JP4652303B2 - 排気ガス還流装置を備える多気筒内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、排気ガスをＥＧＲガスとして各吸気通路に還流する排気ガス還流装置を備える多気筒内燃機関に関し、詳細には、排気ガス還流装置のプレート部材が、ＥＧＲガスを分配するＥＧＲ分配路とブローバイガスを分配するブリーザ分配路とを形成する多気筒内燃機関に関する。

多気筒内燃機関が、複数の燃焼室にそれぞれ吸気を導く複数の吸気通路を形成する吸気マニホルドおよびシリンダヘッドと、排気ガスをＥＧＲガスとして各吸気通路に還流する排気ガス還流装置とを備え、排気ガス還流装置が、吸気マニホルドとシリンダヘッドとの間に配置されてＥＧＲガスを各吸気通路に導くＥＧＲ分配路を形成するプレート部材を備えるものは知られている（例えば特許文献１参照）。
また、内燃機関には、ブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス還元装置が備えられることもよく知られている。
特開２００２−３３９８０９号公報

排気ガス還流装置においてＥＧＲガスを各燃焼室に分配するＥＧＲ分配路が、導管によることなく、吸気通路を形成する吸気マニホルドおよびシリンダヘッドの間に配置されるプレート部材により形成されることで、排気ガス還流装置に関しては吸気通路周りの配管が簡素化されるが、ブローバイガス還元装置に関しては、ブローバイガスを各燃焼室に分配するブリーザ分配路が導管により形成される内燃機関では、吸気通路周りに該導管が配置されるため、全体として、吸気通路周りの配管の簡素化が徹底されず、内燃機関の小型化の観点で改善の余地がある。さらに、内燃機関の小型化のためには、プレート部材も小型化することが望ましい。
また、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁が取り付けられる台座が、プレート部材とは別個の部材に設けられると、プレート部材により形成されるＥＧＲ分配路との接続のためのシール部材が必要になり、また内燃機関の大型化を招来することがある。
さらに、各燃焼室に流入するＥＧＲガスおよびブローバイガスの流量を均等化すること、およびＥＧＲガスに混入することがあるカーボンの堆積やブローバイガスに混入しているオイルの炭化により、ＥＧＲ分配路が詰まること防止することが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、排気ガス還元装置のプレート部材を利用してブローバイガス還元装置の分配路を形成することにより、内燃機関の小型化を図り、各吸気通路へのＥＧＲガスの分配の均一化の向上を図るとともに、ＥＧＲガスに混入しているカーボンによるＥＧＲ分配路の詰まりを防止することを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、ＥＧＲ弁からのＥＧＲガスが通る導入通路とＥＧＲ分配路との接続作業および接続部でのシール部材を不要とすることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、各吸気通路へのブローバイガスの分配の均一化を図ることを目的とし、請求項４記載の発明は、さらに、ブローバイガスに混入しているオイルによるＥＧＲ分配路の出口の詰まりを防止することを目的とする。

