CN103206321B - 发动机进气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机进气装置。将水冷式中冷器(7)和直列四气缸发动机的进气歧管(5)组合在一起而构成该发动机进气装置(3)。进气歧管(5)具有与各气缸相通的下游分岐管部(15)、与下游分岐管部(15)相通的腔室部(25)、与腔室部(25)相通且朝着发动机前后方向的一侧延伸的上游进气管部。在腔室部(25)的与上游进气管部相反的一侧形成有纵向尺寸较大的矩形开口部。中冷器(7)具有最宽的面是在发动机宽度方向上相对的一对面的中冷器主体部(17)。中冷器主体部(17)被从矩形开口部插入腔室部(25)内而沿着发动机宽度方向将腔室部(25)的内部一分而二。

Description

发动机进气装置

技术领域

本发明涉及一种具有布置成列状的多个气缸的发动机进气装置，特别涉及一种将水冷式中冷器和进气歧管组合在一起的发动机进气装置。

背景技术

内燃机中，在同一压力下进气温度越低每单位容积的进气质量就越高(充气率提高)，能够使更多的燃料燃烧，所以在带增压器的发动机中，为提高充气率而设置有用以将在增压器中已被压缩的空气冷却的中冷器。

从冷却效率的观点出发，水冷式中冷器要比空冷式中冷器好。而且，从为提高驾驶室内的乘坐舒适性而谋求发动机室的省空间化的观点出发，将中冷器内置于进气系部件中为好。例如，德国专利公开公报DE102007030464A1中公开的发明内容如下：将横向尺寸比纵向尺寸大的水冷式中冷器内置于进气歧管中，该进气歧管包括与各气缸相通的分岐管部和布置在该分岐管部的上游一侧的腔室部，该水冷式中冷器将腔室部的内部空间划分为上下两空间。

在上述专利文献中所公开的发明内容中，因为无需将水冷式中冷器设置在发动机室内，所以与中冷器未内置于进气歧管中的情况相比，有利于实现发动机室的省空间化。

然而，在上述专利文献中所公开的发明内容中，因为设置了中冷器来将腔室部的内部的空间划分为上下两空间，换句话说，因为设置了中冷器以使得进气通过面上下相对，所以为了有效地确保进气通过面的面积，必须在发动机前后方向或宽度方向上将中冷器做得较大。因此，上述专利文献中的中冷器横向尺寸大于纵向尺寸，从实现发动机前后方向和宽度方向的紧凑化的观点来看是一个问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于：提供一种在将水冷式中冷器和发动机的进气歧管组合在一起的发动机进气装置中，既能够有效地确保进气通过面的面积，又能够谋求发动机前后方向和宽度方向的紧凑化的技术。

为达成上述目的，在本发明所涉及的发动机进气装置中，使插入进气歧管的中冷器主体部构成为：在尺寸限制比发动机前后方向和宽度方向小的上下方向上确保进气通过面。

具体而言，第一方面的发明以一种将水冷式中冷器和具有列状布置着的多个气缸的发动机的进气歧管组合在一起的发动机进气装置为对象。

所述进气歧管具有下游分岐管部、腔室部以及上游进气管部，该下游分岐管部与各个所述气缸相通，该腔室部位于该下游分岐管部的下方且与该下游分岐管部相通，在所述腔室部形成有矩形开口部，所述中冷器具有中冷器主体部，所述中冷器主体部从所述开口部插入所述腔室部内，内置于该腔室部，沿着发动机宽度方向将该腔室部的内部一分为二，所述下游分岐管部设置在发动机宽度方向的一侧即进气侧外表面上，所述上游进气管部在所述腔室部的靠近发动机一侧与该腔室部相通且沿着多个所述气缸的排列方向即发动机前后方向的一侧延伸，所述矩形开口部在与所述上游进气管部相反的一侧形成为纵向尺寸大于横向尺寸，所述中冷器主体部是在发动机宽度方向上相对的一对面最宽的长方体状。

根据第一方面的发明，因为长方体状中冷器主体部具有其长方体中的最宽的一对面在发动机宽度方向上相对的结构，所以能够在尺寸上的限制比受发动机室的紧凑化这样的制约较大的发动机前后方向和宽度方向小的上下方向上确保较宽的面积。也就是说，既能够确保中冷器主体部的与发动机宽度方向相对的面具有所希望的面积，又能够抑制中冷器在发动机前后方向和宽度方向上的大尺寸化。

因为中冷器主体部内置于腔室部，沿着发动机宽度方向将腔室部的内部一分为二，换句话说，在最宽的面上将腔室部的内部进行了划分，所以高温进气流通过最宽的面。结果是能够有效地确保进气通过面积。

因为通过从开口部将如上所述在发动机前后方向和宽度方向上实现了紧凑化的中冷器主体部插入腔室部内，就将水冷式中冷器和进气歧管组合在一起了，所以能够谋求包括水冷式中冷器和进气歧管的进气装置整体在发动机前后方向和宽度方向上的紧凑化。

如上所述，在将水冷式中冷器与进气歧管组合在一起的发动机进气装置，既能够有效地确保进气通过面的面积，又能够实现发动机前后方向和宽度方向的紧凑化。

第二方面的发明是这样的，在上述第一方面的发明中，所述进气歧管是树脂制。所述中冷器紧固在所述进气歧管的所述矩形开口部的周缘部。在所述上游进气管部连接有节气门体(body)。

