JP2009191632A - インテークマニホールド - Google Patents

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Abstract

【課題】膜式レゾネータ６を備えるインテークマニホールド１において、燃焼室の火炎が逆流して容積室１１に侵入するのを抑制する。
【解決手段】インテークマニホールド１には、接続管４内と膜式レゾネータ６の容積室１１とを連通する連通路１２が設けられている。これにより、燃焼室から逆流する火炎はサージタンク３内に侵入した後、さらに、接続管４内、および連通路１２を通過しなければ容積室１１に侵入することができない。このため、容積室１１への火炎の侵入経路を大幅に長くすることができるので、燃焼室の火炎が容積室１１に侵入するのを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンヘッドに装着され、エンジンの各燃焼室に吸気を供給するインテークマニホールドに関する。
従来から、インテークマニホールド１００は、図４に示すように、薄膜１０１の振動により吸気に共鳴することで、吸気音を低減するとともに燃焼室への吸気を促進する膜式レゾネータ１０２を備えるものが公知である（特許文献１参照）。
そして、この膜式レゾネータ１０２によれば、薄膜１０１により密閉された容積室１０３が形成されており、吸気に対する共鳴周波数は、薄膜１０１の機械的特性および容積室１０３の体積等に応じて設定されている。
ところで、このインテークマニホールド１００では、薄膜１０１による容積室１０３の密閉構造のため、吸気圧や外気圧が大きく変動すると、容積室１０３とサージタンク１０４内との間の圧力差が大きくなって、薄膜１０１に加わる負荷が大きくなる。
このため、薄膜１０１を高剛性にする必要があり、吸気に対する共鳴周波数の設定範囲が限定されてしまう。この結果、吸気に共鳴することができなくなり、吸気音低減効果が得られなくなる事態が想定される。
そこで、容積室とサージタンク内との間の圧力差を低減するために、容積室とサージタンク内とを連通する技術が公知となっている。
しかし、容積室とサージタンク内とを連通すると、燃焼室から逆流した火炎が容積室に侵入するおそれがある。また、燃焼室から逆流した未燃燃料が容積室に達して残留するおそれもある。
特開２００７−１９８１６３号公報
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃焼室の火炎が逆流して容積室に侵入するのを抑制することにある。
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のインテークマニホールドは、スロットル装置を経由して供給される吸気をエンジンの各燃焼室に分配するサージタンクと、このサージタンクの上流側に設けられ、スロットル装置に接続する接続管と、所定の薄膜によりサージタンク内と区画される容積室を形成し、薄膜の振動により吸気に共鳴する膜式レゾネータとを備え、接続管内と容積室とが連通している。
これにより、接続管内と容積室とがほぼ等圧に保たれるので、接続管内と連通するサージタンク内も容積室とほぼ等圧に保たれる。このため、容積室とサージタンク内との間に圧力差が生じなくなるので、薄膜を高剛性にする必要がなく、吸気音低減効果を確実に得ることができる。
また、火炎はサージタンクに侵入した後、さらに、接続管内、および接続管内と容積室とを連通する連通路を通過しなければ容積室に侵入することができない。このため、容積室への火炎の侵入経路を大幅に長くすることができるので、燃焼室の火炎が逆流して容積室に侵入するのを抑制することができる。
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のインテークマニホールドによれば、接続管内と容積室とを連通する連通路、および容積室によってヘルムホルツレゾネータが形成され、このヘルムホルツレゾネータの吸気に対する共鳴周波数は、エンジンのアイドリング時における爆発１次成分以下である。
これにより、容積室への火炎の侵入を抑制するために連通路が設けられてヘルムホルツレゾネータが形成されても、このヘルムホルツレゾネータはエンジン回転数の実使用領域において吸気に共鳴しなくなる。このため、膜式レゾネータによる共鳴はヘルムホルツレゾネータによる共鳴に阻害されない。この結果、接続管内と容積室とを連通する連通路を設けても、膜式レゾネータによる吸気音低減効果を確実に得ることができる。
