JP5152036B2

JP5152036B2 - 吸気マニホールド及び吸気装置

Info

Publication number: JP5152036B2
Application number: JP2009047889A
Authority: JP
Inventors: 健太郎原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2029-03-02
Also published as: JP2010203283A

Description

この発明は、吸気マニホールド及び吸気装置に関する。特に、Ｖ型エンジンに使用する吸気マニホールド及び吸気装置に関する。

車両のエンジンに使用する吸気装置として、ブローバイガス通路が、吸気マニホールドに取り付けられたものが知られている。ブローバイガス通路は、エンジンのクランクケース内に流入したブローバイガスを吸気マニホールドの各分岐管に導く。ブローバイガス通路内でブローバイガス中の水分が凍結すると、ブローバイガス通路が塞がれクランクケースの内圧が上昇しエンジンの動作に悪影響が及ぶ場合も考えられる。そこで、凍結防止のための手段が取られている（特許文献１―３参照）。

また、Ｖ型エンジンの吸気装置として、吸気マニホールドの吸気集合室（コレクタ室）から各分岐管が逆Ｕ字状に湾曲してエンジン吸気ポートに延びるものがある（特許文献４参照）。ここで、吸気マニホールドの吸気集合室から各分岐管への吸気効率がエンジンの動作に影響する。
特開２００５−１１３８４４号公報特開２００４−１０６４２９号公報特開２００４−３１６５０１号公報特開２００８−２９７９１９号公報

しかし、特許文献１−３の従来技術では、凍結防止手段として、ブローバイガス通路を吸気マニホールドのブランチ部で覆うなどしているが、構成が複雑となる。従って、吸気マニホールドにおいて、ブローバイガス通路に対する簡易な構造の凍結防止手段を設け、吸気マニホールドの性能を向上させる必要があった。

また、特許文献４の従来技術では、吸気装置の吸気マニホールドの吸気集合室から各分岐管への吸気効率を向上させ、吸気マニホールドの性能を向上させる余地があった。

本発明は、エンジン動作を良好とするよう、吸気マニホールドの性能を向上することを目的とする。

本発明は、所定のスラント角度で車両に搭載されるＶ型エンジンと組み合わされ、前記Ｖ型エンジンのクランクケース内のブローバイガスを導くブローバイガス通路が取り付けられる吸気マニホールドを提供する。吸気マニホールドは、スロットルチャンバに接続して、前記スロットルチャンバからの空気を供給する湾曲した吸気共通通路と、前記Ｖ型エンジンの上方に配置され、前記吸気共通通路に接続する吸気集合室と、前記吸気集合室内で開口する下方の入口から吸入した空気を、上方に導き旋回させて下方のエンジン気筒にそれぞれ供給する複数の分岐管と、前記ブローバイガス通路と各分岐管との間の接続部と、を備える。前記吸気マニホールドが前記Ｖ型エンジンに組み合わされた場合に、少なくとも一つの前記接続部が、車両前方から見て前記吸気共通通路の投影面内に収まるように、前記吸気共通通路のスロットルチャンバ側の端部の高さを前記接続部の最高位置より高くすることを特徴とする。

本発明によれば、吸気マニホールドの性能を向上できる。

エンジンに使用される吸気装置を示す概略構成図である。吸気マニホールドの端面図である。吸気マニホールドの側面図である。吸気マニホールドの正面図である。吸気マニホールドの一部を切欠いた正面図である。吸気マニホールドの一部を切欠いた斜視図である。

図１は、本実施形態に係る吸気装置１を示す概略図である。吸気装置１は、吸気マニホールド３、吸気ダクト５、スロットルチャンバ７、エアクリーナ９等を含む。吸気装置１は、車両に搭載されるＶ型エンジン１１に空気を供給する。本実施形態では、Ｖ型エンジン１１は、８気筒であるが、これに限定されるものではない。Ｖ型エンジン１は、所定のスラント角度θ（例えば、１．５度から４．５度）をもって車両前後方向Ｙに対して傾斜させて、車両のエンジンルームに縦置きで搭載される。車両外部の空気は、エアクリーナ９を通して吸気ダクト５に流入し、スロットルチャンバ７に導入される。その後、スロットルチャンバ７から吸気マニホールド３に空気が流入する。スロットルチャンバ７内には空気の流量を調整するスロットル弁（図示せず）が配置される。

