JP6536655B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気装置に関する。

自動車等の車両では、エンジンにインテークマニホールドが取り付けられている。インテークマニホールドは、エンジンのシリンダヘッドに接続されるランナと、ランナの吸気上流側に接続されるサージタンクと、サージタンクの吸気上流側に接続され、新気を取り込むためのスロットルバルブ通路（吸気導入通路）と、を備える。そして、スロットルバルブ通路の吸気上流端には、スロットルバルブが取り付けられている。

また、特許文献１などに開示のインテークマニホールドでは、スロットルバルブ通路に対してＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスを導入するＥＧＲ通路（二次ガス導入通路）が接続された構成が採用されている。従来技術では、ＥＧＲ通路がスロットルバルブ通路におけるスロットルバルブの直後の箇所に接続されていた。

上記のように、ＥＧＲ通路をスロットルバルブ通路におけるスロットルバルブの直後の箇所に接続することにより、スロットルバルブにおける弁体の直後の箇所に発生する負圧を利用してＥＧＲガスをスロットルバルブ通路にスムーズに取り込むことができる。

特開２０１７−３１９６４号公報

しかしながら、上記のようにスロットルバルブの直後の箇所にＥＧＲ通路を接続する構成のインテークマニホールドでは、ＥＧＲガス中に含まれる水分がスロットルバルブに付着し結露する場合が生じ得る。このようにスロットルバルブに結露水が付着した場合には、外気温が低い（０℃以下）ときにスロットルバルブが凍り付き、動作不良を起こすことが懸念される。

上記のような結露水に起因するスロットルバルブの動作不良を抑制するためには、スロットルバルブ通路に対するＥＧＲ通路の接続箇所を、スロットルバルブから離れた箇所とすることが考えられるが、この場合には、スロットルバルブからＥＧＲ通路の接続箇所までの距離が長くなることにより、スロットルバルブにおける弁体の直後の箇所に発生する負圧をＥＧＲガス取り込みのために用いることが困難となると考えられる。

よって、単にスロットルバルブ通路におけるＥＧＲ通路の接続箇所をスロットルバルブから離れた箇所とするだけでは、スロットルバルブ通路へのＥＧＲガスの取り込み効率の低下をもたらすことが懸念される。

なお、上記のような問題は、スロットルバルブ通路に対してＥＧＲガスを取り込む場合のみならず、パージガスやブローバイガスなどを取り込む場合も同様である。

本発明は、上記のような問題を解決しようとなされたものであって、外気温が低い場合にもスロットルバルブの動作不良を抑制できるとともに、吸気導入通路への二次ガスの高い取り込み効率を確保することができるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエンジンの吸気装置は、管状の通路を有する吸気導入通路と、前記吸気導入通路の一端部に取り付けられ、弁体の開閉動作を以って吸気量を変更可能なスロットルバルブと、前記吸気導入通路に対して、前記スロットルバルブから吸気の流れ方向下流側に所定間隔だけ離間した箇所に接続され、当該吸気導入通路に二次ガスを導入する二次ガス導入通路と、を備え、前記二次ガス導入通路は、当該二次ガス導入通路が接続された箇所における前記吸気導入通路の内壁面に沿った領域の内、吸気流速が他に比べて相対的に速い領域に向けて前記二次ガスを流入させる二次ガス導入部を有し、前記二次ガス導入部は、前記吸気導入通路の外側から、当該吸気導入通路の内側における通路の径中心部分まで延びる導入管部と、当該導入管部の先端側に接続された、当該導入管部の管軸と直交する方向に管軸を有する先端管部と、を有し、前記先端管部の管軸方向両側には、管開口部がそれぞれ設けられており、前記二次ガスは、前記導入管部から前記先端管部の前記管開口部を通り、前記径中心部分から、前記吸気流速が相対的に速い領域である、前記吸気導入通路の内壁面の一部に向けて流入される。

上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気導入通路に対する二次ガス導入通路の接続箇所を、スロットルバルブから所定間隔だけ離間させている。よって、吸気導入通路におけるスロットルバルブが取り付けられた箇所の直後に二次ガス導入通路を接続する場合に比べて、二次ガスに含まれる水分（凝縮水）がスロットルバルブに付着し難い。このため、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、外気温が低い（０℃以下）場合にもスロットルバルブの動作不良を抑制することができる。

また、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、二次ガス導入部から吸気流速が他に比べて相対的に速い領域に向けて二次ガスを流入させることとしているので、上記のようにスロットルバルブが取り付けられた箇所から離間した箇所に二次ガス導入通路を設けた場合にあっても、吸気導入通路に対して高効率に二次ガスを流入させることができる。これは、相対的に吸気流速が速い領域に向けて二次ガスを噴出させることで“吸出し効果”を得られるためである。
また、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、導入管部の先端部を吸気導入通路の径中心部分とするので、上記「吸気流速が相対的に速い領域」に向けてより均一に噴出させることができる。よって、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気導入通路への二次ガスの流入を、さらに高効率に行うことができる。
また、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、導入管部の先端側に設けられた２つの開口部から二次ガスを噴出す構成としているので、複雑な構成を必要とせず、確実に二次ガスを「吸気流速が相対的に速い領域」に向けて噴出すことが可能である。
また、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、先端管部の管開口部から二次ガスを噴出すこととしているので、二次ガスの噴出し方向を確実に「吸気流速が相対的に速い領域」に向けることができる。よって、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気導入通路への二次ガスの高い取り込み効率をより確実に確保することができる。

