(57)【要約】【課題】ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲガスの供給によりＮＯｘ低減を成すとともに、燃焼ガス中の煤の発生を抑制することを目的とする。【解決手段】給気ポート１０８内において給気を一定方向に旋回させる手段により給気を旋回させてエンジンの燃焼室１０３に供給し、前記燃焼室１０３の外周寄りの部位に前記給気の旋回により発生する遠心力によって該給気を分布させて低ＥＧＲ濃度のガスを保持し、該燃焼室１０３の中央部位にはＥＧＲガスを投入して該中央部位のＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位よりも高濃度に保持させることにより、燃焼室１０３に前記給気とＥＧＲガスとのＥＧＲ濃度が不均一な混合気を形成し、該不均一な混合気中に燃焼室中心部より燃料噴霧を行うことを特徴とする。【選択図】図３
2010065609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法において、
給気を一定方向に旋回させる手段により給気を旋回させてエンジンの燃焼室に供給し、前記燃焼室の前記シリンダ中心部に対して外周寄りの部位に前記給気の旋回により発生する遠心力によって該給気を分布させて低ＥＧＲ濃度のガスを保持し、該燃焼室の中央部位にはＥＧＲガスを投入して該中央部位のＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位よりも高濃度に保持させることにより、前記燃焼室に前記給気とＥＧＲガスとのＥＧＲ濃度が不均一な混合気を形成し、該不均一な混合気中に燃料噴霧を行うことを特徴とするＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法。
【請求項２】
エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるＥＧＲ装置付きエンジンにおいて、
燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、前記給気ポート内を給気流がエンジンの燃焼室に向けて層状に流動するとともに、前記ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが前記層状の給気流と同一方向に且つ該層状の給気流に対して混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室に向けて流動するように前記給気ポートに接続したことを特徴とするＥＧＲ装置付きエンジン。
【請求項３】
エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるＥＧＲ装置付きエンジンにおいて、
燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、前記ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが前記給気流と合流するように前記給気ポート内に開口するとともに、前記給気ポート内に前記開口部に対応して他の部分よりも面積を絞った絞り部を形成し、該絞り部のベンチュリ効果により前記開口部からのＥＧＲガスの吸入を促進したことを特徴とするＥＧＲ装置付きエンジン。
【請求項４】
前記絞り部は、前記開口部に対向する前記給気ポート内の周壁の一部を突設した突起部に形成したことを特徴とする請求項３記載のＥＧＲ装置付きエンジン。
【請求項５】
給気弁及び排気弁を各２個並べて設け、前記ＥＧＲ通路を、前記一列の排気弁の１個に連通する排気ポートから導出して、他列の給気弁の１個に連通する給気ポートの注入口に接続したことを特徴とする請求項２または３に記載のＥＧＲ装置付きエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてＥＧＲ（排気再循環）装置付きディーゼルエンジンに適用され、エンジンの排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を設けてなるシリンダヘッド内のＥＧＲ装置付きエンジン及びかかるＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、特許文献１（特許第４１０８０６１号公報）等に用いられているＥＧＲ（排気再循環）装置付きディーゼルエンジンの全体構成を示す構成図である。
