JP2018091310A - 内燃機関の吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】空気導入口へのブローバイガスの流入を抑えることのできる内燃機関の吸気マニホールドを提供する。
【解決手段】吸気マニホールド１０は、気筒配列方向に延びるサージタンク３０と、気筒配列方向に延びるサージタンク３０の長手方向における一方の端部に設けられておりサージタンク３０に空気を導入する空気導入口３３と、空気導入口３３よりも吸気下流側のサージタンク３０内に開口しておりサージタンク３０内に内燃機関のブローバイガスを導入するガス導入通路４０とを備えている。このガス導入通路４０は、サージタンク３０の長手方向と同一方向に延びている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気マニホールドに関する。

内燃機関の吸気マニホールドにはサージタンクが設けられており、このサージタンクには内燃機関のクランクケースからブローバイガスが導入される。例えば、特許文献１に記載の吸気マニホールドは、サージタンク内に空気を導入する空気導入口と、サージタンク内にブローバイガスを導入するための開口部を有するガス導入通路とを備えている。

特開２０１３−２４２２９号公報

上記特許文献１に記載の吸気マニホールドでは、サージタンクの長手方向に対して傾いた方向にガス導入通路が延びている。こうしたガス導入通路の傾斜角が大きいと、ガス導入通路の開口部からサージタンク内に導入されたブローバイガスが、サージタンク内に生じる乱流等によってサージタンクの吸気上流方向に流されてしまい、空気導入口に流入してしまうおそれがある。

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、空気導入口へのブローバイガスの流入を抑えることのできる内燃機関の吸気マニホールドを提供することにある。

上記課題を解決する内燃機関の吸気マニホールドは、内燃機関の気筒配列方向に延びるサージタンクと、気筒配列方向に延びる前記サージタンクの長手方向における一方の端部に設けられており前記サージタンクに空気を導入する空気導入口と、前記空気導入口よりも吸気下流側のサージタンク内に開口しており前記サージタンク内に内燃機関のブローバイガスを導入するガス導入通路とを備えている。そして、前記ガス導入通路は、前記サージタンクの長手方向と同一方向に延びている。

空気導入口からサージタンク内に導入された空気は、サージタンクの長手方向であって吸気下流方向に向かって流れていく。ここで、同構成では、ガス導入通路は、サージタンクの長手方向と同一方向に延びており、サージタンクの長手方向に対して傾斜した方向には延設されていない。そのため、ガス導入通路の開口部からサージタンク内に導入された直後のブローバイガスの流れ方向と、サージタンク内を長手方向に流れていく空気の流れ方向とは同一になり、ブローバイガスは、上記開口部からサージタンク内への導入直後から空気と共に吸気下流方向に流れていく。従って、ガス導入通路の開口部からサージタンク内に導入されたブローバイガスは、サージタンクの吸気上流方向には流れにくくなり、その結果、空気導入口へのブローバイガスの流入を抑えることができる。

上記吸気マニホールドにおいて、前記サージタンクの内部には、前記サージタンクの内周面に掛け渡されており前記ガス導入通路を形成するリブを設けるようにしてもよい。
同構成によれば、ガス導入通路を形成するリブによってサージタンクの内周面が補強されるため、サージタンクの剛性を高めることができる。そのため、例えばサージタンクの耐圧性能を高めることも可能になる。

上記吸気マニホールドにおいて、前記空気導入口の吸気上流側には、スロットルバルブを備えたスロットルボディが取り付けられていてもよい。
スロットルバルブを備えたスロットルボディが空気導入口の吸気上流側に取り付けられている場合において、サージタンク内に導入されたブローバイガスが空気導入口に流入してしまうと、次のような不都合の発生が懸念される。