なお、上記における「吸気流速が相対的に速い領域」は、スロットルバルブの種類や取り付け形態、さらにはスロットルバルブから二次ガス導入通路の接続箇所までの間の吸気導入通路の形態等に応じて設定されるものである。

本発明の別態様に係るエンジンの吸気装置は、上記態様であって、前記スロットルバルブは、前記弁体と、前記弁体の外側を囲む外管と、を有するバタフライバルブであり、前記吸気流速が相対的に速い領域は、前記弁体が開状態のときに、前記弁体と前記外管の内壁面との間の隙間が最も大きくなる箇所を含む領域に対して、吸気の流れ方向下流側に位置する領域である。

上記態様に係るエンジンの吸気装置では、「吸気流速が相対的に速い領域」を上記のように具体的に特定している。上記の態様に係るエンジンの吸気装置では、バタフライバルブにおける弁体と外管の内壁面との隙間が最も大きくなる箇所の下流側の部分で吸気流速が最も早くなるとの知見に基づき、二次ガス導入部からの二次ガスの噴出方向を規定している。これにより、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸出し効果を利用して高効率に二次ガスを吸気導入通路に対して流入させることができる。

本発明の別態様に係るエンジンの吸気装置は、上記態様であって、前記エンジンは、複数の気筒を有し、前記吸気導入通路の他端に接続され、内部に各気筒への吸気分配用の空間を有する容器である吸気分配部と、各一端が前記吸気分配部に接続され、各他端が前記エンジンの各吸気ポートに接続された複数の独立吸気通路と、を更に備え、前記吸気導入通路の延設方向と、前記吸気分配部における前記複数の独立吸気通路の接続箇所の配列方向とは、互いに沿った状態にあり、前記配列方向において、前記吸気分配部における前記吸気導入通路の接続箇所は、前記吸気導入通路における前記一端部から最も離間した側の箇所である。

上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気分配部における吸気導入通路の接続箇所を、吸気導入通路の延設方向でスロットルバルブから最も離間した側の箇所としているので、吸気導入通路における二次ガス導入通路の接続箇所から吸気分配部までの流路長を最大限長く確保することができる。よって、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、新気と二次ガスとのミキシング性能の向上を図ることができる。

本発明の別態様に係るエンジンの吸気装置は、上記態様であって、前記吸気導入通路は、少なくとも前記一端部から前記二次ガス導入通路が接続された箇所までの間の区間が直線状に形成されている。

上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気導入通路における少なくとも前記一端部から二次ガス導入通路の接続箇所までの区間が直線状に形成されているので、当該区間での吸気流れにおける流速低下を抑制することができる。よって、上記態様に係るエンジンの吸気装置では、吸気導入通路に対して、よりスムーズに二次ガスを取り込むことができる。

上記の各態様に係るエンジンの吸気装置では、外気温が低い場合にもスロットルバルブの動作不良を抑制できるとともに、吸気導入通路への二次ガスの高い取り込み効率を確保することができる。

実施形態に係る車両のエンジンルームに搭載されたエンジン及びインテークマニホールドを示す模式側面図である。 インテークマニホールドの構成を示す模式正面図である。 インテークマニホールドの構成を示す模式背面図である。 インテークマニホールドの構成を示す模式側面図である。 図４のＶ−Ｖ断面を示す図であって、インテークマニホールドの内部構成を示す模式断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す図であって、ＥＧＲ通路のガス噴出部の構成を示す模式断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す図であって、インテークマニホールドの内部構成を示す模式断面図である。 図５のＢ部を拡大して示す図であって、インテークマニホールドの内部構成の一部を示す模式断面図である。 図８のＤ部を拡大して示す図であって、インテークマニホールドにおけるスロットルバルブ通路への還流通路部の接続部分を示す模式断面図である。 図５のＸ−Ｘ断面を示す図であって、還流通路部の形状を示す模式断面図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

以下の説明で用いる図面においては、「Ｕｐ」で車両上方、「Ｌｏ」で車両下方、「Ｆｒ」で車両前方、「Ｒｅ」で車両後方、「Ｌｅ」で車両左方、「Ｒｉ」で車両右方をそれぞれ示す。

［実施形態］
１．車両１におけるエンジン３及びインテークマニホールド７
本実施形態に係る車両１におけるエンジン３及びインテークマニホールド７の配置形態について、図１を用い説明する。

