(57)【要約】【課題】各気筒への還流ガスの分配性を均一化して各気筒の相互間でのＥＧＲ率のばらつきを回避し、燃費の改善とＮＯx低減効果の向上を図り得るＥＧＲ装置を提供することを目的とする。【解決手段】排気側から抜き出した排気ガス４の一部を還流ガス４’としてＥＧＲライン５を介し吸気側に再循環するＥＧＲ装置に関し、吸気管６の途中に該吸気管６の長手方向の所定区間Ｌに亘り並設されてプレナム室１４を画成し且つ該プレナム室１４から前記吸気管６への連通部１５を長手方向複数箇所に開口した混合器１６を備え、該混合器１６を介して前記ＥＧＲライン５を前記吸気管６に対し接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気側から抜き出した排気ガスの一部を還流ガスとしてＥＧＲラインを介し吸気側に再循環するＥＧＲ装置であって、吸気管の途中に該吸気管の長手方向の所定区間に亘り並設されてプレナム室を画成し且つ該プレナム室から前記吸気管への連通部を長手方向複数箇所に開口した混合器を備え、該混合器を介して前記ＥＧＲラインを前記吸気管に対し接続したことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
吸気管の容積がエンジンの一気筒分の排気量と同等レベルになる吸気管の所定区間に亘り混合器を吸気管に並設したことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を還流ガスとして抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された還流ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を備えて排気ガス再循環を実施するようにしたものがある。
【０００３】
この際、エンジンに再循環する還流ガスを途中で冷却すると、該還流ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にＮＯxの発生を低減させることができるため、還流ガスを再循環する系路の途中には、シェルアンドチューブ型のＥＧＲクーラが装備されているのが一般的である。
【０００４】
図３は従来におけるＥＧＲ装置の一例を示すもので、図３中１はエンジン、２は該エンジン１の各気筒３から排出される排気ガス４を集める排気マニホールド、５は該排気マニホールド２から抜き出した排気ガス４の一部を還流ガス４’として吸気管６へと再循環せしめるＥＧＲライン、７は該ＥＧＲライン５の途中に装備されて前記還流ガス４’を冷却水との熱交換により水冷するＥＧＲクーラを示している。
【０００５】
前記ＥＧＲライン５は、前記排気マニホールド２における異なる位置から還流ガス４’を夫々抜き出してＥＧＲクーラ７に導く二系統のＥＧＲ分岐管８，９と、前記ＥＧＲクーラ７の出側で還流ガス４’を合流させてから開度調節可能なＥＧＲバルブ１０を介し吸気管６へ導くＥＧＲ合流管１１とにより構成されている。
【０００６】
即ち、ここに図示している例の場合には、エンジン１の各気筒３から異なるタイミングで排出される排気ガス４が排気干渉を起こさないよう排気期間が相互に離れた気筒３を二つのグループに分け、該各グループからの排気ガス４を二系統のＥＧＲ分岐管８，９により別個に還流ガス４’として抜き出してＥＧＲクーラ７に導くことにより、各系統の還流ガス４’を相互に排気干渉させることなく夫々の排気脈動を効果的に利用してＥＧＲクーラ７に導入し易くしている。
【０００７】
尚、図３中における符号１２は吸気管６内を流れる吸気を示し、該吸気１２に対し前記ＥＧＲ合流管１１からの還流ガス４’が混合されて吸気マニホールド１３を介しエンジン１の各気筒３へと導かれるようになっている。
【０００８】
また、このようなＥＧＲ装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−５５１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、斯かる従来構造においては、排気マニホールド２の入口近くの吸気管６にＥＧＲ合流管１１を単純に接続して一箇所から還流ガス４’を吸気１２に混合させるようにしていたため、排気脈動の影響を受けた還流ガス４’の排気パルスが断続的に吸気管６に導入されることで前記還流ガス４’に時間的な流量差が生じ、各気筒３への還流ガス４’の分配性が不均一となって各気筒３の相互間でＥＧＲ率がばらつき、一部の気筒３で燃焼性が悪化して燃費が悪くなったり、ＮＯx低減効果が少なくなったりする虞れがあった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、各気筒への還流ガスの分配性を均一化して各気筒の相互間でのＥＧＲ率のばらつきを回避し、燃費の改善とＮＯx低減効果の向上を図り得るＥＧＲ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】
【００１２】
本発明は、排気側から抜き出した排気ガスの一部を還流ガスとしてＥＧＲラインを介し吸気側に再循環するＥＧＲ装置であって、吸気管の途中に該吸気管の長手方向の所定区間に亘り並設されてプレナム室を画成し且つ該プレナム室から前記吸気管への連通部を長手方向複数箇所に開口した混合器を備え、該混合器を介して前記ＥＧＲラインを前記吸気管に対し接続したことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、排気側からＥＧＲラインを介して導かれた還流ガスが混合器のプレナム室に入ることで時間的な流量差や流速分布が均され、各連通部から一様な流量で還流ガスが吸気管へ分散して流れ込み、該吸気管の長手方向の所定区間に亘り還流ガスが満遍なく吸気に混合される。
【００１４】
この結果、排気脈動の影響による還流ガスの時間的な流量差が是正され、各気筒へ向かう還流ガスの分配性が均一化されて各気筒の相互間でのＥＧＲ率のばらつきが回避され、全ての気筒にＥＧＲ率が略等しい還流ガスと吸気との混合気が導入される結果、一部の気筒で燃焼性が悪化して燃費が悪くなったり、ＮＯx低減効果が少なくなったりする虞れがなくなる。
【００１５】
また、本発明を具体的に実施するにあたっては、吸気管の容積がエンジンの一気筒分の排気量と同等レベルになる吸気管の所定区間に亘り混合器を吸気管に並設することが好ましく、このようにすれば、各気筒からの還流ガスを排気干渉させないように再循環させている場合に還流ガスを連続的に満遍なく吸気に混合させることが可能となる。
【００１６】
即ち、各気筒からの還流ガスを排気干渉させないように再循環させている場合においては、吸気管の容積がエンジンの一気筒分の排気量と同等レベルになる吸気管の所定区間を吸気が流れる間に何れかの気筒から還流ガスの排気パルスが混合器に入ることになるため、この際に当該区間の複数の連通部から還流ガスを分散させて導入させるようにすれば、連続したサイクルでも途切れることなく還流ガスが吸気に混合されることになる。
【発明の効果】
【００１７】
上記した本発明のＥＧＲ装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、排気脈動の影響による還流ガスの時間的な流量差を是正し、各気筒へ向かう還流ガスの分配性を均一化して各気筒の相互間でのＥＧＲ率のばらつきを回避することができ、これにより燃費の改善とＮＯx低減効果の向上を図ることができる。
【００１９】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、各気筒からの還流ガスを排気干渉させないように再循環させている場合に還流ガスを連続的に満遍なく吸気に混合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】各気筒からの還流ガスの排気パルスについて説明するグラフである。
【図３】従来例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
図１に示す如く、本形態例においては、前述した図３の従来例と略同様に、排気マニホールド２における異なる位置から相互に排気干渉させないように還流ガス４’を夫々抜き出してＥＧＲクーラ７に導く二系統のＥＧＲ分岐管８，９と、前記ＥＧＲクーラ７の出側で還流ガス４’を合流させてから開度調節可能なＥＧＲバルブ１０を介し吸気管６（吸気系路）に導くＥＧＲ合流管１１とによりＥＧＲライン５を構成したＥＧＲ装置に関し、排気マニホールド２の入口近くの吸気管６に該吸気管６の長手方向の所定区間Ｌに亘り並設されてプレナム室１４を画成し且つ該プレナム室１４から前記吸気管６への連通部１５を長手方向複数箇所に開口した混合器１６を備え、該混合器１６の長手方向の一端部に前記ＥＧＲラインを成すＥＧＲ合流管１１を接続するようにしており、特に本形態例における前記混合器１６を並設する吸気管６の区間Ｌは、該吸気管６の容積がエンジン１の一気筒分の排気量と同等レベルになるような範囲に決められている。
