车辆发动机的进排气装置的制作方法

文档序号:17052966发布日期:2019-03-05 20:34阅读:335来源:国知局
车辆发动机的进排气装置的制作方法

这里所公开的技术涉及一种车辆发动机的进排气装置。



背景技术:

专利文献1中公开了增压发动机的进气装置,它是车辆发动机的进排气装置之一例。具体而言,该增压发动机的进气装置包括发动机机体、进气通路、排气通路以及egr通路。其中,该进气通路的下游端部经进气歧管连接在发动机机体上;该排气通路的上游端部经排气歧管连接在发动机机体上;该egr通路从该排气通路分支出来且下游端部连接在进气通路上。

在上述专利文献1中所记载的进气通路上还设置有增压器的压缩机,所述增压发动机还包括第二进气通路(空气旁路通路)和流量调节阀(空气旁路阀)。其中,该第二进气通路从该进气通路中压缩机的上游侧分支出来且连接在压缩机的下游侧;该流量调节阀改变该第二进气通路的流路截面积;egr通路的上游端部连接在进气通路中与第二进气通路的分支部的上游侧。

当按以上所述构成的增压发动机运转时,从排气通路排出的外部egr气体就会被引入所述分支部的上游侧的进气通路中。

专利文献1:日本公开专利公报特开2016-217249号公报



技术实现要素:

-发明要解决的技术问题-

像上述专利文献1中所记载的那样,在将外部egr气体引入进气通路的情况下,外部egr气体中所含有的水分、灰尘等含有物还会朝着进气通路回流。

一般情况下,利用气体的流动将外部egr气体中的含有物引入燃烧室中,让含有物在燃烧室中蒸发或者燃烧,就能够将该含有物处理掉。为了不让含有物留在进气通路中,就要求顺利地将上述含有物引入燃烧室中。

这里所公开的技术正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于:在除了进气通路以外还具有第二进气通路的车辆发动机的进排气装置中,做到顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室中。

-用以解决技术问题的技术方案-

这里所公开的技术涉及一种车辆发动机的进排气装置,其包括燃烧室、进气通路、排气通路以及排气再循环通路。其中,所述进气通路和所述排气通路都连接在所述燃烧室上;所述排气再循环通路从所述排气通路分支出来且下游端部连接在所述进气通路上。

所述进气通路具有第一进气通路和第二进气通路。其中,所述第一进气通路包括与所述燃烧室相通的进气道,在所述第一进气通路上设置有增压器;所述第二进气通路从所述第一进气通路中所述增压器的上游侧分支出来且绕过该增压器与所述燃烧室相通。

所述第二进气通路包括中继通路部和上方通路部。其中,所述中继通路部从所述第一进气通路分支出来且朝着发动机上方延伸;所述上方通路部从该中继通路部的上端部延伸出来,绕过所述增压器,并且布置在所述第一进气通路的上方。

所述排气再循环通路与所述上方通路部相连接。

这里,朝着“发动机上方”延伸并不限于朝着发动机的正上方延伸的结构,还包括朝着发动机的斜上方延伸的结构。

一般情况下,在具有增压器的发动机中,利用气流运送的含有物会附着在增压器上或者沉积在增压器的内部。其结果是,可能导致增压器的性能下降。

另一方面,在上述专利文献1中所记载的发动机中,有时候,借助产生经由第二进气通路的气体的流动,而绕过增压器将气体引导到燃烧室中。于是,大量的研发工作都是:如何利用上述气体的流动,将回流到进气通路中的含有物引导到燃烧室中,且不让该含有物通过增压器。

在该情况下,既能够避免增压器的性能下降,又能够朝着燃烧室引导含有物,但是本申请发明人等做了进一步的研究工作,结果发现:通过改变进气通路和第二进气通路二者间的位置关系,在顺利地引导上述含有物这一点上就会有改善。

也就是说,例如,考虑到布置状况,有时候会将第二进气通路设置在进气通路的上方。在该情况下,如果像上述专利文献1中所记载的那样将egr通路的下游端部连接在进气通路上,那么,为了将已被引入进气通路中的含有物引导到第二进气通路中,就需要经由上述分支部朝着上方运送含有物,朝着上方运送含有物需要势能,该势能不利于顺利地引导含有物。

另一方面,在上述结构下,不是产生经由设置有增压器的第一进气通路的气体的流动,而是产生经由第二进气通路的气体的流动,由此而能够绕过增压器将气体引导到燃烧室中。利用上述气体的流动,能够将回流到进气通路中的含有物引导到燃烧室中,且不让该含有物附着或者沉积在增压器上。

这里,第二进气通路的上方通路部布置在第一进气通路的上方,egr通路与该第二进气通路的上方通路部相连接。也就是说,朝着进气通路回流的含有物直接被引入第二进气通路中,且不让该含有物通过第一进气通路。

与将egr通路和第一进气通路连接起来的结构相比,上述结构不需要将含有物从第一进气通路运往第二进气通路的势能,这对于顺利地引导含有物来说是有利的。被引入第二进气通路中的含有物如上所述利用气体的流动被引导到燃烧室中,在燃烧室中与混合气一起燃烧。

因此,能够将外部egr气体中的含有物顺利地引导到燃烧室中,且该含有物不会附着或者沉积在增压器上。

还可以是这样的,在所述上方通路部设置有流量调节阀,用该流量调节阀改变所述第二进气通路的流路截面积,所述排气再循环通路连接在所述上方通路部中所述流量调节阀的上游侧。

根据该结构,经由egr通路回流的外部egr气体被引入上方通路部且流量调节阀的上游侧。这样一来,例如,即使处于在增压区域让流量调节阀完全打开的运转状态,也能够从第二进气通路朝着第一进气通路引导外部egr气体。

这样一来,顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室中与让外部egr气体在增压区域回流这两件事情能够同时实现。

还可以是这样的,该车辆发动机的进排气装置还包括排气再循环冷却器,该排气再循环冷却器设置在所述排气再循环通路上,对通过该排气再循环通路的气体进行冷却,

在所述排气再循环通路中,所述排气再循环冷却器的下游侧部分比所述排气再循环冷却器的上游侧部分高。流经egr通路的气体(亦即外部egr气体)在通过egr冷却器时被冷却。此时,外部egr气体中所含有的水分有可能变成冷凝水。

于是,根据上述结构,egr通路中且egr冷却器的下游侧部分,亦即,从egr冷却器到egr通路的下游端部的部分伴随着靠近上方通路部而从下方朝向上方地延伸。于是,因为在egr冷却器中生成的冷凝水在重力的作用下朝着与上方通路部相反的一侧流下来,所以能够减少流入第二进气通路中冷凝水的量。这样一来,能够减少朝着第二进气通路回流的含有物中水分的回流量,故从不让所述水分附着在增压器上这一点来看是有利的。

还可以是这样的,在所述上方通路部中且连接有所述排气再循环通路的部分形成有接水构造,该接水构造抑制在所述排气再循环通路和所述上方通路部中生成的冷凝水流入所述第一进气通路。

含有水分的egr气体在朝着进气通路回流时,有时候,该水分会在上方通路部和egr通路生成冷凝水。

根据该结构,能够在上方通路部接收冷凝水。这样一来,就是在像所述增压区域那样经由第一进气通路引导气体的运转区域,也能够抑制冷凝水从第二进气通路流入第一进气通路,故从不让所述水分附着在增压器上这一点来看是有利的。

还可以是这样的,所述第一进气通路包括下游侧通路和稳压罐,所述下游侧通路包括所述进气道,且经该进气道连接在所述燃烧室上,所述下游侧通路的上游端部连接在所述稳压罐上,所述上方通路部连接在所述稳压罐上。

根据该结构,将上方通路部连接在稳压罐上,所以与例如将上方通路部连接在稳压罐上游侧的通路上的结构相比,能够使上方通路部的下游端部和进气道靠得比较近。这样一来,利用经由第二进气通路的气体的流动,就能够顺利地将外部egr气体中的含有物引导到进气道中,进而顺利地引导到燃烧室中。

还可以是这样的,该车辆发动机的进排气装置还包括中间冷却器和逆流防止构造,所述中间冷却器设置在所述第一进气通路中且所述稳压罐的上游侧。所述第一进气通路具有引入通路,在车辆安装状态下所述中间冷却器位于所述引入通路中所述稳压罐的下方,并且所述引入通路将所述中间冷却器和所述稳压罐的底部连接起来。所述逆流防止构造形成在从所述引入通路的上游端部到该引入通路的下游端部与所述稳压罐的连接部为止的区间内,所述逆流防止构造使流向所述中间冷却器的冷凝水的量减少。