図１に示すように、車両１のフロン部分に設けられたエンジンルーム２には、エンジン３が搭載されている。本実施形態に係る車両１では、エンジン１の一例として４気筒のガソリンエンジンを適用している。エンジン１は、その気筒列方向が車両１の前後（Ｆｒ−Ｒｅ）方向に向くように搭載されている。即ち、本実施形態に係る車両１は、エンジン１を縦置きで搭載している。

エンジン３には、車両１の後方Ｒｅ側に変速機４が取り付けられており、変速機４からは車両１の後方Ｒｅに向けてプロペラシャフト５が延びている。エンジン３に対して車両１の前方Ｆｒ側には、ラジエータ６が設けられている。

また、エンジン７には、インテークマニホールド（吸気装置）７が取り付けられている。インテークマニホールド７は、車両１の左方Ｌｅ側（図１の紙面手前側）に配置されている。

ここで、エンジン３は、車両１の前後（Ｆｒ−Ｒｅ）方向において、当該エンジン３の軸（出力軸）Ａｘ_３が水平軸Ａｘ_０に対して角度θ_３を以って傾斜している。また、エンジン３の傾斜に伴い、インテークマニホールド７についても、車両１の前後（Ｆｒ−Ｒｅ）方向における軸Ａｘ_７が水平軸Ａｘ_０に対して角度θ_７を以って傾斜している。

なお、本実施形態において、角度θ_３と角度θ_７とは同じ角度である。

２．インテークマニホールド７の外観構成
インテークマニホールド７の外観構成について、図２から図４を用いて説明する。図２は、インテークマニホールド７を車両１の左方Ｌｅ側から見た模式正面図であり、図３は、インテークマニホールド７をエンジン３の側から見た模式背面図であり、図４は、インテークマニホールド７を車両１の前方Ｆｒ側から見た模式側面図である。

図２及び図４に示すように、本実施形態に係るインテークマニホールド７は、３つの構成部材７Ａ〜７Ｃを有している。３つの構成部材７Ａ〜７Ｃのそれぞれは、例えば、樹脂材料を用い形成されている。なお、インテークマニホールド７を構成する構成部材の数や形状については、これに限定されない。

図２〜図４に示すように、インテークマニホールド７は、スロットルバルブ通路（吸気導入通路）８と、複数（本実施形態では、４本）のランナ（独立吸気通路）９と、サージタンク（吸気分配部）１０と、スロットルバルブ１１と、ＥＧＲバルブ１２と、を有する。なお、以下の説明では、スロットルバルブを「Ｔ／Ｖ」と記載し、スロットルバルブ通路を「Ｔ／Ｖ通路」と記載することがある。

図２及び図３に示すように、Ｔ／Ｖ１１は、Ｔ／Ｖ通路８における車両１の前方Ｆｒ側の端部に取り付けられている。図４に示すように、Ｔ／Ｖ１１は、外管１１ｇと、外管１１ｇの径方向に延びるように固定された回動軸１１ｂと、回動軸１１ｂを中心として回動自在の弁体１１ａと、を有するバタフライバルブであって、エンジン３への吸気の流入量を調節するためのバルブである。

図３に示すように、Ｔ／Ｖ通路８における車両１の後方Ｒｅ側の端部は、サージタンク１０に接続されている。サージタンク１０におけるＴ／Ｖ通路８の接続箇所は、車両１の前後方向（Ｆｒ−Ｒｅ）における最も後方Ｒｅ側の箇所である。

サージタンク１０は、上述のようにインテークマニホールド７の傾斜配置に伴い、底面部が前方Ｆｒ側から後方Ｒｅ側に行くのに従って下方Ｌｏになるように傾斜している。

図２に戻って、４本のランナ９のそれぞれは、サージタンク１０で分配された吸気を、エンジン３の各吸気ポートに送るための通路である。なお、本実施形態に係る４本のランナ９は、一体成型されている。これによって、剛性の向上を図ることができる。

図４に示すように、４本のランナ９は、車両１の前方Ｆｒ側（紙面に垂直な方向）からの側面視で、サージタンク１０における左方Ｌｅ及び上方Ｕｐを囲むように、弧を描き構成されている。図３に示すように、４本のランナ９の各々には、エンジン３の各吸気ポートに接続するための出口側開口部９ａ〜９ｄが設けられている。

なお、本実施形態では、エンジン３の各気筒に対応して１つの出口側開口部９ａ〜９ｄを設けることとしたが、これに限定されず、各気筒に対応して２つ以上の出口側開口部を設けることとしてもよい。

図３及び図４に示すように、ＥＧＲバルブ１２は、インテークマニホールド７における上方Ｕｐ側の部分に配設されている。ＥＧＲバルブ１２には、Ｔ／Ｖ通路８に繋がるＥＧＲ通路が接続されている。これについては、後述する。

３．インテークマニホールド７の内部構成
インテークマニホールド７の内部構成について、図５から図７を用いて説明する。図５は、図４のＶ−Ｖ断面を示す模式断面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す模式断面図であり、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す模式断面図である。

