JP3668650B2 - 多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置に関する。
【０００２】
【前提構成】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、例えば図１(本発明)、または図７(従来技術)に示すように、次の前提構成を有するものを対象とする。
図１（Ａ）は本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す吸気マニホールド周りの横断平面図である。図７は従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図である。
【０００３】
多気筒ガソリンエンジン(１)のシリンダヘッド(２)のヘッド横側面(３)に複数の気筒の各吸気ポート(４) を互いに並列させて開口する。
ヘッド横側面(３)に箱形の吸気マニホールド(５)を固定しする。この箱形の吸気マニホールド(５)のシリンダヘッド(２)側の側面(６)を開放して、吸気マニホールド(５)内の吸気分流室(７)を開放側面(６)から各吸気ポート(４) に連通させる。
【０００４】
吸気マニホールド(５)の前後いずれかの端壁に気化器取付座(８)を、平面視で斜め横外向きに形成し、この気化器取付座(８)に吸気入口(９)を空ける。気化器取付座(８)に気化器(10)を取り付けて構成したものである。
【０００５】
この前提構成では、気化器(10)が上方にも横外方にも大きく凸出しない分だけ、エンジン全体の外形を小型に纏めることができる利点がある。
【０００６】
【従来の技術】
上記前提構成において、吸気マニホールド(５)の各部の構成として、従来技術では特開平６−２９９９１７号公報の図３に記載されたものがあり、これは図７に示すように構成されている。図７は従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図である。
【０００７】
前記吸気マニホールド(５)の吸気入口(９)は真っすぐな円筒形に形成されている。この吸気入口(９)の軸心(11)の向きは、気化器(10)の軸心(12)の向きと同心状になっている。
吸気マニホールドの開放側面に対面する横外側壁(13)は、平面視で下流側がヘッド横側面(３)に近づく真っすぐな傾斜状に形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題点がある。
（イ）．上流側気筒内での燃料過剰と、下流側気筒内での燃料不足により、エンジンの出力が低下する。
【０００９】
エンジンの運転中において、気化器(10)で形成された空気とガソリンとの混合気は、分流室(７)内を分流し、各吸気ポート(４) を経て、各気筒内へ吸入される。吸気マニホールド(５)内の分流室(７)の通路抵抗の関係から、分流室(５)内に流れ込んだ混合気は、気化器(10)に近い上流側吸気ポート(4a)で強く吸入されて、混合濃度が濃くなるのに対し、気化器(10)から遠い下流側吸気ポート(4c)で弱く吸気されて、混合濃度が薄くなる。
【００１０】
このため、混合気中のガソリン液体粒子は、上流側吸気ポート(4a)で多めに、下流側吸気ポート(4c)で少なめに吸入されて、各気筒間の混合気の混合濃度差が大きくなる。これにより、上流側吸気ポート(4a)につながる上流側気筒内では、燃料過剰により出力低下が生じ、下流側吸気ポート(4c)のつながる下流側気筒内では、燃料不足により出力低下が生じるため、エンジンの出力が低下する。
【００１１】
（ロ）．点火栓の過熱により、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下するうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００１２】
前記問題点（イ）で述べたように、各気筒間での混合気に混合濃度差が大きく現れるため、混合濃度が希薄な気筒内では、酸素リッチになって燃焼温度が異常上昇し、点火栓を過熱させ易くなる。この点火栓の過熱により、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下する。そのうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００１３】
（ハ）．上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量が多くなる。
【００１４】
混合気の混合濃度が過濃になり易い上流側気筒内において、前記問題点（イ）で述べたように、その混合濃度が過濃になるため、不完全燃焼によりＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量が多くなる。
【００１５】
（ニ）．中流側吸気ポート(4b)において、混合濃度の希薄により、点火栓が過熱され易い。
【００１６】
３気筒以上のエンジンでは、混合気の混合濃度は、下流側吸気ポート(4c)に吸い込まれるものより、中流側吸気ポート(4b)に吸い込まれるものの方が希薄になり易い。その理由は、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気中の燃料液体粒子が、その運動慣性で直進して、中流側吸気ポート(4b)の前側を素通りして、下流側吸気ポート(4c)側へ流れて行くからである。
【００１７】
このため、中流側吸気ポート(4b)につながる中流側気筒内においては、混合濃度の希薄時の空気リッチにより燃焼温度が異常上昇して、点火栓が過熱され易くなる。
【００１８】
（ホ）．吸気マニホールド(５)の上流側下壁部分(18)に落下・付着した燃料液体が、液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる。
【００１９】
