JPS6158660B2

JPS6158660B2 -

Info

Publication number: JPS6158660B2
Application number: JP56068014A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Chiga; Yoshiaki Hidaka; Tadashi Tsuchama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1986-12-12
Also published as: JPS57183550A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、一対のシリンダ列をＶ字形に配置し
たＶ型内燃機関において、機関を冷却して高温に
なつた冷却水を利用して吸気マニホールドを加熱
することにより、吸気マニホールド内の混合気通
路を加熱し、その通路を通過する混合気の気化を
促進するようにした、Ｖ型内燃機関における吸気
マニホールドの加熱装置に関する。

上記Ｖ型内燃機関において、一対のシリンダ列
間に形成されるＶ字形空間に吸気マニホールドを
配設してそのＶ字形空間の有効利用を図り、また
その吸気マニホールドに温水ライザと称する水ジ
ヤケツトを形成して該マニホールドを加熱するよ
うにしたものは従来公知である（米国特許第
2936746号明細書参照）。ところが、上記従来のも
のでは、吸気マニホールドの水ジヤケツト入口と
シリンダヘツドの水ジヤケツト出口とを直接連通
させることにより吸気マニホールド側の水ジヤケ
ツトとシリンダ側の水ジヤケツトとを互いに連絡
するようにしているので、各複数の吸気ポートや
分岐吸気管が開口されて場所的、面積的に余裕の
少ない、シリンダヘツドと吸気マニホールドとの
接合面に、上記水ジヤケツトの出、入口を特別に
開口させる必要があり、そのため上記吸気ポート
や分岐吸気管の開口部と水ジヤケツトの出、入口
とが互いに場所的、面積的に制約を受け易く、そ
の各々が十分な開口面積を確保し得ない上、機関
設計上の自由度が狭められるという問題がある。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、従来装
置の上記問題を解決し得る、Ｖ型内燃機関におけ
る吸気マニホールドの加熱装置を提供することを
第１の目的とし、また吸気マニホールドを通る冷
却水の最終温度に基づいて吸気マニホールドの温
度を精度よく制御して、その吸気マニホールドを
流れる混合気を常に的確に加熱できるようにした
前記装置を提供することを第２の目的とする。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、第１図においてＥは、Ｖ字状に配列し
た左右２列のシリンダ列C₁，C₂を持つＶ型６気
筒内燃機関を示す。この機関のシリンダブロツク
１の上面は、中央部が水平面１ａに、また左右両
側部が屋根形の斜面１b₁，１b₂にそれぞれ形成さ
れ、それら斜面１b₁，１b₂にはシリンダ列C₁，
C₅の各３本のシリンダ２の上端をそれぞれ開口
させると共に、シリンダ列C₁，C₂の各シリンダ
ヘツド３をそれぞれ接合する。また水平面１ａに
は、両シリンダ列C₁，C₂間に形成されるＶ字形
空間Ａ内に配置した吸気マニホールドＭを接合す
ると共に、この吸気マニホールドＭの左右両側面
を左右のシリンダヘツド３の内端面にそれぞれ接
合する。さらに吸気マニホールドＭの上面に気化
器Caを装置する。

シリンダブロツク１の下面に支承される共通の
クランク軸４には各シリンダ２内を昇降するピス
トン５をコンロツド６を介してそれぞれ連結す
る。

各シリンダヘツド３には、ピストン５により画
成される主燃焼室７と、該室７にトーチノズル９
を介して連通する副燃焼室８と、主燃焼室７にそ
れぞれ開口する主吸気ポート１０および排気ポー
ト１４と、副燃焼室８に開口する副吸気ポート１
１とが形成されており、主吸気ポート１０は主吸
気弁１２により、副吸気ポート１１は副吸気弁１
３により、また排気ポート１４は排気弁１５によ
りそれぞれ開閉される。シリンダヘツド３に螺着
される点火栓１６はその電極を副燃焼室８に臨ま
せる。

前記気化器Caは希薄混合気即ち、主混合気
と、濃厚混合気即ち副混合気とを同時に生成する
ことができ、これら主、副混合気は吸気マニホー
ルドＭを通して主、副吸気ポート１０，１１にそ
れぞれ分配される。

