JP7058911B2 - インテークマニホールドの還流排気ガス導入構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用等のエンジンから排出された排気ガスの一部を吸気側に還流されるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置において、ＥＧＲ通路からの還流排気ガス（ＥＧＲガス）をインテークマニホールドに導入する、インテークマニホールドの還流排気ガス導入構造に関する。

従来、ＥＧＲガスを還流させるため、サージタンク内に排ガス導入パイプを挿入し、各気筒への分配改善や、樹脂製のサージタンクやインテークマニホールドへの熱害を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。これらの技術は、排ガス導入パイプを、スロットルバルブの上流側に設けたサージタンクの脹らみ部に開口させて、スロットルバルブからの吸気の流れに乗せて、各気筒の分岐管への分配を改善させたり、インテークマニホールドのシリンダヘッド接合面に開口するＥＧＲガス還流口に排ガス導入パイプを接続することで、高温ＥＧＲガスによる熱害を防止するものである。これらの技術は、いずれも、サージタンクの空間内に排ガス導入パイプが開口され、各分岐管に吸入される吸気の流れに混合されてＥＧＲガスが吸入される。そのため、各気筒への分配はある程度均一化されるが、その精度にはおのずと限界がある。また、スロットルバルブへの吸気吹き返しにより、デポジットが堆積する懸念がある。

特開２０１１－１１１９８１号公報 特開２００１－２６３１８３号公報

図３に、従来のインテークマニホールド内の構造を概略的に示した断面図を示す。同図においては、吸気の流れを実線で、還流排気ガスの流れを破線で示している。インテークマニホールド１は、エンジン（図示せず）に接続される複数の気筒の吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃが接続されており、その上部にはサージタンク５が設けられている。サージタンク５は、スロットルバルブ７の下流に設けられており、スロットルバルブ７を経て導入した吸気を、複数の気筒に分配する。サージタンク５には、排ガス導入パイプ１９から、還流排気ガスが直接戻される構造となっており、吸気と還流排気ガスとの各吸気分岐管への均等分配は困難であった。

本発明は上記問題点を解決するものであり、各気筒への分配精度を向上させるとともに、吸気吹き返し時のスロットルバルブへのデポジット堆積を抑制することが可能な、インテークマニホールドの還流排気ガス導入構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のインテークマニホールドの還流排気ガス導入構造は、
スロットルバルブ下流に設けられ、複数の気筒の吸気分岐管が接続されており、前記スロットルバルブを経て導入した吸気を、前記複数の気筒に分配するサージタンク内に、
還流排気ガスを吐出する排ガス導入パイプが、前記スロットルバルブと前記吸気分岐管との間に突出して挿入され、
前記排ガス導入パイプは、少なくとも一つの吐出口を有しており、
前記排ガス導入パイプの少なくとも一つの吐出口が、前記複数の気筒の吸気分岐管の少なくとも一つに向けて対向して配置され、
前記スロットルバルブの搭載位置は、前記吸気分岐管の軸線方向に対してオフセットしており、
前記排ガス導入パイプが、前記サージタンクの前記スロットルバルブ側から前記サージタンク内に挿入されており、
前記排ガス導入パイプの全長が、前記スロットルバルブから最も遠い吸気分岐管までの距離に満たない長さに設定され、
前記排ガス導入パイプの先端部には、前記排ガス導入パイプの軸線方向に向けて吐出口が設けられていることを特徴とする。

本発明のインテークマニホールドの還流排気ガス導入構造によれば、各気筒への分配精度を向上させるとともに、吸気吹き返し時のスロットルバルブへのデポジット堆積を抑制することが可能な、インテークマニホールドの還流排気ガス導入構造を提供することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールド内の構造を概略的に示した断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールド内の構造を概略的に示した断面図である。 図３は、従来のインテークマニホールド内の構造を概略的に示した断面図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。なお、以下で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールド１内の構造を概略的に示した断面図である。同図においては、吸気の流れを実線で、還流排気ガスの流れを破線で示している。なお、同図においては、３気筒の態様を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

インテークマニホールド１は、エンジン（図示せず）に接続される複数の気筒の吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃが接続されている。本実施形態では、気筒の吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃは、並列に並んで配置されているが、これに限定されるものではない。各吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃの上部にはサージタンク５が設けられている。サージタンク５は、スロットルバルブ７の下流に設けられており、スロットルバルブ７を経て導入した吸気を、複数の気筒に分配する。サージタンク５内には、排ガス導入パイプ９が突出して挿入されている。排ガス導入パイプ９は、少なくとも一つの吐出口を有しており、サージタンク５内に、還流排気ガスを吐出する。本実施形態においては、排ガス導入パイプ９には、複数の気筒の吸気分岐管（ポート開口部）３ａ、３ｂ、３ｃに対応して、３つの吐出口１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、各吸気分岐管に対向して配置されている。