気化器(10)内で形成された混合気が、吸気入口(９)から分流室(７)に入ったところで、混合気中の燃料液体粒子のうちの大粒のもが落下して、上流側下壁部分(18)に付着し、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる。
【００２０】
本発明の課題は、次のようにすることにある。
（イ）．混合気の流速を高めて、上流側気筒内での燃料過剰も、下流側気筒内での燃料不足も減少ないし解消して、エンジンの出力を高める。
（ロ）．下流側気筒内において、混合濃度希薄による燃焼温度の異常上昇で点火栓が過熱される事を防ぐ。
【００２１】
（ハ）．上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を少なくする。
（ニ）．上流側吸気ポートと下流側吸気ポートとの間に発生する混合濃度差を更に小さくする。
（ホ）．中流側吸気ポートにおいて、混合濃度の希薄による点火栓の過熱を防止する。
【００２２】
（ヘ）．吸気マニホールドの上流側下壁部分に落下・付着した燃料液体を、加熱手段で加熱・気化させる事により、燃焼性能を高める。
（ト）．加熱手段を温水通過式加熱室で構成し、この加熱室にエンジン冷却温水を通すことにより、その加熱手段の構成を簡単にして、安価に製造できるようにする。
（チ）．加熱手段の熱源として、エンジン冷却温水を利用することにより、発熱用コストが余分に要らないようにする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、上記前提構成において、上記課題を解決するために、例えば図１−図４に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２４】
図１−図４は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図である。
【００２５】
【００２６】
○ 発明１． 請求項１． 図１（Ａ）・図１（Ｂ）参照
前記吸気入口 ( ９ ) を先すぼまりのテーパー状に形成した多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させたことを特徴とする。
【００２７】
○ 発明２． 請求項２． 図１（Ａ）参照
上記発明１に記載した多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、次の構成を追加する。
前記多気筒ガソリンエンジンは３気筒以上のガソリンエンジンである。
吸気マニホールド(５)の開放側面(６)に対面する横外側壁(13)のうち、気化器(10)に近い部分を上流側壁部分(14)、遠い部分を下流側壁部分(16)、中間部分を中流側壁部分(15)と呼ぶことにする。
【００２８】
上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)は、ヘッド横側面(３)とほぼ平行に形成する。
これに対して、中流側壁部分(15)は、並列する吸気ポート(４) のうちの中間に位置する吸気ポート(4b)に対面させて、ヘッド横側面(３)に近づく先すぼまりの傾斜状となるように、上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)に対して折れ曲がる形に形成した、ことを特徴とする。
【００２９】
○ 発明３． 請求項３． 図１−図４参照
上記発明１または２に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
吸気マニホールド(５)の下壁(17)のうち、少なくとも気化器(10)に近い上流側下壁部分(18)に加熱手段(19)を設けたことを特徴とする。
【００３０】
○ 発明４． 請求項４． 図１−図４参照
上記発明４に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記多気筒ガソリンエンジン(１)が水冷多気筒ガソリンエンジンである。
前記吸気マニホールド(５)の加熱手段(19)は温水通過式加熱室からなる。シリンダヘッド(２)のヘッドジャケット(20)内を流れるエンジンの冷却温水が、この温水通過式加熱室(19)を通過して、上流側下壁部分(18)を加熱するように構成した、ことを特徴とする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、つぎの効果を奏する。
○ 発明１． 請求項１． 図１参照
図１は本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示し、図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図である。
【００３２】
［ イ． 混合気の流速を高めて、上流側気筒内での燃料過剰も、下流側気筒内での燃料不足も減少ないし解消して、エンジンの出力を高める。 ］
【００３３】
エンジンの運転中において、気化器(10)で形成された空気とガソリンとの混合気は、分流室(７)内を分流し、各吸気ポート(４) を経て、各気筒内へ吸入される。
吸気マニホールド(５)内の分流室(７)の通路抵抗の関係から、分流室(７)内に流れ込んだ混合気は、気化器(10)に近い上流側吸気ポート(4a)で強く吸入されて、混合濃度が濃くなるのに対し、気化器(10)から遠い下流側吸気ポート(4c)で弱く吸気されて、混合濃度が薄くなる、という傾向にある。
【００３４】
本発明１では、吸気入口(９)を先すぼまりのテーパー状に形成したことから、この先すぼまりの吸気入口(９)で混合気が加速されて、分流室(７)内を高速度で流れる。
このため、混合気中のガソリン液体粒子は、その直進力が高まり、上流側吸気ポート(4a)で多めに、下流側吸気ポート(4c)で少なめに吸入される事が緩和され、各気筒間の混合気の混合濃度差が小さくなる。
