JP2023128913A - intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、車両用等の多気筒エンジンに使用する吸気マニホールドに関するものである。 The present invention relates to an intake manifold used in a multi-cylinder engine for a vehicle or the like.
多気筒エンジンの吸気マニホールドは、サージタンクとこれから分岐した複数本のブランチ管とを備えており、サージタンクに設けた吸気導入口にスロットルボデーが固定されて、スロットルバルブで流量が制御された吸気がサージタンクを介して各ブランチ管に分配されるようになっている。 The intake manifold of a multi-cylinder engine is equipped with a surge tank and multiple branch pipes that branch out from the surge tank.A throttle body is fixed to the intake inlet provided in the surge tank, and the intake manifold has a flow rate controlled by a throttle valve. is distributed to each branch pipe via a surge tank.
サージタンクとブランチ管との配置関係について見ると、サージタンクを気筒列方向(カム軸方向、クランク軸方向)である前後方向に長い形態に構成して、各ブランチ管を、その入口をサージタンクの内部に開口させつつサージタンクの外周を巻いた形態に構成して、各ブランチ管の出口を1つのフランジ部に接合することが行われている。 Looking at the arrangement relationship between the surge tank and branch pipes, the surge tank is configured to be long in the longitudinal direction, which is the cylinder row direction (camshaft direction, crankshaft direction), and each branch pipe has its inlet connected to the surge tank. The output of each branch pipe is connected to one flange by winding the outer periphery of the surge tank while opening into the inside of the surge tank.
この場合は、吸気導入口はサージタンクの前端面又は後端面に開口させたり、サージタンクの前端又は後端に設けた張り出し部の外周面に開口させたりしていることが多い。従って、吸気は、サージタンクの一端から他端に向けて流れつつ、各ブランチ管に分流していくことになる。 In this case, the intake inlet is often opened at the front or rear end of the surge tank, or at the outer peripheral surface of an overhang provided at the front or rear end of the surge tank. Therefore, the intake air flows from one end of the surge tank to the other end and is divided into each branch pipe.
他方、特許文献1には、合成樹脂の射出成形品よりなる複数のパーツを接合して作られた4気筒用吸気マニホールドにおいて、吸気マニホールドを、その下半部を構成する上流部と上半部を構成する下流部とで構成して、サージタンクの前面部と後面部とに2本ずつのブランチ管を接続すると共に、サージタンクに吸気導入口を設けることが開示されている。この特許文献1では、サージタンクは吸気マニホールドの前後中間部に位置している。従って、吸気導入口も吸気マニホールドの前後中間部に配置されている。
On the other hand,
各ブランチ管がサージタンクの外周を巻いた形態になっていると、吸気の流れを単純化しつつ各ブランチ管の長さをできるだけ長くすることができる。従って、圧損を抑制しつつ高い慣性過給効果を享受できる利点がある。また、サージタンクを必要な容量に設定できる利点もある。 When each branch pipe is wound around the outer periphery of the surge tank, the length of each branch pipe can be made as long as possible while simplifying the flow of intake air. Therefore, there is an advantage that a high inertia supercharging effect can be enjoyed while suppressing pressure loss. Another advantage is that the surge tank can be set to the required capacity.
しかし、吸気には直進性があるため、サージタンクの一端面に吸気導入口を設けると、他端の側に位置したブランチ管に吸気が多く流れる傾向を呈する一方、サージタンクに設けた張り出し部の外周部に吸気導入口を設けると、吸気導入口に近いブランチ管に吸気が多く流れる傾向を呈して、いずれにしても、各ブランチ管の(各気筒の)吸気量にバラツキが発生しやすくなる。 However, since intake air tends to travel straight, if an intake inlet is provided at one end of the surge tank, a large amount of intake air tends to flow into the branch pipe located at the other end. If the intake air inlet is provided on the outer periphery of the cylinder, there is a tendency for a large amount of intake air to flow into the branch pipes near the intake inlet, and in any case, variations in the amount of intake air in each branch pipe (in each cylinder) are likely to occur. Become.
また、サージタンクの一端面に吸気導入口を開口させると、スロットルバルブ(スロットルボデー)がサージタンクの前面又は後面から大きく張り出すため、吸気マニホールドとスロットルバルブとからなる吸気分配ユニットが前後方向に長くなる(大型化する)という問題もある。サージタンクに、前向き又は後ろ向きの張り出し部を設けた場合も同様である。 Additionally, if the intake inlet is opened at one end of the surge tank, the throttle valve (throttle body) will protrude significantly from the front or rear of the surge tank, causing the intake distribution unit consisting of the intake manifold and throttle valve to move forward and backward. There is also the problem that it becomes longer (larger). The same applies when the surge tank is provided with a forward or backward projecting portion.
