JPH028137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多気筒内燃機関の各気筒に対する混
合気の分配性を良好にすると共に、複式吸気装置
のうちの一次側通路のみを加熱して、高負荷域の
体積効率を低下させることなく、低負荷域での着
火性の向上と燃焼温度の増大を図り、高出力を発
揮させるようにした、内燃機関の吸気装置に関す
るものである。

（従来の技術） 多気筒内燃機関において気化器を１個のみ用
い、この１個の気化器で各気筒に均一な混合気を
分配する型式のものにおいては、各気筒間の分配
性を良好にする必要がある。このため従来一般に
行なわれている技術としては、吸気マニホールド
の形状を変え、これによつて混合気が各気筒に平
均的に、また円滑に流れるようにしたり、吸気マ
ニホールドの各分岐通路（分配用通路）内の圧力
バランスをとることにより、あるいは混合気の微
粒化を良くすること等により、これに対処してい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、吸気マニホールドの形状で対応
するのは、艤装上、製作上、性能上等種々の制約
が絡む上、全運転領域に亘つて混合気分配を均一
にするのはなかなか困難である。また、吸気マニ
ホールドの各分岐通路内の圧力を均一にするた
め、その断面積や長さを変えたりすることも考え
られているが、性能上良い結果を得ることができ
ない。さらに、燃料の気化を促進するため、吸気
マニホールドを加熱したりする方法もあるが、未
だ十分とはいえない。

特に、混合気流速が遅い運転領域においては、
混合気の流れが壁流となり易いため、吸気マニホ
ールドの内面粗さによつて燃料がこの壁面に付着
し易く、このため吸気マニホールド内面を極力平
滑面とするようにしているが、その形状の複雑さ
もあつて、平滑面仕上げには限度がある。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたも
のであり、特に、混合気の微粒化を促進するため
の抜本的な方策をとり、付随的に上記したような
手段を適宜講じて、各気筒に対する混合気の分配
性を良好にし、同時に、複式吸気装置のうちの一
次側通路のみを加熱して、高負荷域の体積効率を
低下させることなく、低負荷域での着火性の向上
と燃焼速度の増大を図り、高出力を発揮させるよ
うにした、内燃機関の吸気装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するための手段とし
て、気化器６から吸気バルブ５の直前までの燃料
系を、一次側燃料系と二次側燃料系とに分離し
て、複式吸気通路で形成した吸気装置において、
前記一次側燃料系の吸気通路１１に対しては各気
筒に分岐されて連通する分配用通路８１を形成す
ると共に、前記気化器６の直下流位置において分
岐される二次側燃料系の吸気通路１０に対しては
分岐後の各気筒に対応する数の孔からなる吸気通
路１２を有するアダプタ８を設け、該アダプタ８
を前記吸気バルブ５の直前に介装して、該アダプ
タ８の前記一次側燃料系における分配用通路８１
と気化器６とを、１本の通路からなる一次側の吸
気通路９により連通させると共に、該アダプタ８
の二次側燃料系の各気筒に対応する吸気通路１２
は、気化器６から吸気バルブ５の直前に至る二次
側の吸気通路１０に連通した通路に形成し、前記
一次側の吸気通路９およびアダプタ８内の分配用
通路８１の側部には、該両通路を加熱するための
冷却水ジヤケツト１３を設け、該冷却水ジヤケツ
ト１３を流れるエンジン冷却水によつて一次側燃
料系のみを加熱するような構成としたものであ
る。

このように構成された吸気装置を有するエンジ
ンにおいて、スロツトルバルブ２５，３８を設け
る位置は、理論上は気化器６から吸気バルブ５の
直前までのどこであつてもよいのであるが、製作
上の問題から、一次側のスロツトルバルブ２５に
ついては気化器６内に１個設け、二次側のスロツ
トルバルブ３８については製作しやすいアダプタ
８内に３個を設けて、この３個が連動するように
するのが良い。

（作用） 本発明は上記のような構成としたことにより、
複式吸気装置のうちの一次側通路のみを加熱する
ことになるので、高負荷域での体積効率を低下さ
せることなしに、低負荷域での着火性の向上と燃
焼速度の増大を図り、高出力を発揮させることが
できることになる。またその構成上、複雑な形状
の吸気マニホールド７を直接加工することなく、
単純な形状とすることができるアダプタ８内に各
気筒に通ずる分配用通路８１を、機械加工により
直線的に形成することができて、その内面をきわ
めて平滑に仕上げることができる。

