JP2019127824A - Intake manifold of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、内燃機関の吸気マニホールドに関する。 The present disclosure relates to an intake manifold of an internal combustion engine.
従来、内燃機関においては、排気の少なくとも一部を吸気系に再循環させる排気再循環装置(Exhaust Gas Recirculation System:以下、EGR装置)が広く実用化されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device (Exhaust Gas Recirculation System: hereinafter referred to as an EGR device) that recirculates at least part of exhaust gas to an intake system has been widely put into practical use (for example, see Patent Document 1).
一般的なEGR装置において、EGRガスは、吸気系にて新気と混合された後に、吸気ポートを介してシリンダ内に導入されるようになっている。このシリンダ内に導入された新気及びEGRガスの濃度分布や割合によっては、失火の発生やポンピングロスの増加等による燃費性能の悪化を招くおそれがある。 In a general EGR apparatus, EGR gas is mixed with fresh air in an intake system and then introduced into a cylinder through an intake port. Depending on the concentration distribution and ratio of the fresh air and the EGR gas introduced into the cylinder, the fuel efficiency performance may be deteriorated due to the occurrence of a misfire or an increase in pumping loss.
本開示の技術は、内燃機関の吸気マニホールドに関し、内燃機関の燃費性能の向上を図ることを目的とする。 The technique of the present disclosure relates to an intake manifold of an internal combustion engine, and aims to improve fuel efficiency of the internal combustion engine.
本開示の技術は、シリンダに対して吸気を導入する第1吸気ポート及び第2吸気ポートを備える内燃機関の吸気マニホールドであって、前記第1吸気ポートに接続されて該第1吸気ポートに吸気を導入すると共に、前記内燃機関の排気系から吸気系に排気を再循環させる排気再循環流路が接続された第1吸気管路と、前記第2吸気ポートに接続されて該第2吸気ポートに吸気を導入すると共に、その流路内に燃料を噴射するインジェクタが設けられた第2吸気管路と、を備えることを特徴とする。 The technology of the present disclosure is an intake manifold of an internal combustion engine that includes a first intake port and a second intake port that introduce intake air into a cylinder, and is connected to the first intake port and intake air to the first intake port. And a second intake port connected to the second intake port, the first intake pipe being connected to an exhaust gas recirculation flow path for recirculating the exhaust gas from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system. And a second intake pipe provided with an injector for injecting fuel into the flow path.
また、前記第1吸気管路及び、前記第2吸気管路が一体型の吸気マニホールドで形成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first intake pipe and the second intake pipe are formed by an integrated intake manifold.
また、前記一体型の吸気マニホールドが、吸気管に接続される第1分配部を含み、該第1分配部が、前記吸気管から導入される新気を前記第1吸気管路に分配する第1分岐流路と、前記吸気管から導入される新気を前記第2吸気管路に分配する第2分岐流路とを有することが好ましい。 The integrated intake manifold includes a first distribution part connected to an intake pipe, and the first distribution part distributes fresh air introduced from the intake pipe to the first intake pipe. It is preferable to have one branch flow path and a second branch flow path for distributing fresh air introduced from the intake pipe to the second intake pipe.
また、前記一体型の吸気マニホールドは、前記シリンダを直列に複数有すると共に、前記第1吸気ポート及び、前記第2吸気ポートが複数の前記シリンダ毎にそれぞれ設けられている内燃機関の吸気マニホールドであり、前記第1吸気管路が、前記シリンダの配列方向に延びると共に、前記排気再循環流路及び前記第1分岐流路が接続されて、再循環排気と新気との混合気を複数の前記第1吸気ポートに分配する第2分配部を含み、前記第2吸気管路が、前記シリンダの配列方向に延びると共に、前記第2分岐流路が接続されて、前記インジェクタから噴射される燃料と新気との混合気を複数の前記第2吸気ポートに分配する第3分配部を含むことが好ましい。 The integral-type intake manifold is an intake manifold of an internal combustion engine having a plurality of cylinders in series and in which the first intake port and the second intake port are provided for each of the plurality of cylinders. The first intake channel extends in the direction in which the cylinders are arranged, and the exhaust gas recirculation flow path and the first branch flow path are connected to each other to form a mixture of recirculated exhaust gas and fresh air. And a second distribution portion for distributing to a first intake port, wherein the second intake channel extends in the arrangement direction of the cylinders, the second branch flow path is connected, and the fuel is injected from the injector It is preferable to include a third distribution unit that distributes the air-fuel mixture with fresh air to the plurality of second intake ports.