近年、自動車の駆動手段としてハイブリッドエンジンが普及しているが、ハイブリッドエンジンでは大型のモータやパワー・コントロール・ユニット(PCU)等の部材が付加されるため、限られた容積のエンジンルーム(エンジン・コンパートメント)を有効利用する必要があり、吸気分配ユニットの前後長さはできるだけ短くすることが要請されているが、スロットルバルブをサージタンクの前端又は後端に配置したり、サージタンクに張り出し部を設けたりして吸気分配ユニットが前後方向に長くなると、設計に苦慮することになる。従って、吸気分配ユニットの前後長さはできるだけ短くしたいという要請が高い。 In recent years, hybrid engines have become popular as a means of driving automobiles. However, because hybrid engines include components such as large motors and power control units (PCUs), they have limited capacity in the engine room (engine compartment). It is necessary to make effective use of the space (compartments), and the front and rear length of the intake distribution unit is required to be as short as possible. If the intake air distribution unit becomes longer in the front-rear direction due to the above-mentioned configuration, the design will be difficult. Therefore, there is a strong demand for the front-to-back length of the intake air distribution unit to be as short as possible.
4気筒エンジンはクランク軸や各ピストンの慣性バランスが取れているため振動が少ない利点があるが、同じ排気量の3気筒エンジンに比べて前後長さが長くなるため、吸気分配ユニットの前後長さの短小化要請は特に高いと云える。 A 4-cylinder engine has the advantage of less vibration because the inertia of the crankshaft and each piston is well balanced, but compared to a 3-cylinder engine with the same displacement, it has a longer front-to-back length, so the front-to-back length of the intake distribution unit It can be said that there is a particularly high demand for shortening and miniaturization of .
他方、特許文献1の吸気マニホールドは前後中間部に吸気導入口が配置されているため、吸気マニホールドとスロットルバルブとからなる吸気分配ユニットの前後長さは最小限度の長さに設定できる。また、吸気導入口から流入した吸気は前後に二分して、それぞれ各ブランチ管に均等に分配できると解される。従って、吸気の均等な分配機能に優れていると共に、コンパクト性も高いと云える。
On the other hand, in the intake manifold of
しかし、特許文献1では、前後2本ずつのブランチ管をサージタンクの前端面と後端面とに開口させているため、サージタンクの前後長さは短くならざるを得ず、すると、サージタンクに必要な容量を保持させにくくなることが懸念される。また、各ブランチ管は、前後方向に向いた姿勢から方向変換して前後長手の軸心回りに曲がる形態を成しているため、吸気の流れ抵抗が増大して応答性が悪化したり慣性過給効果が減殺されたりすることも懸念される。
However, in
更に、2本ずつのブランチ管をサージタンクの前端面及び後端面に接続すると、2本のブランチ管の接続位置がずれることにより、2本のブランチ管の長さが相違しやすくなるため、各ブランチ管を等長化する設計が面倒になるという問題もある。 Furthermore, if two branch pipes are connected to the front end face and rear end face of the surge tank, the connection positions of the two branch pipes will be shifted, and the lengths of the two branch pipes will likely differ. There is also the problem that designing the branch pipes to have equal lengths becomes complicated.
本願発明はこのような現状を背景に成されたものであり、コンパクト化や各ブランチ管への吸気の分配の均等化、吸気の流れのスムース化などを同時に達成できる吸気マニホールドを提供せんとするものである。 The present invention was made against the background of the current situation, and aims to provide an intake manifold that can simultaneously achieve compactness, equalization of intake air distribution to each branch pipe, and smooth intake air flow. It is something.
本願発明の吸気マニホールドは複数の構成を備えており、これらは各請求項で特定される。このうち請求項1の吸気マニホールドは、
「サージタンクと、気筒列方向である前後方向に並べて配置された複数本のブランチ管とを有し、前記各ブランチ管は、入口を前記サージタンクの内部に開口させつつ前記サージタンクを外側から巻くように配置されており、前記サージタンクに吸気導入口を設けている」
という基本構成である。
The intake manifold of the present invention has a plurality of configurations, which are specified in each claim. Among these, the intake manifold of
"It has a surge tank and a plurality of branch pipes arranged side by side in the front-rear direction, which is the cylinder row direction, and each of the branch pipes has an inlet opening inside the surge tank, and the surge tank can be opened from the outside. It is arranged in a coiled manner, and an intake inlet is provided in the surge tank.
This is the basic configuration.
そして、上記基本構成において、
「前記吸気導入口は、前記サージタンクの外周部のうち隣り合った2本のブランチ管の間に配置されており、
前記サージタンクの内部のうち前記吸気導入口から流入した吸気が当たる部位に、前記吸気導入口から流入した吸気を前後に分流させつつ前記各ブランチ管への吸気流入量を均一化する吸気ガイド部が形成されている」
という特徴を有している。
In the above basic configuration,
“The intake inlet is arranged between two adjacent branch pipes on the outer periphery of the surge tank,
an intake guide part that divides the intake air that has flowed in from the intake inlet port back and forth and equalizes the amount of intake air flowing into each of the branch pipes at a portion of the surge tank that is hit by the intake air that has flowed in from the intake inlet port; is being formed.”
