JP2004270588A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次添加ガスを導入するように構成された吸気マニホルドにおいて、シリンダヘッド側の合わせ面の拡大を低減することにある。
【解決手段】吸気マニホールド２と、吸気マニホールド２とエンジン本体４との間に装着されるスペーサ３とを備え、スペーサ３には、吸気マニホールド２との第１合わせ面１１と第１合わせ面１１よりも狭く形成された第２合わせ面１２とが形成され、第１合わせ面１１から第２合わせ面１２に向かうと共に第２合わせ面１２付近で二次添加ガスを吸気通路２３に供給するガス通路１７が形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気装置、特に、二次添加ガスを供給するためのガス通路が形成されたエンジンの吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブローバイガスやＥＧＲガスなどの二次添加ガスをエンジンの吸気に環流する場合、一般に、吸気マニホールドのコレクタから導入することが行われているが、多気筒エンジンであると、各気筒に二次添加ガスを均一に分配することが難しく、また、二次添加ガスを導入する位置が各気筒から遠く離れていることから二次添加ガスの制御応答性を上げることが難しい。
【０００３】
そのため、特許文献１及び２に示されるように、吸気マニホールドの吸気ブランチ管の下流側位置から、各気筒ごとに二次添加ガスを導入する試みがなされている。つまり、特許文献１には、吸気マニホールドをエンジン本体に取り付けるための取付フランジに、ブローバイガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。特許文献２には、吸気マニホールドとエンジン本体との間にスペーサを介在させて、このスペーサにＥＧＲガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平５−３０４１２号公報（第７−８頁、第３図）
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−８９６８号公報（第４−５頁、第６−７図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射弁から噴射された燃料が壁流となって吸気ポートに付着することを抑え、また、混合気形成の制御性を高めるために、燃料噴射弁の取付位置を吸気マニホールドの取付フランジから下流側に移動して、燃料噴射装弁をシリンダヘッドに対して直接取り付けることが行われている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１のようにして、各気筒毎に二次添加ガスを供給しようとすると、吸気マニホールドの取付フランジが大型化するため、燃料噴射弁をシリンダヘッドに対して直接取り付けることが困難となる。
【０００８】
すなわち、特許文献１では、吸気マニホールドのエンジン本体への取付フランジの上側部分に、二次添加ガスを供給するためのガス通路をトーナメント式に形成するため、吸気マニホールドの取付フランジが上側方向に拡大し、エンジン本体の合わせ面も上側方向に拡大する。そのため、燃料噴射弁の取付位置や取付角度は混合気形成の制約を受けるため、大型化した合わせ面が阻害要因となって、燃料噴射弁をシリンダヘッドに対して直接取り付けることが困難となる。また、吸気マニホールドの取付フランジの大型化に伴って、エンジン本体側の合わせ面も基準面に対して大きく肉厚に形成する必要があるため、シリンダヘッドの鋳造の際に、引け巣や密度のバラツキなどが生じるなど、エンジン本体の鋳造性も悪い。
【０００９】
また、特許文献２の吸気マニホールドでも、吸気マニホールドとエンジン本体との間のスペーサにＥＧＲガスを各気筒に分配供給するガス通路が形成され、このガス通路はエンジン本体への合わせ面側にトーナメント状に形成されるため、前期同様に、スペーサの大型化に伴って、エンジン本体側の合わせ面も大きく肉厚に形成する必要があるため、エンジン本体の鋳造性が悪い。また、ガス通路はスペーサの下側部分に形成され、ＥＧＲガスは各吸気通路の下側から供給される構成であるため、ガス通路内に凝縮水が溜まったり、固形物が堆積して通路が詰まる恐れがある。
【００１０】
