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JP7636733B2 - Engine intake system structure - Google Patents
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JP7636733B2 - Engine intake system structure - Google Patents

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Description

本発明は車両の吸気通路における排気還流ガスの導入部の構造に関する。 The present invention relates to the structure of an exhaust recirculation gas introduction section in a vehicle intake passage.

車両に搭載されたエンジンの多くには、排気性能を向上させるために、EGR装置(排気還流装置)が備えられている。EGR装置は、排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路を備え、排気通路から排気の一部(EGRガス)を吸気通路に還流し、吸気の酸素濃度を低下させる。これにより、エンジンの燃焼室内の温度を低下させ、エンジンからのNOxの排出を抑制する。 Many engines installed in vehicles are equipped with an EGR device (exhaust gas recirculation device) to improve exhaust performance. The EGR device has an EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage, and recirculates a portion of the exhaust (EGR gas) from the exhaust passage to the intake passage, lowering the oxygen concentration in the intake air. This lowers the temperature inside the engine's combustion chamber and suppresses NOx emissions from the engine.

特許文献1に記載された多気筒のエンジンでは、吸気通路の各気筒へ分流する位置の近傍でEGRガス(排気還流ガス)を導入する構造になっており、吸気通路の外周部から略接線方向にEGRガスを導入する構成を採用している。これにより、吸気通路内でEGRガスの旋回流を発生させて、EGRガスと吸気との混合を促進させる。The multi-cylinder engine described in Patent Document 1 is structured to introduce EGR gas (exhaust gas recirculation) near the point where the intake passage is divided into each cylinder, and adopts a configuration in which the EGR gas is introduced in a substantially tangential direction from the outer periphery of the intake passage. This generates a swirling flow of EGR gas in the intake passage, promoting the mixing of the EGR gas with the intake air.

特許第3539246号公報Patent No. 3539246

しかしながら、例えばアイドル状態のように吸気量及びEGRガス量が少ない場合では、特許文献1のように吸気通路に対して接線方向にEGRガスを導入したとしても、EGRガスの旋回流が弱く、EGRガスがそのまま各気筒への分岐通路に流入し、一部の気筒にEGRガスが偏って流入する可能性がある。However, when the intake air volume and EGR gas volume are small, for example during idling, even if EGR gas is introduced tangentially to the intake passage as in Patent Document 1, the swirling flow of EGR gas is weak and the EGR gas flows directly into the branch passages to each cylinder, which may result in uneven flow of EGR gas into some cylinders.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の気筒に排気還流ガスの濃度を均一にした吸気を導入させることができるエンジンのEGR導入部構造を提供することにある。The present invention has been made in consideration of these problems, and its purpose is to provide an EGR introduction structure for an engine that can introduce intake air with a uniform concentration of exhaust recirculated gas into multiple cylinders.

上記目的を達成するため、本発明に係るエンジンの吸気系構造は、吸気通路に排気の一部を排気還流ガスとして還流する排気還流装置を備えたエンジンの吸気系構造であって、前記吸気通路に設けられるサージタンクと、前記サージタンクの上流に設けられ、前記排気還流ガスが導入する導入口が設けられる上流側吸気管と、前記サージタンクの下流に設けられ、前記エンジンの各気筒へ吸気を供給する下流側吸気管とを備え、前記サージタンクは、上流側タンク壁面に設けられ前記上流側吸気管と接続するタンク流入口と、下流側タンク壁面に設けられ前記下流側吸気管と接続するタンク排出口を有し、前記タンク流入口は、前記上流側タンク壁面の延長方向の一方側に変位して設けられ、前記タンク排出口は、前記上流側タンク壁面の延長方向の他方側に変位して前記下流側タンク壁面に設けられ、前記導入口は、前記上流側吸気管の前記他方側に設けられ前記一方側に向けて開口し、前記排気還流ガスは前記上流側吸気管内に前記他方側から前記一方側に向けて流入することを特徴とする。In order to achieve the above object, the intake system structure of the engine according to the present invention is an intake system structure of an engine equipped with an exhaust gas recirculation device that recirculates a portion of the exhaust gas to an intake passage as exhaust gas recirculation gas, and includes a surge tank provided in the intake passage, an upstream intake pipe provided upstream of the surge tank and having an inlet through which the exhaust gas recirculation gas is introduced, and a downstream intake pipe provided downstream of the surge tank and supplying intake air to each cylinder of the engine, and the surge tank is provided on the upstream tank wall surface and is in contact with the upstream intake pipe. the tank inlet is provided on one side of the upstream tank wall surface and connected to the downstream intake pipe, and the tank outlet is provided on the downstream tank wall surface and connected to the downstream intake pipe, the tank inlet is provided displaced to one side in the extension direction of the upstream tank wall surface, the tank outlet is provided on the downstream tank wall surface and displaced to the other side in the extension direction of the upstream tank wall surface, the inlet is provided on the other side of the upstream intake pipe and opens toward the one side, and the exhaust recirculation gas flows into the upstream intake pipe from the other side toward the one side.

これにより、サージタンクにおいてタンク流入口とタンク排出口とがオフセットして配置されるとともに、上流側吸気管において排気還流ガスの導入口がタンク排出口とは反対側に向けて開口しているので、導入口から吸気通路に導入された排気還流ガスが吸気とともにタンク排出口へ直接向かい難くなる。したがって、サージタンクにおいて吸気と排気還流ガスとが混合し易くなる。 As a result, the tank inlet and tank outlet are offset in the surge tank, and the exhaust gas recirculation gas inlet in the upstream intake pipe opens toward the opposite side of the tank outlet, making it difficult for the exhaust gas recirculation gas introduced into the intake passage from the inlet to flow directly toward the tank outlet together with the intake air. This makes it easier for the intake air and the exhaust gas recirculation gas to mix in the surge tank.

好ましくは、前記排気還流装置は、前記上流側吸気管の接線方向で前記延長方向に延び前記排気還流ガスが供給される排気還流通路導入部を備え、前記導入口は、前記排気還流通路導入部の接点に設けられるとよい。Preferably, the exhaust recirculation device includes an exhaust recirculation passage inlet portion that extends tangentially to the upstream intake pipe in the extension direction and through which the exhaust recirculation gas is supplied, and the inlet is provided at the junction of the exhaust recirculation passage inlet portion.