すなわち、空気導入口に流入したブローバイガスが、空気導入口の吸気上流側に取り付けられたスロットルボディにまで届いてしまうと、スロットルバルブやスロットルバルブ近傍の吸気通路がブローバイガスに曝されるようになる。ここで、低温環境下では、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凝縮水になった後、凍結することがあるため、そうした低温環境下においてブローバイガスがスロットルボディに届いてしまうと、スロットルバルブやスロットルバルブ近傍の吸気通路に付着したブローバイガス由来の凝縮水が凍結することにより、スロットルバルブの動作不良が生じるおそれがある。

この点、同構成の吸気マニホールドによれば、空気導入口へのブローバイガスの流入を抑えることが可能なため、上述したようなスロットルバルブの動作不良の発生を抑えることができる。

上記吸気マニホールドにおいて、前記ガス導入通路の開口方向の延長線上に位置する前記サージタンクの外壁にはセンサの検出部が設けられており、前記サージタンク内に開口している前記ガス導入通路の開口部と前記検出部との間には、前記サージタンクの内周面から突き出た壁を設けるようにしてもよい。

ガス導入通路の開口方向の延長線上に位置するサージタンクの外壁にセンサの検出部が設けられている場合には、センサの検出部がブローバイガスに曝されやすい。ここで、上述したように、低温環境下では、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凝縮水になった後、凍結することがあるため、そうした低温環境下においてセンサの検出部がブローバイガスに曝されてしまうと、センサの検出部に付着したブローバイガス由来の凝縮水が凍結することにより、センサの検出精度が悪化するおそれがある。この点、同構成によれば、ガス導入通路の開口部とセンサの検出部との間には、サージタンクの内周面から突き出た壁が設けられている。この壁によってセンサの検出部がブローバイガスに曝されることは抑制されるため、上述したようなセンサの検出精度の悪化を抑えることができる。また、サージタンクの内周面から突き出た上記壁は、サージタンクの内周面を補強するリブとして機能するため、サージタンクの剛性を高めることができる。従って、例えば内燃機関の振動に起因するサージタンクの振動を低減することも可能になる。

一実施形態における吸気マニホールドの正面図。 図１に示す２−２線に沿った吸気マニホールドの断面図。 図２に示す３−３線に沿った吸気マニホールドの断面図。 同実施形態の変形例における吸気マニホールドの断面図。

以下、内燃機関の吸気マニホールドの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態の吸気マニホールド１０は、直列４気筒の内燃機関に組み付けられる樹脂製の吸気マニホールドである。

図１に示すように、吸気マニホールド１０には、組み付け対象の内燃機関の気筒配列方向（図１及び図３に示す矢印Ｌ方向）に延びるサージタンク３０が設けられている。
気筒配列方向に延びるサージタンク３０の長手方向（図１及び図３に示す矢印Ｌ方向と同一方向）における一方の端部にはスロットル用フランジ３２が設けられており、このスロットル用フランジ３２には、スロットルバルブ５１を備えたスロットルボディ５０が接続されている。

図１及び図２に示すように、吸気マニホールド１０には、サージタンク３０から分岐した湾曲状の通路であって内燃機関の各気筒に空気を分配供給する分配通路２０が４つ設けられている。また、図１に示すように、分配通路２０の吸気下流側には、分配通路２０を内燃機関の吸気ポートに接続するためのポート用フランジ２１が設けられている。

先の図１に示すように、サージタンク３０の外周壁３９や分配通路２０の外周壁には複数のリブ８０が形成されている。また、吸気マニホールド１０には、サージタンク３０内に内燃機関のブローバイガスを導入するためのガス入口４１が設けられている。なお、本実施形態では、上記ポート用フランジ２１にガス入口４１を設けているが、他の部位にガス入口４１を設けてもよい。

図３に示すように、サージタンク３０において、上記スロットル用フランジ３２が設けられている部位には、サージタンク３０に空気を導入する空気導入口３３が開けられている。

