(57)【要約】【課題】  吸気通路の吸気ポート寄りに吸気制御弁を配置したエンジンの吸気装置において、共通通路部と分岐通路部とを有する排気ガス還流通路により分配性の高いポートＥＧＲを実現しつつ、隣接する吸気通路が分岐通路部を介して連通することによる吸気干渉を防止し、吸気充填量増大を図れるようにする。【解決手段】  シリンダヘッドと吸気マニホールド４の間に、内部に共通通路部と分岐通路部を有する排気ガス還流通路を設けたＥＧＲプレート部材６を配設し、吸気マニホールド４の各吸気分岐通路６０の開口部１６に、開閉動作に伴ない吸気通路面積を大小に切り換える蝶弁式の吸気制御弁６１を配置する。そして、吸気制御弁６１には、閉じ姿勢では分岐通路部の開口部５０を開放し、開き姿勢では同開口部５０を遮蔽するよう弁片６３を設ける。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンの各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りの位置に、開閉動作に伴ない吸気通路面積を大小に切り換える吸気制御弁を配置し、該吸気制御弁を所定運転領域において閉じ姿勢に制御するとともに、前記各気筒の吸気通路の前記吸気制御弁の直下流側に排気ガス還流通路を開口させ、前記吸気制御弁を閉じ姿勢に制御する前記所定運転領域おいて前記排気ガス還流通路から前記各気筒の吸気通路に排気ガスを導入するエンジンの吸気装置であって、
前記各気筒の吸気通路に配置された吸気制御弁は、蝶弁で、各吸気制御弁が気筒列方向に延びる駆動軸を介して開閉操作され、
前記排気ガス還流通路は、共通通路部と該共通通路部から分岐して隣り合う吸気通路間で各気筒の吸気通路に開口する分岐通路部を有し、
隣り合う吸気通路の各吸気制御弁の内の少なくとも一方に、該吸気制御弁の閉じ姿勢では前記分岐通路部の吸気通路への開口部を開放し、該吸気制御弁の開き姿勢では前記分岐通路部の吸気通路への開口部を遮蔽する弁片が設けられていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記吸気制御弁は、閉じ姿勢で前記吸気通路の一側に寄せて吸気を流すよう構成され、前記排気ガス還流通路の分岐通路部の開口部は、前記吸気制御弁の閉じ姿勢において吸気を流す前記一側に近い位置の吸気通路側面に、前記駆動軸と略平行に設けられ、前記弁片は、各吸気制御弁の駆動軸方向の一端側に、吸気流れ方向と平行な板状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記吸気制御弁が吸気マニホールドのシリンダ接続端部寄りに配置され、前記排気ガス還流通路は、吸気マニホールドとシリンダヘッドとの間に配置されるプレート部材の内部に形成され、該プレート部材に、吸気マニホールドの各分岐通路の開口部に連通する吸気開口部が設けられ、該吸気開口部に前記排気ガス還流通路の分岐通路部の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記プレート部材は、厚み方向に重なり合う２枚の分割プレート体からなり、各分割プレート体の接合面に形成された溝により前記排気ガス還流通路が構成されていることを特徴とする請求項３記載のエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの吸気装置に関し、特に、多気筒エンジンの各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りに吸気制御弁を配置するとともに、各気筒の吸気通路の吸気制御弁直下流側に排気ガスを導入するエンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用等の多気筒エンジンで、各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りに、開閉動作に伴ない吸気通路面積を大小に切り換える吸気制御弁を配置し、該吸気制御弁を所定運転領域において閉じ姿勢に制御するものにおいて、該吸気制御弁の上流または下流に排気ガスを還流させることは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、シリンダヘッドの吸気ポートフランジ部と吸気マニホールドとの間に、ＥＧＲ（排気ガス還流）用のプレート部材を介在させ、このプレート部材と吸気ポートフランジ部とで、複数気筒の吸気ポートに対し、共通通路部、上流分岐通路部および下流分岐通路部からなるトーナメント様式の排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）を形成したものも従