(57)【要約】【課題】狭いスペースでもＥＧＲガス等の混合用ガスと吸入空気との混合を均一にすることができるエンジンの吸気装置を提供することを課題とする。【解決手段】ディーゼルスロットルバルブ８の回動の方向及び回動軸８ａの傾きに起因して、吸入空気が吸入室１内で一点鎖線矢印で示されるように偏って流れることにより、吸入室１内の吸入空気の分布に偏りが生じる。しかし、ＥＧＲ配管２の排出口６にはこの吸入空気の流れが偏る側に切り欠き９が形成されているため、ＥＧＲガスも吸入空気と同じ方向に偏って流れて排出されることにより、吸入室１内のＥＧＲガスの分布も吸入空気の偏りと同じ方向に偏り、これにより吸入空気とＥＧＲガスとの混合を均一にすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気配管により吸入空気が吸入される吸入室に混合用ガス配管により混合用ガスを導入して吸入空気と混合し各気筒へ供給するエンジンの吸気装置において、
混合用ガス配管の排出口から吸入室内に導入される混合用ガスを、吸入室内で吸入空気の流れが偏る方向に偏らせるための混合用ガス偏向手段
を備えることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記混合用ガス偏向手段は、混合用ガス配管の排出口に形成された切り欠きである請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記混合用ガス偏向手段は、吸入室に対して傾けて配置された混合用ガス配管の排出口側の端部からなる請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項４】
混合用ガス配管の排出口側の端部は、吸入空気配管内に配置されるスロットルバルブの回動軸の傾きと同じ角度だけ傾けられている請求項３に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記混合用ガス偏向手段は、混合用ガス配管の排出口側の端部内に配置された整流部材である請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項６】
混合用ガス配管の排出口側の端部を囲むようにその外周部に吸入空気配管の排出口側の端部が形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項７】
混合用ガスは、エンジンから排出された排気を吸気系に再循環させたＥＧＲガスである請求項１〜６のいずれか一項に記載のエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気装置に係り、特にエンジンから排出された排気をＥＧＲ（イグゾースト・ガス・リサイキュレーション）配管によりＥＧＲガスとして吸気系へ再循環させると共に再循環されたＥＧＲガスを吸入空気配管により吸入される吸入空気に混合して各気筒へ供給する吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエンジンでは、ＮＯｘ排出量の低減を図るために、例えば特許文献１に開示されている吸気装置のように、ディーゼルエンジンから排出された排気をＥＧＲガスとしてＥＧＲ配管により吸気系の吸入室へ再循環させると共に、ディーゼルスロットルバルブを介して吸入空気配管により吸入室へ吸入される吸入空気にこの再循環されたＥＧＲガスを混合して各気筒へ供給している。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−６１４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような吸気装置では、エンジンルーム内のレイアウト等に起因したディーゼルスロットルバルブの回動軸の傾きや吸入空気配管の取り回しの状況等により、吸入室内に排出された吸入空気の分布に偏りが生じてＥＧＲガスと吸入空気との混合が不均一になることがある。その場合、各気筒における吸入空気とＥＧＲガスの混合割合にばらつきが生じて、エンジンの運転性能や排気性能の低下を招くこととなる。
