JP2517935Y2 - Ｖ型エンジンのｅｇｒ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、Ｖ型エンジンにおいて各気筒に排気ガスの
還流を均等に行うEGR装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、Ｖ型エンジンにおける吸気通路は、吸気の
動的効果を利用するため等にサージタンクのような吸気
集合部を備えているものがあるが、このような吸気通路
構造に対してEGR通路を接続して排気ガスの還流を行う
場合に、例えば、実開昭61−17462号公報に見られるよ
うに、前記吸気集合部にEGR通路の下流端を接続して排
気ガスを導入するようにした技術が公知である。

（考案が解決しようとする課題） しかして、前記のように吸気集合部に排気ガスの還流
を行うようにしたものでは、各気筒への排気ガスの分配
が不均一となる恐れがある。すなわち、吸気集合部への
EGR通路の接続位置に応じ、このEGR通路の開口位置の近
傍の吸気通路に連通する気筒に対しては他の気筒より多
くの排気ガスが流入し、その気筒間で燃焼性能が異なり
運転性能に悪影響を与えることになる。

ところで、近年ボンネットの低い車種が好まれる関係
上、エンジン上部の空間部が狭くなる傾向があり、この
空間部に配置される吸気装置のコンパクト化が求められ
ている。ところが、Ｖ型エンジンにおいては、両バンク
の吸気通路長を等しくするために、普通各バンクの吸気
系統は、それぞれに対応するバンクの上方に配置される
が、この場合、吸気系統をボンネットに接触しないよう
に配置しなければならないので、そのレイアウトが難し
くなる。特に、横置きＶ型エンジンでは、両バンクの上
側にそれぞれのバンクの吸気系統を配置したのでは、車
両の前側ほどボンネットが低くなっている関係上、車両
の前側に位置するバンクの吸気系統をボンネットに接触
しないように配置することは極めて困難であるといった
問題がある。

そして、上記のようなＶ型エンジンの吸気系統の配置
に対して、均等に排気ガスを分配するためには、複雑な
通路構成を要することになり、コンパクトなEGR通路構
成とすることが要求される。

そこで本考案は上記事情に鑑み、コンパクトな形状で
各気筒に均等に排気ガスの分配が可能なＶ型エンジンの
EGR装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案のＶ型エンジンのEGR
装置は、車両の前後方向に対して横置きし、後方のバン
ク上に各気筒の吸気集合部が位置し、該吸気集合部へ延
びる各気筒からの独立吸気通路をバンク毎で上下方向に
重なって配設し、この上下に位置した独立吸気通路間
に、EGR通路の各気筒への分配通路を配設し、該分配通
路から上下の独立吸気通路へ連通する導入通路を形成す
るように構成したものである。

（作用） 上記のようなEGR装置では、車両の前後方向に対して
横置きしたエンジンの後方のバンク上に各気筒の吸気集
合部を配設してコンパクトな吸気構造を得ると共に、こ
の吸気集合部へ延びる各気筒からの独立吸気通路をバン
ク毎で上下方向に重なって配設した部分の上下の通路間
に、EGR通路の各気筒への分配通路を配設し、この分配
通路から導入通路を介して排気ガスを上下の独立吸気通
路へ導入し、コンパクトな形状で各気筒に対して均等に
排気ガスを分配供給するようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本考案の実施例を説明する。第１
図はＶ型エンジンの例における吸気装置の概略平面構造
を、第２図は同エンジンの概略正面構造を、第３図は吸
気マニホールドの正面構造を、第４図ないし第６図は吸
気マニホールドの断面構造をそれぞれ示している。

この例の６気筒Ｖ型エンジンＥは車両の前後方向に対
して横置きされ、エンジン本体１は、中央下部のシリン
ダブロック２上の両側に所定の角度をもって前後にフロ
ント側およびリヤ側シリンダヘッド3a,3bが配設されて
なるフロント側バンク1Aとリヤ側バンク1Bとを有し、フ
ロント側バンク1Aには第1,3,5気筒が配設され、リヤ側
バンク1Bには第2,4,6気筒が配設されている。また、各
気筒は第１〜第６気筒の順に吸気され点火され、各バン
ク1A,1Bにおける気筒間では吸気順序が連続しない。