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４７９１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多気筒エンジンの各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りに、開閉動作に伴ない吸気通路面積を大小に切り換える吸気制御弁を配置し、エンジンの低速域等で閉じ姿勢に制御することによって吸気の流速を高め、燃焼室内にスワールまたは縦渦を生起させるものにおいて、吸気制御弁の直下流側に排気ガスを還流させるよう、例えばトーナメント様式の排気ガス還流通路の分岐通路部を吸気通路に開口させると、隣り合った気筒の吸気通路間が、排気ガス還流通路の分岐通路部によって連通することにより、隣接気筒間の吸気干渉が生じ、吸気制御弁を開く高速域等において、吸気脈動、慣性等による吸気充填量増大の効果が損なわれる。
【０００５】
そこで、多気筒エンジンの各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りに吸気制御弁を配置したエンジンの吸気装置において、共通通路部と分岐通路部とを有する排気ガス還流通路により各気筒の吸気ポートへの分配性の高い排気ガス還流を実現しつつ、隣接する吸気通路が排気ガス還流通路の分岐通路部を介して連通することによる吸気干渉を防止し、吸気充填量増大を図れるようにすることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、多気筒エンジンの各気筒の吸気通路の吸気ポート寄りに、開閉動作に伴ない吸気通路面積を大小に切り換える吸気制御弁を配置し、該吸気制御弁を所定運転領域において閉じ姿勢に制御するとともに、各気筒の吸気通路の吸気制御弁の直下流側に排気ガス還流通路を開口させ、吸気制御弁を閉じ姿勢に制御する所定運転領域おいて排気ガス還流通路から各気筒の吸気通路に排気ガスを導入するエンジンの吸気装置であって、各気筒の吸気通路に配置された吸気制御弁は、蝶弁で、各吸気制御弁が気筒列方向に延びる駆動軸を介して開閉操作され、排気ガス還流通路は、共通通路部と該共通通路部から分岐して隣り合う吸気通路間で各気筒の吸気通路に開口する分岐通路部を有し、隣り合う吸気通路の各吸気制御弁の内の少なくとも一方に、該吸気制御弁の閉じ姿勢では前記分岐通路部の吸気通路への開口部を開放し、該吸気制御弁の開き姿勢では前記分岐通路部の吸気通路への開口部を遮蔽する弁片が設けられているエンジンの吸気装置を提供するものである。
【０００７】
この吸気装置では、エンジン低速域等の所定運転領域においては、吸気制御弁が閉じ姿勢に制御され、排気ガス還流通路の分岐通路部の吸気通路への開口部が開放されて、分岐通路部の開口部から各気筒の吸気制御弁直下流に排気ガスが供給され、分配性の高い排気ガス還流が行われる。そして、エンジン高速域等では、吸気制御弁が開き姿勢に制御され、それに伴って、弁片が分岐通路の開口部を遮断する。そのため、分岐通路部を介する隣接気筒間の排気吸気干渉が防止され、吸気脈動、慣性等の効果で吸気充填量を増大させることができる
【０００８】
ここで、吸気制御弁が、閉じ姿勢で前記吸気通路の一側に寄せて吸気を流すよう構成され、排気ガス還流通路の分岐通路部の開口部が、吸気制御弁の閉じ姿勢において吸気を流す側に近い位置の吸気通路側面に、駆動軸と略平行に設けられたものである場合、弁片は、各吸気制御弁の駆動軸方向の一端側に、吸気流れ方向と平行な板状に形成するのがよい。そうすることで、吸気制御弁の閉じ状態において排気ガスの吸気への拡散性を高め、かつ、吸気制御弁の開き状態において弁片による吸気抵抗が殆ど無いようにすることができる。
【０００９】
また、吸気制御弁が吸気マニホールドのシリンダ接続端部寄りに配置されている場合、吸気マニホールドとシリンダヘッドとの間に、内部に排気ガス還流通路を形成したプレート部材を配置して、そのプレート部材に、吸気マニホールドの各分岐通路の開口部に連通する吸気開口部を設け、該吸気開口部に排気ガス還流通路の分岐通路部の開口部を形成するのがよい。そうすることで、現行のエンジンをほとんど変更することなく、分配性の良い排気ガス還流系の設定ができ、組立て性も高くできる。
【００１０】
