(57)【要約】【課題】エンジンの吸気マニホルドにおいて、サージタンクよりも上流側の吸気通路に導入される排気還流ガスを各気筒へ均等に分配することにある。【解決手段】筒状部（３６）は、外気導入管（２１）から外方へ突出するように形成され、内側に排気ガス還流管（３４）が挿入される。筒状部（３６）の内周面と排気ガス還流管（３４）の外周面との間には、空間部（３７）が形成される。空間部（３７）は、排気ガス還流管（３４）を囲む環状の連通部（３８）により外気導入管（２１）の内部に連通する。リブ（３９）は、外気導入管（２１）の内壁（２５）に配置され、サージタンク（２２）に流入する空気の流れを環状の連通部（３８）の下縁（３８Ａ）側へ偏向させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドから外方へ延び、先端部に排気ガス還流口を有する排気ガス還流管が内部の吸気通路に挿入され、排気還流ガスが前記排気ガス還流口から前記吸気通路に導入される吸気マニホルドであって、空気が流入するサージタンクと、前記サージタンクと前記複数個の気筒との間を連絡する複数個の分岐管と、前記サージタンクの底部に一列に配置され、前記複数個の分岐管の内部に連通する複数個の連通口と、前記複数個の連通口の配列方向で一端部に位置する連通口の外縁部位に内壁が連続するように前記サージタンクに連結され、前記サージタンクに流入する空気の流れを水平方向に対して前記サージタンクの底面側に傾斜させる外気導入管と、前記外気導入管から外方へ突出するように形成され、内側に前記排気ガス還流管が挿入される筒状部とを備えるエンジンの吸気マニホルドにおいて、前記筒状部の内周面と前記排気ガス還流管の外周面との間には空間部が形成され、前記空間部は前記排気ガス還流管を囲む環状の連通部により前記外気導入管の内部に連通し、前記サージタンクに流入する空気の流れを前記環状の連通部の下縁側へ偏向させるリブを前記外気導入管の前記内壁に配置したことを特徴とするエンジンの吸気マニホルド。
【請求項２】
前記排気ガス還流口は、前記排気ガス還流管の中心軸に沿う方向の端部に配置され、且つ前記複数個の連通口の配列方向で前記一端部に位置する連通口の鉛直方向上方の空間に開口し、前記排気ガス還流口を前記複数個の連通口の配列方向で前記一端部に位置する連通口から遠ざけるように、前記排気ガス還流管の中心軸を水平方向より上向きに傾斜させて配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気マニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数個の気筒を有するエンジンの吸気マニホルドであって、内部の吸気通路に排気ガスの一部である排気還流ガス（ＥＧＲガス）を導入するエンジンの吸気マニホルドに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンには、特許文献１に開示されているように、複数個の気筒を有する、いわゆる多気筒用のエンジンがある。
特許文献１に開示のエンジンにおいては、シリンダヘッドのＥＧＲ通路に流れる排気還流ガスをインテークマニホルド内に導入するために、シリンダヘッドに取り付けられた排気ガス導入パイプをサージタンク内の奥部位まで挿入している。排気ガス導入パイプの先端部の吐出口は、サージタンク内で、各気筒の配列方向に配置された各連通口のうち、中央部の連通口の上方に配置されている。排気ガス導入パイプの吐出口からサージタンク内に吐出された排気還流ガスは、各連通口と各分岐通路とを経て各気筒へ分配される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記の特許文献１では、排気ガス導入パイプの吐出口が、各気筒の配列方向に配置された各連通口のうち、中央部の連通口の上方に配置されているため、排気還流ガスが中央部の連通口へ偏りがちに集中して直接流入してしまう。また、例えば、排気ガス導入パイプの吐出口が、各気筒の配列方向に配置された各連通口のうち、端部の連通口近傍に配置された場合には、排気還流ガスが端部の連通口へ偏りがちに集中して直接流入してしまう。このため、各気筒間において、排気ガス還流率（ＥＧＲ率）が不均等になり易く、また、気筒間差（圧力損失差）のバラツキが大きくなる傾向にあり、改善が望まれていた。
