JP5180760B2 - 内燃機関のインテークマニホールド - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関において、ブローバイガスを導入するためのガス導入口が各吸気管に開口された構成のインテークマニホールドに関するものである。

従来、この種の技術には、例えば特許文献１に記載されたインテークマニホールドがある。このインテークマニホールドは、図９に示すように、内燃機関のシリンダブロックに固定されるフランジ部６０を備え、そのフランジ部６０の内部にブローバイガス通路となる平行溝６１が形成され、この平行溝６１から各ポート部６２に対応する分枝溝６３が設けられたものである。従って、ブローバイガスは、平行溝６１及び分枝溝６３を介してポート部６２内に吸入され、内燃機関の燃焼室に送り込まれる。

なお、特許文献２には、図１０に示すように、複数の吸気管５０の管壁の一部を含む箱体５１をインテークマニホールド５２に一体形成し、箱体５１内における吸気管５０の壁に連通孔５３を形成した構成が開示されている。そして、箱体５１には、吸気管５０から箱体５１内に導入される負圧を図示しないブレーキブースタに供給するための負圧取り出し用ポート５４が設けられている。各連通孔５３は、吸気管５０における湾曲部５０ａの下流側の湾曲方向と反対側管壁に形成されている。
特開２００４−３６５０４号公報（公報第３〜５頁、第１〜４図） 特開２００２−２５６９９１号公報（公報第２，３頁、第１〜３図）

ところが、特許文献１に記載の構成においては、平行溝６１の分枝溝６３が燃焼室の吸気ポートの直近に位置するため、吸気流が、分枝溝６３、及び、その分枝溝６３から導入されるブローバイガスの影響を受けやすく、燃焼効率低下の虞がある。

上記特許文献２に記載の構成は、ブローバイガスを導入するための構成ではないが、箱体５１内にブローバイガスを導いて連通孔５３から吸気管５０内にそのブローバイガスを導入した場合、連通孔５３が吸気管５０の湾曲部５０ａの外コーナ側に位置しているため、その吸気流に影響が与えられる。このため、前記特許文献１と同様に、燃焼効率低下の虞がある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ブローバイガスの導入による吸気流への影響を抑制して、燃焼効率を向上させることができる内燃機関のインテークマニホールドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ブローバイガスを導入するためのガス導入口が各吸気管に開口され、該ガス導入口が、前記吸気管内の吸気流の低速領域に面する部分の管壁に開口された内燃機関のインテークマニホールドにおいて、前記吸気管には、同一方向に湾曲する２箇所の湾曲部として第１湾曲部と第２湾曲部が形成され、前記ガス導入口を、前記第１湾曲部の内コーナ側の下流部であって、前記両湾曲部間の直線部に開口させるとともに、前記直線部における内コーナ側の管壁において幅方向に偏った位置に開口させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記ガス導入口の下流側側面は、前記吸気管の外側から内側に向かって下流側に傾斜していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記ガス導入口の側面は、前記吸気管の外側から内側に向かって拡がる傾斜面として形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、各吸気管の管壁の外側にブローバイガスのガス導入室を形成し、そのガス導入室内に前記ガス導入口を配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、合成樹脂により成形された部材を組み合わせて構成されたことを特徴とする。

（作用）
この発明において、吸気管内の吸気流の低速領域に面する部分の管壁に開口させたガス導入口から吸気管内にブローバイガスを導入した場合には、吸気流の高速領域に面する部分の管壁に開口させたガス導入口から吸気管内にブローバイガスを導入した場合よりも、吸気流への影響が小さくなる。

また、湾曲部を通過した吸気流は慣性により外コーナ側へ寄るため、吸気管の湾曲部の下流部における吸気流の流速は内コーナ側の方が外コーナ側よりも遅くなる。従って、湾曲部の内コーナ側の下流部に開口させたガス導入口から吸気管内にブローバイガスを導入した場合には、外コーナ側の下流部に開口させたガス導入口から吸気管内にブローバイガスを導入した場合よりも吸気流に対する影響が小さくなる。

また、同一方向に湾曲する２つの湾曲部が吸気管に形成されている場合、吸気流は両湾曲部間の直線部において外コーナ側に沿って流れる。この結果、直線部における吸気流の流速は、外コーナ側よりも内コーナ側の方が遅くなる。従って、２つの湾曲部の間の直線部における内コーナ側に開口させたガス導入口から吸気管内にブローバイガスを導入した場合には、直線部における外コーナ側に開口させたガス導入口から導入した場合よりも吸気流に対する影響が小さくなる。