プレート部材は、厚み方向に重なり合う２枚の分割プレート体からなり、各分割プレート体の接合面に形成された溝により前記排気ガス還流通路が構成されているものとするのがよい。そうすることで、プレート部材内の排気ガス還流通路を簡便に製作でき、通路設計の自由度も大きくて、分配性の良い排気ガス還流系をコンパクトに構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエンジンの吸気装置は、このように、吸気制御弁が閉じ姿勢に制御される運転領域では、分配性の高い排気ガス還流を行うことができ、吸気制御弁が開き姿勢に制御される運転領域では、弁片により分岐通路部の開口部を遮断することにより、分岐通路部を介する隣接気筒間の排気吸気干渉を防止し、吸気脈動、慣性等の効果を損なわないようにすることができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜１２を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１はエンジン上部の正面図、図２はエンジン上部のシリンダヘッド側から見た吸気マニホールドおよびＥＧＲプレート部材の組み付け図、図３はＥＧＲプレート部材の正面図、図４は図３のＥＧＲプレート部材を正面斜め右上方から見た斜視図、図５は図３のＥＧＲプレート部材を構成するＥＧＲプレートインナの正面図、図６は図３のＥＧＲプレート部材を構成するＥＧＲプレートアウタの正面図、図７は図３のＥＧＲプレート部材のプレート間のガスケットの正面図、図８はＥＧＲプレート部材とシリンダヘッドの吸気ポートフランジ部との間のガスケットの正面図、図９は図１の吸気制御弁閉じ状態のＤ−Ｄ断面図、図１０は図１の吸気制御弁開き状態のＤ−Ｄ断面図である。
【００１３】
この実施の形態に係るエンジンは、自動車のエンジンルームに横置きで搭載されるクロスフロー式直列４気筒エンジンで、図１に示すように、シリンダヘッド１の正面に各気筒の吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが開口する吸気ポートフランジ部３を有し、この吸気ポートフランジ部３に吸気マニホールド４が連結される。シリンダヘッド１はアルミ製で、吸気マニホールド４は樹脂製である。
【００１４】
吸気マニホールド４は、そのフランジ部５に、図２に示すようにＥＧＲプレート部材６が重ねられ、このＥＧＲプレート部材６を挟んでシリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３にボルト締結される。
【００１５】
ＥＧＲプレート部材６は、図３および図４に示すように、ＥＧＲプレートインナ７およびＥＧＲプレートアウタ８の２枚のアルミ製分割プレート体を、金属ガスケット９を挟んで厚み方向に重ね合わせ、ネジ１０（プレート締結ネジ）で一体に締結固定したもので、正面視にて略矩形で、高さ方向の幅が、左から右へ向かうにしたがって下側へ３段階で広がっている。ＥＧＲプレートインナ７はシリンダヘッド１側に配置され、ＥＧＲプレートアウタ８は吸気マニホールド４側に配置される。
【００１６】
ＥＧＲプレート部材６には、シリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３に開口する各吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対応した吸気開口部１１と、一体締結のためのプレート締結ネジ孔１２と、吸気マニホールド４と共締めでシリンダヘッド１にボルト締結するためのインマニ締結ボルト挿通孔１３が設けられ、また、正面視右端の吸気開口部１１の右側および下側に、該ＥＧＲプレート部材６を厚み方向に貫通する断熱開口１４，１５がそれぞれ設けられている。この内、右側の断熱開口１４は、ＥＧＲプレート部材６の右端下部を囲む断面略三角形の貫通穴であり、下側の断熱開口１５は、右端の吸気開口部１１を、高さ方向の幅が最大となった部分の下方延設部から隔てるよう略水平に延びるスリット状の貫通穴である。
【００１７】
そして、ＥＧＲプレート部材６の内部には、図２に示すように、排気ガス導入部２１と、該排気ガス導入部２１に連通する共通通路部２２と、該共通通路部２２から左右に別れて延びる一対の上流分岐通路部２３，２４と、各上流分岐通路２３，２４の先端からそれぞれ左右に別れて延びる各一対の下流分岐通路２５，２６および２７，２８とからなり、４気筒の各吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの近傍に排気ガスを分配する所謂トーナメント様式の排気ガス還流通路が設けられている。
【００１８】
