JP3786098B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気装置、特に、二次添加ガスを供給するためのガス通路が形成されたエンジンの吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブローバイガスやEGRガスなどの二次添加ガスをエンジンの吸気に環流する場合、一般に、吸気マニホールドのコレクタから導入することが行われているが、多気筒エンジンであると、各気筒に二次添加ガスを均一に分配することが難しく、また、二次添加ガスを導入する位置が各気筒から遠く離れていることから二次添加ガスの制御応答性を上げることが難しい。
【0003】
そのため、特許文献1及び2に示されるように、吸気マニホールドの吸気ブランチ管の下流側位置から、各気筒ごとに二次添加ガスを導入する試みがなされている。つまり、特許文献1には、吸気マニホールドをエンジン本体に取り付けるための取付フランジに、ブローバイガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。特許文献2には、吸気マニホールドとエンジン本体との間にスペーサを介在させて、このスペーサにEGRガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。
【0004】
【特許文献1】
実開平5−30412号公報(第7−8頁、第3図)
【0005】
【特許文献2】
特開2000−8968号公報(第4−5頁、第6−7図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射弁から噴射された燃料が壁流となって吸気ポートに付着することを抑え、また、混合気形成の制御性を高めるために、燃料噴射弁の取付位置を吸気マニホールドの取付フランジから下流側に移動して、燃料噴射装弁をシリンダヘッドに対して直接取り付けることが行われている。
【0007】
しかしながら、特許文献1のようにして、各気筒毎に二次添加ガスを供給しようとすると、吸気マニホールドの取付フランジが大型化するため、燃料噴射弁をシリンダヘッドに対して直接取り付けることが困難となる。
【0008】
すなわち、特許文献1では、吸気マニホールドのエンジン本体への取付フランジの上側部分に、二次添加ガスを供給するためのガス通路をトーナメント式に形成するため、吸気マニホールドの取付フランジが上側方向に拡大し、エンジン本体の合わせ面も上側方向に拡大する。そのため、燃料噴射弁の取付位置や取付角度は混合気形成の制約を受けるため、大型化した合わせ面が阻害要因となって、燃料噴射弁をエンジン本体(シリンダヘッド)に対して直接取り付けることが困難となる。
また、吸気マニホールドの取付フランジの大型化に伴って、エンジン本体側の合わせ面も基準面に対して大きくなるので、エンジン本体が肉厚になる傾向にある。この場合、例えば、エンジン本体が鋳造される際に、引け巣や密度のバラツキなどが生じるなど、鋳造性が悪くなることがある。
【0009】
本発明の目的は、各気筒に二次添加ガスを供給する場合でも、燃料噴射弁をエンジン本体に対して直接取り付けることができ、エンジン本体が肉厚になることを抑制できるエンジンの吸気装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの吸気装置は、吸気マニホールドとスペーサとを備える。吸気マニホールドは、複数の気筒に吸気を導入するための複数の吸気通路を形成する。スペーサは、吸気マニホールドとエンジン本体との間に装着される。エンジン本体には、燃料噴射装置が装着される。スペーサには、第1合わせ面と第2合わせ面とガス通路とが形成される。第1合わせ面は、吸気マニホールドへ向く。第2合わせ面は、エンジン本体へ向く。ガス通路は、複数の吸気通路に対して形成される。ガス通路は、第1合わせ面から第2合わせ面へ向かうと共に第2合わせ面付近で二次添加ガスを各吸気通路に供給する。ガス通路は、第1通路部を有する。第1通路部は、第1合わせ面において各吸気通路を横断しかつ各吸気通路に近づくように分岐して形成される。燃料噴射装置は、エンジン本体に形成された吸気ポートの上方でエンジン本体に装着される。スペーサの上面は、少なくとも燃料噴射装置に向く部分が第1合わせ面から第2合わせ面に向かって下方に傾斜している。
