JP3782839B2 - 多シリンダ式内燃機関に用いられる吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多シリンダ式内燃機関に用いられる吸気装置であって、該吸気装置がシリンダ１つ当たり少なくとも、互いに異なる長さの第１の吸気管と第２の吸気管とを有しており、該第１の吸気管と該第２の吸気管とが、吸気分配器から出発して、吸気弁の直前で合流されており、前記両吸気管のうち比較的短い第２の吸気管が遮断機構を備えている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０４０５９８号明細書に基づき、吸気管装置が公知である。この公知の吸気管装置はシリンダ１つ当たり、互いに異なる長さの第１の吸気管と第２の吸気管とを有しており、両吸気管はそれぞれ第１の吸気分配器もしくは第２の吸気分配器から出発している。
【０００３】
スロットルバルブを備えた吸気導管は第１の吸気分配器に開口しており、この第１の吸気分配器は導管を通じて第２の吸気分配器に連通されている。
【０００４】
この第２の吸気分配器には、回転遮断機構が配置されており、この回転遮断機構は部分円形に湾曲させられた壁を備えている。この壁は吸気分配器に形成された、対応して湾曲させられた壁と協働する。この回転遮断機構の切換によって、第２の吸気分配器を作動させるか、もしくは遮断することができる。
【０００５】
このような装置では、個々の吸気管の間に良好なシールが得られることが望ましい。このことは、個々の構成部分の製造時に極めて高い嵌合精度が要求されることを意味する。吸気装置がプラスチックから成る場合には、高い嵌合精度は比較的高い製造手間をかけてしか実現することができない。
【０００６】
さらに欧州特許第１７７７９４号明細書に、このような形式の吸気装置が記載されている。この公知の吸気装置では、個々の吸気管が１つの集合吸気管と共に１つのユニットにまとめられている。このユニットには、固有の構成部分として吸気分配器がフランジ締結されている。この吸気分配器は一方ではスロットルバルブを介して集合吸気管に接続されていて、他方では個別吸気管に接続されている。第２の個別吸気管は、軸に配置された旋回フラップによって遮断するか、または開放することができる。この公知の吸気装置は製造が比較的面倒であり、しかも吸気分配器に支承された旋回フラップと、別の構成部分に配置された第２の個別吸気管との申し分のない協働を得るという点で問題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の吸気装置を改良して、機能確実に形成されていて、しかも相応に廉価な製造によりすぐれている吸気装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、前記遮断機構が切換軸として形成されており、該切換軸が、相並んで位置する第２の個別吸気管の全長にわたって延びており、しかも該切換軸の少なくとも一方の端部が、半径方向で自由に運動可能に支承されているようにした。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の大きな利点は、吸気装置全体を貫通する切換軸がいわゆる片持ち式の切換軸として形成されている点に認められる。すなわち、この切換軸は吸気装置に設けられた対応する開口内に半径方向で自由に運動可能に配置されている。これによって、切換軸の傾動またはひっかかりは十分に阻止される。
【００１０】
本発明の有利な構成では、切換軸を軸方向で位置固定する目的で、軸方向で規定された軸受け、特に頂端軸受け（Ｓｐｉｔｚｅｎｌａｇｅｒ）が使用される。この頂端軸受けは切換軸の端部側の端面に配置されている。切換軸の反対の側の端部は圧縮ばねを介して支持されている。頂端軸受けの摩擦力を減少させるためには、テフロンプレートが使用されると有利である。当然ながら、この頂端軸受けのために別の摩擦の少ない材料を使用することも可能である。
【００１１】
回転運動を緊張なく伝達するために本発明の別の有利な構成では、切換軸の端面につめクラッチが配置されている。このつめクラッチは半径方向可動性を有している。これによって、ターンテーブルは同じく連結解除されていて、相応する回転運動しか伝達しなくなる。
【００１２】
