説明

内燃機関のインテークマニホールド

【課題】きわめて簡単且つ安価な構造のもとでトルク特性を調整できるようにした内燃機関のインテークマニホールドを提供する。
【解決手段】各ブランチ部2は吸気通路5の上流側の一端部を内側に巻き込んで全体を丸みを帯びた湾曲形状としてあるとともに、その巻き込み側の一端に吸気集合室7を形成しているコレクタ部6を各ブランチ部2で抱持するように形成してある。各吸気通路4の長手方向の中間部であって且つ各ブランチ部2とコレクタ部6とが共有している隔壁9部分に、吸気通路5の長手方向の中間部と吸気集合室7とを短絡的に且つ常時連通させる連通穴8を形成してある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関のインテークマニホールドに関し、特にいわゆる共鳴過給効果を調整できるように考慮されたインテークマニホールドに関するものである。
【背景技術】
【0002】
内燃機関の出力トルク特性、例えば直列4気筒エンジンの出力トルク特性においては、エアクリーナやレゾネータ等のようにインテークマニホールドよりも上流側にある吸気系消音部品の影響を受けてトルクの落ち込み(いわゆる出力トルクの谷に相当する部分)が発生することが知られており、これが車両のスムーズな加速感を阻害する要因となっている。
【0003】
そこで、特許文献1に記載のように、インテークマニホールドの中間部に、エンジンの回転速度に応じて吸気通路の上流側の吸気集合室との間を短絡的に連通もしくは遮断することが可能なロータリーバルブを設け、実質的に吸気通路の長さを切り換えることにより広い回転速度域での過給効果を高めて吸気充填効率を向上させ、もってトルクの落ち込みを抑制しつつ全運転域にわたって出力トルクのより一層の平坦化を図ったものが提案されている。
【特許文献1】特開2002−106356号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、弁作動特性可変手段に連動してロータリーバルブを回転動作させる方式であるため、構造が複雑でコストアップを招くだけでなく、先に述べたエアクリーナやレゾネータ等の吸気系消音部品はそれぞれの消音効果の干渉による影響はなおも回避することができない。
【0005】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ簡単且つ安価な構造のもとでインテークマニホールドでの共鳴過給効果を調整し、もって出力トルク特性を調整できるようにした内燃機関のインテークマニホールドを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、相互に独立した吸気通路を形成している複数のブランチ部と、各吸気通路の上流側に位置してそれら複数の吸気通路が共有する吸気集合室を形成しているコレクタ部と、を備えた内燃機関のインテークマニホールドであることを前提としている。
【0007】
その上で、各ブランチ部は吸気通路の上流側の一端部を内側に巻き込んで全体を丸みを帯びた湾曲形状としてあるとともに、その巻き込み側の一端に吸気集合室を形成しているコレクタ部を各ブランチ部で抱持するように設けてあり、各ブランチ部とコレクタ部とが重合する部分に、吸気通路の長手方向の中間部と吸気集合室とを短絡的に連通させる連通穴を形成したことを特徴とする。
【0008】
この場合、インテークマニホールドとして例えば樹脂製のものを採用して、その構造の一層の簡素化を図るためには、請求項2に記載のように、上記ブランチ部とコレクタ部は少なくともブランチ部の長手方向の一部において隔壁を共有していて、各ブランチ部の吸気通路とコレクタ部の吸気集合室とを隔てている隔壁に連通穴を形成することが望ましい。
【0009】
また、上記各ブランチ部の吸気通路とコレクタ部の吸気集合室とは連通路をもって常時連通しているものとする。
【0010】
ここで、内燃機関の出力トルク特性において、トルクの山に相当する部分とトルクの谷に相当する部分の発生は吸気脈動によるものであるから、出力トルク特性全体としてはインテークマニホールドの形状改変等の脈動コントロール機能によってある程度は調整することができる。その一方、先に述べたようにインテークマニホールドよりも上流側にあるエアクリーナやレゾネータ等の吸気系消音部品の影響によるトルクの落ち込みの発生は、それらの部品の共鳴周波数の干渉、すなわちインテークマニホールド自体の共鳴と吸気系消音部品の共鳴との干渉によって発生するものであるから、そのままでは何ら解消されない。
【0011】
そこで本発明では、インテークマニホールドそれ自体および吸気系消音部品のうちのいずれか一方の共鳴力を弱めることでトルクの落ち込みをある程度は解消できるとの知見のもとに、各ブランチ部側の吸気通路の長手方向の中間部とコレクタ部側の吸気集合室とを短絡的に連通させる連通穴を形成するとともに、その連通穴の位置および穴径を適宜選定することで共鳴力(共鳴周波数)ひいては共鳴過給効果を積極的に調整する。これにより、吸気系消音部品の共鳴干渉の影響による吸気充填効率の低下ひいては出力トルクの落ち込みの度合いを緩和して、その出力トルク特性の平坦化を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、各ブランチ部側の吸気通路とコレクタ部側の吸気集合室とを短絡的に連通させる連通穴を形成したものであるから、きわめて簡単な構成のもとでインテークマニホールドの共鳴過給効果を調整することができ、それによって出力トルクの落ち込みを緩和して出力トルク特性の平坦化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1〜3は本発明に係る内燃機関用インテークマニホールドのより具体的な実施の形態を示す図であり、直列4気筒エンジン用のもので且つ樹脂製タイプのものを示している。そして、特に図1はインテークマニホールド全体の斜視図を、図2は図1の縦断面図をそれぞれ示している。