【0011】
このエンジンの吸気装置では、エンジン本体に、燃料噴射装置が装着される。スペーサには、第1合わせ面と第2合わせ面とガス通路とが形成される。ガス通路は、第1合わせ面から第2合わせ面へ向かうと共に第2合わせ面付近で二次添加ガスを各吸気通路に供給する。これにより、各吸気通路を介して、各気筒に二次添加ガスを供給することができる。
また、ガス通路は、第1通路部を有する。第1通路部は、第1合わせ面において各吸気通路を横断しかつ各吸気通路に近づくように分岐して形成される。これにより、第2合わせ面の面積を第1合わせ面の面積より小さくすることができる。
さらに、燃料噴射装置は、エンジン本体に形成された吸気ポートの上方でエンジン本体に装着される。スペーサの上面は、少なくとも燃料噴射装置に向く部分が第1合わせ面から第2合わせ面に向かって下方に傾斜している。これらにより、燃料噴射装置をエンジン本体に直接取り付けることができる。
【0012】
【発明の効果】
本発明に係るエンジンの吸気装置では、各気筒に二次添加ガスを供給することができ、第2合わせ面の面積を第1合わせ面の面積より小さくすることができ、燃料噴射装置をエンジン本体に直接取り付けることができる。このため、各気筒に二次添加ガスを供給する場合でも、燃料噴射装置をエンジン本体に対して直接取り付けることができ、エンジン本体が肉厚になることを抑制できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(1)第1実施形態
(1−1)構成
図1は、本発明の第1実施形態に係るエンジンの吸気装置1の断面図である。図2は、図1のII−IIから見たスペーサの側面図である。図3は、図1のIII−IIIから見たスペーサの側面図である。ここでは、複数気筒を有するエンジン本体4に装着される吸気装置1を例にとっている。
【0014】
この吸気装置1は、吸気マニホールド2と、吸気マニホールド2とエンジン本体4との間に配置されるスペーサ3とを備えている。吸気マニホールド2は、吸気ブランチ部6とその上流側に配置されるコレクタ5とから大略構成される。コレクタ5及び吸気ブランチ部6の内部には吸気通路7が形成されており、吸気ブランチ部6の下流側端部にはスペーサ3に取り付けるための取付フランジ8が形成されている。エンジン本体4には、各気筒ごとに燃焼室に連通する吸気ポート9が形成されており、各吸気ポート9の上方には吸気ポート9に燃料を噴射するための燃料噴射装置10が装着されている。
【0015】
スペーサ3は、対向する側に第1合わせ面11と第2合わせ面12とを有しており、第1合わせ面11において吸気マニホールド2が装着され、第2合わせ面12においてエンジン本体4(シリンダヘッド)に装着される。また、スペーサ3は、各気筒ごとに吸気通路13を有しており、吸気通路13が吸気通路7と吸気ポート9とを連絡する。また、吸気通路13には吸気制御用部材としてのバルブ14が装着されている。スペーサ3の上面には、図1乃至図3に示すように、各吸気通路13の上方の部分で、すなわち各気筒が配列された方向において部分的に傾斜部16が形成されている。傾斜部16は、第1合わせ面11から第2合わせ面12に向かって下方に傾斜している。これにより、傾斜部16の位置では、第2合わせ面12が第1合わせ面11よりも小さくなっている。なお、傾斜部16は、スペーサ3の上面のエンジン本体4側の略半分の領域において形成され、取付フランジ8側の略半分は平坦に形成されている。また、傾斜部16に対応して、エンジン本体4の吸気ポート9の上方には凹部4aが形成されており、吸気ポート9の上方は肉薄になっている。燃料噴射装置10は、シリンダヘッドに対して直接取り付けられ、燃料の噴射側がエンジン本体4の凹部4aを貫通して吸気ポート9に向かい且つ燃料の導入側が傾斜部16の上方になるように配置されている。なお、スペーサ3の各吸気通路13の上方部分に傾斜部16を設ける代わりに、この部分を凹部としても良い。
【0016】
