JP2018168783A - 多気筒エンジンの吸気通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サージタンク内に付着した凝縮水を、各気筒へバランス良く導く。
【解決手段】４つのシリンダ１１を有するエンジン１は、吸気ポート１７、１８の各々に接続された複数の独立通路３９と、複数の独立通路３９それぞれの上流端部が、対応する吸気ポート１７、１８の並ぶ順に従って列状に並んで接続されたサージタンク３８と、サージタンク３８に対してガスを導入するように接続された第３通路３７とを有する。サージタンク３８の底面３８ａは、車両搭載状態において、複数の独立通路３９それぞれの上流端の下面３９ａよりも下方に位置すると共に、サージタンク３８と第３通路３７との接続部から気筒列方向において離間するに従って、複数の独立通路３９それぞれの上流端の下面３９ａに対して上下方向において近接するように形成されている。
【選択図】図１４

Description

ここに開示する技術は、多気筒エンジンの吸気通路構造に関する。

特許文献１には、多気筒エンジンの吸気通路構造の一例として、直列４気筒エンジンのための吸気装置が開示されている。この吸気装置は、４つの気筒のそれぞれに接続された独立通路（下流分岐管部の内部通路）と、エンジン本体の外面に沿わせるように配置された、各独立通路に共通のサージタンク（下流分岐管部の集合部）とを備えて構成されている。特許文献１に係るサージタンクは、気筒列方向に延設されており、吸気ポートに対して近接するように、吸気ポートの反気筒側端部（入口）に対して各独立通路を挟んで向かい合うよう配置されている。このような配置とすることで、サージタンクから吸気ポートにかけての流路長（ランナー長）を短くすることが出来る。

また、特許文献１には、サージタンクへガスを導入するための上流側通路（中間吸気管部の内部通路）を、サージタンクの気筒列方向中央部に接続することも開示されている。

特開２０１３−１４７９５３号公報

ところで、水分を含んだガスが、例えばインタークーラによって冷却されると、その水分に起因した凝縮水が、サージタンクの底面に付着する場合がある。エンジン全体のレイアウト次第では、そうした凝縮水がサージタンクから流れ落ちて、インタークーラ等に溜まるおそれがある。そうすると、エンジンの負荷が上昇し、外部から取り込むガスの流速が高まったときに、多量の凝縮水が吸気ポートを介して燃焼室の中に至り、ひいてはウォーターハンマー現象を引き起こす可能性がある。このことは、エンジンの耐久性を十分に確保する上で不都合である。

そこで、サージタンクを介して各気筒に吸入されるガスの流れを利用して、サージタンク内に付着した凝縮水を燃焼室の中に導くことが考えられる。この場合、燃焼室の中に導かれた凝縮水は、燃焼室において生じる燃焼によって蒸発することになる。

ところが、前記特許文献１に記載されたように、上流側通路をサージタンクの気筒列方向中央部に接続してしまうと、気筒列方向の中央側に位置する気筒に関しては、上流側通路とサージタンクとの接続部から、その気筒に至るまでの流路長が相対的に短くなる分、ガスの流れが強くなり、凝縮水をより確実に導くことができるものの、気筒列方向の外側に位置する気筒に関しては、流路長が相対的に長くなる分、ガスの流れが弱くなり、凝縮水を導く上で不利になる。

凝縮水を効率的に処理するためには、凝縮水を各気筒にバランス良く導くことが求められる。このことは、筒内状態の気筒間差を低減するという観点からも要求されている。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多気筒エンジンの吸気通路構造において、サージタンク内に付着した凝縮水を、各気筒にバランス良く導くことにある。

ここに開示する技術は、列状に配置された複数の気筒と、各々前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、前記吸気ポートに接続された吸気通路と、を備えた多気筒エンジンの吸気通路構造に係る。

この吸気通路構造において、前記吸気通路は、各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の独立通路と、前記複数の独立通路それぞれの上流端部が、対応する吸気ポートの並ぶ順に従って列状に並んで接続されたサージタンクと、前記サージタンクに対してガスを導入するように接続された上流側通路と、を有する。

そして、前記サージタンクの底面は、車両搭載状態において、前記複数の独立通路それぞれの上流端の下面よりも下方に位置すると共に、前記サージタンクと前記上流側通路との接続部から気筒列方向において離間するに従って、前記複数の独立通路それぞれの上流端の下面に対して上下方向において近接するように形成されている。

サージタンクの底面は、複数の独立通路それぞれの上流端の下面よりも下方に位置している。よって、サージタンクにおいて生じた凝縮水は、重力にしたがって、その底面に付着する。

前述のように、サージタンクを介して各気筒に吸入されるガスの流れを利用して、サージタンクの底面に付着した凝縮水を燃焼室の中に導くことが考えられる。

しかし、サージタンクの内部においては、サージタンクと上流側通路との接続部から気筒列方向において離間するにしたがって、流路長が長くなる分、ガスの流れが相対的に弱くなり、凝縮水を導く上で不利になる。

そこで、前記の構成によると、サージタンクの底面は、車両搭載状態において、複数の独立通路それぞれの上流端の下面よりも下方に位置すると共に、サージタンクと上流側通路との接続部から気筒列方向において離間しているときには、接近しているときよりも独立通路の下面に対して近接するようになっている。

サージタンクの底面と、独立通路それぞれの上流端の下面とが高さ方向において近接するにしたがって、サージタンク内に付着した凝縮水を、独立通路の上流端へ導くのが容易となる。

つまり、気筒列方向において離間するにしたがって、ガスの流れが相対的に弱くなるところ、サージタンクの底面と独立通路の下面とを近接させることで、サージタンクの底面に付着した凝縮水を独立通路へ容易に導くことができるようになる。そのことで、サージタンクと上流側通路との接続部から離れた気筒であっても、凝縮水を安定して導くことが可能になる。

このように、サージタンク内に付着した凝縮水を、各気筒にバランス良く導くことができる。

また、前記上流側通路は、車両搭載状態において、前記サージタンクに対して下方に配設されている、としてもよい。

この構成によると、サージタンクの底面に付着した凝縮水が、重力にしたがって上流側通路に流れ落ちることが想定される。流れ落ちた凝縮水がインタークーラ等に溜まった場合、ウォーターハンマー現象の発生が懸念される。この現象が発生しないようにするためには、サージタンク内に付着した凝縮水を燃焼室の中へ確実に導くことが求められる。

前記の構成は、そのような要求に対応する上で有効である。

前記上流側通路の下流端部は、気筒列方向の一側から見たときに、前記独立通路におけるガスの流れ方向とは平行にならない方向に延びている、としてもよい。

この構成によると、上流側通路の下流端部は、独立通路におけるガスの流れ方向に対して例えば垂直な方向に延びることになる。そうすると、平行な方向に延ばした構成と比較して、サージタンクと上流側通路との接続部に近い気筒に吸入されるガスの流速を低減することができる。これにより、サージタンクと上流側通路との接続部に接近している側と、離間している側とで、ガスの流速の気筒間差を低減することが可能になる。このことは、サージタンク内に付着した凝縮水を、各気筒にバランス良く導く上で有効である。

前記サージタンクには、気筒列方向に垂直な断面で見たときに、該サージタンクの底面と前記独立通路の上流端の下面との間に介設され且つ、前記サージタンク側から前記独立通路側へ向かうにつれて上方に傾斜した傾斜面が形成されている、としてもよい。

この構成によると、前記のように形成された傾斜面を設けることで、サージタンクの底面に付着した凝縮水を、燃焼室の中にスムースに導くことができる。

また、前記傾斜面は、前記サージタンクと前記上流側通路との接続部から気筒列方向に離間するにつれて緩やかな傾斜になるように形成されている、としてもよい。

この構成によると、気筒列方向において離間するにしたがって、ガスの流れが相対的に弱くなるところ、サージタンクと独立通路との間に介設された傾斜面を緩やかにすることで、サージタンクの底面に付着した凝縮水を、よりスムースに燃焼室の中へ導くことができる。このことは、凝縮水を各気筒にバランス良く導く上で有効である。

