JP2020002921A - Intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、産業用ディーゼルエンジンや建機用エンジンなどの各種エンジンに用いられる吸気マニホルドの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an intake manifold used for various engines such as an industrial diesel engine and a construction machine engine.
エンジンの吸気マニホルドは、例えば特許文献1において開示されているように、空気供給側の1つの通路から各気筒(各吸気ポート)に枝分かれしている構造のものが一般的である。 As disclosed in Patent Document 1, for example, an intake manifold of an engine generally has a structure that branches from one passage on an air supply side to each cylinder (each intake port).
産業用エンジン、例えば、発展途上国向けや廉価機種用の小型ディーゼルエンジンなどにおいては、コスト及び省スペース化のために、各気筒毎に分離せずに各吸気ポートを覆う1つの大きな開口(吸気出口)を備えた吸気マニホルド、いわゆる箱形の吸気マニホルドも多用されている(特許文献2を参照)。 In the case of an industrial engine, for example, a small diesel engine for developing countries or low-priced models, in order to save cost and space, one large opening (intake air) covering each intake port without being separated for each cylinder. An intake manifold having an outlet, that is, a so-called box-shaped intake manifold is also frequently used (see Patent Document 2).
箱形の吸気マニホルドでは、吸気ポート毎に枝分かれせず1つの内部空間による吸入路を有しているので、他の吸気ポートから逆流してくる脈動波の影響を受け易い面がある。この影響が大きいと、吸気ポートへの吸入量が所期する量よりも減ってしまい、燃焼状態が悪化し、ディーゼルエンジンでは黒煙やPMが増加する不都合を招く。 The box-shaped intake manifold has an intake passage formed by one internal space without branching for each intake port, and thus has a surface that is easily affected by a pulsating wave flowing backward from another intake port. If this effect is large, the amount of air suctioned into the intake port will be smaller than the expected amount, and the combustion state will deteriorate, leading to the inconvenience of increasing black smoke and PM in diesel engines.
そこで、箱形の吸気マニホルドでは、その容積を十分に取って、吸気マニホルド自体が各気筒共通のサージタンクにもなるようにして、吸気干渉を減らして吸入量を増やすことが考えられた。吸入量が増えると、出力向上のみならず、PMなどの排ガス低減も行え、排ガス規制の強化に対応可能となる利点が得られる。 In view of this, it has been considered that a box-shaped intake manifold is provided with a sufficient volume so that the intake manifold itself serves as a surge tank common to each cylinder, thereby reducing intake interference and increasing the intake amount. When the suction amount increases, not only the output can be improved, but also the exhaust gas such as PM can be reduced, and the advantage that the exhaust gas regulation can be strengthened can be obtained.
しかしながら、小型ディーゼルエンジンでは、複数気筒のうちの端にある吸気ポートの近傍にインジェクションポンプがあり、燃料噴射管の取り回しの関係上、吸気ポート周辺空間には制約がある。故に、枝分かれ形、箱形を問わず、吸気マニホルドの形状は制約のある空間に合せたものにならざるを得ず、十分な容積を取ることが難しい問題がある。この問題は、吸気マニホルドが箱形の場合はより顕著である。 However, in the small diesel engine, the injection pump is provided near the intake port at the end of the plurality of cylinders, and the space around the intake port is limited due to the layout of the fuel injection pipe. Therefore, regardless of the branch shape or the box shape, the shape of the intake manifold must be adapted to the limited space, and there is a problem that it is difficult to take a sufficient volume. This problem is more pronounced when the intake manifold is box-shaped.
本発明の目的は、さらなる構造工夫により、前述した空間に制約のあることを受け入れながらも、各気筒の吸入効率を向上させ、排ガス規制の強化にも対応可能となるように、実質的に容積の拡大が図れる吸気マニホルドを提供する点にある。 It is an object of the present invention to further improve the suction efficiency of each cylinder and to cope with the strengthening of exhaust gas regulations while accepting that the above-mentioned space is limited by a further structural contrivance. The point is to provide an intake manifold that can achieve an expansion of the intake manifold.
本発明は、吸気マニホルドにおいて、
複数の吸気ポートを全て覆う大きさに形成された1つの開口を備えるマニホルド本体部と、空気の吸入部とを備え、前記マニホルド本体部の内部空間を形成する壁面及び/又は前記吸入部の内面が鏡面仕上げされていることを特徴とする。
The present invention relates to an intake manifold,
A manifold body having one opening sized to cover all of the plurality of intake ports; and an air suction unit, and a wall surface forming an internal space of the manifold body and / or an inner surface of the suction unit. Is mirror-finished.
そして、フィン状の突起の多数が、前記マニホルド本体部の開口側端の周囲に並べられて形成されていると好都合である。 It is advantageous if a large number of the fin-shaped projections are formed side by side around the opening side end of the manifold body.