而して、各シリンダ２において、そのピストン
５の吸入行程により主、副吸気弁１２，１３が開
かれると、主混合気が主吸気ポート１０を通して
主燃焼室７に、また副混合気が副吸気ポート１１
を通して副燃焼室８にそれぞれ供給される。そし
て、次の圧縮行程で副燃焼室８内の濃厚な副混合
気が点火栓１６の火花放電により着火され、その
火炎がトーチノズル９を通して主燃焼室７に噴入
し、該室７の希薄な主混合気を着火燃焼させる。
その結果、総合空燃比が希薄な混合気の燃焼が可
能となる。こうしてピストン５は膨脹行程に移
り、次の排気行程で排気弁１５が開かれたとき、
排ガスが排気ポート１４へ、さらに排気管１７へ
と排出される。

次に、上記主、副混合気の吸気マニホールドＭ
における経路について説明する。第２図は吸気マ
ニホールドＭの平面図であつて、この図面で上方
が機関Ｅの左方、即ちシリンダ列C₁側、下方が
同右方即ちシリンダ列C₂側に当り、また左方が
機関の前方、右方が同後方に当たる。

この吸気マニホールドＭの上端面、即ち気化器
取付面１８には、前記気化器Caの主混合気を生
成する１次および２次ボアとそれぞれ連通する１
次および２次主導入口１９，１９′が、また同気
化器Caの副混合気を生成する副ボアと連通する
副導入口２０が機関Ｅの前後方向に配列してそれ
ぞれ開口し（第２，８図参照）、両主導入口１
９，１９′の直下にはそれらと連通する共通の主
分配室２１が、また副導入口２０の直下にはそれ
と連通する１次副分配室２２がそれぞれ設けられ
る。主分配室２１は上段室２１ａと、それよりも
容積が大きく通孔２３を介してそれと連通する下
段室２１ｂとよりなり、この下段室２１ｂの左右
両側壁から各シリンダ列C₁，C₂の主吸気ポート
１０に連なる主分岐路２４が３本宛延出する。

したがつて、気化器Caで生成された主混合気
は、主導入口１９または１９′より主分配室２１
に流入し、該室２１で複数本の主分岐路２４に分
配されて前述のように各主吸気ポート１０に吸入
されていく。

１次副分配室２２は主分配室２１の上段室２１
ａ後方に隣接して並び、その左右両側壁からは２
本の１次副分岐路２５が延出し、これらは主分配
室２１の上段室２１ａの左右両側に隣接配設され
た一対の２次副分配室２２′に連通する。さらに
各２次副分配室２２′の各外側壁からは各シリン
ダ列C₁，C₂の副吸気ポート１１に連なる２次副
分岐路２５′が３本宛延出する。

したがつて、気化器Caで生成された副混合気
は、副導入口２０より１次副分配室２２に流入
し、該室２２から２本の１次副分岐路２５を介し
て左右の２次副分配室２２′に分配され、そして
該室２２′で複数本の２次副分岐路２５′に分配さ
れて前述のように各副吸気ポート１１に吸入され
ていく。

第１図に示すように、排気管１７の一側には排
気取出孔２６が、また吸気マニホールドＭの後面
には排気導入孔２７がそれぞれ設けられ、両孔２
６，２７間を排気還流管２８が接続する。

第２，５，６，８図に示すように、吸気マニホ
ールドＭの壁中には、排気導入口２７と前記主分
配室２１の上段室２１ａの前面壁に開口する排気
導出孔２９との間を連通する排気還流路３０が形
成される。この還流路３０は主分配室２１の直下
を水平に縦断する中間部３０ｂと、排気導入孔２
７からその中間部３０ｂの後端に向つて下降する
上流部３０ａと、中間部３０ｂの前端より排気導
出孔２９に向つて上昇する下流部３０ｃとよりな
つており、その上流部３０ａは途中で吸気マニホ
ールドＭ上面に開口３１，３１′し、それら開口
３１，３１′の間を接続するように排気還流量制
御弁３２が吸気マニホールドＭに装着される。一
方第２，８図に示すように、排気導出孔２９に対
峙するそらせ板３３が主分配室２１の上段室２１
ａに立設される。