各個別吸気管の間をシールするために本発明のさらに別の有利な構成では、切換軸がそれぞれ２つの隣接した貫通孔の間に周方向溝を備えており、この周方向溝には、外側緊締式のピストンリング（シールリング）を挿入することができる。このピストンリングは切換軸のための収容孔の壁に密に接触する。シールリングを備えた切換軸の挿入は、ピストンリングを備えたピストンの組付け時に原理的に汎用されるような組付けスリーブを用いて行なわれる。このシールリングによって、一方では各個別吸気管の間の信頼性の良いシールが得られ、他方では切換軸と孔との間の製造誤差が有効に補償される。
【００１３】
本発明による吸気装置はプラスチックおよびその複雑な構造に基づき、溶融コア技術で製造されたプラスチック部分から成っていると有利である。切換軸はプラスチック射出成形体から製造することができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】
図１に示した吸気装置は、Ｖ型構造の内燃機関のために、各シリンダ列の間に配置するために設計されている。この吸気装置は一体のプラスチック構成部分１０を有しており、このプラスチック構成部分１０は、たとえばコア溶融技術で製造されている。このプラスチック構成部分１０には、中央の管状の吸気分配器１１が内蔵されている。この吸気分配器１１はプラスチック構成部分１０の外壁に設けられた開口１２を通じてスロットルバルブ部分（図示しない）に連通されている。吸気分配器１１を起点にして、右側のシリンダ列のシリンダのための第１の個別吸気管１３と、左側に配置された第２のシリンダ列のシリンダのための別の第１の個別吸気管１４（破線で示す）とが交互に延びている。第１の個別吸気管１３，１４は相並んで配置されていて、図１から判るように吸気分配器１１を取り囲むように延びている。この場合、右側の第１の個別吸気管１３は図１で見て時計回り方向に延びており、左側の第１の個別吸気管１４は逆時計回り方向に延びている。右側の第１の個別吸気管１３の流入開口は範囲１５に配置されており、左側の第１の個別吸気管１４の流入開口は範囲１６に配置されている。両第１の個別吸気管１３，１４はそれぞれフランジ１７，１８に開口している。このフランジ１７，１８は各シリンダ列のシリンダヘッドに取り付けられる。適当なねじ結合により、各フランジを介して吸気装置は内燃機関に結合される。各第１の個別吸気管１３の半径方向内側には、短い第２の個別吸気管１９が配置されている。この短い第２の個別吸気管１９は、同じく吸気分配器１１によって給気される。第２の個別吸気管１９は流入開口２０を介して吸気分配器１１に接続されている。左側の第２の個別吸気管２１は所属の第１の個別吸気管１４に対して平行に、かつこの第１の個別吸気管１４と同じ方向に延びていて、この第１の個別吸気管１４と共に共通の壁２２を有している。両第２の個別吸気管１９，２１を開閉するためには、切換軸２３が設けられている。この切換軸２３はプラスチック構成部分１０の内部で、第２の個別吸気管１９，２０に交差する長手方向孔２４内に配置されている。図示の位置において、第２の個別吸気管１９，２１は第１の個別吸気管１３，１４に対して付加的に開かれている。この位置は、規定の限界回転数よりも下での内燃機関の全負荷時に、比較的高いトルクを生ぜしめる。この限界回転数は、たとえば４３００ｒ．ｐ．ｍ．である。切換軸２３は作動部材（図示しない）によって各位置に回転させられる。
【００１６】
図２には、切換軸２３の横断面図が示されている。吸気装置のプラスチック構成部分１０は部分的にしか図示されていない。切換軸２３はプラスチック構成部分１０に設けられた長手方向孔２４に差し込まれている。この切換軸２３は図面で見て右側の端部で突起２５を介して、プラスチック構成部分１０の閉鎖壁２６に支持されている。図示の位置において、貫通開口２７，２８は互いに平行に位置する個別吸気管１９ａ，１９ｂをそれぞれ接続している。両個別吸気管１９ａ，１９ｂの間では、切換軸２３が溝２９，３０，３１を備えている。これらの溝には、各１つのシールリング３２，３３，３４が配置されており、このシールリング３２，３３，３４はピストンリング状に形成されていて、長手方向孔２４の壁に当て付けられている。さらに、切換軸２３は図面で見て左側の端面でつめクラッチ３５を介して連結部材３６に結合されている。