(57)【要約】【課題】各気筒への凝縮水の均等分配性を向上させることのできる吸気系の排気導入構造を提供する。【解決手段】吸気系の排気導入構造は、複数気筒を有する内燃機関の排気が端部に設けられた排気供給孔４２から導入されるチャンバ４０と、気筒毎に設けられてチャンバ４０内の排気を各気筒の吸気経路に分配する排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅとを備える。内燃機関が車両に搭載された際にチャンバ４０における排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅの配列方向と直交する断面において鉛直方向下方に位置するチャンバ４０の内壁面を床面４０Ｂとし、この床面４０Ｂから各排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅのチャンバ４０側の開口部までの高さをそれぞれ開口部高さＨＡ、ＨＣ、ＨＥとしたときに、排気供給孔４２から離れた位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さは低くされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有する内燃機関の排気が端部に設けられた排気供給孔から導入されるチャンバと、気筒毎に設けられて前記チャンバ内の排気を各気筒の吸気経路に分配する排気分配路とを備える吸気系の排気導入構造であって、
前記内燃機関が車両に搭載された際に前記チャンバにおける前記排気分配路の配列方向と直交する断面において鉛直方向下方に位置する前記チャンバの内壁面を床面とし、この床面から前記排気分配路のチャンバ側の開口部までの高さを開口部高さとしたときに、
前記排気供給孔から離れた位置に設けられた前記排気分配路ほど前記開口部高さが低くされている
吸気系の排気導入構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関が備える吸気系の排気導入構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気を吸気に導入する排気再循環装置を備える内燃機関には、その吸気系を構成するサージタンクや吸気経路（吸気枝管）に排気を供給するための排気導入構造が設けられている。
【０００３】
そうした排気導入構造として、例えば特許文献１には、端部に設けられた排気供給孔から排気が導入されるチャンバと、気筒毎に設けられてチャンバ内の排気を各気筒の吸気経路に分配する排気分配路とを備えるものが開示されている。
【０００４】
ここで、内燃機関の排気には水蒸気が含まれており、そうした水蒸気に由来する凝縮水が初めは水滴となってチャンバの内壁に付着する。内壁に付着した凝縮水は、重力加速度や内燃機関が搭載された車両の加減速によってチャンバ内を流れることにより集合し、その集合した凝縮水が特定の気筒の排気分配路に偏る可能性がある。なお、こうした偏りが生じると、例えば特定の気筒の失火が顕著になるといった不都合が生じるおそれもある。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の構造では、チャンバの内壁にリブを設けて凝縮水の移動を妨げることにより、特定気筒の排気分配路に凝縮水が偏ることを抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１の構造では、チャンバ内での凝縮水の移動を妨げるようにしているが、各気筒に凝縮水をできる限り均等に分配するという点においては、さらなる改善の余地を残すものとなっている。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各気筒への凝縮水の均等分配性を向上させることのできる吸気系の排気導入構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する吸気系の排気導入構造は、複数気筒を有する内燃機関の排気が端部に設けられた排気供給孔から導入されるチャンバと、気筒毎に設けられて前記チャンバ内の排気を各気筒の吸気経路に分配する排気分配路とを備えている。そして、前記内燃機関が車両に搭載された際に前記チャンバにおける前記排気分配路の配列方向と直交する断面において鉛直方向下方に位置する前記チャンバの内壁面を床面とし、この床面から前記排気分配路のチャンバ側の開口部までの高さを開口部高さとしたときに、前記排気供給孔から離れた位置に設けられた前記排気分配路ほど前記開口部高さが低くされている。
【００１０】
同構成によれば、排気供給孔からチャンバ内に排気が導入されると、排気中の水蒸気が凝縮した凝縮水は、排気供給孔から離れる方向、つまり排気の下流方向に向かってチャンバの内壁面を移動していく。ここで、各排気分配路の開口部のうちで排気供給孔に近い位置に設けられた開口部がチャンバの上記床面に近いと、排気供給孔から入ってきた凝縮水の多くが床面に近い同開口部に流れ込むため、当該開口部よりも排気下流に設けられた排気分配路に流れ込む凝縮水の量が少なくなる。つまり排気下流側に設けられた排気分配路ほど凝縮水の流入量が少なくなるため、各気筒への凝縮水の均等分配性が悪化してしまう。
