(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の吸気装置であって、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第１吸気ポートと第１吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第２吸気ポートとの２つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第１吸気ポートに第１分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第１集合室と、各気筒の第２吸気ポートに第２分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第２集合室とを形成するものにおいて、複数の気筒を気筒列方向一方側と他方側の２つのグループに組分けして、各気筒に対する第１吸気ポート及び第２吸気ポートの気筒列方向の位置関係が一方側のグループの気筒と他方側のグループの気筒とで対称になるようにする一方、各気筒の第２吸気ポート及び第２分岐通路をほぼ同一形状または対称形状に形成し、各気筒の第１吸気ポート及び第１分岐通路と各気筒の第２吸気ポートの上流側部分及び第２分岐通路とを夫々第１と第２の各集合室に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成する、
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する気筒のための第１分岐通路を、気筒列方向内方に位置する気筒のための第１分岐通路に比し、第１集合室に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒を有する主としてディーゼルエンジンから成る内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の吸気装置として、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第１吸気ポートと第１吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第２吸気ポートとの２つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第１吸気ポートに第１分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第１集合室と、各気筒の第２吸気ポートに第２分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第２集合室とを形成し、一方の集合室の入口部に開閉弁を設けて、開閉弁の開度を制御することにより機関の運転状態に応じてスワール比を可変するようにしたものが知られている（特開平５−１８２５４号公報参照）。
【０００３】
そして、このものでは、各気筒に対する第１吸気ポート及び第２吸気ポートの気筒列方向の位置関係を全ての気筒において同一にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、第１吸気ポート及び第１分岐通路の気筒列方向の配置ピッチと第２吸気ポート及び第２分岐通路の気筒列方向の配置ピッチとが夫々気筒の配置ピッチと等しくなる。その結果、第１と第２の各集合室の長さがシリンダヘッドに略等しい長さになり、吸気マニホルドが大形化して重量が増す不具合がある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、吸気マニホルドを軽量コンパクト化し得るようにした内燃機関の吸気装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の吸気装置であって、シリンダヘッドに、各気筒毎に、第１吸気ポートと第１吸気ポートよりもスワール発生効果の高い第２吸気ポートとの２つの吸気ポートを形成すると共に、吸気マニホルドに、各気筒の第１吸気ポートに第１分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第１集合室と、各気筒の第２吸気ポートに第２分岐通路を介して連通する、気筒列方向に長手の第２集合室とを形成するものにおいて、複数の気筒を気筒列方向一方側と他方側の２つのグループに組分けして、各気筒に対する第１吸気ポート及び第２吸気ポートの気筒列方向の位置関係が一方側のグループの気筒と他方側のグループの気筒とで対称になるようにする一方、各気筒の第２吸気ポート及び第２分岐通路をほぼ同一形状または対称形状に形成し、各気筒の第１吸気ポート及び第１分岐通路と各気筒の第２吸気ポートの上流側部分及び第２分岐通路とを夫々第１と第２の各集合室に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成している。
【０００７】
本発明によれば、一方側グループの気筒列方向内方に位置する気筒のための第１と第２の各分岐通路と、他方側グループの気筒列方向内方に位置する気筒のための第１と第２の各分岐通路との気筒列方向の配置ピッチを気筒の配置ピッチよりも狭くすることができ、その分第１と第２の各集合室の長さを短くして、吸気マニホルドの軽量コンパクト化を図れる。
【０００８】
