JP7287292B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気通路の途中にインタークーラーを備えたエンジンの吸気装置に関する。

エンジン本体に供給する吸気を冷却するインタークーラーと、排気ガスの一部を還流させるＥＧＲ装置と、エンジン本体から発生するブローバイガスを還流させるブローバイ還流装置とを備えたエンジンの吸気装置が知られている（例えば特許文献１）。前記ＥＧＲガスやブローバイガスには凝縮水が含まれている。前記凝縮水が過度にエンジン本体の気筒へ送られてしまうと、エンジン失火の原因となり得る。このため、特許文献１の吸気装置では、インタークーラーよりも下流側の吸気通路にバッフルプレートを設けている。

特開２０１５－１２４６８７号公報

特許文献１の吸気装置では、インタークーラーコアを収容するチャンバから吸気を下流側の吸気通路に送出するチャンバ出口が大きく開口している（特許文献１の図６）。このため、インタークーラーコアを通過した吸気は、ランダムに下流側吸気通路へ向かうことになり、規則的な吸気流が形成され難い傾向が出る。具体的には、チャンバの上方側を通過した吸気と下方側を通過した吸気とが干渉し、企図する吸気流が形成されない場合が生じ得る。上記のバッフルプレートは、前記下流側吸気通路の内壁面に突設されているが、不規則な吸気流が形成された場合にはバッフルプレートが凝縮水を適正にトラップできない不具合が生じる。

本発明の目的は、吸気通路内で生じる凝縮水を過度にエンジン本体へ向かわせないようにすることができるエンジンの吸気装置を提供することにある。

本発明の一局面に係るエンジンの吸気装置は、チャンバと、前記チャンバの内部に収容されたインタークーラーコアと、を含むインタークーラーと、前記チャンバよりも下流に位置する下流側吸気通路を含み、前記チャンバを通して吸気をエンジン本体へ導く吸気通路と、を備え、前記チャンバは、当該チャンバに導入され前記インタークーラーコアを通過した吸気を、前記下流側吸気通路へ送出する吸気送出開口を有する側壁と、前記下流側吸気通路において発生する凝縮水を貯留する貯留部と、を含み、前記吸気送出開口は、前記側壁の下方領域に配置され、前記貯留部は、前記吸気送出開口の下方であって、前記インタークーラーコアと上下方向に一部重複する位置関係で配置されている。

この吸気装置によれば、チャンバから吸気送出開口を通して下流側吸気通路へ向かう吸気流は、貯留部に貯留される凝縮水のうち、専らインタークーラーコアと上下方向に重複していない領域に存在している凝縮水だけと接触する。このため、吸気流の流動によって運び出される凝縮水の量を適正化することができる。すなわち、一般にインタークーラーコアはフィンの積層体構造を備えており、吸気流が当該インタークーラーコアを通過する際の通気抵抗は大きく、吸気流が周囲へ拡散し難くなる。このため、前記貯留部におけるインタークーラーコアと上下方向に重複する領域を、吸気流は通過し難くなる。従って、吸気流と貯留部に貯留された凝縮水との接触を制限し、当該吸気流が貯留部から運び出す凝縮水量を適量に抑制することが可能となる。

上記のエンジンの吸気装置において、前記下流側吸気通路を区画する壁部は、前記エンジン本体から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記下流側吸気通路に還流させるＥＧＲ導入口を有する構造とすることができる。

若しくは、前記下流側吸気通路を区画する壁部は、前記エンジン本体から発生する未燃のガスをブローバイガスとして前記下流側吸気通路に還流させるブローバイ導入口を有する構造とすることができる。

これらの吸気装置によれば、ＥＧＲガスに含まれる凝縮水、若しくは、ブローバイガスに含まれる凝縮水を前記貯留部において回収すると共に、吸気流に乗せて適量の凝縮水をエンジン本体へ向かわせることができる。

上記のエンジンの吸気装置において、前記チャンバは、前記インタークーラーコアの下方に位置する底壁を有し、前記インタークーラーコアは、前記底壁と当該インタークーラーコアの底面との間の隙間をシールするシール部材を介して、前記底壁に支持されていることが望ましい。

この吸気装置によれば、インタークーラーコアの底面とチャンバの底壁との間に生じ得る隙間が、シール部材によってシールされる。従って、吸気流が前記隙間を通して、貯留部におけるインタークーラーコアと上下方向に重複する領域に至らないようにすることができる。

上記のエンジンの吸気装置において、前記貯留部は、上面が開口したキャビティに前記凝縮水を貯留するものであって、前記キャビティの底面には、上方へ突出するリブが備えられていることが望ましい。

この吸気装置によれば、リブがキャビティに貯留された凝縮水の揺れを抑制する。このため、エンジン本体が搭載された車両の走行振動が生じた場合でも、前記キャビティにおける水面乱れを規制し、吸気流による凝縮水の過度の運び出しを抑制することができる。

この場合、前記リブは、前記チャンバから前記下流側吸気通路へ向かう吸気流の方向と交差する方向に延在していることが望ましい。

この吸気装置によれば、吸気流の流れ方向にリブが対向する態様となる。このため、吸気流の流れ方向における凝縮水の振動が抑制され、より効率的に吸気流による凝縮水の過度の運び出しを抑制することができる。

上記のエンジンの吸気装置において、前記チャンバは、その下面側に、前記インタークーラーコアの配置箇所の一部から吸気送出開口の配置位置に至る領域と上下方向に重複する位置に下面開口を備え、前記貯留部は、前記下面開口を塞ぐ蓋体を兼ねていることが望ましい。

この吸気装置によれば、チャンバと吸気通路とを型成形によって製造する場合に、前記下面開口を設けることで、当該型成形の容易化を図ることができる。また、貯留部が前記下面開口の蓋体となるので、当該貯留部を別体として所望の形状に成形し易くなる。さらに、貯留部の交換を要する場合には、その交換作業を容易化することができる。