排気ガス導入部２１は、シリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３に設けられたＥＧＲ（排気ガス還流）用の排気ガス供給部２０（図1参照）に連通し、ＥＧＲガス（還流排気ガス）をＥＧＲプレート部材６内部に導入するためのもので、図２に示すようにシリンダヘッド１側から見て左端下部（正面視にて右端下部）に位置する。そして、図２に示すように、排気ガス導入部２１から、ＥＧＲプレート部材６の下方延設部の下縁に沿って、内側二つの吸気開口部１１間の略中央下方まで共通通路部２２が延び、その内側二つの吸気開口部１１間の略中央下方で共通通路部２２から上方左右に分岐して、一対の上流分岐通路部２３，２４が左右の各外側および内側の二つの吸気開口部１１間の略中央まで延び、それら左右の各外側および内側の二つの吸気開口部１１間の略中央で各上流分岐通路２３，２４の先端から下流分岐通路２５，２６および２７，２８が左右に別れて直線状に各吸気開口部１１まで延びている。
【００１９】
図５および図６に示すように、ＥＧＲプレートインナ７およびＥＧＲプレートアウタ８には、相互の接合面に、上記排気ガス導入部２１と共通通路部２２と上流分岐通路部２３，２４と下流分岐通路２５，２６および２７，２８をそれぞれ略半割にした形状の溝２９，３０が形成されている。ＥＧＲプレートインナ７とＥＧＲプレートアウタ８とが重ね合わされたとき、これらの溝２９，３０が合わさって、排気ガス導入部２１と共通通路部２２と上流分岐通路部２３，２４と下流分岐通路２５，２６および２７，２８からなる排気ガス還流通路を構成する。
【００２０】
また、ＥＧＲプレートインナ７には、溝２９の、排気ガス導入部２１を構成する拡大部分の中央に、シリンダヘッド１側の上記排気ガス供給部２０に連通する開口３１が設けられている。そして、ＥＧＲプレートインナ７およびＥＧＲプレートアウタ８には、シリンダヘッド１側の排気ガス供給部２０から開口３１を経て導入された排気ガスが共通通路部２２へ流れる際の抵抗となるよう、ＥＧＲプレートインナ７とＥＧＲプレートアウタ８とを重ね合わせたときに重なり合って上記開口３１の周辺一側を塞ぐ障壁となるバッフル突起３２，３３が設けられている。シリンダヘッド１の排気ガス供給部２０から供給される排気ガスは、ＥＧＲプレート部材６の開口部３１から偏平状に断面空間を急拡大した排気ガス導入部２１に入ることによる急膨張と、バッフル突起３２，３３による圧力損失で放熱し、その分、温度が下がる。
【００２１】
ＥＧＲプレートインナ７およびＥＧＲプレートアウタ８には、図５および図６に示すように、吸気開口部１１を構成する開口３４，３５、プレート締結ネジ孔１２を構成する穴３６，３７、インマニ締結ボルト挿通孔１３を構成する穴３８，３９、断熱開口１４，１５を構成する開口４０，４１および４２，４３が形成されている。
【００２２】
ＥＧＲプレートインナ７とＥＧＲプレートアウタ８との間に配置される金属ガスケット９は、図７に示すとおりで、吸気開口部１１を構成する開口３４，３５と、排気ガス導入部２１、共通通路部２２、上流分岐通路部２３，２４および下流分岐通路２５，２６および２７，２８を構成する上記溝２９，３０とを取り囲む形で開口９Ａが形成され、この開口９Ａの内縁沿いにシール用のビード４４が形成されている。
【００２３】
ＥＧＲプレート部材６は、シリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３と、吸気マニホールド４との間に配置され、吸気マニホールド４のフランジ部５との間に、図２に示すように、各吸気開口部１１を囲む配置でゴム製のシールリング４５（Ｏリング）を挟み、シリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３との間には、図８に示す金属ガスケット４６を挟んで、吸気マニホールド４と共締めでシリンダヘッド１にボルト締結される。シリンダヘッド１側の金属ガスケット４６には、図８に示すように、各吸気開口部１１の周りと排気ガス導入部２１の周りを取り囲む開口４６Ａ，４６Ｂが形成され、これら開口４６Ａ，４６Ｂの内縁沿いにシール用のビード４７が形成されている。
【００２４】
シールリング４５は、吸気マニホールド４のフランジ部５に、吸気マニホールド４の各分岐通路開口部１６およびそれら分岐通路開口部１６に対応するＥＧＲプレート部材６の吸気開口部１１を囲む配置で、ＥＧＲプレート部材６に圧接される。
【００２５】
ＥＧＲプレート部材６内部の排気ガス還流通路は、下流分岐通路２５，２６，２７，２８の先端が各吸気開口部１１に開口し、その開口部５０には、図２に示すように絞りが設けられている。
【００２６】
このエンジンには、各気筒の吸気ポート２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに連通する吸気通路を構成する吸気マニホールド４の各吸気分岐通路６０の開口部（分岐通路開口部）１６に、図９および図１０に示すように、蝶弁式の吸気制御弁６１が配置されている。
【００２７】
