JP3959820B2 - エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、排気ガスの再循環により、燃費改善あるいは排気性能向上を図るエンジンの排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境に対する関心の高まりから、高出力を要求されない通常の運転時におけるＣＯ2の排出量低減あるいはＮＯｘの排出量低減を狙って、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）が種々提案されている。
【０００３】
従来の排気ガス還流装置としては、例えば、図１４の例（実開昭６０−１７１９５２号）が知られている。
【０００４】
図１４のものでは、エンジンに接続する複数の分岐管ａ及びサージタンクｂを備えたインテークマニホールドｃの上流側にスロットルボディｄが接続された吸気系をもつエンジンにおいて、ＥＧＲガス還流管ｅをＥＧＲバルブｆを介してインテークマニホールドｃのサージタンクｂに接続し、新気とＥＧＲガスの混合を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記従来例においては、図１４に破線で示す吸気の流れによって、還流されてきた排気ガス（ＥＧＲガス）が実線で示すように下流に流されながら拡散するので、最上流側の分岐管ＱにＥＧＲガスが入りにくかった。
【０００６】
このため、各気筒間のＥＧＲ率にバラツキが生じ、エンジンの安定度の悪化、エミッションの増加、燃費の悪化の原因となっていた。
【０００７】
本発明は、係る従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを改善し、さらにはスロットルバルブへのデポジット形成を防止する排気ガス還流装置を提供することにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、各気筒につながる分岐管およびコレクタを備えた吸気管の上流側にスロットルバルブを介装した吸気系を持ち、排気系から外部還流路を介しＥＧＲガスを吸気系に導入するエンジンの排気ガス還流装置において、外部還流路から吸気系へのＥＧＲガス導入口を２つ備え、第１のＥＧＲガス導入口を前記スロットルバルブより下流側の前記吸気管に配設し、かつ吸気管断面の円周接線方向に開口させ、第２のＥＧＲガス導入口を前記第１のＥＧＲガス導入口よりも下流側に配設し、かつ前記第１のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスによって前記コレクタ内に生じるスパイラル流れの中心に向けてＥＧＲガスを導入するように開口させたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、第１のＥＧＲガス導入口を吸気管内に突出させるガイドパイプを備え、そのガイドパイプを新気流れに直交する方向に対して所定角度だけ下流に傾けたことを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明は、第１から第２の発明において、第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの自由端後方に備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの前傾自由端後方に備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
第５の発明は、第３または第４の発明において、第１のＥＧＲガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明において、第１、第２のＥＧＲガス導入口をそれぞれ吸気管内、コレクタ内に突出させるガイドパイプを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
第７の発明は、第１から第６の発明において、第１のＥＧＲガス導入口の開口面積を第２のＥＧＲガス導入口の開口面積よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００１８】
【作用及び効果】
第１の発明によると、第１のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスは吸気管内周に沿ったスパイラル流れとなって新気と混合し、また、このスパイラル流れにより第２のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスが拡散されるので、新気とＥＧＲガスとの混合が良好になる。
また、第２のＥＧＲガス導入口から導入されたＥＧＲガスがスロットルバルブに向けて流れることがないので、スロットルバルブへのデポジット形成をおさえることができる。
【００１９】
第２の発明によると、ガイドパイプにより新気とＥＧＲガスが衝突するのが避けられるので、衝突により失速したＥＧＲガスがスロットルバルブ背面の逆流域に流れ込むのを抑えられ、デポジット形成を防止できる。また、ガイドパイプが所定角度だけ下流方向に傾斜しているので、ＥＧＲガスがスロットルバルブに向けて流れるのを抑えることができ、デポジット形成がさらに防止される。
【００２０】