これにより、排気還流通路導入部における排気還流ガスの流通方向と異なる方向で吸気管内に排気還流ガスが流入するので、上流側吸気管内で排気還流ガスと吸気とを混合し易くすることができる。This allows the exhaust recirculation gas to flow into the intake pipe in a direction different from the flow direction of the exhaust recirculation gas at the exhaust recirculation passage inlet, making it easier to mix the exhaust recirculation gas with the intake air in the upstream intake pipe.

好ましくは、前記排気還流装置は、前記排気還流通路導入部とは反対側に前記上流側吸気管の外壁に沿って周方向に延びる排気還流通路延長部を備え、前記導入口は、前記排気還流通路導入部の接点に設けられる第1導入口と、前記排気還流通路延長部に設けられる第2導入口とを備えているとよい。Preferably, the exhaust recirculation device includes an exhaust recirculation passage extension extending circumferentially along the outer wall of the upstream intake pipe on the side opposite the exhaust recirculation passage inlet, and the inlet includes a first inlet provided at the junction of the exhaust recirculation passage inlet and a second inlet provided at the exhaust recirculation passage extension.

これにより、上流側吸気管内に第1導入口と第2導入口の2箇所から、即ち複数の方向から排気還流ガスが流入するので、上流側吸気管内での排気還流ガスと吸気との混合を促進させることができる。This allows exhaust recirculation gas to flow into the upstream intake pipe from two locations, the first inlet and the second inlet, i.e., from multiple directions, thereby promoting mixing of the exhaust recirculation gas and intake air in the upstream intake pipe.

好ましくは、前記上流側吸気管の下流端は、前記下流側タンク壁面の前記一方側に向かって、前記サージタンク内に延出しているとよい。Preferably, the downstream end of the upstream intake pipe extends into the surge tank toward the one side of the downstream tank wall.

これにより、上流側吸気管で混合された排気還流ガスと吸気とがサージタンクの下流側タンク壁面に衝突しやすくなり、サージタンク内で混合が一層促進される。This makes it easier for the exhaust recirculated gas and intake air mixed in the upstream intake pipe to collide with the downstream tank wall of the surge tank, further promoting mixing within the surge tank.

好ましくは、前記排気還流通路導入部は、前記上流側タンク壁面に一体に形成され、
前記下流側吸気管は、前記下流側タンク壁面に沿って、前記上流側タンク壁面の前記一方側に延びるとよい。
Preferably, the exhaust gas recirculation passage introduction portion is integrally formed with the upstream tank wall surface,
The downstream intake pipe may extend along the downstream tank wall surface to the one side of the upstream tank wall surface.

これにより、下流側吸気管の上流側タンク壁面の延長方向の長さを確保しつつ、エンジンの吸気系の構造をコンパクトに構成することができる。This allows the engine's intake system structure to be compact while ensuring the length of the downstream intake pipe in the extension direction of the upstream tank wall.

本発明に係るエンジンの吸気系構造によれば、サージタンクにおいてタンク流入口とタンク排出口とがオフセットして配置されるとともに、上流側吸気管において排気還流ガスの導入口がタンク排出口とは反対側に向けて開口しているので、導入口から吸気通路に導入された排気還流ガスが吸気とともにタンク排出口へ直接向かい難くなり、サージタンクにおいて吸気と排気還流ガスとが混合し易くなる。これにより、エンジンの各気筒へ排気還流ガスの濃度を均一した吸気を導入させることができ、排気還流装置の効果を向上させることができる。 According to the engine intake system structure of the present invention, the tank inlet and tank outlet are offset in the surge tank, and the exhaust gas recirculation gas inlet in the upstream intake pipe opens toward the opposite side to the tank outlet, so that the exhaust gas recirculation gas introduced into the intake passage from the inlet is less likely to head directly toward the tank outlet together with the intake air, and the intake air and exhaust gas recirculation gas are more likely to mix in the surge tank. This makes it possible to introduce intake air with a uniform concentration of exhaust gas recirculation gas into each cylinder of the engine, improving the effectiveness of the exhaust gas recirculation device.

本発明の実施形態に係る車両の前部の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a front part of a vehicle according to an embodiment of the present invention. エンジンの吸気系補機の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of an intake system accessory of the engine. エンジンの吸気系補機の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of an intake system accessory of the engine. エンジンの吸気系補機の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an intake system accessory of the engine. 他の実施形態の吸気系補機の縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of an intake system accessory according to another embodiment.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るエンジン3の吸気系構造を採用した車両1の前部の概略構造図である。図2は、エンジン3の前面に配置された吸気系の補機の縦断面図であり、車両に搭載された際の車幅方向左側から視た図である。図3は、エンジン3の吸気系補機の縦断面図である。図4は、エンジン3の吸気系補機の横断面図である。図3は、図2中に記載したA-A部の断面図である。図4は、図3中に記載したB-B部の断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a schematic structural diagram of the front part of a vehicle 1 employing an intake system structure for an engine 3 according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of an intake system accessory disposed in front of the engine 3, as viewed from the left side in the vehicle width direction when mounted on the vehicle. Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of the intake system accessory of the engine 3. Fig. 4 is a horizontal cross-sectional view of the intake system accessory of the engine 3. Fig. 3 is a cross-sectional view of the A-A portion shown in Fig. 2. Fig. 4 is a cross-sectional view of the B-B portion shown in Fig. 3.

図1に示すように、本発明を採用した車両1は、前部のエンジンルーム2にエンジン3を含むパワーユニット4を搭載している。車両1は、EVモード、シリーズモード、パラレルモードが可能なプラグインハイブリッド車である。As shown in Figure 1, a vehicle 1 incorporating the present invention is equipped with a power unit 4 including an engine 3 in an engine compartment 2 at the front. The vehicle 1 is a plug-in hybrid vehicle capable of operating in EV mode, series mode, and parallel mode.

