(57)【要約】【課題】耐食性が高く、皮膜が内燃機関に影響を及ぼすことを防止できる排気還流系部材および排気還流系部材の皮膜形成方法を提供する。【解決手段】エンジンの燃焼室から排出された排気ガスを燃焼室に還流する通路が形成された排気還流系部材において少なくとも通路を形成する内壁の表面に皮膜を形成する排気還流系部材の皮膜形成方法であって、排気還流系部材を製作する部品製作工程（ステップＳ１１）と、排気還流系部材をガソリンに浸漬する浸漬処理工程（ステップＳ１２）と、ガソリンに浸漬した排気還流系部材を加熱し、ガソリンの酸化反応および重合反応を促進させる加熱工程（ステップＳ１３）と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスを前記燃焼室に還流する通路が形成された排気還流系部材において少なくとも前記通路を形成する内壁の表面に皮膜を形成する排気還流系部材の皮膜形成方法であって、
前記排気還流系部材を炭素含有燃料に浸漬する浸漬処理工程と、
前記炭素含有燃料に浸漬した前記排気還流系部材を加熱し、前記排気還流系部材に付着した前記炭素含有燃料の酸化反応および重合反応を促進させる加熱工程と、を有することを特徴とする排気還流系部材の皮膜形成方法。
【請求項２】
前記炭素含有燃料は、前記燃焼室に供給される燃料を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の排気還流系部材の皮膜形成方法。
【請求項３】
前記浸漬処理工程は、前記排気還流系部材を真空中で前記炭素含有燃料に浸漬することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気還流系部材の皮膜形成方法。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスを前記燃焼室に還流する通路が形成された排気還流系部材において、
前記通路を形成する内壁の表面が皮膜により覆われており、
前記皮膜は、炭素含有燃料を酸化および重合させることにより生成されたことを特徴とする排気還流系部材。
【請求項５】
前記炭素含有燃料は、前記燃焼室に供給される燃料を主成分とすることを特徴とする請求項４に記載の排気還流系部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を搭載した車両の排気還流系部材および排気還流系部材の皮膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に搭載される内燃機関は、燃焼室を有するエンジン本体と、エンジン本体に空気を供給するための吸気装置と、エンジン本体から大気中に排気ガスを排出するための排気装置とを備えている。
【０００３】
また、近年では、内燃機関の燃料消費量の低減を図るために燃焼室から排出された排気ガスを、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとして吸気装置に再循環させる排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に開示されたＥＧＲ装置は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路に設けられ、吸気通路に再循環させるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブより排気通路側に設けられ、還流させるＥＧＲガスを機関冷却水との熱交換により冷却するＥＧＲクーラとを有している。
【０００５】
ところで、排気ガスは、水蒸気および炭酸ガス（ＣＯ２）を多く含み、その他にも亜硫酸ガス（ＳＯ２）、窒素酸化物（ＮＯ２）あるいは塩素などを含んでいる。また、内燃機関の暖機中に排気ガスがＥＧＲ装置の内壁で冷却され露点温度以下となった場合には、ＥＧＲ装置の内壁に凝縮水として付着する。
【０００６】
そして、内壁に付着した凝縮水に排気ガス中の亜硫酸ガスが溶解すると、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）や無水硫酸（ＳＯ３）が生成される。また、凝縮水に窒素酸化物が溶解すると、硝酸（ＮＨＯ３）が生成される。さらには、凝縮水に塩素が溶解することにより、塩酸（ＨＣｌ）が生成される。
【０００７】
したがって、凝縮水中にはＳＯ４２−イオン、ＳＯ３−イオン、Ｃｌ−イオンおよびＨ＋イオンなどのイオンが存在しており、これらのイオンがＥＧＲ装置の内壁に接触すると、内壁が腐食するおそれがある。
【０００８】
このため、ＥＧＲ装置の内壁が凝縮水により腐食することを防止するよう、ＥＧＲ装置の内壁をコーティング材による皮膜により保護するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