また、前記第1吸気ポートがスワールポートであり、前記第2吸気ポートがタンブルポートであることが好ましい。 Preferably, the first intake port is a swirl port and the second intake port is a tumble port.
また、前記インジェクタが前記燃料として天然ガスを噴射するものでもよい。 Further, the injector may inject natural gas as the fuel.
本開示の技術によれば、内燃機関の吸気マニホールドに関し、内燃機関の燃費性能の向上を図ることができる。 According to the technique of the present disclosure, the fuel consumption performance of the internal combustion engine can be improved with respect to the intake manifold of the internal combustion engine.
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る内燃機関の吸気マニホールドについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, an intake manifold of an internal combustion engine according to the present embodiment will be described based on the attached drawings. The same parts are given the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description about them will not be repeated.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る内燃機関の吸排気系を示す模式的な全体構成図である。内燃機関としてのエンジンEは、主として、シリンダヘッド及びシリンダブロック等を含むエンジン本体部10を備えている。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. An engine E as an internal combustion engine mainly includes an
エンジン本体部10のシリンダブロックには、不図示のピストンを往復移動可能に収容する複数のシリンダC(以下、気筒ともいう)が設けられている。また、エンジン本体部10のシリンダヘッドには、各シリンダCに吸気を導入する吸気ポート11,12及び、各シリンダCから排気を導出する排気ポート16が設けられている。各吸気ポート11,12には吸気バルブ13が設けられ、各排気ポート16には排気バルブ17が設けられている。これら吸気バルブ13及び、排気バルブ17は、不図示の動弁機構により開閉作動される。
The cylinder block of the engine
なお、図示例において、エンジンEは直列4気筒エンジンとして示されているが、これには限定されず、単気筒、或いは、4気筒以外の多気筒エンジンであってもよい。また、エンジンEは、各シリンダCに対して2個の吸気ポート11,12及び2個の排気ポート16が設けられた4バルブエンジンとして示されているが、吸気ポートを2個、排気ポートを1個備える3バルブエンジンであってもよい。
Although the engine E is illustrated as an in-line four-cylinder engine in the illustrated example, the invention is not limited thereto, and may be a single cylinder or a multi-cylinder engine other than four cylinders. The engine E is shown as a four-valve engine with two
エンジン本体部10のシリンダヘッドの吸気側には、各吸気ポート11,12に吸気を分配する吸気マニホールド20が取り付けられている。吸気マニホールド20には、吸気管70が接続され、吸気管70には、吸気上流側から順に、エアクリーナ71、過給機80のコンプレッサ81、インタークーラ72、吸気スロットルバルブ73等が設けられている。吸気マニホールド20の詳細な構造については後述する。
An
エンジン本体部10のシリンダヘッドの排気側には、各排気ポート16から排気を集合させる排気マニホールド90が取り付けられている。排気マニホールド90には、排気管91が接続されている。排気管91には、排気上流側から順に、過給機80のタービン82、排気浄化装置93等が設けられている。
An
EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置94は、所謂高圧EGR装置であって、排気マニホールド90(又は、タービン82よりも排気上流側の排気管91)から分岐して吸気マニホールド20に合流するEGR配管95と、EGR配管95に設けられたEGRクーラ96と、EGR配管95のEGRクーラ96よりも下流側に設けられたEGRバルブ97とを備えている。EGR装置94は、エンジンEの運転状態に応じて、不図示のコントロールユニットによりEGRバルブ97の開度が制御されることにより、EGRガス量(EGR率)が適宜に調整されるようになっている。
An EGR (Exhaust Gas Recirculation)
[吸排気系構造]
次に、図2に基づいて、本実施形態に係る吸排気系構造の要部である吸気マニホールド20、シリンダヘッドCH、排気マニホールド90及び、EGR装置94の詳細構造について説明する。
[Intake and exhaust system structure]
Next, detailed structures of the
図2は、本実施形態に係るエンジンEのシリンダヘッドCH、吸気マニホールド20及び、排気マニホールド90を示す模式的な断面図である。同図に示すように、シリンダヘッドCHには、各シリンダCに対応して、第1吸気ポート11及び、第2吸気ポート12と、2個の排気ポート16とがそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッドCHには、その先端部をシリンダCの略軸心に位置させた4個の点火プラグP1〜P4が、各シリンダC毎にそれぞれ取り付けられている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the cylinder head CH, the
第1吸気ポート11A〜Dは、シリンダC側の開口部近傍が螺旋形状に形成されたスワールポートとされている。すなわち、第1吸気ポート11A〜Dをスワールポートとしたことにより、第1吸気ポート11A〜DからシリンダCに流入する吸気が、シリンダC側の開口部近傍ではその軸心周りを旋回する気流となってシリンダC内に導入され、シリンダC内を横方向に旋回するスワールとなるように構成されている。
The
第2吸気ポート12A〜Dは、シリンダC側の開口部近傍がシリンダCの軸線を中心とした円の接線方向に延在し、スワールポートよりも吸気の流入抵抗の少ないタンブルポート(タンジェンシャルポート)とされている。すなわち、第2吸気ポート12A〜Dをタンブルポートとしたことにより、第2吸気ポート12A〜DからシリンダCに流入する吸気が、シリンダCの中心線に対して一方の側に偏るように導入され、シリンダCの略中心部を縦方向に旋回するタンブルとなるように構成されている。
In the
排気ポート16には、排気を集合させる排気マニホールド90が接続されている。また、排気マニホールド90の排気集合部90Aには、排気管91の入口部及び、EGR配管95の入口部がそれぞれ接続されている。
An
吸気マニホールド20は、入口(上流)側の第1分配部21と、出口(下流)側の第2分配部30(第1吸気管路)及び、第3分配部40(第2吸気管路)とを備えている。これら第1〜第3分配部21,30,40は、好ましくは、一体に形成されている。
The
第1分配部21の開口フランジ部22には、吸気管70の下流端フランジ(又は、図1に示す吸気スロットルバルブ73のハウジング)が不図示のボルトナット等により固定されている。第1分配部21の下流側は、斜め上方に向かって延びる上側分岐流路23と、斜め下方に向かって延びる下側分岐流路24との二股に分岐形成されている。すなわち、吸気管70から第1分配部21内に流れ込んだ新気が、上側分岐流路23と下側分岐流路24とにそれぞれ分配されるようになっている。
A downstream end flange of the intake pipe 70 (or a housing of the
第2分配部30は、第3分配部40の上方に設けられている。具体的には、第2分配部30は、上側流通流路31と、第1上側供給流路32と、第2上側供給流路33と、第3上側供給流路34と、第4上側供給流路35とを備えている。
The
上側流通流路31は、気筒配列方向(エンジンEの長手方向)に延設されている。上側流通流路31の長手方向の略中間位置には、上側分岐流路23の出口部が接続されている。また、上側流通流路31の長手方向の一端部(図示例では右端部)には、EGR配管95の出口部が接続されている。すなわち、上側分岐流路23から上側流通流路31内に流れ込む新気と、EGR配管95から上側流通流路31内に流れ込むEGRガスとが、上側流通流路31内を流れる過程で効果的に混合されるようになっている。なお、上側流通流路31に対する上側分岐流路23及び、EGR配管95の接続箇所は、図示例に限定されず、レイアウト等に応じて適宜に設定することができる。
The
