JP2021042677A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル弁にデポジットが堆積することが低減されるインテークマニホールドを提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１００にスロットル弁１０を介して流入した外気を供給するインテークマニホールド１において、スロットル弁１０とディーゼルエンジン１００との間のチャンバ２により、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧが導入されて滞留させられる。このため、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットＤはチャンバ２の中に堆積し、スロットル弁１０にデポジットＤが堆積することが低減される。【選択図】図２

Description

本発明は、インテークマニホールドに関する。

ディーゼルエンジンでは、低速回転時の吸気騒音の抑制、停止時の振動等の抑制及びＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）の制御のために、ディーゼルエンジンにバタフライ弁等のスロットル弁を介して流入した外気を供給するインテークマニホールドが提案されている。例えば、特許文献１には、複数のシリンダを持ち、インテークマニホールドの入口にスロットル弁を設置したディーゼルエンジンにおいて、スロットル弁のバルブシャフトを水平方向に設け、かつスロットル弁の上端がインテークマニホールドの入口側に配置されたディーゼルエンジンが開示されている。

特開平１０-１９６４６１号公報

ところで、上記特許文献１のようなディーゼルエンジンでは、排気工程から吸気工程への移行時に、僅かに開いた吸気弁からインテークマニホールドに気筒内に残留した排気ガスが噴き返されることがある。この場合、スロットル弁にディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットが堆積することがある。スロットル弁にデポジットが堆積すると、スロットル弁の動作が阻害されることがある。特に、エンジンレイアウトが難しく、ディーゼルエンジンの気筒からスロットル弁までの距離を十分に取れない小型ディーゼルエンジンで、スロットル弁へのデポジットの堆積が問題である。

そこで本発明は、スロットル弁にデポジットが堆積することが低減されるインテークマニホールドを提供することを目的とする。

本発明は、ディーゼルエンジンにスロットル弁を介して流入した外気を供給するインテークマニホールドであって、スロットル弁とディーゼルエンジンとの間に、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスを導入して滞留させるチャンバを備えたインテークマニホールドである。

この構成によれば、ディーゼルエンジンにスロットル弁を介して流入した外気を供給するインテークマニホールドにおいて、スロットル弁とディーゼルエンジンとの間のチャンバにより、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスが導入されて滞留させられる。このため、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットはチャンバの中に堆積し、スロットル弁にデポジットが堆積することが低減される。

この場合、チャンバは、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスを下方に導入して滞留させる下部チャンバを含むことが好適である。

この構成によれば、下部チャンバにより、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスは下方に導入されて滞留させられるため、下部チャンバの中に堆積したデポジットは重力により下部チャンバから離脱し難いため、チャンバから離脱したデポジットがディーゼルエンジンから再び噴き返された排気ガスによりスロットル弁に運ばれ、スロットル弁に堆積することが低減される。

この場合、チャンバは、下部チャンバの上方で下部チャンバと対向し、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスを上方に導入して滞留させる上部チャンバを含むことが好適である。

この構成によれば、下部チャンバの上方で下部チャンバと対向する上部チャンバにより、ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスは上方に導入されて滞留させられる。上部チャンバの中に堆積したデポジットが上部チャンバから重力により離脱したとしても、上部チャンバの下方で上部チャンバと対向する下部チャンバにデポジットは堆積し、下部チャンバの中に堆積したデポジットは重力により下部チャンバから離脱し難いため、チャンバから離脱したデポジットがディーゼルエンジンから再び噴き返された排気ガスによりスロットル弁に運ばれ、スロットル弁に堆積することが低減される。

本発明のインテークマニホールドによれば、スロットル弁にデポジットが堆積することが低減される。

実施形態に係るインテークマニホールドを備えたディーゼルエンジンを示す側面図である。 図１のα線による断面視である。 従来のインテークマニホールドを備えたディーゼルエンジンを示す側面図である。 図３のβ線による断面視である。

以下、本発明の実施形態に係るインテークマニホールドについて、図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態のインテークマニホールド１は、ディーゼルエンジン１００の各気筒にスロットル弁１０を介して流入した外気を供給する。インテークマニホールド１は、ディーゼルエンジン１００の各気筒の配列に沿って、ディーゼルエンジン１００の前後方向（図中Ｘ軸方向）に延在する。スロットル弁１０は、低速回転時の吸気騒音の抑制、停止時の振動等の抑制及びＥＧＲの制御のために、ディーゼルエンジン１００の下方（図中Ｚ軸負方向）からインテークマニホールド１に流入する外気の流量を制御する。スロットル弁１０は、例えば、バタフライ弁である。

インテークマニホールド１は、スロットル弁１０とディーゼルエンジン１００の各気筒との間に、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧを導入して滞留させるチャンバ２を備える。チャンバ２は、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧを下部チャンバ導入口部３ｉから下方に導入して滞留させる下部チャンバ３を含む。また、チャンバ２は、下部チャンバ３の上方で下部チャンバ３と対向し、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧを上部チャンバ導入口部４ｉから上方（図中Ｚ軸負方向）に導入して滞留させる上部チャンバ４を含む。

下部チャンバ３及び上部チャンバ４は、スロットル弁１０とディーゼルエンジン１００の各気筒との間におけるディーゼルエンジン１００の各気筒の近傍に配置されている。下部チャンバ３及び上部チャンバ４は、上下方向に互いに対向しつつ、インテークマニホールド１の前後方向の全長に亘って延在している。下部チャンバ導入口部３ｉ及び上部チャンバ導入口部４ｉは、上下方向に互いに対向しつつ、インテークマニホールド１の前後方向の全長に亘って延在している。なお、下部チャンバ３及び上部チャンバ４は、排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットＤを洗浄等するために、インテークマニホールド１から着脱自在でもよい。