第４の発明によると、スロットルバルブの自由端後方の第１のＥＧＲガス導入口からＥＧＲガスを導入するので、流れの速い新気主流にＥＧＲガスを乗せることができ、新気とＥＧＲガスの混合を促進することができる。
【００２１】
また、スロットルバルブの自由端後方の新気主流の領域は前傾自由端後方で成長し、第４の発明によると、この前傾自由端後方に第１のＥＧＲガス導入口を配設するので、ＥＧＲガスを逆流域に流入させることなく流れの速い新気主流に乗せることができ、ＥＧＲ率のバラツキ低減とデポジット形成防止の両立を図ることができる。
【００２２】
第５の発明によると、第１のＥＧＲガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円形状にしたことにより、ＥＧＲガスが逆流域に流入するのを防止しつつ、スロットルバルブ下流の速い新気流れを有効利用することができる。
【００２３】
第６の発明によると、第１、第２のＥＧＲガス導入口をそれぞれ吸気管内、コレクタ内に突出させるガイドパイプを備えたことにより、新気とＥＧＲガスの混合をさらに促進することができ、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを低減することができる。
【００２４】
第７の発明によると、スロットルバルブ背面に発生する逆流域に近い第１のＥＧＲガス導入口の開口面積を第２のＥＧＲガス導入口の開口面積よりも小さくしたので、ＥＧＲガスが逆流域に流入するのを抑えることができ、スロットルバルブへのデポジット形成を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施形態を示し、図中の１はエンジン、２は吸気マニホールドである。
【００２７】
吸気マニホールド２は、吸気管３と、その吸気管３に続く所定容積のコレクタ４と、コレクタ４からエンジン１の各気筒に接続する分岐管５から構成され、吸気管３の上流側に接続されたスロットルボディ６にはスロットルバルブ７が介装される。図示しないエンジン１の排気管からは、エンジン１の排気ガスの一部を吸気系に還流するためのＥＧＲ通路８（外部還流路）が分岐形成されている。
【００２８】
このような構成のもと、本発明では、ＥＧＲ通路８を途中で分岐させて２つのＥＧＲガス導入口を設け、一方のＥＧＲガス導入口（第１ＥＧＲガス導入口９）をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、もう一方のＥＧＲガス導入口（第２ＥＧＲガス導入口１０）をコレクタ４上流に配設した。図２は図１のＡ−Ａ断面を示し、第１ＥＧＲガス導入口９からは吸気管３の中心に向けてＥＧＲガスが導入される。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
本実施形態では、ＥＧＲガスを第１ＥＧＲガス導入口９、第２ＥＧＲガス導入口１０の２ヶ所からＥＧＲガスを導入するので、１ヶ所からＥＧＲガスを導入するものに比べてＥＧＲ率のバラツキを低減することができる。
【００３１】
第１ＥＧＲガス導入口８から導入されたＥＧＲガスは上流側の分岐管５に多く流れ込み、第２ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスは吸気の流れに押されて下流側の分岐管５に多く流れ込むので、これら２つの導入口からのＥＧＲガス導入量を上手くバランスさせることにより、各分岐管５へのＥＧＲ分配を均一に近づけることができる。
【００３２】
このように、ＥＧＲ率の各気筒間のバラツキを低減できるので、ＥＧＲ率のバラツキによりエンジンの安定度や燃費が悪化したり、エミッションが増加したりするのを抑えることができる。
【００３３】
また、第２ＥＧＲガス導入口１０がスロットルバルブ７から離れて配設されていることに加え、第２ＥＧＲガス導入口１０付近には逆流域が発生しないので、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスがスロットルバルブ７に向けて流れることはなく、スロットルバルブ７へのデポジット形成を抑えることができる。
【００３４】
続いて、第２の実施形態について説明する。
【００３５】
図３、図４はその第１、第２ＥＧＲガス導入口９、１０を示す。
【００３６】
ここではＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、第１ＥＧＲガス導入口９を吸気管３断面の円周接線方向に開口させ、第２ＥＧＲガス導入口１０を第１ＥＧＲガス導入口９から導入されるＥＧＲガスによってコレクタ４内に生じるスパイラル流れの中心に向けてＥＧＲガスを導入するように開口させている。
【００３７】
このような構成により、第１ＥＧＲガス導入口９より導入されたＥＧＲガスはスロットルバルブ７を通過した新気に押されて吸気管３の内周下流方向のスパイラル流れとなり、新気とＥＧＲガスの混合が促進される。
【００３８】
また、スロットルバルブ７背面には新気が上流側に還流する逆流域が発生するが、ＥＧＲガスを吸気管３の内周接線方向から導入するのでＥＧＲガスが逆流域に流入せず、スロットルバルブ２７にデポジットが形成されるのを防止できる。
【００３９】
さらに、このスパイラル流れによって第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスの拡散も促進され、より広がりを持って各気筒のＥＧＲ率が均一に近づく。
