JP2018200038A - 多気筒エンジンの吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒エンジンにおいて、サージタンクに対して２本の通路を接続したときに、各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減する。【解決手段】吸気通路３０は、複数の独立通路３９が並んで接続されたサージタンク３８と、そのサージタンク３８に対してガスを導入するよう接続された第３通路３７およびバイパス通路４０とを有する。サージタンク３８は、気筒列方向に沿って配置された第１頂点Ｖ１及び第２頂点Ｖ２と、第１頂点Ｖ１及び第２頂点Ｖ２を結ぶ線分を挟んで独立通路３９の反対側に位置し、且つ気筒列方向に直交する方向に沿って配置される第３頂点Ｖ３及び第４頂点Ｖ４とを結んだ三角錐状のスペースを区画する。第３通路３７の下流端部は、サージタンク３８において第３頂点Ｖ３付近の部位に接続されている一方、バイパス通路４０の下流端部は、第４頂点Ｖ４付近の部位に接続されている。【選択図】図７

Description

ここに開示する技術は、多気筒エンジンの吸気構造に関する。

特許文献１には、多気筒エンジンの一例として、列状に配置された６つの気筒と、吸気ポートを介して各気筒に接続された吸気装置と、を備えた直列６気筒エンジンが開示されている。具体的に、この特許文献１に係る吸気装置は、各々の下流端部が各吸気ポートに接続された６本の下流側通路（吸気接続管）と、各下流側通路の上流端部が、対応する気筒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、各々の一端部がサージタンクに接続された第１上流側通路（吸気管）及び第２上流側通路（バイパス通路）と、を有している。

さらに詳しくは、前記特許文献１に係るサージタンクは、気筒列方向に延びる略管状に形成されており、気筒列方向の中央部には、過給機を介設させた第１上流側通路が接続されている。対して、気筒列方向の一端部には、過給機を迂回させた第２上流側通路が接続されている。

このようにして構成された多気筒エンジンが運転をすると、例えば過給域においては、過給機によって昇圧されたガスが、第１上流側通路を介してサージタンクに導入される一方で、このサージタンクに導入されたガスの一部は、第２上流側通路を介して過給機上流側に還流するようになる。第１及び第２上流側通路を介したガスの循環により、過給圧を適切に制御することが可能となる。

また、特許文献２には、そのような多気筒エンジンの別例が開示されている。具体的に、この特許文献２には、前記特許文献１と同様に、サージタンクに対し、過給機（機械式過給機）が介設された第１上流側通路（吸気通路）と、その過給機を迂回させた第２上流側通路（バイパス通路）とを接続することが開示されている。

特開平４−２３７８２６号公報 特開平３−１３８４１９号公報

ところで、前記特許文献１及び２のように、過給機が介設された第１上流側通路とは別に、過給機を迂回する第２上流側通路を設けたエンジンにおいては、過給機（特に機械式の過給機）の作動を停止すると共に、第１上流側通路ではなく第２上流側通路からサージタンクへガスを導入することにより、非過給運転（つまり自然吸気による運転）を行う場合がある。

近年、このような構成としたエンジンにおいて、その熱効率を改善するべく、燃焼安定性の確保、及びポンプ損失の低減等が求められている。そうした要求を満足するための方策として、サージタンク周辺の構成に工夫を凝らすことにより、吸気系におけるガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することが検討されている。

具体的に、例えば前記特許文献１に記載されたサージタンクを利用した場合、第１上流側通路からサージタンクに流入したガスは、その気筒列方向の端側に配置された気筒に至る際には、気筒列方向の中央部において方向転換し、その中央部から端側に向かって流れることになる。そうすると、この端側の気筒に関しては、その気筒列方向中央側に配置された気筒と比較して、流路長が相対的に長くなることと、方向転換する際の流れの剥離の影響（例えば、方向転換をする曲がり角に渦が生じてしまい、ガスが流れ難くなる）とが相俟って、圧力損失が相対的に大きくなる。その結果、圧力損失に気筒間差が生じてしまう。また、サージタンクを略管状に形成したことに起因して、その流路径に応じた圧力損失も生じ得る。

そこで、例えばサージタンク周辺の構成を変更することにより、第１上流側通路からサージタンクを介して各気筒へ至る流路の形態を改良し、そのことで、圧力損失の気筒間差等を低減することが考えられる。

しかしながら、このエンジンにおいては、既に説明したように、第１上流側通路ばかりでなく、第２上流側通路からもガスが流入する場合がある。この場合、各通路とサージタンクとの接続構造に応じて、前述の第１上流側通路に係る流路と、第２上流側通路からサージタンクを介して各気筒へ至る流路との間で、気筒間差の傾向が相違する可能性がある。よって、仮に、第１上流側通路から流入するガスに関して気筒間差が低減されたとしても、第２上流側通路から流入するガスに関しては、気筒間差が十分に低減されない虞がある。

このように、２つの流路間で気筒間差の傾向が相違してしまっては、両流路においてガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を同時に低減する上で望ましくない。

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、サージタンクに対して２本の通路を接続したときに、各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することにある。

ここに開示する技術は、列状に配置された少なくとも３以上の複数の気筒と、各々が前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、前記複数の吸気ポートの各々に接続された吸気装置と、を備えた多気筒エンジンの吸気構造に係る。

前記吸気装置は、各々の下流端部が前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の下流側通路と、前記複数の下流側通路の各々の上流端部が、対応する気筒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、各々の下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクへガスを導入する第１及び第２上流側通路と、を有する。