パワーユニット4は、エンジン3と図示しない走行駆動用モータ及び発電用モータジェネレータを備えている。走行駆動用モータ及び発電用モータジェネレータは、エンジン3の車幅方向左方に配置されている。発電用モータジェネレータは、エンジン3のスタータモータとしても使用される。The power unit 4 includes the engine 3 and a driving motor and a power generating motor generator (not shown). The driving motor and the power generating motor generator are arranged to the left of the engine 3 in the vehicle width direction. The power generating motor generator is also used as a starter motor for the engine 3.

エンジン3は、4気筒であり、車両1に横置きに搭載されている。エンジン3の前面3aに吸気マニホールド5が備えられ、吸気通路6が配置されている。一方、エンジン3の後面側に排気マニホールド7が備えられ、排気通路8が配置されている。The engine 3 is a four-cylinder engine, and is mounted transversely on the vehicle 1. An intake manifold 5 is provided on the front surface 3a of the engine 3, and an intake passage 6 is arranged therein. Meanwhile, an exhaust manifold 7 is provided on the rear surface side of the engine 3, and an exhaust passage 8 is arranged therein.

吸気通路6には、スロットルバルブ10が備えられている。また、吸気通路6のスロットルバルブ10と吸気マニホールド5との間には、サージタンク11が備えられている。A throttle valve 10 is provided in the intake passage 6. A surge tank 11 is provided between the throttle valve 10 in the intake passage 6 and the intake manifold 5.

スロットルバルブ10は、エンジン3の前面3a側の上部に位置し、エンジン3の車幅方向中央に位置する2番気筒に連結するブランチ管12(下流側吸気管)と3番気筒に連結するブランチ管12との間に配置されている。The throttle valve 10 is located at the upper part of the front surface 3a of the engine 3, and is disposed between a branch pipe 12 (downstream intake pipe) connected to the second cylinder located in the center of the engine 3 in the vehicle width direction, and a branch pipe 12 connected to the third cylinder.

サージタンク11は、エンジン3の前面3aに沿って備えられ、スロットルバルブ10の下方に配置されている。サージタンク11から各気筒に向けて吸気マニホールド5のブランチ管12が夫々接続されている。ブランチ管12はサージタンク11の下面から車両前側に屈曲しサージタンク11の前面側に隣接して上方に延び、エンジン3の前面3aの上部に設けられた各気筒の吸気ポート13に接続されている。The surge tank 11 is provided along the front surface 3a of the engine 3 and is disposed below the throttle valve 10. Branch pipes 12 of the intake manifold 5 are connected from the surge tank 11 to each cylinder. The branch pipes 12 bend from the underside of the surge tank 11 toward the front of the vehicle, extend upward adjacent to the front side of the surge tank 11, and are connected to the intake ports 13 of each cylinder provided at the top of the front surface 3a of the engine 3.

一方、排気通路8には、排気マニホールド7の下流側にフロント触媒20が備えられている。また、排気通路8のフロント触媒20より下流側にリヤ触媒21が備えられている。フロント触媒20及びリヤ触媒21は、例えば三元触媒のような排気浄化触媒である。フロント触媒20は比較的小型であり、エンジン3の後面に隣接して配置されている。フロント触媒20は、エンジン始動直後のような冷態運転時において排気の浄化性能を向上させるために、エンジン3からすぐに排気が流入するようにエンジン3の近くに配置されている。リヤ触媒21は比較的大型であり、例えば車両1のフロア下に配置されている。On the other hand, a front catalyst 20 is provided in the exhaust passage 8 downstream of the exhaust manifold 7. A rear catalyst 21 is also provided in the exhaust passage 8 downstream of the front catalyst 20. The front catalyst 20 and the rear catalyst 21 are exhaust purification catalysts such as three-way catalysts. The front catalyst 20 is relatively small, and is arranged adjacent to the rear surface of the engine 3. The front catalyst 20 is arranged close to the engine 3 so that exhaust gas flows in from the engine 3 immediately, in order to improve exhaust purification performance during cold operation, such as immediately after the engine is started. The rear catalyst 21 is relatively large, and is arranged, for example, under the floor of the vehicle 1.

更に、エンジン3には、EGR装置30(排気還流装置)が備えられている。EGR装置30は、排気の一部を吸気通路6に還流することで、吸気の酸素濃度を低下させてエンジン3の燃焼室内の温度上昇を抑える。これにより、エンジン3の排気中におけるNOxを低減させる。Furthermore, the engine 3 is equipped with an EGR device 30 (exhaust gas recirculation device). The EGR device 30 recirculates a portion of the exhaust gas back into the intake passage 6, thereby reducing the oxygen concentration in the intake air and suppressing the rise in temperature in the combustion chamber of the engine 3. This reduces NOx in the exhaust gas from the engine 3.

EGR装置30は、吸気通路6と排気通路8とを接続するEGR通路31(排気還流通路)と、EGR通路31に介装されEGR通路31の開口面積を調節するEGRバルブ34と、EGR通路31に備えられたEGRクーラー32を有している。The EGR device 30 has an EGR passage 31 (exhaust gas recirculation passage) that connects the intake passage 6 and the exhaust passage 8, an EGR valve 34 that is interposed in the EGR passage 31 and adjusts the opening area of the EGR passage 31, and an EGR cooler 32 provided in the EGR passage 31.

EGRクーラー32は、EGR通路31を通過する排気であるEGRガス(排気還流ガス)の温度を低下させる水冷式の冷却器であり、エンジン3の後面に沿って配置されている。EGRクーラー32は、EGRガスの温度を低下させることで、EGRガスを導入した吸気の温度の上昇を更に抑え、EGR装置30によるNOx低減効果を向上させる。The EGR cooler 32 is a water-cooled cooler that lowers the temperature of EGR gas (exhaust gas recirculation gas), which is exhaust gas passing through the EGR passage 31, and is disposed along the rear surface of the engine 3. By lowering the temperature of the EGR gas, the EGR cooler 32 further suppresses the rise in the temperature of the intake air into which the EGR gas has been introduced, thereby improving the NOx reduction effect of the EGR device 30.