【００４０】
したがって、ＥＧＲ率のバラツキによるエンジンの安定度の悪化やエミッションの増加を抑えることができ、また、デポジット形成によるスロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下を防止できる。
【００４１】
続いて、第３の実施形態について説明する。
【００４２】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図５、図６に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９を吸気管３内に突出させるガイドパイプ１１を備えている。また、そのガイドパイプ１１を新気流れに直交する方向に対し所定角度θだけ下流方向に傾斜させている。
【００４３】
第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスが新気と衝突すると失速して逆流域に流れ込み、スロットルバルブ７にデポジットが形成される原因となっていたが、本実施形態では、第１ＥＧＲガス導入口９をガイドパイプ１１で吸気管３内に突出させているので、新気とＥＧＲガスの衝突が避けられ、失速したＥＧＲガスが逆流域に流入するのを防止できる。さらに、ガイドパイプ１１を下流側に傾斜させているのでＥＧＲガスが上流側に流れるのも防止できる。
【００４４】
したがって、スロットルバルブ７へのデポジット形成を防止でき、スロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下を防止できる。
【００４５】
続いて、第４の実施形態について説明する。
【００４６】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図７、図８に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の前傾自由端７ａ後方、あるいは後傾自由端７ｂの後方に配設している。７ｃはスロットルバルブ軸芯である。
【００４７】
スロットルバルブ７を通過する新気の主流は前傾自由端７ａの後方と後傾自由端７ｂの後方で速くなるので、これら自由端後方に第１ＥＧＲガス導入口９を配設すれば、ＥＧＲガスを速い流れに乗せることができ、新気とＥＧＲガスの混合が良好になる。
【００４８】
したがって、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを低減することができ、エンジンの安定度の悪化やエミッションの増加を抑えることができ。
【００４９】
続いて、第５の実施形態について説明する。
【００５０】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図９、図１０に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の前傾自由端７ａ後方に配設している。
【００５１】
スロットルバルブ７を通過する新気の主流の領域は、後傾自由端７ｂ後方に比べて前傾自由端７ａ後方で大きく成長するので、このように第１ＥＧＲガス導入口９を前傾自由端７ａ後方に設けることによって、逆流域にＥＧＲガスを流入させることなく流速の速い主流にＥＧＲガスを乗せることができる。
【００５２】
したがって、新気とＥＧＲガスの混合が良好になり、ＥＧＲ率の気筒間バラツキによるエンジンの不安定化や燃費悪化を防止できる。また、スロットルバルブ７へのデポジット形成も抑えられるので、スロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下も防止される。
【００５３】
また、第１ＥＧＲガス導入口９を上流側に移動してもＥＧＲガスが逆流域に流入しにくく、第１ＥＧＲガス導入口９を上流側に移動すればＥＧＲガスが分岐管５に達するまでの移動距離が長くなり、新気とＥＧＲガスの混合がさらに良好になる。
【００５４】
続いて、第６の実施形態について説明する。
【００５５】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図１１に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の自由端後方に配設するとともに、その開口形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成している。
【００５６】
スロットルバルブ下流の主流域はスロットルバルブ７の両自由端後方で大きく成長するが、主流域の幅は狭いため第１ＥＧＲガス導入口９の開口形状をそのまま拡大したのではＥＧＲガスが逆流域に流入し、デポジット形成が強くなってしまう。そこで、このように開口形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成すれば、逆流域にＥＧＲガスが流入することもなく、かつスロットルバルブ７下流の速い主流を利用することができる。
【００５７】
したがって、新気とＥＧＲガスとの混合が促進され、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキが低減される。しかも、ＥＧＲガスが逆流域に流入することもないのでデポジット形成も十分抑えられる。
【００５８】
続いて、第７の実施形態について説明する。
【００５９】