It has the following characteristics.
請求項2の発明は、請求項1を具体化したもので、
「前記ブランチ管は3本以上あって、前記吸気ガイド部を挟んだ前後両側のうち少なくとも片側に複数本のブランチ管が配置されており、前記吸気ガイド部は、前後両側が高くなった樋状の形態を成している」
という特徴を備えている。樋状を成す吸気ガイド部の凹面(溝面)は、円弧状やV形、或いは、平坦面と前後の傾斜面を有する台形などの様々な形態に採用できる。
The invention of
"There are three or more branch pipes, and a plurality of branch pipes are arranged on at least one side of the front and rear sides of the intake guide part, and the intake guide part has a gutter-like shape with raised front and rear sides. It takes the form of
It has the following characteristics. The concave surface (groove surface) of the gutter-shaped intake guide portion can be adopted in various shapes such as an arc shape, a V shape, or a trapezoid having a flat surface and front and rear sloped surfaces.
請求項2において、樋状の吸気ガイド部は、その前端と後端との高さを変えたり、溝部の形状を対称形や非対称形にしたりすることにより、前向きに流れる吸気の量と後ろ向きに流れる吸気の量との割合を同じにしたり異ならせたりすることができる。これにより、3気筒エンジンや4気筒エンジンに的確に対応できる。
In
請求項3の発明に係る吸気マニホールドは、
「気筒列方向である前後方向に長いサージタンクと、前後方向に並べて配置された複数本のブランチ管とを有し、前記各ブランチ管は、入口を前記サージタンクの内部に開口させつつ前記サージタンクを外側から巻くように前後に並べて配置されている」
という基本構成において
「前記サージタンクの外周部のうち前後中途部に吸気導入口が配置されており、前記吸気導入口から前記サージタンクに流入した吸気は前後方向に向きを変えて前記各ブランチ管に流入する」
という特徴を有している。
The intake manifold according to the invention of
"It has a surge tank that is long in the front-rear direction, which is the direction of the cylinder row, and a plurality of branch pipes arranged in the front-rear direction, and each of the branch pipes has an inlet opening inside the surge tank, and the surge tank They are arranged one behind the other, wrapping around the tank from the outside.”
In the basic configuration, "an intake inlet is arranged at the front and back midway points on the outer periphery of the surge tank, and the intake air flowing into the surge tank from the intake inlet is directed in the front and rear direction and flows through each of the branch pipes. '
It has the following characteristics.
本願各発明では、スロットルバルブが取り付く吸気導入口はサージタンクの前端と後端との間に配置されているため、吸気マニホールドの全長が長くなることはない。従って、コンパクト化できる。 In each invention of the present application, since the intake inlet to which the throttle valve is attached is arranged between the front end and the rear end of the surge tank, the overall length of the intake manifold does not become long. Therefore, it can be made compact.
また、各ブランチ管はサージタンクの外周を巻く形態になっているため、各ブランチ管に流入した吸気はサージタンクの外周を巻くように単純に流れるだけであり、急激な方向変換はないため、圧損は生じないし、ブランチ管を長くして慣性過給効果を向上できる。また、各ブランチ管は同じ態様でサージタンクの外周を巻いているため、各ブランチ管を等長化することも至極容易に行える。従って、樹脂の成形品を接合して吸気マニホールドを構成するにおいて、構造を簡単にしてコストを抑制できる。 In addition, since each branch pipe is designed to wrap around the outer circumference of the surge tank, the intake air that flows into each branch pipe simply flows around the outer circumference of the surge tank, and there is no sudden change in direction. No pressure loss occurs, and the inertial supercharging effect can be improved by lengthening the branch pipe. Moreover, since each branch pipe is wound around the outer periphery of the surge tank in the same manner, it is extremely easy to make each branch pipe equal in length. Therefore, when forming an intake manifold by joining resin molded products, the structure can be simplified and costs can be reduced.
そして、吸気導入口からサージタンクに流入した吸気は、サージタンクの内部において前後に方向変換してから各ブランチ管に流入するため、サージタンクの前端又は後端に吸気導入口を設けた場合に比べて、各ブランチ管に吸気を均等に分配する機能に優れている。すなわち、サージタンクの分流機能により、各ブランチ管への吸気の分配の均一化を向上できる。また、各ブランチ管を等長化できると共に吸気の流れもスムース化できるため、吸気脈動を利用した慣性過給を各気筒において等しく実現できる。その結果、出力の向上に貢献できる。 The intake air that flows into the surge tank from the intake inlet changes its direction back and forth inside the surge tank before flowing into each branch pipe, so if the intake air is provided at the front or rear end of the surge tank, In comparison, it has an excellent ability to evenly distribute intake air to each branch pipe. That is, the distribution function of the surge tank can improve the uniformity of distribution of intake air to each branch pipe. Further, since each branch pipe can be made to have the same length and the flow of intake air can be made smooth, inertial supercharging using intake pulsation can be equally achieved in each cylinder. As a result, it can contribute to improved output.
