JP4078816B2

JP4078816B2 - Ｖ型エンジンの排気還流装置

Info

Publication number: JP4078816B2
Application number: JP2001223964A
Authority: JP
Inventors: 久志尾関
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP2003035213A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｖ型エンジンの排気還流装置に係り、特にＶ型エンジンの排気の一部を吸気系に還流するＶ型エンジンの排気還流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンにおいては、排気の一部を吸気系に還流し、燃焼室での燃焼時の最高温度を下げてＮＯｘを低減する排気還流装置（ＥＧＲ装置）を設けている。
【０００３】
このようなエンジンの排気還流装置としては、例えば、特開平５−９９０８０号公報、実公平２−３２８５７号公報、特開平６−８１７２１号公報に開示されている。特開平５−９９０８０号公報に記載のものは、サージタンクに主吸気通路と副吸気通路とを並列に設け、サージタンクの上流側で且つスロットルバルブの下流側の吸気通路途中に排気還流通路としてのＥＧＲ通路を連通して設けたものである。実公平２−３２８５７号公報に記載のものは、Ｖ型エンジンにおいて、サージタンク内に隔壁によって２つの分離室を形成し、吸気導入口近傍で各分離室に開口する排気還流通路としてのＥＧＲ通路を設けたものである。特開平６−８１７２１号公報に記載のものは、Ｖ型エンジンにおいて、サージタンクの底部に第１・第２吸気マニホルドを接続して設け、この第１・第２吸気マニホルドの下部で且つ縦中心線側の第１・第２シリンダヘッド側フランジ部に第１・第２排気還流通路及び第１・第２連絡孔を設けたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、エンジンの排気還流装置にあっては、排気還流通路がサージタンクよりも上流側で、つまりエアクリーナ側で且つスロットルバルブの下流側の吸気通路に連通して設けられていたので、排気還流通路の上流側に設置した排気還流制御弁であるＥＧＲ弁から各気筒までの通路長さが長くなり、このＥＧＲ弁が閉じてからも、サージタンク内の排気がなくなるまでの時間が長く必要となり、よって、ＥＧＲ弁の急な開閉への反応が鈍くなり、排気還流制御の応答性が悪くなるという不都合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去すべく、第１エンジンバンクと第２エンジンバンクとの間の上方のバンク空間に吸気系構成体を設け、この吸気系構成体をサージタンクとこのサージタンクから分岐して各気筒に接続されて吸気通路を形成する吸気管とで一体的に構成すると共に前記吸気系構成体には可変吸気機構を備え、前記吸気管の中間部位の分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する分岐通路を形成する分岐管を設け、この分岐管には前記分岐部よりも前記サージタンク側に前記分岐通路を開閉する前記可変吸気機構の開閉弁を設け、前記第１エンジンバンク及び前記第２エンジンバンクの気筒列方向に指向する排気還流通路を設け、この排気還流通路から前記分岐部の内壁面に開口する連絡通路を設けたＶ型エンジンの排気還流装置において、前記吸気管を前記第１エンジンバンクに接続して第１吸気通路を形成する第１吸気管と前記第２エンジンバンクに接続して第２吸気通路を形成する第２吸気管とによって構成し、前記分岐管を前記第１吸気管の中間部位の第１分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する第１分岐通路を形成する第１分岐管と前記第２吸気管の中間部位の第２分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する第２分岐通路を形成する第２分岐管とによって構成し、前記吸気系構成体を前記サージタンクよりも下方で且つ水平な分割面にてアッパ吸気マニホルドとロア吸気マニホルドの二分割で構成し、前記可変吸気機構の前記開閉弁を前記分割面よりも上方であって前記サージタンクよりも下方且つ前記排気環流通路よりも上方に配置