図１２はその第１、第２ＥＧＲガス導入口９、１０を示し、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設するとともに、それらＥＧＲガス導入口９、１０をそれぞれ吸気管３、コレクタ４の中央に突出させるガイドパイプ１１を備えている。
【００６０】
第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスの多くは上流側の分岐管５に流入し、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスの多くは下流側の分岐管５に流入するが、このようにガイドパイプ１０によりＥＧＲガス導入口９、１０を中央に近づけたことにより、第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスが吸気の流れに乗って下流側の分岐管５まで到達するようになり、また、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスが吸気の流れに押されて下流に流されるの抑えられ、上流側の分岐管５に到達するようになる。
【００６１】
したがって、新気とＥＧＲガスの混合がさらに良好になり、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキによるエンジンの安定度の悪化やエミッションの増加をさらに抑えることができる。
【００６２】
続いて、第８の実施形態について説明する。
【００６３】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図１３に示すように、スロットルバルブ７近くに配設される第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積をその下流側に配設される第２ＥＧＲガス導入口１０の開口面積よりも小さくしている。
【００６４】
スロットルバルブ７の背面下流にはスロットルバルブ７に向けて流れる逆流域が発生しているため、その近くに配設される第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積を大きくするとＥＧＲガスが逆流域に流入し、スロットルバルブ７へのデポジット形成が強くなるという問題があったが、第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積を第２ＥＧＲガス導入口１０の開口面積よりも小さくしたことにより、ＥＧＲガスが逆流域に流入しにくくなり、スロットルバルブ７にデポジットが形成されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】第２の実施形態の概略構成図である。
【図４】そのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】第３の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図６】同じく第３の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図７】第４の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図８】同じく第４の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図９】第５の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１０】同じく第５の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１１】第６の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１２】第７の実施形態の概略構成図である。
【図１３】第８の実施形態の第１，第２ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図１４】従来のＥＧＲ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気マニホールド
３ 吸気管
４ コレクタ
５ 分岐管
６ スロットルボディ
７ スロットルバルブ
８ ＥＧＲ通路（外部還流路）
９ 第１ＥＧＲガス導入口
１０ 第２ＥＧＲガス導入口
１１ ガイドパイプ
【産業上の利用分野】
この発明は、排気ガスの再循環により、燃費改善あるいは排気性能向上を図るエンジンの排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境に対する関心の高まりから、高出力を要求されない通常の運転時におけるＣＯ2の排出量低減あるいはＮＯｘの排出量低減を狙って、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）が種々提案されている。
【０００３】
従来の排気ガス還流装置としては、例えば、図１４の例（実開昭６０−１７１９５２号）が知られている。
【０００４】