このように、排ガス導入パイプ９の吐出口１１ａ、１１ｂ、１１ｃが吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃに向けて開口することによって、各気筒の負圧に応じてそれぞれ均一な量の排気ガスが吸入され、吸気と還流排気ガスとの分配精度を向上させることができる。また、スロットルバルブ７の下流側の吸気分岐管３ａ、３ｂ、３ｃに向けて排ガス導入パイプ９の開口（吐出口）が設けられるので、吸気吹き返し時に、スロットルバルブ７へのデポジットの原因となる煤、未燃燃料成分、オイル成分等がスロットルバルブ７まで届きにくい。したがって、スロットルバルブ７へのデポジット堆積を抑制することも可能である。

なお、図１に示すように、スロットルバルブ７の搭載位置は、吸気分岐管の軸線方向に対して、オフセットしていることが好ましい。このような構造とすることで、耐デポジット性をより向上されることができる。

また、各吸気分岐管に対向する吐出口の開口面積は、吸気と還流排気ガスとの分配精度を確認しながらマッチングしていることが好ましい。具体的には、他の吸気分岐管に比べて吸気の分配割合が多くなる吸気分岐管に対しては、対向する吐出口の開口面積を広くすればよい。前記開口面積を広くすることで、還流排気ガスの分配割合をより大きくなるようにして、他の吸気分岐管における分配割合との均一化を図ることができ、分配精度をさらに向上させることができる。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールド１内の構造を概略的に示した断面図である。同図においては、吸気の流れを実線で、還流排気ガスの流れを破線で示している。なお、同図においては、３気筒の態様を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施形態においては、排ガス導入パイプ９Ａの全長が、並列に並んだ吸気分岐管端部（３ｃの位置）までの距離に満たない長さに設定されている。排ガス導入パイプ長を短縮することで、排ガス導入パイプの強度確保を容易にし、コスト抑制を図ることができる。このような場合、少なくとも吸気分岐管に対向する部分については、排ガス導入パイプに対応する開口（吐出口）を設けることが好ましい。図２においては、排ガス導入パイプ９Ａの届く範囲にある吸気分岐管３ａに対しては、対向して配置される吐出口１１ｄを設けている。排ガス導入パイプ９Ａの先端部には、パイプ軸線方向に向けて開口（吐出口）１１ｅが設けられていればよい。このように、スロットルバルブ７に近い吸気分岐管のポート開口部に向けて、排ガス導入パイプ９Ａの開口（吐出口）１１ｄを設けることで分配精度を向上させ、スロットルバルブ７から遠い吸気分岐管のポート開口部への還流排気ガスの分配は、還流排気ガスをサージタンク５に返して行うことができる。本実施形態において、吸気と還流排気ガスとの分配は、吐出口の開口面積比やパイプ軸線方向の開口（１１ｅに相当する部分）の絞り形状（ノズル形状）の調整により、均一化を図ることができる。

１ …インテークマニホールド
３ａ、３ｂ、３ｃ…吸気分岐管
５ …サージタンク
７ …スロットルバルブ
９、９Ａ、１９ …排ガス導入パイプ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ…吐出口

Claims (1)

1. スロットルバルブ下流に設けられ、複数の気筒の吸気分岐管が接続されており、前記スロットルバルブを経て導入した吸気を、前記複数の気筒に分配するサージタンク内に、
   還流排気ガスを吐出する排ガス導入パイプが、前記スロットルバルブと前記吸気分岐管との間に突出して挿入され、
   前記排ガス導入パイプは、少なくとも一つの吐出口を有しており、
   前記排ガス導入パイプの少なくとも一つの吐出口が、前記複数の気筒の吸気分岐管の少なくとも一つに向けて対向して配置され、
   前記スロットルバルブの搭載位置は、前記吸気分岐管の軸線方向に対してオフセットしており、
   前記排ガス導入パイプが、前記サージタンクの前記スロットルバルブ側から前記サージタンク内に挿入されており、
   前記排ガス導入パイプの全長が、前記スロットルバルブから最も遠い吸気分岐管までの距離に満たない長さに設定され、
   前記排ガス導入パイプの先端部には、前記排ガス導入パイプの軸線方向に向けて吐出口が設けられていることを特徴とするインテークマニホールドの還流排気ガス導入構造。

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