JP5985490B2 - ガス分配マニホールドおよび対応するガス吸気モジュール - Google Patents

Description

本発明は、ガスを自動車燃焼エンジンの吸気ダクトの中に分配するためのマニホールドに関する。また、本発明は、そのようなマニホールドを備えたガス吸気モジュールに関する。

自動車燃焼エンジンは、燃焼チャンバーを備え、一般的にこの燃焼チャンバーは複数のシリンダーで形成され、これらシリンダーの中で酸化体と燃料との混合物が燃焼され、エンジンに仕事をさせる。燃料チャンバーに取り込まれたガスは、吸気ガスと称される。

場合によっては、これらの吸気ガスは、燃焼チャンバーに導入される前に冷却されなければならず、この働きは熱交換器、つまり冷却器によって為される。

汚染排出物を減らすために、吸気ガスのフローの中に、いわゆる“再循環された”排気ガスを導入する方法もまた知られている。これらの排気ガスは、燃焼チャンバーの下流において取り込まれ、吸気ガスのフローに向かって、燃焼チャンバーの上流において再ルート化（再循環）される。この目的のため、既に提案されているのは、再循環された排気ガスを、吸気ガス冷却器とエンジンとの間に伸びるガス吸気パイプ内に形成される、１つ以上の導入点を介して導入する方法であり、これにより、再循環された排気ガスは吸気ガスと混ざる。

現在の傾向は、熱交換器を、エンジンにできるだけ近づけることを目指している。

この目的のために、仏国特許出願公開第２９０８８３３号は、熱交換器およびガス吸気マニホールドが、エンジンのシリンダーヘッドに固定されることを意図した単一モジュールの中に組み込まれる、ガス吸気装置を提案している。

仏国特許出願公開第２９０８８３３号明細書

しかしながら、この装置は、特に、単一のラインに分配される吸気ダクトを有するエンジンに適応しており、複数のラインに分配される吸気ダクトを有するエンジンにはあまり適さない。

本発明は、この欠点を克服することを目指したものである。

したがって、本発明は、まず、ガスを自動車燃焼エンジンの吸気ダクトの中に分配するためのマニホールドに関しており、吸気ダクトは、少なくとも２つの異なるグループに分配され、一方のグループの各ダクトは、他方のグループのダクトと同一の１つのエンジン用シリンダーに供給し、このマニホールドは、
吸気ガスのフローが流れることのできるマニホールドケーシングと、
再循環された排気ガスのフローを吸気ガスのフローに注入するための注入ダクトと、を備え、
ケーシングは、吸気ガスのフローおよび再循環された排気ガスのフローを、エンジンの吸気ダクトに向けて方向づけることが可能であり、注入ダクトは、吸気ダクトの２つのグループの間に位置決め可能となるようにマニホールドケーシングの内部に配置される。

本発明に係る注入ダクトの特定の配置によれば、たとえ同一の１つのシリンダーの吸気ダクト間の距離が長い場合であっても、エンジンのシリンダーへのガスの良好な分配が可能となる。

マニホールドケーシングは、吸気ガスのフローのための入口面と、エンジンに面するように位置することを意図された出口面を備えてもよい。前記入口面は、熱交換器に固着することを意図され、および／または、前記出口面は、エンジン、特にエンジンのシリンダーヘッドに固着することを意図されている。

有利には、マニホールドは、吸気ダクトに接続されることを意図された吸気口を備える。

好ましくは、吸気口は、２つの異なるグループに整列され、注入ダクトは、吸気口の２つのグループに関して中間位置に、特に中心位置に位置決めされる。

注入ダクトを、吸気口の２つのグループに関して、中間に、および／または中心に位置決めすると、再循環された排気ガスのシリンダーへの分配をバランスすることが可能になる。

マニホールドは、特にケーシングの出口面で、エンジンの吸気ダクトの中に挿入されることを意図された吸気パイプを備えてもよい。吸気口は、前記パイプに設けられる。

有利には、注入ダクトは、マニホールドケーシングの出口面から出ている。

重ねて有利には、注入ダクトは、直線形状をしている。

有利には、注入ダクトは、開口および／または吸気パイプの方向を向いた複数の注入口を備える。このことで、ガスのより良好な分配と良好な混合が可能になる。

有利には、注入口は、少なくとも２列にわたって、注入ダクトに沿って整列される。

再循環された排気ガスを、吸気ダクトの各グループの方向において、対向する２方向に注入するため、好ましくは、注入口は、２列にわたって、注入ダクトに沿って配置される。

有利には、注入ダクトは２つの軸方向端部を有し、前記注入ダクトは、再循環された排気ガスのフローのための入口穴を備え、入口穴は２つの端の間に位置する。

重ねて有利には、注入ダクトは、吸気ガスのフローを偏向させるように構成される。したがって、注入ダクトの外部輪郭は、吸気ガスを吸気口および／または吸気パイプの中に効果的に向かわせるために、偏向の機能を有する。