また、前記上流側通路は、前記サージタンクの気筒列方向中央部に接続されている、としてもよい。

この構成によると、上流側通路からサージタンクへ導入されるガスを、各気筒へバランス良く分配することができる。

また、前記吸気通路には、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に、過給機及びインタークーラが設けられ、前記過給機は、前記サージタンクを挟んで前記複数の気筒に対して反対側に対向して配置され、前記インタークーラは、車両搭載状態において、前記過給機に対して下方に隣接して配置され、前記上流側通路は、前記インタークーラを通過したガスを前記サージタンクへ導入するように構成されている、としてもよい。

この構成によると、過給機とインタークーラとが上下に隣接するようになる。このようなレイアウトは、エンジンをコンパクトに構成する上で有効である。

また、前記の構成によると、サージタンクの下方にインタークーラが位置することになるから、サージタンク内に付着した凝縮水が流れ落ちたときに、その凝縮水がインタークーラの底部に溜る可能性がある。そのような状況は、前述の如く、ウォーターハンマー現象の発生が懸念されため望ましくない。

前記の構成は、サージタンク内に付着した凝縮水を確実に処理することが可能になるという点で、ウォーターハンマー現象の発生を抑制する上で有効である。

このように、エンジンをコンパクトに構成しつつも、ウォーターハンマー現象の発生を抑制することが可能になる。

以上説明したように、前記の多気筒エンジンの吸気通路構造によると、サージタンク内に付着した凝縮水を、各気筒にバランス良く導くことができる。

図１は、多気筒エンジンの構成を例示する概略図である。 図２は、多気筒エンジンの構成を一部省略して示す斜視図である。 図３は、４つのシリンダ周辺の構成を概略的に示す平面図である。 図４は、吸気装置の全体構成を前側から見て示す斜視図である。 図５は、吸気装置の全体構成を後側から見て示す斜視図である。 図６は、過給機側の通路構造を示す横断面図である。 図７は、過給機側の通路構造を示す縦断面図である。 図８は、サージタンク周辺の縦断面を示す斜視図である。 図９は、図８とは別の縦断面を示す斜視図である。 図１０は、バイパス通路に係る通路構造を前側から見て示す図である。 図１１は、バイパス通路に係る通路構造を後側から見て示す図である。 図１２は、バイパス通路に係る通路構造を上側から見て示す図である。 図１３は、バイパス通路の管路を示す斜視図である。 図１４は、サージタンクとバイパス通路との接続構造を示す縦断面図である。 図１５は、サージタンクとバイパス通路との接続構造を示す横断面図である。 図１６Ａは、図１４のＡ−Ａ断面図である。 図１６Ｂは、図１４のＢ−Ｂ断面図である。 図１７は、サージタンクの変形例を示す図１４対応図である。

以下、多気筒エンジンの吸気通路構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明は例示である。図１は、ここに開示する多気筒エンジンの吸気通路構造が適用されたエンジン１を例示する図である。また、図２は、その構成を一部省略して示す斜視図であり、図３は、４つのシリンダ１１周辺の構成を概略的に示す平面図である。

エンジン１は、ＦＦ方式の車両に搭載されるガソリンエンジン（特に、４ストローク式の内燃機関）であり、図１に示すように、機械駆動式の過給機（所謂スーパーチャージャ）３４を備えた構成としている。

また、本実施形態に係るエンジン１は、図３に示すように、列状に配置された４つのシリンダ（気筒）１１を備えており、４つのシリンダ１１が車幅方向に沿って並ぶような姿勢で搭載される、いわゆる直列４気筒の横置きエンジンとして構成されている。これにより、本実施形態では、４つのシリンダ１１の配列方向（気筒列方向）であるエンジン前後方向が車幅方向と略一致していると共に、エンジン幅方向が車両前後方向と略一致している。

以下、特に断らない限り、前側とはエンジン幅方向の一方側（車両前後方向の前側）を、後側とはエンジン幅方向の他方側（車両前後方向の後側）を、左側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の一方側（車幅方向の左側であり且つ、エンジンフロント側）を、右側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の他方側（車幅方向の右側であり且つ、エンジンリア側）を指す。

また、以下の記載において、上側とは、エンジン１を車両に搭載した状態（以下、「車両搭載状態」ともいう）における上側を指し、下側とは、車両搭載状態における下側を指す。

（エンジンの概略構成）
エンジン１は、前方吸気後方排気式に構成されている。すなわち、エンジン１は、図３に示すように、４つのシリンダ１１（図１では１つのシリンダのみを図示）を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の前側に配置され、吸気ポート１７、１８を介して各シリンダ１１に連通する吸気通路３０と、エンジン本体１０の後側に配置され、排気ポート１９を介して各シリンダ１１に連通する排気通路５０とを備えている。

本実施形態に係る吸気通路３０は、ガスを導く複数の通路と、過給機３４やインタークーラ３６等の装置と、これらの装置を迂回するバイパス通路４０とが組み合わされてユニット化された“吸気装置”として構成されている。

エンジン本体１０は、吸気通路３０から供給されたガスと燃料との混合気を、各シリンダ１１内で、所定の燃焼順に従って燃焼させるように構成されている。具体的に、エンジン本体１０は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを有している。

シリンダブロック１２の内部には、４つのシリンダ１１が形成されている。４つシリンダ１１は、クランクシャフト１５の中心軸方向（つまり気筒列方向）に沿って列を成すように並んでいる。４つのシリンダ１１は、それぞれ円筒状に形成されており、各シリンダ１１の中心軸（以下、「気筒軸」という）は、互いに平行に且つ、気筒列方向に対して垂直に延びている。以下、図３に示す４つのシリンダ１１を、気筒列方向に沿って右側から順に、１番気筒１１Ａ、２番気筒１１Ｂ、３番気筒１１Ｃ、及び４番気筒１１Ｄと称する場合がある。

各シリンダ１１内には、ピストン１４が摺動自在に挿入されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１４１を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン１４は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１６を区画する。

燃焼室１６の天井面は、いわゆるペントルーフ形状であり、シリンダヘッド１３の下面によって構成されている。このエンジン１は、幾何学的圧縮比を高めるべく、従来よりも燃焼室１６の天井面が低く構成されている。天井面のペントルーフ形状は、フラット形状に近い。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、２つの吸気ポート１７、１８が形成されている。２つの吸気ポート１７、１８は、それぞれ燃焼室１６に連通しており、シリンダ１１毎に、第１ポート１７と、該第１ポート１７に対して気筒列方向に隣接した第２ポート１８とを有している。１番気筒１１Ａ〜４番気筒１１Ｄのいずれにおいても、第１ポート１７と第２ポート１９が同じ順番で並んでいる。具体的には、図３に示すように、各シリンダ１１において、気筒列方向に沿って右側から順に、第２ポート１８と第１ポート１７とが並んでいる。

各ポート１７、１８の上流端は、それぞれ、エンジン本体１０の外面（取付面）１０ａに開口しており、吸気通路３０の下流端が接続されている。対して、各ポート１７、１８の下流端は、それぞれ、燃焼室１６の天井面に開口している。

以下、１番気筒１１Ａに通じる第１ポートに対し、符号“１７”ではなく“１７Ａ”を付すと共に、当該気筒１１Ａに通じる第２ポートに対し、符号“１８”ではなく“１８Ａ”を付す場合がある。２番気筒１１Ｂ〜４番気筒１１Ｄについても同様である。例えば、３番気筒１１Ｃに通じる第２ポートに対し、符号“１８”ではなく“１８Ｃ”を付す場合がある。

また、２つの吸気ポート１７、１８は、各シリンダ１１につき、通過するガスの流量が、スワールコントロールバルブ（Swarl Control Valve：ＳＣＶ）８０を介して絞られるように構成されたＳＣＶポートを含む。本実施形態では、前述の第２ポート１８がＳＣＶポートとして構成されている。

２つの吸気ポート１７、１８には、それぞれ吸気バルブ２１が配設されている。吸気バルブ２１は、燃焼室１６と吸気ポート１７、１８のそれぞれとの間を開閉する。吸気バルブ２１は、吸気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