本発明によれば、吸気通路内で生じる凝縮水を過度にエンジン本体へ向かわせないようにすることができる。従って、凝縮水が過度にエンジン本体の気筒へ送られてしまことに起因する、エンジン失火を未然に防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る吸気装置が適用されるエンジンのエンジンシステム図である。 図２は、本発明の実施形態に係る吸気装置が適用されたエンジンの外観を示す概略的な斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る吸気装置の正面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図である。 図６は、図５の要部拡大図である。 図７は、チャンバの底蓋部材の斜視図である。 図８は、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。 図９は、吸気ハウジングの外側ハウジングを取り外した状態の、吸気装置の正面図である。 図１０は、図３のＸ－Ｘ線断面図である。 図１１は、仕切り板の斜視図である。 図１２は、図５の要部拡大図であって、インタークーラーを通過する吸気流を示す図である。 図１３は、比較例１の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。 図１４は、比較例２の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。 図１５は、本実施形態の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。 図１６は、比較例３の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。

［エンジンの全体構成］
以下、図面を参照して、本発明に係るエンジンの吸気装置について詳細に説明する。まず、図１に示すシステム図を参照して、本発明に係るエンジンの吸気装置が適用されるエンジンシステムＳの全体構成を説明する。図１に示されるエンジンシステムＳは、走行用の動力源として車両に搭載される、４サイクル多気筒のターボ付ガソリンエンジンである。エンジンの駆動方式はＦＦ又はＦＲとすることができる。

エンジンシステムＳは、エンジン本体１と、外気（吸気）をエンジン本体１へ導く吸気通路２０と、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路３０と、排気通路３０を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路２０に還流するＥＧＲ装置３６と、吸気通路２０に配置されるインタークーラー２３と、ブローバイガスを吸気通路２０に還流するブローバイ還流装置１６とを備えている。本実施形態では、上掲の吸気通路２０及びインタークーラー２３が、本発明に係る吸気装置を構成する。

エンジン本体１は、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、気筒２を上から閉塞するようにシリンダブロック３の上面に取り付けられたシリンダヘッド４と、気筒２内に収容されたピストン５とを有している。エンジン本体１は、例えば４つの気筒を有する多気筒型のものであるが、図１では簡略化のため、１つの気筒２のみを図示している。ピストン５は、所定のストロークで往復摺動可能に気筒２内に収容されている。ピストン５の下方には、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸７が設けられている。クランク軸７は、ピストン５とコネクティングロッド８を介して連結され、ピストン５の往復運動に応じて中心軸回りに回転駆動される。

ピストン５の上方には燃焼室６が区画されている。燃焼室６は、シリンダヘッド４の下面、気筒２及びピストン５の冠面によって形成されている。シリンダヘッド４には、燃焼室６に燃料（主にガソリン）を噴射するインジェクタ１３と、インジェクタ１３から燃焼室６に噴射された燃料と燃焼室６に導入された空気とが混合された混合気に点火する点火プラグ１４とが設けられている。前記混合気が燃焼室６で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。

シリンダヘッド４には、燃焼室６と連通する吸気ポート９及び排気ポート１０が形成されている。シリンダヘッド４の下面には、吸気ポート９の下流端である吸気側開口と、排気ポート１０の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド４には、前記吸気側開口を開閉する吸気弁１１と、前記排気側開口を開閉する排気弁１２とが組み付けられている。

吸気通路２０は、吸気ポート９と連通し、インタークーラー２３を通して各気筒２に吸気を供給する経路である。吸気通路２０の上流端から取り込まれた空気は、吸気通路２０及び吸気ポート９を通して燃焼室６に導入される。吸気通路２０には、その上流側から順に、エアクリーナ２１、ターボ過給機１５、バルブユニット２６及びインタークーラー２３が配置されている。

エアクリーナ２１は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。バルブユニット２６はスロットルバルブ２６１を含む。スロットルバルブ２６１は、図略のアクセルの踏み込み動作と連動して吸気通路２０を開閉し、吸気通路２０における吸気の流量を調整する。ターボ過給機１５は、吸気を圧縮しつつ吸気通路２０の下流側へ当該吸気を送り出す。

インタークーラー２３は、ターボ過給機１５により圧縮された吸気を冷却する。インタークーラー２３は、水冷式であって、吸気通路２０に割り入れられるチャンバ５１と、このチャンバ５１の内部に収容されたインタークーラーコア５２とを含む。吸気通路２０は、チャンバ５１よりも上流に位置する上流側吸気通路２２と、チャンバ５１よりも下流に位置する下流側吸気通路２４とを備えている。下流側吸気通路２４の下流端は、吸気マニホールドに備えられている独立吸気通路２５に接続されている。独立吸気通路２５の直上流には、複数の気筒２に吸気を均等に配分するための空間を提供するサージタンク２５１が配置されている。

排気通路３０は、排気ポート１０と連通し、燃焼室６で生成された既燃ガス（排気ガス）を車両の外部に排出する。排気通路３０は、上流側排気通路３１と下流側排気通路３４とを含み、両通路３１、３４の間には、上流触媒コンバータ３２及び下流触媒コンバータ３３が設けられている。上流触媒コンバータ３２には、排気ガス中に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化するための三元触媒と、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）とが内蔵されている。下流触媒コンバータ３３は、三元触媒やＮＯｘ触媒等の適宜の触媒を内蔵している。下流側排気通路３４の下流端には、消音器３５が取り付けられている。

ターボ過給機１５は、吸気通路２０側に配置されたコンプレッサ１５１と、排気通路３０に配置されたタービン１５２とを含む。タービン１５２は、排気通路３０を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転する。これに連動してコンプレッサ１５１が回転することにより、吸気通路２０を流通する空気が圧縮（過給）される。

ブローバイ還流装置１６は、ブローバイ取入口１６１、ブローバイ配管１６２及びブローバイ導入口１６３を含む。ブローバイ取入口１６１は、エンジン本体１の作動時に気筒２から周囲に流出する未燃焼の混合気（未燃のガス）であるブローバイガスを取り込む。ブローバイ配管１６２は、ブローバイ取入口１６１とブローバイ導入口１６３とを接続する配管である。ブローバイ導入口１６３は、下流側吸気通路２４の適所に連通するように配置され、ブローバイガスを下流側吸気通路２４に還流させるための開口である。

