WO2020095966A1 - 内燃機関の吸気構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an intake structure for an internal combustion engine.
- An intake structure of an internal combustion engine in which a part of exhaust gas discharged from an engine of a vehicle is introduced into an intake manifold as exhaust gas recirculation gas and is again sucked into a cylinder to reduce nitrogen compounds (NOx) in the exhaust gas.
- NOx nitrogen compounds
- the throttle valve and exhaust gas recirculation valve have some weight.
- the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve When the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve are connected to the intake manifold, if the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve vibrate vertically due to engine vibration or vibration during running, depending on the arrangement of the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve to the intake manifold. causes a stress that is twisted in the intake manifold by the force transmitted from the throttle valve to the intake manifold and the force transmitted from the exhaust gas recirculation valve to the intake manifold. As a result, there is a disadvantage in improving the mounting durability of the intake manifold.
- the embodiment of the present invention relates to an internal combustion engine in which unnecessary stress input to the intake manifold is avoided and the intake manifold has improved mounting durability.
- an internal combustion engine having intake manifolds connected to openings of a plurality of intake ports formed in a cylinder head of the internal combustion engine and extending in an arrangement direction in which the openings of the intake ports are arranged.
- the intake structure includes an exhaust gas recirculation valve that is disposed above or below the intake manifold and connected to the intake manifold from the one side, and is disposed above or below the intake manifold, or the other side.
- a throttle valve connected to the intake manifold from the other side.
- the exhaust gas recirculation valve and the throttle valve are arranged so as to have an overlapping region in a vertical direction in a front view, which is orthogonal to the arrangement direction.
- the throttle valve is arranged on one side in the vertical direction of the intake manifold and the exhaust gas recirculation valve is arranged on the other side, and then overlapped in the vertical direction in a front view orthogonal to the arrangement direction of the intake ports. Since the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve are arranged in such a region, it is possible to prevent the generation of stress such as twisting of the intake manifold while ensuring the positions of the throttle valve and the exhaust gas recirculation valve. As a result, the mounting durability of the intake manifold is improved.
- FIG. 1 is a front view of an internal combustion engine to which an intake structure for an internal combustion engine according to an embodiment is applied, as seen from the front of a vehicle.
- 1 is a perspective view of an internal combustion engine to which an intake structure for an internal combustion engine according to an embodiment is applied, as seen obliquely from the front of a vehicle.
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1.
- FIG. 2 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1. It is the perspective view which looked at the opening of the elongate passage part of the intake manifold from the slanting lower part. It is the perspective view which looked at the opening of the elongate passage part of the intake manifold from the slanting upper part.
- the engine 10 includes an engine body 12, an intake manifold 14, an exhaust manifold, and an exhaust gas recirculation device.
- the engine body 12 includes a cylinder block 16 and a cylinder head 18.
- a cylinder 20 (cylinder chamber) (see FIG. 3) that houses a piston is formed in the cylinder block 16.
- the combustion chamber of each cylinder 20 is formed in the cylinder head 18.
- the four cylinders 20 are linearly arranged along the vehicle width direction with the first cylinder 201, the second cylinder 202, the third cylinder 203, and the fourth cylinder 204.
- the intake manifold 14 is arranged on one side of the cylinder head 18 in a direction orthogonal to the direction in which the cylinders 20 are arranged.
- the exhaust manifold is arranged on the other side of the cylinder head 18. As shown in FIGS. 3 and 4, the intake manifold 14 connects the intake port 22 of the cylinder head 18 and the intake pipe 24.
- the exhaust manifold connects the exhaust port of the cylinder head 18 and the exhaust pipe.
- the intake passage for supplying fresh air to each cylinder 20 includes an intake passage portion of the intake pipe 24, an intake passage portion 26 of the intake manifold 14, and an intake port 22 of the cylinder head 18.
- the intake passage portion 26 of the intake manifold 14 has a vertical passage portion 28, a curved passage portion 30, and an elongated passage portion 32.
- the vertical passage portion 28 is located upstream of the intake air flow in the intake passage portion 26 and extends in the vertical direction.
- the throttle valve 34 adjusts the amount of intake air by opening and closing the valve body 3402, and is arranged below the intake manifold 14 as shown in FIGS. 1 and 2.
- the throttle valve 34 is connected to the throttle valve coupling flange 2802 (see FIG.
- the throttle valve 34 is arranged below the intake manifold 14 and is connected from below the intake manifold 14. Further, the vertical passage portion 28 extends upward from the throttle valve 34.
- the curved passage portion 30 is provided in a convex shape obliquely upward and connects the upper end of the vertical passage portion 28 and the elongated passage portion 32. Therefore, in the present embodiment, fresh air is supplied to the elongated passage portion 32 from below via the vertical passage portion 28 and the curved passage portion 30.
- a nipple 46 for holding an intake pressure sensor is provided at a wall portion of the vertical passage portion 28. As shown in FIG.
- the nipple 46 in the intake manifold 14, the nipple 46 is provided in the intake passage portion 35 of the intake manifold 14 extending upward from the throttle valve 34. In other words, the nipple 46 is provided at a location upstream of the flow of intake air with respect to the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 described later. As shown in FIGS. 1 to 4, the nipple 46 is provided between the throttle valve 34 and an exhaust gas recirculation valve 40, which will be described later, in a front view seen from a direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. positioned.
- the elongated passage portion 32 is located on the downstream side of the intake air flow in the intake passage portion 26, extends along the arrangement direction of the cylinders 20, and has an elongated shape. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the intake manifold 14 extends along the arrangement direction of the cylinders 20 in a front view seen from a direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. ing. In the present embodiment, the elongated passage portion 32 extends in the vehicle width direction.
- the elongated passage portion 32 is formed by an upper wall 3202, a lower wall 3204, a pair of end face walls 3206, and a back wall 3208 which are wall portions of the intake manifold 14.
- the end portion of the curved passage portion 30 located opposite to the vertical passage portion 28 is connected to the longitudinal center portion of the elongated passage portion 32.
- the wall portion 3002 forming the curved passage portion 30 is connected to the upper wall 3202, the lower wall 3204, and the back wall 3208.
- the vertical passage portion 28, the curved passage portion 30, and the wall portions forming the vertical passage portion 28 and the curved passage portion 30 extend upward from the throttle valve 34 and the intake passage portion 35 of the intake manifold 14. Make up. Further, a portion where this intake passage portion 35 is connected to an elongated passage portion 32 which is an internal portion of the intake manifold 14 to which an exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 described later is connected is an intake introduction hole 3502.
- the upper wall 3202 and the lower wall 3204 face each other in the vertical direction of the elongated passage portion 32.
- the pair of end surface walls 3206 face each other in the longitudinal direction of the elongated passage portion 32.
- the back wall 3208 connects the ends of the upper wall 3202, the lower wall 3204, and the pair of end wall 3206 on the side opposite to the cylinder head 18.
- Inside the upper wall 3202, the lower wall 3204, and the pair of end face walls 3206 on the side opposite to the back wall 3208 is an elongated opening 3210, and a cylinder head coupling flange 3212 is provided outside the opening 3210. ..
- the intake manifold 14 is connected to the cylinder head 18 by connecting the cylinder head connecting flange 3212 to the cylinder head 18.
- the location of the elongated passage portion 32 of the intake manifold 14 extends along the arrangement direction of the cylinders 20 and has an elongated shape.
- the elongated passage portion 32 is connected to the intake ports 22 of the four cylinders 20 through the openings 3210 in a state where the cylinder head coupling flange 3212 is coupled to the cylinder head 18.