これに対し、吸入空気とＥＧＲガスが合流する吸入室から各気筒の吸気ポートまでの距離を離間させて吸入空気とＥＧＲガスの混合距離を長くする、あるいは旋回流を形成して混合力をアップさせることにより、吸入空気とＥＧＲガスとの混合効果を高めることもできるが、最近のエンジンには排ガス対策等のために種々のデバイスが取り付けられており、また衝突安全性等の観点からエンジンスペースが限られているため、吸入室と各気筒の吸気ポートとの距離を大きくとったり、旋回流を形成するスペースを確保することが困難である。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、狭いスペースでもＥＧＲガス等の混合用ガスと吸入空気との混合を均一にすることができるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るエンジンの吸気装置は、吸入空気配管により吸入空気が吸入される吸入室に混合用ガス配管により混合用ガスを導入して吸入空気と混合し各気筒へ供給するエンジンの吸気装置において、混合用ガス配管の排出口から吸入室内に導入される混合用ガスを吸入室内で吸入空気の流れが偏る方向に偏らせるための混合用ガス偏向手段を備えたものである。
混合用ガス偏向手段により、混合用ガス配管の排出口から吸入室内に排出された混合用ガスの分布が吸入空気の偏りと同じ方向に偏り、これにより吸入空気とＥＧＲガスとの混合が均一に行われる。
【０００６】
混合用ガス偏向手段として、混合用ガス配管の排出口に切り欠きを形成してもよく、混合用ガス配管の排出口側の端部を吸入室に対して傾けて配置してもよく、または、混合用ガス配管の排出口側の端部内に整流部材を配置してもよい。
なお、混合用ガス配管の排出口側の端部を吸入室に対し傾けて配置する場合には、この混合用ガスの端部が、吸入空気配管内に配置されるスロットルバルブの回動軸の傾きと同じ角度だけ傾けられていることが好ましい。
【０００７】
混合用ガス配管の排出口側の端部を囲むようにその外周部に吸入空気配管の排出口側の端部を形成することができる。
また、混合用ガスとして、エンジンから排出された排気を吸気系に再循環させたＥＧＲガスを用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、狭いスペースでもＥＧＲガス等の混合用ガスと吸入空気との混合を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るエンジンの吸気装置を示す。この吸気装置は、２つのバンク（気筒列）を有するＶ型のディーゼルエンジンに適用されており、図示しない各気筒の燃焼室から排出された排気をＥＧＲ（イグゾースト・ガス・リサイキュレーション）ガスとして吸気系へ再循環させると共に吸入空気（新気）と混合し、この混合気を各気筒の燃焼室へ供給するものである。この吸気装置は、吸入空気とＥＧＲガスとが導入される吸入室１を有しており、吸入室１には、図示しない各気筒の燃焼室から排出された排気の一部をＥＧＲガスとしてこの吸入室１に導くためのＥＧＲ配管２が接続されている。また、吸入室１には、吸入空気を吸入室１に導くための２本の吸入空気配管３が接続されている。さらに、吸入室１にサージタンク４が連結されており、サージタンク４はその側壁に接続されたインテークマニホルド５を介して各バンクの図示しない複数の気筒の燃焼室に接続されている。
【００１０】
ここで、図１のＡ−Ａ線に沿った横断面を図２に、Ｂ−Ｂ線に沿った縦断面を図３にそれぞれ示す。これら図２及び３に示されるように、ＥＧＲ配管２の排出口６と２本の吸入空気配管３に共通の排出口７とがそれぞれ吸入室１に対して開口しており、吸入空気配管３の排出口７はＥＧＲ配管２の排出口６を囲むように環状に形成されている。
【００１１】
また、各吸入空気配管３内には、吸入室１内へ導入する吸入空気量を調節するためのディーゼルスロットルバルブ８がその回動軸８ａを中心に回動自在に配置されており、このスロットルバルブ８は、回動軸８ａを中心にその下半部が吸入室１側へ向かうように回動する。また、ディーゼルスロットルバルブ８の回動軸８ａは、図３に示されるように、エンジンルーム内のレイアウト等に起因して水平方向から右上がりに１０°程度傾いている。そのため、ディーゼルスロットルバルブ８を通った吸入空気は、図３において吸入空気配管３内の下部で且つ右側に偏って流れて排出口７から吸入室１内に排出され、その結果、吸入室１内で吸入空気が一点鎖線矢印で示されるように右方へ偏って流れることとなる。そこで、この吸入空気の流れが偏る方向に合わせて図３におけるＥＧＲ配管２の排出口６の右側部分に、この発明の特徴である混合用ガス偏向手段としての切り欠き９が形成されている。
【００１２】
また、吸入空気配管３の排出口７には、その周縁全体に吹き返し防止用フィン１０が形成されている。吹き返し防止用フィン１０は、排出口７の周縁からその下流側に向かって、すなわち吸入室１の内部に向かって突出しており、吸入室１内の吹き返し防止用フィン１０の外周部には捕捉空間１１が形成されている。さらに、吸入室１の底部には、ＥＧＲ配管２の排出口６に対向するように平坦な拡散用壁面１２が配置されている。
【００１３】
