JP5958357B2 - 内燃機関の流路構造 - Google Patents

Description

この発明は、主通路から分岐する分岐通路を介してＥＧＲガスを流す内燃機関の流路構造に関する。

特許文献１に記載されるＥＧＲガス通路には、主通路と、同主通路と連通し主通路と並んで互いに反対側に延びる一対の分岐通路とを備えた、いわゆるトーナメント形式の流路構造が採用されている。この流路構造においては、主通路から各分岐通路に流入したＥＧＲガスが、それぞれの分岐通路の下流で各気筒に対応する吸気通路にそれぞれ流入する。

特開２０１１−８０３９４号公報

ところで、こうした流路構造においては、主通路から分岐通路に流入するＥＧＲガスに、主通路を流れるＥＧＲガスの慣性が作用する。このため、一対の分岐通路のうちで、主通路でのＥＧＲガス流れと同じ方向に延びる分岐通路にはＥＧＲガスが流入しすくなる一方、反対方向に延びる分岐通路にはＥＧＲガスが流入しにくくなる。こうして分岐通路においてＥＧＲガス流入量にばらつきが生じると、同分岐通路を介して各気筒の吸気通路に供給されるＥＧＲガスの量もばらつくおそれがある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は主通路を流れるＥＧＲガスの慣性が主通路から分岐通路に流入するＥＧＲガスに作用し、それに起因して分岐通路におけるＥＧＲガス流入量がばらつくことを抑制することのできる内燃機関の流路構造を提供することにある。

上記課題を解決するための内燃機関の流路構造は以下の構成を備える。すなわち、この内燃機関の流路構造は、ＥＧＲガス流れ方向の下流に閉塞端を有する主通路と、主通路の閉塞端よりＥＧＲガス流れ方向の上流部分と連通し、主通路と並んで互いに反対側に延びる一対の分岐通路とを備えている。さらに、内燃機関の流路構造においては、一対の分岐通路のうち、閉塞端側に延びる分岐通路は第１のガス流出口を備える一方、同分岐通路と反対側に延びる分岐通路は第２のガス流出口を備え、主通路と一対の分岐通路との連通部分は、第１のガス流出口よりも第２のガス流出口に近接している。

上記構成によれば、主通路を流れるＥＧＲガスの一部が一旦閉塞端側に流れ込み、その流れの向きが変えられて迂回した後、連通部分を通じて一対の分岐通路に流入するようになる。このため、主通路を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態で、主通路からＥＧＲガスを一対の分岐通路にそれぞれ流入させることができる。したがって、主通路を流れるＥＧＲガスの慣性が主通路から分岐通路に流入するＥＧＲガスに作用し、それに起因して分岐通路におけるＥＧＲガス流入量がばらつくことを抑制することができる。

さらに、上記構成によれば、主通路と分岐通路との連通部分から第２のガス流出口に向かうＥＧＲガスの流量が増加するため、主通路のＥＧＲガス流れ方向と反対側に延びる分岐通路にＥＧＲガスが流入しやすくなる。したがって、主通路から各分岐通路に流入するＥＧＲガスの流入量のばらつきを更に抑制することができる。

内燃機関の流路構造の一実施形態を示す断面図。 同実施形態の流路構造の模式図。 流路構造の変形例を示す模式図。

以下、内燃機関の流路構造の一実施形態について説明する。
図１に示すように、吸気導入通路１１は、その吸気流れ方向の下流に複数の開口部１２ａが形成されており、この開口部１２ａを介してインテークマニホールド１０の複数の通路１２に接続されている。インテークマニホールド１０の通路１２は、その下流に複数の開口部１２ｂが形成されており、この開口部１２ｂを介して各気筒に対応する吸気通路（図示略）に接続されている。尚、本実施形態では、４気筒の内燃機関におけるＥＧＲガスの流路構造について例示する。

