JP5405153B2

JP5405153B2 - 多気筒内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP5405153B2
Application number: JP2009050733A
Authority: JP
Inventors: 和也石木; 真一郎大塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: JP2010203353A

Description

本発明は、多気筒内燃機関の吸気装置に関し、特に、副吸気系を有する吸気装置に関する。

多気筒内燃機関の吸気装置として、複数個の気筒の各々に吸気を供給する主吸気通路と、前記主吸気通路に設けられた主スロットル弁と、前記主スロットル弁より吸気下流側の前記主吸気通路に吸気を供給する副吸気通路とを有する吸気装置が知られている（例えば、特許文献１）。副吸気通路は、集合通路部と、集合通路部の吸気下流側より分岐して各気筒の主吸気通路に連通する分岐通路とを有する。

副吸気通路は、補助吸気通路やバイパス吸気通路と呼ばれることがある。また、副吸気通路を流れる吸入空気によってアイドル制御を行うことから、副吸気通路をプライマリ吸気通路と云い、主スロットル弁を設けられている主吸気通路をセカンダリ吸気通路と云うことがあるが、本明細書では、セカンダリ吸気通路を主吸気通路、プライマリ吸気通路を副吸気通路と云う。

特開２００３−３２８８８２号公報

上述のような吸気装置では、チャコールキャニスタのパージガス、ブローバイガスや再循環排気ガス等、燃料成分を含むガス（以下、付加ガスと云う）の吸気通路に対する導入は、付加ガスが各気筒に分配されるよう、副吸気通路の集合通路部に行われる。

この場合、副吸気通路を流れる吸気と付加ガスとが渾然と混じり合わないと、特定の気筒に対して付加ガスが多く流れる現象が生じる。これは、気筒間の空燃比ばらつきを増大する原因になる。気筒間の空燃比ばらつきは、気筒間の燃焼均等化を阻害し、内燃機関の排気ガス性能を悪化することになる。このことは、燃料濃度が高いパージガスの副吸気通路に対する導入において、顕著なものになる。

本発明が解決しようとする課題は、気筒間の空燃比ばらつきの増加を招くことなく付加ガスの導入を適切に行い、内燃機関の排気ガス性能を改善することである。

本発明による多気筒内燃機関の吸気装置は、複数個の気筒の各々に吸気を供給する主吸気通路と、前記主吸気通路に設けられた主スロットル弁と、前記主スロットル弁より吸気下流側の前記主吸気通路に吸気を供給する副吸気通路とを有する多気筒内燃機関の吸気装置であって、前記副吸気通路は、集合通路部と、前記集合通路部の吸気下流側より分岐して各気筒の前記主吸気通路に連通する分岐通路とを有し、前記集合通路部は、折り曲り部分と、前記折り曲り部分あるいはその近傍に開口した付加ガス導入ポートと、前記折り曲り部分あるいはその近傍の通路壁面に突出形成された乱流発生用凸部とを有する。

この構成によれば、吸気が乱流発生用凸部の部分を通過する際に乱流を生じ、当該吸気が折り曲り部分を通過する際に流れ方向を大きく偏向されることによって乱流の範囲が広がる。付加ガス導入ポートは、この乱流に対して付加ガスを導入することになり、吸気と付加ガスとのミキシング（混合）が良好に行われるようになる。

本発明による多気筒内燃機関の吸気装置は、好ましくは、前記付加ガス導入ポートは、前記折り曲り部分の内周側に折り曲がり方向に沿ったスリット状の開口として形成されている。

この構成によれば、乱流が生じている折り曲り部分の広域に亘って付加ガスが導入されることになり、吸気と付加ガスとのミキシングが、より一層、良好に行われるようになる。

本発明による多気筒内燃機関の吸気装置は、好ましくは、前記乱流発生用凸部は、前記折り曲り部分より吸気上流側に設けられている。

この構成によれば、吸気は乱流発生用凸部によって生じた乱流を生じ、その後、折り曲り部分を流れるから、吸気流れの偏向による乱流範囲の拡大が効果的に行われる。

本発明による多気筒内燃機関の吸気装置によれば、吸気が乱流発生用凸部の部分を通過する際に乱流を生じ、当該吸気が折り曲り部分を通過する際に流れ方向を大きく偏向されることによって乱流の範囲が広がり、付加ガス導入ポートは、この乱流に対して付加ガスを導入するので、吸気と付加ガスとのミキシングが良好に行われる。

