以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図7を参照して、本発明の一実施形態による吸気装置100の構成について説明する。なお、本実施形態では、直列4気筒エンジン1(複数気筒エンジンの一例、これ以降「エンジン1」と略す)を基準とした場合にX軸方向に沿って各気筒2が配置されており、水平面内でX軸に直交する方向をY軸方向とする。また、吸気装置100(エンジン1)が図示しない車両に搭載された状態(車両搭載状態)における上下方向を、Z軸方向として説明を行う。
エンジン1には、図1に示すように、4個の気筒2が設けられている。また、4個の気筒2により1群の気筒群Gが形成されている。4個の気筒2は、X1方向側からX2方向側に向かって、第1気筒2a、第2気筒2b、第3気筒2cおよび第4気筒2dがこの順に連なって配置されている。また、エンジン1は、いわゆる4サイクルエンジンである。つまり、エンジン1では、気筒2における吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程からなる一連の行程が、ピストン3が気筒2内を2往復する間に行われる。また、エンジン1では、第1気筒2a、第3気筒2c、第4気筒2dおよび第2気筒2bの順に吸気行程が繰り返されるように構成されている。
また、エンジン1は、各気筒2から排出された排気ガスの一部であるEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガス(外部ガスの一例)が、吸気装置100を介して再循環されるように構成されている。具体的には、エンジン1の気筒2から排出された排気ガス(EGRガス)は、エンジン1の排気ガス管(図示せず)から分岐したEGRガス管(図示せず)、EGRバルブ42、EGR導入管60、分配通路部50および吸気装置本体30を介して、エンジン1の気筒2に導入される。なお、EGRバルブ42は、吸気装置100およびエンジン1の各気筒2に供給するEGRガスの量を調整する機能を有する。また、EGRガスには、水分(水蒸気)が含まれている。
<吸気装置の構成>
吸気装置100は、図1および図2に示すように、エンジン1のY1方向側の側面部に固定されている。吸気装置100は、サージタンク10と、サージタンク10の下流に配置される吸気通路部20とを含む吸気装置本体30を備える。吸気装置本体30(サージタンク10および吸気通路部20)は樹脂製である。なお、吸気装置本体30は、複数(3個)の異なる樹脂部材が互いに振動溶着などにより接合されることによって作製されている。
また、図3〜図5に示すように、吸気装置本体30には、サージタンク10に供給する吸気の量を調整するスロットルバルブ41が取り付けられるフランジ部30aと、エンジン1に吸気装置100を固定するためのフランジ部30bとが形成されている。フランジ部30aは、サージタンク10に吸気が導入される吸気導入口30cを囲むように形成されている。フランジ部30bには、図3および図4に示すように、ボルトなどの締結部材(図示せず)が挿入される複数の挿入孔30dが形成されている。この結果、吸気装置本体30は、締結部材により、エンジン1のY1方向側の側面部に固定されている。
吸気通路部20は、サージタンク10内に蓄えられた吸気空気(吸気)を4個の気筒2に分配する役割を有する。具体的には、吸気通路部20の内部には、吸気が流通する4個の吸気通路21(第1吸気通路21a、第2吸気通路21b、第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21d)が形成されている。第1吸気通路21a、第2吸気通路21b、第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21dは、図2に示すように、X軸方向に沿って配置されているとともに、X1方向側からX2方向側に向かってこの順で配置されている。
吸気通路21の上流側は、サージタンク10に接続されている。また、吸気通路21の下流側は、各気筒2に接続されている。具体的には、第1吸気通路21aの下流側は、第1気筒2aに接続されている。第2吸気通路21bの下流側は、第2気筒2bに接続されている。第3吸気通路21cの下流側は、第3気筒2cに接続されている。第4吸気通路21dの下流側は、第4気筒2dに接続されている。
吸気装置100は、図2および図3に示すように、エンジン1に再循環されるEGRガスを各気筒2に対応した吸気通路21に分配する分配通路部50とEGR導入管60とをさらに備えている。図4に示すように、分配通路部50およびEGR導入管60は、それぞれ、内部に分配通路51および導入通路61を有している。
分配通路部50は、吸気装置本体30と、樹脂製の分配通路構成部材70とから形成されている。具体的には、吸気装置本体30のY1方向側、かつ、Z1方向側の外表面に形成された分配通路構成部分31に、Y1方向側から分配通路構成部材70が嵌め込まれるとともに、嵌め込まれた状態で振動溶着などにより接合されることによって、内部に分配通路51が形成された分配通路部50が形成されている。
