JPH0639088Y2 - Ｖ型多気筒エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、単数の燃料供給装置から吸気マニホールド
を介して各気筒に燃料を分配するようにしたＶ型多気筒
エンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） Ｖ型多気筒エンジンでは、混合気集合部を中央に置い
て、ほぼ放射方向にブランチを延ばした吸気マニホール
ドを使用することによって単数の燃料供給装置から各気
筒へ均等に燃料を分配しやすい。

しかし、この混合気集合部へ流入する燃料の流れ如何に
よっては、各ブランチに対して偏った指向性が生まれ、
均等な分配を阻害する。特にエンジン全高を低く抑える
ために、燃料供給装置を側方に置いて、混合気集合部に
対して側方から燃料を供給する場合は指向性が強く表わ
れて不均一な燃料分配となってエンジン性能に影響する
という問題がある。

一方において、供給される燃料は微粒化、気化が促進さ
れることが必要で、アイドリング運転時のように微少空
気量の速度領域においては、充分な流速が与えられない
ために微粒化、気化が遅れ、壁流を生じやすく、均等な
分配が損われる。逆に高負荷領域では吸入空気量が大き
くなるのに応じて体積効率のよい吸気通路の要求があ
る。エンジン吸気系では、この問題の解決も重大であ
る。

特開昭60-60258号公報などの吸気装置では、高速領域、
低速領域に適応する長短２本のブランチを備えている
が、構造的に複雑になる。

（考案が解決しようとする問題点） 以上のように、混合気集合部を中央において放射状にブ
ランチを延ばした吸気マニホールドを備えるようにした
Ｖ型多気筒エンジンでは、混合気集合部への燃料吸入に
指向性があると分配の均等性が損われるためにエンジン
全高を充分低くすることができないという問題があっ
た。

さらに従来のＶ型多気筒エンジンの吸気装置では運転領
域によっては、燃料の微粒化、気化率が偏って分配の均
等性や燃焼の円滑さを欠くという問題があった。

この考案は、上述した事情を考慮してなされたもので、
混合気集合部に対して水平方向から燃料を供給すること
によって、エンジン全高を充分に低くした上で分配の均
等性を確保し、さらに全運転領域で燃料の微粒化、気化
を一様に促進できるようにしたＶ型多気筒エンジンの吸
気装置を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、この考案のＶ型多気筒エンジ
ンの吸気装置は、Ｖ型多気筒エンジンにおいて、Ｖ型谷
間の中央部に混合気集合部が形成され、この混合気集合
部から放射状に延びる各ブランチの下流端を各吸気ポー
トに接続した吸気マニホールドを備え、上記混合気集合
部の上に、吸気通路を接線方向から導入したリング状の
旋回室を重ね、この旋回室は内周側下部に開けた開口部
を介して上記混合気集合部と連通すると共に、旋回室内
周側に上下摺動自在なピストンバルブを嵌挿して開口部
の開度を可変にし、このピストンバルブにスプリングを
弾装して開口部開度が増大する上方への付勢力を付与
し、かつ旋回室の開口周縁とピストンバルブ下端縁に面
取りを対向させて施し、ピストンバルブが最下位にある
ときの開口部開度をアイドリング運転時の空気噴出流が
所要の速度になるように設定し、このときの上記両面取
りの対向傾斜面が混合気集合部軸心側斜下方に向って拡
開するように形成したものである。

（作用） このように構成したことにより、燃料供給装置から供給
された混合気は、リング状に形成された旋回室に接線方
向から導入されて旋回し、旋回室内周側下部の開口部か
ら混合気集合部に噴出する。この場合、水平方向の旋回
流が開口部を抜けて混合気集合部求心方向へ旋回しなが
ら噴出するので、攪拌され、乱流となり、微粒化、気化
が促進されると同時に、各ブランチに対して偏った指向
性がなくなって各ブランチへの分配が均等化する。

同時に、マニホールド負圧に応動してピストンバルブが
上下し、開口部の開口面積を制御することによって燃料
の微粒化、気化が促進される。すなわち、アイドリング
運転時などでは負圧が高いのでピストンバルブは最大に
引き下げられて開口部開度を必要最小限にし、このとき
開口部のリング状開度は、噴射流速が所要の速度となる
ように設定され、旋回室底壁部とピストンバルブ下端縁
の面取りが対向し、両面取りの傾斜面が混合気集合部の
軸心側斜下方に向って拡開しているので、ベンチュリ効
果により微粒化率がよく、しかもこのとき対向する面取
りにより形成されるリング状開口部の開口形状は末拡が
りになって流通抵抗を少なくし、かつ混合気集合部側に
向って拡散放射するので、気化率が高い。こうして、燃
料の微粒化が促進され、壁流が減少するので空気の流れ
に乗って各気筒に均等に分配される。中負圧、高負圧領
域では負圧が低下し、その等価分スプリングの力でピス
トンバルブが上昇し、開口部を開き、そのときの吸入空
気量に合致した体積効率を得る噴出口が確保され、流速
を一定に保って微粒化を良好にする。