請求項１記載の発明は、複数である所定数の燃焼室にそれぞれ吸気を導く前記所定数の吸気通路を形成する通路形成部材と、排気ガスをＥＧＲガスとして前記各吸気通路に還流する排気ガス還流装置とを備える多気筒内燃機関であって、前記各吸気通路は、上流吸気通路と前記上流吸気通路にその下流で連通する下流吸気通路とから構成され、前記通路形成部材は、前記各上流吸気通路が設けられる上流部材と、前記各下流吸気通路が設けられる下流部材とから構成され、前記排気ガス還流装置は、前記上流部材と前記下流部材との間に配置されて前記上流吸気通路と前記下流吸気通路とを連通させる前記所定数の前記吸気通路が設けられるプレート部材を備え、前記プレート部材は、ＥＧＲガスを前記各吸気通路に導くＥＧＲ分配路を形成する多気筒内燃機関において、前記プレート部材は、ブローバイガスを前記各吸気通路に導くブリーザ分配路を形成し、前記ＥＧＲ分配路および前記ブリーザ分配路は、それぞれ、前記プレート部材を構成する第１プレート要素および第２プレート要素の相互の対向面、前記上流部材および前記プレート部材の相互の対向面、または、前記プレート部材および前記下流部材の相互の対向面の協働により形成され、前記ＥＧＲ分配路は、前記所定数の前記吸気通路の配列方向での列の中央部に位置する下流端部を有する上流通路と、前記下流端部からのＥＧＲガスを前記各吸気通路に導く下流通路とを有し、
前記プレート部材は、前記第１プレート要素と、前記第２プレート要素と、前記第１プレート要素と前記第２プレート要素との間に配置される第３プレート要素とにより構成され、前記ＥＧＲ分配路の前記下流通路は第１下流通路および第２下流通路により構成され、前記第１プレート要素の前記第２プレート要素との対向面には、前記上流通路と前記第１下流通路とが隔離して設けられ、前記第２プレート要素の前記第１プレート要素との対向面には、前記上流通路と前記第１下流通路とを連通させる第２下流通路が設けられ、前記第３プレート要素には、前記上流通路および前記第２下流通路、または前記第２下流通路および前記第１下流通路を連通させる連通路が設けられ、前記連通路の通路面積は、前記上流通路または前記第２下流通路において前記連通路の直上流の通路部分の通路面積よりも小さいことを特徴とする多気筒内燃機関である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関において、前記プレート部材(P)には、前記ＥＧＲ分配路(70)に導かれるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁(60)が取り付けられる台座(61)が一体成形され、前記ＥＧＲ弁(60)からのＥＧＲガスを前記ＥＧＲ分配路(70)に導く導入通路(62,63)が、前記台座(61)および前記プレート部材(P)により形成されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の多気筒内燃機関において、前記ブリーザ分配路(80)は、前記所定数の前記吸気連通路(91)の配列方向での列の中央部(C2〜C4)に位置するブリーザ下流端部(81b)を有するブリーザ上流通路(81)と、前記ブリーザ下流端部(81b)からのブローバイガスを前記各吸気通路(90)に導くブリーザ下流通路(82)とを有することを特徴とする
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関において、前記ブリーザ分配路(80)の出口(80e)は、前記ＥＧＲ分配路(70)の出口(70e)よりも吸気流下流で前記各吸気通路(90)に開口することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、排気ガス還流装置のプレート部材を利用することにより、ブローバイガスを各吸気通路に還流するためのブリーザ分配路が形成されるので、ブリーザ分配路が導管により構成される場合に比べて吸気通路周りの配管が簡素化され、さらに内燃機関が小型化される。また、ＥＧＲ分配路およびブリーザ分配路は、互いに対向する部材の相互の対向面の協働により形成されるので、中子が必要な鋳造に比べて低コストで、かつ精度が良好なＥＧＲ分配路およびブリーザ分配路を簡単に形成することができる。
また、ＥＧＲガスが吸気連通路の列の中央部に位置する下流端部から下流通路を通じて各吸気連通路に分配されるので、各吸気通路へのＥＧＲガスの分配の均一化が向上する。
さらに、ＥＧＲガスに混入しているカーボンは、絞り部を形成する連通路により、その下流に位置する下流通路に侵入することが抑制されるので、カーボンによるＥＧＲ分配路の詰まりが防止される。また、複数のプレート要素によりＥＧＲ分配路を構成することで、大きな通路面積を有するＥＧＲ分配路を低コストで形成することができる。
請求項２記載の事項によれば、ＥＧＲ弁の台座がプレート部材に一体成形されるので、台座が別途設けられる場合に比べて、排気ガス還流装置が小型化され、内燃機関の小型化に寄与する。さらに、一体成形されたプレート部材および台座によりＥＧＲ弁からのＥＧＲガスが通る導入通路が形成されるので、導入通路とＥＧＲ分配路との接続作業および接続部でのシール部材を不要になり、コストが削減される。
請求項３記載の事項によれば、ブローバイガスを各吸気通路に分配するブリーザ下流通路の上流に位置する下流端部は吸気連通路の列の中央部に位置するので、ブリーザ下流通路による各吸気通路へのブローバイガスの分配が均一化される。
請求項４記載の事項によれば、ブローバイガスは、ＥＧＲガスよりも吸気流下流の位置で各吸気通路に流入するので、ブローバイガスに混入しているオイルが、ＥＧＲガスの熱により炭化して、ＥＧＲ分配路の出口を詰まらせることが防止される。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された排気ガス還流装置は、機械としての車両に搭載される多気筒内燃機関としての直列４気筒４ストローク内燃機関に備えられる。内燃機関は、複数である所定数の、ここでは４つのシリンダが直列に配列されて一体成形されたシリンダブロック（図示されず）と、該シリンダブロックの上端部に結合されるシリンダヘッドＨとから構成される機関本体を備える。
各シリンダに往復動可能に嵌合するピストンは、シリンダブロックの下部に形成されるクランク室に収容されるクランク軸にコンロッドを介して連結される。
各シリンダに対応してシリンダ軸線方向で各ピストンとの間に４つの燃焼室を形成するシリンダヘッドＨには、シリンダ毎に、燃焼室に開口する吸気ポート３および排気ポートが設けられる。各吸気ポート３における燃焼室側の開口および排気ポートにおける燃焼室側の開口は、それぞれ、動弁装置により駆動される吸気弁および排気弁により、クランク軸の回転に同期して開閉される。ここで、燃焼室は、シリンダヘッドＨと各シリンダと該シリンダに嵌合するピストンとにより形成される空間である。

さらに、内燃機関は、吸気ポート３の入口が開口するシリンダヘッドＨの吸気側の接続部Ｈｉに接続される吸気マニホルド10を備えて吸入空気を各燃焼室に導く吸気装置と、シリンダヘッドＨの取付部Ｈｆに取り付けられて吸入空気に燃料を供給する燃料噴射弁と、排気ポートの出口が開口するシリンダヘッドＨの排気側の接続部に接続される排気マニホルドを備えて各燃焼室から流出した排気ガスを排気通路を通じて内燃機関の外部に導く排気装置とを備える。
そして、吸気装置に設けられるスロットル弁により計量された吸入空気は、吸気行程において吸気弁の開弁時に吸気マニホルド10に設けられる分岐吸気通路13および吸気ポート３を通って燃焼室に吸入されると共に、燃料噴射弁から噴射された燃料と混合して混合気を形成する。該混合気は、圧縮行程において圧縮され、圧縮行程の終期に点火プラグにより点火されて燃焼し、膨張行程において燃焼ガスの圧力により駆動されるピストンがクランク軸を回転駆動する。燃焼ガスは、排気行程において排気弁の開弁時に、排気ガスとして燃焼室から排気ポートに流出し、排気マニホルドを備える前記排気装置を通って外部に排出される。そして、前記排気通路は、各排気ポートと、排気マニホルドを含む排気装置により形成される通路とにより構成される。

