JP5691435B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、特に多気筒内燃機関の各気筒に空気を吸入させる吸気マニホールドに水分や油分を含んだ排気再循環ガスを分配導入させるガス分配導入管を装着した内燃機関の吸気装置に関する。

車両用の多気筒内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、その複数の吸気ポートに空気を吸入させる吸気装置として、エアクリーナを通し外気を導入する比較的大容量のサージタンクとこのサージタンク内のチャンバから複数の吸気ポートに空気を吸入させるよう並列する複数の吸気枝管とを一体に構成した吸気マニホールドを有するものが多用されている。そして、この吸気マニホールドのサージタンク内には、例えばブローバイガスが漏れ出るクランクケース内の換気や燃料供給系統内の蒸発燃料処理のため、ブローバイガスやキャニスタからのパージエア等のように油分や水蒸気を含んだガスが導入されることが多い。また、排気浄化性能に対する要求の高度化に伴って、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減に効果的な排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）を行う装置を装着したエンジンが普及拡大してきているが、このようなエンジンにおいては、ＥＧＲガスがサージタンク内で吸入空気と混合されるものが多い。また、希薄燃焼しＥＧＲ量が多くなる場合や低燃費・高出力が高度に要求されるエンジンでは、ＥＧＲガスの温度を下げるためにＥＧＲクーラ（排気冷却器）が多用されている。

このようなエンジンに搭載される従来の吸気装置としては、例えばサージタンクの内壁面上で隆起する隆起部以外の適宜位置に水蒸気を含むガスの導入孔が形成される一方、その隆起部にサージタンク内の吸気負圧を取り出すための吸気負圧取出し孔が形成され、隆起部上方の壁部内面を流下する水分が吸気負圧取出し孔から遠ざかるように、前記隆起部に案内溝を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＥＧＲ通路の端部付近がＥＧＲバルブの内周壁に沿って周回路をなすようにし、ＥＧＲ通路の一部で吸気によってＥＧＲガスが冷却されるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、吸気通路をスロットル弁の下流側の所定位置で流路を絞るベンチュリ形にするとともに、その所定位置に排気ガス環流通路の出口側端部を導入する開口部を配設することで、ＥＧＲガスと吸気通路に流入する吸入空気とを充分混合させてＥＧＲガスの気筒分配を均一化し、ＥＧＲガスの流入過多となる気筒でのすす（ｓｏｏｔ）の発生を抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−０４０１４２号公報 特開２００３−０５６４１３号公報 特開２０００−３２９０１０号公報

しかしながら、上述のような従来の内燃機関の吸気装置にあっては、吸気マニホールドのサージタンク内に水分を含んだガスが導入されるため、サージタンク内にＥＧＲガスから分離した水分や凝縮水あるいはその氷結物が溜まり易く、これが気筒側に吸入されてしまうと、その気筒における燃焼の不安定化や失火に繋がってしまい、内燃機関の排気エミッションが悪化したりその内燃機関を搭載した車両のドライバビリティが悪化したりしてしまうという問題があった。

これに対し、ＥＧＲガスをサージタンクより下流側で吸入空気と混合させるようにすれば、サージタンク内での凝縮水等の発生とその氷結片の気筒側への吸入といった問題の発生を防止することはできるが、次のような問題があった。

すなわち、この場合、吸気マニホールドの並列する複数の吸気枝管に対してＥＧＲガスを分配・供給するためのＥＧＲガス分配管を設けることになるが、その内部のＥＧＲガス分配通路内で、特にＥＧＲガスの導入口から離れる一端側で、水分を含むＥＧＲガスが結露することにより凝縮水等（以下、単に凝縮水という）が生じ易くなる。そして、車両走行中にそのＥＧＲガス分配通路の軸線方向に向かう加速度が作用するような車両走行状態、特にその加速度が大きく作用するような車両走行状態（例えば、横置きの４気筒エンジンを搭載した車両が旋回あるいは曲折する走行をしているとき）において、ＥＧＲガス分配通路内の凝縮水がそのＥＧＲガス分配通路の端部側に集中し、特にＥＧＲガスの導入口から離れる一端側の気筒にＥＧＲガスを導入する特定の気筒別導入孔の中に凝縮水が集中して流入し易くなる。そのため、ＥＧＲガス分配管の一端側の気筒での失火等によって多気筒エンジンの発生トルクのバランスが崩れてトルク変動が惹起されてしまい、そのトルク変動周波数がミッション等の共振周波数と一致すると、車両の乗員に不快な車両振動が生じてしまうことで車両のドライバビリティが悪化する可能性があった。さらに、ＥＧＲガス分配管の素材が酸性の凝縮水により腐食し易い場合、ＥＧＲガス分配管の腐食防止のために各気筒別導入孔への凝縮水の流入が容易になるように設定されることから、上述のようなトルク変動による車両振動の発生を招き易くなっていた。

