(57)【要約】  【課題】エンジンを小型化することができるディーゼルエンジンを提供する。  【解決手段】ＥＧＲガス還流通路３にＥＧＲ弁４が設けられ、排気経路１に排気ガス分流器５が設けられ、排気ガス分流器５で排気ガス６が粒子状物質の濃度が異なるＰＭ高濃度ガス７とＰＭ低濃度ガス８とに分流され、ＰＭ高濃度ガス７がＥＧＲガス９として用いられ、ＥＧＲ弁４がＥＧＲ弁アクチュエータ１０の作動に基づいて開閉駆動され、ＥＧＲ弁アクチュエータ１０がエンジン運転状態検出手段１０ａで検出されたエンジン運転状態に対応して作動し、ＥＧＲ弁４の開閉状態と吸排気の差圧とに基づいて、排気経路１から吸気経路２へのＥＧＲガス９の還流が停止され、或いは、ＥＧＲガス９の還流がなされるようにし、低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス９の還流が停止され、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス９の還流がなされるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気経路(１)と吸気経路(２)との間にＥＧＲガス還流通路(３)が設けられ、このＥＧＲガス還流通路(３)にＥＧＲ弁(４)が設けられ、
排気経路(１)に排気ガス分流器(５)が設けられ、排気ガス分流器(５)で排気ガス(６)が粒子状物質の濃度が異なるＰＭ高濃度ガス(７)とＰＭ低濃度ガス(８)とに分流され、ＰＭ高濃度ガス(７)がＥＧＲガス(９)として用いられ、
ＥＧＲ弁(４)がＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の作動に基づいて開閉駆動され、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)がエンジン運転状態検出手段(１０ａ)で検出されたエンジン運転状態に対応して作動し、ＥＧＲ弁(４)の開閉状態と吸排気の差圧とに基づいて、排気経路(１)から吸気経路(２)へのＥＧＲガス(９)の還流が停止され、或いは、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにし、
低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンにおいて、
少なくとも、エンジン最高回転速度の３０％未満で全負荷の３０％未満の低速低負荷運転領域(１１)では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、エンジン最高回転速度の７０％以上で全負荷の７０％以上の高速高負荷運転領域(１２)では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流器(５)内に螺旋形の排気ガス分流旋回通路(１３)が設けられ、この排気ガス分流旋回通路(１３)で排気ガス(６)がそれ自身のエネルギーによって旋回するようにし、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端にＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が形成され、排気ガス分流旋回通路(１３)に囲まれた排気ガス分流器(５)の中心部にＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)が形成され、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が吸気経路(２)側に連通されるようにし、ＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)の空間出口(１５ａ)が大気放出経路(１６)側に連通されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項４】
請求項３に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)との間に、粒子状物質の通過を抑制する筒形のＰＭフィルタ(１７)が介在している、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項５】
請求項４に記載したディーゼルエンジンにおいて、
ＰＭフィルタ(１７)が、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端側に近づくにつれて次第に径が大きくなる円錐台形に形成されることにより、排気ガス分流旋回通路(１３)の通路断面積が、その終端に近づくにつれて次第に小さくなるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載したディーゼルエンジンにおいて、
ＰＭフィルタ(１７)の周面に、周方向に所定間隔を保持して、母線方向に長いガス通過口(１８)が複数本並べて設けられ、
排気ガス(６)の旋回方向の上手側、下手側を、それぞれガス旋回上手側、ガス旋回下手側として、
排気ガス分流旋回通路(１３)からガス通過口(１８)への粒子状物質の進入を抑制するＰＭ進入抑制フィン(１９)が、各ガス通過口(１８)のガス旋回上手側縁部(１８ａ)から排気ガス分流旋回通路(１３)のガス旋回下手側に向けて突出している、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流器(５)の内周面に螺旋形の排気ガス分流旋回案内壁(２０)が設けられ、この排気ガス分流旋回案内壁(２０)の表面に沿って排気ガス分流旋回通路(１３)が形成され、排気ガス分旋回案内壁(２０)の内周面(２０ａ)がＰＭフィルタ(１７)の外周面に密着している、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項８】
請求項３から請求項７のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)の下流にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられ、このＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)でＰＭ高濃度ガス(７)がそれ自身のエネルギーによって旋回するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項９】
請求項８に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流器(５)の端部にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられ、排気ガス分流旋回通路(１３)の周端部とＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)との間に仕切り壁(２２)が介在し、仕切り壁(２２)にＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が形成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１０】
請求項９に記載したディーゼルエンジンにおいて、
仕切り壁(２２)がＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)の径方向に沿って張り渡され、この仕切り壁(２２)に、周方向に所定間隔を保持して、径方向に長いＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が複数本放射状に並べて設けられ、
ＰＭ高濃度ガス(６)の旋回方向の上手側、下手側を、それぞれガス旋回上手側、ガス旋回下手側として、
ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)からＰＭ高濃度ガス流出口(１４)への粒子状物質の逆流を抑制するＰＭ逆流抑制フィン(２３)が、各ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)のガス旋回上手側縁部(１４ａ)からＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)のガス旋回下手側に向けて突出している、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流器(５)は、排気ガス分流旋回通路(１３)を備えた本体ケース(２４)と、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)を備えた付属ケース(２５)とを備え、仕切り壁(２２)が付属ケース(２５)に取り付けられ、付属ケース(２５)が本体ケース(２４)に取り付けられ、仕切り壁(２２)の周縁部(２２ａ)が本体ケース(２４)と付属ケース(２５)との間にガスケットとして挟み付けられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１２】
請求項１１に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)との間に、粒子状物質の通過を抑制する筒形のＰＭフィルタ(１７)が介在し、
このＰＭフィルタ(１７)と仕切り壁(２２)とが付属ケース(２５)に取り外し可能に取り付けられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１３】
請求項３から請求項１２のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス分流旋回通路(１３)の上流に螺旋形の排気ガス旋回助走通路(２６)が設けられている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１４】
請求項１３に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気ガス旋回助走通路(２６)に囲まれた排気ガス分流器(５)の中心部にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)が設けられ、ＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)の空間出口(１５ａ)にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路入口(２７ａ)が連通し、ＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路出口(２７ｂ)が、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)とは反対側の排気ガス分流器(５)の端部で開口されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気エネルギーで駆動される過給機(２８)で吸気通路(２)内に過給が行なわれ、ＥＧＲ弁(４)の駆動にニューマチック式のＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)が用いられ、このＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)に過給圧伝達通路(３０)を介して吸気経路(２)が連携され、この吸気経路(２)内の過給圧が高くなるにつれてＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(２９)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(３１)でＥＧＲ弁(４)の閉弁状態が維持され、弁作動圧室(２９)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(２９)の弁作動圧でＥＧＲ弁(４)が開弁されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１６】
請求項１５に記載したディーゼルエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(３０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３２)が設けられ、
エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気経路(２)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３２)が閉弁して、閉弁付勢手段(３１)でＥＧＲ弁(４)の閉弁状態が維持され、
エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３２)が開弁可能となり、吸気経路(２)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(４)の開閉が行われるようにした、ことを特徴とディーゼルエンジン。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載したディーゼルエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(３０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(３３)が設けられることにより、この抵抗体(３３)で吸気経路(２)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(４)の開閉作動の追従性が低下するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１８】
請求項１７に記載したディーゼルエンジンにおいて、
抵抗体(３３)が細管(３４)で構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項１９】
請求項１５から請求項１８のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(３０)に過給圧伝達室(３５)が設けられ、この過給圧伝達室(２５)内がダイヤフラム(３６)で区画され、相互に不通の上流室(３７)と下流室(３８)とが形成され、上流室(３７)が吸気経路(２)内に連通し、下流室(３８)がＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)側の通路に連通可能とされることにより、
吸気経路(２)内の過給圧の変動が、上流室(３７)からダイヤフラム(３６)を介して下流室(３８)に伝達され、下流室(３８)から弁作動圧室(２９)に伝達されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載したディーゼルエンジンにおいて、
粒子状物質を捕捉し、粒子状物質を燃焼除去して再生する、ディーゼル・パティキュレート・フィルタを用いることなく、ＰＭ低濃度ガス(８)が大気に排出されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、粒子状物質の処理を行うことができるディーゼルエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のディーゼルエンジンとして、粒子状物質の捕捉をディーゼル・パティキュレート・フィルタで行うものがある (例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