特に、請求項1のように吸気ガイド部を設けると、吸気導入口を挟んだ前後両側のうち片方又は両方に複数本のブランチ管が配置されていても、吸気ガイド部の整流作用によって吸気を各ブランチ管に均等に分配できる。これにより、各気筒での空燃比の均一化を向上させて安定した運転を確実化できると共に、排気ガスの成分悪化防止機能も向上できる。
In particular, when the intake guide part is provided as in
EGRガスやブローバイガスを吸気系に還流させたり、燃料タンクで蒸発した燃料(パージガス)を吸気系に送気したりすることが行われているが、本願発明では、各ブランチ管への吸気の分配均等化に優れているため、これらEGRガスやブローバイガス、パージガス等の補助ガスの吐出口を吸気導入口の近くや吸気ガイド部の近くに配置することにより、補助ガスを各ブランチ管に均等に分配することも容易になる。 EGR gas and blow-by gas are returned to the intake system, and fuel evaporated in the fuel tank (purge gas) is sent to the intake system, but in the present invention, the intake air to each branch pipe is Excellent in equalizing distribution, by arranging the discharge ports for these auxiliary gases such as EGR gas, blow-by gas, and purge gas near the intake inlet or near the intake guide, the auxiliary gases can be distributed evenly to each branch pipe. It also becomes easier to distribute.
吸気ガイド部として、各ブランチ管の入口部にリブなどを配置して流入量を調節することも可能であるが、請求項3のように吸気ガイド部を樋状に形成すると、吸気導入口から吸気ガイド部に向かった吸気は、吸気ガイド部によっていわばジャンプして前後方向に方向変換するため、吸気導入口に近いブランチ管に吸気が多く流れることを防止して、各ブランチ管への吸気の分配量均一化を確実化できる。
It is also possible to adjust the inflow amount by arranging a rib or the like at the inlet of each branch pipe as the intake guide part, but if the intake guide part is formed in the shape of a gutter as in
従って、簡単な構造によって各ブランチ管への(各気筒への)吸気の分配量を均一化できる。特に、吸気ガイド部を湾曲した凹面に形成すると、吸気の方向変換をスムース化できて好適である。 Therefore, with a simple structure, the amount of intake air distributed to each branch pipe (to each cylinder) can be made uniform. In particular, it is preferable to form the intake guide portion into a curved concave surface, since this allows smooth direction change of the intake air.
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用4気筒エンジンの吸気マニホールドに適用している。エンジンは、クランク軸線を車幅方向に長い姿勢でエンジンルームに配置されており、自動車の前進方向に向かって排気側面を前、吸気側面を後ろに向けている。従って、実施形態の吸気マニホールドは、自動車の前進方向に向いて後ろからシリンダヘッドの吸気側面に重なっている。 Next, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. This embodiment is applied to an intake manifold of a four-cylinder automobile engine. The engine is placed in the engine compartment with its crank axis extending in the vehicle width direction, with the exhaust side facing forward and the intake side facing rearward as the vehicle moves forward. Therefore, the intake manifold of the embodiment overlaps the intake side surface of the cylinder head from the rear facing the forward direction of the automobile.
以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、請求項で定義しているように、前後方向は気筒列方向(カム軸線方向及びクランク軸線方向)であり、左右方向は、クランク軸線及びシリンダボア軸心と直交した方向(シリンダヘッドの吸気側面と略直交した方向)である。左右方向については、シリンダヘッド1に近い側を内側、シリンダヘッド1から遠い側を外側と呼んでいる。側面視は左右方向から見た状態、正面視及び背面視は前後方向から見た状態である。
In the following, words such as "front and rear" and "left and right" are used to specify directions, but as defined in the claims, the front and rear direction is the cylinder row direction (cam axis direction and crank axis direction), and the left and right direction is This is a direction perpendicular to the crank axis and the cylinder bore axis (a direction substantially perpendicular to the intake side of the cylinder head). In the left-right direction, the side closer to the
前と後ろについては、タイミングチェーンが配置される側を前として、ミッションケースが配置される側を後ろとしている。エンジンは、排気側が少し前倒れするようにシリンダボア軸線を若干スラントさせることがあるが、基本的には縦型であるので、上下方向は鉛直方向と同じである。各方向は、各図に適宜表示している。 Regarding the front and rear, the side where the timing chain is placed is the front, and the side where the transmission case is placed is the back. The cylinder bore axis of the engine may be slightly slanted so that the exhaust side leans forward a little, but since it is basically a vertical engine, the vertical direction is the same as the vertical direction. Each direction is appropriately indicated in each figure.