【００３５】
これにより、上流側吸気ポート(4a)につながる上流側気筒内での燃料過剰による出力低下を減少ないし解消する事と、下流側吸気ポート(4c)のつながる下流側気筒内での燃料不足による出力低下を減少ないし解消する事とにより、エンジンの出力を高めることができる。
【００３６】
［ ロ． 下流側気筒内において、混合濃度希薄による燃焼温度の異常上昇で点火栓が過熱される事を防ぐ。 ］
【００３７】
各気筒間での混合気に混合濃度差が大きく現れるほど、混合濃度が希薄な気筒内では、酸素リッチになって燃焼温度が異常上昇し、点火栓を過熱させ易くなる。点火栓が過熱すると、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下する。そのうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００３８】
本発明１では、混合気の混合濃度が希薄になり易い下流側気筒内において、上記効果［イ］で述べたように、下流側気筒内でその混合濃度が希薄になることを少なくするので、燃焼温度の異常上昇を抑制して、点火栓の過熱を防止する。
これにより、点火栓の点火火花の発火不良による燃焼性能の低下を防止することができる。そのうえ、点火栓の寿命を長く保持できる。
【００３９】
［ ハ． 上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を少なくする。 ］
【００４０】
混合気の混合濃度が過濃になり易い上流側気筒内において、前記効果［イ］で述べたように、その混合濃度が過濃になることを少なくするので、不完全燃焼を防止して、ＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を抑制することができる。
【００４１】
［ ニ． 上流側吸気ポート(4a)と下流側吸気ポート(4c)との間に発生する混合濃度差を更に小さくする。 ］
【００４２】
先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させる。
この構成から、先すぼまりの吸気入口(９)で加速された混合気は、吸気マニホールド(５)の分流室(７)内を上流側吸気ポート(4a)から離れる側に勢いよく流れるので、吸引力の強い上流側吸引ポート(4a)に過剰に引き込まれにくくなり、上流側吸気ポート(4a)と下流側吸気ポート(4c)との間に発生する混合濃度差を更に小さくするすることができる。
【００４３】
これにより、上記効果［イ．エンジン出力を高めること］、［ロ．点火栓の過熱を防ぐこと］、および［ハ．ＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を抑制すること］を、更に高めることができる。
【００４４】
○ 発明２． 請求項２． 図１参照
［ ホ． 中流側吸気ポート(4b)において、混合濃度の希薄による点火栓の過熱を防止する。 ］
【００４５】
３気筒以上のエンジンでは、混合気の混合濃度は、下流側吸気ポート(4c)に吸い込まれるものより、中流側吸気ポート(4b)に吸い込まれるものの方が希薄になり易い。その理由は、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気中の燃料液体粒子が、その運動慣性で直進して、中流側吸気ポート(4b)の前側を素通りして、下流側吸気ポート(4c)側へ流れて行くからである。
【００４６】
本発明２では、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気が、先すぼまり傾斜状の中流側側壁部分(15)で案内されて、中流側吸気ポート(4b)側へ流れを変えるため、混合気中の燃料液体粒子が中流側吸気ポート(4b)にも多く吸い込まれていく。
このため、中流側吸気ポート(4b)につながる中流側気筒内において、混合濃度の希薄時の空気リッチによる燃焼温度の異常上昇を防止して、点火栓の過熱を防止することができる。
【００４７】
○ 発明３． 請求項３． 図１−図４参照
図１−図４は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図である。
【００４８】
［ ヘ． 上流側下壁部分(18)に落下・付着した燃料液体を、加熱手段(19)で加熱・気化させる事により、燃焼性能を高める。 ］
【００４９】
気化器(10)内で形成された混合気が、吸気入口(９)から分流室(７)に入ったところで、混合気中の燃料液体粒子のうちの大粒のもが落下して、上流側下壁部分(18)に付着し、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる原因になる。
【００５０】
本発明３では、この上流側下壁部分(18)に落下・付着した液体燃料を加熱手段(19)で加熱・気化させることにより、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込むことを防いで、燃焼性能を高めることができる。
【００５１】
○ 発明４． 請求項４． 図１−図４参照
［ ト． 前記加熱手段(19)は、温水通過式加熱室から成り、ここにエンジン冷却温水を通すだけなので、その構成が簡単で、安価に製造できる。 ］
【００５２】
［ チ． 前記加熱手段(19)の熱源として、エンジン冷却温水を利用するので、発熱用コストが余分に要らない。 ］
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水冷直立３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施の形態を、図１−図６に基き説明する。
【００５４】
図１−図６は、本発明の水冷直立３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図。図５は水冷３気筒ガソリンエンジンの左側面図、図６図５の平面図である。