第1〜第4上側供給流路32,33,34,35は、上側流通流路31から分岐形成されており、その内部には上側流通流路31内で混合された新気とEGRガスとの混合気(以下、EGR混合吸気とも称する)が流入する。また、第1〜第4上側供給流路32,33,34,35の出口部は、スワールポートとして形成された第1吸気ポート11A〜Dの入口部にそれぞれ接続されている。すなわち、上側流通流路31から第1〜第4上側供給流路32,33,34,35に流入するEGR混合吸気が、各第1吸気ポート11A〜Dにそれぞれ分配されて各シリンダCに導入されるように構成されている。
The first to fourth
第3分配部40は、第2分配部30の下方に設けられている。具体的には、第3分配部40は、下側流通流路41と、第1下側供給流路42と、第2下側供給流路43と、第3下側供給流路44と、第4下側供給流路45とを備えている。
The
下側流通流路41は、上側流通流路31の下方を気筒配列方向(エンジンEの長手方向)に延設されている。下側流通流路41の長手方向の略中間位置には、下側分岐流路24の出口部が接続されている。すなわち、吸気管70から第1分配部21の下側分岐流路24に流れ込んだ新気が、下側分岐流路24から下側流通流路41内に導入されるようになっている。なお、下側流通流路41に対する下側分岐流路24の接続箇所は、図示例に限定されず、レイアウト等に応じて適宜に設定することができる。
The
第1〜第4下側供給流路42,43,44,45は、下側流通流路41から分岐形成されており、その内部には下側流通流路41内を流れる新気が流入する。また、第1〜第4下側供給流路42,43,44,45の出口部は、タンブルポートとして形成された第2吸気ポート12A〜Dの入口部にそれぞれ接続されている。さらに、第1〜第4下側供給流路42,43,44,45には、不図示のコモンレール内に蓄圧された燃料(本実施形態では、例えば天然ガス)を噴射する第1〜第4インジェクタ51,52,53,54がそれぞれ設けられている。
The first to fourth
すなわち、下側流通流路41から第1〜第4下側供給流路42,43,44,45に流入する新気と第1〜第4インジェクタ51,52,53,54から噴射される燃料とが、第1〜第4下側供給流路42,43,44,45内で混合されると共に、新気と燃料との混合気(以下、燃料混合吸気とも称する)が、各第2吸気ポート12A〜Dにそれぞれ供給されて各シリンダCに導入されるように構成されている。
That is, the fresh air flowing from the
以上詳述した本実施形態の吸排気系構造によれば、EGR混合吸気(新気及びEGRガス)を流通させる吸気マニホールド20の第1〜第4上側供給流路32,33,34,35を第1吸気ポート(スワールポート)11A〜Dに接続したことにより、第1〜第4上側供給流路32,33,34,35から第1吸気ポート1A〜Dを介してシリンダC内に導入されるEGR混合吸気は、シリンダC内を横方向に旋回するスワールとなるように構成されている。また、燃料混合吸気(燃料及び新気)を流通させる吸気マニホールド20の第1〜第4下側供給流路42,43,44,45を第2吸気ポート(タンブルポート)12A〜Dに接続したことにより、第1〜第4下側供給流路42,43,44,45から第2吸気ポート12A〜Dを介してシリンダC内に導入される燃料混合吸気は、シリンダC内を縦方向に旋回するタンブルとなるように構成されている。
According to the intake and exhaust system structure of the present embodiment described in detail above, the first to fourth upper
すなわち、図3に示すように、シリンダC(燃焼室)内には、シリンダCの壁面に沿って旋回するスワールのEGR混合吸気層M1が形成されると共に、シリンダC内の略中心部を縦方向に旋回するタンブルの燃料混合吸気層M2が形成されるようになる(なお、図中のM3は、これらM1及びM2の中間混合吸気層を概念的に示す)。これにより、点火プラグP1〜4が位置するシリンダCの中心部近傍に燃料濃度の濃い燃料混合吸気を効果的に流入させることが可能となり、燃焼効率を確実に向上することができる。また、EGR混合吸気を点火プラグP1〜4が位置するシリンダCの中心部に流入させることなく、シリンダCの内壁に沿ってスワールとして旋回させることで、失火を効果的に抑制することが可能になる。また、EGRガス量を効果的に確保することで、吸排気流量の減少によるポンピングロスを低減することが可能となり、燃費性能を確実に向上することができる。さらに、EGRガス量が確保されることで、排気エミッションの悪化も効果的に防止することができる。 