JPS6056260B2 - 内燃機関用吸気マニホ−ルド - Google Patents

内燃機関用吸気マニホ−ルド

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JPS6056260B2
JPS6056260B2 JP56076043A JP7604381A JPS6056260B2 JP S6056260 B2 JPS6056260 B2 JP S6056260B2 JP 56076043 A JP56076043 A JP 56076043A JP 7604381 A JP7604381 A JP 7604381A JP S6056260 B2 JPS6056260 B2 JP S6056260B2
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expansion chamber
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combustion engine
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気化器の生成混合気を内燃機関の複数の燃焼
室へ分配供給するための内燃機関用吸気ｊマニホールド
に関する。
従来のかかる吸気マニホールドにおいては、気化器の生
成混合気を導入して複数本の分岐路へ分配する分配室の
容積が充分でないため、導入混合気中の燃料の霧化が悪
く、その燃料が大きな油滴のまま燃焼室に流入すること
があり、各燃焼室相互間の吸気干渉と相俟つて混合気の
分配を均等に行うことは非常に難しい。
特に、１次および２次ボアを有する複合型気化器を用い
る場合には、１次および２次ボアから各分岐路に至る各
距離の相違も加わつて、混合気の各燃焼室への均等分配
は一層困難になる。本発明は上記に鑑み提案されたもの
で、複合型気化器の生成混合気に、混合気導入室を兼ね
た１次膨脹室と、混合気分配室を兼ねた２次膨脹室とで
２段に亘る十分な膨脹作用を与え、その霧化を大いに促
進することができるようにして前記不具合を解消できる
ようにした内燃機関用吸気マニホールドを提供すること
を目的とする。
かかる目的を達成するために本発明は、１次ボア及び２
次ボアを有する複合型気化器の生成混合気を内燃機関の
複数の燃焼室へ分配供給するための吸気マニホールドで
あつて、前記１次ボア及び２次ボアに１次導入口及び２
次導入口を介してそれぞれ連通する１次膨脹室と、この
１次膨脹室に通孔を介して連通する２次膨脹室と、この
２次膨脹室から分岐して前記複数の燃焼室にそれぞれ連
通する複数本の分岐路とを備え、前記通孔は前記導入口
の一方と略同軸線上に配置されることを特徴としている
。
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■字状に配列した左右２列のシリ
ンダ列Ｑ，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ック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１ｂ１，１ｂ
２にそれぞれ形成され、それら斜面１ａ１，１ｂ２には
シリンダ列Ｃｌ，Ｃ２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Ｑ，Ｃ２の各シリ
ンダヘッド３をそれぞれ接合する。また水平面１ａには
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ッド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を装着する。シリンダブロック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。各シリンダヘッド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
主吸気ボート１０および排気ボート１４と、副燃焼室８
に開口する副吸気ボート１１とが形成されており、主吸
気ボート１０は主吸気弁１２により、副吸気ボート１１
は副吸気弁１３により、また排気ボート１４は排気弁１
５によりそれぞれ開閉される。
シリンダヘッド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、特に主混合気を生成する部分は１次お
よび２次ボアを持つ複合型に構成される。
そして上記主、副混合気は吸気マニホールドＭを通して
主、副吸気ボート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
気が主吸気ボート１０を通して主燃焼室７に、また副混
合気が副吸気ボート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、次の排気行程て排気弁１５が開かれ
たとき、排ガスが排気ボート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′Ｇ
．ａ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、即ちクランク軸４