本発明の目的は、吸気マニホールドのエンジン本体への取付フランジを大型化することなく、吸気マニホールドの下流側から各気筒に二次添加ガスを導くことができる吸気マニホールドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの吸気装置であって、吸気を導入するための吸気通路を形成する吸気マニホールドと、吸気マニホールドとエンジン本体との間に装着されるスペーサとを備えている。スペーサには、吸気マニホールドへの第１合わせ面と第１合わせ面よりも小さく形成されたエンジン本体への第２合わせ面とが形成され、第１合わせ面から第２合わせ面に向かうと共に第２合わせ面付近で二次添加ガスを吸気通路に供給するガス通路が形成されている。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的肉厚に形成された第１合わせ面側のスペースを利用して二次添加ガスを下流側に導くガス通路を形成し、第２合わせ面を第１合わせ面よりも小さくしたので、エンジン本体が合わせ面において拡大するのを抑制できる。この結果、エンジン本体が肉厚になるのを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンジンの吸気装置１の断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩから見たスペーサの側面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩから見たスペーサの側面図である。ここでは、複数気筒を有するエンジン本体４に装着される吸気装置１を例にとっている。
【００１４】
この吸気装置１は、吸気マニホールド２と、吸気マニホールド２とエンジン本体４との間に配置されるスペーサ３とを備えている。吸気マニホールド２は、吸気ブランチ部６とその上流側に配置されるコレクタ５とから大略構成される。コレクタ５及び吸気ブランチ部６の内部には吸気通路７が形成されており、吸気ブランチ部６の下流側端部にはスペーサ３に取り付けるための取付フランジ８が形成されている。エンジン本体４には、各気筒ごとに燃焼室に連通する吸気ポート９が形成されており、各吸気ポート９の上方には吸気ポート９に燃料を噴射するための燃料噴射装置１０が装着されている。
【００１５】
スペーサ３は、対向する側に第１合わせ面１１と第２合わせ面１２とを有しており、第１合わせ面１１において吸気マニホールド２が装着され、第２合わせ面１２においてエンジン本体４（シリンダヘッド）に装着される。また、スペーサ３は、各気筒ごとに吸気通路１３を有しており、吸気通路１３が吸気通路７と吸気ポート９とを連絡する。また、吸気通路１３には吸気制御用部材としてのバルブ１４が装着されている。スペーサ３の上面には、図１乃至図３に示すように、各吸気通路１３の上方の部分で、すなわち各気筒が配列された方向において部分的に傾斜部１６が形成されている。傾斜部１６は、第１合わせ面１１から第２合わせ面１２に向かって下方に傾斜している。これにより、傾斜部１６の位置では、第２合わせ面１２が第１合わせ面１１よりも小さくなっている。なお、傾斜部１６は、スペーサ３の上面のエンジン本体４側の略半分の領域において形成され、取付フランジ８側の略半分は平坦に形成されている。また、傾斜部１６に対応して、エンジン本体４の吸気ポート９の上方には凹部４ａが形成されており、吸気ポート９の上方は肉薄になっている。燃料噴射装置１０は、シリンダヘッドに対して直接取り付けられ、燃料の噴射側がエンジン本体４の凹部４ａを貫通して吸気ポート９に向かい且つ燃料の導入側が傾斜部１６の上方になるように配置されている。なお、スペーサ３の各吸気通路１３の上方部分に傾斜部１６を設ける代わりに、この部分を凹部としても良い。
【００１６】
スペーサ３の傾斜部１６が形成された部分において、吸気通路１３の上方にガス通路１７が形成されている。ガス通路１７は、第１通路部１７ａ、第２通路部１７ｂ、第３通路部１７ｃから構成される。第１通路部１７ａは、図３に示すように、第１合わせ面１１において各吸気通路１３を横断し且つ各吸気通路１３の上方で下方に向かって分岐する溝により形成される。第２通路部１７ｂは、図２及び図３に示すように、第１合わせ面１１において第１通路部１７ａに連通し、吸気通路１３に沿って下流側に延びて第２合わせ面１２に貫通する貫通孔によって形成されている。第３通路部１７ｃは、図２に示すように、第２合わせ面１２において第２通路部１７ｂを吸気通路１３に連絡する溝により形成される。二次添加ガスは、第１通路部１７ａから各吸気通路１３に沿って形成された第２通路部１７ｂに分配され、第２通路部１７ｂにより第２合わせ面１２まで導かれ、第３通路部１７ｃから吸気通路１３に供給される。