【0014】
図1,2に示すように、インテークマニホールド1は4連構造のものとして一体に形成された各ブランチ部2側のフランジ部3を接続側としてエンジンの各気筒側に接続されるとともに、別のフランジ部4にはスロットルバルブ10を介してエアクリーナ12側に繋がるダクト11が接続される(図3参照)。横一連に並設されたブランチ部2は、一端が上記フランジ部3に開口していて且つほぼ同長の相互に独立した吸気通路5を有していて、各吸気通路5の他端が吸気流通方向で上流側となる単一のコレクタ部6の内部空間である密閉された吸気集合室(チャンバー部)7に連通している。つまり、四つのブランチ部2は単一のコレクタ部6を共有していて、コレクタ部6の吸気集合室7は吸気脈動等の低減のために必要な所定の容積を有している。
【0015】
各ブランチ部2は吸気通路5の上流側となる他端部を内側に巻き込んで全体を丸みを帯びた湾曲形状としてあるとともに、その巻き込み側の開口端に吸気集合室7を形成しているコレクタ部6を各ブランチ部2で抱持するように形成してある。そして、各ブランチ部2とコレクタ部6とが重合する部分に、吸気通路5の長手方向の中間部と吸気集合室7とを短絡的に且つ常時連通させる連通穴8を個別に開口形成してある。
【0016】
より詳しくは、本実施の形態では、吸気通路5を形成している各ブランチ部2と吸気集合室7を形成しているコレクタ部6とを樹脂成形をもって互いに一体に成形してあることから(実際には2ピース構造あるいは3ピース構造として分割成形したそれぞれのピースを融着等の手段にて事後的に一体化してある)、少なくとも各ブランチ部2の長手方向の中間部においては、各ブランチ部2の内周側の隔壁9をそのブランチ部2とコレクタ部6とが共有していて、当該部分ではその隔壁9をもって吸気通路5と吸気集合室7とが隔離形成されていることから、その隔壁9に各吸気通路5と吸気集合室7とを短絡的に且つ常時連通させる連通穴8を個別に開口形成してある。
【0017】
この連通穴8は、インテークマニホールド1よりも上流側に配置されることになる図3のエアクリーナ12や図示外のレゾネータ等の吸気系消音部品の影響によるトルクの落ち込み、すなわちすなわちインテークマニホールド1自体の共鳴とエアクリーナ12やレゾネータ等の吸気系消音部品の共鳴との干渉によって発生するトルクの落ち込みを可及的に抑制するべく、インテークマニホールド1における共鳴過給効果を調整するために形成される。
【0018】
したがって、本実施の形態によれば、インテークマニホールド1のブランチ部2とコレクタ部6および連通穴8のほか、吸気系消音部品であるエアクリーナ12等の相対位置関係を模式的に表すと図3のようになる。なお、符号13はブランチ部2が接続されるエンジン側のシリンダ(気筒)を示している。
【0019】
そして、各ブランチ部2の長手方向(吸気通流方向)の中間部とコレクタ部6とを短絡的に且つ常時連通する連通穴8が形成されていることで、その連通穴8の位置および穴径等に応じていわゆる共鳴過給効果が調整されることから、相互に影響して干渉することになるインテークマニホールド1それ自体の共鳴とエアクリーナ12等の吸気系消音部品との合成された共鳴力が弱められることになる。その結果として、図4に示すように、エアクリーナ12等の吸気系消音部品の共鳴干渉の影響によるトルクの落ち込みの度合いを緩和して、出力トルク特性の平坦化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明に係る内燃機関のインテークマニホールドの一例を示す図で、その全体構造を示す斜視図。
【図2】図1に示すインテークマニホールドの拡大縦断面図。
【図3】図2に示したインテークマニホールドのブランチ部とコレクタ部および連通穴のほかエアクリーナ等の相対位置関係を模式的に表した説明図。
【図4】図3における出力トルク特性を示す説明図。
【符号の説明】
【0021】
1…インテークマニホールド
2…ブランチ部
5…吸気通路
6…コレクタ部
7…吸気集合室
8…連通穴
9…隔壁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
相互に独立した吸気通路を形成している複数のブランチ部と、各吸気通路の上流側に位置してそれら複数の吸気通路が共有する吸気集合室を形成しているコレクタ部と、を備えた内燃機関のインテークマニホールドであって、
各ブランチ部は吸気通路の上流側の一端部を内側に巻き込んで全体を丸みを帯びた湾曲形状としてあるとともに、その巻き込み側の一端に吸気集合室を形成しているコレクタ部を各ブランチ部で抱持するように設けてあり、
各ブランチ部とコレクタ部とが重合する部分に、吸気通路の長手方向の中間部と吸気集合室とを短絡的に連通させる連通穴を形成したことを特徴とする内燃機関のインテークマニホールド。
【請求項2】
上記ブランチ部とコレクタ部は少なくともブランチ部の長手方向の一部において隔壁を共有していて、
各ブランチ部の吸気通路とコレクタ部の吸気集合室とを隔てている隔壁に連通穴を形成したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のインテークマニホールド。
【請求項3】
上記各ブランチ部の吸気通路とコレクタ部の吸気集合室とは連通路をもって常時連通していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のインテークマニホールド。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−156112(P2009−156112A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−333488(P2007−333488)
【出願日】平成19年12月26日(2007.12.26)
【出願人】(000151209)株式会社マーレ フィルターシステムズ (159)
【Fターム(参考)】