EGR通路31は、フロント触媒20の排気出口の近傍からEGRクーラー32を通過して、エンジンの後左部から上方に延びてエンジン3の前側に回り込み、エンジンの上左部に配置されたEGRバルブ34を通過して、スロットルバルブ10とサージタンク11との間の吸気通路6に接続されている。The EGR passage 31 runs from near the exhaust outlet of the front catalyst 20, passes through the EGR cooler 32, extends upward from the rear left of the engine, wraps around to the front of the engine 3, passes through the EGR valve 34 located at the upper left of the engine, and is connected to the intake passage 6 between the throttle valve 10 and the surge tank 11.

図2~4に示すように、エンジン3の吸気通路6の一部として、スロットルバルブ10とサージタンク11との間に、アダプタ40及びEGRリング41(上流側吸気管)が備えられている。アダプタ40及びEGRリング41は、略同一径の円管形状であって、アダプタ40の下端とEGRリング41の上端とが接続して、エンジン3の前面に沿って上下方向に延び、アダプタ40の上端がスロットルバルブ10に接続し、EGRリング41の下端がサージタンク11の上壁11a(上流側タンク壁面)に設けられたタンク流入口42に接続されている。2 to 4, an adapter 40 and an EGR ring 41 (upstream intake pipe) are provided between the throttle valve 10 and the surge tank 11 as part of the intake passage 6 of the engine 3. The adapter 40 and the EGR ring 41 are cylindrical and have approximately the same diameter, and the lower end of the adapter 40 and the upper end of the EGR ring 41 are connected and extend vertically along the front surface of the engine 3. The upper end of the adapter 40 is connected to the throttle valve 10, and the lower end of the EGR ring 41 is connected to a tank inlet 42 provided in the upper wall 11a (upstream tank wall surface) of the surge tank 11.

サージタンク11は、略矩形箱状に形成されており、上壁11aの左右方向(車幅方向)の略中央位置より若干車幅方向右方かつ車両前方側(一方側)の位置にタンク流入口42が設けられている。The surge tank 11 is formed in a roughly rectangular box shape, with a tank inlet 42 provided slightly to the right in the vehicle width direction and toward the front of the vehicle (one side) from approximately the center position in the left-right direction (vehicle width direction) of the upper wall 11a.

サージタンク11の下壁11b(下流側タンク壁面)の車両後方側(他方側)の位置には、エンジン3の気筒数に対応して4個のタンク排出口43(流入口)が左右方向に並んで配置されている。即ち、サージタンク11において、タンク流入口42とタンク排出口43とは車両前後方向にオフセットして配置されている。 Four tank discharge ports 43 (inlet ports) corresponding to the number of cylinders of the engine 3 are arranged side by side in the left-right direction at a position on the vehicle rear side (other side) of the lower wall 11b (downstream tank wall surface) of the surge tank 11. That is, in the surge tank 11, the tank inlet ports 42 and the tank discharge ports 43 are arranged offset in the vehicle front-rear direction.

サージタンク11の各タンク排出口43からは、対応する左右位置の気筒の吸気ポート13に向かって、吸気マニホールド5のブランチ管12がサージタンク11の下側及び前側に隣接して延びている。 From each tank outlet 43 of the surge tank 11, a branch pipe 12 of the intake manifold 5 extends adjacent to the lower and front sides of the surge tank 11 toward the intake port 13 of the corresponding left and right cylinders.

EGR装置30におけるEGR通路31と吸気通路6との接続箇所、即ちEGRガスの吸気通路6への導入箇所は、スロットルバルブ10とサージタンク11との間に位置している。The connection point between the EGR passage 31 in the EGR device 30 and the intake passage 6, i.e., the point where the EGR gas is introduced into the intake passage 6, is located between the throttle valve 10 and the surge tank 11.

EGRバルブ34より下流側のEGR通路31は、サージタンク11の上壁11aに沿って車幅方向左方から車幅方向右方に向かって延び、EGRリング41の側面を囲むように形成されたEGR導入通路部45(排気還流通路導入部)を有している。The EGR passage 31 downstream of the EGR valve 34 extends along the upper wall 11a of the surge tank 11 from the left to the right in the vehicle width direction, and has an EGR inlet passage portion 45 (exhaust gas recirculation passage inlet portion) formed to surround the side surface of the EGR ring 41.

EGR導入通路部45は、サージタンク11の上壁11aと一体的に形成された上下方向断面が矩形の管状であって、EGRリング41の直径と略同一あるいはやや大きい前後幅(例えば数cm)を有し、上下幅が前後幅より小さい長方形状になっている。The EGR introduction passage 45 is a tubular member having a rectangular vertical cross section formed integrally with the upper wall 11a of the surge tank 11, and has a front-to-rear width (e.g., a few cm) that is approximately the same as or slightly larger than the diameter of the EGR ring 41, and is rectangular in shape with a vertical width smaller than the front-to-rear width.

EGR導入通路部45は、EGRリング41の車幅方向右側の外壁面よりも車幅方向右方に延びている。また、EGR導入通路部45は、EGRリング41の軸線に対し、車両後方側にオフセットして配置されている。更に、EGR導入通路部45の延長方向先端側にある右内壁面とEGRリング41の右外壁面、及びEGR導入通路部45の後内壁面とEGRリング41の後外壁面とは、夫々例えば1cm程度の間隔が形成されている。また、EGRリング41の前外壁面はEGR導入通路部45の前内壁面と当接している。即ち、EGR導入通路部45の内部の空間は、EGRリング41の外壁面のうち、右部、後部及び左部に面している。The EGR introduction passage 45 extends to the right in the vehicle width direction beyond the outer wall surface of the EGR ring 41 on the right side in the vehicle width direction. In addition, the EGR introduction passage 45 is arranged offset toward the rear of the vehicle with respect to the axis of the EGR ring 41. Furthermore, there is a gap of, for example, about 1 cm between the right inner wall surface at the tip end of the extension direction of the EGR introduction passage 45 and the right outer wall surface of the EGR ring 41, and between the rear inner wall surface of the EGR introduction passage 45 and the rear outer wall surface of the EGR ring 41. In addition, the front outer wall surface of the EGR ring 41 abuts against the front inner wall surface of the EGR introduction passage 45. That is, the internal space of the EGR introduction passage 45 faces the right, rear, and left parts of the outer wall surface of the EGR ring 41.