【００１７】
（１−２）作用効果
この吸気装置１では、スペーサ３の第１合わせ面１１側の肉厚部を利用して二次添加ガスを上から下に下流側に導くガス通路１７を形成するとともに、各吸気通路１３に対応する部分で第２合わせ面１２を第１合わせ面１１よりも小さく形成することにより、第２合わせ面１２と対向するエンジン本体４の一部を肉薄にでき、エンジン本体４の鋳造の際に欠陥等が発生するのを抑制できる。
【００１８】
また、エンジン本体４の肉薄に形成された凹部４ａにおいて、この凹部４ａを貫通させて吸気ポート９に向かうように燃料噴射装置４０を挿入することができ、スペーサ３の第２合わせ面１２側が低く形成されていることと併せて、燃料噴射装置４０を適切な位置に配置することができる。
【００１９】
また、スペーサ３を樹脂等の軽量な材質で形成すれば、吸気装置１の重量増大を抑えることができる。
【００２０】
また、二次添加ガスはガス通路１７を下方向又は水平方向に流通するので、ガス通路１７内に凝縮水や固形物が堆積するのを防止できる。
【００２１】
また、バルブ１４の下流側に二次添加ガスを供給するので、バルブ１４の汚染を抑制できる。
【００２２】
また、ガス通路１７をスペーサ３内部に形成するので、吸気装置１の小型化を図れる。
【００２３】
また、スペーサ３の内部であれば二次添加ガスを取り出すことができるので二次添加ガスの吹き出し位置の自由度が高い。
（２）第２実施形態
（２−１）構成
図４は、本発明の第２実施形態に係る吸気装置１の断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖから見たスペーサ３の側面図である。図６は、図４のＶＩ−ＶＩから見たスペーサ３の側面図である。第１実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００２４】
本実施形態に係る吸気マニホールド２では、吸気マニホールド２に形成されたインロー凸部１８がスペーサ３に嵌合されてガス通路１７が形成される。
【００２５】
吸気マニホールド２の吸気ブランチ部６の下流側端面には、インロー凸部１８が吸気通路７の外周全周に渡って突出して形成されている。インロー凸部１８の下流側端面において、その部分には、図５に示すように所定幅の溝１７ｃが上下方向に形成されている。インロー凸部１８の吸気通路７内にはバルブ１４が装着される。スペーサ３には、インロー凸部１８の外形に一致する貫通孔１９が内部に形成されており、貫通孔１９の上部内周には図４乃至図６に示すように第１通路部１７ａに連通し、第１合わせ面１１から第２合わせ面１２に貫通する溝１７ｂが形成されている。インロー凸部１８が貫通孔１９に嵌合されると、貫通孔１９内周の溝１７ｂがインロー凸部１８の外周壁と共に第２通路部１７ｂを構成し、インロー凸部１８の下流側端面の溝１７ｃが第２通路部１７ｂを吸気通路７に連絡する第３通路部１７ｃを構成する。
【００２６】
なお、インロー凸部１８を全気筒に設けても良いし、インロー凸部１８を一部の気筒のみに設け、他の気筒は第１実施形態の構成としても良い。また、上記では、スペーサ３の貫通孔１９の内周壁に溝１７ｂを形成したが、インロー凸部１８の外周壁に溝を形成して第２通路部１７ｂを形成しても良い。
【００２７】
（２−２）作用効果
この吸気装置１では、インロー凸部１８の吸気通路７を吸気ポート９に直接連絡するので、スペーサ３の部分で吸気通路７に段差が生じるのを防止できる。
【００２８】
また、インロー凸部１８を形成した場合にも、第１実施形態と同様のガス通路１７を形成することができる。
（３）第３実施形態
（３−１）構成
図７は、本発明の第３実施形態に係る吸気装置１の断面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見たスペーサ３の側面図である。図９は、図７のＩＸ−ＩＸから見たスペーサ３の側面図である。第１実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００２９】
本実施形態では、スペーサ３に形成されたインロー凸部２０が吸気マニホールド２に嵌合される。より詳しくは、図７及び図９に示すように、スペーサ３の第１合わせ面１１には、吸気通路１３の外周全体に渡ってインロー凸部２０が突出して形成されている。また、バルブ１４がスペーサ３の吸気通路１３内に配置される。吸気マニホールド２の吸気ブランチ部６の下流側端面には吸気通路７の外周全周に渡って、インロー凸部２０の外形に合致するインロー凹部２１が形成されている。このインロー凸部２０がインロー凹部２１に嵌合されると、吸気通路７と吸気通路１３とが連絡される。なお、インロー凸部２０及びインロー凹部２１は、各気筒ごとに設けても良いし、一部の気筒に対応して設けても良い。
