JPS633398Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、可変ベンチユリ型多連式気化器を備
えた多気筒内燃機関の吸気マニホルドに関する。

従来の多連式気化器の吸気マニホルドにおいて
は、固定ベンチユリの例ではあるが、アイドル時
の脈動対策のために、第１図に示すように、気化
器の直下の部分がバランスチユーブ１にて連通さ
れることがあつた。すなわち、吸気マニホルド２
内では吸気のタイミングに合わして流速が変化
し、それに応じて圧力が変化して脈動が生じる。
この圧力変動は気化器まで伝わつてくるので、可
変ベンチユリを使用する場合は、可変ベンチユリ
が脈動を受けてばたつこうとする。このばたつき
は、エンジンの回転数が大の領域では、可変ベン
チユリが圧力の変動に追従できないので生じにく
いが、アイドリング時には、圧力の変動の周波数
が小なので追従しばたつき易くなる。このばたつ
きを抑えるためには、脈動を消す必要があるが、
吸気マニホルド２のそれぞれのバランスチユーブ
１にて連通させると、各気筒の圧力変動の位相差
が異なるので、互に圧力が干渉し合つて脈動が消
える方向に作用する。

しかし、多連式気化器の各気化器に接続する吸
気マニホルドを連通するバランスチユーブ１は、
脈動抑止には効果があるものの、従来、気化器直
下の部分に設けられていたので、気化器を通つた
直後の吸気が一方の気化器に接続する吸気マニホ
ルドから他方の気化器に接続する吸気マニホルド
に流れこみ、気化器間の流量のアンバランスが生
じるという問題があつた。とくにスロツトルバル
ブ全開時には、第２図に示す如く、それぞれの気
化器を通る吸気量Ａ，Ｂに高速域においてアンバ
ランスが生じ、吸気量の減少とそれによる出力低
下、および空燃比が出力空燃比からずれることに
よる出力低下を招くという問題があつた。

なお、ダウンドラフト可変ベンチユリ型多連式
気化器ではないが、第３図に示すようにサイドド
ラフト式気化器に接続された吸気マニホルドの各
分岐ポート３をバランスチユーブ４にて連通する
ものもあるが、このように全分岐ポート３を連結
した場合は、脈動の抑制効果は大きいが、第４図
に示すように、バランスチユーブで連通しない場
合のトルク曲線αに比べて、連通した場合（トル
ク曲線β）は、トルク、出力が約５％以上も低下
するという問題があつた。

このように、従来の吸気マニホルドでは、脈動
の抑制と出力の維持とが両立しなかつたのであ
り、その解決が望まれていた。

この目的を解決するために、本実用新案登録出
願人により、第５図に示したような、可変ベンチ
ユリ型気化器に接続した多気筒エンジンの吸気マ
ニホルドであつて、各々の気化器５，６に接続す
る複数の分岐ポート７，８、および分岐ポート
９，１０のうちの何れか１本の分岐ポート８，９
を互にバランスチユーブ１１にて連通した吸気マ
ニホルドが本実用新案登録出願より前に提案され
ている。

このような構造をとつた場合には、脈動が抑制
されるとともに、各気化器５，６を流れる吸気量
がバランスされる。そのために可変ベンチユリの
アイドリング時のばたつきが抑制されて性能が安
定化するとともに、吸気量のバランスにより吸入
空気量の維持、出力空燃比の維持、気筒間の均一
な混合気分配がはかられ、高負荷域においてもエ
ンジン出力が良好に維持されるという効果が得ら
れる。

