JPH0727401Y2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH0727401Y2
JPH0727401Y2 JP10608688U JP10608688U JPH0727401Y2 JP H0727401 Y2 JPH0727401 Y2 JP H0727401Y2 JP 10608688 U JP10608688 U JP 10608688U JP 10608688 U JP10608688 U JP 10608688U JP H0727401 Y2 JPH0727401 Y2 JP H0727401Y2
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intake
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port
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JP10608688U
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達也 富井
正敏 小路
勉 中山
大志 徳重
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内部に導かれたEGRガスやブローバイガス等
とともに、吸気をエンジンの燃焼室に供給するエンジン
の吸気装置に関するものである。
〔従来の技術〕 クランクケース内部のブローバイガスは、漏洩すると大
気汚染を引き起こす一因となるので、これを防止するた
めに、吸気装置に導かれるようになっている。また、燃
焼室内における燃焼温度が高くなると、排気ガス中に含
まれる一酸化窒素の量が増大し、やはり大気汚染の原因
となる。そこで、燃焼温度を低下させるために、EGRガ
スとしての排気ガスの一部が、同様に吸気装置に導かれ
るようになっている。
ところで、これらのブローバイガスやEGRガスは、複数
の気筒に均等に分配されて供給されないと、各気筒ごと
の燃焼状態がばらつき、ピストンリングやライナ、バル
ブの異常摩耗等を引き起こして、エンジン本体に大きな
ダメージをもたらすおそれがある。
一方、ブローバイガスやEGRガス中には、水蒸気やオイ
ルミスト等が含まれている。これらの水蒸気やオイルミ
スト等は、ブローバイガスやEGRガスと共に吸気装置に
導かれるので、吸気装置内で凝結して水滴や油滴等とな
る。また、吸気装置内には、燃料噴射弁から噴射された
後、気化せずに逆流した燃料等も存在する。これらの水
滴や油滴、および逆流燃料等が吸気装置内に多量に溜ま
ると、吸気装置内の一時的な負圧の増大等によって燃焼
室内に吸い込まれ、失火などの燃焼性悪化や、性能およ
び信頼性の低下を招くおそれがある。
そこで、従来のエンジンの吸気装置では、EGRガス等
は、例えば実開昭60−23240号公報に開示されているよ
うに、吸気ポートよりも高い位置にあるサージタンク内
部に導かれるようになっていた。すなわち、吸気が、各
気筒に向けて分流する位置よりも上流側の位置で、か
つ、吸気ポートまでの間の吸気通路に登り勾配がない位
置に、EGRガス等が導びかれるようにして、EGRガス等が
各気筒に均等に分配されるようにするとともに、水分や
油分、および逆流燃料等が自重で常時燃焼室内まで移動
し得るようになっていた。
〔考案が解決しようとする課題〕
ところが、上記のようにEGRガス等がサージタンク内部
に導かれる構成では、サージタンクを吸気ポートよりも
低い位置に設けると、水分や油分、および逆流燃料等が
自重で燃焼室内まで移動しなくなり、サージタンク内や
吸気通路内に溜まってしまう。それゆえ、サージタンク
を吸気ポートよりも低い位置に設けることができないの
で、エンジンルーム内のレイアウトや、ボンネットの高
さおよび形状などの外観条件等に対する制約が大きいと
いう問題点を有していた。
そこで、分配管を用い、それぞれの気筒ごとに、吸気ポ
ートの直前にEGRガス等が導入されるようにして、EGRガ
ス等の分配性を損なうことなく、しかもサージタンクの
位置に係わらず、水分や油分、および逆流燃料等が自重
で確実に燃焼室内まで移動し得るようにすることも考え
られる。しかし、分配管によってEGRガスを均等に分配
するためには、複雑な構造の分配管を用いる必要があ
り、製造コストの増大を招くうえ、エンジンルーム内の
レイアウトの複雑化をも招くことになる。
また、水分や油分、および逆流燃料等を吸気装置よりも
低い位置にあるクランクケースに導入されるようにする
ことも考えられるが、この場合には、クランクケース内
のオイルの希釈による劣化を招くことになる。
〔課題を解決するための手段〕
本考案に係るエンジンのEGR通路構造は、上記の課題を
解決するために、常時吸気を流通させる低負荷用吸気ポ
ートと、低負荷時には吸気の流通が遮断される一方、高
負荷時にのみ、吸気が流通する高負荷用吸気ポートとを
備えたエンジンの吸気装置において、上記それぞれの吸
気ポートよりも上流側の吸気通路における、底部の高さ
が部分的に最も低い位置付近と、上記低負荷用吸気ポー
トとを連通する連通路が設けられていることを特徴とし
ている。
〔作用〕
上記の構成により、吸気通路における、底部の高さが部
分的に最も低い位置付近は、連通管路を介して、低負荷