インテークマニホールド１０の上部には、各気筒に対応する吸気通路に連通するＥＧＲガス通路２０が設けられている。このＥＧＲガス通路２０は複数の通路を含み、同複数の通路はそれらに沿って平行に延びる隔壁により区画されている。すなわち、ＥＧＲガス通路２０は、第１の通路２１と、同第１の通路２１と隔壁３１を隔てて並設された第２の通路２３及び第３の通路２４と、第２の通路２３と隔壁３２を隔てて並設された第４の通路２７及び第５の通路２８と、第３の通路２４と隔壁３３を隔てて並設された第６の通路２９及び第７の通路３０とを備えている。このようにＥＧＲガス通路２０は、第１の通路２１、第２の通路２３、第３の通路２４がそれぞれ第２の通路２３及び第３の通路２４、第４の通路２７及び第５の通路２８、第６の通路２９及び第７の通路３０に分岐するトーナメント形式の流路構造を有している。

第１の通路２１は、ＥＧＲガス流れ方向の上流（以下では単に「上流」と称する）が排気通路（図示略）に接続されており、ＥＧＲガス流れ方向の下流（以下では単に「下流」と称する）が閉塞された閉塞端２１ａを有している。そして、第１の通路２１の閉塞端２１ａより上流部分は、隔壁３１に形成された連通孔２２により第２の通路２３及び第３の通路２４と連通されている。すなわち、この連通孔２２が、第１の通路２１と第２の通路２３及び第３の通路２４との連通部分に相当する。

第２の通路２３と第３の通路２４とは、連通孔２２から互いに反対側に延びている。より詳しくは、一対の通路２３，２４のうち、第３の通路２４は第１の通路２１の閉塞端２１ａ側に延びる一方、第２の通路２３は第３の通路２４と反対側に延びている。これら第２の通路２３及び第３の通路２４も、下流が閉塞された閉塞端２３ａ，２４ａを有している。そして、第２の通路２３の閉塞端２３ａより上流部分は、隔壁３２に形成された連通孔２５により第４の通路２７及び第５の通路２８と連通されている。すなわち、この連通孔２５が、第２の通路２３と第４の通路２７及び第５の通路２８との連通部分に相当する。また、第３の通路２４の閉塞端２４ａより上流部分は、隔壁３３に形成された連通孔２６により第６の通路２９及び第７の通路３０と連通されている。すなわち、この連通孔２６が、第３の通路２４と第６の通路２９及び第７の通路３０との連通部分に相当する。

第４の通路２７と第５の通路２８とは、連通孔２５から互いに反対側に延び、第６の通路２９と第７の通路３０とは、連通孔２６から互いに反対側に延びている。より詳しくは、一対の通路２７，２８のうち、第４の通路２７は第２の通路２３の閉塞端２３ａ側に延びる一方、第５の通路２８は第４の通路２７と反対側に延びている。また、一対の通路２９，３０のうち、第７の通路３０は第３の通路２４の閉塞端２４ａ側に延びる一方、第６の通路２９は第７の通路３０と反対側に延びている。そして、これら第４の通路２７、第５の通路２８、第６の通路２９、及び第７の通路３０は、それぞれの下流に開口部２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａを備えている。そして、これら通路２７〜３０は、開口部２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａを介して各気筒に対応する吸気通路と連通している。

次にこうした流路構造を備えるＥＧＲガス通路２０の作用について説明する。
図２に示すように、第１の通路２１に流入したＥＧＲガスは、同第１の通路２１を流れ、その一部が一旦閉塞端２１ａ側に流れ込む。閉塞端２１ａ側に流れ込んだＥＧＲガスは、図２に実線の矢印で示すように、その流れの向きが変えられて迂回した後、連通孔２２に流入する。そして、こうして一旦閉塞端２１ａ側に流れ込んだ後に連通孔２２に流入するＥＧＲガスの量だけ、図２に破線の矢印で示すように第１の通路２１から連通孔２２に直接流入するＥＧＲガスの量が減ることとなる。このため、第１の通路２１から連通孔２２を介して一対の通路２３，２４に流入するＥＧＲガスは、第１の通路２１を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態となる。尚、こうした第１の通路２１、第２の通路２３、及び第３の通路２４においては、第１の通路２１が主通路に相当し、第２の通路２３及び第３の通路２４が一対の分岐通路に相当する。

