(57)【要約】【課題】ＥＧＲ導入路に導入されるＥＧＲガスの量が少ない場合に生じる当該導入路の上流側と下流側との間のＥＧＲガス濃度の不均一を抑制する。【解決手段】内燃機関の排気再循環装置は、一方向に延在するとともに吸気中に再循環する排気が一方の端部から導入されるＥＧＲ導入路２４と、ＥＧＲ導入路の上流側から下流側に並んで設けられ、各気筒の吸気枝管に個別に連結した気筒別のＥＧＲ連結路２５と、を備えている。そして、ＥＧＲ導入路における、最上流ＥＧＲ連結路２５Ａが接続している部分よりも上流側の部分と、最下流ＥＧＲ連結路２５Ｃが接続している部分よりも下流側の部分と、がＥＧＲ循環路２６で連通されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在し、排気通路から吸気中に再循環する排気が一方の端部から導入されるＥＧＲ導入路と、
前記ＥＧＲ導入路に対して当該ＥＧＲ導入路の上流側から下流側に並んで設けられ、前記ＥＧＲ導入路を各気筒の吸気枝管に個別に連結した気筒別のＥＧＲ連結路と、を備えた、内燃機関の排気再循環装置であって、
前記ＥＧＲ連結路のうち、前記ＥＧＲ導入路の最も上流側に位置するＥＧＲ連結路を最上流ＥＧＲ連結路とし、前記ＥＧＲ導入路の最も下流側に位置するＥＧＲ連結路を最下流ＥＧＲ連結路とした場合、
前記ＥＧＲ導入路における、前記最上流ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも上流側の部分と、前記最下流ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも下流側の部分と、を連通したＥＧＲ循環路を備えた、内燃機関の排気再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された内燃機関の排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置は、排気通路から吸気中に再循環する排気（ＥＧＲガス）を、一方向に延在するＥＧＲ導入路に導入し、このＥＧＲガスをＥＧＲ導入路から吸気マニホールドにおける各気筒の吸気枝管へと分配する。なお、ＥＧＲ導入路は、当該ＥＧＲ導入路に対して上流側から下流側に並んで設けられた個別の連結路によって、各吸気枝管に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９８７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各吸気枝管においては、吸気バルブの開閉に伴って、吸気の脈動が生じている。ＥＧＲ導入路に導入されるＥＧＲガスの量が少なく当該導入路のガス圧が低い場合、上述の脈動によって、吸気が各吸気枝管から各連結路を介してＥＧＲ導入路に逆流する。この逆流に伴い、ＥＧＲガスは、吸気との混合ガスを構成する。そして、混合ガスがＥＧＲ導入路を下流に流れるにしたがって、当該混合ガスには順次、各連結路から吸気が混合され、吸気が累積されていく。したがって、混合ガス中のＥＧＲガスの割合（ＥＧＲガス濃度）は、ＥＧＲ導入路の下流側ほど低くなる。そのため、各気筒に導入されるＥＧＲガス濃度が不均一になり、内燃機関の円滑な動作において好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための内燃機関の排気再循環装置は、一方向に延在し、排気通路から吸気中に再循環する排気が一方の端部から導入されるＥＧＲ導入路と、ＥＧＲ導入路に対して当該ＥＧＲ導入路の上流側から下流側に並んで設けられ、ＥＧＲ導入路を各気筒の吸気枝管に個別に連結した気筒別のＥＧＲ連結路と、を備えた、内燃機関の排気再循環装置であって、ＥＧＲ連結路のうち、ＥＧＲ導入路の最も上流側に位置するＥＧＲ連結路を最上流ＥＧＲ連結路とし、ＥＧＲ導入路の最も下流側に位置するＥＧＲ連結路を最下流ＥＧＲ連結路とした場合、ＥＧＲ導入路における、最上流ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも上流側の部分と、最下流ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも下流側の部分と、を連通したＥＧＲ循環路を備えている。
【０００６】
この構成においては、ＥＧＲ導入路における、各ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも上流側の部分と下流側の部分とを連通したＥＧＲ循環路を備えている。このＥＧＲ循環路を介して、ＥＧＲ導入路における、各ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも下流側のガスが、各ＥＧＲ連結路が接続している部分よりも上流側の部分に戻されて上流側のガスと混合される。したがって、ＥＧＲ導入路に導入されるＥＧＲガスの量が少ない場合に生じる当該導入路の上流側と下流側との間のＥＧＲガス濃度の不均一が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】排気再循環装置の一実施形態が適用された内燃機関の吸排気系の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態の排気再循環装置におけるＥＧＲ導入路、ＥＧＲ連結路、ＥＧＲ循環路の断面図。
【図３】ＥＧＲ循環路を備えていない排気再循環装置におけるＥＧＲ導入路、ＥＧＲ連結路の断面図。
【図４】排気再循環装置におけるＥＧＲ循環路の変更例を表した、図２に対応する断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、内燃機関の排気再循環装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、排気再循環装置が４気筒の内燃機関に適用される場合を例に説明する。
図１に示すように、本実施形態の排気再循環装置が適用される内燃機関１０の吸気通路１１の最上流部には、吸気の取込口であるエアダクト１２と、エアダクト１２から取り込んだ吸気を浄化するエアクリーナ１３とが設けられている。また、吸気通路１１におけるエアクリーナ１３の下流側には、吸気の流量を調整するスロットル１４が設置され、さらにそのスロットル１４の下流側には、サージタンク１５が設けられている。サージタンク１５からは、気筒別の吸気枝管１６が分岐されており、吸気通路１１は、それらの吸気枝管１６を介して内燃機関１０の各気筒の燃焼室１７に接続されている。
【０００９】
一方、内燃機関１０の排気通路１８は、上流部分が気筒別の排気枝管１９に分岐されており、各排気枝管１９を介して各気筒の燃焼室１７に接続されている。また、排気通路１８における各排気枝管１９の合流部よりも下流側の部分には、排気を浄化する触媒装置２０が設けられている。
【００１０】
排気通路１８における排気枝管１９の合流部と触媒装置２０との間の部分には、吸気中に再循環する排気（ＥＧＲガス）が通る通路であるＥＧＲ通路２１が接続されている。ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２２と、当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２３とが設けられている。ＥＧＲ通路２１におけるＥＧＲバルブ２３よりも下流側の部分は、一方向に延びているＥＧＲ導入路２４の一端に接続されている。そして、ＥＧＲ導入路２４は、気筒別に設けられた個別のＥＧＲ連結路２５を介して、各吸気枝管１６に連結されている。また、ＥＧＲ導入路２４には、ＥＧＲ循環路２６が接続されている。
【００１１】
図２に示すように、ＥＧＲ導入路２４では、ＥＧＲ通路２１と接続された端部が、ＥＧＲガスが導入される上流側の端部である。
各ＥＧＲ連結路２５は、ＥＧＲ導入路２４の上流側から下流側に並んでおり、ＥＧＲ導入路２４の延在方向に互いに所定間隔をあけて設けられている。本実施形態では、気筒の数に対応してＥＧＲ連結路２５が４つ設けられている。
【００１２】
以下の部分では、これら４つのＥＧＲ連結路２５について説明するとき、それらの個々については、ＥＧＲ導入路２４の上流側に位置するものから順に、最上流ＥＧＲ連結路２５Ａ、第１中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ１、第２中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ２、最下流ＥＧＲ連結路２５Ｃとして区別し、これらを総称するときはＥＧＲ連結路２５として説明する。
【００１３】
ＥＧＲ循環路２６は、ＥＧＲ導入路２４に沿って延びている主路２６ａと、主路２６ａの一端から連続する流入路２６ｂと、主路２６ａの他端から連続する流出路２６ｄと、主路２６ａにおけるその両端の間から連続する中間流出路２６ｃと、を備えた一つながりの流路である。流入路２６ｂは、ＥＧＲ導入路２４における下流側の端部である導入路下流部２４ｃに接続されている。中間流出路２６ｃは、ＥＧＲ導入路２４における第１中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ１が接続されている部分と、第２中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ２が接続されている部分との間に位置する導入路中間部２４ｂに接続されている。流出路２６ｄは、ＥＧＲ導入路２４における最上流ＥＧＲ連結路２５Ａが接続されている部分よりも上流側の導入路上流部２４ａに接続されている。これにより、ＥＧＲ導入路２４の導入路上流部２４ａ、導入路中間部２４ｂ、導入路下流部２４ｃは、ＥＧＲ循環路２６を介して互いに連通している。
【００１４】
次に図２に加え、比較例の排気再循環装置における同様の部分の断面図である図３を参照して本実施形態の排気再循環装置の作用およびその作用によって得られる効果について説明する。なお、図３に示す比較例の排気浄化装置は、ＥＧＲ循環路２６が設けられていないこと以外は本実施形態の排気浄化装置と同様の構成であるため、本実施形態と同一の箇所もしくは実質同一に機能する箇所には、図２と同一の符号を付すことで重複した説明を省略する。
【００１５】
図２の矢印Ｐで示すように、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ導入路２４に対してその上流側の端部から導入されてＥＧＲ導入路２４を下流へ流れる。各吸気枝管１６においては、内燃機関１０の吸気バルブの開閉に伴って、吸気の脈動が生じている。そのため、ＥＧＲ導入路２４に導入されるＥＧＲガスの量が少なく当該ＥＧＲ導入路２４のガス圧が低い場合、この脈動によって、図２の矢印Ｙで示すように吸気が各ＥＧＲ連結路２５を介してＥＧＲ導入路２４に逆流する。この逆流に伴い、ＥＧＲガスは、吸気との混合ガスを構成する。具体的には、ＥＧＲ通路２１からＥＧＲ導入路２４に流れ込んだＥＧＲガスには、まず、最上流ＥＧＲ連結路２５Ａから逆流した吸気が混合する。そして、この混合ガスには、この混合ガスが下流に流れるにしたがって順次、第１中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ１、第２中間ＥＧＲ連結路２５Ｂ２、最下流ＥＧＲ連結路２５Ｃから吸気が混合され、吸気が累積されていく。
【００１６】
したがって、図３に示すように、ＥＧＲ循環路２６が設けられていない場合には、混合ガス中のＥＧＲガスの割合（ＥＧＲガス濃度）は、ＥＧＲ導入路２４の下流側ほど低くなる。そのため、内燃機関１０の各気筒に導入されるＥＧＲガス濃度が不均一になってしまう。
【００１７】
これに対して、図２に示すように、ＥＧＲ循環路２６が設けられている本実施形態においては、矢印Ｚで示すように、ＥＧＲ循環路２６を介して、導入路下流部２４ｃのガスが導入路中間部２４ｂおよび導入路上流部２４ａに循環する。これにより、導入路下流部２４ｃのガスが、導入路中間部２４ｂおよび導入路上流部２４ａのガスと混合され、ＥＧＲ導入路２４内のＥＧＲガス濃度の偏りが緩和される。
【００１８】
したがって、本実施形態の排気再循環装置によれば、ＥＧＲ導入路２４に導入されるＥＧＲガスの量が少ない場合に生じるＥＧＲ導入路２４の上流側と下流側との間のＥＧＲガス濃度の不均一を抑制することができる。
【００１９】
なお、ＥＧＲ導入路２４内のガスは、上述のようにＥＧＲ循環路２６を介して循環するとともに、図２の矢印Ｗで示すように各ＥＧＲ連結路２５へと導入され、各気筒に導入される。したがって、本実施形態の排気再循環装置によれば、内燃機関１０の各気筒に導入されるＥＧＲガス濃度が不均一になることを抑制し、内燃機関を円滑に動作させることができる。
【００２０】
上記の実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・ＥＧＲ導入路２４における、ＥＧＲ循環路２６の中間流出路２６ｃが接続される位置を、導入路上流部２４ａと導入路下流部２４ｃとの間でＥＧＲ導入路２４の延在方向に変更してもよい。また、ＥＧＲ循環路２６の中間流出路２６ｃの数を増やし、各中間流出路２６ｃを、ＥＧＲ導入路２４の延在方向に互いに離間させて導入路上流部２４ａと導入路下流部２４ｃとの間でＥＧＲ導入路２４に接続してもよい。
【００２１】
・ＥＧＲ循環路２６において中間流出路２６ｃを廃止してもよい。
・ＥＧＲ連結路２５の数は、気筒の数に対応して変更される。なお、ＥＧＲ連結路２５の数を変更した場合であっても、各ＥＧＲ連結路２５は、上記の実施形態と同様に、ＥＧＲ導入路２４の上流側から下流側に並べられる。
【００２２】
・上記の実施形態において、ＥＧＲ循環路２６の流出路２６ｄは、図２に示すように、ＥＧＲ循環路２６の主路２６ａとＥＧＲ導入路２４とに略直交する直線形状に構成されていた。この形態に代えて、図４に示すように、流出路２６ｄは、ＥＧＲ導入路２４の上流側に膨らんだ円弧形状に構成してもよい。流出路２６ｄをこのような円弧形状とすることで、ＥＧＲ循環路２６の主路２６ａからＥＧＲ導入路２４の導入路上流部２４ａへのガスの流れを円滑にすることができる。同様に、ＥＧＲ循環路２６の流入路２６ｂは、図２に示す直線形状に代えて、図４に示すように、ＥＧＲ導入路２４の下流側に膨らんだ円弧形状に構成してもよい。この場合、ＥＧＲ導入路２４の導入路下流部２４ｃは、ＥＧＲ循環路２６の流入路２６ｂと一つながりに連続する円弧形状となるように形状が変更される。ＥＧＲ導入路２４の導入路下流部２４ｃからＥＧＲ循環路２６の流入路２６ｂまでを一つながりの円弧形状とすることで、ＥＧＲ導入路２４の導入路下流部２４ｃからＥＧＲ循環路２６の主路２６ａへのガスの流れが円滑になる。なお、図４に示す排気浄化装置は、ＥＧＲ循環路２６の流入路２６ｂと流出路２６ｄの形状を円弧形状としたこと以外は上記の実施形態の排気浄化装置と同様の構成であるため、上記の実施形態と同一の箇所もしくは実質同一に機能する箇所には、図２と同一の符号を付すことで重複した説明を省略する。
【００２３】
・排気通路１８に対するＥＧＲ通路２１の接続位置を、排気通路１８における、触媒装置２０よりも下流側に変更してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０…内燃機関、１６…吸気枝管、１８…排気通路、２４…ＥＧＲ導入路、２５…ＥＧＲ連結路、２５Ａ…最上流ＥＧＲ連結路、２５Ｃ…最下流ＥＧＲ連結路、２６…ＥＧＲ循環路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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