含有水分的气体一被中间冷却器冷却,就会在中间冷却器的下游侧的通路中由该水分生成冷凝水。

例如,在使用正常的发动机的情况下,将稳压罐布置在中间冷却器的下游侧,因此会发生以下现象:在稳压罐中生成上述冷凝水或者上述冷凝水附着在稳压罐的底部。

但是,例如在车辆安装状态下将中间冷却器布置在稳压罐的下方的情况下,由于重力而流下来的冷凝水就可能留在中间冷却器的底部。这样一来,例如,当发动机的负荷上升,从外部吸入的气体的流速升高时,大量的冷凝水就可能从中间冷却器经由稳压罐和进气道到达燃烧室中,进而引起水击现象。这不利于充分确保发动机的耐久性。

相对于此,为保证冷凝水不逆向流入中间冷却器中,能够考虑到沿着水平方向将稳压罐和中间冷却器排列好,但是如果按以上所述进行布置的话,发动机整体的体积会增大,还会对进气通路整体的处理造成不良影响,故不希望采用该做法。

相对于此,根据上述结构,在进气通路中且包括中间冷却器的下游侧通路的区间内形成逆流防止构造,因此而能够不让在稳压罐中生成或者从外部流入稳压罐内的冷凝水朝着中间冷却器流去。这样一来,就能够减少冷凝水的逆流量,进而能够抑制发生水击现象等各种不良现象。

上述结构与沿上下方向排列稳压罐和中间冷却器这两件事情能够同时实现。即使冷凝水由于重力而流下来,在该冷凝水到达中间冷却器以前,也能够由逆流防止构造接收该冷凝水。这对于发动机的紧凑化很有效。

于是,根据上述结构,既能够实现发动机1的紧凑化,又能够抑制起因于冷凝水的水击现象的发生。

这里所公开的另一技术涉及一种车辆发动机的进排气装置,其包括燃烧室、进气通路、排气通路以及排气再循环通路,所述进气通路和所述排气通路都连接在所述燃烧室上,所述排气再循环通路从所述排气通路分支出来且下游端部连接在所述进气通路上。

所述进气通路具有第一进气通路和第二进气通路,所述第一进气通路包括与所述燃烧室相通的进气道,在所述第一进气通路上设置有增压器,所述第二进气通路从所述第一进气通路中所述增压器的上游侧分支出来且绕过该增压器与所述燃烧室相通。

所述第二进气通路包括中继通路部和上方通路部,所述中继通路部从所述第一进气通路分支出来且延伸,所述上方通路部从该中继通路部延伸出来,绕过所述增压器。

所述上方通路部布置在所述进气道的上游端部的上方。

所述排气再循环通路与所述上方通路部相连接。

例如,不是产生经由设置有增压器的第一进气通路的气体的流动,而是产生经由第二进气通路的气体的流动,由此而能够绕过增压器将气体引导到燃烧室中。利用上述气体的流动,能够将回流到进气通路中的含有物引导到燃烧室中,且不让该含有物附着或者沉积在增压器上。

根据上述结构,无需与重力逆向而行,朝着上方引导被从egr通路引入第二进气通路的上方通路部中的外部egr气体中所含有的含有物,就能够将该含有物引导到进气道的上游端部。这样一来,就能够顺利地将上述含有物引导到燃烧室中。

因此,能够将外部egr气体中的含有物顺利地引导到燃烧室中,且该含有物不会附着或者沉积在增压器上。

这里所公开的又一技术涉及一种车辆发动机的进排气装置,其包括燃烧室、进气通路、排气通路以及排气再循环通路,所述进气通路和所述排气通路都连接在所述燃烧室上,所述排气再循环通路从所述排气通路分支出来且下游端部连接在所述进气通路上。

所述进气通路具有上方通路部,所述上方通路部布置在与所述燃烧室相通的进气道的上游端部的上方。

所述排气再循环通路与所述上方通路部相连接。

根据该结构,无需与重力逆向而行,朝着上方引导被从egr通路引入第二进气通路的上方通路部中的外部egr气体中所含有的含有物,就能够将该含有物引导到进气道的上游端部。这样一来,就能够顺利地将上述含有物引导到燃烧室中。特别是在用绕过增压器的旁路通路作进气通路的时候,上述结构能够不让含有物附着或沉积在增压器上,而且在将含有物引导到燃烧室中的情况下该结构也是极其有效的。

因此,特别是在具有增压器的发动机中,能够顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室中。

-发明的效果-

如上所述,根据上述车辆发动机的进排气装置,能够顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室中。

附图说明

图1是示出发动机结构的简图。

图2是俯视图,简略地示出四个气缸附近的结构。

图3是进气通路的纵向剖视图。

图4是示出增压器一侧的通路构造的横向剖视图。

图5是示出增压器一侧的通路构造的纵向剖视图。

图6是立体图,示出稳压罐附近的纵向截面。

图7是立体图,示出不同于图6的纵向截面。

图8是从上侧看到的旁路通路侧的通路构造的图。

图9是示出稳压罐和旁路通路的连接构造的纵向剖视图。

图10是从左侧看到并示出的egr通路的图。

图11是从上侧看到并示出的egr通路的图。

图12是从后侧看到并示出的egr通路的图。

图13是示出egr通路的下游端部的剖视图。

图14是示出egr通路和进气道的相对位置关系的图。

图15是示出外部egr气体在自然进气时的流动情况的图。

图16是示出外部egr气体在增压时的流动情况的图。

-符号说明-

1-发动机(车辆发动机);10-发动机机体;11-气缸;16-燃烧室;17-第一气道(进气道、下游侧通路);18-第二气道(进气道、下游侧通路);30-进气通路;30a-主进气通路(第一进气通路);34-增压器;36-中间冷却器;37-第三通路(引入通路);38-稳压罐;38b-引入口;39-独立通路(下游侧通路);40-旁路通路(第二进气通路);40a-中继通路部;40b-上方通路部;41-旁路阀(流量调节阀);45-曲管部;45a-下底面(接水构造);50-排气通路;52-egr通路(排气再循环通路);52b-下游侧egr通路(下游侧排气再循环通路);53-egr冷却器(排气再循环通路冷却器);71-壁部(逆流防止构造);72-壁部(逆流防止构造)。

具体实施方式

下面,参照附图对车辆发动机的进排气装置的实施方式做详细的说明。需要说明的是,以下说明的仅是示例情况。图1是简图,示出应用了这里所公开的车辆发动机的进排气装置的发动机1的结构。图2是俯视图,简略地示出四个气缸11附近的结构。

发动机1是安装在前置前轮驱动式(ff式)车辆上的汽油发动机(特别是,四冲程式内燃机)。如图1所示,发动机1包括机械驱动式增压器(所谓的机械增压器)34。

如图2所示,本实施方式所涉及的发动机1具有排成一排的四个气缸11,四个气缸11以沿车宽方向排列的状态安装好,也就是说,发动机1是所谓的直列四缸横置式发动机。这样一来,在本实施方式中,四个气缸11的排列方向(气缸排列方向)即发动机前后方向大致与车宽方向一致,发动机宽度方向大致与车辆前后方向一致。

只要没有特别说明,在以下叙述中,前侧指发动机宽度方向的一侧(车辆前后方向的前侧),后侧指发动机宽度方向的另一侧(车辆前后方向的后侧),左侧指发动机前后方向(气缸排列方向)的一侧(车宽方向的左侧且发动机后侧),右侧指发动机前后方向(气缸排列方向)的另一侧(车宽方向的右侧且发动机前侧)。

在下面的记载中,上侧指在已将发动机1安装到车辆上的状态(以下,又称为“车辆安装状态”)下车辆高度方向的上侧,下侧指在车辆安装状态下车辆高度方向的下侧。

(发动机的简略构造)

在该构造例中,发动机1是前进气后排气式发动机。也就是说,如图2所示,发动机1具有发动机机体10、进气通路30和排气通路50。其中,发动机机体10具有四个气缸11;进气通路30布置在发动机机体10的前侧且经进气道17、18与各气缸11连通;排气通路50布置在发动机机体10的后侧且经排气道19、19与各气缸11连通。需要说明的是,图1中仅示出一个气缸11。

