JP3775006B2

JP3775006B2 - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP3775006B2
Application number: JP23228297A
Authority: JP
Inventors: 由利夫野村; 浩一服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JPH1162742A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアクリーナや吸気マニホールド等を一体化した内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用内燃機関（エンジン）の吸気系部品を集積化する手法が知られている。例えば、特開平６−８１７３５号公報には、エアクリーナ、空気流量計、スロットル弁、サージタンク、独立ブランチ吸気管（吸気マニホールド）を一体構造とした「内燃機関の吸気装置」が開示されている。このように吸気装置の各構成を一体化することにより、部品点数や組立工数を低減でき、省スペース化が可能となる。
【０００３】
また、上述した公報の図１には、エアクリーナとサージタンクをつなぐ通路が第２および第３の独立ブランチ吸気管の間に配置された吸気装置の構造が示されている。このように、サージタンクの中央に上述した通路を形成し、その一部にスロットルを設けることにより、吸気音の音色を改善するとともに吸入空気の気筒分配効率を高めることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の吸気装置は、サージタンクの中央にスロットルが設けられており、このスロットルが形成されている通路が第２、第３番目の吸気マニホールドの間に配置されている。したがって、全体を一体構造としたときに、吸気マニホールド先端の端面をエンジンヘッドに取り付けるために必要な作業空間が確保できないという問題があった。すなわち、吸気マニホールドの端面をボルト等によってエンジンヘッドに取り付けようとすると、吸気マニホールドの隣接する枝管の間に作業空間を確保する必要があるが、上述したようにサージタンクの中央にスロットルやこれにつながる通路が形成されており、第２および第３の枝管の間を覆うため、この部分の作業用空間が確保できなくなる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は取付作業に必要な空間を確保することができる内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の内燃機関の吸気装置では、吸気マニホールドの下流側端部に設けられた内燃機関への取付部にボルトを締め付ける該ボルトの軸線方向に延びる操作線を前記内燃機関の気筒列の方向に垂直且つ前記取付部の内燃機関に取り付く面に平行な方向に挟んでエアクリーナ部とサージタンクとが配置されている場合に、これらをつなぐ通路がこの取付部近傍において吸気マニホールドのいずれかの枝管と重複するように配置されている。このように、吸気マニホールドのいずれかの枝管と上述した通路が重なり、各枝管の間が通路側から見て露出するため、この露出した空間を吸気装置の取り付けを行う作業空間として用いることができる。
【０００７】
また、上述した通路はサージタンクの中央に連通するように設けることが好ましい。サージタンクの中央に通路を配置することにより、吸気音の音色の改善や吸入空気の気筒分配効率を高めることが可能となる。特に、吸気マニホールドが偶数本の枝管を有している場合には、そのままではサージタンクの中央に設けられた通路が吸気マニホールドの中央付近の２本の枝管の間（例えば４気筒のエンジンに対応して４本の枝管を有する吸気マニホールドの場合には、第２および第３の枝管の間）をふさぐように配置されるため、上述したようにこの通路がいずれかの枝管と重複するようにサージタンクの位置をずらすことにより、取付部を固定するための作業空間を確保することができる。
【０００８】
具体的には、サージタンクの中央位置をエンジンの気筒列の中心位置に対してずらして配置し、このずれ量に対応させて吸気マニホールドの各枝管を屈曲させることにより、通路をサージタンクの中央に配置しながらいずれかの枝管に重ねることができ、上述した作業空間の確保が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した一実施形態のエンジンの吸気装置は、サージタンクの中央に取り付けられたスロットルや通路が吸気マニホールドの各枝管のいずれかと重なるように配置することにより、各枝管の間に形成される吸気装置取付用の作業空間を確保することに特徴がある。本明細書では、吸気マニホールド端部の取付部をエンジンに取り付ける際にボルトやナットの締め付け作業を行うために必要な作業用空間を「ツールスペース」と称して説明を行うものとする。以下、本発明を適用した一の実施形態のエンジンの吸気装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１０】
図１は、本発明を適用した一実施形態によるエンジンの吸気装置の構造を示す図である。また、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態の吸気装置は、取込口１２から吸入された空気に含まれる塵芥を取り除くエアクリーナ部１０と、この吸気装置をエンジン９０に取り付ける取付部２２が一方端に形成された吸気マニホールド２０と、吸気マニホールド２０の他方端に設けられたサージタンク３０と、サージタンク３０の中央に取り付けられたスロットル４０と、このスロットル４０とエアクリーナ部１０とを連結する通路５０とを含んで構成されている。