の軸線方向に配列してそれぞれ開口し、両主導入口１９
，１９″の直下にはそれらと連通する共通の主膨脹室２
１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。
主膨脹室２１は上部の１次膨脹室２１ａと、それよりも
容積の大きい、下部の２次膨脹室２１ｂとよりなり、こ
の２次膨脹室２１ｂの左右両側壁から各シリンダ列Ｑ，
Ｃ２の主吸気ポノート１０に連なる主分岐路２４が３本
宛延出する。１次、２次膨脹室２１ａ，２１ｂ間の隔壁
２１ｃには、その両室２１ａ，２１ｂを互いに連通する
連孔２３が設けられている。
而して、気化器Ｃａで生成された主混合気は主導入口１
９または１『より１次膨脹室２１ａに流入し、次いで通
孔２３を通つて２次膨脹室２１ｂに移り、該室２１ｂ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
気ボート１０に吸入されていく。
このように、主混合気は上、下２段の膨脹室２１ａ，２
１ｂを経由するので、その都度膨脹作用および室壁から
の加熱により混合気中の燃料の霧化が大いに促進される
。以上において、通孔２３の開口面積は、１次および２
次主導入口１９，１９″の両開口面積の和より大きくし
てあり、したがつて気化器Ｃａの１、２次両ボアより混
合気を供給される機関の高速運転時でも、通孔２３は殆
ど吸気抵抗とはならない。
また、通孔２３の下端には、２次膨脹室２１ｂ側に突出
する環状突縁２３ａが形成される。この環状突縁２３ａ
は、通孔２３の周壁を流下する液状燃料を吸気作用を利
用して周囲に吹き飛ばし、この液状燃料の霧化を促進す
るものであり、また１次膨脹室２１ａから２次膨脹室２
１ｂに移る主混合気を、後述の水ジャケットＪｍにより
加熱された２次膨脹室２１ｂ底面に衝突させるように誘
導し、その燃料の霧化および気化促進の役割をも果す。
さらに、第１，２，８図では、通孔２３は１次主導入口
１９と略同軸線上に配置されており、したがつてこの場
合は、１次主導入口１９に連なる気化器Ｃａの１次ボア
と通孔２３との間の流路抵抗が少ないから、特に機関の
低速性能を向上させることができるが、第１１図のよう
に、通孔２３を２次主導入口１９″と略同軸上に配置す
れば、機関の高速性能を向上させ得ることは明らかであ
ろう。またさらに、２次膨脹室２１ｂは左右の両シリン
ダＣｌ，Ｃ２間の中央部に設けられ、したがつて、２次
膨脹室２１ｂから延出する主分岐路２４は、左シリンダ
列ｑ側のものと右シリンダ列Ｃ２側のものとを等長に形
成できて、両シリンダ列Ｃｌ，Ｃ２への混合気の均等分
配を達成し得る。１次副分配室２２は１次膨脹室２１ａ
の後方に隣接して並び、その左右両側壁からは２本のｌ
次副分岐路２５が延出し、これらは１次膨脹室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Ｃｌ，Ｃ２の副吸気ボート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次副分配路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″て複数本の２次副分配路２５″に分配されて前
述のように各副吸気ボート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２６，２７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、排気導入孔２７と前記１次膨脹室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は主膨脹室２１の直下を水平に縦断する
中間部３０ｂと、排気導入孔２７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３０
ｃ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３１，３「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が前
記１次膨脹室２１ａ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２
６から排気還流管２８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１
次膨脹室２１ａへ流出する。
１次膨脹室２１ａに・流出した排ガスは直ちにそらせ板
３３上に衝突して左右に分けられ、そこで主混合気に混
入し、さらに２次膨脹室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ボート１０に分
配されて主燃焼室７に還流する。
そして、こノの還流排ガスは、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は水ジャケットＪ
ｅ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から延出して同人口Ｒｉに戻る
主水路３４にはその上流側より水ポンプＰ１内燃機関Ｅ
の水ジャケットＪｅおよび吸気マニホールドＭの水ジャ
