JPH11210576A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

エンジンの吸気装置

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JPH11210576A
JPH11210576A JP1836098A JP1836098A JPH11210576A JP H11210576 A JPH11210576 A JP H11210576A JP 1836098 A JP1836098 A JP 1836098A JP 1836098 A JP1836098 A JP 1836098A JP H11210576 A JPH11210576 A JP H11210576A
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intake manifold
intake
opening
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Ikuo Matsuda
郁夫 松田
Fusatoshi Tanaka
房利 田中
Hiroshi Sumimoto
浩 住本
Kenya Ishii
賢也 石井
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】4気筒エンジンの各気筒に個別に連通される分
岐通路5と、サージタンク6と、サージタンク6から気
筒列方向の一側に向かって延びる共通通路7とを有する
樹脂製の吸気マニホルド4が取り付けられてなるエンジ
ンの吸気装置Aにおいて、吸気マニホルド4の剛性アッ
プを図り、かつ簡単な構成でEGRガスからの熱的影響
を低減する。 【解決手段】EGR通路10を、シリンダヘッド2の吸
気マニホルド4との接合面2aで気筒列方向の一側に開
口するように形成する。吸気マニホルド4に共通通路部
4cをシリンダヘッド2に締結する支持部4eを設け、
EGR通路10の開口部10aを共通通路7に連通する
導入通路13を支持部4e内に形成する。EGR通路1
0の開口部10aに、導入通路13の内壁との間に間隙
をあけて突出する耐熱性パイプ部材20を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの気筒に
連通される吸気通路を有する吸気マニホルドが取り付け
られてなるエンジンの吸気装置に関し、特に、エンジン
の排気の一部を吸気マニホルドに還流する排気還流装置
(Exhaust Gas Recirculation:以下EGRという)を
備えたものの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のエンジンの吸気装置
として、例えば、特公平9−2582966号公報に開
示されるように、軽量化や生産性の向上のために樹脂製
の吸気マニホルドを採用したものが知られている。この
ものでは、エンジンの排気の一部を吸気マニホルドに導
く排気還流管と吸気マニホルドとの取り付け構造に工夫
を凝らして、樹脂製の吸気マニホルドが高温の排気還流
ガス(EGRガス)から受ける熱的影響を低減するよう
にしている。すなわち、上記排気還流管の開口端部を囲
むよう同心位置にアウタチューブを配設して二重構造と
し、該アウタチューブを吸気マニホルド内に突出するよ
うに設けるとともに、上記排気還流管とアウタチューブ
とをその間に断熱空気層が区画されるように吸気マニホ
ルド内への突出端部で連結することで、断熱空気層を介
しての外気への放熱及び吸気マニホルド内へ流入する吸
気へのアウタチューブからの放熱を促して、吸気マニホ
ルドに伝わる熱量を小さく抑えるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、吸
気マニホルドの吸気上流端には、吸気を絞るためのスロ
ットル弁を内装したスロットルボディが配設されるが、
上記従来の吸気装置のように樹脂製の吸気マニホルドを
採用した場合には、その剛性不足から、スロットルボデ
ィ等を支持するために別途ブラケットを設けることが行
われる。しかるに、このことは軽量化という近年の要請
に反する上、部品点数の増大により生産性が低下すると
いった不具合がある。
【0004】また、上記従来の吸気装置においては、樹