ＥＧＲ装置３６は、いわゆる高圧ＥＧＲを実現する装置であって、ＥＧＲ通路３６１、ＥＧＲクーラ３６２及びＥＧＲ弁３６３を含む。ＥＧＲ通路３６１は、排気通路３０と吸気通路２０とを接続する。詳しくは、ターボ過給機１５の上流側に位置する上流側排気通路３１と、インタークーラー２３の下流側に位置する下流側吸気通路２４とを接続している。ＥＧＲクーラ３６２は、排気通路３０から吸気通路２０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を熱交換により冷却する。ＥＧＲ弁３６３は、ＥＧＲ通路３６１を流れる排気ガスの流量を調整する。なお、このＥＧＲ装置３６が還流させるＥＧＲガス、及び上述のブローバイガスは、凝縮水を発生させ易いガスである。

本実施形態では、吸気系統の一部とインタークーラー２３とが一体化された吸気ユニット４０（エンジンの吸気装置）とされ、当該吸気ユニット４０がエンジン本体１に装着されている。吸気ユニット４０に含まれる部分は、上流側吸気通路２２におけるバルブユニット２６より下流の通路、インタークーラー２３、下流側吸気通路２４、サージタンク２５１、吸気マニホールドとしての独立吸気通路２５、ＥＧＲ通路３６１の下流部分及びブローバイ導入口１６３である。

［エンジンの外観構造］
図２は、吸気ユニット４０が装着されたエンジン本体１の外観を示す概略的な斜視図、図３は、吸気ユニット４０の単体の正面図である。なお、図２、図３及び他の図において、前後、左右、上下の方向表示が付されている。これらの方向表示は説明の便宜上のものであって、必ずしも実際の方向とは合致せず、また本発明を限定的にするものではない。

吸気ユニット４０は、エンジン本体１の前側面に組み付けられている。吸気ユニット４０は、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気経路の一部を形成する吸気ハウジング４１を含む。吸気ハウジング４１のうち、図２及び図３には、上述した吸気通路２０の下流側吸気通路２４を区画する上下通路部４３１と、独立吸気通路２５を区画する吸気マニホールド部４３２と、ＥＧＲ通路３６１の下流部分を区画する膨出部４３３とが示されている。

インタークーラー２３は、上下通路部４３１と吸気マニホールド部４３２とによって、その前面と上面とが包まれるように配置されている。上述したインタークーラー２３のチャンバ５１は、吸気ハウジング４１の一部を構成している。インタークーラーコア５２は、吸気ハウジング４１に対して左方向への挿入並びに右方向への引き出しが可能である。吸気ユニット４０への吸気導入口となるバルブユニット２６は、インタークーラー２３の右横に配置されている。吸気マニホールド部４３２の上部には、ＥＧＲ装置３６のＥＧＲクーラ３６２及びＥＧＲ弁３６３が組み付けられている。

［吸気ユニットの内部構造］
続いて、吸気ユニット４０の内部構造について説明する。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図、図５は、図３のＶ－Ｖ線断面図、図６は、図５の要部拡大図である。吸気ハウジング４１は、後方側の内側ハウジング４２と、前方側の外側ハウジング４３との結合体からなる。両ハウジング４２、４３は、溶着又はネジ止め等によって結合される、図６には、吸気ハウジング４１の下端付近において互いに突き合わせ結合される、内側ハウジング４２のフランジ部４２Ｆと外側ハウジング４３のフランジ部４３Ｆとが示されている。

内側ハウジング４２には、インタークーラー２３のチャンバ５１が形成されている。チャンバ５１は、インタークーラーコア５２を収容する略直方体の空間を区画している。チャンバ５１は、大略的に上流側壁５１１、底壁５１２、上壁５１３、下流側壁５１４、右壁５１５及び左壁５１６によって構成され、これらの壁５１１～５１６は、インタークーラーコア５２の上面、底面、後側面、前側面、右側面及び左側面と各々対向する。

上流側壁５１１は、チャンバ５１の後面側の側壁であって、吸気通路２０を流れる吸気流の上流側、つまりチャンバ５１の入口側に位置する側壁である。下流側壁５１４は、チャンバ５１の前面側（下流側）の側壁であって、チャンバ５１の出口側に位置する側壁である。底壁５１２及び上壁５１３は、それぞれチャンバ５１の下面及び上面を区画する壁である。右壁５１５及び左壁５１６は、それぞれチャンバ５１の右側面及び左側面を区画する壁である。なお、上流側壁５１１は、チャンバ５１の本体部分に対して後付けされる壁である。また、下流側壁５１４の一部は、後付けされる底蓋部材５３によって構成されている。

チャンバ５１内には直方体状のインタークーラーコア５２が収容されると共に、上流室５１Ａ及び下流室５１Ｂの空間が形成されている。インタークーラーコア５２は、水冷のプレートタイプであり、冷却水が流通する蛇行状の冷却水流通路が内部に形成された複数枚のプレートと、これらプレート間に挟まれた冷却フィンとから構成される積層コア構造体である。インタークーラーコア５２には、図略のウォーターポンプ及びラジエータを含む冷却水の循環系統が付設される。

図示は省いているが、インタークーラーコア５２の上端側及び下端側には、当該インタークーラーコア５２の本体部分の上面及び底面を各々保持するコア保持部が一定的に備えられている。また、インタークーラーコア５２の上面側及び底面側には、吸気流の漏れを防止するシール部材５２Ｓが取り付けられている。シール部材５２Ｓは、チャンバ５１の底壁５１２とインタークーラーコア５２の底面との間の隙間、及び、上壁５１３とインタークーラーコア５２の上面との間の隙間を各々シールする。シール部材５２Ｓはリップシールである。図５及び図６では、シール部材５２Ｓのリップ部が伸長している状態が示されているが、実際には前記リップ部は圧潰されて前記隙間を塞ぐことになる。すなわち、前記底面側では、インタークーラーコア５２は、シール部材５２Ｓを介して底壁５１２に支持されることになる。シール部材５２Ｓの介在によって、吸気流がインタークーラーコア５２を通過せずに下流に流れることが防止される。