本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲガス分配管内で凝縮水が生じても、ＥＧＲガス分配管の特定の気筒別導入孔に凝縮水が集中して流入することを有効に抑制し、車両のドライバビリティが悪化するのを確実に防止することができる内燃機関の吸気装置を提供するものである。

本発明に係る内燃機関の吸気装置は、上記課題を解決するために、（１）多気筒内燃機関の複数の吸気ポートに対応して設けられ、互いに離間する複数の吸気枝管と、前記複数の吸気枝管を通して前記複数の吸気ポートに連通するとともに外気を充満させる内部空間が形成されたサージタンクと、が一体に構成された吸気マニホールドを有する内燃機関の吸気装置であって、前記複数の吸気枝管が互いに離間する方向に延在する主通路および該主通路を前記複数の吸気枝管を通して前記複数の吸気ポートに連通させる複数の気筒別導入孔が形成されたＥＧＲガス分配管を備え、前記複数の気筒別導入孔のうち少なくとも前記主通路の延在方向の特定位置に位置する特定の気筒別導入孔は、前記主通路を対応する特定の吸気ポートに連通させる第１導入孔部と、該第１導入孔部より鉛直方向下方側で前記主通路を前記特定の吸気ポートに連通させる第２導入孔部とによって構成されていることを特徴とする。

この構成により、ＥＧＲガス分配管の内部でＥＧＲガスから凝縮水が生じ、ＥＧＲガス分配管の内底壁面上の凝縮水をＥＧＲガス分配管の特定位置側、例えば一端側に流すような加速度が作用する状態にあっても、第１導入孔部と第２導入孔部とでは主通路を特定の吸気ポートに連通させる高さが鉛直方向で異なることから、第２導入孔部から特定の吸気ポートに凝縮水が流入し易く、第１導入孔部から特定の吸気ポートにＥＧＲガスが流入し易くなる。したがって、凝縮水がＥＧＲガス分配管の特定の気筒別導入孔の近傍に集中し易い場合であっても、第１導入孔部により所要のＥＧＲガスの分配量を確保しながら、第２導入孔部では凝縮水を少しずつ投入するようその流量を制限することができる。その結果、特定の気筒で失火等が生じるのを確実に防止することができ、エンジンのトルク変動による車両振動の発生等を防止することができる。なお、第２導入孔部における凝縮水の流量制限は、通路断面積を小さくしたり部分的に絞ったりすることで可能であり、さらに、第２導入孔部における凝縮水の流れの抵抗を大きくしてもよい。例えば、第２導入孔部を曲がり形状や長い形状としたり第２導入孔部内に抵抗要素を設けたりしてもよい。

上記構成を有する本発明の内燃機関の吸気装置は、好ましくは、（２）前記第１導入孔部の通路断面積が、前記第２導入孔部の通路断面積より大きいことを特徴とするものである。この構成により、ＥＧＲガスの所要の流量を確保しつつ凝縮水が特定の気筒の吸気ポート内に集中して流入することが有効に抑制可能となる。

また、（３）前記吸気枝管の内壁面上で前記特定の吸気ポートに開口する前記第１導入孔部の外端の鉛直方向高さが、前記ＥＧＲガス分配管の内壁面上で前記主通路に開口する前記第１導入孔部の内端の鉛直方向高さよりも、上方に位置することが好ましい。

この場合、第１導入孔部は凝縮水を通し難くなり、第１導入孔部の適切な形状（断面積等）を設定することで、所要のＥＧＲガスの分配量を確保できることになる。なお、前記第１導入孔部の通路断面積が前記第２導入孔部の通路断面積より大きく、かつ、前記第１導入孔部の外端の鉛直方向高さが内端の鉛直方向高さよりも上方に位置する場合、前記第１導入孔部は実質的にＥＧＲガスのみの導入孔となり、複数の気筒別導入孔がＥＧＲガス通路とこれとは別系統の凝縮水通路とに明確に区分されることになる。

本発明によれば、主通路を特定の吸気ポートに連通させる第１導入孔部および第２導入孔部の鉛直方向高さが互いに異なり、第２導入孔部から特定の吸気ポートに凝縮水が流入し易く、第１導入孔部から特定の吸気ポートにＥＧＲガスが流入し易くなるようにしているので、ＥＧＲガスから生じたＥＧＲガス分配管内の凝縮水が特定の気筒別導入孔の近傍に集中し易い場合であっても、ＥＧＲガス分配管の特定の気筒別導入孔に凝縮水が集中して流入することをその気筒別導入孔の第２導入孔部によって適度の流量以下に制限して、特定の気筒で失火等が生じるのを有効に抑制し、エンジンのトルク変動による車両振動等に起因する車両のドライバビリティの悪化を確実に防止できる内燃機関の吸気装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置の概略構成図で、図１（ａ）はその吸気マニホールドの吸気枝管部分の概略斜視図、図１（ｂ）はそのＥＧＲガス分配管の一端側の気筒別導入孔付近の拡大断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＩＣ−ＩＣ断面図である。 図２（ａ）は本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置を構成するインテークマニホールドの側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIＢ−IIＢ矢視図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置を装備した内燃機関の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気装置を示している。