脂製の吸気マニホルドが高温のEGRガスから受ける熱
的影響を低減するための工夫をしているが、その構造は
簡単なものとは言えず、さらなる改良の余地が残ってい
る。
【0005】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、樹脂製の吸気マニホ
ルドの構造に工夫を凝らして、スロットルボディ等を支
持し得るように剛性アップを図るとともに、従来よりも
簡単な構成で高温のEGRガス等から受ける熱的影響を
低減できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、吸気マニホルドに付加する
EGRガス等の付加ガスの通路をエンジン本体内に形成
し、その端部を吸気マニホルド側の側面に開口させると
ともに、上記吸気マニホルドの共通通路の形成された部
位をエンジン本体に対し支持する支持部を設け、さら
に、この支持部内に上記付加ガス通路の開口部を共通通
路に連通する導入通路を形成した。
【0007】すなわち、請求項1記載の発明では、エン
ジンの複数の気筒に個別に連通される複数の分岐通路
と、各分岐通路の上流側部分が集合された集合部と、該
集合部から上記複数の気筒の気筒列方向の一側に向かっ
て延びる共通通路とを有する吸気マニホルドが取り付け
られてなるエンジンの吸気装置を前提とする。そして、
上記エンジン内には、上記吸気マニホルドの取り付けら
れる側面で気筒列方向の一側に開口し、かつ吸気マニホ
ルドに付加ガスを供給するための付加ガス通路が形成さ
れており、上記吸気マニホルドには、上記共通通路に対
応する部位をエンジンに対し支持する支持部が設けら
れ、該支持部には、上記付加ガス通路の開口部を上記共
通通路に連通する導入通路が形成されている構成とす
る。
【0008】この構成によれば、吸気マニホルドの共通
通路に対応する部位が支持部によりエンジンに対して支
持されているので、この部位の支持剛性を高めることが
できる。
【0009】また、エンジン内に形成した付加ガス通路
が吸気マニホルド側の側面における共通通路に対応する
位置に開口しており、しかも、該開口部及び共通通路を
連通する導入通路が上記支持部の内部に形成されている
ので、コンパクトな構成で吸気マニホルドへの付加ガス
の導入を図ることができる。
【0010】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明における吸気マニホルドは樹脂製とする。このこと
で、樹脂製の吸気マニホルドは金属製のものに比べて剛
性が不足する場合が多いので、請求項1記載の発明にに
よる吸気マニホルドの剛性アップの作用効果が極めて有
効なものになる。
【0011】請求項3記載の発明では、請求項2記載の
発明における付加ガス通路は、エンジンの排気の一部を
吸気マニホルド側に還流させる排気還流通路であり、導
入通路は、上記排気還流通路の開口部よりも大径に形成
で、かつ該開口部全体を取り囲むように設けられている
ものとする。
【0012】このことで、付加ガス通路がエンジンから
の高温の排気の一部を吸気マニホルドに還流させる排気
還流通路に特定される。そして、導入通路は、上記排気
還流通路の開口部よりも大径に形成され、かつ該開口部
全体を取り囲むように設けられているので、上記排気還
流通路を流通して開口部から導入通路内に流通する高温
の排気が直接吹きつけられることが抑制される。よっ
て、吸気マニホルドへの熱的影響を極めて簡単な構成で
低減することができる。
【0013】請求項4記載の発明では、請求項3記載の
発明における排気還流通路の開口部周囲には、導入通路
の内周面との間に間隙をあけて突出する耐熱性パイプ部
材が配設されているものとする。
【0014】このことで、排気還流通路を流通してきた
高温の排気は、開口部から耐熱性パイプ部材の内部を流
通する間に吸気マニホルド内を流れる吸気により冷却さ
れて、その後、導入通路から吸気マニホルド内に流通す
る。また、耐熱性パイプ部材は導入通路の内周面との間
に間隙を有し、直接熱を伝えることがない。よって、吸
気マニホルドに対する排気の熱的影響をより一層低減さ
せることができる。
【0015】請求項5記載の発明では、請求項1又は2
における吸気マニホルドには、エンジンに取り付けられ
る接合面が設けられていて、該接合面には分岐通路の下
