JP2015068190A - 車両用エンジンの吸気マニホールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】還流排気ガス及びブローバイガスからの凝縮水の発生を防止すると共に、各気筒への吸気分配通路に還流排気ガス及びブローバイガスを均一に分配し、更に吸気分配通路に水分や油分が侵入するのを防止する。
【解決手段】サージタンク１１の側壁１１ａ及び吸気分配通路１２の間に仕切り板１３を配置し、この仕切り板１３によって吸気分配通路１２とは仕切られたガス導入通路１４を形成する。このガス導入通路１４には、還流排気ガス導入孔１６からの還流排気ガス及びブローバイガス導入孔１７からのブローバイガスが導入される。そして、ガス導入通路１４の下流端は、吸気分配通路１２よりもサージタンク１１内での新気流の上流側に開口する。また、還流排気ガス導入孔１６よりもガス導入通路１４内でのブローバイガス流及び還流排気ガス流の上流側にブローバイガス導入孔１７を位置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用エンジンの吸気マニホールド構造に関し、特に複数の気筒を気筒列方向に有する車両用エンジンにあって還流排気ガス及びブローバイガスを吸気マニホールドに導入する場合に好適なものである。

車両用エンジンでは、例えばノッキングを防止したり、暖機を促進したりする目的で、排気ガスの一部を吸気系に還流することが行われている。また、ピストンとシリンダボアとの僅かな隙間からクランクケース側に抜けたブローバイガスを吸気系に導入して再燃焼に用いることも行われている。このように還流排気ガスやブローバイガスを吸気マニホールドに導入する車両用エンジンの吸気マニホールド構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この車両用エンジンの吸気マニホールド構造では、サージタンクが気筒列方向に延在する場合に、還流排気ガスやブローバイガスをサージタンクの気筒列方向中央部に導入する構造を有する。このガス導入構造は、吸気マニホールドの気筒列方向一端部から吸気マニホールドの内部に還流排気ガスやブローバイガスを導入するガス導入管と、吸気マニホールドの内部に導入された還流排気ガスやブローバイガスをサージタンクの気筒列方向中央部に導く独立小屋と、サージタンクの気筒列方向中央部で独立小屋に開口する排出口とを備えて構成される。この車両用エンジンの吸気マニホールド構造によれば、ガス導入管を短くすることができることから、ガス導入管の内部に水が留まりにくくなり、ガス導入管の結氷による閉塞を回避することができるとしている。また、独立小屋の通路断面積を大きくすることができることから、独立小屋の結氷による閉塞を回避することができるとしている。そして、これらにより還流排気ガスやブローバイガスを確実に吸気マニホールドに導入することができるとしている。

特開２０１１−２２０２９９号公報

前記特許文献１に記載される車両用エンジンの吸気マニホールド構造では、サージタンクの気筒列方向中央部に還流排気ガスやブローバイガスが導入されるので、それらはサージタンク内の新気流の主流部に導入されることになる。しかしながら、低温環境下では、還流排気ガスやブローバイガスが低温の新気流に晒されることになるので、水分が凝縮し、その凝縮水が燃焼室に吸い込まれて失火したり、その凝縮水が結氷して通路が閉塞したりするという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、還流排気ガス及びブローバイガスからの凝縮水の発生を防止すると共に、各気筒への吸気分配通路に還流排気ガス及びブローバイガスを均一に分配し、更に吸気分配通路に水分や油分が侵入するのを防止することが可能な車両用エンジンの吸気マニホールド構造を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、複数の気筒を気筒列方向に有する車両用エンジンの吸気マニホールド構造であって、前記気筒列方向に延在するサージタンクと、前記サージタンクに新気を導入する吸気孔と、前記サージタンクと前記各気筒との間を連絡する吸気分配通路と、前記気筒列方向のうち前記サージタンク内での新気流の上流側の前記サージタンクの側壁に形成され、還流排気ガスを導入する還流排気ガス導入孔と、前記気筒列方向のうち前記サージタンク内での新気流の上流側の前記サージタンクの側壁に形成され、ブローバイガスを導入するブローバイガス導入孔と、前記サージタンクの側壁及び前記吸気分配通路の間に配置された仕切り板によって前記吸気分配通路とは仕切られ、前記還流排気ガス導入孔からの還流排気ガス及び前記ブローバイガス導入孔からのブローバイガスが導入され、下流端が前記吸気分配通路よりも前記サージタンク内での新気流の上流側に開口するガス導入通路とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、前記ブローバイガス導入孔は、前記還流排気ガス導入孔よりも前記ガス導入通路内でのブローバイガス流及び還流排気ガス流の上流側に位置することが好ましい。