【００５５】
図５・図６において、符号(１)は水冷直立３気筒ガソリンエンジン、(２)はシリンダヘッド、(10)は気化器、(21)はシリンダブロック、(22)はギヤケース、(23)はヘッドカバー、(24)はオイルパン、(25)はクランク軸、(26)はフライホイル、(27)はラジエータ冷却ファンである。
【００５６】
図１−図４に示すように、多気筒ガソリンエンジン(１)のシリンダヘッド(２)のヘッド横側面(３)に複数の気筒の各吸気ポート(４) を互いに並列させて開口する。
ヘッド横側面(３)に箱形の吸気マニホールド(５)を固定する。この箱形の吸気マニホールド(５)のシリンダヘッド(２)側の側面(６)を開放して、吸気マニホールド(５)内の吸気分流室(７)を開放側面(６)から各吸気ポート(４) に連通させる。
【００５７】
吸気マニホールド(５)の後端壁に気化器取付座(８)を、平面視で斜め横外向きに形成する。この気化器取付座(８)に吸気入口(９)を空ける。気化器取付座(８)に気化器(10)を取り付ける。
【００５８】
前記吸気入口(９)を先すぼまりのテーパー状に形成する。
この先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させる。
【００５９】
吸気マニホールド(５)の開放側面(６)に対面する横外側壁(13)のうち、気化器(10)に近い部分を上流側壁部分(14)、遠い部分を下流側壁部分(16)、中間部分を中流側壁部分(15)と呼ぶことにする。
【００６０】
上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)は、ヘッド横側面(３)とほぼ平行に形成する。
これに対して、中流側壁部分(15)は、並列する吸気ポート(４) のうちの中間に位置する吸気ポート(4b)に対面させて、ヘッド横側面(３)に近づく先すぼまりの傾斜状となるように、上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)に対して折れ曲がる形に形成する。
【００６１】
吸気マニホールド(５)の下壁(17)のうち、少なくとも気化器(10)に近い上流側下壁部分(18)に加熱手段(19)を設ける。この吸気マニホールド(５)の加熱手段(19)は温水通過式加熱室からなる。シリンダヘッド(２)のヘッドジャケット(20)内を流れるエンジンの冷却温水の一部が、この温水通過式加熱室(19)を通過して、上流側下壁部分(18)を加熱するように構成する。
【００６２】
図２に示すように、温水通過式加熱室(19)から出たエンジン冷却温水は、戻り水路(28)からウォーターポンプ(29)・シリンダジャケット(30)を順に経て、ヘッドジャケット(20)に循環する。
【００６３】
シリンダヘッド(２)内のエンジン冷却温水の大部分は、サーモスタット(31)・ラジエータ(32)・ウォーターポンプ(29)・シリンダジャケット(30)を順に経て、ヘッドジャケット(20)に循環する。図２中の符号(33)はパイパスである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１−図６は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。
【図２】 図１（Ａ）のII−II線断面矢視図。
【図３】 図２のIII−III線断面矢視図。
【図４】 図２のIV−IV線断面矢視図。
【図５】 水冷直立３気筒ガソリンエンジンの左側面図。
【図６】 図５の平面図。
【図７】 従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図。
【符号の説明】
１…多気筒ガソリンエンジン． ２…シリンダヘッド． ３…ヘッド横側面．
４…吸気ポート． ４ｂ…中流側吸気ポート． ５…箱形吸気マニホールド．
６…開放側面． ７…吸気分流室． ８…気化器取付座． ９…吸気入口． １０…気化器． １１…吸気入口の軸心． １２…気化器の軸心． １３…横外側壁． １４…上流側壁部分． １５…中流側壁部分． １６…下流側壁部分．
１７…下壁． １８…上流側下壁部分． １９…加熱手段（温水通過式加熱室）． ２０…ヘッドジャケット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置に関する。
【０００２】
【前提構成】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、例えば図１(本発明)、または図７(従来技術)に示すように、次の前提構成を有するものを対象とする。
図１（Ａ）は本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す吸気マニホールド周りの横断平面図である。図７は従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図である。
【０００３】
多気筒ガソリンエンジン(１)のシリンダヘッド(２)のヘッド横側面(３)に複数の気筒の各吸気ポート(４) を互いに並列させて開口する。
ヘッド横側面(３)に箱形の吸気マニホールド(５)を固定しする。この箱形の吸気マニホールド(５)のシリンダヘッド(２)側の側面(６)を開放して、吸気マニホールド(５)内の吸気分流室(７)を開放側面(６)から各吸気ポート(４) に連通させる。
【０００４】
吸気マニホールド(５)の前後いずれかの端壁に気化器取付座(８)を、平面視で斜め横外向きに形成し、この気化器取付座(８)に吸気入口(９)を空ける。気化器取付座(８)に気化器(10)を取り付けて構成したものである。
【０００５】
この前提構成では、気化器(10)が上方にも横外方にも大きく凸出しない分だけ、エンジン全体の外形を小型に纏めることができる利点がある。