That is, as shown in FIG. 3, a swirl EGR mixed intake layer M <b> 1 swirling along the wall surface of the cylinder C is formed in the cylinder C (combustion chamber), and a substantially central portion in the cylinder C is vertically A tumble fuel mixture intake layer M2 that turns in the direction is formed (M3 in the figure conceptually indicates an intermediate mixture intake layer of M1 and M2). As a result, the fuel-mixed intake air having a high fuel concentration can effectively flow into the vicinity of the center portion of the cylinder C where the spark plugs P1 to 4 are located, and the combustion efficiency can be reliably improved. In addition, it is possible to effectively suppress a misfire by swirling the EGR mixed intake air along the inner wall of the cylinder C as a swirl without flowing into the central portion of the cylinder C where the ignition plugs P1 to P4 are located. Become. Further, by effectively securing the EGR gas amount, it is possible to reduce the pumping loss due to the decrease in the intake / exhaust flow rate, and the fuel efficiency can be improved with certainty. Furthermore, by ensuring the amount of EGR gas, it is possible to effectively prevent the deterioration of the exhaust emission.
[燃料噴射構造]
次に、図4,5に基づいて、本実施形態に係る燃料噴射構造の詳細について説明する。図4は、本実施形態に係る燃料噴射構造を吸気流路の軸方向から視た模式的な断面図であり、図5は、図4のA−A線断面図である。上述したように、本実施形態の第1〜第4インジェクタ51,52,53,54は、吸気マニホールド20のうち、第2吸気ポート(タンブルポート)12A〜Dに接続された第1〜第4下側供給流路42,43,44,45にそれぞれ設けられている。これら各燃料噴射構造は基本的に略同様に構成されるため、以下では、第1インジェクタ51と第1下側供給流路42との燃料噴射構造について説明し、他の説明は省略する。
[Fuel injection structure]
Next, details of the fuel injection structure according to the present embodiment will be described based on FIGS. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the fuel injection structure according to the present embodiment as viewed from the axial direction of the intake passage, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As described above, the first to
図4に示すように、吸気マニホールド20の第1下側供給流路42は、その流路断面形状を略円形に形成されている。また、吸気マニホールド20の第1下側供給流路42に対応する部位には、第1インジェクタ51を取り付けるボス部60が設けられている。
As shown in FIG. 4, the first
ボス部60は、第1下側供給流路42と連通する断面略円形の貫通穴61を有する略円筒状に形成されている。貫通穴61には、第1インジェクタ51の先端ノズル部51Aが挿入されている。貫通穴61と第1下側供給流路42との接続部位には、略楕円形状に開口する開口部62が形成されている。
The
ボス部60は、貫通穴61の穴軸心C2(第1インジェクタ51の噴射軸心)が第1下側供給流路42の流路軸心C1に対してオフセットするように設けられている。具体的には、貫通穴61の内周面61Aの下流端は、第1下側供給流路42の内周面42Aに対して、接線方向に接続されている。
The