【００１１】
この点、同構成では、排気供給孔から離れた位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さが低くされている。逆にいえば排気供給孔に近い位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さが高くされているため、排気供給孔から入ってきた凝縮水は、チャンバ内を移動していく過程で少しずつ各排気分配路の開口部に流れ込むようになり、各排気分配路に流入する凝縮水の量のばらつきが抑えられるようになる。従って、各気筒への凝縮水の均等分配性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態における排気導入構造が設けられたインテークマニホールドの長手方向における断面であって第１バンク用の排気分配路を示す模式図。
【図２】図１に示す２−２線に沿ったインテークマニホールドの断面図。
【図３】図２に示すＡ部の拡大図。
【図４】同実施形態のインテークマニホールドの長手方向における断面であって第２バンク用の排気分配路を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、吸気系の排気導入構造の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
なお、本実施形態の排気導入構造は、第１バンク及び第２バンクを有するＶ型６気筒の内燃機関に組み付けられるインテークマニホールド１０に一体形成されている。なお、周知のようにＶ型６気筒の内燃機関の第１バンクには、第１気筒、第３気筒、及び第５気筒が設けられており、第２バンクには、第２気筒、第４気筒、及び第６気筒が設けられている。
【００１４】
図１に示すように、インテークマニホールド１０の上面１２には、サージタンク５０が組み付けられる。また、インテークマニホールド１０の下部には、同インテークマニホールド１０を第１バンクのシリンダヘッドに固定するためのフランジ３０と、同インテークマニホールド１０を第２バンクのシリンダヘッドに固定するためのフランジ３１とが設けられている。
【００１５】
インテークマニホールド１０には、サージタンク５０から第１バンクの各気筒に吸気をそれぞれ導入する吸気経路として、第１気筒の吸気ポートに接続される第１吸気経路２１、第３気筒の吸気ポートに接続される第３吸気経路２３、及び第５気筒の吸気ポートに接続される第５吸気経路２５が形成されている。また、インテークマニホールド１０には、サージタンク５０から第２バンクの各気筒に吸気をそれぞれ導入する吸気経路として、第２気筒の吸気ポートに接続される第２吸気経路２２、第４気筒の吸気ポートに接続される第４吸気経路２４、及び第６気筒の吸気ポートに接続される第６吸気経路２６も形成されている。
【００１６】
図２及び先の図１に示すように、第１バンク用の吸気経路と第２バンク用の吸気経路との間には、組み付け対象の内燃機関の気筒配列方向（各図に示す矢印Ｌ方向）に延びた容積室としてのチャンバ４０が形成されている。このチャンバ４０は、吸気系の排気導入構造を構成する。
【００１７】
図１に示すように、気筒配列方向に延びるチャンバ４０の長手方向（図１に示す矢印Ｌ方向と同一方向）における一方の端部には、チャンバ４０内に排気を導入するための排気供給孔４２が形成されている。
【００１８】
また、インテークマニホールド１０において排気供給孔４２の開口部には、内燃機関の排気通路から分岐された分岐管を接続するフランジ４４が設けられている。本実施形態では、フランジ４４の配設位置から気筒配列方向に向かって、第１吸気経路２１、第２吸気経路２２、第３吸気経路２３、第４吸気経路２４、第５吸気経路２５、第６吸気経路２６の順で各吸気経路がインテークマニホールド１０に配列されている。
【００１９】
また、インテークマニホールド１０には、気筒毎に設けられてチャンバ４０内の排気を各気筒の吸気経路に分配する排気分配路が設けられている。それら各排気分配路、上記排気供給孔４２、及び上記フランジ４４も吸気系の排気導入構造を構成する。
【００２０】
第１バンク用の各排気分配路は、チャンバ４０内の排気を第１吸気経路２１に分配する第１排気分配路４５Ａと、チャンバ４０内の排気を第３吸気経路２３に分配する第３排気分配路４５Ｃと、チャンバ４０内の排気を第５吸気経路２５に分配する第５排気分配路４５Ｅとで構成されている。
【００２１】
第２バンク用の各排気分配路は、チャンバ４０内の排気を第２吸気経路２２に分配する第２排気分配路４５Ｂと、チャンバ４０内の排気を第４吸気経路２４に分配する第４排気分配路４５Ｄと、チャンバ４０内の排気を第６吸気経路２６に分配する第６排気分配路４５Ｆとで構成されている。
【００２２】
第１排気分配路４５Ａは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第１開口部４５ＡＫがチャンバ４０内に開口しており、他方の開口部が第１吸気経路２１内に開口している（図２参照）。