また、同じく第２の通路２３の連通孔２５にも、一旦第２の通路２３の閉塞端２３ａ側に流れ込んだ後に連通孔２５に流入するＥＧＲガスと、第２の通路２３から連通孔２５に直接流入するＥＧＲガスとが流入することとなる。このため、第２の通路２３から連通孔２５を介して一対の通路２７，２８に流入するＥＧＲガスは、第２の通路２３を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態となる。尚、こうした第２の通路２３、第４の通路２７、及び第５の通路２８においては、第２の通路２３が主通路に相当し、第４の通路２７及び第５の通路２８が一対の分岐通路に相当する。

そして、同じく第３の通路２４の連通孔２６にも、一旦第３の通路２４の閉塞端２４ａ側に流れ込んだ後に連通孔２６に流入するＥＧＲガスと、第３の通路２４から連通孔２６に直接流入するＥＧＲガスとが流入することとなる。このため、第３の通路２４から連通孔２６を介して一対の通路２９，３０に流入するＥＧＲガスは、第３の通路２４を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態となる。尚、こうした第３の通路２４、第６の通路２９、及び第７の通路３０においては、第３の通路２４が主通路に相当し、第６の通路２９及び第７の通路３０が一対の分岐通路に相当する。こうして通路２１，２３，２４を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態で通路２７，２８，２９，３０にＥＧＲガスが流入することにより、開口部２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａを介して各気筒の吸気通路に供給されるＥＧＲガスの量のばらつきが抑制される。

上述したＥＧＲガス通路２０によれば以下の効果を奏することができる。
（１）主通路を流れるＥＧＲガスの慣性による影響が抑えられた状態で、主通路からＥＧＲガスを一対の分岐通路にそれぞれ流入させることができる。したがって、主通路を流れるＥＧＲガスの慣性が主通路から分岐通路に流入するＥＧＲガスに作用し、それに起因して分岐通路におけるＥＧＲガス流入量がばらつくことを抑制することができる。

（２）各通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０と平行に延びる隔壁３１，３２，３３によりそれら通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０を区画するとともに、隔壁３１，３２，３３に形成された連通孔２２，２５，２６により対応する通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０を連通するようにしたため、各通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０の間の距離を短くすることができ、流路構造の小型化を図ることができるようになる。

尚、上述の実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上述の実施形態のＥＧＲガス通路２０によって得られるＥＧＲガス流入量のばらつきの抑制効果が十分でない場合には、ＥＧＲガス通路２０に次の構成を採用するのが望ましい。