流側の各開口部が気筒列方向に並んで配置されており、
導入通路の開口部は上記接合面において上記分岐通路の
各開口部に並んで配置されている構成とする。
【0016】このことで、分岐通路の各開口部及び導入
通路の開口部が同一の接合面に並んで配置されていて、
一体的にエンジンに接合されるようになっているので、
吸気マニホルドの加工精度及びエンジンへの取り付け精
度を容易に高めることができ、これに伴い吸気マニホル
ドの剛性も一層高まる。
【0017】請求項6記載の発明では、請求項1又は5
における共通通路の吸気上流端に、吸気を絞るスロット
ル弁を内蔵したスロットルボディが配設されている構成
とする。このことで、スロットルボディを吸気マニホル
ドの共通通路に対応する部位で支持することで、上記請
求項1又は5における剛性アップの作用効果が極めて有
効なものになる。
【0018】請求項7記載の発明におけるエンジンの吸
気装置は、エンジンの気筒に連通される吸気通路を有す
る樹脂製の吸気マニホルドと、エンジン内に形成され、
かつ上記吸気マニホルドの取り付けられる側面に開口
し、エンジンの排気の一部を吸気マニホルド側に還流さ
せる排気還流通路と、上記吸気マニホルドに上記排気還
流通路の開口部よりも大径にかつ該開口部全体を取り囲
むように設けられ、排気還流通路から吸気通路に排気を
導入する導入通路と、上記排気還流通路の開口部周囲に
導入通路の内周面との間に間隙をあけて突設された耐熱
性パイプ部材とを備えている構成とする。
【0019】この構成によれば、排気還流通路を流通し
てきた高温の排気は、開口部から耐熱性パイプ部材の内
部を流通して、吸気マニホルド内を流れる吸気により冷
却された後、導入通路から吸気マニホルド内に流通す
る。また、導入通路は上記排気還流通路の開口部よりも
大径に形成されて該開口部全体を取り囲むように設けら
れており、耐熱性パイプ部材と導入通路の内周面との間
にも間隙が有るので、導入通路には高温の排気から熱が
直接伝わることがない。よって、吸気マニホルドに対す
る高温の排気の熱的影響を十分に小さくさせることがで
きる。
【0020】請求項8記載の発明では、請求項7記載の
発明における吸気通路は、エンジンの複数の気筒に個別
に連通される複数の分岐通路と、各分岐通路の上流側部
分が集合された集合部とを有し、導入通路は、排気還流
通路の開口部を上記集合部又はその上流側に連通するも
のとする。このことで、導入通路から導かれた排気は集
合部又はその上流側で新気と混合されて、エンジンの各
気筒に均等に分配供給されるので、その気筒分配性が確
保される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
【0022】図1及び図2は、本発明に係るエンジンの
吸気装置Aを直列4気筒ガソリンエンジンに適用した実
施形態を示し、同図において、1はシリンダヘッド2及
びシリンダブロック3により構成されるエンジン本体、
4はシリンダヘッド2に取り付けられた吸気マニホルド
である。この吸気マニホルド4は、ポリアミド樹脂を主
材料として射出成形により形成した3つの部材を互いに
溶着して一体としたもので、エンジンの4つの気筒(図
示せず)に個別に連通される4つの分岐通路5,5,
5,5が形成された分岐部4aと、各分岐通路5の上流
側部分が集合されてサージタンク6が形成された集合部
4bと、該サージタンク6の吸気上流側の共通通路7が
形成され、気筒列方向の一側(図1の右側)に斜め上方
に向かって延びた筒状の共通通路部4cとにより構成さ
れている。
【0023】また、上記共通通路部4cの吸気上流側の
端面には矩形のフランジ面4dが形成され、このフラン
ジ面4dには、図示しないエアフィルタを介して吸入さ
れた吸気の流量を調整しつつ共通通路7に流通させるス
ロットルボディ8が配設されている。このスロットルボ
ディ8から共通通路7に流通した吸気はサージタンク6
から各分岐通路5に分配されて、エンジンの各気筒に供
給される。
【0024】上記シリンダヘッド2の吸気マニホルド4
側の側面には、該吸気マニホルド4と接合される接合面
2aが形成され、該接合面2aには、エンジンの4つの
気筒に個別に連通される吸気ポート9,9,9,9が図
1の左右方向に略一直線上に並んで開口している。ま
た、上記シリンダヘッド2には、エンジンからの排気の