尚、一方側グループの気筒と他方側グループの気筒とではスワールの方向が逆になるが、第１吸気ポート及び第２吸気ポートを全ての気筒について同一または対称形状に形成すれば、各気筒のスワール比は均一になり、エンジンの性能に悪影響が及ぶことはない。
【０００９】
ところで、スワール比への影響度の大きな第２吸気ポートは、各気筒のスワール比を均一にする上で、上流側の第２分岐通路を含めて、全ての気筒についてほぼ同一形状または対称形状に形成する必要がある。一方、第１吸気ポートは、ポートそのものの形状で性能が決まり、上流側の第１分岐通路の形状によるスワール比への影響は少なく、全ての気筒について第１分岐通路までを同一または対称形状に形成する必要性はない。この場合、各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する気筒のための第１分岐通路を、気筒列方向内方に位置する気筒のための第１分岐通路に比し、第１集合室に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させれば、第１集合室の長さを可及的に短縮することができ、有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は内燃機関たるディーゼルエンジンを示している。このエンジン１は、図２に示す如く、＃１と＃２と＃３と＃４の４個の気筒２を備えており、シリンダヘッド３に、各気筒２の中央に位置させて燃料噴射弁４と、各気筒２の気筒列方向片側に位置させて２個の吸気バルブ５１，５２と、各気筒２の気筒列方向反対側に位置させて２個の排気バルブ６１，６２とを配置している。また、シリンダヘッド３には、各気筒２の２個の吸気バルブ５１，５２から個別に延びる、各気筒２毎に２つの吸気ポート７１，７２と、各気筒２の２個の排気バルブ６１，６２から延びる、各気筒２毎に１つの排気ポート８とが形成されている。そして、エアクリーナ９からのエアを吸気通路１０と吸気マニホルド１１とを介して吸気ポート７１，７２に供給し、排気ポート８からの排気ガスを排気マニホルド１２を介して排気通路１３に排出するようにしている。
【００１１】
また、ターボチャージャ１４を設けて、ターボチャージャ１４より上流側の吸気通路１０の部分に、エンジン１のヘッドカバー１５からのびるブリーザ通路１６を接続するブリーザガス導入口１６ａを開設し、更に、吸気マニホルド１１に排気マニホルド１２からのびる排気還流通路１７を接続する排気還流ガス導入口１７ａを開設している。排気還流通路１７には制御弁１８が介設されており、コントロールユニット１９により制御弁１８を開閉制御して、エンジン１の運転状態に応じて排気還流を行う。
【００１２】
前記吸気ポート７１，７２のうち、吸気マニホルド１１の取付面から見て手前側に位置する第１吸気バルブ５１から延びる第１吸気ポート７１は、気筒軸線方向の投影形状が図２（Ａ）に示す如く略直線状のストレートポートであり、吸気マニホルド１１の取付面から見て奥側に位置する第２吸気バルブ５２から延びる第２吸気ポート７２は、気筒軸線方向の投影形状が図２（Ｂ）に示す如く屈曲形状のスワールポートである。第１吸気ポート７１は第２吸気ポート７２に比し気筒中心方向に指向しており、スワール発生効果は第１吸気ポート７１の方が低く、第２吸気ポート７２の方が高くなる。
【００１３】
吸気マニホルド１１には、各気筒２の第１吸気ポート７１に第１分岐通路２０１を介して連通する、気筒列方向に長手の第１集合室２１１と、各気筒２の第２吸気ポート７２に第２分岐通路２０２を介して連通する、気筒列方向に長手の第２集合室２１２とが形成されており、第２集合室２１２を図３に示す如く第１集合室２１１の上方に配置している。そして、第１集合室２１１の吸気通路１０に連通する入口部２１１ａに開閉弁２２を設け、第２集合室２１２の吸気通路１０に連通する入口部２１２ａに前記排気還流ガス導入口１７ａを開設している。尚、排気還流ガス導入口１７ａは第２集合室２１２の入口部２１２ａ以外の部分に開設しても良い。
【００１４】
前記開閉弁２２は、ダイヤフラム２３ａを内蔵する負圧アクチュエータ２３により操作されるバタフライ弁で構成されており、負圧アクチュエータ２３をバキュームタンク２４に接続する通路にコントロールユニット１９で制御される電磁弁２５を介設している。そして、開閉弁２２の開度を検出する開度センサ２６を設け、負圧アクチュエータ２３に作用する負圧を開閉弁２２が所要の開度になるように電磁弁２５を介してフィードバック制御して、主に低負荷では開閉弁２２を全閉し、負荷の増加に伴って開閉弁２２の開度を増すようにしている。これによれば、低負荷時は、第１吸気ポート７１からの吸気が停止され、各気筒２にスワール発生効果の高い第２吸気ポート７２のみから吸気されてスワール比が高くなり、一方、高負荷時は、第１吸気ポート７１からも吸気されてスワール比が低くなる。
【００１５】
尚、第１集合室２１１に排気還流ガス導入口１７ａを開設することも考えられるが、これでは、開閉弁２２を閉弁しても、排気還流時は第１吸気ポート７１を介して排気還流ガスが吸気され、スワール比が低下してしまう。そのため、開閉弁２２の閉弁時は排気還流を行えなくなり、排気還流時期が制限される。これに対し、本実施形態では、開閉弁２２の閉弁時に排気還流を行っても、第２吸気ポート７２のみから吸気されるため、スワール比が低下することはない。従って、開閉弁２２の閉弁時にも排気還流を行えるようになり、排気還流時期に関する設計の自由度が増す。