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のインテークマニホールドによれば、接続管内と容積室とを連通する連通路の壁は、少なくとも一部が金属により形成されている。
これにより、火炎が接続管に侵入しても、金属の消炎作用により火炎の進行が阻害される。このため、燃焼室の火炎が逆流して容積室に侵入するのをさらに抑制することができる。
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のインテークマニホールドによれば、接続管内と容積室とを連通する連通路に、火炎の進行を防止する消炎部材が配されている。
これにより、火炎が接続管に侵入して連通路を進行しようとしても、消炎部材により火炎の進行が阻害される。このため、燃焼室の火炎が逆流して容積室に侵入するのをさらに抑制することができる。
最良の形態１のインテークマニホールドは、スロットル装置を経由して供給される吸気をエンジンの各燃焼室に分配するサージタンクと、このサージタンクの上流側に設けられ、スロットル装置に接続する接続管と、所定の薄膜によりサージタンク内と区画される容積室を形成し、薄膜の振動により吸気に共鳴する膜式レゾネータとを備え、接続管内と容積室とが連通している。また、接続管内と容積室とを連通する連通路、および容積室によってヘルムホルツレゾネータが形成され、このヘルムホルツレゾネータの吸気に対する共鳴周波数は、エンジンのアイドリング時における爆発１次成分以下である。
最良の形態２のインテークマニホールドは、接続管内と容積室とを連通する連通路の壁の少なくとも一部が金属により形成されている。
最良の形態３のインテークマニホールドは、接続管内と容積室とを連通する連通路に、火炎の進行を防止する消炎部材が配されている。
〔実施例１の構成〕
実施例１のインテークマニホールド１の構成を、図１を用いて説明する。
インテークマニホールド１は、スロットル装置２とエンジン（図示せず）との間に組み込まれて、エンジンへ吸気を供給するための流路を形成するものであり、ポリアミド等の樹脂を素材として設けられている。
インテークマニホールド１は、スロットル装置２を経由して供給される吸気をエンジンの各燃焼室（図示せず）に分配するサージタンク３と、サージタンク３の上流側に設けられ、スロットル装置２に接続する接続管４と、サージタンク３の吸気を各燃焼室に導く吸気管５と、吸気に共鳴することで吸気音を低減するとともに燃焼室への吸気を促進する膜式レゾネータ６とを備え、吸気はスロットル装置２から、接続管４、サージタンク３、吸気管５を経て各燃焼室内に供給される。
なお、スロットル装置２は、バタフライ状の弁体９が回動操作されて、吸気流路の開度が制御される周知の構造を有する。
また、膜式レゾネータ６は、吸気の圧力脈動により振動して吸気に共鳴する薄膜１０を有しており、薄膜１０によりサージタンク３内と区画される容積室１１を形成している。
そして、膜式レゾネータ６の吸気に対する共鳴周波数は、薄膜１０の機械的特性および容積室１１の体積等に応じて設定されている。
〔実施例１の特徴〕
インテークマニホールド１には、接続管４内と容積室１１とを連通する連通路１２が設けられている。
連通路１２は、接続管４およびサージタンク３をなす壁１３に設けられている。そして、連通路１２の一方端１４は接続管４内に開口し、他方端１５は容積室１１に開口している。
また、連通路１２を設けることにより、連通路１２および容積室１１によってヘルムホルツレゾネータ１８が形成される。そして、ヘルムホルツレゾネータ１８の吸気に対する共鳴周波数がエンジンのアイドリング時における爆発１次成分以下となるように、連通路１２の径、連通路１２の長さ等が設定されている。
例えば、アイドル回転数６６０ｒ／ｍｉｎの４気筒４サイクルエンジンの場合、エンジンのアイドリング時における爆発１次成分は２２Ｈｚとなる。これに対して、容積室１１の容積を２リットル、連通路１２の径を６ｍｍ、連通路１２の長さを１０ｃｍ以上とすれば、ヘルムホルツレゾネータ１８の共鳴周波数を２２Ｈｚ以下に抑えることができる。
〔実施例１の効果〕
実施例１のインテークマニホールド１には、接続管４内と容積室１１とを連通する連通路１２が設けられている。
これにより、接続管４内と容積室１１とがほぼ等圧に保たれるので、接続管４内と連通するサージタンク３内も容積室１１とほぼ等圧に保たれる。このため、容積室１１とサージタンク３内との間に圧力差が生じなくなり、薄膜１０に大きな負荷が加わるおそれがないので、薄膜１０を高剛性にする必要がなくなる。この結果、膜式レゾネータ６において、吸気に対する共鳴周波数の設定範囲が限定されなくなり、吸気音低減効果を確実に得ることができる。