図８において、符号１００で示されるディーゼルエンジン（以下エンジンという）で燃焼された排気ガスは、各シリンダの排気弁(図示省略)及び排気ポート（図示省略）及び排気管１０９ｓを通ってから、排気ターボ過給機１２２の排気タービン１２０に送りこまれて該排気タービン１２０を駆動する。
【０００３】
一方、排気タービン１２０に同軸駆動されるコンプレッサ１２１によって圧縮された空気は、給気管１２５を通り、空気冷却器１３４で冷却されて、スロットル弁１２３を経て各シリンダの給気ポート（図示省略）に入り、該給気ポートを通して給気弁(図示省略)に入る。
また、排気管１０９ｓから、エンジンの排気ガスの一部を抜き出してＥＧＲ通路１１０及びＥＧＲクーラ１２４を通して、前記スロットル弁１２３下流側の給気管１２５に還流する。該ＥＧＲ通路１１０の通路面積はＥＧＲ弁１１１ａによって調整される。
【０００４】
かかる、ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンの一例を示す前記特許文献１（特許第４１０８０６１号公報）においては、
たとえば同公報の図５に示すように（同公報の符号で示す）、エンジンの給気圧力は、排気ターボ過給機１０２付きエンジンの場合、エンジンの排気圧力よりも高いときが多いので、スロットル弁１０８の開度を絞って給気圧力を下げ、ＥＧＲガスが給気ポートに流入し易いように調整している。
また、かかるＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンでは、前記のように、低酸素濃度のＥＧＲガスを給気側に混入させ、シリンダ内で低酸素濃度燃焼を行わせるようになっており、このため、前記ＥＧＲガスの混入により給気中の酸素濃度が低下すると、煤の増加が大きくなるという問題を抱えている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−１１１３７４号公報）には、同公報の図１に示すように（同公報の符号で示す）シリンダヘッド１ａの排気ポート３２より上方に開口するＥＧＲガス出口通路１０ｂと、給気ポート３３より上方に開口するＥＧＲガス入口通路１０ＥＧＲガス入口通路１０ａを設け、該ＥＧＲガス出口通路１０ｂとＥＧＲガス入口通路１０ａの入口通路３３ａとの間を、弁腕室カバー３１に形成したガス還流通路１０によって連通している。
【０００６】
【特許文献１】特許第４１０８０６１号公報
【特許文献２】特開２００８−１１１３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンでは、低酸素濃度のＥＧＲガスを給気側に混入させ、シリンダ内で低酸素濃度燃焼を行わせるようになっている。  
かかるＥＧＲ装置付きのディーゼルエンジンでは、前記ＥＧＲガスの混入により給気中の酸素濃度が低下すると、煤の増加が大きくなる。かかる煤の増加を防止するには、給気を燃焼室の全体に万遍なく分布させて、ＥＧＲガスによるＮＯｘ低減とともにＥＧＲガスの偏った燃焼を回避する必要がある。
【０００８】
即ち、ＥＧＲ装置を備えたエンジンにあっては、ＮＯｘ低減のためのＥＧＲガスが燃焼室内の一角、特にその外周部位に滞留することが多く、この部分に新気（給気）が不足し易く、このためＮＯｘ低減のために供給したＥＧＲガスの燃焼によって、この部分に煤が発生し易い。
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２には、煤の発生を防止する手段は開示されていない。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲガスの供給によりＮＯｘ低減を成すとともに、燃焼ガス中の煤の発生を防止して燃焼を促進することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はかかる課題を解決するもので、エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるシリンダヘッド内のＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法において、給気を一定方向に旋回させる手段により給気を旋回させてエンジンの燃焼室に供給し、前記燃焼室の前記シリンダ中心部に対して外周寄りの部位に前記給気の旋回により発生する遠心力によって該給気を分布させて低ＥＧＲ濃度のガスを保持し、該燃焼室の中央部位にはＥＧＲガスを投入して該中央部位のＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位よりも高濃度に保持させることにより、前記燃焼室に前記給気とＥＧＲガスとのＥＧＲ濃度が不均一な混合気を形成し、該不均一な混合気中に燃料噴霧を行うことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