吸気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である吸気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２３を有している。吸気電動ＶＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気バルブ２１の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。尚、吸気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。

シリンダヘッド１３にはまた、シリンダ１１毎に、２つの排気ポート１９、１９が形成されている。２つの排気ポート１９、１９は、それぞれ燃焼室１６に連通している。

２つの排気ポート１９、１９には、それぞれ排気バルブ２２が配設されている。排気バルブ２２は、燃焼室１６と排気ポート１９、１９のそれぞれとの間を開閉する。排気バルブ２２は、排気動弁機構によって所定のタイミングで開閉する。

排気動弁機構は、この構成例では、図１に示すように、可変動弁機構である排気電動ＶＶＴ（Variable Valve Timing）２４を有している。排気電動ＶＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気バルブ２２の開弁時期及び閉弁時期は、連続的に変化する。尚、排気動弁機構は、電動ＶＶＴに代えて、液圧式のＶＶＴを有していてもよい。

詳細は省略するが、このエンジン１は、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４によって、吸気バルブ２１の開弁時期と排気バルブ２２の閉弁時期とに係るオーバーラップ期間の長さを調整する。これによって、燃焼室１６の中の残留ガスを掃気したり、燃焼室１６の中に熱い既燃ガスを閉じ込めたり（つまり、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１６の中に導入したり）する。この構成例においては、吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４が内部ＥＧＲシステムを構成している。尚、内部ＥＧＲシステムは、ＶＶＴによって構成されるとは限らない。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎にインジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、この構成例においては多噴口型の燃料噴射弁であり、燃焼室１６の中に燃料を直接噴射するよう構成されている。

インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料を貯留するよう構成された燃料タンク６３と、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いに連結する燃料供給路６２とを備えている。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設している。燃料ポンプ６５は、コモンレール６４に燃料を圧送する。燃料ポンプ６５は、この構成例においては、クランクシャフト１５によって駆動されるプランジャー式のポンプである。コモンレール６４は、燃料ポンプ６５から圧送された燃料を、高い燃料圧力で蓄えるよう構成されている。インジェクタ６が開弁すると、コモンレール６４に蓄えられていた燃料が、インジェクタ６の噴口から燃焼室１６の中に噴射される。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、その先端が燃焼室１６の中に臨むような姿勢で取り付けられており、燃焼室１６の中の混合気を強制的に点火する。

吸気通路３０は、図２に示すように、エンジン本体１０における前側の側面（以下、「取付面」という）１０ａに接続されており、各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８に連通している。吸気通路３０は、燃焼室１６に導入するガスが流れる通路である。吸気通路３０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。吸気通路３０の下流端近傍には、サージタンク３８が配設されている。サージタンク３８よりも下流の吸気通路３０は、図３に示すように、シリンダ１１毎に２本ずつ分岐する独立通路３９を構成している。詳細は後述するが、２本の独立通路３９のうちの一方が第１ポート１７に接続され、他方が第２ポート１８に接続される。以下、前者の独立通路３９に対して符号“３９１”を付す一方、後者に対して符号“３９２”を付す場合がある。このように、独立通路３９の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１７、１８に接続されている。

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３８との間には、スロットルバルブ３２が配設されている。スロットルバルブ３２は、その開度を調整することによって、燃焼室１６に導入する新気の量を調整するよう構成されている。

吸気通路３０にはまた、スロットルバルブ３２の下流に、過給機３４が配設されている。過給機３４は、燃焼室１６に導入するガスを過給するよう構成されている。この構成例において、過給機３４は、エンジン１によって駆動される機械式の過給機である。本実施形態に係る過給機３４は、ルーツ式のスーパーチャージャとして構成されているものの、この構成はどのようなものであってもよい。例えば、リショルム式や遠心式であってもよい。

過給機３４とエンジン１との間には、電磁クラッチ３４ａが介設している。電磁クラッチ３４ａは、過給機３４とエンジン１との間で駆動力を伝達させたり、駆動力の伝達を遮断したりする。ＥＣＵ（Engine Control Unit）など、不図示の制御手段が電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、過給機３４のオンとオフとが切り替わる。つまり、このエンジン１は、過給機３４のオンとオフとを切り替えることにより、燃焼室１６に導入するガスを過給する運転と、燃焼室１６に導入するガスを過給しない運転とを切り替えることができるよう構成されている。

吸気通路３０における過給機３４の下流には、インタークーラ３６が配設されている。インタークーラ３６は、過給機３４において圧縮されたガスを冷却するよう構成されている。この構成例におけるインタークーラ３６は、水冷式に構成されている。

また、吸気通路３０に組み込まれた各種の装置を結ぶ通路として、吸気通路３０は、エアクリーナ３１よりも下流側に配設され、エアクリーナ３１によって浄化された吸気を過給機３４へ導く第１通路３３と、過給機３４によって圧縮された吸気をインタークーラ３６へ導く第２通路３５と、インタークーラ３６によって冷却されたガスをサージタンク３８へ導く第３通路３７とを有している。尚、サージタンク３８から吸気ポート１７、１８にかけての流路長（ランナー長）を短くするべく、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の入口（上流端部）近傍に配設されている。

また、吸気通路３０には、過給機３４及びインタークーラ３６を迂回するバイパス通路４０が設けられている。バイパス通路４０は、吸気通路３０のうちスロットルバルブ３２の下流部から過給機３４の上流部にかけての部分と、サージタンク３８とを互いに接続する。バイパス通路４０には、該バイパス通路４０を流れるガスの流量を調整するように構成されたバイパスバルブ４１が配設されている。

過給機３４をオフにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを遮断したとき）には、バイパスバルブ４１を全開にする。これにより、吸気通路３０を流れるガスは、過給機３４をバイパスしてサージタンク３８に流入し、独立通路３９を介して燃焼室１６に導入される。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。

過給機３４をオンにしたとき（つまり、電磁クラッチ３４ａを接続したとき）には、バイパスバルブ４１の開度を適宜調整する。これにより、吸気通路３０において過給機３４を通過したガスの一部は、バイパス通路４０を通って過給機３４の上流に逆流する。バイパスバルブ４１の開度を調整することによって、逆流量を調整することができるから、燃焼室１６に導入するガスの過給圧を調整することができる。この構成例においては、過給機３４とバイパス通路４０とバイパスバルブ４１とによって、過給システムが構成されている。

排気通路５０は、エンジン本体１０における後側の側面に接続されており、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１６から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。排気通路５０には、１つ以上の触媒コンバータ５１を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータ５１は、三元触媒を含んで構成されている。尚、排気ガス浄化システムは、三元触媒のみを含むものに限らない。

吸気通路３０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、既燃ガスの一部を吸気通路３０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における触媒コンバータ５１の下流に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路３０における過給機３４の上流且つ、バイパス通路４０の上流端よりも上流に接続されている。

ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラ５３が配設されている。ＥＧＲクーラ５３は、既燃ガスを冷却するよう構成されている。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲバルブ５４が配設されている。ＥＧＲバルブ５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる既燃ガスの流量を調整するよう構成されている。ＥＧＲバルブ５４の開度を調整することによって、冷却した既燃ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。

この構成例において、ＥＧＲシステム５５は、ＥＧＲ通路５２及びＥＧＲバルブ５４を含んで構成されている外部ＥＧＲシステムと、前述した吸気電動ＶＶＴ２３及び排気電動ＶＶＴ２４を含んで構成されている内部ＥＧＲシステムとによって構成されている。

（吸気通路の構成）
以下、吸気通路３０の構成について詳細に説明する。

図４は、吸気装置としてユニット化された吸気通路３０の全体構成を前側から見て示す斜視図であり、図５は、吸気通路３０の全体構成を後側から見て示す斜視図である。また、図６は、吸気通路３０のうち過給機側の通路構造を示す横断面図であり、図７は、その縦断面図である。また、図８は、サージタンク３８周辺の縦断面を示す斜視図であり、図９は、それとは別の縦断面を示す斜視図である。

