JPH04209960A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に軽量化
を図る吸気通路の構造に関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの吸気装置として、例えば実公昭６０−
３３３３３号公報に開示されるように、多気筒エンジン
の気筒毎の各独立吸気通路を上流側で束ねて小型のコレ
クターとしての集合管部に一体的に接続し、且つその接
続部である上記各独立吸気通路の上流端部の軸心方向が
上記集合管部の軸心方向と略平行になるようにし、吸気
の各気筒への分配性を向上させるようにしたものは知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、一般に多気筒エンジンでは気筒毎の各独立吸
気通路を上流側で比較的大きな容積を有する集合部であ
るコレクターとしてのサージタンクにそれぞれ接続する
ようにしている。そして、上記サージタンクはその形状
から多くは鋳物で形成され重量が重く、その下流側に接
続される各独立吸気通路を形成する吸気マニホールドは
その重量を支持するための剛性上及び形状的な面から鋳
物で形成されるものが多く、吸気系全体として重量が重
くなりエンジンの軽量化の妨げとなる。そして、更に各
気筒毎の独立吸気通路を上流側で束ねて所定容積を有す
るコレクターに共鳴同調点までをそれぞれ等長になるよ
うに接続し且つエンジンの気筒列方向からみて一側側方
で、上記各独立吸気通路上流側の束ねられる部位の各独
立吸気通路及びコレクターが気筒列方向に指向するよう
に設けられたサイドコレクタータイプの吸気マニホール
ドでは、独立吸気通路は３次元的に曲げられ且つ等長に
するためにその通路長が長くなるので、特に軽量化を図
りたいという要求が強い。

そのために、上記独立吸気通路をアルミ等の軽い金属パ
イプで形成することにより、薄肉化を図って軽量化する
ことが考えられるが、その場合、上記金属パイプの通路
部分の剛性が低くなり振動に対して弱くなるという問題
かある。特に、エンジン本体側の付は根部分はその全重
量がかかることから、この付は根部分の剛性は振動に対
して大きく影響を及ぼすことになる。更には上記サイド
コレクタータイプものでは、通路長が長く上流端のコレ
クターはエンジン本体側からのオーバーハング量が大き
くなり、その上、吸気流量を調整するためのスロットル
弁を配設するスロットルボディ等の重量物がこのコレク
ターに接続される場合には、上記金属パイプを適用する
とコレクターの支持は従来のステーによる支持たけでは
振動に対して十分ではなくその支持剛性を高める必要が
ある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり゛、
その目的とするところは、吸気系の軽量化と剛性確保に
よる振動低減との両立を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、コレクター下流
側の吸気通路部分を分割形成し、エンジン本体側とコレ
クターとを鋳造で形成し、その間の吸気通路部分を金属
パイプで形成すると共に、上記エンジン本体側とコレク
ターとを連結固定している。

具体的に、請求項（１）の発明が講じた解決手段は、各
気筒毎の独立吸気通路を上流を側で束ねて所定容積を有
するコレクターに共鳴同調点までをそれぞれ等長になる
ように接続したエンジンの吸気装置を前提とする。そし
て、エンジンの気筒列方向からみて一側側方で、上記各
独立吸気通路上流側の束ねられる部位の各独立吸気通路
及びコレクターが気筒列方向に指向するように設けられ
、コレクター下流側の吸気通路部分が分割形成されてい
て、エンジン本体側とコレクターとは鋳造で形成され、
その間の各独立吸気通路は金属パイプで形成されると共
に、上記エンジン本体側とコレクターとは連結固定され
ている構成としている。

