JP2001241367A - 統合された排ガス戻し案内を有する吸気管 - Google Patents
統合された排ガス戻し案内を有する吸気管Info
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Abstract
大体において吸気管の集合室12内に位置しており、か
つ吸気管の壁20aに対して間隔aを有している。 【効果】 吸気管のケーシングへの熱伝導が著しくわず
かとなり、その結果、吸気管が例えばプラスチックから
製作されることができる。集合室内の吸気が排ガス導管
17a,17b内の排ガスを冷却し、これにより、吸込
通路内の吸気排ガス混合物が、高い排ガス戻し率でもプ
ラスチック壁20aのために危険な温度を上回らないこ
とにより、プラスチックケーシング、特に吸込通路の別
の負荷軽減が得られる。
Description
し案内を有する吸気管であって、排ガスのための接続部
と、種々の吸込通路のための供給口とを有しており、か
つ、集合室内へ通じた少なくとも1つの入口と、集合室
からシリンダ側の出口へ通じた吸込通路と、接続部か
ら、それぞれ吸込通路によって影響される吸気流れ領域
内に設けられた供給口へ通じた排ガス導管とが設けられ
ている形式のものに関する。
る。例えば国際特許第97/34081号明細書に開示
された吸気管では、シリンダヘッドフランジに設けた溝
によって排ガス戻し案内のための通路が形成されてお
り、その場合、シリンダヘッドに吸気管を取り付けた後
に、排ガス戻し案内通路にシリンダヘッドによって壁が
形成される。
るため、吸気管の少なくともシリンダヘッドフランジは
耐熱性材料から製作されなければならない。金属製の吸
気管では、この条件は一般に問題外である。しかし、経
済的な手段として製作されたプラスチック製吸気管で
は、排ガス戻し案内の熱的な負荷の発生は損傷につなが
ることがある。プラスチック製吸気管の熱的な負荷をわ
ずかにするために、ドイツ連邦共和国特許公開第198
19123号明細書によれば、吸気管のシリンダヘッド
フランジをシリンダヘッド自体に結合する耐熱性の中間
フランジに排ガス戻し案内を取付ける可能性が生じる。
しかし、この解決手段は吸込み機構の複雑な構造をもた
らす。プラスチックで吸気管を形成することによって得
られるコスト節約は中間フランジの付加的な費用によっ
て削減される。
題は排ガス戻し案内に起因する吸気管の熱的な負荷がわ
ずかとなるように、統合された排ガス戻し案内を備えた
吸気管を製作することにある。
ば請求項1に記載されたように、排ガス導管が、吸気管
の壁に対して間隔を維持するように、吸気管に形成され
た中空室内に配置されていて保持手段によって固定され
ており、その場合、保持手段として、接続部の、吸気管
の壁を貫通した貫通案内部の少なくとも1つのシール部
材を有していることにより解決される。
と、この集合室から出発した吸込通路と、シリンダへの
出口とを備えた公知構造を有している。その場合、出口
は有意義にシリンダヘッドフランジとして形成されるこ
とができる。本吸気管はシリンダの列形配列、V形配列
またはその他の任意の配列のために設けられることがで
きる。吸込通路のそれぞれのグループに対応した複数の
集合室を設けることも可能である。
接続部を有している。排ガスは排ガス導管を介して、吸
込通路によって影響される吸気流れ領域内にそれぞれ配
置されている供給口へ案内される。このことにより、そ
れぞれのシリンダに別個に排ガスが供給され、このこと
により、所望の特に均一な排ガス分布がすべてのシリン
ダに保証される。排ガスの供給領域内には、個々のシリ
ンダの作動サイクルに依存するシリンダ選択的な排ガス
導入を可能ならしめる弁を設けることができる。吸込通
路に影響する流れ領域とは、供給される排ガスを吸込通
路に著しく対応させることができる領域と解釈される。
要するにこの領域として理解されるべきは吸込通路自体
の容積のみでない。供給口は、集合室の容積内にも、ま
たは吸込通路を形成していて集合室内に開口した吸込口
の近くの容積内にも配置されることができる。このこと
により大体において個々の吸込通路に対する排ガスの明
確な対応が可能である。しかし、これと選択的に、排ガ
ス導管に開口を化学量論的に分配することも可能であ
る。このことにより、吸気内の排ガスの均一な分布が得
られ、次いでこの吸気が吸込通路に供給案内される。
数の接続部と排ガス導管とが吸気管内に設けられる。こ
れらの接続部および排ガス導管は吸気管の製作時に有利
に造形的な余裕を提供する。それというのは、集合室内
に導管を配設する際に、別の構成部分、例えば噴射弁、
シリンダヘッドフード、オルタネータ、ポンプ、燃料レ