EGR導入管60および導入通路61は、図3および図4に示すように、L字状に形成されている。つまり、EGR導入管60および導入通路61は、X1方向に延びた後、分配通路構成部材70に向かって90度折り曲がり、分配通路構成部材70に向かってY2方向に延びるように形成されている。そして、導入通路61は、分配通路51の後述するEGRガス導入口52(図4参照)に接続されている。
(分配通路部の構成)
分配通路部50の分配通路51は、図6に示すように、1個のEGRガス導入口52(外部ガス導入口の一例)と、EGRガス導入口52に接続された一段目の上流通路53と、上流通路53のX1方向側の端部およびX2方向側の端部にそれぞれ接続された一対の二段目の第1下流通路54および55とを含んでいる。分配通路51は、EGRガス導入口52のX軸方向の中心を通り、Z軸方向に延びる対称線Aに対して、鏡像対称になるように形成されている。
EGRガス導入口52は、EGRガスがEGR導入管60の導入通路61から導入されるように構成されている。なお、EGRガス導入口52は、分配通路構成部材70のY1方向側を貫通するように形成されている。
上流通路53は、略X軸方向に延びるとともに、X1方向側およびX2方向側の端部において、Z2方向にそれぞれ延びるように形成されている。また、上流通路53のX軸方向の略中央には、EGRガス導入口52のY2方向側の開口が形成されている。この結果、上流通路53は、EGRガス導入口52を境に、X1方向側の第1上流通路53aと、X2方向側の第2上流通路53bとに分かれている。なお、第1上流通路53aのZ2方向側の端部は、第1下流通路54に接続されているとともに、第2上流通路53bのZ2方向側の端部は、第2下流通路55に接続されている。また、第1上流通路53aおよび第2上流通路53bは、それぞれ、第1下流通路54および第2下流通路55よりも上方(Z1方向)に位置している。
第1下流通路54は、略X軸方向に延びるとともに、X1方向側およびX2方向側の端部において、それぞれ、第1吸気通路21aおよび第2吸気通路21bに接続されている。また、第1下流通路54は、X軸方向の中央よりも若干X2方向側において、第1上流通路53aと接続されている。第2下流通路55は、略X軸方向に延びるとともに、X1方向側およびX2方向側の端部において、それぞれ、第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21dに接続されている。また、第2下流通路55は、X軸方向の中央よりも若干X1方向側において、第2上流通路53bと接続されている。
この結果、第1上流通路53aと第1下流通路54とにより、分配通路51に、第1吸気通路21aおよび第2吸気通路21bに接続される第1分配通路51aが形成されている。また、第2上流通路53bと第2下流通路55とにより、分配通路51に、第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21dに接続される第2分配通路51bが形成されている。そして、上流側のEGRガス導入口52から分配通路51に導入されたEGRガスは、第1分配通路51aを流通して、下流側の第1吸気通路21aおよび第2吸気通路21bに導入されるとともに、第2分配通路51bを流通して、下流側の第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21dに導入されるように構成されている。
ここで、本実施形態では、分配通路51内に、分配通路51を4個の接続通路56(第1接続通路56a、第2接続通路56b、第3接続通路56c、第4接続通路56d)に仕切る仕切り部80が設けられている。仕切り部80は、第1分配通路51a内に配置される第1仕切り部81と、第2分配通路51b内に配置される第2仕切り部82とを含んでいる。第1仕切り部81は、第1分配通路51aを、第1吸気通路21aに接続される第1接続通路56aと第2吸気通路21bに接続される第2接続通路56bとに仕切る。第2仕切り部82は、第2分配通路51bを、第3吸気通路21cに接続される第3接続通路56cと第4吸気通路21dに接続される第4接続通路56dとに仕切る。なお、第1仕切り部81および第2仕切り部82は、分配通路構成部材70のY2方向側である吸気装置本体30の分配通路構成部分31と対向する部分に形成されているとともに、分配通路構成部分31の表面の近傍までY軸方向に延びている(図7参照)。
第1仕切り部81は、上流側のEGRガス導入口52から第1下流通路54まで、EGRガスの流通方向(ガス流通方向)に沿って延びるように形成されている。具体的には、第1仕切り部81は、第1上流通路53aのX軸方向に延びる部分において、略X軸方向に沿って延びるとともに、第1上流通路53aのZ軸方向に延びる部分および第1下流通路54において、略Z軸方向に沿って延びている。この結果、第1上流通路53aに形成された第1仕切り部81は、第1下流通路54に向かって延びている。また、第1仕切り部81は、第1上流通路53aのX軸方向に延びる部分において、Z軸方向の略中央に位置しているとともに、第1上流通路53aのZ軸方向に延びる部分において、X軸方向の略中央に位置している。