これにより、付加ガスの各気筒に対する分配が、偏ることなく均等に行われるようになり、気筒間の空燃比ばらつきの増加を招くことなく付加ガスの導入が適切に行われるようになる。これにより、内燃機関の排気ガス性能が改善される。

本発明による多気筒内燃機関の吸気装置の一つの実施例を模式的に示す図。本実施例による吸気装置の要部の断面図。本実施例による吸気装置の要部の平面図。

以下に、本発明による多気筒内燃機関の吸気装置の一つの実施例を、図１〜図３を参照して説明する。

本実施例の多気筒内燃機関は、図１に示されているように、＃１気筒１１、＃２気筒１２、＃３気筒１３、＃４気筒１４、＃５気筒１５を有する５気筒内燃機関である。なお、Ｖ型エンジンでは、＃１気筒１１〜＃５気筒１５の気筒列が対称配置で２列あり、１０気筒エンジンをなす。

＃１気筒１１〜＃５気筒１５の各々には各気筒毎の主吸気通路２１〜２５が連通接続されている。主吸気通路２１〜２５は共通の主吸気チャンバ２６より吸気（主吸気）を分配供給される。主吸気通路２１〜２５には各気筒毎に個別の主スロットル弁３１〜３５が設けられている。主スロットル弁３１〜３５は、バタフライ弁であって、共通の弁軸３６に取り付けられ、一斉に開閉し、主吸気通路２１〜２５を通って＃１気筒１１〜＃５気筒１５に吸入される吸気の流量（吸入空気量）を定量的に調整（計量）する。

このようなスロットル機構は、気筒別スロットルあるいは多連式スロットルと呼ばれ、当該多連式スロットルでは、各スロットル弁から各気筒の燃焼室までの吸気通路長を短く設定できるので、スロットル開度変化による実吸入空気量変化の応答性が向上する。

各気筒毎に個別の燃料噴射弁４１〜４５が取り付けられている。燃料噴射弁４１〜４５は、主スロットル弁３１〜３５より吸気下流側の主吸気通路２１〜２５へ燃料を噴射する。

主スロットル弁３１〜３５より吸気下流側の主吸気通路２１〜２５には、副吸気導入ポート５１〜５５が開口している。副吸気導入ポート５１〜５５には各々個別の分岐通路６１〜６５が繋がっており、分岐通路６１〜６５は、共通の副吸気チャンバ７１に連通している。副吸気チャンバ７１は連通ポート７２をもって集合通路部７３に連通している。

ここに、副吸気通路７０は、集合通路部７３と、集合通路部７３の吸気下流側より副吸気チャンバ７１を介して分岐して各気筒の主吸気通路２１〜２５に連通する分岐通路６１〜６５により構成される。

図２、図３に示されているように、副吸気通路７０の入口部、つまり集合通路部７３の入口部には接続フランジ部７４が形成されている。接続フランジ部７４には副スロットルボディ１００の接続フランジ１０１が固定接続されている。副スロットルボディ１００は、副吸気通路７０を流れる吸気流量を一括計量する副スロットル弁１０２を有する。

集合通路部７３は、入口部側の垂直部分７５Ａとそれに繋がる水平部分７５Ｂとにより、略直角に折り曲がってＬ形をなす折り曲り部分７５を有する。また、集合通路部７３は、折り曲り部分７５と連通ポート７２との間に、水平部分７５Ｂに連続する長い水平通路部分７９を有する。

折り曲り部分７５の内周側７５Ｃには付加ガス導入ポート７６が開口している。付加ガス導入ポート７６は、折り曲り部分７５の内周側７５Ｃに、折り曲がり方向に沿って折り曲り部分７５の折り曲がり開始部７５ｓ、つまり、垂直部分７５Ａの上端から折り曲がり終了部７５ｅ、水平部分７５Ｂに至る９０度の回転角範囲に亘って折り曲がり方向に長いスリット状の開口として形成されている。

接続フランジ部７４には付加ガス導入ポート７６に、付加ガス、例えば、パージガスを導くガス通路７７が形成されている。また、接続フランジ部７４にはガス通路７７に連通する接続ニップル７８が取り付けられている。