吸気マニホールド１０には、ブローバイガスをサージタンク３０内に導入するガス導入通路４０が設けられている。このガス導入通路４０は、サージタンク３０の長手方向と同一方向（図３に示す矢印Ｋ方向）に延びている。換言すれば、ガス導入通路４０は、サージタンク３０の長手方向に対して平行な方向に向かって延びている。ガス導入通路４０において、同ガス導入通路４０内を流れるブローバイガスの流れ方向における上流側には、上記ガス入口４１が繋がっている。また、ガス導入通路４０において、同ガス導入通路４０内を流れるブローバイガスの流れ方向における下流方向の末端には、空気導入口３３よりも吸気下流側のサージタンク３０内に開口する開口部４２が設けられている。この開口部４２は、サージタンク３０の長手方向における中央付近に設けられている。このガス導入通路４０は、空気導入口３３から離れる方向に向かって開口しており、上記ガス入口４１からガス導入通路４０内に流れ込んだブローバイガスＢは上記開口部４２からサージタンク３０内に流出する。

先の図２に示すように、サージタンク３０の内部には、サージタンク３０の内周面３８に掛け渡されておりガス導入通路４０の底壁を形成する第１リブ３４や、第１リブ３４から上方に延びておりガス導入通路４０において底壁に直交する縦壁を形成する第２リブ３５が形成されている。

先の図３に示すように、ガス導入通路４０の開口方向（図３に示す矢印Ｋ方向）の延長線上に位置するサージタンク３０の外壁３７には、圧力センサ６０の検出部６２が設けられている。この検出部６２とガス導入通路４０の開口部４２との間には、サージタンク３０の内周面から突き出た壁３６が設けられている。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）先の図３に示すように、空気導入口３３からサージタンク３０内に導入された空気Ａは、サージタンク３０の長手方向であって吸気下流方向に向かって流れていく。ここで、本実施形態では、ガス導入通路４０がサージタンク３０の長手方向と同一方向に延びており、サージタンク３０の長手方向に対して傾斜した方向には延設されていない。そのため、ガス導入通路４０の開口部４２からサージタンク３０内に導入された直後のブローバイガスＢの流れ方向と、サージタンク３０内を長手方向に流れていく空気Ａの流れ方向とは同一になり、ブローバイガスは、開口部４２からサージタンク３０内への導入直後から空気と共に吸気下流方向に流れていく。従って、ガス導入通路４０の開口部４２からサージタンク３０内に導入されたブローバイガスは、サージタンク３０の吸気上流方向には流れにくくなり、その結果、空気導入口３３へのブローバイガスの流入を抑えることができる。

（２）サージタンク３０の内部には、サージタンク３０の内周面３８に掛け渡されておりガス導入通路４０の底壁を形成する第１リブ３４を設けている。また、第１リブ３４から上方に延びておりガス導入通路４０において底壁に直交する縦壁を形成する第２リブ３５も設けている。これらの第１リブ３４や第２リブ３５によってサージタンク３０の内周面が補強されるため、サージタンク３０の肉厚を増やすことなくサージタンク３０の剛性を高めることができる。そのため、例えば、サージタンク３０の重量増加を抑えつつ、サージタンク３０の耐圧性能を高めることも可能になる。

（３）スロットルバルブ５１を備えたスロットルボディ５０が空気導入口３３の吸気上流側に取り付けられている場合において、サージタンク３０内に導入されたブローバイガスが空気導入口３３に流入してしまうと、次のような不都合の発生が懸念される。

すなわち、空気導入口３３に流入したブローバイガスが、空気導入口３３の吸気上流側に取り付けられたスロットルボディ５０にまで届いてしまうと、スロットルバルブ５１やスロットルバルブ５１近傍の吸気通路がブローバイガスに曝されるようになる。ここで、低温環境下では、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凝縮水になった後、凍結することがある。そのため、そうした低温環境下においてブローバイガスがスロットルボディ５０に届いてしまうと、スロットルバルブ５１やスロットルバルブ５１近傍の吸気通路に付着したブローバイガス由来の凝縮水が凍結することにより、スロットルバルブ５１の動作不良が生じるおそれがある。