また、請求項（２）の発明では、各気筒毎の独立吸気通
路を上流側で所定容積を有するコレクターに接続したエ
ンジンの吸気装置を前提とする。そして、上記コレクタ
ーの下流側吸気通路に吸気の慣性効果の同調点を可変に
する容積部からなるチャンバーを有する可変吸気装置を
備え、エンジン本体側から上記吸気可変装置のチャンバ
ーまでの吸気通路と上記コレクターとは鋳造で形成され
、その他の部位は金属パイプで形成されると共に、上記
エンジン本体側から吸気可変装置のチャンバー・までの
吸気通路とコレクターとは連結固定されている構成とし
ている。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）の発明では、コレフタ
ー下流側の吸気通路部分が分割形成されていて、エンジ
ン本体側とコレクターとは鋳造で形成され、その間の各
独立吸気通路は金属パイプで形、成されているので、エ
ンジン本体側となる上記各独立吸気通路の付は根部分は
剛性が確保されつつ、エンジン本体側とコレクターとの
間の各独立吸気通路は金属パイプによる薄肉化で軽量化
が図られる。この場合、上記各独立吸気通路は金属パイ
プによりその剛性が低下が低下してしまうが、上記各独
立吸気通路の上流端であるコレクターはエンジン本体側
に連結固定されているので、エンジン本俸側から直接支
持されることになりコレクターの支持剛性は十分に確保
される。つまり、エンジン本体側とコレクターとの間の
各独立吸気通路を金属パイプにすることにより吸気系の
軽量化が図られると共に、各独立吸気通路の付は根部分
の剛性及び独立吸気通路の上流端のコレクターの支持剛
性が確保されて吸気系の振動の低減が図られる。

また、請求項（２）の発明では、コレクターの下流側吸
気通路に吸気の慣性効果の同調点を可変にする容積部か
らなるチャンバーを有する可変吸気装置を備えており、
この可変吸気装置は通常、吸気の流通経路を変更するた
めのバルブが配設されることから機械加工の容品な鋳物
となるので、エンジン本体側からこの可変吸気装置のチ
ャンバーまでの吸気通路を鋳造で形成することにより、
請求項（１）と同様の作用効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は請求項（１）の発明を直列４気筒エン
ジンに適用した実施例に係るエンジンの吸気装置を示す
。これらの図において、１はエンリンの４つの各気筒に
吸気を供給する吸気マニホールドを示し、この吸気マニ
ホールド１はエンジン本体側の吸気ポートに取り付けら
れる下流側吸気マニホールド２と、上流側で４つの独立
吸気通路が束ねられ所定容積を有するコレクター４に接
続される上流側吸気マニホールド３とに分割形成されて
おり、上記下流側吸気マニホールド２とコレクター４と
はアルミ鋳物で形成され、上記上流側吸気マニホールド
３はアルミの金属パイプで形成されている。上記下流側
吸気マニホールド２はエンジンの４つの各気筒の吸気ボ
ートにそれぞれ接続される独立した第１〜第４独立吸気
通路２１〜２４を形成しており、その下流端部に形成さ
れた取付フランジ２５でエンジン本体側に取り付けられ
る。そして、第３図に示すように、上記第１〜第４独立
吸気通路２１〜２４からそれぞれ分岐して第１〜第４分
岐通路２１ａ〜２４ａが形成されており（第１分岐通路
２１ａのみを図示）、この第１〜第４分岐通路２１ａ〜
２４ａは、上記上流側吸気マニホールド３の各独立吸気
通路の曲率部の内側空間に配置され、略気筒列方向に延
びて断面半円状の空間を形成し該空間を容積部とするチ
ャンバー５にそれぞれ開口して接続されている。更にこ
の第１〜第４分岐通路２１ａ〜２４ａにはそれぞれ所定
エンジン回転数以上で開弁する開閉弁２６．２６，２６
．２６が連動して作動するように介設されており、第１
分岐通路２１ａの左側外壁部に設けられた負圧作動式の
アクチュエータ２９により開閉作動される。以上の上記
第１〜第４分岐通路２１ａ〜２４ａ、チャンバー５．開
閉弁２６及びアクチュエータ２９により、吸気の慣性効
果の同調点をエンジン回転数に応じて可変にする可変吸
気装置６を構成している。