(1).基本構造
吸気マニホールドは、前後方向から見るとラグビーボール又は卵形の形態を成して、側面視では、大まかには少しいびつな四角形の形態を成している。そして、図3から理解できるように、吸気マニホールドは、シリンダヘッド1に近い側に位置した内側部材2(第1ピース)と、シリンダヘッド1から遠い側に位置した外側部材3(第2ピース)と、両者に挟まれた中間部材4(第3ピース)とによって中空構造に構成されている。
(1).Basic structure The intake manifold has the shape of a rugby ball or an egg when viewed from the front and back, and roughly has the shape of a slightly distorted square when viewed from the side. As can be understood from FIG. 3, the intake manifold includes an inner member 2 (first piece) located closer to the
重なりあった部材2,3,4は、高周波又は超音波による振動溶着によって一体に接合されている。図3では、部材の境界を太線で表示している。例えば図1,2,6に示すように、重なり合った部材の接合部(溶着部)にはフランジ5が形成されている。
The overlapping
図3から理解できるように、内側部材2と中間部材4とは、対向するように開口した凹所を有しており、このため、吸気マニホールドの内部には、主として内側部材2と中間部材4とによって、前後方向に長いサージタンク6が形成されている。そして、例えば図1や図3に示すように、サージタンク6の外周を巻くように、前から順に第1~第4の4本のブランチ管7,8,9,10が配置されている。図3や図5,6から理解できるように、サージタンク6は、左右幅よりも上下幅が少し大きい角形に近い断面形状を成している(円形や楕円形なども採用できる。)。
As can be understood from FIG. 3, the
図6において、各ブランチ管7,8,9,10の上部は、外側部材3と中間部材4とによって形成された状態が断面として表示されている。他方、図6のうち、筒として表示されているブランチ管7,8,9,10よりも下方の部位においてハッチングで表示しているのは、中間部材4の内側の端面であって断面の表示ではない。
In FIG. 6, the upper part of each
図3のとおり、各ブランチ管7,8,9,10は、入口(上流端)11がサージタンク6のうちシリンダヘッド1に近い側の上部に接続されて、サージタンク6を下方に巻いてから上向きに方向を変えて、出口12はシリンダヘッド1に向いている。従って、サージタンク6をほぼ一巻している。各ブランチ管7,8,9,10の出口は、前後長手の上部フランジ13に接続されている。図1,2に示すように、上部フランジ13には、シリンダヘッド1に締結するためのボルト挿通穴14が空いている。
As shown in FIG. 3, each
シリンダヘッド1の各吸気ポート(図示せず)は前後一対で構成されている。そこで、図5に示すように、各ブランチ管7,8,9,10の出口12は隔壁12aで前後に仕切られている。
Each intake port (not shown) of the
図1,2に示すように、サージタンク6を構成する外側部材3のうち第2ブランチ管8と第3ブランチ管9との間の部位に、吸気導入口16が開口した吸気導入ボス部17を一体に形成している。吸気導入ボス部17は、サージタンク6の上部に接続されており、基本的に上向きであるものの、上に向けてシリンダヘッド1から遠ざかるように前後方向視(正面視又は背面視)で傾斜している。
As shown in FIGS. 1 and 2, an air intake
各ブランチ管7,8,9,10は、入口11から下端までの部位は内側部材2に形成されている。この構造は、旋回式のコアを有する金型を使用して製造できる。下端から上部フランジ13までの部位は、外側部材3と中間部材4とを接合して形成されている。
Each
吸気導入ボス部17の上端は、スロットルボデー(図示せず)を固定するための受け座(フランジ部)17aになっており、受け座17aに、スロットルボデーを締結するためのタップ穴18が3か所形成されている。図3,4に示すように、受け座17aの頂面には、ガスケット19を装着している。
The upper end of the intake air
第2ブランチ管8と第3ブランチ管9との間に吸気導入ボス部17を介在させたことにより、第2ブランチ管8と第3ブランチ管9とは、出口12の箇所を除いて左右間隔が広がっている。広がり間隔は、吸気導入ボス部17の配置箇所で最も大きくなっている。従って、第2ブランチ管8と第3ブランチ管9とは、前後方向に少し蛇行している。
By interposing the intake air
吸気マニホールドの前後幅はシリンダヘッド1における吸気ポートのピッチによって規定されるが、図2のとおり、各ブランチ管7,8,9,10のピッチは出口12では一定になっている。従って、第2ブランチ管8と第3ブランチ管9との間に吸気導入ボス部17を配置しても、吸気マニホールドの全長が長くなることはない。従って、吸気マニホールドは必要最小限度の前後長さになっている。
The longitudinal width of the intake manifold is determined by the pitch of the intake ports in the
図1~3に示すように、吸気導入ボス部17にはパージガス導入ポート20を設けている。パージガス導入ポート20は、吸気導入ボス部17のうちやや上端寄りに配置されて、シリンダヘッド1と反対側に突出している。従って、ホースの接続(嵌め込み)を容易に行える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the intake air
図1~3に示すように、サージタンク6のうち吸気導入ボス部17の下方の部位に、PCVガス導入ポート21を設けている。PCVガス導入ポート21も、シリンダヘッド1と反対側に向けて突出している。図1に示すように、第2ブランチ管8の下流部の上面に、スロットルボデーを位置決めするためのピン22を上向きに突設している。