し、前記排気環流通路を前記第１吸気管と前記第１分岐管との内側で且つ前記第２吸気管と前記第２分岐管との内側に囲まれた空間内に配置したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は、ＥＧＲ弁から各気筒までの通路長さを短かくし、ＥＧＲ弁が閉じてからも、サージタンク内の排気がなくなるまでの時間を短縮して、ＥＧＲ弁の急な開閉への反応を素早くして、排気還流制御の応答性を向上し、また、排気を各気筒にバランス良く還流させることができ、更に、一つの排気還流通路で各気筒に排気を分配することから、排気還流通路の加工工数を削減することができ、しかも、吸気系のコンパクト化を図ることができる。
【０００７】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜３は、この発明の第１実施例を示すものである。図３において、２はエンジンとしての多気筒用のＶ型エンジンである。このＶ型エンジン２は、シリンダブロック４の上部のＶ字形状の第１・第２シリンダバンク６Ａ・６Ｂに第１・第２シリンダヘッド８Ａ・８Ｂを載置し、この第１・第２シリンダヘッド８Ａ・８Ｂに第１・第２シリンダヘッドカバー１０Ａ・１０Ｂを載置し、シリンダブロック４の下部にベアリングキャップ１２の上部を取り付け、このベアリングキャップ１２の下部にオイルパン１４を取り付けて構成されている。
【０００８】
このＶ型エンジン２には、第１シリンダバンク６Ａと第１シリンダヘッド８Ａと第１シリンダヘッドカバー１０Ａとによって第１エンジンバンク（左バンク）１６Ａが形成されるとともに、第２シリンダバンク６Ｂと第２シリンダヘッド８Ｂと第２シリンダヘッドカバー１０Ｂとによって第２エンジンバンク（右バンク）１６Ｂが形成され、この第１エンジンバンク１６Ａと第２エンジンバンク１６Ｂとの間にＶ字形状のバンク空間１８が形成される。
【０００９】
また、第１シリンダヘッド８Ａと第２シリンダヘッド８Ｂとの間で水平方向のシリンダブロック上部壁２０には、冷却水排出用パイプ２２がバンク空間１８内で上方からクランク軸線方向Ｘに屈曲して取り付けられている。
【００１０】
また、シリンダブロック４とベアリングキャップ１２との間には、クランク軸２４が軸支して設けられている。
【００１１】
第１シリンダバンク６Ａにおいては、第１側の各気筒に対応して、第１シリンダ２６Ａが形成され、この第１シリンダ２６Ａに第１ピストン２８Ａが摺動可能に設けられ、この第１ピストン２８Ａが第１コンロッド３０Ａの小端側に取り付けられ、この第１コンロッド３０Ａの大端側がクランク軸２４に取り付けられている。また、第２シリンダバンク６Ｂにおいては、第２側の各気筒に対応して、第２シリンダ２６Ｂが形成され、この第２シリンダ２６Ｂに第２ピストン２８Ｂが摺動可能に設けられ、この第２ピストン２８Ｂが第２コンロッド３０Ｂの小端側に取り付けられ、この第２コンロッド３０Ｂの大端側がクランク軸２４に取り付けられている。
【００１２】
第１シリンダヘッド８Ａにおいては、上部に、内側の第１吸気・外側の第１排気側カム軸３２Ａ−Ｉ・３２Ａ−Ｅが軸支され、また、下部に、第１燃焼室３４Ａが形成され、この第１燃焼室３４Ａに連通するように内側の第１吸気ポート３６Ａ−Ｉ及び外側の第１排気ポート３６Ａ−Ｅが形成され、更に、この第１吸気ポート３６Ａ−Ｉ及び第１排気ポート３６Ａ−Ｅに対応して第１吸気弁３８Ａ−Ｉ及び第１排気弁３８Ａ−Ｅが設けられている。第２シリンダヘッド８Ｂにおいては、上部に、内側の第２吸気・外側の第２排気側カム軸３２Ｂ−Ｉ・３２Ｂ−Ｅが軸支され、また、下部に、第２燃焼室３４Ｂが形成され、この第２燃焼室３４Ｂに連通するように内側の第２吸気ポート３６Ｂ−Ｉ及び外側の第２排気ポート３６Ｂ−Ｅが形成され、更に、この第２吸気ポート３６Ｂ−Ｉ及び第２排気ポート３６Ｂ−Ｅに対応して第２吸気弁３８Ｂ−Ｉ及び第２排気弁３８Ｂ−Ｅが設けられている。
【００１３】
第１吸気ポート３６Ａ−Ｉを形成する第１吸気ポート形成壁４０Ａ−Ｉは、バンク空間１８側に位置して水平面としての第１吸気ポート上面４２Ａ−Ｉを有している。また、第２吸気ポート３６Ｂ−Ｉを形成する第２吸気ポート形成壁４０Ｂ−Ｉは、バンク空間１８側に位置して水平面としての第２吸気ポート上面４２Ｂ−Ｉを有している。
【００１４】
また、Ｖ型エンジン２においては、第１エンジンバンク１６Ａと第２エンジンバンク１６Ｂとの間の上方のバンク空間１８に、吸気系構成体４４が取り付けられる。