これらの結果、第1仕切り部81に仕切られることによって形成された第1接続通路56aは、第1上流通路53aのX軸方向に延びる部分のZ1方向側と、第1上流通路53aのZ軸方向に延びる部分および第1下流通路54のX1方向側とから構成されている。また、第2接続通路56bは、第1上流通路53aのX軸方向に延びる部分のZ2方向側と、第1上流通路53aのZ軸方向に延びる部分および第1下流通路54のX2方向側とから構成されている。
同様に、第2仕切り部82は、上流側のEGRガス導入口52から第2下流通路55まで、ガス流通方向に沿って延びるように形成されている。具体的には、第2仕切り部82は、第2上流通路53bのX軸方向に延びる部分において、略X軸方向に沿って延びるとともに、第2上流通路53bのZ軸方向に延びる部分および第2下流通路55において、略Z軸方向に沿って延びている。この結果、第2上流通路53bに形成された第2仕切り部82は、第2下流通路55に向かって延びている。また、第2仕切り部82は、第2上流通路53bのX軸方向に延びる部分において、Z軸方向の略中央に位置しているとともに、第2上流通路53bのZ軸方向に延びる部分において、X軸方向の略中央に位置している。
これらの結果、第2仕切り部82に仕切られることによって形成された第3接続通路56cは、第2上流通路53bのX軸方向に延びる部分のZ2方向側と、第2上流通路53bのZ軸方向に延びる部分および第2下流通路55のX1方向側とから構成されている。また、第4接続通路56dは、第2上流通路53bのX軸方向に延びる部分のZ1方向側と、第2上流通路53bのZ軸方向に延びる部分および第2下流通路55のX2方向側とから構成されている。
なお、上流通路53において、第1接続通路56a、第2接続通路56b、第3接続通路56cおよび第4接続通路56dの通路断面積は略等しい。また、第1接続通路56aの通路長と第4接続通路56dの通路長は略等しく、第2接続通路56bの通路長と第3接続通路56cの通路長は略等しい。
また、仕切り部80は、EGRガス導入口52を、第1導入部分52aと第2導入部分52bとに仕切る第3仕切り部83をさらに含んでいる。第3仕切り部83は、EGRガス導入口52のZ軸方向の略中心をX軸方向に横切るように、略X軸方向に沿って延びている。また、第3仕切り部83は、図7に示すように、分配通路構成部分31の表面の近傍までY軸方向に延びているとともに、EGRガス導入口52の貫通方向(Y軸方向)の全体に亘って形成されている。この結果、第3仕切り部83は、EGRガス導入口52をZ1方向側の第1導入部分52aと、Z2方向側の第2導入部分52bとに仕切る。
また、図6に示すように、上流通路53において略X軸方向に延びるように形成された第1仕切り部81および第2仕切り部82は、EGRガス導入口52において略X軸方向に延びる第3仕切り部83と連続するように形成されている。なお、第1仕切り部81、第2仕切り部82および第3仕切り部83は、共に分配通路構成部材70に一体的に形成されている。
また、上記のように第1分配通路51aおよび第2分配通路51bが、それぞれ、第1仕切り部81および第2仕切り部82により仕切られているとともに、EGRガス導入口52が、第3仕切り部83により第1導入部分52aおよび第2導入部分52bに仕切られている。この結果、第1接続通路56aと第4接続通路56dとがEGRガスが流通可能なように互いに接続されるとともに、第1接続通路56aと第4接続通路56dとが第1導入部分52aと連通されている。また、第2接続通路56bと第3接続通路56cとがEGRガスが流通可能なように互いに接続されるとともに、第2接続通路56bと第3接続通路56cとが第2導入部分52bと連通されている。
なお、本実施形態では、第1接続通路56aおよび第4接続通路56dの通路長は、第1気筒2a(第1吸気通路21a)に発生する吸気脈動を利用して、第4気筒2dにEGRガスを流入させやすくするとともに、第4気筒2d(第4吸気通路21d)に発生する吸気脈動を利用して、第1気筒2aにEGRガスを流入させやすくすることが可能な長さに設定されているのが好ましい。同様に、第2接続通路56bおよび第3接続通路56cの通路長は、第2気筒2b(第2吸気通路21b)に発生する吸気脈動を利用して、第3気筒2cにEGRガスを流入させやすくするとともに、第3気筒2c(第3吸気通路21c)に発生する吸気脈動を利用して、第2気筒2bにEGRガスを流入させやすくすることが可能な長さに設定されているのが好ましい。
