(57)【要約】【課題】この発明は、ＥＧＲガス中に含まれる水分を効果的に凝縮・排出することで、凝縮水が燃焼室に流入することによる、失火や不安定な燃焼を防ぐことを目的とする。【解決手段】この発明は、燃焼室に接続する吸気通路と、前記吸気通路に接続することにより、燃焼後の排気ガスを還流させるＥＧＲガス通路と、を備えた内燃機関であって、前記吸気通路は、前記吸気通路と前記ＥＧＲガス通路との集合部より下流側の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2015132234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に接続する吸気通路と、前記吸気通路に接続することにより、燃焼後の排気ガスを還流させるＥＧＲガス通路と、を備えた内燃機関であって、前記吸気通路は、前記吸気通路と前記ＥＧＲガス通路との集合部より下流側の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記吸気通路は、内壁面に前記集合部の下流側に下方に向かう傾斜面を備え、少なくとも１つの前記排水孔を前記傾斜面に設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気通路は、サージタンク及び前記サージタンクから下方に導出されて前記燃焼室の吸気ポートと接続する吸気管と、を含み、前記サージタンクより上流側の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けたことを特徴とする請求項１または２いずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記吸気通路は、前記ＥＧＲガス通路との集合部において湾曲し、湾曲径外側の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関に係り、特に、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲガス通路を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、吸気通路に接続されるＥＧＲガス通路を備え、排気通路を流れる燃焼後の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させることで、排気ガス中の窒素酸化物低減や燃費の向上を図っている。
吸気通路に還流されたＥＧＲガスは、吸気通路を流れる冷たい吸気と接触した場合、ＥＧＲガスに含まれる水分が急冷されて凝縮水が発生することがある。内燃機関は、吸気通路に発生した凝縮水が燃焼室に流入した場合、失火や燃焼を不安定にさせる問題がある。また、内燃機関は、凝縮水が排水されることなく留まった場合、金属部品の腐食を引き起こす問題がある。
【０００３】
このような問題に対して、特開２０００−７３８８７６号公報には、吸気マニホルドのチャンバ部にＥＧＲガス通路を接続し、ＥＧＲガス通路の接続部にＥＧＲガスの逆流を阻止するリード弁を設け、リード弁の取付部周辺にＥＧＲガスの凝縮水をチャンバ部又は吸気通路に排水する排水通路を設け、リード弁の取付部周辺の腐食を防止した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２０００−７３８８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記特許文献１に記載の技術では、ＥＧＲガスの凝縮水を、吸気マニホルドのチャンバ部又は吸気通路に排水している。このため、凝縮水が燃焼室に流入することになり、失火や燃焼を不安定にさせる問題がある。
【０００６】
この発明は、ＥＧＲガス中に含まれる水分を効果的に凝縮・排出することで、凝縮水が燃焼室に流入することによる、失火や不安定な燃焼を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、燃焼室に接続する吸気通路と、前記吸気通路に接続することにより、燃焼後の排気ガスを還流させるＥＧＲガス通路と、を備えた内燃機関であって、前記吸気通路は、前記吸気通路と前記ＥＧＲガス通路との集合部より下流側の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
高温のＥＧＲガスは、吸気通路とＥＧＲガス通路との集合部において、比較的温度の低い吸入空気と衝突することにより冷却されて、ＥＧＲガス中の水分が凝縮して凝縮水を発生する。したがって、吸気通路のうち、吸気通路とＥＧＲ通路との集合部より下流側の内壁面に排水孔を設けるのが効果的である。
この発明は、吸気通路のうち、吸気通路とＥＧＲガス通路との集合部より下流の内壁面に少なくとも１つの排水孔を設けている。このように、この発明は、ＥＧＲガス中の水分が凝縮する箇所に意図的に排水孔を設けることで、凝縮水を効果的に排水することができるため、凝縮水が燃焼室に流入することを防ぐことができ、失火や不安定な燃焼状態の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の背面図である。（実施例）