すなわち、図4中に破線で示すように、燃料Fが第1インジェクタ51の先端ノズル部51Aから第1下側供給流路42内に向けて接線方向から噴射されるように構成されている。これにより、第1下側供給流路42内に噴射された燃料Fは、第1下側供給流路42の内周面42Aに沿って流されるようになる。
That is, as shown by a broken line in FIG. 4, the fuel F is injected from the
さらに、図5に示すように、ボス部60は、貫通穴61の穴軸心C2(第1インジェクタ51の噴射軸心)と第1下側供給流路42の流路軸心C1とのなす角度θが吸気上流側に所定の鋭角となるように、第1下側供給流路42の流路軸心C1に対して吸気上流側に傾斜して設けられている。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the
すなわち、図5中に破線で示すように、燃料Fが第1インジェクタ51の先端ノズル部51Aから第1下側供給流路42の内周面42Aに沿いつつ、吸気上流側に向けて斜めに噴射されるように構成されている。これにより、第1下側供給流路42内に噴射された燃料Fは、第1下側供給流路42の内部、さらには第2吸気ポート(タンブルポート)12Aの内部を螺旋状に旋回しながらシリンダCに導入されるようになる。
That is, as indicated by a broken line in FIG. 5, the fuel F is obliquely directed toward the intake upstream side from the
以上詳述した本実施形態の燃料噴射構造によれば、第1インジェクタ51から燃料を第1下側供給流路42内に接線方向且つ、吸気上流側に向けて斜めに噴射することで、燃料が第1下側供給流路42及び、第2吸気ポート(タンブルポート)12Aの内部を螺旋状に旋回しながら下流側に流れるように構成されている。これにより、新気と燃料との混合が効果的に促進されるようになり、燃費性能を確実に向上することが可能になる。また、燃料を螺旋状に旋回させることで、短い距離で新気と燃料との混合を促進させることが可能となり、第1インジェクタ51を第2吸気ポート12Aに隣接して設ける等、レイアウト上の設計自由度や装置全体の小型化を図ることができる。
According to the fuel injection structure of the present embodiment described in detail above, the fuel is injected from the
[吸気系構造]
次に、図6に基づいて、本実施形態に係る吸気系構造の詳細について説明する。図6(A)は、本実施形態に係る吸気マニホールド20の第1上側供給流路32とシリンダヘッドCHの第1吸気ポート(スワールポート)11Aとの接続部位を示す模式的な断面図であり、図6(B)は、本実施形態に係る吸気マニホールド20の第1下側供給流路42とシリンダヘッドCHの第2吸気ポート(タンブルポート)12Aとの接続部位を示す模式的な断面図である。他の接続部位も略同様に構成されるため、詳細な説明は省略する。
[Intake system structure]
Next, details of the intake system structure according to the present embodiment will be described based on FIG. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a connection portion between the first
図6(A)に示すように、吸気マニホールド20の第1上側供給流路32の出口端(下流端)には、シリンダヘッドCHの側壁に固定される第1フランジ部66が設けられている。また、第1上側供給流路32の少なくとも出口部の流路径(第1フランジ部66の開口径)は、第1吸気ポート(スワールポート)11Aの入口部(上流端)の開口流路径よりも小径(且つ、図6(B)に示す第1下側供給流路42の流路径よりも小径)に形成されている。すなわち、第1上側供給流路32と第1吸気ポート11Aとの接続部位には、第1吸気ポート11A内に臨む第1フランジ部66の側壁66Aと、第1吸気ポート11Aの上流端内周面66Bとにより、第1上側供給流路32の内周面32Aよりも径方向外側に窪む略円環状の段差部67が形成されている。
As shown in FIG. 6A, a
このように、第1上側供給流路32と第1吸気ポート11Aとの接続部位に段差部67を設けると、第1上側供給流路32内の略中心部を流れるEGRガスと新気との混合気(EGR混合吸気)M1は、第1吸気ポート11A内に略直線的に流入する一方、第1上側供給流路32の内周面32Aに沿って流れるEGR混合吸気M2は、段差部67側に引き込まれる渦流となる。これにより、第1吸気ポート11A内を流れるEGR混合吸気のエネルギ(又は、流速)が低減されるようになり、第1吸気ポート11AからシリンダC内に導入されてシリンダCの内壁面に沿って旋回するEGR混合吸気のスワールを効果的に弱めることが可能になる。