【００３０】
（３−２）作用効果
この吸気装置１では、インロー凸部２０及びインロー凹部２１により、吸気通路７と吸気通路１３とを段差なく接続することができる。
（４）第４実施形態
（４−１）構成
図１０は、本発明の第４実施形態に係る吸気装置１の断面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩから見たスペーサ３の側面図である。図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩから見たスペーサ３の側面図である。図１３は、取付ブロック２２を下流側から見た図（ａ）及び上流側から見た図（ｂ）である。第１実施形態と同様の構成には同一符号を付し説明を省略する。以下第１実施形態と異なる点について説明する。
【００３１】
本実施形態では、バルブ１４を装着する取付ブロック２２がスペーサ３に嵌合されてガス通路１７が形成されると共に、取付ブロック２２のスペーサ３から突出した部分が吸気マニホールド２に嵌合される。
【００３２】
取付ブロック２２は、スペーサ３の幅よりも長目に形成されており、図１３に示すように略円筒状部材であり、吸気通路２３を内部に有し、吸気通路２３内にはバルブ１４が装着される。また、取付ブロック２２の下流側端面には外周壁から吸気通路２３に貫通する溝１７ｃが形成されている。スペーサ３には、取付ブロック２２の外形に合致する貫通孔１９が内部に形成されており、貫通孔１９の内周面上部には、図１０乃至図１２に示すように第１通路部１７ａに連通して第１合わせ面１１から第２合わせ面１２に貫通する溝１７ｂが形成されている。吸気マニホールド２の下流側端面には、吸気通路７の外周全周に渡って凹部２４が形成されている。
【００３３】
取付ブロック２２は、下流側端面がエンジン本体４に当接されるようにスペーサ３の貫通孔１９に嵌合され、上流側が吸気マニホールド２の凹部２４に嵌合される。取付ブロック２２がスペーサ３の貫通孔１９に嵌合されると、吸気通路２３が吸気ポート９に連絡されるとともに、溝１７ｂと取付ブロック２２の外周壁とが第２通路部１７ｂを構成し、取付ブロック２２の下流側端面に形成された溝１７ｃが第２通路部１７ｂを吸気通路２３に連絡する第３通路部１７ｃを構成する。一方、取付ブロック２２が吸気マニホールド２の凹部２４に嵌合されると、吸気マニホールド２の吸気通路７が取付ブロック２２の吸気通路２３に連絡される。取付ブロック２２の装着時の位置は、バルブ１４によって位置決めされ、第２通路部１７ｂ及び第３通路部１７ｃの位置が一致する。
【００３４】
なお、上記では、スペーサ３の貫通孔１９の内周面に溝１７ｂを形成したが、取付ブロック２２の外周壁に溝を形成して第２通路部１７ｂを構成しても良い。
【００３５】
（４−２）作用効果
この吸気装置１では、バルブ１４を装着する取付ブロック２２を吸気通路の途中に配置する場合でも、第１実施形態と同様のガス通路１７を形成することができる。
【００３６】
また、取付ブロック２２及び凹部２４がインローの役割を果たし、吸気通路７と吸気通路２３とを段差なく接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸気装置１の断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩから見たスペーサの側面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩから見たスペーサの側面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る吸気装置１の断面図。
【図５】図４のＶ−Ｖから見たスペーサ３の側面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩから見たスペーサ３の側面図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る吸気装置１の断面図。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見たスペーサ３の側面図。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸから見たスペーサ３の側面図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る吸気装置１の断面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩから見たスペーサ３の側面図。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩから見たスペーサ３の側面図。