本発明はまた、熱交換器および本発明に係る、ガスを分配するマニホールドを備えた、自動車燃焼エンジン内のガス吸気モジュールを提案する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、より正確に且つ非限定的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による吸気モジュールの分解斜視図である。 図２は、図１の吸気モジュールの断面図であり、断面はマニホールドのケーシングの出口面に対して直角である。 図３は、図１のモジュールのガス分配マニホールドの断面図であり、断面はマニホールドのケーシングの出口面に対して平行である。 図４は、図１のモジュールのガス分配マニホールドの斜視図である。

図１は、吸気モジュール２を表している。吸気モジュール２は、吸気ガスのフローと、再循環された排気ガスのフローとの混合を可能にする。吸気ガスのフローは、一般に外気であり、圧縮される場合と圧縮されない場合があり、および／または、冷却される場合と冷却されない場合がある。そして、再循環された排気ガスのフローは、冷却される場合と冷却されない場合がある。その目的は、例えば、各シリンダーが２つの吸気バルブを備える、４シリンダータイプの自動車燃焼エンジンのシリンダーヘッドの中に、ガスを取り込むことである。

シリンダーの吸気バルブは吸気ダクトと結合しており、シリンダーヘッドにおいて、２つの異なる各４ダクトのグループに分配される。

吸気モジュール２は、吸気ガスのフローを熱交換器６の中に送る吸込ボックス４を備える。

熱交換器６は、熱を、交換器内を循環する吸気ガスのフローと交換するよう、設計されている。熱交換器６は、例えば、エンジン吸気ガスを冷却することのできる給気冷却器であってもよい。

熱交換器６は熱交換バンドルを備え、この熱交換バンドルは、例えば、２つの端板、すなわち底板と上板との間に積層された複数の交換要素によって形成される。バンドルの交換要素の間のスペースは、冷却されるべきガスのフロー（この場合は吸気ガスのフロー）を導くためのダクトを形成する。バンドルの交換要素は中空であり、熱を、流体案内ダクト内を循環する冷却されるべきガスのフローと交換し、かくしてガスのフローを冷やすよう意図された伝熱流体を導く。交換器には入口／出口チューブが設けられており、伝熱流体がバンドルに出入りすることを可能にする。

熱交換器６は、エンジンのシリンダーヘッドに接続するよう意図された分配マニホールド８に向かって、開口している。分配マニホールド８は、熱交換器６から出てきたガスのフローの分配された吸気を、シリンダーヘッドに送ることを可能にする。

分配マニホールド８はマニホールドケーシング１０を備え、このマニホールドケーシング１０は、この場合は８つのパイプを通じて、吸気ガスをエンジンのシリンダーヘッドまで案内する。吸気ガスの案内は、シリンダーヘッドの吸気ダクトに接続するよう意図された、各４つの吸気口１２から成る２つの異なるグループを介して行われる。

吸気口１２のいくつかは、吸気ダクトの内部に挿入されるように意図された突起１３に設けられている。これらは、具体的には、グループの最初の吸気口１２であり、図面では下の部分に描かれている。これらの突起１３は、半径方向のシーリングにシリンダーヘッドを設けることを可能にする一方で、吸気口１２の他のグループのシーリングは、軸型のシーリングとなる。

分配マニホールド８は、また、再循環された排気ガスのフローを、シリンダーヘッドの上流において吸気ガスのフローに注入するための注入ダクト１４を備える。

有利には、本発明によれば、注入ダクト１４は、吸気口１２の２つのグループの間に位置決めされることが可能になるように、ケーシング１０の中に配置される。

図面に表された実施形態によれば、注入ダクト１４は、吸気口１２の方向を向いた複数の注入口１６の形態を取る注入手段を備える。

分配マニホールド８は、また、エンジンの排気ラインから出る再循環された排気ガスのフローの吸気穴１８を備える。

有利には、図２より明らかなように、吸気モジュール２は一体型モジュールの形態を取る。一体型モジュールは、吸込ボックス４、熱交換器６および分配マニホールド８を組み込み、それらは互いに固着されている。このモジュールは、このように、単一のブロックとして、エンジンのシリンダーヘッドに固定するよう意図されている。

本発明の好適な実施形態によれば、熱交換器６は吸気モジュール２の構造要素を形成する。すなわち、熱交換器６は吸気モジュールの支持構造要素として機能する。特に、そのような要素は、好ましくは金属で作られ、該要素に取り付けられるモジュール２の他の要素を、エンジンにモジュールを留め付ける前に支えることを可能にする機械的特性を有する。

交換器は、例えば、吸込ボックス４および分配マニホールド８に向かって開かれており、内部に熱交換バンドルが置かれているハウジングを備える。吸込ハウジング４および／またはマニホールド８は、特に、前記ハウジングに固着される。伝熱流体の入口／出口チューブもまた、前記ハウジングに固定されてもよい。