As described above, when the stepped
図6(B)に示すように、吸気マニホールド20の第1下側供給流路42の出口端(下流端)には、シリンダヘッドCHの側壁に固定される第2フランジ部68が設けられている。また、第1下側供給流路42の流路径は、少なくとも出口部の流路径(第2フランジ部68の開口径)が、第2吸気ポート(タンブルポート)12Aの入口部(上流端)の開口流路径と略同径となるように、下流側に向かうに従い徐々に拡径して形成されている。すなわち、第1下側供給流路42と第2吸気ポート12Aとの接続部位は、段差部等を有しない滑らかな接続流路とされている。
As shown in FIG. 6B, the outlet end (downstream end) of the first lower
このように、第1下側供給流路42と第2吸気ポート12Aとを滑らかに接続すると、第1下側供給流路42内を流れる新気Iと第1インジェクタ51から噴射された燃料Fとの混合気(燃料混合吸気)Mは、そのエネルギ(又は、流速)の低下を効果的に抑制された状態で、第2吸気ポート12A内を流されるようになる。これにより、第2吸気ポート12AからシリンダCの略中心に導入される燃料混合吸気のタンブルを効果的に強めることが可能になる。
As described above, when the first
以上詳述した本実施形態の吸気系構造によれば、第1上側供給流路32と第1吸気ポート(スワールポート)11Aとの接続部位に段差部67を設けることで、段差部67を通過する第1吸気ポート11A内のEGR混合吸気に段差部67側に引き込まれる渦流が発生するように構成されている。これにより、第1吸気ポート11AからシリンダC内に導入されるEGR混合吸気のエネルギが効果的に低減されて、シリンダC内におけるEGR混合吸気の過剰なスワールが抑止されるようになり、EGR混合吸気の点火プラグP1〜4近傍(シリンダC中心部)への流れ込み、さらには、失火を効果的に防止することが可能になる。
According to the intake system structure of the present embodiment described in detail above, the
また、第1下側供給流路42と第2吸気ポート(タンブルポート)12Aとを滑らかに接続することにより、第2吸気ポート12AからシリンダC内に導入される燃料混合吸気のエネルギロスが効果的に抑止されるように構成されている。これにより、点火プラグP1〜4が位置するシリンダCの中心部近傍に燃料濃度の濃い燃料混合吸気を効果的に集中させることが可能となり、燃焼効率を向上させつつ、燃費性能を確実に向上することができる。
Further, by smoothly connecting the first
[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[Others]
Note that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.
例えば、上記実施形態において、第1分配部21、第2分配部30及び、第3分配部40は、一体の吸気マニホールド20として形成されるものとして説明したが、これらを別体の二系統の吸気マニホールドとして形成してもよい。この場合は、吸気管70を二系統に分岐させて各吸気マニホールドに接続すればよい。また、第1〜第4上側供給流路32,33,34,35と、第1〜第4下側供給流路42,43,44,45との配置関係は、これらの上下を入れ替えて構成してもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、第1上側供給流路32と第1吸気ポート(スワールポート)11Aとの接続部位に段差部67が設けられ、第1下側供給流路42と第2吸気ポート(タンブルポート)12Aとの接続部位が滑らかに形成されるものとして説明したが、目的等に応じて、第1下側供給流路42と第2吸気ポート12Aとの接続部位に段差部を設けるようにしてもよい。また、段差部67は、円環状に形成されるものとして説明したが、部分的に形成されてもよい。さらに、段差部67は、吸気マニホールド20と第1吸気ポート11Aとの間に介装されるガスケットの穴径を第1吸気ポート11Aの開口径よりも小径にすることで形成することもできる。
Further, a stepped
また、エンジンEは、燃料に天然ガスを用いるものとして説明したが、これには限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。 Further, although the engine E has been described as using natural gas as a fuel, it is not limited thereto, and can be widely applied to other internal combustion engines such as a gasoline engine.
E エンジン
CH シリンダヘッド
C シリンダ(気筒)
P1〜4 点火プラグ
10 エンジン本体部
11A〜D 第1吸気ポート(スワールポート)
12A〜D 第2吸気ポート(タンブルポート)
13 吸気バルブ
16 排気ポート(排気系)
17 排気バルブ
20 吸気マニホールド
21 第1分配部
22 開口フランジ部
23 上側分岐流路
24 下側分岐流路
30 第2分配部(第1吸気管路)
31 上側流通流路
32 第1上側供給流路
33 第2上側供給流路
34 第3上側供給流路
35 第4上側供給流路
40 第3分配部(第2吸気管路)
41 下側流通流路
42 第1下側供給流路
43 第2下側供給流路
44 第3下側供給流路
45 第4下側供給流路
51 第1インジェクタ
52 第2インジェクタ
53 第3インジェクタ
54 第4インジェクタ
60 ボス部
61 貫通穴
67 段差部
70 吸気管
90 排気マニホールド(排気系)
91 排気管(排気系)
94 EGR装置
95 EGR配管
E Engine CH Cylinder head C Cylinder
P1 to 4
12A-D 2nd intake port (tumble port)
13
31 Upper
41
91 Exhaust pipe (exhaust system)
94
Claims (6)
前記第1吸気ポートに接続されて該第1吸気ポートに吸気を導入すると共に、前記内燃機関の排気系から吸気系に排気を再循環させる排気再循環流路が接続された第1吸気管路と、
前記第2吸気ポートに接続されて該第2吸気ポートに吸気を導入すると共に、その流路内に燃料を噴射するインジェクタが設けられた第2吸気管路と、を備える
ことを特徴とする内燃機関の吸気マニホールド。 An intake manifold for an internal combustion engine comprising a first intake port and a second intake port for introducing intake air to a cylinder,
A first intake pipe connected to the first intake port for introducing intake air to the first intake port and connected to an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system When,
An internal combustion engine comprising: a second intake pipe connected to the second intake port for introducing intake air into the second intake port and provided with an injector for injecting fuel into the flow path. Engine intake manifold.
請求項1に記載の内燃機関の吸気マニホールド。 The intake manifold of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the first intake conduit and the second intake conduit are formed by an integral intake manifold.
請求項2に記載の内燃機関の吸気マニホールド。 The integrated intake manifold includes a first distributor connected to an intake pipe, and the first distributor distributes fresh air introduced from the intake pipe to the first intake pipe. The intake manifold of an internal combustion engine according to claim 2, comprising: a flow passage; and a second branch flow passage that distributes fresh air introduced from the intake pipe to the second intake passage.
前記第1吸気管路が、前記シリンダの配列方向に延びると共に、前記排気再循環流路及び前記第1分岐流路が接続されて、再循環排気と新気との混合気を複数の前記第1吸気ポートに分配する第2分配部を含み、
前記第2吸気管路が、前記シリンダの配列方向に延びると共に、前記第2分岐流路が接続されて、前記インジェクタから噴射される燃料と新気との混合気を複数の前記第2吸気ポートに分配する第3分配部を含む
請求項3に記載の内燃機関の吸気マニホールド。 The integrated intake manifold is an intake manifold of an internal combustion engine having a plurality of the cylinders in series, and the first intake port and the second intake port provided for each of the plurality of cylinders,
The first intake pipe extends in the arrangement direction of the cylinders, and the exhaust recirculation flow path and the first branch flow path are connected, and a mixture of recirculated exhaust gas and fresh air is supplied to the plurality of first air flows. Including a second distributor for distributing to one intake port,
The second intake pipe extends in the arrangement direction of the cylinders, and the second branch flow path is connected so that a mixture of fuel and fresh air injected from the injector is supplied to the plurality of second intake ports. The intake manifold of an internal combustion engine according to claim 3, further comprising: a third distribution unit that distributes the pressure.
請求項1から4の何れか一項に記載の内燃機関の吸気マニホールド。 The intake manifold for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the first intake port is a swirl port and the second intake port is a tumble port.
請求項1から5の何れか一項に記載の内燃機関の吸気マニホールド。 The intake manifold of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the injector injects natural gas as the fuel.
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