吸気通路３０を構成する各部は、いずれも、エンジン本体１０の前側、具体的には、前述の取付面１０ａの前側に配置されている。なお、取付面１０ａは、図６〜図７に示すように、シリンダヘッド１３及びシリンダブロック１２における前側の外面によって構成されている。

最初に、吸気通路３０を構成する各部の概略的な配置について説明する。

図２、及び図４〜図８に示すように、過給機３４は、サージタンク３８を挟んで４つのシリンダ１１に対して反対側に対向して配置されている。過給機３４の後面と取付面１０ａとの間には、サージタンク３８の寸法に応じた隙間（間隔）が空いている。第１通路３３は、過給機３４の左側において気筒列方向に沿って延設されており、過給機３４の左端に接続されている。また、インタークーラ３６は、過給機３４に対して下方に配置されており、過給機３４と同様に、取付面１０ａに対して所定の間隔を空けて配置されている。過給機３４とインタークーラ３６とは、上下方向に隣接している。第２通路３５は、過給機３４の前部とインタークーラ３６の前部とを接続するように上下に延設されている。サージタンク３８は、過給機３４と取付面１０ａとの間の隙間に配置されており、吸気ポート１７、１８の反気筒側端部（入口）に対して、複数の独立通路３９を挟んで反対側に対向して配置されている。第３通路３７は、インタークーラ３６及び過給機３４と、取付面１０ａとの間の隙間を縫うように延設されており、インタークーラ３６がサージタンク３８よりも下方に位置するように、インタークーラ３６の後部とサージタンク３８の底部とを接続している。バイパス通路４０は、第１通路３３の途中から上方に向かって延びた後、エンジン本体１０の内方（右方）へ向かって延びるように形成されており、サージタンク３８の上部に接続されている。尚、第３通路３７は、「上流側通路」の例示である。

次に、吸気通路３０を構成する各部の構造について説明する。

第１通路３３は、実質的に気筒列方向（左右方向）に延びる管状に形成されており、その上流側（左側）部分は、スロットルバルブ３２が内蔵されたスロットルボディ３３ａによって構成されている。スロットルボディ３３ａは、金属製の短筒状に形成されており、図４〜図６に示すように、両端の開口を左右に向けた姿勢で、取付面１０ａに対して左方且つ前方に位置するように配置されている。スロットルボディ３３ａの上流端（左端）には、不図示の通路を介してエアクリーナ３１が接続されている一方、スロットルボディ３３ａの下流端（右端）には、第１通路３３の下流側（右側）部分である第１通路本体３３ｂが接続されている。

第１通路本体３３ｂは、図６に示すように、スロットルボディ３３ａを過給機３４に接続するように構成されている。詳しくは、第１通路本体３３ｂは、両端の開口を左右に向けた樹脂製の長筒状に構成されている。第１通路本体３３ｂは、取付面１０ａの前方において、スロットルボディ３３ａと同軸になるように配置されている。さらに詳しくは、第１通路本体３３ｂは、気筒列方向の外側から内側（左側から右側）に向かうにつれて、次第に拡径するように形成されている。第１通路本体３３ｂの上流端（左端）には、前述のようにスロットルボディ３３ａの下流端が接続されている一方、その下流端（右端）には、過給機３４の吸入口が接続されている。

また、第１通路本体３３ｂには、ＥＧＲ通路５２が合流する合流部３３ｃが開口している。図６に示すように、合流部３３ｃは、第１通路本体３３ｂの上流側部分の後面に形成されており、ＥＧＲ通路５２の下流端が接続されている。合流部３３ｃは、少なくともスロットルバルブ３２よりも下流側に形成されるようになっている。

また、第１通路本体３３ｂには、バイパス通路４０へ分岐する分岐部３３ｄも開口している。分岐部３３ｄは、第１通路本体３３ｂにおいて、合流部３３ｃ近傍（ガスの流れ方向に関しては実質的に同じ位置）の上面に形成されており、バイパス通路４０の上流端に接続されている（図１０も参照）。この分岐部３３ｄは、図１０等に示すように、過給機３４、インタークーラ３６、４組の吸気ポート１７、１８、及び各吸気ポート１７、１８に対して独立通路３９を介して接続されたサージタンク３８よりも気筒列方向の外側（左側）に位置している。

よって、エアクリーナ３１で浄化されて第１通路３３へ流入した新気は、スロットルバルブ３２を通過した後、合流部３３ｃから流入した外部ＥＧＲガスと合流する。そして、新気と外部ＥＧＲガスとが合流したガスは、自然吸気時には、分岐部３３ｄを介してバイパス通路４０へ流入する一方、過給時には、バイパス通路４０を逆流したガスと合流しつつ、第１通路本体３３ｂの下流端から過給機３４に吸い込まれるようになっている（図６の矢印Ａ１を参照）。

以下、過給機３４側の通路構造と、バイパス通路４０側の通路構造を順番に説明する。

−過給機側の通路構造−
まず、過給機３４に吸入される側の通路構造について詳細に説明する。

前述の如く、本実施形態に係る過給機３４は、ルーツ式のスーパーチャージャとして構成されている。詳しくは、過給機３４は、気筒列方向に沿って延びる回転軸が設けられた一対のロータ（不図示）と、ロータを収容しているケーシング３４ｂと、ロータを回転駆動する駆動プーリ３４ｄと、駆動プーリ３４ｄに巻き掛けられた駆動ベルト（不図示）を介してクランクシャフト１５に連結されている。駆動プーリ３４ｄと、ロータとの間には、前述の電磁クラッチ３４ａが介設されており、電磁クラッチ３４ａの遮断及び接続を切り替えることによって、クランクシャフト１５を介して過給機３４へ駆動力を伝達したり、駆動力の伝達を遮断したりする。

ケーシング３４ｂは、気筒列方向に延びる筒状に形成されており、ロータの収容空間と、過給機３４を通過するガスの流路とを区画している。詳しくは、ケーシング３４ｂは、気筒方向に左端と前面とが開口した金属製の円筒状に形成されており、図６等に示すように、取付面１０ａの気筒列方向略中央の部分に対して、所定の間隔を空けるように且つ、第１通路３３と同軸になるように配置されている。

ケーシング３４ｂの長手方向左端部には、ロータによって圧縮するガスを吸い込む吸入口が開口しており、第１通路３３の下流端（右端）が接続されている。その一方で、ケーシング３４ｂの前部（エンジン本体１０とは反対側の側部）には、図６〜図７に示すように、ロータによって圧縮されたガスを吐き出す吐出口３４ｃが開口しており、第２通路３５の上流端（上端）が接続されている。

駆動プーリ３４ｄは、ケーシング３４ｂに収容されたロータを回転駆動するように構成されている。詳しくは、駆動プーリ３４ｄは、ケーシング３４ｂの右端から突出し且つ、第１通路３３及びケーシング３４ｂの双方に対して略同軸に延びる軸状に形成されている。駆動プーリ３４ｄの先端には駆動ベルト（不図示）が巻き掛けられており、前述の如く、電磁クラッチ３４ａの切替状態に応じて、クランクシャフト１５を過給機３４に対して駆動連結するように構成されている。

第２通路３５は、図４、及び図６〜図７等に示すように、過給機３４をインタークーラ３６に接続するように構成されている。過給機３４とインタークーラ３６とを上下に隣接させるべく、本実施形態に係る第２通路３５は、エンジン１の上下方向に沿って延びるように形成されている。また、第２通路３５は、図７に示すように、上下の両端が、それぞれ後方（エンジン本体１０側）に向かって開口している。ここで、上側の開口部３５ａは、ケーシング３４ｂの前部（具体的には吐出口３４ｃ）に接続されており、下側の開口部３５ｂは、インタークーラ３６の前部（クーラハウジング３６ｃの前面）に接続されている。

詳しくは、第２通路３５は、上下方向に延びかつ、左右方向に扁平な樹脂製の角筒部として形成されており、上下の両端部がそれぞれ後方に向けて曲折されている。すなわち、図７に示すように、第２通路３５は、気筒列方向視したとき（特に、右方向から見たとき）に、略コの字状の流路を形成するように構成されている。