そして、次の装置が、前記ＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法に用いられる。
(１)エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるシリンダヘッド内のＥＧＲ装置付きエンジンにおいて、
燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、前記給気ポート内を給気流がエンジンの燃焼室に向けて層状に流動するとともに、前記ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが前記層状の給気流と同一方向に且つ該層状の給気流に対して混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室に向けて流動するように前記給気ポートに接続したことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
（２）エンジンのシリンダ中心部に燃料噴射弁を備え、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を備えてなるシリンダヘッド内のＥＧＲ装置付きエンジンにおいて、燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、前記ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが前記給気流と合流するように前記給気ポート内に開口するとともに、前記給気ポート内に前記開口部に対応して他の部分よりも面積を絞った絞り部を形成し、該絞り部のベンチュリ効果により前記開口部からのＥＧＲガスの吸入を促進したことを特徴とする（請求項３）。
かかる発明において、好ましくは、前記絞り部は、前記開口部に対向する前記給気ポート内の周壁の一部を突設した突起部に形成される（請求項４）。
【００１３】
また、装置発明において、好ましくは、給気弁及び排気弁を各２個並べて設け、前記ＥＧＲ通路を、前記一列の排気弁の１個に連通する排気ポートから導出して、他列の給気弁の１個に連通する給気ポートの注入口に接続したことを特徴とする（請求項５）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明方法によれば、排気ガスの一部を抽出して給気ポートに還流するＥＧＲ通路を設けたＥＧＲ装置付きエンジンの制御方法であって、
（１）給気ポート内において給気を一定方向に旋回させる手段により給気を旋回させてエンジンの燃焼室に供給する。
（２）燃焼室の前記シリンダ中心部に対して外周寄りの部位に給気の旋回により発生する遠心力によって該給気を分布させて低ＥＧＲ濃度のガスを保持する。
（３）燃焼室の中央部位にはＥＧＲガスを投入して該中央部位のＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位よりも高濃度に保持させる。
（４）燃焼室に給気とＥＧＲガスとのＥＧＲ濃度が不均一な混合気を形成する。
（５）不均一な混合気中に燃料噴霧を行う。
の５段階の作動で、ＥＧＲ装置付きエンジンの制御を行う（請求項１）。
【００１５】
即ち、本方法発明によれば、給気ポート内に羽根を設けて羽根により給気の旋回力を与える、または、給気ポートを湾曲させて給気に旋回力を与える、等の公知の手段により、シリンダ中心周りに給気を旋回させて、エンジンの燃焼室に供給する。
そして、前記燃焼室においては、燃焼室中心部から噴射された燃料は、燃焼室の中心部近傍においては、予混合的燃焼状態となり高温燃焼状態となり、中央部及び該中央部よりも外側部位では拡散燃焼状態となり、シリンダライナ内壁面寄りの外周部位では低酸素濃度となっている。
この燃焼室中心部分では予混合的燃焼状態となりそれより外側の外周部位では拡散燃焼状態となる燃焼は、シリンダボア径が１５０ｍｍを超えるような中、大型のディーゼルエンジンの燃焼において顕著になる。
【００１６】
かかる燃焼室内の状態で、本発明によれば、前記給気ポート内における給気の旋回により発生する遠心力によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まるため、外周寄りの低酸素濃度の部位を給気リッチにして低ＥＧＲ濃度のガスを保持する。これにより、燃焼室の外周寄りの部位は低ＥＧＲ濃度の酸素リッチのガスで充満され、よって燃焼が促進されて煤の発生が回避される。