図３に示すように、この流路構造では、第１の通路２１と一対の通路２３，２４とを連通する連通孔２２が、第３の通路２４の連通孔２６よりも、第２の通路２３の連通孔２５に近接して設けられている。また、第２の通路２３と一対の通路２７，２８とを連通する連通孔２５が、第４の通路２７の開口部２７ａよりも、第５の通路２８の開口部２８ａに近接して設けられている。さらに、第３の通路２４と一対の通路２９，３０とを連通する連通孔２６が、第７の通路３０の開口部３０ａよりも、第６の通路２９の開口部２９ａに近接して設けられている。こうした構成により、第１の通路２１と一対の通路２３，２４とを連通する連通孔２２から連通孔２５に向かうＥＧＲガスの流量が増加するため、第１の通路２１のＥＧＲガス流れ方向と反対側に延びる第２の通路２３にＥＧＲガスが流入しやすくなる。また、第２の通路２３と一対の通路２７，２８とを連通する連通孔２５から開口部２８ａに向かうＥＧＲガスの流量が増加するため、第２の通路２３のＥＧＲガス流れ方向と反対側に延びる第５の通路２８にＥＧＲガスが流入しやすくなる。同様に、第３の通路２４と一対の通路２９，３０とを連通する連通孔２６から開口部２９ａに向かうＥＧＲガスの流量が増加するため、第３の通路２４のＥＧＲガス流れ方向と反対側に延びる第６の通路２９にＥＧＲガスが流入しやすくなる。尚、この変形例にあって、第１の通路２１、第２の通路２３、及び第３の通路２４においては、第１の通路２１、第２の通路２３及び第３の通路２４、連通孔２６、連通孔２５がそれぞれ主通路、一対の分岐通路、第１のガス流出口、第２のガス流出口に相当する。また、第２の通路２３、第４の通路２７、及び第５の通路２８においては、第２の通路２３、第４の通路２７及び第５の通路２８、開口部２７ａ、開口部２８ａそれぞれが主通路、一対の分岐通路、第１のガス流出口、第２のガス流出口に相当する。そして、第３の通路２４、第６の通路２９、及び第７の通路３０においては、第３の通路２４、第６の通路２９及び第７の通路３０、開口部３０ａ、開口部２９ａがそれぞれ主通路、一対の分岐通路、第１のガス流出口、第２のガス流出口に相当する。こうした変形例でのＥＧＲガス通路２０によれば、上述の実施形態で得られた効果（１），（２）に加えて、以下の効果を奏することができる。

（３）主通路と分岐通路との連通部分である連通孔２２，２５，２６から第２のガス流出口に向かうＥＧＲガスの流量が増加するため、主通路のＥＧＲガス流れ方向と反対側に延びる分岐通路にＥＧＲガスが流入しやすくなる。したがって、主通路から各分岐通路に流入するＥＧＲガスの流入量のばらつきを更に抑制することができる。

・上述の変形例では、主通路として機能する全ての通路２１，２３，２４において、連通孔２２，２５，２６が第１のガス流出口よりも第２のガス流出口に近接する形態としていたが、こうした形態を通路２１，２３，２４のうちの一部の通路のみに採用することも可能である。

・上述の実施形態及び変形例では、主通路として機能する全ての通路２１，２３，２４において、連通孔２２，２５，２６が閉塞端２１ａ，２３ａ，２４ａより上流部分に設けられる形態としていたが、こうした形態を通路２１，２３，２４のうちの一部の通路のみに採用することも可能である。

・各通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０が所定の距離を隔てて並設される場合には、連通孔２２，２５，２６に代えて、その距離に応じた長さを有する連通路によって通路２１，２３，２４，２７，２８，２９，３０を連通させるようにしてもよい。こうした構成にあっても、上記実施形態における（１）の効果や変形例における（３）の効果を奏することはできる。

２０…ＥＧＲガス通路、２１…第１の通路、２１ａ，２３ａ，２４ａ…閉塞端、２２，２５，２６…連通孔、２３…第２の通路、２４…第３の通路、２７…第４の通路、２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ…開口部、２８…第５の通路、２９…第６の通路、３０…第７の通路。

Claims (1)

1. ＥＧＲガス流れ方向の下流に閉塞端を有する主通路と、
   前記主通路の前記閉塞端よりＥＧＲガス流れ方向の上流部分と連通し、前記主通路と並んで互いに反対側に延びる一対の分岐通路とを備え、
   前記一対の分岐通路のうち、前記閉塞端側に延びる分岐通路は第１のガス流出口を備える一方、同分岐通路と反対側に延びる分岐通路は第２のガス流出口を備え、
   前記主通路と前記一対の分岐通路との連通部分は、前記第１のガス流出口よりも前記第２のガス流出口に近接している
   内燃機関の流路構造。