【００１６】
また、ブローバイガスに含まれるオイルが排気還流ガス導入口１７ａの近くに流れると、排気還流ガスに含まれるカーボンがオイルに混入してタール状になり、このタール状化したオイルが排気還流ガス導入口１７ａ付近に付着するため、目標とする排気還流量が得られないことがある。ここで、ブローバイガスに含まれるオイルは、比重が大きいため、大部分が下側に配置する第１集合室２１１に流れ、上側に配置する第２集合室２１２に開設した排気還流ガス導入口１７ａの近くにはオイルが流れにくくなる。かくて、排気還流ガス導入口１７ａ付近へのタール状化オイルの付着が有効に防止される。
【００１７】
また、本実施形態では、４個の気筒２を気筒列方向一方側（図２の左方側）と他方側（図２の右方側）の２つのグループに組分けし、一方側のグループの気筒たる＃１と＃２の各気筒２では吸気バルブ５１，５２を左側、排気バルブ６１，６２を右側に配置し、他方側のグループの気筒たる＃３と＃４の各気筒２では吸気バルブ５１，５２を右側、排気バルブ６１，６２を左側に配置し、各気筒２に対する第１吸気ポート７１及び第２吸気ポート７２の気筒列方向の位置関係が＃１，＃２の気筒２と、＃３，＃４の気筒２とで対称になるようにしている。そして、各気筒２の第１吸気ポート７１及び第１分岐通路２０１と各気筒２の第２吸気ポート７２の上流側部分７２ａ及び第２分岐通路２０２とを夫々第１と第２の各集合室２１１，２１２に向けて気筒列方向内方に傾斜して延びる形状に形成している。これによれば、一方側のグループの気筒列方向内方に位置する＃２の気筒２のための第１と第２の各分岐通路２０１，２０２と、他方側のグループの気筒列方向内方に位置する＃３の気筒２のための第１と第２の各分岐通路２０１，２０２との気筒列方向の配置ピッチを気筒２の配置ピッチよりも狭くすることができる。その結果、第１と第２の各集合室２１１，２１２の長さを短くして、吸気マニホルド１１の軽量コンパクト化を図れる。
【００１８】
この場合、一方側のグループの＃１，＃２の気筒２と他方側のグループの＃３，＃４の気筒２とではスワールの方向が逆になるが、第１吸気ポート７１及び第２吸気ポート７２を全ての気筒２について同一または対称形状に形成すれば、各気筒２のスワール比は均一になり、エンジン１の性能に悪影響が及ぶことはない。
【００１９】
尚、スワール比への影響度の大きな第２吸気ポート７２は、各気筒２のスワール比を均一にする上で、上流側の第２分岐通路２０２を含めて、全ての気筒２についてほぼ同一形状または対称形状に形成する必要がある。一方、第１吸気ポート７１は、ポートそのものの形状で性能が決まり、上流側の第１分岐通路２０１の形状によるスワール比への影響は少なく、全ての気筒２について第１分岐通路２０１までを同一または対称形状に形成する必要性はない。そこで、本実施形態では、一方側と他方側の各グループの気筒のうち気筒列方向外方に位置する＃１と＃４の気筒２のための第１分岐通路２０１を、気筒列方向内方に位置する＃２と＃３の気筒２のための第１分岐通路２０１に比し、第１集合室２１１に向けて気筒列方向内方に大きく湾曲させている。これによれば、第１集合室２１１の長さを可及的に短縮して第２集合室２１２の長さよりも短くすることができ、吸気マニホルド１１の一層のコンパクト化を図れる。
【００２０】
尚、上記実施形態では、下側に第１集合室２１１、上側に第２集合室２１２を配置しているが、逆に配置しても良い。この場合、下側に配置する第２集合室２１２の入口部２１２ａに開閉弁２２を設け、上側に配置する第１集合室２１１に排気還流ガス導入口１７ａを開設する。尚、このものでは、開閉弁２２を閉弁したときスワール比が低くなり、開閉弁２２の開度増加でスワール比が高くなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第１吸気ポート用と第２吸気ポート用の各集合室の長さを短くして、吸気マニホルドの軽量コンパクト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例を示すディーゼルエンジンと吸気装置のシステム構成図
【図２】（Ａ）図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線拡大截断平面図、（Ｂ）図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線拡大截断平面図
【図３】図２（Ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線で截    断した吸気マニホルドの縦断面図
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）  ２  気筒
３  シリンダヘッド                    ７１  第１吸気ポート
７２  第２吸気ポート                            １１  吸気マニホルド
２０１  第１分岐通路                ２０２  第２分岐通路
２１１  第１集合室                  ２１２  第２集合室
【図１】
0003626045.tif 000002
【図２】
0003626045.tif 000003
【図３】
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