(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラが煤類で汚れることを、簡単な構造で防止する。【解決手段】排気通路８と吸気通路５とがＥＧＲ通路１３で接続されており、ＥＧＲ通路１３に、ＥＧＲクーラ１５とＥＧＲバルブ１６とが介挿されている。ＥＧＲバルブ１６はＥＧＲクーラ１５よりも上流側に位置しており、ＥＧＲ通路１３のうちＥＧＲクーラ１５とＥＧＲバルブ１６との間の部位に、ある程度の容積を持つ貯留室１７が接続されている。スロットルバルブ１４が全開から全閉に移行すると、ＥＧＲ通路１３の内部は負圧状態になるため、貯留室１７に溜まっていた排気ガスがＥＧＲクーラ１５を通って排気通路８に流入する。このときの排気ガスの流れにより、ＥＧＲクーラ１５に付着した煤類は吹き飛ばされて排気通路８に排出される。貯留室１７を設けるだけで、ＥＧＲクーラ１５の汚れを自動的に防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンが摺動自在に嵌まったシリンダボアを有する機関本体と、前記シリンダボアに空気を供給する吸気通路と、前記シリンダボアで発生した排気ガスを排出する排気通路と、排気ガスの一部を吸気通路に還流するために前記排気通路と吸気通路とに接続されたＥＧＲ通路とを有しており、前記ＥＧＲ通路には、排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラと排気ガスの還流量を制御するＥＧＲバルブとが、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラの下流側に位置するようにして介挿されている構成であって、
前記ＥＧＲ通路のうち前記ＥＧＲバルブとＥＧＲクーラとの間の部位に、排気ガスを溜める貯留室が接続されている、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置を備えた車両用内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両用内燃機関では、排気ガス中の窒素酸化物排出抑制等のため、排気ガスの一部を吸気通路に戻すＥＧＲ装置を備えている。ＥＧＲ装置は必須要素としてＥＧＲ通路を備えており、ＥＧＲ通路は、吸気通路のうち、例えばエアクリーナと吸気絞りバルブ（スロットルバルブ）との間に接続されており、清浄空気と排気ガスとの混合ガスが機関に供給される。排気ガスの還流量は内燃機関の運転状況に応じて制御する必要があり、そこで、ＥＧＲ通路には流量制御用のＥＧＲバルブを設けている。
【０００３】
また、高温の排気ガスがそのまま新気に混入すると充填効率が低下するため、一般に、ＥＧＲ通路には水冷式のＥＧＲクーラを設けている。ＥＧＲバルブとＥＧＲクーラとの配置関係をみると、ＥＧＲバルブをＥＧＲクーラの上流側に設けた場合と下流側に設けた場合とがある。
【０００４】
そして、排気ガスに煤などが含まれているため、機関の運転を継続しているとＥＧＲクーラが煤で汚損する可能性があり、これが進行するとＥＧＲクーラの冷却性能低下を招来するおそれがある。そこで、ＥＧＲクーラの細管に付着した煤類を除去することが提案されており、その例として特許文献には、ＥＧＲ通路のうちＥＧＲクーラの上流側と吸気通路とを連通管路で接続すると共に、ＥＧＲクーラを跨ぐバイパス管路を設け、ＥＧＲクーラの冷却能力を検知するセンサに基づいて、バルブを操作して吸気通路から空気をＥＧＲクーラに逆流させることで、煤の除去を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この特許文献１は、２本の管路と３つのバルブとを新たに追加せねばならないため、構造が著しく複雑化して製造コストが大幅にアップする問題や、ＥＧＲクーラから除去された煤は吸気通路を介して燃焼室に一挙に入るため、煤が吸排気弁の摺動部に入り込んで動作不良を起こしたり、煤がシリンダボアの内面に付着してシリンダボアを傷付けたりする問題が懸念される。