ールなどによる縁条件をわずかにしか考慮する必要がな
いからである。別の利点は、集合室内の吸気が排ガス導
管を囲んで流れることにある。この形式で、吸気管内へ
排ガスを導入するのに先立って排ガスの冷却が可能であ
る。別の冷却機構によって、または燃焼空気とは異なる
冷却媒体によって冷却を行う必要がない。それゆえ、冷
却のための付加的な構造的な費用が不要である。吸気管
内の排ガス通路のシール性についての要求もわずかであ
る。それというのは、わずかな漏れは吸気に対する排ガ
スの早期の混合につながるのみであるからである。
持することによって、加熱される排ガス導管から吸気管
材料内への熱伝導が阻止される。このことにより、吸気
管の熱的な負荷が著しく減少する。排ガス導管を吸気管
内部で固定する保持手段を介してのみ直接的な熱伝導が
生じるのみである。保持手段として、接続のための貫通
案内部の縁のところで必要な少なくとも1つのシール部
材が役立てられる。それゆえ、接続部は吸気管の外部に
位置しており、従って、内燃機関の排気装置への接続が
可能である。排ガス導管のための別の保持手段は結合技
術のすべての供用可能な手段によって得ることができ
る。例えば、ねじ結合およびリベット結合が考えられ、
さらに、締付け結合、差込み結合およびスナップ結合も
考えられる。その他にも、吸気管がマルチシェル状の構
造を有している場合には吸気管シェルの組立によって排
ガス導管の固定を行うことができる。その場合、スペー
サとしてのウエブが、十分な固定時に熱伝導を最小にす
ることができる。有利には、保持手段自体がわずかな熱
伝導しか許容しないことによって、熱伝導をさらに軽減
することができる。このことは特に、吸気管壁と排ガス
導管との間の熱ブリッジを形成する保持手段の横断面が
わずかであることにより、または保持手段のためにわず
かな熱伝導性を有する材料、例えばセラミックを選択す
ることにより得られる。
吸込通路の壁を貫通案内されなければならない場合に
は、排ガス導管の供給口も保持手段として役立つことが
できる。それゆえ、この場合には必然的に排ガス導管
と、吸気管の壁、特に吸込通路の壁との間の結合が生
じ、この結合によって排ガス導管が固定されることがで
きる。
定する供給口のこのような配置は、壁の貫通案内部の結
合箇所の有利な構成により改善されることができる。こ
の場合、例えばベローズ状の管片が使用され、この管片
は一面においてはベローのところで表面積を増大せしめ
ることにより、もしくは熱伝導距離を増大せしめること
により、吸気管に対する排ガス導管の熱的絶縁を生じ
る。ベローズ状の管片自体は吸込通路内への排ガスの貫
通案内もしくは導入のために適している。さらに、ベロ
ーズはその弾性によって排ガス導管と吸気管との間の若
干の誤差補償を可能ならしめる。この誤差補償は、一面
においては製作誤差が発生するため、他面においては排
ガス導管の材料と吸気管の材料の熱膨張率が異なるた
め、もしくは両者の熱的な負荷が互いに異なるため必要
である。この管片の代わりに、セラミック成形部材が使
用されることもでき、この成形部材は少なくとも排ガス
導管と吸気管との間の熱的絶縁を保証する。さらに、セ
ラミック製のこの成形部材によれば、例えばノズルとし
ての導入箇所の任意のジオメトリが得られる。その場
合、導入箇所のこのジオメトリは吸気内の排ガスの最適
な分布に関して形成されることができる。
吸込口の領域内に配置されていれば、熱伝導はさらに減
少する。その上、吸込通路の横断面に関連して導入を中
央で行うことも可能であり、このことにより、吸気内で
排ガスの均一な分布が生じることができる。その場合、
その他にも大きな公差が実現される。
いれば、排ガス導管の有利な構成が生じる。シェルは例
えば深絞りされた2つの金属部分から成ることができ、
これによって、排ガス導管の複雑なジオメトリ構造が実
現される。さらに、シェル内に別の機能コンポーネント
を組み入れることができる。特に、吸気管内部に排ガス
導管を固定するためのフランジまたはスペーサは安価に
製作される。シェルによって形成された通路構造は、底
部に取付けることのできる別の構成部分によって補完さ
れる。例えば、管の接続によって排ガス導管を完結させ
ることが可能である。
スから吸気管内の吸気への良好な熱伝導を保証する。こ
のことにより、導入箇所まで排ガスが最適に冷却され、
これにより、導入箇所の領域内の吸気管の壁がわずかに
しか熱的に負荷されない。さらに、金属材料は高い耐熱
性を有しており、従って、吸気管内への排ガスの高い戻
し率が実現されることができる。熱的な負荷がわずかで
あれば、排ガス導管のために耐熱性のプラスチック、例
えばPPSを使用することができる。その場合、製作費
および材料費が有利となる。