また、各吸気管の管壁の外側にブローバイガスのガス導入室を形成し、そのガス導入室内にガス導入口を配置したので、管壁の幅方向に偏った位置にガス導入口を容易に開口できるとともに各吸気管に対してブローバイガスを供給するための構成が簡素化される。

この発明によれば、ブローバイガスの導入による吸気流への影響を抑制して、燃焼効率を向上させることができるという効果を発揮する。

次に、この発明を具体化した一実施形態について、図１〜図８を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、インテークマニホールド１０は、図示しないスロットル弁を介して上流側のエアクリーナに接続されるサージタンク１１と、このサージタンク１１から分岐された複数の吸気管１２と、各吸気管１２を内燃機関Ｅｇのシリンダブロックに接続するためのフランジ部１３とを備えている。このインテークマニホールド１０は、合成樹脂製の４つの成形部材、すなわち、マニホールド本体１４、タンクカバー１５、吸気管ハウジング１６及びガス導入室ハウジング１７を組み合わせて構成されている。

図３に示すように、各吸気管１２は、吸気流の方向を９０°以上の角度で変える第１湾曲部１８と、その下流側において第１湾曲部１８と同一方向へ湾曲する第２湾曲部２２とを有している。各吸気管１２における第１湾曲部１８と第２湾曲部２２との間は直線部２３となっている。各吸気管１２の第１湾曲部１８の下流部、すなわち直線部２３における両湾曲部１８，２２の内コーナ側の管壁１２ａには、内燃機関Ｅｇのシリンダヘッドからブローバイガスを各吸気管１２内に導入するためのガス導入部１９が設けられている。図３及び図４に示すように、このガス導入部１９には、各吸気管１２の管壁１２ａの外側を前記ガス導入室ハウジング１７により覆うことによりガス導入室２０が区画形成されている。このガス導入室２０に面する各吸気管１２の管壁１２ａには、ガス導入室２０を各吸気管１２内に連通するガス導入口２１がそれぞれ形成されている。

図５、図６及び図７（ａ）に示すように、ガス導入口２１は、吸気管１２の下流側の縁部が、吸気管１２の外側から内側に向かって下降傾斜する傾斜面２１ａとされている。また、ガス導入口２１の前記傾斜面２１ａ以外の縁部は、吸気管１２の外側から内側に向かって拡がる傾斜面２１ｂとされている。さらに、図８に示すように、各吸気管１２の流路断面は、両湾曲部１８，２２の内コーナ側及び外コーナ側が直線状でその両側が円弧状をなす略長円形状であって、前記各ガス導入口２１は、直線状の管壁１２ａにおいてその幅方向に偏った位置に開口されている。

さて、内燃機関の運転中においてエアクリーナからサージタンク１１に吸入された吸気は、各吸気管１２に分配されて内燃機関Ｅｇの各燃焼室に吸入される。そして、内燃機関Ｅｇのクランク室内からガス導入部１９のガス導入室２０に導入されたブローバイガスは、各ガス導入口２１を通じて吸気管１２内に導入される。吸気管１２における第１湾曲部１８の下流部における吸気流の流速は、吸気流の慣性により図３に矢印で示すように、両湾曲部１８，２２の外コーナ側の方が内コーナ側よりも速くなる。加えて、直線部２３における吸気流の流速は、その幅方向における中央部の方がその幅端部側よりも速くなる。この実施形態において、各ガス導入口２１は、両湾曲部１８，２２の内コーナ側で、かつ、幅方向端部の管壁１２ａに開口されているため、ブローバイガスは各ガス導入口２１を通じて吸気流の低速領域に導入される。この結果、吸気管１２内の吸気流に対する影響が抑制され、燃焼効率が向上する。

この実施形態によれば、以下の各効果を得ることができる。
（１）吸気管１２へのブローバイガスのガス導入口２１を、吸気管１２における第１湾曲部１８の内コーナ側の下流部であって、第２湾曲部２２との間の直線部２３に開口させた。従って、ブローバイガスを、吸気流の低速領域に導入することができるため、ブローバイガスの吸気流に対する影響を抑制することができる。このため、内燃機関Ｅｇの燃焼効率を向上させることができる。

（２）前記ガス導入口２１を、流路断面が略長円形状の吸気管１２において、幅方向に偏った位置に開口させた。従って、ブローバイガスを、吸気流の低速領域に導入することができるため、前記と同様に、吸気流に対する影響を抑制し、内燃機関Ｅｇの燃焼効率を向上させることができる。