而して、機関Ｅの運転中、排気管１７を流れる
排ガスの一部は排気取出孔２６から排気還流管２
８を経て、排気導入孔２７より排気還流路３０に
流入し、制御弁３２により機関の作動状態に適応
した流量に制御された上、排気導出孔２９より主
分配室２１の上段室２１ａへ流出する。上段室２
１ａに流出した排ガスは直ちにそらせ板３３に衝
突して左右に分けられ、そこで主分配室２１を通
る主混合気に混入し、さらに下段室２１ｂに移つ
て主混合気との混合を均一にし、主混合気と共に
各主吸気ポート１０に分配されて主燃焼室７に還
流する。そして、この還流排ガスは、混合気の燃
焼温度の過度の上昇を抑制し、窒素酸化物の発生
を防止する役割を果す。

機関Ｅおよび吸気マニホールドＭは水ジヤケツ
トJeおよびJmをそれぞれ有し、これら水ジヤケ
ツトに対する水の流通経路を第１０図により説明
する。

ラジエータＲの出口Roから延出して同入口Ri
に戻る主水路３４にはその上流側より水ポンプ
Ｐ、内燃機関Ｅの水ジヤケツトJeおよび吸気マニ
ホールドＭの水ジヤケツトJmが順次直列に挿入
される。水ポンプＰは機関Ｅより機械的に駆動さ
れてラジエータＲの出口Roから冷却水を吸入
し、これを水ジヤケツトJeに圧送するようになつ
ている。吸気マニホールドＭの水ジヤケツトJm
の出口Jmoには、水ジヤケツト内の水温が一定値
以上になると開弁するサーモスタツトＴが設けら
れる。

また、吸気マニホールドＭの水ジヤケツトJm
からは第１および第２バイパス水路３５_１，３５
_２が延出し、それらはラジエータＲの出口Roと
水ポンプＰとの間の主水路３４に接続され、第２
バイパス水路３５_２には自動車の暖房用熱交換器
Ｈが介装される。

さらに、吸気マニホールドＭには、この水ジヤ
ケツトJm内の水温が一定値以上に上昇すること
を感知してラジエータＲの冷却用電動フアンＦを
作動する感温スイツチSf、および同水温の変化に
応動して水温計（図示せず）を作動する水温セン
サＳが取付けられる。尚、図中JeiおよびJeoは水
ジヤケツトJeの入口および出口、Jmiは水ジヤケ
ツトJmの入口を示す。

而して、機関Ｅが低温時に作動されると、サー
モスタツトＴが閉弁して、吸気マニホールドＭの
水ジヤケツトJmの出口Jmoを閉鎖するので、水
ポンプＰにより圧送される水は、先ず機関Ｅの水
ジヤケツトJeに送られ、これを通過して吸気マニ
ホールドＭの水ジヤケツトJmに移り、それから
第１および第２バイパス水路３５_１，３５_２に分
流し、したがつてラジエータＲを迂回してその下
流の主水路３４で合流し、水ポンプＰに吸入さ
れ、以上の循環を繰返す。したがつて、主水路３
４の水は、ラジエータＲを経由せず、放熱の機会
が少ないので、機関Ｅの発熱に伴い速やかに温度
上昇することができ、機関Ｅの暖機および吸気マ
ニホールドＭの昇温を促進する。次いで、水ジヤ
ケツトJmの水温が規定値以上に上昇してサーモ
スタツトＴが開弁すれば、水ジヤケツトJmを通
過した水は、その大部分が流路抵抗の少ない出口
Jmoから出てラジエータＲの入口Riに入り、ラジ
エータＲを通過することにより放熱するようにな
るが、その一部は先刻と同様に第１および第２バ
イパス水路３５_１，３５_２への経路を辿る。さら
に、水ジヤケツトJmの水温が上昇して感温スイ
ツチSfが閉じれば、電動フアンＦが作動してラジ
エータＲの放熱を促進させる。このようにして水
ポンプＰから圧送される水の全量が常に水ジヤケ
ツトJe，Jmを順次通過して機関Ｅおよび吸気マ
ニホールドＭを適正温度に制御する。