さらにこれに合せて、上記アダプタ８内に上記
分配用通路８１を加熱するための冷却水ジヤケツ
ト（吸気マニホールド７内の冷却水ジヤケツト１
３ならびにアダプタ８内の冷却水ジヤケツト８
３）を形成して、ここでの混合気の霧化を一層促
進させることができ、特に、上記分配用通路８１
を機械加工で形成できるということは、この分配
用通路８１と上記冷却水ジヤケツト１３，８３と
の隔壁を極力薄くすることが可能となつて、これ
ら両者間の伝熱性がより良好となり、混合気霧化
の上で好ましいものとなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を、図にしたがつて説
明する。第１図において１はシリンダヘツド、２
は燃焼室、３はシリンダヘツド１に形成された二
次側の吸気ポート、４は吸気ポート３の途中に連
通する一次側の吸気ポート、５は吸気ポート３の
燃焼室２への開閉をさせる吸気バルブであり、少
なくとも一次側の吸気ポート４は、燃焼室２に吸
気のスワールを発生させるように、燃焼室２に指
向されている。

第１図中６は気化器、７は吸気マニホールド、
８はアダプタである。このアダプタ８は、吸気マ
ニホールド７とは別体に製作されているものであ
り、本発明の重要な部材である。詳細については
後述する。図中、９は吸気マニホールド７内の一
次側の吸気通路、１０は吸気マニホールド内の二
次側の吸気通路、１１はアダプタ８内の一次側の
吸気通路、１２はアダプタ８内の二次側の吸気通
路、１３は吸気マニホールド７内に形成されたマ
ニホールド内冷却水ジヤケツト、１４は吸気通路
９とマニホールド内冷却水ジヤケツト１３とを区
画する壁、１５はマニホールド内冷却水ジヤケツ
ト１３内に向けて壁１４に設けられた伝熱フイン
である。図示するように、二次側の吸気通路１０
は、気化器６の直下流に結合した吸気マニホール
ド７内で、各気筒毎に分岐されることになる。

１６は気化器６のフロート室である。この気化
器６は、一次側の燃料供給系と二次側の燃料供給
系とを有する複式のものであり、そのうちの一次
側の燃料供給系は、一次側のメイン燃料供給系と
一次側のスロー燃料供給系を有する。この一次側
のメイン燃料供給系は、ベンチユリ１７と、この
ベンチユリ１７内に配設されたメインノズル１８
と、このメインノズル１８とフロート室１６の底
部とを連通させている燃料ウエル１９と、この燃
料ウエル１９のフロート室１６側に設けられたメ
インジエツト２０と、メインノズル１８のエアク
リーナ側の通路６ａとを連通させているパツセー
ジ２１と、このパツセージ２１内に設けられたメ
インエアジエツト２２とを有する。

図中、２３はメインノズル１８の上流側に設け
られたチヨークバルブ、２４はメインノズル１８
の下流の吸気通路、２５は吸気通路２４内に装着
された一次側のスロツトルバルブである。このス
ロツトルバルブ２５は、機能的にはさらに下流側
に設けてもよいが、一般的な位置であるこの部位
に設けてある。一次側のスロー燃料供給系は、ス
ロツトルバルブ２５の直上流に開口するバイパス
ポート２６と、スロツトルバルブ２５の直下流に
開口するアイドルポート２７と燃料ウエル１９と
通路６ａに連通するパツセージ２１と、このパツ
セージ２１の途中に設けられたスロージエツト２
８と、パツセージ２１の通路６ａ側に設けられた
スローエアジエツト２２とバイパスポート２６及
びアイドルポート２７とパツセージ２１とを連通
させているパツセージ２９と、アイドルポート２
７の開度調整をさせるスクリユー３０とを有す
る。なお、吸気通路２４，９，１１と吸気ポート
４からなる一次側の吸気導通路は、ベンチユリ１
７と吸気ポート３とを連通させている。