在该构造例中,进气通路30构成进气装置,该进气装置是将对气体进行引导的多条通路、增压器34、中间冷却器36等装置以及绕过上述装置的空气旁路通路(以下,简称“旁路通路”)40组合起来并单元化后而构成的。该进气装置与排气通路50、egr通路52一起构成本实施方式所涉及的进排气装置。

发动机机体10让从进气通路30供来的气体和燃料的混合气在各气缸11内按照规定的燃烧顺序燃烧。具体而言,发动机机体10具有气缸体12和安装在该气缸体12上的气缸盖13。

在气缸体12的内部形成有上述四个气缸11。四个气缸11沿曲轴15的中心轴方向(即,气缸排列方向)排成一排。四个气缸11均呈圆筒状,各气缸11的中心轴(以下,称为“气缸轴”)互相平行地延伸,还与气缸排列方向垂直地延伸。下面,有时候,沿气缸排列方向且从右侧开始将图2所示的四个气缸11依次称为1号气缸11a、2号气缸11b、3号气缸11c以及4号气缸11d。

活塞14插在各气缸11内,能够自由滑动。该活塞14经由连杆141连结在曲轴15上。由活塞14、气缸11和气缸盖13共同划分出燃烧室16。燃烧室16的顶面呈所谓的屋脊形状。需要说明的是,这里所说的“燃烧室”并不限于活塞14到达压缩上止点时所形成的空间,“燃烧室”这个词是广义的。

每个气缸11都在气缸盖13上形成有两个进气道17、18。两个进气道17、18分别与燃烧室16连通,每个气缸11都具有第一气道17和第二气道18,该第二气道18沿气缸排列方向与第一气道17相邻。在1号气缸11a到4号气缸11d任一气缸中第一气道17和第二气道18的排列顺序都相同。具体而言,如图2所示,在各气缸11中,沿气缸排列方向且从右侧开始依次排列有第二气道18和第一气道17。

各进气道17、18的上游端分别位于发动机机体10一侧的外表面(前侧外表面,以下称为“安装面”)10a,构成进气通路30的导管的下游端与各进气道17、18的该上游端相连接。相对于此,各进气道17、18的下游端分别位于燃烧室16的顶面上。

下面,有时候,不用符号“17”表示与1号气缸11a相通的第一气道,而用“17a”表示它,同时,不用符号“18”表示与1号气缸11a相通的第二气道,而用“18a”表示它。2号气缸11b到4号气缸11d也都一样。例如,不用符号“18”表示与3号气缸11c相通的第二气道,而用“18c”表示它。

需要说明的是,两个进气道17、18呈所谓的螺旋式进气道形状,分别让流入燃烧室16中的气体在燃烧室16中生成纵滚流。

各气缸11的两个进气道17、18分别包括scv气道,该scv气道利用涡流控制阀(swirlcontrolvalve:scv)81使通过的气体流量变小。在本实施方式中,上述第二进气道18是scv气道(参照图4)。

也就是说,该构造例所涉及的进气道17、18呈促进形成纵滚流的形状,另一方面,该进气道17、18利用scv81控制涡流的形成。

在两个进气道17、18上分别设置有进气门21。进气门21使燃烧室16与进气道17、18分别连通,或者将燃烧室16与进气道17、18分别切断。进气门21利用进气气门传动机构在规定时刻打开、关闭。

在该构造例中,如图1所示,进气气门传动机构具有可变气门传动机构即进气电动s-vt(连续气门正时:sequential-valvetiming)23。进气电动s-vt23让进气凸轮轴的旋转相位在规定的角度范围内连续地变化。因此,进气门21的打开时刻和关闭时刻连续地变化。需要说明的是,进气气门传动机构还可以具有液压式s-vt来取代进气电动s-vt23。

每个气缸11都在气缸盖13上形成有两个排气道19、19。两个排气道19、19分别与燃烧室16连通。

两个排气道19、19上分别设置有排气门22。排气门22使燃烧室16和排气道19、19连通,或者将燃烧室16和排气道19、19切断。排气门22利用排气气门传动机构在规定时刻打开、关闭。

在该构造例中,如图1所示,排气气门传动机构具有可变气门传动机构即排气电动s-vt(连续气门正时:sequential-valvetiming)24。排气电动s-vt24让排气凸轮轴的旋转相位在规定的角度范围内连续地变化。因此,排气门22的打开时刻和关闭时刻连续地变化。需要说明的是,排气气门传动机构还可以具有液压式s-vt来取代排气电动s-vt。

该发动机1利用进气电动s-vt23和排气电动s-vt24来调节与进气门21的打开时刻和排气门22的关闭时刻相关的重叠时间的长度,省略详细说明。这样来将燃烧室16中的残留气体清除掉,或者将较热的已燃气体封闭在燃烧室16中(亦即,将内部egr(exhaustgasrecirculation)气体引入燃烧室16中)。在该构造例中,由进气电动s-vt23和排气电动s-vt24构成内部egr系统。需要说明的是,内部egr系统并不限于由s-vt构成。

每个气缸11都在其气缸盖13上安装有喷油器(injector)6。在该构造例中,喷油器6是多喷口式燃料喷射阀,将燃料直接喷向燃烧室16中。

燃料供给系统61连接在喷油器6上。燃料供给系统61包括贮存燃料的燃料箱(未图示)和将燃料箱和喷油器6彼此连结起来的燃料供给路径62。燃料供给路径62上设置有燃料泵65和共轨腔(commonrail)64。燃料泵65利用压力将燃料送往共轨腔64。在该构造例中,燃料泵65是由曲轴15驱动的柱塞泵。共轨腔64以较高的燃料压力储存由燃料泵65送来的燃料。喷油器6打开,储存在共轨腔64内的燃料就会从喷油器6的喷口喷入燃烧室16中。

每个气缸11都在其气缸盖13上安装有火花塞25。火花塞25的顶端进入燃烧室16中,强制地将燃烧室16中的混合气点燃。

进气通路30连接在发动机机体10的前侧外表面即安装面10a上,且进气通路30包括各气缸11的进气道17、18。也就是说,进气通路30是被引入燃烧室16内的气体流经的通路,经各进气道17、18连接在燃烧室16上。

这里,在进气通路30的上游端部设置有对新气进行过滤的空气净化器31。相对于此,在进气通路30的下游端附近设置有稳压罐38。每个气缸11都在位于稳压罐38的下游的进气通路30上设置有独立通路39,该独立通路39会分支出两条通路。

两条独立通路39中的一条与第一进气道17相连接,另一条与第二进气道18相连接,详情后述。下面,有时候,用“391”表示前者的独立通路39,用符号“392”表示后者的独立通路39。这样一来,独立通路39的下游端与各气缸11的进气道17、18相连接。

节气门32设置在进气通路30上且空气净化器31和稳压罐38之间。节气门32通过调节其开度来调节被引入燃烧室16内的新气的量。

增压器34设置在进气通路30中且节气门32的下游。增压器34使被引入燃烧室16中的气体的压力增大。在该构造例中,增压器34是由发动机1(具体而言,从曲轴15传来的动力)驱动的机械式增压器。虽然该增压器34是鲁式机械增压器,但就其结构而言什么样的都可以。例如,还可以是李肖姆式(lysholm)增压器或者离心式机械增压器。

电磁离合器34a设置在增压器34和曲轴15之间。电磁离合器34a使增压器34和曲轴15之间传递驱动力或者切断增压器34和曲轴15之间的驱动力的传递。如后所述,利用发动机控制单元(ecu:enginecontrolunit)等未图示的控制单元让电磁离合器34a在断开和接合状态之间进行切换,由此而让增压器34在工作状态与非工作状态之间进行切换。也就是说,通过切换增压器34的工作状态与非工作状态,该发动机1就能够在使引入燃烧室16内的气体压力增大的运转与不使引入燃烧室16内的气体压力增大的运转之间进行切换。

中间冷却器36设置在进气通路30上且增压器34的下游。中间冷却器36对在增压器34中被压缩了的气体进行冷却。假定该构造例中的中间冷却器36是水冷式的。

进气通路30具有第一通路33、第二通路35以及第三通路37,第一通路33、第二通路35以及第三通路37用来连接安装在进气通路30上的各种装置。其中,第一通路33设置在空气净化器31的下游侧,朝着增压器34引导由空气净化器31净化后的气体;第二通路35朝着中间冷却器36引导由增压器34压缩后的气体;第三通路37朝着稳压罐38引导由中间冷却器36冷却后的气体。需要说明的是,为了缩短从稳压罐38到进气道17、18的流路长度,而将稳压罐38设置在进气道17、18的入口(上游端部)附近。