図５に示すように、Ｔ／Ｖ通路８には、Ｔ／Ｖ１１とサージタンク１０との間の吸気経路として、上流側通路部８ａと下流側通路部８ｂとが互いに連続して形成されている。Ｔ／Ｖ通路８には、ＥＧＲバルブ１２（図３及び図４を参照。）に繋がるＥＧＲ通路（二次ガス導入通路）１３の出口側開口部１３ａが開口されている。

図５のＡ部に示すように、Ｔ／Ｖ１１は、回動軸１１ｂを中心とした弁体１１ａの回動により、外管１１ｇの内面における天井面１１ｃ及び底面１１ｄと弁体１１ａとの間に隙間１１ｅ，１１ｆが空くこととなる。新気は、この隙間１１ｅ，１１ｆを通りＴ／Ｖ通路８へと導入される。

ここで、隙間１１ｅ，１１ｆについては、回動軸１１ｂが延びる方向（紙面に垂直な方向）に対して直交する方向で最も開度が大きくなる。このため、導入される新気の吸気流速は、外管１１ｇの天井面１１ｃ及び底面１１ｄで最も速くなる。また、これに伴い、Ｔ／Ｖ通路８においても、通路天井面８ｄ及び通路底面８ｅで吸気流速が相対的に速くなる。

図５に示すように、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部（二次ガス導入部）１３ａは、Ｔ／Ｖ通路８における長手方向（吸気の流れに沿う方向）の略中程の箇所に設けられている。

図６に示すように、ガス噴出部１３ａは、Ｔ／Ｖ通路８の管壁を内外に挿通するように設けられた導入管部１３ｂと、導入管部１３ｂの先端部に接合された先端管部１３ｃと、を有する。導入管部１３ｂは、ＥＧＲ通路１３に繋がっている。また、導入管部１３ｂは、Ｔ／Ｖ通路８の径方向中心部分に向けて挿通されている。

先端管部１３ｃは、その管軸Ａｘ_１３が導入管部１３ｂに対して直交し、Ｔ／Ｖ通路８の管軸と略合致するように設けられている。先端管部１３ｃの上方Ｕｐ及び下方Ｌｏは開口されている（上向開口部１３ｄ、下向開口部１３ｅ）。上向開口部１３ｃは、Ｔ／Ｖ通路８における通路天井面８ｄに沿った領域である天井部領域Ａｒ１に向けて開口されている。同様に、下向開口部１３ｅは、Ｔ／Ｖ通路８における通路底面８ｅに沿った領域である底部領域Ａｒ２に向けて開口されている。

上向開口部１３ｄ及び下向開口部１３ｅが向く天井部領域Ａｒ１及び底部領域Ａｒ２は、ともに吸気流速が相対的に速い領域である。

図５に戻って、本実施形態では、Ｔ／Ｖ通路８の通路部を、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａよりも吸気上流側を上流側通路部８ａと呼称し、吸気下流側を下流側通路部８ｂと呼称する。なお、本実施形態では、上流側通路部８ａは直線状に形成されており、また、下流側通路部８ｂについても、サージタンク１０への接続箇所を除き直線状に形成されている。

また、Ｔ／Ｖ通路８には、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａの下方Ｌｏに当たる箇所に整流部８ｃが設けられている。整流部８ｃは、前方Ｆｒ側から後方Ｒｅ側へと行くのに従って上方Ｕｐ側へとせり上がる斜面を以って構成されている。整流部８ｃが果たす役割については、後述する。

上述のように、Ｔ／Ｖ通路８は、サージタンク１０に対して、Ｔ／Ｖ１１が取り付けられた端部から最も遠い端部（最も離間した箇所）で接続されている。具体的には、Ｔ／Ｖ通路８は、サージタンク１０の最も後方Ｒｅ側の箇所で接続されている。

サージタンク１０は、内部にサージタンク内空間１０ａが設けられている。サージタンク内空間１０ａは、Ｔ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂに連通されている。また、サージタンク１０には、ランナ９の各通路部９ｅ〜９ｈに繋がる入口側開口部９ｉ〜９ｌが開口されている。これによって、サージタンク内空間１０ａは、ランナ９の各通路部９ｅ〜９ｈにも連通されている。

図７に示すように、サージタンク１０の底部Ｐ_１は、滑らかな曲面を以って構成されている。そして、ランナ９の入口側開口部９ｉ〜９ｌ（図６では、図示の都合上、入口側開口部９ｋだけを図示。）の下方Ｌｏ側の部分は、底部Ｐ_１と略面一となるように設けられている（矢印Ｃで指し示す部分を参照）。なお、Ｔ／Ｖ通路８の通路部８ａ，８ｂは、サージタンク１０の底部Ｐ_１を指向するように構成されている。