時に吸気が高速で流れて負圧の大きくなる低負荷用吸気
ポートと連通されている。それゆえ、水分や油分、およ
び逆流燃料等は、たとえ吸気通路に溜まったとしても、
エンジンの負荷が低負荷になるごとに確実に低負荷用吸
気ポートに吸いだされ、多量に溜まることはない。
それゆえ、水分や油分、および逆流燃料等が自重によっ
て燃焼室内まで移動し得るようにする必要はないので、
吸気通路の勾配や、吸気ポートに対する高さ等、形状
的、およびレイアウト的な制約を大幅に軽減することが
できる。
〔実施例〕
本考案の一実施例を第1図および第2図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
エンジン本体11を構成するシリンダヘッド12には、例え
ば1つの気筒について第1図に示すように、低負荷用吸
気ポート13aと高負荷用吸気ポート13bとから成る吸気ポ
ート13、および排気ポート14が形成されいてる。上記低
負荷用吸気ポート13aの開口断面積は、高負荷用吸気ポ
ート13bの開口断面積よりも小さくなるように設定され
ている。吸気ポート13、および排気ポート14は、それぞ
れ、吸気バルブ15、および排気バルブ16によって燃焼室
17と連通、または遮断されるようになっている。
シリンダヘッド12の上部は、シリンダヘッドカバー18に
よって覆われ、図示しないクランクケース内部と連通さ
れる空間19が形成されている。また、シリンダヘッドカ
バー18の下面には、オイルセパレータ20が設けられてい
る。
シリンダヘッド12の排気ポート14側には、排気ポート14
に連通する排気マニホールド21が取りつけられている。
一方、シリンダヘッド12の吸気ポート13側には、低負荷
用吸気ポート13aに連通される低負荷用通路22aと、高負
荷用吸気ポト13bに連通される高負荷用通路22bとが形成
された吸気マニホールド22が取りつけられている。
吸気マニホールド22の高負荷用通路22bには、回動自在
のシャッタバルブ23が設けられている。このシャッタバ
ルブ23には、低負荷時には閉じて高負荷用吸気ポート13
bへの吸気の流通を遮断し、低負荷用吸気ポート13aだけ
に吸気を流通させる一方、高負荷時には開いて、低負荷
用吸気ポート13bとともに、高負荷用吸気ポート13bに吸
気を流通させるようになっている。
上記排気マニホールド21と、吸気マニホールド22とは、
それぞれの気筒ごとに取つけられている。すなわち、例
えば4気筒のエンジン本体11の場合には、第2図に示す
ように、4本の吸気マニホールド22…が設けられてい
る。
吸気マニホールド22…のシリンダヘッド12側には、フラ
ンジ部24が形成され、吸気マニホールド22…は、ボルト
25…によってシリンダヘッド12に取りつけられている。
また、吸気マニホールド22…のシリンダヘッド12と反対
側は、それぞれ、下方に湾曲した形状を成している。
上記4本の吸気マニホールド22…は、側部に入口側開口
部33が形成され、図示しないエアクリーナやスロットル
バルブ等が接続されるサージタンク31と一体的に形成さ
れている。すなわち、サージタンク31には4つの吸気の
出口側開口部32…が形成され、この出口側開口部32…に
接続される吸気マニホールド22…は、サージタンク13を
介して互いに連通されるようになっている。
サージタンク31の上部には、前記オイルセパレータ20を
介してシリンダヘッド12上部の空間19に連通される連通
路14が接続され、シリンダヘッド12の上方の空間19や、
図示しないクランクケース中のブローバイガスが導入さ
れるようになっている。サージタンク31の上部には、ま
た、排気マニホールド21に連通される連通42が接続さ
れ、排気マニホールド21内部の排気ガスの一部が、EGR
ガスとして導入されるようになっている。
サージタンク31の下部には連通路43が接続され、吸気通
路における底部の高さが部分的に最も低い位置付近、す
なわち、例えばサージタンク31の入口側開口部33から吸
気ポート13までの間で底部の高さが最も低い位置付近で
ある、サージタンク31の底部壁面34の最下部付近と、シ
リンダヘッド12における低負荷用吸気ポート13aとが連
通されている。
上記吸気サージタンク31、吸気マニホールド22、および
吸気ポート13によって、エンジンの吸気装置が構成され
ている。
上記の構成において、エアクリーナで除塵され、スロッ
トルバルブ等を介して送られる吸気は、入口側開口部33
からサージタンク31に流入する。サージタンク31に流入
した吸気は、シリンダヘッド12上部の空間19からオイル
セパレータ20を介して送られるブローバイガス、および
排気マニホールド21から送られるEGRガスと混合された
後、各吸気マニホールド22…に分流する。
吸気マニホールド22を流れてきた吸気は、エンジンの負
荷が高負荷のときには、高負荷用通路22bに設けられる
シャッタバルブ23が開いた状態になっているので、高負
荷用吸気ポート13bと、低負荷用吸気ポート13aとの両方
を流通して燃焼室17に送られ、吸気の充填量が確保され
る。
一方、エンジンの負荷が低負荷のときには、シャッタバ
ルブ23は閉じた状態になる。そこで、吸気マニホールド
22を流れてきた吸気は全て低負荷用吸気ポート13aを介
して燃焼室17に送られる。この場合には、低負荷用吸気
ポート13aの開口断面積は、高負荷用吸気ポート13bの開
