JP2020023929A - エンジンの吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】 ブローバイガスを各分岐管に均等に供給しつつ、ブローバイガスに含まれる水がスロットルバルブ側に逆流するのを防止する。【解決手段】 吸気マニホールド１０は、ＰＣＶチャンバ１５にブローバイガスを導入するブローバイガス導入口１６ｇと、ブローバイガスをＰＣＶチャンバ１５からサージタンク１１に排出するブローバイガス排出口１６ｆと、ブローバイガスに含まれる水をＰＣＶチャンバ１５からサージタンク１１に排出する水抜き孔１７ｃとを備える。サージタンク１１の底壁１７ｄは上向きに隆起する少なくとも一つの隆起部１７ｅ，１７ｆを備え、最も上流側に位置する最上流隆起部１７ｅに対し、ブローバイガス排出口１６ｆは上流側に位置し、水抜き孔１７ｃは下流側に位置するので、最上流隆起部１７ｅを境にして相互に逆方向に流れる渦流Ｖ１，Ｖ２にブローバイガスおよび水をそれぞれ導入することで、各分岐管１２に対するブローバイガスの一層均等な配分と、スロットルバルブ１３の被水防止とを両立させることができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、上流側がスロットルバルブに接続されるサージタンクと、前記サージタンクの長手方向に並設されて各シリンダに接続する複数の分岐管と、前記サージタンクの長手方向中央部よりも上流側に設けられたＰＣＶチャンバとを備えるエンジンの吸気マニホールドに関する。

かかるエンジンの吸気マニホールドは、本出願人が特願２０１７−１２８７９４号により既に提案している。

吸気マニホールドのサージタンクはスロットルバルブに接続された上流側から下流側に向けて吸気が流れるため、ＰＣＶチャンバをサージタンクの下流側（スロットルバルブから遠い側）に設けると、ＰＣＶチャンバからサージタンクに排出されたブローバイガスが、サージタンクの下流側の分岐管に供給され易くなるのに対し、サージタンクの上流側の分岐管に供給され難くなり、各分岐管に対するブローバイガスの供給量が不均等になる問題がある。

そこで、特願２０１７−１２８７９４号により既に提案されたエンジンの吸気マニホールドは、ＰＣＶチャンバの位置をサージタンクの長手方向の中央部に対して上流側に設けることで、各分岐管にブローバイガスを均等に配分するようになっている。

ところで、ＰＣＶチャンバにおいてブローバイガスから分離された水は抜き孔からサージタンクに排出され、サージタンクから吸気と共に分岐管を経てシリンダに供給されて燃焼に供される。しかしながら、上述したようにＰＣＶチャンバがスロットルバルブに近いサージタンクの上流側に設けられていると、特に寒冷地において、サージタンクに排出された水がスロットルバルブ側に逆流してしまい、スロットルバルブが氷結してスムーズな作動が阻害される可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ブローバイガスを各分岐管に均等に供給しつつ、ブローバイガスに含まれる水がスロットルバルブ側に逆流するのを防止し得るエンジンの吸気マニホールドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、上流側がスロットルバルブに接続されるサージタンクと、前記サージタンクの長手方向に並設されて各シリンダに接続する複数の分岐管と、前記サージタンクの長手方向中央部よりも上流側に設けられたＰＣＶチャンバとを備えるエンジンの吸気マニホールドであって、前記ＰＣＶチャンバにブローバイガスを導入するブローバイガス導入口と、ブローバイガスを前記ＰＣＶチャンバから前記サージタンクに排出するブローバイガス排出口と、ブローバイガスに含まれる水を前記ＰＣＶチャンバから前記サージタンクに排出する水抜き孔とを備え、前記サージタンクの底壁は上向きに隆起する少なくとも一つの隆起部を備え、最も上流側に位置する最上流隆起部に対し、前記ブローバイガス排出口は上流側に位置し、前記水抜き孔は下流側に位置することを特徴とするエンジンの吸気マニホールドが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ブローバイガス排出口は前記ブローバイガス導入口よりも高い位置にあることを特徴とするエンジンの吸気マニホールドが提案される。

請求項１の構成によれば、上流側がスロットルバルブに接続されるサージタンクと、サージタンクの長手方向に並設されて各シリンダに接続する複数の分岐管と、サージタンクの長手方向中央部よりも上流側に設けられたＰＣＶチャンバとを備えるので、ＰＣＶチャンバからサージタンクに排出されたブローバイガスを各分岐管に均等に配分することができる。

ＰＣＶチャンバにブローバイガスを導入するブローバイガス導入口と、ブローバイガスをＰＣＶチャンバからサージタンクに排出するブローバイガス排出口と、ブローバイガスに含まれる水をＰＣＶチャンバからサージタンクに排出する水抜き孔とを備え、サージタンクの底壁は上向きに隆起する少なくとも一つの隆起部を備え、最も上流側に位置する最上流隆起部に対し、ブローバイガス排出口は上流側に位置し、水抜き孔は下流側に位置するので、最上流隆起部を境にして相互に逆方向に流れる渦流にブローバイガスおよび水をそれぞれ導入することで、各分岐管に対するブローバイガスの一層均等な配分と、スロットルバルブの被水防止とを両立させることができる。