しかし、第５図に示したような吸気マニホルド
においては、ある条件、たとえば高負荷、高回転
のある条件になると急に気化器から燃料が吹出て
きて空燃比が10以下にもなり、過濃混合気になる
という問題があることが、試験を重ねるうちに判
明した。この燃料の急激な吹出しは、通常の燃料
の供給口とは異なる、すなわち燃料供給口用では
ない他の機能の穴、たとえば気化器のフロート室
４５の圧力を一定にするためにフロート室４５と
大気との間を連通するベント４４、を通して燃料
が吸気通路に吹出してくるために生じる現象であ
る。しかもこの現象はオン、オフ的に起り、まつ
たく起らないか、ある条件になつて一たん起ると
多量の燃料が急に吹出すということが試験により
判明した。すなわち、この現象は起るか起らない
かの何れかであり、一たん起ると、吹出し量が次
第に増えるというものではなく、多量の燃料が吸
気通路内に吹き出て混合気を過濃にし正常な運転
の維持を不可能にする。

すなわち、第５図のような吸気マニホルドにお
いては、脈動の低減と流量バランスの維持という
従来相反すると考えられていた２つの事項が両立
されるにかかわらず、ある条件下で急激な燃料吹
出しによる混合気の過濃化のおそれがあるという
問題があつた。

本考案は、可変ベンチユリ型多連式気化器にお
いて、バランスチユーブ構造により吸気脈動の減
衰と気化器間の流量バランスの保持を達成すると
ともに、高負荷域における急激な燃料の吹出しの
おそれを完全に除去することを目的とするもので
ある。

この目的を達成するために、本考案の可変ベン
チユリ型多連式気化器に接続した多気筒エンジン
の吸気マニホルドにおいては、各々の気化器に接
続する複数の分岐ポートのうちの何れか１本の分
岐ポートが、互にバランスチユーブにて連通され
るとともに、各々の気化器に接続する吸気マニホ
ルドのライザ部が、もうひとつのバランスチユー
ブにて連通されている。すなわち、分岐ポート
は、全分岐ポートが連通されるのではなく、それ
ぞれの気化器に受持たれる分岐ポートのうちの一
本のみが、それぞれ連通されており、かつ各気化
器に接続された吸気マニホルドは分岐ポートとラ
イザ部との２ケ所において互に連通されている。

このような構造の吸気マニホルドでは、バラン
スチユーブを通してそれぞれの気化器に接続する
吸気マニホルド内の圧力が伝幡し合つて圧力変動
のピークが打ち消され、吸気の脈動が、すべての
吸気ポートをバランスチユーブで連通したと同程
度に良好に抑制される。

また、分岐ポートとライザ部との両方において
バランスチユーブにて連通されるので、脈動を抑
制するに必要なバランスチユーブの必要な断面積
を各々のバランスチユーブに振分けることがで
き、ライザ部を連通するバランスチユーブの通路
断面積を小にできる。そのため、ライザ部を連通
するバランスチユーブに多量の混合ガスが流れる
ことによつて生じる気化器間の流量のアンバラン
スが抑制される。なお、分岐ポートを連通するバ
ランスチユーブは、各気化器によつて受持たれる
分岐ポートのうちの１本のみが互に連通されるこ
と、および分岐ポートを流れる吸気は本構成を有
していてバランスチユーブ内に流れ込みにくいこ
と、等の理由により本質的に多量の吸気を流すも
のではないので、化器間の流量のアンバランスを
生成しにくい。したがつて気化器を流れる流量は
バランスされ、吸入空気量の増大、混合気分配の
均一化がはかられ、エンジン出力の向上がはから
れる。さらに、重要なことには、分岐ポートのみ
ならずライザ部をもバランスチユーブによつて連
通することにより、燃料のベント等からの吹出し
現象が生じなくなる。このため、高負荷域におけ
る混合気の過濃化が防止され、正常な運転を接続
することができる。