以下、本実施形態のインテークマニホールドの作用及び効果について説明する。図３及び図４に示す従来のインテークマニホールド２００を備えたディーゼルエンジン１００では、排気工程から吸気工程への移行時に、僅かに開いた吸気弁からインテークマニホールド２００に気筒内に残留した排気ガスＧが噴き返されることがある。この場合、スロットル弁１０にディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットＤが堆積することがある。スロットル弁１０にデポジットＤが堆積すると、スロットル弁１０の動作が阻害されることがある。つまり、スロットル弁１０にデポジットＤが堆積することによって、バタフライ弁等のバタフライ弁の作動範囲縮小（吸気詰まり）が生じることがある。

特に、エンジンレイアウトが難しく、ディーゼルエンジン１００の気筒からスロットル弁１０までの距離を十分に取れない小型ディーゼルエンジンでは、気筒内からスロットル弁１０までの距離が近い。そのため、気筒内からの排気ガスＧの噴き返しの脈動がスロットル弁１０に到達し、排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分がバタフライ弁等のスロットル弁１０に堆積し易い。

一方、本実施形態では、ディーゼルエンジン１００にスロットル弁１０を介して流入した外気を供給するインテークマニホールド１において、スロットル弁１０とディーゼルエンジン１００との間のチャンバ２により、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧが導入されて滞留させられる。このため、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分によるデポジットＤはチャンバ２の中に堆積し、スロットル弁１０にデポジットＤが堆積することが低減される。

つまり、本実施形態では、スロットル弁１０にデポジットＤが堆積することによるバタフライ弁等のスロットル弁１０の作動範囲縮小をインテークマニホールド１の変更のみによって改善する。本実施形態では、エンジンレイアウトが難しく、ディーゼルエンジン１００の気筒からスロットル弁１０までの距離を十分に取れない小型ディーゼルエンジンでも、各気筒の近傍のインテークマニホールド１にチャンバ２を設けることで、気筒内からの排気ガスＧの噴き返し量は不変ながら、インテークマニホールド１の上流に位置するスロットル弁１０へのデポジットＤの堆積を改善し、バタフライ弁等のスロットル弁１０の作動範囲縮小に対し、ロバスト性を向上させることができる。

本実施形態では、インテークマニホールド１に設けたチャンバ２で噴き返し時の排気ガスＧの脈動を抑制することで、脈動自体がスロットル弁１０まで到達しないため、噴き返す排気ガスＧの量が低減せず、排気ガスＧに含まれる未燃燃料、オイル及び煤分は低減しなくとも、スロットル弁１０にデポジットＤは堆積せず、バタフライ弁等のスロットル弁１０の作動範囲縮小に対し、ロバスト性を向上させることができる。

また、本実施形態では、下部チャンバ３により、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧは下方に導入されて滞留させられるため、下部チャンバ３の中に堆積したデポジットＤは重力により下部チャンバ３から離脱し難いため、チャンバ２から離脱したデポジットＤがディーゼルエンジン１００から再び噴き返された排気ガスＧによりスロットル弁１０に運ばれ、スロットル弁１０に堆積することが低減される。

また、本実施形態では、下部チャンバ３の上方で下部チャンバ３と対向する上部チャンバ４により、ディーゼルエンジン１００から噴き返された排気ガスＧは上方に導入されて滞留させられる。上部チャンバ４の中に堆積したデポジットＤが上部チャンバ４から重力により離脱したとしても、上部チャンバ４の下方で上部チャンバ４と対向する下部チャンバ３にデポジットＤは堆積し、下部チャンバ３の中に堆積したデポジットＤは重力により下部チャンバ３から離脱し難いため、チャンバ２から離脱したデポジットＤがディーゼルエンジン１００から再び噴き返された排気ガスＧによりスロットル弁１０に運ばれ、スロットル弁１０に堆積することが低減される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態では、チャンバ２は上下方向に互いに対向する下部チャンバ３及び上部チャンバ４を含んでいる態様を中心に説明したが、インテークマニホールド１の流路に対するチャンバ２の配置、形状及び数量は適宜変更し得る。

１…インテークマニホールド、２…チャンバ、３…下部チャンバ、３ｉ…下部チャンバ導入口部、４…上部チャンバ、４ｉ…上部チャンバ導入口部、１０…スロットル弁、１００…ディーゼルエンジン、２００…インテークマニホールド、Ｇ…排気ガス、Ｄ…デポジット。

Claims (3)

1. ディーゼルエンジンにスロットル弁を介して流入した外気を供給するインテークマニホールドであって、
   前記スロットル弁と前記ディーゼルエンジンとの間に、前記ディーゼルエンジンから噴き返された排気ガスを導入して滞留させるチャンバを備えたインテークマニホールド。
2. 前記チャンバは、前記ディーゼルエンジンから噴き返された前記排気ガスを下方に導入して滞留させる下部チャンバを含む、請求項１に記載のインテークマニホールド。
3. 前記チャンバは、前記下部チャンバの上方で前記下部チャンバと対向し、前記ディーゼルエンジンから噴き返された前記排気ガスを上方に導入して滞留させる上部チャンバを含む、請求項２に記載のインテークマニホールド。

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