前述の如く、本実施形態に係るインタークーラ３６は、水冷式に構成されており、図４〜図７に示すように、ガスの冷却機能を有するコア３６ａと、コア３６ａの側部に取り付けられるコア接続部３６ｂと、コア３６ａを収容するクーラハウジング３６ｃとを備えている。詳細は省略するが、コア接続部３６ｂには、コア３６ａへ冷却水を供給する給水管と、コア３６ａから冷却水を排出する排水管とが接続されている。尚、図４などに示すように、インタークーラ３６の幅方向（左右方向）の寸法は、過給機３４の幅方向の寸法よりも短くなっており、また、同方向における第２通路３５の寸法と略同じになっている。

コア３６ａは、直方状に形成されており、その一側面（後面）と取付面１０ａとが向い合うような姿勢で支持されている。コア３６ａの前面がガスの流入面を構成している一方、コア３６ａの後面がガスの流出面を構成しており、それぞれ、コア３６ａにおいて最も広い面となっている。図示は省略するが、コア３６ａには、薄板材を扁平筒形にしたウォータチューブが複数配列されており、各ウォータチューブの外壁面には、波状のコルゲートフィンがロウ付け等により接続されている。このように構成することで、給水管から供給された冷却水は、各ウォータチューブに導入されて、高温のガスを冷却することになる。ガスを冷却したことで暖められた冷却水は、各ウォータチューブから排水管を介して排出される。また、コルゲートフィンを設けたことで、各ウォータチューブの表面積が増加して放熱効果が向上するようになっている。

コア接続部３６ｂは、図４に示すように、矩形薄板状の部材であって、コア３６ａの右側面に取り付けられている。コア接続部３６ｂを介して、給水管及び排水管と、ウォータチューブとが相互に接続されている。コア接続部３６ｂは、インタークーラ３６の右側壁部を構成しており、クーラハウジング３６ｃと共に、コア３６ａの収容空間を区画している。

クーラハウジング３６ｃは、ケーシング３４ｂの下方に配置されており、コア３６ａの収容空間を区画していると共に、吸気通路３０のうち第２通路３５と第３通路３７との間に介設された流路を構成している。

具体的に、クーラハウジング３６ｃは、前面と後面とが開口した矩形薄箱状に形成されており、ケーシング３４ｂの下方位置において、その後面と取付面１０ａとが向い合うような姿勢で支持されている。この後面は、ケーシング３４ｂと同様に、エンジン本体１０の取付面１０ａに対して所定の間隔（図７を参照）を空けて配置されている。

そして、クーラハウジング３６ｃにおける前面側の開口部３６ｄには、第２通路３５の下流端が接続されている一方、後面側の開口部３６ｅには、第３通路３７の上流端が接続されている。また、クーラハウジング３６ｃは、右側面も開口している。その開口部は、コア３６ａをクーラハウジング３６ｃの内部に収容するときの挿入口として構成されており、コア接続部３６ｂによって閉塞されるようになっている。

第３通路３７は、サージタンク３８及び独立通路３９と一体的に成形された樹脂製の部材であって、図７及び図８に示すように、インタークーラ３６をサージタンク３８に接続するように構成されている。詳しくは、第３通路３７は、上流側から順に、クーラハウジング３６ｃに締結され、インタークーラ３６を通過したガスが集合する集合部３７ａと、集合部３７ａに集合したガスをサージタンク３８へ導く導入部３７ｂとを有している。第３通路３７は、少なくとも車両搭載状態において、サージタンク３８に対して下方に配設されている。尚、導入部３７ｂは、「上流側通路の下流端部」の例示である。

集合部３７ａは、前面側つまり、クーラハウジング３６ｃ側が開放された、前後の奥行の浅い箱状に形成されており、その開放部は、図７に示すように、クーラハウジング３６ｃ後面側の開口部３６ｅに接続されている。集合部３７ａは、クーラハウジング３６ｃの後面と、エンジン本体１０の取付面１０ａとの隙間に位置するようになっている。また、集合部３７ａの後面にはさらに、導入部３７ｂの上流端が接続されている。

導入部３７ｂは、略上下方向に延びる曲管部として形成されており、その上流端は集合部３７ａの後面に接続されている一方、その下流端はサージタンク底面の中央部（図８〜図９を参照）に接続されている。この導入部３７ｂは、図７等に示すように、集合部３７ａの後面から過給機３４のケーシング３４ｂの後面にかけての領域と、エンジン本体１０の取付面１０ａとの間の隙間を縫うように延設されている。

さらに詳しくは、図８に示すように、導入部３７ｂの上流側部分は、集合部３７ａとの接続部から右斜め上方へ向かって延びる一方、それよりも下流側部分は、サージタンク３８との接続部に向かって直上方へ延びるように形成されている。このように形成した結果、導入部３７ｂの下流端部は、気筒列方向の一側から見たときに、独立通路３９におけるガスの流れ方向に対して略直交する方向に延びるようになる（図７を参照）。

サージタンク３８は、気筒列方向において、１番気筒１１Ａに対応する吸気ポート１７、１８（具体的には、第２ポート１８Ａ）の配設位置から、４番気筒１１Ｄに対応する吸気ポート１７、１８（具体的には、第１ポート１７Ｄ）の配設位置にかけて延び且つ、同方向の両端が閉塞された略筒状に形成されている。

前述のように、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の反気筒側端部に対し、複数の独立通路３９を挟んで反対側に対向して配置されている（図７を参照）。後述のように、複数の独立通路３９をそれぞれ短筒状に形成すると、このような配置と相俟って、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の入口（上流端部）近傍に位置することになる。このことは、サージタンク３８から吸気ポート１７、１８にかけての流路長（ランナー長）を短くする上で有効である。

また、図９に示すように、サージタンク３８の底部には、第３通路３７（導入部３７ｂ）の下流端が接続されている。サージタンク３８の内底面３８ａの中央部（具体的には、気筒列方向の中央部）には、略円形状の断面を有する導入口３８ｂが開口しており、導入部３７ｂの下流端部は、この導入口３８ｂを介してサージタンク３８に接続されている。

なお、導入口３８ｂは、吸気ポート１７、１８よりも大径に形成されている。

また、サージタンク３８において、導入口３８ｂから気筒列方向の一端（一番気筒１１Ａ側の端）までの寸法と、その他端（４番気筒１１Ｄ側の端）までの寸法とが実質的に等しくなっている。このような構成とすることで、吸気の分配性能を確保することが可能になり、ひいては充填効率の気筒間差を低減する上で有利になる。尚、導入口３８ｂは、「サージタンクと上流側通路との接続部」の例示である。

また、図９に示すように、サージタンク３８には、複数の独立通路３９それぞれの上流端部が、対応する吸気ポート１７、１８の並ぶ順に従って列状に並んで接続されている。

具体的に、サージタンク３８におけるエンジン本体１０側の側面（後面）には、２本で１組を成す独立通路３９が気筒列方向に沿って並んだ状態で４組（つまり、計８本）形成されている。８本の独立通路３９は、それぞれ、車両搭載状態において、後方に向かって略ストレートに延びる短筒状の通路として形成されており、その一端側（上流側）はサージタンク３８内の空間に連通している一方、他端側（下流側）はエンジン本体１０側（後側）に開口している。

４組の独立通路３９は、それぞれ、４組の吸気ポート１７、１８の各々に対応するように配設されており、一体的に形成された第３通路３７、サージタンク３８及び独立通路３９をエンジン本体１０に組み付けたときに、各独立通路３９と、それに対応する吸気ポート１７、１８とが、一本の通路を構成するようになっている。

前述のように、独立通路３９は、１組につき、第１ポート１７に対応する独立通路３９１と、第２ポート１８に対応する独立通路３９２とから構成されている。第３通路３７、サージタンク３８、及び独立通路３９をシリンダブロック１２に組み付けたときに、第１ポート１７と、それに対応する独立通路３９１とが独立した１本の通路を構成する一方、第２ポート１８と、それに対応する独立通路３９２とが、独立した１本の通路を構成する。このようにして、８本の独立した通路が構成されるようになっている。