【００１１】
上述した吸気装置の各部品は一体化されている。例えば、図２に示すように、エアクリーナ部１０の一部と吸気マニホールド２０とサージタンク３０とを含むハウジング６０と、エアクリーナ部１０の一部と通路５０とを含むキャップ６２とが別々に樹脂成形され、これらが振動溶着等によって接合されて一体化される。
【００１２】
以下、上述した吸気装置の各部分の構成について詳細に説明する。エアクリーナ部１０は、不織布やろ紙を材料とするエアクリーナエレメント１４と、これを装着して収納するガイド１６およびカバー１７と、エアクリーナエレメント１４の上流にダスティサイド空間を形成するダスティサイドケース１８と、下流にクリーンサイド空間を形成するクリーンサイドケース１９とを含んで構成されている。ガイド１６に装着されたエアークリーナエレメント１４を挟んでダスティサイドケース１８内のダスティサイド空間とクリーンサイドケース１９内のクリーンサイド空間が分離されており、取込口１２を通ってダスティサイド空間に導入された空気は、エアクリーナエレメント１４を通ることにより塵芥が取り除かれてクリーンサイド空間に導入される。また、このガイド１６は、エアクリーナエレメント１４を介した空気の流れに対して垂直方向にスライドして着脱が可能であり、エアクリーナ部１０に装着したときにその外周部に形成されたシール部材（図示せず）によってキャップ６２との間の密閉状態が保たれる。また、ガイド１６にはカバー１７が一体化されており、エアクリーナエレメント１４をエアクリーナ部１０に挿入したときに、この挿入口をカバー１７で覆うことにより、この挿入口を介したダスティサイド空間内への空気の流入を阻止している。
【００１３】
通路５０は、エアクリーナ部１０のクリーンサイドケース１９の筒状部材であって、エアクリーナエレメント１４を通してクリーンサイド空間に通された空気をスロットル４０を介してサージタンク３０に導くためのものである。スロットル４０は、スロットルバルブ４２とスロットルボディ４４によって構成されており、エンジン９０の各気筒列に吸入される空気の吸込み量を調整する。また、スロットル４０には、スロットル内の圧力を検出する圧力センサ４６と、スロットルバルブ４２の開度を検出するポジションセンサ４８が取り付けられており、これらの各センサ出力が図示しないエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に入力される。
【００１４】
サージタンク３０は、箱形形状を有している。この箱形形状の一の面の中央に上述したスロットル４０が取り付けられており、スロットル４０を介してサージタンク３０内に空気が流入する。また、箱形形状の他の面には吸気マニホールド２０が取り付けられており、サージタンク３０内の空気が吸気マニホールド２０に導出される。このように、スロットル４０の取付位置をサージタンク３０の中央にすることにより、吸気音の音色を改善するとともに気筒分配を向上させることができる。
【００１５】
吸気マニホールド２０は、サージタンク３０を介して導入された塵芥が除去された後の空気をエンジン９０の各気筒列に導入するためのものであり、エンジン９０の気筒数と同数の枝管２４によって構成されている。例えば、本実施形態のエンジン９０は４気筒であり、吸気マニホールド２０は４本の枝管２４によって構成されている。各枝管２４の先端（サージタンク３０と反対側の端部）には吸気装置をエンジン９０に取り付けるための取付部２２が形成されており、この取付部２２に設けられた貫通孔２６にボルト（図示せず）を通して締め付けることにより、エンジン９０への吸気装置の取り付けが行われる。また、吸気マニホールド２０の各枝管２４は、取付部２２からサージタンク３０に向かって、エンジン９０の気筒列方向に所定量屈曲して敷設されている。
【００１６】
本実施形態においては、上述したエアクリーナ部１０とサージタンク３０とが吸気マニホールド２０の端部に設けられた取付部２２を挟んで配置されている。図１においては、取付部２２より上側にエアクリーナ部１０が、下側にサージタンク３０が分かれて配置されている。このように、エアクリーナ部１０とサージタンク３０とを離して配置することにより、吸気マニホールド２０の各枝管２４の長さをある程度長く設定することができ、エンジン９０の低速回転域でのトルクを増すことができる。
【００１７】
また、エアクリーナ部１０からサージタンク３０の中央に設けられたスロットル４０に向かって延びた通路５０は、吸気マニホールド２０の各枝管２４のいずれかに対して、取付部２２の取付手段としてのボルトを締め付ける操作線と平行な向きに重複するように配置されている。図１に示すように、吸気マニホールド２０の先端であって、各枝管２４の間を埋めるように取付部２２が形成されており、この取付部２２に設けられた貫通孔２６にボルトを通し、このボルトを締め付ける工具あるいは装置を各枝管２４の間に挿入することによりこのボルトの締め付けが行われる。このボルトを締め付ける工具等を挿入するとともに締め付け作業を行うために必要な空間がツールスペースであり、工具等の挿入方向、すなわちボルトの軸線が上述した操作線に一致する。この操作線は、図２において矢印Ｉで示されており、この矢印Ｉに沿って２番目の枝管２４と通路５０とが重複して配置されている。
【００１８】
上述したように、通路５０の先端に設けられたスロットル４０は、サージタンク３０の中央に取り付けられている。したがって、サージタンク３０は、図２に示す矢印Ｉに沿って２番目の枝管２４とその中央位置が重複するように配置されている。