また、上記の特許文献１では、排気ガス導入パイプをサージタンク内の奥部位まで挿入しているため、排気ガス導入パイプの長さを大きくする必要があり、排気ガス導入パイプの取り付け又は取り外しの着脱作業が困難になるという不都合があった。
【０００５】
そこで、この発明は、複数個の気筒を有するエンジンの吸気マニホルドであって、サージタンクよりも上流側の吸気通路に導入される排気還流ガスを各気筒へ均等に分配するエンジンの吸気マニホルドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、複数個の気筒を有するエンジンのシリンダヘッドから外方へ延び、先端部に排気ガス還流口を有する排気ガス還流管が内部の吸気通路に挿入され、排気還流ガスが排気ガス還流口から吸気通路に導入される吸気マニホルドであって、空気が流入するサージタンクと、サージタンクと複数個の気筒との間を連絡する複数個の分岐管と、サージタンクの底部に一列に配置され、複数個の分岐管の内部に連通する複数個の連通口と、複数個の連通口の配列方向で一端部に位置する連通口の外縁部位に内壁が連続するようにサージタンクに連結され、サージタンクに流入する空気の流れを水平方向に対してサージタンクの底面側に傾斜させる外気導入管と、外気導入管から外方へ突出するように形成され、内側に排気ガス還流管が挿入される筒状部とを備えるエンジンの吸気マニホルドにおいて、筒状部の内周面と排気ガス還流管の外周面との間には空間部が形成され、空間部は排気ガス還流管を囲む環状の連通部により外気導入管の内部に連通し、サージタンクに流入する空気の流れを環状の連通部の下縁側へ偏向させるリブを外気導入管の内壁に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、排気還流ガスを空気で攪拌させ、また、排気還流ガスが特定の連通口へ集中して直接流入することを防止し、排気還流ガスを各気筒へ均等に分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はエンジンの斜視図である。（実施例）
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線によるエンジンの断面図である。（実施例）
【図３】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による吸気マニホルドの断面図である。（実施例）
【図４】図４は各気筒間においてリブの有り・無しによる排気ガス還流率（ＥＧＲ率）を比較した図である。（実施例）
【図５】図５は各気筒間においてリブの有り・無しによる圧力損失を比較した図である。（実施例）
【図６】図６は排気ガス還流口と第３連通口とリブとの位置関係及びリブの平面形状を示す概略構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明のエンジンの吸気マニホルドは、外気導入管の内壁にリブを配置し、サージタンクよりも上流側の吸気通路に導入される排気還流ガスを各気筒へ均等に分配することができる。
【実施例】
【００１０】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。
図１〜図３に示すように、車両に搭載されるエンジン１は、横置き型で、複数個の気筒として、３個の気筒（第１〜第３気筒：♯１〜♯３）を有する、いわゆる多気筒用のエンジンである。
図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体を構成するシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２に連結された吸気系部品としての吸気マニホルド３と、排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）４とを備える。
【００１１】
図１に示すように、シリンダヘッド２は、長方体に形成され、気筒列に沿う長手方向Ｘに延びる前側端部壁５及び後側端部壁６と、気筒列と直交する短手方向Ｙに延びる右側端部壁７及び左側端部壁８とを備え、長手方向Ｘが車両左右方向に配置され、短手方向Ｙが車両前後方向に配置される。