由第一通路33、第二通路35、第三通路37以及稳压罐38构成进气通路30的“主进气通路”,在该“主进气通路”上沿着气体的流动方向且从上游侧开始依次设置有增压器34和中间冷却器36。下面,有时候,用符号“30a”表示主进气通路。需要说明的是,主进气通路30a是“第一进气通路”的示例。第三通路37是“引入通路”的示例。

进气通路30除了具有上述主进气通路30a以外,还具有旁路通路40,该旁路通路40绕过增压器34和中间冷却器36。具体而言,旁路通路40是从主进气通路30a且增压器34的上游侧分支出来的通路,绕过该增压器34而与燃烧室16相通。更具体而言,旁路通路40从主进气通路30a中且节气门32下游侧到增压器34上游侧的那一部分开始延伸出来,绕过增压器34和中间冷却器36,连接在稳压罐38上。需要说明的是,旁路通路40是“第二进气通路”的示例。

改变该旁路通路40的流路截面积的空气旁路阀(以下,简称为“旁路阀”)41设置在旁路通路40上。旁路阀41通过改变旁路通路40的流路截面积来调节流经旁路通路40的气体的流量。需要说明的是,旁路阀41是“流量调节阀”的示例。

当不让增压器34工作时(亦即,电磁离合器34a断开时),将旁路阀41完全打开。这样一来,流经进气通路30的气体就绕过增压器34流入稳压罐38,再经独立通路39被引入燃烧室16中。发动机1靠非增压,亦即靠自然进气运转。

在让增压器34工作时(亦即,电磁离合器34a接合时),适当地调节旁路阀41的开度。这样一来,在进气通路30中且通过了增压器34的气体的一部分就会通过旁路通路40而朝着增压器34的上游逆向流去。通过调节旁路阀41的开度就能够调节逆流量,故能够利用该逆流量调节被引入燃烧室16内的气体的增压量。在该构造例中,由增压器34、旁路通路40以及旁路阀41构成增压系统。

另一方面,排气通路50连接在发动机机体10后侧的外表面上,与各气缸11的排气道19连通。从燃烧室16排出的尾气流经该排气通路50。排气通路50的上游部分构成对每个气缸11分支出来的独立通路,省略详细的图示。上述独立通路的上游端连接在各气缸11的排气道19上。

在排气通路50上设置有具有一个以上的催化剂转化器51的尾气净化系统。催化剂转换器51包括三效催化剂。需要说明的是,尾气净化系统并不限于仅包括三效催化剂的系统。催化剂转换器51是“尾气净化装置”的示例。

构成外部egr系统的egr通路52连接在进气通路30和排气通路50之间。egr通路52是用来让已燃气体的一部分朝着进气通路30回流的通路。具体而言,egr通路52的上游端连接在排气通路50中催化剂转换器51的下游,另一方面,egr通路52的下游端连接在进气通路30中增压器34的上游且节气门32的下游。

在egr通路52上设置有水冷式egr冷却器53。egr冷却器53用来对已燃气体进行冷却。用egr阀54调节流经egr通路52的已燃气体的流量。图1中示出的是将egr阀54设置在egr通路52上,但是实际结构中,如图3所示,egr阀54设置在旁路通路40上。通过调节egr阀54的开度,就能够调节已被冷却的已燃气体即外部egr气体的回流量。

在该构造例中,egr系统55由外部egr系统和内部egr系统构成。其中,该外部egr系统包括egr通路52和egr阀54;该内部egr系统包括所述进气电动s-vt23和所述排气电动s-vt24。

(进气通路的结构)

下面,对进气通路30的结构做详细的说明。

图3是进气通路30的纵向剖视图;图4是示出进气通路30中增压器34一侧的通路构造的横向剖视图;图5是示出进气通路30中增压器34一侧的通路构造的纵向剖视图;图6是立体图,示出稳压罐38附近的纵向截面;图7是立体图,示出不同于图6的纵向截面。

构成进气通路30的各部分都布置在发动机机体10的前侧,具体而言是上述安装面10a的前侧。需要说明的是,安装面10a由气缸盖13的前侧外表面和气缸体12的前侧外表面构成。

如上所述,进气通路30由对气体进行引导的多条通路(具体而言,第一通路33、第二通路35、第三通路37、稳压罐38以及独立通路39)、增压器34、中间冷却器36等装置以及绕过这些装置的旁路通路40组合而成。如图3等所示,构成进气通路30的主进气通路30a布置在旁路通路40的上方。

首先,对上述构成要素的大致布置情况做说明。

如图3~图5所示,增压器34夹着稳压罐38布置在与发动机机体10相反的一侧,且与发动机机体10相对。在增压器34的后表面和安装面10a之间留有空隙,该空隙与稳压罐38的尺寸相对应。第一通路33在增压器34的左侧沿着气缸排列方向延伸,且连接在增压器34的左端上。增压器34和中间冷却器36按照增压器34在上、中间冷却器36在下这样的顺序布置在上下方向上,且在上下方向上相邻。第二通路35沿上下方向延伸而将增压器34的前部和中间冷却器36的前部连接起来。稳压罐38布置在增压器34和安装面10a之间的间隙里,夹着多条独立通路39布置在进气道17、18的上游端部的相反一侧,且与进气道17、18的上游端部相对。第三通路37在中间冷却器36、增压器34与安装面10a之间的间隙里延伸,将中间冷却器36的后部和稳压罐38的底部连接起来,且保证中间冷却器36位于稳压罐38的下方。旁路通路40从第一通路33的中途分支出来并朝着上方延伸后,再朝着发动机机体10的内侧(右方)延伸,在下游侧分支出两条通路后再连接在稳压罐38的上部上。

接下来,对构成进气通路30的各部分的构造做说明。

如图3所示,第一通路33呈实质上沿着气缸排列方向(左右方向)延伸的管状,其上游侧(左侧)部分由内置有节气门32的节气门体33a构成。节气门体33a由金属制成且呈较短的筒状,以两端的开口分别朝向左、右的状态布置在安装面10a上且位于左前方。空气净化器31经未图示的通路连接在节气门体33a的上游端(左端)上,另一方面,第一通路33的上游侧(左侧)部分即第一通路本体33b连接在节气门体33a的下游端(右端)上。

如图3所示,第一通路本体33b将节气门体33a连接在增压器34上。具体而言,第一通路本体33b呈较长的筒状,其两端的开口分别朝向左、右。第一通路本体33b布置在安装面10a的前方,与节气门体33a大致同轴。更具体而言,第一通路本体33b的直径从气缸排列方向的外侧朝向内侧(从左侧到右侧)逐渐扩大。如上所述,节气门体33a的下游端连接在第一通路本体33b的上游端(左端)上,另一方面,增压器34的进气口连接在第一通路本体33b的下游端(右端)上。

与旁路通路40相连接的分支部33d也位于第一通路本体33b上。该分支部33d形成在第一通路本体33b的上表面上,旁路通路40的上游侧部分(后述的曲管部45)连接在该分支部33d上。

因此,由空气净化器31净化且流入第一通路33的新气会通过节气门32到达第一通路本体33b。在自然进气时,该新气经上述分支部33d流入旁路通路40;在增压时,该新气一边与逆向流经旁路通路40的气体合流,一边被从第一通路本体33b的下游端吸入增压器34中(参照图4中的箭头a1)。

下面,依次说明增压器34一侧的通路构造和旁路通路40一侧的通路构造。

-增压器一侧的通路构造-

首先,对被吸入增压器34一侧的通路构造做详细的说明。

如上所述,本实施方式所涉及的增压器34是鲁式机械增压器。具体而言,增压器34包括一对转子(未图示)、壳体34b以及主动带轮34d。其中,该一对转子具有沿气缸排列方向延伸的旋转轴;该壳体34b中收放有转子;由该主动带轮34d驱动转子旋转。增压器34通过绕在主动带轮34d上的驱动带(未图示)与曲轴15相连结。上述电磁离合器34a设置在主动带轮34d和转子之间,通过让电磁离合器34a接合或者将电磁离合器34a,而经曲轴15将驱动力传递给增压器34或者切断驱动力的传递。

壳体34b呈沿着气缸排列方向延伸的筒状,且划分出转子的收放空间和通过增压器34的气体的流路。具体而言,壳体34b呈沿气缸排列方向延伸且左端和前表面都敞开的近似圆筒状。如图4等所示,壳体34b与安装面10a的位于气缸排列方向近似中央的部分之间留有规定的间隔,壳体34b与第一通路33同轴。