そして、第２ポート１８に接続される独立通路３９２には、前述のＳＣＶ８０が配設されている（図７及び図１１等を参照）。ＳＣＶ８０の開度を絞ることで、この第２ポート１８を通過するガスの流量が低減するため、他方の第１ポート１７を通過する流量を相対的に増やすことができる。

ところで、後述の如く、バイパス通路４０の下流側部分は２股に分岐しており、分岐した各通路（以下、「分岐通路」４４ｂ、４４ｃという」の下流端部は、両方とも、サージタンク３８の上面に接続されている。

そのような構造を実現するべく、サージタンク３８の上面には、気筒列方向に間隔を空けて配置され且つ、サージタンク３８の内外を連通させるように構成された２つの第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄが設けられている。

２つの第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄは、双方ともサージタンク３８の導入口３８ｂに対して気筒列方向にオフセットした位置に設定されている。そして、２つの第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄのうち、気筒列方向の一側（右側）に位置する第１導入部３８ｃには、一方の分岐通路（以下、「第１分岐通路」ともいう）４４ｂの下流端部が接続されている一方、他側（左側）に位置する第２導入部３８ｄには、他方の分岐通路（以下、「第２分岐通路」ともいう）４４ｃの下流端部が接続されている（図１２も参照）。

具体的に、第１及び第２導入部３８ｃ、３８ｄは、双方とも、短筒状に形成されており、図８に示すように、サージタンク３８の上面から気筒列方向に対して垂直に且つ、斜め上前方に向かって延びている。

第１導入部３８ｃは、図８に示すように、気筒列方向において、１番気筒１１Ａの第２ポート１８Ａに対応する独立通路３９２の上流端部から、２番気筒１１Ｂの第１ポート１７Ｂに対応する独立通路３９１の上流端部にかけての区間内、詳しくは、１番気筒１１Ａの第１ポート１７Ａに対応する独立通路３９１の上流端部から、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに対応する独立通路３９２の上流端部にかけての区間内、さらに詳しくは、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに対応する独立通路３９２の上流端部寄りの部位に対して対向するように配設されている。

対して、第２導入部３８ｄは、図８に示すように、気筒列方向において、３番気筒１１Ｃの第２ポート１８Ｃに係る独立通路３９２の上流端部から、４番気筒１１Ｄの第１ポート１７Ｄに係る独立通路３９１の上流端部にかけての区間内、詳しくは、３番気筒１１Ｃの第１ポート１７Ｃに係る独立通路３９１の上流端部から、４番気筒１１Ｄの第２ポート１８Ｄに係る独立通路３９２の上流端部にかけての区間内、さらに詳しくは、４番気筒１１Ｄの第２ポート１８Ｄに係る独立通路３９２の上流端部寄りの部位に対して対向するように配設されている。

すなわち、第２導入部３８ｄは、気筒列方向において、第１導入部３８ｃよりも左側つまり、１番気筒１１Ａから４番気筒１１Ｄに向かう方向にオフセットしている。そのようにオフセットした結果、気筒列方向において、第２導入部３８ｄと４番気筒１１Ｄに対応する独立通路３９１、３９２とは、第１導入部３８ｃと１番気筒１１Ａに対応する独立通路３９１、３９２と、よりも相対的に近接することになる。

また、図８〜図９に示すように、サージタンク３８の内底面３８ａは、車両搭載状態において、８本の独立通路３９それぞれの上流端の下面３９ａよりも低く形成されている。そして、各内底面３８ａは、導入口３８ｂから気筒列方向において離間しているときには、接近しているときよりも相対的に上方に位置するように形成されている。

すなわち、内底面３８ａの高さは、第３通路３７の下流端部との接続部に対応する導入口３８ｂから、気筒列方向において離間するにしたがって、各独立通路３９の上流端の下面３９ａの高さに近接するように構成されている（図１４も参照）。

具体的に、サージタンク３８の内底面３８ａは、導入口３８ｂから離れるに従って、次第に高くなるように傾斜している。そのため、この内底面３８ａは、中央側の２番気筒１１Ｂ及び３番気筒１１Ｃ付近と比較して、両端側の１番気筒１１Ａ及び４番気筒１１Ｄ付近の方が高くなっている。

また、図８〜図９に示すように、導入口３８ｂの両脇（気筒列方向の左右両側）には、左右一対の壁部７１、７２が立設されている。各壁部７１、７２は、第３通路３７とサージタンク３８との接続部として形成された導入口３８ｂの両縁において、サージタンク３８の内底面３８ａからガスの流れ方向に沿って立ち上がるように立設されている。壁部７１、７２の高さ方向の寸法は、互いに同じである。

過給機３４に吸い込まれたガスは、このように構成された“過給通路”を介して各シリンダ１１へ至る。

つまり、過給時においては、エンジン１が運転している最中、クランクシャフト１５からの出力が、駆動ベルト、及び駆動プーリ３４ｄを介して伝達されて、ロータを回転させる。ロータが回転することにより、過給機３４は、第１通路３３から吸い込んだガスを、圧縮した上で吐出口３４ｃから吐き出す。吐き出されたガスは、ケーシング３４ｂの前方に配置された第２通路３５に流入する。

図７の矢印Ａ２に示すように、過給機３４から吐出されて第２通路３５に流入したガスは、過給機３４の吐出口３４ｃから前方に向かって流れた後、第２通路３５に沿って下方へと流れる。下方へと流れたガスは、第２通路３５の下部に至った後、インタークーラ３６に向かって後方へ流れる。

続いて、図７の矢印Ａ３に示すように、第２通路３５を通過したガスは、前面側の開口部３６ｄからクーラハウジング３６ｃの内部に流入し、その前側から後方に向かって流れる。クーラハウジング３６ｃの内部に流入したガスは、コア３６ａを通過する際に、ウォータチューブに供給された冷却水によって冷却される。冷却されたガスは、クーラハウジング３６ｃにおける後面側の開口部３６ｅから流出し、第３通路３７に流入する。

そして、図７の矢印Ａ４に示すように、インタークーラ３６から第３通路３７へ流入したガスは、集合部３７ａを通過した後、導入部３７ｂの上流側部分に沿って右斜め上方へ流れ（図８の区間Ｓ１も参照）、その後、導入部３７ｂの下流側部分に沿って直上方へ流れる（図８の区間Ｓ２も参照）。同図の矢印Ａ５に示すように、導入部３７ｂを通過したガスは、サージタンク３８における、気筒列方向の略中央の空間に流入し、サージタンク３８にて一時的に蓄えられた後、独立通路３９を介して各シリンダ１１へ供給される。

−バイパス側の通路構造−
次に、バイパス通路４０側の構成について詳細に説明する。

図１０は、バイパス通路４０に係る通路構造を前側から見て示す図であり、図１１は、それを後側から見て示す図であり、図１２は、それを上側から見て示す図である。また、図１３は、バイパス通路４０の管路を示す斜視図である。

また、図１６Ａは図１４のＡ−Ａ断面図であり、図１６Ｂは図１４のＢ−Ｂ断面図である。図１４に示すように、図１６Ａは、３番気筒１１Ｃの第１ポート１７Ｃの縦断面を示す図である。また、図１６Ｂは、４番気筒１１Ｄの第１ポート１７Ｃの縦断面を示す図である。

バイパス通路４０は、第１通路３３の分岐部３３ｄから上方に向かって延びた後に、右方に向かって略ストレートに延びる。バイパス通路４０は、右方に向かって延びた部分がサージタンク３８の中央付近（具体的には、気筒列方向における中央）に至ると、斜め下後方に向かうように向きを変えた後に、２股に分岐する。分岐した各々が、サージタンク３８の上面に接続されるようになっている。

具体的に、バイパス通路４０は、流れ方向に沿って上流側から順に、バイパスバルブ４１が内蔵されたバルブボディ４１ａと、バルブボディ４１ａを通過したガスの流れ方向を整える曲管部４２と、曲管部４２を通過したガスを右方に向かって導く直管部４３と、直管部４３を通過したガスを斜め下後方に向かって導いた後、２股に分岐してサージタンク３８に接続される分岐管部４４とから構成されている。