図4および図7に示すように、仕切り部80は、導入通路61内に配置された第4仕切り部84をさらに含んでいる。第4仕切り部84は、導入通路61のZ軸方向の略中心において、導入通路61をガス流通方向に沿って仕切るように配置されている。また、第4仕切り部84は、導入通路61の下流側(分配通路51側)に形成されている。具体的には、第4仕切り部84は、導入通路61のY軸方向に延びる部分の全体と、X軸方向に延びる部分の一部とに連続的に形成されている。この結果、導入通路61は、導入通路61の一部において、第4仕切り部84により、Z1方向側の第1導入通路61aとZ2方向側の第2導入通路61bとに仕切られている。一方、導入通路61の上流側の合流通路61cは、仕切り部により仕切られていない。
また、図7に示すように、第4仕切り部84のY2方向側の端部は、第3仕切り部83のY1方向側の端部と対応する位置に形成されている。なお、第3仕切り部83と第4仕切り部84とはY軸方向に若干の隙間を隔てて対向している。この結果、EGRガス導入口52の第1導入部分52aと導入通路61の第1導入通路61aとが接続される(連通する)とともに、EGRガス導入口52の第2導入部分52bと導入通路61の第2導入通路61bとが接続される(連通する)。なお、第4仕切り部84は、EGR導入管60に一体的に形成されている。
これらの結果、分配通路51、導入通路61および仕切り部80(第1〜第4仕切り部81〜84)により、吸気装置100には、段階的(1→2→4)に分岐するトーナメント形状の通路が形成されている。具体的には、吸気装置100には、1個の合流通路61cと、2個の通路(第1導入部分52aおよび第1導入通路61aと、第2導入部分52bおよび第2導入通路61b)と、4個の通路(第1接続通路56a、第2接続通路56b、第3接続通路56c、第4接続通路56d)とから構成されるトーナメント形状の通路が形成されている。
したがって、EGR導入管60の導入通路61に導入されたEGRガスは、合流通路61cを流通後、導入通路61内の第4仕切り部84により、第1導入通路61aと第2導入通路61bとに分配される。そして、第1導入通路61aに分配されたEGRガスは、EGRガス導入口52の第1導入部分52aを通過して、第1接続通路56aおよび第4接続通路56dに分配される。また、第2導入通路61bに分配されたEGRガスは、EGRガス導入口52の第2導入部分52bを通過して、第2接続通路56bおよび第3接続通路56cに分配される。
ここで、第1仕切り部81により、分配通路51において第1接続通路56aと第2接続通路56bとが直接的に連通されないとともに、第2仕切り部82により、分配通路51において第3接続通路56cと第4接続通路56dとが直接的に連通されない。また、第3仕切り部83により、第1導入部分52aと第2導入部分52bとが直接的に連通されないとともに、第4仕切り部84により、第1導入通路61aと直接的に第2導入通路61bとが連通されない。この結果、第2気筒2bの吸気行程において、第1接続通路56aのEGRガスが第2接続通路56bに移動するのを抑制されるとともに、第3気筒2cの吸気行程において、第4接続通路56dのEGRガスが第3接続通路56cに移動するのを抑制されるので、吸気順序に起因して、各気筒2へのEGRガスの分配にばらつきが生じるのが抑制される。
また、分配通路51および導入通路61は、上流側から下流側に向かって下方に向かって延びるか、または、下方に若干傾斜している。さらに、仕切り部80も、上流側から下流側に向かって下方に向かって延びるか、または、下方に若干傾斜している。この結果、分配通路51および導入通路61内にたとえEGRガスの水分が凝縮して凝縮水が発生したとしても、凝縮水は、分配通路51および導入通路61内に滞留せずに、分配通路51、導入通路61および仕切り部80を通過して、各気筒2に分配される。この際、第1仕切り部81により、第1接続通路56aと第2接続通路56bとの間の凝縮水の移動が抑制されるとともに、第2仕切り部82により、第3接続通路56cと第4接続通路56dとの間の凝縮水の移動が抑制される。この結果、凝縮水がいずれかの気筒に集中して供給されるのが抑制されるので、各気筒2における失火の発生が抑制される。
さらに、仕切り部80により分配通路51および導入通路61を仕切ることによって、分配通路51を延長することなく4個の接続通路56を設けることが可能である。これにより、分配通路を延長することに起因して接続通路の通路長が大きくなるのが抑制されるので、接続通路の通路表面積が大きくなることに起因してEGRガスの水分が分配通路内で凝縮されやすくなるのを抑制することが可能である。
また、図4に示すように、分配通路構成部材70のY1方向側には、EGRガス導入口52のY1方向側の開口を囲むフランジ部71が形成されている。また、EGR導入管60のY2方向側の端部には、フランジ部71に対応するフランジ部62が形成されている。フランジ部62および71には、一対のねじ挿入穴62aおよび一対のねじ穴71aがそれぞれ設けられている。そして、フランジ部62のねじ挿入穴62aに挿入された図示しない締結部材が、フランジ部71のねじ穴71aに締結されることによって、分配通路構成部材70とEGR導入管60とが互いに接続されている。また、図7に示すように、フランジ部71のY1方向側には、EGRガス導入口52を囲むように形成され、シール部材72が配置される溝部71bが形成されている。このシール部材72により、EGRガス導入口52とEGR導入管60との間からEGRガスが外部に漏れ出るのが抑制されている。
