JPH0251045B2 - - Google Patents

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JPH0251045B2
JPH0251045B2 JP20621283A JP20621283A JPH0251045B2 JP H0251045 B2 JPH0251045 B2 JP H0251045B2 JP 20621283 A JP20621283 A JP 20621283A JP 20621283 A JP20621283 A JP 20621283A JP H0251045 B2 JPH0251045 B2 JP H0251045B2
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intake
cylinder
straight line
swirl
passage
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Hiroshi Munetoki
Yoshimichi Ishida
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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    • F02M35/10072—Intake runners
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
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    • F02B2075/1804—Number of cylinders
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は３気筒ガソリンエンジンの吸気装置に
係り、特に吸気マニホールドに設けた吸気通路の
配置に改良を加え、各気筒内で生じるスワールの
強化、均一化を図ると共に、エンジン全体の小型
化及び各気筒への吸気分配の均一化を図らんとす
るものである。
一般にガソリンエンジンでは燃焼室に流入する
吸気に渦流（スワール）を発生させ、ノツキング
を防止しているが、３気筒エンジンは１個の気化
器から各気筒までの吸気通路を対称に形成するこ
とが困難であるために、他の偶数気筒を有するエ
ンジンと比べて混合気の各気筒への均一分配が困
難で、スワールの強さにバラツキを生じ、これに
より各気筒毎に燃焼状態が異なり、トルク変動に
基づく振動を生じるという欠点がある。
かかる欠点を解消するべく改良された吸気マニ
ホールドの構造として、例えば実公昭51−39057
号、実開昭48−11208号の各公報に記載された吸
気マニホールドが知られているが、両者はいずれ
も分離壁又はシユラウドと呼ばれる邪魔板を吸気
マニホールドの吸気通路内に設け、特に管路抵抗
が小さい等の理由により吸気量の多い吸気弁への
混合気の流れを若干制限することにより吸気配分
の均一化を図つている。
しかしながら気化器から吸気弁までの通路はで
きるだけ直線状となし、管路抵抗をを少なくして
スワールの強化を図ることが望ましく、取り分け
邪魔板や屈曲部の如く、通路を複雑に曲折させる
抵抗体を設けると、各気筒への吸気流量が減少し
スワールの勢いが減殺されるばかりか、上記のよ
うな邪魔板や屈曲部でスワールの方向とは逆向き
の旋回流が生じ、これがスワールを早期に減衰さ
せることになる。
また燃焼室内での均一なスワールを得る方策と
しては、特開昭57−88219号公報に見られるよう
な案内壁を燃焼室内に設け、この案内壁による流
動抵抗の程度を気筒毎に調整して均一なスワール
を得る吸気装置が知られているが、この場合も案
内壁による管路抵抗が大きく、スワールの勢いを
減衰させることによりその均一化を図るものであ
るため、全体的なスワールの強化がなされない。
またこの装置では案内壁が燃焼室内へ突出してい
るため、及び更には案内壁とピストン上面との間
で圧縮されシリンダ軸芯方向へ噴き出す噴流（い
わゆるスキツシユ）により、せつかく形成された
スワールの減衰度合が大きく、実質的にノツキン
グ防止に役立たないことになつている。
従つて本発明の第１の目的は、邪魔板等を設け
ることなく、吸気マニホールドに設けた吸気管の
配置のみの改良により、各気筒に連通する吸気管
路の管路抵抗の低下及び均一化を図り、気筒毎の
吸気配分の均一化、スワールの強化、均一化を図
ることにある。