作される。このことにより、経済的な製作が可能であ
る。特に、マルチシェル技術では吸気管の最終取付けに
先立って排ガス導管が問題なく吸気管内に統合される。
統合は熔融コア技術で製作されるプラスチック吸気管で
も考えられる。この場合には、排ガス導管のための組込
み開口が設けられるか、または排ガス導管が熔融コア内
に注入されなければならず、従って、吸気管内部での排
ガス導管の位置が規定される。勿論、本発明は金属、例
えばアルミニウム製の吸気管を使用することもできる。
への供給口まで排ガスが進む距離が常に同じ長さとなる
ように、吸気管内での排ガス導管のジオメトリが形成さ
れる。このことにより、排ガス戻し案内弁の開放と、吸
込通路内への排ガスの導入との間に生じるむだ時間が同
期化される。さらに、この形式で個々の導入箇所までに
排ガスの同じ強さの冷却が得られる。これらの効果の一
様化は排ガス戻し案内による最適な有害物質削減をもた
らす。さらに、排ガス戻し案内によって生じうる短絡
(Kurzschluss)によって発生するおそれの
ある、エンジントルクの万一の減少が抑制される。
他の特徴は請求項からのみならず明細書の記載および図
面から明らかであり、その場合、個々の特徴はそれぞれ
単独または複数で、本発明の実施形における下位組合せ
の形態で、かつその他の分野において実現され、かつ有
利に並びにそれ自体保護に値する実施形を成すことがで
き、これらのためにここに保護が申請される。
を詳細に説明する。
ある。これからわかるように、吸気は矢印で示す方向に
入口11から2つの集合室12を経て吸込通路14の吸
込口13に達し、吸込通路はシリンダヘッドフランジ1
5の図示されていない出口に通じている。
排ガス導管17a,17bが供給口18a,18bに通
じており、これらの供給口は吸込通路の領域内で排ガス
を導入せしめる。排ガス導管17aはスナップ結合部材
19によって吸気管の壁20に固定されている。このこ
とにより、壁20aと排ガス導管17aとの間の最小間
隔aが維持される。この最小間隔は壁20aの熱的保護
に貢献する。排ガス導管17bはラグ板22を介してね
じ21により吸気管内で固定されている。
ことができる。この排ガス導管は2つのシェル23から
構成されており、これにより、排ガスを案内する中空室
が生じている。排ガス導管を固定するためのラグ板22
は同様に一方のシェルの統合された構成部分である。供
給口18bは対応する吸込通路14の壁20bに形成さ
れた貫通案内部24b内に差し込まれている。この場所
で、シリンダヘッドフランジ15に設けた1つの出口2
5へ流れる吸気に排ガスが混入される。
halentechnik)で製作されており、かつ溶
接されている。吸込通路14が下シェル10に溶接され
る。さらに、共振フラップ26が結合部材として両方の
集合室12の間に、かつ排ガス導管17bが下シェル内
に組み込まれなければならない。最後に、上シェル27
が下シェル10に溶接される。
れている。接続部は固定用フランジ29によって貫通案
内部24内に固定された1つの接続管片28から成る。
Oリングの形状のシール部材30が貫通案内部内に取付
けられている。接続管片28は一方の端部でねじ管片3
1内に開口しており、ねじ管片は排ガス供給導管32に
固定されている。接続管片28は他方の端部で排ガス導
管17a,17b(両方のバージョンが図示されてい
る)に開口している。下シェル10への熱伝導を可能な
限りわずかにするために、接続管片28は貫通案内部2
4の領域内ではベル状の中空成形部33として形成され
ている。
た、排ガス導管から吸込通路14の壁20bへの熱伝導
が減少するように形成されることができる。図4には供
給口が薄板ベローズ35を有する管片34として形成さ
れている。この管片には排ガス導管17bが差しはめら
れる。管片34は同様に貫通案内部24b内に差し込ま
れる。管片34の代わりにセラミック製の成形部材36
を使用することもできる(図5)。この成形部材の形状
は自由である。その端部には排ガスを良好に案内するノ
ズル37が形成されている。このノズルは吸込通路14
の曲率に相応して吸気の流れ方向へ向けられている。こ
のことにより、排ガスは導入後ただちに連行されて最適
に吸気内で分配される。
ており、この場合、集合室の一部が破断されて示されて
おり、その結果、2つの実施形の排ガス導管17c,1
7dが看取される。排ガス導管は接続部16とスナップ
結合部材19とによって固定されている。一方の実施形
の供給口18cはすでに説明した形式で吸込通路14の
吸込口13内に開口している。供給口18dは化学量論
的または規則的に排ガス導管17dの表面に分配されて
おり、かつこれにより、戻し案内された排ガスが吸込通