この特許文献２に開示されたＥＧＲ装置は、内部に排気通路が形成された複数の排気流路管を備え、排気流路管内を流れるＥＧＲガスと複数の排気流路管外を流れる流体とを熱交換させる排気熱交換器において、少なくとも１つの排気流路管の排気通路の内面が、酸化珪素を原料とするガラス皮膜によりコーティングされている。
【００１０】
このように排気通路の内面をガラス皮膜でコーティングすることにより、煤が付着することを防止し熱交換の効率低下を抑制するとともに、排気ガスが溶け込み上述したイオンを含んだ凝縮水が排気通路の内面に直接触れることを防止することにより、排気熱交換器が腐食することを抑制するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２２８５３０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３０３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献２に記載のＥＧＲ装置は、排気熱交換器の内壁が、酸化珪素により構成されたガラス皮膜により上記各イオンから保護されるようになっているものの、経年劣化などに起因してガラス皮膜が剥離した場合に、このガラス皮膜が内燃機関に与える影響に関しては何ら考慮されていなかった。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、耐食性が高く、皮膜が内燃機関に影響を及ぼすことを防止できる排気還流系部材および排気還流系部材の皮膜形成方法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】
【００１４】
本発明に係る排気還流系部材の皮膜形成方法は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスを前記燃焼室に還流する通路が形成された排気還流系部材において少なくとも前記通路を形成する内壁の表面に皮膜を形成する排気還流系部材の皮膜形成方法であって、前記排気還流系部材を炭素含有燃料に浸漬する浸漬処理工程と、前記炭素含有燃料に浸漬した前記排気還流系部材を加熱し、前記排気還流系部材に付着した前記炭素含有燃料の酸化反応および重合反応を促進させる加熱工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、排気還流系部材の内壁に炭素含有燃料由来の皮膜を形成することができるので、内壁の表面に腐食の原因となるイオンを含んだ凝縮水が直接触れ、排気還流系部材が腐食することを防止することができる。また、皮膜が炭素含有燃料由来であるため、経年劣化などに起因して皮膜が剥がれ内燃機関の燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒に損傷を与えることを防止できる。
【００１６】
また、上記（１）に記載の排気還流系部材の皮膜形成方法において、（２）前記炭素含有燃料は、前記燃焼室に供給される燃料を主成分とすることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、皮膜が燃焼室に供給される燃料と同じ成分を有する炭素含有燃料により構成されるため、皮膜が剥がれ燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒が損傷を受けることを抑制できる。また、炭素含有燃料としてガソリンを用いる場合には、皮膜の原材料を低コストにすることができる。
【００１８】
また、上記（１）または（２）に記載の排気還流系部材の皮膜形成方法において、（３）前記浸漬処理工程は、前記排気還流系部材を真空中で前記炭素含有燃料に浸漬することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、内壁に炭素含有燃料が付着する際に気泡が発生せず、皮膜に気泡が形成されることを抑制できるので、皮膜と内壁との密着性を向上し、皮膜の耐久性を高めることが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る排気還流系部材は、上記目的達成のため、（４）内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスを前記燃焼室に還流する通路が形成された排気還流系部材において、前記通路を形成する内壁の表面が皮膜により覆われており、前記皮膜は、炭素含有燃料を酸化および重合させることにより生成されたことを特徴とする。
【００２１】
この構成により、排気還流系部材の内壁に炭素含有燃料由来の皮膜を形成することができるので、内壁の表面に腐食の原因となるイオンを含んだ凝縮水が直接触れ、排気還流系部材が腐食することを防止することができる。また、皮膜が炭素含有燃料由来であるため、経年劣化などに起因して皮膜が剥がれ内燃機関の燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒に損傷を与えることを防止できる。