本発明の第３の態様は、前記ガス導入通路は、エンジン上下方向で、前記吸気孔及び前記吸気分配通路のサージタンクへの開口端部よりもエンジン下方に位置することが好ましい。

このように、前記の第１の態様によれば、車両用エンジンが複数の気筒を気筒列方向に有する場合に、吸気マニホールドは気筒列方向に延在するサージタンクを有する。このサージタンクには新気を導入する吸気孔を設け、吸気マニホールドはサージタンクと各気筒との間を連絡する吸気分配通路を有する。また、気筒列方向のうちサージタンク内での新気流の上流側のサージタンクの側壁には、還流排気ガスを導入する還流排気ガス導入孔及びブローバイガスを導入するブローバイガス導入孔を形成する。そして、サージタンクの側壁及び吸気分配通路の間に仕切り板を配置し、この仕切り板によって吸気分配通路とは仕切られたガス導入通路を形成する。このガス導入通路には、還流排気ガス導入孔からの還流排気ガス及びブローバイガス導入孔からのブローバイガスが導入される。そして、ガス導入通路の下流端は、吸気分配通路よりもサージタンク内での新気流の上流側に開口する。そのため、還流排気ガス及びブローバイガスは吸気分配通路に均一に分配される。また、仕切り板によって新気が還流排気ガス導入孔及びブローバイガス導入孔に逆流するのを防止することができることから、還流排気ガス及びブローバイガスはガス導入通路に導入されやすくなり、還流排気ガス及びブローバイガスが吸気分配通路に均一に分配されるのを促進することができる。また、ガス導入通路で暖かい還流排気ガスとブローバイガスとが合流するため、ブローバイガスの凝縮を防止することができる。また、還流排気ガス及びブローバイガスが一旦、ガス導入通路に流入するため、これらのガスが有する水分や油分が吸気分配通路に侵入するのを防止することができる。

また、前記の第２の態様によれば、還流排気ガス導入孔よりもガス導入通路内でのブローバイガス流及び還流排気ガス流の上流側にブローバイガス導入孔を位置する。これにより、ブローバイガス導入孔から導入されるブローバイガスは還流排気ガス導入孔を常に通過することになり、還流排気ガス導入孔から導入される還流排気ガスの熱によってブローバイガスの結氷を効果的に防止することができる。

また、前記の第３の態様によれば、吸気孔及び吸気分配通路のサージタンクへの開口端部よりもエンジン下方にガス導入通路を位置する。これにより、還流排気ガスやブローバイガスに含まれている水分や油分が吸気分配通路に侵入するのを防止することができる。また、新気流の強い吸気孔よりもガス導入通路が低い位置に位置することで、還流排気ガスやブローバイガスに含まれている水分や油分が吸気分配通路に飛散してしまうことも防止することができる。

図１は、本発明の車両用エンジンの吸気マニホールド構造が適用された吸気マニホールドの一実施形態を示す平面図である。 図２は、図１の吸気マニホールドの正面図である。 図３は、図１、図２の吸気マニホールドの斜視図である。 図４は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、図２のＣ−Ｃ断面図である。 図７は、図１の吸気マニホールドが取付けられたエンジンの平面図である。 図８は、図７のエンジンの側面図である。 図９は、図７のエンジンの背面図である。

次に、本発明の車両用エンジンの吸気マニホールド構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の吸気マニホールドの平面図、図２は、図１の吸気マニホールドの正面図、図３は、図１、図２の吸気マニホールドの斜視図、図４は、図１のＡ−Ａ断面図、図５は、図２のＢ−Ｂ断面図、図６は、図２のＣ−Ｃ断面図、図７は、図１の吸気マニホールドが取付けられたエンジンの平面図、図８は、図７のエンジンの側面図、図９は、図７のエンジンの背面図である。本実施形態のエンジン１は、図示しない気筒（シリンダボア）が３つ並んだ直列３気筒エンジンである。

例えば図９において、このエンジン１のシリンダブロック２には、軸線を図面の上下方向に向けて前述の気筒が形成されている。このシリンダブロック２の図示上方には、シリンダブロック２との接合面側に燃焼室が形成されたシリンダヘッド３が搭載されている。ここでは、シリンダブロック２に対するシリンダヘッド３の取付方向をエンジン上方、その逆方向をエンジン下方と定義する。シリンダブロック２のエンジン下方端部にはクランクケースが形成され、このクランクケースに図示しないオイルパンが取付けられる。一方、シリンダヘッド３のエンジン上方端部にはシリンダヘッドカバー４が取付けられている。