一方、前記燃焼室の燃焼室の中心部近傍においては予混合的燃焼域で高温であり、この部位に、ＥＧＲ通路からのＥＧＲガスを投入し、該中央部位のＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位よりも高濃度に保持させ、燃焼を緩慢にして高温化を抑制する。これにより、ＮＯｘが生成され易く高温の燃焼室の中央部位近傍は、外周寄りの部位よりもＥＧＲガスを高濃度に保持し、燃焼を緩慢にして高温化を抑制して、ＮＯｘの発生を防止する。
【００１７】
そして、前記により、燃焼室の外周寄りの部位には酸素リッチの構成で、且つ燃焼室の中央部位にはＥＧＲガスリッチの構成とよりなるＥＧＲ濃度が不均一な混合気を形成し、かかる不均一な混合気中に燃料噴霧を行って、燃焼させる。
従って、燃焼室の外周寄りの部位は酸素リッチで低ＥＧＲ濃度の燃焼となって、煤の発生が回避される。また、燃焼室の中央部位近傍はＥＧＲガスリッチで燃焼が緩慢になり、高温化が抑制されＮＯｘの発生が回避される。
【００１８】
そして、前記制御方法に実施するための第１の装置発明によれば、
燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、前記給気ポート内を給気流がエンジンの燃焼室に向けて層状に流動するとともに、前記ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが前記層状の給気流と同一方向に且つ該層状の給気流に対して混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室に向けて流動するように前記給気ポートに接続するので（請求項２）、
給気ポート内をエンジンの燃焼室に向けて層状に流動する給気に、ＥＧＲガスを前記層状の給気流と同一方向に且つ該層状の給気流に対して混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室に向けて流動するように前記給気ポートに接続することにより、ＥＧＲガスが給気と全て混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室に向けて流動する。
すなわち、吸気ポート内の短い距離であるため、ＥＧＲガスと給気とが完全に混合してしまうことなく、さらに、前記のように同一方向に層状に流れるため、ＥＧＲガスが給気と一部が分離した状態で層状に合流して燃焼室に導入される。
これにより、燃焼室にはＥＧＲガスが給気と層状になって合流した不均一な混合気が導入されて、かかる不均一な混合気のため、給気に与えられた旋回流によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。
従って、燃焼室の外周寄りの部位は酸素リッチで低ＥＧＲ濃度の燃焼となって、煤の発生が回避され、また、燃焼室の中央部位近傍はＥＧＲガスリッチで燃焼が緩慢になり、高温化が抑制され、ＮＯｘの発生を回避できる。
【００１９】
また、前記制御方法に実施するための第２の装置発明によれば、
前記ＥＧＲ装置付きエンジンにおいて、燃焼室内で給気を一定方向に旋回させる旋回流生成手段を有し、ＥＧＲ通路を、ＥＧＲガスが給気流と合流するように給気ポート内に開口するとともに、給気ポート内に前記開口部に対応して他の部分よりも面積を絞った絞り部を形成し、該絞り部のベンチュリ効果により前記開口部からのＥＧＲガスの吸入を促進するように構成し（請求項３）、且つ好ましくは、前記絞り部は、前記開口部に対向する給気ポート内の周壁の一部を突設した突起部に形成するので（請求項４）、前記突起部により構成される絞り部で、給気ポート内の他の部分よりも面積を絞ることにより、該絞り部のベンチュリ効果によって、ＥＧＲガスが給気流と合流するように給気ポート内に開口する開口部からのＥＧＲガスの吸入を促進するようにしたので、絞り部近傍の静圧が低くなってＥＧＲガスの吸入が促進される。
その結果、給気の流速の増加とＥＧＲガスの吸入促進によって、さらに吸気ポート内の短い距離内においての給気とＥＧＲガスとの完全な混合がなされず、給気とＥＧＲガスとの不均一な分離状態のまま燃焼室に流入することとなる。これにより、不均一な混合気が導入されて、かかる不均一な混合気のため、給気に与えられた旋回流によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。
従って、燃焼室の中央部に、ＥＧＲ効率が上昇したＥＧＲガスを集めることができ、中央部近傍ではＥＧＲガスリッチでＮＯｘの発生を回避できる。