各吸気制御弁６１は、各分岐通路開口部１６の中心から下側にオフセットした位置に気筒列方向に延設された共通の駆動軸６２に固定され、該駆動軸６２の回転により開閉操作されるもので、閉じ姿勢では、図９に示すように吸気通路を上部を残して遮断し、開き姿勢では、図１０に示すように吸気通路（吸気分岐通路６０）の軸線方向に沿う状態となって吸気通路を全開する。
【００２８】
エンジン低速側の所定運転領域では、吸気制御弁６１が閉じ姿勢に制御される。それにより、吸気は各気筒の吸気通路（吸気分岐通路６０）の上側に寄って狭い通路断面積を流れ、吸気の流速が高まり、燃焼室内にスワールを生起させる。一方、高速側の運転領域では、吸気制御弁６１が開き姿勢に制御される。
【００２９】
ＥＧＲプレート部材６内部の排気ガス還流通路の各分岐通路部２５，２６，２７，２８の開口部５０は、吸気制御弁６１の駆動軸の直下流側で、吸気制御弁６１の閉じ姿勢において吸気を流す側に近い上側寄り位置の吸気通路側面に、駆動軸と略平行に開口するよう設けられている。
【００３０】
そして、吸気制御弁６１には、閉じ姿勢では図９に示すように上記分岐通路部２５，２６，２７，２８の開口部５０を開放し、開き姿勢では図１０に示すように同開口部５０を遮蔽する弁片６３が設けられている。弁片６３は、各吸気制御弁６１の駆動軸方向の一端側に、吸気流れ方向と平行な板状に形成したものである。
【００３１】
プレート部材６の吸気開口部１１側面には、吸気制御弁６１の開閉動作に伴なって開口部５０を開閉する弁片６３との干渉を避けるよう切欠き凹部６４が形成されている。
【００３２】
こうした構成により、エンジン低速域等の所定運転領域においては、吸気制御弁６１が閉じ姿勢に制御され、排気ガス還流通路の分岐通路部２５，２６，２７，２８の吸気通路への開口部５０が開放されて、分岐通路部の開口部から各気筒の吸気制御弁直下流に排気ガスが供給され、分配性の高い排気ガス還流が行われる。また、エンジン高速域等では、吸気制御弁６１が開き姿勢に制御され、それに伴って、弁片６３が分岐通路部２５，２６，２７，２８の開口部を遮断する。そのため、分岐通路部２５，２６，２７，２８を介する隣接気筒間の排気吸気干渉を防止し、吸気脈動、慣性等の効果で吸気充填量を増大させることができる
【００３３】
以上は実施の形態の一例である。本発明はこれに限定されるものではなく、他に様々に態様を変えて実施することができる。例えば、上記実施の形態では、吸気制御弁６１を吸気マニホールド４に設けたものに本発明を適用したが、ＥＧＲプレート部材を厚く形成し、このＥＧＲプレート部材に吸気制御弁を設けるものを対象としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態に係るエンジン上部の正面図である。
【図２】実施の形態に係るエンジン上部のシリンダヘッド側から見た吸気マニホールドおよびＥＧＲプレート部材の組み付け図である。
【図３】実施の形態に係るＥＧＲプレート部材の正面図である。
【図４】図３のＥＧＲプレート部材を正面斜め右上方から見た斜視図である。
【図５】図３のＥＧＲプレート部材を構成するＥＧＲプレートインナの正面図である。
【図６】図３のＥＧＲプレート部材を構成するＥＧＲプレートアウタの正面図である。
【図７】図３のＥＧＲプレート部材のプレート間のガスケットの正面図である。
【図８】実施の形態に係るＥＧＲプレート部材とシリンダヘッドの吸気ポートフランジ部との間のガスケットの正面図である。
【図９】図１の吸気制御弁閉じ状態のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】図１の吸気制御弁開き状態のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シリンダヘッド
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  吸気ポート
３  吸気ポートフランジ部
４  吸気マニホールド
６  ＥＧＲプレート部材
７  ＥＧＲプレートインナ
８  ＥＧＲプレートアウタ
９  金属ガスケット
１１  吸気開口部
１６  分岐通路開口部
２２  共通通路部
２３，２４  上流分岐通路部
２５，２６，２７，２８  下流分岐通路
５０  開口部
６０  吸気分岐通路
６１  吸気制御弁
６２  駆動軸
６３  弁片
６４  切欠き凹部
【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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【図７】
2005069058.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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