スペーサ3の傾斜部16が形成された部分において、吸気通路13の上方にガス通路17が形成されている。ガス通路17は、第1通路部17a、第2通路部17b、第3通路部17cから構成される。第1通路部17aは、図3に示すように、第1合わせ面11において各吸気通路13を横断し且つ各吸気通路13の上方で下方に向かって分岐する溝により形成される。第2通路部17bは、図2及び図3に示すように、第1合わせ面11において第1通路部17aに連通し、吸気通路13に沿って下流側に延びて第2合わせ面12に貫通する貫通孔によって形成されている。第3通路部17cは、図2に示すように、第2合わせ面12において第2通路部17bを吸気通路13に連絡する溝により形成される。二次添加ガスは、第1通路部17aから各吸気通路13に沿って形成された第2通路部17bに分配され、第2通路部17bにより第2合わせ面12まで導かれ、第3通路部17cから吸気通路13に供給される。
【0017】
(1−2)作用効果
この吸気装置1では、スペーサ3の第1合わせ面11側の肉厚部を利用して二次添加ガスを上から下に下流側に導くガス通路17を形成するとともに、各吸気通路13に対応する部分で第2合わせ面12を第1合わせ面11よりも小さく形成することにより、第2合わせ面12と対向するエンジン本体4の一部を肉薄にでき、エンジン本体4の鋳造の際に欠陥等が発生するのを抑制できる。
【0018】
また、エンジン本体4の肉薄に形成された凹部4aにおいて、この凹部4aを貫通させて吸気ポート9に向かうように燃料噴射装置40を挿入することができ、スペーサ3の第2合わせ面12側が低く形成されていることと併せて、燃料噴射装置40を適切な位置に配置することができる。
【0019】
また、スペーサ3を樹脂等の軽量な材質で形成すれば、吸気装置1の重量増大を抑えることができる。
【0020】
また、二次添加ガスはガス通路17を下方向又は水平方向に流通するので、ガス通路17内に凝縮水や固形物が堆積するのを防止できる。
【0021】
また、バルブ14の下流側に二次添加ガスを供給するので、バルブ14の汚染を抑制できる。
【0022】
また、ガス通路17をスペーサ3内部に形成するので、吸気装置1の小型化を図れる。
【0023】
また、スペーサ3の内部であれば二次添加ガスを取り出すことができるので二次添加ガスの吹き出し位置の自由度が高い。
(2)第2実施形態
(2−1)構成
図4は、本発明の第2実施形態に係る吸気装置1の断面図である。図5は、図4のV−Vから見たスペーサ3の側面図である。図6は、図4のVI−VIから見たスペーサ3の側面図である。第1実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
【0024】
本実施形態に係る吸気マニホールド2では、吸気マニホールド2に形成されたインロー凸部18がスペーサ3に嵌合されてガス通路17が形成される。
【0025】
吸気マニホールド2の吸気ブランチ部6の下流側端面には、インロー凸部18が吸気通路7の外周全周に渡って突出して形成されている。インロー凸部18の下流側端面において、その部分には、図5に示すように所定幅の溝17cが上下方向に形成されている。インロー凸部18の吸気通路7内にはバルブ14が装着される。スペーサ3には、インロー凸部18の外形に一致する貫通孔19が内部に形成されており、貫通孔19の上部内周には図4乃至図6に示すように第1通路部17aに連通し、第1合わせ面11から第2合わせ面12に貫通する溝17bが形成されている。インロー凸部18が貫通孔19に嵌合されると、貫通孔19内周の溝17bがインロー凸部18の外周壁と共に第2通路部17bを構成し、インロー凸部18の下流側端面の溝17cが第2通路部17bを吸気通路7に連絡する第3通路部17cを構成する。
【0026】
なお、インロー凸部18を全気筒に設けても良いし、インロー凸部18を一部の気筒のみに設け、他の気筒は第1実施形態の構成としても良い。また、上記では、スペーサ3の貫通孔19の内周壁に溝17bを形成したが、インロー凸部18の外周壁に溝を形成して第2通路部17bを形成しても良い。
【0027】
(2−2)作用効果
この吸気装置1では、インロー凸部18の吸気通路7を吸気ポート9に直接連絡するので、スペーサ3の部分で吸気通路7に段差が生じるのを防止できる。
【0028】
また、インロー凸部18を形成した場合にも、第1実施形態と同様のガス通路17を形成することができる。
(3)第3実施形態