As shown in FIGS. 1 to 3, a PCV
(2).吸気及びPCVガスのガイド構造
図4~6から理解できるように、各ブランチ管7,8,9,10の入口11は、サージタンク6の内部に向けてシリンダヘッド1と反対側の外向きに開口している。そして、吸気は、吸気導入ボス部17のガイド作用により、サージタンク6に対して、サージタンク6を横切るような方向で流入し、それから、サージタンク6の内面に当たって前後方向の流れに向きを変え、次いで、サージタンク6を横切る方向である内向きに方向変換して、各ブランチ管7,8,9,10の入口11に流入する。
(2).Intake and PCV gas guide structure As can be understood from FIGS. 4 to 6, the
そして、本実施形態では、サージタンク6の底部のうち前後中間部に、吸気導入ボス部17の下端と連続した吸気ガイド部23を設けている。図3から理解できるように、吸気ガイド部23は中間部材4に形成しており、前後両端を高くして下向きに凹んだ凹面を有する樋状の形態を成している。図3のとおり、吸気導入ボス部17と吸気ガイド部23とは正面視(背面視)で鈍角を成して交差しており、交差角度θは約120°になっている。
In this embodiment, an
また、同じく図3に示すように、サージタンク6の内面のうち吸気ガイド部23を挟んで吸気導入ボス部17と反対側の部位には、第2ブランチ管8と第3ブランチ管9との間に位置したセンター背板24が存在している。この、センター背板24の下部は、外に向けて(吸気導入口16の下端に向けて)低くなる傾斜部24aになっている。
Also, as shown in FIG. 3, a
図6から理解できるように、吸気ガイド部23の前後幅は、概ね吸気導入口16の内径と同じ程度に設定されている。従って、吸気導入ボス部17から流入した吸気の殆どは吸気ガイド部23に向かい、次いで、センター背板24に衝突して前後に分流する。吸気ガイド部23とセンター背板24との間にはある程度の隙間が空いている。
As can be understood from FIG. 6, the longitudinal width of the
図6に明示するように、吸気ガイド部23は、サージタンク6の底にM形のガイドリブ25を設けることによって形成されている。すなわち、M形のガイドリブ25の上板を吸気ガイド部23と成している。従って、吸気ガイド部23の前後両端に、ガイドリブ25を構成する足板26が連接されて、吸気ガイド部23と足板26とは吸気導入ボス部17に繋がっている(当接している。)。
As clearly shown in FIG. 6, the
このため、図6に示すように、ガイドリブ25とサージタンク6とで囲われ部位は内向きに開口したPCVガス分配通路27になっており、このPCVガス分配通路27は、PCVガス導入ポート21と連通したPCVガス導入通路28と上下に連続している。
Therefore, as shown in FIG. 6, the area surrounded by the
そして、吸気ガイド部23の外端のうち図6において黒く塗り潰した中間部23aは、内側部材2に設けたセンター背板24の傾斜部24aに当接させて、吸気ガイド部23ののうち前後両側のサイド部23bとガイドリブ25の足板26とは、内側部材2に当接していない自由端部と成している。従って、PCVガス分配通路27は、その前後両側の部位がサージタンク6の内部に外向きに開口している。その結果、図6に点線矢印で示すように、PCVガスは、吸気の流れによるベンチュリ作用(エゼクタ作用)により、吸気の流れに吸われて各ブランチ管7~10に均等に分配される。
The
図3,4に示すように、PCVガス導入通路28には、ガイドリブ25よりも内側に入り込んだバッファ部28aが形成されている。バッファ部28aは内側部材2に形成されており、センター背板24と同じ程度の深さになっている。そして、PCVガス導入通路28のうち奥側の半分程度の部位に、吸気を前後に分けるための分流用突条29が形成されている。分流用突条29の上面は、奥に向けて高さが高くなるように傾斜している。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
(3).まとめ
本実施形態において、各ブランチ管7,8,9,10はサージタンク6を巻いているため、サージタンク6は十分な長さを確保して必要な容量を確保できる。また、ブランチ管7,8,9,10は、多少は蛇行しているとしても基本的には周方向に長い形態であるため、吸気の流れはスムースであって圧損は生じないし、高い慣性過給効果を実現できる長さが確保されている。
(3).Summary In this embodiment, since each
また、サージタンク6は全ての気筒(或いは全ての吸気ポート)にまたがる程度に前後に長い幅広構造を取って、ブランチ管7,8,9,10が並列して接続されており、かつ、吸気導入口16(及びスロットルバルブ)が前後中央部に配置されているが、各気筒へ向かうポートと連通したブランチ管7,8,9,10が横並びに並列配置されていることにより、サージタンク6の内部構造の前後対称性が確保されて、各ブランチ管7,8,9,10への吸気の配性を向上できる。
In addition, the
更に、スロットルバルブが取り付く吸気導入ボス部17は前後中途部に配置されているため、吸気マニホールドとスロットルバルブとを含めた吸気分配ユニットは、必要最小限度の長さで足りる。従って、ハイブリッド車のようにエンジンルームにスペースが余裕ない場合でも、設計の自由性を向上できる。
Furthermore, since the intake
また、既に述べたように、吸気導入口16から吸気導入ボス部17に流入した吸気は、吸気ガイド部23を通ってセンター背板24に当たり、センター背板24に対する衝突によって前後方向に方向変換し、それから内向きに方向変換して各ブランチ管7,8,9,10に流入する。