<本実施形態の効果>
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、吸気装置100は、第1分配通路51a内に配置され、第1分配通路51aを第1吸気通路21aに接続される第1接続通路56aと第2吸気通路21bに接続される第2接続通路56bとに仕切る第1仕切り部81と、第2分配通路51b内に配置され、第2分配通路51bを第3吸気通路21cに接続される第3接続通路56cと第4吸気通路21dに接続される第4接続通路56dとに仕切る第2仕切り部82とを備える。これにより、第1仕切り部81により、第1分配通路51a内において第1接続通路56aに分配されたEGRガスと第2接続通路56bに分配されたEGRガスとが分離されるとともに、第2気筒2bの吸気行程において、第1接続通路56aのEGRガスが第2接続通路56bに移動するのを抑制することができる。この結果、第2気筒2bの後に吸気行程が行われる第1気筒2aに供給されるEGRガスの量が減少するのを抑制することができる。同様に、第2仕切り部82により、第2分配通路51b内において第3接続通路56cに分配されたEGRガスと第4接続通路56dに分配されたEGRガスとが分離されるとともに、第3気筒2cの吸気行程において、第4接続通路56dのEGRガスが第3接続通路56cに移動するのを抑制することができる。これにより、第3気筒2cの後に吸気行程が行われる第4気筒2dに供給されるEGRガスの量が減少するのを抑制することができる。これらの結果、4個の連なる第1気筒2a、第2気筒2b、第3気筒2cおよび第4気筒2dへのEGRガスの分配のばらつきを抑制することができる。
また、本実施形態では、第1仕切り部81および第2仕切り部82を設けずに分配通路51の形状(トーナメント形状など)のみで各気筒2にEGRガスを分配する場合と異なり、設計上の軽微な変更により、第1仕切り部81および第2仕切り部82の形成位置を、それぞれ、第1分配通路51a内および第2分配通路51b内において調整することができる。
また、本実施形態では、第1仕切り部81および第2仕切り部82を設けずに分配通路51の形状(トーナメント形状など)のみで各気筒2にEGRガスを分配する場合と異なり、分配通路51を延長させることなく、各接続通路56における通路長および通路断面積を調整することができる。これにより、各接続通路56の調整に伴い吸気装置100が大型化するのを抑制することができる。また、通路表面積が小さくなるように各接続通路56を調整した場合には、分配通路51においてEGRガスが大幅に冷却されるのを抑制することができるので、EGRガスの水分が凝縮して水滴となるのを抑制することができる。これにより、水分が気筒(燃焼室)に流入するのを抑制することができるので、エンジン1の失火の発生を確実に抑制することができる。
また、本実施形態では、EGRガス導入口52を仕切る第3仕切り部83を設けるとともに、第1仕切り部81および第2仕切り部82を、第3仕切り部83と連続するように形成する。これにより、少なくとも分配通路51にEGRガスが導入される時点で、第3仕切り部83により、EGRガスを各接続通路56に分配することができる。さらに、第3仕切り部83と連続するように形成された第1仕切り部81により、第1接続通路56aおよび第2接続通路56bに分配されたEGRガスを確実に第1気筒2aおよび第2気筒2bにそれぞれ供給することができる。また、第3仕切り部83と連続するように形成された第2仕切り部82により、第3接続通路56cおよび第4接続通路56dに分配されたEGRガスを確実に第3気筒2cおよび第4気筒2dにそれぞれ供給することができる。この結果、各気筒2へのEGRガスの分配のばらつきをより抑制することができる。
また、本実施形態では、EGRガス導入口52に接続され、分配通路51にEGRガスを導入するための導入通路61と、導入通路61内において第3仕切り部83に対応する位置に配置され、導入通路61を第1導入通路61aと第2導入通路61bとに仕切る第4仕切り部84と、を吸気装置100に設ける。これにより、第4仕切り部84により、分配通路51にEGRガスが導入される前の導入通路61が第1導入通路61aと第2導入通路61bとに仕切られる。この結果、第1導入通路61aおよび第2導入通路61bに仕切られる前(合流通路61c)と、仕切られた第1導入通路61aおよび第2導入通路61bと、4個の接続通路56とにより、段階的(1→2→4)に分岐するトーナメント形状の通路を形成することができる。したがって、EGRガスを各接続通路56により確実に分配することができるので、各気筒2へのEGRガスの分配のばらつきをさらに抑制することができる。