(3−1)構成
図7は、本発明の第3実施形態に係る吸気装置1の断面図である。図8は、図7のVIII−VIIIから見たスペーサ3の側面図である。図9は、図7のIX−IXから見たスペーサ3の側面図である。第1実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
【0029】
本実施形態では、スペーサ3に形成されたインロー凸部20が吸気マニホールド2に嵌合される。より詳しくは、図7及び図9に示すように、スペーサ3の第1合わせ面11には、吸気通路13の外周全体に渡ってインロー凸部20が突出して形成されている。また、バルブ14がスペーサ3の吸気通路13内に配置される。吸気マニホールド2の吸気ブランチ部6の下流側端面には吸気通路7の外周全周に渡って、インロー凸部20の外形に合致するインロー凹部21が形成されている。このインロー凸部20がインロー凹部21に嵌合されると、吸気通路7と吸気通路13とが連絡される。なお、インロー凸部20及びインロー凹部21は、各気筒ごとに設けても良いし、一部の気筒に対応して設けても良い。
【0030】
(3−2)作用効果
この吸気装置1では、インロー凸部20及びインロー凹部21により、吸気通路7と吸気通路13とを段差なく接続することができる。
(4)第4実施形態
(4−1)構成
図10は、本発明の第4実施形態に係る吸気装置1の断面図である。図11は、図10のXI−XIから見たスペーサ3の側面図である。図12は、図10のXII−XIIから見たスペーサ3の側面図である。図13は、取付ブロック22を下流側から見た図(a)及び上流側から見た図(b)である。第1実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下第1実施形態と異なる点について説明する。
【0031】
本実施形態では、バルブ14を装着する取付ブロック22がスペーサ3に嵌合されてガス通路17が形成されると共に、取付ブロック22のスペーサ3から突出した部分が吸気マニホールド2に嵌合される。
【0032】
取付ブロック22は、スペーサ3の幅よりも長目に形成されており、図13に示すように略円筒状部材であり、吸気通路23を内部に有し、吸気通路23内にはバルブ14が装着される。また、取付ブロック22の下流側端面には外周壁から吸気通路23に貫通する溝17cが形成されている。スペーサ3には、取付ブロック22の外形に合致する貫通孔19が内部に形成されており、貫通孔19の内周面上部には、図10乃至図12に示すように第1通路部17aに連通して第1合わせ面11から第2合わせ面12に貫通する溝17bが形成されている。吸気マニホールド2の下流側端面には、吸気通路7の外周全周に渡って凹部24が形成されている。
【0033】
取付ブロック22は、下流側端面がエンジン本体4に当接されるようにスペーサ3の貫通孔19に嵌合され、上流側が吸気マニホールド2の凹部24に嵌合される。取付ブロック22がスペーサ3の貫通孔19に嵌合されると、吸気通路23が吸気ポート9に連絡されるとともに、溝17bと取付ブロック22の外周壁とが第2通路部17bを構成し、取付ブロック22の下流側端面に形成された溝17cが第2通路部17bを吸気通路23に連絡する第3通路部17cを構成する。一方、取付ブロック22が吸気マニホールド2の凹部24に嵌合されると、吸気マニホールド2の吸気通路7が取付ブロック22の吸気通路23に連絡される。取付ブロック22の装着時の位置は、バルブ14によって位置決めされ、第2通路部17b及び第3通路部17cの位置が一致する。
【0034】
なお、上記では、スペーサ3の貫通孔19の内周面に溝17bを形成したが、取付ブロック22の外周壁に溝を形成して第2通路部17bを構成しても良い。
【0035】
(4−2)作用効果
この吸気装置1では、バルブ14を装着する取付ブロック22を吸気通路の途中に配置する場合でも、第1実施形態と同様のガス通路17を形成することができる。
【0036】
また、取付ブロック22及び凹部24がインローの役割を果たし、吸気通路7と吸気通路23とを段差なく接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る吸気装置1の断面図。
【図2】図1のII−IIから見たスペーサの側面図。
