JP3807129B2 - 吸気マニホールド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エンジン等に適用される吸気マニホールドに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用ディーゼルエンジンにおいて、コンパクト化のため図4に示すようなレイアウトが考えられる。即ち、図5も参照して、このエンジン1ではエンジン本体2に吸気マニホールド3と排気マニホールド4とを取り付け、排気マニホールド4側にターボチャージャ5を設けると共に、吸気マニホールド3に直角折曲状のエルボ部6を設け、ターボチャージャ5のコンプレッサ7出口とエルボ部6とをコ字状の吸気管8で結び、吸気管8のコーナー内側で排気マニホールド4とエルボ部6とをコ字状のEGR管9で結んでいる。エルボ部6にはEGRガス入口を開閉するEGR弁10を設ける。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このレイアウトだと、図6に示すようにEGR管9を出た直後のEGRガスが渦を巻いてしまい、吸気と均等に混合せず、気筒間のEGR率のバラツキが出るという問題が生じる。これでは今後の排気ガス規制への対応も難しくなり、また、シリンダライナやピストンリングの摩耗バラツキが生じ、特にEGR率の高い気筒のダメージが大きく、オイル消費、圧縮圧力等、重要特性値に影響が及んでしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジン本体に装着される吸気マニホールドであって、上記エンジン本体に装着され、各気筒に吸気及びEGRガスを分配するために気筒列方向に沿って形成された分配部と、該分配部に接続され、該分配部から離間する方向に延出されて、吸気及びEGRガスが導入される集合部と、該集合部の側部に形成され、上記エンジン本体に吸気を導くための吸気管が接続される吸気入口と、上記集合部に形成され、上記エンジン本体にEGRガスを導くためのEGR管が接続されるEGRガス入口とを備え、上記EGRガス入口を、上記吸気入口よりも上記分配部に対して遠い位置に配置したものである。
【0005】
また、上記集合部が、上記分配部の長手方向の中央に接続されるのが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。本実施形態も図4に示したようなエンジンに適用される。
【0007】
図1は本実施形態に係る吸気マニホールドを示す。かかる吸気マニホールド12は集合部13と分配部14とを一体に備える。集合部13にはその直交方向から吸気管15とEGR管16とが接続される。吸気管15とEGR管16は互いに平行に配置され、集合部13に同一方向から、図示例では左側から接続する。ここでは吸気管15及びEGR管16が集合部13に直角に交差するが、交差角は任意であり直角に限るものではない。集合部13において、吸気管15の接続位置に吸気入口17が、EGR管16の接続位置にEGRガス入口18が、それぞれ形成されている。
【0008】
特に、ここでは集合部13において、分配部14から近い方に吸気入口17が設けられ、吸気入口17より遠い方にEGRガス室22が区画形成され、EGRガス室22にEGRガス入口18が開口される。吸気入口17とEGRガス入口18との配置関係は従来と逆である(図5参照)。
【0009】
分配部14は気筒列方向(図1の左右方向)に長く、その長手方向の中央位置に集合部13を接続させ、吸気及びEGRガスの分配を行う。
【0010】
EGRガス室22にはEGRガス入口18を開閉するためのEGR弁19が設けられ、これはEGRガス入口18の反対側に設けられた負圧アクチュエータ20で作動される。負圧アクチュエータ20は内部にダイヤフラムを備え、負圧に応じてダイヤフラムを作動させ、ロッド21を介してEGR弁19を開閉作動させるようになっている。
【0011】
かかる構成では、分配部14から見てEGRガス室22の手前側で、吸気の折曲流が生じる。即ち、吸気管15から送られてきた吸気が、吸気入口17から集合部13に流入した後、分配部14に向かって折曲し、分配部14に入って各気筒に分配される。この吸気流れによってEGRガス室22が負圧となり、この負圧に引っ張られてEGRガスがEGRガス入口18からEGRガス室22に均一に流入される。EGR管16よりEGRガス室22(集合部13)の方が通路面積が大きいので、EGRガスは流入と同時に膨張し減速され、いわゆる「なまされた」状態となる。
【0012】