吸気マニホールド３は、Ｖ型エンジン１１と組み合わされ、Ｖ型エンジン１１の上方において、Ｖ型エンジン１１のバンク間に気筒列の方向に延在する。なお、気筒列方向は、スラント角度θが小さいため、ほぼ車両の前後方向Ｙとなる。吸気マニホールド３は、湾曲した吸気共通通路３１、吸気共通通路３１から空気が流入する吸気集合室（コレクタ室）３２、吸気集合室３２から空気が流入する八つの分岐管（ブランチ部）３３を備える。吸気共通通路３１は、スロットルチャンバ７に接続して、スロットルチャンバ７からの空気が供給される。吸気集合室３２は、Ｖ型エンジン１１上方において配置され、吸気共通通路３１に接続する。

各分岐管３３は、エンジン１１の一つの気筒に接続する。分岐管３３は、車両の前方から見て、右側にずれた分岐管３３ａと左側にずれた分岐管３３ｂを含む。右側の分岐管３３ａは、Ｖ型エンジン１１の右側の気筒に空気を供給する。左側の分岐管３３ｂは、Ｖ型エンジン１１の左側の気筒に空気を供給する。分岐管３３ａは、吸気集合室３２に開口した入口３４ａを有する。分岐管３３ｂは、吸気集合室３２に開口した入口３４ｂを有する。分岐管の下向きの入口３４ａ、３４ｂは、下向きのベルマウスからなる。これにより、入口３４ａ、３４ｂは、吸気集合室３２の底面に当たって反射した空気流を受け易くなっている。

分岐管３３は、吸気集合室３２をほぼ囲むような態様で、吸気集合室３２の長手方向Ｘに略垂直な面内で逆Ｕ字状に旋回する形状を有する。各分岐管３３ａ、３３ｂは、吸気集合室３２内で開口する下方の入口３４ａ、３４ｂから吸入した空気を、上方に導き旋回させて下方のエンジン気筒に供給する。吸気集合室３２の空気は、分岐管の入口３４ａ、３４ｂで吸入され、分岐管３３ａ、３３ｂを通って下方のエンジン吸気ポート１２に流れる。

また、吸気共通通路３１には、キャニスター１６からパージコントロールバルブ１７、パージガス通路１８を通って燃料を含んだパージガスが流入する。パージガスが、吸気集合室３２と分岐管３３を通過してエンジン１１に導入される。そして、パージガス中の燃料はエンジン１１で燃焼される。吸気共通通路３１や吸気集合室３２において、パージガスとスロットルチャンバ７から供給された吸入空気とが混合される。

図２は、吸気マニホールド３を上方から見た端面図である。吸気共通通路３１は、車両の前方から見て右側に反れるように湾曲している。図２において、各分岐管の入口３４ａ、３４ｂのベルマウスの位置は、点状の円で示されている。車両の前方から見て左側の入口３４ａの列は、右側の入口３４ａの列に比較して、吸気共通通路３１の方にずれて、吸気共通通路側に位置する。

吸気マニホールド３は、クランクケース１３内のブローバイガスを、各分岐管３３に導くブローバイガス通路３６が取り付けられる。ブローバイガスは、エンジン１１のカム室１４を通って、ブローバイガス通路３６に流れる。ブローバイガスは、ブローバイガス通路３６から各分岐管３３を通って、エンジン１１に入る。そして、ブローバイガス中の未燃焼の炭化水素はエンジン１１で燃焼される。

吸気共通通路３１のスロットルチャンバ側の端部（スロットルチャンバ搭載端部）３９は、ブローバイガス通路３６の車両前方への延長線上にほぼ位置する。ブローバイガス通路３６と各分岐管３３との間の接続部３７を介して、各分岐管３３はブローバイガス通路３６に連通する。ブローバイガス通路３６は、接続部３７への共通管路になっている。

図３は、吸気マニホールド３を側面から見た側面図である。Ｖ型エンジン１１が、所定のスラント角度θで傾斜させて車両に搭載されるため、吸気マニホールド３も、車両前後方向Ｙに対して所定のスラント角度θだけ傾斜する。吸気集合室３２の長手方向Ｘと車両前後方向Ｙの角度は、スラント角度θに略等しい。