若将节气门体连接在从腔室部朝着发动机前后方向的一侧延伸的上游进气管部，则包括该节气门体的进气歧管整体的重心就会靠近节气门体一侧。当发动机振动时，进气歧管和节气门体也会伴随着该发动机的振动而振动，但是进气歧管会由于重心的不平衡而摇晃得超出需要，所以由于这样的不平衡产生了多少摇晃，就需要采取相应地将壁厚增加多少或者增设肋等措施来加强进气歧管。树脂制进气歧管对上述加强的需求性比金属制进气歧管对上述加强的需求性要高。因此，尽管为谋求轻量化使用了树脂制进气歧管，但是由于增大壁厚、增设肋等反而有可能导致重量增加。

这里，根据第二方面的发明，因为将中冷器紧固在腔室部的形成在与上游进气管部相反一侧的矩形开口部的周缘部，所以与仅将节气门体连接在进气歧管上的情况相比，能够使包括节气门体和水冷式中冷器的进气歧管整体的重心接近进气歧管本身的重心。这样一来，就能够抑制由于不平衡引起的摇晃，该摇晃被抑制了多少，加强就能够相应地减少多少，从而能够抑制进气歧管的重量由于加强而增加。

第三方面的发明是这样的，在所述第一或第二方面的发明中，所述腔室部和所述下游分岐管部通过朝着发动机宽度方向外侧弯曲且沿上下方向延伸的一根中间进气管部相通。在所述中间进气管部的位于发动机宽度方向外侧的部位即外侧壁部连接有EGR(废气再循环)气体引入管。

根据第三方面的发明，因为在使腔室部和下游分岐管部相通的中间进气管部的外侧壁部连接有EGR气体引入管，所以在中冷器主体部的下游侧进行EGR气体的引入。结果是能够抑制中冷器的性能由于EGR气体中所含的煤灰而恶化。

在腔室部内已通过中冷器主体部的进气流在中间进气管部内上升到达下游分岐管部时，因为该中间进气管部朝着发动机宽度方向外侧弯曲，所以当进气流量较少时，进气流沿着中间进气管部的外侧壁部的内表面(在中间进气管部内一边偏向于外侧一边)上升。而且，因为EGR气体引入管与外侧壁部相连接。换句话说，因为EGR气体被引入外侧壁部附近，所以沿着外侧壁部在中间进气管部内上升而来的进气流和已引入的EGR气体易于混合。结果是能够提高EGR气体的混合性。此外，当进气流量较多时，进气流一边在中间进气管部内向内侧扩散，一边在中间进气管部内流动，所以当然能够使EGR气体的混合性提高。

－发明的效果－

根据本发明所涉及的发动机进气装置，因为长方体状中冷器主体部是一种长方体中的最宽的一对面在发动机宽度方向上相对的结构，所以能够在尺寸制约较小的上下方向上确保较宽的面积，从而能够抑制中冷器主体部在发动机前后方向和宽度方向上的大尺寸化。

因为中冷器主体部内置于腔室部，在最宽的面上对腔室部的内部进行了划分，所以高温进气流就会通过最宽的面。因此能够有效地确保进气通过面积。

通过从开口部将该中冷器主体部插入腔室部内，来将水冷式中冷器和进气歧管组合在一起，所以能够谋求包括它们的进气装置整体在发动机前后方向和宽度方向的紧凑化。

附图的简单说明

图1是安装有本发明实施方式所涉及的进气装置的发动机的主视图。

图2是发动机和进气系的整体示意略图。

图3是进气装置的主视图。

图4是从发动机前后方向的另一侧看到的进气装置的侧视图。

图5是从发动机前后方向的一侧看到的进气装置的侧视图。

图6是进气装置的俯视图。

图7是进气装置的仰视图。

图8是进气装置的后视图。

图9是顺着图3中的IX－IX线箭头方向看到的剖视图。

图10是顺着图3中的X－X线箭头方向看到的剖视图。

图11是顺着图5中的XI－XI线箭头方向看到的剖视图。

图12是从进气流的流动方向看到的隔离部件的图。

图13是示出进气歧管和中冷器的立体图。

图14中的(a)是图10中A部分的放大图，图14中的(b)是喷嘴部件的立体图。

图15是下游分岐管部的集合部和内部通路的相通状态的示意说明图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式做详细的说明。

－整体构造－

图1是安装有本发明实施方式所涉及的进气装置的发动机的主视图。该发动机1是柴油发动机，在该发动机1的构造中包括在其内部设置有列状布置着的四个气缸11a、11b、11c、11d(参照图2)的气缸体1c、设置在气缸体1c下部的油底壳1d、安装在气缸体1c的上表面部的气缸盖1b、以及安装在气缸盖1b的上表面周缘部的气缸盖罩1a。该发动机1安装在前发动机后驱动型车辆上，该发动机1以四个气缸11a、11b、11c、11d沿着车宽方向排列着布置在发动机室内，即该发动机1是所谓的直列四气缸横置式发动机。