【０００６】
【従来の技術】
上記前提構成において、吸気マニホールド(５)の各部の構成として、従来技術では特開平６−２９９９１７号公報の図３に記載されたものがあり、これは図７に示すように構成されている。図７は従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図である。
【０００７】
前記吸気マニホールド(５)の吸気入口(９)は真っすぐな円筒形に形成されている。この吸気入口(９)の軸心(11)の向きは、気化器(10)の軸心(12)の向きと同心状になっている。
吸気マニホールドの開放側面に対面する横外側壁(13)は、平面視で下流側がヘッド横側面(３)に近づく真っすぐな傾斜状に形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、次の問題点がある。
（イ）．上流側気筒内での燃料過剰と、下流側気筒内での燃料不足により、エンジンの出力が低下する。
【０００９】
エンジンの運転中において、気化器(10)で形成された空気とガソリンとの混合気は、分流室(７)内を分流し、各吸気ポート(４) を経て、各気筒内へ吸入される。吸気マニホールド(５)内の分流室(７)の通路抵抗の関係から、分流室(５)内に流れ込んだ混合気は、気化器(10)に近い上流側吸気ポート(4a)で強く吸入されて、混合濃度が濃くなるのに対し、気化器(10)から遠い下流側吸気ポート(4c)で弱く吸気されて、混合濃度が薄くなる。
【００１０】
このため、混合気中のガソリン液体粒子は、上流側吸気ポート(4a)で多めに、下流側吸気ポート(4c)で少なめに吸入されて、各気筒間の混合気の混合濃度差が大きくなる。これにより、上流側吸気ポート(4a)につながる上流側気筒内では、燃料過剰により出力低下が生じ、下流側吸気ポート(4c)のつながる下流側気筒内では、燃料不足により出力低下が生じるため、エンジンの出力が低下する。
【００１１】
（ロ）．点火栓の過熱により、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下するうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００１２】
前記問題点（イ）で述べたように、各気筒間での混合気に混合濃度差が大きく現れるため、混合濃度が希薄な気筒内では、酸素リッチになって燃焼温度が異常上昇し、点火栓を過熱させ易くなる。この点火栓の過熱により、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下する。そのうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００１３】
（ハ）．上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量が多くなる。
【００１４】
混合気の混合濃度が過濃になり易い上流側気筒内において、前記問題点（イ）で述べたように、その混合濃度が過濃になるため、不完全燃焼によりＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量が多くなる。
【００１５】
（ニ）．中流側吸気ポート(4b)において、混合濃度の希薄により、点火栓が過熱され易い。
【００１６】
３気筒以上のエンジンでは、混合気の混合濃度は、下流側吸気ポート(4c)に吸い込まれるものより、中流側吸気ポート(4b)に吸い込まれるものの方が希薄になり易い。その理由は、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気中の燃料液体粒子が、その運動慣性で直進して、中流側吸気ポート(4b)の前側を素通りして、下流側吸気ポート(4c)側へ流れて行くからである。
【００１７】
このため、中流側吸気ポート(4b)につながる中流側気筒内においては、混合濃度の希薄時の空気リッチにより燃焼温度が異常上昇して、点火栓が過熱され易くなる。
【００１８】
（ホ）．吸気マニホールド(５)の上流側下壁部分(18)に落下・付着した燃料液体が、液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる。
【００１９】
気化器(10)内で形成された混合気が、吸気入口(９)から分流室(７)に入ったところで、混合気中の燃料液体粒子のうちの大粒のもが落下して、上流側下壁部分(18)に付着し、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる。
【００２０】
本発明の課題は、次のようにすることにある。
（イ）．混合気の流速を高めて、上流側気筒内での燃料過剰も、下流側気筒内での燃料不足も減少ないし解消して、エンジンの出力を高める。
（ロ）．下流側気筒内において、混合濃度希薄による燃焼温度の異常上昇で点火栓が過熱される事を防ぐ。
【００２１】
（ハ）．上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を少なくする。
（ニ）．上流側吸気ポートと下流側吸気ポートとの間に発生する混合濃度差を更に小さくする。
（ホ）．中流側吸気ポートにおいて、混合濃度の希薄による点火栓の過熱を防止する。
【００２２】
（ヘ）．吸気マニホールドの上流側下壁部分に落下・付着した燃料液体を、加熱手段で加熱・気化させる事により、燃焼性能を高める。
（ト）．加熱手段を温水通過式加熱室で構成し、この加熱室にエンジン冷却温水を通すことにより、その加熱手段の構成を簡単にして、安価に製造できるようにする。
（チ）．加熱手段の熱源として、エンジン冷却温水を利用することにより、発熱用コストが余分に要らないようにする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、上記前提構成において、上記課題を解決するために、例えば図１−図４に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とする。