Further, as already mentioned, the intake air flowing into the intake air
そして、吸気ガイド部23は下向きに凹んだ凹面になっているため、吸気が前後方向に方向変換するに際して、図5に矢印で示すように斜め上向きに向かうようなジャンプ作用を受ける。このため、第1ブランチ管7と第4ブランチ管10とに向かう吸気の強い流れを形成できる。これにより、吸気が第2ブランチ管8及び第3ブランチ管9に多く流れることを阻止して、吸気を各ブランチ管7,8,9,10に均等に分配する機能を向上できる。その結果、各気筒の空燃比を均一化して安定した運転を行うことを確実化できる。
Since the
実施形態のように吸気導入ボス部17と吸気ガイド部23との交差角度θを鈍角に設定すると、吸気導入ボス部17から吸気ガイド部23への吸気の流れをスムース化できて、好適である。また、センター背板24の下部に傾斜部24aを形成すると、吸気は旋回しながら前後方向に向きを変える傾向を呈するため、吸気の方向変換を更にスムース化できて好適である。
It is preferable to set the intersection angle θ between the intake air
実施形態では、吸気導入ボス部17と各ブランチ管7,8,9,10の入口11とはサージタンク6の軸心を挟んで左右反対側に位置しているため、吸気が各ブランチ管7,8,9,10に流入にするに際して、吸気導入ボス部17によって付与された流れの方向性(内向きの方向性)が残っている。このため、吸気の流れを更にスムース化できると共に、高い慣性過給効果を実現できる。
In the embodiment, the intake
実施形態のようにガイドリブ25を利用してPCVガス分配通路27を形成すると、PCVガスを各ブランチ管7,8,9,10に均一に分配できる。すなわち、図6に点線矢印で示すように、PCVガスは、吸気の流れによるベンチュリ作用(エゼクタ作用)により、吸気の流れに吸われていくが、各ブランチ管7,8,9,10への吸気の流入が均一化されるため、PCVガスも各ブランチ管7,8,9,10に均等に分配できる。また、ガイドリブ25が吸気のガイド機能とPCVガスの分配機能とを併有するため、それだけ構造を簡単化できて好適である。
When the
本実施形態では、吸気ガイド部23の前後幅はセンター背板24の前後幅と略同じになっているが、吸気ガイド部23の前後幅(ガイドリブ25の前後幅)をセンター背板24の前後幅よりも小さくしたり、逆に大きくしたりすることも可能である。吸気ガイド部23の前後幅をセンター背板24の前後幅よりも大きくすると、吸気ガイド部23は、側面視で第2ブランチ管8及び第3ブランチ管9と部分的に重複することになる。
In this embodiment, the longitudinal width of the
各部材2,3,4は、図3の状態で左右方向に接近・離反する金型(キャビとコア)を使用した成形装置で製造される(吸気導入ボス部17の成形には、別にスライド型が付加される。)。そして、ガイドリブ25は金型の相対動方向に向いているため、単純な構造の成形装置で容易に製造できる。この点も本実施形態の利点である。
Each
(4).他の実施形態
図7では、樋状の吸気ガイド部23の別例を示している。このうち(A)に示す例では、吸気ガイド部23はV形の凹部を有する樋状に形成されている。(B)に示す例では、吸気ガイド部23を円弧面の樋状に形成しつつ、前後中間部に1本の足板26を形成している。従って、ガイドリブ25は略Y形になっている。この例でも、(A)と同様に吸気ガイド部23をV形に形成できる。
(4).Other Embodiments FIG. 7 shows another example of the gutter-shaped
(C)に示す例では、吸気ガイド部23は平坦部を有する台形に形成されており、足板26は前後2か所の屈曲部の箇所に設けている。いずれの例でも、吸気ガイド部23の前後両端は高くなっているため、吸気のジャンプ作用によって各ブランチ管7,8,9,10に吸気を均等に分配できる。
In the example shown in (C), the
図7のうち(D)に示す例では、吸気ガイド部23は円弧面の樋状に形成しつつ、前後の高さを異ならせている。従って、吸気は高さが低い側に多く流れる。例えば3気筒エンジン用の吸気マニホールドの場合、第1ブランチ管7と第2ブランチ管8との間か、又は、第2ブランチ管8と第3ブランチ管9との間に配置することになるが、本例のように吸気ガイド部23の前後の高さを変えることにより、ブランチ管が2本存在しているエリアへの吸気量を多くしつつ、ジャンプ作用によって遠くに飛ばして2本のブランチ管への吸気量を均一化できる。
In the example shown in FIG. 7D, the
(E)に示す例では、吸気ガイド部23は、前後中間部に山を有するW形に形成されている。この例では、吸気を前後に分ける機能が高くなると解される。中間部の山の高さを前後両端の高さと揃えてもよい。なお、(D)の例は、他の例と組み合わせることが可能である。
In the example shown in (E), the
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えは、実施形態では、吸気ガイド部は足板を有するガイドリブに形成したが、サージタンクの底面に直接設けることも可能である。また、各ブランチ管の箇所ごとに、反らし板のような吸気ガイド部を設けることも可能である。更に、サージタンクの底部のうち吸気導入口に対応した部位に凹溝を形成して吸気ガイド部と成すことも可能である。凹溝とリブ(或いは突条)とを併用することも可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various other ways. For example, in the embodiment, the intake guide portion is formed on a guide rib having a foot plate, but it is also possible to provide it directly on the bottom surface of the surge tank. Further, it is also possible to provide an intake guide portion such as a warp plate at each location of each branch pipe. Furthermore, it is also possible to form a concave groove in a portion of the bottom of the surge tank corresponding to the intake inlet to serve as an intake guide portion. It is also possible to use concave grooves and ribs (or protrusions) together.