ここで、図１を用いて説明したように、本実施形態に係るインテークマニホールド７は、車両１の前後（Ｆｒ−Ｒｅ）方向における軸Ａｘ_７が水平軸Ａｘ_０に対して角度θ_７を以って傾斜している。このため、サージタンク１０の底部Ｐ_１についても、車両１の前後（Ｆｒ−Ｒｅ）方向、即ち、エンジン１の気筒列方向に沿って角度θ_７だけ傾斜している。

よって、図５に示すように、入口側開口部９ｉ〜９ｌは、入口側開口部９ｉから、入口側開口部９ｊ、入口側開口部９ｋ、入口側開口部９ｌの順で、車両１の下方Ｌｏ側に配置されている。

サージタンク１０には、当該サージタンク内空間１０ａにおける最も前方Ｆｒ側の部分とＴ／Ｖ通路８における下流側通路部８ｂとを連通する還流通路部１０ｂが形成されている。還流通路部１０ｂは、下方Ｌｏ側の部分が、サージタンク１０における入口側開口部９ｊ，９ｉが開口された上方部分にあり、上方Ｕｐ側の部分が、Ｔ／Ｖ通路８における整流部８ｃが設けられた箇所のすぐ下流側にある。

４．インテークマニホールド７内における気流
インテークマニホールド７内における気流について、図６から図８を用いて説明する。図８は、図５のＢ部を拡大して示す模式断面図である。

図８に示すように、Ｔ／Ｖ１１における弁体１１ａの開度に応じて導入された新気（空気）は、Ｔ／Ｖ通路８の上流側通路部８ａを下流側（後方Ｒｅ側）に向けて流れる（気流Ｆｌｏｗ２）。気流Ｆｌｏｗ２は、上述のように、通路天井面８ｄに沿って流れる気流Ｆｌｏｗ２１と、通路底面８ｅに沿って流れる気流Ｆｌｏｗ２２と、を含む。これら気流Ｆｌｏｗ２１，Ｆｌｏｗ２２は、吸気流速が気流Ｆｌｏｗ２における他の気流に比べて相対的に速い。

ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａからは、ＥＧＲバルブ１２の弁開度に応じて所定量のＥＧＲガス（二次ガス）がＴ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂに噴出される（ＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３）。図６に示すように、導入管部１３ｂを流れてくるＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３０は、上向開口部１３ｄから天井部領域Ａｒ１に向けて噴出されるＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３１と、下向開口部１３ｅから底部領域Ａｒ２に向けて噴出されるＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３２と、に分流される。

図８に戻って、両開口部１３ｄ，１３ｅから噴出されたＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３１，Ｆｌｏｗ３２は、Ｔ／Ｖ通路８の上流側通路部８ａから送られてくる新気の気流Ｆｌｏｗ２（気流Ｆｌｏｗ２１，Ｆｌｏｗ２２を含む。）とミキシングされながら、下流側通路部８ｂを下流側（後方Ｒｅ側）に向けて流れる（気流Ｆｌｏｗ４）。

下流側通路部８ｂを進む内にミキシングされたガス（新気＋ＥＧＲガス）は、サージタンク１０のサージタンク内空間１０ａに導入される（気流Ｆｌｏｗ５）。

気流Ｆｌｏｗ５は、サージタンク１０ａの内側壁面に沿って流れ、ガスは、サージタンク１０のサージタンク内空間１０ａで一時的に溜められる。これにより、各ランナ９の入口側開口部９ｉ〜９ｌに対して均等にガスを分配し、また吸気緩衝も防がれる。

サージタンク１０からは、入口側開口部９ｉ〜９ｌを介して各ランナ９にガスが導出される（気流Ｆｌｏｗ６）。また、サージタンク１０からは、ガス（新気、ＥＧＲガス）の少なくとも一部が還流通路部１０ｂを通りＴ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂへと還流される（気流Ｆｌｏｗ７）。還流されたガス（新気、ＥＧＲガス）は、再び下流側通路部８ｂでミキシングされてサージタンク１０のサージタンク内空間１０ａに送られる。

図７に示すように、サージタンク１０のサージタンク内空間１０ａから入口側開口部９ｉ〜９ｌ（図７では、図示の都合上、入口側開口部９ｋだけを図示。）を介してランナ９に送られたガス（新気とＥＧＲガスとのミキシングガス）は、ランナ９の通路部９ｅ〜９ｈから出口側開口部９ａ〜９ｄを介してエンジン３の吸気ポートへと送られる（気流Ｆｌｏｗ１）。

なお、図７では、図示の都合上、通路部９ｅ〜９ｈの内の通路部９ｇだけを図示し、出口側開口部９ａ〜９ｄの内の出口側開口部９ｃだけを図示している。

５．整流部８ｃの果たす役割
Ｔ／Ｖ通路８の内壁面に設けた整流部８ｃが果たす役割について、図９を用い説明する。図９は、図８のＤ部を拡大して示す模式断面図である。

図９に示すように、Ｔ／Ｖ通路８における整流部８ｃは、三角形の断面形状を有しており、吸気上流側（前方Ｆｒ側）から吸気下流側（後方Ｒｅ側）に向けて上方にせり上がるように形成されている（矢印Ｅで指し示す部分を参照）。