【００２４】
図１−図４は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図である。
【００２５】
【００２６】
○ 発明１． 請求項１． 図１（Ａ）・図１（Ｂ）参照
前記吸気入口 ( ９ ) を先すぼまりのテーパー状に形成した多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させたことを特徴とする。
【００２７】
○ 発明２． 請求項２． 図１（Ａ）参照
上記発明１に記載した多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、次の構成を追加する。
前記多気筒ガソリンエンジンは３気筒以上のガソリンエンジンである。
吸気マニホールド(５)の開放側面(６)に対面する横外側壁(13)のうち、気化器(10)に近い部分を上流側壁部分(14)、遠い部分を下流側壁部分(16)、中間部分を中流側壁部分(15)と呼ぶことにする。
【００２８】
上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)は、ヘッド横側面(３)とほぼ平行に形成する。
これに対して、中流側壁部分(15)は、並列する吸気ポート(４) のうちの中間に位置する吸気ポート(4b)に対面させて、ヘッド横側面(３)に近づく先すぼまりの傾斜状となるように、上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)に対して折れ曲がる形に形成した、ことを特徴とする。
【００２９】
○ 発明３． 請求項３． 図１−図４参照
上記発明１または２に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
吸気マニホールド(５)の下壁(17)のうち、少なくとも気化器(10)に近い上流側下壁部分(18)に加熱手段(19)を設けたことを特徴とする。
【００３０】
○ 発明４． 請求項４． 図１−図４参照
上記発明４に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記多気筒ガソリンエンジン(１)が水冷多気筒ガソリンエンジンである。
前記吸気マニホールド(５)の加熱手段(19)は温水通過式加熱室からなる。シリンダヘッド(２)のヘッドジャケット(20)内を流れるエンジンの冷却温水が、この温水通過式加熱室(19)を通過して、上流側下壁部分(18)を加熱するように構成した、ことを特徴とする。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置は、つぎの効果を奏する。
○ 発明１． 請求項１． 図１参照
図１は本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示し、図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図である。
【００３２】
［ イ． 混合気の流速を高めて、上流側気筒内での燃料過剰も、下流側気筒内での燃料不足も減少ないし解消して、エンジンの出力を高める。 ］
【００３３】
エンジンの運転中において、気化器(10)で形成された空気とガソリンとの混合気は、分流室(７)内を分流し、各吸気ポート(４) を経て、各気筒内へ吸入される。
吸気マニホールド(５)内の分流室(７)の通路抵抗の関係から、分流室(７)内に流れ込んだ混合気は、気化器(10)に近い上流側吸気ポート(4a)で強く吸入されて、混合濃度が濃くなるのに対し、気化器(10)から遠い下流側吸気ポート(4c)で弱く吸気されて、混合濃度が薄くなる、という傾向にある。
【００３４】
本発明１では、吸気入口(９)を先すぼまりのテーパー状に形成したことから、この先すぼまりの吸気入口(９)で混合気が加速されて、分流室(７)内を高速度で流れる。
このため、混合気中のガソリン液体粒子は、その直進力が高まり、上流側吸気ポート(4a)で多めに、下流側吸気ポート(4c)で少なめに吸入される事が緩和され、各気筒間の混合気の混合濃度差が小さくなる。
【００３５】
これにより、上流側吸気ポート(4a)につながる上流側気筒内での燃料過剰による出力低下を減少ないし解消する事と、下流側吸気ポート(4c)のつながる下流側気筒内での燃料不足による出力低下を減少ないし解消する事とにより、エンジンの出力を高めることができる。
【００３６】
［ ロ． 下流側気筒内において、混合濃度希薄による燃焼温度の異常上昇で点火栓が過熱される事を防ぐ。 ］
【００３７】
各気筒間での混合気に混合濃度差が大きく現れるほど、混合濃度が希薄な気筒内では、酸素リッチになって燃焼温度が異常上昇し、点火栓を過熱させ易くなる。点火栓が過熱すると、点火火花の発火不良が生じ、燃焼性能が低下する。そのうえ、点火栓の寿命が縮む。
【００３８】
本発明１では、混合気の混合濃度が希薄になり易い下流側気筒内において、上記効果［イ］で述べたように、下流側気筒内でその混合濃度が希薄になることを少なくするので、燃焼温度の異常上昇を抑制して、点火栓の過熱を防止する。
これにより、点火栓の点火火花の発火不良による燃焼性能の低下を防止することができる。そのうえ、点火栓の寿命を長く保持できる。
【００３９】
［ ハ． 上流側気筒内において、混合濃度過濃によるＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を少なくする。 ］
【００４０】
混合気の混合濃度が過濃になり易い上流側気筒内において、前記効果［イ］で述べたように、その混合濃度が過濃になることを少なくするので、不完全燃焼を防止して、ＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を抑制することができる。