- the exhaust gas recirculation device 36 recirculates the exhaust gas discharged from the combustion chamber as exhaust gas recirculation gas to the intake manifold 14 via the exhaust gas recirculation passage 38.
- a location 38 ⁇ / b> A located downstream of the flow of the exhaust gas recirculation gas in the exhaust gas recirculation passage 38 is integrally provided on the outer wall of the intake manifold 14.
- the location 38A located on the downstream side includes an upper flow path 3802 located on the upstream side of the flow of the exhaust gas recirculation gas, and an exhaust gas recirculation distribution unit 3804 provided on the downstream side of the upper flow path 3802.
- the exhaust gas recirculation distribution section 3804 has a branch section 3804A provided at the downstream end of the upper flow path 3802, and a plurality of branch passages 3804B connecting the branch section 3804A and the inside of the intake manifold 14.
- the exhaust gas recirculation distribution unit 3804 having such a configuration is integrally provided on the outer wall of the intake manifold 14.
- two branch passages 3804B are provided.
- Each branch passage 3804B connects the branch portion 3804A and the elongated passage portion 32.
- the branch portion 3804A is a portion where the exhaust recirculation gas passage is branched from a single passage to a plurality of passages.
- An exhaust gas recirculation valve 40 is provided at the upstream end of the flow of the exhaust gas recirculation gas in the upper flow path 3802.
- reference numeral 3805 indicates the upstream end of one of the two branch passages 3804B.
- the exhaust gas recirculation valve 40 adjusts the gas flow rate (recirculation amount) of the exhaust gas recirculation gas introduced into the intake manifold 14 by opening and closing the valve body 4002.
- an exhaust gas recirculation valve coupling flange 3814 is provided at a wall portion 3810 located at the upstream end of the flow of the exhaust gas recirculation gas.
- the exhaust gas recirculation valve 40 is connected to the exhaust gas recirculation valve coupling flange 3814.
- the upper flow path 3802, the exhaust gas recirculation distribution portion 3804, the upper flow path 3802, and the wall portion forming the exhaust gas recirculation distribution portion 3804 form an exhaust gas recirculation passage portion 41 that connects the exhaust gas recirculation valve 40 and the intake manifold 14.
- the exhaust gas recirculation passage portion 41 constitutes a support member that supports the exhaust gas recirculation valve 40 on the intake manifold 14.
- the exhaust gas recirculation valve 40 is disposed above the intake manifold 14 and is connected to the intake manifold 14 from above the intake manifold 14. Further, as shown in FIGS.
- the exhaust gas recirculation valve 40 and the throttle valve 34 overlap each other in the vertical direction when viewed from the direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. It is arranged with an area.
- the exhaust gas recirculation valve 40 and the throttle valve 34 are arranged so as to have a portion of the exhaust gas recirculation valve 40 and a portion of the throttle valve 34 that overlap in the vertical direction.
- the exhaust gas recirculation valve 40 and the throttle valve 34 are connected to the intake manifold 14 in a central region in the extending direction of the intake manifold 14 when viewed from the direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. It is connected.
- each branch passage 3804B is a first passage portion 3804B-1 extending along the outer wall of the intake manifold 14, and the inside of the intake manifold 14 bent from the first passage portion.
- a second passage portion 3804B-2 connected to the elongated passage portion 32 is provided.
- the first passage portion 3804B-1 and the second passage portion 3804B-2 are connected via the bent portion 3804B-3.
- a rib 3812 extending in the extension direction of the first passage portion 3804B-1 from the bent portion 3804B-3 to the flange 3212 is integrally formed with the intake manifold 14.
- the second passage portion 3804B-2 is an upper wall 3202 that is a wall portion of the intake manifold 14 to which the second passage portion 3804B-2 and the elongated passage portion 32 are connected.
- Exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 formed in the above position, an inspection port 3816 formed at the end of the second passage portion 3804B-2 on the opposite side of the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806, and a lid covering the inspection port 3816. And a section 44.
- the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 supplies the exhaust gas recirculation gas from the respective branch passages 3804B to the inside of the intake manifold 14.
- the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 connects the exhaust gas recirculation passage portion 41 (the upper flow path 3802 and the exhaust gas recirculation distribution portion 3804) to the inside of the intake manifold 14.
- the inspection port 3816 is a portion for visually recognizing a portion inside the intake manifold 14 facing the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806.
- the second passage portion 3804B-2 is formed in a linear shape so that the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 can be visually recognized from the inspection port 3816 when the lid portion 44 is removed.
- the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 and the inspection port 3816 are formed substantially coaxially.
- a cylindrical wall portion 3818 bulges from the wall portion of the intake manifold 14.
- the inner space of the cylindrical wall portion 3818 is formed continuously with the inspection port 3816.
- the inspection port 3816 is opened and closed by the lid portion 44 which is detachably attached to the upper end of the cylindrical wall portion 3818 via the gasket 42.
- the exhaust gas recirculation gas is supplied from the first passage portion 3804B-1 and the second passage portion 3804B-2 of each branch passage 3804B to the elongated passage portion 32 through the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806.
- the location of the lower wall 3204 facing the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 can be visually recognized from the inspection port 3816, and the adhesion state of deposits caused by the exhaust gas recirculation gas can be inspected. As a result, it is possible to confirm the adhesion state of deposits caused by the exhaust gas recirculation gas.
- the wall portion 3810 is reinforced by the cylindrical wall portion 3818 bulging from the wall portion of the intake manifold 14. As a result, the strength of the wall portion of the intake manifold 14 is improved, and the mounting strength of the exhaust gas recirculation valve 40 is also improved.
- the exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 of the respective branch passages 3804B are provided at intervals in the longitudinal direction of the elongated passage portion 32, and face the elongated passage portion 32 located outside the curved passage portion 30. ing. Specifically, the exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 of each branch passage 3804B are provided on the upper wall 3202 on both sides of the center of the elongated passage portion 32 in the longitudinal direction, and the lower wall located outside the curved passage portion 30. It faces the portion 3204. In the present embodiment, as shown in FIG.
- the elongated passage portion 32 is communicated with and the first cylinder 201, the second cylinder 202, the third cylinder 203, and the fourth cylinder 204 are arranged in the longitudinal direction of the elongated passage portion 32.
- Four intake ports 22 of a first intake port 221, a second intake port 222, a third intake port 223, and a fourth intake port 224 are provided corresponding to each, and the second and third connection holes 3806A, 3806B are Between the intake ports 22 of the two central cylinders 20 and the intake ports 22 outside the cylinders 20 are located closer to the intake ports 22 of the two central cylinders 20.
- the branch portion 3804A includes the second cylinder 202 and the third cylinder (second cylinder intake air).
- the branch passage 3804B is disposed in the middle of the opening of the port 222 and the opening of the third cylinder intake port 223.
- the branch passage 3804B extends from the branch portion 3804A toward the opening of the first cylinder intake port 221 and the opening of the fourth cylinder intake port 224, respectively. It extends and is arranged on both sides of a line connecting the second intake port 222 and the middle of the opening of the third intake port 223.
- the second connection hole 3806A is located between the first intake port 221 and the second intake port 222 and closer to the second intake port 222.
- the third connection hole 3806B is located between the third intake port 223 and the fourth intake port 224 and closer to the third intake port 223.
- the branch passage 3804B is line-symmetric with respect to a line connecting the branch portion 3804A and the middle of the second cylinder 202 and the third cylinder (the opening of the second cylinder intake port 222 and the opening of the third cylinder intake port 223). It is located in.