口断面積よりも小さくなるように設定されているため、
吸気量が少なくても流速が落ちることがなく、スワール
が発生するとともに燃料の微流化が促進される。
また、吸気マニホールド22は湾曲した形状を成している
ので、吸気装置全体を高さ方向および幅方向ともにコン
パクトに構成しつつ、吸気管長が確保されている。それ
ゆえ、特にエンジンが低回転のときに、高い吸気効率が
得られる。
ところで、サージタンク31に導入されるブローバイガス
やEGRガス中には、水蒸気やオイルミスト等が含まれて
いる。ブローバイガスに関しては、例えばオイルセパレ
ータ20が設けられているが、それでも微硫化したオイル
は完全に分離することができずに、ブローバイガス中に
混入している。これらの水蒸気やオイルミスト等は、ブ
ローバイガスやEGRガスと共に吸気装置に導かれるの
で、吸気装置内で凝結して水滴や油滴等となる。また、
吸気装置内では、燃料噴射弁から噴射された後、気化せ
ずに逆流した燃料等も存在する。これらの水滴や油滴、
および逆流燃料等は、サージタンク31の底部壁面34の最
下部付近に溜まる。
一方、低負荷用吸気ポート13a内部の負圧は、エンジン
の負荷が低負荷のときには、前記のように低負荷用吸気
ポート13aを吸気が高速で流通するため、増大する。そ
こで、低負荷用吸気ポート13a内部の負圧とサージタン
ク31内部の圧力との間には、ベルヌーイの定理により、
サージタンク31内部の吸気の流速、および圧力をv1
P1、低負荷用吸気ポート13a内部の吸気の流速、および
圧力をv2、P2、吸気の密度をρとすると、 P1−P2=ρ(v2 2−v1 2)/2の差圧が生じる。
上記サージタンク31内部の吸気の流速v1、および低負荷
用吸気ポート13a内部の吸気の流速v2は、例えば実際の
エンジンについて測定してみたところ、v1=1.6m/sec、
v2=55.9m/sec、であった。この場合、差圧は、 P1−P2=1873N/m2 =14mmHg =0.191mH2O となる。
それゆえ、サージタンク31内部の水滴等は連通路43を介
して確実に吸いだされ、燃焼室17に送られる。したがっ
て、ブローバイガスやEGRガスとともに導かれた水分等
が、サージタンク31の内部に多量に溜まることはない。
〔考案の効果〕
本考案に係るエンジンの吸気装置は、以上のように、常
時吸気を流通させる低負荷用吸気ポートと、低負荷時に
は吸気の流通が遮断される一方、高負荷時にのみ、吸気
が流通する高負荷用吸気ポートとを備えたエンジンの吸
気装置において、上記それぞれの吸気ポートよりも上流
側の吸気通路における、底部の高さが部分的に最も低い
位置付近と、上記低負荷用吸気ポートとを連通する連通
路が設けられた構成である。
これにより、水分や油分、および逆流燃料等が自重によ
って燃焼室内まで移動し得るようにしなくても、水分等
は確実に低負荷用吸気ポートに吸いだされ、吸気通路の
内部に多量に溜まることがないので、吸気通路の勾配
や、吸気ポートに対する高さ等、形状的、およびレイア
ウト的な制約を大幅に軽減することができ、したがっ
て、エンジンルーム内のレイアウトや、ボンネットの高
さおよび形状などの外観条件等に対する自由度が大きく
なるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第1図および第2図は本考案の一実施例を示すものであ
って、第1図はエンジンの構成を示す断面側面図、第2
図は第1図におけるA矢視図である。 11はエンジン本体、13は吸気ポート(吸気装置)、13a
は低負荷用吸気ポート、13bは高負荷用吸気ポート、22
は吸気マニホールド(吸気装置)、31はサージタンク
(吸気装置)、34は底部壁面である。
フロントページの続き (72)考案者 徳重 大志 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−154813(JP,A) 特開 昭61−171872(JP,A) 実公 昭60−42217(JP,Y2)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】常時吸気を流通させる低負荷用吸気ポート
    と、低負荷時には吸気の流通が遮断される一方、高負荷
    時にのみ、吸気が流通する高負荷用吸気ポートとを備え
    たエンジンの吸気装置において、上記それぞれの吸気ポ
    ートよりも上流側の吸気通路における、底部の高さが部
    分的に最も低い位置付近と、上記低負荷用吸気ポートと
    を連通する連通路が設けられていることを特徴とするエ
    ンジンの吸気装置。
JP10608688U 1988-08-10 1988-08-10 エンジンの吸気装置 Expired - Lifetime JPH0727401Y2 (ja)

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JP10608688U JPH0727401Y2 (ja) 1988-08-10 1988-08-10 エンジンの吸気装置

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JPH0228559U JPH0228559U (ja) 1990-02-23
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