JP3724307B2 - Ｖ型エンジンの吸気管構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等の車両に搭載されるＶ型エンジンの吸気管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
左右一対のバンクを有するＶ型エンジンの吸気管構造として、一方のバンクの各気筒に接続される第１の吸気マニホールドと、他方のバンクの各気筒に接続される第２の吸気マニホールドと、これら第１および第２の吸気マニホールドに接続される一対の分岐管部と、これら分岐管部に外気を供給する空気流入管部などを備えた吸気管構造が知られている。
【０００３】
この種の従来の吸気管構造において、排出ガス低減のためにＥＧＲ装置（Exhaust gas recirculation）を装備することが要望されている。Ｖ型エンジン用のＥＧＲ装置は、各バンクの排気マニホールドに接続されるＥＧＲパイプと、これらＥＧＲパイプに接続されるＥＧＲバルブなどを含んでいる。排気マニホールドからＥＧＲパイプを経てＥＧＲバルブに供給されてくるＥＧＲガスは、ＥＧＲバルブを介して前記分岐管部に供給され、新気に合流する。こうしたＥＧＲ装置を吸気管構造に装着するには、ＥＧＲバルブをはじめとするＥＧＲ装置の構成要素を適切な位置に配置する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本来、新気とＥＧＲガスの合流部は、両者の混合と均一化を促進させるために吸気の分岐部より十分な距離を有する上流側に設けることが望ましいが、実際には車両への搭載性の影響から、この距離を確保するのは困難であった。また、前記ＥＧＲバルブを取付けるためのスペースを確保するには、ＥＧＲ装置を含むエンジンの全高が制約されていることなどを考慮すると、ＥＧＲバルブを前記分岐管部の分岐点から近距離の上流側、すなわちエンジン本体から遠い側に取付けることが望まれる。
【０００５】
この場合、一方のＥＧＲバルブは、一方のバンクの排気マニホールドから送られるＥＧＲガスを一方の分岐管部に向かわせるような位置に配され、他方のＥＧＲバルブは、ＥＧＲガスを他方の分岐管部に向かわせるような位置に配される。しかし、このように各ＥＧＲバルブが各分岐管部の分岐点から近距離の上流側に存在すると、各分岐管部にＥＧＲガスを均等に分配することが困難で、左右バンクのＥＧＲガス濃度がばらつくという問題がある。
【０００６】
そこで、各ＥＧＲバルブにそれぞれ延長パイプを接続し、一方の延長パイプを一方の分岐管部に接続し、他方の延長パイプを他方の分岐管部に接続することにより、各分岐管部の分岐点の下流側にてＥＧＲガスを新気に合流させることも考えられる。しかしその場合も、例えばＶ８エンジン等においては、Ｖ型エンジン固有の片バンク不等間隔着火の影響によって、個々のエンジン回転数にてＥＧＲ分配率に気筒間差が生じてしまう。
【０００７】
なお、エンジンの吸気系には、低騒音化を図るために、所定の容積を有した合成樹脂製のレゾネータ（resonator）を付属させる場合があるが、前記ＥＧＲ装置を装備することによって吸気系の温度が高くなると、従来の合成樹脂製レゾネータを使用することができなくなる。
【０００８】
従ってこの発明の目的は、各バンクのＥＧＲ率を均等に近付けることができ、しかも所望容積のレゾネータを備えたＶ型エンジンの吸気管構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を果たすための本発明の吸気管構造は、請求項１に記載したように構成される。この発明において、空気流入管部を通じて導入されてくる外気は、各分岐管部において二方に分かれて各バンクの吸気マニホールドに送られ、各バンクの各気筒に供給されるとともに、レゾネータの共鳴作用によって、騒音低下などが図られる。このレゾネータは各分岐管部の間に形成されているため、吸気管周りのスペースを有効利用できるとともに、レゾネータに邪魔されることなくＥＧＲマニホールドを設けることができる。
【００１０】
各バンクの排気マニホールドからＥＧＲパイプやＥＧＲバルブ等の排気通路を介して供給されてくる高温のＥＧＲガスは、ＥＧＲマニホールドの内部で互いに合流したのち、ＥＧＲガス導出部から各分岐管部に供給され、新気と合流しつつ吸気マニホールドに送られる。
【００１１】
このように左右バンクからのＥＧＲガスを一時合流させることにより、片バンク不等間隔着火エンジンにおいても、ＥＧＲガスの圧力脈動を等間隔にでき、各気筒が吸入する空気の ＥＧＲ濃度を均一化することができる。また、ＥＧＲガス導出部をレゾネータの連通用開口よりも下流に配置したので、ＥＧＲガス中の煤がレゾネータ内に流入し堆積してしまうことを回避できる。