しかし、この従来の技術では、粒子状物質の捕捉をディーゼル・パティキュレート・フィルタのみで行うため、問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７１０３５号公報(図１参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  エンジンが大型化する。
粒子状物質の捕捉をディーゼル・パティキュレート・フィルタ(以下、「ＤＰＦ」)のみで行うため、粒子状物質を焼却処理してＤＰＦを再生するまで、捕捉した多量の粒子状物質をＤＰＦ上に保存しておく必要があり、大型のＤＰＦが必要となり、エンジンが大型化する。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することができるディーゼルエンジン、すなわち、エンジンを小型化することができる、ディーゼルエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、排気経路(１)と吸気経路(２)との間にＥＧＲガス還流通路(３)が設けられ、このＥＧＲガス還流通路(３)にＥＧＲ弁(４)が設けられ、
排気経路(１)に排気ガス分流器(５)が設けられ、排気ガス分流器(５)で排気ガス(６)が粒子状物質の濃度が異なるＰＭ高濃度ガス(７)とＰＭ低濃度ガス(８)とに分流され、ＰＭ高濃度ガス(７)がＥＧＲガス(９)として用いられ、
ＥＧＲ弁(４)がＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の作動に基づいて開閉駆動され、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)がエンジン運転状態検出手段(１０ａ)で検出されたエンジン運転状態に対応して作動し、ＥＧＲ弁(４)の開閉状態と吸排気の差圧とに基づいて、排気経路(１)から吸気経路(２)へのＥＧＲガス(９)の還流が停止され、或いは、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにし、
図３に例示するように、低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１または請求項２に係る発明）
《効果》  エンジンを小型化することができる。
図１に例示するように、ＰＭ高濃度ガス(７)がＥＧＲガス(９)として用いられるので、ＰＭ高濃度ガス(７)中に含まれる粒子状物質がエンジン運転中に燃焼室(３９)の燃焼熱で焼却処理される。このため、ＤＰＦに代えて排気ガス分流器(５)を用いることより、ＤＰＦを無くすことができる。或いは、ＤＰＦと排気ガス分流器(５)とを併用することにより、ＤＰＦを小型化することができる。
排気ガス分流器(５)は、多くの粒子状物質を保存しておく必要がないため、ＤＰＦよりも小型化することができ、ＤＰＦに代えて排気ガス分流器(５)を用いる場合、ＤＰＦと排気ガス分流器(５)とを併用する場合のいずれの場合も、エンジンを小型化することができる。
【０００９】
《効果》  粒子状物質が速やかに焼却される。
図１に例示するように、ＰＭ高濃度ガス(７)がＥＧＲガス(９)として用いられ図３に例示するように、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにしたので、燃焼室(３９)の燃焼温度が高い高速高負荷側の運転領域で、ＰＭ高濃度ガス(７)が燃焼室(３９)に流入し、粒子状物質が速やかに焼却される。
【００１０】
《効果》  ＮＯｘの低減機能が高い。
図３に例示するように、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにしたので、燃焼室(３９)の燃焼温度が高く、ＮＯｘの発生率が高い高速高負荷側の運転領域で、ＥＧＲガス(９)の還流がなされ、ＮＯｘの低減機能が高い。
【００１１】
《効果》  エンジン回転のハンチングを抑制することができる。
図３に例示するように、低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止されるので、燃焼が不安定になりやすい低速低負荷側の運転領域で燃焼を安定化させることができ、エンジン回転のハンチングを抑制することができる。
【００１２】
（請求項３に係る発明）
請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  簡単な構造で、遠心力による排気ガスのガス分流を行うことができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流器(５)内に螺旋形の排気ガス分流旋回通路(１３)が設けられ、この排気ガス分流旋回通路(１３)で排気ガス(６)がそれ自身のエネルギーによって旋回するようにしたので、比重の大きい粒子状物質と比重の小さいガス成分とは、その遠心力差に基づいて分離され、粒子状物質は排気ガス分流旋回通路(１３)の外周寄りに集まりやすく、ＰＭ高濃度ガス(７)が排気ガス分流旋回通路(１３)の終端のＰＭ高濃度ガス流出口(１４)から流出し、ＰＭ低濃度ガス(８)が排気ガス分流旋回通路(１３)の内周側にあるＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)に流入する。このため、簡単な構造で、遠心力による排気ガス(６)のガス分流を行うことができる。
【００１３】
（請求項４に係る発明）
請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＰＭ高濃度ガスにより多くの粒子状物質を偏在させることができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)との間に、粒子状物質の通過を抑制する筒形のＰＭフィルタ(１７)が介在しているので、排気ガス分流旋回通路(１３)からＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)への粒子状物質の進入がＰＭフィルタ(１７)で抑制され、ＰＭ高濃度ガス(７)により多くの粒子状物質を偏在させることができる。
【００１４】
（請求項５に係る発明）
請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流通路の終端部まで遠心力による高いガス分流機能が得られる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流旋回通路(１３)の通路断面積が、その終端に近づくにつれて次第に小さくなるようにしたので、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端に近づくにつれて排気ガス(６)の流量が減少するのに合わせて、排気ガス分流旋回通路(１３)の通路断面積が次第に小さくなり、排気ガス(６)の流速低下が抑制される。このため、排気ガス分流通路(１３)の終端部まで遠心力による高いガス分流機能が得られる。
【００１５】
（請求項６に係る発明）
請求項４または請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＰＭフィルタによる背圧の上昇が抑制される。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ＰＭフィルタ(１７)の周面に、周方向に所定間隔を保持して、母線方向に長いガス通過口(１８)が複数本並べて設けられているので、ガス通路口(１８)の総開口面積を比較的広く形成することができる。このため、ＰＭフィルタ(１７)による背圧の上昇が抑制される。
【００１６】
《効果》  簡単な構造のＰＭ進入抑制フィンで、ガス通過口への粒子状物質の進入を抑制することができる。