上記両側のバンク1A,1Bの各気筒には吸気装置４によ
って吸気が供給され、両バンク1A,1Bのシリンダヘッド3
a,3bの内面側に互いに対向して各気筒の吸気ポート（図
示せず）が開口され、上記吸気装置４は該シリンダヘッ
ド3a,3bに下流端が接続された吸気マニホールド５によ
ってスロットルボディ６より下流側が一体成形されてい
る。

上記エンジンＥは、車両のリヤ側に行くほど高くなる
ような緩やかな傾斜をもって形成されたボンネット７の
下側のエンジンルーム内に、両バンク1A,1Bの軸線が車
幅方向を向くように横置き状態に配置され、そして、リ
ヤ側バンク1Bのシリンダヘッド3bの上端部とボンネット
７との間には、スロットルボディ６を介して上流側の共
通吸気通路８と接続された吸気マニホールド５配置され
ている。リヤ側バンク1Bの上部ではボンネット７がかな
り高くなっており、シリンダヘッド3b上方の空間部が上
下方向に比較的余裕をもって確保されるので、吸気マニ
ホールド５をボンネット７と干渉させることなく配置す
ることができる。

この吸気マニホールド５は、奇数気筒および偶数気筒
の吸気を別途に集合する吸気集合部5aと独立吸気通路部
5bとで構成され、吸気集合部5aは、以下に詳述するよう
に、吸気の供給を安定化するためのサージタンクとして
作用すると共に、中・低速時においては共鳴効果を有効
に生じさせるための共鳴通路として作用し、高速時にお
いては慣性効果を有効に生じさせるための容積部として
作用する。また、上記独立吸気通路部5bは、それぞれ吸
気集合部5aとフロント側およびリヤ側シリンダヘッド3
a,3bの各気筒の吸気ポートとを接続する３つのフロント
側独立吸気通路9aおよび３つのリヤ側独立吸気通路9bで
構成されている。

上記吸気集合部5aは、車幅方向に伸長するフロント側
高速用吸気通路11と、そのリヤ側側面に沿って配置され
たフロント側低速用吸気通路13と、上記フロント側高速
用吸気通路11よりリヤ側のやや低い位置でこれと略平行
して車幅方向に伸長するリヤ側高速用吸気通路12と、そ
の下面に沿って配置されたリヤ側低速用吸気通路14とが
設けられている。

そして、上記フロント側の高速用および低速用吸気通
路11,13の下流側端部とリヤ側の高速用および低速用吸
気通路12,14の下流側端部とは連通路15で相互に接続さ
れている。また、上記連通路15にはエンジンＥの運転状
態に応じてアクチュエータ17によって開閉される連通開
閉弁16が設けられている。

前記フロント側およびリヤ側高速用吸気通路11,12の
上流側端部はフランジ部18の左右に開口部11a,12aが形
成され、同様に、フロント側およびリヤ側低速用吸気通
路13,14の上流側端部はフランジ部18の上下に開口部13
a,14aが形成されている。

そして、このフランジ部18の開口端部がスロットルボ
ディ６の吸気通路８に連通されるものであり、このフラ
ンジ部18の接続端部から前記各開口部11a〜14aの開口端
の位置までは、各開口部11a〜14aが相互に連通するよう
に拡大した集合部19に形成されている。

上記各吸気通路11〜14の開口部11a〜14aの配置形状
は、略矩形状に形成されたフランジ部18に対し、高速用
吸気通路11,12の開口部11a,12aは円形状で左右両側に中
央側の一部で連結するように開口し、その中央連結部の
上下に低速用吸気通路13,14の開口部13a,14aが、該高速
側開口部の形状に沿って中心側に拡がり外側は矩形状に
形成されている。

