JP3799973B2 - エンジンの吸気構造 - Google Patents
エンジンの吸気構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3799973B2 JP3799973B2 JP2000213700A JP2000213700A JP3799973B2 JP 3799973 B2 JP3799973 B2 JP 3799973B2 JP 2000213700 A JP2000213700 A JP 2000213700A JP 2000213700 A JP2000213700 A JP 2000213700A JP 3799973 B2 JP3799973 B2 JP 3799973B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- egr
- exhaust
- branch
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のバンクを有するエンジンの吸気構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4に従来のV型8気筒エンジンに使用されている吸気構造の例を示す。従来、図4に示すように、V型エンジン等、一対のバンク20、21を有するエンジン18の吸気通路23は、上流端が図示しないエアークリーナに接続されると共に、同エアークリーナよりも下流側に形成された分岐部25で一対の分岐吸気管27、29に分かれて前記両バンク20、21の吸気側31、33にそれぞれ接続されている。また、エンジン18の両バンク20、21の排気側35、37には、エンジン18の燃焼時に発生した排気ガスを排出すべく、排気通路39、41がそれぞれ配設されている。さらに該排気通路39、41と上述の吸気通路23との間には、排気ガス還流通路(以下、EGR通路)45、46が形成され、排気通路39、41を介して大気中に排出される排気ガスの一部を吸気通路23側に還流させている。
【0003】
即ち、エンジン18の両バンク排気側35、37に配設された排気管39、41にはEGRガス取出口47、49が開口され、EGR通路45、46の一端が連通されていると共に、同EGR通路45、46の他端の開口51、52は吸気通路23に連通されている。
【0004】
このため、排気通路39、41からEGRガス取出口47、49を介して取出されたEGRガスは、EGRガス開口部51、52付近で吸気通路23上流側から吸入される新気と混流して、エンジン18吸気時にエンジン18の燃焼室に取り入れられる。この結果、エンジン18の燃焼を緩慢にして燃焼温度を低下させ、燃焼温度の高温域で多量に生成される窒素酸化物(NOx)の発生を抑制している。
【0005】
しかし、上記従来例に記載された吸気構造では、EGRガス開口部51、52が吸気通路23に形成された分岐部25よりも上流側に設けられているため、吸気通路23中にEGRガスが流入して新気と混流した後に、上記分岐部25で一対の分岐吸気管27、29に分かれることになる。従って、吸気通路23の形状等の影響により、EGRガスと新気とが混流した吸気ガスの流れが乱れると、下流に形成された分岐部25では一対のバンク20、21に接続する両分岐吸気管27、29に吸気ガスが均等に分配されずに、両バンク20、21の燃焼室に流入するEGRガスと新気との割合(以下、EGR率)に偏りが生じる可能性がある。
【0006】
その結果、気筒に流入する吸入ガスのEGR率が最も高い気筒と、吸入ガスのEGR率が最も低い気筒との差(以下、EGR率気筒間差)が大きくなり、EGR率が高い気筒では十分な燃焼がなされず煤が発生する一方で、EGR率が低い気筒では燃焼温度が高くなり、NOxの発生が相対的に多くなる可能性があるといった問題があった。
【0007】
このような問題点を解決するために、図5に示すようにEGRガス開口部53、55を、吸気通路23に形成された分岐部25よりも下流側とし、分岐に伴うバンク20、21間でのEGR率の偏りを抑制することが考えられるが、その場合でも、片バンク不等間隔着火の影響から吸気圧力及び排気圧力の周期、振幅のばらつきが大きくなり、EGR率の気筒間差を十分に低減することは難しい。
【0008】