更に、EGR導入通路部45の内部空間に面して、EGRリング41の外壁面のうち、後部にリング穴50(第1導入口)が設けられているとともに、右部にリング穴51(第2導入口)が設けられている。これにより、EGRバルブ34を通過したEGRガスは、EGR導入通路部45からリング穴50、51を通過してEGRリング41内の吸気通路6に導入されるように形成されている。Furthermore, a ring hole 50 (first inlet) is provided in the rear part of the outer wall surface of the EGR ring 41 facing the internal space of the EGR introduction passage portion 45, and a ring hole 51 (second inlet) is provided in the right part. As a result, the EGR gas that has passed through the EGR valve 34 is introduced from the EGR introduction passage portion 45 through the ring holes 50 and 51 into the intake passage 6 in the EGR ring 41.

詳しくは、EGR導入通路部45は、EGRリング41からその接線方向である車幅方向左方に延びる本体部45a(排気還流通路導入部)と、本体部45aとは反対側の車幅方向右側にEGRリング41の外壁に沿って周方向に延びる延長部45b(排気還流通路延長部)を備えている。そして、EGRリング41には、EGR導入通路部45との接点である車両後方側の位置にリング穴50が設けられ、延長部45bにリング穴51が設けられている。In detail, the EGR introduction passage 45 has a main body 45a (exhaust gas recirculation passage introduction portion) that extends tangentially from the EGR ring 41 to the left in the vehicle width direction, and an extension 45b (exhaust gas recirculation passage extension portion) that extends circumferentially along the outer wall of the EGR ring 41 on the right side in the vehicle width direction opposite the main body 45a. The EGR ring 41 has a ring hole 50 at the position on the vehicle rear side that is the contact point with the EGR introduction passage 45, and a ring hole 51 is provided in the extension 45b.

以上のように、本実施形態では、車両1に横置きに搭載されたエンジン3の前面3a側に、吸気系の機器であるスロットルバルブ10及び吸気マニホールド5が備えられている。また、スロットルバルブ10と吸気マニホールド5との間には、サージタンク11が備えられている。サージタンク11から各気筒へ吸気マニホールド5のブランチ管12が接続されており、サージタンク11内において吸気が分流して各ブランチ管12を介して各気筒へ供給される。As described above, in this embodiment, the throttle valve 10 and intake manifold 5, which are intake system devices, are provided on the front surface 3a of the engine 3 mounted horizontally on the vehicle 1. In addition, a surge tank 11 is provided between the throttle valve 10 and the intake manifold 5. Branch pipes 12 of the intake manifold 5 are connected from the surge tank 11 to each cylinder, and the intake air is branched within the surge tank 11 and supplied to each cylinder via each branch pipe 12.

更に、吸気通路6に排気の一部であるEGRガスを供給するEGR装置30を備えており、スロットルバルブ10とサージタンク11との間の吸気通路6に設けられたEGRリング41において、吸気にEGRガスが導入される。 Furthermore, an EGR device 30 is provided which supplies EGR gas, which is a part of the exhaust gas, to the intake passage 6, and the EGR gas is introduced into the intake air at an EGR ring 41 provided in the intake passage 6 between the throttle valve 10 and the surge tank 11.

EGRリング41には、吸気通路6へのEGRガスの導入口としてリング穴50、51を有するが、リング穴50は車両前方を向いて開口し、リング穴51は車幅方向左方を向いて開口している。一方、サージタンク11から吸気をブランチ管12に排出する各タンク排出口43は、いずれも上方を向いている。The EGR ring 41 has ring holes 50, 51 as inlets for EGR gas into the intake passage 6, with the ring hole 50 opening toward the front of the vehicle and the ring hole 51 opening toward the left in the vehicle width direction. On the other hand, each tank discharge port 43 that discharges the intake air from the surge tank 11 to the branch pipe 12 all faces upward.

したがって、リング穴50、51からEGRリング41内の吸気通路6に導入されたEGRガスは、ブランチ管12の流入口であるタンク排出口43のいずれにも直接に向かい難い構成となっている。Therefore, the EGR gas introduced into the intake passage 6 inside the EGR ring 41 from the ring holes 50, 51 is unlikely to flow directly toward either of the tank discharge ports 43, which are the inlets of the branch pipes 12.

特に、EGRリング41からサージタンク11に吸気が流入するタンク流入口42はサージタンク11の上壁11aの車両前方側に変位して設けられ、タンク排出口43は下壁11bの車両後方側に変位して設けられているので、タンク流入口42とタンク排出口43とが車両前後方向にオフセットして配置されている。更に、リング穴50はEGRリング41の車両後方側に配置され、車両前方側に向けて開口している。これにより、リング穴50からEGRリング41内に車両前方に向けて流入したEGRガスは、サージタンク11の車両後方側に配置されたタンク排出口43に直接向かい難くなる。これにより、サージタンク11において吸気とEGRガスとが混合し易くなり、エンジン3の各気筒へEGRガスの濃度を均一した吸気を導入させることができ、EGR装置30の効果を向上させることができる。In particular, the tank inlet 42 through which the intake air flows from the EGR ring 41 into the surge tank 11 is displaced toward the vehicle front side of the upper wall 11a of the surge tank 11, and the tank outlet 43 is displaced toward the vehicle rear side of the lower wall 11b, so that the tank inlet 42 and the tank outlet 43 are offset in the vehicle front-rear direction. Furthermore, the ring hole 50 is disposed on the vehicle rear side of the EGR ring 41 and opens toward the vehicle front side. As a result, the EGR gas that flows into the EGR ring 41 from the ring hole 50 toward the vehicle front is less likely to directly head toward the tank outlet 43 disposed on the vehicle rear side of the surge tank 11. As a result, the intake air and the EGR gas are easily mixed in the surge tank 11, and intake air with a uniform concentration of EGR gas can be introduced into each cylinder of the engine 3, improving the effect of the EGR device 30.