図１４のものでは、エンジンに接続する複数の分岐管ａ及びサージタンクｂを備えたインテークマニホールドｃの上流側にスロットルボディｄが接続された吸気系をもつエンジンにおいて、ＥＧＲガス還流管ｅをＥＧＲバルブｆを介してインテークマニホールドｃのサージタンクｂに接続し、新気とＥＧＲガスの混合を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、上記従来例においては、図１４に破線で示す吸気の流れによって、還流されてきた排気ガス（ＥＧＲガス）が実線で示すように下流に流されながら拡散するので、最上流側の分岐管ＱにＥＧＲガスが入りにくかった。
【０００６】
このため、各気筒間のＥＧＲ率にバラツキが生じ、エンジンの安定度の悪化、エミッションの増加、燃費の悪化の原因となっていた。
【０００７】
本発明は、係る従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを改善し、さらにはスロットルバルブへのデポジット形成を防止する排気ガス還流装置を提供することにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、各気筒につながる分岐管およびコレクタを備えた吸気管の上流側にスロットルバルブを介装した吸気系を持ち、排気系から外部還流路を介しＥＧＲガスを吸気系に導入するエンジンの排気ガス還流装置において、外部還流路から吸気系へのＥＧＲガス導入口を２つ備え、第１のＥＧＲガス導入口を前記スロットルバルブより下流側の前記吸気管に配設し、かつ吸気管断面の円周接線方向に開口させ、第２のＥＧＲガス導入口を前記第１のＥＧＲガス導入口よりも下流側に配設し、かつ前記第１のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスによって前記コレクタ内に生じるスパイラル流れの中心に向けてＥＧＲガスを導入するように開口させたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、第１のＥＧＲガス導入口を吸気管内に突出させるガイドパイプを備え、そのガイドパイプを新気流れに直交する方向に対して所定角度だけ下流に傾けたことを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明は、第１から第２の発明において、第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの自由端後方に備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの前傾自由端後方に備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
第５の発明は、第３または第４の発明において、第１のＥＧＲガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明において、第１、第２のＥＧＲガス導入口をそれぞれ吸気管内、コレクタ内に突出させるガイドパイプを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
第７の発明は、第１から第６の発明において、第１のＥＧＲガス導入口の開口面積を第２のＥＧＲガス導入口の開口面積よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００１８】
【作用及び効果】
第１の発明によると、第１のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスは吸気管内周に沿ったスパイラル流れとなって新気と混合し、また、このスパイラル流れにより第２のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスが拡散されるので、新気とＥＧＲガスとの混合が良好になる。
また、第２のＥＧＲガス導入口から導入されたＥＧＲガスがスロットルバルブに向けて流れることがないので、スロットルバルブへのデポジット形成をおさえることができる。
【００１９】
第２の発明によると、ガイドパイプにより新気とＥＧＲガスが衝突するのが避けられるので、衝突により失速したＥＧＲガスがスロットルバルブ背面の逆流域に流れ込むのを抑えられ、デポジット形成を防止できる。また、ガイドパイプが所定角度だけ下流方向に傾斜しているので、ＥＧＲガスがスロットルバルブに向けて流れるのを抑えることができ、デポジット形成がさらに防止される。
【００２０】
第４の発明によると、スロットルバルブの自由端後方の第１のＥＧＲガス導入口からＥＧＲガスを導入するので、流れの速い新気主流にＥＧＲガスを乗せることができ、新気とＥＧＲガスの混合を促進することができる。
【００２１】
また、スロットルバルブの自由端後方の新気主流の領域は前傾自由端後方で成長し、第４の発明によると、この前傾自由端後方に第１のＥＧＲガス導入口を配設するので、ＥＧＲガスを逆流域に流入させることなく流れの速い新気主流に乗せることができ、ＥＧＲ率のバラツキ低減とデポジット形成防止の両立を図ることができる。
【００２２】
第５の発明によると、第１のＥＧＲガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円形状にしたことにより、ＥＧＲガスが逆流域に流入するのを防止しつつ、スロットルバルブ下流の速い新気流れを有効利用することができる。
【００２３】