吸入由转子压缩后的气体的吸气口位于壳体34b的长边方向的左端部,第一通路33的下游端(右端)连接在该壳体34b的长边方向的左端部。另一方面,如图6~图7所示,喷出由转子压缩后的气体的出气口34c位于壳体34b的前部,第二通路35的上游端(上端)连接在该壳体34b的前部。

主动带轮34d由安装在壳体34b内的转子驱动着旋转。具体而言,主动带轮34d从壳体34b的右端突出且呈相对于第一通路33和壳体34二者近似同轴地延伸的轴状。驱动带绕在主动带轮34d的端部上,如上所述,根据电磁离合器34a的切换状态,将曲轴15连结在增压器34上并由曲轴15驱动该增压器34。

如图4~图5所示,由第二通路35将增压器34和中间冷却器36连接起来。为了让增压器34和中间冷却器36沿上下方向相邻,本实施方式所涉及的第二通路35沿发动机1的上下方向延伸。如图5所示,第二通路35的上下两端分别朝向后方(发动机机体10一侧)。这里,上侧的开口部连接在壳体34b的前部(具体而言,出气口34c)上,下侧的开口部连接在中间冷却器36的前部(具体而言,后述开口部36d)上。

如上所述,本实施方式所涉及的中间冷却器36是水冷式冷却器,如图4~图5所示,该中间冷却器36包括:具有气体冷却功能的冷却部件36a和收放冷却部件36a的冷却套36c。

冷却部件36a呈长方体状,其一侧面(后表面)和安装面10a相对。冷却部件36a的前表面构成气体的流入面,另一方面,冷却部件36a的后表面构成气体的流出面,且该流入面和流出面分别是冷却部件36a中最大的面。将薄板材加工成扁平筒状而得到水管,在冷却部件36a上将多个该水管排列好,并利用硬钎焊等将波纹状的波纹翅片连接在各水管的外壁面上,但省略图示。通过这样构成中间冷却器36,从供水管供来的冷却水就会被引入各水管中,而对高温气体进行冷却。冷却了气体而升温的冷却水经排水管而被从各水管中排出去。通过设置波纹翅片,各水管的表面积增加,散热效果提高。

冷却套36c布置在构成增压器34的壳体34b的下方,划分出冷却部件36a的收放空间,并且构成位于进气通路30中且第二通路35和第三通路37之间的流路。

具体而言,冷却套36c呈前表面和后表面敞开口的薄箱状,截面为矩形,冷却套36c的后表面和安装面10a在壳体34b的下方位置相对。在与壳体34b一样,该后表面与发动机机体10的安装面10a之间留有规定的间隔(参照图5)。

第二通路35的下游端连接在冷却套36c的前表面一侧的开口部36d上,另一方面,第三通路37的上游端连接在后表面侧的开口部36e上。

第三通路37是与稳压罐38和独立通路39形成为一体的通路。如图5所示,由第三通路37将中间冷却器36和稳压罐38连接起来。具体而言,第三通路37按照从上游侧到下游侧这样的顺序依次具有集合部37a和引入部37b。其中,该集合部37a紧固在冷却套36c上且将通过了中间冷却器36的气体集合起来;该引入部37b将集合在集合部37a中的气体引入稳压罐38中。至少在车辆安装状态下,第三通路37设置在稳压罐38的下方。

集合部37a的前表面一侧,亦即冷却套36c一侧敞开,集合部37a呈前后方向上的尺寸较小的箱状。如图5所示,集合部37a的开放部连接在冷却套36c后表面一侧的开口部36e上。集合部37a位于冷却套36c的后表面和发动机机体10的安装面10a之间的空隙里。集合部37a的后表面上还连接有引入部37b的上游端。

引入部37b形成为沿近似上下方向延伸的曲管部,其上游端连接在集合部37a的后表面上,另一方面,其下游端连接在稳压罐底面的中央部位(参照图6~图7)。如图5等所示,该引入部37b在从集合部37a的后表面到增压器34的壳体34b的后表面这一区域和发动机机体10的安装面10a之间的间隙延伸。

更具体而言,如图6所示,引入部37b的上游侧部分从与集合部37a的连接部开始朝着右斜上方延伸(参照区间s2),另一方面,引入部37b的下游侧部分朝着与稳压罐38的连接部朝正上方延伸(参照区间s1)。这样形成的结果是,当从气缸排列方向的一侧看去时,引入部37b的下游端部是沿着近似垂直于独立通路39中的气体流动方向的方向延伸的(参照图5)。

稳压罐38呈近似筒状,其沿着气缸排列方向延伸且气缸排列方向的两端被封闭起来。如上所述,该稳压罐38夹着多条独立通路39布置在与进气道17、18的上游端部相反的一侧,且与进气道17、18的上游端部相对(参照图5)。如后所述,如果多条独立通路39分别呈短筒状,那么,与上述布置状况相配合,稳压罐38会位于进气道17、18的入口(上游端部)附近。这对于缩短从稳压罐38到进气道17、18的流路长度是有效的。

如图7所示,第三通路37(引入部37b)的下游端部连接在稳压罐38的底部上。具体而言,截面近似圆形的引入口38b开在稳压罐38的内底面38a的中央部位(具体而言,气缸排列方向的中央部位),引入部37b的下游端部经该引入口38b连接在稳压罐38上。

需要说明的是,引入口38b的直径大于进气道17、18的直径。

就稳压罐38而言,从引入口38b到气缸排列方向的一端(1号气缸11a那一端)的尺寸和从引入口38b到气缸排列方向的另一端(4号气缸11d那一端)的尺寸实质上相等。通过使其为上述结构,就能够确保进气的分配性能,进而有利于降低气缸间的充填效率之差。

具体而言,独立通路39两条为一组,在稳压罐38的后表面上形成有四组(亦即,8条)上述独立通路39,四组上述独立通路39沿着气缸排列方向排列好。8条独立通路39分别是在车辆安装状态下朝着后方近似笔直地延伸的短筒状通路,其一端侧(上游侧)与稳压罐38内的空间连通,另一方面,其另一端侧(下游侧)位于发动机机体10一侧(后侧)。

四组独立通路39分别与四组进气道17、18一一相对应,当将构成第三通路37、稳压罐38和独立通路39等的部件安装在发动机机体10上以后,各独立通路39分别和与其相对应的进气道17、18构成一条通路。

如上所述,每一组独立通路39都由与第一进气道17相对应的独立通路391和与第二进气道18相对应的独立通路392构成。因此,当将构成第三通路37、稳压罐38和独立通路39等的部件安装在发动机机体10上以后,第一进气道17和与其相对应的独立通路391构成一条独立的通路,另一方面,第二进气道18和与其相对应的独立通路392构成一条独立的通路。合计为8条的独立通路就是这样构成的。合计为8条的独立通路分别是“下游侧通路”的示例。

如图5所示,在与第二气道18相连接的独立通路392上设置有上述scv81。scv81具有板状的阀体,该scv81通过调节该阀体的开度来控制经由独立通路392的气体的流动。例如,如果使阀体的开度变小,通过第二气道18的气体的流量就会减少,故能够相对地增加通过四个第一气道17中与第二气道18连接在同一气缸11上的第一气道17的气体的流量。

如上所述,旁路通路40的下游侧部分分支出两条通路,分支出来的各通路(以下,称为“分支通路”44b、44c)的下游端部都连接在稳压罐38的上表面上。

为实现上述连接构造,让第一、第二引入部38c、38d都形成在稳压罐38的上表面上,且让第一、第二引入部38c、38d沿着气缸排列方向保持有间隔,并由第一、第二引入部38c、38d让稳压罐38的内外连通。

一分支通路(以下,称为“第一分支通路”)44b的下游端部连接在第一、第二引入部38c、38d中位于气缸排列方向的一侧(右侧)的第一引入部38c上,另一方面,另一分支通路(以下,称为“第二分支通路”)44c的下游端部连接在位于气缸排列方向的另一侧(左侧)的第二引入部38d上(也参照图9)。

具体而言,第一、第二引入部38c、38d都呈短筒状,如图6所示,第一、第二引入部38c、38d从稳压罐38的上表面开始延伸,延伸方向垂直于气缸排列方向且朝向斜前上方。