【００１２】
この発明において、好ましくは、前記空気流入管部と、各分岐管部と、レゾネータと、ＥＧＲマニホールドなどをアルミニウム合金等の金属によって一体に鋳造すれば、これらが全て一部品ですむ。しかも金属製のレゾネータは、ＥＧＲガスによる吸気系の温度上昇にも十分に耐える。この発明において、排気通路を構成するＥＧＲバルブは、分岐管部の分岐点よりも上流側、すなわちエンジン本体から遠い側に配置することができるため、ＥＧＲ装置を含むエンジンの全高を低くすることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すＶ型エンジン（例えばＶ８エンジン）１０は、一対のバンク１１，１２を有するエンジン本体１３と、各バンク１１，１２に空気を供給するための吸気構造を有する吸気系１４などを備えている。各バンク１１，１２は、一般的なＶ型エンジンと同様に、図示しない気筒列やピストンをはじめとして、動弁系を含むシリンダヘッドや排気マニホールドなどを有し、各気筒が所定順序で着火することにより、クランクシャフトを滑らかに回転させるようになっている。
【００１４】
吸気系１４は、各バンク１１，１２にそれぞれ設けた一対の吸気マニホールド２０，２１と、各吸気マニホールド２０，２１に空気を供給する吸気ユニット２２と、吸気ユニット２２にＥＧＲガスを供給するＥＧＲ装置２３などを備えている。ＥＧＲ装置２３は、ＥＧＲバルブ２４，２５と、これらＥＧＲバルブ２４，２５と各バンク１１，１２の排気マニホールドとをつなぐＥＧＲパイプ２６，２７などを含んでいる。
【００１５】
アルミニウム合金等の軽合金の鋳造品からなる吸気ユニット２２は、外気取入れ側に接続される開口３０を有した空気流入管部３１と、この空気流入管部３１から左右のバンク１１，１２を指向して分岐する一対の分岐管部３２，３３と、後述するレゾネータ４０と、ＥＧＲマニホールド５０などを一体に有している。空気流入管部３１には空気量調整弁３４が設けられている。分岐管部３２，３３の先端には、それぞれ吸気マニホールド２０，２１に接続するためのフランジ部３５，３６が形成されている。
【００１６】
図３等に示すように各分岐管部３２，３３の間にレゾネータ４０が形成されている。このレゾネータ４０は、分岐管部３２，３３の管壁の一部でもある内面壁４１，４２と、各分岐管部３２，３３をつなぐ上壁４３および下壁４４（図５に示す）と、外壁４５とによって囲まれ、所定の内容積を有している。このレゾネータ４０は、分岐管部３２，３３が実質的に分岐する部分（分岐股部４６）に、分岐管部３２，３３の内部空間に連通する連通用開口４７を有している。この連通用開口４７を介してレゾネータ４０の内部に吸気の圧力を伝播させ、レゾネータ４０の容積に応じた共鳴作用を行なわせることによって、吸気の増強と吸入騒音を低減させるようにしている。
【００１７】
図５〜図７に示すように、分岐管部３２，３３と空気流入管部３１の裏側に隣接してＥＧＲマニホールド５０が形成されている。図示例のＥＧＲマニホールド５０は、分岐管部３２，３３とレゾネータ４０などを構成する壁の一部でもある内面壁５１と、外周側に位置する外周壁５２などによって囲まれる袋状の空間である。
【００１８】
図２に示すように、ＥＧＲマニホールド５０の一方側（ＥＧＲガス導入側）にＥＧＲガス導入部５５，５６が形成されている。このＥＧＲガス導入部５５，５６は、各バンク１１，１２の排気通路の一例としてのＥＧＲバルブ２４，２５に接続されている。ＥＧＲマニホールド５０の他方側（ＥＧＲガス導出側）に、ＥＧＲガス導出部６０，６１が開口している。ＥＧＲガス導出部６０，６１は、いずれも、レゾネータ４０の連通用開口４７よりも下流位置において、各分岐管部３２，３３にそれぞれ接続されている。
【００１９】
この実施形態の吸気系１４において、空気流入管部３１から各分岐管部３２，３３に導入される外気は、吸気マニホールド２０，２１を経て、各バンク１１，１２の各気筒に配分される。そして所定容積のレゾネータ４０の共鳴作用によって、吸気の増強と吸気騒音の低下などが図られる。レゾネータ４０は各分岐管部３２，３３間に形成されているため、レゾネータ４０に邪魔されることなくＥＧＲマニホールド５０を配置することができるとともに、吸気管周りのスペースの有効利用が図られ、コンパクトな吸気管を構成することができる。
【００２０】