シリンダヘッド２の上部には、短手方向Ｙの中央部位で且つ長手方向Ｘの各気筒♯１〜♯３に対応した箇所で、各点火栓を取り付けるための各点火栓取付部９Ａ〜９Ｃが備えられる。また、シリンダヘッド２の上部には、シリンダヘッドカバー（図示せず）を取り付けるためのシリンダヘッドカバー取付面１０が形成される。シリンダヘッドカバー取付面１０は、平坦で且つ平面視で四角形状に形成される。
シリンダヘッド２には、図２に示すように、内部で冷却水を流通するためのウォータジャケット１１が形成され、また、図１に示すように、ウォータジャケット１１に連通する冷却水出口１２が左側端部壁８の中央部位に開口される。
図１に示すように、シリンダヘッド２には、内部で各気筒♯１〜♯３からの排気ガスを排出するための排気通路１３が車両前後方向に形成され、また、前側端部壁５の中央部位で排気通路１３の出口である排気口１４が開口される。
シリンダヘッド２の後側端部壁６には、図２に示すように、吸気マニホルド３を締結するためのヘッド側取付フランジ１５が備えられる。
【００１２】
図１に示すように、シリンダヘッド２には、左側端部壁８の前部位で、排気系からの排気ガスの一部である排気還流ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整するための排気ガス制御弁（ＥＧＲバルブ）１６が取り付けられる。
シリンダヘッド２には、前側端部壁５の内部で、排気通路１３と排気ガス制御弁１６とを連通する第１ヘッド側排気ガス還流路（ＥＧＲ通路）１７が車両左右方向に形成される。第１ヘッド側排気ガス還流路１７は、排気通路１３からの排気還流ガスを排気ガス制御弁１６へ導くものである。
また、シリンダヘッド２には、左側端部壁８の内部で、排気ガス制御弁１６と吸気マニホルド３とを連通する第２ヘッド側排気ガス還流路（ＥＧＲ通路）１８が車両前後方向に形成される。第２ヘッド側排気ガス還流路１８は、排気ガス制御弁１６からの排気還流ガスを吸気マニホルド３へ導くものである。
第２ヘッド側排気ガス還流路１８は、図２に示すように、排気ガス制御弁１６に連通する前部側還流路１８Ａと、水平方向（水平線Ｈ）に対して所定の角度θ１で車両後方へ上向きに傾斜して吸気マニホルド３に連通する後部側還流路１８Ｂとからなる。
【００１３】
吸気マニホルド３は、図３に示すように、内部で吸気通路１９を形成し、また、図２に示すように、シリンダヘッド２のヘッド側取付フランジ１５に締結されるマニホルド側フランジ２０を備える。
図３に示すように、吸気マニホルド３は、外気導入管２１と、サージタンク２２と、複数個の分岐管である第１分岐管２３Ａ〜第３分岐管２３Ｃとが一体的になって構成され、また、内部で複数個の連通口である第１連通口２４Ａ〜第３連通口２４Ｃを備える。
吸気マニホルド３の構造においては、外気導入管２１がサージタンク２２よりも上流側に配置され、各分岐管２３Ａ〜２３Ｃがサージタンク２２よりも下流側に配置される。また、各連通口２４Ａ〜２４Ｃは、サージタンク２２と各分岐管２３Ａ〜２３Ｃとの接続部に配置される。
【００１４】
図３に示すように、外気導入管２１は、各連通口２４Ａ〜２４Ｃの配列方向で吸気マニホルド３の一端部（車両左側）に位置する連通口である第３連通口２４Ｃの外縁部位に内壁２５が連続するように、サージタンク２２に連結される。
外気導入管２１は、断面円環形状に形成され、また、上部で空気を導入する吸気口２６が形成された導入管側取付フランジ２７を備える。
導入管側取付フランジ２７の上面には、スロットルボディ２８のボディ側取付フランジ２９が締結される。スロットルボディ２８は、空気量を調整するためのスロットルバルブ３０を内部に備え、外気導入管２１の上側で且つ吸気マニホルド３の一端部に位置する第３連通口２４Ｃの側方に配置される。吸気マニホルド３の他端部（車両右側）に位置する連通口である第１連通口２４Ａは、外気導入管２１から車両右方へ離れた側に配置される。
これにより、スロットルボディ２８から外気導入管２１を経てサージタンク２２に流入する空気の流れは、水平方向（水平線Ｈ）としての導入管側取付フランジ２７の下面に対してサージタンク２２の底面Ｇ側の下方に向かって所定の角度θ２で傾斜される。
サージタンク２２は、外気導入管２１と各分岐管２３Ａ〜２３Ｃとの間で車両左右方向に向かって配置され、天井部３１と底部３２とを備える。
