(57)【要約】【課題】排気ガス再循環機構に粒子状物質などの異物が堆積し難い内燃機関を提供する。【解決手段】燃焼室２に吸気ガスを導入する吸気経路３と、燃焼室２から排気ガスを排出する排気経路３と、排気ガスの一部をＥＧＲガス５ｇとして吸気系路３に戻すＥＧＲ通路５０を有する排気ガス再循環機構５と、を備える内燃機関１であって、排気経路４は、屈曲部４０を備え、ＥＧＲ通路５０は、屈曲部４０の曲げの内側に繋がるＥＧＲガス５ｇの入口５３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に吸気ガスを導入する吸気経路と、
前記燃焼室から排気ガスを排出する排気経路と、
前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気系路に戻すＥＧＲ通路を有する排気ガス再循環機構と、を備える内燃機関であって、
前記排気経路は、屈曲部を備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記屈曲部の曲げの内側に繋がる前記ＥＧＲガスの入口を備える内燃機関。
【請求項２】
前記排気経路における前記屈曲部の下流に設けられ、前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備える請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環機構を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＮＯｘ生成量を低減する技術として、排気ガス再循環機構（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：ＥＧＲ）が注目されている。排気ガス再循環機構は、燃焼室から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気経路に戻すＥＧＲ通路を備える。燃焼室にＥＧＲガスを導入することで、燃焼室の酸素量が減り、燃焼温度が低下するので、ＮＯｘの生成量が低減される。
【０００３】
ディーゼルエンジンや、燃焼室に直接燃料を噴射する直接噴射型のガソリンエンジンの排気ガスには、大小様々な粒径の粒子状物質（例えば煤など）や未燃焼燃料などの異物が含まれている。これらの異物は、ＥＧＲ通路を通って燃焼室に導入され、燃焼される。特許文献１には、排気経路に螺旋状の流路を設定し、遠心力によって粒子状物質を偏在させ、粒子状物質の濃度が低下した排気ガスを大気へ放出し、粒子状物質の濃度が上昇した排気ガスをＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路に戻す技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７６０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、ＥＧＲガスに粒子状物質を偏在させているため、ＥＧＲ通路やＥＧＲバルブに粒子状物質などの異物が経時的に堆積し易い。大粒径の粒子状物質は、ＥＧＲ通路やＥＧＲバルブに堆積し易く、車両の運転状況によっては排気ガスに粒径の大きな粒子状物質が生成され易くなる場合もある。異物の堆積量が多くなるとＥＧＲガス量の調整が難しくなり、エミッションの悪化や燃費の低下などの不具合が生じる恐れがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、排気ガス再循環機構に粒子状物質などの異物が堆積し難い内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る内燃機関は、
燃焼室に吸気ガスを導入する吸気経路と、
前記燃焼室から排気ガスを排出する排気経路と、
前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気系路に戻すＥＧＲ通路を有する排気ガス再循環機構と、を備える内燃機関であって、
前記排気経路は、屈曲部を備え、
前記ＥＧＲ通路は、前記屈曲部の曲げの内側に繋がる前記ＥＧＲガスの入口を備える。
【０００８】
上記内燃機関の一形態として、
前記排気経路における前記屈曲部の下流に設けられ、前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備える形態を挙げることができる。
【発明の効果】
【０００９】
排気経路に屈曲部を形成することで、排気ガスに含まれる粒子状物質に、屈曲部の曲げの外側に向う遠心力が作用する。径が大きく重い粒子状物質ほど遠心力が大きくなるので、大粒径の粒子状物質は屈曲部の曲げの外側に寄り易い。ここで、上記内燃機関の構成では、屈曲部の曲げの内側にＥＧＲ通路の入口が繋がっているので、ＥＧＲ通路には大粒径の粒子状物質が取り込まれ難くなる。そのため、上記内燃機関では、ＥＧＲ通路やＥＧＲバルブに粒子状物質が堆積し難くなる。
【００１０】
屈曲部の下流にパティキュレートフィルタを配置することで、屈曲部で振り分けた大粒径の粒子状物質を捕集でき、大気に放出される排気ガスをクリーンにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る内燃機関の概略構成図である。