この連結部材３６はボールベアリング３７を介して接続フランジ３８に回転可能に取り付けられている。この接続フランジ３８は図示したように、ねじ結合部３９を介してプラスチック構成部分１０に直接に固定することができる。連結部材３６は作動部材（図示しない）によって回転させられ、この場合、回転運動は約９０゜である。これによって、切換軸２３を用いて個別吸気管１９ａ，１９ｂを閉鎖することが可能となる。さらに圧縮ばね４０が設けられており、この圧縮ばね４０は一方では連結部材３６に支持され、他方では切換軸２３に支持される。この圧縮ばね４０を介して切換軸２３には軸方向力が加えられ、この軸方向力に基づき、切換軸２３が図示の位置に留まることが保証される。
【００１７】
図３には、プラスチック構成部分１０における切換軸の、図面で見て右側での支持形式が示されている。切換軸は既に図２に示したように、真ん中に配置された突起２５を保持している。プラスチック構成部分１０には、支持部材４１が配置されている。この支持部材４１には、支承プレート４２が配置されている。この支承プレート４２は、たとえばＰＴＦＥから成っているので、プラスチック製の切換軸と相まって、極めて低い摩擦係数しか有しないスラストベアリングが形成される。支持部材４１はねじ４３を用いたねじ結合を介してプラスチック構成部分１０に結合されている。この支持部材４１はシール部材４４を備えており、このシール部材４４は内燃機関の吸気路内への漏れ空気の侵入を阻止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸気装置の横断面図である。
【図２】図１に示した吸気装置に配置された切換軸の断面図である。
【図３】切換軸を支承するスラストベアリングの断面図である。
【符号の説明】
１０ プラスチック構成部分、 １１ 吸気分配器、 １２ 開口、 １３，１４ 第１の個別吸気管、 １５，１６ 範囲、 １７，１８ フランジ、 １９ 第２の個別吸気管、 １９ａ，１９ｂ 個別吸気管、 ２０ 流入開口、 ２１ 第２の個別吸気管、 ２２ 壁、 ２３ 切換軸、 ２４ 長手方向孔、２５ 突起、 ２６ 閉鎖壁、 ２７，２８ 貫通開口、 ２９，３０，３１溝、 ３２，３３，３４ シールリング、 ３５ つめクラッチ、 ３６ 連結部材、 ３７ ボールベアリング、 ３８ 接続フランジ、 ３９ ねじ結合部、 ４０ 圧縮ばね、 ４１ 支持部材、 ４２ 支承プレート、 ４３ ねじ、 ４４ シール部材

Claims (5)

1. 多シリンダ式内燃機関に用いられる吸気装置であって、該吸気装置がシリンダ１つ当たり少なくとも、互いに異なる長さの第１の吸気管と第２の吸気管とを有しており、該第１の吸気管と該第２の吸気管とが、吸気分配器から出発して、吸気弁の直前で合流されており、前記両吸気管のうち比較的短い第２の吸気管が遮断機構を備えている形式のものにおいて、前記遮断機構が切換軸（２３）として形成されており、該切換軸（２３）が、相並んで位置する第２の個別吸気管（１９，２１）の全長にわたって延びており、しかも該切換軸（２３）の少なくとも一方の端部が、半径方向で自由に運動可能に支承されており、切換軸（２３）の少なくとも一方の端部が、突起（２５）を備えた軸方向で規定された頂端軸受けを有していることを特徴とする、多シリンダ式内燃機関に用いられる吸気装置。
2. 切換軸（２３）への作動運動の導入が、半径方向可動に連結されたつめクラッチ（３５）を介して行なわれる、請求項１記載の吸気装置。
3. 切換軸（２３）が、各個別吸気管の開口の間でピストンリング状のシール部材（３２，３３，３４）を有している、請求項１または２記載の吸気装置。
4. 吸気分配器（１０）と切換軸（２３）とが、プラスチックから製造されていて、吸気分配器（１０）が溶融コア技術により製造されており、切換軸（２３）がプラスチック射出成形体として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の吸気装置。
5. 前記頂端軸受けがＰＴＦＥ製の支承プレート（４２）を備えており、切換軸（２３）の、該支承プレート（４２）とは反対の側に、切換軸(２３）に軸方向のばね力を加えるための圧縮ばね（４０）が設けられており、該圧縮ばね（４０）が、切換軸（２３）を規定の軸方向位置に確保している、請求項１記載の吸気装置。

Images