照）。

凸部２０は、管路１５との位置関係から、スワールコントロールバルブ１６Ａに対してのみ設けるようにしても良い。スワールコントロールバルブ１６Ａについては、凸部２０による整流を受けないと、管路１５からサージタンク１４へ導入される吸気の流れが全開時の弁板１７（フランジ１２の開口１３ａの向きと平行になる）に衝突することなるが、他のスワールコントロールバルブ１６については、管路１５から導入される吸気がサージタンク１４を気筒配列方向へ流れ、全開時の弁板１７へこれと平行に流入するようになり、弁板１７への吸気の流れによる衝突入力が殆ど無いからである。

このように構成すると、凸部２０により、フランジ１２の開口１３ａの向きと交差する方向からスワールコントロールバルブ１６へ向かう吸気の流れがフランジ１２の開口１３ａの向きに沿う方向からスワールコントロールバルブ１６へ流入する吸気の流れに変えられる。このため、スワールコントロールバルブ１６Ａにおいては、図５のように吸気の流れが全開時の弁板１７に衝突するのを避けられ、全開時の弁板１７に沿って吸気がスムーズに流れるようになる。凸部２０は、フランジ１３の開口１３ａを囲ってサージタンク１４の内側へ延長させるように形成されるが、吸気の流れを湾曲させてその向きを変える整流機能により、吸気の流れに与える抵抗も小さく抑えられる。凸部２０が無いと、図６のように吸気が管路１５から上向きにサージタンク１４を矢印のように直進しつつ、スワールコントロールバルブ１６Ａへ流れ、全開時の弁板１７に衝突することになり、吸気の流速が高まる高負荷時において、吸気の衝突による入力が大きく、弁板１７や弁軸１８に変形や破損を生じかねないのである。

凸部２０については、全閉時に流入する吸気の流れと直交になる弁板１７の全周を囲えるように延長させると、弁板１７により、図７のようにダイレクショナルポート側のフランジ１２の開口１３ａが隙間なく閉じられ、スパイラルポートへ吸気の全量を集中させることが可能となる。

この発明の実施形態に係るエンジンの斜視図である。 同じくインテークマニホールドの構成説明図である。 同じく図２のＡ矢視図である。 同じくインテークマニホールドの要部断面図である。 同じく凸部ありの場合における吸気の流れに係る説明図である。 同じく凸部なしの場合における吸気の流れに係る説明図である。 同じくインテークマニホールドの要部断面図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１０ インテークマニホールド
１１ シリンダヘッド
１２ フランジ
１３，１３ａ，１３ｂ フランジの開口
１４ サージタンク
１５ 管路
１６，１６Ａ スワールコントロールバルブ
１７ 弁板
１８ 弁軸
２０ 凸部

Claims (3)

1. シリンダヘッドのインテークポートに対応するフランジの開口を介して接続されるサージタンクと、フランジの開口を開閉するバタフライ式のスワールコントロールバルブと、フランジの開口の向きと交差する方向からサージタンクへ吸気を導入する管路と、を備えてなり、フランジの開口の向きと交差する方向からスワールコントロールバルブへ向かう吸気の流れを湾曲させてフランジの開口の向きに沿う方向からスワールコントロールバルブへ向かう吸気の流れに変えるべくフランジの開口を囲ってサージタンクの内側へ延長させるように凸部を形成したことを特徴とするエンジンのインテークマニホールド。
2. スワールコントロールバルブは、全開時に弁板がフランジの開口の向きと平行になり、全閉時に弁板がフランジの開口の向きに沿う方向から流入する吸気の流れと直交になる、ように設定したことを特徴とする請求項１に係るインテークマニホールド。
3. 凸部は、全閉時の弁板の全周を囲えるように設定したことを特徴とする請求項２に係るインテークマニホールド。

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