また、上記上流側吸気マニホールド３は、下流側吸気マ
ニホールド２の第１〜第４独立吸気通路２１〜２４に対
応してそれぞれアルミの金属パイプで形成される第１〜
第４独立吸気通路３１〜３４からなり、その下流端は合
わせ面フランジ３５に接続され、この合わせ面フランジ
３５は上記下流側吸気マニホールド２の第１〜第４独立
吸気通路２１〜２４の上流端部に形成された合わせ面７
ランジ２７と接合されて、上流側吸気マニホールド３の
第１〜第４独立吸気通路３１〜３４と下流側吸気マニホ
ールド２の第１〜第４独立吸気通路２１〜２４とはそれ
ぞれ連通されている。そして、この上流側吸気マニホー
ルド３の第１〜第４独立吸気通路３１〜３４は、上流側
でそれぞれの軸心方向が気筒列方向に指向するように曲
げられ且つ軸心方向から見て略正方形状に配列されるよ
うに束ねられ、その上流端部は第１〜第４独立吸気通路
３１〜３４が集合される所定容積を有し気筒列方向に指
向するコレクター４にそれぞれ接続されている。そして
、上記下流側吸気マニホールド２と上流側吸気マニホー
ルド３とでそれぞれ連通された゛＠１〜第１〜第４立吸
気通路は、各気筒の燃焼室開口部から上記コレクター４
の開口部までが等長になるように形成されている。

また、上記コレクター４の上流端側にはスロットルボデ
ィ（図示省略）が接続されるための取付フランジ４１が
形成されていると共に、このコレクター４の下部に下方
側に延設されたボス４２が下流側吸気マニホールド２に
設けられた支持部２８に連結固定されている。また、ア
ルミの金属パイプで形成された連通路３７が、上記チャ
ンバー５のエンジン本体側の側方に略平行に配設され、
その上流端はコレクター４の下部に開口し、下流端は上
記チャンバー５の下流側吸気マニホールド２の第４独立
吸気通路２４側に開口して接続され、上記チャンバー５
とコレクター４とを連通している。

以上の構成により、上記実施例では、エンジン回転数が
所定回転数以下の低速域では開閉弁２６が閉弁されて、
吸気は低速側の慣性同調回転域でコレクター４への開口
端を圧力反転部とする慣性効果により過給される。この
とき、吸気マニホールド１で形成される気筒毎の第１〜
第４の各独立吸気通路は気筒毎の燃焼室開口部からコレ
クター４への開口部までが等長となっており、且つ上流
端部が略正方形状に配列されて束ねられているので、コ
レクター４内の共鳴同調点から上記第１〜第４独立吸気
通路３１〜３４のコレクター４への開口部までは略等長
となり、つまり、上記吸気マニホールド１で形成される
第１〜第４の各独立吸気通路はコレクター４内を圧力反
転部とする共鳴同調点までか等長となっており、共鳴同
調回転域において各気筒間でばらつきのない共鳴効果が
得られて過給される。しかも、このコレクター４の開口
部への第１〜第４独立吸気通路３１〜３４の軸心方向は
同一で且つコレクター４と同じく気筒列方向に指向して
いるので、集合部であるコレクター４から上記第１〜第
４独立吸気通路３１〜３４べの吸気の分配性も良好とな
り且つ吸気の流れもスムーズとなり、上記慣性及び共鳴
効果と併せて各気筒へ均等に充填効率を向上させること
ができる。

また、上記開閉弁２６が閉弁されているため、開閉弁２
６上流のチャンバー５から連通路３７を経て連通路３７
のコレクター４への開口部までの部分が、中低速域での
トルクアップに対するレゾネータとして機能し共鳴作用
によりトルクの谷のない滑らかなトルクカーブを得るこ
とができる。

一方、エンジン回転数が所定回転数以上の高速域では可
変吸気装置６が作動し、上記開閉弁２６が開弁されて、
吸気は第１〜第４分岐通路２１ａ〜２４ａを経てチャン
バー５への開口端を圧力反転部とする高速側の慣性同調
回転域で慣性効果により過給されることになり、エンジ
ンの低速側と高速側との両回転載で慣性効果を得ること
かできる。