シリンダヘッド３の車両前方端部には排気マニホールド５が取付けられている。一方、シリンダヘッド３の車両後方端部には吸気マニホールド６が取付けられ、シリンダヘッドカバー４の上方に配置されたエアクリーナ７に連結されている。エアクリーナ７と吸気マニホールド６の間にはスロットルバルブ（スロットルボディ）８が設けられ、周知のようにスロットルバルブ８の開度に応じた新気が吸気マニホールド６に導入される。なお、図中の符号９は、スロットルバルブ８を吸気マニホールド６に取付けるための取付フランジである。この取付フランジ９は、吸気マニホールド６の車両左側端部に設けられている。この取付フランジ９の中央部には、新気（外気）を吸気マニホールド６内に導入する吸気孔１０が設けられている。

吸気マニホールド６は、吸気孔１０に連続するサージタンク１１を有する。このサージタンク１１は、気筒列方向に長手で、例えば吸気孔１０から導入される新気の導入量変動（吸気脈動）を緩和するなどのためのものである。このサージタンク１１の車両前方端部且つエンジン下方端部から３つの吸気分配通路１２が分岐され、夫々、シリンダヘッドの吸気ポートに接続されている。この吸気分配通路１２は、図６に明示するように、サージタンク１１の車両前方端部且つエンジン下方端部から始まり、サージタンク１１の車両下側、車両後側を通って車両上側に巻回し、そこから車両前方に延びてシリンダヘッド３に接続される。

吸気マニホールド６の内部にあって、吸気分配通路１２とサージタンク１１の取付フランジ９側の側壁１１ａ、つまり車両左側の側壁１１ａの間には仕切り板１３が設けられ、この仕切り板１３とサージタンク１１の車両左側側壁１１ａの間にガス導入通路１４が形成されている。このガス導入通路１４は、図５に示す車両後方側で且つエンジン上方側の開口部１５だけが開口しており、その他は閉塞されている。この開口部１５は、図４に示すように、エンジン上下方向で、吸気分配通路１２のサージタンク１１への開口端部とほぼ同じ位置にある。従って、ガス導入通路１４は吸気分配通路１２のサージタンク１１への開口端部よりエンジン下方に位置している。また、ガス導入通路１４は吸気孔１０よりもエンジン下方に位置している。

そして、前述したサージタンク１１の車両左側側壁１１ａのうち、ガス導入通路１４の形成位置に還流排気ガス導入孔（一部、通路を示してもいる）１６及びブローバイガス導入孔（一部、通路を示してもいる）１７が開口している。本実施形態では、ブローバイガス導入孔１７は開口部１５から遠い位置、還流排気ガス導入孔１６は開口部１５に近い位置に夫々開口している。ブローバイガス導入孔１７はクランクケース内のブローバイガスを吸気マニホールド６に導入するためのものであり、還流排気ガス導入孔１６は排気ガスの一部を吸気マニホールド６に導入するためのものである。従って、ガス導入通路１４に導入された還流排気ガス及びブローバイガスは開口部１５に向けて流れる。そのため、ブローバイガス導入孔１７は、還流排気ガス導入孔１６よりもガス導入通路１４内での還流排気ガス流及びブローバイガス流の上流側に開口していることになる。

周知のように、ブローバイガスは油分や水分を含んでいる。還流排気ガスも水分を含んでいるが、排気ガスであるから温度は高い。還流排気ガスよりも温度の低いブローバイガスが低温の新気に晒されると水分が凝縮して凝縮水が生じ、これが燃焼室に流れ込むと失火の原因となるし、結氷すると通路が閉塞される。そこで、本実施形態では、還流排気ガスの上流からブローバイガスを流し、還流排気ガスの熱でブローバイガスが凝縮するのを防止する。これにより凝縮水そのもの発生を防止することができるから、凝縮水に関わる種々の問題を回避することができる。