上流室５１Ａは、インタークーラーコア５２の上流側面５２Ａに隣接する空間であって、上流側吸気通路２２と連通している。上流側壁５１１は、上流側面５２Ａと所定間隔を置いて対向し、上流室５１Ａの空間を区画している。下流室５１Ｂは、インタークーラーコア５２の下流側面５２Ｂに隣接する空間であって、下流側吸気通路２４と連通している。下流側壁５１４は、下流側面５２Ｂと所定間隔を置いて対向し、下流室５１Ｂの空間を区画している。吸気は、上流側吸気通路２２から上流室５１Ａに流入し、インタークーラーコア５２を通過して下流室５１Ｂに入り、しかる後、下流側吸気通路２４へ送り出される。

図４を参照して、吸気ユニット４０には、バルブユニット２６よりも下流側の上流側吸気通路２２が備えられている。バルブユニット２６の右面開口が、吸気ユニット４０への吸気導入口である。この吸気導入口から吸気は左方に向かう方向に取り入れられる。すなわち、上面視において、吸気がインタークーラーコア５２を通過する方向と直交（交差）する方向から、吸気が吸気ユニット４０に取り入れられる。その後、吸気は、後方及び左方に順次曲がるクランク状に形成された上流側吸気通路２２の下流端部分を経て、上流室５１Ａに流入する。

下流側壁５１４（側壁）には、チャンバ５１から吸気を下流側へ送り出す吸気送出開口５４が設けられている。吸気送出開口５４は、チャンバ５１の下端領域に相当する位置（下流側壁５１４の下端部）に配置されている。吸気送出開口５４は、チャンバ５１に導入されインタークーラーコア５２を通過した吸気を、集約して下流側吸気通路２４へ送出する開口である。ここで「集約」した送出とは、特許文献１のようにチャンバ５１の下流側（出口側）を全体的に開口し、ランダムに吸気を送出する態様ではないことを意味する。

具体的には、吸気送出開口５４は、インタークーラーコア５２の下流側面５２Ｂの面積に対して絞られた開口面積で開口する。下流側面５２Ｂの面積は、上述のコア保持部を除いたインタークーラーコア５２の本体部分の前側面の面積であり、吸気が通過可能な領域の面積である。吸気送出開口５４は、下流側面５２Ｂの面積よりも小さい開口面積（絞られた開口面積）に設定されている。すなわち、吸気送出開口５４は、インタークーラーコア５２の出口よりも絞られた出口を形成する開口である。下流側面５２Ｂの面積に対して、吸気送出開口５４の開口面積は、１／２～１／１０程度の範囲、好ましくは１／３～１／８程度の範囲に設定することができる。後記で詳述するが、本実施形態では、チャンバ５１からの吸気の出口開口を、下流側壁５１４の下端付近に形成された断面略半円形状の吸気送出開口５４（図８）の範囲に限定し、その限られた開口範囲から吸気をまとまった流れとして送出する。

チャンバ５１の下面側には、下面開口５５が備えられている。具体的には下面開口５５は、下流室５１Ｂの下方において底壁５１２に開口している。図６に示すように、下面開口５５は、チャンバ５１におけるインタークーラーコア５２の配置箇所の下流付近（前方付近）から吸気送出開口５４の配置位置に至る領域と上下方向に重複する位置に配置されている。なお、下面開口５５は、チャンバ５１の成形時に、スライド金型を挿脱する開口として利用される。

下面開口５５は、底蓋部材５３（貯留部）によって塞がれている。本実施形態では、この底蓋部材５３が、吸気通路２０（下流側吸気通路２４）において発生する凝縮水を貯留部としての役目を果たす。つまり、底蓋部材５３は、凝縮水の貯留部であると共に、下面開口５５を塞ぐ蓋部材を兼ねている。底蓋部材５３は、前記凝縮水を貯留する貯留凹部５３１を備えている。貯留凹部５３１は、上面が開口したキャビティである。上述の通り、下流側吸気通路２４には凝縮水を発生させ易いＥＧＲガス及びブローバイガスが導入される。貯留凹部５３１のキャビティは、所定量の凝縮水を貯留可能な容積に設定される。なお、貯留された凝縮水は、逐次、吸気流によって下流側吸気通路２４に運び出される。

底蓋部材５３は、吸気送出開口５４の下方後側であって、インタークーラーコア５２と上下方向に一部重複する重複領域ＯＬを有する位置関係で配置されている。本実施形態では、貯留凹部５３１の前後幅の１／３程度が、重複領域ＯＬとされている。重複領域ＯＬは、貯留凹部５３１の前後幅の１／２～１／５程度の範囲から選定することができる。また、本実施形態では、貯留凹部５３１の底面は、前方側から後方側に向けて下降する傾斜面とされている。つまり、貯留凹部５３１のキャビティ深さが、後方の重複領域ＯＬにおいて前方側より深くなるように設定されている。

図７は、底蓋部材５３の斜視図である。図７に示すＶＩ－ＶＩ線が、図６（及び図５）の断面ラインに相当する。また、図７に示す矢印ａは、チャンバ５１から下流側吸気通路２４へ向かう吸気流の流れ方向を示している。底蓋部材５３は、上述の貯留凹部５３１のほか、第１リブ５３２、第２リブ５３３、連通溝５３４、一対の側面リブ５３５、５３６、上流壁５３７及び下流壁５３８を有している。

第１リブ５３２及び第２リブ５３３は、共に貯留凹部５３１のキャビティの底面から上方に突出するリブである。第１リブ５３２は、吸気流の方向に沿って前後に延びるリブである。第２リブ５３３は、吸気流の方向と直交（交差）する方向に延在している。連通溝５３４は、凝縮水の水位の一定化のため、複数の第１リブ５３２の並設によって前記キャビティ内に生じる小区画の相互間で、貯留された凝縮水の移動を可能とする溝である。一方の側面リブ５３５は底蓋部材５３の左端側において、他方の側面リブ５３６は右端側において、貯留凹部５３１の周縁から上方へ各々立設されたリブである。