第６の発明によると、第１、第２のＥＧＲガス導入口をそれぞれ吸気管内、コレクタ内に突出させるガイドパイプを備えたことにより、新気とＥＧＲガスの混合をさらに促進することができ、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを低減することができる。
【００２４】
第７の発明によると、スロットルバルブ背面に発生する逆流域に近い第１のＥＧＲガス導入口の開口面積を第２のＥＧＲガス導入口の開口面積よりも小さくしたので、ＥＧＲガスが逆流域に流入するのを抑えることができ、スロットルバルブへのデポジット形成を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施形態を示し、図中の１はエンジン、２は吸気マニホールドである。
【００２７】
吸気マニホールド２は、吸気管３と、その吸気管３に続く所定容積のコレクタ４と、コレクタ４からエンジン１の各気筒に接続する分岐管５から構成され、吸気管３の上流側に接続されたスロットルボディ６にはスロットルバルブ７が介装される。図示しないエンジン１の排気管からは、エンジン１の排気ガスの一部を吸気系に還流するためのＥＧＲ通路８（外部還流路）が分岐形成されている。
【００２８】
このような構成のもと、本発明では、ＥＧＲ通路８を途中で分岐させて２つのＥＧＲガス導入口を設け、一方のＥＧＲガス導入口（第１ＥＧＲガス導入口９）をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、もう一方のＥＧＲガス導入口（第２ＥＧＲガス導入口１０）をコレクタ４上流に配設した。図２は図１のＡ−Ａ断面を示し、第１ＥＧＲガス導入口９からは吸気管３の中心に向けてＥＧＲガスが導入される。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
本実施形態では、ＥＧＲガスを第１ＥＧＲガス導入口９、第２ＥＧＲガス導入口１０の２ヶ所からＥＧＲガスを導入するので、１ヶ所からＥＧＲガスを導入するものに比べてＥＧＲ率のバラツキを低減することができる。
【００３１】
第１ＥＧＲガス導入口８から導入されたＥＧＲガスは上流側の分岐管５に多く流れ込み、第２ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスは吸気の流れに押されて下流側の分岐管５に多く流れ込むので、これら２つの導入口からのＥＧＲガス導入量を上手くバランスさせることにより、各分岐管５へのＥＧＲ分配を均一に近づけることができる。
【００３２】
このように、ＥＧＲ率の各気筒間のバラツキを低減できるので、ＥＧＲ率のバラツキによりエンジンの安定度や燃費が悪化したり、エミッションが増加したりするのを抑えることができる。
【００３３】
また、第２ＥＧＲガス導入口１０がスロットルバルブ７から離れて配設されていることに加え、第２ＥＧＲガス導入口１０付近には逆流域が発生しないので、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスがスロットルバルブ７に向けて流れることはなく、スロットルバルブ７へのデポジット形成を抑えることができる。
【００３４】
続いて、第２の実施形態について説明する。
【００３５】
図３、図４はその第１、第２ＥＧＲガス導入口９、１０を示す。
【００３６】
ここではＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、第１ＥＧＲガス導入口９を吸気管３断面の円周接線方向に開口させ、第２ＥＧＲガス導入口１０を第１ＥＧＲガス導入口９から導入されるＥＧＲガスによってコレクタ４内に生じるスパイラル流れの中心に向けてＥＧＲガスを導入するように開口させている。
【００３７】
このような構成により、第１ＥＧＲガス導入口９より導入されたＥＧＲガスはスロットルバルブ７を通過した新気に押されて吸気管３の内周下流方向のスパイラル流れとなり、新気とＥＧＲガスの混合が促進される。
【００３８】
また、スロットルバルブ７背面には新気が上流側に還流する逆流域が発生するが、ＥＧＲガスを吸気管３の内周接線方向から導入するのでＥＧＲガスが逆流域に流入せず、スロットルバルブ２７にデポジットが形成されるのを防止できる。
【００３９】
さらに、このスパイラル流れによって第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスの拡散も促進され、より広がりを持って各気筒のＥＧＲ率が均一に近づく。
【００４０】
したがって、ＥＧＲ率のバラツキによるエンジンの安定度の悪化やエミッションの増加を抑えることができ、また、デポジット形成によるスロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下を防止できる。
【００４１】
続いて、第３の実施形態について説明する。
【００４２】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図５、図６に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９を吸気管３内に突出させるガイドパイプ１１を備えている。また、そのガイドパイプ１１を新気流れに直交する方向に対し所定角度θだけ下流方向に傾斜させている。
【００４３】