- the exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 of the respective branch passages 3804B are provided in the elongated passage portion 32 at intervals in the longitudinal direction. That is, since a plurality of exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 are provided, exhaust gas recirculation gas and fresh air are efficiently mixed and supplied to each cylinder 20 as compared with the case where there is a single exhaust gas recirculation gas supply hole 3806. Variations in the amount of exhaust gas recirculated are reduced, and combustion stability of each cylinder 20 is improved. Further, each exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 faces the location of the elongated passage portion 32 located outside the curved passage portion 30.
- the two exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 face the location of the lower wall 3204 located outside the curved passage portion 30.
- the intake air introduction hole 3502 is arranged at a position distant from the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 on the upstream side of the intake flow in a plan view seen from a direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. Has been done. As a result, even if the exhaust gas recirculation gas is cooled by mixing with the fresh air and the water content of the exhaust gas recirculation gas is condensed and condensed water is generated inside the intake manifold 14, the condensed water is generated outside the curved passage portion 30. ..
- the condensed water is generated at a position distant from the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 on the downstream side of the intake flow.
- the condensed water is caused to flow in the direction from the curved passage portion 30 toward the intake port 22 by the flow of fresh air, and is evaporated in each cylinder 20. Therefore, the condensed water is suppressed from flowing into the throttle valve 34, the throttle valve 34 is prevented from freezing in winter, and the engine 10 can be stably operated.
- four intake ports 22 are provided in communication with the elongated passage portion 32 in the longitudinal direction of the elongated passage portion 32.
- the exhaust gas recirculation gas supply holes 3806 of the two branch passages 3804B are located near the intake ports 22 of the two central cylinders 20 between the intake ports 22 of the two central cylinders 20 and the intake ports 22 outside of the cylinders 20. Located in. Therefore, the exhaust gas recirculation gas and the fresh air are efficiently mixed, the variation in the amount of the exhaust gas recirculation gas supplied to each cylinder 20 is reduced, and the combustion stability of each cylinder 20 is improved.
- the fresh air introduced from the throttle valve 34 into the vertical passage portion 28 reaches the elongated passage portion 32 via the curved passage portion 30 and extends from the center of the elongated passage portion 32 in the longitudinal direction. It is introduced into each intake port 22 while expanding to both sides along.
- the exhaust gas recirculation valve 40 is opened by the exhaust gas recirculation gas control unit (not shown).
- the exhaust gas recirculation gas introduced from the upper flow path 3802 into each branch passage 3804 is mixed with the fresh air by merging from the exhaust recirculation gas supply holes 3806 along with the fresh air spreading along the longitudinal direction of the elongated passage portion 32. It is distributed to each intake port 22.
- the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 have a certain weight, and are easily vibrated in the vertical direction due to vibrations received from the engine 10 and vibrations during traveling. Therefore, in general, when the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 connected to the intake manifold 14 are arranged at positions horizontally separated from each other, they are vertically vibrated due to vibrations received from the engine 10 and vibrations during traveling. Then, the force transmitted from the throttle valve 34 to the intake manifold 14 and the force transmitted from the exhaust gas recirculation valve 40 to the intake manifold 14 generate a stress such that the intake manifold 14 is twisted, so that the mounting durability of the intake manifold 14 is improved. Will be at a disadvantage.
- the throttle valve 34 is arranged below the intake manifold 14 and the exhaust gas recirculation valve 40 is arranged above the intake manifold 14, and when viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged. Further, the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 are arranged so as to have an overlapping region in the vertical direction when viewed from the front. For this reason, the occurrence of stress such as twisting of the intake manifold 14 is suppressed while ensuring the arrangement positions of the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40. As a result, the mounting durability of the intake manifold 14 is improved.
- the exhaust gas recirculation passage section 41 (the upper flow path 3802 and the exhaust gas recirculation distribution section 3804) that connects the exhaust gas recirculation valve 40 and the intake manifold 14 supports the exhaust gas recirculation valve 40 to the intake manifold 14. It constitutes a member. Therefore, a dedicated bracket for supporting the exhaust gas recirculation valve 40 on the engine body 12 is not required, so that the number of parts can be reduced and the weight can be reduced.
- the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 are connected to the intake manifold 14 in the central region in the extending direction of the intake manifold 14 in a front view orthogonal to the arrangement direction of the intake ports 22. There is. Therefore, when the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 vibrate in the vertical direction, the force acting in the inclination direction of the intake manifold 14 is suppressed even though the intake manifold 14 has an elongated shape. As a result, the mounting durability of the intake manifold 14 is improved.
- the intake air introduction hole 3502 is arranged at a position apart from the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806 on the upstream side of the intake flow in a plan view seen from a direction orthogonal to the arrangement direction of the intake ports 22. It For this reason, the condensed water generated inside the intake manifold 14 does not flow to the intake side. Therefore, in winter, the throttle valve 34 is prevented from freezing, and the engine 10 can be operated stably.
- a nipple 46 that holds an intake pressure sensor is provided in the intake passage portion 35 of the intake manifold 14 that extends upward from the throttle valve 34. That is, the nipple 46 is located on the upstream side of the flow of intake air with respect to the exhaust gas recirculation gas supply hole 3806. Therefore, the condensed water generated inside the intake manifold 14 does not flow to the nipple side, and the intake pressure sensor is not covered with the condensed water. Therefore, the durability of the intake pressure sensor is improved. Further, it is possible to prevent deposits resulting from the exhaust gas recirculation gas from adhering to the intake pressure sensor. As a result, the intake pressure can be accurately detected by the intake pressure sensor for a long period of time.
- various conventionally known sensors can be used as the sensor supported by the nipple 46.
- the nipple 46 is often made of a material having a relatively low strength, the nipple 46 is easily deformed by hitting an object, for example.
- the nipple 46 is arranged between the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 in the vertical direction in the front view as seen from the direction orthogonal to the arrangement direction in which the openings of the intake ports 22 are arranged.
- the throttle valve 34 and the exhaust gas recirculation valve 40 protect the nipple 46 and prevent the nipple 46 from being deformed.
- the branch portion 3804A is arranged in the middle of the second cylinder 202 and the third cylinder 203, but it is arranged in the middle of the first cylinder 201 and the second cylinder 202, or the middle cylinder 203 and the fourth cylinder 204. May be.
- the branch passage 3804B is not arranged in line symmetry, and the one extending to the opening of the intake port far from the branch portion 3804A may be lengthened.
- the above embodiment has been described with four cylinders, the same effect can be obtained with other numbers of cylinders.
- the branch portion 3804A may not be arranged in the middle of the cylinder, but may be aligned with the central cylinder, and the branch passage 3804B may be arranged line-symmetrically toward the outer intake port.
