JP2542030B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

内燃機関の吸気装置

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JP2542030B2
JP2542030B2 JP1875388A JP1875388A JP2542030B2 JP 2542030 B2 JP2542030 B2 JP 2542030B2 JP 1875388 A JP1875388 A JP 1875388A JP 1875388 A JP1875388 A JP 1875388A JP 2542030 B2 JP2542030 B2 JP 2542030B2
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intake
throttle valve
internal combustion
combustion engine
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俊隆 内村
好之 田辺
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気装置に係わり、特にフランジ
部から複数の吸気管を直接分岐させた吸気ブランチ部の
吸気分配特性の向上に好適な内燃機関の吸気装置に関す
る。
〔従来の技術〕
混合気を各気筒にほぼ等しく分配することを目的とし
た従来の内燃機関の吸気装置としては、実公昭60−3333
3号がある。この吸気装置は、横型気化器からの混合気
を多気筒機関の各気筒に分配する吸気マニホールドを、
横型気化器に取り付く集合管部と、この集合管部から分
岐して各気筒に取付く各吸気通路とで構成した内燃機関
の吸気装置を対象とし、各吸気通路における集合管部と
の接続側の端部を、各吸気通路の軸線が集合管部の軸線
とほぼ平行となり、かつこれら各吸気通路の開口が集合
管部の軸線方向で見て互いに正多角形又は概略正多角形
に配列されるよう束ね形成すると共に、当該吸気通路の
端部を集合管部に対し、各吸気通路の開口が集合管部の
軸線方向で見て集合管部の開口と互いに一部重合するよ
うに接続することにより、多気筒内燃機関における各気
筒に対して横型気化器からの混合気をほぼ等しく分配す
るようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記従来の給気装置は、上流部に位置す
る絞り弁の吸気分配特性に対する影響を配慮したもので
はない。
一方、最近、絞り弁を備えた絞り弁部と、この絞り弁
部からの混合気又は空気を多気筒機関の各気筒に分配す
る吸気ブランチ部とを有し、その吸気ブランチ部が、絞
り弁部側のフランジ部と、このフランジ部から直接分岐
し、各気筒に取り付けられた複数の吸気管とで構成さ
れ、第11図に示すように、フランジ部1には、複数の吸
気管の開口部2が各々別々に開口し、これら吸気管開口
部2が円周上に等ピッチで配列されている給気装置が開
発されている。この吸気装置は、気化器に代え、単点式
燃料噴射装置(SPI)又は多点式燃料噴射装置(MPI)に
より燃料の供給を行う方式の内燃機関に用いられるもの
である。
ところでこのような吸気装置においては、絞り弁3
は、吸気ブランチ部のフランジ部1に対して、絞り弁軸
4のフランジ部への投影が前記等ピッチに配列された複
数の給気管開口部2の上を通るように配置されている。
従ってこの構成では、絞り弁3を通った吸気流が、上述
した従来型の吸気装置のように集合管部を経ることな
く、直接給気管開口部2に流入するため、弁軸4の投影
上の2つの給気管開口部2とそれ以外の給気管開口部2
とでは吸気流に流速差が生じ、分配特性が悪化するとい
う問題があった。
本発明の目的は、絞り弁の影響を最小にして、吸気分
配特性を向上させることのできる内燃機関の吸気装置を
提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、絞り弁を吸気ブランチ部のフランジ部に
対して、絞り弁軸のフランジ部への投影が前記等ピッチ
に配列されている複数の給気管開口部の間を通るように
配置したことを特徴とする内燃機関の吸気装置によって
達成される。
可能な場合には、好ましくは前記吸気管を、吸気管の
長さが同じものでは別グループとなるように2つのグル
ープに分け、絞り弁の弁軸をこの2つのグループの給気
管開口部の間を通るように配置する。
また好ましくは、絞り弁部と吸気ブランチ部との間
に、フランジ部の給気管開口部への吸気流に旋回流を与
える旋回手段を設ける。この場合、旋回流の方向と給気
管開口部における各吸気管の吸気順序の方向とが等しく
なるようにする。
〔作用〕
絞り弁軸のフランジ部への投影が複数の給気管開口部
の間を通ることにより、給気管開口部は全て絞り弁軸の