以下に、本考案の吸気マニホルドの望ましい実
施例を図面を参照して説明する。

第６図および第７図は本考案の一実施例に係る
吸気マニホルドを示している。図はダウンドラフ
ト可変ベンチユリ型２連式気化器を備えた４気筒
エンジンの吸気マニホルドを例にとつて示してい
る。図中２１は吸気マニホルドの全体を示してお
り、２２，２３は２連式気化器のそれぞれの気化
器２４，２５に接続される吸気マニホルドの構成
部分を示している。吸気マニホルド２２，２３は
互に同一形であり、ダウンドラフト式可変ベンチ
ユリ型気化器２４，２５の直下に位置して気化器
２４，２５からの流れをエンジン側に直角に変え
るライザ部２６，２７と、ライザ部２６，２７か
らエンジン側に向つてほぼ水平に延びる集合部２
８，２９と、集合部２８，２９の流れをそれぞれ
の気筒に分岐する分岐部３０，３１と、分岐部３
０，３１から下流側に互に独立に各気筒に向つて
延びる分岐ポート３２，３３，３４，３５とから
構成されている。吸気マニホルド２１の分岐ポー
ト３２，３３，３４，３５はシリンダヘツド３６
に形成されたそれぞれの吸気ポート３７に接続さ
れ、吸気弁を経てそれぞれ＃１気筒、＃２気筒、
＃３気筒、＃４気筒に接続される。

吸気マニホルド２１の分岐ポート３２，３３，
３４，３５のうち分岐ポート３２，３３は、気化
器２４によつて吸気、燃料供給の大部分を受持た
れ、分岐ポート３４，３５は気化器２５によつて
吸気、燃料供給の大部分を受持たれる。分岐ポー
ト３２，３３は分岐部３０から分かれて下流にい
くに従い互に離れるように拡がり、そこからエン
ジン側に向かう方向に湾曲して互に平行に延び、
シリンダヘツド３６の吸気ポート３７へと連通し
ている。同様に、分岐ポート３４，３５は分岐部
３１から分れて下流にいくに従い互に離れるよう
に拡がり、そこからエンジン側に向う方向に湾曲
して互に平行に延び、シリンダヘツド３６の吸気
ポート３７へと連通している。分岐ポート３２，
３３，３４，３５部を構成する部分と、ライザ部
２６，２７を構成する部分とは、一体の鋳造体で
構成される。

ライザ部２６，２７から上方には気化器２４，
２５のそれぞれのスロツトルバルブ３８がある。
気化器２４，２５は可変ベンチユリー型気化器を
示してあり、構造自体は公知のものであるがベン
チユリー部３９は気化器ボデイとサクシヨンピス
トン４１にて構成される。ベンチユリー開口面積
はベンチユリ負圧をケース４０で構成されるサク
シヨンチヤンバに導びくことにより、サクシヨン
スプリング４２とのバランスによつて決定され
る。燃料量は、サクシヨンピストン４１に固定さ
れたニードル４３により吸入空気量に応じて制御
される。なお、４４はフロート室４５を大気に連
通してフロート室４５の圧力を一定にするための
ベントである。

２連式気化器に接続される吸気マニホルド２１
のうち、それぞれの気化器２４，２５に接続する
複数の分岐ポートのうちの何れか１本の分岐ポー
ト、すなわち気化器２４に接続する分岐ポート３
２，３３のうちの何れか１本の分岐ポート（図示
例では＃２気筒に接続する分岐ポート３３）と、
気化器２５に接続する分岐ポート３４，３５のう
ちの何れか１本の分岐ポート（図示例では＃３気
筒に接続する分岐ポート３４）とは、互にバラン
スチユーブ４６によつて連通されている。バラン
スチユーブ４６は分岐ポート３３，３４の側壁の
間に設けられて水平方向に直線状に延びている。
バランスチユーブ４６は、各々の気化器２４，２
５に接続する分岐ポート、すなわち気化器２４に
接続する分岐ポート３２，３３および気化器２５
に接続する分岐ポート３４，３５のうちのそれぞ
れ１本のみの分岐ポート３３，３４を互に連通し
ており、全分岐ポート３２，３３，３４，３５を
連通するものではない。