第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスが新気と衝突すると失速して逆流域に流れ込み、スロットルバルブ７にデポジットが形成される原因となっていたが、本実施形態では、第１ＥＧＲガス導入口９をガイドパイプ１１で吸気管３内に突出させているので、新気とＥＧＲガスの衝突が避けられ、失速したＥＧＲガスが逆流域に流入するのを防止できる。さらに、ガイドパイプ１１を下流側に傾斜させているのでＥＧＲガスが上流側に流れるのも防止できる。
【００４４】
したがって、スロットルバルブ７へのデポジット形成を防止でき、スロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下を防止できる。
【００４５】
続いて、第４の実施形態について説明する。
【００４６】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図７、図８に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の前傾自由端７ａ後方、あるいは後傾自由端７ｂの後方に配設している。７ｃはスロットルバルブ軸芯である。
【００４７】
スロットルバルブ７を通過する新気の主流は前傾自由端７ａの後方と後傾自由端７ｂの後方で速くなるので、これら自由端後方に第１ＥＧＲガス導入口９を配設すれば、ＥＧＲガスを速い流れに乗せることができ、新気とＥＧＲガスの混合が良好になる。
【００４８】
したがって、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキを低減することができ、エンジンの安定度の悪化やエミッションの増加を抑えることができ。
【００４９】
続いて、第５の実施形態について説明する。
【００５０】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図９、図１０に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の前傾自由端７ａ後方に配設している。
【００５１】
スロットルバルブ７を通過する新気の主流の領域は、後傾自由端７ｂ後方に比べて前傾自由端７ａ後方で大きく成長するので、このように第１ＥＧＲガス導入口９を前傾自由端７ａ後方に設けることによって、逆流域にＥＧＲガスを流入させることなく流速の速い主流にＥＧＲガスを乗せることができる。
【００５２】
したがって、新気とＥＧＲガスの混合が良好になり、ＥＧＲ率の気筒間バラツキによるエンジンの不安定化や燃費悪化を防止できる。また、スロットルバルブ７へのデポジット形成も抑えられるので、スロットルバルブ７の固着や吸気量制御精度の低下も防止される。
【００５３】
また、第１ＥＧＲガス導入口９を上流側に移動してもＥＧＲガスが逆流域に流入しにくく、第１ＥＧＲガス導入口９を上流側に移動すればＥＧＲガスが分岐管５に達するまでの移動距離が長くなり、新気とＥＧＲガスの混合がさらに良好になる。
【００５４】
続いて、第６の実施形態について説明する。
【００５５】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図１１に示すように、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７の自由端後方に配設するとともに、その開口形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成している。
【００５６】
スロットルバルブ下流の主流域はスロットルバルブ７の両自由端後方で大きく成長するが、主流域の幅は狭いため第１ＥＧＲガス導入口９の開口形状をそのまま拡大したのではＥＧＲガスが逆流域に流入し、デポジット形成が強くなってしまう。そこで、このように開口形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成すれば、逆流域にＥＧＲガスが流入することもなく、かつスロットルバルブ７下流の速い主流を利用することができる。
【００５７】
したがって、新気とＥＧＲガスとの混合が促進され、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキが低減される。しかも、ＥＧＲガスが逆流域に流入することもないのでデポジット形成も十分抑えられる。
【００５８】
続いて、第７の実施形態について説明する。
【００５９】
図１２はその第１、第２ＥＧＲガス導入口９、１０を示し、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設するとともに、それらＥＧＲガス導入口９、１０をそれぞれ吸気管３、コレクタ４の中央に突出させるガイドパイプ１１を備えている。
【００６０】
第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスの多くは上流側の分岐管５に流入し、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスの多くは下流側の分岐管５に流入するが、このようにガイドパイプ１０によりＥＧＲガス導入口９、１０を中央に近づけたことにより、第１ＥＧＲガス導入口９から導入されたＥＧＲガスが吸気の流れに乗って下流側の分岐管５まで到達するようになり、また、第２ＥＧＲガス導入口１０から導入されたＥＧＲガスが吸気の流れに押されて下流に流されるの抑えられ、上流側の分岐管５に到達するようになる。
【００６１】
したがって、新気とＥＧＲガスの混合がさらに良好になり、各気筒間のＥＧＲ率のバラツキによるエンジンの安定度の悪化やエミッションの増加をさらに抑えることができる。
【００６２】
続いて、第８の実施形態について説明する。
【００６３】
ここでは、第１ＥＧＲガス導入口９をスロットルバルブ７下流の吸気管３に配設し、第２ＥＧＲガス導入口１０をコレクタ４上流に配設しているのに加え、図１３に示すように、スロットルバルブ７近くに配設される第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積をその下流側に配設される第２ＥＧＲガス導入口１０の開口面積よりも小さくしている。
【００６４】
スロットルバルブ７の背面下流にはスロットルバルブ７に向けて流れる逆流域が発生しているため、その近くに配設される第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積を大きくするとＥＧＲガスが逆流域に流入し、スロットルバルブ７へのデポジット形成が強くなるという問題があったが、第１ＥＧＲガス導入口９の開口面積を第２ＥＧＲガス導入口１０の開口面積よりも小さくしたことにより、ＥＧＲガスが逆流域に流入しにくくなり、スロットルバルブ７にデポジットが形成されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】第２の実施形態の概略構成図である。
【図４】そのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】第３の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図６】同じく第３の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図７】第４の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図８】同じく第４の実施形態の第１ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図９】第５の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１０】同じく第５の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１１】第６の実施形態の第１ＥＧＲガス導入ｂを示す図である。
【図１２】第７の実施形態の概略構成図である。
【図１３】第８の実施形態の第１，第２ＥＧＲガス導入口を示す図である。
【図１４】従来のＥＧＲ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気マニホールド
３ 吸気管
４ コレクタ
５ 分岐管
６ スロットルボディ
７ スロットルバルブ
８ ＥＧＲ通路（外部還流路）
９ 第１ＥＧＲガス導入口
１０ 第２ＥＧＲガス導入口
１１ ガイドパイプ
Claims (7)
- 各気筒につながる分岐管およびコレクタを備えた吸気管の上流側にスロットルバルブを介装した吸気系を持ち、排気系から外部還流路を介しＥＧＲガスを吸気系に導入するエンジンの排気ガス還流装置において、
外部還流路から吸気系へのＥＧＲガス導入口を２つ備え、第１のＥＧＲガス導入口を前記スロットルバルブより下流側の前記吸気管に配設し、かつ吸気管断面の円周接線方向に開口させ、第２のＥＧＲガス導入口を前記第１のＥＧＲガス導入口よりも下流側に配設し、かつ前記第１のＥＧＲガス導入口から導入されるＥＧＲガスによって前記コレクタ内に生じるスパイラル流れの中心に向けてＥＧＲガスを導入するように開口させたことを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置。 - 第１のＥＧＲガス導入口を吸気管内に突出させるガイドパイプを備え、そのガイドパイプを新気流れに直交する方向に対して所定角度だけ下流に傾けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス還流装置。
- 第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの自由端後方に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの排気ガス還流装置。
- 第１のＥＧＲガス導入口をスロットルバルブの前傾自由端後方に備えたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気ガス還流装置。
- 第１のＥＧＲガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成したことを特徴とする請求項３または４に記載のエンジンの排気ガス還流装置。
- 第１、第２のＥＧＲガス導入口をそれぞれ吸気管内、コレクタ内に突出させるガイドパイプを備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス還流装置。
- 第１のＥＧＲガス導入口の開口面積を第２のＥＧＲガス導入口の開口面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のエンジンの排気ガス還流装置。
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