【００４１】
［ ニ． 上流側吸気ポート(4a)と下流側吸気ポート(4c)との間に発生する混合濃度差を更に小さくする。 ］
【００４２】
先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させる。
この構成から、先すぼまりの吸気入口(９)で加速された混合気は、吸気マニホールド(５)の分流室(７)内を上流側吸気ポート(4a)から離れる側に勢いよく流れるので、吸引力の強い上流側吸引ポート(4a)に過剰に引き込まれにくくなり、上流側吸気ポート(4a)と下流側吸気ポート(4c)との間に発生する混合濃度差を更に小さくするすることができる。
【００４３】
これにより、上記効果［イ．エンジン出力を高めること］、［ロ．点火栓の過熱を防ぐこと］、および［ハ．ＨＣ・ＣＯ等の未燃焼有害成分の発生量を抑制すること］を、更に高めることができる。
【００４４】
○ 発明２． 請求項２． 図１参照
［ ホ． 中流側吸気ポート(4b)において、混合濃度の希薄による点火栓の過熱を防止する。 ］
【００４５】
３気筒以上のエンジンでは、混合気の混合濃度は、下流側吸気ポート(4c)に吸い込まれるものより、中流側吸気ポート(4b)に吸い込まれるものの方が希薄になり易い。その理由は、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気中の燃料液体粒子が、その運動慣性で直進して、中流側吸気ポート(4b)の前側を素通りして、下流側吸気ポート(4c)側へ流れて行くからである。
【００４６】
本発明２では、分流室(７)内を下流側へ向かって流れる混合気が、先すぼまり傾斜状の中流側側壁部分(15)で案内されて、中流側吸気ポート(4b)側へ流れを変えるため、混合気中の燃料液体粒子が中流側吸気ポート(4b)にも多く吸い込まれていく。
このため、中流側吸気ポート(4b)につながる中流側気筒内において、混合濃度の希薄時の空気リッチによる燃焼温度の異常上昇を防止して、点火栓の過熱を防止することができる。
【００４７】
○ 発明３． 請求項３． 図１−図４参照
図１−図４は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図である。
【００４８】
［ ヘ． 上流側下壁部分(18)に落下・付着した燃料液体を、加熱手段(19)で加熱・気化させる事により、燃焼性能を高める。 ］
【００４９】
気化器(10)内で形成された混合気が、吸気入口(９)から分流室(７)に入ったところで、混合気中の燃料液体粒子のうちの大粒のもが落下して、上流側下壁部分(18)に付着し、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込んで、燃焼性能を低下させる原因になる。
【００５０】
本発明３では、この上流側下壁部分(18)に落下・付着した液体燃料を加熱手段(19)で加熱・気化させることにより、この燃料液体が液体のまま気筒内に流れ込むことを防いで、燃焼性能を高めることができる。
【００５１】
○ 発明４． 請求項４． 図１−図４参照
［ ト． 前記加熱手段(19)は、温水通過式加熱室から成り、ここにエンジン冷却温水を通すだけなので、その構成が簡単で、安価に製造できる。 ］
【００５２】
［ チ． 前記加熱手段(19)の熱源として、エンジン冷却温水を利用するので、発熱用コストが余分に要らない。 ］
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水冷直立３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施の形態を、図１−図６に基き説明する。
【００５４】
図１−図６は、本発明の水冷直立３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。図２は図１（Ａ）のII−II線断面矢視図、図３は図２のIII−III線断面矢視図、図４は図２のIV−IV線断面矢視図。図５は水冷３気筒ガソリンエンジンの左側面図、図６図５の平面図である。
【００５５】
図５・図６において、符号(１)は水冷直立３気筒ガソリンエンジン、(２)はシリンダヘッド、(10)は気化器、(21)はシリンダブロック、(22)はギヤケース、(23)はヘッドカバー、(24)はオイルパン、(25)はクランク軸、(26)はフライホイル、(27)はラジエータ冷却ファンである。
【００５６】
図１−図４に示すように、多気筒ガソリンエンジン(１)のシリンダヘッド(２)のヘッド横側面(３)に複数の気筒の各吸気ポート(４) を互いに並列させて開口する。
ヘッド横側面(３)に箱形の吸気マニホールド(５)を固定する。この箱形の吸気マニホールド(５)のシリンダヘッド(２)側の側面(６)を開放して、吸気マニホールド(５)内の吸気分流室(７)を開放側面(６)から各吸気ポート(４) に連通させる。
【００５７】
吸気マニホールド(５)の後端壁に気化器取付座(８)を、平面視で斜め横外向きに形成する。この気化器取付座(８)に吸気入口(９)を空ける。気化器取付座(８)に気化器(10)を取り付ける。
【００５８】
前記吸気入口(９)を先すぼまりのテーパー状に形成する。
この先すぼまりテーパー状の吸気入口(９)の軸心(11)の向きを、気化器(10)の軸心(12)の向きに対して、前記ヘッド横側面(３)から遠くなる側へ偏向させる。
【００５９】
吸気マニホールド(５)の開放側面(６)に対面する横外側壁(13)のうち、気化器(10)に近い部分を上流側壁部分(14)、遠い部分を下流側壁部分(16)、中間部分を中流側壁部分(15)と呼ぶことにする。
【００６０】
上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)は、ヘッド横側面(３)とほぼ平行に形成する。