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Abstract
内燃機関のシリンダヘッドに形成された複数の吸気ポートの開口に接続され、吸気ポートの開口が配列される配列方向に延在するインテークマニホールドを有する内燃機関の吸気構造は、インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか一方に配置されてインテークマニホールドに一方から接続される排気還流バルブと、インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか他方に配置されてインテークマニホールドに他方から接続されるスロットルバルブと、を備える。排気還流バルブとスロットルバルブとは、配列方向と直交する正面視の上下方向において重複した領域を有して配置される。
Description
本発明は内燃機関の吸気構造に関する。
車両のエンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとしてインテークマニホールドに導入し、気筒に再度吸気させることで、排気中の窒素化合物(NOx)の低減を図る内燃機関の吸気構造が知られている(日本国特開2000-45880号公報参照)。
このような内燃機関の吸気構造として、インテークマニホールドに、吸気量を調整するスロットルバルブと、排気還流ガスの還流量を調整する排気還流バルブとを連結して配置することが考えられる。
このような内燃機関の吸気構造として、インテークマニホールドに、吸気量を調整するスロットルバルブと、排気還流ガスの還流量を調整する排気還流バルブとを連結して配置することが考えられる。
一般的に、スロットルバルブと排気還流バルブはある程度の重量を有している。インテークマニホールドにスロットルバルブと排気還流バルブを連結した場合、スロットルバルブと排気還流バルブが、エンジンの振動や走行時の振動により上下方向に振動すると、スロットルバルブと排気還流バルブのインテークマニホールドに対する配置如何によっては、スロットルバルブからインテークマニホールドに伝わる力と、排気還流バルブからインテークマニホールドに伝わる力とによってインテークマニホールドにねじられるような応力が生じる。この結果、インテークマニホールドの取付耐久性を高める上で不利となる。
本発明の実施の形態は、インテークマニホールドに入力される不必要な応力を回避して、インテークマニホールドの取付耐久性が向上した内燃機関に関する。
本発明の実施の形態によれば、内燃機関のシリンダヘッドに形成された複数の吸気ポートの開口に接続され、前記吸気ポートの開口が配列される配列方向に延在するインテークマニホールドを有する内燃機関の吸気構造は、前記インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか一方に配置されて前記インテークマニホールドに前記一方から接続される排気還流バルブと、前記インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか他方に配置されて前記インテークマニホールドに前記他方から接続されるスロットルバルブと、を備える。前記排気還流バルブと前記スロットルバルブとは、前記配列方向と直交する正面視の上下方向において重複した領域を有して配置される。
本発明の実施の形態によれば、インテークマニホールドの上下方向の一方にスロットルバルブを配置して他方に排気還流バルブを配置した上で、吸気ポートの配列方向と直交する正面視の上下方向において重複した領域を有してスロットルバルブと排気還流バルブとが配置されるため、スロットルバルブと排気還流バルブとの配置位置を確保しつつインテークマニホールドにねじられるような応力の発生を抑止される。この結果、インテークマニホールドの取付耐久性が向上する。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態の吸気構造が適用されたエンジン(内燃機関)の構成について説明する。
なお、以下の図面において、符号FRは車両前方を示し、符号UPは車両上方を示し、符号HLは車幅方向を示す。
図1、図2に示すように、エンジン10は、エンジン本体12と、インテークマニホールド14と、エキゾーストマニホールドと、排気還流装置とを含む。
エンジン本体12は、シリンダブロック16と、シリンダヘッド18とを含んで構成されている。
シリンダブロック16にピストンを収容する気筒20(シリンダ室)(図3参照)が形成される。各気筒20の燃焼室がシリンダヘッド18に形成される。本実施の形態では、4つの気筒20が車幅方向に沿って1番気筒201、2番気筒202、3番気筒203、4番気筒204と直線状に配列されている。
インテークマニホールド14は、気筒20が並べられた方向に対して直交する方向のシリンダヘッド18の一側に配置される。エキゾーストマニホールドは、シリンダヘッド18の他側に配置される。
図3、図4に示すように、インテークマニホールド14は、シリンダヘッド18の吸気ポート22と吸気管24とを接続する。エキゾーストマニホールドは、シリンダヘッド18の排気ポートと排気管とを接続する。
まず、本発明の実施の形態の吸気構造が適用されたエンジン(内燃機関)の構成について説明する。
なお、以下の図面において、符号FRは車両前方を示し、符号UPは車両上方を示し、符号HLは車幅方向を示す。
図1、図2に示すように、エンジン10は、エンジン本体12と、インテークマニホールド14と、エキゾーストマニホールドと、排気還流装置とを含む。
エンジン本体12は、シリンダブロック16と、シリンダヘッド18とを含んで構成されている。
シリンダブロック16にピストンを収容する気筒20(シリンダ室)(図3参照)が形成される。各気筒20の燃焼室がシリンダヘッド18に形成される。本実施の形態では、4つの気筒20が車幅方向に沿って1番気筒201、2番気筒202、3番気筒203、4番気筒204と直線状に配列されている。
インテークマニホールド14は、気筒20が並べられた方向に対して直交する方向のシリンダヘッド18の一側に配置される。エキゾーストマニホールドは、シリンダヘッド18の他側に配置される。
図3、図4に示すように、インテークマニホールド14は、シリンダヘッド18の吸気ポート22と吸気管24とを接続する。エキゾーストマニホールドは、シリンダヘッド18の排気ポートと排気管とを接続する。
各気筒20に新気を供給する吸気通路は、吸気管24の吸気通路部と、インテークマニホールド14の吸気通路部26と、シリンダヘッド18の吸気ポート22とを含む。図3、図4、図5に示すように、インテークマニホールド14の吸気通路部26は、縦通路部28と湾曲通路部30と細長通路部32とを有している。
縦通路部28は、吸気通路部26における吸気の流れの上流側に位置して上下方向に延在している。
スロットルバルブ34は、弁体3402の開閉により吸気量の調整を行なうものであり、図1、図2に示すように、インテークマニホールド14の下方に配置されている。
スロットルバルブ34は、インテークマニホールド14の縦通路部28の下端のスロットルバルブ結合用フランジ2802(図4参照)に連結される。したがって、スロットルバルブ34は、図1、図4に示すように、インテークマニホールド14の下方に配置されてインテークマニホールド14の下方から接続される。また、縦通路部28はスロットルバルブ34から上方に延在している。
湾曲通路部30は、斜め上方に凸状に設けられ、縦通路部28の上端と、細長通路部32とを接続する。したがって、本実施の形態では、新気は縦通路部28および湾曲通路部30を介して下方から細長通路部32に供給される。
縦通路部28の壁部の箇所に、吸気圧センサを保持するニップル46が設けられている。
図4に示すように、ニップル46は、インテークマニホールド14において、スロットルバルブ34から上方に延在するインテークマニホールド14の吸気通路部35に設けられる。言い換えると、ニップル46は、後述する排気還流ガス供給孔3806よりも吸気の流れの上流側の箇所に設けられる。図1から図4に示すように、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、ニップル46は、スロットルバルブ34と後述する排気還流バルブ40との間に位置している。
縦通路部28は、吸気通路部26における吸気の流れの上流側に位置して上下方向に延在している。
スロットルバルブ34は、弁体3402の開閉により吸気量の調整を行なうものであり、図1、図2に示すように、インテークマニホールド14の下方に配置されている。
スロットルバルブ34は、インテークマニホールド14の縦通路部28の下端のスロットルバルブ結合用フランジ2802(図4参照)に連結される。したがって、スロットルバルブ34は、図1、図4に示すように、インテークマニホールド14の下方に配置されてインテークマニホールド14の下方から接続される。また、縦通路部28はスロットルバルブ34から上方に延在している。