上流壁５３７は、貯留凹部５３１のキャビティの後面を区画している。下流壁５３８は、前記キャビティの前面を区画すると共に、貯留凹部５３１の周縁から上方へ延出する部分を備える壁である。下流壁５３８の上方延出部分には、吸気送出開口５４の下縁部に対応した半円形状の切り欠き縁５３Ａが設けられている。貯留凹部５３１の周縁にはフランジ部５３９が設けられている。このフランジ部５３９が、底壁５１２における下面開口５５の周縁部分に当接されると共に、溶着等によって固着されている。

図５に戻って、外側ハウジング４３は、上下通路部４３１、吸気マニホールド部４３２及び膨出部４３３を含む。上下通路部４３１は、上下方向に直進的に延び、断面が半円形状の通路を区画している。上下通路部４３１の下端部４３４は、吸気送出開口５４と対向する位置に配置されている。上下通路部４３１の上端は、後方へ湾曲する態様で、吸気マニホールド部４３２に連通している。

吸気マニホールド部４３２は、エンジン本体１が備える複数の気筒２に吸気を分配する経路を形成する部分であり、内部には図１に示した独立吸気通路２５が複数備えられている。膨出部４３３は、上下通路部４３１の前方側壁部（外側壁部２４４）において、上下通路部４３１に沿って上下方向に膨出する部分である。図３を参照して、膨出部４３３は、上下通路部４３１の左右方向の中央付近に配置されている。膨出部４３３は、その下端部に左右に二叉に分岐する二叉下流端４３３Ｅを備える、二叉下流端４３３Ｅからは、断面半円形状の外側壁部２４４の外周に沿うように、左側流路部４３３Ｌ及び右側流路部４３３Ｒが各々左方向及び右方向に延びている。

図５に示すように、下流側吸気通路２４は、吸気送出開口５４に接続される上流端２４１と、この上流端２４１から上方へ延びる延出通路部２４２を備えている。上流端２４１は、内側ハウジング４２の前方下端付近の部材によって区画される、吸気送出開口５４の直下流部分である。延出通路部２４２は、上流端２４１からチャンバ５１の下流側壁５１４に沿って上方に延び、サージタンク２５１に連なっている。延出通路部２４２における上流端２４１に連なる上流部分は、前方上方に向かうように９０度程度湾曲した通路である。また、延出通路部２４２のサージタンク２５１に連なる下流部分は、後方斜め上方に湾曲した通路である。

上記の上下通路部４３１は、内側ハウジング４２の一部と共に延出通路部２４２を区画している。延出通路部２４２は、チャンバ５１側に位置する内側壁部２４３と、内側壁部２４３と対向する外側壁部２４４とで区画されている。膨出部４３３は、延出通路部２４２の前方側で上下に延びる、ＥＧＲ通路３６１の下流部分（ＥＧＲ弁３６３より下流部分）を区画している。上下通路部４３１の下端領域には、ＥＧＲ通路３６１を下流側吸気通路２４に合流させるためのＥＧＲ導入口４５が、左右一対で開口している。これらのＥＧＲ導入口４５へＥＧＲガスを導く通路を形成しているのが、上記の左側流路部４３３Ｌ及び右側流路部４３３Ｒである。さらに、上下通路部４３１の下端領域であってＥＧＲ導入口４５よりやや上方には、ブローバイガスを下流側吸気通路２４に還流させるブローバイ導入口１６３が開口している。

［吸気送出開口の詳細］
以下、要部の詳細構造について説明する。先ず、吸気送出開口５４について説明する。図８は、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図であって、吸気送出開口５４の形状を示す図である。吸気送出開口５４は、断面視で半円形状を備える開口である。吸気送出開口５４を区画する開口縁は、上縁部５４１及び半円状縁部５４２である。上縁部５４１は、左右方向へ直線状に延びる直線状縁部である。半円状縁部５４２は、上縁部５４１の下側に位置し、上縁部５４１の左右両端から各々下方内側へ湾曲しながら延びる縁部である。なお、半円状縁部５４２の下端部分は、左右方向へ直線状に延びる縁部とされている。

吸気送出開口５４の上縁部５４１は、吸気がチャンバ５１の内部から上流端２４１を通って延出通路部２４２へ流入するに際して、吸気流を内側壁部２４３から離間させると共に、吸気の流動主流を延出通路部２４２内に形成させる機能を発現する形状とされる。上記の直線状縁部からなる上縁部５４１は、前記機能を発現できる一実施形態である。

図８から明らかな通り、吸気送出開口５４は、チャンバ５１の下端領域に配置されている。上述の通り、吸気送出開口５４は、インタークーラーコア５２の出口よりも絞られた出口を形成する開口であり、吸気を集約して下流側吸気通路２４へ送出する開口である。上記の「絞られた出口」を形成する限りにおいて、吸気送出開口５４の配置位置に限定はない。しかし、本実施形態の通り、吸気送出開口５４をチャンバ５１の下端領域に配置すれば、チャンバ５１に沿って上方へ延びる延出通路部２４２の距離を長くすることができる。

すなわち、コンパクト化のため、チャンバ５１の上方に吸気マニホールド部４３２が配置される構造を備えた吸気ユニット４０において、吸気送出開口５４をチャンバ５１の下端付近に配置するほど、長い距離の延出通路部２４２を設定することができる。このことは、延出通路部２４２に導入されるＥＧＲガス及びブローバイガスと吸気とがミキシングされる時間を長く確保できることを意味する。従って、吸気にＥＧＲガス及びブローバイガスを十分に均等分散させた上で、各々の気筒２へ吸気を導入することができる。