因此，在本实施方式中，四个气缸11a、11b、11c、11d的排列方向即发动机前后方向与车宽方向大致一致，发动机宽度方向与车辆前后方向大致一致。以下不做特别说明的话，前侧指发动机宽度方向的一侧(车辆前后方向的前侧)，后侧指发动机宽度方向的另一侧(车辆前后方向的后侧)，左侧指发动机前后方向的一侧(车宽方向的左侧)，右侧指发动机前后方向的另一侧(车宽方向的右侧)。

该发动机1在其前侧连接有进气系(进气装置3)，在其后侧连接有排气系，即该发动机1是所谓的前方进气后方排气式发动机。在本实施方式的发动机1的进气侧(发动机宽度方向一侧)的外表面除设置有进气系以外，还设置有使产生在电气系统使用的交流电流的交流发电机41、水泵51、空调用空气压缩机61、从启动时到完全燃烧为止驱动发动机1的起动电动机71等附属装置。

本实施方式的进气装置3包括进气歧管5、中冷器7、进气控制阀单元9以及隔离部件13。该进气歧管5紧挨着设置在发动机1的进气侧外表面上的交流发电机41，位于该交流发电机41的左侧；该中冷器7安装在该进气歧管5中；该进气控制阀单元9设置在该进气歧管5的上游侧；该隔离部件13设置在该进气控制阀单元9和进气歧管5之间，将二者连接起来。在该进气控制阀单元9的上游侧连接有进气管63。

整个进气系如图2所示。连接在未图示的空气管上的空气滤清器81和增压器(涡轮增压器)91的压缩室(未图示)由进气管53连接在一起。增压器91和进气控制阀单元9中的节气门体19由进气管63连接在一起。进气控制阀单元9中的节气门体19和已安装上中冷器7的进气歧管5经隔离部件13连接在一起。后述的进气歧管5的下游分岐管部15和发动机1的各气缸11a、11b、11c、11d的进气道21相连接。形成在发动机1的各气缸11a、11b、11c、11d上的排气口31和增压器91的涡轮室(未图示)相连接。进气管53和排气管73由其上设置有EGR冷却器83a的回流通路83连接在一起。进气歧管5和排气口31由其上设置有EGR阀93a的EGR气体引入管93连接在一起。

因此，在本实施方式的进气系中，在空气滤清器81中已被净化的新气和从排气管73回流且在EGR冷却器83a中已被冷却的EGR气体在进气管53中混合，该混合气体(吸入空气)被供向增压器91的压缩室后被压缩。已被压缩的高温吸入空气通过进气管63到达进气控制阀单元9，依次通过节气门体19和隔离部件13，供向进气歧管5。在进气歧管5内已被中冷器7冷却的吸入空气被从排气口31排出，进一步与由EGR气体引入管93引入进气歧管5的排出气体的一部分混合后，分配并供给各进气道21。已燃烧的吸入空气成为排出气体，其一部分通过EGR气体引入管93被引入进气歧管5，另一方面，剩余部分被供向增压器91的涡轮室，让未图示的涡轮旋转后，通过排气管73排出。

－进气装置－

接下来，对构成进气装置3的各个部分做说明。图3是进气装置的主视图，图4是从右侧看到的进气装置的侧视图，图5是从左侧看到的进气装置的侧视图，图6是进气装置的俯视图，图7是进气装置的仰视图，图8是进气装置的后视图，图9是顺着图3中的IX－IX线箭头方向看到的剖视图，图10是顺着图3中的X－X线箭头方向看到的剖视图，图11是顺着图5中的XI－XI线箭头方向看到的剖视图。如上所述，该进气装置包括进气控制阀单元9、隔离部件13、进气歧管5以及中冷器7。

进气控制阀单元9是马达驱动式。如图5所示，该进气控制阀单元9具有金属制节气门体19、阀轴29、圆形阀体39以及驱动传递部49。在该节气门体19上形成有构成进气通路的断面为圆形的通孔19a；该阀轴29由与进气通路的径向相对地形成在该节气门体19上的阀轴支持部19b、19c支承着能够绕该节气门体19转动；该圆形阀体39固定在该阀轴29上伴随着阀轴29的转动而转动来打开、关闭进气通路；该驱动传递部49包括能够进行正转/逆转驱动的驱动马达(未图示)和用以将该驱动马达的驱动力传递给阀轴29的传递机构部(未图示)以及收纳该驱动马达和传递机构部的金属制罩(housing)。此外，图中符号59表示将控制阀加温的水路，为防止在冷机时阀轴支持部19c冻结而将水路安装到进气控制阀单元9中，发动机冷却水循环系的加温水在该水路中流动。如图7所示，该控制阀加温水路59沿着节气门体19的底面向后侧延伸，并且如图8所示，该控制阀加温水路59朝着上方延伸，通过发动机1一侧的阀轴支持部19c附近。

该进气控制阀单元9是这样控制送入发动机1的进气道21的进气量的，基于未图示的油门传感器、转速传感器等的信号，在由计算机控制的驱动电流下驱动马达开始进行驱动，该驱动力由传递机构部传递给阀轴29，固定在阀轴29上的阀体39转动而打开或关闭进气通路，由此控制送入发动机1的进气道21的进气量。

隔离部件13是金属制。如图12所示，在该隔离部件13的中央部位形成有用以使吸入空气通过的断面为圆形的进气通路部13a。如上所述，该隔离部件13设置在进气控制阀单元9和进气歧管5之间，将节气门体19的下游侧端部和进气歧管5的上游进气管部35连接起来。这样一来，节气门体19和上游进气管部35就相通了。