湾曲通路部30は、斜め上方に凸状に設けられ、縦通路部28の上端と、細長通路部32とを接続する。したがって、本実施の形態では、新気は縦通路部28および湾曲通路部30を介して下方から細長通路部32に供給される。
縦通路部28の壁部の箇所に、吸気圧センサを保持するニップル46が設けられている。
図4に示すように、ニップル46は、インテークマニホールド14において、スロットルバルブ34から上方に延在するインテークマニホールド14の吸気通路部35に設けられる。言い換えると、ニップル46は、後述する排気還流ガス供給孔3806よりも吸気の流れの上流側の箇所に設けられる。図1から図4に示すように、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、ニップル46は、スロットルバルブ34と後述する排気還流バルブ40との間に位置している。
細長通路部32は、吸気通路部26における吸気の流れの下流側に位置し、気筒20の配列方向に沿って延在し、細長い形状を有する。したがって、図1、図2に示すように、インテークマニホールド14は、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、気筒20の配列方向に沿って延在している。本実施の形態では、細長通路部32は、車幅方向に延在している。
細長通路部32は、インテークマニホールド14の壁部である上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206、背面壁3208で形成されている。
縦通路部28と反対に位置する湾曲通路部30の端部は、細長通路部32の長手方向の中央部に接続される。湾曲通路部30を形成する壁部3002は、上壁3202と下壁3204と背面壁3208とに接続される。
本実施の形態では、縦通路部28と湾曲通路部30とそれら縦通路部28、湾曲通路部30を形成する壁部が、スロットルバルブ34から上方に延在するインテークマニホールド14の吸気通路部35を構成する。また、この吸気通路部35が、後述する排気還流ガス供給孔3806が接続されたインテークマニホールド14の内部箇所である細長通路部32に接続される箇所が吸気導入孔3502となっている。
上壁3202と下壁3204は、細長通路部32の上下方向に対向する。一対の端面壁3206は、細長通路部32の長手方向において対向する。背面壁3208は、シリンダヘッド18と反対側でそれら上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206の端部を接続する。
背面壁3208と反対側でそれら上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206の内側が細長形状の開口3210となっており、開口3210の外側にシリンダヘッド結合用フランジ3212が設けられている。
シリンダヘッド結合用フランジ3212がシリンダヘッド18に結合されることで、インテークマニホールド14がシリンダヘッド18に連結される。この状態でエンジン本体12を正面視すると、インテークマニホールド14の細長通路部32の箇所は気筒20の配列方向に沿って延在し、細長い形状を有する。
シリンダヘッド結合用フランジ3212がシリンダヘッド18に結合された状態で、細長通路部32は、開口3210を介して4つの気筒20の各吸気ポート22に接続される。
細長通路部32は、インテークマニホールド14の壁部である上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206、背面壁3208で形成されている。
縦通路部28と反対に位置する湾曲通路部30の端部は、細長通路部32の長手方向の中央部に接続される。湾曲通路部30を形成する壁部3002は、上壁3202と下壁3204と背面壁3208とに接続される。
本実施の形態では、縦通路部28と湾曲通路部30とそれら縦通路部28、湾曲通路部30を形成する壁部が、スロットルバルブ34から上方に延在するインテークマニホールド14の吸気通路部35を構成する。また、この吸気通路部35が、後述する排気還流ガス供給孔3806が接続されたインテークマニホールド14の内部箇所である細長通路部32に接続される箇所が吸気導入孔3502となっている。
上壁3202と下壁3204は、細長通路部32の上下方向に対向する。一対の端面壁3206は、細長通路部32の長手方向において対向する。背面壁3208は、シリンダヘッド18と反対側でそれら上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206の端部を接続する。
背面壁3208と反対側でそれら上壁3202、下壁3204、一対の端面壁3206の内側が細長形状の開口3210となっており、開口3210の外側にシリンダヘッド結合用フランジ3212が設けられている。
シリンダヘッド結合用フランジ3212がシリンダヘッド18に結合されることで、インテークマニホールド14がシリンダヘッド18に連結される。この状態でエンジン本体12を正面視すると、インテークマニホールド14の細長通路部32の箇所は気筒20の配列方向に沿って延在し、細長い形状を有する。
シリンダヘッド結合用フランジ3212がシリンダヘッド18に結合された状態で、細長通路部32は、開口3210を介して4つの気筒20の各吸気ポート22に接続される。
図1、図2に示すように、排気還流装置36は、燃焼室から排出された排気ガスを排気還流ガスとしてインテークマニホールド14に排気還流通路38を介して還流する。
図3、図4に示すように、排気還流通路38における排気還流ガスの流れの下流側に位置する箇所38Aは、インテークマニホールド14の外壁に一体に設けられている。
この下流側に位置する箇所38Aは、排気還流ガスの流れの上流側に位置する上流路3802と、上流路3802の下流側に設けられた排気還流分配部3804とを備えている。
排気還流分配部3804は、上流路3802の下流端に設けられた分岐部3804Aと、分岐部3804Aとインテークマニホールド14の内部とを接続する複数の分岐通路3804Bとを有する。このような構成からなる排気還流分配部3804はインテークマニホールド14の外壁に一体に設けられている。
本実施の形態では、分岐通路3804Bは2つ設けられる。各分岐通路3804Bは、分岐部3804Aと細長通路部32とを接続する。分岐部3804Aは、単一の通路から複数の通路に排気還流ガスの通路が分岐される箇所である。
図3、図4に示すように、排気還流通路38における排気還流ガスの流れの下流側に位置する箇所38Aは、インテークマニホールド14の外壁に一体に設けられている。
この下流側に位置する箇所38Aは、排気還流ガスの流れの上流側に位置する上流路3802と、上流路3802の下流側に設けられた排気還流分配部3804とを備えている。
排気還流分配部3804は、上流路3802の下流端に設けられた分岐部3804Aと、分岐部3804Aとインテークマニホールド14の内部とを接続する複数の分岐通路3804Bとを有する。このような構成からなる排気還流分配部3804はインテークマニホールド14の外壁に一体に設けられている。
本実施の形態では、分岐通路3804Bは2つ設けられる。各分岐通路3804Bは、分岐部3804Aと細長通路部32とを接続する。分岐部3804Aは、単一の通路から複数の通路に排気還流ガスの通路が分岐される箇所である。
上流路3802における排気還流ガスの流れの上流端に、排気還流バルブ40が設けられる。図4において符号3805は2つの分岐通路3804Bのうちの一方の上流端を示している。
排気還流バルブ40は、弁体4002の開閉によりインテークマニホールド14に導入される排気還流ガスのガス流量(還流量)を調整する。
詳細には、排気還流ガスの流れの上流端に位置する壁部3810の箇所に排気還流バルブ結合用フランジ3814が設けられる。この排気還流バルブ結合用フランジ3814に、排気還流バルブ40が、連結される。
排気還流バルブ40は、弁体4002の開閉によりインテークマニホールド14に導入される排気還流ガスのガス流量(還流量)を調整する。
詳細には、排気還流ガスの流れの上流端に位置する壁部3810の箇所に排気還流バルブ結合用フランジ3814が設けられる。この排気還流バルブ結合用フランジ3814に、排気還流バルブ40が、連結される。
したがって、上流路3802と排気還流分配部3804とそれら上流路3802、排気還流分配部3804を形成する壁部は、排気還流バルブ40とインテークマニホールド14とを接続する排気還流通路部41を構成する。この排気還流通路部41は、排気還流バルブ40をインテークマニホールド14に支持する支持部材を構成している。
また、図1、図4に示すように、排気還流バルブ40は、インテークマニホールド14の上方に配置され、インテークマニホールド14の上方からインテークマニホールド14に接続されている。