内燃機関において、４つの上流吸気通路としての分岐吸気通路13と、各分岐吸気通路13にその下流で連通する４つの下流吸気通路としての吸気ポート３とは、それぞれ対応する燃焼室に吸気を導く吸気通路90を構成する。それゆえ、吸気マニホルド10およびシリンダヘッドＨは、各燃焼室に吸気を導くために、前記所定数である４つの吸気通路90を形成する通路形成部材である。ここで、吸気とは、吸入空気または該吸入空気と燃料との混合気を意味する。

排気ガス中のＮＯｘの低減およびポンピングロスの減少による燃費改善のために、排気ガスをＥＧＲガスとして各吸気通路90に還流する排気ガス還流装置は、各吸気通路90に導入されるＥＧＲガスの流量を内燃機関の運転状態に応じて調整するＥＧＲ弁60と、吸気マニホルド10とシリンダヘッドＨとの間に配置されてＥＧＲガスを各吸気通路90に導くＥＧＲ分配路70を形成するプレート部材Ｐとを備える。
ＥＧＲ弁60には、前記排気通路に開口して排気ガスの一部を取り出すＥＧＲ取出通路69を通じてＥＧＲガスが導かれる。該ＥＧＲ取出通路69は、この実施形態では、シリンダヘッドＨに設けられていて、上流端で各排気ポートに開口し、下流端で接続部Ｈｉに開口する。ＥＧＲ弁60は、内燃機関の運転状態に応じて開度が制御される弁体を備え、該弁体は、弁ハウジング60ａに収容されて電子制御ユニットからの信号により制御される電動モータにより駆動される。

また、内燃機関は、ピストンとシリンダの間から漏れてクランク室内に溜まるブローバイガスを各吸気通路90に還流するブローバイガス還元装置を備える。ブローバイガス還元装置は、各吸気通路90に還流されるブローバイガスの流量を吸気負圧に応じて調整するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）弁88（図２（ａ）参照）と、ＰＣＶ弁88を通ったブローバイガスを各吸気通路90に導くブリーザ分配路80を形成するプレート部材Ｐとを備える。それゆえ、ブリーザ分配路80は、排気ガス還流装置のプレート部材Ｐを利用して形成される。
ブリーザ分配路80を通じて作用する吸気負圧に応動するＰＣＶ弁88にはクランク室に開口する通路を通じてブローバイガスが導かれ、ブローバイガスは、ＰＣＶ弁88およびブリーザ分配路80を通って吸気通路90に還流し、吸気と共に燃焼室に吸入されて燃焼する。

プレート部材Ｐは、吸気流に関して、プレート部材Ｐの上流に位置する上流部材としての吸気マニホルド10と、プレート部材Ｐおよび吸気マニホルド10の下流に位置する下流部材としてのシリンダヘッドＨとに挟持される。プレート部材Ｐには、吸気マニホルド10の分岐吸気通路13と吸気ポート３とを連通させる４つの吸気連通路91が、シリンダ（または燃焼室）が配列される方向に平行な配列方向（以下、「配列方向」という。）に並んで設けられる。吸気流方向から見て、各分岐吸気通路13および各吸気ポート３と重なる位置にある各吸気連通路91は、各吸気通路90の一部を構成する。
プレート部材Ｐは、吸気マニホルド10とシリンダヘッドＨとの間で吸気方向に積層された複数のプレート要素、この実施形態では４つのプレート要素、すなわち第１プレート要素としての第１プレート20、第２プレート要素としての第２プレート40、第３プレート要素としての第１ガスケット30および第４プレート要素としての第２ガスケット50から構成される。そして、プレート20、ガスケット30、プレート40およびガスケット50が、吸気流方向にこの順に重ねられる。各プレート20，40および各ガスケット30，50には、それぞれが各吸気連通路91を構成する４つの吸気貫通孔23，43，33，53が設けられる。

なお、明細書において、吸気流方向は吸気の流れの方向を意味し、吸気方向は、吸気流方向および吸気流方向とは正反対の方向の両方向を意味し、上下方向は、吸気流方向から見て配列方向に直交する直交方向であり、車両に搭載された状態での内燃機関の上下方向に概ね一致する。また、上および下の一方を前記直交方向での一方とするとき、上および下の他方は前記直交方向での他方である。

吸気方向で相互に対向する対向面22，31；32，41；42，51同士が気密に接触する状態で積層されるプレート20、ガスケット30、プレート40およびガスケット50は、吸気マニホルド10の接続部としてのフランジ10ａの複数の挿通孔Ｆ１からそれぞれ挿入されて、各プレート20、ガスケット30、プレート20およびガスケット50の複数の挿通孔Ｆ１を貫通し、接続部Ｈｉのネジ孔Ｆ２にねじ込まれる複数のボルトにより、吸気マニホルド10およびシリンダヘッドＨに結合される。

併せて図２〜図４を参照すると、プレート20は、フランジ10ａの対向面12と対向して該対向面12に気密に接触する対向面21と、ガスケット30を挟んでプレート40の対向面41に対向する対向面22とを有する。プレート40は、対向面41と、ガスケット50を挟んで接続部Ｈｉの対向面１と対向して該対向面１と気密に接触する対向面42とを有する。
そして、対向面22と対向面41との協働により、ＥＧＲ弁60により流量調整されたＥＧＲガスをプレート20の各吸気貫通孔23に導くＥＧＲ分配路70が形成される。一方、対向面22と対向面41との協働、および対向面42と対向面51との協働により、ＰＣＶ弁88を通ったブローバイガスを、吸気貫通孔23よりも吸気流下流に位置するガスケット50の各吸気貫通孔53および各吸気ポート３に導くブリーザ分配路80が形成される。