また、この吸気マニホールド１は、分割形成されたエン
ジン本体側となる下流側吸気マニホールド２が鋳造で形
成されているので、気筒毎の第１〜第４の各独立吸気通
路の付は根部分の剛性を確保することができる。そして
、上流端部がコレクター４に接続される上流側吸気マニ
ホールド３の第１〜第４独立吸気通路３１〜３４はそれ
ぞれアルミの金属パイプで形成されているので、鋳造の
場合に比べて薄肉化ができ、軽量化を図ることができる
。このとき、上記上流側吸気マニホールド３は薄肉の金
属パイプで形成されているためにその剛性が鋳造の場合
に比べて低下してしまうが、この上流側吸気マニホール
ド３の上流端に接続されるコレクター４は、その下部に
下方側に延設されたボス４２によって下流側吸気マニホ
ールド２の支持部２８に連結固定されているので、上記
コレクター４はエンジン本体側に直接支持されることに
なって、上記上流側吸気マニホールド３の剛性低下には
影響されずその支持剛性を十分に確保することができる
。つまり、エンジン本体側の下流側吸気マニホールド２
とコレクター４との間の上流側吸気マニホールド３の第
１〜第４独立吸気通路３１〜３４をアルミの薄肉の金属
パイプにすることにより吸気系の軽量化を図ることがで
きると共に、下流側吸気マニホールド２を鋳造で形成す
ることにより各独立吸気通路の付は根部分の剛性を確保
することができ、且つ各独立吸気通路の上流端にあるコ
レクター４を上記下流側吸気マニホールド２に連結固定
することにより重量物（スロットルボディ等）が接続さ
れるコレクター４の支持剛性を確保することができて、
吸気系の主要部である吸気マニホールドの振動を低減す
ることができる。

また、上記下流側吸気マニホールド２は、可変吸気装置
６を構成する第１〜第４分岐通路２１ａ〜２４ａを形成
しており、ここに慣性同調点切り換えのための開閉弁２
６が介設されるので、その内径は精度が要求されること
から機械加工を必要とし、その場合、鋳造で形成されて
いるのでその機械加工がやり易くなる。更に、気筒毎の
各独立吸気通路は等長てあり且つ上流側で気筒列方向に
指向して束ねられるので、上記各独立吸気通路は３次元
に曲げられるため、これを全て金属パイプで形成するの
は製造上制約があり、また、設定通りの長さにするのか
難しいことあるので、この下流側吸気マニホールド２を
鋳造で形成することで、上記金属パイプの形状及び長さ
の制約を許容することかでき、上流側吸気マニホールド
３を作り易くすることができる。

次の第４図及び第５図は請求項（２の発明の実施例を示
し、上記先の実施例とは各独立吸気通路の部分のみが異
なり他の構成は同一である。尚、上記先の実施例と同一
構成のものには同一符号を付しその説明を省略する。即
ち、第４図及び第５図において、下流側吸気マニホール
ド５０は、上記先の実施例の下流側吸気マニホールド２
と同様にアルミ鋳物で形成され、第１〜第４独立吸気通
路５１〜５４を形成しており、且つその上流端部からそ
れぞれ分岐してチャンバー５に接続される第１〜第４分
岐通路５１ａ〜５４ａが形成されている。また、上流側
吸気マニホールド６０は、上記下流側吸気マニホールド
５０の第１〜第４独立吸気通路５１〜５４に対応してそ
れぞれアルミの金属パイプで形成される第１〜第４独立
吸気通路６１〜６４からなり、それぞれの下流端が上記
下流側吸気マニホールド５０の第１〜第４独立吸気通路
５１〜５４の第１〜第４分岐通路５１ａ〜５４ａとの分
岐部でもある上流端に接続されている。

そして、下流側吸気マニホールド５０の第１〜第４独立
吸気通路５１〜５４と上流側吸気マニホールド６０の第
１〜第４独立吸気通路６１〜６４とはそれぞれ連通され
、この連通された第１〜第４の各独立吸気通路は各気筒
の燃焼室開口部からコレクター４の開口部までが等長に
なるように形成されている。つまり、この請求項（２）
の発明の実施例では上記先の実施例に比べて上流側吸気
マニホールドのアルミの金属パイプで形成される各独立
吸気通路部分が延長され、その分下流側吸気マニホール
ドの各独立吸気通路が短縮されている。