一部を吸気マニホルド4側に還流させるEGR通路10
(図2にのみ示す)が形成されており、上記接合面2a
には、上記EGR通路10の開口部10aが上記4つの
吸気ポート9,9,9,9の各開口部に対して気筒列方
向の一側(図1の右側)やや下方に並んで形成されてい
る。
【0025】一方、上記吸気マニホルド4には、共通通
路部4cをエンジン本体1に対し支持する支持部4eが
エンジン本体1側に突出して設けられ、該支持部4eの
内部にはEGR通路10の開口部10aを共通通路7に
連通する導入通路13が形成されている。そして、該導
入通路13の開口部が分岐通路5,5,5,5の各開口
部と一体的にシリンダヘッド2に接合されるように、そ
れらは吸気マニホルド4の分岐部4a及び支持部4eに
一体的に形成された接合面4fに配置されている。
【0026】すなわち、図3に示すように、上記接合面
4fには、分岐通路5,5,5,5がシリンダヘッド2
の各吸気ポート9に対応するように気筒列方向(同図の
左右)に並んで開口し、さらに、支持部4eに形成され
た導入通路13が上記分岐通路5,5,5,5の各開口
部に対し気筒列方向の一側(同図の左側)やや下方に並
んで開口している。
【0027】そして、吸気マニホルド4は、上記各吸気
ポート9を挟むよう対角線上に配置された5つの締結ボ
ルト15,15,15,15,15(図1参照)と、そ
のうちの気筒列方向の一側(図1の右側)端の締結ボル
ト15と共にEGR通路10の開口部10aを囲むよう
に配置された2つの締結ボルト16,16とによりシリ
ンダヘッド2に締結されるとともに、集合部4b及び共
通通路部4cにおいてそれぞれ締結ボルト17,17に
よりシリンダブロック3に締結されて、エンジン本体1
に確実に取り付けられている。
【0028】このように、吸気マニホルド4の共通通路
部4cは、連結支持部4eによりシリンダヘッド2に対
して支持されて支持剛性が高められており、しかも、該
連結支持部4eが、分岐部4aと一体的に接合面4fに
おいてシリンダヘッド2に締結されるようになっている
ので、吸気マニホルド4の加工精度及びシリンダヘッド
2への取り付け精度も高くなる。
【0029】尚、19は図示しないホースによりエンジ
ンブロック3に接続されて、エンジンからのブローバイ
ガスを共通通路7に流通させるブローバイポートであ
る。
【0030】次に、EGR通路10及び導入通路13の
構成について図4に基づいて説明する。
【0031】上記EGR通路10は、シリンダヘッド2
において、接合面2aに開口する一方、L字状に穿孔さ
れて気筒列方向一側(図4の手前側)の端面2bに開口
する第1通路10bと、該端面2bで上記第1通路10
bの開口部10cの下方に所定間隔を空けて開口する一
方、L字状に穿孔されて吸気マニホルド4と反対側(図
4の右側)の側面2c(図2参照)に開口し、図示しな
いホースによりエンジンの排気系に接続される第2通路
10dとにより構成されている。また、上記シリンダヘ
ッド2の端面2bには、図示しないEGRバルブが、第
1通路10bの開口部10c及び第2通路10dの開口
部10eにそれぞれ連通するように配設されていて、こ
のEGRバルブにより、排気側から吸気側すなわち上記
第2通路10dから第1通路10bへのEGRガスの流
量を調整するようにしている。このように、EGR通路
10をシリンダヘッド2内に形成することで、EGRガ
スの温度をある程度低下させることができる。
【0032】上記導入通路13は、上述の如く吸気マニ
ホルド4の共通通路部4cをシリンダヘッド2に対して
支持する支持部4e内に、EGR通路10の開口部10
aよりも大径に形成され、上記吸気マニホルド4がシリ
ンダヘッド2に締結された状態で上記開口部10a全体
を取り囲むように設けられている。また、上記EGR通
路10の開口部10aには、シリンダヘッド2の接合面
2aに対して略直交する方向に突出して導入通路13の
内壁との間に所定量の間隙を有するように、耐熱性パイ
プ部材20が配設されている。
【0033】この構成により、EGR通路10を流通し
てきた高温のEGRガスは、開口部10aから耐熱性パ
イプ部材20の内部を流通し、この間に共通通路7内を
流れる吸気により十分に冷却されて、その後、共通通路
7内に流通する。
【0034】したがって、この実施形態では、吸気マニ