また、各々の気化器２４，２５に接続する吸気
マニホルド２２，２３は、それぞれのライザ部２
６，２７においても、もうひとつのバランスチユ
ーブ４７により連通されている。該もうひとつの
バランスチユーブ４７はライザ部２６，２７の側
壁を貫通して水平方向に延びている。したがつて
吸気マニホルド２２，２３は気化器２４，２５の
直下の部分においてバランスチユーブ４７により
連通され、気化器２４，２５の直下の部分からエ
ンジン側に離れた部分においてバランスチユーブ
４６により連通される。

バランスチユーブ４６の通路断面積とバランス
チユーブ４７の通路断面積の和は、脈動抑制上か
らは大きい方がよいが、一方の吸気マニホルド２
２，２３から他方の吸気マニホルド２３，２２に
流入する流量を抑えるためにはある程度小さく、
特にバランスチユーブ４７の通路断面積は小の方
がよい。そこでバランスチユーブ４６の通路断面
積とバランスチユーブ４７の通路断面積の和は分
岐ポート３２，３３，３４，３５の何れか１本の
通路断面積以下程度に設定される。そして、この
必要通路断面積がバランスチユーブ４６とバラン
スチユーブ４７に振り分けられるので、ライザ部
２６，２７を連通するバランスチユーブ４７の通
路断面積は第１図に示したようなライザ部のみを
連通するバランスチユーブ１の通路断面積よりは
るかに小さく、バランスチユーブの1/2以下程度
に設定されている。

つぎに、上記のように構成された実施例の吸気
マニホルドにおける作用について説明する。

まず、吸気は可変ベンチユリ部３９、スロツト
ルバルブ３８を通つて、吸気マニホルド２２，２
３に至り、吸気マニホルド２２，２３のライザ部
２６，２７でエンジン方向に流れの向きを変え、
集合部２８，２９を通つて分岐部３０，３１に至
り、分岐部３０，３１で流れが各気筒に分割さ
れ、分岐ポート３２，３３，３４，３５を通つて
それぞれ＃１気筒、＃２気筒、＃３気筒、＃４気
筒へと流れる。このとき、＃１気筒、＃２気筒、
＃３気筒、＃４気筒には、吸気タイミングに合わ
せて互に位相の異なる吸気圧力変動すなわち脈動
が生じている。

この脈動は、バランスチユーブ４６とバランス
チユーブ４７を介して、それぞれの気化器２４，
２５に接続する吸気マニホルド２２，２３間を伝
わることができ、互に位相の異なる圧力変動は、
圧力変動の山と谷とが重なり合つて互に打ち消し
合うので、脈動は抑制される。圧力変動の伝幡は
バランスチユーブ４６およびバランスチユーブ４
７を介しての圧力波の伝幡によつて行なわれ、圧
力波さえ伝幡できる連通路があれば、実際の吸気
のバランスチユーブ４６，４７内の流れを伴なわ
ずして一瞬にして伝幡できるので、＃２気筒、
＃３気筒の分岐ポート３３，３４とライザ部２
６，２７とのみをそれぞれバランスチユーブ４
６、バランスチユーブ４７にて連通しておけば、
全吸気ポート内が連通できて効果的に脈動は抑制
される。ここでは＃１、＃４気筒に接続する分岐
ポート３２，３５内の脈動も、＃２気筒、＃３気
筒に接続する分岐ポート３３，３４およびバラン
スチユーブ４６，４７を介して一瞬に効果的に干
渉し合つて、抑制される。したがつて可変ベンチ
ユリ部３９に伝わる脈動が抑制され、アイドリン
グ時に生じやすいサクシヨンピストン４１のばた
つきが抑えられ、性能が良好に維持される。

一方、流量のバランスの観点から見ると、＃１
気筒、＃２気筒に接続する分岐ポート３２，３３
はほぼ互に対称になつているので、分岐ポート３
２，３３を流れる混合気の流量はほぼ均等になろ
うとする。また同様の理由で分岐ポート３４，３
５を流れる混合気の流量はほぼ均等になろうとす
る。これをバランスチユーブ４６，４７にて連通
することにより分岐ポート３２，３３，３４，３
５間、したがつて気化器２４，２５間の流量バラ
ンスがくずれようとする。