また、本実施形態では、第1接続通路56aと第4接続通路56dとをEGRガスが流通可能に互いに接続するとともに、第2接続通路56bと第3接続通路56cとをEGRガスが流通可能に互いに接続する。これにより、吸気行程が連続しない第1気筒2aおよび第4気筒2dにそれぞれ対応する第1接続通路56aおよび第4接続通路56dを接続するとともに、吸気行程が連続しない第2気筒2bおよび第3気筒2cにそれぞれ対応する第2接続通路56bおよび第3接続通路56cを接続することによって、たとえ、接続通路56同士を接続したとしても、吸気行程に起因する各気筒2へのEGRガスの分配のばらつきが生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、第1接続通路56aおよび第4接続通路56dの通路長を適宜設定することによって、第1気筒2a(第1吸気通路21a)に発生する吸気脈動を利用して、第4気筒2dにEGRガスを流入させやすくするとともに、第4気筒2d(第4吸気通路21d)に発生する吸気脈動を利用して、第1気筒2aにEGRガスを流入させやすくすることができる。同様に、第2接続通路56bおよび第3接続通路56cの通路長を適宜設定することによって、第2気筒2b(第2吸気通路21b)に発生する吸気脈動を利用して、第3気筒2cにEGRガスを流入させやすくするとともに、第3気筒2c(第3吸気通路21c)に発生する吸気脈動を利用して、第2気筒2bにEGRガスを流入させやすくすることができる。
また、本実施形態では、分配通路51を、吸気装置本体30と、吸気装置本体30に取り付けられる分配通路構成部材70とにより構成する。また、第1仕切り部81および第2仕切り部82を分配通路構成部材70に設ける。これにより、吸気装置本体30よりもより簡素な構成に形成することが可能な分配通路構成部材70に第1仕切り部81および第2仕切り部82を設けることによって、第1接続通路56aと第2接続通路56bとが仕切られるとともに、第3接続通路56cと第4接続通路56dとが仕切られた構成を容易に実現することができる。
また、本実施形態では、分配通路51が、EGRガス導入口52から分岐される一段目の第1上流通路53aと、第1上流通路53aに一方端が接続されるとともに、第1吸気通路21aおよび第2吸気通路21bに他方端が接続される二段目の第1下流通路54とを含むとともに、分配通路51が、EGRガス導入口52から分岐される一段目の第2上流通路53bと、第2上流通路53bに一方端が接続されるとともに、第3吸気通路21cおよび第4吸気通路21dに他方端が接続される二段目の第2下流通路55とを含む。そして、第1仕切り部81を、第1上流通路53aおよび第1下流通路54を仕切るように配置し、第2仕切り部82を、第2上流通路53bおよび第2下流通路55を仕切るように配置する。このように1段目と2段目とに分かれたトーナメント形状を有する分配通路51において、第1仕切り部81および第2仕切り部82により、4個の連なる第1気筒2a、第2気筒2b、第3気筒2cおよび第4気筒2dへのEGRガスの分配のばらつきを抑制することができる。
また、本実施形態では、第1上流通路53aに形成された第1仕切り部81は、第1下流通路54に向かって延びており、第2上流通路53bに形成された第2仕切り部82は、第2下流通路55に向かって延びている。これにより、第1仕切り部81によって、第1上流通路53aと第1下流通路54とを途切れることなく確実に仕切ることができるとともに、第2仕切り部82によって、第2上流通路53bと第2下流通路55とを途切れることなく確実に仕切ることができる。
また、本実施形態では、第1上流通路53aおよび第2上流通路53bを、第1下流通路54および第2下流通路55よりも上方に位置しているとともに、第1仕切り部81および第2仕切り部82は、上流側から下流側に向かって下方に向かって延びるかまたは下方に傾斜している。これにより、分配通路51内にたとえEGRガス内の水分が凝縮して凝縮水が発生したとしても、第1仕切り部81上、第2仕切り部82上、第1上流通路53a内および第2上流通路53b内などに凝縮水が残留するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、EGRガス導入口52を、第3仕切り部83により、第1接続通路56aと第4接続通路56dとに連通する第1導入部分52aと、第2接続通路56bと第3接続通路56cとに連通する第2導入部分52bとに仕切る。これにより、少なくともEGRガス導入口52へのEGRガスが導入される時点で、第1接続通路56aと第4接続通路56dとが連通する部分に分配されるEGRガスと、第2接続通路56bと第3接続通路56cとが連通する部分に分配されるEGRガスとを分離することができる。
また、本実施形態では、第3仕切り部83と第4仕切り部84とを、第1導入部分と第1導入通路61aとを接続するとともに、第2導入部分と第2導入通路61bとを接続するように、互いに接続する。これにより、第1導入通路61aに分配されたEGRガスを、第1接続通路56aと第4接続通路56dとが連通する部分に確実に導入することができる。同様に、第2導入通路61bに分配されたEGRガスを、第2接続通路56bと第3接続通路56cとが連通する部分に確実に導入することができる。