なお、本実施形態は、火花点火式の内燃機関、例えば直列４気筒の４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を図示しない車両の車体に横置き姿勢で搭載したものである。

まず、構成について説明する。

図３に示すエンジン１０は、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３およびクランクケース１４を備えており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図３中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。

各気筒１５内にはピストン１６が収納されており、詳細は図示しないが、そのピストン１６には、クランクケース１４内のクランクシャフト１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。また、シリンダヘッド１２内には公知の動弁機構２０や点火装置２３、インジェクタ２４等が収納されており、動弁機構２０がクランクシャフト１７からの動力を基に、またはクランクシャフト１７と連動するよう独立して、駆動されるようになっている。

また、シリンダヘッド１２には、複数の気筒１５に対応して複数組の吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂが形成されており、動弁機構２０がピストン１６の変位に応じて吸気弁２１および排気弁２２を作動させるとともに、クランクシャフト１７の回転により各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１０ａの容積が変化するとき、吸気通路３１および吸気ポート１２ａを通して燃焼室１０ａ内に空気が吸入されるとともに、燃焼室１０ａ内での燃焼後の排気ガスが排気ポート１２ｂおよび排気通路４１を通して排気されるようになっている。

ここで、吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を回動（開閉動作）可能に支持しつつ収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の上流側および下流側にそれぞれ設けられた上流側の吸気ダクト３４および下流側の吸気マニホールド３５と、によって形成されている。吸気ダクト３４の上流側には図示しないエアクリーナが装着されており、このエアクリーナで粉塵等を除去した空気が、上流側の吸気ダクト３４内に取り込まれるようになっている。

図１および図３に示すように、吸気マニホールド３５は、エンジン１０の複数の吸気ポート１２ａに対応して設けられ互いに離間する複数の吸気枝管３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄと、吸気ダクト３４を通して外気を導入し充満させる内部空間３７ａが形成されたサージタンク３７とを一体に構成した多岐管である。この吸気マニホールド３５は、サージタンク３７の内部空間３７ａを複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄを通して複数の吸気ポート１２ａに連通させるよう、複数の吸気ポート１２ａを形成するシリンダヘッド１２に図示しないボルトにより締結・固定されている。また、この吸気マニホールド３５は、吸気ダクト３４を通してサージタンク３７内に導入され充満する空気を、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄを通して複数の吸気ポート１２ａに順次吸気させることができるようになっている。

排気通路４１は、シリンダヘッド１２に形成された複数の排気ポート１２ｂに対応して設けられ互いに並列しつつ離間する複数の排気枝管４２ｂと、複数の排気枝管４２ｂを通して複数の排気ポート１２ｂに連通するとともに図示しない下流側の排気管に接続された集合管部４２ｃとを一体に構成した排気マニホールド４２の内部に形成されており、エンジン１０の複数の排気ポート１２ｂを形成するシリンダヘッド１２に図示しないボルトにより締結・固定されている。

一方、エンジン１０は、その排気の一部を排気マニホールド４２側から吸気マニホールド３５側に還流させ再循環させるＥＧＲ装置５０を備えており、エンジン１０の排気ガスの一部をこのＥＧＲ装置５０によって排気通路４１側から吸気通路３１側に還流させることができるようになっている。

ＥＧＲ装置５０は、エンジン１０の各気筒１５内の燃焼室１０ａをバイパスして排気マニホールド４２内の排気通路４１から吸気マニホールド３５内の吸気通路３１に延びるＥＧＲガス通路５１を有しており、このＥＧＲガス通路５１の途中には、ＥＧＲガスの還流量を調整する電磁式のＥＧＲバルブ５２と、ＥＧＲガス通路５１を通るＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５３とが設けられている。

ＥＧＲガス通路５１は、エンジン１０の排気通路４１側から吸気通路３１側に排気の一部をＥＧＲガスとして還流させる排気還流通路であり、そのＥＧＲガス通路５１の一部の区間がＥＧＲクーラ５３の中のＥＧＲガス冷却通路となっている。また、ＥＧＲバルブ５２は、ＥＧＲガス通路５１を吸気通路３１側に連通させる開弁状態と、その連通・接続状態を制限、例えば遮断する閉弁状態とに、切替え可能になっている。さらに、ＥＧＲクーラ５３は、詳細を図示しないが、その内部にエンジン１０のウォータージャケットを通過した後の冷却水を通す冷却水通路と、排気通路４１側からのＥＧＲガスを通すガス通路とを有する熱交換器となっており、エンジン１０からの冷却水と排気通路４１側からのＥＧＲガスとの熱交換によりＥＧＲガスを冷却できるようになっている。