このように本実施形態の車両用エンジンの吸気マニホールド構造では、車両用のエンジン１が複数の気筒を気筒列方向に有する場合に、吸気マニホールド６は気筒列方向に延在するサージタンク１１を有する。このサージタンク１１には新気を導入する吸気孔１０を設け、吸気マニホールド６はサージタンク１１と各気筒との間を連絡する吸気分配通路１２を有する。また、気筒列方向のうちサージタンク１１内での新気流の上流側のサージタンク１１の側壁１１ａには、還流排気ガスを導入する還流排気ガス導入孔１６及びブローバイガスを導入するブローバイガス導入孔１７を形成する。そして、サージタンク１１の側壁１１ａ及び吸気分配通路１２の間に仕切り板１３を配置し、この仕切り板１３によって吸気分配通路１２とは仕切られたガス導入通路１４を形成する。このガス導入通路１４には、還流排気ガス導入孔１６からの還流排気ガス及びブローバイガス導入孔１７からのブローバイガスが導入される。そして、ガス導入通路１４の下流端は、吸気分配通路１２よりもサージタンク１１内での新気流の上流側に開口する。そのため、還流排気ガス及びブローバイガスは吸気分配通路１２に均一に分配される。また、仕切り板１３によって新気が還流排気ガス導入孔１６及びブローバイガス導入孔１７に逆流するのを防止することができることから、還流排気ガス及びブローバイガスはガス導入通路１４に導入されやすくなり、還流排気ガス及びブローバイガスが吸気分配通路１２に均一に分配されるのを促進することができる。また、ガス導入通路１４で暖かい還流排気ガスとブローバイガスとが合流するため、ブローバイガスの凝縮を防止することができる。また、還流排気ガス及びブローバイガスが一旦、ガス導入通路１４に流入するため、これらのガスが有する水分や油分が吸気分配通路１２に侵入するのを防止することができる。

また、還流排気ガス導入孔１６よりもガス導入通路１４内でのブローバイガス流及び還流排気ガス流の上流側にブローバイガス導入孔１７を位置する。これにより、ブローバイガス導入孔１７から導入されるブローバイガスは還流排気ガス導入孔１６を常に通過することになり、還流排気ガス導入孔１６から導入される還流排気ガスの熱によってブローバイガスの結氷を効果的に防止することができる。

また、吸気孔１０及び吸気分配通路１２のサージタンク１１への開口端部よりもエンジン下方にガス導入通路１４を位置する。これにより、還流排気ガスやブローバイガスに含まれている水分や油分が吸気分配通路１２に侵入するのを防止することができる。また、新気流の強い吸気孔１０よりもガス導入通路１４が低い位置に位置することで、還流排気ガスやブローバイガスに含まれている水分や油分が吸気分配通路１２に飛散してしまうことも防止することができる。

以上、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられ得ることは明白である。全てのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ シリンダヘッドカバー
５ 排気マニホールド
６ 吸気マニホールド
７ エアクリーナ
８ スロットルバルブ（スロットルボディ）
９ 取付フランジ
１０ 吸気孔
１１ サージタンク
１２ 吸気分配通路
１３ 仕切り板
１４ ガス導入通路
１５ 開口部
１６ 還流排気ガス導入孔
１７ ブローバイガス導入孔

Claims (3)

1. 複数の気筒を気筒列方向に有する車両用エンジンの吸気マニホールド構造であって、
   前記気筒列方向に延在するサージタンクと、
   前記サージタンクに新気を導入する吸気孔と、
   前記サージタンクと前記各気筒との間を連絡する吸気分配通路と、
   前記気筒列方向のうち前記サージタンク内での新気流の上流側の前記サージタンクの側壁に形成され、還流排気ガスを導入する還流排気ガス導入孔と、
   前記気筒列方向のうち前記サージタンク内での新気流の上流側の前記サージタンクの側壁に形成され、ブローバイガスを導入するブローバイガス導入孔と、
   前記サージタンクの側壁及び前記吸気分配通路の間に配置された仕切り板によって前記吸気分配通路とは仕切られ、前記還流排気ガス導入孔からの還流排気ガス及び前記ブローバイガス導入孔からのブローバイガスが導入され、下流端が前記吸気分配通路よりも前記サージタンク内での新気流の上流側に開口するガス導入通路と
   を備えたことを特徴とする車両用エンジンの吸気マニホールド構造。
2. 前記ブローバイガス導入孔は、前記還流排気ガス導入孔よりも前記ガス導入通路内でのブローバイガス流及び還流排気ガス流の上流側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気マニホールド構造。
3. 前記ガス導入通路は、エンジン上下方向で、前記吸気孔及び前記吸気分配通路のサージタンクへの開口端部よりもエンジン下方に位置する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用エンジンの吸気マニホールド構造。

Images