また、図1から図4に示すように、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、上下方向において重複した領域を有して配置される。言い換えると、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、上下方向において重複した排気還流バルブ40の部分とスロットルバルブ34の部分とを有して配置されている。
また、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、インテークマニホールド14の延在方向の中央領域でインテークマニホールド14に接続されている。
また、図1、図4に示すように、排気還流バルブ40は、インテークマニホールド14の上方に配置され、インテークマニホールド14の上方からインテークマニホールド14に接続されている。
また、図1から図4に示すように、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、上下方向において重複した領域を有して配置される。言い換えると、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、上下方向において重複した排気還流バルブ40の部分とスロットルバルブ34の部分とを有して配置されている。
また、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34とは、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視において、インテークマニホールド14の延在方向の中央領域でインテークマニホールド14に接続されている。
図4に示すように、各分岐通路3804Bは、インテークマニホールド14の外壁に沿って延在形成される第一通路部3804B-1と、第一通路部から屈曲してインテークマニホールド14の内部である細長通路部32に接続される第二通路部3804B-2とを備えている。
詳細には、第一通路部3804B-1と第二通路部3804B-2とは屈曲部3804B-3を介して接続されている。
そして、図6に示すように、屈曲部3804B-3からフランジ3212まで、第一通路部3804B-1の延長方向に延びるリブ3812がインテークマニホールド14に一体形成されている。
図4、図5、図6に示すように、第二通路部3804B-2は、第二通路部3804B-2と細長通路部32とが接続されるインテークマニホールド14の壁部である上壁3202の箇所に形成された排気還流ガス供給孔3806と、排気還流ガス供給孔3806とは反対側の第二通路部3804B-2の端部に形成された点検口3816と、点検口3816を覆う蓋部44と、を備えている。
排気還流ガス供給孔3806は、各分岐通路3804Bからインテークマニホールド14の内部に排気還流ガスを供給する。言い換えると、排気還流ガス供給孔3806は、排気還流通路部41(上流路3802および排気還流分配部3804)とインテークマニホールド14の内部とを接続している。
また、点検口3816は、排気還流ガス供給孔3806に対向するインテークマニホールド14の内部の箇所を視認する箇所である。
第二通路部3804B-2は、蓋部44を取り外した際に点検口3816から排気還流ガス供給孔3806が視認できるように直線形状で形成される。本実施の形態では、排気還流ガス供給孔3806と点検口3816とは、ほぼ同軸上に形成されている。
点検口3816の周囲には、インテークマニホールド14の壁部から円筒状壁部3818が膨出される。円筒状壁部3818の内側空間は、点検口3816と連続状に形成される。円筒状壁部3818の上端にガスケット42を介して着脱可能に取着される蓋部44により、点検口3816が開閉される。
排気還流ガスは、各分岐通路3804Bの第一通路部3804B-1、第二通路部3804B-2から排気還流ガス供給孔3806を通って細長通路部32に供給される。
したがって、蓋部44を取り外すことで、点検口3816から排気還流ガス供給孔3806に対向する下壁3204の箇所を視認でき、排気還流ガスに起因する堆積物の付着状況を点検することができる。この結果、排気還流ガスに起因する堆積物の付着状況を確認できるようになっている。
また、インテークマニホールド14の壁部から膨出した円筒状壁部3818によって壁部3810が補強される。この結果、インテークマニホールド14の壁部の強度が向上し、また、排気還流バルブ40の取付強度が向上する。
詳細には、第一通路部3804B-1と第二通路部3804B-2とは屈曲部3804B-3を介して接続されている。
そして、図6に示すように、屈曲部3804B-3からフランジ3212まで、第一通路部3804B-1の延長方向に延びるリブ3812がインテークマニホールド14に一体形成されている。
図4、図5、図6に示すように、第二通路部3804B-2は、第二通路部3804B-2と細長通路部32とが接続されるインテークマニホールド14の壁部である上壁3202の箇所に形成された排気還流ガス供給孔3806と、排気還流ガス供給孔3806とは反対側の第二通路部3804B-2の端部に形成された点検口3816と、点検口3816を覆う蓋部44と、を備えている。
排気還流ガス供給孔3806は、各分岐通路3804Bからインテークマニホールド14の内部に排気還流ガスを供給する。言い換えると、排気還流ガス供給孔3806は、排気還流通路部41(上流路3802および排気還流分配部3804)とインテークマニホールド14の内部とを接続している。
また、点検口3816は、排気還流ガス供給孔3806に対向するインテークマニホールド14の内部の箇所を視認する箇所である。
第二通路部3804B-2は、蓋部44を取り外した際に点検口3816から排気還流ガス供給孔3806が視認できるように直線形状で形成される。本実施の形態では、排気還流ガス供給孔3806と点検口3816とは、ほぼ同軸上に形成されている。
点検口3816の周囲には、インテークマニホールド14の壁部から円筒状壁部3818が膨出される。円筒状壁部3818の内側空間は、点検口3816と連続状に形成される。円筒状壁部3818の上端にガスケット42を介して着脱可能に取着される蓋部44により、点検口3816が開閉される。
排気還流ガスは、各分岐通路3804Bの第一通路部3804B-1、第二通路部3804B-2から排気還流ガス供給孔3806を通って細長通路部32に供給される。
したがって、蓋部44を取り外すことで、点検口3816から排気還流ガス供給孔3806に対向する下壁3204の箇所を視認でき、排気還流ガスに起因する堆積物の付着状況を点検することができる。この結果、排気還流ガスに起因する堆積物の付着状況を確認できるようになっている。
また、インテークマニホールド14の壁部から膨出した円筒状壁部3818によって壁部3810が補強される。この結果、インテークマニホールド14の壁部の強度が向上し、また、排気還流バルブ40の取付強度が向上する。
また、各分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、細長通路部32の長手方向に間隔をおいた箇所に設けられ、湾曲通路部30の外側に位置する細長通路部32の箇所に対向している。
詳細には、各分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、細長通路部32の長手方向の中央の両側に位置して上壁3202に設けられ、湾曲通路部30の外側に位置する下壁3204の部分に対向している。
本実施の形態では、図3に示すように、細長通路部32に連通して、細長通路部32の長手方向に1番気筒201、2番気筒202、3番気筒203、4番気筒204のそれぞれに対応して第1吸気ポート221、第2吸気ポート222、第3吸気ポート223、第4吸気ポート224の4つの吸気ポート22が設けられ、第二及び第三の接続孔3806A、3806Bは、中央の2つの気筒20の吸気ポート22と、それら気筒20の外側の吸気ポート22との間で中央の2つの気筒20の吸気ポート22寄りに位置している。
言い換えると、内燃機関に配列された気筒20の配列方向と直交する直交方向の車両前方からインテークマニホールド14を見た正面視において、分岐部3804Aは2番気筒202と3番気筒(2番気筒吸気ポート222の開口と3番気筒吸気ポート223の開口)の中間に配置され、分岐通路3804Bは、分岐部3804Aから1番気筒吸気ポート221の開口と4番気筒吸気ポート224の開口に向かってそれぞれ延び、第2吸気ポート222と第3吸気ポート223の開口の中間とを結ぶ線の両サイドに配置されている。第二の接続孔3806Aは第1吸気ポート221と第2吸気ポート222の間で第2吸気ポート222寄りに位置している。第三の接続孔3806Bは第3吸気ポート223と第4吸気ポート224の間で第3吸気ポート223寄りに位置している。
また、分岐通路3804Bは、分岐部3804Aと2番気筒202と3番気筒(2番気筒吸気ポート222の開口と3番気筒吸気ポート223の開口)の中間とを結ぶ線を対称軸として線対称に配置されている。
詳細には、各分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、細長通路部32の長手方向の中央の両側に位置して上壁3202に設けられ、湾曲通路部30の外側に位置する下壁3204の部分に対向している。