整流部８ｃは、Ｔ／Ｖ通路８における上流側通路部８ａを囲む内壁面の内、底側（下方Ｌｏ側）の内壁面である底面８ｅに沿って流れてくる新気（気流Ｆｌｏｗ２２）を上方Ｕｐ側へと偏向する（気流Ｆｌｏｗ８）。気流Ｆｌｏｗ８は、還流通路部１０ｂの開口部を避ける流れとなる。

このように、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖ通路８の整流部８ｃを設けることにより、還流通路部１０ｂの出口部分を負圧とする効果を高めることができる。よって、インテークマニホールド７では、還流通路部１０ｂを介したＴ／Ｖ通路８への還流を促進することができ、ミキシング性能の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、底面８ｅに対する整流部８ｃ（斜面）の角度θ_８ｃを、１０°〜４５°の範囲、より望ましくは、２０°〜３５°の範囲としている。

６．還流通路部１０ｂの構成
還流通路部１０ｂの構成について、図９及び図１０を用い説明する。図１０は、図５のＸ−Ｘ断面を示す模式断面図である。

図９に示すように、サージタンク１０のサージタンク内空間１０ａとＴ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂとを連通するように設けられた還流通路部１０ｂは、管軸Ａｘ_１０が上部に行くのに従って斜め後方を向くように設けられている。還流通路部１０ｂの管軸Ａｘ_１０とＴ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂの管軸Ａｘ_８とがなす角度θ_１０は、９０°未満となっている。即ち、還流通路部１０ｂの管軸Ａｘ_１０とＴ／Ｖ通路８の管軸Ａｘ_８とは、鋭角に交差するようになっている。

また、図９に示すように、還流通路部１０ｂは、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａよりも吸気の流れ方向の下流側（後方Ｒｅ側）でＴ／Ｖ通路８に接続されている。具体的には、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａの中心（先端管部１３ｃの管軸）から管軸Ａｘ_８に直交する方向に仮想線Ａｘ_１３を引き、還流通路部１０ｂの上前端部Ｐ_１０ｂから仮想線Ａｘ_１３に平行な仮想線Ａｘ_１０ｂを引くとき、仮想線Ａｘ_１３と仮想線Ａｘ_１０ｂとの間の間隔がＤ_１０である。間隔Ｄ_１０は、例えば、１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度としている。

さらに、図９に示すように、還流通路部１０ｂは、Ｔ／Ｖ通路８との接続部分（上部）が、吸気の流れに沿った方向の下流側（後方Ｒｅ側）を向くように構成されている。このため、整流部８ｃの形成と相まって、Ｔ／Ｖ通路８の上流側通路部８ａを流れてきた新気やＥＧＲガスなどが還流通路部１０ｂを通りサージタンク１０に向けて逆流するのを抑制することができる。

図１０に示すように、還流通路部１０ｂは、サージタンク１０のサージタンク内空間１０ａの側（下方Ｌｏ側）から、Ｔ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂの側（上方Ｕｐ側）に向けて、通路内側の断面幅が漸減する形状で設けられている。具体的には、還流通路部１０ｂは、サージタンク内空間１０ａの側の内側断面幅がＤ_ＬＯであり、Ｔ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂの側の内側断面幅がＤ_ＵＰである。断面幅Ｄ_ＬＯと断面幅Ｄ_ＵＰとは、次の関係を満たす。
［数１］Ｄ_ＬＯ＞Ｄ_ＵＰ
また、断面幅Ｄ_ＬＯは、図１０に示す方向でのサージタンク１０のサージタンク内空間１０ａの幅と同一の幅となっている。一方、断面幅Ｄ_ＵＰは、Ｔ／Ｖ通路８の下流側通路部８ｂの内径と同一かそれ以下となっている。

７．効果
本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド（吸気装置）７では、Ｔ／Ｖ通路（吸気導入通路）８に対するＥＧＲ通路（二次ガス導入通路）１３のガス噴出部（接続箇所）１３ａを、Ｔ／Ｖ１１から所定間隔だけ離間させている。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖの直後の位置にＥＧＲ通路のガス噴出部を設ける場合に比べて、ＥＧＲガス（二次ガス）に含まれる水分（凝縮水）がＴ／Ｖ１１に付着し難い。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、外気温が低い（０℃以下）場合にもＥＧＲガス中の水分に起因するＴ／Ｖ１１の動作不良を抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、ＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａから吸気流速が他に比べて相対的に速い領域Ａｒ１，Ａｒ２に向けてＥＧＲガス（二次ガス）を流入させることとしているので、Ｔ／Ｖ１１が取り付けられた箇所から離間した箇所にＥＧＲ通路１３のガス噴出部１３ａを設けた場合にあっても、Ｔ／Ｖ通路８に対して高効率にＥＧＲガス（ＥＧＲガス流Ｆｌｏｗ３）を流入させることができる。これは、相対的に吸気流速が速い領域に向けてＥＧＲガスを噴出させることで“吸出し効果”を得られるためである。