また、第５図のように、上記フランジ部18の近傍にお
いて、前記集合部19に連通開口するように、ブローバイ
ガスを導入するブローバイガス導入口20が形成されると
共に、反対側にはスロットル弁22a,22bをバイパスして
アイドル時のエア量を調整するためのバイパスエアを導
入するバイパスエア導入口25がそれぞれ形成され、これ
らの導入位置に対して開口部が対称位置となって各気筒
に均等導入が図れる。

また、前記集合部19のすぐ下流において、フロント側
およびリヤ側高速用吸気通路11,12には、それぞれこれ
らを開閉するフロント側およびリヤ側セカンダリバルブ
21a,21bが設けられ、両セカンダリバブル21a,21bは１つ
のアクチュエータ24によって運転状態に応じて開閉作動
される。

一方、フロント側の奇数気筒の独立吸気通路9aの上流
側端部はフロント側高速用吸気通路11のフロント側側面
に接続され、これらの独立吸気通路9aはここからフロン
ト方向に緩やかに下降しながら略直線的に伸長した後、
略鉛直下向きとなるように湾曲し、フロント側バンク1A
の対応する気筒のシリンダヘッド3aに接続されている。
また、リヤ側の偶数気筒の独立吸気通路9bの上流側端部
はリヤ側高速用吸気通路12のフロント側側面に接続さ
れ、このリヤ側独立吸気通路9bはここからフロント方向
に略直線的に前記フロント側独立吸気通路9aの下方に重
なるように伸長し、下流部では略下向きに湾曲して伸長
し、リヤ側バンク1Bの対応する気筒のシリンダヘッド3b
に接続されている。

以下、吸気装置の各部の構成についてさらに詳しく説
明する。

スロットルボディ６を含む共通吸気通路８の下流側部
分は隔壁23によってフロント側通路8aとリヤ側通路8bと
に分岐され、スロットルボディ６には、フロント側通路
8aの吸気の絞り量を調節するフロント側スロットル弁22
aと、リヤ側通路8bの吸気の絞り量を調節するリヤ側ス
ロットル弁22bとが設けられている。これらのフロント
側およびリヤ側スロットル弁22a,22bは、それぞれスロ
ットルボディ６内において弁軸に取り付けられ、アクセ
ルペダルの踏み込みに応じて、非線形な開度特性をもっ
たリンク機構を介して一体的に開閉されるようになって
いる。

そして、スロットルボディ６が接続される吸気集合部
5aのフランジ部18内には、フロント側通路8aとリヤ側通
路8bとが再び集合される集合部19が形成されている。そ
して、集合部19のすぐ下流で吸気系統は、前述のよう
に、フロント側およびリヤ側高速用吸気通路11,12とフ
ロント側およびリヤ側低速用吸気通路13,14とに分岐し
ている。なお、フロント側およびリヤ側高速用吸気通路
11,12の通路断面積は、高速時に多量の空気を供給しう
るよう、フロント側およびリヤ側低速用吸気通路13,14
の通路断面積に比して十分大きく設定する。

また、前記フランジ部18の集合部19に対し各吸気通路
11〜14の各開口部11a〜14aが開口し、フロント側の高速
用および低速用吸気通路11,13は開口部11a,13aから少し
上方およびフロント側に湾曲し、気筒列方向に並んで前
後に沿って配設され、第５図のようにフロント側低速用
吸気通路13の下流側端部がフロント側接続開口部26でフ
ロント側高速用吸気通路11に側方から接続される。一
方、リヤ側の高速用および低速用吸気通路12,14は開口
部12a,14aから少し下方およびリヤ側に湾曲し、気筒列
方向に並んで上下に沿って配設され、リヤ側低速用吸気
通路14の下流側端部がリヤ側接続開口部27でリヤ側高速
用吸気通路12に下側から接続されている。