【図3】図1のIII−IIIから見たスペーサの側面図。
【図4】本発明の第2実施形態に係る吸気装置1の断面図。
【図5】図4のV−Vから見たスペーサ3の側面図。
【図6】図4のVI−VIから見たスペーサ3の側面図。
【図7】本発明の第3実施形態に係る吸気装置1の断面図。
【図8】図7のVIII−VIIIから見たスペーサ3の側面図。
【図9】図7のIX−IXから見たスペーサ3の側面図。
【図10】本発明の第4実施形態に係る吸気装置1の断面図。
【図11】図10のXI−XIから見たスペーサ3の側面図。
【図12】図10のXII−XIIから見たスペーサ3の側面図。
【図13】取付ブロック22を下流側から見た図(a)及び上流側から見た図(b)。
【符号の説明】
1 吸気装置
2 吸気ブランチ部
3 スペーサ
5 コレクタ
6 吸気ブランチ部
7,13,23 吸気通路
8 取付フランジ
9 吸気ポート
10 燃料噴射装置
11,12 第1合わせ面,第2合わせ面
14 バルブ
16 傾斜部
17 ガス通路
18,20 インロー凸部
19 貫通孔
21 インロー凹部
22 取付ブロック
24 凹部
Claims (9)
- 複数の気筒に吸気を導入するための複数の吸気通路を形成する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドと、燃料噴射装置が装着されるエンジン本体との間に装着されるスペーサと、
を備え、
前記スペーサには、
前記吸気マニホールドへ向く第1合わせ面と、
前記エンジン本体へ向く第2合わせ面と、
前記複数の吸気通路に対して形成され、前記第1合わせ面から前記第2合わせ面へ向かうと共に前記第2合わせ面付近で二次添加ガスを各前記吸気通路に供給するガス通路と、
が形成され、
前記ガス通路は、前記第1合わせ面において各前記吸気通路を横断しかつ各前記吸気通路に近づくように分岐して形成される第1通路部を有し、
前記燃料噴射装置は、前記エンジン本体に形成された吸気ポートの上方で前記エンジン本体に装着され、
前記スペーサの上面は、少なくとも前記燃料噴射装置に向く部分が前記第1合わせ面から前記第2合わせ面に向かって下方に傾斜している、
エンジンの吸気装置。 - 前記ガス通路は、二次添加ガスが下方又は水平に流通するように形成されている、
請求項1に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記ガス通路は、
各前記吸気通路に分岐した前記第1通路部から連続しており、各前記吸気通路に略平行に延びて前記第2合わせ面に開口する複数の第2通路部と、
各前記第2通路部を各前記吸気通路に連絡する複数の第3通路部と、
をさらに有する、
請求項1又は2に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記スペーサの内側には、吸気制御用部材が配置されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記ガス通路は、前記吸気マニホールドに形成された凸部が前記スペーサに形成された凹部に嵌合されて形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記吸気マニホールドに形成された凸部の内側には、吸気制御用部材が配置される、
請求項5に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記ガス通路は、前記スペーサに形成された凸部が前記吸気マニホールドに形成された凹部に嵌合されて形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記スペーサに形成された凸部の内側には、吸気制御用部材が配置される、
請求項7に記載のエンジンの吸気装置。 - 前記ガス通路は、吸気制御用部材を取り付けるための取付ブロックが、前記スペーサの内側に形成された凹部と、前記吸気マニホールドに形成された凹部とに嵌合されて形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの吸気装置。
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