次に、上記水ジヤケツトJe，Jmの構成を説明
する。

先ず機関Ｅの水ジヤケツトJeは、第１図に示す
ように、各シリンダ列C₁，C₂においてシリンダ
２を囲繞するようにシリンダブロツク１に形成し
た下部ジヤケツト３６と、主、副吸気ポート１
０，１１、排気ポート１４および点火栓１６等を
囲繞するようにシリンダヘツド３に形成した上部
ジヤケツト３７とよりなり、両ジヤケツト３６，
３７はシリンダブロツク１およびシリンダヘツド
３の接合面を貫通する連通孔３８により連通され
る第１図には示していないが、下部ジヤケツト３
６の下部に水ジヤケツトJeの前記入口Jeiが設け
られている。また上部ジヤケツト３７は、それか
ら再びシリンダブロツク１上部に戻る通路３９を
介してシリンダブロツク水平面１ａに開口する出
口Jeoに連通し、さらにこの出口Jeoは、吸気マニ
ホールドＭの、前記シリンダブロツク水平面１ａ
に接合する下面に開口する水ジヤケツトJmの入
口Jmiに直接連通する。したがつて、水ポンプＰ
から圧送される水は、先ず下部ジヤケツト３６に
入り、シリンダ２の周囲を冷却した後、連通孔３
８を通つて上部ジヤケツト３７に移り、排気弁１
５および点火栓１６の周囲を冷却すると共に、
主、副吸気ポート１０，１１の周囲を加熱した
後、通路３９および出、入口Jeo，Jmiを順次経
て吸気マニホールドＭの水ジヤケツトJeに流入す
る。

第２，３図に示すように、水ジヤケツトJeの出
口Jeoおよび水ジヤケツトJmの入口Jmiは、それ
ぞれ横断面を扁平に形成されて左シリンダ列C₁
側のものをシリンダブロツク１と吸気マニホール
ドＭとの各接合面の左側に、また右シリンダ列
C₂側のものを同各接合面の右側に３個宛設けら
れる。

吸気マニホールドＭの水ジヤケツトJmは、第
３，５図に示すように、主分配室２１の下段室２
１ｂを挟んで前後方向に延びる左右一対の上部ジ
ヤケツト４０と、主分配室２１の直下で排気還流
路３０を挟んで前後方向に延びると共に通孔４３
を介して対応する上部ジヤケツト４０と連通する
下部ジヤケツト４１と、主分配室２１の後方にあ
つて左右の上、下部ジヤケツト４０，４１とすべ
て連通する後部ジヤケツト４２とよりなり、前記
入口Jeiが上部ジヤケツト４０の下面に開口す
る。また左右各側の上部および下部ジヤケツト４
０，４１は、第７図に示すように、主分岐路２４
の周囲で連通ジヤケツト４４を介して互いに連通
し、後部ジヤケツト４２は、第８図に示すよう
に、排気還流路３０の下流部３０ｃを囲繞すると
共に、１次副分配室２２の直下および主分配室２
１の下段室２１ｂの直後を通る環状ジヤケツト４
２ａを備えている。第４，８図に示すように、後
部ジヤケツト４２の上部に前記出口Jmoが設けら
れ、その出口が開口する吸気マニホールドＭの上
面に前記サーモスタツトＴが装着される。

第４図に示すように、前記感温スイツチSf、お
よび水温センサＳは上記後部ジヤケツト４２の水
温を感知するよう、吸気マニホールドＭの後端面
に穿設した取付孔４５，４６にそれぞれ装着さ
れ、また前記第１および第２バイパス水路３５
_１，３５_２の上流端の各接続管４７_１，４７_２が
同後端面に突設される。尚、４８はエアブリーダ
ー取付孔である。