前記サージタンクは、気筒列方向に沿って配置された第１及び第２頂点と、前記第１及び第２頂点を結ぶ線分を挟んで前記複数の下流側通路の反対側に位置し、且つ気筒列方向に直交する方向に沿って配置される第３及び第４頂点と、を結んだ三角錐状のスペースを区画するよう構成され、前記サージタンクはまた、該サージタンク内に区画されるスペースが、前記第３及び第４頂点を含んだ平面に関して鏡映対称となるように形成される。

そして、前記第１上流側通路の下流端部は、前記サージタンクにおいて前記第３頂点付近の部位に接続されている一方、前記第２上流側通路の下流端部は、前記サージタンクにおいて前記第４頂点付近の部位に接続されている。

ここで、「第３頂点付近の部位に接続する」ことには、第３頂点を含んだ部位（例えば、三角錐の頂部のうち、第３頂点に対応する頂部）に接続すること、及び、他の頂点と比較して第３頂点に近接している部位に接続することが含まれる。第４頂点に関しても同様である。

例えば前記特許文献１のように、サージタンクを気筒列方向に延びる略管状に形成し、その気筒列方向中央部に第１上流側通路を接続した場合、サージタンクに流入したガスは、気筒列方向端側に配置された気筒に至る際、気筒列方向中央部において方向転換し、その中央部から端側に向かって流れることになる。そうすると、気筒列方向端側の気筒に関しては、その中央側に配置された気筒と比較して流路長が相対的に長くなることと、方向転換する際の流れの剥離の影響（例えば、方向転換をする曲がり角に渦が生じてしまい、ガスが流れ難くなる）とが相俟って、圧力損失が相対的に大きくなる。その結果、圧力損失に気筒間差が生じてしまう。また、サージタンクを略管状に形成したことに起因して、その流路径に応じた圧力損失も生じ得る。

しかし、前記の構成によれば、サージタンク内には三角錐状のスペースが区画されている。詳しくは、第１上流側通路からサージタンクに流入したガスは、平面視において、第１上流側通路との接続部付近に位置する第３頂点と、気筒列方向の一側に位置する第１頂点と、気筒列方向の他側に位置する第２頂点とを結ぶ三角形に対応するスペースを介して各気筒へ至るようになる。

ここで、第３頂点は、第１頂点と第２頂点を結んだ線分を挟んで複数の下流側通路の反対側に位置している。このことは、第３頂点付近の部位からサージタンクに流入したガスは、第１頂点と第２頂点を結んだ線分に向かってテーパ状に拡径した流路を介することにより、各下流側通路に至ることを意味している。また、三角錐状のスペースとすることで、一平面においてのみ拡径するのではなく、高さ方向など、複数の方向において立体的に拡径するようになる。

そのようにして流路を拡径させると、前記特許文献１に記載された構成とは異なり、気筒列方向中央部において方向転換をせずとも、気筒列方向端側に位置する気筒に向かって斜めにガスを流すことが可能になる。そのことで、方向転換を伴う構成と比較して、流路長の気筒間差を低減することが可能になる。さらに、方向転換を伴わない分、流れの剥離を抑制することも可能になる。

加えて、テーパ状に流路を拡径させた分、各気筒へ至る流路の横断面を広くすることも可能となる。このことは、流路径に応じた圧力損失を低減する上で有効となる。

このように、流路長の気筒間差の低減と、流れの剥離の抑制と、流路径に応じた圧力損失の低減とが相俟って、第１上流側通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

しかも、前記の構成によれば、第２上流側通路からサージタンクに流入したガスもまた、第２上流側通路との接続部付近に位置する第４頂点と、前述の第１及び第２頂点とを結んだ三角形に対応するスペースを介して各気筒へ至るようになる。

ここで、第４頂点は、第３頂点と同様に、第１頂点と第２頂点を結んだ線分を挟んで複数の下流側通路の反対側に位置している。そうすると、第２上流側通路から流入するガスは、第１上流側通路から流入するガスと同様の流路を介することにより、各下流側通路に至るようになる。

したがって、第１上流側通路に係る流路と、第２上流側通路に係る流路との間で、気筒間差の傾向を同様にすることが可能となる。そのことで、第２上流側通路から流入するガスに関しても、第１上流側通路から流入するガスと同様に、その圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

かくして、前記の構成によれば、第１上流側通路と第２上流側通路との間で気筒間差の傾向を同様とし、ひいては各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を同時に低減することができる。

また、前記複数の下流側通路の各々の上流端部は、前記サージタンクにおいて、前記第１及び第２頂点を結ぶ稜線に沿って並んで接続されている、としてもよい。

この構成によれば、第１及び第２上流側通路の各々から各下流側通路へ向かってガスをスムースに流すことができる。

また、前記多気筒エンジンには、各気筒につき、インジェクタ及び点火プラグが設けられ、前記サージタンクは、前記第１頂点と、前記第２頂点と、前記第３及び第４頂点のうち上方に位置する一方とを結んだ平面に対応するタンク上面を有し、前記インジェクタ及び前記点火プラグのうちの少なくとも一方は、前記タンク上面に沿って配設されている、としてもよい。

この構成によれば、タンク上面を利用してインジェクタや点火プラグを配設することができる。すなわち、タンク上面は、少なくとも気筒列方向に関しては平坦となる。そのため、インジェクタや点火プラグを気筒列方向に並べる際に、サージタンクとの干渉を防止して、設置性を確保することが可能となる。

また、前記第１上流側通路は、過給機が介設された過給通路として構成されている一方、前記第２上流側通路は、前記第１上流側通路において前記過給機よりも上流側から分岐し、且つ該過給機を迂回して前記サージタンクに接続されたバイパス通路として構成されている、としてもよい。

この構成によれば、過給通路とバイパス通路との間で気筒間差の傾向を同様とし、ひいては各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を同時に低減することができる。このことは、過給と自然吸気を併用する上で有効である。

また、前記過給機は、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位置し、前記過給機におけるガスの吐出口と、前記サージタンクにおいて前記第３及び第４頂点のうち下方に位置する一方の頂点付近の部位とは、前記過給通路を介して相互に接続され、前記サージタンクにおいて前記第３及び第４頂点のうち上方に位置する他方の頂点付近の部位には、前記バイパス通路の下流端部が接続されている、としてもよい。

この構成によれば、過給機と、サージタンクにおいて過給通路が接続される頂点付近の部位とが、上下方向において並ぶことになる。そのことで、過給機や過給通路をコンパクトにレイアウトしつつ、ガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

以上説明したように、前記の多気筒エンジンの吸気構造によると、サージタンクに対して２本の通路を接続したときに、通路間で気筒間差の傾向を同様とし、ひいては各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を同様に低減することができる。

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、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３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４は、多気筒エンジンの構成を一部省略して示す正面図である。 図５は、多気筒エンジンの構成を一部省略して示す側面図である。 図６は、サージタンクを示す斜視図である。 図７は、サージタンクの概略的な形状を説明するための図である。 図８は、サージタンクを示す側面図である。 図９は、サージタンクのＡ矢視図である。 図１０は、サージタンクのＢ矢視図である。 図１１は、サージタンクのＣ矢視図である。 図１２は、サージタンクのＤ矢視図である。 図１３は、サージタンクのａ−ａ断面図である。 図１４は、サージタンクのｂ−ｂ断面図である。 図１５は、サージタンクのｃ−ｃ断面図である。 図１６は、サージタンク周辺の構成を従来構成と比較して示す図である。 図１７は、サージタンク周辺の構成を従来構成と比較して示す図である。

以下、多気筒エンジンの吸気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構造が適用された多気筒エンジン（以下、単に「エンジン」という）１を例示する概略図である。また、図２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。そして、図３は、エンジン１の構成を一部省略して示す斜視図であり、図４は、エンジン１の構成を一部省略して示す正面図であり、図５は、エンジン１の構成を一部省略して示す側面図である。

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２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）を指し、後側とはエンジン幅方向の他方側（車両前後方向の後側）を指し、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）を指し、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）における車高方向の上側を指し、下側とは車両搭載状態における車高方向の下側を指す。

（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２に示すように、４つのシリンダ１１（図１には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、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を構成している。以下、その吸気装置を、単に「吸気通路」と呼称する。

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つのシリンダ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２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という場合がある。

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。

シリンダヘッド１３には、１つのシリンダ１１につき、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１８が同じ順番で並んでいる。具体的には、図２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。

各吸気ポート１７、１８の上流端は、それぞれ、エンジン本体１０の外面に開口しており、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。

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、１つのシリンダ１１につき、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。一方、点火プラグ２５の基端部は、エンジン本体１０の外部に露出しており、図３〜図５に示すように、吸気通路３０を構成するサージタンク３８の上面（以下、「タンク上面」ともいう）３８ｃに沿うように、気筒列方向に並んで設けられている。

吸気通路３０は、図３〜図５に示すように、エンジン本体１０における前側の側面に接続されており、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、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。尚、これら複数の独立通路３９は、「下流側通路」を例示している。

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から各吸気ポート１７、１８にかけての流路長を短くするべく、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。第２通路３５及び第３通路３７は、過給機３４やインタークーラ３６と共に、「第１上流側通路」及び「過給通路」を構成している。

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。このバイパス通路４０は「第２上流側通路」の例示である。

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、つまり自然吸気によって運転する。

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。それら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。

最初に、吸気通路３０を構成する各部の配置について概略的に説明する。

吸気通路３０を構成する各部は、図３〜図５に示すように、いずれもエンジン本体１０の前側に配置されている。例えば、過給機３４、インタークーラ３６及びサージタンク３８は、エンジン本体１０の前面に対し、車両搭載状態において下方から順に取り付けられている。つまり、過給機３４、インタークーラ３６及びサージタンク３８は、上下方向に沿って並んでいる。第１通路３３は、過給機３４の左端に接続されており、第２通路３５は、過給機３４の上面とインタークーラ３６の下面とを接続するように設けられている（第２通路３５については、図１にのみ図示）。そして、第３通路３７は、インタークーラ３６の上面から延びた後、サージタンク３８の底部に接続されている。一方、バイパス通路４０は、第１通路３３の途中から分岐して略上方に向かって延びた後、サージタンク３８の前部に接続されている。複数の独立通路３９は、エンジン本体１０とサージタンク３８との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）に接続されている。

続いて、吸気通路３０を構成する各部の構造について、スロットルバルブ３２付近の通路構造、過給機３４側の通路構造、バイパス側の通路構造、及びサージタンク３８付近の通路構造の順で説明する。

−スロットルバルブ付近の通路構造−
第１通路３３は、略管状に形成されており、その上流側部分は、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、両端の開口を略前後に向けた姿勢で、シリンダブロック１２左端の前方に配置されている。スロットルボディ３３ａの高さ位置は、サージタンク３８よりも過給機３４に近接している。スロットルボディ３３ａの上流端（前端）には、不図示のダクト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（後端）には、第１通路３３の下流側部分を成す第１通路本体３３ｂが接続されている。

第１通路本体３３ｂは、図３〜図５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、長筒状に構成されており、シリンダブロック１２左端の前方且つ、スロットルボディ３３ａの後方に配置されている。第１通路本体３３ｂの上流端（前端）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（後端）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が合流する合流部が開口している。図４に示すように、合流部には、ＥＧＲ通路５２の下流端が接続されている。合流部は、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（不図示）も開口している。この分岐部は、第１通路本体３３ｂにおいて、合流部近傍（ガスの流れ方向に関しては実質的に同じ位置）に形成されており、バイパス通路４０の上流端が接続されている。

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、前述の分岐部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。

−過給機側の通路構造−
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を有する一対のロータ（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（不図示）とを備え、駆動プーリ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の下流端が接続されている。その一方で、ケーシング３４ｂの上部には、ロータによって圧縮されたガスを吐き出す吐出口が開口しており、第２通路３５の上流端が接続されている。

駆動プーリは、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、駆動プーリは、ケーシング３４ｂの右端から突出し且つ、ケーシング３４ｂに対して略同軸に延びる軸状に形成されている。駆動プーリの先端には、前述の駆動ベルトが巻き掛けられている。

第２通路３５は、上下方向に短く延びる略角筒状に形成されており、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。第２通路３５の上流端には、前述のように過給機３４の吐出口が接続されている一方、その下流端には、インタークーラ３６の導入口が接続されている。

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、ガスの冷却機能を有するコア（不図示）と、コアを収容するクーラハウジング３６ｃとを備えている。

クーラハウジング３６ｃは、過給機３４のケーシング３４ｂ上方に配置されており、コア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、下面と上面とが開口した矩形薄箱状に形成されており、下面側の開口部（ガスの導入口）には、前述のように第２通路３５の下流端が接続されている。対して、クーラハウジング３６ｃ上面側の開口部（ガスの導出口）には、第３通路３７の上流端が接続されている。

第３通路３７は、インタークーラ３６のクーラハウジング３６ｃ上方且つ、サージタンク３８の下方に配置されており、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、上下方向に延びる短筒状に形成されており、その上流端（下端）には、前述のようにクーラハウジング３６ｃ上面側の開口部が接続されている一方、その下流端（上端）には、サージタンク３８の底部に設けられた第１開口部３８ａが接続されている。

第１通路３３から過給機３４に吸い込まれたガスは、このようにして構成された過給通路を介してサージタンク３８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から吐き出す。吐き出されたガスは、第２通路３５を介してインタークーラ３６に向かって上方へ流れる。

インタークーラ３６に流入したガスは、コアを通過する際に冷却される。冷却されたガスは、インタークーラ３６から流出した後、第３通路３７を介してサージタンク３８に流入する。

−バイパス側の通路構造−
バイパス通路４０は、第１通路３３の分岐部から略右方へ向かって延びた後に、上方に向かって延びるように方向転換をする。バイパス通路４０は、上方に向かって延びた後、後方に向かうように再び方向転換をして、サージタンク３８の前部に接続されるようになっている。

バイパス通路４０には、バイパスバルブ４１が内蔵されたバルブボディ４１ａが介設されている。バルブボディ４１ａは、短筒状に形成されており、第３通路３７の前方において、両端の開口を上下に向けた姿勢で配置されている。

バイパス通路４０のうちバルブボディ４１ａよりも下流側部分は、図５等に示すように、エルボ状の管継手として構成されており、バルブボディ４１ａの上方且つ、サージタンク３８の前方において、下方と後方とに開口を向けた姿勢で配置されている。この管継手の上流端（下端）には、バルブボディ４１ａの上端が接続されている一方、その下流端（後端）には、サージタンク３８の前部に設けられた第２開口部３８ｂが接続されている。

自然吸気時において、バイパス通路４０に流入したガスは、該バイパス通路４０を成す各部を通過してサージタンク３８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の開閉状況に応じて、第１通路３３の途中からバイパス通路４０に流入する。バイパス通路４０に流入したガスは、バルブボディ４１ａ等を介してサージタンク３８に流入する。

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の各部を逆向きに通過して、第１通路３３に流出する。

−サージタンク付近の通路構造−
図６はサージタンク３８を示す斜視図であり、図７はサージタンク３８の概略的な形状を説明するための図であり、図８はサージタンク３８の側面図である。

また、図９はサージタンク３８のＡ矢視図（図８の矢印Ａを参照）であり、図１０はサージタンク３８のＢ矢視図（図８の矢印Ｂを参照）であり、図１１はサージタンク３８のＣ矢視図（図８の矢印Ｃを参照）であり、図１２はサージタンク３８のＤ矢視図（図８の矢印Ｄを参照）である。

また、図１３はサージタンク３８のａ−ａ断面図（図８のａ−ａ断面を参照）であり、図１４はサージタンク３８のｂ−ｂ断面図（図８のｂ−ｂ断面を参照）であり、図１５はサージタンク３８のｃ−ｃ断面図（図９のｃ−ｃ断面を参照）である。

図６〜図８に示すように、吸気通路３０の下流端においては、各々の下流端部が４組の吸気ポート１７、１８の各々に接続された４組の独立通路３９１、３９２と、４組の独立通路３９１、３９２の各々の上流端部が、対応するシリンダ１１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とが一体的に形成されている。このサージタンク３８は、前述のように、吸気ポート１７、１８の反気筒側端部に対し、４組の独立通路３９１、３９２を挟んで反対側に対向して配置されている。後述のように、各独立通路３９１、３９２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にかけての流路長を短くする上で有効である。