【００２２】
また、上記（４）に記載の排気還流系部材において、（５）前記炭素含有燃料は、前記燃焼室に供給される燃料を主成分とすることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、皮膜が燃焼室に供給される燃料と同じ成分を有する炭素含有燃料により構成されるため、皮膜が剥がれ燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒が損傷を受けることを抑制できる。また、炭素含有燃料としてガソリンを用いる場合には、皮膜の原材料を低コストにすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、耐食性が高く、皮膜が内燃機関に影響を及ぼすことを防止できる排気還流系部材および排気還流系部材の皮膜形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る排気還流系部材の内壁を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る浸漬装置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る加熱装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る皮膜形成処理工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る排気還流系部材について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る排気還流系部材を４気筒のガソリンエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。
【００２７】
まず、構成について説明する。
【００２８】
本実施の形態に係るエンジン１は、ピストンが２往復する間に吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程とからなる一連の４行程を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されており、図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、を備えている。
【００２９】
エンジン本体２は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックを備えており、シリンダヘッドおよびシリンダブロックは、４つの気筒を形成している。これらの気筒には、ピストンにより燃焼室がそれぞれ画成されている。また、シリンダヘッドには、外気を燃焼室に導入するための吸気ポートおよび排気ガスを燃焼室から排出するための排気ポートが形成されている。
【００３０】
シリンダヘッドおよびシリンダブロックには、図示しないウォータジャケットが形成されている。ウォータジャケットは、各気筒の周囲に設けられ、内部に冷却水２０を流通させることによりエンジン本体２を冷却するようになっている。
【００３１】
吸気装置３は、吸気管３０と、エアクリーナ３１と、スロットルバルブ３２と、吸気マニホールド３３とを備えている。エアクリーナ３１は、フィルタにより吸入空気を浄化するようになっている。
【００３２】
スロットルバルブ３２は、吸気管３０の下流部に設けられ、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁により構成されている。スロットルバルブ３２は、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整するようになっている。後述するＥＣＵ１０は、スロットルバルブ３２に設置されたスロットルモータを制御してスロットルバルブ３２の開度を調節するようになっている。
【００３３】
吸気マニホールド３３は、吸気管３０と各気筒とを接続している。吸入空気は、吸気管３０からエアクリーナ３１および吸気マニホールド３３を経て各燃焼室に流入されるようになっている。また、吸気マニホールド３３と各気筒との接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。
【００３４】
排気装置４は、排気マニホールド４０と、触媒コンバータ４１と、排気管４２と、排気マフラ４３と、テールパイプ４４とを順に連結して構成されている。
【００３５】
排気マニホールド４０は、各シリンダから排出された排気ガス４５を流通させる。この排気マニホールド４０と各シリンダとの接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。
【００３６】
触媒コンバータ４１は、酸化触媒と還元触媒と助触媒とからなる三元触媒を含んで構成されている。触媒コンバータ４１は、例えば、排気ガス４５のＮＯｘを還元してＮＯ２やＮＯにし、さらに炭化水素や一酸化炭素と反応させて窒素ガスにしたり、あるいは排気ガス４５の炭化水素や一酸化炭素を酸化して水や二酸化炭素にすることができる。このように、触媒コンバータ４１により、排気ガス４５の一酸化炭素や窒素酸化物や炭化水素などの有害物質が浄化されるようになっている。
【００３７】
排気マフラ４３は、排気ガス４５の圧力により排気ガス４５の通路面積を調整可能な図示しない可変バルブを備えている。可変バルブは、アイドリング時やエンジン本体２の低回転時には閉じていて、排気ガス４５の通路を縮小して消音効果を高めるようになっている。また、可変バルブは、エンジン本体２の高回転時には開いていて、排気ガス４５の通路を拡大し低背圧にすることにより排出効率を高めるようになっている。
【００３８】
テールパイプ４４の下流側端部は大気に開放されている。このため、排気マフラ４３から排出された排気ガス４５は、テールパイプ４４を経て大気に放出されるようになっている。
【００３９】
エンジン１は、さらに、排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）５を備えている。ＥＧＲ装置５は、排気管４２を流れる排気ガス４５の一部を吸気管３０に還流させて、各気筒の燃焼室へＥＧＲガスとして供給するようになっている。これにより、ポンピングロスが低減し、燃費が向上するようになっている。
【００４０】
ＥＧＲ装置５は、上流管５０と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５１と、中間管５３と、ＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲバルブ５４と、下流管５５とを備えている。上流管５０と、ＥＧＲクーラ５１と、中間管５３と、ＥＧＲバルブ５４と、下流管５５とは、この記載の順に連結されている。
【００４１】
ここで、本実施の形態に係る上流管５０、ＥＧＲクーラ５１、中間管５３、ＥＧＲバルブ５４および下流管５５の少なくともいずれか一つは、本発明に係る排気還流系部材を構成する。
【００４２】
上流管５０は、排気装置４の排気管４２に連結される。図１においては、上流管５０がフランジ部を介して排気管４２に連結される場合を示しているが、溶接など公知の方法を用いて排気管４２に連結されていればよい。また、下流管５５は、吸気装置３の吸気マニホールド３３に連結されている。すなわち、ＥＧＲ装置５は、排気装置４の排気ガス４５の一部を吸気装置３に還流させる機能を有している。
【００４３】
ＥＧＲバルブ５４は、例えば、ＥＧＲバルブ駆動手段５４ａや図示しない弁体などを有する公知のバルブにより構成されている。ＥＧＲバルブ駆動手段５４ａは、例えば、ステップモータやＤＣモータにより構成されている。
【００４４】
ＥＣＵ１０は、ＥＧＲバルブ５４の開度を調整することによって、排気マニホールド４０から吸気マニホールド３３に導入されるＥＧＲガス量、すなわち排気還流量を調整するようになっている。
【００４５】
ＥＧＲクーラ５１は、本体部５７と、冷却水流入管５８と、冷却水流出管５９とを有している。そして、ＥＧＲクーラ５１は、本体部５７を構成する筐体内において、ＥＧＲガスの通路の外周部に冷却水配管が張り巡らされた構成を有している。
【００４６】
冷却水流入管５８は、本体部５７の冷却水２０の流通方向上流側の端部付近に設けられている。冷却水流入管５８の上流側端部は、ＥＧＲクーラ５１に冷却水２０を供給する冷却水供給管６１に連結されている。また、冷却水供給管６１の上流側端部は、エンジン本体２のウォータジャケットを介して図示しない冷却水用供給ポンプに連結されている。冷却水流出管５９の下流側端部は、冷却水排出管６２に連結されている。冷却水排出管６２の下流側端部は、例えば図示しないラジエータに連結されている。
【００４７】
また、上流管５０からＥＧＲクーラ５１に供給されたＥＧＲガスは、ＥＧＲガスの通路を通過する際に冷却水配管を流れる冷却水２０との熱交換により冷却され、下流側へ導かれるようになっている。
【００４８】
本実施の形態に係るエンジン１を搭載した車両は、さらに、冷却水温センサ、エアフロメータ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサなどの各種センサを備えている。これらのセンサは、検出結果を表す信号をＥＣＵ１０にそれぞれ出力するようになっている。
【００４９】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、バスを介して互いに接続されている。ＲＯＭは、排気還流量制御を実施するためのプログラムおよび気筒に対する燃料噴射量を制御するための制御プログラムを含む各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。
【００５０】
そして、ＥＣＵ１０は、上記した各種センサの出力に基づいて、排気還流量制御、燃料噴射量制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００５１】
ところで、ＥＧＲ装置５においては、上述したように、車両の暖機中などＥＧＲ装置５を構成する排気還流系部材の内部温度が低い状態で排気ガス４５が流入すると、排気還流系部材の内壁６８（図２参照）によって排気ガス４５が冷やされ露点以下となり、内壁６８に凝縮水が発生する。この凝縮水に排気ガス４５が溶解すると、凝縮水中にＳＯ４２−イオン、ＳＯ３−イオン、Ｃｌ−イオンおよびＨ＋イオンなどのイオンが生成される。一方、上流管５０やＥＧＲクーラ５１など各排気還流系部材の内壁６８は、ステンレスあるいはアルミニウムなどの金属により構成されており、また、これらの内壁６８の表面上には、ステンレスあるいはアルミニウムが酸化した不働体被膜６５（図２参照）が形成されている。この上流管５０やＥＧＲクーラ５１の内壁６８を形成する金属および不働体被膜は、これらのイオンに晒されると腐食する可能性が生じる。
【００５２】
そこで、本実施の形態においては、ＥＧＲ装置５を構成する排気還流系部材の内壁６８にコーティング材による皮膜６６（図２参照）を形成する。これにより、排気還流系部材の内壁６８に凝縮水が発生し、凝縮水に内壁６８を腐食し得るイオンが生成された場合においても、皮膜６６により内壁６８を保護することが可能となる。
【００５３】
さらに、本発明に係る皮膜６６は、排気還流系部材の内壁６８から剥離し燃焼室内に吸入されたとしても、燃焼室で燃料とともに燃焼され、排気ガス４５として排気マニホールド４０から排出されるよう、炭素含有燃料により形成されるようになっている。
【００５４】
図２に示すように、例えばＥＧＲクーラ５１の本体部５７の一部を構成する内壁は、ステンレス層６４あるいはステンレス層６４の表面が酸化することにより形成された不働体被膜６５により構成されている。この不働体被膜６５の表面に炭素含有燃料由来の皮膜６６を形成し、上記各イオンを含む凝縮水６７が不働体被膜６５に直接接触しないようにする。
【００５５】
炭素含有燃料由来の皮膜６６は、以下に説明するように、皮膜６６による保護の対象となる排気還流系部材に炭素含有燃料を付着させ、付着した炭素含有燃料を酸化・重合させることにより形成されるようになっている。
【００５６】
本実施の形態においては、排気還流系部材の内壁６８への炭素含有燃料の付着は、浸漬装置７０により行われるようになっている。浸漬装置７０は、図３に示すように、フロア７２上に設置される浸漬槽本体７１と、上蓋７３とを備え、浸漬槽本体７１の内部には、浸漬液Ａが収納されている。以下、排気還流系部材として、ＥＧＲクーラ５１に皮膜６６を形成する場合について説明する。なお、後述するように、排気還流系部材を構成する各部材は、溶接など公知の方法を用いて可能な限り互いに接合された状態で浸漬装置７０にセットされる方がよい。したがって、ＥＧＲクーラ５１に皮膜６６を形成する場合には、ＥＧＲクーラ５１に上流管５０が接合された状態で浸漬装置７０にセットされると好適である。以下の説明では、ＥＧＲクーラ５１とは、ＥＧＲクーラ５１のみの場合と、ＥＧＲクーラ５１に上流管５０が接合され一体化したもののいずれをも意味する。
【００５７】
上蓋７３は、浸漬槽本体７１に被蓋するように上下動自在に吊設され、浸漬槽本体７１と上蓋７３とによって一つの浸漬槽８９が構成される。上蓋７３は釣鐘状に形成されており、浸漬槽本体７１との間に比較的大きな密閉空間を画成するようになっている。また、上蓋７３には真空ポンプ７４に一端が接続される配管７５が延設されており、配管７５の途中には、外気に開放する一端を有する分岐配管７６が接続されている。
【００５８】
配管７５の分岐配管７６より真空ポンプ７４側には、電磁弁７７が設けられている。また、分岐配管７６にも電磁弁７８が設けられており、これら二つの電磁弁７７、７８の開閉の切替えおよび真空ポンプ７４の作動の有無に応じて、浸漬槽本体７１と上蓋７３とで形成される密閉空間は、適時減圧あるいは大気に開放されるようになっている。
【００５９】
浸漬装置７０は、さらに、シャフト７９を有しており、このシャフト７９は、シリンダ９０から上蓋７３の天井部を通して該上蓋７３内まで延設されている。また、シャフト７９の下端にはパレット８０が取り付けられている。パレット８０は、皮膜６６を形成する対象となる部材、つまり本実施の形態においてはＥＧＲクーラ５１を保持するようになっており、浸漬槽本体７１の上端より僅か上方位置に下面が位置決めされる状態と、浸漬液Ａ中に完全に浸漬される状態とを維持できるようにシリンダ９０によって、その上昇端および下降端が定められている。
【００６０】
浸漬槽本体７１の下方内部には浸漬槽本体７１の底面と平行に所定距離を有して配置され、浸漬槽本体７１の断面の全面をカバーするようにフィルタ装置８１が配設されている。このフィルタ装置８１は、上下二枚のパンチングメタル８２ａ、８２ｂと、これらのパンチングメタル８２ａ、８２ｂの間に保持されるフィルタ８３とによって構成されている。また、パンチングメタル８２ａ、８２ｂおよびフィルタ８３の中央部にエア通路８４が形成され、浸漬槽本体７１の内壁に凸設されたリング状の支持部材８５上に脱着自在に載置されている。
【００６１】
フィルタ装置８１の下方には、図示しないエアポンプに一端が接続されるエア配管８６の開口端部が配設されている。このエア配管８６の途中には、除湿器８７および電磁弁８８が設けられており、この電磁弁８８が閉状態から開状態に移行することにより、浸漬槽本体７１の浸漬液Ａ中に乾燥したエアが供給されるようになっている。
【００６２】
この浸漬装置７０は、上蓋７３を開いた状態で、パレット８０上にＥＧＲクーラ５１を載置し、上蓋７３を下降させて、浸漬槽本体７１に被蓋する。また、電磁弁７７を開状態、電磁弁７８を閉状態にして、真空ポンプ７４を作動させることにより、浸漬槽８９内が減圧されるようになっている。
【００６３】
この時、ＥＧＲクーラ５１を含むパレット８０は浸漬液Ａ上に位置されており、これによってＥＧＲクーラ５１の空孔および浸漬液Ａの双方に滞留する空気が除去される。次に、シリンダ９０の作動によってパレット８０を下降させ、ＥＧＲクーラ５１の全体を浸漬液Ａ中に浸漬する。この浸漬によってＥＧＲクーラ５１の空孔内に浸漬液Ａが浸入する。そして、所定時間後に真空ポンプ７４を停止し、電磁弁７７を閉状態、電磁弁７８を開状態として、浸漬槽８９内を大気に開放する。この大気開放によって浸漬液ＡはさらにＥＧＲクーラ５１の空孔内に浸入する。再びシリンダ９０の作動によりパレット８０を上昇させ、これと同時に上蓋７３も上昇させて、パレット８０よりＥＧＲクーラ５１を取り出すことにより一連の浸漬処理が終了する。
【００６４】
なお、浸漬処理の終了後には、電磁弁８８を開状態に移行して浸漬液Ａ中にエアを供給する。この供給されたエアは、フィルタ装置８１のエア通路８４から上方へ通過して浸漬液Ａをバブリングさせる。この結果、浸漬液Ａに対流が生じ、その際、不純物を有する浸漬液Ａは、フィルタ装置８１を通過して浸漬槽本体７１の底部に移動し、この間、浸漬液Ａ中に浮遊している不純物がフィルタ８３に捕捉される。
【００６５】
本実施の形態においては、浸漬液Ａはガソリンにより構成されている。なお、浸漬液Ａとしては、軽油など、酸化・重合反応によりＥＧＲクーラ５１の表面に皮膜６６を形成可能な炭素含有燃料など他の芳香族化合物により構成されていてもよい。
【００６６】
また、浸漬装置７０による浸漬処理が終了したしたＥＧＲクーラ５１は、表面に付着したガソリンを酸化・重合させるために加熱される。本実施の形態においては、ＥＧＲクーラ５１は、図４に示す炉９３を用いて加熱されるようになっている。
【００６７】
炉９３は、加熱室９５を画成する本体部９４と、加熱室９５の外周を覆うよう本体部９４に設置されたヒータ９６と、ＥＧＲクーラ５１などの排気還流系部材を保持する金属網９７とを備えている。
【００６８】
また、炉９３は、図示しない温度制御器と接続されており、ＥＧＲクーラ５１を保持する金属網９７が加熱室９５内に設置されると、温度制御器はヒータ９６に供給される電流を調節し、加熱室９５内の空気を所望の温度に維持するようになっている。
【００６９】
ヒータ９６は、浸漬液Ａの酸化・重合が促進される温度に設定される。本実施の形態においては、浸漬液Ａとしてガソリンが用いられているため、酸化・重合反応が発生する８０℃以上であり、かつ、ガソリンが燃焼しない１４０℃以下に設定されると好適である。
【００７０】
また、炉９３の加熱中は、酸化・重合反応を促進させるために、ＮＯｘを添加するようになっている。本実施の形態に係る炉９３には、本体部９４の下方において加熱室９５と連通する一端と、図示しないＮＯｘ供給タンクに連通する他端とを有する配管９８が配設されている。また、配管９８の途中には、加熱室９５に供給されるＮＯｘの流量を調節するための電磁弁９９が設置されている。なお、加熱室９５内におけるＮＯｘの濃度は数％以下であれば十分である。
【００７１】
このように、ＥＧＲクーラ５１は、炉９３において加熱処理が実行されることによって、ＥＧＲクーラ５１の内壁６８を含む表面全体にガソリン由来の皮膜６６が形成される。
【００７２】
なお、ＥＧＲクーラ５１が炉９３から取り出された状態においては、ＥＧＲクーラ５１のフランジ部を含む全面に皮膜６６が形成されている。そのため、ＥＧＲクーラ５１を他の部材、例えば中間管５３と接続する際に、ＥＧＲクーラ５１および中間管５３のフランジ部の面同士の密着度が低下する可能性がある。したがって、ＥＧＲクーラ５１を中間管５３など他の部材と接続する前に、フランジ部に付着している皮膜６６をヘキサンなど炭素含有燃料由来の皮膜を除去可能な有機溶媒により除去する。
【００７３】
次に、本実施の形態に係る排気還流系部材の皮膜形成処理について図５を参照して説明する。なお、以下の説明においても、ＥＧＲクーラ５１に皮膜６６を形成する場合を例に説明する。