【００１５】
この吸気系構成体４４は、例えば、金属製、鋳物製、樹脂製等の材質からなり、各気筒に対応して、第１吸気通路４６Ａを形成する第１吸気管（第１低速用管）４８Ａと、第２吸気通路４６Ｂを形成する第２吸気管（第１低速用管）４８Ｂと、一つのサージタンク５０とが一体的になって構成され、また、可変吸気機構５２を備えている。
【００１６】
第１・第２吸気管４８Ａ・４８Ｂは、第１・第２エンジンバンク１６Ａ・１６Ｂを有するＶ型エンジン２に設けられたサージタンク５０から分岐して、第１・第２エンジンバンク１６Ａ・１６Ｂの第１・第２シリンダヘッド８Ａ・８Ｂに接続される。
【００１７】
サージタンク５０は、タンク上壁５０−１とタンク下壁５０−２とタンク前壁５０−３とタンク後壁（図示せず）とタンク一側壁５０−５とタンク他側壁５０−６とによって所要の容積で構成され、バンク空間１８の上方に配設されている。
【００１８】
第１吸気管４８Ａは、上側でサージタンク５０の一側面のタンク一側壁５０−５から内部に位置する第１吸気口５４Ａを備えた第１上側管部４８Ａ−Ｕと、下側で湾曲した第１下側管部４８Ａ−Ｌとからなる。第２吸気管４８Ｂは、上側でサージタンク５０の他側面のタンク他側壁５０−６から内部に位置する第２吸気口５４Ｂを備えた第２上側管部４８Ｂ−Ｕと、下側の第２下側管部４８Ｂ−Ｌとからなる。つまり、この第１吸気管４８Ａの第１下側管部４８Ａ−Ｌと第２吸気管４８Ｂの第２下側管部４８Ｂ−Ｌとは、サージタンク５０の両側面から分岐して該サージタンク５０の下方で相互に交差して第１・第２エンジンバンク１６Ａ・１６Ｂの第１、第２シリンダヘッド８Ａ・８Ｂの第１、第２吸気ポート上面４２Ａ−Ｉ・４２Ｂ−Ｉに接続されている。
【００１９】
可変吸気機構５２は、分岐管としての第１・第２分岐管５６Ａ・５６Ｂ（第１・第２高速用管）と第１・第２開閉弁（バタフライバルブ）５８Ａ・５８Ｂとを備えている。第１分岐管５６Ａは、第１吸気管４８Ａの中間部位の第１分岐部６０Ａから分岐してサージタンク５０との間を短絡する第１分岐通路６２Ａを形成している。第２分岐管５６Ｂは、第２吸気管４８Ｂの中間部位の第２分岐部６０Ｂから分岐してサージタンク５０との間を短絡する第２分岐通路６２Ｂを形成している。第１分岐部６０Ａと第２分岐部６０Ｂとは、気筒列方向Ｘで連続して形成されている。
【００２０】
第１分岐管５６Ａは、上側の第１上側分岐管部５６Ａ−Ｕと下側で第１吸気管４８Ａの中間部位で一体的な第１下側分岐管部５６Ａ−Ｌとからなる。第２分岐管５６Ｂは、上側の第２上側分岐管部５６Ｂ−Ｕと下側で第２吸気管４８Ｂの中間部位で一体的な第２下側分岐管部５６Ｂ−Ｌとからなる。第１・第２上側分岐管部５６Ａ−Ｕ・５６Ｂ−Ｕは、可変吸気構成体６４として一体的に形成され、第１・第２開閉弁５８Ａ・５８Ｂを備えている。この第１・第２開閉弁５８Ａ・５８Ｂは、第１・第２分岐管５６Ａ・５６Ｂのサージタンク５０側に配設され、Ｖ型エンジン２の気筒列方向Ｘに指向するバルブ軸６６に支持され、第１・第２分岐通路６２Ａ・６２Ｂの上流側であるサージタンク５０側を開閉動作するものである。
【００２１】
また、吸気系構成体４４は、サージタンク５０よりも下方で且つ水平な分割面Ｐで、サージタンク５０と第１・第２吸気管４８Ａ・４８Ｂ中の第１・第２上側管部４８Ａ−Ｕ・４８Ｂ−Ｕとが一体的に構成された上部ブロック（アッパ吸気マニホルド）６８Ｕと、第１・第２吸気管４８Ａ・４８Ｂ中の第１・第２下側管部４８Ａ−Ｌ・４８Ｂ−Ｌと、第１・第２分岐管５６Ａ・５６Ｂ中の第１・第２下側分岐管部５６Ａ−Ｌ・５６Ｂ−Ｌとが一体的に構成された下部ブロック（ロア吸気マニホルド）６８Ｌとに二分割されている。また、第１・第２下側分岐管部５６Ａ−Ｌ・５６Ｂ−Ｌの上面には、タンク底壁５０−２に形成した底穴５０Ｈに挿通して、第１・第２上側分岐管部５６Ａ−Ｕ・５６Ｂ−Ｕが一体的に成形された可変吸気構成体６４が固定して設けられる。
【００２２】
第１吸気管４８Ａと第１分岐管部５６Ａとの内側で且つ第２吸気管４８Ｂと第２分岐管５６Ｂとの内側に囲まれた空間Ｓ内で、第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂには、気筒列方向Ｘに延長する一本の排気還流通路（ＥＧＲ通路）７０が設けられている。この排気還流通路７０は、排気の一部を吸気系に導くものであり、各気筒にわたって形成されている。この排気還流通路７０の上流側には、吸気系への排気量を制御する排気還流制御弁としてのＥＧＲ弁（図示せず）が設けられている。