各バンク１１，１２の排気マニホールドからＥＧＲパイプ２６，２７とＥＧＲバルブ２４，２５等の排気通路を経て供給されてくる高温のＥＧＲガスは、ＥＧＲガス導入部５５，５６を通じてＥＧＲマニホールド５０に導入され、ＥＧＲマニホールド５０の内部で混合されたのち、ＥＧＲガス導出部６０，６１から各分岐管部３２，３３に送られ、各分岐管部３２，３３において新気と合流したのち吸気マニホールド２０，２１に供給される。
【００２１】
この実施形態の場合、各バンク１１，１２から供給されてくるＥＧＲガスを、ＥＧＲマニホールド５０内で一旦混合させたのちに、各分岐管部３２，３３に個別に分配させることになるため、各バンク１１，１２へのＥＧＲ率の気筒間差が減少する。
【００２２】
また、ＥＧＲガス導出部（新気との合流孔）６０，６１を各分岐管部３２，３３にそれぞれ個別に開口させているため、ＥＧＲ率の左右バンク差が低減する。そしてレゾネータ４０の連通用開口４７がＥＧＲガス導出部６０，６１の上流側に位置するため、レゾネータ４０の内部にＥＧＲガス中の煤が進入したり煤が堆積することも回避できる。
【００２３】
なお、この発明を実施するにあたって、空気流入管部や分岐管部をはじめとして、レゾネータ、ＥＧＲマニホールド、ＥＧＲガス導入部、ＥＧＲガス導出部、排気通路など、この発明の構成要素の形状、構造等の態様を、この発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施できることは言うまでもない。また、レゾネータとＥＧＲマニホールドを分岐管部とは別体に形成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、各バンクの排気マニホールドからＥＧＲバルブ等の排気通路を経て供給されてくるＥＧＲガスを、ＥＧＲマニホールド内で一旦混合させたのち、各分岐管部に個別に分配させるため、各バンクにおけるＥＧＲ率の気筒間差が減少する。このため、例えば９０°Ｖ８エンジンのような片バンク不等間隔着火のエンジンにおいても、排気パルスが等ピッチ化され、ＥＧＲ率の気筒間差が低減する。また、ＥＧＲガス導出部を各分岐管部にそれぞれ個別に開口させているため、ＥＧＲ率の左右バンク差が低減する。また、レゾネータの連通用開口がＥＧＲガス導出部の上流側に位置するため、レゾネータ内部にＥＧＲガス中の煤が進入することも回避できる。
【００２５】
このように請求項１に記載した発明によれば、ＥＧＲ装置を含む吸気系の全高が抑制され、車両への搭載性が確保された上で、左右バンクへのＥＧＲ分配率の均一化が図れ、レゾネータによる吸気音低減も可能となる。
請求項２に記載したように鋳造による一体構造を採用すれば、吸気系全体としての重量や部品点数および組付け工数が削減され、シール面も少なくてすむため信頼性が向上する。またレゾネータが金属製となるため、高温下でも問題なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の吸気構造を有するＶ型エンジンの要部の平面図。
【図２】 図１に示されたＶ型エンジンの吸気ユニットを示す平面図。
【図３】 図２に示された吸気ユニットの分岐管部の一部とレゾネータの断面図。
【図４】 図２に示された吸気ユニットのＥＧＲマニホールドの断面図。
【図５】 図２中のＦ５−Ｆ５線に沿う吸気ユニットの断面図。
【図６】 図２中のＦ６−Ｆ６線に沿う吸気ユニットの断面図。
【図７】 図２中のＦ７−Ｆ７線に沿う吸気ユニットの断面図。
【符号の説明】
１０…Ｖ型エンジン
１１，１２…バンク
２０，２１…吸気マニホールド
２４，２５…ＥＧＲバルブ（排気通路）
３１…空気流入管部
３２，３３…分岐管部
４０…レゾネータ
４７…連通用開口
５０…ＥＧＲマニホールド
５５，５６…ＥＧＲガス導入部
６０，６１…ＥＧＲガス導出部

Claims (2)

1. Ｖ型エンジンの吸気管構造であって、
   外気取入れ側に接続される開口を有した空気流入管部と、
   前記空気流入管部から左右のバンクを指向して分岐する一対の分岐管部と、
   前記各分岐管部の間に所定の容積を有して配設されると共に、各分岐管部の分岐股部に該分岐管部に連通する連通用開口を有したレゾネータと、
   前記分岐管部に隣接して設けられ、前記各バンクの各排気通路に接続されるＥＧＲガス導入部を有しかつ、前記レゾネータの前記連通用開口よりも下流位置において前記各分岐管部にそれぞれ接続されるＥＧＲガス導出部を有するＥＧＲマニホールドと、
   を具備したことを特徴とするＶ型エンジンの吸気管構造。
2. 前記空気流入管部と、前記各分岐管部と、前記レゾネータと、前記ＥＧＲマニホールドとが、互いに一体成形された鋳造品であることを特徴とする請求項１記載のＶ型エンジンの吸気管構造。

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