そして、フロント側高速用吸気通路11のフロント側側
面には、フロント側バンク1Aに属する第1,3,5気筒の独
立吸気通路9aが接続され、一方リヤ側高速用吸気通路12
のフロント側側面にはリヤ側バンク1Bに属する第2,4,6
気筒の独立吸気通路9bが接続されている。なお、第４図
に示すように、フロント側高速用吸気通路11とリヤ側高
速用吸気通路12との位置関係と、各独立吸気通路9a,9b
の長手方向の形状は、フロント側バンク1Aの独立吸気通
路9aとリヤ側バンク1Bの独立吸気通路9bとが同じ吸気経
路長となるように設定されている。

上記のように第1,2気筒と対応する位置から下流側で
は、フロント側高速用吸気通路11とリヤ側高速用吸気通
路12とが互いに平行に伸長し、この平行部分ではフロン
ト側高速用吸気通路11はリヤ側高速用吸気通路12よりも
やや高い位置に配置されている。また、上記平行部分で
は、フロント側低速用吸気通路13はフロント側高速用吸
気通路11の平面状のリヤ側側壁を共有して一体的に形成
され、このリヤ側側壁が開口した接続開口部26で両者が
連通している。一方、リヤ側低速用吸気通路14はリヤ側
高速用吸気通路12の平面状の下壁を共有して一体的に形
成され、この下壁が開口した接続開口部27で両者が連通
している。

また、前記平行部分においては、フロント側およびリ
ヤ側低速用吸気通路13,14の通路断面積は、フロント側
およびリヤ側高速用吸気通路11,12の通路断面積よりか
なり小さく設定されている。これによって、圧力波の伝
播に関して両低速用吸気通路13,14の実質的吸気経路長
が高速用吸気通路11,12の実質的吸気経路長よりも長く
なる。なお、フロント側高速用吸気通路11の断面の形状
は、吸気系統の高さを押さえるため、幅方向の長さより
上下方向の長さが小さく設定されている。さらに、フロ
ント側高速用吸気通路11は、これと交差するようにリヤ
側から延びる偶数気筒の各独立吸気通路9bの上壁を共有
して一体的に形成され、吸気系統の構成がコンパクトに
なり、剛性が高められている。

一方、フロント側高速用吸気通路11の下流側端部と、
リヤ側高速用吸気通路12の下流側端部とは、吸気集合部
5aの端面に固着された連通カバー28内に形成された連通
路15によって接続されている。すなわち、吸気集合部5a
の端部は両高速用吸気通路11,12の長手方向と直交する
垂直面に形成され、この垂直面にフロント側高速用吸気
通路11とフロント側低速用吸気通路13との接続開口部26
の開口に連続してフロント側連通開口部29が開口される
と共に、リヤ側高速用吸気通路12とリヤ側低速用吸気通
路14との接続開口部27の開口に連続してリヤ側連通開口
部30が開口され、連通カバー28の内側面に両開口29,30
を連通する連通路15が凹状に形成されている。

また、上記連通カバー28を吸気集合部5aに固着する際
に両者間に介装されるガスケット31は、第５図のように
連通カバー28の内面側にバキュームチャンバー32を構成
するようにカップ状に形成され、その開口側が前記連通
路15となっている。この連通カバー28内のバキュームチ
ャンバー32には第１図のように負圧導入通路33の一端が
接続され、この負圧導入通路33の他端はチェックバルブ
34を介して第５気筒に対する前記独立吸気通路9aに接続
されてその負圧を導入する。

上記連通路15を開閉する連通開閉弁16は、前記高速用
吸気通路11,12を開閉するフロント側およびリヤ側セカ
ンダリバルブ21a,21bと共に、共鳴効果を利用すべきエ
ンジン回転域において、回転数が所定値以下のときに閉
じられ、回転数の上昇に対して第１の設定値で連通開閉
弁16が先に開き、第２の設定値でセカンダリバルブ21a,
21bが開くように設定され、高速領域で慣性効果を利用
するようになっている。