また近年省資源の要請に沿つて経済的な小型車
に対する需要が大きく、特に走行性能の良い横置
エンジンのFF車に対する消費者指向が強いが、
かかる横置エンジンの場合、クランクシヤフトの
軸方向と直交する方向の小型化が必須であり、取
り分け大きい容積を占める吸気マニホールドの小
型化が必要である。
しかしながら従来の３気筒ガソリンエンジン用
の吸気マニホールドは、特開昭57−88219号公報
や前記実公昭51−39057号公報に見られる如く、
平面視で吸気マニホールド内の吸気通路がクラン
ク軸に直角となる部分を有し、この部分を介して
シリンダヘツド側の吸気ポートと接続されている
ため、吸気マニホールドのクランクシヤフトの軸
方向と直交する方向に占める容積が広く、エンジ
ン全体の画期的な小型化を図るには至つていな
い。また上記のような従来の吸気マニホールドで
は同じ理由により吸気通路が屈曲しており、しか
もその屈曲角度が大きく、且つ屈曲方向が気筒毎
に異なるため、そこを通過する吸気に旋回気流を
生じ、これが燃焼室内で生じる吸気の渦流（スワ
ール）に与える影響（スワールの減衰効果）が大
きく、気筒毎の燃焼状態のバラツキ乃至はノツキ
ングの原因となる。
従つて本発明の第２の目的は、吸気通路内での
吸気の旋回を極力抑制しつつ吸気マニホールドの
小型化を図ることにある。
本発明のその他の目的は以下の説明において順
次明らかとなるであろう。
上記のような目的を達成するため本発明は、各
気筒C1，C2，C3を略直線状に配設してなる３気
筒エンジンの吸気装置において、隣接する気筒
C1，C2，C3へ気化器６から夫々給気するために、
吸気マニホールド４内の上記気化器６の給気方向
下流側で２分割して吸気通路１０，G1，９とな
し、更に上記吸気通路９をその給気方向下流側で
２分割して吸気通路G2，G3となし、上記吸気通
路G1，G2，G3をそれぞれ各上記気筒C1，C2，C3
へ導くと共に、上記気筒C2，C3へそれぞれ吸気
する上記吸気通路の内の２本の吸気通路G2，G3
の軸芯J2，J3が、平面視で気化器６のスロツトル
弁７の中心７ａを通り各気筒C1，C2，C3の中心
O1，O2，O3を結ぶ直線２に略直角な第１の直線
Ｘを中心として略対称に配設され、且つ、残りの
気筒C1へ給気する吸気マニホールド４内の吸気
通路G1の軸芯J1と、上記第１の直線Ｘとが、平
面視で前記気化器６のスロツトル弁７の軸芯Ｚに
略直角の第２の直線Ｙを中心として略対称に配設
され、更に上記吸気通路G1，G2，G3の各軸芯J1，
J2，J3を略直線となした点を主たる構成とする。
上記の構成において「各気筒C1，C2，C3を略
直線状に配設してなる」とは、第１図ａに示すよ
うにシリンダブロツク１の平面視において、各気
筒C1，C2，C3の中心O1，O2，O3が全て一本の直
線２上にある場合や、同図ｂに示す如く、各中心
O1，O2，O3が一直線上になく、例えば図外のク
ランク軸の軸芯３から僅かに偏心しているような
場合等、各気筒の中心が概略直線状に配置されて
いる全ての場合を含むものである。
続いて第２図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例に付き説明し、本発明の理解
に供する。ここに第２図は本発明の一実施例に係
る吸気装置の平面図、第３図は同実施例の作用、
効果を示す同吸気装置の概略平面図、第４図は本
発明の他の実施例を示す吸気装置の平面図、第５
図ａは本実施例に係る吸気装置を用いた場合のス
ワール比とエンジン回転数との関係を示すグラ
フ、第５図ｂは従来の吸気装置を用いた場合のス
ワール比とエンジン回転数との関係を示すグラフ
である。尚第１図示の構成要素と共通の要素には
同一の符号を使用する。また以下の説明は全て気
筒の軸芯方向に見た平面視における状態である。
第２図において、IN1，IN2，IN3は夫々吸気弁
を、P1，P2，P3は夫々点火プラグを、EX1，
EX2，EX3は夫々排気弁を示し、O1，O2，O3は
夫々気筒中心を示す。ここに添字１，２，３は
夫々気筒C1，C2，C3の構成要素であることを示
す。またこの例では気筒中心O1〜O3はクランク
軸（不図示）の軸芯に平行な直線２上に存在す
る。以下の説明においても同様である。
シリンダブロツク（不図示）上のシリンダヘツ
ド５には吸気マニホールド４が接続されており、
該吸気マニホールド４内に配設した吸気通路G1，
G2，G3は気化器６のスロツトル弁７を配設した
ボア８から分岐し、夫々シリンダヘツド５内に穿
設された吸気ポートIP1，IP2，IP3を介して上記