図３に示すように、排気マニホールド４２側に配置されたＥＧＲクーラ５３と吸気マニホールド３５との間には、ＥＧＲバルブ５２が介装されており、このＥＧＲバルブ５２から吸気マニホールド３５に延びるようにＥＧＲガス還流配管５４（詳細図示せず）が設けられ、そのＥＧＲガス還流配管５４よりも吸気マニホールド３５側にポリアミド樹脂（例えばナイロン）等の樹脂から成形された耐酸性のＥＧＲガス分配管６０が吸気マニホールド３５に一体的に装着されている。

図１および図２に示すように、ＥＧＲガス分配管６０には、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄが互いに離間する方向（図１（ａ）中の矢印Ｄの方向）に延在してＥＧＲガス通路５１の下流側部分を構成する略真直な主通路６１と、その主通路６１を複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄを通して複数の吸気ポート１２ａに連通させる複数の気筒別導入孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと、からなるＥＧＲ分配通路が形成されている。また、複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄは、それぞれ対応する吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部に連通するように、主通路６１を画成するＥＧＲガス分配管６０の壁面を貫通するとともに、互いに所定間隔を隔てるように略平行に形成されている。

また、ＥＧＲガス分配管６０は、主通路６１を形成する非円形断面、例えば略三角形断面の有底筒状のもので、内壁面部６３を有している。この内壁面部６３は、複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄの開口縁部に対向する第１側壁面６３ａと、主通路６１の鉛直方向下方側に位置する略平坦な内底壁面６３ｂと、複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄが開口する屈曲または湾曲した断面形状を有する第２側壁面６３ｃと、主通路６１の延在方向Ｄにおける両端部に位置する内側端面６３ｄ，６３ｅ（図２（ｂ）参照）と、を含んで構成されている。

また、図２（ａ）に示すように、吸気マニホールド３５は、同図中のIIＢ−IIＢ矢視断面位置で２つの凹状の分割体３５ａ，３５ｂに分割可能であり、これら分割体３５ａ，３５ｂのうちシリンダヘッド１２側に配置される一方の分割体３５ａに、複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄを有するＥＧＲガス分配管６０の主要部６０ａが一体に成形されている。そして、このＥＧＲガス分配管６０の主要部６０ａに対し、IIＢ−IIＢ矢視断面位置より他方の分割体３５ｂ側で第１側壁面６３ａを形成するよう、主通路６１の延在方向に延びる蓋状の残部６０ｂが、他方の分割体３５ｂ側に一体に固定されている。また、他方の分割体３５ｂは、一方の分割体３５ａの外周シール部３５ｓおよびＥＧＲチャンバーシール部６０ｓ等に圧接されるとともに、ＥＧＲガス分配管６０の中央の近傍に位置する溶着結合部６４において一方の分割体３５ａに一体的に結合されるとともにシールされている。なお、ＥＧＲガス分配管６０が吸気マニホールド３５に対し着脱可能な管状体として構成されてもよいことはいうまでもない。

図１（ｂ）に示すように、ＥＧＲガス分配管６０の複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄのうち少なくとも主通路６１のＥＧＲガス導入口６１ｉから離れた一端（特定位置）側の気筒別導入孔６２ａは、ＥＧＲガス分配管６０の横断面上で主通路６１の鉛直方向上方側に位置しつつ主通路６１を特定の吸気枝管３６ａの内部および特定の吸気ポート１２ａに連通させる第１導入孔部６５ａと、この第１導入孔部６５ａより鉛直方向下方側で主通路６１を特定の吸気枝管３６ａの内部および特定の吸気ポート１２ａに連通させる第２導入孔部６６ａと、によって構成されている。

さらに、本実施形態では、一端側の気筒別導入孔６２ａだけでなく、複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄが、それぞれＥＧＲガス分配管６０の横断面上で主通路６１の鉛直方向上方側に位置しつつ主通路６１を対応する吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部に連通させる複数の第１導入孔部６５ａ〜６５ｄと、これら第１導入孔部６５ａ〜６５ｄより鉛直方向下方側で主通路６１を複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部に連通させる複数の第２導入孔部６６ａ〜６６ｄとで構成されている。これら第１導入孔部６５ａ〜６５ｄおよび第２導入孔部６６ａ〜６６ｄは、それぞれ円形の横断面形状を有する通路孔形状を有している。

また、ＥＧＲガス分配管６０の複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄのうち少なくとも一端側の第１導入孔部６５ａ、例えば複数の第１導入孔部６５ａ〜６５ｄは、それぞれ第２側壁面６３ｃに対して略直交している。さらに、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄのうち対応するいずれかの内壁面ｗｉ上で吸気ポート１２ａ（図３中には吸気枝管３６ａに対応する吸気ポート１２ａとして示すが、ここでは吸気枝管３６ａ〜３６ｄのうちいずれかに対応する吸気ポートを指す；以下、同様）に開口する各第１導入孔部６５ａ，６５ｂ，６５ｃまたは６５ｄの外端ｅ１の鉛直方向高さは、ＥＧＲガス分配管６０の第２側壁面６３ｃ上（内壁面上）で主通路６１に開口するその内端ｅ２の鉛直方向高さよりも、上方に位置している。なお、ここにいう鉛直方向高さは、開口をなす環状の端縁のうち鉛直方向で最も低位置にある部位の高さであり、第１導入孔部６５ａの外端ｅ１の鉛直方向高さが内端ｅ２の鉛直方向高さよりも上方に位置していることにより、第１導入孔部６５ａを通してＥＧＲガス分配管６０の内部から吸気ポート１２ａ側に流入するのは専らＥＧＲガスとなり、凝縮水が第１導入孔部６５ａを通過し難くなる高さ設定となっている。