そして、その反面で燃焼室の外周寄りの部位は酸素リッチとなって低ＥＧＲ濃度となるため燃焼が促進されて煤の発生が回避される。
【００２０】
また、本発明において、好ましくは、給気弁及び排気弁を各２個並べて設け、前記ＥＧＲ通路を、前記一列の排気弁の１個に連通する排気ポートから導出して、他列の給気弁の１個に連通する給気ポートの注入口に接続するとよい（請求項５）、一列の排気弁の１個から他列の給気弁の１個のみにＥＧＲガスを供給することで、給気２弁による燃焼室内の強旋回流の生成が可能になるとともに、片側の１個の給気弁からのＥＧＲガスの供給によって燃焼室内におけるＥＧＲガスの流入に片寄りを生じさせ、燃焼室内における給気とＥＧＲガスとの不均一性を高めて、強旋回流による密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。
従って、燃焼室の外周寄りの部位は酸素リッチで低ＥＧＲ濃度の燃焼となって、煤の発生が回避され、また、燃焼室の中央部位近傍はＥＧＲガスリッチで燃焼が緩慢になり、高温化が抑制され、ＮＯｘの発生を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（第１実施例）
【００２２】
図１は本発明の第１実施例に係るＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンのシリンダ周りの給、排気構成を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）である。図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。図３は本発明の第１実施例に係る給気およびＥＧＲガスの燃焼室内における作動説明図である。図４は図３のＤ−Ｄ矢視図である。
【００２３】
図１および従来技術を示す図８において、符号１００で示されるディーゼルエンジン（以下エンジンという）において、シリンダヘッド１１１の中央部に装着された燃料噴射弁１０７(図２参照)からの燃料噴射により燃焼された後の排気ガスは、各シリンダに２つ設けられた排気弁１０４及び排気ポート１０９を通ってから、排気ターボ過給機１２２(図８参照)の排気タービン１２０に送りこまれて該排気タービン１２０を駆動する。
【００２４】
一方、排気タービン１２０(図８参照)に同軸駆動されるコンプレッサ１２１によって圧縮された空気は、給気管１２５を通り、空気冷却器１３４で冷却されて、スロットル弁１２３を経て、給気ポート１０８に入り、該給気ポート１０８及び給気弁１０５を通って燃焼室１０３に入り、燃焼を行いピストンリング１０６が嵌挿されたピストン１０１を、シリンダライナ１０２の内面に沿って押し下げる。
【００２５】
以上の構成は、従来公知の２弁式ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンと同様である。本発明は、ＥＧＲ装置を備えた給気装置の制御方法及びその装置に関するものである。
【００２６】
図１において、前記排気ポート１０９の分岐点１１０ａからエンジンの排気ガスの一部を抜き出してＥＧＲガスとし、該ＥＧＲガスを、シリンダヘッド１１１に設けられたＥＧＲ通路１１０を通して、給気ポート１０８の合流部１１０ｂに還流する（この例のように、給気弁１０５及び排気弁１０４は、各２個の２弁式給、排気弁であるが、給気弁１０５及び排気弁１０４が１つの場合について説明する）。
【００２７】
本発明の第１実施例によれば、まず給気ポート１０８内において、図３に示すように、給気に一定の旋回力を与えた旋回流１ａを、図２のように、給気ポート１０８内に形成する。
該旋回流１ａの形成方法は、給気ポート１０８内に羽根を設けて該羽根により給気の旋回力を与える、あるいは給気ポートを湾曲させて給気に旋回力を与える、等の公知の手段によって、給気を旋回１ａさせる。
かかる給気ポート１０８内の旋回流１ａにより、エンジンの燃焼室１０３（図１参照）内には旋回流１が形成される。
【００２８】
ここで、前記燃焼室１０３においては、図４に示すように、火炎が、燃焼室１０３の中心部１００ａ近傍の中央部位１０７ｃでは予混合的燃焼域で高温であり、中央部及び該中央部よりも外側部位では拡散燃焼域であり、そしてシリンダライナ１０２内壁面寄りの外周部位１０７ｂでは低酸素濃度となっている。
このような燃焼室１０３内の燃焼状態で、本発明方法によれば、前記給気ポート１０８内における給気の旋回を、公知の手段により、給気を旋回させて旋回流１ａを形成し（図２参照）、エンジンの燃焼室１０３に供給して旋回流１（図３参照）を形成する。