以上により、この請求項（２）の発明の実施例では、上
記先の実施例と同様に各独立吸気通路の付は根部分の剛
性及びコレクター４の支持剛性を確保することができ、
吸気マニホールドの振動を低減することができると共に
、上記先の実施例に比して金属パイプで形成される部分
が延長され鋳物部分が短縮されることになり、更に軽量
化を進めることができる。

尚、上記２つの実施例において、下流側吸気マニホール
ドとコレクターとを一体的に形成するようにしてもよい
。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明では、コレク
ター下流側の吸気通路部分が分割形成されていて、エン
ジン本体側とコレクターとは鋳造で形成され、その間の
各独立吸気通路は金属パイプで形成されると共に、上記
エンジン本体側とコレクターとは連結固定されているの
で、各独立吸気通路の薄肉化による吸気系の軽量化を図
ることができると共に、エンジン本体側の吸気通路部分
の鋳造形成による各独立吸気通路の付は根部分の剛性確
保と吸気通路上流端のコレクターをエンジン本体側の吸
気通路部分に連結固定することによるコレクターの支持
剛性確保とで吸気系の振動の低減を図ることができる。

また、請求項（２）の発明では、コレクターの下流側吸
気通路に吸気の慣性効果の同調点を可変にす２る容積部
からなるチャンバーを有する可変吸気装置を備えており
、この可変吸気装置は通常、吸気の流通経路を変更する
ためのバルブが配設されることから機械加工の容易な鋳
物となるので、エンジン本体側からこの可変吸気装置の
チャンバーまでの吸気通路を鋳造で形成することにより
、請求項（１）と同様の作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は請求項（１）の発明の実施例を示し、
第１図は吸気吸気マニホールドの正面図、第２図は吸気
吸気マニホールドの平面図、第３図は接合面より右側部
分が第２図のＡ−Ｂ線における断面図、接合面より左側
部分か第２図のＢ−Ｃ線における断面図である。第４図
及び第５図は請求項（２）の発明の実施例を示し、第４
図は第２図相当図、第５図は第３図相当図である。 １・・・吸気マニホールド ２．５０・・・下流側吸気マニホールド３．６０・・・
上流側吸気マニホールド４・・・コレクター ５・・・チャンバー ６・・・可変吸気装置 ２１〜２４・・・第１〜第４独立吸気通路３１〜３４・
・・第１〜第４独立吸気通路５１〜５４・・・第１〜第
４独立吸気通路６１〜６４・・・第１〜第４独立吸気通
路２８・・・支持部 ４２・・・ボス 第３　ｗ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒毎の独立吸気通路を上流側で束ねて所定容
   積を有するコレクターに共鳴同調点までをそれぞれ等長
   になるように接続したエンジンの吸気装置において、 エンジンの気筒列方向からみて一側側方で、上記各独立
   吸気通路上流側の束ねられる部位の各独立吸気通路及び
   コレクターが気筒列方向に指向するように設けられ、コ
   レクター下流側の吸気通路部分が分割形成されていて、
   エンジン本体側とコレクターとは鋳造で形成され、その
   間の各独立吸気通路は金属パイプで形成されると共に、
   上記エンジン本体側とコレクターとは連結固定されてい
   ることを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. （２）各気筒毎の独立吸気通路を上流側で所定容積を有
   するコレクターに接続したエンジンの吸気装置において
   、 上記コレクターの下流側吸気通路に吸気の慣性効果の同
   調点を可変にする容積部からなるチャンバーを有する可
   変吸気装置を備え、エンジン本体側から上記吸気可変装
   置のチャンバーまでの吸気通路と上記コレクターとは鋳
   造で形成され、その他の部位は金属パイプで形成される
   と共に、上記エンジン本体側から吸気可変装置のチャン
   バーまでの吸気通路とコレクターとは連結固定されてい
   ることを特徴とするエンジンの吸気装置。