右側のブローバイガス通路３６の接続部３７は、湾曲した吸気共通通路３１により、車両前方から見て隠れており、車両走行時に冷気が直接的に当たらない（図３の一点鎖線参照）。即ち、車両前方から見て、接続部３７は、吸気共通通路３１の投影面内に収まる（図１も参照）。より好ましくは、右側ブローバイガス通路３６も、車両前方から見て、吸気共通通路３１の投影面内に収まるようにする。このようにするため、吸気共通通路３１においてスロットルチャンバ７が搭載される端部３９の高さが、接続部３７の最高位置３８の高さより高くなっている。ここで、高さは、吸気マニホールド３の底面ではなく、車両の前後方向Ｙに沿った水平面４０を基準面にして測られる。吸気共通通路３１の端部３９の高さは、スラント角度θの分だけ高くすることができる。

このようにして、凍結により閉塞しやすいブローバイガス通路３６の接続部３７は、断熱材やエンジンカバーで覆う等の特別な対策なしで、コストや重量を増加させず氷結を防止できる。なお、複数の接続部３７のうち一つでも、吸気共通通路３１の投影面内に収まるようにしておけばよい。他の接続部も車両走行時に冷気が当たり難くなり、凍結防止が可能になるためである。

なお、左側のブローバイガス通路３６の接続部３７は、他の手段により凍結を防止するようにしてよい。

吸気共通通路３１は、スロットルチャンバ側の端部３９から降下して吸気集合室３２への入口４３に至る。端部３９の入口４１から流入した空気は、吸気共通通路３１を通って、降下しながら吸気集合室３２の入口４３に入る。

図３の点線の囲みは、各分岐管の入口３４ａ、３４ｂの位置を示す。吸気集合室３２への入口４３の中心は、吸気マニホールド３の縦方向Ｚに関して、各分岐管の入口３４ａ、３４ｂ（ベルマウス）より低い位置にある。これにより、空気流が吸気集合室３２の底面に当たって反射して、分岐管の下向きの入口３４ａ、３４ｂが空気流を受け易くなる。従って、各分岐管への吸気効率が大きくなり、エンジン出力が大きくなる。

図４は、吸気マニホールド３の正面図を示す。図５は、吸気マニホールド３の吸気集合室３２の入口４３を示す図である。なお、吸気マニホールド３は、スラント角度θだけ傾いているため、図５において、４つのベルマウスがずれて重なったように見えている。車両前方にあるベルマウスほど、上側に見えている。

吸気共通通路３１は、仕切り板４５により、外周側の通路３１ａと内周側の通路３１ｂに分割されている（図２参照）。外周側の通路３１ａは、内周側の通路３１ｂよりも分岐管の入口に近くなっている。即ち、外周側の通路３１ａの出口と分岐管３４ａの入口との間の距離は、内周側の通路３１ｂの出口と分岐管３４ｂの入口との間の距離より短い。このため、図４、図５のように、外周側の通路３１ａの方が、内周側の通路３１ｂより低い位置で、吸気集合室３２に接続する。即ち、吸気集合室３２の入口４３の位置が、外周側の通路３１ａの側で、内周側の通路３１ｂの側より低い位置にある。また、外周側の通路３１ａの傾斜が、内周側の通路３１ｂの傾斜より急になる。

これにより、外周側の通路３１ａからの空気流は、通路出口から近い位置で、吸気集合室３２の底面に当たって反射し（図３の点線）、内周側の通路３１ｂからの空気流は、通路出口から離れた位置で、吸気集合室３２の底面に当たって反射する（図３の実線）。これにより、さらに、反射した空気流を下向きの入口３４ａ、３４ｂに入り易くする。

図６は、吸気マニホールド３の一部を切欠いた斜視図である。吸気共通通路３１の通路壁が切欠かれ、吸気共通通路３１の内部が示されている。

通常、吸気マニホールド３は、上側マニホールド部分３ａと下側マニホールド部分３ｂを組み合わせて製造される。このため、仕切り板４５も、上側マニホールド部分３ａに属する上側部分４５ａと下側マニホールド部分３ｂに属する下側部分４５ｂを組み合わせて作製される。そして、仕切り板４５には、上側部分４５ａと下側部分４５ｂとが完全には接しないようにして、上側部分４５ａと下側部分４５ｂの合わせ部にスリット４７が設けられている。これにより、スリット４７は、吸気マニホールド３の製造時に上側マニホールド部分３ａと下側マニホールド部分３ｂを組み合わせるだけで、簡単に形成される。スリット４７の幅は、特に限定されないが、例えば１ｍｍ程度である。