在发动机的进气系中，大部分情况下中冷器都位于节气门体的上游，但是在本实施方式中，因为中冷器7被组合在进气歧管5里面，所以中冷器7位于节气门19的下游。因此，在增压器91的压缩室已被压缩的高温吸入空气，在不被中冷器7冷却的情况下，就会通过节气门体19。如上所述，如果未被冷却的高温吸入空气通过进气控制阀单元9的节气门体19，驱动传递部49的驱动马达、传递机构部就有可能过热。

于是，为抑制驱动传递部49过热，在该隔离部件13中形成有用以使冷却水在该隔离部件13内部循环的水路。具体而言，在从进气通路部13a看去靠近驱动传递部49的一侧形成有用以使冷却水流动的内部水路13b。更详细地说，如图5所示，该内部水路13b形成为：朝着下方近似笔直地延伸后，在隔离部件13的高度方向的中央部位弯曲，越朝向下方越朝着发动机1一侧倾斜着延伸。如图12所示，顺着进气流的流动方向观看，该内部水路13b不仅与驱动传递部49重叠，还与进气控制阀单元9中驱动传递部49一侧的阀轴支持部19b重叠。

如上所述，通过在隔离部件13上形成内部水路13b，则从与内部水路13b的上端部相连的冷却水引入管23引进的冷却水会一边对驱动传递部49进行冷却一边朝下方流动，从与内部水路13b的下端部相连的冷却水排出管33排出，所以无需将进气控制阀单元9特殊化(在进气控制阀单元9中设置内部水路，或者使用耐热性较高的驱动马达)，即能够最大限度地抑制驱动传递部49过热。

此外，作为在内部水路13b内流动的冷却水，使用在未图示的中冷器冷却水循环系中流动的冷却水即可。在该情况下，能够利用在中冷器冷却水循环系中流动的水温较低的冷却水促进进气控制阀单元9的冷却，并且能够利用在控制阀加温水路59中流动的发动机冷却水循环系的较热的冷却水有效地防止发动机1一侧的阀轴支持部19c冻结。在进气控制阀单元9不包括控制阀加温水路59的情况下，作为在内部水路13b中流动的冷却水，使用在未图示的发动机冷却水循环系中流动的冷却水即可。在该情况下，能够利用在发动机冷却水循环系中流动的冷却水对进气控制阀单元9进行冷却，并且如上所述，因为顺着进气流的流动方向看去内部水路13b与驱动传递部49一侧的阀轴支持部19b重叠，所以能够利用发动机冷却水循环系的温暖冷却水防止阀轴支持部19b冻结。

进气歧管5是35％玻璃纤维强化聚酰胺66树脂(PA66－GF35)制，如图3～图11所示，进气歧管5具有与各气缸11a、11b、11c、11d相通的下游分岐管部15、位于该下游分岐管部15下方的腔室部25、与该腔室部25相通的上游进气管部35、使该腔室部25和该下游分岐管部15相通的中间进气管部45。如后所述，该进气歧管5用九个螺栓紧固在发动机1的进气侧外表面上。顺着进气流动方向观看时，腔室部25设置在上游进气管部35的下游侧，中间进气管部45设置在该腔室部25的下游侧，下游分岐管部15设置在该中间进气管部45的下游侧。下面，自上游一侧开始按顺序对进气歧管5以及安装在该进气歧管5中的中冷器7做说明。

上游进气管部35从腔室部25朝着左侧延伸，在其左端部经隔离部件13与节气门体19以相通的方式连接在一起。从另一角度来看的话，如图9所示，该上游进气管部35从隔离部件13的下游侧端部朝着发动机1的进气侧外表面弯曲后，朝着右侧延伸，在腔室部25的后侧(发动机1的外表面一侧)与该腔室部25相通。

如图9～图11所示，腔室部25具有发动机前后方向是长边方向的近似长方形底壁部25a、在底壁部25a的上方与该底壁部25a相对设置的近似长方形顶壁部25b、从底壁部25a的右侧缘部朝着上方延伸且其上端部与顶壁部25b的右侧缘部相连接的第一侧壁部25c、从底壁部25a的左侧缘部朝着上方延伸且其上端部与顶壁部25b的左侧缘部相连接的第二侧壁部25d、从底壁部25a的前侧缘部朝着前侧弯曲且朝着上方延伸的前侧竖壁部25e、以及从底壁部25a的后侧缘部朝着后侧弯曲且朝着上方延伸的后侧竖壁部25f、从前侧竖壁部25e的上端部进一步朝着上方延伸且其上端部与顶壁部25b的前侧缘部相连接的前侧延长壁部25g、以及从后侧竖壁部25f的上端部进一步朝着上方延伸且其上端部与顶壁部25b的后侧缘部相连接的后侧延长壁部25h。

如图9所示，前侧竖壁部25e的右侧缘部与第一侧壁部25c的前侧缘部相连接，前侧竖壁部25e的左侧缘部与第二侧壁部25d的前侧缘部相连接，并且从上下方向看去前侧竖壁部25e朝着前侧弯曲。如上所述，无论从发动机前后方向看，还是从上下方向看，前侧竖壁部25e都形成为朝着前侧弯曲的形状，换句话说，前侧竖壁部25e形成为与底壁部25a、第一侧壁部25c及第二侧壁部25d的前侧缘部、以及前侧延长壁部25g的下端部相连接的面朝着前侧鼓出来那样的形状。此外，在该前侧竖壁部25e的上端部形成有与中间进气管部45相连接的通孔。