図2に示すように、吸気の流入直後に吸気とEGRガスとの混合が行われる。このときボリュームの大きい集合部13内で、吸気の折曲前に混合が行われるため、吸気のEGRガス室22への一部流入も手伝って、混合が均等になる。よってこの混合ガスが分配部14で各気筒に分配されるため、気筒間のEGR率バラツキが抑制できる。そして今後の排気ガス規制への対応が容易となり、シリンダライナやピストンリングの摩耗バラツキも解消し、オイル消費大、出力不足、燃費大等の問題がなくなり、エンジン寿命も長期化できる。
【0013】
従来は、図5に示したように、集合部としてのエルボ部6の分配部11から近い方にEGRガス入口が、遠い方に吸気入口が設けられている。こうすると折曲後の吸気にEGRガスが混入することになる。しかし、吸気が折曲中にコーナー外側に寄り、実質通路面積が減少し、折曲後の吸気はコーナー外側に寄ったまま分配部11に入ると考えられる。従ってコーナー内側からEGRガスを流入させる従来の構成では、EGR弁が邪魔することも手伝って、EGRガスが吸気に入りきらず、流入直後渦を巻き、混合が良好にいかないものと考えられる。なお、この結果、EGRガス入口に近い気筒が極端にEGR率が高くなり、遠方の気筒、特にコーナー外側よりさらに外側の気筒でEGR率が低くなるものと思われる。
【0014】
そこで、本実施形態のようにすれば、曲がりやEGR弁の影響を一切受けず、混合を良好に行える。特にEGRガスの吸気への接触をコーナー外側で行わせることができるので、吸気曲がりの影響は殆どなくなると考えられる。
【0015】
ここで、EGRガスはEGRガス室22にどの方向から入れても差し支えない。そこで図3に示すように、集合部13のうちの分配部14から見て最も遠い端部にEGRガス入口18を開口するようにしてもよい。このように本発明によればレイアウトの自由度が向上される。本実施形態ではEGRガスが集合部13に入ってそのまま真直ぐ進み、吸気にぶつかるようになる。これによって一層の混合の促進が期待される。なお、EGR弁19は集合部13の長手方向に沿って動作させるようにし、負圧アクチュエータ20はEGR管16のエルボ部外側に設けるようにする。
【0016】
以上、他にも本発明の実施の形態は様々なものが考えられる。本実施形態では集合部の一部をEGRガス室とし、これらの通路面積を等しくしたが、EGRガス室の通路面積を集合部より若干小さくしてもよく、その通路面積はEGRガス入口の通路面積より大きければよい。適用するエンジンも自動車用ディーゼルエンジンに限られない。
【0017】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【0018】
(1) 吸気とEGRガスとの混合が均等となり、気筒間EGR率バラツキが抑制できる。
【0019】
(2) 排気ガス規制への対応が容易となる。
【0020】
(3) シリンダライナやピストンリングの摩耗バラツキを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す横断平面図である。
【図2】吸気とEGRガスとの混合の様子を示す図である。
【図3】本発明の他の実施の形態を示す横断平面図である。
【図4】従来のエンジンを示す平面図である。
【図5】吸気マニホールド周辺を示す横断平面図である。
【図6】従来の吸気とEGRガスとの混合の様子を示す図である。
【符号の説明】
12 吸気マニホールド
13 集合部
14 分配部
17 吸気入口
18 EGRガス入口
22 EGRガス室
Claims (2)
- エンジン本体に装着される吸気マニホールドであって、
上記エンジン本体に装着され、各気筒に吸気及びEGRガスを分配するために気筒列方向に沿って形成された分配部と、
該分配部に接続され、該分配部から離間する方向に延出されて、吸気及びEGRガスが導入される集合部と、
該集合部の側部に形成され、上記エンジン本体に吸気を導くための吸気管が接続される吸気入口と、
上記集合部に形成され、上記エンジン本体にEGRガスを導くためのEGR管が接続されるEGRガス入口とを備え、
上記EGRガス入口を、上記吸気入口よりも上記分配部に対して遠い位置に配置したことを特徴とする吸気マニホールド。 - 上記集合部が、上記分配部の長手方向の中央に接続された請求項1記載の吸気マニホールド。
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- 1998-11-11 JP JP32067798A patent/JP3807129B2/ja not_active Expired - Fee Related
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