なお、本実施形態では、一例として領域Ａｒ１，Ａｒ２を「吸気流速が相対的に速い領域」としたが、該領域については、Ｔ／Ｖの種類や取り付け形態、さらにはＴ／Ｖからガス噴出部までの間のＴ／Ｖ通路の形態等に応じて適宜設定されるものである。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、「吸気流速が相対的に速い領域」として天井部領域Ａｒ１及び底部領域Ａｒ２を具体的に特定している。このように「吸気流速が相対的に速い領域」を特定する本実施形態では、Ｔ／Ｖ１１における弁体１１ａと外管１１ｇの内壁面との間の隙間１１ｅ，１１ｆが最も大きくなる箇所の下流側（後方Ｒｅ側）の部分で吸気流速が最も早くなるとの知見に基づき、ガス噴出部１３ａからのＥＧＲガスの噴出方向を図６及び図８に示すように規定している。これにより、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、吸出し効果を利用して高効率にＥＧＲガスをＴ／Ｖ通路８に対して流入させることができる。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、図６を用いて説明したように、導入管部１３ｂの先端部（先端管部１３ｃの管軸Ａｘ_１３）をＴ／Ｖ通路８の径中心部分と合致するようにしているので、天井部領域Ａｒ１及び底部領域Ａｒ２に向けてより均一に噴出させることができる。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖ通路８へのＥＧＲガスの流入を、さらに高効率に行うことができる。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、導入管部１３ｂの先端に当該導入管部１３ｂと直交する先端管部１３ｃを接合し、その２つの開口部１３ｄ，１３ｅからＥＧＲガスを噴出す構成としているので、複雑な構成を必要とせず、確実にＥＧＲガスを天井部領域Ａｒ１及び底部領域Ａｒ２に向けて噴出すことが可能である。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、ガス噴出部１３ａの先端管部１３ｃの開口部１３ｄ，１３ｅからＥＧＲガスを噴出すこととしているので、ＥＧＲガスの噴出し方向を確実に天井部領域Ａｒ１及び底部領域Ａｒ２に向けることができる。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖ通路８へのＥＧＲガスの高い取り込み効率をより確実に確保することができる。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、サージタンク１０におけるＴ／Ｖ通路８の接続箇所を、Ｔ／Ｖ通路８の延設方向でＴ／Ｖ１１から最も離間した側の箇所としているので、Ｔ／Ｖ通路８におけるガス噴出部１３ａの配設箇所からサージタンク１０までの流路長を最大限長く確保することができる。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、新気と二次ガスとのミキシング性能の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖ通路８における少なくとも上流側通路部８ａを直線状に形成しているので、当該上流側通路部８ａでの吸気流れにおける流速低下を抑制することができる。よって、本実施形態に係るインテークマニホールド７では、Ｔ／Ｖ通路８に対して、よりスムーズにＥＧＲガスを取り込むことができる。

以上のように、本実施形態に係るエンジン３のインテークマニホールド７では、外気温が低い場合にもＴ／Ｖ１１の動作不良を抑制できるとともに、Ｔ／Ｖ通路８へのＥＧＲガスの高い取り込み効率を確保することができる。

［変形例］
上記実施形態では、エンジン３として４気筒のガソリンエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、３気筒以下又は５気筒以上のガソリンエンジン等を採用することもできる。また、ガソリンエンジンではなく、ディーゼルエンジンを採用することもできる。

また、上記実施形態では、エンジン３を縦置きに搭載し、リヤタイヤを駆動するＦＲ車を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、エンジンルームに対してエンジンを横置きのＦＦ車を採用することもできる。

上記実施形態では、Ｔ／Ｖ通路８として上流側通路部８ａ及び下流側通路部８ｂがともに直線状に延びる管体を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、下流側通路部がＵ字状に湾曲した管体をＴ／Ｖ通路として採用することもできる。

上記実施形態では、Ｔ／Ｖ１１の一例としてバタフライバルブを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ゲートバルブを採用することもできる。この場合にも、バルブの形式に応じた「吸気流速が相対的に速い領域」を考慮し、二次ガスの噴出し方向を規定することで上位同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、図５を用いて説明したように、サージタンク１０を車両１の右方Ｒｉ側から側面視した場合に、サージタンク内空間１０ａが略矩形の形状を有することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、円形や楕円形、あるいはそれらの一部を切り取った形状のサージタンク内空間を有するサージタンクを採用することもできる。

上記実施形態では、図６を用いて説明したように、ガス噴出部１３ａの先端管部１３ｃについて、上向開口部１３ｄが上方Ｕｐ側を向き、下向開口部１３ｅが下方Ｌｏ側を向くように構成したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。Ｔ／Ｖ１１の構成や配設形態等に応じて、Ｔ／Ｖ通路８の左方Ｌｅ側や右方Ｒｉ側を開口部が向くようにすることもできる。即ち、Ｔ／Ｖ通路のガス噴出部を設ける箇所において、最も流速が速い箇所に向けて二次ガスを噴出すようにしておけばよい。これにより、上記同様の効果を得ることができる。