しかし、このうち分岐ポート３３，３４を連通
するバランスチユーブ４６に関しては、スロツト
ルバルブ３８の全開時における大流量の吸気流れ
は分岐ポート３３，３４内でそのまま流れ方向に
流れ続けようとする方向性をもつており、バラン
スチユーブ４６内に流れようとはしない。すなわ
ちバランスチユーブ４６を通つて一方の気化器２
４の分岐ポート３３から他方の気化器２５の分岐
ポート３４に流れるためには、バランスチユーブ
４６への入口で流れの向きを変えなければならな
いが、分岐ポート３３，３４内の流れは既に方向
性をもつているので、バランスチユーブ４６内へ
流れようとはし難い。

また、もうひとつのバランスチユーブ４７、す
なわちライザ部２６，２７を連通するバランスチ
ユーブ４７に関しては、ライザ部２６，２７の底
壁面に突当つて流れの向きを変えた吸気はバラン
スチユーブ４７内にも流れ込むから、他の気化器
側の吸気マニホルド内にバランスチユーブ４７を
通つて流れようとするが、前記の如くバランスチ
ユーブ４７の通路断面積は小さいので、流れ抵抗
が大となり、実際にはバランスチユーブ４７を通
つて他の気化器側の吸気マニホルドに流れる量は
小である。

これを第１図に示した先行例と比較すると、第
１図の装置ではライザ部にバランスチユーブ１が
設けられており、そのバランスチユーブ１の通路
断面積は大きいので、気化器からライザ部に突き
当つて横方向のあらゆる方向に流れを変える吸気
は容易にバランスチユーブ１内に流入しかつ流れ
抵抗の小さいバランスチユーブ１を通つて、容易
に他の気化器側の吸気マニホルドに流入でき、各
気化器間の流入のバランスがくずれやすい。これ
に対し、本考案実施例のように分岐ポート３３，
３４にバランスチユーブ４６が設けてあり、ライ
ザ部２６，２７を連通スルバランスチユーブ４７
の通路断面積を小さくしたものいおいては、吸気
が他の気筒の吸気マニホルドに流入し難く、各気
化器バランスもくずれ難い。したがつて、従来問
題となつている気化器間の流量のアンバランスが
抑制される。

第８図は本考案実施例における吸気マニホルド
を取付けたエンジンのエンジン回転数と各気化器
２４，２５の吸気流量との関係を示している。同
図と第２図との比較から分かるように、本考案で
は高負荷回転領域に至る迄流量のアンバランスが
生じ難く、たとえアンバランスが生じても僅かで
ある。

分岐ポート３２，３３，３４，３５を流れる各
流量が安定してバランスされると、気筒への吸入
吸気量も大となり、したがつてエンジン出力も高
くなる。また、各気化器１４，１５を流れる吸気
流量も安定するので、空燃比も出力空燃比に保ち
易く、出力の低下防止がはかられ、かつ混合気の
過度のリツチ化、リーン化が抑制されて排気ガス
対策上も有利となる。

なお、バランスチユーブ４６によつて分岐ポー
ト３３，３４を連通し、かつバランスチユーブ４
７によつてライザ部２６，２７を連通しても、第
３図の例の如く全分岐ポートを連通した場合に比
べて、出力の低下を抑えることができる。第４図
に本考案のトルク曲線γが示されているが、トル
ク曲線γは分岐ポートを連通しない場合のトルク
曲線αに近い。

つぎに、燃料の吹出防止作用についてである
が、第５図に示した既に提案した吸気マニホルド
においては、前記の如く高負荷域においてある条
件下で急に燃料が正規の燃料供給口以外のベント
から吹出すおそれがあつたが、本考案実施例のよ
うにライザ部２６，２７をもバランスチユーブ４
７にて連通した場合は、高負荷領域において種々
条件を変えて試験した結果、前記の燃料の異常吹
出しは全たく起きないことが判明した。この現象
は前記の如くオンオフ現象であつて、起きるか起
きないかの何れかであり、程度の大小ではなく、
起きない場合はまつたく起きない現象であること
も判明した。したがつて燃料の異常吹出しによる
空燃比（Ａ／Ｆ）の異常低下とそれに伴なう正常
な運転継続不能の事態も生じない。このように、
バランスチユーブ４７は、ベント４４等からの燃
料の異常吹出しを阻止する作用を果たすが、通路
断面積が第１図のものに比べて小さいので、流量
のアンバランスを起すこともない。