即ち、図6に示すように、例えばバンク角が90゜のV8エンジンでは、第1バンク20の気筒を1、3、5、7番気筒とし、第2バンク21の気筒を2、4、6、8番気筒と番号を付与した場合、一般的には1→2→7→3→4→5→6→8番気筒の順番で着火が行われる。このとき、第2バンク21のみで見れば、2→4→6→8の順番で着火が行われるが、その着火間隔は、クランク角度にして2番気筒と4番気筒との間で270゜、4番気筒と6番気筒との間で180゜、6番気筒と8番気筒との間で90゜、8番気筒と2番気筒との間で180゜となり、不等間隔着火となる。その結果、第2バンク21に接続される吸気分岐管29の位置Xに発生する吸気圧力及び、第2バンク21の排気通路41に連通されるEGR通路46の位置Yにおける排気圧力は、周期、振幅共にばらつくため、排気圧力が高く且つ吸気圧力が低い時に吸入行程の気筒ではEGR率が高く、排気圧力が低く且つ吸気圧力が高い時に吸入行程の気筒ではEGR率が低い等、上記吸気及び排気の圧力変動の影響によりEGR率気筒間差が大きくなる惧れがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、一対のバンクを有するエンジンにおいて、比較的簡単な構成でEGR率の気筒間差を低減させることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明では、一対のバンクを有するエンジンと上記各バンクの吸気側に配設された一対の吸気マニホルドと、上流端にエアクリーナが配設される吸気通路の集合部から下流端が分岐されて上記一対の吸気マニホルドに連通された一対の分岐吸気通路と、上記各バンクの排気側に配設された一対の排気マニホルドと、同排気マニホルドに連通されると共に独立して形成された一対の分岐排気通路と、上記各分岐排気通路のEGR取出口と連通しEGRガスを吸気に還流する排気還流通路と、上記排気還流通路に設けられ、吸気に還流するEGRガス量を調整するEGR弁と、上記EGR弁よりも下流側の上記排気還流通路に設けられ、所定の容積を有して上記各分岐排気通路から取出したEGRガスを一旦合流させる合流部が形成されると共に上記吸気通路の直下である上記一対のバンクの谷間に配設されるEGR室と、上記EGR室と上記各分岐吸気通路のEGR開口部とを連通する排気還流分岐通路と、上記分岐吸気通路のEGR開口部よりも下流側に位置して両分岐吸気通路を互いに連通させる連通管を備えたため、吸気通路の分岐に伴うEGR率のバンク間での偏りは少ないし、上記合流部を形成するEGR室及び連通管により片バンク不等間隔着火の影響による排気圧力及び吸気圧力の周期、振幅のばらつきは抑制されると共に、EGR室が吸気通路の直下であるバンクの谷間に配設されているので、エンジン上方の高さを抑えることができ、省スペース化が図られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0012】
本実施形態例のエンジンは、図1に示すように、シリンダ列で構成された第1バンク120及び第2バンク122を有するV型8気筒で、バンク角度は90゜に設定されている。エンジン118の吸気通路124は、上流端126がエアクリーナ128に接続されると共に、エアクリーナ128より下流側の分岐部130において一対の分岐吸気管132、134に分かれ、同第1分岐吸気管132及び第2分岐吸気管134がそれぞれ第1バンク120及び第2バンク122の吸気側に配設された一対の吸気マニホルド136、137に接続されている。エンジン118の一対のバンク120、122それぞれの排気側には一対の排気マニホルド140、142が配設され、それぞれ排気通路144、146に接続されている。そして、排気マニホルド140、142と排気通路144、146は各バンク毎に独立した分岐排気通路を形成している。また、該排気通路144、146と上記吸気通路124との間には、排気管流通路(以下、EGR通路)150、151が形成されている。
【0013】
詳しくは、第1バンク120の各気筒から延びる排気管が集合して一体となった排気通路144に、第1EGRガス取出口152が開口すると共に、第2バンク122の各気筒から延びる排気管が集合して一体となった排気通路146に、第2EGRガス取出口154が開口している。そして、第1EGRガス取出口152に連通されたEGR通路150には第1EGRバルブ156が設けられ、第1バンク120から取出するEGRガスの量を調節していると共に、第2EGRガス取出口154に延設されたEGR通路151下流には第2EGRバルブ158が設けられ、第2バンク122から取出するEGRガスの量を調節している。両EGR通路150、151に配設された第1EGRバルブ156及び第2EGRバルブ158の下流側は、所定の容積を有するEGR室160に接続され、第1バンク120及び第2バンク122から取出したEGRガスを一旦合流させる合流部を形成している。
【0014】
また、上記EGR室160は吸気通路124の直下に配置され、吸気通路124の分岐部130よりも下流側の第1分岐吸気管132及び第2分岐吸気管134には、EGR開口部162、164がそれぞれ形成されている。
【0015】
