JP2009097452A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バンク毎に吸気コレクタ３Ａ、３Ｂを備える場合に、ブレーキペダルの戻し時にブレーキブースタからの空気が負圧取出口から流れ込むことによるバンク間トルク段差を防止する。
【解決手段】 ２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂを連通する連通管１３を利用し、これに、ブレーキブースタの負圧取出口１５を設ける。レイアウト上、ブレーキブースタの負圧取出口１５を連通管１３の中間部に設けることができない場合は、ブレーキブースタの負圧取出口１５を、連通管１３の一方の端部に設け、他方の端部に向けて開口させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車用エンジンの吸気装置に関し、特に、吸気コレクタを２つ備える場合のブレーキブースタの負圧取出構造に関する。

特許文献１は、自動車用エンジンにおいて、スロットル弁下流の吸気通路にブレーキブースタの負圧取出口を設けることを開示している。また、ブレーキブースタの構造上、ブレーキペダルの戻し時に、ブレーキブースタから空気が吸気通路に流れて、空燃比がリーンになることから、これを考慮して燃料噴射量を補正することを開示している。
特開２００４−３４６８３０号公報

ところで、Ｖ型エンジンや水平対向エンジンのように、気筒グループ毎のバンクを有し、バンク毎に吸気コレクタを設ける場合、ブレーキブースタの負圧取出口を片方の吸気コレクタに設けると、次のような問題点を生じる。

ブレーキブースタから空気が流れる際に、片方のバンクのみ空燃比がリーンになり、バンク間トルク段差が生じる。この場合、燃料噴射量制御で当該バンクの空燃比を補正しても、バンク間で空気量が均一ではないので、バンク間トルク段差は解消できない。

本発明は、このような実状に鑑み、吸気コレクタを２つ備える場合に、ブレーキブースタの負圧取出口を適切に配置することにより、バンク間トルク段差の発生を防止することを目的とする。

このため、本発明では、２つの吸気コレクタを備える場合に、これらの吸気コレクタを連通する連通管（バランスチューブ）を利用し、この連通管に、ブレーキブースタの負圧取出口を設ける構成とする。

本発明によれば、ブレーキブースタの負圧取出口を２つの吸気コレクタ間の連通管に設けることにより、ブレーキペダルの戻し時のブレーキブースタからの空気を連通管から２つの吸気コレクタにほぼ均等に流して、空気量を均一化することができ、バンク間トルク段差の発生を防止できる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すＶ型エンジンの吸気系の概略正面図、図２は吸気マニホールド（吸気コレクタ、ブランチ管）及び連通管の平面図である。また、図３は連通管の正面図、図４は連通管の端部の平面視での拡大断面図である。

本実施形態は、Ｖ型６気筒エンジンであり、その左右のバンク１Ａ、１Ｂにそれぞれ３気筒ずつ配置されている。具体的には、左側のバンク１Ａに＃１、＃３、＃５気筒が配置され、右側のバンク１Ｂに＃２、＃４、＃６気筒が配置されている。尚、本明細書では、エンジンのフロント側（クランク軸の前端部側）から見てバンクの分かれる方向を左右方向といい、クランク軸の方向を前後方向又は気筒列方向という。

このエンジンの吸気系は、左右のバンク１Ａ、１Ｂの上方に、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂと各気筒へのブランチ管４−１〜４−６とを有する吸気マニホールド２を備えている。

また、吸気マニホールド２のブランチ管４−１〜４−６に接続して、これらの下方に、吸気マニホールド・ロアブロック５を備えており、このロアブロック５には、ブランチ管４−１〜４−６の各延長通路が形成されている。

そして、ロアブロック５は、その下面側にて、各バンク１Ａ、１Ｂのシリンダヘッドの吸気ポートに連通させてシリンダヘッド側部より突出形成した吸気ポート延長部６Ａ、６Ｂに接続されている。

図２を参照し、吸気マニホールド２は、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂと、各コレクタ３Ａ、３Ｂから３本ずつ延びる計６本のブランチ管４−１〜４−６とから構成される。
吸気コレクタ３Ａ、３Ｂは、右側と左側に配置されて、それぞれ気筒列方向に延在している。

吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの外側の面には、吸気入口部１１Ａ、１１Ｂが形成され、ここにエアクリーナ、エアフローメータ、スロットル弁を含む吸気入口側通路（図示せず）がそれぞれ接続される。