［下流側排気通路及びその付近の詳細］
次に、下流側吸気通路２４及びその付近の詳細構造について、図９及び図１０をさらに参照して説明する。図９は、吸気ハウジング４１から外側ハウジング４３を取り外した状態の、吸気ユニット４０の正面図、図１０は、図３のＸ－Ｘ線断面図である。

下流側吸気通路２４の延出通路部２４２は、互いに対向する内側壁部２４３と外側壁部２４４とによって区画されている。内側壁部２４３は、内側ハウジング４２が備えるチャンバ５１の下流側壁５１４の前側面の一部である（図５、図８参照）。外側壁部２４４は、図１０に示されているように、外側ハウジング４３に備えられ、断面形状が左右に広幅のＵ字型を有する壁部である。内側ハウジング４２と外側ハウジング４３とがフランジ部４２Ｆ、４３Ｆ他で結合されることにより、内側壁部２４３と外側壁部２４４とは断面半円形状の延出通路部２４２を形成する。

延出通路部２４２の断面形状は、吸気送出開口５４の開口形状と略同一に設定されている。延出通路部２４２における上流端２４１に連なる上流部分は、上方に向かうように湾曲した通路である。この上流部分を区画しているのが、上下通路部４３１の下端部４３４である。当該下端部４３４もまた、吸気送出開口５４の開口形状と略同一に設定されている。つまり、吸気送出開口５４から上流端２４１及び延出通路部２４２に至る通路は、断面視で吸気送出開口５４と同様の半円形状を有している。

図４、図５、図９を参照して、外側壁部２４４の左右幅方向の中央領域は、仕切り板４４によって構成されている。ＥＧＲ通路３６１を区画する膨出部４３３は、左右方向の断面（図４）において前方へＵ字型に突出する形状を有する。仕切り板４４は、膨出部４３３の立ち上がり基部の開口を塞ぎように、上下通路部４３１の内面に取り付けられている。この仕切り板４４の介在によって、上下通路部４３１の内部が、後方側の下流側吸気通路２４（延出通路部２４２）と、前方側のＥＧＲ通路３６１とに仕切られている。なお、ＥＧＲ通路３６１の断面積は、延出通路部２４２の断面積よりも小さく設定されている。これは、ＥＧＲ通路３６１の断面積を広くすると、ＥＧＲガスの流動が不規則になりがちであり、吸気に吹き当て難くなるからである。

図１１は、仕切り板４４の斜視図である。仕切り板４４は、上下に延びる帯状片４４１と、帯状片４４１の下端に連設された一対の湾曲片４４２とを含む。帯状片４４１は、平坦なプレート部材であり、下流側吸気通路２４が上端付近での後方湾曲形状に合わせて湾曲している。一対の湾曲片４４２は、帯状片４４１の下端から左右方向に延在している。湾曲片４４２は、延出通路部２４２の断面形状（図１０）における外側壁部２４４の湾曲形状に沿った曲面を有している。湾曲片４４２の背面（前面）には、溝状の凹部からなる分岐通路壁４４３が備えられている。分岐通路壁４４３は、上述の二叉下流端４３３Ｅの左側流路部４３３Ｌ及び右側流路部４３３Ｒと共にＥＧＲガスの流路を区画する。

一対の湾曲片４４２には、それぞれＥＧＲ導入口４５が形成されている。つまり、ＥＧＲ導入口４５は、二叉下流端４３３Ｅから二叉に分岐している湾曲片４４２の各々に対応して配置されている。ＥＧＲ導入口４５は正方形の開口であり、分岐通路壁４４３に連なる位置に開口されている。図１０に示すように、ＥＧＲ導入口４５によって、延出通路部２４２の空間と、左側流路部４３３Ｌ及び右側流路部４３３Ｒの流路空間とが連通している。ＥＧＲ導入口４５は、吸気の流動主流に向けてＥＧＲガスを吹き出し可能な位置に配置されている。

ＥＧＲ導入口４５は、延出通路部２４２の下端領域に配置されている。本実施形態では、図５、図６に示すように、仕切り板４４の湾曲片４４２と吸気送出開口５４の上縁部５４１とが、上下方向に重複する高さ位置に配置されている。そして、上縁部５４１とＥＧＲ導入口４５の下端縁部とが略同一高さとなる位置に、ＥＧＲ導入口４５が配置されている。また、前方に向いて開口する吸気送出開口５４から上流端２４１を経て上方へ湾曲する延出通路部２４２の、前記上方への湾曲が完了して直ぐの領域に、ＥＧＲ導入口４５が配置されている。このような配置により、ＥＧＲ導入口４５よりも下流に位置する延出通路部２４２の距離を長くすることができる。従って、ＥＧＲガスと吸気とがミキシングされる時間を長くし、ＥＧＲガスを吸気に均等分散させ易くすることができる。

ブローバイ導入口１６３は、ＥＧＲ導入口４５よりもやや上方の位置に配置されている。ブローバイ導入口１６３は、ＥＧＲ導入口４５を備える湾曲片４４２に隣接する領域において、外側壁部２４４に開口している。

［吸気流について］
図１２は、図５の要部拡大図であって、インタークーラー２３を通過する吸気流Ｆｗを示す図である。吸気ユニット４０に取り入れられた吸気は、上流側吸気通路２２からチャンバ５１の上流室５１Ａに入る（図４も参照）。上流室５１Ａは、インタークーラーコア５２の上下幅及び左右幅の全長に亘って延びる空間である。このため、吸気流Ｆｗは、インタークーラーコア５２の上下及び左右の全域を通過し、下流室５１Ｂに至る。この通過の際、吸気流Ｆｗは、インタークーラーコア５２の上記冷却フィンと熱交換し、冷却されることになる。