另一方面，如图9所示，后侧竖壁部25f的右侧缘部与第一侧壁部25c的后侧缘部相连接，后侧竖壁部25f的左侧缘部与上游进气管部35相连接，并且从上下方向看去后侧竖壁部25f朝着后侧弯曲。如上所述，无论从发动机前后方向看，还是从上下方向看，后侧竖壁部25f都形成为朝着后侧弯曲的形状，换句话说，与底壁部25a和第一侧壁部25c的后侧缘部、以及后侧延长壁部25h的下端部相连接的面形成为朝着后侧鼓出来的形状。

如上所述，通过构成腔室部25，则如图9～图11所示，该腔室部25的内部形成有由底壁部25a、顶壁部25b、第一侧壁部25c、第二侧壁部25d、前侧竖壁部25e、后侧竖壁部25f、前侧延长壁部25g以及后侧延长壁部25h围成的空间部。在该腔室部25，通过设置前侧延长壁部25g和后侧延长壁部25h等，而使该腔室部25的中央部位在上下方向上的尺寸比在发动机前后方向和宽度方向上的尺寸大，所以从发动机宽度方向看到的内空断面(参照图11)比从上下方向看到的内空断面(参照图9)或从发动机前后方向看到的内空断面(参照图10)大。

如图8所示，腔室部25包括形成在后侧竖壁部25f的下端部且具有螺栓插入孔的安装架25i和形成在顶壁部25b的上侧且具有两个螺栓插入孔的安装部25j。这样一来，腔室部25便在其下端部经安装架25i用一个螺栓25q紧固在发动机1的进气侧外表面上，在其上端部用插入安装部25j的两个螺栓25r紧固在发动机1的进气侧外表面上。此外，图中的符号25k表示为提高腔室部25的刚性而形成的肋，符号25l表示用以牢固地连接腔室部25和下游分岐管部15的肋。

如图13所示，腔室部25的第一侧壁部25c(与上游进气管部35相反的一侧，也就是说，发动机前后方向的另一侧)形成有纵向尺寸比横向尺寸大的矩形开口部25m，所述中冷器7有一部分从该矩形开口部25m插入腔室部25中，而被收纳在形成在腔室部25内的所述空间部。

中冷器7是水冷式中冷器。如图4和图13所示，中冷器7包括中冷器主体部17、用来将冷却水供向该中冷器7的冷却水引入管37、用来将已被加热的冷却水从该中冷器7排出的冷却水排出管47、以及连接在该中冷器主体部17的右侧面上且支承冷却水引入管37和冷却水排出管47的中冷器安装部27。此外，图中符号57表示用以将含在冷却水中的空气排出去的排气管。

中冷器主体部17形成为长方体形状，且其前侧面和后侧面(在发动机宽度方向上相对的一对面)是最宽的面。该中冷器主体部17具有长方体形状的核心部17a、和设置在该核心部17a上侧的箱部17b。此外，不仅中冷器主体部17的前侧面和后侧面是最宽的面，核心部17a的前侧面和后侧面也是最宽的面，换句话说，进气通过面最宽的面。

如图13所示，在核心部17a且在发动机前后方向上排列有多个使薄板材成为扁平筒形后而成的水管17e。此外，虽省略图示，但波纹状散热片靠钎焊等连接在各水管17e的外壁面上。这样一来，各水管17e的表面积就增加，散热效果就提高了。而且，箱部17b分为内箱17c和外箱17d，这些内箱17c和外箱17d分别与水管17e相通。通过这样构成中冷器主体部17，从冷却水引入管37引入的冷却水流入内箱17c后，供向各水管17e而对高温吸入空气进行冷却，另一方面，与高温吸入空气进行热交换温度提高了的冷却水流入外箱17d后，被从冷却水排出管47排出。此外，冷却水引入管37和冷却水排出管47与中冷器冷却水循环系相通。

中冷器主体部17从矩形开口部25m插入腔室部25内，内置于该腔室部25,沿前后方向(发动机宽度方向)将该腔室部25的内部一分为二，进气沿着发动机宽度方向通过中冷器主体部17。更详细而言，如图9～图11所示，从矩形开口部25m插入的中冷器主体部17的上表面和顶壁部25b的下表面齐平，中冷器主体部17的下表面和底壁部25a的上表面齐平，中冷器主体部17的左侧面和第二侧壁部25d的内侧面齐平，而且箱部17b以被夹在前侧延长壁部25g和后侧延长壁部25h之间的状态收纳在该腔室部25内，将形成在腔室部25内的空间划分为前后两个空间。这样一来，在形成为朝前侧鼓出的前侧竖壁部25e和该中冷器主体部17的核心部17a的前表面之间形成有前侧空间部25n，并且在形成为朝后侧鼓出的后侧竖壁部25f和该中冷器主体部17的核心部17a的后表面之间形成有容积大致与前侧空间部25n相等的后侧空间部25o。