如图6所示,第一引入部38c与对应于2号气缸11b的第二气道18b的独立通路392附近的部位相对地设置在稳压罐38中。相对于此,第二引入部38d与对应于4号气缸11d的第二气道18d的独立通路392附近的部位相对地设置在稳压罐38中。第一、第二引入部38c、38d的结构决定第一和第二分支通路44b、44c与稳压罐38的连接位置。

如图6~图7所示,在车辆安装状态下稳压罐38的内底面38a比8条独立通路39各自的上游端的下表面低。在开在这样的内底面38a上的引入口38b的两旁(气缸排列方向的左右两侧)立着设置有左右一对壁部71、72。各壁部71、72在作为第三通路37和稳压罐38的连接部而形成的引入口38b的两旁从稳压罐38的内底面38a开始沿着气体的流动方向突出来。壁部71、72在高度方向上的尺寸彼此相等。

亦即,增压时,伴随着发动机1运转,经驱动带和主动带轮34d传递来自曲轴15的输出而让转子旋转。转子一旋转,增压器34就对从第一通路33吸入的气体进行压缩,再将该压缩后的气体从出气口34c喷出。喷出的气体流入布置在壳体34b前方的第二通路35中。

如图5中的箭头a2所示,从增压器34喷出且流入第二通路35的气体是从增压器34的出气口34c朝着前方流去以后,再顺着第二通路35朝着下方流去的。朝着下方流去的气体到达第二通路35的下部以后,朝着中间冷却器36且朝后方流去。

接着,如图5中的箭头a3所示,通过了第二通路35的气体从前表面侧的开口部36d流入冷却套36c的内部,且从冷却套36c的前侧朝着后方流去。流入冷却套36c内部的气体在通过冷却部件36a时被已供到水管的冷却水冷却。已冷却的气体从冷却套36c的后表面侧的开口部36e流出并流入第三通路37中。

然后,如图5中的箭头a4所示,从中间冷却器36流入第三通路37的气体通过集合部37a以后,沿着引入部37b的上游侧部分朝着右斜上方流去(也参照图6中的区间s1),之后,沿着引入部37b的下游侧部分朝着正上方流去(也参照图6中的区间s2)。如图5中的箭头a5所示,通过引入部37b的气体流入稳压罐38中且气缸排列方向的近似中央的空间内,暂时储存在稳压罐38中,之后,经独立通路39供向各气缸11的进气道17、18。

-旁路通路一侧的通路构造-

接下来,对旁路通路40一侧的通路构造做详细的说明。

图8是示出从上侧看到的旁路通路40一侧的通路构造的图,图9是示出连接稳压罐38和旁路通路40的连接构造的纵向剖视图。

如图3所示,旁路通路40从朝着第一通路本体33b敞开的分支部33d开始朝着左斜上方延伸后,再朝着右方近似笔直地延伸(也参照图8)。旁路通路40中的朝着右方延伸的部分到达稳压罐38的中央附近(具体而言,气缸排列方向的中央)以后,改变方向而朝着斜后下方且分成两条通路。如上所述,分出来的各条通路连接在稳压罐38的上表面上。

具体而言,旁路通路40沿着流动方向从上游侧开始依次包括曲管部45、阀体41a、直管部43以及分支管部44。其中,该曲管部45改变从分支部33d流入的气体的流动方向;旁路阀41内置在该阀体41a中;该直管部43朝着右方引导通过了阀体41a的气体;该分支管部44朝着斜后下方对通过了直管部43的气体进行了引导后,再分支出两条通路,且两条通路连接在稳压罐38上。

这里,如后所述,为提高与冷凝水相关的性能,旁路通路40包括中继通路部40a和上方通路部40b。其中,该中继通路部40a从主进气通路30a分支出来且朝着左斜上方(发动机上方)延伸;该上方通路部40b从中继通路部40a的上端部开始延伸且绕过增压器34。

如图3所示,上方通路部40b布置在主进气通路30a的上方,egr通路52与该上方通路部40b相连接。egr通路52和上方通路部40b的连接部由设置在上方通路部40b上的egr阀54打开、关闭。

在该构造例中,中继通路部40a由曲管部45的一部分构成,另一方面,上方通路部40b由曲管部45的其它部分、阀体41a以及直管部43构成。

下面,对构成旁路通路40的各部分的结构做详细的说明。

曲管部45呈从分支部33d开始朝着左斜上方延伸后,再朝着右方近似笔直地延伸的筒状,且在第一通路33(作为第一进气通路的主进气通路30a)的上方位置处朝着下方和右方敞开。

曲管部45中朝着左斜上方延伸的部分构成上述中继通路部40a。该部分越靠近右斜下方,直径越大。这样构成以后,有利于增大分支部33d的开口面积。

另一方面,曲管部45中朝着右方近似笔直地延伸的部分构成上述上方通路部40b。曲管部45中构成上方通路部40b的部分相对于构成中继通路部40a的部分在气缸排列方向上重叠。如图3等所示,在构成上方通路部40b的部分设置有egr阀54。

因此,流入曲管部45的气体朝着左斜上方流去后,再按照曲管部45的返回状况而改变流动方向。其结果是,流经曲管部45的气体从气缸排列方向的外侧朝着内侧(从左侧到右方)流去。如上所述,第一通路本体33b经分支部33d连接在曲管部45的上游端(下端)上,另一方面,阀体41a的上游端(左端)连接在曲管部45的下游端(右端)上。

需要说明的是,如图3所示,egr通路52的下游端部连接在曲管部45中构成上方通路部40b的部分上。egr通路52的下游端部从图3纸面的里头一侧朝着跟前一侧延伸且由上述egr阀54打开、关闭。egr通路52和曲管部45连接在一起,且大致垂直于图3的纸面。

考虑到阀体41a布置在曲管部45的下游侧这一情况,而将egr通路52的下游端部连接在旁路通路40中旁路阀41的上游侧。曲管部45中连接有egr通路52的下游端部之部分的下底面45a朝着下方凹陷。该下底面45a构成接收水分的接水构造。作为接水构造的下底面45a抑制在egr通路52和上方通路部40b中产生的冷凝水流入主进气通路30a。

阀体41a呈短筒状,如图3所示,在相对于第一通路33的上方且相对于增压器34的左方,阀体41a两端的开口朝向左、右。如上所述,曲管部45的下游端连接在阀体41a的上游端上,另一方面,直管部43的上游端(左端)连接在阀体41a的下游端(右端)上。

直管部43呈从气缸排列方向的一侧朝着另一侧(具体而言,从左侧朝着右侧)延伸的长筒状。由图3等可知,直管部43两端的开口在第一通路33和增压器34的上方位置朝向左、右。如上所述,阀体41a的下游端连接在直管部43的上游端上,另一方面,分支管部44的上游端(左端)连接在直管部43的下游端(右端)上。

分支管部44由弯曲状的弯曲通路44a和从该弯曲通路44a的下游端分支出来且呈近似“丁”字状的两条分支通路44b、44c构成,在增压器34和稳压罐38的上方位置,让弯曲通路44a的上游端朝向左方且让分支出来的两条分支通路44b、44c都朝向斜后下方。

两条分支通路44b、44c的流路长度实质上相同,分支出来的一分支通路即第一分支通路44b从分支位置开始沿着气缸排列方向朝右方延伸后,再弯向斜后下方。相对于此,分支出来的另一分支通路即第二分支通路44c从分支位置开始沿着气缸排列方向朝左方延伸后,再弯向斜后下方。如上所述,两条分支通路44b、44c各自的下游端部分别与形成在稳压罐38的上表面上的第一引入部38c和第二引入部38d相连接。也就是说,所述上方通路部40b经两条分支通路44b、44c连接在稳压罐38上。

当将构成旁路通路40的部件安装到稳压罐38上以后,分支通路44b与第一引入部38c构成一条通路;分支通路44c与第二引入部38d构成一条通路。

自然进气时,流入旁路通路40的气体通过构成该旁路通路40的各部分到达各气缸11。也就是说,通过了节气门32的气体根据旁路阀41的开关状况,从第一通路33的中途流入旁路通路40的曲管部45中。如图8中的箭头a6所示,通过曲管部45流入阀体41a的气体朝着右方流去。

接着,如图8中的箭头a7所示,通过了阀体41a的气体沿着直管部43朝右方流去后,流入分支管部44中。如图8中的箭头a8~a10所示,流入分支管部44的气体通过了弯曲通路44a后,被分配给第一分支通路44b和第二分支通路44c,分别流入稳压罐38中(也参照图9中的箭头a9~a10)。流入稳压罐38中的气体经独立通路39供向各气缸11的进气道17、18中。