また、排気ガスを還流するEGR通路37は、前記両バン
ク1A,1Bの各気筒の独立吸気通路9a,9bに対してそれぞれ
接続されて構成されている。マニホールド５の下流端の
接続フランジ5cにEGR流入口37a（第３図参照）が形成さ
れて、リヤ側のシリンダヘッド3bから排気ガスが導入さ
れる。これから第２気筒に対する独立吸気通路9bの側方
を上方に延び、第１気筒に対する独立吸気通路9aの近傍
においてこの独立吸気通路9aに沿ってバンク中間部に延
びる流入通路37gが形成され、バンク中間部でバルブ取
付部37bに開口し、この部分に取り付けられたEGR制御弁
38に接続される。該EGR制御弁38によって調量された排
気ガスはこの一側部から、フロント側独立吸気通路9aと
リヤ側独立吸気通路9bとが上下に重なって配設されてい
る部分の気筒配列方向に沿って設けられ、他側部の第６
気筒に対する独立吸気通路9bの部分に延びる分配通路37
cに連通される。

そして、両側のバンク1A,1Bの各気筒に対する独立吸
気通路9a,9bがそれぞれ上下に配設された前記部分で、
第４図のように前記分配通路37cから若干リヤ側に延び
る枝通路37dが形成され、この枝通路37dの先端部分に斜
めに、上方の奇数気筒に対する独立吸気通路9aと下方の
偶数気筒に対する独立吸気通路9bとに連通する導入通路
37eが形成され、この導入通路37eによって各気筒の独立
吸気通路9a,9bに排気ガスの還流を行うように構成され
ている。

上記導入通路37eは、ドリル加工によって形成される
ものであり、リヤ側独立吸気通路9bの下流端開口から斜
め上方にこの独立吸気通路9bの壁面を貫通し、前記分配
通路37cから延長された枝通路37dに連通し、さらに斜め
上方のフロント側独立吸気通路9aの壁面を貫通してこの
吸気通路9aに開口するように形成されている。

なお、前記吸気マニホールド５の接続フランジ5cに
は、各気筒に燃料を噴射供給するインジェクタ39（第２
図参照）を装着する取付孔5dが形成されている。

次に、前記セカンダリバルブ21a,21bと連通開閉弁16
の作動を説明すれば、低速域ではセカンダリバルブ21a,
21bおよび連通開閉弁16の両者が閉状態にあり、低速用
吸気通路13,14を通った吸気は高速用吸気通路11,12に一
旦流入し、ここで分散したうえで、各独立吸気通路9a,9
bから対応する気筒に供給される。つまり、高速用吸気
通路11,12は低速時に一種のサージタンクとして機能す
る。その際には、各気筒から独立吸気通路9a,9bを上流
側に伝播する圧力波は、高速用吸気通路11,12から低速
用吸気通路13,14を通ってフランジ部18の集合部19から
他方の低速用吸気通路14,13に伝わり、この低速用吸気
通路14,13からその高速用吸気通路12,11および独立吸気
通路9b,9aを経て反対側の気筒に作用し、この長い吸気
経路により比較的低回転領域の同調回転数の共鳴作用で
過給効果を得るものである。

また、中速域では連通開閉弁16が開き、各気筒から独
立吸気通路9a,9bを上流側に伝播する圧力波は、高速用
吸気通路11,12から連通路15を通って他方の高速用吸気
通路12,11に伝わり、この高速用吸気通路12,11から独立
吸気通路9b,9aを経て反対側の気筒に作用し、この短く
なった吸気経路により中回転領域の同調回転数の共鳴作
用で過給効果を得るものである。

一方、高速域ではセカンダリバルブ21a,21bが連通開
閉弁16と共に開かれ、吸気はフランジ部18から両低速用
吸気通路13,14に加えて両高速用吸気通路11,12からも導
入され、各気筒の独立吸気通路9a,9bによって各気筒に
吸入される。その際には、各高速用吸気通路11,12およ
び低速用吸気通路13,14はそれぞれ連通して１つの容積
室を構成し慣性過給の圧力反転部として作用する。すな
わち、各気筒から独立吸気通路9a,9bを上流側に伝播す
る圧力波は、前記容積部分で正圧波に反射され、自気筒
の独立吸気通路9a,9bを下流側に伝播し、さらに短くな
った吸気経路により高回転領域の同調回転数の慣性作用
で過給効果を得るものである。