上記実施形態では、ガス噴出部１３ａを、導入管部１３ｂと、その先端部に接続された先端管部１３ｃとの組み合わせを以って構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、導入管部の先端部を塞ぎ、先端部の近傍にガス噴出用の孔部を設けることとしてもよい。また、導入管部に対して複数の分岐管を挿入し接合した構成などを採用することもできる。

上記実施形態では、二次ガスの一例としてのＥＧＲガスをＴ／Ｖ通路８に還流させることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、パージガスやブローバイガスなどの二次ガスをＴ／Ｖ通路に還流させる構成とすることもできる。

上記実施形態では、還流通路部１０ｂに流量を制御するための制御弁などを設けない構成としたが、本発明は、これに限定受けるものではない。例えば、エンジンの回転数、吸気量やＯ_２濃度等に応じてサージタンクからＴ／Ｖ通路に還流させるガスの流量を制御する制御弁を設けることとしてもよい。

上記実施形態では、インテークマニホールド７を３つの構成部材７Ａ〜７Ｃの組み合わせを以って構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、２つの構成部材の組み合わせを以って構成することとしてもよいし、４つ以上の構成部材の組み合わせを以って構成することとしてもよい。

上記実施形態では、４本のランナ９を一体形成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。それぞれのランナを別々に設けることとしてもよいし、２本ずつ一体形成することなどもできる。

上記実施形態では、整流部８ｃを平面状の斜面で構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、凸状または凹状の湾曲面を以って構成することとしてもよい。

１ 車両
３ エンジン
７ インテークマニホールド（吸気装置）
８ スロットルバルブ通路（吸気導入通路）
８ａ 上流側通路部
８ｂ 下流側通路部
９ ランナ（独立吸気通路）
１０ サージタンク（吸気分配部）
１１ スロットルバルブ
１３ ＥＧＲ通路（二次ガス導入通路）
１３ａ ガス噴出部（二次ガス導入部）
１３ｂ 導入管部
１３ｃ 先端管部
１３ｄ 上向開口部
１３ｅ 下向開口部

Claims (4)

1. エンジンの吸気装置において、
   管状の通路を有する吸気導入通路と、
   前記吸気導入通路の一端部に取り付けられ、弁体の開閉動作を以って吸気量を変更可能なスロットルバルブと、
   前記吸気導入通路に対して、前記スロットルバルブから吸気の流れ方向下流側に所定間隔だけ離間した箇所に接続され、当該吸気導入通路に二次ガスを導入する二次ガス導入通路と、
   を備え、
   前記二次ガス導入通路は、当該二次ガス導入通路が接続された箇所における前記吸気導入通路の内壁面に沿った領域の内、吸気流速が他に比べて相対的に速い領域に向けて前記二次ガスを流入させる二次ガス導入部を有し、
   前記二次ガス導入部は、前記吸気導入通路の外側から、当該吸気導入通路の内側における通路の径中心部分まで延びる導入管部と、当該導入管部の先端側に接続された、当該導入管部の管軸と直交する方向に管軸を有する先端管部と、を有し、
   前記先端管部の管軸方向両側には、管開口部がそれぞれ設けられており、
   前記二次ガスは、前記導入管部から前記先端管部の前記管開口部を通り、前記径中心部分から、前記吸気流速が相対的に速い領域である、前記吸気導入通路の内壁面の一部に向けて流入される、
   エンジンの吸気装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置であって、
   前記スロットルバルブは、前記弁体と、前記弁体の外側を囲む外管と、を有するバタフライバルブであり、
   前記吸気流速が相対的に速い領域は、前記弁体が開状態のときに、前記弁体と前記外管の内壁面との間の隙間が最も大きくなる箇所を含む領域に対して、吸気の流れ方向下流側に位置する領域である、
   エンジンの吸気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のエンジンの吸気装置であって、
   前記エンジンは、複数の気筒を有し、
   前記吸気導入通路の他端に接続され、内部に各気筒への吸気分配用の空間を有する容器である吸気分配部と、
   各一端が前記吸気分配部に接続され、各他端が前記エンジンの各吸気ポートに接続された複数の独立吸気通路と、
   を更に備え、
   前記吸気導入通路の延設方向と、前記吸気分配部における前記複数の独立吸気通路の接続箇所の配列方向とは、互いに沿った状態にあり、
   前記配列方向において、前記吸気分配部における前記吸気導入通路の接続箇所は、前記吸気導入通路における前記一端部から最も離間した側の箇所である、
   エンジンの吸気装置。
4. 請求項１から請求項３の何れかに記載のエンジンの吸気装置であって、
   前記吸気導入通路は、少なくとも前記一端部から前記二次ガス導入通路が接続された箇所までの間の区間が直線状に形成されている、
   エンジンの吸気装置。