そして、分岐吸気管132、134の該EGR開口部162、164よりもさらに下流側で、両バンク120、122の吸気マニホルド136、137との接続部付近には、一対の第1分岐吸気管132及び第2分岐吸気管134を連通させる連通管170が開口している。尚、本実施形態例では、上記連通管170は吸気通路124と一体的に設けられ、連通管170の断面積は第1分岐吸気管132及び第2分岐吸気管134と略等しく設定されている。
【0016】
かかる構成とした本発明の実施形態例では、エンジン118の燃焼に伴い両バンク120、122から排出された排気ガスは、各排気マニホルド140、142及び排気通路144、146を介して大気中に放出されると共に、その一部は、排気通路144、146にそれぞれ形成された第1EGRガス取出口152及び第2EGRガス取出口154を介してEGR通路150、151内に取り込まれる。そして、第1EGRガス取出口152からEGR通路150内に取り込まれたEGRガスは、上記第1EGRバルブ156を介してEGR室160に流入すると共に、第2EGRガス取出口154からEGR通路151内に取り込まれたEGRガスは、上記第2EGRバルブ158を介してEGR室160に流入する。これにより、第1バンク120の排気通路144から取出したEGRガスと、第2バンク122の排気通路146から取出したEGRガスとが、EGR室160で一旦合流する。
【0017】
このように、第1バンク120及び第2バンク122により生成された排気ガスをEGR室160で一旦合流させた後、吸気通路124に還流させる構成としたため、排気圧力の周期、振幅のばらつきが抑制される。即ち、前述したように、エンジン118の各気筒に1から8までの番号を付与したとき、例えば第2バンク122では、クランク角にして2番気筒と4番気筒との間で270゜、4番気筒と6番気筒との間で180゜、6番気筒と8番気筒との間で90゜、8番気筒と2番気筒との間で180゜の間隔となり、不等間隔で着火が進行する。このため、第2バンク122の着火間隔のみの影響を受けるEGR通路151内の位置bでは、排気圧力の周期、振幅のばらつきが大きくなる。
【0018】
しかし、第1バンク120及び第2バンク122から排出された排気ガスをEGR室160で合流させると、EGR室160では両バンク120、122の着火間隔が影響する。そこで、第1バンク120及び第2バンク122を合わせたエンジン118全体で考えると、1→2→7→3→4→5→6→8→1の順番で、クランク角にして90゜の等間隔で着火が進行していく。従って、図2に示すように、EGR室160内の位置cでの排気圧力は、クランク角にして90゜の略等間隔にピークが現れ、振幅も小さくなる。
【0019】
上記のようにして排気圧力の周期、振幅のばらつきが抑制されたEGRガスは、吸気通路124の一対の分岐吸気管132、134にそれぞれ形成されたEGR開口部162、164から吸気側136、137に還流される。このとき、吸気通路124内の分岐部130よりも下流側の分岐吸気管132、134にEGR開口部162、164を設けたため、吸気通路124の分岐に伴うEGR率のバンク間での偏りは少ない。
【0020】
そして、上記EGR開口部162、164から還流されたEGRガスは、吸気通路124の上流側からの新気と混流して第1バンク120及び第2バンク122の吸気側136、137に取り入れられる。このとき、前述したように、一対の分岐吸気管132、134同士を連通する連通管170が、EGR開口部162、164よりも下流側に開口しているため、前述した排気圧力の周期、振幅のばらつきを抑制する方法と同一のメカニズムにより、吸気圧力の周期、振幅のばらつきも抑制される。
【0021】
即ち、第1バンク120又は第2バンク122のみの着火間隔の影響を受ける場合は、前述したように、片バンク不等間隔着火の影響から吸気圧力の周期、振幅のばらつきは大きくなるが、上記連通管170を設けると、例えば第2分岐吸気管134内の位置dでは、両バンク120、122の着火間隔の影響を受けることになる。従って、図2に示すように、位置dではクランク角にして90゜の略等間隔に吸気圧力のピークが現れ、振幅も小さくなる。
【0022】
さらに、第1バンク120の気筒が吸気行程であるときは、第1分岐吸気管132から、新気とEGRガスとが混流した吸気ガスが第1バンク120に流入すると共に、第2分岐吸気管134からも連通管170を介して吸気ガスが第1バンク120に流入する。また、第2バンク122の気筒が吸気行程であるときは、第2分岐吸気管134から新気とEGRガスとが混流した吸気ガスが第2バンク122に流入すると共に、第1分岐吸気管132からも連通管170を介して吸気ガスが第2バンク122に流入する。このため、吸気上流側からの新気と、分岐吸気管132、134に形成されたEGR開口部162、164から還流するEGRガスとの混流する領域が、該連通管170の容積の分だけ実質的に拡張することになり、新気とEGRガスは良く混流されて、EGR率の偏りは少なくなる。
【0023】