また、EGRガスを吸気通路6へ導くEGR通路31の最下流部であるEGR導入通路部45は、EGRリング41の接線方向である車両左右方向に延び、リング穴50はEGR導入通路部45の接点に設けられているので、EGR導入通路部45においてEGRガスが車幅方向右方に移動するEGRガスが、リング穴50から車両前方に向かって方向を変えてEGRリング41内に流入する。これにより、EGRガスがリング穴50からEGRリング41内に直に導入されずに拡散して、EGRリング41内での吸気とEGRガスとの混合を促すことができる。In addition, the EGR introduction passage 45, which is the most downstream part of the EGR passage 31 that guides the EGR gas to the intake passage 6, extends in the left-right direction of the vehicle, which is the tangent direction of the EGR ring 41, and the ring hole 50 is provided at the contact point of the EGR introduction passage 45, so that the EGR gas moving to the right in the vehicle width direction in the EGR introduction passage 45 changes direction from the ring hole 50 toward the front of the vehicle and flows into the EGR ring 41. As a result, the EGR gas is not directly introduced from the ring hole 50 into the EGR ring 41 but diffuses, promoting the mixing of the intake air and the EGR gas in the EGR ring 41.

また、EGRリング41には、EGRガスの排出口であるリング穴50、51を周方向に互いに離間して2個備えているので、EGRリング41内でのEGRガスと吸気とを混合し易くすることができる。In addition, the EGR ring 41 has two ring holes 50, 51, which are exhaust ports for the EGR gas, spaced apart from each other in the circumferential direction, making it easier to mix the EGR gas and the intake air within the EGR ring 41.

特に、リング穴50はEGR導入通路部45とEGRリング41との接点に設けられ車両前方側を向いて開口し、リング穴51は延長部45bに設けられ車幅方向左方を向いて開口しているので、EGRリング41内に異なる位置から異なる方向にEGRガスが流入するので、EGRリング41内でEGRガスと吸気との混合を促進させることができる。In particular, the ring hole 50 is provided at the junction between the EGR introduction passage portion 45 and the EGR ring 41 and opens toward the front of the vehicle, while the ring hole 51 is provided in the extension portion 45b and opens toward the left in the vehicle width direction. Therefore, EGR gas flows into the EGR ring 41 from different positions and in different directions, thereby promoting the mixing of the EGR gas and the intake air within the EGR ring 41.

また、EGRガスを吸気通路6へ導くEGR通路31の最下流部であるEGR導入通路部45は、EGRリング41に向かって車幅方向左方から車幅方向右方に向かって延びている。したがって、EGRリング41に向かってEGR導入通路部45を流れるEGRガスは、EGRリング41の車幅方向左側(所定方向とは反対側)の部位に到達し易い。In addition, the EGR introduction passage 45, which is the most downstream part of the EGR passage 31 that guides the EGR gas to the intake passage 6, extends from the left in the vehicle width direction toward the EGR ring 41 toward the right in the vehicle width direction. Therefore, the EGR gas flowing through the EGR introduction passage 45 toward the EGR ring 41 is likely to reach the part on the left side of the EGR ring 41 in the vehicle width direction (opposite the specified direction).

ここで、このEGRリング41の車幅方向右側の部位にリング穴があると、このリング穴からEGRガスが他のリング穴よりも多く排出されてしまう。Here, if there is a ring hole on the right side of the EGR ring 41 in the vehicle width direction, more EGR gas will be discharged from this ring hole than from the other ring holes.

本実施形態では、リング穴50、51はEGRリング41の外周壁面のうち車両後方側あるいは車両右方側に設けられており、車両左方側には設けられていない。したがって、複数のリング穴50、51からEGRガスを偏り少なく排出して、EGRリング41内での吸気とEGRガスとの混合をより促進させることができる。In this embodiment, the ring holes 50, 51 are provided on the vehicle rear side or vehicle right side of the outer peripheral wall surface of the EGR ring 41, and are not provided on the vehicle left side. Therefore, the EGR gas can be discharged from the multiple ring holes 50, 51 with less bias, and the mixing of the intake air and the EGR gas inside the EGR ring 41 can be further promoted.

また、サージタンク11においてタンク排出口43は車幅方向に並んで複数設けられ、EGRリング41の中心は、複数あるタンク排出口43の車幅方向の中央位置に対し、車幅方向でEGR導入通路部45の延長部45b側である車幅方向右側にオフセットして配置されている。これは、上流に配置されているスロットルバルブ10の影響によりEGRリング41を通過する吸気が車幅方向左側に変位するため、変位された吸気が車幅方向の中心に位置するように設定されている。なお、リング穴51は変位された吸気でEGRガスの導入が抑制されないように反対側となる車幅方向右側に位置している。In addition, the surge tank 11 has multiple tank discharge ports 43 arranged in the vehicle width direction, and the center of the EGR ring 41 is offset to the right in the vehicle width direction, which is the extension 45b side of the EGR introduction passage 45, from the vehicle width central position of the multiple tank discharge ports 43. This is because the intake air passing through the EGR ring 41 is displaced to the left in the vehicle width direction due to the influence of the throttle valve 10 located upstream, so that the displaced intake air is set to be located in the center in the vehicle width direction. The ring hole 51 is located on the opposite side, on the right side in the vehicle width direction, so that the displaced intake air does not inhibit the introduction of EGR gas by the displaced intake air.

また、EGR導入通路部45は、車幅方向右方に向かって延び先端が閉塞した配管形状であって、EGR導入通路部45の先端部(右端部)に、先端の内壁から間隔をおいてEGRリング41が貫通して、EGRガスの導入部が形成されている。
これにより、吸気通路6に対するEGRガスの導入部を、簡単な構成でコンパクトに構成することができる。
The EGR introduction passage 45 has a piping shape that extends toward the right in the vehicle width direction and has a closed tip, and the EGR ring 41 penetrates the tip (right end) of the EGR introduction passage 45 at a distance from the inner wall of the tip, forming an introduction section for EGR gas.
This allows the introduction portion of the EGR gas into the intake passage 6 to be configured simply and compactly.