【図２】図２は内燃機関の斜視図である。（実施例）
【図３】図３はスロットルボディ及びサージタンクの背面図である。（実施例）
【図４】図４はスロットルボディ及びサージタンクの断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１、図２において、内燃機関１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４とオイルパン５とを有している。
内燃機関１は、シリンダヘッドカバー４上方であって幅方向一側に偏らせてエアクリーナ６を配置している。エアクリーナ６は、外気を取り入れるインレットホース７と、浄化した空気を送り出すアウトレットホース８とを備えている。アウトレットホース８は、一端側をエアクリーナ６の内燃機関１の長手方向一側に接続している。アウトレットホース８は、中間部において内燃機関１の下方向に向かうように湾曲され、他端側をスロットルボディ９の上部に接続している。
スロットルボディ９は、内燃機関１の長手方向一側において上下方向に向かうように配置し、下部をサージタンク１０に接続している。サージタンク１０は、略直角に湾曲した形状の湾曲部１１と、湾曲部に連続する略筒形状のタンク部１２とを有している。湾曲部１１は、一端側を内燃機関１の上方向に向けてスロットルボディ９の下部に接続し、中間部において次第に内燃機関１の長手方向他側に向くように湾曲させ、他端側をタンク部１２の長手方向一端側に連続させている。サージタンク１０は、タンク部１１の長手方向を内燃機関１の長手方向に向けてエアクリーナ６の下方に配置している。
サージタンク１０は、タンク部１２の上部に、吸気マニホルド１３の吸気管１４の一端側を接続している。タンク部１２の上部から導出された吸気管１４は、次第に下方に向かうように湾曲され、さらに、内燃機関１の幅方向一側に向かうように湾曲され、他端側をシリンダヘッド３に接続している。
内燃機関１は、エアクリーナ６とインレットホース７とアウトレットホース８とスロットルボディ９とサージタンク１０の湾曲部１１及びタンク部１２と吸気マニホルド１３の吸気管１４とを順次に接続するとともに、吸気管１４をシリンダヘッド３に接続し、吸気ポートを介して燃焼室に接続する吸気通路１５を備えている。
【００１２】
内燃機関１は、図２に示すように、シリンダヘッド３の幅方向他側に排気マニホルド１６の排気管１７の一端側を接続している。排気管１７は、内燃機関１の下方に向かうように湾曲され、他端側を集合して触媒コンバータ１８の上部に接続している。触媒コンバータ１８は、内燃機関１の上下方向に向かうように配置し、下部に後部排気管１９の一端側を接続している。後部排気管１９は、内燃機関１の下側を幅方向において他側から一側に抜けるように湾曲して延長され、延長した他端側をマフラに接続している。
内燃機関１は、シリンダヘッド３に接続した排気マニホルド１６の排気管１７に触媒コンバータ１８と後部排気管１９とを順次に接続し、排気ポートを介して燃焼室に接続する排気通路２０を備えている。
【００１３】
内燃機関１は、図２に示すように、触媒コンバータ１８の直下の後部排気管１９にＥＧＲ取出管２１の一端側を接続している。ＥＧＲ取出管２１は、シリンダブロック２に沿って内燃機関２の上方向に延び、他端側をＥＧＲクーラ２２に接続している。ＥＧＲクーラ２２は、略筒形状に形成され、長手方向を内燃機関１の長手方向に向けて排気マニホルド１６と触媒コンバータ１８との間に配置している。ＥＧＲクーラ２２には、内燃機関１の長手方向において他側にＥＧＲ取出管２１の他端側を接続し、内燃機関１の長手方向において一側にＥＧＲ連絡管２３の一端側を接続している。
ＥＧＲ連絡管２３は、他端側をシリンダヘッド３に設けたＥＧＲ通路部２４に接続している。ＥＧＲ通路部２４は、内燃機関１の長手方向において一側のシリンダヘッド３に設けられている。ＥＧＲ通路部２４は、内燃機関１の幅方向において他側から一側に延びるように設けられ、シリンダヘッド３の幅方向他側にＥＧＲ弁２５を取り付けている。ＥＧＲバルブ２５には、ＥＧＲ導入管２６の一端側を接続している。ＥＧＲ導入管２６は、図３に示すように、他端側をサージタンク１０の湾曲部１１の下側に接続している。
内燃機関１は、後部排気管１９に接続したＥＧＲ取出管２１にＥＧＲクーラ２２とＥＧＲ連絡管２３とＥＧＲ通路部２４とＥＧＲ弁２５とＥＧＲ導入管２６とを順次に接続するとともに、ＥＧＲ導入管２６をサージタンク１０の湾曲部１１に接続し、排気通路２０を流れる燃焼後の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１５に還流させるＥＧＲガス通路２７を備えている。
【００１４】
ＥＧＲ導入管２６が接続されるサージタンク１０の湾曲部１１は、図３・図４に示すように、吸気通路１５を流れる吸入空気とＥＧＲガス通路２７を流れるＥＧＲガスとが集合する集合部２８となっている。集合部２８よりも上流側の吸気通路１５は、上方のスロットルボディ９に向かうように略垂直上方に延びている。集合部２８よりも下流側の吸気通路１５は、下方のサージタンク１０のタンク部１２に向かうように傾斜している。