【図１３】取付ブロック２２を下流側から見た図（ａ）及び上流側から見た図（ｂ）。
【符号の説明】
１ 吸気装置
２ 吸気ブランチ部
３ スペーサ
５ コレクタ
６ 吸気ブランチ部
７，１３，２３ 吸気通路
８ 取付フランジ
９ 吸気ポート
１０ 燃料噴射装置
１１，１２ 第１合わせ面，第２合わせ面
１４ バルブ
１６ 傾斜部
１７ ガス通路
１８，２０ インロー凸部
１９ 貫通孔
２１ インロー凹部
２２ 取付ブロック
２４ 凹部

Claims (11)

1. エンジンの吸気装置であって、
   吸気を導入するための吸気通路を形成する吸気マニホールドと、吸気マニホールドとエンジン本体との間に装着されるスペーサとを備え、
   スペーサには、吸気マニホールドへの第１合わせ面と第１合わせ面よりも小さく形成されたエンジン本体への第２合わせ面とが形成され、第１合わせ面から第２合わせ面に向かうと共に第２合わせ面付近で二次添加ガスを吸気通路に供給するガス通路が形成されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. エンジンの吸気装置であって、
   複数の気筒に吸気を導入するための吸気通路を形成する吸気マニホールドと、吸気マニホールドとエンジン本体との間に装着されるスペーサとを備え、
   スペーサには、吸気マニホールドへの第１合わせ面と第１合わせ面よりも小さく形成されたエンジン本体への第２合わせ面とが形成され、第１合わせ面から第２合わせ面に向かうと共に第２合わせ面付近で二次添加ガスを吸気通路に供給するガス通路が各気筒に形成されている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
3. スペーサの上面は、少なくとも一部が第１合わせ面から第２合わせ面に向かって下方に傾斜している、ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気装置。
4. ガス通路は、二次添加ガスが下方又は水平に流通するように形成されている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンの吸気装置。
5. ガス通路は、第１合わせ面に各気筒ごとに分岐して形成される第１通路部と、各気筒ごとに第１通路部に連続し下流側に延びて第２合わせ面に開口する第２通路部と、各気筒ごとに第２通路部を吸気通路に連絡する第３通路部とを含んで構成される、ことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のエンジンの吸気装置。
6. 吸気制御用部材がスペーサ内に配置されている、ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のエンジンの吸気装置。
7. 吸気マニホールドに形成されたインロー凸部がスペーサに嵌合されてガス通路が形成される、ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のエンジンの吸気装置。
8. 吸気制御用部材がインロー凸部内に配置される、ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの吸気装置。
9. スペーサに形成されたインロー凸部が吸気マニホールドに嵌合される、ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のエンジンの吸気装置。
10. 吸気制御用部材がスペーサのインロー凸部内に配置される、請求項９に記載のエンジンの吸気装置。
11. 吸気制御用部材を取り付けるための取付ブロックがスペーサ内に嵌合されてガス通路が形成されると共に、取付ブロックはスペーサ内から突出して吸気マニホールドに嵌合する、ことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の吸気マニホールド。

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