(57)【要約】【課題】大量のＥＧＲ（還流排気ガス流量）に対応出来、配管レイアウトの簡素化が可能で、且つ廉価に製造出来るＥＧＲ装置の提供。【解決手段】複数（例えば６、或いは４）のシリンダを有するエンジン（１）の所定数のシリンダ（例えば３シリンダ、或いは２シリンダ）毎にＥＧＲパイプ（４ａ、４ｃ）を設け、そのＥＧＲパイプ（４ａ、４ｃ）は合流しており、合流したＥＧＲパイプ（４）内でＥＧＲガスの動圧の波を重ね合わせるように構成されたことを特徴としている。【選択図】図１
2005120830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダを有するエンジンの所定数のシリンダ毎にＥＧＲパイプを設け、そのＥＧＲパイプは合流しており、合流したＥＧＲパイプ内でＥＧＲガスの動圧の波を重ね合わせるように構成されたことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記エンジンは６シリンダであり、ＥＧＲパイプは３シリンダ毎に設けられ、２本のＥＧＲパイプが合流している請求項1のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記エンジンは４シリンダであり、ＥＧＲパイプは２シリンダ毎に設けられ、２本のＥＧＲパイプが合流している請求項1のＥＧＲ装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲパイプは、エキゾーストマニフォールドの集合箇所から離隔した箇所に設けられている請求項１〜３の何れか１項に記載のＥＧＲ装置。
【請求項５】
ＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブは、ＥＧＲパイプの合流箇所よりもインテークマニフォールド側に介装されている請求項１〜４の何れか１項に記載のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガスの一部を吸気系に戻すことにより、シリンダ内での燃焼温度を下げ、排気ガス中に含まれるＮＯｘの量を削減して排気ガスの浄化を図る、所謂「ＥＧＲ」装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多気筒エンジンにおいて、シリンダ列（シリンダブロックの長手方向）に沿った１本の長いエキゾーストマニフォールドではエンジン稼働時（特に高負荷時）とエンジン停止時、又は軽負荷時では熱膨張の差によって大きな熱応力を生ずる。
【０００３】
そのために、従来、例えば６シリンダエンジンの場合、前方の３シリンダ分のエキゾーストマニフォールドと後方の３シリンダ分のエキゾーストマニフォールドとにマニフォールドを分割し、その分割された２本のマニフォールドのアウトレットを１本の合流管に合流させる方法がとられる。
【０００４】
そのようなエンジンに対してＧＥＲパイプを取り付ける場合、例えば図６に示すように、その分割された前方側のマニフォールドＭ１から１本のＥＧＲパイプＮをインテークマニフォールド側に連通させていた。その場合、後方側のマニフォールドＭ２からはＥＧＲパイプは連通しておらず、３シリンダ分からしかＥＧＲを取り込むことが出来ず、十分なＥＧＲ効果を得ることが出来なかった。
図６の矢印の先の符号Ｃ１〜Ｃ６はマニフォールドＭ１、Ｍ２の連通先の図示しないシリンダを示す。      
【０００５】
そうした問題点に対処するため、分割された２本のエキゾーストマニフォールドの双方からＥＧＲパイプ（２本）を並列でインテークマニフォールドに連通させる場合もある。
然るに、２本のＥＧＲパイプを配管レイアウトすることはレイアウト上の制約の多いエンジンルーム内では至難の技となる。
しかも管路中に介装するバルブ類、或いは冷却器も増え、大きなコスト増加要因となる。
【０００６】
同様に２系等のＥＧＲ回路に各々ＥＧＲバルブＥＧＲクーラ、逆止弁及び二つのＥＧＲバルブを同時に電磁弁で駆動する技術もある（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＥＮＧＩＮＥ  ＴＥＣＮＯＬＯＧＹ（Ｖｏｌ．２  Ｎｏ５  Ｐ５４）（２０００年１０月２６日発行  山海堂）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、大量のＥＧＲ（還流排気ガス流量）に対応出来、配管レイアウトの簡素化が可能で、且つ廉価に製造出来るＥＧＲ装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＥＧＲ装置は、複数（例えば６、或いは４）のシリンダを有するエンジン（１）の所定数のシリンダ（例えば３シリンダ、或いは２シリンダ）毎にＥＧＲパイプ（４ａ、４ｃ）を設け、そのＥＧＲパイプ（４ａ、４ｃ）は合流しており、合流したＥＧＲパイプ（４）内でＥＧＲガスの動圧の波を重ね合わせるように構成されたことを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