右側の吸気コレクタ３Ａの内側の面からは、左側のバンクの気筒（＃１、＃３、＃５）に対応する３本のブランチ管４−１、４−３、４−５が中央部へ向かって延び、下方へ湾曲している。左側の吸気コレクタ３Ｂの内側の面からは、右側のバンクの気筒（＃２、＃４、＃６）に対応する３本のブランチ管４−２、４−４、４−６が中央部へ向かって延び、下方へ湾曲している。従って、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂ間の中央部において、ブランチ管４−１〜４−６の開口部（図２の点線示の楕円形状の開口部）が気筒列方向にほぼ一列に並んで下向きに開口している。

吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの後端部には、それぞれ連通口１２Ａ、１２Ｂが設けられている。そして、これらの連通口１２Ａ、１２Ｂをつなぐように、連通管（バランスチューブ）１３が設けられている。

連通管（バランスチューブ）１３は、その両端部付近の側壁に、連通口１４Ａ、１４Ｂを開口させてある。従って、吸気コレクタ３Ａの連通口１２Ａに、連通管１３の一方の端部の連通口１４Ａを接続し、また、吸気コレクタ３Ｂの連通口１２Ｂに、連通管１３の他方の端部の連通口１４Ｂを接続した状態で、取付ける。

この連通管１３により、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂに吸入される空気量の均一化を図ることができる。
そして、この連通管１３を利用し、これにブレーキブースタの負圧取出口を設ける。

ブレーキブースタ（負圧式制動倍力装置）について、図５の原理図により説明する。
ブレーキブースタ（マスタバック）は、ブレーキペダル１０１と、その踏力により操作され制動用の油圧を発生させて各ホイールシリンダへ送るマスタシリンダ１０７との間に、これらと一体になって構成される。

ブレーキペダル１０１の踏力は、これに連結されたバルブオペレーティングロッド１０２、バルブプランジャ１０３、パワーシリンダ１０４内のパワーピストン１０５、プッシュロッド１０６、マスタシリンダ１０７内のマスタシリンダピストン１０８の順で、伝達される。

ここで、パワーシリンダ１０４は、パワーピストン１０５により、室Ａと室Ｂとに隔てられており、室Ａはホースにより負圧取出口に接続されている。
室Ｂは、バルブプランジャ１０３の位置に応じ、大気に開放されるか、負圧取出口に接続されるかする。すなわち、ブレーキペダル１０１が踏込まれてバルブプランジャ１０３が図示のごとく左行したときは大気に開放され、ブレーキペダル１０３が戻されてバルブプランジャ１０３が図で右行したときは負圧取出口に接続される。

従って、ブレーキペダル１０１に踏力が加えられると、バルブオペレーティングロッド１０２がバルブプランジャ１０３を図示のごとく動かし、パワーシリンダ１０４内の室Ｂに大気が流入する。これにより室Ｂ（大気圧）と室Ａ（負圧）との圧力差からパワーシリンダ１０４にアシスト力が発生する。

ブレーキペダル１０１に踏力がなくなって、リターンスプリング（図示せず）により戻されると、バルブプランジャ１０３が図で右行し、室Ｂへの大気の流入を防いで室Ｂを負圧取出口と連通させる。このため、室Ｂは室Ａと同じ負圧になり、パワーシリンダ１０４にアシスト力は発生しない。

この際（バルブプランジャ１０３が大気側を閉じて負圧側と連通させた際）、室Ｂの大気（空気）が負圧取出口の側に流れ、吸気系に流れ込むことになる。
次にブレーキブースタの負圧取出口の配置について説明する。

ブレーキブースタの負圧取出口は、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂを連通する連通管１３に設ける。これにより、ブレーキペダルの戻し時のブレーキブースタからの空気を連通管１３から２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂにほぼ均等に流して、バンク間で空気量を均一化することができ、バンク間トルク段差の発生を防止できる。

この場合、ブレーキブースタの負圧取出口は、連通管１３の中間部、すなわち、各吸気コレクタ３Ａ、３Ｂへの連通口１４Ａ、１４Ｂの中間部に設けるのが、空気量を均一化する上で、最も望ましい。

但し、レイアウト上、連通管１３の中間部に設けることができない場合もあるという事情を考慮し、中間部以外でも、空気量を均一化できるようにした実施形態について、以下に説明する。

尚、連通管１３の中間部に設けることができない場合とは、例えば、連通管１３は見栄え上、エンジンのリア側に配置することから、連通管１３の中間部に負圧取出口を設けるとなると、負圧取出口（負圧取出用のホースを接続するためのコネクタ）がエンジンルームの車室側の隔壁と干渉し、配置が困難となる場合である。

本実施形態では、図２、図３、図４に示されているように、ブレーキブースタの負圧取出口（負圧取出用のホースを接続するためのコネクタ）１５を、連通管１３の一方の端部に設ける。