各分岐管２３Ａ〜２３Ｃは、サージタンク２２と各気筒♯１〜♯３との間を連絡し、サージタンク２２側からの空気を各気筒♯１〜♯３へ導くものである。
各連通口２４Ａ〜２４Ｃは、サージタンク２２の底部３２に一列に配置され、各分岐管２３Ａ〜２３Ｃの内部に連通する。サージタンク２２の底面Ｇ（図３の一点鎖線で示す）は、水平方向（水平線Ｈ）に対して吸気マニホルド３の他端部の第１連通口２４Ａ側が一端部の第３連通口２４Ｃ側よりも低くなるよう下方に向かって所定の角度θ３で傾斜される。
【００１５】
図２、図３に示すように、吸気マニホルド３の吸気通路１９には、シリンダヘッド２から外方である車両後方へ延び、先端部に排気ガス還流口３３を有する排気ガス還流管（ＥＧＲパイプ）３４が挿入される。排気ガス還流管３４は、一端部である基端部がシリンダヘッド２の左側端部壁８の後部側還流路１８Ｂの内周面に形成したパイプ挿着穴３５に所定の深さで挿入して固定される。排気ガス還流管３４の他端部は、シリンダヘッド２の後側端部壁６の外面から所定の距離突出し、その先端部に開口する排気ガス還流口３３は、外気導入管２１内に斜め上向きに開口される。また、排気ガス還流口３３は、図３に示すように、吸気マニホルド３の一端部の第３連通口２４Ｃの上方でサージタンク２２の底部３２から高さＤ１だけ上側に配置される。排気ガス還流管３４及び後部側還流路１８Ｂは、図２に示すように、水平方向（水平線Ｈ）に対して所定の角度θ１で傾斜する中心軸Ｃ上に配置される。
吸気マニホルド３の吸気通路１９には、排気還流ガスが排気ガス還流口３３から導入される。
図２に示すように、吸気マニホルド３は、外気導入管２１から外方（シリンダヘッド２側）へ所定の長さで突出するように、排気ガス還流管３４と同心円状に形成された筒状部３６を備える。筒状部３６は、マニホルド側フランジ２０に連結される。筒状部３６の内側には、筒状部３６の内径よりも小さな外径を有する排気ガス還流管３４が挿入される。
排気ガス還流口３３は、図３に示すように、外気導入管２１の吸気通路１９の略中央部位で、且つサージタンク２２の天井部３１よりも高い箇所に開口される。
【００１６】
図２、図３に示すように、吸気マニホルド３において、筒状部３６の内周面と排気ガス還流管３４の外周面との間には、断面円環状の空間部３７が所定の長さで形成される。空間部３７は、排気ガス還流管３４を囲む環状の連通部３８により外気導入管２１の内部に連通する。環状の連通部３８は、排気ガス還流管３４の排気ガス還流口３３を中心とし、且つ外気導入管２１の内壁２５近傍で排気ガス還流口３３の周りに形成される。
【００１７】
図２、図３に示すように、外気導入管２１の内壁２５には、リブ３９が配置される。リブ３９は、サージタンク２２に流入する空気、つまり、外気導入管２１からサージタンク２２へ流れようとする空気を、連通部３８の下縁３８Ａ側へ偏向させる。
リブ３９は、例えば、図３、図６に示すように、平坦で所要面域を有する扇形状の板部材からなり、平面視で円弧形状の基端部３９Ａと直線形状の一側辺部３９Ｂ及び他側辺部３９Ｃとを備える。一側辺部３９Ｂと他側辺部３９Ｃとは、図６に示すように、平面視で直角の関係にある。また、例えば、一側辺部３９Ｂの長さは、他側辺部３９Ｃの長さよりも長く形成される。なお、リブ３９の形状は、上記の形状に限定されるものではない。
図２、図３、図６に示すように、リブ３９は、円弧形状の基端部３９Ａの外周面が排気ガス還流口３３の位置よりも下方で外気導入管２１の内壁２５に固設され、先端部となる一側辺部３９Ｂが吸気通路１９内へ延びるように配置される。
リブ３９の一側辺部３９Ｂは、図２に示すように、外気導入管２１の内壁２５から吸気通路１９へ所定の長さで突出して配置される。また、リブ３９の一側辺部３９Ｂは、図３、図６に示すように、排気ガス還流口３３の直下方で且つ第３連通口２４Ｃの中央付近の上方に配置され、さらに、第３連通口２４Ｃの上方でサージタンク２２の底部３２から高さＤ２だけ上側に配置される（Ｄ１＞Ｄ２）。
スロットルボディ２８からサージタンク２２に流入した空気は、リブ３９の上面に当たり、連通部３８の下縁３８Ａ側へ導かれる。そして、連通部３８の下縁３８Ａ付近に導かれた空気により排気ガス還流口３３から流入した排気還流ガスを効率良く攪拌させ、また、空気の流れに排気還流ガスを乗せることが可能となる。