両対向面22，41の間で、ＥＧＲ分配路70は、ＥＧＲ弁60からのＥＧＲガスが流入する入口70ｉおよび中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置する下流端部71ｂを有する上流通路71と、連通路79を介して上流通路71に連通すると共に上流通路71により中央部Ｃ２〜Ｃ４に導かれたＥＧＲガスを分配して各吸気通路90に流出させる４つの出口70ｅを有する下流通路72とを有する。
下流端部71ｂは上流通路71において最大の通路面積を有する。
下流通路72は、出口70ｅのほかに、下流端部71ｂにて上流通路71に連通すると共に中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置する上流端部72ａと、下流端部71ｂからのＥＧＲガスを分配すべく上流端部72ａから分岐する２つの分岐通路72ｃと、各分岐通路72ｃのＥＧＲガスが流入する２つの下流端部72ｂとを有する。そして、各下流端部72ｂからは２つの出口70ｅが分岐する。

ここで、フランジ10ａ、プレート20、ガスケット30、プレート40、ガスケット50および接続部Ｈｉにおいて、中央部Ｃ１〜Ｃ５，Ｃｈは、それぞれの、配列方向に並んだ４つの分岐吸気通路13の列の配列方向での中央部、配列方向に並んだ４つの吸気貫通孔23，33，43，53の列の配列方向での中央部および配列方向に並んだ４つの吸気ポートの列の配列方向での中央部であり、また一端部Ａ１〜Ａ５，Ａｈおよび他端部Ｂ１〜Ｂ５，Ｂｈは、それぞれの、配列方向での一端部および他端部であり、上端部Ｄ１〜Ｄ５，Ｄｈおよび下端部Ｅ１〜Ｅ５，Ｅｈは、それぞれの上端部および下端部である。

上流通路71は、対向面22に設けられる溝24とガスケット30に設けられる貫通孔34とにより構成される。貫通孔34は、連通路79の周辺部39（図４（ａ）参照）を除いて、溝24とほぼ同様の形状であり吸気流方向から見て溝24と重なる。
入口70ｉおよび下流端部71ｂは、上下方向で各吸気貫通孔23，33，43と重なる位置にある。配列方向で、入口70ｉは、一端部Ａ２〜Ａ４に位置し、下流端部71ｂは、中央部Ｃ２〜Ｃ４寄りの２つの吸気貫通孔23，33，43の間に位置する。上流通路71は、一端部側において、中央部Ｃ２〜Ｃ４と一端部Ａ２〜Ａ４との間の吸気貫通孔23，33，43の下方で下端部Ｅ２〜Ｅ４を配列方向に平行に延びる水平通路71ｃを有する。

ここで、一端部側および他端部側は、フランジ10ａ、プレート20、ガスケット30、プレート40、ガスケット50および接続部Ｈｉを配列方向で中央部Ｃ１〜Ｃ５，Ｃｈにより二分したときに、中央部Ｃ１〜Ｃ５，Ｃｈに対して一端部Ａ１〜Ａ５，Ａｈが位置する側および他端部Ｂ１〜Ｂ５，Ｂｈが位置する側をそれぞれ意味する。

さらに、ＥＧＲ分配路70でのＥＧＲガスを冷却するために、一端部Ａ２〜Ａ４には、冷却水通路98が、両対向面22，31により入口70ｉの近傍にまで延びて形成される。冷却水通路98は、対向面22に設けられる溝28およびガスケット30の貫通孔38により構成される。冷却水通路98には、シリンダヘッドＨの孔８、ガスケット50およびプレート40にそれぞれ設けられた貫通孔58，48およびプレート20の貫通孔27および該貫通孔27に接続される配管（図示されず）により構成される冷却水通路を通じてシリンダヘッドＨの水ジャケットの冷却水が導かれる。そして、冷却水通路98付近には、上流通路71の、入口70ｉから水平通路71ｃに達するまでの通路部分に、通路面積が狭くなった絞り部71ｅが、挿通孔Ｆ１の周囲の締付部を利用して設けられる。この絞り部71ｅにより、入口70ｉからのＥＧＲガスの流速が高められて、ＥＧＲガスが整流されると共に、挿通孔Ｆ１がＥＧＲ分配路70に近接して設けられるので、プレート部材Ｐの小型化に寄与する。

下流通路72は、プレート20の対向面22に溝24から隔壁29により隔離して設けられる溝25と、プレート40の対向面41に設けられる溝45と、ガスケット30に設けられる貫通孔35とにより構成される。貫通孔35は、溝25とほぼ同様の形状であり吸気流方向から見て溝と重なる。
そして、上流端部72ａおよび各分岐通路72ｃは、溝25，貫通孔35および溝45により構成され、下流端部72ｂは溝25および貫通孔35により構成され、出口70ｅは、下流端部72ｂの壁面および吸気貫通孔23の壁面に開口する貫通孔により構成されて、吸気流の上流に向かって傾斜して延びている。
図４（ｂ）に示すように、下流通路72は、溝25により構成される第１下流通路73と、貫通孔35および溝45により構成される第２下流通路74とから構成され、上流端部72ａは、第１下流通路73の上流端部73ａと、第２下流通路74の上流端部74ａとにより構成される。そして、プレート20において上流通路71と第１下流通路73とは隔離されており、上流通路71は、下流端部71ｂおよび上流端部73ａの間に位置する連通路79と、下流端部71ｂおよび上流端部73ａに跨って設けられる上流端部74ａとを介して第１下流通路73に連通する。