上述したように、排気圧力及び吸気圧力の周期、振幅のばらつきが抑制されたり、EGR率の偏りが少なくなると、図3に示すように、従来構造に比べて位置dでのEGR率の変動は小さくなり、各気筒の吸気タイミングに係わらず、吸入される吸気ガスは略一定のEGR率を有することになる。このため、吸気ガスのEGR率が最も高い気筒と、吸気ガスのEGR率が最も低い気筒との差であるEGR率気筒間差が小さくなる。従って、吸気ガスのEGR率が最も高くなる気筒において、EGR率の多過により煤が発生しない程度に、還流させるEGRガスの量を増加させれば、気筒全体としてEGR率は高くなり燃焼温度の高温化は防止されるため、NOxの発生は抑制される。
【0024】
尚、本実施形態例では、一対の分岐吸気管132、134を連通させる連通管170は、吸気通路124と一体化させる構成としたが、これに限定されるものではなく、別体として分岐吸気管に溶接する構成としたり、ボルトで固定する構成としても良い。
【0025】
また、該連通管170の断面積は、吸気通路124と略同一としたが、これに限定されるものではなく、吸気圧力の周期、振幅のばらつきを抑制することができる程度に設定すれば良いものである。
【0026】
【発明の効果】
以上、実施形態と共に詳細に説明したように、本発明のエンジンの吸気構造では、一対のバンクを有するエンジンと上記各バンクの吸気側に配設された一対の吸気マニホルドと、上流端にエアクリーナが配設される吸気通路の集合部から下流端が分岐されて上記一対の吸気マニホルドに連通された一対の分岐吸気通路と、上記各バンクの排気側に配設された一対の排気マニホルドと、同排気マニホルドに連通されると共に独立して形成された一対の分岐排気通路と、上記各分岐排気通路のEGR取出口と連通しEGRガスを吸気に還流する排気還流通路と、上記排気還流通路に設けられ、吸気に還流するEGRガス量を調整するEGR弁と、上記EGR弁よりも下流側の上記排気還流通路に設けられ、所定の容積を有して上記各分岐排気通路から取出したEGRガスを一旦合流させる合流部が形成されると共に上記吸気通路の直下である上記一対のバンクの谷間に配設されるEGR室と、上記EGR室と上記各分岐吸気通路のEGR開口部とを連通する排気還流分岐通路と、上記分岐吸気通路のEGR開口部よりも下流側に位置して両分岐吸気通路を互いに連通させる連通管を備えたため、吸気通路の分岐に伴うEGR率のバンク間での偏りはないし、上記合流部を形成するEGR室及び連通管により片バンク不等間隔着火の影響による排気圧力及び吸気圧力の周期、振幅のばらつきは抑制され、EGR率の気筒間差は低減されると共に、EGR室が吸気通路の直下であるバンクの谷間に配設されているので、エンジン上方の高さを抑えることができ、省スペース化が図られる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例に係るエンジンの吸気構造の全体図である。
【図2】本発明の実施形態例に係るクランク角度と排気圧力及び吸気圧力との特性図である。
【図3】本発明の実施形態例に係るクランク角度とEGR率との特性図である。
【図4】従来のエンジンの吸気構造の全体図である。
【図5】従来のエンジンの吸気構造の全体図である。
【図6】V8エンジンにおける着火順序を示す図である。
【符号の説明】
118 エンジン
120 第1バンク
122 第2バンク
124 吸気通路
130 分岐部
132 第1分岐吸気管
134 第2分岐吸気管
150 EGR通路
160 EGR室
162 第1EGR開口部
164 第2EGR開口部
170 連通管
Claims (1)
- 一対のバンクを有するエンジンと上記各バンクの吸気側に配設された一対の吸気マニホルドと、上流端にエアクリーナが配設される吸気通路の集合部から下流端が分岐されて上記一対の吸気マニホルドに連通された一対の分岐吸気通路と、上記各バンクの排気側に配設された一対の排気マニホルドと、同排気マニホルドに連通されると共に独立して形成された一対の分岐排気通路と、上記各分岐排気通路のEGR取出口と連通しEGRガスを吸気に還流する排気還流通路と、上記排気還流通路に設けられ、吸気に還流するEGRガス量を調整するEGR弁と、上記EGR弁よりも下流側の上記排気還流通路に設けられ、所定の容積を有して上記各分岐排気通路から取出したEGRガスを一旦合流させる合流部が形成されると共に上記吸気通路の直下である上記一対のバンクの谷間に配設されるEGR室と、上記EGR室と上記各分岐吸気通路のEGR開口部とを連通する排気還流分岐通路と、上記分岐吸気通路のEGR開口部よりも下流側に位置して両分岐吸気通路を互いに連通させる連通管を備えたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000213700A JP3799973B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | エンジンの吸気構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000213700A JP3799973B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | エンジンの吸気構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002030993A JP2002030993A (ja) | 2002-01-31 |