投影部以外の部分に位置し、この部分では弁軸による吸
気流の流速差が生じていないので、各給気管開口部に対
して吸気流がほぼ等しく分配される。従って、吸気管に
対する吸気分配特性が向上する。
また絞り弁軸を、吸気管の長さが同じものでは別グル
ープとなる2つのグループの給気間通路開口部の間を通
るように配置することにより、吸気管の長さの差による
影響が絞り弁軸の投影部両側で同じとなり、吸気分配特
性がさらに向上する。
また旋回手段を設け、旋回流の方向と吸気管開口部に
おける各吸気管の吸気順序の方向とが同じになるように
することにより、吸気流が給気管開口部にスムーズに流
入することが可能となり、絞り弁による偏流の影響をさ
らに軽減し、吸気分配特性の一層の向上が図れる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図ないし第3図は、本発明を多点式燃料噴射装置
(MPI)により燃料の供給を行う方式の内燃機関に適用
した一実施例を示すもので、第1図において符号1はそ
の内燃機関である。内燃機関1は4個の気筒I,II,III,I
Vを有する4気筒エンジンとして構成されている。エン
ジン1には本発明の吸気装置2が設けられている。
吸気装置2は、絞り弁3を備えた絞り弁部4(第3図
参照)と、この絞り弁部4からの空気を4気筒エンジン
1の各気筒I,II,III,IVに分配する吸気ブランチ部5と
からなっている。吸気ブランチ部5は、絞り弁部4を装
着するフランジ部6と、このフランジ部6から直接分岐
し、各気筒I,II,III,IVに取り付けられた4本の吸気管
7とで構成されている。フランジ部6には、第2図に拡
大して示すように、吸気管7の各開口部8が別々に開口
し、これら開口部8は円周上に等ピッチで配列されてい
る。
絞り弁部4において、絞り弁3は絞り弁軸9に支持さ
れ、絞り弁3は吸気ブランチ部5のフランジ部6に対し
て、絞り弁軸9のフランジ部6への投影が上記等ピッチ
に配列された2つの給気管開口部8と他の2つの給気管
開口部8との間を通るように配置されている。この絞り
弁3の配置は、吸気ブランチ部5のフランジ部6を従来
の位置から吸気管7に対して45度回転させることにより
実現している。
本実施例においては以上のように構成したので、4個
の給気管開口部8は全て絞り弁3の弁軸9の投影部以外
の部分に位置し、この部分では弁軸9による吸気流の流
速差が生じない。従って、各給気管開口部8に対して吸
気流がほぼ等しく分配され、吸気分配特性が向上する。
第4図は、本実施例と従来の吸気装置による4気筒エ
ンジンにつき、絞り弁を全開にして各気筒間の空燃比差
ΔA/Fを測定した試験結果を示すもので、横軸にはエン
ジン回転数をとってある。この試験結果より、本実施例
においては従来例よりも0.1〜1.0の空燃比差の改善が見
られ、エンジン回転数2000rpm付近で特にその改善が著
しいことが分かる。
また第5図は、本実施例と従来の吸気装置による4気
筒エンジンにつき、エンジン回転数2000rpm、吸入負圧5
00mmHgの下で各気筒からの排気ガス中のCO+CO2+HCの
成分割合(%)を測定した試験結果を示すもので、横軸
に平均値Tと気筒番号1〜4をとってある。この試験結
果より、従来例では気筒間での最大と最小の成分割合の
差が約4%あったものが、本実施例では約1%となり、
約3%改善されたことが分かる。
このように本実施例によれば、各気筒に対する給気分
配特性が向上することにより、各気筒に対する空燃比及
び充填効率が平均化でき、これにより各気筒の燃焼が揃
い、エンジンの振動及び騒音を低減することができる。
なお以上の実施例においては、絞り弁3を上述した配
置にするために、吸気ブランチ部5のフランジ部6を従
来の位置(第6図参照)から吸気管7に対して45度回転
させ、絞り弁部4の構造は変更せず、従来のままとして
いる。しかしながら、絞り弁部4の方で絞り弁3の絞り
弁軸9の配置角度を変えてもよく、第6図はこのような
実施例を示すものである。即ちこの実施例においては、
絞り弁3の絞り弁軸9を絞り弁部において45度回転さ
せ、フランジ部6Aの配置は従来のままとしている。この
実施例においても、上記実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。
第7図及び第8図は本発明を6気筒エンジンに適用し
た実施例を示す。この実施例においては、エンジン10の
各気筒I,II,III,IV,V,VIに取り付けられている吸気管11
は、気筒Iと気筒VIの吸気管11の長さ、気筒IIと気筒V
の吸気管11の長さ、及び気筒IIIと気筒IVの吸気管11の
長さがそれぞれ等しくなるように、吸気通路の開口部12
がフランジ部13に開口している。従って、吸気管11を気
筒I,II,IIIの吸気管11と気筒IV,V,VIの吸気管11の2つ
のグループに分けると、吸気管11の長さが同じものが別