ホルド4の共通通路部4cを、連結支持部4eを介して
分岐部4aと一体的にシリンダヘッド2に締結支持して
いるので、樹脂製の吸気マニホルド4であっても剛性が
極めて高く、上記共通通路部4cの端部に配設されたス
ロットルボディ8を、別途ブラケットなどを設けること
なく支持することができる。
【0035】また、シリンダヘッド2内に形成したEG
R通路10が、吸気マニホルド4側の側面で共通通路7
と対応する位置に開口しており、しかも、該開口部10
a及び共通通路7を連通する導入通路13が上記支持部
4eの内部に形成されているので、吸気マニホルド4へ
EGRガスを導入する構成を極めてコンパクトなものと
することができる。
【0036】さらに、上記導入通路13を介して共通通
路7に流通するEGRガスが耐熱性パイプ部材20を流
通する間に十分に冷却される上、この耐熱性パイプ部材
20と導入通路13の内壁との間に所定量の間隙が有っ
て直接熱が伝わらないので、該導入通路13を含む吸気
マニホルド4全体への高温のEGRガスからの熱的影響
を極めて簡単な構成で低減させることができる。
【0037】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、その他種々の実施形態を包含するものであ
る。すなわち、上記実施形態では、吸気装置Aを直列4
気筒エンジンに適用しているが、これに限らず、例えば
単気筒から12気筒までのエンジンにも適用可能であ
る。また、上記実施形態では樹脂製の吸気マニホルド4
を用いているが、これに限らず例えば軽合金製の吸気マ
ニホルド等を用いてもよい。
【0038】また、上記実施形態では、EGRガスを吸
気マニホルド4の共通通路7に還流させるようにしてい
るが、これに限らず、例えばサージタンク6に還流させ
るようにしてもよい。
【0039】また、上記実施形態では、EGRガスを耐
熱性パイプ部材20内で冷却した後に吸気マニホルド4
内に流通させるようにしているが、耐熱性パイプ部材2
0を設けなくても吸気マニホルド4への熱的影響はある
程度低減される。
【0040】さらに、上記実施形態において、例えば、
ブローバイガスを吸気マニホルド4に付加する構成を、
吸気マニホルド4にEGRガスを還流させる構成と同様
のものとしてもよい。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明におけるエンジンの吸気装置によれば、吸気マニホル
ドの共通通路に対応する部位を支持部によりエンジン本
体に支持してこの部位の支持剛性を高めることができ、
また、エンジン本体に形成された付加ガス通路の開口部
を上記支持部内に形成した導入通路により共通通路に連
通するようにしたので、コンパクトな構成で吸気マニホ
ルドへの付加ガスの導入を図ることができる。
【0042】請求項2記載の発明によれば、樹脂製の吸
気マニホルドを採用することで、該吸気マニホルドの剛
性アップの効果が極めて有効なものになる。
【0043】請求項3記載の発明によれば、排気還流通
路の開口部から導入通路内に流通する高温の排気が直接
導入通路の内壁に吹きつけられることを抑制して、樹脂
製の吸気マニホルドへの熱的影響を極めて簡単な構成で
低減することができる。
【0044】請求項4記載の発明によれば、排気還流通
路の開口部から導入通路内に流通する高温の排気を耐熱
性パイプ部材内で冷却することができるので、吸気マニ
ホルドに対する高温の排気の熱的影響をより一層低減さ
せることができる。
【0045】請求項5記載の発明によれば、吸気マニホ
ルドの加工精度及びエンジン本体への組付け精度を容易
に高めることができ、これに伴い吸気マニホルドの剛性
も一層高めることができる。
【0046】請求項6記載の発明によれば、スロットル
ボディを支持するようにすることで、吸気マニホルドの
剛性アップの効果が極めて有効なものになる。
【0047】請求項7記載の発明によれば、請求項3記
載の発明と同様に樹脂製の吸気マニホルドへの熱的影響
を極めて簡単な構成で低減することができる。
【0048】請求項8記載の発明によれば、還流排気の
各気筒への分配性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】吸気マニホルドの接合面の構成を示す図2のY
−Y断面図。
【図4】EGR通路及び導入通路の構成を示す図1のX
−X断面図。
【符号の説明】 A エンジンの吸気装置 1 エンジン本体 4 吸気マニホルド 4c 吸気マニホルドの共通通路部 4e 吸気マニホルドの支持部 4f 吸気マニホルドの接合面 5,5,5,5 分岐通路 6 サージタンク(集合部) 7 共通通路 8 スロットルボディ 10 EGR通路(排気還流通路) 10a EGR通路の開口部 13 導入通路 20 耐熱性パイプ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 賢也 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの複数の気筒に個別に連通され
    る複数の分岐通路と、各分岐通路の上流側部分が集合さ
    れた集合部と、該集合部から上記複数の気筒の気筒列方
    向の一側に向かって延びる共通通路とを有する吸気マニ
    ホルドが取り付けられてなるエンジンの吸気装置におい
    て、 上記エンジン内には、上記吸気マニホルドの取り付けら
    れる側面で気筒列方向の一側に開口し、かつ吸気マニホ
    ルドに付加ガスを供給するための付加ガス通路が形成さ
    れており、 上記吸気マニホルドには、上記共通通路に対応する部位
    をエンジンに対し支持する支持部が設けられ、 上記支持部には、上記付加ガス通路の開口部を上記共通
    通路に連通する導入通路が形成されていることを特徴と
    するエンジンの吸気装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 吸気マニホルドは樹脂製であることを特徴とするエンジ
    ンの吸気装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 付加ガス通路はエンジンの排気の一部を吸気マニホルド
    側に還流させる排気還流通路であり、 導入通路は、上記排気還流通路の開口部よりも大径でか
    つ該開口部全体を取り囲むように設けられていることを
    特徴とするエンジンの吸気装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 排気還流通路の開口部周囲には、導入通路の内周面との
    間に間隙をあけて突出する耐熱性パイプ部材が配設され
    ていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2において、 吸気マニホルドには、エンジンに取り付けられる接合面
    が設けられていて、 上記接合面には、分岐通路の下流側の各開口部が気筒列
    方向に並んで配置されており、 導入通路の開口部は、上記接合面において上記分岐通路
    の各開口部に並んで配置されていることを特徴とするエ
    ンジンの吸気装置。
  6. 【請求項6】 請求項1又は5において、 共通通路の吸気上流端には吸気を絞るスロットル弁を内
    蔵したスロットルボディが配設されていることを特徴と
    するエンジンの吸気装置。
  7. 【請求項7】 エンジンの気筒に連通される吸気通路を
    有する樹脂製の吸気マニホルドと、 エンジン内に形成され、かつ上記吸気マニホルドの取り
    付けられる側面に開口し、エンジンの排気の一部を吸気
    マニホルド側に還流させる排気還流通路と、 上記吸気マニホルドに上記排気還流通路の開口部よりも
    大径にかつ該開口部全体を取り囲むように設けられ、排
    気還流通路から吸気通路に排気を導入する導入通路と、 上記排気還流通路の開口部周囲に導入通路の内周面との
    間に間隙をあけて突設された耐熱性パイプ部材とを備え
    ていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、 吸気通路は、エンジンの複数の気筒に個別に連通される
    複数の分岐通路と、各分岐通路の上流側部分が集合され
    た集合部とを有し、 導入通路は、排気還流通路の開口部を上記集合部又はそ
    の上流側に連通するものであることを特徴とするエンジ
    ンの吸気装置。
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