上記のような実施例によれば、一方のバンク1B上に配
設した吸気マニホールド５の吸気集合部5aから、両バン
ク1A,1Bの各気筒に延びる独立吸気通路9a,9bの一部を上
下に重ねて配設し、この部分に気筒列方向に沿ってEGR
通路37の分配通路37cを配置し、さらに、リヤ側独立吸
気通路9bの下流端開口からのドリル加工によって上下の
独立吸気通路9a,9bに対して導入通路37eを形成し、各気
筒への各独立吸気通路9a,9bにそれぞれEGR通路37の下流
端を簡易に構造および加工作業によって接続開口するこ
とができ、個々の独立吸気通路9a,9bへの排気ガスの導
入によって集合部分への導入に対して分配性が均等とな
り、各気筒での燃焼性の差異が少なく良好な運転性能を
得ることができる。

一方、セカンダリバルブ21a,21bと連通開閉弁16の運
転状態に応じた開閉作動によって、広い回転域にわたっ
て共鳴効果と慣性効果とによる吸気の動的効果を効果的
に利用して充填効率を高めつつ、Ｖ型エンジンＥの吸気
装置の本体部分を一方のバンク側に配置して低ボンネッ
ト車両のエンジンルームに対してコンパクトに設置でき
るものである。このとき、フロント側低速用吸気通路13
はフロント側高速用吸気通路11の側方に配置され、リヤ
側低速用吸気通路14はリヤ側高速用吸気通路12の下側に
接続されたことにより、各独立吸気通路9a,9bの湾曲形
状が緩やかで、吸気の流れにおける通路抵抗が低減する
ようにしている。

（考案の効果） 上記のような本考案によれば、基本的にエンジンを車
両の前後方向に対して横置きし、後方のバンク上に各気
筒の吸気集合部を配設してコンパクトな吸気構造を得る
と共に、この吸気集合部へ延びる各気筒からの独立吸気
通路をバンク毎で上下方向に重なって配設したことで、
ボンネットの形状に対応した吸気装置の配設が行えて低
ボンネット化が図れる。また、上下に重なった独立吸気
通路間にEGR通路の分配通路を配設し、この分配通路か
ら導入通路を上下の独立吸気通路へ連通形成するように
したことにより、各気筒に対する独立吸気通路にそれぞ
れ排気ガスを導入するEGR通路を簡易に構成することが
でき、コンパクトな形状で各気筒に対して均等に排気ガ
スを分配供給することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるＶ型６気筒エンジン
の吸気装置の概略平面図、 第２図は同要部正面図、 第３図は吸気マニホールドの正面図、 第４図は第１図のIV−IV線に沿う吸気マニホールドの断
面図、 第５図は吸気マニホールドの要部断面平面図、 第６図は第３図のVI−VI線に沿う吸気マニホールドの要
部断面図である。 Ｅ……エンジン、１……エンジン本体、3a,3b……シリ
ンダヘッド、４……吸気装置、５……吸気マニホール
ド、5a……吸気集合部、６……スロットルボディ、9a,9
b……独立吸気通路、11,12……高速用吸気通路、13,14
……低速用吸気通路、37……EGR通路、37a……流入口、
37c……分配通路、37d……枝通路、37e……導入通路、3
8……EGR制御弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 外園 和昭 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−90973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−91621（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−167465（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前後方向に対して横置き搭載され、
   後方のバンク上に各気筒の吸気集合部が位置し、該吸気
   集合部へ延びる各気筒からの独立吸気通路がバンク毎で
   上下方向に重なって配設されてなるＶ型エンジンであっ
   て、排気ガスの一部を吸気系に還流するEGR通路の各気
   筒への分配通路を、前記上下に位置した独立吸気通路間
   に配設し、該分配通路から各独立吸気通路へ連通する導
   入通路を形成したことを特徴とするＶ型エンジンのEGR
   装置。