こうして、混合気集合部の側方から燃料を供給しても、
混合気集合部内で混合気が特定の気筒のブランチに偏っ
て供給される指向性を消し、全運転領域において燃料の
微粒化、気化を促進した上で分配を均等にし、かつ壁流
の溜りによる燃焼障害を防ぐことかでき、Ｖ型谷間を利
用して吸気系をコンパクトにまとめると共にエンジン全
高を最小限に低くして、車両搭載の自由度を大巾に高揚
する。

（実施例） 以下、この考案の実施例を示す図に就いて説明する。

第１図はＶ型６気筒エンジン吸気系の縦断正面図、第２
図は同第１図Ａ−Ａ矢視による平面図、第３図は要部の
拡大した断面図である。

３気筒を並列したシリンダ列1,2をＶ型に配置してＶ型
６気筒エンジンが構成される。各シリンダ３のシリンダ
ヘッド４に形成した燃焼室５には、Ｖ型の内側に対向し
て、吸気バルブ６を介装した吸気ポート７が開設され
る。

各吸気ポート７に接続される吸気マニホールド８は、Ｖ
型谷間９の中央部に深い円筒形の混合気集合部10を配置
し、その混合気集合部10の周縁から斜め上方に傾斜した
６本のブランチ11が放射状に延出される。

混合気集合部10の上には、混合気集合部10と同心に円形
リング状の旋回室12が重ねられる。旋回室12と混合気集
合部10との間は、旋回室12内周側下部にあけた円筒状の
開口部13によって連通する。また、旋回室12内周側には
開口部13の開度を調節するピストンバルブ14が上下摺動
自在に嵌挿される。ピストンバルブ14はスプリング15に
よって常にスリット13の開度を大きくする上方へばね付
勢されており、ピストンバルブ14の上下変位によって開
口部13の開度を増減される。16はダイヤフラム、17はダ
イヤフラム室カバー、18は負圧通路、19は大気との差圧
コントロール用オリフィスである。

上記旋回室12の内周側下部に形成される開口部13とピス
トンバルブ14との関係は、第３図に示すように、ピスト
ンバルブ14下端とスリット13の下端周縁を形成する旋回
室12の底壁開口周縁にそれぞれ面取り20,21が施され、
ピストンバルブ14上端のフランジとダイヤフラム室の段
部で構成されたストッパ一杯までピストンバルブ14が下
ったときの開口部開度Ｈを、アイドリング運転時の空気
が10m/sec以上の流速で噴出するように設定される。ま
た、上記面取り20,21の傾斜角は、混合気集合部10の軸
心の上、下部Pa,Pbに向って斜下方に指向し、面取り20,
21の傾斜面が混合気集合部10の軸心側の斜め下方に向っ
て拡開するように、末拡がりに設定される。

旋回室12には、Ｖ型谷間９の縦方向に沿う吸気通路22が
接線方向に接続され、吸気通路22の上流端に燃料供給装
置23（気化器あるいはシングルポイントインジェクショ
ン）が接続される。

また、混合気集合部10の底面24には凹溝25が形成され、
その最低部位にバイパス26a,26bが開口する。バイパス2
6a,26bの下流側は分岐して、各シリンダ３の吸気バルブ
６直ぐ上流の吸気ポート７に開口する。

以上のような構成になっているので、燃料供給装置23か
ら供給される混合気は、吸気通路22を通って旋回室12に
流入し、旋回し、旋回しながら開口部13を介して混合気
集合部10に噴出される。開口部13を通る噴出流は混合気
集合部10の軸心側斜下方に向って旋回しながら収束し、
よく攪拌され、乱流になり、ブランチ11に対して偏った
指向性を与えられることがなく、各シリンダ３に均等に
燃料を分配する。

このとき、ピストンバルブ14は、混合気集合部10に伝わ
った吸気負圧に応動し、開口部13の開度を制御する。ア
イドリング運転時などでは負圧が強いので、スプリング
15の力に抗してピストンバルブ14を、フランジとダイヤ
フラム室の段部によるストッパ一杯まで引き下げ、開口
部13は必要最小限の開度になる。このときは吸入空気量
が少なく、燃料微粒化が不充分な状態にあるが、開口部
13開度が噴射流を10m/sec以上の所要の流速に維持する
と同時に、両面取り20,21による拡開傾斜面により拡散
するので、燃料の微粒化が促進される。