在如上所述中冷器主体部17被收纳在腔室部25内的状态下，如图4所示，用八个螺栓25s将中冷器安装部27紧固在腔室部25的矩形开口部25m的周缘部25p，便将中冷器7和进气歧管5组合在一起了。此外，被收纳在腔室部25内的中冷器主体部17的外表面、顶壁部25b的下表面、第二侧壁部25d的内表面、底壁部25a的上表面以及矩形开口部25m的内周面之间由密封件等密封部件密封，在前侧空间部25n和后侧空间部25o之间不会有空气泄漏，中冷器主体部17和腔室部25没有被固定在一起，中冷器7仅靠矩形开口部25m的周缘部25p固定在腔室部25上。

如上所述，通过将中冷器7收纳在进气歧管5的腔室部25内，则无需将中冷器7设置在发动机室内。因此，与中冷器7未内置于进气歧管5的情形相比，根据本实施方式的进气装置3能够谋求发动机室的省空间化。不仅如此，通过按以上所述构成腔室部25和中冷器7，本实施方式的进气装置3还具有以下优点。

也就是说，如图1所示，因为在腔室部25的右侧紧接着设置有交流发电机41，所以腔室部25在发动机前后方向上受到的尺寸限制较大，但是在本实施方式的腔室部25，如上所述，使该腔室部25的中央部位在上下方向上的尺寸比发动机前后方向和宽度方向上的尺寸大,换句话说，在尺寸制约较小的上下方向上确保了较宽的面积,所以既能够谋求发动机室的省空间化(使进气装置整体俯视时紧凑,减少空间的浪费),又能够确保从发动机宽度方向看去具有较大的内空断面。通过将与发动机宽度方向相对的进气通过面最宽的长方体状中冷器主体部17内置于如上所述从发动机宽度方向看去具有较大的内空断面的腔室部25内,则本实施方式的进气装置3,既能够抑制中冷器的大尺寸化,又能够有效地确保进气通过面的面积。

另一方面，如上所述，因为包括金属制节气门体19的进气控制阀单元9夹着隔离部件13设置在进气歧管5(上游进气管部35)上,所以包括进气控制阀单元9和隔离部件13的进气歧管5整体的重心便靠近左侧。如上所述,在重心靠近左侧的状态下,如果发动机1振动,进气歧管5和进气控制阀单元9也就会伴随着该振动而振动,但是由于重心的不平衡引起进气歧管5的摇晃超出需要,该不平衡所引起的摇晃的程度增大了多少,产生于树脂制进气歧管5的应力就会随之增大多少,应力增大了多少,也就需要采取相应地将壁厚增加多少或者增设肋等加强措施。

这里，在本实施方式的腔室部25中，因为将支撑在冷却水引入管37、冷却水排出管47等的内部含有冷却水的重物的中冷器安装部27紧固在形成在位于右侧的第一侧壁部25c上的矩形开口部25m的周缘部25p，所以与仅将进气控制阀单元9连接在进气歧管5上的情况相比，能够使包括进气控制阀单元9和中冷器7的进气歧管5整体的重心靠近进气歧管5本身的重心。这样一来，便能够抑制由于不平衡引起的摇晃，摇晃被抑制后就可以不再对这一部分进行加强了，即省去加强。

接下来说明中间进气管部45。与现有技术中由多根进气分岐管将稳压罐和多个气缸连接在一起的构造不同，中间进气管部45构成连接腔室部25的前侧空间部25n和下游分岐管部15的单一通路。如图3～图5、图10所示，该中间进气管部45从腔室部25的前侧竖壁部25e的上端部朝着前侧(发动机宽度方向外侧)弯曲，向上方延伸，连接在后述的下游分岐管部15的分岐管主体部15a上。这样一来，中间进气管部45上就形成了朝着前侧弯曲且沿上下方向延伸、断面为圆形的内部通路45a，腔室部25的前侧空间部25n和后述的下游分岐管部15上的集合部15c经内部通路45a相通。如上所述，通过形成朝着前侧弯曲且沿上下方向延伸的内部通路45a，已通过中冷器主体部17的吸入空气，则如图10所示，与前侧竖壁部25e的内侧面碰撞后，主要沿着内部通路45a的外周一侧的面在该内部通路45a中上升。

如图4和图5所示，该中间进气管部45是分体构造，具有构成该中间进气管部45的后侧一半且与腔室部25和下游分岐管部15形成为一体的内侧壁部55、和构成该中间进气管部45的前侧一半且与腔室部25和下游分岐管部15形成为非一体的外侧壁部65。通过对形成在内侧壁部55的凸缘部55a和形成在外侧壁部65的凸缘部65a进行熔焊来将外侧壁部65安装在内侧壁部55上。

在该外侧壁部65上连接有所述EGR气体引入管93。更详细而言，在该外侧壁部65的大致中央部位设置有用以通过螺栓紧固EGR气体引入管93的凸缘部65c，在该凸缘部65c形成有安装孔65d，该安装孔65d用于安装喷嘴部件43且一直通到内部通路45a。此外，图中符号65b表示为提高外侧壁部65的刚性而形成的肋。