各吸気弁IN1，IN2，IN3に接続されている。
即ち、隣接する気筒C1，C2，C3へ気化器６か
ら夫々給気するために、吸気マニホールド４内の
上記気化器６の給気方向下流側で２分割されて吸
気通路１０，G1，９が形成され、更に上記吸気
通路９がその給気方向下流側で２分割されて吸気
通路G2，G3が形成されている。そして、上記吸
気通路G1，G2，G3は、それぞれ上記気筒C1，
C2，C3につながる吸気ポートIP1，IP2，IP3に接
続されている。
各気筒に設けた吸気弁IN1，IN2，IN3は全て各
シリンダボアCB1，CB2，CB3の内周面に近接し
て設けられ、これにより点火プラグＰの位置をシ
リンダボアCBの中心Ｏにできるだけ近づけるこ
とができ、燃焼を外方向へ均一に拡大させること
が可能となり、燃焼波の伝播が中心から放射状に
斑なく広がり、ノツキングが防止されると共に、
各吸気弁に接続された上記吸気ポートIP1，IP2，
IP3から各燃焼室内へ流入する吸気のスワール
（矢印D1，D2，D3で示す）が強化される。
また上記スワールを更に強化するために、上記
吸気ポートIP1，IP2，IP3を図示の如く各シリン
ダボアCB1，CB2，CB3の内周面への略接線方向
に指向させておく。
このような吸気ポートIP1，IP2，IP3の方向は、
図示のように夫々吸気通路G1，G2，G3の延長線
の方向、即ち気筒C1，C3側に連通する吸気ポー
トIP1，IP3の軸芯（図の場合J1，J3）及び気筒中
心O1，O3を結ぶ直線２が三角形の各辺を構成す
るような方向とすることが望ましい。このような
方向に配置することによりスワールの勢いが一層
強力となる。
更に各気筒における吸気弁IN、点火プラグＰ、
排気弁EXの配置は、矢印Ｄで示すスワールの流
動方向に合わせて吸気弁IN→点火プラグＰ→排
気弁EXの順とする。
上記吸気弁IN1，IN2，IN3の位置は図示の如く
気筒中心O1，O2，O3を結ぶ直線２に直角で各気
筒中心O1，O2，O3を通る直線M1，M2，M3の右
又は左の方向へ偏心させ、その偏心方向を気筒毎
によつて変化させる。即ちこの例では気筒C1及
び中央の気筒C2では右方向へ、気筒C3では左方
向へ偏心している。従つて吸気弁IN1とIN2との
距離l1とIN2とIN3との距離l2とはl1＜l2の関係に
なり、両者は異なつたものとなる。
次に気筒C3に連通する吸気通路G3の軸芯J3と、
中央の気筒C2に連通する吸気通路G2の軸芯J2と
は、前記スロツトル弁７の中心７ａを通り前記気
筒中心を結ぶ直線２に直角な第１の直線Ｘを中心
として略対称となるように配設されている。
ここに第１の直線Ｘを中心として略対称とは、
各吸気通路G3，G2の直線Ｘに対する若干の偏向
は許容しうるという意味であり、このような非対
称性は設計上の理由によつてある程度必要に応じ
て行われるべきであり、吸気通路G3とG2との管
路抵抗の値に大きい差を生じない範囲で許容され
る。
また他方の気筒C1と連通する吸気通路G1の軸
芯J1は、前記スロツトル弁７の回動軸芯Ｚに略直
角で前記スロツトル弁中心７ａを通る第２の直線
Ｙを中心として、前記第１の直線Ｘに対して略対
称となるようにスロツトル弁７の回動軸芯Ｚの方
向及び吸気通路G1の方向が決定される。
ここに第２の直線Ｙを軸芯Ｚに対して略直角と
したり、また第１の直線Ｘと吸気通路G1の軸芯
J1とを第２の直線Ｙに対して略対称とする意味
は、吸気通路G1における管路抵抗と吸気通路G2
（又はG3）における管路抵抗との差があまり大き
くならない範囲で設計上の要請に基づき第２の直
線Ｙの方向や軸芯J1の方向を変化させることは、
本発明の技術的範囲に属するとの意味である。
またこれらの３本の吸気通路の管路抵抗の均一
性を確保すべく、上記吸気通路G1，G2，G3の各
軸芯J1，J2，J3が略直線となるように構成されて
いる。更に、前記気化器６のボア８と吸気通路
G2，G3とを連通させる通路９の断面積Ａと、同
じくボア８と吸気通路G1とを連通させる通路１
０の断面積Ｂとを等しくするか、又はこれらに連
通する吸気通路９，G2，G3及びG1における管路
抵抗の差異を減少させるべく若干異ならせておく
ことが望ましい。
上記のような吸気通路の配置は、本発明の要旨
をなす吸・排気弁等の配置を行うことによりはじ
めて達成される。
次に上記実施例を吸気装置における吸気の流れ
に付き第２図を参照して更に詳しく説明する。
スロツトル弁７を通りボア８から流出した吸気
は、ボア８から分岐する通路９及び１０の軸芯で