本実施の形態では、図3に示すように、細長通路部32に連通して、細長通路部32の長手方向に1番気筒201、2番気筒202、3番気筒203、4番気筒204のそれぞれに対応して第1吸気ポート221、第2吸気ポート222、第3吸気ポート223、第4吸気ポート224の4つの吸気ポート22が設けられ、第二及び第三の接続孔3806A、3806Bは、中央の2つの気筒20の吸気ポート22と、それら気筒20の外側の吸気ポート22との間で中央の2つの気筒20の吸気ポート22寄りに位置している。
言い換えると、内燃機関に配列された気筒20の配列方向と直交する直交方向の車両前方からインテークマニホールド14を見た正面視において、分岐部3804Aは2番気筒202と3番気筒(2番気筒吸気ポート222の開口と3番気筒吸気ポート223の開口)の中間に配置され、分岐通路3804Bは、分岐部3804Aから1番気筒吸気ポート221の開口と4番気筒吸気ポート224の開口に向かってそれぞれ延び、第2吸気ポート222と第3吸気ポート223の開口の中間とを結ぶ線の両サイドに配置されている。第二の接続孔3806Aは第1吸気ポート221と第2吸気ポート222の間で第2吸気ポート222寄りに位置している。第三の接続孔3806Bは第3吸気ポート223と第4吸気ポート224の間で第3吸気ポート223寄りに位置している。
また、分岐通路3804Bは、分岐部3804Aと2番気筒202と3番気筒(2番気筒吸気ポート222の開口と3番気筒吸気ポート223の開口)の中間とを結ぶ線を対称軸として線対称に配置されている。
各分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、細長通路部32の長手方向に間隔をおいた箇所に設けられる。すなわち、排気還流ガス供給孔3806が複数設けられているため、排気還流ガス供給孔3806が単一の場合に比較して、排気還流ガスと新気とが効率よく混合され、各気筒20へ供給される排気還流ガス量のバラツキが低減し、各気筒20の燃焼安定性が向上する。
また、各排気還流ガス供給孔3806は、湾曲通路部30の外側に位置する細長通路部32の箇所に対向する。本実施の形態では、2つの排気還流ガス供給孔3806は、湾曲通路部30の外側に位置する下壁3204の箇所に対向している。
言い換えると、吸気導入孔3502は、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た平面視において、排気還流ガス供給孔3806よりも吸気流れの上流側に離れた箇所に配置されている。
これにより、排気還流ガスが新気と混合することによって冷却され排気還流ガスの水分が凝縮されインテークマニホールド14の内部で凝縮水が生じても、凝縮水は湾曲通路部30の外側の箇所で生じる。言い換えると、凝縮水は排気還流ガス供給孔3806よりも吸気流れの下流側に離れた箇所に生じる。この結果、凝縮水は新気の流れによって湾曲通路部30から吸気ポート22へ向かう方向に流され、各気筒20において蒸発する。そのため、凝縮水がスロットルバルブ34に流入することが抑制され、冬季において、スロットルバルブ34の凍結を防止され、エンジン10を安定して運転できる。
本実施の形態では、図3に示すように、細長通路部32に連通して、細長通路部32の長手方向に4つの吸気ポート22が設けられる。2つの分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、中央の2つの気筒20の吸気ポート22と、それら気筒20の外側の吸気ポート22との間で中央の2つの気筒20の吸気ポート22寄りに位置する。このため、排気還流ガスと新気とが効率よく混合され、各気筒20へ供給される排気還流ガス量のバラツキが低減し、各気筒20の燃焼安定性が向上する。
また、各排気還流ガス供給孔3806は、湾曲通路部30の外側に位置する細長通路部32の箇所に対向する。本実施の形態では、2つの排気還流ガス供給孔3806は、湾曲通路部30の外側に位置する下壁3204の箇所に対向している。
言い換えると、吸気導入孔3502は、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た平面視において、排気還流ガス供給孔3806よりも吸気流れの上流側に離れた箇所に配置されている。
これにより、排気還流ガスが新気と混合することによって冷却され排気還流ガスの水分が凝縮されインテークマニホールド14の内部で凝縮水が生じても、凝縮水は湾曲通路部30の外側の箇所で生じる。言い換えると、凝縮水は排気還流ガス供給孔3806よりも吸気流れの下流側に離れた箇所に生じる。この結果、凝縮水は新気の流れによって湾曲通路部30から吸気ポート22へ向かう方向に流され、各気筒20において蒸発する。そのため、凝縮水がスロットルバルブ34に流入することが抑制され、冬季において、スロットルバルブ34の凍結を防止され、エンジン10を安定して運転できる。
本実施の形態では、図3に示すように、細長通路部32に連通して、細長通路部32の長手方向に4つの吸気ポート22が設けられる。2つの分岐通路3804Bの排気還流ガス供給孔3806は、中央の2つの気筒20の吸気ポート22と、それら気筒20の外側の吸気ポート22との間で中央の2つの気筒20の吸気ポート22寄りに位置する。このため、排気還流ガスと新気とが効率よく混合され、各気筒20へ供給される排気還流ガス量のバラツキが低減し、各気筒20の燃焼安定性が向上する。
本実施の形態では、エンジン10の運転中、スロットルバルブ34から縦通路部28に導入された新気は湾曲通路部30を介して細長通路部32に至り、細長通路部32の中央から長手方向に沿って両側に拡がりながら各吸気ポート22に導入される。
ここで、排気還流ガスの還流を行なうための条件が成立すると、不図示の排気還流ガス制御部により排気還流バルブ40が開かれる。
すると、上流路3802から各分岐路3804に導入された排気還流ガスは、各排気還流ガス供給孔3806から細長通路部32の長手方向に沿って拡がる新気に合流することで新気と混合され各吸気ポート22へ分配される。
ここで、排気還流ガスの還流を行なうための条件が成立すると、不図示の排気還流ガス制御部により排気還流バルブ40が開かれる。
すると、上流路3802から各分岐路3804に導入された排気還流ガスは、各排気還流ガス供給孔3806から細長通路部32の長手方向に沿って拡がる新気に合流することで新気と混合され各吸気ポート22へ分配される。
次に作用効果について説明する。
スロットルバルブ34および排気還流バルブ40はある程度の重量を有しており、エンジン10から受ける振動や走行時の振動によって上下方向に振動しやすい。
そのため、一般に、インテークマニホールド14に連結されたスロットルバルブ34および排気還流バルブ40が水平方向に離間した位置に配置されている場合、エンジン10から受ける振動や走行時の振動によってそれらが上下方向に振動すると、スロットルバルブ34からインテークマニホールド14に伝わる力と、排気還流バルブ40からインテークマニホールド14に伝わる力とによってインテークマニホールド14にねじられるような応力が生じるため、インテークマニホールド14の取付耐久性を高める上で不利となる。
一方、本実施の形態では、インテークマニホールド14の下方にスロットルバルブ34を配置して上方に排気還流バルブ40を配置した上で、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視の上下方向において重複した領域を有してスロットルバルブ34と排気還流バルブ40とが配置される。このため、スロットルバルブ34と排気還流バルブ40との配置位置を確保しつつインテークマニホールド14にねじられるような応力の発生が抑止される。この結果、インテークマニホールド14の取付耐久性が向上する。
スロットルバルブ34および排気還流バルブ40はある程度の重量を有しており、エンジン10から受ける振動や走行時の振動によって上下方向に振動しやすい。
そのため、一般に、インテークマニホールド14に連結されたスロットルバルブ34および排気還流バルブ40が水平方向に離間した位置に配置されている場合、エンジン10から受ける振動や走行時の振動によってそれらが上下方向に振動すると、スロットルバルブ34からインテークマニホールド14に伝わる力と、排気還流バルブ40からインテークマニホールド14に伝わる力とによってインテークマニホールド14にねじられるような応力が生じるため、インテークマニホールド14の取付耐久性を高める上で不利となる。
一方、本実施の形態では、インテークマニホールド14の下方にスロットルバルブ34を配置して上方に排気還流バルブ40を配置した上で、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視の上下方向において重複した領域を有してスロットルバルブ34と排気還流バルブ40とが配置される。このため、スロットルバルブ34と排気還流バルブ40との配置位置を確保しつつインテークマニホールド14にねじられるような応力の発生が抑止される。この結果、インテークマニホールド14の取付耐久性が向上する。