【０００７】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、特別の制御機構を設けることなく、簡単な構造でＥＧＲクーラを浄化できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく本願発明は、ピストンが摺動自在に嵌まったシリンダボアを有する機関本体と、前記シリンダボアに空気を供給する吸気通路と、前記シリンダボアで発生した排気ガスを排出する排気通路と、排気ガスの一部を吸気通路に還流するために前記排気通路と吸気通路とに接続されたＥＧＲ通路とを有しており、前記ＥＧＲ通路には、排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラと排気ガスの還流量を制御するＥＧＲバルブとが、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラの下流側に位置するようにして介挿されている内燃機関において、前記ＥＧＲ通路のうち前記ＥＧＲバルブとＥＧＲクーラとの間の部位に、排気ガスを溜める貯留室を接続した。
【発明の効果】
【０００９】
シリンダボアから排出された排気ガスは大気圧より大きい圧力を有しており、このため、例えば排気ターボ過給機の駆動が可能になる。そして、ＥＧＲ通路を通って吸気通路に流れる排気ガスも当然ながら大気圧より高い圧力を有しており、この圧力により、排気ガスは吸気通路に入り込む。
【００１０】
従って、貯留室には、圧力を有する排気ガスが溜められており、一種の蓄圧室（アキュームレータ）として機能しているが、ＥＧＲバルブを開いている状態ではＥＧＲ通路の圧力と貯留室の圧力とは均衡しているので、排気ガスは貯留室の存在によって影響を受けることなく吸気通路に流入する。
【００１１】
さて、ＥＧＲバルブは常に開いている訳ではなく、機関にある程度の負荷が掛かっている状態でのみ開くように設定されているのが普通であり、例えば、アクセル全開状態からアクセル全閉に移行するとＥＧＲバルブが急閉するというように、車両の走行状態に応じてＥＧＲバルブの開閉が頻繁に繰り返される。
【００１２】
そして、ＥＧＲバルブが急閉すると、エジェクタ効果により、ＥＧＲ通路に溜まった排気ガスは排気通路に吸引される現象が生じるが、ＥＧＲ通路に接続された貯留室に圧力を持った状態で排気ガスが溜まっているため、貯留室に溜まった排気ガスは、ＥＧＲバルブの閉じ動作により、ＥＧＲクーラを通って排気通路に逆流していく。
【００１３】
つまり、排気ガスの全量がＥＧＲ通路の接続部を素通りして排気通路の終端に向かうことによる吸引効果（プル効果）と、圧力を持った排気ガスが排気通路に向かうことによるプッシュ効果とにより、ある程度の流速を持って排気ガスがＥＧＲクーラの内部を逆流するのであり、この排気ガスの逆流により、ＥＧＲクーラの細管に付着した煤類を除去して排気通路に逃がすことができる。
【００１４】
このように、本願発明では、ＥＧＲクーラに煤類が付着しても、特別の管路やセンサや制御手段を負荷することなく、貯留室を設けるだけで煤類を自動的に除去できるため、コスト面において格段に優れている。また、ＥＧＲクーラから除去された煤類は排気通路に排出されるため、機関のトラブルの原因になることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）（Ｂ）とも本願発明の実施形態を示す概念図（模式図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本願発明の実施形態に基づいて説明する。本実施形態は、車両用内燃機関（ガソリンエンジン）に適用している。内燃機関は３気筒縦型のタイプであり、シリンダブロックやシリンダヘッドを主要要素とする機関本体１を有しており、機関本体１には、ピストンが嵌まった３つのシリンダボア２が左右方向に並んで形成されている。
【００１７】
また、機関本体１（シリンダヘッド）の一方の面には吸気マニホールド３が装着されており、機関本体１の他方の面には排気マニホールド４が装着されている。吸気マニホールド３には吸気通路５が接続されており、吸気通路５のうち上流部にエアクリーナ６が配置され、それより下流側にはインタークーラ７が介挿されている。
【００１８】
排気マニホールド４には排気通路８が接続されており、この排気通路８に触媒方式等の排気浄化装置９を介挿している。排気通路８の下流側の末端には消音器（図示せず）を接続しており、排気ガスは最終的には大気に放出される。
【００１９】
本実施形態の内燃機関は排気ターボ過給機１０を有しており、排気ターボ過給機１０のタービン室１０ａは排気通路８のうち空気浄化装置９より上流側の部位に接続され、排気ターボ過給機１０の圧縮室１０ｂは、吸気通路５のうちエアクリーナ６とインタークーラ７との間の部位が接続されている。吸気通路８のうちインタークーラ７の下流側にはサージタンク１１が介挿されており、更に、インタークーラ７とサージタンク１１との間にはアクセルペダルに関連したスロットルバルブ１２を設けている。
【００２０】
吸気通路５と排気通路８とは、ＥＧＲ通路１３で接続されている。排気通路８に対するＥＧＲ通路１３の接続部は、（Ａ）のタイプでは気浄化装置９の下流側に位置しており、（Ｂ）のタイプでは、排気ターボ過給機１０より上流側に位置している（（Ａ）のタイプにおいても、ＥＧＲ通路１３を排気通路８のうち排気ターボ過給機１０より上流側に接続することは可能である。）。
【００２１】
吸気通路５に対するＥＧＲ通路１３の接続部は、（Ａ）のタイプではエアクリーナ６と排気ターボ過給機１０との間の部位に位置しており、（Ｂ）に示すタイプでは、排気ターボ過給機１０とインタークーラ７との間の部位に位置している。（Ｂ）に示すタイプでは、吸気通路５のうちＥＧＲ通路１３の接続部より上流側の部位に吸気絞り弁１４を設けている。
【００２２】
ＥＧＲ通路１３には、水冷式のＥＧＲクーラ１５とＥＧＲバルブ１６とが、ＥＧＲバルブ１６が下流側に位置するようにして介挿されている。敢えて述べる必要はないが、ＥＧＲクーラ１５は、冷却水の流入口１５ａと排出口１５ｂとを備えている。そして、ＥＧＲ通路１３うちＥＧＲクーラ１５とＥＧＲバルブ１６との間の部位に、排気ガスを蓄える貯留室１７が設けられている。貯留室１７は、ＥＧＲ通路１３の本来の容積に対して付加された容積を有したらよいが、例えば、ＥＧＲクーラ１５の容積の半分程度以上とすることができる。
【００２３】
以上の構成において、ＥＧＲバルブ１６が開いている状態では、還流排気ガスは貯留室１７とは関係なく吸気通路５に送られる。そして、例えば加速してから減速する場合のように、スロットルバルブ１２が全開から全閉に移行すると、ＥＧＲバルブ１６が急閉し、これに伴って、排気通路８を流れる排気ガスは、その全量がＥＧＲ通路１３との接続部を素通りして消音器の方に向かう。
【００２４】
すると、エジェクタ効果によってＥＧＲ通路１３の内部は負圧になるため、ＥＧＲ通路１３の内部に溜まった排気ガスは排気通路８に向けて吸引されると共に、圧力を持って貯留室１７に溜まっていた排気ガスがＥＧＲクーラ１５を通って排気通路８に向けて一気に流れる。これにより、ＥＧＲクーラ１５に内面に付着していた煤類は排気ガスの流れで吹き飛ばされて、排気通路８に排除される。そして、ＥＧＲバルブ１６の開閉は車両の運転に伴って頻繁に行われるため、ＥＧＲクーラ１５に煤類が付着しかけてもすぐに除去される。従って、ＥＧＲクーラ１５を常に綺麗な状態に保持して、ＥＧＲクーラ１５の冷却性能を長期にわたって高い状態に維持できるのである。
【００２５】
（Ａ）及び（Ｂ）に示す例では、貯留室１７の付け根（枝部）はＥＧＲ通路１３に対して略直交した姿勢になっているが、（Ｃ）に示すように、逆流排気ガスがＥＧＲクーラ１５に流れ易くなるように付け根部を傾斜させることも可能である。この場合は、貯留室１７に溜まった排気ガスの排出とＥＧＲバルブ１６との開閉との応答性が高くなって、逆流する排気ガスの流速を速くできると推測される。
【００２６】
また、貯留室１７は実施形態のようにＥＧＲ通路１３から分岐とした状態に設けることに限定されるものではなく、ＥＧＲ通路１３を囲うように形成したり、ＥＧＲ通路１３に膨大部を形成してこれを貯留室と成したりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本願発明は内燃機関に実際に適用できる。従って、産業上、利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  機関本体
２  シリンダボア
３  吸気マニホールド
４  排気マニホールド
５  吸気通路
６  エアクリーナ
７  インタークーラ
８  排気通路
１０  排気ターボ過給機
１１  サージタンク
１２  スロットルバルブ
１３  ＥＧＲ通路
１５  ＥＧＲクーラ
１６  ＥＧＲバルブ
１７  貯留室
【図１】
2013113252.tif 000003