以上の説明から明らかなように、本考案の吸気
マニホルドにおいては、各気化器の受けもつ吸気
マニホルドの分岐ポートのそれぞれ１本の分岐ポ
ートをバランスチユーブにて連通するとともに各
吸気マニホルドのライザ部をもうひとつのバラン
スチユーブにて連通したので、本考案によるとき
は、アイドリング時の脈動の低減とスロツトルバ
ルブ全開時の流量のアンバランスの抑制を同時に
はかることができ、それを、通してエンジンの出
力の向上をはかることができ、しかも、燃料の異
常吹出しのおそれも全く除去できるという効果が
得られる。

なお、上記説明においては、ダウンドラフト式
気化器に接続される吸気マニホルドを例にとつた
が、サイドドラフト式気化器に接続される吸気マ
ニホルドであつてもよく、また４気筒用吸気マニ
ホルドに限らず２連式気化器の各気化器に３本の
分岐ポートが接続される６気筒用吸気マニホルド
であつてもよく、さらに２連式以外の多連式気化
器であつてもよくこれらは本考案の技術的思想に
含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術としての、固定ベンチユリ型
多連式気化器のバランスチユーブ付吸気マニホル
ドの平面図、第２図は第１図の多連式気化器のバ
ランスチユーブ付吸気マニホルドにおけるエンジ
ン回転数と各気化器の吸気流量との特性図、第３
図は全吸気ポートをバランスチユーブにて連通し
た場合の断面図、第４図はバランスチユーブを設
けた場合と設けない場合との比較を示すエンジン
回転数とトルクとの特性図、第５図は本出願人が
先に提案した吸気ポートをバランスチユーブにて
連通するタイプの吸気マニホルドの平面図、第６
図は本考案の一実施例に係る吸気マニホルドの平
面図、第７図は第６図の吸気マニホルドとその近
傍の断面図、第８図は第６図の吸気マニホルドを
取付けたエンジン吸気系のエンジン回転数と各気
化器の吸気流量との特性図、である。 ２１……吸気マニホルド（全体）、２２，２３
……各気化器に接続される吸気マニホルド（部
分）、２４，２５……気化器、２６，２７……ラ
イザ部、２８，２９……集合部、３０，３１……
分岐部、３２，３３，３４，３５……分岐ポー
ト、３６……シリンダヘツド、３７……シリンダ
ヘツドの吸気ポート、３８……スロツトルバル
ブ、３９……可変ベンチユリ部、４１……分岐
部、４４……ベント、４６……バランスチユー
ブ、４７……もうひとつのバランスチユーブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 可変ベンチユリ型多連式気化器に接続した多
   気筒エンジンの吸気マニホルドにおいて、各々
   の気化器に接続する複数の分岐ポートのうちの
   何れか１本の分岐ポートを互にバランスチユー
   ブにて連通するとともに、各々の気化器に接続
   する吸気マニホルドのライザ部をもうひとつの
   バランスチユーブにて連通したことを特徴とす
   る吸気マニホルド。 (2) ダウンドラフト可変ベンチユリ型２連式気化
   器に接続した４気筒エンジン用の吸気マニホル
   ドにおいて、＃２気筒に接続する分岐ポートと
   ＃３気筒に接続する分岐ポートとを互にバラン
   スチユーブにて連通するとともに、各々の気化
   器に接続する吸気マニホルドのライザ部をもう
   ひとつのバランスチユーブにて連通した実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の吸気マニホル
   ド。