二次側の燃料供給系も、二次側のメイン燃料供
給系と二次側のスロー燃料供給系とを有する。二
次側のメイン燃料供給系は、ベンチユリ３１と、
このベンチユリ３１内に配設されたメインノズル
３２と、メインノズル３２とフロート室１６の底
部とを連通させている燃料ウエル３３と、この燃
料ウエル３３のフロート室１６側に設けられたメ
インジエツト３４と、メインノズルに設けられた
メインジエツト３４と、メインノズル３２とベン
チユリ上流の通路６ｂとを連通させているパツセ
ージ３５と、このパツセージ３５に設けられたメ
インエアジエツト３６とを有する。図中、３７は
メインノズル３６下流の吸気通路、３８はアダプ
タ８の吸気通路１２内に装着された二次側のスロ
ツトルバルブである。このスロツトルバルブ３８
は、理論的にはアダプタ８より上流に設けてもよ
いものであるが、製作上の観点から、このアダプ
タ８内に設けられている。

二次側のスロー燃料供給系は、スロツトルバル
ブ３８の直上流に開口するバイパスポート３９
と、スロツトルバルブ３８の直下流に開口するア
イドルポート４０と、これらと通路６ｂとを連通
させているパツセージ４１と、このパツセージ４
１の通路６ｂ側端部に設けられたメインエアジエ
ツト４２と、燃料ウエル３３とパツセージ４１と
を連通させているパツセージ４３と、このパツセ
ージ４３内に設けられたスロージエツト４３ａと
を有する。なお、吸気通路３７，１０，１２と吸
気ポート３からなる二次側の吸気導通路は、ベン
チユリ３１と燃焼室２とを連通させている。

図中、４４はアイドルポート４０に連通するア
ダプタ８の排気吸入用のポート、４５はポート４
４と図示しない排気通路とを連通させている通
路、４６は通路４５の途中に介装されたEGRバ
ルブである。また、４７はスロツトルバルブ２５
を支持しているスロツトルシヤフト、４８はスロ
ツトルバルブ３８を支持しているシヤフト、４９
はスロツトルシヤフト４７に固定されたレバー、
５０はレバー４９と図示しないアクセルペダルを
連結しているワイヤである。

二次側のスロツトルバルブ３８は、吸気負圧を
利用したバルブ操作装置により開閉操作されると
共に、一次側のスロツトルバルブに連係するリン
ク機構により開度が制限されるようになつてい
る。以下、このバルブ操作装置およびリンク機構
につき詳述する。

本実施例では、バルブ操作装置としてアクチユ
エータ５１を用いている。このアクチユエータ５
１は、本体５２おこの本体５２に嵌着された蓋体
５３と、本体５２と蓋体５３との間に挟持された
ダイヤフラム５４と、このダイヤフラム５４に支
持されたロツド５５と、ダイヤフラム５４と蓋体
５３との間に介装された圧縮コイルスプリング５
６とを有する。図中、Ａは蓋体５３とダイヤフラ
ム５４との間に形成された負圧導入室、Ｂはダイ
ヤフラム５４と本体５２との間に形成された大気
開放室である。

このようなアクチユエータ５１のロツド５５
は、スロツトルシヤフト４８に一体に固着された
レバー５７の先端に枢着されている。また、５８
はベンチユリ１７内に開口する一次側の負圧取入
口、５９はベンチユリ３１内に開口する二次側負
圧取入口である。この負圧取入口５８は通路６
０，６１とオリフイス６２，６３を介して負圧導
入室Ａに連通し、負圧取入口５９は通路６０，６
４とオリフイス６０，６５を介して負圧導入室Ａ
に連通している。そしてアクチユエータ５１は、
一次側のスロツトルバルブ２５が全開近くまで開
弁したときの負圧取入口５８に作用する圧力で作
動して、二次側のスロツトルバルブ３８を開弁す
るように設定されている。

上述したリンク機構は、スロツトルシヤフト４
７に装着されたレバー６６と、レバー部６７ａ，
６７ｂとを有し、且つ、スロツトルシヤフト４８
に回動自在に支持されたレバー６７と、レバー部
６７ａに一体に設けられた折曲部６８と、レバー
６６とレバー部６７ｂを連結しているロツド６９
を有する。