バルブボディ４１ａは、金属製の短筒状に形成されており、図１０〜図１１に示すように、第１通路３３に対して上方且つ、過給機３４に対して左方の位置において、両端の開口を上下に向けた姿勢で配置されている。また、バルブボディ４１ａは、第１通路３３と同様に、取付面１０ａの左端付近の部分よりも前方に位置している。バルブボディ４１ａの上流端（下端）には、第１通路３３の分岐部３３ｄが接続されている一方、バルブボディ４１ａの下流端（上端）には、曲管部４２の上流端が接続されている。

曲管部４２は、樹脂製でエルボ状の管継手として構成されており、第１通路３３、ひいてはバルブボディ４１ａの上方位置において、下方と右方とに開口を向けた姿勢で配置されている。よって、曲管部４２に流入したガスは、第１通路３３におけるガスの主流に対して垂直な方向（直上方）に向かって流れた後、曲管部４２の曲がり方向に従って流れの向きが変更される。その結果、曲管部４２を流れるガスは、気筒軸方向視したとき（図１２を参照）に、若干、後方へ流れつつ、気筒列方向の外側から内方（左側から右方）に向かって流れる。また、曲管部４２は、第１通路３３及びバルブボディ４１ａと同様に、取付面１０ａの左端付近の部分よりも前方に位置している。曲管部４２の上流端（下端）には、既に述べたようにバルブボディ４１ａの下流端（上端）が接続されている一方、曲管部４２の下流端（右端）には、直管部４３の上流端が接続されている。

直管部４３は、樹脂製の長筒状（具体的には、気筒列方向の一側（左側）から他側（右側）へ向かう方向に延びる筒状）に形成されており、図４〜図５に戻ると見て取れるように、第１通路３３ないし過給機３４の上方位置において、両端の開口を左右に向けた姿勢で配置されている。直管部４３の上流端（左端）には、既に述べたように曲管部４２の下流端（右端）が接続されている一方、直管部４３の下流端（右端）には、分岐管部４４の上流端が接続されている。

分岐管部４４は、エルボ状に曲折された曲折通路４４ａと、その曲折通路４４ａの下流端からトーナメント状に分岐した２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃとから構成されており、過給機３４ないしサージタンク３８の上方位置において、曲折通路４４ａの上流端を左方に向けて且つ、分岐した２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃを両方とも斜め下後方に向けた姿勢で配置されている。

詳しくは、曲折通路４４ａは、左側から右方へ向かうにつれて、前方から斜め下後方へ向かうように、略直角に曲折されている。この曲折通路４４ａの後端部は、図１２に示すように、気筒軸方向視したときに、略Ｔ字状に２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃに分岐している。

２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃの流路長は、実質的に同じであり、分岐した一方の分岐通路である第１分岐通路４４ｂは、分岐箇所から気筒列方向に沿って右方へ延びた後、斜め下後方に向かうように曲折されている。対して、分岐した他方の分岐通路である第２分岐通路４４ｃは、分岐箇所から気筒列方向に沿って左方（へ延びた後、斜め下後方に向かうように曲折されている。２本の分岐通路４４ｂ、４４ｃの下流端部は、前述の如く、サージタンク３８の上面に形成された第１導入部３８ｃ及び第２導入部３８ｄに接続されている。

自然吸気時において、バイパス通路４０に流入したガスは、該通路４０を成す各部４１〜４４を通過して各シリンダ１１へ至る。

つまり、スロットルバルブ３２を通過したガスは、バイパスバルブ４１の開度に応じて、第１通路３３の途中からバイパスバルブ４１のバルブボディ４１ａに流入する。

図１２の矢印Ａ６に示すように、バルブボディ４１ａを通過して曲管部４２に流入したガスは、直上方に向かって流れた後、若干後方へ向かいつつも、右方へ向かって流れる。

続いて、曲管部４２を通過したガスは、図１２の矢印Ａ７に示すように直管部４３に沿って右方へ流れた後、分岐管部４４に流入する。そして、同図の矢印Ａ８〜Ａ１０に示すように、分岐管部４４に流入したガスは、曲折通路４４ａを通過した後、第１分岐通路４４ｂと第２分岐通路４４ｃとに分配されて、分配された各々がサージタンク３８に流入する（図１４〜図１５の矢印Ａ９〜Ａ１０も参照）。サージタンク３８に流入したガスは、導入部３７ｂを介して流入したガスと合流しつつ、独立通路３９を介して各シリンダ１１へ供給される。尚、分岐管部４４に流入したガスのうち、第１分岐通路４４ｂを通過するガスは、該第１分岐通路４４ｂの延設方向に従って、気筒列方向において右側へ向かうように指向されるのに対して、第２分岐通路４４ｃを通過するガスは、該第２分岐通路４４ｃの延設方向に従って、気筒列方向において左側へ向かうように指向される。

対して、過給時においては、サージタンク３８からバイパス通路４０に逆流したガスは、バイパス通路４０の各部４１〜４４を前述とは逆向きに通過して、第１通路３３に流出する。

（凝縮水の逆流に関係する構成）
エンジン１は、該エンジン１を運転するためのＥＣＵを備えている。ＥＣＵは、各種のセンサより出力された検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、種々のアクチュエータの制御量を計算する。そして、ＥＣＵは、計算した制御量に対応する制御信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動ＶＶＴ２３、排気電動ＶＶＴ２４、燃料供給システム６１、スロットルバルブ３２、ＥＧＲバルブ５４、過給機３４の電磁クラッチ３４ａ、及び、バイパスバルブ４１に出力し、エンジン１を運転する。

ところで、エンジン１が運転すると、新気や外部ＥＧＲガスのように水分を含んだガスがインタークーラ３６によって冷却されたときに、その水分に起因した凝縮水が、インタークーラ３６よりも下流側の通路において生成される。

通常のエンジンでは、インタークーラよりも下流側にサージタンクが配置されるようになっているため、そうした凝縮水が、サージタンクにおいて生成される可能性がある。

特に、前述のように、サージタンク３８の内底面３８ａは、複数の独立通路３９各々の上流端の下面３９ａよりも下方に位置している。よって、サージンタンク３８において生じた凝縮水は、重力にしたがって、その内底面３８ａに付着する。

そして、この構成例のように、サージタンク３８の下方に第３通路３７及びインタークーラ３６を配置した場合、重力にしたがって流れ落ちた凝縮水が、インタークーラ３６の底部に溜る可能性がある。そうすると、例えば、エンジン１の負荷が上昇し、外部から取り込むガスの流速が高まったときに、多量の凝縮水が、インタークーラ３６からサージタンク３８及び吸気ポート１７、１８を介して燃焼室１６の中に至り、ひいてはウォーターハンマー現象を引き起こす可能性がある。このことは、エンジン１の耐久性を十分に確保する上で不都合である。

そこで、サージタンク３８を介して各シリンダ１１に吸入されるガスの流れを利用して、サージタンク３８内に付着した凝縮水を燃焼室１６の中に導くことが考えられる。この場合、燃焼室１６の中に導かれた凝縮水は、燃焼室１６において生じる燃焼によって蒸発することになる。

ところが、この構成例のように、第３通路３７をサージタンク３８の気筒列方向中央部に接続してしまうと、気筒列方向の中央側に位置する２番気筒１１Ｂ及び３番気筒１１Ｃに関しては、導入口３８ｂから２番気筒１１Ｂ又は３番気筒１１Ｃに至るまでの流路長が相対的に短くなる分、ガスの流れが強くなり、凝縮水をより確実に導くことができるものの、気筒列方向の外側に位置する１番気筒１１Ａ及び４番気筒１１Ｄに関しては、流路長が相対的に長くなる分、ガスの流れが弱くなり、凝縮水を導く上で不利になる。

凝縮水を効率的に処理するためには、凝縮水を各シリンダ１１へバランス良く導くことが求められる。このことは、筒内状態の気筒間差を低減するという観点からも要求されている（例えば、多量の凝縮水が蒸発するシリンダ１１と、それよりも少量の凝縮水が蒸発するシリンダ１１とでは、凝縮水の蒸発量に応じて、筒内状態の気筒間差が生じる可能性がある）。