また、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄのそれぞれの通路断面積は、対応する第２導入孔部６６ａ〜６６ｄのそれぞれの通路断面積より大きくなっている。ここで、第２導入孔部６６ａ〜６６ｄのそれぞれに対応する第１導入孔部６５ａ〜６５ｄのそれぞれとは、第１導入孔部６５ａと同一の吸気枝管３６ａに接続する第２導入孔部６６ａと、第１導入孔部６５ｂと同一の吸気枝管３６ｂに接続する第２導入孔部６６ｂと、第１導入孔部６５ｃと同一の吸気枝管３６ｃに接続する第２導入孔部６６ｃと、第１導入孔部６５ｄと同一の吸気枝管３６ｄに接続する第２導入孔部６６ｄとを指す。

第１導入孔部６５ａの通路断面積とその通路長さの比（通路断面積／通路長さ；以下、同様）は、同一の吸気枝管３６ａ内に開口する第２導入孔部６６ａの通路断面積とその通路長さの比より大きくなっている。同様に、他の第１導入孔部６５ｂ、６５ｃまたは６５ｄの通路断面積とその通路長さの比は、対応する他の第２導入孔部６６ｂ，６６ｃまたは６６ｄの通路断面積とその通路長さの比より大きくなっている。

また、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄのうち対応するいずれかの内壁面ｗｉ上で吸気ポート１２ａに開口する各第２導入孔部６６ａ，６６ｂ，６６ｃまたは６６ｄの外端ｅ３の鉛直方向高さは、ＥＧＲガス分配管６０の第２側壁面６３ｃ上で主通路６１に開口するその内端ｅ４の鉛直方向高さと、略同一であるが、外端ｅ３と内端ｅ４の間に、第１導入孔部６５ａの外端ｅ１と内端ｅ２の間の鉛直方向高さの差より十分に小さい鉛直方向高さの差があってもよい。

ＥＧＲガス分配管６０の複数の気筒別導入孔６２ａ〜６２ｄにおいては、このように、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの通路断面積が第２導入孔部６６ａ〜６６ｄの通路断面積より大きく、かつ、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの外端ｅ１の鉛直方向高さが内端ｅ２の鉛直方向高さよりも上方に位置しているので、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄが実質的に複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部へのＥＧＲガスの導入孔となり、第２導入孔部６６ａ〜６６ｄが実質的に複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部への凝縮水の導入孔となる。

この場合、複数の第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの通路断面積および長さは、ＥＧＲガス分配管６０の形状および使用条件に応じて、これら複数の第１導入孔部６５ａ〜６５ｄを通るＥＧＲガスの流量を均等にするべくそれぞれ最適な値に設定されている。すなわち、複数の第１導入孔部６５ａ〜６５ｄは、略同一の口径および長さであるが、厳密にはそれぞれのＥＧＲガスの流量を均等化するために最適な口径および長さに調整されている。

また、複数の第２導入孔部６６ａ〜６６ｄの通路断面積および長さは、ＥＧＲガス分配管６０の形状および使用条件に加えて車両の運動に伴う加速度の作用方向および大きさを考慮して、これら複数の第２導入孔部６６ａ〜６６ｄを通る凝縮水の流量がＥＧＲガス分配管６０の端部側の第２導入孔部６６ａ，６６ｄに集中しないように、特にＥＧＲガス導入口６１ｉから離れた一端側の気筒別導入孔６２ａにおける凝縮水の流量がエンジン１０の回転変動に影響しない程度の許容導入流量を超えることがないように、少なくとも第２導入孔部６６ａの通路断面積が一定値以下に設定されている。他の第２導入孔部６６ｂ，６６ｃあるいは他の第２導入孔部６６ｂ〜６６ｄの通路断面積は、第２導入孔部６６ａの通路断面積と同等かそれよりも大きく設定されている。

なお、第２導入孔部６６ａにおける凝縮水の流量制限は、その通路断面積を小さくしたり部分的に絞ったりすることで容易に可能であるが、第２導入孔部６６ａにおける凝縮水の流れの抵抗（ここでは通路抵抗という）を大きくするようにしてもよい。すなわち、第２導入孔部６６ａの内部に抵抗要素を挿入してもよいし、第２導入孔部６６ａを湾曲または屈曲させたり第２導入孔部６６ａの通路断面積に対し長さを十分に大きくしたりしてもよい。