より具体的には、連通管１３の一方の端部を当該端部にある一方の吸気コレクタ３Ａとの連通口１４Ａよりも外側に延長し、この延長部１６に、ブレーキブースタの負圧取出口１５を設ける。負圧取出口（ホースコネクタ）１５がレイアウト上邪魔にならないようにするためである。

また、ブレーキブースタの負圧取出口１５は、連通管１３の一方の端部にて、他方の端部に向けて開口させる。距離的には、連通管１３の一方の端部にある一方の吸気コレクタ３Ａとの連通口１４Ａに近いため、流れが偏らないように、遠い側である他方の端部にある他方の吸気コレクタ３Ｂとの連通口１４Ｂにより多くの空気が向かうようにして、均一化を図るためである。

より具体的には、ブレーキブースタの負圧取出口１５を、連通管１３の一方の端部にて、一方の吸気コレクタ３Ａとの連通口１４Ａと、連通管１３の長さ方向に並べて開口させる。これにより、負圧取出口１５とこれに近い側の連通口１４Ａとを対面させず、ブレーキペダル戻し時の負圧取出口１５からの噴出空気が直接近い側の連通口１４Ａに入らないようにする。また、負圧取出口１５の開口面を傾斜させて、負圧取出口１５の軸線を傾斜させることで、負圧取出口１５を他方の端部に向けて開口させている。これにより、ブレーキペダル戻し時の負圧取出口１５からの噴出空気が直接近い側の連通口１４Ａに入らないだけでなく、より多くの空気が遠い側の連通口１４Ｂに向かうようになる。

いずれにしても、連通管１３に設けたブレーキブースタの負圧取出口１５からの噴出空気について、負圧取出口１５から近い側の連通口１４Ａに至る通気抵抗と、負圧取出口１５から遠い側の連通口１４Ｂに至る通気抵抗とを、種々の方法により、調整して、均一化することで、空気量の均一化を図ることができる。

この場合の具体的な調整方法としては、負圧取出口の位置（空気流入位置）、向きの調整の他、連通管１３の管内径の調整、管内へのオリフィスや案内板（又は邪魔板）の設置、長さ調整などを挙げることができる。

尚、以上では、Ｖ型エンジンの場合について説明したが、水平対向エンジンの場合もバンク毎に吸気コレクタを備えるものであれば適用できる。

本発明の一実施形態を示すＶ型エンジンの吸気系の概略正面図 吸気マニホールド及び連通管の平面図 連通管の正面図 連通管の端部の平面視での拡大断面図 ブレーキブースタの原理図

符号の説明

１Ａ、１Ｂ バンク（各バンクのシリンダヘッド）
２ 吸気マニホールド
３Ａ、３Ｂ 吸気コレクタ
４−１〜４−６ ブランチ管
５ 吸気マニホールド・ロアブロック
６Ａ、６Ｂ 吸気ポート延長部
１１Ａ、１１Ｂ 吸気入口部
１２Ａ、１２Ｂ 連通口
１３ 連通管（バランスチューブ）
１４Ａ、１４Ｂ 連通口
１５ ブレーキブースタの負圧取出口
１６ 延長部
１０１ ブレーキペダル
１０２ バルブオペレーティングロッド
１０３ バルブプランジャ
１０４ パワーシリンダ
１０５ パワーピストン
１０６ プッシュロッド
１０７ マスタシリンダ
１０８ マスタシリンダピストン

Claims (6)

1. ２つの気筒グループ毎に吸気コレクタを備えると共に、これらの吸気コレクタを連通する連通管を備えるエンジンの吸気装置において、
   ブレーキブースタの負圧取出口を前記連通管に設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 前記ブレーキブースタの負圧取出口を、前記連通管の一方の端部に設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。
3. 前記ブレーキブースタの負圧取出口を、前記連通管の一方の端部にて、他方の端部に向けて開口させたことを特徴とする請求項２記載のエンジンの吸気装置。
4. 前記ブレーキブースタの負圧取出口を、前記連通管の一方の端部にて、一方の吸気コレクタとの連通口と、連通管の長さ方向に並べて開口させ、かつ、負圧取出口の軸線を傾斜させることで、負圧取出口を他方の端部に向けて開口させたことを特徴とする請求項３記載のエンジンの吸気装置。
5. 前記連通管の一方の端部を当該端部にある一方の吸気コレクタとの連通口よりも外側に延長し、この延長部に、前記ブレーキブースタの負圧取出口を設けたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
6. 前記ブレーキブースタの負圧取出口を、前記連通管の中間部に設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。

Images