相对于此,在增压时,从稳压罐38逆向流入旁路通路40的气体以与自然进气时相反的方向通过旁路通路40的各个部分,朝着第一通路33流出。

如上所述,egr通路52的下游端部连接在构成旁路通路40的曲管部45上。因此,不仅从第一通路33流入的气体流经旁路通路40,从稳压罐38逆流来的气体流经旁路通路40,外部egr气体也流经旁路通路40。

下面,对egr通路52的结构做详细的说明。

-egr通路的结构-

图10是从左侧看到并示出的egr通路52的图;图11是从上侧看到并示出的egr通路52的图;图12是从后侧看到并示出的egr通路52的下游端部的图;图13是示出egr通路52的下游端部的剖视图;图14是示出egr通路52和进气道17、18的相对位置关系的图(该图中,仅示出第一进气道17)。

如图10所示,egr通路52从设置有催化剂转换器51的排气通路50分支出来,其下游端部连接在进气通路30上。具体而言,egr通路52从排气通路50中催化剂转换器51的下游侧开始分支出来,连接在旁路通路40中旁路阀41的上游侧(具体而言,曲管部45)(也参照图1)。

如上所述,在egr通路52上设置有对通过该egr通路52的气体进行冷却的egr冷却器53。下面,称egr通路52中将排气通路50与egr冷却器53相互连接起来的部分为上游侧egr通路52a;称egr通路52中将egr冷却器53与旁路通路30互相连接起来的部分为下游侧egr通路52b。

具体而言,如图10和图11所示,上游侧egr通路52a沿着排气通路50的左侧部朝斜前上方延伸后,为了不干涉发动机机体10的左侧部而变成朝向左方。然后,上游侧egr通路52a再次朝着斜前上方延伸,一直延伸到egr冷却器53那里。如上所述,排气通路50中催化剂转换器51的下游侧部分连接在上游侧egr通路52a的上游端上,另一方面,egr冷却器53的上游端(后端)连接在上游侧egr通路52a的下游端(前端)上。

egr冷却器53呈相对于前后方向稍微倾斜的方筒状,如图10所示,至少在车辆安装状态下,在上下方向上与进气道17、18大致相同的位置(图16中仅示出第一气道17),egr冷却器53两端的开口朝向斜前后方向。egr冷却器53的上游端指向斜后下方,如上所述,上游侧egr通路52a的下游端与egr冷却器53的上游端相连接。另一方面,egr冷却器53的下游端(前端)指向斜前上方,下游侧egr通路52b的上游端(后端)与该egr冷却器53的下游端(前端)相连接。

下游侧egr通路52b伴随着沿气体的流动方向从上游侧朝向下游侧(亦即,伴随着朝向egr通路52的连接位置即上方通路部40b)而从下方朝向上方地延伸。具体而言,如图10到图12所示,下游侧egr通路52b沿着发动机机体10的左侧部朝着斜前上方延伸后,变成大致朝向前方。因此,将egr通路52的egr冷却器53的下游侧部分布置成比egr通路52的egr冷却器53的上游侧部分高。

下游侧egr通路52b的下游端部大致朝着前方延伸,从后方与旁路通路40的曲管部45相连接。如图3和图13所示,下游侧egr通路52b的下游端部根据egr阀54而打开、关闭。需要说明的是,如图14所示,下游侧egr通路52b的下游端部和该下游端部所连接的上方通路部40b位于进气道17、18(特别是,位于纸面左侧的进气道的上游端部)的上方。

伴随着混合气的燃烧,从燃烧室16排向排气通路50的已燃气体通过催化剂转换器51。通过了催化剂转换器51的已燃气体会有一部分被引入egr通路52中。如图10中的箭头a11所示,被引入egr通路52的已燃气体依次通过上游侧egr通路52a、egr冷却器53、下游侧egr通路52b,并被作为外部egr气体引入旁路通路40中。外部egr气体的引入量根据egr阀54的开度调节。

这里,图15是示出外部egr气体在自然进气时的流动情况的图;图16是示出外部egr气体在增压时的流动情况的图。

自然进气时,流入旁路通路40的外部egr气体与通过节气门32从第一通路本体33b流入旁路通路40的新气(参照箭头a13)合流,如图15中的箭头a12所示,从上游侧朝向下游侧流经旁路通路40。与新气合流后的外部egr气体流入稳压罐38中,依次通过独立通路39和进气道17、18到达燃烧室16。

另一方面,增压时,如图16中的箭头a14所示,流入旁路通路40中的外部egr气体与从稳压罐38逆向流经旁路通路40的气体(参照箭头a15)合流,从下游侧朝向上游侧逆向流经旁路通路40。逆流且流入第一通路本体33b的气体通过节气门32与流入第一通路本体33b的新气(参照箭头a16)合流后被吸入增压器34中。

(与外部egr气体的含有物相关的结构)

发动机1包括用来让该发动机1运转的ecu。ecu根据由各种传感器输出的检测信号判断发动机1的运转状态,并计算各种执行元件的控制量。ecu将对应于计算出的控制量的控制信号输出给喷油器6、火花塞25、进气电动s-vt23、排气电动s-vt24、燃料供给系统61、节气门32、egr阀54、增压器34的电磁离合器34a、旁路阀41以及流动控制元件80等,让发动机1运转。

发动机1的运转区域例如根据发动机转速和负荷来划分,ecu为实现与各运转区域相对应的运转状态而对各执行元件进行控制。

例如,在比规定负荷低的低负荷侧的运转区域(以下,称为“低燃料消耗区域”),ecu利用自然进气让发动机1运转。具体而言,ecu让电磁离合器34a断开且将旁路阀41完全打开。

另一方面,在比规定负荷高的高负荷侧的运转区域(以下,称为“增压区域”),ecu驱动增压器34而使被引入各气缸11内的气体的压力增大。具体而言,ecu让电磁离合器34a接合且适当地调节旁路阀41的开度。

这里,在像本实施方式那样将外部egr气体引入进气通路30中的情况下,外部egr气体中所含有的水分、灰尘等含有物还会朝着进气通路30回流,利用气体的流动将上述含有物引入燃烧室16中,就能够让上述含有物在该燃烧室16中蒸发或者燃烧。

但是,就具有增压器的发动机而言,借助气流运送的含有物会附着在增压器34上或者沉积在增压器34的内部。其结果是,可能导致增压器34的性能下降。

但是,在本实施方式所涉及的发动机1的运转状态处于低燃料消耗区时,该发动机1根据从ecu输入的控制信号控制各种执行元件,例如调节旁路阀41的开度等来产生经由旁路通路40的气体的流动。因此,该发动机1运转而对气体进行引导,绕过增压器34顺利地将气体引导到进气道17、18中,进而顺利地引导到燃烧室16中。

利用上述气体的流动,就能够将朝着进气通路30回流的含有物引入燃烧室16中,且不让该含有物通过增压器34。

虽然在该情况下既能够避免增压器34的性能下降,又能够将含有物引入燃烧室16中,但是本申请发明人等做了进一步的研究工作,结果发现:通过改变进气通路30和旁路通路40二者间的位置关系,在顺利地引导上述含有物这一点上就会有改善。

例如,在本实施方式中,如图5和图8所示,将旁路通路40(特别是上方通路部40b)布置在构成主进气通路30a的第一通路33、第二通路35、第三通路37和稳压罐38的上方。

万一在这样布置的情况下egr通路52的下游端部与主进气通路30a连接起来了,那么,为了将被引入进气通路30中的含有物引导到旁路通路40中,就需要经分支部33d朝着上方运送含有物。这样的话,朝着上方运送含有物需要势能,该势能不利于顺利地引导含有物。

相对于此,在本实施方式中,如图15所示,将旁路通路40的上方通路部40b布置在主进气通路30a的上方,且将egr通路52的下游端部连接在旁路通路40的上方通路部40b上。也就是说,朝着进气通路30回流的含有物会直接被引入旁路通路40中,而不经由主进气通路30a。

与将egr通路52的下游端部连接在主进气通路30a上的结构相比,上述结构不需要将含有物从旁路通路30运往主进气通路30a的势能,这将有利于顺利地引导含有物。如上所述,被引入旁路通路40的含有物利用气体的流动被引入燃烧室16中且在燃烧室16中与混合气一起燃烧。

如图15中的箭头a12所示,本来利用经由旁路通路40的气体的流动,就能够绕过增压器34而将气体引入燃烧室16中。

因此,能够顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室16中,且该含有物不会附着或者沉积在增压器34上。

在本实施方式中,如图15所示,经egr通路52回流的外部egr气体被引入旁路通路40(特别是,上方通路部40b)中旁路阀41的上游侧。这样一来,例如,即使处于在增压区域中且让旁路阀41完全打开的运转状态,也能够从旁路通路40朝着主进气通路30a引导外部egr气体。

这样一来,在低燃料消耗区域顺利地将外部egr气体中的含有物引导到燃烧室16中和在增压区域将外部egr气体引入主进气通路30a中这两件事情就能够同时实现。

流经egr通路52的外部egr气体在通过egr冷却器53时被冷却。此时,外部egr气体中所含有的水分有可能变成冷凝水。

于是,如图10所示,egr通路52中且egr冷却器53的下游侧部分,亦即,下游侧egr通路52b伴随着靠近上方通路部40b而从下方朝向上方地延伸。于是,因为在egr冷却器53生成的冷凝水在重力的作用下朝着与上方通路部40b相反的一侧(egr通路52的上游侧)流下来,所以能够减少到达第二进气通路的冷凝水的量。这样一来,能够减少朝着旁路通路40回流的含有物中水分的回流量,故从不让所述水分附着在增压器34上这一点来看是有利的。

根据该结构,就能够接收朝着第二进气通路回流的水分并暂时将该水分贮存起来。这样一来,就是在像上述增压区域那样经由第一进气通路引导气体的运转区域,也能够抑制外部egr气体中的水分从第二进气通路流入第一进气通路,故从不让所述水分附着在增压器上这一点来看是有利的。

曲管部45中连接有egr通路52的下游端部之部分的下底面45a朝着下方凹陷。这样一来,就能够接收因从egr通路52流入旁路通路40的水分而产生的冷凝水并暂时将该冷凝水贮存起来。这样一来,就是在像上述增压区域那样经由主进气通路30a引导气体的运转区域,也能够抑制冷凝水从旁路通路40流入主进气通路30a中,故从不让所述水分附着在增压器34上这一点来看是有利的。

如图9所示,将旁路通路40的下游端部连接在稳压罐38上,所以与例如将旁路通路40的下游端部连接在稳压罐38上游侧的通路上的结构相比,能够使旁路通路40的下游端部和进气道17、18靠得比较近。这样一来,利用经由旁路通路40的气体的流动,就能够顺利地将外部egr气体中的含有物引导到进气道17、18中,进而顺利地引导到燃烧室16中。

如图14所示,让egr通路52的下游端部和该下游端部所连接的上方通路部40b位于进气道17、18的上游端部的上方,所以无需与重力逆向而行,朝着上方引导被从egr通路52引入旁路通路40中的外部egr气体中所含有的含有物,就能够将该含有物引导到进气道17、18的上游端部。这样一来,能够顺利地将上述含有物引导到燃烧室16中。

egr通路52的下游端部与旁路通路40中沿着水平方向延伸的部分相连接,具体而言,该水平方向是内燃机输出轴方向(该例中,与气缸排列方向相同)。这对于不让被从该egr通路52引入旁路通路40的水分流入主进气通路30a中来说很有效。

(与冷凝水的逆向流动相关的结构)

在发动机1运转时,新气、外部egr气体那样的含有水分的气体一被中间冷却器36冷却,该水分就会在中间冷却器36的下游侧的通路中生成冷凝水。

正常的发动机将稳压罐布置在中间冷却器的下游侧,因此会发生以下现象:在稳压罐中生成上述冷凝水或者上述冷凝水附着在稳压罐的底部。

但是,在像该构造例那样将中间冷却器36布置在稳压罐38的下方的情况下,由于重力而流下来的冷凝水就可能留在中间冷却器36的底部。这样一来,例如,当发动机1的负荷上升,从外部吸入的气体的流速升高时,大量的冷凝水就可能从中间冷却器36经由稳压罐38和进气道17、18到达燃烧室16中,进而引起水击现象。这不利于充分确保发动机1的耐久性。

相对于此,为保证冷凝水不逆向流入中间冷却器中,能够考虑到沿着水平方向将稳压罐38和中间冷却器36排列好,但是如果按以上所述进行布置的话,发动机整体的体积会增大,还会对进气通路整体的处理造成不良影响,故不希望采用上述做法。

于是,采取了在从第三通路37的上游端部到该第三通路37的下游端部与稳压罐38的连接部为止的区间(该构造例中,等于图8中的区间s1~s2)内形成逆流防止构造这样的做法,该逆流防止构造接收与气体朝着相反方向流动的水分。具体而言,如图6~图7、图9所示,该逆流防止构造由形成在稳压罐38的引入口38b周缘的一对壁部71、72构成,会减少从稳压罐38一侧朝着中间冷却器36流动的冷凝水的量。

根据该结构,在进气通路30中且包括中间冷却器36的下游侧的通路区间内形成有逆流防止构造。因此,能够在该逆流防止构造中接收在稳压罐38中生成的冷凝水或者从外部流入稳压罐38的冷凝水。具体而言,作为逆流防止构造的壁部71在它的右侧面接收附着在稳压罐38的底面38a右侧的冷凝水。同样,与该壁部71成对的壁部72在它的左侧面接收附着在稳压罐38的底面38a左侧的冷凝水。这样一来,能够抑制冷凝水逆流,进而能够抑制水击现象的发生。

形成逆流防止构造和沿上下方向排列稳压罐38和中间冷却器36这两件事情可以同时实现。即使冷凝水由于重力而流下来,在该冷凝水到达中间冷却器36以前,也能够由逆流防止构造接收该冷凝水。这对于发动机1的紧凑化很有效。

这样,既能够实现发动机1的紧凑化,又能够抑制起因于冷凝水的水击现象的发生。

如图8~图9、图14所示,作为逆流防止构造的一对壁部71、72分别形成在稳压罐38的引入口38b的周围,故例如与让各壁部71、72形成在第三通路37的中途的结构相比,能够让冷凝水留在进气道17、18附近。因此,利用流入稳压罐38的进气的流动,能够顺利地将该冷凝水引入燃烧室16中。这对于减少冷凝水的贮存量很有效。

如图9所示,第一引入部38c和第二引入部38d分别相对于稳压罐38的引入口38b、一对壁部71、72沿气缸排列方向有些错位。

例如,在第一引入部38c和引入口38b在气缸排列方向上处于相同位置的情况下,当从旁路通路40引入的气体中所含有的水分凝缩以后,该冷凝水就可能经由引入口38b流到中间冷却器36中,不会流到壁部71右侧的底面38a上。

相对于此,如图9所示,第一引入部38c相对于引入口38b和一对壁部71、72有些错位,所以即使被从旁路通路40引入稳压罐38的气体中所含有的水分在稳压罐38的内部中发生了冷凝现象,也是在相对于引入口38b和一对壁部71、72沿着气缸排列方向有些错位的地方产生该冷凝水。其结果是,能够由一对壁部71、72接收该冷凝水。第二引入部38d的情况也一样。

逆流防止构造由从稳压罐38的底面38a开始沿着气体流动方向突出来的一对壁部71、72构成,故能够顺利地让气体沿着该壁部71、72流动。因此,例如气体和壁部碰撞的结果是,该壁部发挥了碰撞作用,能够避免出现我们所不希望看到的冷凝水生成现象。

如果使其为这样的结构,就能够形成逆流防止构造,且不会增大进气阻力。也就是说,防止冷凝水逆向流动和抑制进气阻力这两件事情能够同时实现。

(其它实施方式)

在上述实施方式中,示例出的是安装在ff式车辆上的横置式发动机1,但并不限于该结构。例如,还可以是安装在前置后轮驱动式(fr式)车辆上的纵置式发动机。

在上述实施方式中,示例出的是直列四缸发动机,但不限于该结构。例如,还可以是一气缸发动机或者直列六缸发动机。可以根据气缸的数量改变在旁路通路40中分支出来的通路的条数。

在上述实施方式中,说明的是在稳压罐38的引入口38b的周围形成了作为逆流防止构造的一对壁部71、72的结构,但并不限于该结构。形成逆流防止构造的位置只要在从第三通路37的上游端部到稳压罐38的引入口38b周围的区间内即可。

在上述实施方式中,示例出的是作为所谓的机械增压器构成的增压器34,但还可以是涡轮增压器。而且,本来增压器34就不是必需的。

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