【００２３】
同様に、第３排気分配路４５Ｃは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第３開口部４５ＣＫがチャンバ４０内に開口しており（図３にも図示）、他方の開口部が第３吸気経路２３内に開口している（図示略）。
【００２４】
同様に、第５排気分配路４５Ｅは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第５開口部４５ＥＫがチャンバ４０内に開口しており（図３にも図示）、他方の開口部が第５吸気経路２５内に開口している（図示略）。
【００２５】
そして、図１に示すように、排気供給孔４２から気筒配列方向に向かって順に、第１排気分配路４５Ａ、第３排気分配路４５Ｃ、第５排気分配路４５Ｅが設けられている。
図３に示すように、車両に内燃機関が搭載された際に、チャンバ４０における各排気分配路４５Ａ〜４５Ｆの配列方向（気筒配列方向）と直交する断面において鉛直方向Ｅの下方に位置するチャンバ４０の内壁面を床面４０Ｂとする。
【００２６】
そして、この床面４０Ｂから各排気分配路４５Ａ〜４５Ｆのチャンバ４０側の開口部までの高さ（円状になっている開口部の中心点までの高さ）を開口部高さとしたときに、第５排気分配路４５Ｅの第５開口部４５ＥＫの開口部高さＨＥは、第３排気分配路４５Ｃの第３開口部４５ＣＫの開口部高さＨＣよりも低くなっている。また、第３開口部４５ＣＫの開口部高さＨＣは、第１排気分配路４５Ａの第１開口部４５ＡＫの開口部高さＨＡよりも低くなっている。つまり、先の図１に示すように、排気供給孔４２から離れた位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さは低くされている。
【００２７】
図４に示すように、第２バンク用の各排気分配路４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ｆも、第１バンク用の各排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅと同様になっている。
すなわち、排気供給孔４２から気筒配列方向に向かって順に、第２排気分配路４５Ｂ、第４排気分配路４５Ｄ、第６排気分配路４５Ｆが設けられている。
【００２８】
第２排気分配路４５Ｂは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第２開口部４５ＢＫがチャンバ４０内に開口しており（先の図２にも図示）、他方の開口部が第２吸気経路２２内に開口している（先の図２参照）。
【００２９】
同様に、第４排気分配路４５Ｄは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第４開口部４５ＤＫがチャンバ４０内に開口しており、他方の開口部が第４吸気経路２４内に開口している（図示略）。
【００３０】
同様に、第６排気分配路４５Ｆは、両端の開口部のうちの一方の開口部である第６開口部４５ＦＫがチャンバ４０内に開口しており、他方の開口部が第６吸気経路２６内に開口している（図示略）。
【００３１】
そして、第６排気分配路４５Ｆの第６開口部４５ＦＫの開口部高さＨＦは、第４排気分配路４５Ｄの第４開口部４５ＤＫの開口部高さＨＤよりも低くなっており、第４開口部４５ＤＫの開口部高さＨＤは、第２排気分配路４５Ｂの第２開口部４５ＢＫの開口部高さＨＢよりも低くなっている。つまり、第２バンク用の各排気分配路４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ｆについても、排気供給孔４２から離れた位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さは低くされている。
【００３２】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）排気供給孔４２からチャンバ４０内に排気が導入されると、排気中の水蒸気が凝縮した凝縮水は、排気供給孔４２から離れる方向、つまり排気の下流方向に向かってチャンバ４０の内壁面を移動していく。ここで、各排気分配路の開口部のうちで排気供給孔４２に近い位置に設けられた開口部がチャンバ４０の床面４０Ｂに近いと、排気供給孔４２から入ってきた凝縮水の多くが床面４０Ｂに近い同開口部に流れ込むため、当該開口部よりも排気下流に設けられた排気分配路に流れ込む凝縮水の量が少なくなる。つまり排気下流側に設けられた排気分配路ほど凝縮水の流入量が少なくなるため、各気筒への凝縮水の均等分配性が悪化してしまう。
【００３３】
この点、本実施形態では、排気供給孔４２から離れた位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さが低くされている。逆にいえば排気供給孔４２に近い位置に設けられた排気分配路ほど開口部高さは高くされており、第１バンク用の各排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅについては、先の図１や図３に示したように、第１排気分配路４５Ａ→第３排気分配路４５Ｃ→第５排気分配路４５Ｅの順で、開口部高さは徐々に低くなっている。そのため、排気供給孔４２から入ってきた凝縮水は、チャンバ４０内を移動していく過程で少しずつ各排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅの開口部に流れ込むようになり、各排気分配路４５Ａ、４５Ｃ、４５Ｅに流入する凝縮水の量のばらつきが抑えられるようになる。