中負荷領域になると、負圧は低下するので、その等価分
のスプリング15力によってピストンバルブ14が上昇して
開口部13の開度が大きくなる。吸入空気量が増加してい
るので噴出の流速は一定に保たれ、体積効率を損うこと
なく微粒化される。

さらに高速負荷領域になると、負圧は大気圧に近付き、
ピストンバルブ14は上限まで上昇し開口部13開度を大き
く拡げる。高体積効率を得るのに充分な噴出面積が確保
され、このとき吸入空気量は最大になるので、自然発生
の乱流によって燃料は充分に微粒化されて各気筒に分配
される。充分に微粒化された燃料は、混合気の気流にの
って各ブランチ11の上り勾配に関係なく供給される。

冷機始動時や暖機初期など条件の悪いときは、微粒化が
不充分でブランチ11で壁流になることがあると、その燃
料は上り勾配を逆流して混合気集合部10の底壁面24の凹
溝25に流入し、直ちにバイパス26a,26bにより各燃焼室
５に分配供給されて溜積することがなく、次のステップ
でのオーバーリッチな燃料の供給を事前に防ぐ。

以上のように混合気集合部10への噴出開口面積を吸入空
気量に比例して可変に制御するので、全負荷領域におい
て体積効率を損うことなく燃料の微粒化、気化が促進さ
れ、空気の流れに沿って各気筒に分配され、安定した燃
焼が得られ、未燃成分排出の抑制、運転の円滑化、出力
性能向上などの効果を奏する。同時にエンジン全高を大
巾に低くすることができ、車両搭載上極めて有利に作用
する。

なお、この考案の吸気装置は直列多気筒エンジンにも適
用できる。

〔考案の効果〕

上記の通り、この考案に係るＶ型多気筒エンジンの吸気
装置は、混合気集合部を中央に配し、各ブランチを放射
状に延出した吸気マニホールドを用い、その混合気集合
部の上に燃料を接線方向から供給するようにしたリング
状の旋回室を重ね、集合部と旋回室との間を開口部で連
通すると共に、吸気負圧で応動するピストンバルブによ
り上記開口部の開度を制御し、かつ開口部の下端周縁の
旋回室底壁部とピストンバルブ下端縁に面取りを対向さ
せて施し、ピストンハルブが最下位にあるときの開口部
開度をアイドリング運転時の空気噴出流が所要の速度に
なるようにし、このときの両面取りの傾斜面が混合気集
合部軸心側斜下方に向って拡開するように形成したもの
で、アイドリング運転時にも両面取りによる開口部の末
拡がり形状により旋回室から混合気集合部にその軸心方
向に向って拡散噴射され、流路抵抗を少なくしてベンチ
ュリ効果により燃料の微粒化・気化を測定信ざせること
ができ、全運転領域での燃料の微粒化、気化が促進でき
て各気筒のブランチに対して偏った指向性がなく、燃料
分配の均等性を保持することができ、エンジン出力性能
を向上する。また、Ｖ型エンジンのＶ型空間を利用して
混合気集合部を配設し、この混合気集合部に側方から燃
料を供給しても、混合気が特定の気筒に偏って供給され
る指向性をなくし、均等分配性を保持した上で、エンジ
ン吸気系をＶ型空間を利用して効率よく、コンパクトに
まとめ、エンジン全高を小さくして車両搭載の自由度を
大巾に向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示すＶ型６気筒エンジン吸
気系の縦断正面図、第２図は同第１図Ａ−Ａ矢視による
平面図、第３図は同第１図Ｂ部の拡大した断面図であ
る。 ７……吸気ポート、８……吸気マニホールド、10……混
合気集合部、11……ブランチ、12……旋回室、13……開
口部、14……ピストンバルブ、15……スプリング、20,2
1……面取り、22……吸気通路、23……燃料供給装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｖ型多気筒エンジンにおいて、Ｖ型谷間の
   中央部に混合気集合部が形成され、この混合気集合部か
   ら放射状に延びる各ブランチの下流端を各吸気ポートに
   接続した吸気マニホールドを備え、上記混合気集合部の
   上に、吸気通路を接線方向から導入したリング状の旋回
   室を重ね、この旋回室は内周側下部に開けた開口部を介
   して上記混合気集合部と連通すると共に、旋回室内周側
   に上下摺動自在なピストンバルブを嵌挿して開口部の開
   度を可変にし、このピストンバルブにスプリングを弾装
   して開口部開度が増大する上方への付勢力を付与し、か
   つ旋回室の開口周縁とピストンバルブ下端縁に面取りを
   対向させて施し、ピストンバルブが最下位にあるときの
   開口部開度をアイドリング運転時の空気噴出流が所要の
   速度になるように設定し、このときの上記両面取りの対
   向傾斜面が混合気集合部軸心側斜下方に向って拡開する
   ように形成したことを特徴とするＶ型多気筒エンジンの
   吸気装置。