而して、機関Ｅを冷却して吸気マニホールドＭ
の水ジヤケツトJmの各入口Jmiに流入した温水は
左右の上部ジヤケツト４０に流入し、続いてその
半分は通孔４３を通して同側の下部ジヤケツト４
１に流入する。こうして各ジヤケツト４０，４１
に流入した温水はそれぞれ後部ジヤケツト４２に
向つて流れ、その間に主分配室２１の下段室２１
ｂおよび主分岐路２４を加熱して、それらの内部
を通過する主混合気の気化を促進すると共に、排
気還流路３０の中間部３０ｂを冷却してその内部
を通過する排ガスの温度を低下させる。そして、
各上、下部ジヤケツト４０，４１を流れる冷却水
は後部ジヤケツト４２で合流し、その際排気還流
路３０の上流部３０ａを冷却する一方、環状ジヤ
ケツト４２ａを通して主分配室２１の下段室２１
ｂ後面および１次副分配室２２の下面を加熱し、
それらの内部を通過する主混合気および副混合気
の気化を促進し、同時に排気還流路３０の上流部
３０ａを冷却してその内部を通過する排ガスの温
度を低下させる。このようにして気化を促進され
た主混合気および副混合気は機関Ｅの主燃焼室７
および副燃焼室８にそれぞれ吸入されて良好に燃
焼することができ、また温度を適度に降下させた
排ガスは主分配室２１に送られたとき、該室２１
の各部に付着する燃料を炭化させることがない。

以上のように本発明によれば、一対のシリンダ
列をＶ字形に配置すると共に、その両シリンダ列
間に形成されるＶ字形空間内に吸気マニホールド
を配設したＶ型内燃機関において、前記吸気マニ
ホールドをシリンダブロツクの上面に接合すると
共に、それらの接合面に、該吸気マニホールドに
形成された水ジヤケツトの入口と該シリンダブロ
ツクに形成された水ジヤケツトの出口とをそれぞ
れ開口させて、該入口と出口間を直接連通し、前
記シリンダブロツクの水ジヤケツトの入口を水ポ
ンプを介してラジエータの出口に連通すると共
に、同ラジエータの入口を前記吸気マニホールド
の水ジヤケツトの出口に連通したので、機関本体
を冷却した後の冷却水の全量を吸気マニホールド
の水ジヤケツトに流入させることができ、従つて
機関冷却水の熱量を吸気マニホールドの加熱に最
大限有効に利用でき、吸気マニホールドを通過す
る混合気の気化を効果的に促進し得る。しかも機
関本体に吸気マニホールドを単に接合するだけ
で、機関本体の水ジヤケツト出口を吸気マニホー
ルドの水ジヤケツト入口に、パイプその他の連通
路を特別に介在させることなく直接連通させるこ
とができるから、冷却水が機関本体から吸気マニ
ホールド側に流れ移る間に水温の低下がなく、そ
の熱量を吸気マニホールドの加熱に効率よく利用
することができ、その上、機関本体と吸気マニホ
ールド間の水路構成が極めて簡単でコストの低減
に寄与し得ると共に組立も簡単である。

また特に機関本体側の水ジヤケツト出口と吸気
マニホールド側の水ジヤケツト入口は、各複数の
吸気ポートや分岐吸気管が開口されて場所的、面
積的に余裕の少ない、シリンダヘツドと吸気マニ
ホールドとの接合面には開口されないで、その接
合面とは無関係に広く設定可能なシリンダブロツ
クと吸気マニホールドとの接合面に開口されるの
で、上記吸気ポートや分岐吸気管の開口部と水ジ
ヤケツトの出、入口とが互いに場所的、面積的に
制約を受けず、その各々が十分な開口面積を確保
し得る上、機関設計上の自由度も高められる。ま
たシリンダブロツクに、吸気マニホールドとの接
合面を特別に設けるために吸気マニホールド側に
張出す隆起部が形成されても、この隆起部を両シ
リンダ列間のＶ字形空間に無理なく収容すること
ができるので、機関本体が大型化することはな
い。さらに吸気マニホールドは、シリンダヘツド
との接合部ばかりでなくシリンダブロツクとの接
合部においても支持される形となるため、吸気マ
ニホールドに対する機関本体の支持面を増加させ
ることができてその支持剛性が向上し、比較的大
重量の吸気マニホールドを安定よく支持し得る。

また、第２発明によれば、吸気マニホールドの
水ジヤケツトの出口にサーモスタツトを設置する
と共に該ジヤケツトにバイパス水路を接続し、吸
気マニホールド内の水温に応じて前記サーモスタ
ツトを開閉するようにしたので、吸気マニホール
ド内を通過する冷却水の最終温度に基づいて、温
水ライザとして機能する該吸気マニホールドの温
度を精度よく制御することができ、例えばその冷
却水最終温度が低い時には吸気マニホールドとラ
ジエータとの連通関係を断つて吸気マニホールド
を早期に加熱でき、またその冷却水最終温度が高
い時には吸気マニホールドとラジエータとを連通
状態にして吸気マニホールドの温度を適温に保つ
ことができるから、該吸気マニホールドを通る混
合気を常に適確に加熱することができて機関の適
正な充填効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えたＶ型６気筒内燃機
関の横断正面図、第２図はその機関の吸気マニホ
ールドの平面図、第３図は同底面図、第４図は同
背面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線断面図、第６
図は同図−線断面図、第７図は同図−線
断面図、第８図は同図−線断面図、第９図は
同図−線断面図、第１０図は冷却水回路図で
ある。Ａ……Ｖ字形空間、Ｅ……内燃機関、Ｈ……熱
交換器、Ｍ……吸気マニホールド、Je……機関の
水ジヤケツト、Jei……入口、Jeo……出口、Jm
……吸気マニホールドの水ジヤケツト、Jmi……
入口、Jmo……出口、Ｐ……水ポンプ、Ｒ……ラ
ジエータ、Ro……出口、Ri……入口、Ｓ……水
温センサ、Sf……感温スイツチ、Ｔ……サーモス
タツト、１……シリンダブロツク、３５_１，３５
_２……第１、第２バイパス水路。

Claims

【特許請求の範囲】１一対のシリンダ列をＶ字形に配置すると共
に、その両シリンダ列間に形成されるＶ字形空間
内に吸気マニホールドを配設したＶ型内燃機関に
おいて、前記吸気マニホールドをシリンダブロツ
クの上面に接合すると共に、それらの接合面に、
該吸気マニホールドに形成された水ジヤケツトの
入口と該シリンダブロツクに形成された水ジヤケ
ツトの出口とをそれぞれ開口させて、該入口と出
口間を直接連通し、前記シリンダブロツクの水ジ
ヤケツトの入口を水ポンプを介してラジエータの
出口に連通すると共に、同ラジエータの入口を前
記吸気マニホールドの水ジヤケツトの出口に連通
したことを特徴とする、Ｖ型内燃機関における吸
気マニホールドの加熱装置。２特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
前記吸気マニホールドは、その内部の水温を検知
する感温スイツチおよび水温センサを備えてい
る、Ｖ型内燃機関における吸気マニホールドの加
熱装置。３一対のシリンダ列をＶ字形に配置すると共
に、その両シリンダ列間に形成されるＶ字形空間
内に吸気マニホールドを配設したＶ型内燃機関に
おいて、前記吸気マニホールドをシリンダブロツ
クの上面に接合すると共に、それらの接合面に、
該吸気マニホールドに形成された水ジヤケツトの
入口と該シリンダブロツクに形成された水ジヤケ
ツトの出口とをそれぞれ開口させて、該入口と出
口間を直接連通し、前記シリンダブロツクの水ジ
ヤケツトの入口を水ポンプを介してラジエータの
出口に連通すると共に、同ラジエータの入口を前
記吸気マニホールドの水ジヤケツトの出口に連通
し、さらに前記吸気マニホールドの水ジヤケツト
の出口に、その出口の水温が一定値以上になると
開弁するサーモスタツトを設置すると共に、前記
吸気マニホールドの水ジヤケツトと前記水ポンプ
間を、前記ラジエータを迂回するバイパス水路を
介して連通したことを特徴とする、Ｖ型内燃機関
における吸気マニホールドの加熱装置。４特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、
前記バイパス水路は互いに並列する２本より構成
され、その一方のバイパス水路に暖房用熱交換器
を介装した、Ｖ型内燃機関における吸気マニホー
ルドの加熱装置。