また、本実施形態においては、エンジン１０には、燃焼室１０ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の隙間を通ってクランクケース１４の内部空間にブローバイガスが漏れ出ることから、エンジンオイルの劣化やエンジン１０の内部における腐食防止等のために、クランクケース１４内を強制的に換気するＰＣＶ方式のブローバイガス還元装置（詳細図示せず）が装備されており、図３に示すように、動弁機構２０を収納するヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内方空間とクランクケース１４の内部空間とを連通させる少なくとも１つの換気通路１０ｖが形成されている。さらに、エンジン１０のヘッドカバー１１と上流側の吸気ダクト３４との間には、スロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１からの新気、すなわち新しい空気をエンジン１０の内部に導入することができる（運転状態によりブローバイガスを吸気側に戻すこともできる）空気導入管３９が介装されており、ヘッドカバー１１の内部とサージタンク３７との間には、エンジン１０の内部で発生するブローバイガスをスロットルバルブ３２より下流側に還流させる図示しないブローバイガス還流管およびＰＣＶバルブが介装されている。

さらに、本実施形態においては、エンジン１０が図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）により運転制御され、その運転状態に応じてＥＧＲバルブ５２が制御されることで、エンジン１０が希薄燃焼してＥＧＲ量が多くなったり、低燃費・高出力を両立させるべく高出力でもＥＧＲ装置５０が作動したりする構成となっている。そのため、エンジン１０の運転領域中におけるＥＧＲ使用範囲が広く設定されている。

また、図２（ｂ）に示すように、一方の分割体３５ａの上端部には、一方の分割体３５ａをシリンダヘッド１２にボルト締結するためのボルト（図示せず）を通す複数のボルト穴３５ｈが形成されている。一方の分割体３５ａの下端部には、スロットルバルブ３２を内蔵するスロットルボデー３３が装着されるとともに、吸気圧力センサ３８が装着されるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の内燃機関の吸気装置では、エンジン１０の運転時には、その運転状態に応じてＥＧＲバルブ５２が制御され、ＥＧＲバルブ５２の開弁時にエンジン１０の排気ガスの一部が排気通路４１側から吸気通路３１側に還流することで、排気ガス中のＮＯｘ成分が低減される。また、ＥＧＲクーラ５３を有するＥＧＲ装置５０が高出力時でも作動することにより、低燃費・高出力の両立が図られる。

このようなエンジン１０の運転中においては、ＥＧＲガス分配管６０の内部でＥＧＲガスに含まれる水分が結露しＥＧＲガスから凝縮水が生じる。また、ＥＧＲガス分配管６０より上流側のＥＧＲガス通路５１内、例えばＥＧＲクーラ５３の内部でも凝縮水が生じるし、ＥＧＲバルブ５２の内部あるいはＥＧＲガス還流配管５４の内部でも凝縮水が生じ得る。特に、エンジン１０の始動後間もない段階のようにエンジン１０の冷却水温が低く、ＥＧＲクーラ５３の冷却能力も高いような運転状態、特に吸気温度が低いような運転状態においては、比較的低温に冷却されたＥＧＲガスがＥＧＲガス分配管６０の内部で凝縮水を生じ易く、ＥＧＲガス分配管６０の内壁面部６３に多数の水滴が付着したような状態となり得る。

一方、エンジン１０を搭載した車両が走行するとき、ＥＧＲガス分配管６０の内壁面部６３上の凝縮水（多数の水滴）をＥＧＲガス分配管６０の一端側または他端側（特定位置側）に流すような加速度が作用する状態が発生し得る。本実施形態では、エンジン１０が車両に横置き状態で搭載されているので、車両が例えば旋回もしくは曲折走行しているときに、一端側の気筒別導入孔６２ａまたは他端側の気筒別導入孔６２ｄに凝縮水が集中して流入しようとする状態が発生し得る。

この状態においては、ＥＧＲガス分配管６０の内部の凝縮水がＥＧＲガス分配管６０の一端側または他端側に集中しようとすることになり、特にＥＧＲガス導入口６１ｉから離れた一端側は閉塞されているので、その一端側の気筒別導入孔６２ａに凝縮水が集中して流入しようとする。

しかし、本実施形態では、その一端側の気筒別導入孔６２ａにおける第１導入孔部６５ａと第２導入孔部６６ａとでは主通路６１を特定の吸気枝管３６ａの内部および吸気ポート１２ａに連通させる高さが鉛直方向で異なっており、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄは、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部にＥＧＲガスを流入させ易いものの凝縮水を流入させ難く、第２導入孔部６６ａ〜６６ｄは、複数の吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内部に凝縮水を流入させ易いものの、ＥＧＲガス導入口６１ｉから離れた一端側の気筒別導入孔６２ａにおける凝縮水の流量がエンジン１０の回転変動に影響しない程度の許容導入流量を超えることがないように、少なくとも第２導入孔部６６ａの通路断面積が一定以下に設定されているので、一端側の気筒別導入孔６２ａに対応する吸気ポート１２ａ内に凝縮水が集中して流入しまうことがない。