ケット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、これを水ジャケット
Ｊｅに圧送するようになつている。吸気マニホールドＭ
の水ジャケットＪｍの出口ＪｍＯには、水ジャケット内
の水温が一定値以上になると開弁するサーモスタットＴ
が設けられる。また、吸気マニホールドＭの水ジャケッ
トＪｍからは第１および第２バイパス水路３５１，３５
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。
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、その水ジャケット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
の冷却用電動ファンＦを作動する感温スイッチＳｆｌ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は水ジャケットＪｅの入口
および出口、Ｊｍｉは水ジャケットＪｍの入口を示す。
而して、機関Ｅが低温時に作動されると、サーモスタッ
トＴが閉弁して、吸気マニホールドＭの水ジャケットＪ
ｍ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、先す機関Ｅの水ジャケットＪｅに送られ、
これを通過して吸気マニホールドＭの水ジャケットＪｍ
に移り、それから第１および第２バイパス水路３５１，
３５２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３４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、水ジャケッ
トＪｍの水温が規定値以上に上昇してサーモスタットＴ
が開弁すれば、水ジャケット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３５１，３５２への経路を辿
る。さらに、水ジャケットＪｍの水温が上昇して感温ス
イッチＳｆが閉じれば、電動ファン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ャケット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、上記水ジャケットＪｅ，Ｊｍの
構成を説明する。
先ず機関Ｅの水ジャケットＪｅは、第１図に示すように
、各シリンダ列Ｑ，Ｃ２においてシリンダ２を囲繞する
ようにシリンダブロック１に形成した下部ジャケット３
６と、主、副吸気ボート１０，１１．排気ボート１４お
よび点火栓１６等を囲繞するようにシリンダヘッド３に
形成した上部ジャケット３７とよりなり、両ジャケット
３６，・３７はシリンダブロック１およびシリンダヘッ
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図には示してないが、下部ジャケット３６の下部に
水ジャケットＪｅの前記入口Ｊｅｉが設けられている。
また上部ジャケット３７は、それから再びシリンダブロ
ック１上部に戻る通路３９を介してシリンダブロック水
平面１ａに開口するＪｅＯに連通し、さらにこの出口Ｊ
ｅＯは吸気マニホールドＭの下面に開口する水ジャケッ
トＪｍの入口Ｊ而に直接連通する。したがつて、水ポン
プＰから圧送される水は、先ず下部ジャケット３６に入
り、シリンダ２の周囲を冷却した後、連通孔３８を通つ
て上部ジャケット３７に移り、排気弁１５および点火栓
１６の周囲を冷却すると共に、主、副吸気ボート１０，
１１の周囲を加熱した後、通路３９および出、入口Ｊｅ
Ｏ，Ｊｍｉを順次経て吸気マニホールドＭの水ジャケッ
トＪｅに流入する。第２，３図に示すように、水ジャケ
ットＪｅの出口ＪｅＯおよび水ジャケットＪｍの入口Ｊ
ｍｉ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ック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の水ジャケットＪｍは、第３，５図に示す
ように、前記２次膨脹室２１ｂを挟んで前後方向に延び
る左右一対の上部ジャケット４０と、２次膨脹室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ャケット４０と連通す
る下部ジャケット４１と、主膨脹室２１の後方にあつて
左右の上、下部ジャケット４０，４１とすべて連通する
後部ジャケット４２とよりなり、前記入口Ｊｅｉが上部
ジャケット４０の下面に開口する。
また左右各側の上部および下部ジャケット４０，４１は
、第７図に示すように、主分岐路２４の周囲で連通ジャ
ケット４４を介して互いに連通し、後部ジャケット４２
は、第８図に示すように、排気還流路３０の下流部３０
ｃを囲繞すると共に１次副分配室２２の直下および２次
膨脹室２１ｂの直後を通る環状ジャケット４２ａを備え
ている。第４，８図に示すように、後部ジャケット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ットＴが
装着される。第４図に示すように、前記感温スイッチＳ
ｆｌ及び水温センサＳは上記後部ジャケット４２の水温