JP3799973B2 true JP3799973B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=18709410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000213700A Expired - Fee Related JP3799973B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | エンジンの吸気構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3799973B2 (ja) |
-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000213700A patent/JP3799973B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002030993A (ja) | 2002-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4615324A (en) | Exhaust gas recirculation system for a V-type engine | |
JPS62162723A (ja) | 多気筒エンジンの吸気装置 | |
US7296563B2 (en) | Internal combustion engine intake device | |
JPH08319900A (ja) | エンジンの排気ガス再循環装置 | |
JP3799973B2 (ja) | エンジンの吸気構造 | |
JP3937612B2 (ja) | 多気筒エンジンのegr装置 | |
JPH0523823Y2 (ja) | ||
JP4244082B2 (ja) | 吸気マニホールド構造 | |
JP2007270721A (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
JPH10252486A (ja) | 内燃機関の吸排気装置 | |
EP1081351B1 (en) | Air intake system for internal combustion engine | |
JPS6155355A (ja) | 多気筒エンジンの排気ガス還流装置 | |
US6622687B2 (en) | Intake apparatus of multi-cylinder internal combustion engine | |
JPH0742422U (ja) | 排気ガス再循環装置 | |
JP3724307B2 (ja) | V型エンジンの吸気管構造 | |
JPH10252577A (ja) | 内燃機関のegr分配装置 | |
US10815940B2 (en) | Intake manifold with integrated mixer | |
JP3143687B2 (ja) | 多気筒エンジンの吸気マニホールド | |
JPH06235357A (ja) | エンジンの吸気装置 | |
JPH0329572Y2 (ja) | ||
JPH0673325U (ja) | 内燃機関の排気マニホールド | |
JPH0619820Y2 (ja) | エンジンの排気ガス再循環装置 | |
JPH04269322A (ja) | 内燃機関の排気マニホールド | |
JP3799800B2 (ja) | エンジン | |
JP2019065808A (ja) | 内燃機関の吸気系構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050707 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050719 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060417 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |