| 【発明の名称】 |
エンジンの吸気装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 佳彦
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| 【要約】 |
【課題】エンジンの吸気装置で一部を合成樹脂化したものにおいて、安価な構成で熱による樹脂の変形を防止するとともに、スロットルボデーや吸気管等、金属製の上流側吸気装置の支持剛性を高める。
【解決手段】エンジンの吸気装置が、エンジン１に下流側が接続される合成樹脂製の吸気装置本体３と、吸気装置本体３の上流側に接続され排気還流装置を構成する吸気側ＥＧＲパイプ１０が接続される金属製の排気導入部４と、排気導入部４の上流側に接続され吸気口からの新気を吸入する金属製の上流側吸気装置の一例としてのスロットルボデー６とを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンに下流側が接続される合成樹脂製の吸気装置本体と、該吸気装置本体の上流側に接続され前記排気還流装置が接続される金属製の排気導入部と、該排気導入部の上流側に接続され吸気口からの新気を吸入する金属製の上流側吸気装置とを有することを特徴とするエンジンの吸気装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの吸気装置に係わり、特に合成樹脂により形成された吸気装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、軽量化やコスト低減のため、吸気マニホルドやサージタンク等エンジンの吸気装置を樹脂化する試みが行われている。また、一般に吸気装置には、燃焼温度を下げてエンジンから排出されるＮＯｘ量を低減する目的で、排気還流装置（以下ＥＧＲ装置と称す）が接続されている。
【０００３】このような技術として、例えば図２に示す構造のものが従来から用いられている。図２は、ポートインジェクション（以下ＰＩと称す）ガソリンエンジンの全体構成を示している。エンジン１には、吸気装置本体３０および排気マニホルド５が接続され、吸気装置本体３０の上流側に上流側吸気装置の一例としてスロットルボデー６が接続されている。スロットルボデー６には図示しないスロットルバルブやバルブシャフト、各種センサ等が取りつけられている。また、排気マニホルド５の下流側には排気管７が接続される。ＥＧＲ装置は、排気管７から分岐してエンジン１に取り付けられる排気側ＥＧＲパイプ８、エンジン１内に形成されて排気側ＥＧＲパイプ８に連通するエンジン内ＥＧＲ通路９、エンジン１に取り付けられてエンジン内ＥＧＲ通路９に連通し、下流側が吸気装置本体３０に接続される吸気側ＥＧＲパイプ１０、および排気側ＥＧＲパイプ８に設けられて通路の開度を調整するＥＧＲバルブ１１から構成されている。これらの構成において、吸気装置本体３０は剛性樹脂により成形されているが、エンジン１や排気マニホルド５、排気管７やスロットルボデー６は金属製とされている。また、ＥＧＲパイプ８，１０もまた、耐熱性の観点から金属製とされている。また、ＥＧＲパイプ８，１０もまた、耐熱性の観点から金属製とされている。また、スロットルボデー６には、エンジン１とスロットルボデー６とを連結して、スロットルボデー６の支持剛性を高めるための支持ブラケット１３が取り付けられている。
【０００４】上記の構成において、図示しない吸気口、エアクリーナを通過した新気Ｉは、スロットルボデー６にて流量を調整され、吸気装置本体３０で後述する還流してきた排気Ｅと混合され、エンジン１の図示しない吸気ポートで図示しないインジェクタから噴射されるガソリンと混合された後、シリンダ２内に吸入され、燃焼される。その後排気Ｅは排気マニホルド５、排気管７を通り、さらには図示しない触媒装置、消音器を通って排出される。また、排気Ｅの一部は排気管７に取り付けられた排気側ＥＧＲパイプ８に分流され、ＥＧＲバルブ１１にて流量を調整された後、エンジン内ＥＧＲ通路９、吸気側ＥＧＲパイプ１０を通って再び吸気装置本体３０に導入される。
【０００５】ここで、吸気側ＥＧＲパイプ１０から吸気装置本体３０に導入される排気Ｅは温度が２５０℃程度であり、その貫通力により吸気装置本体３０におけるＥＧＲ装置接続部と対向する内壁面に衝突するが、吸気装置本体３０を形成する合成樹脂の耐熱温度は２００℃程度であり、吸気装置本体３０における排気Ｅが当たる部分が加熱され、熱変形を生じてしまうという問題がある。この排気Ｅによる吸気装置本体３０の熱変形を防止するため、図２に示すようにこの部分に断熱部材１２を設ける技術が、実公平４−５７２０に開示されている。
【０００６】また、この他にも、合成樹脂製吸気通路の排気導入部に、断熱や排気の冷却等熱変形防止を目的とした対策を施すものが種々提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら先行技術においては、吸気装置を合成樹脂により予め形成したうえに、断熱部材の貼付や排気の冷却構造の追加等、変形防止の対策を別途必要とするため、その分コスト高となってしまうという問題がある。
【０００８】また、一般に同肉厚・同形状の金属と合成樹脂では、通常は合成樹脂のほうが低強度であるため、図２に示すように合成樹脂製の吸気装置本体３０に上流側吸気装置としての金属製のスロットルボデー６（ディーゼルエンジンの場合は金属製の吸気管）を取り付けた場合、吸気装置本体３０と上流側吸気装置との取付剛性は、吸気装置本体を金属製とした場合に比べて低くなる。その上、上流側吸気装置の取付・支持においては、主に吸気装置本体との取付部分で支持させる構造が一般的であるため、走行振動等による上流側吸気装置の支持負担は主に吸気装置本体との取付部分にかかる。このため、場合によってはこの取付部分に亀裂を生じ、そこから空気を吸入して正確な吸気量制御ができないという問題があり、これを防止するために、上流側吸気装置の支持剛性を高める支持ブラケット（図２ではスロットルボデー６の支持剛性を高める支持ブラケット１３）を取り付けたり、吸気装置本体３０を厚肉化して上流側吸気装置との取付剛性を高めたりする必要があり、部品点数や重量が増加してしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑み創案されたものであり、請求項１に示すエンジンの吸気装置では、エンジンに下流側が接続される合成樹脂製の吸気装置本体と、該吸気装置本体の上流側に接続され前記排気還流装置が接続される金属製の排気導入部と、該排気導入部の上流側に接続され吸気口からの新気を吸入する金属製の上流側吸気装置とを有することを特徴としている。
【００１０】これによれば、排気還流装置を通った高温の排気は、金属製の排気導入部から吸気装置に還流される。そして排気導入部における排気還流装置接続部と対向する内壁面に排気が衝突した後、すぐに新気と混合され、温度を下げられて吸気装置本体に流れていく。このとき、排気導入部の排気が衝突する部分が高温に加熱される。この部分は排気の還流中は常に高温の排気にさらされている上、その熱が周囲に伝導していくが、排気導入部内を新気が常に通過しており、排気導入部はこの新気によって常に冷却されているため、排気導入部全体が高温になることはない。
【００１１】また、排気導入部が金属製であるため、排気還流装置と排気導入部との接続が金属対金属となるとともに、排気導入部と上流側吸気装置との接続も金属対金属となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、実施例について説明する。図１は自動車用エンジン、特にＰＩガソリンエンジンの全体構成を示している。エンジン１には、吸気装置本体３および排気マニホルド５が接続され、吸気装置本体３の上流側に排気導入部４、排気導入部４の上流側にスロットルボデー６が接続されている。スロットルボデー６には図示しないスロットルバルブやバルブシャフト、各種センサが取り付けられている。また、排気マニホルド５の下流側には排気管７が接続される。ＥＧＲ装置は、排気管７から分岐してエンジン１に取り付けられる排気側ＥＧＲパイプ８、エンジン１内に形成されて排気側ＥＧＲパイプ８に連通するエンジン内ＥＧＲ通路９、エンジン１に取り付けられてエンジン内ＥＧＲ通路９に連通し、下流側が排気導入部４に接続される吸気側ＥＧＲパイプ１０、および排気側ＥＧＲパイプ８に設けられて通路の開度を調整するＥＧＲバルブ１１から構成されている。これらの構成において、吸気装置本体３は合成樹脂により成形されているが、エンジン１や排気マニホルド５、排気管７やスロットルボデー６は金属製とされている。また、ＥＧＲパイプ８，１０と排気導入部４もまた、耐熱性の観点から金属製とされている。
【００１３】続いて本実施例の作用について説明する。図示しない吸気口、エアクリーナを通過した新気Ｉは、図１に示すように、スロットルボデー６にて流量を調整され、排気導入部４で後述する還流してきた排気Ｅと混合され、吸気装置本体３を通って、図示しない吸気ポートで図示しないインジェクタから噴射されるガソリンと混合された後、エンジン１のシリンダ２内に吸入され、燃焼される。その後排気Ｅは排気マニホルド５、排気管７を通り、さらには図示しない触媒装置、消音器を通って排出される。また、排気Ｅの一部は排気管７に取り付けられた排気側ＥＧＲパイプ８に分流され、ＥＧＲバルブ１１にて流量を調整された後、エンジン内ＥＧＲ通路９、吸気側ＥＧＲパイプ１０を通って、排気導入部４で再び吸気装置に導入される。そして排気導入部４における吸気側ＥＧＲパイプ１０の接続部と対向する内壁面に排気Ｅが衝突した後、すぐに新気Ｉと混合され、温度を下げられて吸気装置本体３に流れていく。このとき、排気導入部４の排気Ｅが衝突する部分が高温に加熱される。この部分は排気Ｅの還流中は常に高温の排気Ｅにさらされている上、その熱が周囲に伝導していくが、排気導入部４内を新気Ｉが常に通過しており、排気導入部４はこの新気Ｉによって常に冷却されているため、排気導入部４全体が高温になることはない。
【００１４】また、スロットルボデー６は主に排気導入部４との取付部分で支持されているが、この取付部分が金属対金属の接続となる。その上、排気導入部と吸気装置本体３との接続は金属対合成樹脂となるものの、排気導入部４にはエンジン１から伸びる吸気側ＥＧＲパイプ１０が取り付けられているため、この排気導入部４と吸気側ＥＧＲパイプ１０とが金属対金属の接続となる。
【００１５】このように、本実施例では、排気導入部４を金属製にしたことにより、吸気側ＥＧＲパイプ１０から導入される高温の排気Ｅが対向する内壁面に衝突しても、排気導入部４が熱変形を起こすおそれがない。また、その後排気Ｅはすぐに新気Ｉと混合され、温度を下げられて合成樹脂製の吸気装置本体３に流れ込むため、吸気装置本体３も熱変形を起こすおそれがない。その上、排気導入部４全体が高温になることがないため、吸気装置本体３と排気導入部４との接続部に特別な断熱対策は不要である。
【００１６】その上、排気導入部４とスロットルボデー６との接続が金属対金属とされてこの部分での亀裂の発生を防止するので、スロットルボデー６の支持を補強する支持ブラケット１３を廃止することができる。また、排気導入部４はエンジン１から伸びる吸気側ＥＧＲパイプ１０によっても支持されるため、吸気装置本体３と排気導入部４との接続部に亀裂が発生することがない。
【００１７】なお、上述した実施例ではガソリンエンジンを示したが、ディーゼルエンジンを用いてもよい。この場合、ディーゼルエンジンにはスロットルボデーがないため、スロットルボデー６の代わりに吸気管が用いられる。
【００１８】また、上述した実施例では自動車用エンジンを示したが、これに限らず、産業用や船舶用等ＥＧＲ装置を有する全てのエンジンに適用することができる。
【００１９】
【考案の効果】以上のように、本発明によれば、合成樹脂製の吸気装置本体を有するエンジンの吸気装置の排気導入部を金属製としたことにより、新たな熱対策を施すことなく排気導入部の熱変形を防止できる。また、その後排気はすぐに新気と混合され、温度を下げられて吸気装置本体に流れ込むため、吸気装置本体も熱変形を起こすおそれがない。その上、排気導入部全体が高温になることがないため、吸気装置本体と排気導入部との接続部に特別な断熱対策は不要である。
【００２０】また、支持ブラケット等の補強部材を設けなくても上流側吸気装置の支持剛性を高めることができ、部品点数や重量を減らすことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１３日（２０００．３．１３） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２５４６５２（Ｐ２００１−２５４６５２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２１日（２００１．９．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−６７９４１（Ｐ２０００−６７９４１） |
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