【００２３】
また、第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂには、排気還流通路７０から第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂの第１・第２内壁面６０Ａ−Ｆ・６０Ｂ−Ｆに開口し且つ各気筒に向かって指向する第１、第２連絡通路７２Ａ・７２Ｂが設けられている。
【００２４】
サージタンク５０の下面と第１・第２吸気マニホルド４８Ａ・４８Ｂの上面とで囲まれた空間部位には、第１・第２燃料デリバリパイプ７４Ａ・７４Ｂが配設されている。この第１・第２燃料デリバリパイプ７４Ａ・７４Ｂには、第１・第２下側マニホルド部４８Ａ−Ｌ・４８Ｂ−Ｌに取り付けられた第１・第２燃料噴射弁７６Ａ・７６Ｂが連結している。
【００２５】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２６】
第１・第２吸気管４８Ａ・４８Ｂと第１・第２分岐管５６Ａ・５６Ｂとに囲まれた第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂに排気還流通路７０を設けるとともにこの排気還流通路７０から第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂの第１・第２内壁面６０Ａ−Ｆ・６０Ｂ−Ｆに開口する第１、第２連絡通路７２Ａ・７２Ｂを設けているので、ＥＧＲ弁から各気筒までの通路長さが短かくなり、ＥＧＲ弁が閉じてからも、サージタンク５０内の排気がなくなるまでの時間を短縮し、ＥＧＲ弁の急な開閉への反応を素早くして、排気還流制御の応答性を向上し、また、排気を各気筒にバランス良く還流させることができ、更に、一つの排気還流通路７０で各気筒に排気を分配することから、排気還流通路７０の加工工数を削減することができ、しかも、吸気系のコンパクト化を図ることができる。
【００２７】
特に、サージタンク５０から各気筒に接続する低速用吸気通路である第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂと、この中間部位から分岐してサージタンク５０との間を短絡する高速用吸気通路である第１・第２分岐通路６２Ａ・６２Ｂを運転状況により切り替えるＶ型エンジン２において、第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂに排気還流通路７０と第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂ内に開口する第１・第２連絡通路７２Ａ・７２Ｂを設けたことにより、第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂの切り替えによらず、排気を各気筒にバランス良く還流させることができる。
【００２８】
また、従来、排気を、サージタンク５０の上流側に配置したＥＧＲ弁と排気還流通路７０とを介してサージタンク５０に導入し、低速用吸気通路である第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂと高速用吸気通路である第１・第２分岐通路６２Ａ・６２Ｂとに分配していたので、ＥＧＲ弁と各気筒との位置が離れて排気還流制御の応答性に問題があったが、この実施例においては、排気還流通路７０をサージタンク５０よりも下流側の第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂと第１・第２分岐通路６２Ａ・６２Ｂとの第１・第２分岐部６０Ａ・６０Ｂに配置していることから、ＥＧＲ弁から各気筒までの通路長さを短縮することができ、排気還流制御の応答性を向上することができる。
【００２９】
更に、Ｖ型エンジン２の第１・第２エンジンバンク１６Ａ・１６Ｂに対応する第１・第２吸気管４８Ａ・４８Ｂと第１・第２分岐管５６Ａ・５６Ｂとで区画される空間Ｓ内に排気還流通路７０を配設しているので、可変吸気機構５２を設けたＶ型エンジン２においても、排気還流通路７０を各気筒にバランス良く還流させることができる。
【００３０】
図４は、この発明の特別構成であり、第２実施例を示すものである。
【００３１】