上流端部72ａおよび下流端部72ｂは、上下方向で各吸気貫通孔23，33，43と重なる位置にある。上流端部72ａは、中央部Ｃ２〜Ｃ４寄りの２つの吸気貫通孔23；33；43の間に位置する。一端部側の下流端部72ｂは、中央部Ｃ２〜Ｃ４と一端部Ａ２〜Ａ４との間の２つの吸気貫通孔23，33，43の間に位置し、他端部側の下流端部72ｂは、中央部Ｃ２〜Ｃ４と他端部Ｂ２〜Ｂ４との間の２つの吸気貫通孔23，33，43の間に位置する。各分岐通路72ｃは、上流端部72ａと下流端部72ｂとの間で、上流端部72ａと下流端部72ｂとの間の吸気貫通孔23，33，43，53の上方で上端部Ｄ２〜Ｄ４を配列方向に平行に延びる水平通路72c1を有する。
各水平通路72c1は、水平通路71ｃの上下方向での幅Ｗ１に比べて小さい上下方向での幅Ｗ２（例えば幅Ｗ１のほぼ１／３の幅Ｗ２）を有し、水平通路71ｃよりも上下方向に偏平な通路である。

さらに、各分岐通路72ｃは、水平通路72c1と下流端部72ｂとの間に、通路面積がその上流側の通路である水平通路72c1の通路面積に比べて、下流端部72ｂに向かって大きくなる拡がり通路72c2を有する。拡がり通路72c2により、ＥＧＲガスが減速されて、下流端部72ｂ内でのＥＧＲガスの圧力分布が均一化されるので、下流端部72ｂから分岐する２つの出口70ｅから流出するＥＧＲガスの分配の均一化に資する。

ガスケット30に設けられる貫通孔からなる連通路79は、上流通路71とプレート40における第２下流通路74との間であって、吸気流方向から見て、下流端部71とプレート40における上流端部74ａとが重なる位置にある。そして、連通路79の通路面積は、上流通路71において連通路79の直上流の通路部分である下流端部71ｂの通路面積、および下流通路72において連通路79の直下流の通路である第２下流通路74の上流端部74ａの通路面積、さらには第１下流通路73の上流端部73ａの通路面積よりも小さい。
なお、連通路79は、下流通路72において第２下流通路74の上流端部74ａと第１下流通路73の上流端部73ａとの間に設けられてもよく、この場合、連通路79の通路面積は、第２下流通路74において連通路79の直上流の通路部分である上流端部74ａの通路面積、および第１下流通路73において連通路79の直下流の通路部分である上流端部73ａの通路面積よりも小さい。

前述のように両対向面22，41の一方の対向面22に設けられる上流側溝である溝25により構成される下流端部71ｂは、両対向面22，41の他方の対向面41に設けられる下流側溝である溝45により構成される上流端部74ａに向けてＥＧＲガスの流れを吸気方向に、ここでは吸気流方向に屈曲させる屈曲部でもある。ＥＧＲガスが通路面積が拡大する下流端部71ｂに流入して減速すること、およびＥＧＲガスに混入しているカーボンが、その慣性により下流端部71ｂを形成する通路壁である隔壁29に衝突することにより、下流端部71ｂでは、カーボンの分離が促進されるので、下流端部71ｂよりも下流の通路である下流通路72にカーボンが侵入し難くなって、カーボンが出口70ｅを含めて下流通路72に詰まることが防止される。

このように、ＥＧＲ分配路70は、入口70ｉおよび水平通路71ｃを含む通路であって下流端部71ｂよりも上流の通路により構成される第１通路と、下流端部71ｂおよび上流端部72ａにより構成される拡大通路と、分岐通路72ｃ、下流端部72ｂおよび出口70ｅにより構成されて前記拡大通路のＥＧＲガスを各吸気通路90に分配する第２通路とを有する。そして、ＥＧＲガスは、前記第１通路、前記拡大通路および前記第２通路を順次流通して、吸気通路90に導かれる。前記拡大通路の通路面積は、前記第１通路および前記第２通路の通路面積よりも大きく、ＥＧＲ分配路70において最大の通路面積を有する。そして、連通路79と、屈曲部でもある下流端部71ｂとは、前記拡大通路内に設けられる。

図１，図２を参照すると、ＥＧＲ弁60が取り付けられる台座61は、プレート20の一端部Ａ２に一体成形される。プレート20および台座61は、ＥＧＲ取出通路69とＥＧＲ分配路70とをＥＧＲ弁60を介して連通させる導入通路62，63を形成する。導入通路62，63は、ＥＧＲ弁60の上流に位置して前記ＥＧＲ取出通路69に連通する上流側導入通路62と、ＥＧＲ弁60の下流に位置して入口70ｉにプレート20内で連通してＥＧＲ弁60により流量が調整されたＥＧＲガスをＥＧＲ分配路70に導く下流側導入通路63とから構成される。
上流側導入通路62は、プレート20および台座61に設けられる孔64、ガスケット30、プレート40およびガスケット50の一端部Ａ３〜Ａ５に設けられる貫通孔66ａ，66ｂ，66ｃから構成されて、接続部Ｈｉの対向面１においてＥＧＲ取出通路69に連通する。下流側導入通路63は、プレート20および台座61に設けられる孔65から構成される。