【００２４】
而して、このようにすれば、排気側からＥＧＲライン５を介して導かれた還流ガス４’が混合器１６のプレナム室１４に入ることで時間的な流量差や流速分布が均され、各連通部１５から一様な流量で還流ガス４’が吸気管６へ分散して流れ込み、該吸気管６の長手方向の所定区間Ｌに亘り還流ガス４’が満遍なく吸気１２に混合される。
【００２５】
この結果、排気脈動の影響による還流ガス４’の時間的な流量差が是正され、各気筒３へ向かう還流ガス４’の分配性が均一化されて各気筒３の相互間でのＥＧＲ率のばらつきが回避され、全ての気筒３にＥＧＲ率が略等しい還流ガス４’と吸気１２との混合気が導入される結果、一部の気筒３で燃焼性が悪化して燃費が悪くなったり、ＮＯx低減効果が少なくなったりする虞れがなくなる。
【００２６】
特に本形態例においては、吸気管６の容積がエンジン１の一気筒分の排気量と同等レベルになる吸気管６の所定区間Ｌに亘り混合器１６を吸気管６に並設しているので、各気筒３からの還流ガス４’を排気干渉させないように再循環させている場合に還流ガス４’を連続的に満遍なく吸気１２に混合させることが可能となる。
【００２７】
即ち、直列６気筒のエンジン１で各気筒３からの還流ガス４’を排気干渉させないように再循環させている場合には、図２にグラフで示す如く、クランク角１２０°ごとに排気行程にある何れかの気筒３から還流ガス４’の排気パルスが混合器１６に導かれることになるが、かたや吸気１２の方もクランク角１２０°ごとに吸気行程にある何れかの気筒３に一気筒分ずつ吸い込まれて吸気管６内を進むことになる。
【００２８】
このため、吸気管６の容積がエンジン１の一気筒分の排気量と同等レベルになる吸気管６の所定区間Ｌを吸気１２が流れる間に何れかの気筒３から還流ガス４’の排気パルスが混合器１６に入ることになるため、この際に当該区間Ｌの複数の連通部１５から還流ガス４’を分散させて導入させるようにすれば、連続したサイクルでも途切れることなく還流ガス４’が吸気１２に混合されることになる。
【００２９】
ただし、還流ガス４’をＥＧＲクーラ７に導く二系統のＥＧＲ分岐管８，９が、排気干渉を回避することよりもエンジンルームへの搭載性の改善を優先して大きな距離差を有している場合には、必ずしもクランク角１２０°ごとに還流ガス４’の排気パルスが混合器１６に導かれないケースも考えられるが、そのような場合には、還流ガス４’の吸気１２への混合が途切れないよう混合器１６を更に長い区間に亘って吸気管６に並設すれば良い。
【００３０】
従って、上記形態例によれば、排気側からＥＧＲライン５を介して導かれた還流ガス４’を混合器１６のプレナム室１４に入れることで時間的な流量差や流速分布を均し、各連通部１５から一様な流量で還流ガス４’を吸気管６へ分散して導入し、該吸気管６の長手方向の所定区間Ｌに亘り還流ガス４’を満遍なく吸気１２に混合させることができるので、排気脈動の影響による還流ガス４’の時間的な流量差を是正し、各気筒３へ向かう還流ガス４’の分配性を均一化して各気筒３の相互間でのＥＧＲ率のばらつきを回避することができ、これにより燃費の改善とＮＯx低減効果の向上を図ることができる。
【００３１】
尚、本発明のＥＧＲ装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、還流ガスを排気側から一系統で抜き出すようにしたものであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１      エンジン
２      排気マニホールド
４      排気ガス
４’    還流ガス
５      ＥＧＲライン
６      吸気管
１４    プレナム室
１５    連通部
１６    混合器
Ｌ      区間
【図１】
2018003597.tif 000003
【図２】
2018003597.tif 000004
【図３】
2018003597.tif 000005