JPS633400Y2 - - 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のそれぞれをバランスチユーブ
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、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
の圧力を一定にするためにフロート室と大気との
間を連通するベント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、吸気脈動の減衰および気化器間の流量バラ
ンスの保持並び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し、しかもバランス
チユーブで連通した場合の出力の低下をできる限
り小に抑え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一本
のみが、それぞれバランスチユーブにより連通さ
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。そして、分岐ポートを連通
するバランスチユーブは、その通路断面積を、ラ
イザ部を連通するバランスチユーブの通路断面積
より小にされている。この通路断面積の大小はチ
ユーブの内径を大小にしてもよいし、チユーブ内
にオリフイスを設けることにより達成してもよ
い。

このような構造の吸気マニホルドにおいては、
分岐ポート部とライザ部との２ケ所においてバラ
ンスチユーブにより連通されるので、各気化器間
に圧力が十分に伝幡し合つて圧力変動の山と谷と
が互に打ち消し合い脈動が抑制される。また、２
ケ所において連通されるため、１本１本のバラン
スチユーブの通路断面積を小にでき、第１図のよ
うな吸気マニホルドに比べてバランスチユーブを
通つて一方から他方に流れる吸気量が減少し、流
量のアンバランスも抑制される。また、ライザ部
もバランスチユーブにて連通したために、燃料の
異常吹き出し減少が止まる。

一般にバランスチユーブによる連通によつて脈
動を消すと第４図において説明したように出力が
低下するが、本考案では脈動の低下にとくに大き
な効果のある分岐ポート側のバランスチユーブの
通路断面積をライザ部側のバランスチユーブの通
路断面積より小にしたので、分岐ポート部におけ
る脈動の低下は比較的小に抑えられ、出力の低下
が防止されている。したがつて、出力の低下を小
に抑えた状態で、前記脈動防止、流量アンバラン
スの抑制、燃料の異常吹出しの防止の諸効果が達
成される。

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図は本考案の第１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
は互に対称形であり、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
２８，２９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
３０，３１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１１の分岐ポ
ート３２，３３，３４，３５はシリンダヘツド３
６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を構成する部分は一体の鋳造体であ
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は可変ベンチユリ型気化器であ
り、構造自体は公知のものであるが、ベンチユリ
部３９に発生する負圧がサクシヨンピストン４１
の内壁とケース４０で構成されるサクシヨンチヤ
ンバ４８に導びかれ、サクシヨンスプリング４２
とのつりあいにより、サクシヨンピストン４１の
位置、すなわちベンチユリ部３９の開口面積が決
定される。尚サクシヨンピストン４１にはニード
ル４３が固定されており、ニードル半径によつて
燃料量が制御されるようになつている。なお、４
４は可変ベンチユリ気化器のフロート室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、脈動抑制と燃
料の吹出防止上からは大きい方がよいが、一方の
吸気マニホルド２２，２３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
小の方がよく、分岐ポート３２，３３，３４，３
５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。そして、分岐ポート３３，３４を連通するバ
ランスチユーブ４６の通路断面積はライザ部２
６，２７を連通するバランスチユーブ４７の通路
断面積より小さい。第１実施例においては、この
通路側面積の大小は、バランスチユーブ４６，４
７の内径に差をつけることによつて達成されてい
る。

つぎに、上記のように構成された第１実施例の
吸気マニホルドにおる作用について説明する。

まず、吸気はベンチユリ部３９、スロツトルバ
ルブ３８を通つて、吸気マニホルド２２，２３に
至り、吸気マニホルド２２，２３のライザ部２
６，２７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２１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ベンチユリ部３９のサクシヨ
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
は互に対称になつているので、分岐ポート３２，
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３４，３５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３２，３３，３４，３５
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への入力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、バランスチユーブ４７
の通路断面積は第１図に示すようなライザ部のみ
で２つの吸気マニホルドを連通する場合のバラン
スチユーブ１の通路断面積に比べて小さいので、
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
れる量は第１図のような吸気マニホルドに比べて
はるかに小である。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吸気系のエンジン回転数と各
気化器２４，２５の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２４，２５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。しか
も、出力の低下にとくに影響のある分岐ポート３
３，３４を連通するバランスチユーブ４６の通路
造面積がバランスチユーブ４７の通路断面積より
小なので、分岐ポート部における脈動抑制が比較
的小であり、出力の低下が小になる。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４７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。

第９図は本考案の第２実施例に係る吸気マニホ
ルドを示している。本実施例においては、分岐ポ
ートを連通するバランスチユーブ４６とライザ部
を連通するバランスチユーブ４７の通路断面積の
大小をバランスチユーブ４６，４７内にそれぞれ
オリフイス４８，４９を設け、分岐ポートを連通
するバランスチユーブ４６内のオリフイス４８の
開口面積を、ライザ部を連通するバランスチユー
ブ４７内のオリフイス４９の開口面積よりも小に
することによつて達成している。その他の構成、
作用は、第１実施例に準じるので、準じる部分に
第１実施例と同一の符号を付すことにより、その
説明を省略する。

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、しかも分岐ポート側のバ
ランスチユーブの通路断面積をライザ部側の通路
断面積より小にしたので、本考案によるときは、
バランスチユーブ連通のための出力の低下を小に
保つたまま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、通して結果的
には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
図は本考案の第１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、第９図は本考案の
第２実施例に係る吸気マニホルドの一部を断面に
して示した平面図、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……ベンチユリ部、４１……サクシヨン
ピストン、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、４８，４９……オリフイス。

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、さらに前記分岐
   ポートを連通するバランスチユーブの通路断面
   積を前記ライザ部を連通するバランスチユーブ
   の通路断面積より小に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、さらに
   前記分岐ポートを連通するバランスチユーブの
   通路断面積を前記ライザ部を連通するバランス
   チユーブの通路断面積より小にした実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の吸気マニホルド。