下流室５１Ｂから下流側吸気通路２４へ向かう経路は、吸気送出開口５４を通る経路に限定されている。そして、吸気送出開口５４は、チャンバ５１の下端領域に配置されている。このため、インタークーラーコア５２から下流室５１Ｂに進入した吸気流Ｆｗは、吸気送出開口５４へ向かうよう集約され、まとまった流れとなる。これにより、インタークーラーコア５２を通過した吸気流が無秩序に下流側吸気通路２４へ流入することが防止される。吸気送出開口５４を通過した後、吸気流Ｆｗは下流側吸気通路２４に入る。すなわち、吸気流Ｆｗは、吸気送出開口５４に接続される上流端２４１から、上方へ湾曲して延びる延出通路部２４２に入る。なお、このような吸気流Ｆｗは、気筒２での燃焼動作の実行により当該気筒２が負圧化されることに伴って専ら形成される。

［吸気流による凝縮水の運び出し］
既述の通り、下流側吸気通路２４へ還流されるＥＧＲガス及びブローバイガスは、凝縮水を発生させ易いガスである。チャンバ５１は、やや前下がりにスラントしており、底蓋部材５３の配置位置が最も低い位置にある。そして、底蓋部材５３は、下方への窪みとなる貯留凹部５３１を備えている。従って、エンジン本体１が運転されると、やがて主に下流側吸気通路２４で発生する凝縮水が、底蓋部材５３の貯留凹部５３１に溜まるようになる。そして、底蓋部材５３に貯留された凝縮水は、上述の吸気流Ｆｗによって運び出され、エンジン本体１の気筒２に向かう。つまり、吸気流Ｆｗが貯留された凝縮水と接することにより、湿気を含んだ吸気流Ｆｗとして気筒２に供給される。ここで、凝縮水が気筒２へ過度に供給されてしまうと、エンジン失火の原因となり得る。

図１３は、比較例１の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。比較例１は、吸気送出開口５４の下方に、本実施形態の如き凝縮水の貯留のための凹部（貯留凹部５３１）を具備しない例である。この場合、下流側吸気通路２４で発生した凝縮水Ｗは、吸気送出開口５４の下方に滞留するようになる。そして、この滞留した凝縮水Ｗの水面と接するように、インタークーラーコア５２を通過した吸気流Ｆｗ１が流れる。この状況では、吸気流Ｆｗ１は凝縮水Ｗと非常に接触し易い状態となり、水分ｍを運び出し易くなる。つまり、水分ｍを過剰に気筒２へ供給してしまい、エンジン失火を招来する危惧がある。

図１４は、比較例２の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。比較例２は、本実施形態と同様に、吸気送出開口５４の下方に凝縮水Ｗの貯留のための凹部５３Ｂを有するが、当該凹部５３Ｂがインタークーラーコア５２と上下方向に重複しない位置関係で配置されている例である。つまり、インタークーラーコア５２の下流側に、凝縮水Ｗの貯留用の凹部５３Ｂは配置されている例である。

この場合でも、水分ｍを過剰に気筒２へ供給してしまう。すなわち、インタークーラーコア５２を通過した吸気流Ｆｗ２１、Ｆｗ２２は、下流室５１Ｂを通して吸気送出開口５４から送出される。インタークーラーコア５２内の通気空間はフィン間の狭い空間であり、吸気流Ｆｗ２１、Ｆｗ２２は周囲に拡散し難い状況にある。しかし、インタークーラーコア５２を通過した後の下流室５１Ｂは、空気流を規制する部材が存在しない空間であるので、吸気流Ｆｗ２１、Ｆｗ２２は拡散し易くなる。このため、吸気送出開口５４の下方付近を通過する吸気流Ｆｗ２２が、凹部５３Ｂに貯留された凝縮水Ｗと接触しやすい状況が作られてしまいがちとなる。従って、吸気流Ｆｗ２２が水分ｍを過剰に運び出してしまう傾向があり、やはりエンジン失火が危惧される。

図１５は、本実施形態の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。本実施形態では、吸気送出開口５４の下方に凝縮水Ｗの貯留のための貯留凹部５３１を有する底蓋部材５３が配置され、且つ、当該貯留凹部５３１がインタークーラーコア５２と上下方向に一部（上流側の一部）が重複する位置関係で配置されている。つまり、凝縮水Ｗが、インタークーラーコア５２の下方にも滞留する構成である。

この場合、水分ｍを適度に気筒２へ供給することができる。インタークーラーコア５２を通過した吸気流Ｆｗ３１、Ｆｗ３２のうち、吸気送出開口５４の下方付近を通過する吸気流Ｆｗ３２は、貯留凹部５３１に貯留された凝縮水Ｗと接触し得る。しかし、吸気流Ｆｗ３２が接触するのは、貯留された凝縮水Ｗのうち、インタークーラーコア５２と上下方向に重複していない領域に存在している一部の凝縮水Ｗだけである。従って、吸気流Ｆｗ３２と凝縮水Ｗとの接触は制限されたものとし、吸気流Ｆｗ３２よって運び出される凝縮水Ｗの量を適正化することができる。

例えば、貯留凹部５３１の平面積及び容積が、図１４の比較例２の凹部５３Ｂと同一である場合を想定する。この場合、本実施形態では、貯留凹部５３１がインタークーラーコア５２と上下方向に一部重複する位置関係であることから、貯留凹部５３１が下流室５１Ｂに露呈する平面積は、比較例２に比べて小さくなる。従って、吸気流Ｆｗ３２による水分ｍの運び出し量を、比較例２よりも少なくすることができる。

とりわけ、先に図６に基づき説明した通り、貯留凹部５３１のキャビティ深さが、後方の重複領域ＯＬにおいて前方側より深くなるように設定されている。従って、凝縮水Ｗは、貯留凹部５３１のインタークーラーコア５２と上下方向に重複する領域へ優先的に溜まる。このことも、吸気流Ｆｗ３２による水分ｍの運び出し規制に寄与している。

なお、図１５に矢印Ｆｗ３３で示すような、インタークーラーコア５２と上下方向に重複する領域を流れる吸気流は発生し難い。これは、フィンの積層体構造を備えるインタークーラーコア５２を吸気流が通過する際の通気抵抗は大きく、当該吸気流が周囲へ拡散し難いからである。従って、貯留凹部５３１におけるインタークーラーコア５２と上下方向に重複する領域を通過する吸気流Ｆｗ３３は発生し難い。従って、吸気流Ｆｗ３１、Ｆｗ３２と凝縮水Ｗとの接触を制限し、当該吸気流Ｆｗ３１、Ｆｗ３２が貯留凹部５３１から運び出す凝縮水量を適量に抑制することができる。