吸気通路１５は、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８において湾曲している。集合部２８よりも下流側の吸気通路１５の内周面２９であって、サージタンク１０のタンク部１２よりも上流側の吸気通路１５の内周面２９は、下方に向かう傾斜面３０を備えている。この傾斜面３０は、湾曲部１１の湾曲する吸気通路１５の湾曲径外側の内周面２９に備えられている。
吸気通路１５は、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８よりも下流側の内壁面２９であって、サージタンク１０よりも上流側の吸気通路１５の内周面２９に、少なくとも１つの排水孔３１、この実施例では２つの排水孔３１を設けている。排水孔３１は、内壁面２９の下方に向かう傾斜面３０に設けられ、湾曲する吸気通路１５の湾曲径外側の内周面２９に設けられている。
排水孔３１は、集合部２８を形成する湾曲部１１の下側に配置した貯蔵タンク３２に連通している。貯蔵タンク３２は、図３に示すように、下側に湾曲する吸気マニホルド１３の吸気管１４に隣接して、下端が吸気管１４の下端よりも上方に位置するように配置することで、空間を有効活用している。貯蔵タンク３２には、下部に排水管３３を接続している。排水管３３には、内燃機関１の駆動中に閉弁動作する開閉バルブ３４を設けている。開閉バルブ３４は、内燃機関１の駆動を制御する内燃機関制御部などにより動作制御される。あるいは、開閉弁３４は、内燃機関１の駆動時の吸気負圧を動作源として導入することで、内燃機関１の駆動中に閉弁動作させ、内燃機関１の停止時に開弁動作させることができる。
【００１５】
排気通路２０から吸気通路１５に還流される高温のＥＧＲガスは、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８において、比較的温度の低い吸入空気と衝突することにより冷却されて、ＥＧＲガス中の水分が凝縮して凝縮水を発生する。したがって、吸気通路１５のうち、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８よりも下流側の内壁面２９に排水孔３１を設けるのが効果的である。
凝縮水は、排水孔３１により貯蔵タンク３２に排水される。貯蔵タンク３２に溜められた凝縮水は、内燃機関１の駆動を停止すると、開閉バルブ３４が開弁動作し、排水管３３により外部に排出される。
このように、内燃機関１は、ＥＧＲガス中の水分が凝縮する箇所である集合部２８よりも下流側の内壁面２９に、意図的に排水孔３１を設けることで、凝縮水を効果的に排水することができる。このため、この内燃機関１は、凝縮水が燃焼室に流入することを防ぐことができ、失火や不安定な燃焼状態の発生を防止することができる。
【００１６】
吸気通路１５は、内壁面２９に、集合部２８の下流側に下方に向かう傾斜面３０を備えている。傾斜面３０には、前記排水孔３１を設けている。
このように、内燃機関１は、集合部２８から、内壁面２９の下方に傾斜する傾斜面３０に排水孔３１を設けることで、ＥＧＲガスの凝縮した水分が内壁面２９をつたって排水孔３１から排水される。このため、この内燃機関１は、凝縮水が燃焼室に流入することを防ぐことができ、失火や不安定な燃焼状態の発生を防止することができる。
前述特許文献１は、吸気通路に凝縮水を排出する排水通路が設けられているものの、設置箇所が集合部の下流側ではないため、ＥＧＲガスが吸気によって冷却された結果、凝縮した水分を効率的に排水するという本願発明の効果を達成することができない。
【００１７】
吸気通路１５は、サージタンク１０及びサージタンク１０から下方に導出されて燃焼室の吸気ポートと接続する吸気マニホルド１３の吸気管１４と、を含んでいる。吸気通路１５は、サージタンク１０よりも上流側の内壁面２９に排水孔３１を設けている。
このように、内燃機関１は、サージタンク１０よりも上流側の吸気通路１５に排水孔３１を設けることで、サージタンク１０、または吸気管１４内にＥＧＲガスの凝縮した水分が溜まることを防ぐことができる。
【００１８】
吸気通路１５は、ＥＧＲガス通路２７との集合部２８において湾曲している。湾曲する吸気通路１５は、湾曲径外側の内壁面２９、つまり、ＥＧＲガス通路２７が連通する吸気通路１８の下側の内壁面２９に、排水孔３１を設けている。
このように、内燃機関１は、吸気通路１５が集合部２８で大きく湾曲しているため、遠心力の作用で、吸気通路１５のうち、湾曲径の外側の内壁面２９にＥＧＲガスが押し付けられるように流れることから、外側の内壁面２９に水分が付着し易くなる。これにより、湾曲径の外側の内壁面２９に排水孔３１を設けることで、ＥＧＲガス中に含まれる水分を効果的に凝縮させ、発生した凝縮水を効果的に排水することができる。このため、この内燃機関１は、凝縮水が燃焼室に流入することを防ぐことができ、失火や不安定な燃焼状態の発生を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は、ＥＧＲガス中に含まれる水分を効果的に凝縮・排出することで、凝縮水が燃焼室に流入することによる、失火や不安定な燃焼を防ぐことができるものであり、吸気通路に排気ガスを還流させるＥＧＲガス通路を備えた内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  内燃機関