なお、排出口６につながるＥＧＲ配管２の端部２ａと排出口７につながる吸入空気配管３の端部３ａとは互いに平行に配置されている。また、ＥＧＲ配管２内には吸気室１へ導入するＥＧＲガス量を調節するための図示しないＥＧＲバルブが配置されている。また、図２に示されるように、吸入室１の底部には、吸入室１とサージタンク４とを互いに連通する一対の連通孔１３が形成されている。
【００１４】
次に、この発明の実施の形態１に係るエンジンの吸気装置の作用を説明する。図２及び３に一点鎖線矢印で示されるように、各吸入空気配管３においてディーゼルスロットルバルブ８を介して吸入された吸入空気がその排出口７から吸入室１へ排出される。それと同時に、図２及び３に実線矢印で示されるように、ＥＧＲ配管２において図示しないＥＧＲバルブを介して導入されたＥＧＲガスが排出口６から吸入室１へ排出される。この排出されたＥＧＲガスは、拡散用壁面１２に衝突して拡散されると共に吸入空気に混合され、これらＥＧＲガスと吸入空気の混合気が一対の連通孔１３からサージタンク４内へ流入する。
【００１５】
ここで、図３に示されるように、ディーゼルスロットルバルブ８の回動の方向及び回動軸８ａの傾きに起因して、吸入空気が吸入室１内で一点鎖線矢印で示されるように右方へ偏って流れることにより、吸入室１内の吸入空気の分布に偏りが生じる。しかし、ＥＧＲ配管２の排出口６にはこの吸入空気の流れが偏る側に切り欠き９が形成されているため、ＥＧＲガスも吸入空気と同じ方向に偏って流れて排出されることにより、吸入室１内のＥＧＲガスの分布も吸入空気の偏りと同じ方向に偏り、これにより吸入空気とＥＧＲガスとの混合を均一にすることができる。したがって、各気筒における吸入空気とＥＧＲガスの混合割合のばらつきが防止されて、優れたエンジンの運転性能や排気性能を達成することができる。
【００１６】
このように、ＥＧＲ配管２の排出口６に切り欠き９を設けることにより吸入室１内で吸入空気が偏って流れる方向にＥＧＲガスも偏らせてこれら吸入空気及びＥＧＲガスを混合するため、狭いスペース等に起因して、吸入室１から各気筒の吸気ポートまでの距離を大きくとったり、旋回流を形成するスペースを確保することが困難な場合でも、吸入空気とＥＧＲガスとの混合を均一に行うことができる。
【００１７】
また、この吸気装置では、ＥＧＲガスが吸入空気の流れと同じ方向に流されて吸入室１へ導入されるため、ＥＧＲガスを吸入空気の流れに対向する方向に流すなど、ＥＧＲガスを吸入空気の流れに沿わない方向に流して吸入室１へ導入する場合に比べて、ＥＧＲガスの吸入空気配管３内への吹き返しを抑制することができると共に、ＥＧＲガスを吸入室１へ導入するために必要な圧力が低減される。つまり、ディーゼルスロットルバルブ８の絞りを大きくすることなしにＥＧＲガスを導入しやすくなり、これにより燃費向上に寄与する。
【００１８】
また、ＥＧＲ配管２の排出口６から排出されたＥＧＲガスは、拡散用壁面１２で拡散された後に捕捉空間１１に一時的に捕捉され、吹き返し防止用フィン１０で遮断されることにより吸入空気配管３内への吹き返しが防止される。これにより、ＥＧＲガス中に含まれるカーボン等が各吸入空気配管３内のディーゼルスロットルバルブ８や圧力センサ等の機器に付着して動作不良等の不具合を生じることが防止される。
さらに、拡散用壁面１２によりＥＧＲガスの拡散が促進されるため、吸入空気とＥＧＲガスとの混合が高められると共にサージタンク４内に一対の連通孔１３から均等に混合気が排出され、これにより気筒間での吸入空気とＥＧＲガスとの混合割合のばらつきをより効果的に防止することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図４を参照して、この発明の実施の形態２に係るエンジンの吸気装置を説明する。この実施の形態２の吸気装置は、図１に示した実施の形態１の吸気装置において、切り欠き９の代わりに、この発明の混合用ガス偏向手段として、吸入室１に対して傾けて配置されたＥＧＲ配管２１の排出口２２側の端部２１ａを備えるものである。このＥＧＲ配管２１の端部２１ａは、一点鎖線矢印で示されるように吸入空気が偏って流れる方向に合わせて傾けられている。このとき、ＥＧＲ配管２１の端部２１ａを、吸入室１に対して垂直な方向からディーゼルスロットルバルブ８の回動軸８ａの傾きと同じ角度、すなわち１０°程度だけ傾けることが好ましい。
【００２０】
ＥＧＲガスは、ＥＧＲ配管２１の排出口２２側の端部２１ａ内に沿って流れることにより、吸入空気の流れと同じ方向に偏って流れて排出口２２から排出され、これにより吸入室１内でのＥＧＲガスの分布が吸入空気の偏りと同じ方向に偏って、これら吸入空気とＥＧＲガスとの混合が均一に行われる。したがって、上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
なお、上述のようにＥＧＲ配管２１の排出口２２側の端部２１ａを傾ける代わりに、図５に示されるように、排出口２２を吸入室１内の吸入空気の流れが偏る部分に近づけるようにＥＧＲ配管２１の端部２１ａ全体をずらして配置しても、ＥＧＲガスを吸入室１内で吸入空気の流れが偏る方向に偏らせることができ、これにより吸入空気とＥＧＲガスとの混合を均一にすることができる。
【００２２】
実施の形態３．
図６を参照して、この発明の実施の形態３に係るエンジンの吸気装置を説明する。この実施の形態３の吸気装置は、図１に示した実施の形態１の吸気装置において、切り欠き９の代わりに、この発明の混合用ガス偏向手段として、ＥＧＲ配管２の排出口６側の端部２ａ内に形成された整流部材３１を備えたものである。この整流部材３１は、一点鎖線矢印で示されるように吸入空気が偏って流れる方向に合わせて傾けられている。このとき、整流部材３１を、ディーゼルスロットルバルブ８の回動軸８ａの傾きと同じ角度、すなわち１０°程度だけＥＧＲ配管２の端部２ａの管壁に対して傾けることが好ましい。
【００２３】
ＥＧＲガスは、ＥＧＲ配管２の端部２ａ内の整流部材３１に沿って流れることにより、吸入空気の流れと同じ方向に偏って流れて排出され、これにより吸入室１内でのＥＧＲガスの分布が吸入空気の偏りと同じ方向に偏って、これら吸入空気とＥＧＲガスとの混合が均一に行われる。したがって、上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
なお、上述の実施の形態１〜３では、ディーゼルスロットルバルブ８の回転軸８ａが１０°に傾いていたが、これに限定されるものではなく、この発明は、ディーゼルスロットルバルブ８の回転軸８ａが１０°より小さい角度または１０°より大きい角度に傾いている場合についても適用することができる。
また、実施の形態１〜３では、吸入空気が図３〜６の右方に偏って流れる場合について説明したが、その代わりに、吸入空気が図３〜６における左方またはその他の方向に偏って流れる場合でも、この発明の混合用ガス偏向手段により吸入空気の流れが偏る方向にＥＧＲガスを偏らせることにより、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、上述の実施の形態１〜３では、ディーゼルスロットルバルブ８の回動の方向及び回転軸８ａの傾きに起因して吸入室１内で吸入空気の分布が偏る場合について説明したが、吸入空気配管の取り回しの状況やその他各種の原因により吸入室１内の吸入空気の分布が偏る場合でも、この吸入空気の流れが偏る方向に合わせてＥＧＲガスも偏らせることにより、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
なお、この発明の吸気装置は、２つのバンクを有するＶ型のエンジンだけでなく、その他各種のエンジンに適用される。また、ディーゼルエンジンではなく、ガソリンエンジン、ガスエンジンにも適用することができる。
また、吸入空気にＥＧＲガスを混合して用いるエンジンに限定されず、混合用ガスとしてブローバイガス、パージガスやＬＰＧを吸入空気と混合して用いるエンジンにも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエンジンの吸気装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した実施の形態１における吸入室近傍の構造を示す横断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断した実施の形態１における吸入室近傍の構造を示す縦断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する実施の形態２における吸入室近傍の構造を示す縦断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する実施の形態２の変形例における吸入室近傍の構造を示す縦断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する実施の形態３における吸入室近傍の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  吸入室、２，２１  ＥＧＲ配管、２ａ，３ａ，２１ａ  端部、３  吸入空気配管、４  サージタンク、５  インテークマニホルド、６，７，２２  排出口、８  ディーゼルスロットルバルブ、９  切り欠き、１０  吹き返し防止用フィン、１１  捕捉空間、１２  拡散用壁面、１３  連通孔、３１  整流部材。
【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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