かかる旋回１ａにより発生する遠心力によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まるので、給気を外周寄りの部位１０７ｂに分布させて、該外周寄りの部位１０７ｂにおいて低ＥＧＲ濃度のガスを保持せしめる。
これにより、燃焼室１０３の外周寄りの部位１０７ｂは低ＥＧＲ濃度の酸素リッチのガスで充満され、よって煤の発生が回避される。
【００２９】
さらに、一方、図４に示すように、前記燃焼室１０３の中心部近傍の中央部位１０７ｃでは予混合的燃焼域で高温になり易く、この部位にＥＧＲ通路１１０からのＥＧＲガスを投入し、該中央部位１０７ｃのＥＧＲ濃度を前記外周寄りの部位１０７ｂよりも高濃度に保持させることにより燃焼を緩慢にして高温化を抑制する。
これにより、高温でＮＯｘが生成され易い燃焼室１０３の中央部位１０７ｃ近傍は、外周寄りの部位１０７ｂよりもＥＧＲガスを高濃度に保持し、燃焼を緩慢にして高温化を抑制して、ＮＯｘの発生を防止する。
【００３０】
かかる作動により、燃焼室１０３に給気とＥＧＲガスとのＥＧＲ濃度が不均一な混合気が形成される。そして、この不均一な混合気中に、エンジンの中央部から燃料噴射弁１０７によって燃料噴霧１０７ａを行う(図３は燃料噴射弁１０７の噴口が６噴口の場合を示す)。
（第２実施例）
【００３１】
前記第１実施例の制御方法を実施する第１の手段として、図５に示す第２実施例の手段がある。図５（Ａ）は前記第２実施例にかかるシリンダヘッドの部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
この第２実施例においては、前記給気ポート１０８内を給気流層状にエンジンの燃焼室１０３に向けて層状に流動するとともに、ＥＧＲガスを前記層状の給気流Ｗｔと同一方向に且つ該層状の給気流Ｗｔに対して混合せずに一部が分離した状態で流れるように（ＥＧＲガス流Ｗａ）前記燃焼室１０３に向けて流動するように、前記給気ポート１０８に接続する。
【００３２】
これにより、ＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと混合せずに一部が分離した状態で前記燃焼室１０３に向けて流動する。
すなわち、すなわち、吸気ポート１０８内の短い距離であるため、ＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと全て混合してしまうことなく、さらに、前記のように同一方向に層状に流れるため、ＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと一部が分離した状態で層状に合流して燃焼室１０３に導入される。
これにより、燃焼室１０３にはＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと層状になって合流した不均一な混合気が導入されて、かかる不均一な混合気のため、給気Ｗｔに与えられた旋回流によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。そして、かかる不均一な混合気中に燃料噴霧を行って燃焼させることとなる。
従って、燃焼室１０３の外周寄りの部位１０７ｂは給気リッチで低ＥＧＲ濃度の燃焼となって、煤の発生が回避され、また、燃焼室１０３の中央部位１０７ｃ近傍はＥＧＲガスリッチで燃焼が緩慢になるため高温化が抑制され、ＮＯｘの発生を回避できる。
（第３実施例）
【００３３】
前記第１実施例の制御方法を実施する第２の手段として、図６に示す第３実施例の手段がある。図６は前記第３実施例にかかるシリンダヘッドの部分断面図である。
この第３実施例においては、ＥＧＲ通路１１０を、ＥＧＲガスが給気Ｗｔと合流するように給気ポート１０８内に開口する。
即ちＥＧＲ通路１１０の給気ポート１０８側開口部を、後述する絞り部３に対向するように向ける。このためＥＧＲ通路１１０を図６のように、開口部１１０ｓを屈曲させても良い。
該絞り部３は、前記開口部１１０ｓに対応して、給気ポート１０８内に他の部分よりも面積を絞って絞り部３を形成し、かかる絞り部３を形成するため、前記開口部１１０ｓに対向する給気ポート１０８内の周壁の一部を突設した突起部２に形成する。
【００３４】
かかる第３実施例によれば、前記突起部２により構成される絞り部３で、給気ポート１０８内の他の部分よりも面積を絞ることにより（面積Ｌ）、該絞り部３のベンチュリ効果によって、ＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと合流するように、給気ポート１０８内に開口する開口部１１０ｓからのＥＧＲガスＷａの吸入を促進できる。
【００３５】