（３）各吸気管１２の管壁１２ａの外側にガス導入室２０を形成し、そのガス導入口２１内にガス導入口２１を配置した。このため、管壁１２ａの幅方向に偏った位置にガス導入口２１を容易に開口させることができるとともに、各吸気管１２に対してブローバイガスを供給するための構成を簡素化することができる。

（４）ガス導入口２１の下流側の縁部を、吸気管１２の外側から内側に向かって下降傾斜する傾斜面２１ａとした。この構成により、吸気管１２内を流れる吸気流は、円滑に下流側へ案内され、ガス導入口２１を通じてガス導入室２０内に逆流することが防止される。

（５）ガス導入室２０の傾斜面２１ａ以外の縁部を、吸気管１２の外側から内側に向かって拡がる傾斜面２１ｂとした。この構成により、吸気管１２内を流れる吸気流がガス導入口２１の内面側開口縁を起点として渦を巻くことが防止されるため、吸気流の乱れを有効に抑制することができる。

なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・吸気管１２の横断面が略円形状、略楕円形状あるいは隅丸四角形状であるインテークマニホールド１０において、第１湾曲部１８の内コーナ側の下流部管壁で、かつ、その幅端部にガス導入口２１を開口させること。

・図６及び図８に二点鎖線で示すように、１つの吸気管１２の幅端部に２つのガス導入口２１を設けること。
・図７（ｂ）に示すように、ガス導入口２１の下流側の縁部を、下流側へ下降傾斜する曲面２１ｃとすること。

・図７（ｃ）に示すように、ガス導入口２１の縁部を下流側へのみ傾斜させること。
・各吸気管１２にパイプ接続部を形成し、そのパイプ接続部に接続された配管を通じて各吸気管１２にブローバイガスを供給する構成とすること。

以下、前記実施形態から把握される技術的思想を記載する。
（１）請求項４に記載の内燃機関のインテークマニホールドにおいて、前記ガス導入口の縁部における前記吸気管の下流側部（傾斜面２１ａ）を、吸気管の下流側へ向かって下降傾斜させたことを特徴とする内燃機関のインテークマニホールド。

（２）前記技術的思想（１）に記載の内燃機関のインテークマニホールドにおいて、前記ガス導入口の縁部における前記下流側部以外の部分（傾斜面２１ｂ）を、吸気管の外側から内側に向かって拡がるように傾斜させたことを特徴とする内燃機関のインテークマニホールド。

一実施形態のインテークマニホールドを示す側面図。 同じく正面図。 同じく一部を破断した側面図。 ガス導入室ハウジングを取り外したガス導入部を示す正面図。 ガス導入部を示す縦断面図。 マニホールド本体の一部を示す正面図。 （ａ）はガス導入口を示す正面図、（ｂ），（ｃ）は他の実施形態のガス導入口を示す正面図。 吸気管を示す横断面図。 従来のインテークマニホールドを示す斜視図。 従来のインテークマニホールドを示す斜視図。

符号の説明

１０…インテークマニホールド、１２…吸気管、１２ａ…管壁、１４…部材としてのマニホールド本体、１５…同じくタンクカバー、１６…同じく吸気管ハウジング、１７…同じくガス導入室ハウジング、１８…湾曲部としての第１湾曲部、２０…ガス導入室、２１…ガス導入口、２１ａ…傾斜面、２１ｂ…傾斜面、２２…湾曲部としての第２湾曲部、２３…直線部、Ｅｇ…内燃機関。

Claims (5)

1. ブローバイガスを導入するためのガス導入口が各吸気管に開口され、該ガス導入口が、前記吸気管内の吸気流の低速領域に面する部分の管壁に開口された内燃機関のインテークマニホールドにおいて、
   前記吸気管には、同一方向に湾曲する２箇所の湾曲部として第１湾曲部と第２湾曲部が形成され、
   前記ガス導入口を、前記第１湾曲部の内コーナ側の下流部であって、前記両湾曲部間の直線部に開口させるとともに、前記直線部における内コーナ側の管壁において幅方向に偏った位置に開口させることを特徴とする内燃機関のインテークマニホールド。
2. 前記ガス導入口の下流側側面は、前記吸気管の外側から内側に向かって下流側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のインテークマニホールド。
3. 前記ガス導入口の側面は、前記吸気管の外側から内側に向かって拡がる傾斜面として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のインテークマニホールド。
4. 各吸気管の管壁の外側にブローバイガスのガス導入室を形成し、そのガス導入室内に前記ガス導入口を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のインテークマニホールド。
5. 合成樹脂により成形された部材を組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のインテークマニホールド。

Images