该喷嘴部件43是金属板冲压成型品，如图14中的(a)、(b)所示，该喷嘴部件43具有圆环状的凸缘部43a、从该凸缘部43a的内周缘部垂直于该凸缘部43a延伸且形成有台阶部的筒状安装部43b、从该安装部43b的端面进一步延伸的圆筒状喷嘴顶端部43c以及将该喷嘴顶端部43c的顶端堵塞起来的堵塞部43d，整体形成为有底筒状。在喷嘴顶端部43c在径向上形成有一对相对的开口部43e。另一方面，形成安装孔65d的壁面对应于喷嘴部件43的外形而形成为台阶部。喷嘴部件43在该喷嘴部件43的凸缘部43a和安装孔65d的台阶面之间夹着密封用O型环43f的状态下以一对开口部43e在上下方向上相对的姿态插入安装孔65d内。

通过这样将喷嘴部件43安装在外侧壁部65，那么当从EGR气体引入管93引入EGR气体时，通过喷嘴部件43内部的EGR气体就会与被设置成将喷嘴顶端部43c堵塞起来的堵塞部43d碰撞,从一对开口部43e排出而被分成上下两股,在外侧壁部65附近(正确地讲，是在内部通路45a的外周一侧的面附近)上下分散开，如图10和图14中的(a)所示。因此，如上所述，因为已通过中冷器主体部17的吸入空气主要沿着内部通路45a的外周圆侧的面在该内部通路45a中上升，所以吸入空气和EGR气体的搅拌得到促进。结果是能够使EGR气体的混合性提高。此外，因为被引入内部通路45a的EGR气体温度高且进气歧管5是树脂制，所以中间进气管部45中在其附近EGR气体被分散的外侧壁部65的内面侧设置有35％玻璃纤维强化聚酰胺树脂(PPA－GF35)制耐热性衬底层(未图示)。

如图1所示，下游分岐管部15位于交流发电机41的上侧，在发动机前后方向上延伸而将四个气缸11a、11b、11c、11d的八个进气道21覆盖起来。下游分岐管部15具有分岐管主体部15a和凸缘部15b，该分岐管主体部15a上形成有用以将吸入空气分配给各气缸11a、11b、11c、11d的内部通路；该凸缘部15b用以将该下游分岐管部15安装到气缸盖1b上。此外，图中符号15e表示为提高分岐管主体部15a的刚性而形成的肋。

如图4和图5所示，分岐管主体部15a形成为朝着前侧鼓起，从前后方向看去，具有近似半个扁平圆形的横断面外形。为达到提高从中间进气管部45引入的吸入空气和EGR气体的搅拌性的目的而确保比后述内部通路15d的断面更宽的集合部15c(参照图10参照)，如图6所示，该分岐管主体部15a从前后方向的两端朝向中央部位越靠近中央部位在宽度方向和上下方向上的断面高度越高。

相对于此，形成在分岐管主体部15a的内部通路15d(参照图10)形成为其断面从发动机前后方向的两端到集合部15c逐渐增大，并且如图15所示，平缓地与该集合部15c相通。因此，吸入空气和EGR气体会像图10和图15中的空白箭头所示的那样，先与集合部15c的凸缘部15b碰撞，在集合部15c内泛起涡旋而被搅拌后，再供向内部通路15d，所以EGR气体不仅供向第二和第三气缸11b、11c，还供向第一和第四气缸11a、11d。因此能够使EGR气体的分配性提高。

凸缘部15b设置在分岐管主体部15a的后侧，如图3所示，从宽度方向看去，形成为近似扁平圆形。如图8所示，在该凸缘部15b与八个进气道21相对应的位置上形成有八个进气开口部15f，这八个进气开口部15f分别与集合部15c或内部通路15d相通。此外，图8中符号15g表示设置在凸缘部和气缸盖1b之间的被作为密封部件使用的O型环，符号15h表示为谋求下游分岐管部15的轻量化而形成的中空凹部。

如图3所示，在凸缘部15b形成有其上分别形成有螺栓插入孔的安装部15i，在该凸缘部15b的上部形成有四个螺栓插入孔，在下部形成有两个螺栓插入孔，共形成有六个螺栓插入孔。而且，上述安装部25j形成有两个，下游分岐管部15利用插入这八个安装部15i、25j的八个螺栓15j、25r紧固在发动机1的进气侧外表面上。

此外，如上所述，中间进气管部45是一种具有腔室部25和下游分岐管部15形成为非一体的外侧壁部65的分体构造。如图5中的粗实线所示，不仅该外侧壁部65如此，构成下游分岐管部15的凸缘部15b和腔室部25的后侧竖壁部25f的部件也与下游分岐管部15和腔室部25的其它部位形成为非一体。也就是说，本实施方式中进气歧管5是三分体构造。于是，即使是具有多个开口部和膨出部的复杂构造也能够较容易地进行进气歧管5的成型和拔模。

在按以上所述构成的本实施方式的进气装置3中，在增压器91的压缩室内被压缩的高温吸入空气通过节气门19和隔离部件13以后，如图9中的双点划线箭头方向所示，通过上游进气管部35，被引入腔室部25的后侧空间部25o。如图9和图10所示，已被引入后侧空间部25o的高温吸入空气，在从后方朝着前方通过水冷式中冷器7的核心部17a之际，与在水管17e内流动的冷却水进行热交换而被冷却，在充气率较高的状态下被引入前侧空间部25n。