両対向面22，41の間および両対向面42，51の間で、ブリーザ分配路80は、プレート20に取り付けられた管継手87を通じてＰＣＶ弁88からのブローバイガスが流入するブリーザ入口80ｉおよび中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置するブリーザ下流端部81ｂを有するブリーザ上流通路81と、上流通路81に連通すると共に上流通路81により中央部Ｃ２〜Ｃ４に導かれたブローバイガスを分配して各吸気通路90に流出させる４つのブリーザ出口80ｅを有するブリーザ下流通路82とを有する。
下流通路82は、出口80ｅのほかに、下流端部81ｂにて上流通路81に連通すると共に中央部Ｃ３〜Ｃ５に位置するブリーザ上流端部82ａと、上流端部82ａから分岐する２つのブリーザ分岐通路82ｃと、各分岐通路82ｃのブローバイガスが流入する２つのブリーザ下流端部82ｂとを有する。各下流端部82ｂからは２つの出口80ｅが分岐する。

ブリーザ上流通路81は、対向面22に設けられる溝26とガスケット30に設けられる貫通孔36とにより構成される。貫通孔36は、溝26と同様の形状であり吸気流方向で見て溝26と重なる。両対向面22，41の間で、入口80ｉおよび下流端部81ｂは、各吸気貫通孔23，33，43の下方にある。入口80ｉは、配列方向で他端部Ｂ２〜Ｂ４寄りの吸気貫通孔23，33，43の中央部Ｃ２〜Ｃ４寄りに位置し、下流端部81ｂは、中央部Ｃ２〜Ｃ４寄りの２つの吸気貫通孔23，33，43の間に位置する。
上流通路81は、他端部側において、入口80ｉから下流端部81ｂまで、吸気貫通孔23，33，43の下方で下端部Ｅ２〜Ｅ４を配列方向に平行に延びる。下端部Ｅ２〜Ｅ４において、一端部側に上流通路71が配置され、他端部側に上流通路81が配置されること、また他端部側において下流通路72と上流通路81とが上下方向で吸気貫通孔23，33，43を挟んで上端部Ｄ２〜Ｄ４および下端部Ｅ２〜Ｅ４にそれぞれ配置されることにより、両プレート20，40の対向面22，41が効率よく利用されて両分配路70，80が形成されるので、両プレート20，40、ひいてはプレート部材Ｐが小型化される。

下流通路82は、プレート40に設けられて両対向面41，42に開口する貫通孔46と、対向面42に設けられる溝47と、ガスケット50に設けられて吸気貫通孔53に開口する切欠き57と、対向面１に設けられて吸気ポート３に開口する切欠き７とより構成される。上流端部82ａは貫通孔46により構成される。出口80ｅを構成する切欠き57，７のうち、切欠き57は、ガスケット50の一端部側および他端部側のそれぞれにおいて２つの吸気貫通孔53の、配列方向で互いに近接する部位に設けられ、切欠き７は、接続部Ｈｉの一端部側および他端部側のそれぞれにおいて２つの吸気ポート３の、配列方向で互いに近接する部位に、吸気流方向で切欠き重なるように設けられる。

吸気貫通孔43の下方で上流端部74ａの真下にある上流端部82ａは、配列方向で中央部Ｃ４に吸気貫通孔43の間に位置する。各下流端部82ｂは上下方向で各吸気貫通孔43，53と重なる位置にある。配列方向で、一方の下流端部82ｂは、プレート40およびガスケット50の一端部側において２つの吸気貫通孔43，53の間に位置し、他方の下流端部82ｂは、プレート40およびガスケット50の他端部側において吸気貫通孔43，53の間に位置する。
各分岐通路82ｃは、上流端部82ａおよび下流端部82ｂの間で、吸気貫通孔43，53の下方でプレート40およびガスケット50の下端部Ｅ４，Ｅ５を配列方向に平行に延びる。各切欠き57，７は、吸気流方向から見て、配列方向での各下流端部82ｂの端部と重なる位置にある。
ＰＣＶ弁88を通ったブローバイガスは、プレート20に取り付けられて対向面21側に位置する管継手87からブリーザ分配路80の入口80ｉに、プレート20内で流入する。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
排気ガス還流装置は吸気マニホルド10とシリンダヘッドＨとの間に配置されるプレート部材Ｐを備え、プレート部材Ｐは、ＥＧＲガスを各吸気通路90に導くＥＧＲ分配路70およびブローバイガスを各吸気通路90に導くブリーザ分配路80を形成し、ＥＧＲ分配路70は、プレート部材Ｐを構成する第１，第２プレート20，40の相互の対向面22，41の協働により形成され、ブリーザ分配路80は、プレート20，40の相互の対向面22，41の協働およびプレート40および第２ガスケット50の相互の対向面42，51の協働により形成される。これにより、排気ガス還流装置のプレート部材Ｐを利用することで、ブローバイガスを各吸気通路90に還流するためのブリーザ分配路80が形成されるので、ブリーザ分配路80が導管により構成される場合に比べて吸気通路90周りの配管が簡素化され、さらに内燃機関が小型化される。また、ＥＧＲ分配路70およびブリーザ分配路80は、互いに対向する部材の相互の対向面22，41；42，51の協働により形成されるので、中子が必要な鋳造に比べて低コストで、かつ精度が良好なＥＧＲ分配路70およびブリーザ分配路80を簡単に形成することができる。