【図２】実施形態１の内燃機関の排気経路のうち、屈曲部近傍の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の内燃機関の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１３】
＜実施形態１＞
図１の概略構成図に示すように、内燃機関１は、燃焼室２で混合気を燃焼させることで、図示しないピストンを往復させ、そのピストンの往復運動を図示しないクランクシャフトで回転運動に変換する熱機関である。この内燃機関１は、燃焼室２の内部に混合気を導入する吸気経路３と、燃焼室２から排気ガスを排出する排気経路４と、を備える。排気経路４の途中には、排気ガスに含まれる炭化水素や一酸化炭素を分解する触媒装置６と、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ７が設けられている。本例の内燃機関１はさらに、排気ガスの一部を吸気経路３に戻す排気ガス再循環機構（ＥＧＲ）５を備える。
【００１４】
排気ガス再循環機構５は、ＥＧＲ通路５０、ＥＧＲバルブ５１、およびＥＧＲクーラ５２を備える。ＥＧＲ通路５０は、排気経路４と吸気経路３とに連通され、燃焼室２から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガス５ｇとして吸気経路３に戻す。ＥＧＲバルブ５１は、吸気経路３に導入するＥＧＲガス５ｇの量を調整する。ＥＧＲクーラ５２は、ＥＧＲガス５ｇを冷却する構成であって、公知のものを使用できる。ＥＧＲクーラ５２を用いることで、ＥＧＲガス５ｇを含む吸気ガスが高温になって膨張し、燃焼室２に導入される酸素量が減ることを抑制できる。
【００１５】
本例の内燃機関１では、排気ガスに含まれる粒子状物質のうち、粒径の大きな粒子状物質がＥＧＲ通路５０に導入され難くすることで、ＥＧＲ通路５０やＥＧＲバルブ５１、ＥＧＲクーラ５２に粒子状物質を含む異物が堆積し難くしている。その具体的な構成を以下に説明する。
【００１６】
ＥＧＲにおける異物の堆積を抑制する構成の一つとして、本例の内燃機関１では、排気経路４における触媒装置６とパティキュレートフィルタ７とを繋ぐ部分に屈曲部４０を設けている。本例の屈曲部４０は所定の曲率半径でＳ字状に曲げられた管路である。屈曲部４０を設けることで、図２に示すように、粒子状物質８Ａ，８Ｂに、曲げの外側に向かう遠心力が作用する。遠心力は質量に依存して大きくなるため、大粒径の粒子状物質８Ａには、小粒径の粒子状物質８Ｂよりも曲げの外側に寄せられ易い。この屈曲部４０の曲率半径としては、例えば３ｃｍ以上１０ｃｍ以下とすることが挙げられる。
【００１７】
ここで、屈曲部４０は、粒子状物質に遠心力を作用させ、曲げの外側に粒子状物質を寄せるために設けられるため、その機能を発揮できる形状であれば特に限定されない。例えば、屈曲部４０は螺旋状に形成されていても良い。
【００１８】
ＥＧＲにおける異物の堆積を抑制する構成の一つとして、本例の内燃機関１はさらに、屈曲部４０の曲げの内側にＥＧＲ通路５０を繋げている。屈曲部４０の曲げの内側にＥＧＲガス５ｇの入口５３を設けることで、図２に示すように、曲げの外側に寄せられた大粒径の粒子状物質８ＡはＥＧＲ通路５０に導入され難くなり、曲げの外側に寄せられ難い小粒径の粒子状物質８ＢがＥＧＲガス５ｇに含まれた状態になる。
【００１９】
≪効果≫
上述したように、ＥＧＲガス５ｇに大粒径の粒子状物質８Ａが含まれ難くなるので、ＥＧＲ通路５０などに異物が堆積し難くなる。また、ＥＧＲ通路５０に導入され、燃焼室２に送り込まれる粒子状物質８Ｂは微細であるため、燃焼室２で燃焼させ易い。そのため、異物の堆積に伴うエミッションの悪化や燃費の低下などの不具合を抑制できる。また、異物を除去する頻度を低減できるため、車両のメンテナンス性を向上させることができる。
【００２０】
一方、屈曲部４０によって曲げの外側に寄せられた大粒径の粒子状物質８Ａは、屈曲部４０を通過した後、パティキュレートフィルタ７に捕集される。そのため、本例の内燃機関１から大気に放出される排気ガスはクリーンで、環境に対する負荷は小さい。
【００２１】
また、本例の内燃機関１では、小粒径の粒子状物質８Ｂは主にＥＧＲ通路５０に導入され、パティキュレートフィルタ７には主に大粒径の粒子状物質８Ａが導入される。そのため、パティキュレートフィルタ７の通気孔径を大き目に設定することができる。パティキュレートフィルタ７の通気孔径を大きくすると、排気ガスの圧力損失が低減されるので、排気ガスの圧力損失に起因する内燃機関１のトルクの低下を抑えることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  内燃機関
２  燃焼室
３  吸気経路
４  排気経路  ４０  屈曲部
５  排気ガス再循環機構（ＥＧＲ）  ５ｇ  ＥＧＲガス
５０  ＥＧＲ通路  ５１  ＥＧＲバルブ  ５２  ＥＧＲクーラ  ５３  入口
６  触媒装置
７  パティキュレートフィルタ
８Ａ  大粒径の粒子状物質  ８Ｂ  小粒径の粒子状物質
【図１】
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【図２】
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