<変形例>
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、第1仕切り部81、第2仕切り部82および第3仕切り部83を共に分配通路構成部材70に一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1仕切り部、第2仕切り部、第3仕切り部の一部または全部を、分配通路構成部材とは別個に形成してもよい。たとえば、図8に示す本実施形態の第1変形例の分配通路構成部材270のように、第1仕切り部81、第2仕切り部82および第3仕切り部83からなる仕切り部分285を、分配通路構成部材270に着脱可能なように構成してもよい。なお、仕切り部分285が分配通路構成部材270に装着された場合には、図6に示す本実施形態の分配通路構成部材70と同様の構成になる。つまり、図6に示す本実施形態の構成と同様に、仕切り部分285により、分配通路51を、第1接続通路と、第2接続通路と、第3接続通路と、第4接続通路とに仕切ることが可能である。さらに、仕切り部分285により、EGRガス導入口52を、第1導入部分と第2導入部分とに仕切ることが可能である。ここで、分配通路構成部材270の仕切り部分285を取り付ける部分の少なくとも一部に、仕切り部分285を嵌め込んで位置決めおよび固定するための溝273を設けるのが好ましい。
また、本発明では、第1仕切り部、第2仕切り部、第3仕切り部の一部または全部を、分配通路構成部材ではなく吸気装置本体に一体的に形成してもよい。
また、上記実施形態では、第4仕切り部84をEGR導入管60に一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第4仕切り部をEGR導入管に一体的に設けなくてもよい。たとえば、図9に示す本実施形態の第2変形例の吸気装置300のように、分配通路構成部材370のEGRガス導入口52に形成された第3仕切り部383を、導入通路361側(Y2方向側)に向かってさらに延ばすことによって、導入通路361を第1導入通路361aと、第2導入通路361bと仕切るように構成してもよい。つまり、第3仕切り部383が特許請求の範囲の「第4仕切り部」を兼ねるように構成してもよい。これにより、EGR導入管360に仕切り部を一体的に設ける必要がないので、第1導入通路361aと第2導入通路361bとに仕切られるEGR導入管360を容易に作製することが可能である。
また、上記実施形態では、上流通路53において、第1接続通路56a、第2接続通路56b、第3接続通路56cおよび第4接続通路56dの通路断面積は略等しい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1接続通路、第2接続通路、第3接続通路および第4接続通路の通路断面積は、適宜調整することが可能である。たとえば、第1接続通路、第2接続通路、第3接続通路および第4接続通路が、外部ガスの流通方向の全体において通路断面積が略等しくなるように形成してもよい。なお、各接続通路の外部ガスの流通方向における通路断面積の調整は、第1仕切り部および第2仕切り部の形成位置を調整するという設計上の軽微な変更により実現することが可能である。
このような調整をすることにより、第1〜第4接続通路において固有振動数を同一にすることができるので、吸気脈動の変化に起因する各気筒へのEGRガスの分配のばらつきをより抑制することが可能である。また、エンジンの特性(癖)などに起因してEGRガスが導入されやすい気筒などがある場合には、EGRガスが導入されやすい気筒に対応する接続通路の通路断面積を他の接続通路よりも小さく調整することによって、EGRガスが導入されやすい気筒に対応する接続通路をEGRガスが流通しにくくなる。これによっても、各気筒へのEGRガスの分配のばらつきをより抑制することが可能である。
接続通路の形成位置を調整する例として、たとえば、図10に示す本実施形態の第3変形例の分配通路構成部材470のように、第1仕切り部481および第2仕切り部482の上流通路53における形成位置と、第3仕切り部483のEGRガス導入口52における形成位置とを、図7の本実施形態における第1仕切り部81、第2仕切り部82および第3仕切り部83の形成位置(二重鎖線で図示)よりも下方(Z2方向)に移動させる。これにより、第1接続通路456aおよび第4接続通路456dの上流通路53における通路断面積を、第2接続通路456bおよび第3接続通路456cの上流通路53における通路断面積よりも大きくしてもよい。この結果、第1接続通路456aおよび第4接続通路456dにより多くのEGRガスを分配することが可能である。なお、上記第3変形例はあくまで一例であり、たとえば、第1〜第3仕切り部の形成位置を図7の本実施形態よりも上方(Z1方向)に移動させてもよい。