また、本実施の形態では、排気還流バルブ40とインテークマニホールド14とを接続する排気還流通路部41(上流路3802および排気還流分配部3804)が、排気還流バルブ40をインテークマニホールド14に支持する支持部材を構成している。
そのため、排気還流バルブ40をエンジン本体12に支持する専用のブラケットが不要となり、部品点数が削減し、また、軽量化を図ることができる。
そのため、排気還流バルブ40をエンジン本体12に支持する専用のブラケットが不要となり、部品点数が削減し、また、軽量化を図ることができる。
また、本実施の形態では、吸気ポート22の配列方向と直交する正面視において、スロットルバルブ34と排気還流バルブ40とは、インテークマニホールド14の延在方向の中央領域でインテークマニホールド14に接続されている。このため、スロットルバルブ34および排気還流バルブ40が上下方向に振動した場合に、インテークマニホールド14が細長形状であるにも拘わらず、インテークマニホールド14の傾き方向に作用する力が抑制される。この結果、インテークマニホールド14の取付耐久性が向上する。
また、本実施の形態では、吸気導入孔3502は、吸気ポート22の配列方向と直交する方向から見た平面視において、排気還流ガス供給孔3806より吸気流れの上流側に離れた箇所に配置される。このため、インテークマニホールド14の内部で生じた凝縮水は吸気側に流れない。したがって、冬季において、スロットルバルブ34の凍結が防止され、エンジン10を安定して運転できる。
また、本実施の形態では、スロットルバルブ34から上方に延在するインテークマニホールド14の吸気通路部35に、吸気圧センサを保持するニップル46が設けられる。つまり、ニップル46は、排気還流ガス供給孔3806よりも吸気の流れの上流側の箇所に位置する。
したがって、インテークマニホールド14の内部で生じた凝縮水がニップル側に流れず、吸気圧センサが凝縮水によって被水しない。このため、吸気圧センサの耐久性が向上する。
また、排気還流ガスに起因する堆積物が吸気圧センサに付着することが抑制される。この結果、吸気圧センサによる吸気圧の検出を長期間にわたって正確に行なうことができる。
なお、本実施の形態では、ニップル46が支持するセンサが吸気圧センサである場合について説明したが、ニップル46が支持するセンサとして従来公知の様々なセンサが使用可能である。
したがって、インテークマニホールド14の内部で生じた凝縮水がニップル側に流れず、吸気圧センサが凝縮水によって被水しない。このため、吸気圧センサの耐久性が向上する。
また、排気還流ガスに起因する堆積物が吸気圧センサに付着することが抑制される。この結果、吸気圧センサによる吸気圧の検出を長期間にわたって正確に行なうことができる。
なお、本実施の形態では、ニップル46が支持するセンサが吸気圧センサである場合について説明したが、ニップル46が支持するセンサとして従来公知の様々なセンサが使用可能である。
また、ニップル46は比較的強度が弱い材料で形成されていることが多いため、例えば、物体がぶつかることでニップル46は容易に変形する。
本実施の形態では、ニップル46は、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視の上下方向においてスロットルバルブ34と排気還流バルブ40との間に配置されるので、それらスロットルバルブ34と排気還流バルブ40によってニップル46が保護され、ニップル46の変形を防止される。
本実施の形態では、ニップル46は、吸気ポート22の開口が配列される配列方向と直交する方向から見た正面視の上下方向においてスロットルバルブ34と排気還流バルブ40との間に配置されるので、それらスロットルバルブ34と排気還流バルブ40によってニップル46が保護され、ニップル46の変形を防止される。
なお、本実施の形態では、インテークマニホールド14の上方に排気還流バルブ40が配置され、インテークマニホールド14の下方にスロットルバルブ34が配置されている場合について説明したが、排気還流バルブ40とスロットルバルブ34が上下反対に配置されていてもよいことは無論である。
上記実施形態では、分岐部3804Aを2番気筒202と3番気筒203の中間に配置したが、1番気筒201と2番気筒202、または3番気筒203と4番気筒204の中間に配置してもよい。この場合、分岐通路3804Bは線対称に配置せず分岐部3804Aから遠くなる吸気ポートの開口に延びる方を長くするとよい。
更に、上記実施形態では4気筒で説明したが、その他の気筒数でも同様の効果が得られる。例えば、3気筒の場合、分岐部3804Aを気筒の中間に配置せず、中央の気筒に一致させ、分岐通路3804Bを外側の吸気ポートに向かって線対称に配置するとよい。
更に、上記実施形態では4気筒で説明したが、その他の気筒数でも同様の効果が得られる。例えば、3気筒の場合、分岐部3804Aを気筒の中間に配置せず、中央の気筒に一致させ、分岐通路3804Bを外側の吸気ポートに向かって線対称に配置するとよい。
本出願は、2018年11月6日出願の日本特許出願特願2018-208570に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10 エンジン(内燃機関)
14 インテークマニホールド
18 シリンダヘッド
20 気筒
22 吸気ポート
34 スロットルバルブ
35 吸気通路部
3502 吸気導入孔
3806 排気還流ガス供給孔
40 排気還流バルブ
41 排気還流通路部
46 ニップル
14 インテークマニホールド
18 シリンダヘッド
20 気筒
22 吸気ポート
34 スロットルバルブ
35 吸気通路部
3502 吸気導入孔
3806 排気還流ガス供給孔
40 排気還流バルブ
41 排気還流通路部
46 ニップル
Claims (6)
- 内燃機関のシリンダヘッドに形成された複数の吸気ポートの開口に接続され、前記吸気ポートの開口が配列される配列方向に延在するインテークマニホールドを有する内燃機関の吸気構造であって、
前記インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか一方に配置されて前記インテークマニホールドに前記一方から接続される排気還流バルブと、
前記インテークマニホールドの上方又は下方のいずれか他方に配置されて前記インテークマニホールドに前記他方から接続されるスロットルバルブと、
を備え、
前記排気還流バルブと前記スロットルバルブとは、前記配列方向と直交する正面視の上下方向において重複した領域を有して配置される、
内燃機関の吸気構造。 - 前記排気還流バルブと前記インテークマニホールドとを接続する排気還流通路部が、前記排気還流バルブを前記インテークマニホールドに支持する支持部材となる、
請求項1に記載の内燃機関の吸気構造。 - 前記正面視において、前記スロットルバルブと前記排気還流バルブとは、前記インテークマニホールドの延在方向の中央領域で前記インテークマニホールドに接続される、
請求項1又は2に記載の内燃機関の吸気構造。 - 更に、
排気還流ガス供給孔と、
吸気導入孔と、
を備え、
前記排気還流バルブは、前記インテークマニホールドの上方に配置され、
前記スロットルバルブは、前記インテークマニホールドの下方に配置され、
前記排気還流ガス供給孔において、前記排気還流通路部と前記インテークマニホールドの内部箇所とが、接続され、
前記吸気導入孔において、前記スロットルバルブから上方に延在する前記インテークマニホールドの吸気通路部が、前記排気還流ガス供給孔が接続された前記インテークマニホールドの内部箇所に接続され、
前記吸気導入孔は、前記配列方向と直交する平面視において、前記排気還流ガス供給孔よりも吸気流れの上流側に離れた箇所に配置される
請求項2又は3に記載の内燃機関の吸気構造。 - 更に、
前記吸気通路部に設けられ、センサを保持するニップル、
を備える、
請求項4に記載の内燃機関の吸気構造。 - 前記ニップルは、前記正面視の上下方向において前記スロットルバルブと前記排気還流バルブとの間に配置される、
請求項5記載の内燃機関の吸気構造。
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- 2019-11-06 JP JP2020555561A patent/JP7140205B2/ja active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19881931 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020555561 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19881931 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |