(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の気筒を有する内燃機関において、全気筒のＥＧＲガス濃度を均一化し、各気筒間での燃焼のバラツキを抑制することの出来る排気還流構造の提供。【解決手段】排気環流管ＥＧＲ管３の吸気側出口３ｅを吸気管２のエアヒータ４とインテークマニホルド１との間の領域に配置し、排気環流管ＥＧＲ管３の吸気側出口３ｅは排気環流管ＥＧＲ管３の長手方向に対して傾斜した形状であり、排気環流管ＥＧＲ管３の吸気側出口３ｅから吸気管２内に流出する還流ガス（ＥＧＲガス）の流出方向がインテークマニホルド１側（下流側）であることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気環流管の吸気側出口を吸気管のエアヒータとインテークマニホルドとの間の領域に配置し、排気環流管の吸気側出口は排気管流管の長手方向に対して傾斜した形状であり、排気環流管の吸気側出口から吸気管内に流出する還流ガスの流出方向がインテークマニホルド側であることを特徴とする排気還流構造。
【請求項２】
排気環流管の吸気側出口は、エアヒータよりもインテークマニホルド側であり、且つ、インテークマニホルドから離隔している請求項１の排気還流構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲガスの吸気への混合技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気還流技術（ＥＧＲ技術）は、エンジンの排出ガス中のＮＯｘ濃度を低減するために、従来から広く適用されている技術である。
しかし、ＥＧＲ技術を複数気筒エンジンに適用した場合に、排気還流管（ＥＧＲ管）から吸気側に供給される還流ガス（ＥＧＲガス）がエンジンの気筒毎に供給される量が異なってしまい、ＥＧＲ濃度が気筒毎に異なってしまうという問題を有していた。
例えば、図４、図５で示す従来のＥＧＲ装置のシミュレーション結果では、６気筒エンジンの場合、ＥＧＲ率が最も高い気筒（気筒Ｎｏ．５：３６．５２％）と最も低い気筒（気筒Ｎｏ．１：０．０８％）とでは、３６．４４％もの差異を生じてしまう。
ここで、図５は、シミュレーションによって求めた吸気管２及びインテークマニホルド１におけるＥＧＲ濃度（ＥＧＲ率）分布を示し、図６は、各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）におけるＥＧＲ率（％）を表として示している。
【０００３】
複数気筒におけるＥＧＲ率の不均一を解消するために、従来から種々の技術が開発されているが（例えば、特許文献１〜特許文献４参照）、構造が複雑であり、上述した（気筒毎にＥＧＲ率が相違するという）問題を解決するには不十分であった。
【特許文献１】特開平６−２０７５２１号公報
【特許文献２】特開平７−１０３０８０号公報
【特許文献３】特開２００５−２０１１２７号公報
【特許文献４】特開２００５−２７３５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、複数の気筒を有する内燃機関において、全気筒のＥＧＲガス濃度を均一化し、各気筒間での燃焼のバラツキを抑制することの出来る排気還流構造の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の排気還流構造（ＥＧＲ構造）は、排気環流管（ＥＧＲ管３）の吸気側出口（３ｅ）を吸気管（２）のエアヒータ（４）とインテークマニホルド（１）との間の領域に配置し、排気環流管（ＥＧＲ管３）の吸気側出口（３ｅ）は排気管流管（３）の長手方向に対して傾斜した形状（斜めにカットされている）であり、排気環流管（ＥＧＲ管３）の吸気側出口（３ｅ）から吸気管（２）内に流出する還流ガス（ＥＧＲガス）の流出方向がインテークマニホルド側（下流側）であることを特徴としている（請求項１）。
ここで、インテークマニホルド（１）は、エンジンにおける複数の気筒の各々と、吸気管（２）とを連通している。
【０００６】
ここで、排気環流管（ＥＧＲ管３）の吸気側出口（３ｅ）は、エアヒータ（４）よりもインテークマニホルド（１）側（下流側）であり、且つ、インテークマニホルド（１）から（可能な限り）離隔していることが好ましい（請求項２）。
【発明の効果】
【０００７】
上述する構成を具備する本発明によれば、ＥＧＲ管（３）の吸気管側出口（３ｅ）における圧力と、インテークマニホルド（１）とエンジンとの境界近傍における圧力との差圧が、エンジンの各気筒において、概略均一となる。
その結果、インテークマニホルド（１）に接続しているエンジンの各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）において、ＥＧＲガス濃度が概略均一となる。そして、エンジンの各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）において、燃焼のバラツキが抑制される。
【０００８】
本発明によれば、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）を吸気管（２）のエアヒータ（４）とインテークマニホルド（１）との間の領域に配置しているので、ＥＧＲガスはエアヒータ（４）を通過せず、ＥＧＲガスに包含される煤がエアヒータ（４）の熱交換部分に付着することが防止される。そのため、エアヒータ（４）の効率が落ちてしまうことが防止される。
また、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）はエアヒータ（４）の下流側であるため、吸気管（２）を流れる新気がエアヒータ（４）で加熱される以前の段階でＥＧＲガスにより加熱されてしまうことはない。
【０００９】
そして、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）をＥＧＲ管（３）長手方向に対して傾斜して形成する（ＥＧＲ管を斜めにカットする）ことにより、吸気管（２）内を流れる空気流（新気の流れ）に乱れを生じさせて、ＥＧＲガスと新気とを効率的にミキシングすることが出来る。
それと共に、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）をＥＧＲ管（３）長手方向に対して傾斜して形成（ＥＧＲ管を斜めにカット）することにより、吸気管（１）の幅方向（長手方向と垂直な方向）の全域に亘って、ＥＧＲ管出口（３ｅ）から流出するＥＧＲガスを拡散することが出来る。
【００１０】
ここで、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）からのＥＧＲガス流出方向をエアヒータ（４）側（上流側）にすると、吸気管（２）内を流れる新気にＥＧＲガスが押圧されてしまい、ＥＧＲ管（３）からＥＧＲガスが流出し難くなってしまう。
それに対して本発明では、ＥＧＲ管（３）の吸気側出口（３ｅ）からのＥＧＲガス流出方向をインテークマニホルド（１）側（下流側）に配置したので、吸気管（２）内を流れる新気に連行されて、ＥＧＲガスが流出し易くなる。
【００１１】
本発明において、排気環流管（ＥＧＲ管３）の吸気側出口（３ｅ）をインテークマニホルド（１）から（可能な限り）離隔することにより（請求項２）、インテークマニホルド（１）に接続しているエンジンの各気筒（♯１〜♯６）において、ＥＧＲガス濃度が、より一層均一になり、各気筒に均一な燃焼が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１において、全体を符号１００で示す図示の実施形態の排気還流構造は、インテークマニホルド１、吸気管２、ＥＧＲ管３を有している。吸気管２にはエアヒータ４が介装されている。
【００１３】
インテークマニホルド１は、図１の例では６気筒エンジンに対応しており、主幹部１０と、分岐部１１〜１６とを有している。ここで、分岐部１１（気筒Ｎｏ．１用）〜１６（気筒Ｎｏ．６用）は、複数の気筒（気筒Ｎｏ．１〜気筒Ｎｏ．６）の各々に対応している。
図１の例では、インテークマニホルド１の主幹部１０の概略中央にフランジ１７が形成されており、そのフランジ１７に吸気管２のフランジ２１が接続している。
【００１４】
吸気管２の本体部２０には、後述するＥＧＲ管３の管端部３ｅを貫通させる貫通孔２０ｈが形成されている。
ＥＧＲ管３の管端部３ｅは、吸気管２のエアヒータ４とインテークマニホルド１との間の領域に連通している。ここで、吸気管２において、ＥＧＲ管３が連通する部分には貫通孔２０ｈが形成されており、その貫通孔２０ｈにＥＧＲ管３が貫通している。
【００１５】
ＥＧＲ管３の管端部３ｅはＥＧＲ管３の長手方向に対して傾斜した形状になっており、斜めにカットされている。ＥＧＲ管３の管端部３ｅを斜めにカットすることにより、ＥＧＲ管３の管端部３ｅから吸気管２内に流出する還流ガス（ＥＧＲガス）の流出方向（矢印Ｆｅ）が、インテークマニホルド１側になる。
なお、図１において、矢印Ｆａは、吸気管を流れる新気（フレッシュエア）の流れを示している。
【００１６】
ここで、ＥＧＲ管３の管端部３ｅは、吸気管２に介装されたエアヒータ４よりもインテークマニホルド１側すなわち、下流側であり、且つ、インテークマニホルド１から可能な限り離隔していることが好ましい。
【００１７】
上述した構成の図示の実施形態によれば、ＥＧＲ管３の管端部３ｅにおける圧力と、インテークマニホルド１とエンジンとの境界近傍における圧力との差圧が、エンジンの各気筒において、概略均一となる。
その結果、インテークマニホルド１に接続しているエンジンの各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）において、ＥＧＲガス濃度が概略均一となる。したがって、エンジンの各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）において、燃焼のバラツキが抑制される。
【００１８】
また、図示の実施形態によれば、ＥＧＲ管３の管端部３ｅを、吸気管２のエアヒータ４とインテークマニホルド１との間の領域に配置しているので、ＥＧＲガスはエアヒータ４を通過せず、ＥＧＲガスに包含される煤がエアヒータ４の熱交換部分に付着することはない。そのため、エアヒータ４の効率が落ちることが防止される。
さらに、ＥＧＲ管３の管端部３ｅはエアヒータ４の下流側であるため、吸気管２を流れる新気がエアヒータ４で加熱される以前の段階で、当該新気がＥＧＲガスにより加熱されてしまうことはない。
【００１９】
図示の実施形態では、ＥＧＲ管３の管端部３ｅをＥＧＲ管３の長手方向に対して傾斜して形成されている。そして、ＥＧＲ管３を斜めにカットすることにより、吸気管２内を流れる新気の流れに乱れを生じさせて、ＥＧＲガスと新気とを効率的にミキシングすることが出来る。
それと共に、ＥＧＲ管３の管端部３ｅをＥＧＲ管３の長手方向に対して斜め方向にカットすることにより、ＥＧＲ管３の出口（管端部３ｅ）から流出するＥＧＲガスを、吸気管２の流路断面の幅方向（長手方向に直交する方向）全域に亘って拡散することが出来る。
【００２０】
さらに、ＥＧＲ管３の管端部３ｅをインテークマニホルド１から相当量離隔させているため、インテークマニホルド１に接続しているエンジンの各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）において、ＥＧＲガス濃度が、より一層均一になり、各気筒において均一な燃焼が可能になる。
【００２１】
図２は、図示の実施形態について、シミュレーションによって求めた吸気管２〜インテークマニホルド１におけるＥＧＲ濃度（ＥＧＲ率）分布を示している。また、図３は、各気筒（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）におけるＥＧＲ率（％）を表にまとめて示している。
図２及び図３において、ＥＧＲ率が最小の気筒（Ｎｏ．１気筒：１９．１３％）とＥＧＲ率が最大の気筒（Ｎｏ．６気筒：２１．６９％）とのＥＧＲ率の差異は２．５６％である。
一方、上述した通り、図４、図５で示す従来技術のシミュレーション結果では、ＥＧＲ率が最も高い気筒（気筒Ｎｏ．５：３６．５２％）と最も低い気筒（気筒Ｎｏ．１：０．０８％）とでは、３６．４４％もの差異を生じている。
【００２２】
従来技術における係る数値（３６．４４％）と比較すると、本発明にシミュレーション結果におけるＥＧＲ率が最小の気筒（Ｎｏ．１気筒）と最大の気筒（Ｎｏ．６気筒）とのＥＧＲ率の差異である２．５６％は、極めて小さい値である。
そして、係るシミュレーション結果からも、図示の実施形態によれば、ＥＧＲ濃度の均一化について、格段に改善されていることが明確であり、複数気筒の各々のＥＧＲ濃度を均一化するという目的が、十分に達成されていることが明らかである。
【００２３】
ここで、ＥＧＲ管３の管端部３ｅからのＥＧＲガス流出方向をエアヒータ４側（上流側）にすると、吸気管２内を流れる新気にＥＧＲガスが押圧されてしまい、ＥＧＲ管３からＥＧＲガスが流出し難くなってしまう。
それに対して図示の実施形態では、ＥＧＲ管３の管端部３ｅからのＥＧＲガス流出方向をインテークマニホルド１側（下流側）に構成しているので、吸気管２内を流れる新気に連行されて、ＥＧＲガスが流出し易くなる。
【００２４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態のブロック図。
【図２】実施形態におけるＥＧＲ濃度のシミュレーション結果を示す説明図。
【図３】図２におけるシミュレーション結果を表として示す図。
【図４】従来技術におけるＥＧＲ濃度のシミュレーション結果を示す説明図。
【図５】図４におけるシミュレーション結果を表として示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・インテークマニホルド
２・・・吸気管
３・・・ＥＧＲ管
４・・・エアヒータ
１０・・・主幹部
１１〜１６・・・分岐部
３ｅ・・・管端部
２０ｈ・・・貫通部
【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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