本願発明は、エンジンの吸気マニホールドに具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an intake manifold of an engine. Therefore, it can be used industrially.
1 シリンダヘッド
2 内側部材
3 外側部材
4 中間部材
6 サージタンク
7,8,9,10 ブランチ管
13 上部フランジ
16 吸気導入口
17 吸気導入ボス部
17a スロットルバルブが固定される受け座
21 PCVガス導入ポート
23 吸気ガイド部
24 センター背板
25 ガイドリブ
26 足板
27 PCVガス分配通路
1
Claims (3)
前記吸気導入口は、前記サージタンクの外周部のうち隣り合った2本のブランチ管の間に配置されており、
前記サージタンクの内部のうち前記吸気導入口から流入した吸気が当たる部位に、前記吸気導入口から流入した吸気を前後に分流させつつ前記各ブランチ管への吸気流入量を均一化する吸気ガイド部が形成されている、
吸気マニホールド。 It has a surge tank and a plurality of branch pipes arranged side by side in the front-rear direction, which is the cylinder row direction, and each of the branch pipes has an inlet opening inside the surge tank and winds the surge tank from the outside. An intake manifold arranged in such a manner that the surge tank is provided with an intake inlet,
The intake inlet port is disposed between two adjacent branch pipes on the outer periphery of the surge tank,
an intake guide part that divides the intake air that has flowed in from the intake inlet port back and forth and equalizes the amount of intake air flowing into each of the branch pipes at a portion of the surge tank that is hit by the intake air that has flowed in from the intake inlet port; is formed,
intake manifold.
請求項1に記載した吸気マニホールド。 There are three or more branch pipes, and a plurality of branch pipes are arranged on at least one side of the front and rear sides of the intake guide part, and the intake guide part has a gutter-like structure with raised front and rear sides. takes the form of
An intake manifold according to claim 1.
前記サージタンクの外周部のうち前後中途部に吸気導入口が配置されており、前記吸気導入口から前記サージタンクに流入した吸気は前後方向に向きを変えて前記各ブランチ管に流入する、
吸気マニホールド。 It has a surge tank that is long in the front-rear direction, which is the direction of the cylinder row, and a plurality of branch pipes arranged in the front-rear direction, and each of the branch pipes has an inlet opening into the inside of the surge tank. It is an intake manifold arranged in front and back so as to wrap from the outside,
An intake inlet is disposed at a front and back middle part of the outer periphery of the surge tank, and the intake air that flows into the surge tank from the intake inlet changes its direction in the front and back direction and flows into each of the branch pipes.
intake manifold.
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