本発明によれば、吸気マニホルドの内面が鏡面仕上げされているので、空気の流れがスムーズになり、吸入効率が改善される。そして、多数のフィン状の突起により、マニホルド本体部の開口側端部の放熱性が良くなるので、吸気ポートに流れる空気の冷却性が改善され、空気密度を高めることができる。つまり、吸気マニホルドを、大きさを変えることなくその容積が実質的に拡大されたことに相当している。 According to the present invention, since the inner surface of the intake manifold is mirror-finished, the air flow is smooth, and the suction efficiency is improved. Further, since a large number of fin-like projections improve the heat radiation of the opening end of the manifold body, the cooling of the air flowing through the intake port is improved, and the air density can be increased. In other words, this corresponds to substantially increasing the volume of the intake manifold without changing the size.
その結果、設置場所の空間に制約のあることを受け入れながらも、各気筒の吸入効率を向上させ、排ガス規制の強化にも対応可能となるように、実質的に容積の拡大が図れる吸気マニホルドを提供することができる。 As a result, an intake manifold that can substantially increase the volume to improve intake efficiency of each cylinder and respond to stricter exhaust gas regulations while accepting that there are restrictions on the space of the installation location. Can be provided.
以下に、本発明による吸気マニホルドの実施の形態を、立型の産業用ディーゼルエンジンに適用されている場合について、図面を参照しながら説明する。なお、2気筒〜4気筒用など種々の気筒数に対応した吸気マニホルドに本発明の適用は可能である。 Hereinafter, an embodiment of an intake manifold according to the present invention will be described with reference to the drawings, in a case where it is applied to a vertical industrial diesel engine. The present invention can be applied to intake manifolds corresponding to various numbers of cylinders such as two to four cylinders.
図1及び図2に示されるように、吸気マニホルド1は、シリンダヘッド6の吸気ポートpに対応した開口4を備えるマニホルド本体部2と、空気の取入管部5を備える吸入部3とを備えている。マニホルド本体部2は、シリンダヘッド6に形成されている直列配置された3つの吸気ポートpを覆う大きさを有する横長形状で1つの開口4と、開口4を囲繞する外周フランジ壁2Aとを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the intake manifold 1 includes a
吸入部3はマニホルド本体部2に対して、その長手方向(開口4の長手方向)に大きく偏った位置に設けられ、取入管部5と開口4とは互いに反対向きに開口している。マニホルド本体部2の内部は、円筒状の1つの取入管部5と横長形状の開口4とを連通させる1つの内部空間である吸入路7に形成されている。
マニホルド本体部2は、上壁8、下壁9、及び背壁10を備えており、上壁8及び下壁9の開口側端が外周フランジ壁2Aに形成されている。
The
The
吸気マニホルド1は、マニホルド本体部2の外周フランジ壁2Aをシリンダヘッド6の吸気側の側面6aに当接させ、5箇所のボルト11によりシリンダヘッド6に取り付けることが可能である。吸入部3には、図示しないエアクリーナが接続される構成が一般的である。取入管部5から取り込まれた空気は、吸入路7を後から前に向かって流れながら、3箇所の吸気ポートpに吸い込まれていく。
The intake manifold 1 can be attached to the
外周フランジ壁2Aには、シリンダヘッド6側に開放されたシール材収容溝13が周設されている。ボルト11を通す挿通孔15を備えるボルト止め部14が、厚肉壁として外周フランジ壁2Aに沿って形成されている。なお、図1などにおいては、吸入部3のある方を後、その反対側を前とする。
In the outer
〔実施形態1〕
図2に示されるように、吸入路7は、上壁8の裏面8s、下壁9の裏面9s、及びは背壁10の裏面10sなどにより形成されている。これら裏面(壁面)8s、9s、10sは精密加工が施されて鏡面仕上げされている。例として、研削加工で表面粗さRaが15nm以下に仕上げられている。バフ掛けが追加されてもよい。また、取入管部5の内周面(壁面)5Aが鏡面仕上げされてもよい。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 2, the
図1及び図2に示されるように、マニホルド本体部2の開口側端の周囲にフィン状の突起12が多数形成されている。具体的には、上壁8及び下壁9の外面における外周フランジ壁2A付近に、厚さの薄い冷却フィン状の突起12が多数並んで形成されている。フィン状の突起12は、吸気マニホルド1に一体成形されているが、別部品として取り付けられる構成でもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, a large number of fin-
吸気マニホルド1の内面が鏡面仕上げされているので、空気の流れがスムーズになり、吸入効率が改善される。そして、多数のフィン状の突起12により、マニホルド本体部2の開口4側端部の放熱性が良くなるので、吸気ポートpに流れる空気の冷却性が改善され、空気密度を高めることができる。つまり、吸気マニホルド1を、大きさを変えることなくその容積が実質的に拡大されたことに相当している。
Since the inner surface of the intake manifold 1 is mirror-finished, the air flow is smooth and the intake efficiency is improved. The heat radiation of the end of the
このように冷却されながら吸入効率も良くなるので、結果的に吸気ポートpへ空気を多く送り込むことができる。また、吸入効率がよくなるので、吸入路7が各吸気ポートpに対する共通のサージタンクとして機能することができ、その点でも各気筒吸気時の吸気干渉を減らすことができる。
Since the suction efficiency is improved while being cooled in this way, a large amount of air can be sent to the intake port p as a result. In addition, since the intake efficiency is improved, the
従って、吸気マニホルド1の大きさ(容積)を変えることなく、吸気ポートpへの吸入量を増大させることが可能になり、廉価な手段でありながら、出力の向上、排ガス、特にPMの低減に繋がり、排ガス規制強化により高次元で対応させることが可能になる。 Therefore, it is possible to increase the amount of suction into the intake port p without changing the size (volume) of the intake manifold 1, and to improve output and reduce exhaust gas, particularly PM, while being an inexpensive means. It is possible to cope with a higher dimension by strengthening exhaust gas regulations.