如图10所示，已通过中冷器7的核心部17a的吸入空气与前侧竖壁部25e的内侧面发生碰撞后，主要沿着内部通路45a的外周一侧的面(外侧壁部65的内侧面)在该内部通路45a中上升，一边与在外侧壁部65附近分散为上下两股的EGR气体混合，一边被引入下游分岐管部15的集合部15c。已被引入集合部15c的混合气体与集合部15c的凸缘部15b发生碰撞，在集合部15c内泛起涡旋而被搅拌后，供向内部通路15d，分配给各气缸11a、11b、11c、11d。

－效果－

根据本实施方式，因为采用树脂制进气歧管5，所以能够抑制进气装置的重量，谋求降低耗油量。

因为作为中冷器7采用了水冷式中冷器，所以与使用空冷式中冷器的情况相比，能够使冷却效率提高。

因为确保了长方体状中冷器主体部17在与发动机前后方向和宽度方向相比尺寸制约较小的上下方向上具有较宽的面积，所以既能够确保所希望的面积，又能够抑制中冷器7的大尺寸化。

因为中冷器主体部17内置于腔室部25内而在发动机宽度方向上将腔室部25的内部空间一分为二，所以高温进气流会通过最宽的面。因此能够有效地确保进气通过面积。

如上所述，因为将在发动机前后方向和宽度方向上实现了紧凑化的中冷器主体部17从矩形开口部25m插入腔室部25内，所以能够将水冷式中冷器7和进气歧管5组合在一起。因此能够谋求发动机1整体在发动机前后方向和宽度方向上的紧凑化。

因为将中冷器7紧固在腔室部25的形成在与上游进气管部35相反一侧的矩形开口部25m的周缘部25p上，所以与仅将节气门体19连接在进气歧管5上的情况相比，能够使包括节气门体19和中冷器7的进气歧管5整体的重心靠近进气歧管5本身的重心。这样一来，便能够抑制因不平衡引起的摇晃，该摇晃被抑制了多少，加强就可以节省多少。因此能够抑制进气歧管5的重量增加。

因为在使腔室部25和下游分岐管部15相通的中间进气管部45的外侧壁部65连接有EGR气体引入管93，所以在中冷器主体部17的下游一侧进行EGR气体的引入，从而能够抑制中冷器7的性能由于EGR气体中所含的煤灰而恶化。

因为中间进气管部45朝着前侧弯曲，所以进气流主要沿着中间进气管部45的外侧壁部65上升，易于与被引入外侧壁部65附近的EGR气体混合，所以能够使EGR气体的混合性提高。

(其他实施方式)

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其精神或主要特征的情况下能够以各种各样的方式实施本发明。

在上述实施方式中，将隔离部件13设置在节气门体19的下游一侧，但并不限于此，还可以将隔离部件13设置在节气门体19的上游一侧。

在上述实施方式中，使进气歧管5为35％玻璃纤维强化聚酰胺66树脂制，但只要是树脂制即可，材质并不限于此。

在上述实施方式中，使外侧壁部65与腔室部25形成为非一体，但并不限于此，例如还可以使腔室部25的前侧竖壁部25e与腔室部25中的其它部位形成为非一体，且使该前侧竖壁部25e和外侧壁部65形成为一体。

在上述实施方式中，将进气装置3应用到柴油发动机上，但并不限于此，还可以将进气装置应用到汽油发动机上。

如上所述，上述实施方式在所有方面都仅仅是一示例而已，不得用上述实施方式对本发明做限定性解释。而且，凡是属于权利要求保护范围之等同范围内的变形和改变都在本发明的保护范围之内。

－产业实用性－

综上所述，本发明对于将具有布置成列状的多个气缸的发动机进气歧管和水冷式中冷器组合在一起的发动机进气装置等有用。

Claims (3)

1.一种发动机进气装置，在该发动机进气装置中将水冷式中冷器和具有列状布置着的多个气缸的发动机的进气歧管组合在一起，所述进气歧管具有下游分岐管部、腔室部以及上游进气管部，该下游分岐管部与各个所述气缸相通，该腔室部位于该下游分岐管部的下方且与该下游分岐管部相通，在所述腔室部形成有矩形开口部，所述中冷器具有中冷器主体部，所述中冷器主体部从所述开口部插入所述腔室部内，内置于该腔室部，沿着发动机宽度方向将该腔室部的内部一分为二，该发动机进气装置的特征在于：

所述下游分岐管部设置在发动机宽度方向的一侧即进气侧外表面上，

所述上游进气管部在所述腔室部的靠近发动机一侧与该腔室部相通且沿着多个所述气缸的排列方向即发动机前后方向的一侧延伸，

所述矩形开口部在与所述上游进气管部相反的一侧形成为纵向尺寸大于横向尺寸，

所述中冷器主体部是在发动机宽度方向上相对的一对面最宽的长方体状。

2.根据权利要求1所述的发动机进气装置，其特征在于：

所述进气歧管是树脂制，

所述中冷器紧固在所述进气歧管的所述矩形开口部的周缘部，

在所述上游进气管部连接有节气门体。

3.根据权利要求1或2所述的发动机进气装置，其特征在于：

所述腔室部和所述下游分岐管部通过朝着发动机宽度方向外侧弯曲且沿上下方向延伸的一根中间进气管部相通，

在所述中间进气管部的位于发动机宽度方向外侧的部位即外侧壁部连接有废气再循环气体引入管。