図６(Ｃ)に例示するように、排気ガス分流旋回通路(１３)からガス通過口(１８)への粒子状物質の進入を抑制するＰＭ進入抑制フィン(１９)が、各ガス通過口(１８)のガス旋回上手側縁部(１８ａ)から排気ガス分流旋回通路(１３)のガス旋回下手側に向けて突出しているので、ＰＭ進入抑制フィン(１９)に沿って流れる排気ガス(６)中の粒子状物質が、ＰＭ進入抑制フィン(１９)で排気ガス分流旋回通路(１３)の外周に向けて案内される。一方、ガス成分は比重が小さいため、ＰＭ進入抑制フィン(１９)があっても、ＰＭ進入抑制フィン(１９)を迂回して、各ガス通過口(１８)にスムーズに引き込まれる。このため、簡単な構造のＰＭ進入抑制フィン(１９)で、ガス通過口(１８)への粒子状物質の進入を抑制することができる。
【００１７】
（請求項７に係る発明）
請求項４から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流旋回通路のガス分流機能が高い。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流器(５)の内周面に螺旋形の排気ガス分流旋回案内壁(２０)が設けられ、この排気ガス分流旋回案内壁(２０)の表面に沿って排気ガス分流旋回通路(１３)が形成され、排気ガス分旋回案内壁(２０)の内周面(２０ａ)がＰＭフィルタ(１７)の外周面に密着しているので、排気ガス分旋回案内壁(２０)の内周面とＰＭフィルタ(１７)の外周面の間からの排気ガス(６)の漏れを抑制することができる。このため、排気ガス分流旋回通路(１３)での排気ガス(６)の短絡が抑制され、排気ガス(６)が乱れることなくスムーズに旋回し、排気ガス分流旋回通路(１３)のガス分流機能が高い。
【００１８】
（請求項８に係る発明）
請求項３から請求項７のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流旋回通路への粒子状物質の逆流が起こりにくい。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)の下流にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられているので、ＥＧＲガス(９)の還流停止中は、ＰＭ高濃度ガス(７)中の粒子状物質はＰＭ高濃度ガス(７)とともにＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)内を旋回し続け、排気ガス分流旋回通路(１３)に逆流しにくい。このため、排気ガス分流旋回通路(１３)への粒子状物質の逆流が起こりにくい。。
【００１９】
《効果》  簡単な構造により、ＰＭ高濃度ガス旋回室で粒子状物質を一時保存することができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)でＰＭ高濃度ガス(７)がそれ自身のエネルギーによって旋回するようにしたので、ＰＭ高濃度ガス(７)を旋回させるための特別な駆動源も必要なく、簡単な構造により、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)で粒子状物質を一時保存することができる。
【００２０】
（請求項９に係る発明）
請求項８に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流器内で排気ガス分流旋回通路とＰＭ高濃度ガス旋回室とをコンパクトに近接配置することができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流器(５)の端部にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられ、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端部とＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)との間に仕切り壁(２２)が介在し、仕切り壁(２２)にＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が形成されているので、排気ガス分流器(５)内で排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)とをコンパクトに近接配置することができる。
【００２１】
（請求項１０に係る発明）
請求項９に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  仕切り板による背圧の上昇が抑制される。
図７(Ａ)に例示するように、仕切り壁(２２)がＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)の径方向に沿って張り渡され、この仕切り壁(２２)に、周方向に所定間隔を保持して、径方向に長いＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が複数本放射状に並べて設けられているので、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)の総開口面積を比較的広く形成することができる。このため、仕切り壁(２２)による背圧の上昇が抑制される。
【００２２】
《効果》  簡単な構造のＰＭ逆流抑制フィンにより、ＰＭ高濃度ガス流出口への粒子状物質の逆流を抑制することができる。
図７(Ｂ)に例示するように、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)からＰＭ高濃度ガス流出口(１４)への粒子状物質の逆流を抑制するＰＭ逆流抑制フィン(２３)が、各ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)のガス旋回上手側縁部(１４ａ)からＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)のガス旋回下手側に向けて突出しているので、ＰＭ逆流抑制フィン(２３)に沿って流れるＰＭ高濃度ガス(７)中の粒子状物質は、ＰＭ逆流抑制フィン(２３)でＰＭ高濃度ガス流出口(１４)から遠ざかる方向に向けて案内される。このため、簡単な構造のＰＭ逆流抑制フィン(２３)により、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)への粒子状物質の逆流を抑制することができる。
【００２３】
（請求項１１に係る発明）
請求項９または請求項１０に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  付属ケースの組み付けを簡単に行うことができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流器(５)は、排気ガス分流旋回通路(１３)を備えた本体ケース(２４)と、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)を備えた付属ケース(２５)とを備え、仕切り壁(２２)が付属ケース(２５)に取り付けられ、付属ケース(２５)が本体ケース(２４)に取り付けられ、仕切り壁(２２)の周縁部(２２ａ)が本体ケース(２４)と付属ケース(２５)との間にガスケットとして挟み付けられているので、専用のガスケットの組み付けが不要になり、付属ケース(２５)の組み付けを簡単に行うことができる。
【００２４】
（請求項１２に係る発明）
請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流旋回通路等の清掃、ＰＭフィルタの交換を簡単に行うことができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ＰＭフィルタ(１７)と仕切り壁(２２)とが付属ケース(２５)に取り外し可能に取り付けられているので、本体ケース(２４)から付属ケース(２５)を取り外し、付属ケース(２５)から仕切り壁(２２)とＰＭフィルタ(１７)とを取り外すことにより、排気ガス分流旋回通路(１３)、ＰＭフィルタ(１７)、仕切り壁(２２)、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)の清掃、ＰＭフィルタ(１７)の交換を簡単に行うことができる。
【００２５】
（請求項１３に係る発明）
請求項３から請求項１２のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス分流通路の始端部から遠心力による高いガス分流機能が得られる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス分流旋回通路(１３)の上流に螺旋形の排気ガス旋回助走通路(２６)が設けられているので、排気ガス分流旋回通路(１３)の始端部から排気ガス(６)が乱れることなく、スムーズに旋回する。このため、排気ガス分流通路(１３)の始端部から遠心力による高いガス分流機能が得られる。
【００２６】
（請求項１４に係る発明）
請求項１３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気ガス助走旋回通路等を排気ガス分流器内でコンパクトに近接配置することができる。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に例示するように、排気ガス旋回助走通路(２６)に囲まれた排気ガス分流器(５)の中心部にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)が設けられ、ＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)の空間出口(１５ａ)にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路入口(２７ａ)が連通し、ＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路出口(２７ｂ)が、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)とは反対側の排気ガス分流器(５)の端部で開口されているので、排気ガス助走旋回通路(２６)とＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)と排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)とを、排気ガス分流器(５)内でコンパクトに近接配置することができる。
【００２７】
（請求項１５に係る発明）
請求項１から請求項１４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ弁アクチュエータの電子制御が不要になる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、排気エネルギーで駆動される過給機(２８)で吸気通路(２)内に過給が行なわれ、ＥＧＲ弁(４)の駆動にニューマチック式のＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)が用いられるので、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の電子制御が不要になる。
【００２８】
（請求項１６に係る発明）
請求項１５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンの始動性が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、過給圧伝達通路(３０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３２)が設けられ、エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気経路(２)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３２)が閉弁して、閉弁付勢手段(３１)でＥＧＲ弁(４)の閉弁状態が維持されるので、冷間始動時には吸気にＥＧＲガス(９)が還流されず、エンジンの始動性が高まる。
【００２９】
（請求項１７に係る発明）
請求項１５または請求項１６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン回転のハンチングを抑制することができる。
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、過給圧伝達通路(３０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(３３)が設けられることにより、この抵抗体(３３)で吸気経路(２)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(４)の開閉作動の追従性が低下するようにしたので、過給圧の脈動が起こっても、これにＥＧＲ弁(４)の開閉作動が過敏に追従しない。過給圧の脈動にＥＧＲ弁の開閉作動が過敏に追従すると、短時間中にＥＧＲガスの還流と停止が頻繁に繰り返され、過給圧の脈動が増幅され、エンジン回転がハンチングする不具合があるが、本発明では、ＥＧＲ弁(４)の開閉作動が過敏に追従しないようにして、エンジン回転のハンチングを抑制することができる。
【００３０】
（請求項１８に係る発明）
請求項１７に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  絞り抵抗の大きさを容易に調節することができる。
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、抵抗体(２１)が細管(２２)で構成されているので、細管(２２)の内径と長さの設定によって絞り抵抗の大きさを容易に調節することができる。
【００３１】
（請求項１９に係る発明）
請求項１５から請求項１８のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ弁アクチュエータの機能低下を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気経路(２)内の過給圧の変動が、上流室(３７)からダイヤフラム(３６)を介して下流室(３８)に伝達され、下流室(３８)から弁作動圧室(２９)に伝達されるようにしたので、吸気に進入した粒子状物質が、ダイヤフラム(２６)で遮られ、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)側の通路に接近することがない。このため、粒子状物質の詰まりによるＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の機能低下を抑制することができる。
【００３２】
《効果》  過給圧伝達通路の導出位置設定の自由度が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気に進入した粒子状物質がダイヤフラム(３６)で遮られ、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)側の通路に接近することがないので、吸気経路(２)からの過給圧伝達通路(３０)の導出位置を粒子状物質が進入しにくい位置に設定しなければならないという制約がなくなり、過給圧伝達通路(３０)の導出位置設定の自由度が高まる。
【００３３】
（請求項２０に係る発明）
請求項１から請求項１９のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型化することができる。
図１に例示するように、粒子状物質を捕捉し、粒子状物質を燃焼除去して再生する、ＤＰＦを用いることなく、ＰＭ低濃度ガス(８)が大気に排出されるようにしたので、ＤＰＦを無くすことができ、エンジンを小型化することができる。
【００３４】
《効果》  エンジンの製造コストを安くすることができる。
図１に例示するように、ＤＰＦを無くすことができ、ＤＰＦの再生に必要なバーナー、ヒータ等の粒子状物質焼却装置や、コモンレールによるポスト噴射が不要となり、エンジンの製造コストを安くすることができる。
【００３５】
《効果》  粒子状物質中の灰分の清掃を必要としない。
図１に例示するように、ＤＰＦを無くすことができ、ＤＰＦ再生後もＤＰＦに残留する粒子状物質の灰分の清掃を必要としない。燃焼室(３９)でも焼却されない粒子状物質中の灰分は、燃焼室(３９)からブローバイガスとともにクランクケース内に排出され、オイルフィルタ(６０)やブリーザ室(６１)で捕捉される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図１２は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態では、立形水冷の４サイクル直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００３７】
本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図１０に示すように、このディーゼルエンジンは、シリンダブロック(４０)の上部にシリンダヘッド(４１)が組み付けられ、シリンダヘッド(４１)の上部にヘッドカバー(４２)が組み付けられ、シリンダブロック(４１)の前部にポンプケース(４３)が組み付けられ、シリンダブロック(４１)の後部にフライホイルハウジング(４４)が組み付けられ、シリンダブロック(４１)の下部にオイルパン(４５)が組み付けられている。ポンプケース(４３)の前部にはエンジン冷却ファン(４６)が配置されている。図１１に示すように、シリンダヘッド(４１)の一側には吸気分配通路壁(４７)が組み付けられ、他側には排気合流通路壁(４８)が組み付けられている。吸気分配通路壁(４７)は、吸気マニホルドとしての機能を果たすものであるが、枝管のない箱形構造であるため、吸気分配通路壁と称することにする。排気合流通路壁(４８)は、排気マニホルドのことであるが、吸気分配通路壁と表現を合わせるため、排気合流通路壁と称することにする。
【００３８】
主要部の概要は、次の通りである。
図１に示すように、排気経路(１)と吸気経路(２)との間にＥＧＲガス還流通路(３)が設けられ、このＥＧＲガス還流通路(３)にＥＧＲ弁(４)が設けられている。排気経路(１)に排気ガス分流器(５)が設けられ、排気ガス分流器(５)で排気ガス(６)が粒子状物質の濃度が異なるＰＭ高濃度ガス(７)とＰＭ低濃度ガス(８)とに分流され、ＰＭ高濃度ガス(７)がＥＧＲガス(９)として用いられる。
ＥＧＲ弁(４)がＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の作動に基づいて開閉駆動され、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)がエンジン運転状態検出手段(１０ａ)で検出されたエンジン運転状態に対応して作動し、ＥＧＲ弁(４)の開閉状態と吸排気の差圧とに基づいて、排気経路(１)から吸気経路(２)へのＥＧＲガス(９)の還流が停止され、或いは、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにしている。
図３に示すように、低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにしている。
【００３９】
排気経路と吸気経路とＥＧＲガス還流通路の構成は、次の通りである。
図１に示すように、排気経路(１)は、排気合流通路壁(４８)の内部通路と過給機(２８)の排気タービン(４９)と大気開放経路(１６)とを備え、大気開放経路(１６)には排気マフラ(５０)を備えている。吸気経路(２)は、エアクリーナ(５１)と過給機(２８)のコンプレッサ(５２)と過給パイプ(５３)と吸気分配通路壁(４７)の内部通路とを備えている。ＥＧＲガス還流通路(３)は、ＥＧＲガス通路(５４)とＥＧＲクーラ(５５)とＥＧＲ弁ケース(５６)と逆止弁ケース(５７)とを備えている。排気ガス分流器(５)は、排気タービン(４９)の排気出口に取り付けられ、この排気ガス分流器(５)から大気放出経路(１６)とＥＧＲガス通路(５４)とが導出されている。
【００４０】
図１０から図１２に示すように、ＥＧＲガス通路(５４)は、シリンダヘッド(４１)外の外部配管(５８)と、これに続くシリンダヘッド(４１)内の内部通路(図外)とからなり、その終端はＥＧＲクーラ(５５)のクーラ入口に接続されている。図１２に示すように、クランク軸(６３)の架設方向と平行な向きに見て、ＥＧＲガス通路(５４)の外部配管(５８)の一部はエンジン冷却ファン(４６)とオーバーラップし、ＥＧＲガス通路(５４)の外部配管(５８)を通過するＥＧＲガス(９)が、ＥＧＲクーラ(５５)で水冷される前に空冷されるようになっている。
【００４１】
図１に示すように、ＥＧＲクーラ(５５)のクーラ出口にはＥＧＲ弁ケース(５６)のケース入口が接続され、ＥＧＲ弁ケース(５６)のケース出口は逆止弁ケース(５７)を介して吸気分配通路壁(４７)の内部通路と連通させている。逆止弁ケース(５７)内には逆止弁が配置され、吸気分配通路壁(４７)の内部通路からＥＧＲ弁ケース(５６)へのＥＧＲガス(９)の逆流や、吸気の流入を防止する。
【００４２】
エンジン運転状態とＥＧＲガスの還流と停止の関係は、次の通りである。
図３に示すように、横軸にエンジン回転速度、縦軸に負荷をとったグラフ上にＥＧＲガス(９)の還流境界線(５９)を描いた場合、この還流境界線(５９)の下側にある低速低負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、還流境界線(５９)の上側にある高速高負荷側の運転領域では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされる。この還流境界線(５９)は、ＥＧＲ弁(４)の開閉状態と吸排気の差圧とに基づいて定まる。低速低負荷側の運転領域でのエンジン回転のハンチングを抑制し、高速高負荷側の運転領域での粒子状物質が速やかに焼却とＮＯｘの低減機能を確保するため、少なくとも、エンジン最高回転速度の３０％未満で全負荷の３０％未満の低速低負荷運転領域(１１)では、ＥＧＲガス(９)の還流が停止され、エンジン最高回転速度の７０％以上で全負荷の７０％以上の高速高負荷運転領域(１２)では、ＥＧＲガス(９)の還流がなされるようにするのが望ましい。
【００４３】
排気ガス分流器の構成は、次の通りである。
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流器(５)内に螺旋形の排気ガス分流旋回通路(１３)が設けられ、この排気ガス分流旋回通路(１３)で排気ガス(６)がそれ自身のエネルギー(膨張エネルギー)によって旋回するようにし、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端にＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が形成され、排気ガス分流旋回通路(１３)に囲まれた排気ガス分流器(５)の中心部にＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)が形成され、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が吸気経路(２)側に連通されるようにし、ＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)の空間出口(１５ａ)が大気放出経路(１６)側に連通されるようにしている。
【００４４】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)との間に、粒子状物質の通過を抑制する筒形のＰＭフィルタ(１７)が介在している。