その結果、次の(1)〜(8)の効果を得ることができる。
(1)燃焼が活性化され、黒煙やPMの発生量を減少させることができる。
(2)燃焼が活性化され、燃料消費率を改善することが可能になる。
(3)燃焼が活性化され、未燃の燃料に起因した寒冷時の青白煙が抑制される。
(4)燃焼が活性化され、寒冷時の始動性が向上される。
(5)燃焼が活性化され、着火遅れ期間が短縮され、予混合燃焼領域が減り、騒音や振動の低減が可能になる。
As a result, the following effects (1) to (8) can be obtained.
(1) Combustion is activated, and the amount of black smoke and PM generated can be reduced.
(2) The combustion is activated, and the fuel consumption rate can be improved.
(3) Combustion is activated, and blue-white smoke in cold weather caused by unburned fuel is suppressed.
(4) The combustion is activated, and the startability in cold weather is improved.
(5) The combustion is activated, the ignition delay period is shortened, the premixed combustion area is reduced, and noise and vibration can be reduced.
(6)空気密度を高めることができるので、排気量を増やさずに出力アップが可能になる。
(7)空気密度を高めることができるので、高地での黒煙排出の低減が可能になる。
(8)吸気温度を低めることができるので、NOxの排出量が下がるようになる。
(6) Since the air density can be increased, the output can be increased without increasing the displacement.
(7) Since the air density can be increased, the emission of black smoke at high altitudes can be reduced.
(8) Since the intake air temperature can be lowered, the emission amount of NOx is reduced.
〔実施形態2〕
図3(A),(B)に示されるように、枝分かれ形の吸気マニホルド1に本発明を適用してもよい。この吸気マニホルド1は、直列4気筒エンジン用のものであって、主管(マニホルド本体部2の一例)21から4本の枝管22を分岐させている。各枝管22は、吸気ポートpに対応した開口4を備えている。
[Embodiment 2]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the present invention may be applied to a branched intake manifold 1. The intake manifold 1 is for an in-line four-cylinder engine, and has four
主管21の一端側を前、他端側を後として、主管21の中央部から主管21に沿って主管21の前端部まで吸気導入管23を設け、吸気導入管23の後端部に吸気入口(吸入部3の一例)27を設け、吸気導入管23の前端部に反転口24を設け、この反転口24で吸気導入管23と主管21とを反転状に連通させている。26は区画壁である。
An
各枝管22の開口4側の端部は互いに連結一体化されており、シリンダヘッド6〔図3(B)を参照〕にボルト止めするための丸孔25が複数形成されている。そして、各枝管22の開口4側端の周囲には、フィン状の突起12が多数形成されている。また、各枝管22の内面22A及び/又は主管21の内面21Aが鏡面仕上げされている。
The ends on the
吸入路7などの鏡面仕上げ及び開口4周囲に設けた多数のフィン状の突起12を有する枝分かれ形の吸気マニホルド1による作用効果は、前述した実施形態1による箱形の吸気マニホルド1による作用効果と同等である。
The operation and effect of the branched intake manifold 1 having the mirror-
〔別実施形態〕
2気筒ディーゼルエンジンに用いられる箱形の吸気マニホルドに本発明を適用してもよい。また、鏡面仕上げの程度は任意に選択設定することが可能である。
フィン状の突起12は、図1や図3においては規則正しく等間隔に形成されているが、不規則や不等間隔で形成されてもよいし、大型化されてもよい。
[Another embodiment]
The present invention may be applied to a box-shaped intake manifold used for a two-cylinder diesel engine. In addition, the degree of mirror finish can be arbitrarily selected and set.
The fin-shaped
2 マニホルド本体部
3 吸入部
4 開口
5A 壁面
7 内部空間(吸入路)
8s 壁面
9s 壁面
10s 壁面
12 フィン状の突起
p 吸気ポート
2
8 s wall 9 s wall 10 s
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018125644A JP2020002921A (en) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | Intake manifold |
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-
2018
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