６  エアクリーナ
７  インレットホース
８  アウトレットホース
９  スロットルボディ
１０  サージタンク
１１  湾曲部
１２  タンク部
１３  吸気マニホルド
１４  吸気管
１５  吸気通路
１６  排気マニホルド
１８  触媒コンバータ
１９  後部排気管
２０  排気通路
２１  ＥＧＲ取出管
２２  ＥＧＲクーラ
２３  ＥＧＲ連絡管
２４  ＥＧＲ通路部
２５  ＥＧＲ弁
２６  ＥＧＲ導入管
２７  ＥＧＲガス通路
２８  集合部
２９  内周面
３０  傾斜面
３１  排水孔
３２  貯蔵タンク
３３  排水管
３４  開閉バルブ
【図１】
2015132234.tif 000003
【図２】
2015132234.tif 000004
【図３】
2015132234.tif 000005
【図４】
2015132234.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月14日(2015.5.14)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このような問題に対して、特開２０００−７３８７６号公報には、吸気マニホルドのチャンバ部にＥＧＲガス通路を接続し、ＥＧＲガス通路の接続部にＥＧＲガスの逆流を阻止するリード弁を設け、リード弁の取付部周辺にＥＧＲガスの凝縮水をチャンバ部又は吸気通路に排水する排水通路を設け、リード弁の取付部周辺の腐食を防止した技術が開示されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７３８７６号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ＥＧＲ導入管２６が接続されるサージタンク１０の湾曲部１１は、図３・図４に示すように、吸気通路１５を流れる吸入空気とＥＧＲガス通路２７を流れるＥＧＲガスとが集合する集合部２８となっている。集合部２８よりも上流側の吸気通路１５は、上方のスロットルボディ９に向かうように略垂直上方に延びている。集合部２８よりも下流側の吸気通路１５は、下方のサージタンク１０のタンク部１２に向かうように傾斜している。
吸気通路１５は、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８において湾曲している。集合部２８よりも下流側の吸気通路１５の内壁面２９であって、サージタンク１０のタンク部１２よりも上流側の吸気通路１５の内壁面２９は、下方に向かう傾斜面３０を備えている。この傾斜面３０は、湾曲部１１の湾曲する吸気通路１５の湾曲径外側の内壁面２９に備えられている。
吸気通路１５は、吸気通路１５とＥＧＲガス通路２７との集合部２８よりも下流側の内壁面２９であって、サージタンク１０よりも上流側の吸気通路１５の内壁面２９に、少なくとも１つの排水孔３１、この実施例では２つの排水孔３１を設けている。排水孔３１は、内壁面２９の下方に向かう傾斜面３０に設けられ、湾曲する吸気通路１５の湾曲径外側の内壁面２９に設けられている。
排水孔３１は、集合部２８を形成する湾曲部１１の下側に配置した貯蔵タンク３２に連通している。貯蔵タンク３２は、図３に示すように、下側に湾曲する吸気マニホルド１３の吸気管１４に隣接して、下端が吸気管１４の下端よりも上方に位置するように配置することで、空間を有効活用している。貯蔵タンク３２には、下部に排水管３３を接続している。排水管３３には、内燃機関１の駆動中に閉弁動作する開閉バルブ３４を設けている。開閉バルブ３４は、内燃機関１の駆動を制御する内燃機関制御部などにより動作制御される。あるいは、開閉弁３４は、内燃機関１の駆動時の吸気負圧を動作源として導入することで、内燃機関１の駆動中に閉弁動作させ、内燃機関１の停止時に開弁動作させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１  内燃機関
６  エアクリーナ
７  インレットホース
８  アウトレットホース
９  スロットルボディ
１０  サージタンク
１１  湾曲部
１２  タンク部
１３  吸気マニホルド
１４  吸気管
１５  吸気通路
１６  排気マニホルド
１８  触媒コンバータ
１９  後部排気管
２０  排気通路
２１  ＥＧＲ取出管
２２  ＥＧＲクーラ
２３  ＥＧＲ連絡管
２４  ＥＧＲ通路部
２５  ＥＧＲ弁
２６  ＥＧＲ導入管
２７  ＥＧＲガス通路
２８  集合部
２９  内壁面
３０  傾斜面
３１  排水孔
３２  貯蔵タンク
３３  排水管
３４  開閉バルブ