【００１８】
この結果、このような構造において、図３に示すように、排気ガス還流口３３と各連通口２４Ａ〜２４Ｃの配列方向で吸気マニホルド３の一端部に位置する第３連通口２４Ｃとの間には、リブ３９が配置される。リブ３９により、排気ガス還流口３３からサージタンク２２よりも上流側の外気導入管２１の吸気通路１９に導入された排気還流ガスは、排気ガス還流口３３近傍に配置された第３連通口２４Ｃに集中して直接流入することがない。
また、外気導入管２１からサージタンク２２に流入しようとする空気をリブ３９によって排気ガス還流口３３を囲む環状の連通部３８の下縁３８Ａ側へ偏向することで、連通部３８の周辺に空気の乱流を発生させる。そして、空気の乱流によって排気ガス還流口３３から外気導入管２１内に導入された排気還流ガスを攪拌させ、排気還流ガスを各連通口２４Ａ〜２４Ｃと各分岐管２３Ａ〜２３Ｃとから各気筒♯１〜♯３へ効率よく均等に分配することができる。
従って、図４のＰ１で示すように、リブ３９を有する場合に、リブ３９が無い場合と比較して、各気筒♯１〜♯３の排気ガス還流率（ＥＧＲ率）を均等にすることができる。また、図５のＰ２で示すように、リブ３９を有する場合に、リブ３９が無い場合と比較して、各気筒♯１〜♯３の圧力損失を大幅に増やさず、気筒間差（圧力損失差）のバラツキを小さく抑えることができる。これにより、エンジン１を適正な燃焼状態とし、燃料消費量を低減することが可能となる。
さらに、排気ガス還流管３４の排気ガス還流口３３は、外気導入管２１の内壁２５近傍に配置されている。これにより、排気還流ガスを各気筒♯１〜♯３に均等に分配するために排気ガス還流管３４の長さを長くする必要がなくなり、排気ガス還流管３４の取り付け又は取り外しの着脱作業を簡便に行わせることができる。
【００１９】
図２、図３に示すように、排気ガス還流口３３は、排気ガス還流管３４の中心軸Ｃに沿う方向の端部（先端部）に配置され、且つ各連通口２４Ａ〜２４Ｃの配列方向で吸気マニホルド３の一端部に位置する連通口である第３連通口２４Ｃの鉛直方向上方の空間に開口する。また、排気ガス還流管３４及び後部側還流路１８Ｂの中心軸Ｃは、排気ガス還流口３３を第３連通口２４Ｃの上方でサージタンク２２の底部３２から高さＤ１だけ上側へ遠ざけるように、水平方向（水平線Ｈ）より所定の角度θ１で上向きに傾斜して配置される。
このような構造によれば、排気ガス還流口３３は、各連通口２４Ａ〜２４Ｃの配列方向で吸気マニホルド３の一端部に位置する連通口である第３連通口２４Ｃから鉛直方向上方に遠ざけられる。従って、排気還流ガスは、リブ３９の存在により、排気ガス還流口３３の周辺に導入した空気で十分に攪拌された後、第３連通口２４Ｃへ流入する。
また、リブ３９の下面と各連通口２４Ａ〜２４Ｃの配列方向で吸気マニホルド３の一端部に位置する連通口である第３連通口２４Ｃとの間では、その間隔が拡大される。このため、リブ３９によって第３連通口２４Ｃヘの空気の流れが過度にされず、各連通口２４Ａ〜２４Ｃに流入する空気量を均等にできる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明の吸気マニホルドは、各種エンジンに適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  エンジン
２  シリンダヘッド
３  吸気マニホルド
４  排気ガス還流装置
１６  排気ガス制御弁
１７  第１ヘッド側排気ガス還流路
１８  第２ヘッド側排気ガス還流路
１８Ａ  前部側還流路
１８Ｂ  後部側還流路
１９  吸気マニホルドの吸気通路
２１  外気導入管
２２  サージタンク
２３Ａ〜２３Ｃ  第１〜第３分岐管
２４Ａ〜２４Ｃ  第１〜第３連通口
２５  外気導入管の内壁
２６  吸気口
２８  スロットルボディ
３１  サージタンクの天井部
３２  サージタンクの底部
３３  排気ガス還流口
３４  排気ガス還流管
３６  筒状部
３７  空間部
３８  連通部
３８Ａ  連通部の下縁
３９  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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