７０はレバー５７の端部に突設した制限ピン
で、この制限ピン７０はレバー５７の時計方向へ
の回動に伴い、レバー５７と一体に回動して折曲
部６８に当接し得るように設定されている。さら
に、二次側のベンチユリ３１の上流側には、内部
の吸気負圧により開閉する可変バルブ７１が装着
されている。この可変バルブ７１は、気化器６の
突部７２と、この突部７２に取付けられた蓋体７
３と突部７２と蓋体７３との間に挟持されたダイ
ヤフラム７４と、通路６ｂ内に設けられた突部７
５と、ダイヤフラム７４に支持され、且つ、突部
７５に対して進退自在に保持されたピストンバル
ブ７６と、蓋体７３とダイヤフラム７４との間に
介装された圧縮コイルスプリング７７とを有す
る。そして、突部７５とダイヤフラム７４との間
には大気開放室Ｃが形成され、ダイヤフラム７４
と蓋体７３との間には負圧導入室Ｄが形成されて
いる。この大気開放室Ｃは気化器６の通路７８を
介してエアクリーナ側に連通し、負圧導入室Ｄは
ピストンバルブ７６に形成された孔７９を介して
ピストンバルブ７６と突部７５との間の可変ベン
チユリ８０に連通している。

前述のアダプタ８は、第１図に示すようにシリ
ンダヘツド１と吸気マニホールド７との間に介装
されるものであり、第３図に示すように機関の各
気筒の配列方向に、機関にほぼ平行に延びる横長
の板状のものである。そしてこのアダプタ８の一
次側燃料系における分配用通路８１と気化器６と
は、１本の通路からなる一次側の吸気通路９によ
り連通させてある。このアダプタ８には、第４図
および第５図に示すように、一次側の吸気通路９
に連通する１個の孔からなる吸気通路１１と、二
次側の吸気通路１０に連通する３個の孔からなる
吸気通路１２とが設けられており、一次側の吸気
通路１１は図示するように直接的には貫通せず、
内部に長手方向に設けられた分岐用通路８１を介
して吸気通路４に連通するようにしてある。

これにより、一次側燃料系は、吸気マニホール
ド７内の吸気通路９が、アダプタ８内の分配用通
路８１によつて各気筒に対応する吸気ポート４に
至り、この吸気ポート４（この実施例では３個）
によつて各気筒に分配されることになる（第３図
に符号４で示す部分および第５図参照）。

一方、二次側燃料系は、気化器６の下部（第１
図に符号６Ａで示す部分）で、第３図に示すよう
に各気筒毎の吸気通路１０に分岐され（この実施
例は３気筒エンジンであるので３本に分岐）、第
１図において下方に向つた後、アダプタ８内に設
けられた各気筒毎の吸気通路１２（第４図参照）
を通り、その後、吸気ポート３により、吸気バル
ブ５の上流部分に至ることになる。

このように一次側燃料系は、吸気マニホールド
７とシリンダヘツド１の間で吸気バルブ５の直前
部位に介装されるアダプタ８内において各気筒毎
の吸気ポート４に分岐されるのに対し、二次側燃
料系は、気化器６の下部において各気筒毎に分岐
され、それより下流はそれぞれ専用の吸気通路１
０，１２を通つて吸気通路３に至ることになる。
なお、アダプタ８の分配用通路８１は、板状のア
ダプタ８の長手方向に機械加工、たとえばドリリ
ングにより設けることができる。分配用通路８１
をこのような方法で加工したときにはアダプタ８
の両端に孔があくので、この孔は盲栓８２によつ
て塞ぐことになる。

アダプタ８内には、上記分配用通路８１の長さ
とほぼ同様の長さを有し、この分配用通路８１に
沿うようにアダプタ８の長手方向に延び、且つ、
アダプタ８内を貫通するアダプタ内冷却水ジヤケ
ツト８３が設けられている。このアダプタ内冷却
水ジヤケツト８３は、アダプタ８の一端部（第３
図に符号Ｘで示す部位）においてシリンダヘツド
１の冷却水ジヤケツト１ａに連通し、シリンダヘ
ツド１を冷却した後のエンジン冷却水が導入され
るようになつている。そして他端部（第３図に符
号Ｙで示す部位）において、冷却水の循環を制御
する周知構造のサーモスタツト８４を経て、矢印
Ｙで知すように図示しないラジエータに導かれる
ようになつている。