また、EGR導入通路部45は、サージタンク11の上壁11aに一体に形成されているので、サージタンク11とEGR導入通路部45とをコンパクトに構成することができる。また、ブランチ管12は、サージタンク11の下壁11bに沿って車両前方側に延びるように構成されている。ブランチ管12がサージタンク11の車両後方側に接続されているので、ブランチ管12の車両前後方向の長さを確保して曲げ半径を大きくしつつ、サージタンク11及びブランチ管12の車両前後方向の長さを抑えることができる。したがって、ブランチ管12での吸気抵抗を抑えつつエンジン3の吸気系の構造をコンパクトに構成することができる。In addition, since the EGR introduction passage 45 is integrally formed with the upper wall 11a of the surge tank 11, the surge tank 11 and the EGR introduction passage 45 can be configured compactly. In addition, the branch pipe 12 is configured to extend along the lower wall 11b of the surge tank 11 toward the front side of the vehicle. Since the branch pipe 12 is connected to the rear side of the surge tank 11, the length of the branch pipe 12 in the vehicle front-rear direction can be secured and the bending radius can be increased, while the length of the surge tank 11 and the branch pipe 12 in the vehicle front-rear direction can be reduced. Therefore, the structure of the intake system of the engine 3 can be configured compactly while suppressing the intake resistance in the branch pipe 12.

また、EGRリング41の下端の開口位置であるタンク流入口42は、ブランチ管12のサージタンク11における開口位置であるタンク排出口43と、タンク流入口42からの吸気の流入方向と垂直な車両前後方向にオフセットして配置され、タンク流入口42の開口側先方にはサージタンク11の下壁11bを有する。In addition, the tank inlet 42, which is the opening position at the lower end of the EGR ring 41, is offset from the tank outlet 43, which is the opening position of the branch pipe 12 in the surge tank 11, in the vehicle fore-and-aft direction perpendicular to the inflow direction of the intake air from the tank inlet 42, and the bottom wall 11b of the surge tank 11 is located ahead of the opening side of the tank inlet 42.

したがって、タンク流入口42からサージタンク11へ流入したEGRガスを含む吸気がサージタンク11の下壁11bに衝突して車両前後方向及び車幅方向に広がり、サージタンク11内でEGRガスと吸気との混合が促進されて、各気筒に供給される吸気のEGRガス濃度の偏りを抑制することができる。Therefore, the intake air containing EGR gas that flows into the surge tank 11 from the tank inlet 42 collides with the lower wall 11b of the surge tank 11 and spreads in the vehicle's fore-and-aft and width directions, promoting the mixing of the EGR gas and the intake air within the surge tank 11 and suppressing bias in the EGR gas concentration of the intake air supplied to each cylinder.

なお、本発明は上記実施形態に限定するものではない。例えば、上記実施形態では、EGRリング41の下端が、サージタンク11の上壁11aの内壁面と略同一の上下位置となっている。これに対し、図5に示すように、EGRリング41を下方に延ばして、即ちEGRリング41をサージタンク11の下壁11bの車両前方側の部位に向かって下方に延ばして、EGRリング41の下端41aがサージタンク11の上壁11aの内壁面よりも下方に突出するようにしてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the lower end of the EGR ring 41 is at approximately the same vertical position as the inner wall surface of the upper wall 11a of the surge tank 11. In contrast, as shown in FIG. 5, the EGR ring 41 may be extended downward, that is, the EGR ring 41 may be extended downward toward the portion of the lower wall 11b of the surge tank 11 on the vehicle front side, so that the lower end 41a of the EGR ring 41 protrudes downward from the inner wall surface of the upper wall 11a of the surge tank 11.

このように、EGRリング41を下方に延ばすことで、EGRリング41におけるEGRガス導入位置であるリング穴50、51からサージタンク11内までの距離を延長して、EGRリング41内での吸気とEGRガスとの混合を促すことができる。また、EGRリング41の下端とサージタンク11の下壁11bとの距離が短くなるので、EGRリング41からサージタンク11内に流入したEGRガスを含む吸気がサージタンク11の下壁11bに衝突し易くなる。これにより、サージタンク11内でのEGRガスの混合を促すとともに、各タンク排出口43から各気筒に供給される吸気のEGRガス濃度の偏りを更に抑制することができる。In this way, by extending the EGR ring 41 downward, the distance from the ring holes 50, 51, which are the EGR gas introduction positions in the EGR ring 41, to the inside of the surge tank 11 is extended, and the mixing of the intake air and the EGR gas in the EGR ring 41 can be promoted. In addition, since the distance between the lower end of the EGR ring 41 and the bottom wall 11b of the surge tank 11 is shortened, the intake air containing the EGR gas that flows from the EGR ring 41 into the surge tank 11 is more likely to collide with the bottom wall 11b of the surge tank 11. This promotes the mixing of the EGR gas in the surge tank 11 and further suppresses the bias of the EGR gas concentration of the intake air supplied to each cylinder from each tank outlet 43.

あるいは、上記実施形態では、アダプタ40とEGRリング41とが別体構造になっているが、アダプタ40とEGRリング41とを一体構造にしてもよい。Alternatively, in the above embodiment, the adapter 40 and the EGR ring 41 are separate structures, but the adapter 40 and the EGR ring 41 may be integrally formed.

また、本実施形態ではタンク排出口43が、エンジン3の気筒数に応じて複数設けられているが、これに限らずエンジン3の気筒数に対してタンク排出口43の数が少なくてもよく、例えば、排出口43が1つしか設けられておらずブランチ管12においてエンジン3の気筒数に応じて分岐させ、各気筒に吸気を導入する構造であってもよい。 In addition, in this embodiment, multiple tank exhaust ports 43 are provided according to the number of cylinders of the engine 3, but this is not limited to the above and the number of tank exhaust ports 43 may be smaller than the number of cylinders of the engine 3. For example, only one exhaust port 43 may be provided and branched in the branch pipe 12 according to the number of cylinders of the engine 3, and intake air may be introduced into each cylinder.