プレート20には、ＥＧＲ分配路70に導かれるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁60が取り付けられる台座61が一体成形され、ＥＧＲ弁60からのＥＧＲガスをＥＧＲ分配路70に導く導入通路62，63が、台座61およびプレート20で形成されることにより、台座61が別途設けられる場合に比べて排気ガス還流装置が小型化され、内燃機関の小型化に寄与する。さらに、一体成形されたプレート20および台座61によりＥＧＲ弁60からのＥＧＲガスが通る下流側導入通路63が形成されるので、下流側導入通路63とＥＧＲ分配路70との接続作業および接続部でのシール部材が不要になり、コストが削減される。

ＥＧＲ分配路70は、吸気連通路91の配列方向での列の中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置する下流端部71ｂを有する上流通路71と、下流端部71ｂからのＥＧＲガスを各吸気通路90に導く下流通路72とを有することにより、ＥＧＲガスが吸気連通路91の列の中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置する下流端部71ｂから下流通路72を通じて各吸気連通路91に分配されるので、各吸気通路90へのＥＧＲガスの分配の均一化が向上する。
また、下流端部71ｂは上流通路71において最大の通路面積を有することにより、下流端部71ｂ内でＥＧＲガスの均一化が促進され、その均一化されたＥＧＲガスが各吸気連通路91に分配されるので、各吸気通路90へのＥＧＲガスの分配の均一化が一層向上する。

プレート部材Ｐが、プレート20と、プレート40と、両プレート20，40の間に配置されるガスケット30とにより構成され、下流通路72は第１下流通路73および第２下流通路74により構成され、プレート20のプレート40との対向面22には、上流通路71と第１下流通路73とが隔離して設けられ、プレート40のプレート20との対向面41には上流通路71と第１下流通路73とを連通させる第２下流通路74が設けられ、ガスケット30には、上流通路71および第２下流通路74を連通させる連通路79が設けられ、連通路79の通路面積は、上流通路71において連通路79の直上流の通路部分である下流端部71ｂの通路面積よりも小さいことにより、ＥＧＲガスに混入しているカーボンは、絞り部を形成する連通路79により、その下流に位置する下流通路72に侵入することが抑制されるので、カーボンによるＥＧＲ分配路70の詰まりが防止される。
また、ガスケット30に、第２下流通路74および第１下流通路73を連通させる連通路79が設けられる場合には、連通路79の通路面積は、第２下流通路74において連通路79の直上流の通路部分である上流端部74ａの通路面積よりも小さいことにより、同様にして、絞り部を形成する連通路79により、ＥＧＲガスに混入しているカーボンがその下流に位置する第１下流通路73に侵入することが抑制される。
さらに、複数のプレート要素であるプレート20、プレート40およびガスケット30によりＥＧＲ分配路70を構成することで、大きな通路面積を有するＥＧＲ分配路70を低コストで形成することができる。

ブリーザ分配路80は、吸気連通路91の配列方向での列の中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置する下流端部81ｂを有する上流通路81と、下流端部81ｂからのブローバイガスを各吸気通路90に導く下流通路82とを有することにより、ブローバイガスを各吸気通路90に分配する下流通路82の上流に位置する下流端部81ｂは吸気連通路91の列の中央部Ｃ２〜Ｃ４に位置するので、下流通路82による各吸気通路90へのブローバイガスの分配が均一化される。

ブリーザ分配路80の出口80ｅは、ＥＧＲ分配路70の出口70ｅよりも吸気流下流で各吸気通路90に開口することにより、ブローバイガスは、ＥＧＲガスよりも吸気流下流の位置で各吸気通路90に流入するので、ブローバイガスに混入しているオイルが、ＥＧＲガスの熱により炭化して、ＥＧＲ分配路70の出口70ｅを詰まらせることが防止される。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。

前記実施形態では、第１，第２プレート20，40の相互の対向面22，41により形成されるＥＧＲ分配路70は、両プレート20，40の相互の対向面22，41に設けられる溝24，25，45により構成されたが、両プレート20，40の相互の対向面22，41の一方のみに設けられる溝により形成されてもよく、プレート部材Ｐを構成する複数のプレート要素の両対向面の少なくとも一方の溝により構成されればよい。
また、前記実施形態では、プレート20，40の相互の対向面22，41およびプレート40およびガスケット50の相互の対向面42，51により形成されるブリーザ分配路80は、対向面22および対向面42の溝26，47により構成されたが、ブリーザ分配路80は、プレート部材Ｐを構成する複数のプレート要素の両対向面の少なくとも一方の溝により構成されればよい。
さらに、ＥＧＲ分配路70またはブリーザ分配路80は、吸気マニホルド10とプレート部材Ｐを構成するプレート要素との相互の対向面の協働により形成される、具体的には吸気マニホルド10のプレート要素との対向面およびプレート要素の吸気マニホルド10との対向面の少なくとも一方に設けられる溝により構成されてもよい。同様に、ＥＧＲ分配路70またはブリーザ分配路80は、シリンダヘッドＨとプレート部材Ｐを構成するプレート要素との相互の対向面の協働により形成される、具体的にはシリンダヘッドＨのプレート要素との対向面およびプレート要素のシリンダヘッドＨとの対向面の少なくとも一方に設けられる溝により構成されてもよい。
プレート部材Ｐを構成するプレート要素の数は、１つであってもよい。上流部材および下流部材は、それぞれ吸気マニホルドおよびシリンダヘッド以外の、吸気装置を構成する部材であってもよく、例えば、上流部材がスロットルボディで、下流部材が吸気マニホルドであってもよい。
吸気通路の数は、前記実施形態ではシリンダまたは燃焼室の数である前記所定数と同じであったが、少なくとも前記所定数であればよく、１つの燃焼室に複数の独立した吸気通路が連通する場合など、前記所定数を越える数であってもよい。
内燃機関は、４気筒以外の直列機関、または１つのバンクが直列に配列された複数の気筒を備えるＶ型機関であってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。