これに対して、中流側壁部分(15)は、並列する吸気ポート(４) のうちの中間に位置する吸気ポート(4b)に対面させて、ヘッド横側面(３)に近づく先すぼまりの傾斜状となるように、上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)に対して折れ曲がる形に形成する。
【００６１】
吸気マニホールド(５)の下壁(17)のうち、少なくとも気化器(10)に近い上流側下壁部分(18)に加熱手段(19)を設ける。この吸気マニホールド(５)の加熱手段(19)は温水通過式加熱室からなる。シリンダヘッド(２)のヘッドジャケット(20)内を流れるエンジンの冷却温水の一部が、この温水通過式加熱室(19)を通過して、上流側下壁部分(18)を加熱するように構成する。
【００６２】
図２に示すように、温水通過式加熱室(19)から出たエンジン冷却温水は、戻り水路(28)からウォーターポンプ(29)・シリンダジャケット(30)を順に経て、ヘッドジャケット(20)に循環する。
【００６３】
シリンダヘッド(２)内のエンジン冷却温水の大部分は、サーモスタット(31)・ラジエータ(32)・ウォーターポンプ(29)・シリンダジャケット(30)を順に経て、ヘッドジャケット(20)に循環する。図２中の符号(33)はパイパスである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１−図６は、本発明の水冷３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の実施形態を示す。図１（Ａ）は吸気マニホールド周りの横断平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ部拡大図。
【図２】 図１（Ａ）のII−II線断面矢視図。
【図３】 図２のIII−III線断面矢視図。
【図４】 図２のIV−IV線断面矢視図。
【図５】 水冷直立３気筒ガソリンエンジンの左側面図。
【図６】 図５の平面図。
【図７】 従来技術を示す３気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置の吸気マニホールド周りの横断平面図。
【符号の説明】
１…多気筒ガソリンエンジン． ２…シリンダヘッド． ３…ヘッド横側面．
４…吸気ポート． ４ｂ…中流側吸気ポート． ５…箱形吸気マニホールド．
６…開放側面． ７…吸気分流室． ８…気化器取付座． ９…吸気入口． １０…気化器． １１…吸気入口の軸心． １２…気化器の軸心． １３…横外側壁． １４…上流側壁部分． １５…中流側壁部分． １６…下流側壁部分．
１７…下壁． １８…上流側下壁部分． １９…加熱手段（温水通過式加熱室）． ２０…ヘッドジャケット。
Claims (4)
- 多気筒ガソリンエンジン(１)のシリンダヘッド(２)のヘッド横側面(３)に複数の気筒の各吸気ポート(４) を互いに並列させて開口し
ヘッド横側面(３)に箱形の吸気マニホールド(５)を固定し、この箱形の吸気マニホールド(５)のシリンダヘッド(２)側の側面(６)を開放して、吸気マニホールド(５)内の吸気分流室(７)を開放側面(６)から各吸気ポート(４) に連通させ、
吸気マニホールド(５)の前後いずれかの端壁に気化器取付座(８)を、平面視で斜め横外向きに形成し、この気化器取付座(８)に吸気入口(９)を空け、気化器取付座(８)に気化器(10)を取り付け、
前記吸気入口(９)を先すぼまりのテーパー状に形成した、多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記先すぼまりテーパー状の吸気入口 ( ９ ) の軸心 (11) の向きを、気化器 (10) の軸心 (12) の向きに対して、前記ヘッド横側面 ( ３ ) から遠くなる側へ偏向させたことを特徴とする、多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置。 - 上記請求項１に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記多気筒ガソリンエンジンは３気筒以上のガソリンエンジンであり、
吸気マニホールド(５)の開放側面(６)に対面する横外側壁(13)のうち、気化器(10)に近い部分を上流側壁部分(14)、遠い部分を下流側壁部分(16)、中間部分を中流側壁部分(15)と呼ぶことにする場合において、
上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)は、ヘッド横側面(３)とほぼ平行に形成するのに対して、
中流側壁部分(15)は、並列する吸気ポート(４) のうちの中間に位置する吸気ポート(4b)に対面させて、ヘッド横側面(３)に近づく先すぼまりの傾斜状となるように、上流側壁部分(14)および下流側壁部分(16)に対して折れ曲がる形に形成したことを特徴とするもの。 - 上記請求項１または２に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
吸気マニホールド(５)の下壁(17)のうち、少なくとも気化器(10)に近い上流側下壁部分(18)に加熱手段(19)を設けたことを特徴とするもの。 - 上記請求項３に記載の多気筒ガソリンエンジンの吸気分配装置において、
前記多気筒ガソリンエンジン(１)が水冷多気筒ガソリンエンジンであり、
前記吸気マニホールド(５)の加熱手段(19)は温水通過式加熱室からなり、シリンダヘッド(２)のヘッドジャケット(20)内を流れるエンジンの冷却温水が、この温水通過式加熱室(19)を通過して、上流側下壁部分(18)を加熱するように構成した、ことを特徴とするもの。
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