ある第１の直線Ｘ及び吸気マニホールドG1の軸
芯J1がスロツトル弁７の回動軸芯Ｚに直角な第２
の直線Ｙを中心として対称に分岐しているため矢
印１１ａで示すように通路９に向かつて流れ出す
場合でも、矢印１１ｂで示すように通路１０へ流
れ出す場合でも同じ量の吸気が流出する。この時
通路９及び１０の断面積Ａ及びＢが前記のように
適切に設定されていることにより両方向への流量
の均一性は更に助長される。
通路９内へ流れ込んだ吸気は通路９が、該通路
９の軸芯である第１の直線Ｘを中心として対称の
２本の吸気通路G3とG2とに分岐しているため、
両吸気通路G3又はG2へ等分に流入し、更に吸気
ポートIP3、吸気弁IN3又は吸気ポートIP2、吸気
弁IN2を経てシリンダC3又はC2内へ流入して矢印
D3又はD2で示される同じ速度のスワールを発生
させる。吸気ポートIP3及びIP2（IP1についても同
様）が各シリンダボアCB3及びCB2の円筒状内壁
面に対して接線方向に接続され、且つ吸気弁IN3
及びIN2（IN1についても同様）がシリンダボア
CB3及びCB2の内壁面に近接して設けられている
ので、上記スワールの勢いは最大となる。
また図示のように吸気通路G3とG2とが気筒中
心を結ぶ直線２に対して直角の第１の直線Ｘを中
心として対称に配置されているので、気化器のボ
ア８と各吸気弁IN3又はIN2とを結ぶ通路（９→
G3）又は（９→G2）が略直線状となると共に、
ボア８から吸気弁IN3又はIN2までの経路が最短
となりその管路抵抗が最小で等しくなるため、両
者における吸気の速度が等しく且つ最大となる。
また第３図に２点鎖線で示す従来の吸気通路の
ような大きい屈曲部１２，１３がないため、管路
抵抗が小さく旋回流の発生も防止され、結果的に
吸気弁IN3とIN2への吸気量の均一化、流速の増
大、スワールの強化、スワールの均一化が図られ
る。
このようにC3，C2におけるスワールが強化さ
れる結果、温度の低い吸気が最も高温となる排気
弁EX3，EX2や点火プラグP3，P2に勢い良く衝突
して奪熱するため、シリンダヘツドの温度が下が
りノツキングが防止されると共に、隣接する気筒
C3，C2の排気弁EX3，EX2間の距離ｌ（第３図）
を近づけてもこれによる温度上昇の程度が低く、
従つてエンジン全長を短縮しうる。
一方吸気通路G1に入つた吸気も吸気通路G1か
ら吸気ポートIP1に至る管路を直線状か、又はほ
とんど屈曲のない形態に構成しうるので、その管
路抵抗が最小となり吸・排気弁IN1，EX1及び点
火プラグP1の配置も気筒C3と同じであるから、
他の気筒G3，G2における吸気の流れと量的に等
しく、また速度においても同等のものが得られ、
吸気分配の均一化、スワールの増強及び均一化が
図られる。
第５図ａに本実施例装置を用いた場合のスワー
ル比、第５図ｂに従来装置を用いた場合のスワー
ル比の各実験データを示す。同図からも明らかな
如く、本実施例に係る吸気装置では、従来の吸気
装置の場合に較べて各気筒のスーワル比が高くな
ると共に、各気筒間のスワール比のバラツキも少
なくすることができる。
即ち、各気筒での燃焼展開が速くなり、均一な
混合気での燃焼が可能になると共に、各気筒間で
の燃焼のバラツキがなく、振動発生も防止するこ
とができる。
また第３図に２点鎖線で示した従来の吸気通路
と比べて上記実施例に係る吸気装置の吸気通路は
同図に一点鎖線で示す如く全体として略三角形状
となり、これを内蔵する吸気マニホールドのクラ
ンクシヤフトの軸方向と直交する方向の容積が著
しく縮小される。
第４図に示した実施例では第２図示の実施例と
比べて気筒C3側の吸気弁IN3が直線M3の右側へ、
また中央の気筒C2側の吸気弁IN2が直線M2の左
側へ夫々偏心されているので、両者間の距離l2が
第２図示のものに比して短くなり、従つて角度α
が小さくなつている。
その為この例では第２図示の実施例に用いた吸
気マニホールドよりも更にそのクランクシヤフト
方向の短縮化を図りうると共に、吸気通路G3及
びG2における管路抵抗が更に減少し、スワール
の強化、吸気分配の均一化が向上する。
本発明は以上述べた如く、各気筒C1，C2，C3
を略直線状に配設してなる３気筒エンジンの吸気
装置において、隣接する気筒C1，C2，C3へ気化
器６から夫々給気するために、吸気マニホールド
４内の上記気化器６の給気方向下流側で２分割し
て吸気通路１０，G1，９となし、更に上記吸気
通路９をその給気方向下流側で２分割して吸気通
路G2，G3となし、上記吸気通路G1，G2，G3をそ
れぞれ各上記気筒C1，C2，C3へ導くと共に、上