前述のように、吸気マニホールド７内にはマニ
ホールド内冷却水ジヤケツト１３が形成されてお
り、シリンダヘツド１を冷却した後のエンジン冷
却水が導入され、フイン１５を介して壁１４を加
熱するようになつている。このマニホールド内冷
却水ジヤケツト１３は、図示しないが二つの部位
でアダプタ内冷却水ジヤケツト８３に連通してお
り、シリンダヘツド１を冷却した後、アダプタ内
冷却水ジヤケツト８３を流れる冷却水の一部が導
入されるようになつている。ラジエータで冷却さ
れたエンジン冷却水は、再度矢印Ｘ方向からアダ
プタ内冷却水ジヤケツト８３に循環することにな
る。なお、第１図中に符号８５で示すものはバイ
パスホールである。

次に、以上説明したように構成されたこの吸気
装置の作用を説明すると、二次側スロツトルバル
ブ３８が閉となつている比較的低負荷運転域にあ
つては、一次側スロツトルバルブ２５を通過した
混合気は、吸気マニホールド７内の一次側吸気通
路９で加熱されながら、アダプタ８内の分配用通
路８１内に導入され、ここで分配された後、各気
筒の燃焼室２に導かれる。この分配用通路８１
は、前述のように燃焼室２の近傍に位置している
と共に、その内面が平滑面となつており、且つ、
アダプタ内冷却水ジヤケツト８３内を流れるエン
ジン冷却水により再度加熱されるのが、混合気
は、壁面に液体燃料が付着することなく十分に霧
化されて各気筒の燃焼室２へ均一に分配される。

この場合において、可変ベンチユリ８０を二次
側ベンチユリ３１の上流に設けることにより、二
次側スロツトルバルブ３８の開弁初期時における
混合気の一次的な希薄化を防止できるが、この部
分の作用は本発明と直接的には関係がないので、
その詳細は省略する。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成された内燃
機関の吸気装置であるから、各気筒に対する分配
性を良好にすることができる上に、複式吸気装置
のうちの一次側の吸気通路のみを加熱することに
より、高負荷域での体積効率を低下させることな
しに、低負荷域での着火性の向上と燃焼速度の増
大が適えられ、高出力を発揮させることができる
ことになる。そして、一次側の吸気通路を加熱す
る構造を、一次側の吸気通路の集合部において加
熱し、その後アダプタにより各気筒に分配するよ
うにしたので、加熱通路を長く設ける必要がない
上に、吸気バルブの直前まで一次側と二次側の吸
気通路が分れているために、二次側の吸気通路が
予熱されることがなく、体積効率が良くなるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図に示す気化器の平面図、第３図は本発
明による内燃機関の全体的平面図、第４図は第１
図における吸気バルブ側から見たアダプタの正面
図、第５図は第４図の−線に沿う断面図であ
る。 １……シリンダヘツド、２……燃焼室、３……
二次側の吸気ポート、４……一次側の吸気ポー
ト、５……吸気バルブ、６……気化器、７……吸
気マニホールド、８……アダプタ、９，１１……
一次側の吸気通路、１０，１２……二次側の吸気
通路、１３……マニホールド内冷却水ジヤケツ
ト、８１……分配用通路、８３……アダプタ内冷
却水ジヤケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気化器から吸気バルブの直前までの燃料系
   を、一次側燃料系と二次側燃料系とに分離して、
   複式吸気通路で形成した吸気装置において、前記
   一次側燃料系の吸気通路に対しては各気筒に分岐
   されて連通する分配用通路を形成すると共に、前
   記気化器の直下流位置において分岐される二次側
   燃料系の吸気通路に対しては分岐後の各気筒に対
   応する数の孔からなる吸気通路を有するアダプタ
   を設け、該アダプタを前記吸気バルブの直前に介
   装して、該アダプタの前記一次側燃料系における
   分配用通路と気化器とを、１本の通路からなる一
   次側の吸気通路により連通させると共に、該アダ
   プタの二次側燃料系の各気筒に対応する吸気通路
   は前記気化器から吸気バルブの直前に至る二次側
   の吸気通路に連通した通路に形成し、前記一次側
   の吸気通路およびアダプタ内の分配用通路の側部
   には、該両通路を加熱するための冷却水ジヤケツ
   トを設け、該冷却水ジヤケツトを流れるエンジン
   冷却水によつて一次側燃料系のみを加熱するよう
   に構成したことを特徴とする内燃機関の吸気装
   置。