このような要求に応えるべく、サージタンクの内底面３８ａは、前述の如く、導入口３８から気筒列方向において離間しているときには、接近しているときよりも、複数の独立通路３９各々の上流端の下面３９ａに対して上下方向において近接するように形成されている（図８〜図９、及び図１４を参照）。

サージタンクの内底面３８ａと、独立通路３９各々の上流端の下面３９ａとが高さ方向において近接するにしたがって、サージタンク３８内に付着した凝縮水を、独立通路３９へ導くのが容易となる。

つまり、気筒列方向において離間するにしたがって、ガスの流れが相対的に弱くなるところ、サージタンク３８の内底面３８ａと独立通路３９の上流端の下面３９ａとを近接させることで、サージタンク３８内に付着した凝縮水を独立通路３９へ容易に導くことができる。そのことで、１番気筒１１Ａや４番気筒１１Ｄのように、導入口３８ｂから離れたシリンダ１１であっても、凝縮水を安定して導くことが可能になる。

このように、サージタンク３８内に付着した凝縮水を、各シリンダ１１にバランス良く導くことができる。

また、第３通路３７の導入部３７ｂは、図７の矢印Ａ４と矢印Ａ５から見て取れるように、気筒列方向の一側から見たときに、独立通路３９におけるガスの流れ方向に対して略垂直な方向に延びている。そうすると、平行な方向に延ばした構成と比較して、サージタンク３８と第３通路３７との接続部（つまり、導入口３８ｂ）に近い２番気筒１１Ｂや３番気筒１１Ｃに吸入されるガスの流速を低減することができる。これにより、導入口３８ｂに接近している側と、離間している側とで、ガスの流速の気筒間差を低減することが可能になる。このことは、サージタンク３８内に付着した凝縮水を、各シリンダ１１へバランス良く導く上で有効である。

また、図１６Ａに示すように、サージタンク３８には、気筒列方向に垂直な断面で見たときに、該サージタンク３８の内底面３８ａと独立通路３９の上流端の下面３９ａとの間に介設され且つ、サージタンク３８側から独立通路３９側へ向かうにつれて上方へ向かうように傾斜した傾斜面３８ｅが形成されている。

具体的に、図１６Ａから見て取れるように、傾斜面３８ｅは、斜め下後方へ向かって凸を成すように湾曲して形成されている。このような傾斜面３８ｅを設けることで、サージタンク３８の内底面３８ａに付着した凝縮水を、燃焼室１６の中にスムースに導くことができる。

また、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、傾斜面３８ｅは、導入口３８ｂから気筒列方向に離間するにつれて緩やかになるように形成されている。

具体的に、図１６Ａの鎖線Ｉ３と図１６Ｂの鎖線Ｉ４とを比較すると、４番気筒１１Ｄに係る傾斜面３８ｅは、３番気筒１１Ｃに係る傾斜面３８ｅよりも緩やかになっていることが見て取れよう。また、既に説明したように、４番気筒１１Ｄは、３番気筒１１Ｃよりも導入口３８ｂに対して気筒列方向に離間している。

気筒列方向において離間するにしたがって、ガスの流れが相対的に弱くなるところ、サージタンク３８と独立通路３９との間に介設された傾斜面３８ｅを緩やかにすることで、サージタンク３８の内底面３８ａに付着した凝縮水を、よりスムースに燃焼室１６の中へ導くことができる。このことは、凝縮水を各シリンダ１１にバランス良く導く上で有効である。１番気筒１１Ａや２番気筒１１Ｂに関しても、同様に構成されている。

また、図８〜図９等に示すように、第３通路３７は、サージタンク３８の気筒列方向中央部に接続されている。これにより、第３通路３７からサージタンク３８へ導入されるガスを、各シリンダ１１へバランス良く分配することができる。

また、図２等に示すように、エンジン１は、過給機３４とインタークーラ３６とが上下に隣接するように構成されている。このようなレイアウトは、エンジン１をコンパクトに構成する上で有効である。

また、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の反気筒側端部に対し、複数の独立通路３９を挟んで反対側に対向して配置されている。このように配置したことと、複数の独立通路３９をそれぞれ短筒状に形成したこととが相俟って、サージタンク３８は、吸気ポート１７、１８の入口（上流端部）近傍に位置することになる。

これにより、サージタンク３８から吸気ポート１７、１８にかけての流路長（ランナー長）を短くすることが可能になる。ランナー長を短くした分、凝縮水を燃焼室１６の中へ速やかに導入することができる。このことは、凝縮水を効率良く処理する上で有効である。

《他の実施形態》
前記実施形態では、直列４気筒エンジンについて例示したが、この構成には限られない。例えば、直列３気筒エンジンや直列６気筒エンジンなど、複数の気筒を有するエンジンであればよい。

前記実施形態では、サージタンク３８の内底面３８ａは、導入口３８ｂから離れるに従って、次第に高くなるように傾斜していたが、この構成には限られない。

図１７は、サージタンク３８の変形例３８’を示す図１４対応図である。図１７に示すように、内底面３８ａ’を階段状に形成してもよい。この内底面３８ａ’は、前記実施形態と同様に、中央側の２番気筒１１Ｂ及び３番気筒１１Ｃ付近と比較して、両端側の１番気筒１１Ａ及び４番気筒１１Ｄ付近の方が、床面が高くなっている。

１ エンジン
１０ エンジン本体
１０ａ 取付面（外面）
１１ シリンダ（気筒）
１７ 第１ポート（吸気ポート）
１８ 第２ポート（吸気ポート）
３０ 吸気通路
３２ スロットルバルブ
３４ 過給機
３６ インタークーラ
３７ 第３通路（上流側通路）
３７ｂ 導入部（上流側通路の下流端部）
３８ サージタンク
３８ａ サージタンクの底面
３８ｂ 導入口（接続部）
３８ｅ 傾斜面
３９ 独立通路
３９ａ 独立通路の上流端の下面

Claims (7)

1. 列状に配置された複数の気筒と、
   各々前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、
   前記吸気ポートに接続された吸気通路と、を備えた多気筒エンジンの吸気通路構造であって、
   前記吸気通路は、
   各々前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の独立通路と、
   前記複数の独立通路それぞれの上流端部が、対応する吸気ポートの並ぶ順に従って列状に並んで接続されたサージタンクと、
   前記サージタンクに対してガスを導入するように接続された上流側通路と、を有し、
   前記サージタンクの底面は、車両搭載状態において、前記複数の独立通路それぞれの上流端の下面よりも下方に位置すると共に、前記サージタンクと前記上流側通路との接続部から気筒列方向において離間するに従って、前記複数の独立通路それぞれの上流端の下面に対して上下方向において近接するように形成されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
2. 請求項１に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記上流側通路は、車両搭載状態において、前記サージタンクに対して下方に配設されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
3. 請求項１又は２に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記上流側通路の下流端部は、気筒列方向の一側から見たときに、前記独立通路におけるガスの流れ方向とは平行にならない方向に延びている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記サージタンクには、気筒列方向に垂直な断面で見たときに、該サージタンクの底面と前記独立通路の上流端の下面との間に介設され且つ、前記サージタンク側から前記独立通路側へ向かうにつれて上方に傾斜した傾斜面が形成されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
5. 請求項４に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記傾斜面は、前記サージタンクと前記上流側通路との接続部から気筒列方向に離間するにつれて緩やかな傾斜になるように形成されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記上流側通路は、前記サージタンクの気筒列方向中央部に接続されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載された多気筒エンジンの吸気通路構造において、
   前記吸気通路には、ガスの流れ方向に沿って上流側から順に、過給機及びインタークーラが設けられ、
   前記過給機は、前記サージタンクを挟んで前記複数の気筒に対して反対側に対向して配置され、
   前記インタークーラは、車両搭載状態において、前記過給機に対して下方に隣接して配置され、
   前記上流側通路は、前記インタークーラを通過したガスを前記サージタンクへ導入するように構成されている
   ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気通路構造。

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