記気筒C2，C3へそれぞれ吸気する上記吸気通路
の内の２本の吸気通路G2，G3の軸芯J2，J3が、
平面視で気化器６のスロツトル弁７の中心７ａを
通り各気筒C1，C2，C3の中心O1，O2，O3を結ぶ
直線２に略直角な第１の直線Ｘを中心として略対
称に配設され、且つ、残りの気筒C1へ給気する
吸気マニホールド４内の吸気通路G1の軸芯J1と、
上記第１の直線Ｘとが、平面視で前記気化器６の
スロツトル弁７の軸芯Ｚに略直角の第２の直線Ｙ
を中心として略対称に配設され、更に上記吸気通
路G1，G2，G3の各軸芯J1，J2，J3を略直線とな
したことを特徴とする３気筒エンジンの吸気装置
であるから、、吸気マニホールドの小型化を図り
得ると共に、各気筒に設けた吸気弁と気化器のス
ロツトル弁とを連結する管路が全て略直線状とな
り、両者を最短距離で結ぶことができるので各管
路抵抗の値が低下し且つ等しくなるため、吸気分
配が均一化されエンジン振動等の低下及び出力、
燃費の向上が可能となり、またスワールの強化を
図ることができるので、ノツキングの減少等に絶
大な効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用しうるシリンダの例を示
す平面図、第２図は本発明の一実施例に係る吸気
装置の平面図、第３図は同実施例の作用効果を示
す同吸気装置の概略平面図、第４図は本発明の他
の実施例に係る吸気装置の概略平面図、第５図ａ
は本実施例に係る吸気装置を用いた場合のスーワ
ル比とエンジン回転数との関係を示すグラフ、第
５図ｂは従来の吸気装置を用いた場合のスワール
比とエンジン回転数との関係を示すグラフであ
る。 符号の説明、Ｘ……第１の直線、Ｙ……第２の
直線、Ｚ……軸芯、J1〜J3……吸気通路の軸芯、
G1〜G3……吸気通路、IP1〜IP3……吸気ポート、
C1〜C3……気筒、IN1〜IN3……吸気弁、O1〜O3
……気筒中心、EX1〜EX3……排気弁、P1〜P3…
…点火プラグ、M1〜M3……直線、CB1〜CB3…
…シリンダボア、α……角度、１……シリンダブ
ロツク、２……直線、４……吸気マニホールド、
５……シリンダヘツド、６……気化器、７……ス
ロツトル弁、７ａ……スロツトル弁中心、８……
ボア、９，１０……通路、１１ａ，１１ｂ……矢
印。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 各気筒C1，C2，C3を略直線状に配設してな
    る３気筒エンジンの吸気装置において、 隣接する気筒C1，C2，C3へ気化器６から夫々
    給気するために、吸気マニホールド４内の上記気
    化器６の給気方向下流側で２分割して吸気通路１
    ０，G1，９となし、更に上記吸気通路９をその
    給気方向下流側で２分割して吸気通路G2，G3と
    なし、上記吸気通路G1，G2，G3をそれぞれ各上
    記気筒C1，C2，C3へ導くと共に、上記気筒C2，
    C3へそれぞれ吸気する上記吸気通路の内の２本
    の吸気通路G2，G3の軸芯J2，J3が、平面視で気
    化器６のスロツトル弁７の中心７ａを通り各気筒
    C1，C2，C3の中心O1，O2，O3を結ぶ直線２に略
    直角な第１の直線Ｘを中心として略対称に配設さ
    れ、 且つ、残りの気筒C1へ給気する吸気マニホー
    ルド４内の吸気通路G1の軸芯J1と、上記第１の
    直線Ｘとが、平面視で前記気化器６のスロツトル
    弁７の軸芯Ｚに略直角の第２の直線Ｙを中心とし
    て略対称に配設され、更に上記吸気通路G1，G2，
    G3の各軸芯J1，J2，J3を略直線となしたことを特
    徴とする３気筒エンジンの吸気装置。
JP58206212A 1983-11-02 1983-11-02 ３気筒エンジンの吸気装置 Granted JPS6098124A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910737A (ja) * 1982-07-10 1984-01-20 Suzuki Motor Co Ltd 内燃機関

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JPS5910737A (ja) * 1982-07-10 1984-01-20 Suzuki Motor Co Ltd 内燃機関

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