そして、図９に示すように、サージタンク３８は、一稜線を気筒列方向に沿わせた三角錐状に構成されている。具体的に、このサージタンク３８は、気筒列方向に沿って配置された第１頂点Ｖ１及び第２頂点Ｖ２と、第１頂点Ｖ１及び第２頂点Ｖ２を結んだ線分を挟んで４組の独立通路３９１、３９２の反対側に位置し、且つ気筒列方向に直交する方向（具体的には、上下ないし前後方向）に沿って配置される第３頂点Ｖ３及び第４頂点Ｖ４と、を結んだ三角錐状のスペースを区画するよう構成されている。

本実施形態では、図１３〜図１５等に示すように、第１頂点Ｖ１は、気筒列方向においては右側且つ、上下方向においては各吸気ポート１７、１８の入口付近（具体的には、１番気筒１１Ａに係る第２ポート１８Ａ付近）に配置されている。また、第２頂点Ｖ２は、気筒列方向においては左側且つ、上下方向においては第１頂点Ｖ１と略同じ高さ（具体的には、４番気筒１１Ｄに係る第１ポート１７Ｄ付近）に配置されている。

すなわち、サージタンク３８は、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ１を結んだ線分に対応する稜線を、気筒列方向に沿わせるように且つ吸気ポート１７、１８の入口に対向させるような姿勢となっている。そのような姿勢とすることで、第１頂点Ｖ１に対応する頂部は右方に向かって突出し、第２頂点Ｖ２に対応する頂部は方に向かって突出するようになる。

対して、図１３〜図１５等に示すように、第３頂点Ｖ３は、気筒列方向においては第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２の中間（すなわち、２番気筒１１Ｂと３番気筒１１Ｃの中間）且つ、上下ないし前後方向においては第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２の斜め下前方に配置されている。また、第４頂点Ｖ４は、気筒列方向においては第３頂点Ｖ３と同じ位置に配置されており、上下ないし前後方向においては第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２の斜め上前方に配置されている。

すなわち、サージタンク３８は、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４を結んだ線分に対応する稜線を上下ないし前後方向に沿わせると共に、第３頂点Ｖ３に対応する頂部を斜め下前方に向かって突出させる一方で、第４頂点Ｖ４に対応する頂部を斜め上前方に向かって突出させるような姿勢となっている。尚、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４との相対位置関係については、ここに開示するものに限られない。例えば、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４を前後方向において同じ位置としてもよいし、いずれか一方を前方に突出させてもよい。

前述の如く、第３頂点Ｖ３及び第４頂点Ｖ４は、気筒列方向においては、双方とも、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２の中間に配置されている。このような配置とすることは、サージタンク３８内に区画されるスペースが、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４を含んだ平面に関して鏡映対称とすることに等しい。これにより、サージタンク３８内に区画されるスペースは、気筒列方向において左右対称となる。

また、図６〜図１５に示すように、サージタンク３８の底部、詳しくは、サージタンク３８における第３頂点Ｖ３付近の部位には、第１開口部３８ａが開口しており、前述のように第３通路３７の下流端部が接続されている。

第１開口部３８ａの中心軸は、図１３〜図１５に示すように、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４とを含んだ平面に沿って直上方に向かって延びた後、下側から上方に向かうにつれて、前側から後方へ向かうように曲げられている。このような構成とすることで、第１開口部３８ａを介してサージタンク３８に流入したガスを、斜め上後方に指向させ、ひいては気筒列方向の右側と左側とに均等に分配する上で有利になる。

対して、図６〜図１５に示すように、サージタンク３８の前部、詳しくは、サージタンク３８における第４頂点Ｖ４付近の部位には、第２開口部３８ｂが開口しており、前述のようにバイパス通路４０の下流端部が接続されている。

第２開口部３８ｂの中心軸は、図１３〜図１５に示すように、サージタンク３８の上部内壁面（具体的には、第１頂点Ｖ１と、第２頂点Ｖ２と、第４頂点Ｖ４とを結んだ平面に対応する内壁面）に沿うように前方に向かって延びている。このような構成とすることで、第２開口部３８ｂを介してサージタンク３８に流入したガスを、その上部内壁面に沿わせて導くことが可能となる。

前述のように、複数の独立通路３９は、各シリンダ１１につき、第１ポート１７に接続される独立通路３９１と、第２ポート１８に接続される独立通路３９２と、有している。これらの独立通路３９１、３９２の各々の上流端部は、サージタンク３８に対し、対応するシリンダ１１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の後部には、図９〜図１２に示すように、２本で１組を成す独立通路３９１、３９２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。これらの独立通路３９１、３９２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。

また、図１３〜図１５に示すように、４組の独立通路３９１、３９２の各々の上流端部は、サージタンク３８において、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２とを結ぶ稜線に沿って並んで接続されている。これにより、各独立通路３９１、３９２の上流端部は、図１５に示すように、第１頂点Ｖ１と、第２頂点Ｖ２と、第４頂点Ｖ４とを結んだ平面と、第１頂点Ｖ１と、第２頂点Ｖ２と、第３頂点Ｖ３とを結んだ平面とが交わる角部に配置されることになる。

４組の独立通路３９１、３９２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いる。既に説明したように、４組の独立通路３９１、３９２は、それぞれ、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とから構成されており、吸気通路３０をエンジン本体１０に組み付けると、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。

また、図１３及び図１４から見て取れるように、サージタンク３８内に区画されるスペースは、４つの頂点Ｖ１〜Ｖ４を結んだ三角錐に対し、左右の両端が膨出している。

詳しくは、図１４に示すように、サージタンク３８において、１番気筒１１Ａに係る独立通路３９１、３９２の下流端部に対向する内壁面３８ｄは、斜め右前方に凸を成すように湾曲しており、第１頂点Ｖ１と第４頂点Ｖ４とを結んだ線分に対して斜め右前方に膨出している。このような傾向は、気筒列方向の左側においても同様である。すなわち、サージタンク３８において、４番気筒１１Ｄに係る独立通路３９１、３９２の下流端部に対向する内壁面３８ｄは、第１頂点Ｖ１と第４頂点Ｖ４とを結んだ線分に対して斜め左前方に膨出している。

また、１番気筒１１Ａの第１ポート１７Ａに係る独立通路３９１と、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに係る独立通路３９２とは、気筒列方向の右側部分において隣接しており、図１４に示すように、前方に向かって凸を成すような断面円弧状の内壁面３８ｅを介して繋がっている。また、２番気筒１１Ｂの第１ポート１７Ｂに係る独立通路３９１と、３番気筒１１Ｃの第２ポート１８Ｃに係る独立通路３９２とは、気筒方向の中央付近において隣接しており、前方に向かって凸を成すような断面円弧状の内壁面３８ｅを介して繋がっている。３番気筒１１Ｃの第１ポート１７Ｃに係る独立通路３９１と、４番気筒１１Ｄの第２ポート１８Ｄに係る独立通路３９２に関しても同様である。

また、前述のように、点火プラグ２５は、タンク上面３８ｃに沿って配設されている。図６〜図１５に示すように、このタンク上面３８ｃは、第１頂点Ｖ１と、第２頂点Ｖ２と、第４頂点Ｖ４とを結んだ平面に対応している。

（サージタンクに流入するガスの圧損について）
図１６〜図１７は、サージタンク３８周辺の構成を従来構成と比較して示す図である。

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等に出力し、エンジン１を運転する。

エンジン１の運転領域は、例えばエンジン回転数と負荷とによって区分されるようになっており、ＥＣＵは、各領域に対応した運転状態を実現するように、各アクチュエータを制御する。

例えば、所定負荷よりも低負荷側の運転領域（以下、「燃費領域」という）では、自然吸気によってエンジン１を運転する（つまり、電磁クラッチ３４ａを遮断してバイパスバルブ４１を全開にする）一方、その所定負荷よりも高負荷側の運転領域（以下、「過給域」という）では、過給機３４を駆動することにより、各シリンダ１１に導入されるガスを過給する（つまり、電磁クラッチ３４ａを接続してバイパスバルブ４１の開度を調整する）ようになっている。

よって、過給域においては、第１上流側通路を構成する第３通路３７を介してサージタンク３８にガスが流入する一方、燃費領域においては、第２上流側通路としてのバイパス通路４０を介してサージタンク３８にガスが流入するようになる。

近年、このような構成としたエンジンにおいて、その熱効率を改善するべく、燃焼安定性の確保、及びポンプ損失の低減等が設けられている。そうした要求を満足するための方策として、サージタンク周辺の構成に工夫を凝らすことにより、吸気系におけるガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することが検討されている。

まず、図１６〜図１７に示した従来構成を適用した場合について説明する。ここで、図１６〜図１７の上段に示したサージタンク１０３８は、従来構成に係るものであり、気筒列方向に延びる略管状に形成されている。その気筒列方向中央部には、過給機を介設させた第１上流側通路１０３７が接続されているのに対し、その気筒列方向一端部には、過給機上流側の通路から過給機を迂回して延びる第２上流側通路１０４０が接続されている。本実施形態と同様に、エンジンの運転領域に応じて、第１上流側通路１０３７および第２上流側通路１０４０の一方からガスが流入するようになっている。その他の構成に関しては、本実施形態に係るサージタンク３８と同様である。

このような構成とした場合、例えば過給域においては、図１６の上段に示すように、サージタンク１０３８に流入したガスは、気筒列方向端側に配置されたシリンダに至る際、気筒列方向中央部において方向転換し、その中央部から端側に向かって流れることになる（矢印ｆｃを参照）。そうすると、気筒列方向端側のシリンダに関しては、その中央側に配置されたシリンダと比較して流路長が相対的に長くなることと、方向転換する際の流れの剥離の影響（例えば、方向転換するときの曲がり角に渦が生じてしまいガスが流れ難くなる）とが相俟って、圧力損失が相対的に大きくなる。その結果、圧力損失に気筒間差が生じてしまう。また、サージタンク１０３８を略管状に形成したことに起因して、その流路径に応じた圧力損失も生じ得る。

そこで、例えばサージタンク１０３８周辺の構成を変更することにより、第１上流側通路１０３７からサージタンク１０３８を介して各シリンダへ至る流路の形態を改良し、そのことで、圧力損失の気筒間差等を低減することが考えられる。

しかしながら、このエンジンにおいては、既に説明したように、第１上流側通路１０３７ばかりでなく、第２上流側通路１０４０からもガスが流入する場合がある。この場合、各通路１０３７、１０４０とサージタンク１０３８との接続構造に応じて、前述の第１上流側通路１０３７に係る流路と、第２上流側通路１０４０からサージタンク１０３８を介して各シリンダへ至る流路との間で、気筒間差の傾向が相違することになる。例えば、従来構成の場合、過給域においては、気筒列方向の両端に位置するシリンダにおいて、それぞれ圧力損失の増大が懸念される。しかし、燃費領域においては、図１７の上段に示すように、気筒列方向の一端と他端とで流路長が相違してしまい、一端側では圧力損失が十分に抑制される一方、他端側では圧力損失の増大が懸念されることになる（矢印ｆｎを参照）。よって、仮に、第１上流側通路１０３７から流入するガスに関して気筒間差が低減されたとしても、第２上流側通路１０４０から流入するガスに関しては、気筒間差が十分に低減されない可能性がある。

一方、本実施形態によれば、図１６の下段に示すように、サージタンク３８内には三角錐状のスペースが区画されている。詳しくは、第１上流側通路を成す第３通路３７からサージタンク３８に流入したガスは、図１６の下段に示す断面視において、第１開口部３８ａ付近に位置する第３頂点Ｖ３と、気筒列方向の右側に位置する第１頂点Ｖ１と、気筒列方向の左側に位置する第２頂点Ｖ２とを結ぶ三角形に対応するスペースを介して各シリンダ１１へ至るようになる（矢印Ｆｃを参照）。

ここで、図１６の下段から見て取れるように、第３頂点Ｖ３は、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２を結んだ線分を挟んで複数の独立通路３９の反対側に位置している。このことは、第３頂点Ｖ３付近の部位からサージタンク３８に流入したガスは、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２を結んだ線分に向かってテーパ状に拡径した流路を介することにより、各独立通路３９に至ることを意味している。また、三角錐状のスペースとすることで、図１６の下段に示した一平面においてのみ拡径するのではなく、例えば図１４に示すように、高さ方向など、複数の方向において立体的に拡径するようになる。

そのようにして流路を拡径させると、図１６の上段に示すサージタンク１０３８とは異なり、気筒列方向中央部において方向転換をせずとも、気筒列方向端側に位置するシリンダ１１に向かって斜めにガスを流すことが可能になる。そのことで、方向転換を伴う従来構成と比較して、流路長の気筒間差を低減することが可能になる。さらに、方向転換を伴わない分、流れの剥離を抑制することも可能になる。

加えて、テーパ状に流路を拡径させた分、各シリンダ１１へ至る流路の横断面を広くすることも可能となる。このことは、流路径に応じた圧力損失を低減する上で有効となる。

このように、流路長の気筒間差の低減と、流れの剥離の抑制と、流路径に応じた圧力損失の低減とが相俟って、第３通路３７から第１開口部３８ａを介して流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

しかも、本実施形態によれば、図１７の下段から見て取れるように、第２上流側通路としてのバイパス通路４０からサージタンク３８に流入するガスもまた、バイパス通路４０が接続される第２開口部３８ｂ付近に位置する第４頂点Ｖ４と、前述の第１頂点Ｖ１及び第２頂点Ｖ２とを結んだ三角形に対応するスペースを介して各シリンダ１１へ至るようになる（矢印Ｆｎを参照）。

ここで、第４頂点Ｖ４は、第３頂点Ｖ３と同様に、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２を結んだ線分を挟んで複数の独立通路３９の反対側に位置している。そうすると、バイパス通路４０から第２開口部３８ｂを介して流入するガスは、第３通路３７から流入するガスと同様の形状を有する流路を介して各独立通路３９に至るようになる。

したがって、第３通路３７に係る流路と、バイパス通路４０に係る流路との間で、気筒間差の傾向を同様にすることが可能となる。そのことで、バイパス通路４０から流入するガスに関しても、第３通路３７から流入するガスと同様に、その圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

かくして、本実施形態によれば、第３通路３７とバイパス通路４０との間で気筒間差の傾向を同様とし、ひいては各通路から流入するガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を同時に低減することができる。

また、本実施形態によれば、各独立通路３９１、３９２の上流端部は、図１３〜図１５等に示すように、サージタンク３８において、第１頂点Ｖ１と第２頂点Ｖ２とを結ぶ稜線に沿って並んで接続されている。このような構成とすることで、第３通路３７及びバイパス通路４０の各々から各独立通路３９１、３９２に向かってガスをスムースに流すことができる。

また、本実施形態によれば、図４等に示すように、タンク上面３８ｃを利用して点火プラグ２５を配設することができる。すなわち、例えば図６に示すように、タンク上面３８ｃは、少なくとも気筒列方向に関しては平坦となる。そのため、点火プラグ２５を気筒列方向に並べる際に、サージタンク３８との干渉を防止して、設置性を確保することが可能となる。

また、本実施形態によれば、第３通路３７は、吸気通路３０において、過給機３４が介設された過給通路を構成している。一方、前述のように、バイパス通路４０は過給機３４を迂回してサージタンク３８に接続されている。このような構成は、過給域と燃費領域とを併用する上で有効である。

また、本実施形態によれば、サージタンク３８に対して過給機３４を下方に配置すると共に、過給機３４からサージタンク３８へ向かって延びる通路（具体的に、クーラハウジング３６ｃや第３通路３７から成る通路）を、第３頂点Ｖ３と第４頂点Ｖ４とのうち、下方に位置する第３頂点Ｖ３付近に接続することで、過給機３４や各部を結ぶ通路をコンパクトにレイアウトしつつ、ガスの圧力損失、及び圧力損失の気筒間差を低減することができる。

また、図１４に示すように、サージタンク３８内に区画されるスペースにおいて、４つの頂点Ｖ１〜Ｖ４を結んだ三角錐に対し、左右両端の内壁面３８ｄ、３８ｄが膨出している。このように構成すると、各内壁面３８ｄ、３８ｄを膨出させた分、左右両端の容量（サージタンク３８の容積）を大きくすることが可能となる。そのことで、気筒列方向の端側における圧力損失を抑制する上で有利になる。

また、図１４に示すように、１番気筒１１Ａの第１ポート１７Ａに係る独立通路３９１と、２番気筒１１Ｂの第２ポート１８Ｂに係る独立通路３９２とは、前方に向かって凸を成すような断面円弧状の内壁面３８ｅを介して繋がっている。

本実施形態に係るサージタンク３８を適用した場合、例えばバイパス通路４０からサージタンク３８に流入したガスは、概ね、後方に向かって流れるようになる。そうしたガスには、前述の内壁面３８ｅに向かって流れるガスも含まれることになる。前記の構成によれば、内壁面３８ｅに衝突したガスを、１番気筒１１Ａに係る独立通路３９に流入するガスと、２番気筒１１Ｂに係る独立通路３９に流入するガスとにスムースに分配することが可能となる。そのことで、圧力損失の気筒間差を低減する上で有利になる。このことは、他の内壁面３８ｅに関しても同様である。

また、図３〜図５に示すように、スロットルバルブ３２が内蔵されたスロットルボディ３３ａの高さ位置は、サージタンク３８よりも過給機３４に近接している。このような構成とすると、スロットルバルブ３２から過給機３４に至る流路の容積を小さくすることができる。このことは、過給機３４、インタークーラ３６、及びサージタンク３８を上下方向において一列に並べたことと相俟って、過給機３４のレスポンスを確保する上で有利になる。

また、スロットルバルブ３２と過給機３４との間にはＥＧＲ通路５２の合流部が配設されているから、ＥＧＲ通路５２から過給機３４に至る流路の容積も小さくすることができる。このような構成とすると、外部ＥＧＲのレスポンスという観点からも有利になる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、サージタンク３８のタンク上面３８ｃに沿って点火プラグ２５を配設する構成について説明したが、この構成には限られない。例えば、点火プラグ２５ではなく、インジェクタ６をタンク上面３８ｃに沿わせて配設したり、点火プラグ２５とインジェクタ６の両方をタンク上面３８ｃに沿わせて配設したりしてもよい。

また、前記実施形態では、サージタンク３８の下方に過給機３４を配置する構成について説明したが、この構成には限られない。例えば、サージタンク３８の上方に過給機３４を配置してもよい。また、サージタンク３８と過給機３４との相対位置関係に拘わらず、第３頂点Ｖ３及び第４頂点Ｖ４の位置関係を変更してもよい。例えば、サージタンク３８を上下逆さまにしてもよい。

また、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、少なくとも３以上の気筒を有するエンジンであればよい。

１ エンジン（多気筒エンジン）
６ インジェクタ
１０ エンジン本体
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）
２５ 点火プラグ
３０ 吸気通路（吸気装置）
３４ 過給機
３７ 第３通路（第１上流側通路）
３８ サージタンク
３８ａ 第１開口部
３８ｂ 第２開口部
３８ｃ タンク上面
３９ 独立通路（下流側通路）
３９１ 独立通路（下流側通路）
３９２ 独立通路（下流側通路）
４０ バイパス通路（第２上流側通路）
Ｖ１ 第１頂点
Ｖ２ 第２頂点
Ｖ３ 第３頂点
Ｖ４ 第４頂点

Claims (5)

1. 列状に配置された少なくとも３以上の複数の気筒と、各々が前記複数の気筒の各々に連通する複数の吸気ポートと、前記複数の吸気ポートの各々に接続された吸気装置と、を備えた多気筒エンジンの吸気構造であって、
   前記吸気装置は、
   各々の下流端部が前記複数の吸気ポートの各々に接続された複数の下流側通路と、
   前記複数の下流側通路の各々の上流端部が、対応する気筒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、
   各々の下流端部が前記サージタンクに接続され、該サージタンクへガスを導入する第１及び第２上流側通路と、を有し、
   前記サージタンクは、気筒列方向に沿って配置された第１及び第２頂点と、前記第１及び第２頂点を結ぶ線分を挟んで前記複数の下流側通路の反対側に位置し、且つ気筒列方向に直交する方向に沿って配置される第３及び第４頂点と、を結んだ三角錐状のスペースを区画するよう構成され、
   前記サージタンクはまた、該サージタンク内に区画されるスペースが、前記第３及び第４頂点を含んだ平面に関して鏡映対称となるように形成され、
   前記第１上流側通路の下流端部は、前記サージタンクにおいて前記第３頂点付近の部位に接続されている一方、前記第２上流側通路の下流端部は、前記サージタンクにおいて前記第４頂点付近の部位に接続されている多気筒エンジンの吸気構造。
2. 請求項１に記載された多気筒エンジンの吸気構造において、
   前記複数の下流側通路の各々の上流端部は、前記サージタンクにおいて、前記第１及び第２頂点を結ぶ稜線に沿って並んで接続されている多気筒エンジンの吸気構造。
3. 請求項１又は２に記載された多気筒エンジンの吸気構造において、
   前記多気筒エンジンには、各気筒につき、インジェクタ及び点火プラグが設けられ、
   前記サージタンクは、前記第１頂点と、前記第２頂点と、前記第３及び第４頂点のうち上方に位置する一方の頂点とを結んだ平面に対応するタンク上面を有し、
   前記インジェクタ及び前記点火プラグのうちの少なくとも一方は、前記タンク上面に沿って配設されている多気筒エンジンの吸気構造。
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構造において、
   前記第１上流側通路は、過給機が介設された過給通路として構成されている一方、
   前記第２上流側通路は、前記第１上流側通路において前記過給機よりも上流側から分岐し、且つ該過給機を迂回して前記サージタンクに接続されたバイパス通路として構成されている多気筒エンジンの吸気構造。
5. 請求項４に記載された多気筒エンジンの吸気構造において、
   前記過給機は、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位置し、
   前記過給機におけるガスの吐出口と、前記サージタンクにおいて前記第３及び第４頂点のうち下方に位置する一方の頂点付近の部位とは、前記過給通路を介して相互に接続され、
   前記サージタンクにおいて前記第３及び第４頂点のうち上方に位置する他方の頂点付近の部位には、前記バイパス通路の下流端部が接続されている多気筒エンジンの吸気構造。

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