マニホールドケーシング１０は、交換器６の熱交換バンドルの出口面がそこで開口する、吸気ガスのフローの入口面２０と、シリンダーヘッドのガスの入口面に接続されるよう意図された出口面２２とを備える。

有利には、注入ダクト１４は、マニホールドケーシング１０の出口面２２から出ている。

さらに、吸気ダクトの２つのグルーブの間に注入ダクト１４が位置決めされることにより、注入ダクト１４は吸気ガスのフローのデフレクターの形状となり、吸気ダクトへ効率的に方向づけられる。

特筆すべきは、本発明に係る分配マニホールド８のこの構造は、したがって、別個のデフレクターの準備を必要としないことである。

図３は、注入ダクト１４の構造をより詳細に示している。

有利には、注入ダクト１４は直線形状である。好ましくは、注入ダクト１４は、吸気口１２の２つのグループについて中心／中央位置に位置決めされる。

注入口１６は、その数および寸法は限られておらず、再循環された排気ガスを吸気ダクトの各グループの方向に注入するように、２列にわたって注入ダクト１４に沿って整列されている。

しかしながら、注入口１６が、２列以上にわたって分配される変形、例えばらせん構成または千鳥構成等の変形を有することも可能である。

さらに、注入ダクト１４は、再循環された排気ガスのフローの吸気穴１８に対応する入口穴２４を備える。好ましくは、入口穴２４は、注入ダクト１４の２つの軸方向端部２６および２８の間に位置する。ここで、入口穴２４は、前記ダクトの一方の端部から所定の距離で、注入ダクト１４に接続されるが、その距離は実質的に注入ダクト１４の４分の１の長さに等しい。

図４の実線矢印は、吸気穴１８から入口穴２４を通って注入ダクト１４に向かう、再循環されたガスの循環を示している。ついで、ガスは、注入口１６から吸気口１２に向かって、例えば、実質的に吸気ガスのフローに直交する方向に注入され、それにより、混合を促進する。

Claims (5)

1. ガスを自動車燃焼エンジンの吸気ダクトの中に分配するためのマニホールド（８）であって、
   前記吸気ダクトは、少なくとも２つの異なるグループに分配され、
   一方のグループの各ダクトは、他方のグループのダクトと同一の１つのエンジンのシリンダーに供給し、
   当該マニホールド（８）は、
   吸気ガスのフローが流れることができるマニホールドケーシング（１０）と、
   再循環された排気ガスのフローを前記吸気ガスのフローに注入するための注入ダクト（１４）と、
   前記吸気ダクトに接続されるよう意図された吸気口（１２）と、を備え、
   前記ケーシング（１０）は、前記吸気ガスのフローと、前記再循環された排気ガスのフローとを、前記エンジンの前記吸気ダクトに向かって方向づけることが可能であり、
   前記注入ダクト（１４）は、前記吸気ダクトの２つのグループの間に位置決め可能となるよう、前記マニホールドケーシング（１０）の内部に配置され、を備え、
   前記吸気口（１２）は２つの異なるグループに整列され、
   前記注入ダクト（１４）は、前記吸気口（１２）の２つのグループに関して、中間位置に位置決めされ、
   前記注入ダクト（１４）は、前記吸気口（１２）の方向を向いた複数の注入口（１６）を備え、
   前記注入口（１６）は、少なくとも２列にわたって前記注入ダクト（１４）に沿って整列され、
   前記注入口（１６）は、前記再循環された排気ガスを対向する２方向に注入するために、２列にわたって前記注入ダクト（１４）に沿って整列され、
   前記注入ダクト（１４）は、２つの軸方向端部（２６，２８）を有し、
   前記注入ダクト（１４）は、前記再循環された排気ガスのフローのための、前記２つの軸方向端部（２６，２８）の間に位置する入口穴（２４）を備え、
   前記入口穴（２４）を通って前記注入ダクト（１４）に向かった前記排気ガスは、前記注入ダクトの複数の前記注入口（１６）から複数の前記吸気口（１２）に向かい、前記吸気ガスのフローに直交する方向に注入され、それにより、混合を促進する、マニホールド。
2. 前記ケーシング（１０）は、
   前記吸気ガスのフローのための入口面（２０）と、
   前記エンジンに面して配置されるように意図された出口面（２２）と、を備え、
   前記注入ダクト（１４）は、前記マニホールドケーシング（１０）の前記出口面（２２）から出ている、請求項１に記載のマニホールド。
3. 前記注入ダクト（１４）は直線形状である、請求項１から２のいずれか一項に記載のマニホールド。
4. 前記注入ダクト（１４）は、前記吸気ガスのフローを偏向するよう構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のマニホールド。
5. 自動車燃焼エンジンにおけるガス吸気モジュール（２）であって、
   熱交換器（６）と、
   ガスを分配するための請求項１から４のいずれか一項に記載のマニホールド（８）と、を備える自動車燃焼エンジンのガス吸気モジュール。

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