また、たとえば、図11に示す本実施形態の第4変形例の分配通路構成部材570のように、第1下流通路54に形成された第1仕切り部581を、下方に向かうに従ってX1方向に傾斜するように形成してもよい。これにより、第1仕切り部581の傾斜角度を調整することによって、第1接続通路556aの通路断面積と第2接続通路556bの通路断面積とを調整することが可能である。同様に、第2下流通路55に形成された第2仕切り部582を、下方に向かうに従ってX2方向に傾斜するように形成してもよい。この結果、第2仕切り部582の傾斜角度を調整することによって、第3接続通路556cの通路断面積と第4接続通路556dの通路断面積とを調整することが可能である。
また、上記実施形態では、第3仕切り部83をEGRガス導入口52において略X軸方向に沿って延びるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図12に示す本実施形態の第5変形例の分配通路構成部材670のように、EGRガス導入口52に、X軸方向に沿って延びる部分と、Y軸方向に沿って延びる部分とを有する第3仕切り部683を設けてもよい。これにより、EGRガス導入口52を、4個の接続通路56(第1接続通路56a、第2接続通路56b、第3接続通路56cおよび第4接続通路56d)にそれぞれ対応する4個の導入部分652a、652b、652cおよび652dに仕切ることが可能である。この結果、4個の接続通路56にEGRガスをより均等に分配することが可能である。
また、上記実施形態では、分配通路51に第1仕切り部81、第2仕切り部82および第3仕切り部83を設け、導入通路61に第4仕切り部84を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、分配通路に少なくとも第1仕切り部および第2仕切り部が設けられていればよい。つまり、図13に示す本実施形態の第6変形例の分配通路構成部材770のように、分配通路51に、第3仕切り部を設けずに第1仕切り部81と第2仕切り部82とのみを設けてもよい。これによっても、EGRガス導入口52から導入されたEGRガスを、4個の接続通路56にそれぞれ分配することが可能である。
また、上記実施形態では、L字状に形成された導入通路61のY軸方向に延びる部分の全体とX軸方向に延びる部分の分配通路51側の一部とにおいて、第4仕切り部84により第1導入通路61aと第2導入通路61bとに仕切る例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、L字状に形成された導入通路の全体を第4仕切り部により仕切ってもよい。また、たとえば、L字状に形成された導入通路の外部ガス導入口に向かって延びる部分の全体のみ、第4仕切り部により仕切ってもよい。さらに、導入通路に仕切り部を設けなくてもよい。また、導入通路(導入管)をL字状に形成しなくてもよく、たとえば、導入通路(導入管)を外部ガス導入口から直線状に延びるように形成してもよい。
また、上記実施形態では、分配通路部50を、吸気通路部20と一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、分配通路部を吸気通路部とは別個に形成してもよい。たとえば、分配通路部を吸気装置本体には設けずに、分配通路構成部材のみから構成してもよい。この場合、分配通路部(分配通路構成部材)は、吸気装置本体に取り付け可能であるのがよい
また、上記実施形態では、EGRガス(排気ガス)を第1〜第4吸気通路21a〜21dに分配する吸気装置100について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ブローバイガス(外部ガスの一例)を第1〜第4吸気通路(第1〜第4気筒)に分配する吸気装置に、本発明の構成を適用してもよい。
また、上記実施形態では、4個の気筒2により構成される1群の気筒群Gを有するエンジン1に用いられる吸気装置100に対して本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、4個の連なる気筒により構成される複数の気筒群を有するエンジンに用いられる吸気装置に対して本発明を適用してもよい。たとえば、4気筒の気筒群がV字状に対向するV型で、かつ、シングルプレーンの8気筒エンジンに用いられる吸気装置に本発明を適用してもよいし、8気筒(2個の気筒群)が連なる直列8気筒エンジンに用いられる吸気装置に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、特許請求の範囲の「吸気装置」を、自動車用のエンジン1に適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明の吸気装置を、自動車用以外の複数気筒エンジンに適用してもよい。つまり、列車や船舶などの輸送機器、さらには、輸送機器以外の定置型の設備機器に設置される複数気筒エンジンに用いられる吸気装置に対しても適用可能である。なお、この際、複数気筒エンジンは、4個の連なる気筒からなる気筒群を1群または複数群有する必要がある。