路14へ達する前に、戻し案内された排ガスと吸気との
均一な混合が得られる。
の、マルチシェル技術で形成した吸気管をカバーシェル
を取り除いて部分的に断面して示す平面図である。
形を図1のB−B線に沿って断面した図である。
を詳細に示す図である。
施形を詳細に示す図である。
排ガス戻し導管のための2つの実施形を示す図である。
3 吸込口、 14吸込通路、 15 シリンダヘッド
フランジ、 16 接続部、 17a,17b,17
c,17d 排ガス導管、 18a,18b 供給口、
19 スナップ結合部材、 20a,20b 壁、
21 ねじ、 22 ラグ板、 23シェル、 24b
貫通案内部、 25 出口、 26 共振フラップ、
27 上シェル、 28 管片、 29 固定用フ
ランジ、 30 シール部材、31 ねじ管片、 32
排ガス供給導管、 33 中空成形部、 34 管
片、 35 薄板ベローズ、 36 成形部材、 37
ノズル
Claims (9)
- 【請求項1】 統合された排ガス戻し案内を有する吸気
管であって、集合室(12)内へ通じた少なくとも1つ
の入口(11)と、集合室からシリンダ側の出口(2
5)へ通じた吸込通路(14)と、接続部(16)か
ら、それぞれ吸込通路(14)によって影響される吸気
流れ領域内に設けられた供給口(18a,18b,18
c)へ通じた排ガス導管(17a,17b,17c)と
が設けられている形式のものにおいて、排ガス導管(1
7a,17b)が、吸気管の壁(20a,20b)に対
して間隔を維持するように、吸気管に形成された中空室
内に配置されていて保持手段(19,21,28,3
4,36)によって固定されており、その場合、保持手
段として、接続部(16)の、吸気管の壁(20a,2
0b)を貫通した貫通案内部(24)の少なくとも1つ
のシール部材(30)を有していることを特徴とする、
統合された排ガス戻し案内を有する吸気管。 - 【請求項2】 保持手段(19,21,28,34,3
6)がわずかな熱伝導しか許容しない、請求項1記載の
吸気管。 - 【請求項3】 保持手段が設けられており、この保持手
段が、供給口(18a,18b,18c)として役立つ
と共に、吸込通路(14)を形成している壁(20b)
に設けられた貫通案内部(24b)内に取付けられてい
る、請求項1または2記載の吸気管。 - 【請求項4】 保持手段が、排ガスの通流を許すベロー
ズ状の管片(34)から成り、この管片が、吸込通路
(14)を形成している壁(20b)に設けた貫通案内
部(24b)内に挿入されている、請求項3記載の吸気
管。 - 【請求項5】 保持手段が、排ガスの通流を許すセラミ
ック製の成形部材(36)から成り、この成形部材が、
吸込通路(14)を形成している壁(20b)に設けた
貫通案内部(24b)内に挿入されている、請求項3記
載の吸気管。 - 【請求項6】 供給口(18a,18b)が、集合室内
に開口した、吸込通路(14)の吸込口(13)の領域
内に配置されている、請求項1または2記載の吸気管。 - 【請求項7】 排ガス導管(17a,17b)が少なく
とも部分的にマルチシェル状に形成されており、その場
合、排ガス導管の横断面がシェル(23)によって形成
されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の
吸気管。 - 【請求項8】 少なくとも1つの接続部(16)から供
給口(18a,18b)まで排ガスが流れる距離がほぼ
同じ長さとなるように排ガス導管(17,17b)が分
岐されている、請求項1から6までのいずれか1項記載
の吸気管。 - 【請求項9】 統合された排ガス戻し案内を有する吸気
管であって、集合室(12)内へ通じた少なくとも1つ
の入口(11)と、集合室からシリンダ側の出口(2
5)へ通じた吸込通路(14)と、1つの接続部(1
6)から、それぞれ集合室内へ開口した供給口(18
d)へ通じた排ガス導管(17d)とが設けられている
形式のものにおいて、排ガス導管(17d)が、吸気管
の壁(20a,20b)に対して間隔を維持するように
吸気管の集合室内で保持手段(19,21,28,3
4,36)によって固定されており、その場合、保持手
段として、接続部(16)の、壁(20a,20b)を
貫通した貫通案内部(24)の少なくとも1つのシール
部材(30)を有しており、かつ、吸込通路(14)に
よって影響される吸気流れ領域内に、吸気内の排ガスの
ほぼ一様な濃度を有する均一な排ガス空気混合物が保証
されるように供給口(18d)が配置されていることを
特徴とする、統合された排ガス戻し案内を有する吸気
管。
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