また、インタークーラーコア５２の底面には、シール部材５２Ｓが配置されている。このため、インタークーラーコア５２の底面とチャンバ５１の底壁５１２との間に生じ得る隙間が、シール部材５２Ｓによってシールされる。従って、吸気流が前記隙間を通して、貯留凹部５３１におけるインタークーラーコア５２と上下方向に重複する領域に至らないようにすることができる。

さらに、本実施形態では、底蓋部材５３は、貯留凹部５３１に配置された第１リブ５３２及び第２リブ５３３を備える（図７）。これら第１リブ５３２及び第２リブ５３３は、貯留凹部５３１のキャビティに貯留された凝縮水Ｗの揺れを抑制する。このため、エンジン本体１が搭載された車両の走行振動が生じた場合でも、貯留凹部５３１における凝縮水Ｗの水面乱れを規制し、吸気流Ｆｗ３２による凝縮水Ｗの過度の運び出しを抑制することができる。とりわけ、第２リブ５３３は、吸気流Ｆｗ３２の流れ方向ａと交差する方向に延在している。このため、前記流れ方向ａに第２リブ５３３が対向する態様となる。従って、吸気流の流れ方向ａにおける凝縮水Ｗの振動が抑制され、より効率的に吸気流Ｆｗ３２による凝縮水Ｗの過度の運び出しを抑制することができる。

図１６は、比較例３の吸気装置における吸気流れを示す模式図である。比較例３は、本実施形態と同様に、吸気送出開口５４の下方に凝縮水Ｗの貯留のための凹部５３Ｃを有するが、当該凹部５３Ｃがインタークーラーコア５２と上下方向に完全に重複する位置関係で配置されている例である。つまり、インタークーラーコア５２の下流側に、凹部５３Ｃの開口が存在しない例である。

この場合、インタークーラーコア５２を通過した吸気流Ｆｗ４は、凹部５３Ｃに貯留された凝縮水Ｗと接触できないことになる。このため、吸気流Ｆｗ４は凝縮水Ｗを運び出せない状況となり、凝縮水Ｗの滞留量は徐々に増加する。やがて、凹部５３Ｃから溢れ出すと、比較例１と同様な状況となり、過剰に水分を気筒２へ供給してしまうことになる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。

（１）上記実施形態では、貯留凹部５３１のキャビティ深さが、後方の重複領域ＯＬにおいて前方側より深く設定されている底蓋部材５３を例示した。これに代えて、キャビティ深さが一定である底蓋部材５３、或いは、前方側の方が後方側よりも深く設定されたキャビティを有する底蓋部材５３としても良い。

（２）上記実施形態では、本発明に係る凝縮水の貯留部として、チャンバ５１の下面開口５５を塞ぐ蓋部材としての底蓋部材５３を例示した。貯留部は、蓋部材を兼ねる必要はなく、チャンバ５１に一体的に形成された凹部によって構成しても良い。

（３）上記実施形態では、多気筒のターボ付ガソリンエンジンに本発明に係る吸気装置を適用した例を示した。本発明に係る吸気装置は、ディーゼルエンジンにも適用することができ、また、ターボ過給機１５を備えていないエンジンにも適用することができる。

１ エンジン本体
１６３ ブローバイ導入口
２０ 吸気通路
２３ インタークーラー
２４ 下流側吸気通路
４５ ＥＧＲ導入口
５１ チャンバ
５１４ 下流側壁（側壁）
５２ インタークーラーコア
５２Ｓ シール部材
５３ 底蓋部材（貯留部）
５３１ 貯留凹部（キャビティ）
５３２ 第１リブ（リブ）
５３３ 第２リブ（リブ）
５４ 吸気送出開口
５５ 下面開口

Claims (7)

1. チャンバと、前記チャンバの内部に収容されたインタークーラーコアと、を含むインタークーラーと、
   前記チャンバよりも下流に位置する下流側吸気通路を含み、前記チャンバを通して吸気をエンジン本体へ導く吸気通路と、を備え、
   前記チャンバは、
   当該チャンバに導入され前記インタークーラーコアを通過した吸気を、前記下流側吸気通路へ送出する吸気送出開口を有する側壁と、
   前記下流側吸気通路において発生する凝縮水を貯留する貯留部と、を含み、
   前記吸気送出開口は、前記側壁の下方領域に配置され、
   前記貯留部は、前記吸気送出開口の下方であって、前記インタークーラーコアと上下方向に一部重複する位置関係で配置されている、エンジンの吸気装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記下流側吸気通路を区画する壁部は、前記エンジン本体から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記下流側吸気通路に還流させるＥＧＲ導入口を有する、エンジンの吸気装置。
3. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記下流側吸気通路を区画する壁部は、前記エンジン本体から発生する未燃のガスをブローバイガスとして前記下流側吸気通路に還流させるブローバイ導入口を有する、エンジンの吸気装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記チャンバは、前記インタークーラーコアの下方に位置する底壁を有し、
   前記インタークーラーコアは、前記底壁と当該インタークーラーコアの底面との間の隙間をシールするシール部材を介して、前記底壁に支持されている、エンジンの吸気装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記貯留部は、上面が開口したキャビティに前記凝縮水を貯留するものであって、
   前記キャビティの底面には、上方へ突出するリブが備えられている、エンジンの吸気装置。
6. 請求項５に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記リブは、前記チャンバから前記下流側吸気通路へ向かう吸気流の方向と交差する方向に延在している、エンジンの吸気装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記チャンバは、その下面側に、前記インタークーラーコアの配置箇所の一部から吸気送出開口の配置位置に至る領域と上下方向に重複する位置に下面開口を備え、
   前記貯留部は、前記下面開口を塞ぐ蓋体を兼ねている、エンジンの吸気装置。
   

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