スリット４７の存在により、吸気共通通路３１の空気流れに、仕切り板４５に沿って流れないような剥離流が発生する。これにより、キャニスター１６から吸気共通通路３１に流入するパージガスが、スロットルチャンバ７から供給された吸入空気とよく混合して均一になるようになる。そして、パージガス中の燃料が、エンジン１１でよく燃焼できるようになり、不均一の場合よりエンジン動作が向上する場合がある。

作用効果
本実施形態によれば、吸気マニホールドとＶ型エンジン１１とが組み合わされた場合に、吸気共通通路３１のスロットルチャンバ側の端部の高さが接続部３７の最高位置より高くなる。そして、少なくとも一つの接続部３７が、車両前方から見て吸気共通通路の投影面内に収まるようにする。従って、ブローバイガス通路３６と各分岐管３３との間の接続部３７は、吸気共通通路３１が妨げとなって車両走行時に冷気が直接的に当たらなくなり、凍結が防止できる。

吸気共通通路３１に接続する吸気集合室３２の入口４３の中心位置は、各分岐管３３の入口より低い位置にある。これにより、空気流は、吸気集合室３２の底面に当たって反射して、分岐管の下方の入口３４ａ、３４ｂが、空気流を受け易くなる。従って、各分岐管への吸気効率が大きくなり、エンジン出力が大きくなる。

吸気共通通路３１は、内部を二つの通路に分割する仕切り板４５を有し、分岐管の入口により近い一方の通路（外周側の通路３１ａ）が、他方の通路（内周側の通路３１ｂ）に比べて低い位置で吸気集合室３２に接続される。これにより、吸気集合室３２の底面で反射した空気流が、さらに、分岐管３３の下方の入口３４ａ、３４ｂに入り易くなる。

仕切り板４５が、上側部分４５ａと下側部分４５ｂからなり、上側部分と下側部分の間にスリット４７を備える。これにより、簡単に形成できるスリット４７により剥離流が発生し、キャニスター１６から吸気共通通路３１に流入するパージガスが、吸入空気とよく混合するようになる。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１吸気装置
３吸気マニホールド
７スロットルチャンバ
１１Ｖ型エンジン
３１吸気共通通路
３２吸気集合室
３３分岐管
３３ａ右側分岐管
３３ｂ左側分岐管
３４ａ、３４ｂ入口
３６ブローバイガス通路
３７接続部
３９端部
４３吸気集合室入口
４５仕切り板
４７スリット

Claims

所定のスラント角度で車両に搭載されるＶ型エンジンと組み合わされ、前記Ｖ型エンジンのクランクケース内のブローバイガスを導くブローバイガス通路が取り付けられる吸気マニホールドにおいて、
スロットルチャンバに接続して、前記スロットルチャンバからの空気を供給する湾曲した吸気共通通路と、
前記Ｖ型エンジンの上方に配置され、前記吸気共通通路に接続する吸気集合室と、
前記吸気集合室内で開口する下方の入口から吸入した空気を、上方に導き旋回させて下方のエンジン気筒にそれぞれ供給する複数の分岐管と、
前記ブローバイガス通路と各分岐管との間の接続部と、を備え、
前記吸気マニホールドが前記Ｖ型エンジンに組み合わされた場合に、少なくとも一つの前記接続部が、車両前方から見て前記吸気共通通路の投影面内に収まるように、前記吸気共通通路のスロットルチャンバ側の端部の高さを前記接続部の最高位置より高くすることを特徴とする吸気マニホールド。
前記吸気共通通路に接続する前記吸気集合室の入口の中心位置を、各分岐管の入口より低くすることを特徴とする、請求項1に記載の吸気マニホールド。
前記吸気共通通路は、内部を二つの通路に分割する仕切り板を有し、
前記分岐管の入口により近い一方の通路が、他方の通路に比べて低い位置で前記吸気集合室に接続されることを特徴とする、請求項1に記載の吸気マニホールド。
前記仕切り板が、上側部分と下側部分からなり、
前記上側部分と前記下側部分の間にスリットを備えることを特徴とする、請求項1に記載の吸気マニホールド。
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の吸気マニホールドを備えた吸気装置。