また、燃焼室から逆流する火炎はサージタンク３に侵入した後、さらに、接続管４内、および連通路１２を通過しなければ容積室１１に侵入することができない。このため、容積室１１への火炎の侵入経路を大幅に長くすることができるので、燃焼室の火炎が容積室１１に侵入するのを抑制することができる。
また、連通路１２および容積室１１によりヘルムホルツレゾネータ１８が形成されており、ヘルムホルツレゾネータ１８の吸気に対する共鳴周波数は、エンジンのアイドリング時における爆発１次成分以下である。
これにより、容積室１１への火炎の侵入を抑制するためにヘルムホルツレゾネータ１８が形成されても、ヘルムホルツレゾネータ１８はエンジン回転数の実使用領域において吸気に共鳴しなくなる。このため、膜式レゾネータ６による共鳴はヘルムホルツレゾネータ１８による共鳴に阻害されないので、連通路１２を設けても、膜式レゾネータ６による吸気音低減効果を確実に得ることができる。
実施例２のインテークマニホールド１によれば、図２に示すように、連通路１２の壁が金属により形成されている。すなわち、連通路１２は、金属製の筒体２０に形成されており、筒体２０は、接続管４およびサージタンク３をなす壁１３、容積室１１を形成する壁２１にインサート成形されている。
これにより、燃焼室から逆流する火炎が接続管４に侵入しても、金属製の筒体２０の消炎作用により火炎の進行が阻害されるので、燃焼室の火炎が容積室１１に侵入するのをさらに抑制することができる。
実施例３のインテークマニホールド１によれば、図３に示すように、連通路１２の壁の一部が金属部材２２により形成されており、さらに、連通路１２に火炎の進行を防止する消炎部材２３が配されている。なお、消炎部材２３は、例えば、スチールウールである。
これにより、燃焼室から逆流する火炎が接続管４に侵入して連通路１２を進行しようとしても、金属部材２２、および消炎部材２３により火炎の進行が阻害されるので、燃焼室の火炎が容積室１１に侵入するのをさらに抑制することができる。
〔変形例〕
実施例１によれば、連通路１２は壁１３に設けられていたが、サージタンク３および接続管４の外部に連通路１２を形成するための配管を配し、配管により容積室１１と接続管４とを接続してもよい。
また、実施例２によれば、連通路１２は金属製の筒体２０に形成され、連通路１２の壁が全て金属により形成されていたが、連通路１２の壁の一部を金属により形成してもよい。また、実施例１、２に記載の連通路１２に消炎部材２３を配してもよい。
インテークマニホールドの構成を示す説明図である（実施例１）。 インテークマニホールドの構成を示す説明図である（実施例２）。 インテークマニホールドの構成を示す説明図である（実施例３）。 インテークマニホールドの構成を示す説明図である（従来例）。
符号の説明
１ インテークマニホールド
２ スロットル装置
３ サージタンク
４ 接続管
６ 膜式レゾネータ
１０ 薄膜
１１ 容積室
１２ 連通路
１８ ヘルムホルツレゾネータ
２０ 筒体
２２ 金属部材
２３ 消炎部材

Claims (4)

  1. スロットル装置を経由して供給される吸気をエンジンの各燃焼室に分配するサージタンクと、
    このサージタンクの上流側に設けられ、前記スロットル装置に接続する接続管と、
    所定の薄膜により前記サージタンク内と区画される容積室を形成し、前記薄膜の振動により吸気に共鳴する膜式レゾネータとを備え、
    前記接続管内と前記容積室とが連通していることを特徴とするインテークマニホールド。
  2. 請求項１に記載のインテークマニホールドにおいて、
    前記接続管内と前記容積室とを連通する連通路、および前記容積室によってヘルムホルツレゾネータが形成され、
    このヘルムホルツレゾネータの吸気に対する共鳴周波数は、前記エンジンのアイドリング時における爆発１次成分以下であることを特徴とするインテークマニホールド。
  3. 請求項１または請求項２に記載のインテークマニホールドにおいて、
    前記接続管内と前記容積室とを連通する連通路の壁は、少なくとも一部が金属により形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
  4. 請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のインテークマニホールドにおいて、
    前記接続管内と前記容積室とを連通する連通路に、火炎の進行を防止する消炎部材が配されていることを特徴とするインテークマニホールド。
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