【００７４】
図５に示すように、皮膜形成処理は、まず、皮膜６６を形成する対象となるＥＧＲクーラ５１が製作される部品製作工程が実行される（ステップＳ１１）。なお、以下の皮膜形成処理が終了した部材に溶接などの加工処理を行うと、形成された皮膜６６が剥離する可能性が生じる。したがって、以下に記載する浸漬処理工程が行われる前に、排気還流系部材の溶接処理などを終了しておくと好適である。
【００７５】
次に、浸漬処理工程が実行される（ステップＳ１２）。この浸漬処理においては、ＥＧＲクーラ５１がパレット８０にセットされる。このとき、ガソリンの温度は、ガソリンの酸化・重合反応を抑制するために８０℃未満に設定されている。なお、浸漬処理は、浸漬槽８９内が所望の真空度になった後、ＥＧＲクーラ５１の全面にガソリンを付着させるために必要な時間行われる。
【００７６】
本実施の形態においては、ＥＧＲクーラ５１を構成する部品全体に対し浸漬処理を実行するので、皮膜形成処理によりＥＧＲクーラ５１の上流側部分にも皮膜６６が形成されるが、この部分に形成された皮膜は、高温の排気ガス４５に接し剥離する可能性がある。しかしながら、本実施の形態に係る皮膜６６は、上記のように炭素含有燃料を原料とし、燃焼室内に吸入されたとしても燃焼室で燃料とともに燃焼されるため、剥離した場合においてもエンジン１に影響を与えない。
【００７７】
そして、パレット８０が浸漬槽本体７１内に下降し、ＥＧＲクーラ５１がガソリンに浸漬されると、ＥＧＲクーラ５１の表面に付着したガソリンに気泡が発生しないよう、真空ポンプ７４が作動され、浸漬槽本体７１内が真空になる。浸漬槽本体７１内の真空度は、高いほど気泡が発生しにくくなるが、浸漬処理工程の実行に時間がかかる。したがって、真空度は、気泡が発生する可能性と浸漬処理工程にかかる時間とに基づいて実験的に最適値を求めるようにする。
【００７８】
次に、加熱工程が実行される（ステップＳ１３）。この加熱工程においては、ＥＧＲクーラ５１が金属網９７に入れられ、金属網９７ごと加熱室９５内に設置される。なお、この加熱工程においては、ＥＧＲクーラ５１の表面に付着した浸漬液の酸化反応および重合反応が再現性を有するよう、浸漬処理工程で使用した浸漬液の種類に応じて温度条件や時間条件を設定するようになっている。
【００７９】
炉９３は、加熱室９５内の温度が１１０℃となるようヒータ９６が調節される。また、ヒータ９６による加熱は３０分間行われる。なお、加熱室９５内の温度は８０℃〜１４０℃が好適であり、また加熱時間はガソリンの酸化・重合反応の速度に応じ１０分〜１時間であれば好適である。これにより、ガソリンの酸化・重合が促進され、ＥＧＲクーラ５１の表面に、皮膜６６が形成される。この皮膜６６は、上記の条件により形成することにより３００℃の耐熱性を有している。
【００８０】
このようにして皮膜６６が生成されたＥＧＲクーラ５１は、フランジ部の表面など不要部分に形成された皮膜６６をヘキサンにより除去した後、車両に設置される。
【００８１】
なお、ＥＧＲクーラ５１よりＥＧＲガス上流側に設置される上流管５０においては、内壁の温度が排気により７００℃〜８００℃の高温となり、上流管５０の内壁に形成された皮膜６６が剥離する可能性が生じるが、この皮膜６６はガソリン由来であるため、剥離した皮膜６６が燃焼室に流入しても、燃料とともに燃焼室で燃焼するため、上述したエンジン本体２における摺動不良などの従来の問題が生じることを抑制できる。
【００８２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る排気還流系部材の皮膜形成方法は、排気還流系部材の内壁６８に炭素含有燃料の皮膜６６を形成することができるので、内壁６８の表面に腐食の原因となるイオンを含んだ凝縮水６７が直接触れ、排気還流系部材が腐食することを防止することができる。また、皮膜６６が炭素含有燃料由来であるため、経年劣化などに起因して皮膜６６が剥がれエンジン本体２の燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒に損傷を与えることを防止できる。
【００８３】
また、皮膜６６が燃焼室に供給される燃料と同じ成分を有する炭素含有燃料により構成されるため、皮膜６６が剥がれ燃焼室に吸入された場合においても、燃焼室を画成する気筒が損傷を受けることを抑制できる。また、炭素含有燃料としてガソリンを用いる場合には、皮膜６６の原材料を低コストにすることができる。
【００８４】
また、排気還流系部材を真空中で炭素含有燃料に浸漬するので、内壁６８に炭素含有燃料が付着する際に気泡が発生せず、皮膜６６に気泡が形成されることを抑制できる。したがって、皮膜６６と内壁６８との密着性を向上し、皮膜６６の耐久性を高めることが可能となる。
【００８５】