前記エンジンは６シリンダであり、ＥＧＲパイプ（４）は３シリンダ毎（Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ４〜Ｃ６）に設けられ、２本のＥＧＲパイプ（４ａ、４ｃ）が合流している（請求項２）。
【００１０】
或いは、前記エンジンは４シリンダであり、ＥＧＲパイプ（４０）は２シリンダ毎に設けられ、２本のＥＧＲパイプ（４０ａ、４０ｃ）が合流している（請求項３）。
【００１１】
ここで、シリンダ列（シリンダブロックの長手方向）に沿った１本の長いマニフォールドではエンジン稼働時（特に高負荷時）とエンジン停止時、又は軽負荷時では熱膨張の差によって大きな熱応力を生ずる。
そのために、例えば、６シリンダエンジンの場合、前方の３シリンダ分のエキゾーストマニフォールドと後方の３シリンダ分のエキゾーストマニフォールドとにマニフォールドを分割し、その分割された２本のマニフォールドのアウトレットを１本の合流管に合流させる方法が採られる。
上述したようなＥＧＲ装置は、そのようにシリンダ列を２群に分け、その分けられた２つのシリンダ列群各々で独立したエキゾーストマニフォールドを有するエンジンに対して適用するのが好ましい。
【００１２】
前記ＥＧＲパイプ（４；４０）は、エキゾーストマニフォールド（２１、２２；２５）の集合箇所（２１ａ、２２ａ；２５ａ）から離隔した箇所（２１ｂ、２２ｂ；２５ｂ、２５ｃ）に設けられている（請求項４）。  
【００１３】
ＥＧＲクーラ（５）及びＥＧＲバルブ（６）は、ＥＧＲパイプ（４、４０）の合流箇所（Ｇ点）よりもインテークマニフォールド（３）側に介装されている（請求項５）。
【発明の効果】
【００１４】
上述した構成のＥＧＲ装置によれば、全てのシリンダ（Ｃ１〜Ｃ６）から満遍なく排気ガスの還流（ＥＧＲ）が行えるために、大容量のＥＧＲに対処出来る。
【００１５】
又、ＥＧＲパイプ（４；４０）の多くの領域が１本で済む為、特に混雑しあうエンジンルーム内での配管レイアウトを容易にする。
更に、２系等のＥＧＲラインを並列して設けた場合は、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブを各２個づつ用意しなくてはならなかったのに対して、双方とも単数で済み、コスト上昇を抑制する。
【００１６】
また、ＥＧＲガス圧力はＥＧＲパイプの集合部（Ｇ）において好適に圧力が上昇しており、吸気系（３；３０）への押込み圧力として働き、ＥＧＲの増加を助ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
先ず、図１〜図４を参照して第１実施形態を説明する。
【００１９】
図１において、６本のシリンダＣ１〜Ｃ６を有するエンジン１のエキゾーストマニフォールド２は、６本のシリンダＣ１〜Ｃ６の内、シリンダＣ１〜シリンダＣ３までを合流させる前方側（図示の左側）のマニフォールド２１と、６本のシリンダＣ１〜Ｃ６の内、シリンダＣ４〜シリンダＣ６までを合流させる後方側（図示の右側）のマニフォールド２２とに分割して作られ、各々のマニフォールド２１、２２のアウトレット２１ａ、２２ａは図示しない合流管によって排気を合流させるように構成されている。
【００２０】
前記後方側のマニフォールド２２の後端部２２ｂ近傍には排気マニフォールド側の排気ガスをインテークマニフォールド３側に還流するためのＥＧＲパイプ４の一端であるＥＧＲ後方取出し部４ａが接続されている。そのＥＧＲパイプ４の他端４ｂは、図示の例ではインテークマニフォールド３のインレット３ａとインテークマニフォールド３の前端３ｂとの間の領域に接続されている。
【００２１】
前記ＥＧＲパイプ４におけるエンジン１の前方に相当する位置（図１の左端）にはＥＧＲパイプ４内を還流する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５が介装され、更にそのＥＧＲクーラ５の下流側には還流する排気ガス流量を調節するＥＧＲバルブ６が介装されている。
【００２２】
前方側（図示の左側）のマニフォールド２１であって前記アウトレット２１ａと前端部２１ｂとの間の領域にはＥＧＲ前方取出し口４ｃが接続されそのＥＧＲ前方取出し口４ｃのマニフォールド２１とは反対側は前記ＥＧＲパイプ４の前記ＥＧＲ後方取出し部４ａと前記ＥＧＲクーラ５との間の領域に接続されている（接続された箇所は、集合部として符号Ｇを付す）。
【００２３】
上述のように構成された第１実施形態のＥＧＲ装置によれば、例えば、図６で示したような６シリンダの内の３シリンダ（Ｃ１〜Ｃ３）からＥＧＲを行った場合には３シリンダから大量のＥＧＲを行うことが出来ないのに対して、全てのシリンダＣ１〜Ｃ６（Ｃ１〜Ｃ３）から満遍なく排気ガスの還流（ＥＧＲ）が行えるために、大容量のＥＧＲに対処出来る。
【００２４】
また、２系等のＥＧＲラインを並列して設けた場合は、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブを各２個づつ用意しなくてはならなかったのに対して、双方とも単数で済み、コスト上昇を抑制する。