【００３４】
同様に、第２バンク用の排気分配路４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ｆについても、先の図４に示したように、第２排気分配路４５Ｂ→第４排気分配路４５Ｄ→第６排気分配路４５Ｆの順で、開口部高さは徐々に低くなっている。そのため、排気供給孔４２から入ってきた凝縮水は、チャンバ４０内を移動していく過程で少しずつ各排気分配路４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ｆの開口部に流れ込むようになり、各排気分配路４５Ｂ、４５Ｄ、４５Ｆに流入する凝縮水の量のばらつきが抑えられるようになる。
【００３５】
このように各排気分配路４５Ａ〜４５Ｆに流入する凝縮水の量のばらつきが抑えられるようになるため、各気筒への凝縮水の均等分配性が向上するようになる。
（２）上述したように、各気筒への凝縮水の均等分配性が向上するようになるため、例えば、特定気筒に集中して凝縮水が流れ込むことによる当該特定気筒での失火の発生を抑えることができる。また、各気筒間における出力トルクの差が小さくなるため、機関のトルク変動を少なくすることができる。また、凝縮水が特定気筒に偏ることなく分散して各吸気経路２１〜２６に導入されるため、各吸気経路２１〜２６のそれぞれに付着する凝縮水の量や、内燃機関の各吸気ポートにそれぞれ付着する凝縮水の量が少なくなる。そのため、付着した凝縮水が乾燥しやすくなる。従って、例えば各吸気経路２１〜２６や各吸気ポートに付着した凝縮水が燃料噴射弁の噴射孔にも付着することにより生じる同噴射孔の詰まりを抑えることもできる。
【００３６】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・内燃機関が車両に搭載された状態においてインテークマニホールド１０の姿勢が傾いた状態になるなどして、上記第１開口部４５ＡＫ及び上記第２開口部４５ＢＫの水平方向（鉛直方向に直交する方向）における位置が異なるようになると、位置が低い方の開口部（より鉛直方向下方に位置する開口部）に凝縮水が集まるおそれがある。同様に、上記第３開口部４５ＣＫ及び上記第４開口部４５ＤＫの水平方向における位置が異なると、位置が低い方の開口部に凝縮水が集まるおそれがある。同様に、上記第５開口部４５ＥＫ及び上記第６開口部４５ＦＫの水平方向における位置が異なると、位置が低い方の開口部に凝縮水が集まるおそれがある。
【００３７】
そこで、内燃機関が車両に搭載された状態においてインテークマニホールド１０の姿勢が傾いた状態になる場合には、各排気分配路４５Ａ〜４５Ｆの各開口部４５ＡＫ〜４５ＦＫを次のように設けてもよい。すなわち、上記第１開口部４５ＡＫ及び上記第２開口部４５ＢＫの水平方向における位置が同じになり、上記第３開口部４５ＣＫ及び上記第４開口部４５ＤＫの水平方向における位置が同じになり、上記第５開口部４５ＥＫ及び上記第６開口部４５ＦＫの水平方向における位置が同じになるように、各開口部を設けるようにしてもよい。このようにすれば、位置が低い方の開口部に凝縮水が集まることを抑えることができるため、これによっても各気筒への凝縮水の均等分配性を向上させることが可能になる。
【００３８】
・上述した排気導入構造はインテークマニホールド１０に一体形成されていた。この他、上述した排気導入構造を有する構造体を別途設けて、その構造体をインテークマニホールド１０に組み付けるようにしてもよい。
【００３９】
・上述した排気導入構造を有するインテークマニホールド１０は、Ｖ型６気筒の内燃機関用であったが、他の気筒配列や気筒数を有する内燃機関のインテークマニホールドにも上述した排気導入構造は適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…インテークマニホールド、１２…上面、２１…第１吸気経路、２２…第２吸気経路、２３…第３吸気経路、２４…第４吸気経路、２５…第５吸気経路、２６…第６吸気経路、３０…フランジ、３１…フランジ、４０…チャンバ、４０Ｂ…床面、４２…排気供給孔、４４…フランジ、４５Ａ…第１排気分配路、４５Ｂ…第２排気分配路、４５Ｃ…第３排気分配路、４５Ｄ…第４排気分配路、４５Ｅ…第５排気分配路、４５Ｆ…第６排気分配路、４５ＡＫ…第１開口部、４５ＢＫ…第２開口部、４５ＣＫ…第３開口部、４５ＤＫ…第４開口部、４５ＥＫ…第５開口部、４５ＦＫ…第６開口部、５０…サージタンク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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