したがって、ＥＧＲガス分配管６０の特定の気筒別導入孔６２ａに凝縮水が集中して流入することが抑制され、集中した凝縮水が特定の気筒１５内に流入して失火等を生じることが有効に抑制されることになる。

すなわち、本実施形態では、ＥＧＲガス分配管６０の内部でＥＧＲガスから凝縮水が生じ、ＥＧＲガス分配管６０の内壁面部６３上の凝縮水をＥＧＲガス分配管６０の特定位置側、例えばＥＧＲガス分配管６０の一端側に流すような加速度が作用する状態にあっても、その一端側の気筒別導入孔６２ａにおける第１導入孔部６５ａと第２導入孔部６６ａとでは主通路６１を特定の吸気枝管３６ａの内部および特定の吸気ポート１２ａ（以下、いずれかの吸気枝管の内部およびそれに対応する吸気ポートを併せて吸気ポート１２ａという）に連通させる高さが鉛直方向で異なることから、第２導入孔部６６ａから特定の吸気ポート１２ａに凝縮水が流入し易く、第１導入孔部６５ａから特定の吸気ポート１２ａにＥＧＲガスが流入し易くなる。したがって、凝縮水がＥＧＲガス分配管６０の特定の気筒別導入孔６２ａの近傍に集中し易い場合であっても、その第１導入孔部６５ａにより所要のＥＧＲガスの分配量を確保しながら、第２導入孔部６６ａでは凝縮水を少しずつ投入するようその流量を制限することができる。その結果、特定の気筒１５で失火等が生じるのを確実に防止することができ、エンジン１０のトルク変動による車両振動の発生等を防止することができる。

しかも、本実施形態では、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの通路断面積が、それぞれ対応する第２導入孔部６６ａ〜６６ｄの通路断面積より大きくなっているので、ＥＧＲガスの所要の流量を確保しつつ凝縮水が特定の気筒の吸気ポート１２ａ内に集中して流入することが有効に抑制できることとなる。

さらに、吸気枝管３６ａ〜３６ｄの内壁面ｗｉ上で特定の吸気ポート１２ａに開口する第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの外端ｅ１の鉛直方向高さが、ＥＧＲガス分配管６０の第２側壁面６３ｃ上で主通路６１に開口する第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの内端ｅ２の鉛直方向高さよりも、上方に位置しているので、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄが凝縮水を通し難くなり、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄの適切な形状（断面積等）を設定することで、所要のＥＧＲガスの分配量を確保できる。

このように、本実施形態においては、主通路６１を特定の吸気ポート１２ａに連通させる特定の気筒別導入孔６２ａの第１導入孔部６５ａおよび第２導入孔部６６ａの鉛直方向高さが互いに異なり、第２導入孔部６６ａから特定の吸気ポート１２ａに凝縮水が流入し易く、第１導入孔部６５ａから特定の吸気ポート１２ａにＥＧＲガスが流入し易くなるようにしているので、ＥＧＲガスから生じたＥＧＲガス分配管６０内の凝縮水が特定の気筒別導入孔６２ａの近傍に集中し易い場合であっても、ＥＧＲガス分配管６０の特定の気筒別導入孔６２ａに凝縮水が集中して流入することをその気筒別導入孔６２ａの第２導入孔部６６ａによって適度の流量以下に制限して、特定の気筒１５で失火等が生じるのを有効に抑制し、エンジン１０のトルク変動による車両振動等に起因する車両のドライバビリティの悪化を確実に防止できる内燃機関の吸気装置を提供することができる。

なお、上述の一実施形態においては、一端側の気筒別導入孔６２ａについてその第２導入孔部６６ａにおける凝縮水の流量を制限するものとしたが、主通路６１の傾斜や湾曲状態によっては、凝縮水が流入し易い特定位置がＥＧＲガス分配管６０の一端側でなくなる場合も考えられる。その場合、その特定位置に近い気筒別導入孔６２ｂ，６２ｃまたは６２ｄについて、その第２導入孔部６６ｂ，６６ｃまたは６６ｄにおける凝縮水の流量を制限するようにしてもよい。また、第１導入孔部６５ａ〜６５ｄおよび第２導入孔部６６ａ〜６６ｄをそれぞれ円形断面を有する真直ぐな孔形状としたが、非円形断面であったり湾曲したりしてもよい。さらに、一端側の気筒別導入孔６２ａは単一の第１導入孔部６５ａおよび単一の第２導入孔部６６ａによって構成されていたが、第１導入孔部６５ａが複数あってもよいし第２導入孔部６６ａが複数あってもよい。また、第１導入孔部６５ａおよび第２導入孔部６６ａのうち少なくとも一方が一端開口と他端開口の数が異なる分岐通路となっていてもよい。ＥＧＲガス分配管６０の主通路６１の断面形状は特に限定されるものでないが、上述の実施形態のように内底壁面６３ｂ側が幅広くなっているのがよい。