また、本実施形態では、プラグインハイブリッド車に搭載したエンジン3に本発明を適用しているが、ハイブリッド車やガソリン車に搭載されたエンジン、あるいは車両搭載以外のエンジンにも適用することができる。本発明は、EGR装置を備えたエンジンに対して広く適用することができる。In addition, in this embodiment, the present invention is applied to the engine 3 mounted on a plug-in hybrid vehicle, but it can also be applied to engines mounted on hybrid vehicles or gasoline vehicles, or engines other than those mounted on vehicles. The present invention can be widely applied to engines equipped with an EGR device.

3 エンジン
6 吸気通路
11 サージタンク
11a 上壁(上流側壁面)
11b 下壁(下流側壁面)
12 ブランチ管(下流側吸気管)
30 EGR装置(排気還流装置)
41 EGRリング(上流側吸気管)
42 タンク流入口
43 タンク排出口(流入口)
45 EGR導入通路部(排気還流通路導入部)
45a 本体部(排気還流通路導入部)
45b 延長部(排気還流通路延長部)
50 リング穴(第1導入口)
51 リング穴(第2導入口)

3 engine 6 intake passage 11 surge tank 11a upper wall (upstream wall surface)
11b Lower wall (downstream wall surface)
12 Branch pipe (downstream intake pipe)
30 EGR device (exhaust gas recirculation device)
41 EGR ring (upstream intake pipe)
42 Tank inlet 43 Tank outlet (inlet)
45 EGR introduction passage section (exhaust gas recirculation passage introduction section)
45a Main body (exhaust recirculation passage introduction part)
45b Extension part (Exhaust recirculation passage extension part)
50 Ring hole (first inlet)
51 Ring hole (second inlet)

Claims (5)

吸気通路に排気の一部を排気還流ガスとして還流する排気還流装置を備えたエンジンの吸気系構造であって、
前記吸気通路に設けられるサージタンクと、
前記サージタンクの上流に設けられ、前記排気還流ガスが導入する導入口が設けられる上流側吸気管と、
前記サージタンクの下流に設けられ、前記エンジンの各気筒へ吸気を供給する下流側吸気管と、を備え、
前記サージタンクは、上流側タンク壁面に設けられ前記上流側吸気管と接続するタンク流入口と、下流側タンク壁面に設けられ前記下流側吸気管と接続するタンク排出口を有し、
前記タンク流入口は、前記上流側タンク壁面の延長方向の一方側に変位して設けられ、
前記タンク排出口は、前記上流側タンク壁面の延長方向の他方側に変位して前記下流側タンク壁面に設けられ、
前記導入口は、前記上流側吸気管の前記他方側に設けられ前記一方側に向けて開口し、前記排気還流ガスは前記上流側吸気管内に前記他方側から前記一方側に向けて流入することを特徴とするエンジンの吸気系構造。
An intake system structure of an engine equipped with an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas to an intake passage as exhaust gas recirculation gas,
a surge tank provided in the intake passage;
an upstream intake pipe provided upstream of the surge tank and having an inlet through which the exhaust gas recirculation gas is introduced;
a downstream intake pipe provided downstream of the surge tank and supplying intake air to each cylinder of the engine,
the surge tank has a tank inlet provided on an upstream tank wall surface and connected to the upstream intake pipe, and a tank outlet provided on a downstream tank wall surface and connected to the downstream intake pipe,
The tank inlet is provided displaced to one side in an extension direction of the upstream tank wall surface,
the tank discharge port is provided on the downstream tank wall surface, the tank discharge port being displaced to the other side in the extension direction of the upstream tank wall surface,
An intake system structure for an engine, characterized in that the inlet is provided on the other side of the upstream intake pipe and opens toward the one side, and the exhaust recirculation gas flows into the upstream intake pipe from the other side toward the one side.
前記排気還流装置は、前記上流側吸気管の接線方向で前記延長方向に延び前記排気還流ガスが供給される排気還流通路導入部を備え、
前記導入口は、前記排気還流通路導入部の接点に設けられることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの吸気系構造。
the exhaust gas recirculation device includes an exhaust gas recirculation passage introduction portion that extends in the extension direction in a tangential direction of the upstream intake pipe and to which the exhaust gas recirculation gas is supplied,
2. The engine intake system structure according to claim 1, wherein the inlet is provided at a junction of the exhaust gas recirculation passage inlet portion.
前記排気還流装置は、前記排気還流通路導入部とは反対側に前記上流側吸気管の外壁に沿って周方向に延びる排気還流通路延長部を備え、
前記導入口は、前記排気還流通路導入部の接点に設けられる第1導入口と、前記排気還流通路延長部に設けられる第2導入口とを備えていることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの吸気系構造。
the exhaust gas recirculation device includes an exhaust gas recirculation passage extension portion extending circumferentially along an outer wall of the upstream intake pipe on an opposite side to the exhaust gas recirculation passage introduction portion,
3. The engine intake system structure according to claim 2, wherein the inlet comprises a first inlet provided at the junction of the exhaust recirculation passage inlet and a second inlet provided at the exhaust recirculation passage extension.
前記上流側吸気管の下流端は、前記下流側タンク壁面の前記一方側に向かって、前記サージタンク内に延出していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のエンジンの吸気系構造。 The engine intake system structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the downstream end of the upstream intake pipe extends into the surge tank toward the one side of the downstream tank wall. 前記排気還流通路導入部は、前記上流側タンク壁面に一体に形成され、
前記下流側吸気管は、前記下流側タンク壁面に沿って、前記上流側タンク壁面の前記一方側に延びることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの吸気系構造。
the exhaust gas recirculation passage introduction portion is integrally formed with the upstream tank wall surface,
3. The engine intake system structure according to claim 2 , wherein the downstream intake pipe extends along the downstream tank wall surface to the one side of the upstream tank wall surface.
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