なお、以上の説明においては、ＥＧＲクーラ５１に皮膜６６を形成する場合を例に説明したが、これに限定されず、中間管５３、ＥＧＲバルブ５４あるいは下流管５５などＥＧＲ装置５を構成する他の部材に皮膜６６を形成するようにしてもよい。さらに、吸気管３０や吸気マニホールド３３など吸気装置３を構成する部材に皮膜６６を形成するようにしてもよい。特に、アクセル開度に応じて吸入空気量を調節するスロットルバルブ３２より吸気下流側の部材は、ＥＧＲ装置５を介してＥＧＲガスが流れ込み、上述したイオンを含む凝縮水が発生する可能性が高まる。したがって、スロットルバルブ３２より吸気下流側の部材に皮膜６６を形成すると、凝縮水が部材の内壁と直接接触することを防止し部材の腐食を抑制できるので好適である。つまり、吸気管３０および吸気マニホールド３３は、本発明に係る排気還流系部材を構成する。
【００８６】
また、以上の説明においては、浸漬処理が終了したＥＧＲクーラ５１を炉９３に入れて、ガソリンの酸化・重合を行う場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲクーラ５１の筐体内部のみを加熱し、内壁６８の表面のみに皮膜６６が形成されるようにしてもよい。
【００８７】
この場合、ＥＧＲクーラ５１のフランジ部と接続可能なフランジ部を有し、ＥＧＲクーラ５１内に加熱された空気を送り込むことができる送風機を用いるようにする。また、送風機は、８０℃〜１４０℃に加熱された空気および触媒としてのＮＯｘをＥＧＲクーラ５１に送り込むようにする。
【００８８】
また、以上の説明においては、筐体がステンレスにより構成されたＥＧＲクーラ５１に皮膜６６を形成する場合について説明したが、これに限定されず、樹脂により形成された部材に皮膜６６を形成してもよい。この場合、樹脂は１３０℃近傍で溶融する可能性がある。したがって、酸化・重合処理を行う場合には、炉９３の温度を８０℃以上であり、かつ１３０℃より低い温度になるよう設定する。
【００８９】
なお、以上の説明においては、ＥＧＲ装置５がターボユニットを備えないエンジン１に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置５がターボユニットを備えるエンジン１に適用されてもよい。
【００９０】
この場合、ＥＧＲ装置５は、タービンホイールの上流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイールの下流側にＥＧＲガスとして還流するいわゆるＨＰＬ（High-Pressure Loop）を構成してもよい。また、ＥＧＲ装置５が、タービンホイールの下流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイールの上流側にＥＧＲガスとして還流するＬＰＬ（Low-Pressure Loop）を構成していてもよい。
【００９１】
また、ＥＧＲ装置５は、ガソリンエンジンにより構成されたエンジン１を搭載した車両に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置５は、ディーゼルエンジンなど公知の内燃機関を搭載した車両に適用されていればよい。
【００９２】
また、以上の説明においては、燃料が吸気ポートに噴射されるポート噴射式エンジンにＥＧＲ装置５が適用される場合について説明したが、これに限定されず、燃料が各燃焼室に直接噴射される筒内噴射式エンジンにＥＧＲ装置５が適用されていてもよい。また、筒内噴射およびポート噴射のいずれもが行われるエンジンにＥＧＲ装置５が適用されていてもよい。
【００９３】
また、ＥＧＲ装置５は、エンジン１のみを動力源とする車両のみならず、エンジンおよび回転電機を動力源とするハイブリッド車両に適用されていてもよい。
【００９４】
以上のように、本発明に係る皮膜形成方法は、耐食性が高く、皮膜が内燃機関に影響を及ぼすことを防止できるという効果を奏するものであり、内燃機関の排気還流系部材に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１  エンジン
２  エンジン本体
３  吸気装置
４  排気装置
５  ＥＧＲ装置
１０  ＥＣＵ
２０  冷却水
３０  吸気管
３１  エアクリーナ
３２  スロットルバルブ
３３  吸気マニホールド
４０  排気マニホールド
４１  触媒コンバータ
４２  排気管
４５  排気ガス
５０  上流管
５１  ＥＧＲクーラ
５３  中間管
５４  ＥＧＲバルブ
５５  下流管
５７  本体部
６４  ステンレス層
６５  不働体被膜
６６  皮膜
６７  凝縮水
７０  浸漬装置
７１  浸漬槽本体
７３  上蓋
８９  浸漬槽
９３  炉
９４  本体部
９５  加熱室
９６  ヒータ
９７  金属網
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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