ＰＭフィルタ(１７)が、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端側に近づくにつれて次第に径が大きくなる円錐台形に形成されることにより、排気ガス分流旋回通路(１３)の通路断面積が、その終端に近づくにつれて次第に小さくなるようにしている。
【００４５】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、ＰＭフィルタ(１７)の周面に、周方向に所定間隔を保持して、母線方向に長いガス通過口(１８)が複数本並べて設けられている。
図６(Ｃ)に例示するように、排気ガス(６)の旋回方向の上手側、下手側を、それぞれガス旋回上手側、ガス旋回下手側として、排気ガス分流旋回通路(１３)からガス通過口(１８)への粒子状物質の進入を抑制するＰＭ進入抑制フィン(１９)が、各ガス通過口(１８)のガス旋回上手側縁部(１８ａ)から排気ガス分流旋回通路(１３)のガス旋回下手側に向けて突出している。
図６(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、ＰＭフィルタ(１７)は金属製で、ＰＭ進入抑制フィン(１９)の内面に沿って周方向に架設された複数のリブ(６２)で補強されている。図６(Ｃ)に示すように、リブ(６２)は隣合うガス通過口(１８)(１８)の間にあるガス通過口間壁(１７ａ)とＰＭ進入抑制フィン(１９)との間に架設されている。ガス通過口間壁(１７ａ)はＰＭフィルタ(１７)の中心軸を中心軸とする円錐台の周面形状で、ＰＭ進入抑制フィン(１９)はＰＭフィルタ(１７)の中心軸からＰＭフィルタ(１７)の径方向に偏倚された軸を中心軸とする円錐台の周面形状である。
【００４６】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流器(５)に螺旋形の排気ガス分流旋回案内壁(２０)が設けられ、この排気ガス分流旋回案内壁(２０)の表面に沿って排気ガス分流旋回通路(１３)が形成され、排気ガス分旋回案内壁(２０)の内周面(２０ａ)がＰＭフィルタ(１７)の外周面に密着している。
図６(Ａ)(Ｂ)に示すように、ＰＭフィルタ(１７)の外周面には螺旋突条(６３)が形成され、この螺旋突条(６３)の外周面と排気ガス分旋回案内壁(２０)の内周面(２０ａ)とが突き合わせ状に密着している。
【００４７】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)の下流にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられ、このＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)でＰＭ高濃度ガス(７)がそれ自身のエネルギー(膨張エネルギー)によって旋回するようにしている。
【００４８】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流器(５)の端部にＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)が設けられ、排気ガス分流旋回通路(１３)の終端部とＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)との間に仕切り壁(２２)が介在し、仕切り壁(２２)にＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が形成されている。
【００４９】
図７(Ａ)に示すように、仕切り壁(２２)がＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)の径方向に沿って張り渡され、この仕切り壁(２２)に、周方向に所定間隔を保持して、径方向に長いＰＭ高濃度ガス流出口(１４)が複数本放射状に並べて設けられ、図７(Ｂ)に示すように、ＰＭ高濃度ガス(６)の旋回方向の上手側、下手側を、それぞれガス旋回上手側、ガス旋回下手側として、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)からＰＭ高濃度ガス流出口(１４)への粒子状物質の逆流を抑制するＰＭ逆流抑制フィン(２３)が、各ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)のガス旋回上手側縁部(１４ａ)からＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)のガス旋回下手側に向けて突出している。
【００５０】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流器(５)は、排気ガス分流旋回通路(１３)を備えた本体ケース(２４)と、ＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)を備えた付属ケース(２５)とを備え、仕切り壁(２２)が付属ケース(２５)に取り付けられ、付属ケース(２５)が本体ケース(２４)に取り付けられ、仕切り壁(２２)の周縁部(２２ａ)が本体ケース(２４)と付属ケース(２５)との間にガスケットとして挟み付けられている。
前記のように、排気ガス分流旋回通路(１３)とＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)との間に、粒子状物質の通過を抑制する筒形のＰＭフィルタ(１７)が介在し、このＰＭフィルタ(１７)と仕切り壁(２２)とが付属ケース(２５)に取り外し可能に取り付けられている。仕切り壁(２２)とＰＭフィルタ(１７)とは、ボルト(図外)で付属ケース(２５)に取り付けられている。
【００５１】
図４(Ａ)(Ｂ)、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気ガス分流旋回通路(１３)の上流に螺旋形の排気ガス旋回助走通路(２６)が設けられている。排気ガス旋回助走通路(２６)の入口部分(２６ａ)は、排気ガス分流器(５)の接線方向に向けられている。
排気ガス旋回助走通路(２６)に囲まれた排気ガス分流器(５)の中心部にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)が設けられ、ＰＭ低濃度ガス流入空間(１５)の空間出口(１５ａ)にＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路入口(２７ａ)が連通し、ＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路出口(２７ｂ)が、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)とは反対側の排気ガス分流器(５)の端部で開口されている。
排気ガス分流器(５)は上下方向に向けられ、ＰＭ高濃度ガス流出口(１４)とＰＭ高濃度ガス旋回室(２１)とは排気ガス分流器(５)の下端部に配置され、ＰＭ低濃度ガス排出通路(２７)の通路出口(２７ｂ)は排気ガス分流器(５)の上端部で開口されている。
排気ガス分流器(５)の外観は、図８(Ａ)〜(Ｃ)、図９(Ａ)(Ｂ)の通りである。
【００５２】
ＥＧＲ装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、排気エネルギーで駆動される過給機(２８)で吸気通路(２)内に過給が行なわれ、ＥＧＲ弁(４)の駆動にニューマチック式のＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)が用いられ、このＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)に過給圧伝達通路(３０)を介して吸気経路(２)が連携され、この吸気経路(２)内の過給圧が高くなるにつれてＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(２９)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(３１)でＥＧＲ弁(４)の閉弁状態が維持され、弁作動圧室(２９)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(２９)の弁作動圧でＥＧＲ弁(４)が開弁されるようにしている。