本実施形態の吸気装置はこのような構造を有しており、次にその動作を説明する。取込口１２からエアクリーナ部１０のダスティサイドケース１８内に取り込まれた空気は、ガイド１６に収容されたエアクリーナエレメント１４を通すことにより塵芥が取り除かれてクリーンサイドケース１９内に導かれる。さらに、この吸入空気は、通路５０を通った後に、スロットル４０を介してサージタンク３０に流入する。サージタンク３０は、この流入空気を吸気マニホールド２０の４本の枝管２４に分配し、この分配された空気が各枝管２４を介してエンジン９０の各気筒に供給される。エンジン９０の各気筒の空気の吸入量は、スロットル４０内のスロットルバルブ４２の開度によって制御される。
【００１９】
また、エンジン９０には、各気筒に対応させて図示しないインジェクタが取り付けられており、吸気マニホールド２０からエンジン９０の各気筒に吸入された空気に、インジェクタから噴射される燃料（ガソリン）が混合される。
このように、本実施形態の吸気装置においては、吸気マニホールド２０の各枝管２４をエンジン９０の気筒列方向に蛇行させて、それらの端部をサージタンク３０に連通しており、このサージタンク３０の中央位置が各枝管２４の隣接間隔の半分だけエンジン９０の気筒列方向にずれている。また、このサージタンク３０の中央には、スロットル４０およびこのスロットル４０を介してエアクリーナ部１０に通じる通路が取り付けられている。したがって、これらのスロットル４０と通路５０が、吸気マニホールド２０の２番目の枝管２４と重なるように配置され、各枝管２４の間に形成された取付部２２にボルト等を通して作業する際のツールスペースを確保することができる。このため、エアクリーナ部１０から吸気マニホールド２０までの全体を一体化した場合であっても、この一体化した状態でエンジン９０に対する組付けを行うことができ、行程の簡略化が可能となる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、４本の枝管２４を有する吸気マニホールド２０を例にとって説明したが、枝管２４の数はエンジン９０の気筒数に合わせて適宜変更することができる。また、スロットル４０や通路５０がサージタンク３０の中央に取り付けられた場合を説明したが、中央からずらした位置にスロットル４０や通路５０を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
また、上述した実施形態の吸気装置は、エンジン９０の各気筒に燃料を噴射するインジェクタを含まない場合、すなわちエンジン９０側にインジェクタを取り付けた場合を説明したが、吸気マニホールド２０の先端近傍にインジェクタを取り付けて、インジェクタ一体型の吸気装置としてもよい。
また、上述した実施形態の吸気装置において、吸気マニホールド２０の各枝管２４の長さをある程度確保するために、吸気マニホールド２０の先端の取付部２２を挟んでエアクリーナ部１０とサージタンク３０とを離して配置したが、各枝管２４の長さをさらに長くする場合には、サージタンク３０や吸気マニホールド２０の形状を適宜変更すればよい。図３は、吸気マニホールドの形状を変更した吸気装置の構造を示す図である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。これらの図に示すように、サージタンク３０から吸気マニホールド２０の各枝管２４を引き出す位置を変更するとともに、各枝管２４の形状を変更することにより、他の部品の形状を変更することなく各枝管２４の長さを長くすることができ、低速回転時のトルクを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施形態によるエンジンの吸気装置の構造を示す図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】吸気マニホールドの形状を変更した吸気装置の構造を示す図である。
【図４】図３に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【符号の説明】
１０エアクリーナ部
１２取込口
２０吸気マニホールド
２２取付部
２４枝管
３０サージタンク
４０スロットル
５０通路
９０エンジン

Claims

吸気マニホールドの下流側端部に設けられた内燃機関への取付部にボルトを締め付ける該ボルトの軸線方向に延びる操作線を前記内燃機関の気筒列の方向に垂直且つ前記取付部の内燃機関に取り付く面に平行な方向に挟んでエアクリーナ部とサージタンクとが配置されており、
前記エアクリーナ部と前記サージタンクとをつなぐ通路が、前記吸気マニホールドのいずれかの枝管に対して、前記操作線の延びる方向に沿って重複して配置されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
請求項１において、
前記通路は、前記サージタンクの中央に連通していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
請求項２において、
前記吸気マニホールドは、偶数本の枝管を有していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
請求項２または３において、
前記サージタンクと前記通路は、それぞれの中央位置が内燃機関の気筒列の中央位置からずれて配置されており、
前記吸気マニホールドの各枝管は、このずれ量に対応して前記気筒列方向に屈曲して敷設されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。