【００２５】
更に、ＥＧＲパイプの多くの領域が１本で済む為、特に混雑しあうエンジンルーム内での配管レイアウトを容易にする。
【００２６】
図２は、当該ＥＧＲパイプ４及び前方側のマニフォールド２１、後方側のマニフォールド２２を立体的に示した図である。
【００２７】
又、図３は本実施形態を実施した場合の集合管効果によるガス圧変化を示した試験データである。破線が例えば後方取り出し部４ａの圧力変化を、点線が前方取り出し部４ｃの圧力変化を、実線が集合部（図１及び図２のＧ点）の圧力変化を示している。図３によれば、ＥＧＲガス圧力は集合部において好適に圧力が上昇しており、吸気系への押込み圧力として働く。
【００２８】
図４は本実施形態を実施した場合の集合管効果によるものと、従来型ＥＧＲパイプでのＥＧＲガス流量変化を示すものである。図４のＡ線が本実施形態におけるＥＧＲガス流量の変化を、Ｂ線が図６で示す様な従来型（６シリンダの内の３シリンダからＥＧＲを行っている）のＥＧＲパイプでのガス流量の変化を示す。
図４によれば、特に負荷の低い運転において本実施形態は従来型に比べガス流量が増え、効果を発揮している。
【００２９】
次に、図５を参照して第２実施形態を説明する。
図１〜図４の第１実施形態は６シリンダのエンジンでの実施形態であった。
それに対して、図５の第２実施形態は４シリンダにおける実施形態である。
図１〜図４の第１実施形態に対して、シリンダ数が異なるほか、エキゾーストマニフォールドが図示の例では４シリンダ分が１本に、即ち一体化されて作られている。
図１〜図４の第１実施形態に対して、異なる点について以下に説明する。
【００３０】
図５において、４本のシリンダＣ１０〜Ｃ４０を有するエンジン１０は、４本のシリンダＣ１０〜Ｃ４０からの排気を合流させるエキゾーストマニフォールド２５が取り付けられている。
【００３１】
そのエキゾーストマニフォールド２５の略中央にはアウトレット２５ａが形成され、エキゾーストマニフォールド２５の後端２５ｂにはＥＧＲパイプ４０の後端部であって後方側ＥＧＲ取出し口４０ａが接続されている。
【００３２】
そのＥＧＲパイプ４０の他端４０ｂは、図示の例ではインテークマニフォールド３０のインレット３０ａとインテークマニフォールド３０の前端３０ｂとの間の領域に接続されている。
【００３３】
前記ＥＧＲパイプ４０におけるエンジン１０の前方に相当する位置（図５の左端）にはＥＧＲパイプ４０内を還流する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５が介装され、更にそのＥＧＲクーラ５の下流側には還流する排気ガス流量を調節するＥＧＲバルブ６が介装されている。
【００３４】
前記エキゾーストマニフォールド２５のアウトレット２５ａと前端部２５ｃとの間には後方側ＥＧＲ取出し口４０ｃが接続され、その取出し口４０ｃのエキゾーストマニフォールド２５は反対側が前記ＥＧＲパイプ４０の前方取出し口４０ａとＥＧＲクーラ５との間の領域で接続している（接続された箇所は、集合部として符号Ｇを付す）。
【００３５】
作用・効果については、図１〜図４の第１実施形態と実質的に同様である。
【００３６】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の第１実施形態では、エキゾーストマニフォールドを前後に２分割しているが、第２実施形態同様一体とすることも可能である。
又、図示の例（第１及び第２実施形態）では、ＥＧＲクーラの設置位置をエンジンの前方としているが、冷却風がシリンダブロック側部に流れ込むエンジンルームではシリンダブロックの側部近傍に配置するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態の装置全体を示す構成図。
【図２】本発明の第１実施形態のＥＧＲパイプの斜視図。
【図３】本発明の実施形態における集合管効果によるガス圧の変化を説明する測定データ。
【図４】本発明の実施形態における集合管効果によるＥＧＲガス流量の変化を従来例と比較して説明する測定データ。
【図５】本発明の第２実施形態の装置全体を示す構成図。
【図６】従来技術によるＥＧＲパイプの斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・エンジン
２、２５・・・エキゾーストマニフォールド
３、３０・・・インテークマニフォールド
４、４０・・・ＥＧＲパイプ
４ａ、４０ａ・・・ＥＧＲ後方取出し部
４ｃ、４０ｃ・・・ＥＧＲ前方取出し部
５・・・ＥＧＲクーラ
６・・・ＥＧＲバルブ
２１・・・前方側のマニフォールド
２１ａ・・・アウトレット
２２・・・後方側のマニフォールド
２２ａ・・・アウトレット
２５ａ・・・アウトレット
【図１】
2005120830.tif 000003
【図２】
2005120830.tif 000004
【図３】
2005120830.tif 000005
【図４】
2005120830.tif 000006
【図５】
2005120830.tif 000007
【図６】
2005120830.tif 000008