グループになっている。絞り弁14の絞り弁軸15はそのフ
ランジ部13への投影が、2つのグループの給気管開口部
12の間、即ち気筒I,II,IIIのグループの給気管開口部12
と気筒IV,V,VIのグループの給気管開口部12の間に位置
するように配置されている。これにより、吸気管11の長
さの差による影響が絞り弁軸15の投影部両側で同じとな
り、吸気分配特性がさらに弧状する。
以上の実施例は、本発明を多点式燃料噴射装置(MP
I)により燃料の供給を行う内燃機関に適用した例であ
るが、本発明は単点式燃料噴射装置(SPI)により燃料
の供給を行う方式の内燃機関にも適用でき、第9図及び
第10図はこのような実施例を示すものである。図中第1
図ないし第3図に示した実施例と同等の部材には同じ符
号を付してある。この実施例においては、絞り弁部4と
吸気ブランチ部5のフランジ部6との間に下流噴射の単
点式燃料噴射装置20を備えた燃料噴射部21が位置し、燃
料噴射部21の燃料噴射装置20の周囲には吸気流に旋回流
を与えるスワラー22が設置されている。スワラー22は、
第10図に示すように、これによって与えられる旋回流の
方向と、給気管開口部8における各吸気管の吸気順序の
方向とが同じとなるように構成されている。これによ
り、吸気流が給気管開口部8にスムーズに流入すること
が可能となり、絞り弁3による偏流の影響をさらに軽減
し、吸気分配特性の一層の向上が図れる。
〔発明の効果〕
以上明らかな通り、本発明によれば、吸気流に対する
絞り弁の影響を最小にして、吸気分配特性を向上させる
ことができ、その結果、各気筒に対する空燃比及び充填
効率が平均化でき、各気筒の燃焼が揃い、エンジンの振
動及び騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による内燃機関の吸気装置を
示す概略上面図であり、第2図はその吸気装置における
吸気ブランチ部のフランジ部の拡大図であり、第3図は
同吸気装置の絞り弁部と吸気ブランチ部のフランジ部と
を示す縦断面図であり、第4図は同吸気装置による各気
筒の空燃比差の改善を示す試験結果を示す図であり、第
5図は同吸気装置による各気筒の排気ガス中の成分割合
のばらつきの改善を示す試験結果を示す図であり、第6
図は本発明の他の実施例による内燃機関の吸気装置を示
す概略上面図であり、第7図は本発明のさらに他の実施
例による内燃機関の吸気装置を示す概略上面図であり、
第8図はその吸気ブランチ部のフランジ部の拡大図であ
り、第9図は本発明のなおさらに他の実施例による内燃
機関の吸気装置の主要部分の縦断面図であり、第10図は
同主要部分の概略上面図であり、絞り弁部の絞り弁以外
の部分を除去しており、第11図は従来の内燃機関の吸気
装置の吸気ブランチ部のフランジ部の概略上面図であ
る。 符号の説明 1,10……エンジン、2……吸気装置 3,14……絞り弁、4……絞り弁部 5……吸気ブランチ部、6,13……フランジ部 11,7……吸気管、8,12……開口部 9,15……絞り弁軸 22……スワラー(旋回手段)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絞り弁を備えた絞り弁部と、この絞り弁部
    からの混合気又は空気を多気筒機関の各気筒に分配する
    吸気ブランチ部とを有し、その吸気ブランチ部が、絞り
    弁部側のフランジ部と、このフランジ部から直接分岐
    し、各気筒に取り付けられた複数の吸気管とで構成さ
    れ、フランジ部には、複数の吸気管が各々別々に開口
    し、これら吸気管の開口部が円周上に等ピッチで配列さ
    れている内燃機関の吸気装置において、 前記絞り弁を吸気ブランチ部のフランジ部に対して、絞
    り弁軸のフランジ部への投影が前記等ピッチに配列され
    ている複数の給気管開口部の間を通るように配置したこ
    とを特徴とする内燃機関の吸気装置。
  2. 【請求項2】前記絞り弁部と吸気ブランチ部との間に、
    フランジ部の給気管開口部への吸気流に旋回流を与える
    旋回手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の内燃
    機関の吸気装置。
  3. 【請求項3】前記旋回流の方向と給気管開口部における
    各吸気管の吸気順序の方向とが同じであることを特徴と
    する請求項2記載の内燃機関の吸気装置。
  4. 【請求項4】前記吸気管を、吸気管の長さが同じもので
    は別グループとなるように2つのグループに分け、前記
    絞り弁の弁軸をこの2つのグループの給気管開口部の間
    を通るように配置したことを特徴とする請求項1記載の
    内燃機関の吸気装置。
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