を惑知するよう、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３５１，３５２の上流側の各接
続管４７１，４７２が同後端面に突設される。尚、４８
はエアブリーダ取付孔てある。而して、機関Ｅを冷却し
て吸気マニホールドＭの水ジャケットＪｍの各入口Ｊｍ
ｌに流入した温水は左右の上部ジャケット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ャケ
ット４１に流入する。
こうして各ジャケット４０，４１に流入した温水はそれ
ぞれ後部ジャケット４２に向つて流れ、その間に２次膨
脹室２１ｂ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、下部ジャケ
ット４０，４１を流れる冷却水は後部ジャケット４２て
合流し、その際排気還流路３０の上流部３０ａを冷却す
る一方、環状ジャケット４２ａを通して２次膨脹室２１
ｂ後面および１次副分配室２２の下面を加熱し、これら
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
た排ガスは主膨脹室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。尚、本発明
は、上記のように主、副燃焼室を持つたトーチ点火式内
燃機関のみならず、通常型の機関にも適用でき、この場
合吸気マニホールドＭにおいては副導入口２０から副分
岐路２５″に至る経路が不要となる。
以上のように本発明によれば、１次ボア及び２次ボアを
有する複合型気化器の生成混合気を内燃機関の複数の燃
焼室へ分配供給するための吸気マニホールドであつて、
前記１次ボア及び２次ボアに１次導入口及び２次導入口
を介してそれぞれ連通する１次膨脹室と、この１次膨脹
室に通孔を介して連通する２次膨脹室と、この２次膨脹
室から分岐して前記複数の燃焼室にそれぞれ連通する複
数本の分岐路とを備えるので、１次，２次両膨脹室で、
気化器からの混合気に２段に亘る十分な膨脹作用を与え
てその霧化を大いに促進することができ、従つて、たと
え気化器からの各分岐路に至る距離に相違があつても混
合気の各燃焼室への均等分配を図ることができ、また同
時に両膨脹室で各燃焼室の吸気脈動を減衰し得るから、
各燃焼室・相互間の吸気干渉を著しく軽減することがで
きる。
また特に、両膨脹室間を連通する前記通孔は前記導入口
の一方と略同軸線上に配置されるので、該一方の導入口
と通孔との間の流路抵抗が著しく軽減され、機関性能の
向上に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明吸気マニホールドの一実施例を備えたＶ
型６気筒内燃機関の横断正面図、第２図はその吸気マニ
ホールドの平面図、第３図は同底ノ面図、第４図は同背
面図、第５図は第２図の■−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、第１１図は本発明マニホール
ドの別の実施例を示す、第８図と同様の断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ １次ボア及び２次ボアを有する複合型気化器の生成
    混合気を内燃機関の複数の燃焼室へ分配供給するための
    吸気マニホールドであつて、前記１次ボア及び２次ボア
    に１次導入口及び２次導入口を介してそれぞれ連通する
    １次膨脹室と、この１次膨脹室に通孔を介して連通する
    ２次膨脹室と、この２次膨脹室から分岐して前記複数の
    燃焼室にそれぞれ連通する複数本の分岐路とを備え、前
    記通孔は前記導入口の一方と略同軸線上に配置されてな
    る、内燃機関用吸気マニホールド。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記通
    孔の開口端に前記２次膨脹室側に突出する環状突縁を形
    成した、内燃機関用吸気マニホールド。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記１
    次導入口および２次導入口を内燃機関のクランク軸の軸
    線方向に配列した、内燃機関用吸気マニホールド。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記内
    燃機関は２列のシリンダ列をＶ字状に配列したＶ型内燃
    機関であり、前記２次膨脹室を前記両シリンダ列間の中
    央部に配置した、内燃機関用吸気マニホールド。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記通
    孔の開口面積を、前記１次および２次導入口の両開口面
    積の和より大きくした、内燃機関用吸気マニホールド。 ６ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記１
    次膨脹室または２次膨脹室に隣接して、前記内燃機関の
    冷却後の温水を導入する水ジャケットを形成した、内燃
    機関用吸気マニホールド。
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