本発明が適用された多気筒内燃機関において、排気ガス還流装置のプレート部材の主とした分解斜視図である。 図１のプレート部材を構成する１つのプレートを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は（ｃ）のｄ−ｄ線断面図である。 図１のプレート部材を構成する別のプレートを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は（ｃ）のｄ−ｄ線断面図である。 （ａ）は、図１のプレート部材を構成する１つのガスケットの正面図であり、（ｂ）は、図１のプレート部材を構成する別のガスケットの正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ線でのプレート部材の断面図である。）のｂ−ｂ線でのプレート部材の断面図であり、図４の（ｃ）に相当する図である。

符号の説明

１，12，21，22，31，32，41，42，51，52…対向面、３…吸気ポート、10…吸気マニホルド、13…分岐吸気通路、20，40…プレート、30，50…ガスケット、23，33，43，53…吸気貫通孔、70…ＥＧＲ分配路、79…連通路、80…ブリーザ分配路、88…ＰＣＶ弁、90…吸気通路、91…吸気連通路、
Ｈ…シリンダヘッド、Ｐ…プレート部材。

Claims (4)

1. 複数である所定数の燃焼室にそれぞれ吸気を導く前記所定数の吸気通路(90)を形成する通路形成部材と、排気ガスをＥＧＲガスとして前記各吸気通路(90)に還流する排気ガス還流装置とを備える多気筒内燃機関であって、
   前記各吸気通路(90)は、上流吸気通路(13)と前記上流吸気通路(13)にその下流で連通する下流吸気通路(3)とから構成され、前記通路形成部材は、前記各上流吸気通路(13)が設けられる上流部材(10)と、前記各下流吸気通路(3)が設けられる下流部材(H)とから構成され、前記排気ガス還流装置は、前記上流部材(10)と前記下流部材(H)との間に配置されて前記上流吸気通路(13)と前記下流吸気通路(3)とを連通させる前記所定数の前記吸気通路(90)が設けられるプレート部材(P)を備え、前記プレート部材(P)は、ＥＧＲガスを前記各吸気通路(90)に導くＥＧＲ分配路(70)を形成する多気筒内燃機関において、
   前記プレート部材(P)は、ブローバイガスを前記各吸気通路(90)に導くブリーザ分配路(80)を形成し、前記ＥＧＲ分配路(70)および前記ブリーザ分配路(80)は、それぞれ、前記プレート部材(P)を構成する第１プレート要素(20)および第２プレート要素(40)の相互の対向面(22,41)、前記上流部材(10)および前記プレート部材(P)の相互の対向面(12,21)、または、前記プレート部材(P)および前記下流部材(H)の相互の対向面の協働により形成され、
   前記ＥＧＲ分配路(70)は、前記所定数の前記吸気通路(90)の配列方向での列の中央部(C2〜C4)に位置する下流端部(71b)を有する上流通路(71)と、前記下流端部(71b)からのＥＧＲガスを前記各吸気通路(90)に導く下流通路(72)とを有し、
   前記プレート部材(P)は、前記第１プレート要素(20)と、前記第２プレート要素(40)と、前記第１プレート要素(20)と前記第２プレート要素(40)との間に配置される第３プレート要素(30)とにより構成され、前記ＥＧＲ分配路(70)の前記下流通路(72)は第１下流通路(73)および第２下流通路(74)により構成され、前記第１プレート要素(20)の前記第２プレート要素(40)との対向面(22)には、前記上流通路(71)と前記第１下流通路(73)とが隔離して設けられ、前記第２プレート要素(40)の前記第１プレート要素(20)との対向面(41)には、前記上流通路(71)と前記第１下流通路(73)とを連通させる第２下流通路(74)が設けられ、前記第３プレート要素(30)には、前記上流通路(71)および前記第２下流通路(74)、または前記第２下流通路(74)および前記第１下流通路(73)を連通させる連通路(79)が設けられ、前記連通路(79)の通路面積は、前記上流通路(71)または前記第２下流通路(74)において前記連通路(79)の直上流の通路部分(71b,74a)の通路面積よりも小さい
   ことを特徴とする多気筒内燃機関。
2. 前記プレート部材(P)には、前記ＥＧＲ分配路(70)に導かれるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁(60)が取り付けられる台座(61)が一体成形され、前記ＥＧＲ弁(60)からのＥＧＲガスを前記ＥＧＲ分配路(70)に導く導入通路(62,63)が、前記台座(61)および前記プレート部材(P)により形成されることを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関。
3. 前記ブリーザ分配路(80)は、前記所定数の前記吸気連通路(91)の配列方向での列の中央部(C2〜C4)に位置するブリーザ下流端部(81b)を有するブリーザ上流通路(81)と、前記ブリーザ下流端部(81b)からのブローバイガスを前記各吸気通路(90)に導くブリーザ下流通路(82)とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒内燃機関。
4. 前記ブリーザ分配路(80)の出口(80e)は、前記ＥＧＲ分配路(70)の出口(70e)よりも吸気流下流で前記各吸気通路(90)に開口することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関。

Images