この実施形態では、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)の弁作動圧が変わり、この弁作動圧室(２９)の弁作動圧に基づいてＥＧＲ弁(４)の開閉状態が変わるので、ＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)がエンジン運転状態検出手段(１０ａ)として機能することになる。
【００５３】
ＥＧＲ弁(４)は電子制御で開閉を制御してもよく、その場合には、エンジン回転速度検出手段と負荷検出手段とを制御手段を介してＥＧＲ弁アクチュエータに連携させる。負荷検出手段としては、例えば、燃料噴射ポンプのラック位置センサがある。
【００５４】
図１、図２(Ａ)に示すように、過給圧伝達通路(３０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３２)が設けられ、エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気経路(２)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３２)が閉弁して、閉弁付勢手段(３１)でＥＧＲ弁(４)の閉弁状態が維持され、エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３２)が開弁可能となり、吸気経路(２)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(４)の開閉が行われるようにしている。過給圧遮断弁(３２)の感温部(３２ａ)は、ＥＧＲ弁ケース(５６)に設けられたＥＧＲ弁冷却水通路(６４)に臨ませている。エンジン冷却水はシリンダジャケット(図外)からＥＧＲクーラ(５５)を通過した後、ＥＧＲ弁冷却水通路(６４)を通過する。過給圧遮断弁(３２)は、内部にバイメタル製の感温性変形部材(３２ｂ)を備え、その温度による変形で弁体(３２ｃ)の開弁圧を変更する。
【００５５】
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、過給圧伝達通路(３０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(３３)が設けられることにより、この抵抗体(３３)で吸気経路(２)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(４)の開閉作動の追従性が低下するようにしている。抵抗体(３３)が細管(３４)で構成されている。
【００５６】
図１、図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、過給圧伝達通路(３０)に過給圧伝達室(３５)が設けられ、この過給圧伝達室(２５)内がダイヤフラム(３６)で区画され、相互に不通の上流室(３７)と下流室(３８)とが形成され、上流室(３７)が吸気経路(２)内に連通し、下流室(３８)がＥＧＲ弁アクチュエータ(１０)の弁作動圧室(２９)側の通路に連通することにより、吸気経路(２)内の過給圧の変動が、上流室(３７)からダイヤフラム(３６)を介して下流室(３８)に伝達され、下流室(３８)から弁作動圧室(２９)に伝達されるようにしている。
【００５７】
この実施形態では、図１に示すように、粒子状物質を捕捉し、粒子状物質を燃焼除去して再生する、ディーゼル・パティキュレート・フィルタを用いることなく、ＰＭ低濃度ガス(８)が大気に排出されるようにしている。ＰＭ低濃度ガス(８)のＰＭ濃度がある程度高い場合には、大気放出経路(１６)に小型のディーゼル・パティキュレート・フィルタを取り付け、ディーゼル・パティキュレート・フィルタと排気ガス分流器(５)とを併用してもよい。
なお、図１１中の符号(６１)はブリーザ室、図１２中の符号(６０)はオイルフィルタである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの吸排気経路とＥＧＲ通路を説明する模式図である。
【図２】図１の過給圧伝達通路の拡大図である。
【図３】図１のエンジンのエンジン運転領域とＥＧＲガスの還流と還流の停止との関係を説明する図である。
【図４】図１のエンジンで用いる排気ガス分流器を説明する図で、図４(Ａ)は縦断側面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)の斜視図である。
【図５】図１のエンジンで用いる排気ガス分流器を説明する図で、図５(Ａ)は縦断正面図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)の斜視図である。
【図６】図１のエンジンで用いるＰＭフィルタを説明する図で、図６(Ａ)は斜め上から見た斜視図、図６(Ｂ)は中心軸と平行に近い向きから見た一部切欠斜視図、図６(Ｃ)はＰＭフィルタの一部分の横断平面図である。
【図７】図１のエンジンで用いる仕切り板を説明する図で、図７(Ａ)は平面図、図７(Ｂ)は図７(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図１のエンジンで用いる排気ガス分流器を説明する図で、図８(Ａ)は側面図、図８(Ｂ)は正面図、図８(Ｃ)は平面図である。
【図９】図１のエンジンで用いる排気ガス分流器を説明する図で、図９(Ａ)はエンジン本体側から見た側面図、図８(Ｂ)は背面図である。
【図１０】図１のエンジンの側面図である。
【図１１】図１のエンジンの平面図である。
【図１２】図１のエンジンの正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
(１) 排気経路
(２) 吸気経路
(３) ＥＧＲガス還流通路
(４) ＥＧＲ弁
(５) 排気ガス分流器
(６) 排気ガス
(７) ＰＭ高濃度ガス
(８) ＰＭ低濃度ガス
(９) ＥＧＲガス
(１０) ＥＧＲ弁アクチュエータ
(１０ａ) エンジン運転状態検出手段
(１１) 低速低負荷運転領域
(１２) 高速高負荷運転領域
(１３) 排気ガス分流旋回通路
(１４) ＰＭ高濃度ガス流出口
(１４ａ) ガス旋回上手側縁部
(１５) ＰＭ低濃度ガス流入空間
(１５ａ) 空間出口
(１６) 大気放出経路
(１７) ＰＭフィルタ
(１８) ガス通過口
(１８ａ) ガス旋回上手側縁部
(１９) ＰＭ進入抑制フィン
(２０) 排気ガス分流旋回案内壁
(２０ａ) 内周面
(２１) ＰＭ高濃度ガス旋回室
(２２) 仕切り壁
(２２ａ) 周縁部
(２３) ＰＭ逆流抑制フィン
(２４) 本体ケース
(２５) 付属ケース
(２６) 排気ガス旋回助走通路
(２７) ＰＭ低濃度ガス排出通路
(２７ａ) 通路入口
(２７ｂ) 通路出口
(２８) 過給機
(２９) 弁作動圧室
(３０) 過給圧伝達通路
(３１) 閉弁付勢手段
(３２) 過給圧遮断弁
(３３) 抵抗体
(３４) 細管
(３５) 過給圧伝達室
(３６) ダイヤフラム
(３７) 上流室
(３８) 下流室
【図１】
2011202506.tif 000003
【図２】
2011202506.tif 000004
【図３】
2011202506.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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