折り曲り部分７５より吸気上流側、本実施例では、折り曲り部分７５の折り曲がり開始部、つまり、垂直部分７５Ａの上端部分の通路壁面に乱流発生用凸部８０が突出形成されている。乱流発生用凸部８０は、本実施例では、円形通路断面を有する垂直部分７５Ａの内壁を円周方向に沿って水平に延びる突条として構成されている。この突条は垂直部分７５Ａの内壁を円周方向に取り囲む円環状であっても、図３に示されているように、平面視で弁軸３６と重畳する部分を避けて部分的に設けられていてもよい。また、乱流発生用凸部８０は、突条に限られるものでなく、複数個の半球状あるいは円錐状の突起であってもよい。

副吸気通路７０を通って＃１気筒１１〜＃５気筒１５に吸入される吸気は、まず、副スロットル弁１０２によって流量を計量され、集合通路部７３の折り曲り部分７５、水平通路部分７９を順に流れ、連通ポート７２より副吸気チャンバ７１に入る。そして、当該吸気は、副吸気チャンバ７１より分岐通路６１〜６５に分配されて副吸気導入ポート５１〜５５より主吸気通路２１〜２５に入り、＃１気筒１１〜＃５気筒１５に吸入される。

副吸気通路７０の吸気流れにおいて、吸気は、乱流発生用凸部８０の部分を通過する際に、その一部が乱流発生用凸部８０に衝突することにより、流れにマイクロタービュレンスと云われるような乱れ（乱流）を生じる。この乱流は、折り曲り部分７５を通過する際に流れ方向を大きく偏向されることと相俟って成長し、乱流の範囲が広がり、折り曲り部分７５のほぼ全域に亘って乱流状態になる。

本実施例では、乱流発生用凸部８０が折り曲り部分７５の折り曲がり開始部７５ｓに設けられているから、吸気は、乱流発生用凸部８０によって乱流を生じた後に、その全てが折り曲り部分７５を流れることになり、吸気流れの偏向による乱流範囲の拡大が効果的に行われることになる。

パージガス等の付加ガスは、付加ガス導入ポート７６より、この折り曲り部分７５の乱流雰囲気中に導入されるので、吸気と付加ガスとが良好に混じり合い、吸気と付加ガスとのミキシングが良好に行われる。これにより、吸気と付加ガスとの混合気の均質化が促進される。

本実施例では、付加ガス導入ポート７６が折り曲り部分７５の折り曲がり開始部から折り曲がり終了部に至るスリット状開口として形成されてので、乱流が生じている折り曲り部分の広域に亘って付加ガスが導入されることになり、吸気と付加ガスとのミキシングが、より一層、良好に行われることになる。

その後、吸気と付加ガスとの混合気は、水平通路部分７９を流れる過程において、均質化を更に促進され、副吸気チャンバ７１に入ることになる。

このようにして高く均質化された混合気が副吸気チャンバ７１より分岐通路６１〜６５によって各気筒に分配供給されることにより、付加ガスの各気筒に対する分配が偏ることなく均等に行われるようになる。この結果、付加ガスの導入によって気筒間の空燃比がばらつくことが回避され、これに応じて内燃機関の排気ガス性能が改善される。

本発明による吸気装置は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。例えば、付加ガス導入ポート７６は、本発明の課題を解決する範囲内で、折り曲り部分７５の内側部分の近傍に開口してもよい。また、乱流発生用凸部８０は、本発明の課題を解決する範囲内で、折り曲り部分７５の近傍の通路壁面に突出形成されていてもよい。

１１〜１５＃１気筒〜＃５気筒
２１〜２５主吸気通路
３１〜３５主スロットル弁
４１〜４５燃料噴射弁
６１〜６５分岐通路
７０副吸気通路
７１副吸気チャンバ
７３集合通路部
７５折り曲り部分
７６付加ガス導入ポート
８０乱流発生用凸部

Claims

複数個の気筒の各々に吸気を供給する主吸気通路と、前記主吸気通路に設けられられた主スロットル弁と、前記主スロットル弁より吸気下流側の前記主吸気通路に吸気を供給する副吸気通路とを有する多気筒内燃機関の吸気装置であって、
前記副吸気通路は、集合通路部と、前記集合通路部の吸気下流側より分岐して各気筒の前記主吸気通路に連通する分岐通路とを有し、
前記集合通路部は、折り曲り部分と、前記折り曲り部分の内周側に折り曲がり方向に沿ってスリット状に開口した付加ガス導入ポートと、前記折り曲り部分あるいはその近傍の通路壁面に突出形成された乱流発生用凸部とを有する多気筒内燃機関の吸気装置。
前記乱流発生用凸部は、前記折り曲り部分に設けられている請求項１に記載の多気筒内燃機関の吸気装置。