この点、本実施形態の吸気マニホールド１０によれば、上記のごとく空気導入口３３へのブローバイガスの流入を抑えることが可能なため、上述したようなスロットルバルブ５１の動作不良の発生を抑えることができる。

（４）ガス導入通路４０の開口方向の延長線上に位置するサージタンク３０の外壁３７に圧力センサ６０の検出部６２を設けると、検出部６２がブローバイガスに曝されやすい。ここで、上述したように、低温環境下では、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凝縮水になった後、凍結することがあるため、そうした低温環境下において検出部６２がブローバイガスに曝されてしまうと、検出部６２に付着したブローバイガス由来の凝縮水が凍結することにより、圧力センサ６０の検出精度が悪化するおそれがある。この点、本実施形態によれば、ガス導入通路４０の開口部４２と検出部６２との間には、サージタンク３０の内周面から突き出た壁３６が設けられており、この壁３６によって検出部６２がブローバイガスに曝されることは抑制される。そのため、上述したような圧力センサ６０の検出精度の悪化を抑えることができる。また、サージタンク３０の内周面から突き出た上記壁３６は、サージタンク３０の内周面を補強するリブとして機能するため、サージタンク３０の肉厚を増やすことなくサージタンク３０の剛性を高めることができる。従って、例えば内燃機関の振動に起因して生じるサージタンク３０の振動を低減することも可能になる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・検出部６２及び上記壁３６を省略してもよい。また、サージタンク３０の外壁３７に検出部６２を設ける場合において上記壁３６を省略してもよい。これらの変形例でも、上記（４）以外の作用効果を得ることができる。

・図４に示すように、上記第１リブ３４とサージタンク３０の外周壁３９との間にガス導入通路４０を設けるとともに上記第２リブ３５を省略してもよい。
・ガス導入通路４０の開口部４２を、サージタンク３０の長手方向における中央付近に設けたが、この開口部４２を他の部位、例えばサージタンク３０の長手方向における中央付近よりも吸気上流側の部位や、サージタンク３０の長手方向における中央付近よりも吸気下流側の部位等に設けてもよい。

・吸気マニホールド１０は、直列４気筒の内燃機関に組み付けられる吸気マニホールドであったが、他の気筒配列や気筒数を有する多気筒内燃機関の吸気マニホールドでもよい。

１０…吸気マニホールド、２０…分配通路、２１…ポート用フランジ、３０…サージタンク、３２…スロットル用フランジ、３３…空気導入口、３４…第１リブ、３５…第２リブ、３６…壁、３７…外壁、３８…内周面、３９…外周壁、４０…ガス導入通路、４１…ガス入口、４２…開口部、５０…スロットルボディ、５１…スロットルバルブ、６０…圧力センサ、６２…検出部、８０…リブ。

Claims (4)

1. 内燃機関の気筒配列方向に延びるサージタンクと、
   気筒配列方向に延びる前記サージタンクの長手方向における一方の端部に設けられており前記サージタンクに空気を導入する空気導入口と、
   前記空気導入口よりも吸気下流側のサージタンク内に開口しており前記サージタンク内に内燃機関のブローバイガスを導入するガス導入通路と、を備える吸気マニホールドであって、
   前記ガス導入通路は、前記サージタンクの長手方向と同一方向に延びている
   内燃機関の吸気マニホールド。
2. 前記サージタンクの内部には、前記サージタンクの内周面に掛け渡されており前記ガス導入通路を形成するリブが設けられている
   請求項１に記載の内燃機関の吸気マニホールド。
3. 前記空気導入口の吸気上流側には、スロットルバルブを備えたスロットルボディが取り付けられている
   請求項１または２に記載の内燃機関の吸気マニホールド。
4. 前記ガス導入通路の開口方向の延長線上に位置する前記サージタンクの外壁にはセンサの検出部が設けられており、
   前記サージタンク内に開口している前記ガス導入通路の開口部と前記検出部との間には、前記サージタンクの内周面から突き出た壁が設けられている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気マニホールド。

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