また請求項２の構成によれば、ブローバイガス排出口はブローバイガス導入口よりも高い位置にあるので、ブローバイガス排出口の位置が高くなることでＰＣＶチャンバ内の水がブローバイガスに引きずられてサージタンク内に飛散することが防止され、スロットルバルブの被水が一層確実に防止される。

吸気マニホールドの平面図である。 吸気マニホールドのロア部材の斜視図である。 図１の３Ａ−３Ａ線および３Ａ−３Ａ線断面図である。 図１の４−４線断面図である。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、直列四気筒エンジンの吸気マニホールド１０は、その長手方向に沿って延びるサージタンク１１と、サージタンク１１の長手方向に所定間隔で離間する四カ所から分岐する４本の分岐管１２とを備えており、サージタンク１１の上流側にはスロットルバルブ１３が接続され、分岐管１２の出口部はエンジンのシリンダヘッド１４に結合される。サージタンク１１の長手方向中央部よりも上流側の位置、より具体的には、サージタンク１１の上流側から１番目の分岐管１２と２番目の分岐管１２との間にＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）チャンバ１５が設けられる。

図２〜図４を併せて参照すると明らかなように、吸気マニホールド１０は、合成樹脂製のアッパー部材１６およびロア部材１７の割り面１６ａ，１７ａを溶着（図２の網掛け部参照）により結合したもので、サージタンク１１、分岐管１２およびＰＣＶチャンバ１５はアッパー部材１６およびロア部材１７に跨がるように形成される。

サージタンク１１の外壁から外側に膨出するように形成されたＰＣＶチャンバ１５の内部空間は、アッパー部材１６およびロア部材１７に形成した隔壁１６ｂ，１７ｂによりサージタンク１１の内部空間と仕切られており、アッパー部材１６の上面にはＰＣＶチャンバ１５の内部空間に連通するパイプ状のＰＣＶジョイント１６ｃと、ＰＣＶジョイント１６ｃの周囲を囲んで他物品との接触による損傷から保護する２個の保護壁１６ｄ，１６ｅとが設けられる。

吸気マニホールド１１はＰＣＶチャンバ１５側が高く、分岐管１２側が低くなるように傾斜しており（図４参照）、サージタンク１１およびＰＣＶチャンバ１５を仕切る隔壁１６ｂ，１７ｂには、ブローバイガス排出口１６ｆおよび水抜き孔１７ｃが形成される。ブローバイガス排出口１６ｆはアッパー部材１６の隔壁１６ｂを貫通するように形成され、ＰＣＶチャンバ１５の内部空間をサージタンク１１の内部空間に連通させる。水抜き孔１７ｃはロア部材１７の割り面１７ａから隔壁１７ｂを切り欠いて構成され、ＰＣＶチャンバ１５の内部空間をサージタンク１１の内部空間に連通させる。

ブローバイガス排出口１６ｆは、ブローバイガスをＰＣＶチャンバ１５の内部空間に導入するＰＣＶジョイント１６ｃの下端のブローバイガス導入口１６ｇよりも高い位置に設けられ、かつ水抜き孔１７ｃよりも高い位置に設けられる。

サージタンク１１の底壁を構成するロア部材１７の底壁１７ｄには、長手方向に直交する方向に延びる二つの隆起部１７ｅ，１７ｆ（図２参照）が形成される。これらの隆起部１７ｅ，１７ｆは、例えば吸気マニホールド１０をシリンダヘッド１４にボルトで締結するとき、そのボルトを操作する工具が吸気マニホールド１０と干渉するのを回避するためのものである。ＰＣＶチャンバ１５は、二つの隆起部１７ｅ，１７ｆのうち、サージタンク１１の上流側の最上流側隆起部１７ｅ（図３（Ｂ）および図４参照）に臨むように位置しており、ブローバイガス排出口１６ｆは最上流側隆起部１７ｅよりも上流側に開口し、水抜き孔１７ｃは最上流側隆起部１７ｅよりも下流側に開口する（図３（Ｂ）参照）。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

エンジンの運転に伴い、燃焼室に供給された混合気の一部はピストンおよびシリンダ間の隙間を通過し、燃料蒸気およびオイルミストを含むブローバイガスとなってクランクケース内に滞留する。エンジンの運転中にスロットルバルブ１３の下流の吸気マニホールド１０の内部にはエンジンの吸気負圧が作用するため、チェックバルブよりなるＰＣＶバルブが開弁し、クランクケース内のブローバイガスはＰＣＶジョイント１６ｃのブローバイガス導入口１６ｇらＰＣＶチャンバ１５の内部空間に導入され、そこからブローバイガス排出口１６ｆを通過して吸気マニホールド１０のサージタンク１１に供給される。