この第２実施例にあっては、上述の第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【００３２】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、第１吸気管４８Ａの第１下側管部４８Ａ−Ｌと第２吸気管４８Ｂの第２下側管部４８Ｂ−Ｌとの交差部８２には、排気還流通路７０を形成するとともに、この排気還流通路７０に連通して第１・第２吸気通路４６Ａ・４６Ｂに開口する第１、第２連絡通路７２Ａ・７２Ｂを形成した。
【００３３】
この第２実施例の構成によれば、排気還流通路７０を各気筒側に更に近づけることができ、排気還流制御の応答性をさらに向上することができるとともに、コンパクト化を図ることができる。
【００３４】
なお、上述の実施例においては、エンジンとして、Ｖ型エンジンで説明したが、Ｖ型エンジン以外のエンジンで、可変吸気機構を備えた構成にも、採用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、ＥＧＲ弁から各気筒までの通路長さを短かくし、ＥＧＲ弁が閉じてからも、サージタンク内の排気がなくなるまでの時間を短縮して、ＥＧＲ弁の急な開閉への反応を素早くして、排気還流制御の応答性を向上し、また、排気を各気筒にバランス良く還流させることができ、更に、一つの排気還流通路で各気筒に排気を分配することから、排気還流通路の加工工数を削減し、しかも、吸気系のコンパクト化を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３の吸気系構成体に設けた排気還流装置の拡大図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による吸気系構成体の断面図である。
【図３】Ｖ型エンジンの断面図である。
【図４】第２実施例において吸気系構成体に設けた排気還流装置の構成図である。
【符号の説明】
２Ｖ型エンジン
４シリンダブロック
１６Ａ第１エンジンバンク
１６Ｂ第２エンジンバンク
１８バンク空間
４４吸気系構成体
４６Ａ第１吸気通路
４６Ｂ第２吸気通路
４８Ａ第１吸気管
４８Ｂ第２吸気管
５０サージタンク
５２可変吸気機構
５６Ａ第１分岐管
５６Ｂ第２分岐管
５８Ａ第１開閉弁
５８Ｂ第２開閉弁
６０Ａ第１分岐部
６０Ｂ第２分岐部
６２Ａ第１分岐通路
６２Ｂ第２分岐通路
６４可変吸気構成体
６８Ｕ上部ブロック
６８Ｌ下部ブロック
７０排気還流通路
７２Ａ第１連絡通路
７２Ｂ第２連絡通路

Claims

第１エンジンバンクと第２エンジンバンクとの間の上方のバンク空間に吸気系構成体を設け、この吸気系構成体をサージタンクとこのサージタンクから分岐して各気筒に接続されて吸気通路を形成する吸気管とで一体的に構成すると共に前記吸気系構成体には可変吸気機構を備え、前記吸気管の中間部位の分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する分岐通路を形成する分岐管を設け、この分岐管には前記分岐部よりも前記サージタンク側に前記分岐通路を開閉する前記可変吸気機構の開閉弁を設け、前記第１エンジンバンク及び前記第２エンジンバンクの気筒列方向に指向する排気還流通路を設け、この排気還流通路から前記分岐部の内壁面に開口する連絡通路を設けたＶ型エンジンの排気還流装置において、前記吸気管を前記第１エンジンバンクに接続して第１吸気通路を形成する第１吸気管と前記第２エンジンバンクに接続して第２吸気通路を形成する第２吸気管とによって構成し、前記分岐管を前記第１吸気管の中間部位の第１分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する第１分岐通路を形成する第１分岐管と前記第２吸気管の中間部位の第２分岐部から分岐して前記サージタンクとの間を短絡する第２分岐通路を形成する第２分岐管とによって構成し、前記吸気系構成体を前記サージタンクよりも下方で且つ水平な分割面にてアッパ吸気マニホルドとロア吸気マニホルドの二分割で構成し、前記可変吸気機構の前記開閉弁を前記分割面よりも上方であって前記サージタンクよりも下方且つ前記排気環流通路よりも上方に配置し、前記排気環流通路を前記第１吸気管と前記第１分岐管との内側で且つ前記第２吸気管と前記第２分岐管との内側に囲まれた空間内に配置したことを特徴とするＶ型エンジンの排気還流装置。