従って、給気ポート１０８内の他の部分よりも面積を絞ることにより、該絞り部３のベンチュリ効果によって、絞り部近傍の静圧が低くなってＥＧＲガスＷａが給気Ｗｔと合流するように給気ポート１０８内に開口する開口部１１０ｓからのＥＧＲガスＷａの吸入が促進される。
その結果、給気の流速の増加とＥＧＲガスＷａの吸入促進によって、さらに吸気ポート１０８内の短い距離内においての給気ＷｔとＥＧＲガスＷａとの完全な混合がなされず、給気ＷｔとＥＧＲガスＷａとの不均一な分離状態のまま燃焼室１０３に流入することとなる。これにより、不均一な混合気が導入されて、かかる不均一な混合気のため、給気に与えられた旋回流によって、密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。
従って、燃焼室１０３の中央部に、ＥＧＲ効率が上昇したＥＧＲガスを集めることができ、中央部ではＥＧＲガスリッチで燃焼が緩慢になるため高温化が抑制され、ＮＯｘの発生を回避できる。
そして、その反面で燃焼室１０３の外周寄りの部位は酸素リッチとなって燃焼が促進され、煤の発生が回避される。
（第４実施例）
【００３６】
図７は、本発明の第４実施例を示す図２対応図である。
この第４実施例は、前記エンジンの燃焼室１０３のシリンダ中心部に燃料噴射弁１０７を備えるとともに、給気弁１０５ａ，１０５ｂ及び排気弁１０４ａ，１０４ｂを各２個横に並べて設けた配置となっている。
そして、シリンダヘッド１１１内に設けたＥＧＲ通路１１０を、前記一列の排気弁１０４ａの１個に連通する排気ポート１０９ａから導出して(分岐点１１０ａ)、他列の給気弁１０５ｂの１個に連通する給気ポート１０８ｂの合流部１１０ｂに接続する。
かかる第４実施例によれば、一列の排気弁１０４ａの１個から他列の給気弁１０５ｂの１個のみにＥＧＲガスを供給するので、給気２弁による燃焼室内の強旋回流の生成が可能になるとともに、片側の１個の給気弁１０５ｂからのＥＧＲガスの供給によって燃焼室１０３内におけるＥＧＲガスＷａの流入に片寄りを生じさせ、燃焼室１０３内における給気とＥＧＲガスとの不均一性を高めて、強旋回流による密度が大きい低温の空気が外周部に集まる作用が一層効果的に得られる。
尚、前記排気弁１０４ｂに連通する排気ポート１０９ｂと、給気弁１０５ａに連通する給気ポート１０８ａとを接続してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、ＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲガスの供給によりＮＯｘ低減を成すとともに、燃焼ガス中の煤の発生を防止して完全燃焼をなさしめるディーゼルエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施例に係るＥＧＲ装置付きディーゼルエンジンのシリンダ周りの給、排気構成を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図２】本発明の第１実施例にかかる図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る給気およびＥＧＲガスの燃焼室内における作動説明図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る図３のＤ−Ｄ線矢視図である。
【図５】（Ａ）は前記第２実施例にかかるシリンダヘッドの部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の第３実施例にかかるシリンダヘッドの部分断面図である。
【図７】本発明の第４実施例にかかる図２対応図である。
【図８】従来のＥＧＲ（排気再循環）装置付きディーゼルエンジンの全体構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  旋回流
２  突起部
３  絞り部
１００  エンジン（４サイクルディーゼルエンジン）
１０１  ピストン
１０２  シリンダライナ
１０３  燃焼室
１０４，１０４ａ，１０４ｂ  排気弁
１０５，１０５ａ，１０５ｂ  給気弁
１０７  燃料噴射弁
１０８，１０８ａ，１０８ｂ  給気ポート
１０９，１０９ａ，１０９ｂ  排気ポート
１１０  ＥＧＲ通路
１１０ｂ  合流部
１１１  シリンダヘッド
１２２  排気ターボ過給機
１２３  スロットル弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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