吸気マニホールド１０のサージタンク１１はスロットルバルブ１３に接続された上流側から下流側に向けて吸気が流れるため、仮にＰＣＶチャンバ１５がサージタンク１１の下流側に設けられていると、ＰＣＶチャンバ１５からサージタンク１１に供給されたブローバイガスが、サージタンク１１の下流側の分岐管１２に供給され易くなるのに対し、サージタンク１１の上流側の分岐管１２に供給され難くなるため、各シリンダに対するブローバイガスの供給量が不均等になる問題がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、ＰＣＶチャンバ１５がサージタンク１１の長手方向中央部よりも上流側に、具体的には上流側から１番目の分岐管１２と２番目の分岐管１２との間に設けられているので、ＰＣＶチャンバ１５から排出されたブローバイガスを、ＰＣＶチャンバ１５よりも下流側の三つの分岐管１２に均等に配分することができる。またサージタンク１１の底壁１７ｄに形成された最上流隆起部１７ｅによって、その最上流隆起部１７ｅよりも上流側の部分の吸気の流れには渦流Ｖ１（図２参照）が生じるため、ブローバイガス排出口１６ｆから出たブローバイガスの一部は渦流Ｖ１により上流側に向けて逆流し、最も上流側の分岐管１２に積極的に供給される。その結果、四つの分岐管１２にブローバイガスを均等に配分することが可能となる。

ところで、ＰＣＶチャンバ１５に供給されるブローバイガスには水分が含まれており、ＰＣＶチャンバ１５でブローバイガスから分離された水は水抜き孔１７ｃからサージタンク１１に排出され、そこから分岐管１２を経て吸気と共に燃焼室に供給されて燃焼に供される。このとき、仮にサージタンク１１内に排出された水が上流側に逆流したとすると、サージタンク１１の上流側に接続されたスロットルバルブ１３が被水してしまい、低温時にスロットルバルブ１３が氷結して作動不良を起こす可能性がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、ＰＣＶチャンバ１５の水抜き孔１７ｃは最上流隆起部１７ｅの下流側に位置するので、サージタンク１１に排出された水を最上流隆起部１７ｅで遮ってスロットルバルブ１３側に逆流するのを防止するとともに、最上流隆起部１７ｅの下流側に形成される渦流Ｖ２（図２参照）で水をサージタンク１１の下流側に押し込むことで、スロットルバルブ１３の被水を確実に防止することができる。

またＰＣＶチャンバ１５のブローバイガス排出口１６ｆはブローバイガス導入口１６ｇよりも高い位置にあるので、ブローバイガスはＰＣＶチャンバ１５の内部を上向きに流れて高い位置にあるブローバイガス排出口１６ｆからサージタンク１１に排出されることになり、ＰＣＶチャンバ１５の底部に滞留する水がブローバイガスに引きずられてブローバイガス排出口１６ｆからサージタンク１１の内部空間に飛散することが防止され、スロットルバルブ１３の被水が一層確実に防止される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のエンジンは実施の形態の直列四気筒エンジンに限定されず、異なる気筒数の直列多気筒エンジンであっても良く、Ｖ型多気筒エンジン等の他形式のエンジンであっても良い。

１１ サージタンク
１２ 分岐管
１３ スロットルバルブ
１５ ＰＣＶチャンバ
１６ｆ ブローバイガス排出口
１６ｇ ブローバイガス導入口
１７ｃ 水抜き孔
１７ｄ 底壁
１７ｅ 最上流隆起部
１７ｆ 隆起部

Claims (2)

1. 上流側がスロットルバルブ（１３）に接続されるサージタンク（１１）と、前記サージタンク（１１）の長手方向に並設されて各シリンダに接続する複数の分岐管（１２）と、前記サージタンク（１１）の長手方向中央部よりも上流側に設けられたＰＣＶチャンバ（１５）とを備えるエンジンの吸気マニホールドであって、
   前記ＰＣＶチャンバ（１５）にブローバイガスを導入するブローバイガス導入口（１６ｇ）と、ブローバイガスを前記ＰＣＶチャンバ（１５）から前記サージタンク（１１）に排出するブローバイガス排出口（１６ｆ）と、ブローバイガスに含まれる水を前記ＰＣＶチャンバ（１５）から前記サージタンク（１１）に排出する水抜き孔（１７ｃ）とを備え、前記サージタンク（１１）の底壁（１７ｄ）は上向きに隆起する少なくとも一つの隆起部（１７ｅ，１７ｆ）を備え、最も上流側に位置する最上流隆起部（１７ｅ）に対し、前記ブローバイガス排出口（１６ｆ）は上流側に位置し、前記水抜き孔（１７ｃ）は下流側に位置することを特徴とするエンジンの吸気マニホールド。
2. 前記ブローバイガス排出口（１６ｆ）は前記ブローバイガス導入口（１６ｇ）よりも高い位置にあることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの吸気マニホールド。

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