以上説明したように、本発明は、主通路を特定の吸気ポートに連通させる第１導入孔部および第２導入孔部の鉛直方向高さが互いに異なり、第２導入孔部から特定の吸気ポートに凝縮水が流入し易く、第１導入孔部から特定の吸気ポートにＥＧＲガスが流入し易くなるようにしているので、ＥＧＲガスから生じたＥＧＲガス分配管内の凝縮水が特定の気筒別導入孔の近傍に集中し易い場合であっても、ＥＧＲガス分配管の特定の気筒別導入孔に凝縮水が集中して流入することをその気筒別導入孔の第２導入孔部によって適度の流量以下に制限して、特定の気筒で失火等が生じるのを有効に抑制し、エンジンのトルク変動による車両振動等に起因する車両のドライバビリティの悪化を確実に防止できる内燃機関の吸気装置を提供することができるという効果を奏するものであり、多気筒内燃機関の各気筒に空気を吸入させる吸気マニホールドに水分や油分を含んだガスを分配導入させるガス分配導入管を装着した内燃機関の吸気装置全般に有用である。

１０ エンジン（多気筒エンジン、内燃機関）
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダブロック
１５ 気筒
２０ 動弁機構
３１ 吸気通路
３３ スロットルボデー
３４ 吸気ダクト
３５ 吸気マニホールド
３５ａ，３５ｂ 分割体
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ 吸気枝管
３７ サージタンク
５０ ＥＧＲ装置
５１ ＥＧＲガス通路
５３ ＥＧＲクーラ
６０ ＥＧＲガス分配管
６１ 主通路
６１ｉ ＥＧＲガス導入口
６２ａ 気筒別導入孔（特定の気筒別導入孔）
６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 気筒別導入孔
６３ 内壁面部
６３ａ 第１側壁面（内壁面）
６３ｂ 内底壁面（内壁面）
６３ｃ 第２側壁面（内壁面）
６３ｄ，６３ｅ 内側端面
６５ａ 第１導入孔部（特定の第１導入孔部）
６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ 第１導入孔部
６６ａ 第２導入孔部（特定の第２導入孔部）
６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ 第２導入孔部
ｅ１ 外端
ｅ２ 内端

Claims (3)

1. 多気筒内燃機関の複数の吸気ポートに対応して設けられ、互いに離間する複数の吸気枝管と、前記複数の吸気枝管を通して前記複数の吸気ポートに連通するとともに外気を充満させる内部空間が形成されたサージタンクと、が一体に構成された吸気マニホールドを有する内燃機関の吸気装置であって、
   前記複数の吸気枝管が互いに離間する方向に延在する主通路および該主通路を前記複数の吸気枝管を通して前記複数の吸気ポートに連通させる複数の気筒別導入孔が形成されたＥＧＲガス分配管を備え、
   前記複数の気筒別導入孔のうち少なくとも前記主通路の延在方向の特定位置に位置する特定の気筒別導入孔は、前記主通路を対応する特定の吸気ポートに連通させる第１導入孔部と、該第１導入孔部より鉛直方向下方側で前記主通路を前記特定の吸気ポートに連通させる第２導入孔部とによって構成されており、
   前記第１導入孔部の通路断面積が、前記第２導入孔部の通路断面積より大きく、
   前記特定位置は、前記ＥＧＲガス分配管のＥＧＲガス導入口側の端部から離れた閉塞端側の気筒別導入孔に対応する位置であり、
   前記吸気マニホールドが、前記主通路の内壁面のうち前記気筒別導入孔の開口縁部に対向する壁面側に前記サージタンクを有するとともに、前記主通路の鉛直方向上方側に前記サージタンクから前記吸気ポート側に延びる前記複数の吸気枝管を有し、
   前記第１導入孔部が、前記主通路を形成する前記ＥＧＲガス分配管の内壁面および前記ＥＧＲガス分配管の鉛直方向上方側に位置する特定の吸気枝管の内壁面上に開口しつつ前記主通路を前記特定の吸気ポートに連通させていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 前記吸気マニホールドが、一体的に結合された２つの凹状の分割体によって構成されており、前記シリンダヘッド側に配置される一方の分割体に、前記複数の気筒別導入孔を有する前記ＥＧＲガス分配管の主要部が一体に成形されるとともに、前記ＥＧＲ分配管の内壁面部のうち前記複数の気筒別導入孔の開口縁部に対向する壁面部分が前記一方の分割体に対し他方の分割体側に一体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記吸気枝管の内壁面上で前記特定の吸気ポートに開口する前記第１導入孔部の外端の鉛直方向高さが、前記ＥＧＲガス分配管の内壁面上で前記主通路に開口する前記第１導入孔部の内端の鉛直方向高さよりも、上方に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。

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