(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路から分岐させたＥＧＲ通路（４）を給気通路（３）に合流させることにより、排気通路から取り出したＥＧＲガスを燃焼室に再循環させるようにした過給エンジンにおいて、ＥＧＲガスの流出口（１３）を構成するＥＧＲノズル（１２）を給気の流れに対して断面翼型をなす中空構造体で構成するとともに、その下流端に切欠きを設けて該ＥＧＲノズル（１２）を給気通路（３）の中央部において下流に向って開口させる一方、ＥＧＲノズル（１２）を給気通路（３）の内部と給気通路（３）の外部の間で切換移動させる切換手段を設けたことを特徴とする過給エンジンのＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は過給エンジンのＥＧＲ装置に係り、特に、高負荷域においても目標のＥＧＲ率を得ることができるＥＧＲ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
排気ターボ過給機などの過給手段を備えた過給エンジンにおいても、燃焼室におけるＮＯｘの生成を抑制して排気を浄化するために、例えば図１０に示したように、エンジン１の排気マニフォールド２と給気通路３をＥＧＲ通路４を介して接続するようにしたＥＧＲ装置を設けることがある。６は再循環される排気の流量を制御するＥＧＲバルブ、７は排気ターボチャージャ、８はインタクーラ、９はＥＧＲ通路４の流出口、１０は同じく流入口であり、必要に応じてＥＧＲ通路４の途中に図示しないＥＧＲクーラを設けている。
【０００３】
このようなＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ通路４の流入口１０と流出口９の間の圧力差に基づいてＥＧＲガスを給気通路３に供給して燃焼室に再循環させる構成であり、流出口９の圧力は給気の圧力に依存して変化する。このために、排気ターボチャージャ７の効率が高くなる高負荷域においては、流出口９の圧力が流入口１０の圧力（排気圧力）より高くなってしまうために、ＥＧＲ率を最適制御することはきわめて困難であるとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、従来はきわめて困難であるとされていた高負荷域での運転時においてもＥＧＲ率を最適制御することができる簡潔構成のＥＧＲ装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、排気通路から分岐させたＥＧＲ通路を給気通路に合流させることにより、排気通路から取り出したＥＧＲガスを燃焼室に再循環させるようにした過給エンジンにおいて、ＥＧＲガスの流出口を構成するＥＧＲノズルを給気の流れに対して断面翼型をなす中空構造体で構成するとともに、その下流端に切欠きを設けて該ＥＧＲノズルを給気通路の中央部において下流に向って開口させている。
【０００６】
また、給気通路の中央において下流に向って開口するＥＧＲノズルを、給気通路の内部と給気通路の外部の間で切換移動させる切換手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図１〜図９に基づいて詳細に説明する。なお、図中図１０に示した従来例と同一機能を有する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０００８】
図１はＥＧＲノズルを断面翼型をなす中空構造体で構成したＥＧＲ装置の実施形態を示す要部の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、給気通路３の内部には図示しない排気ターボチャージャで圧縮されて温度上昇した空気がインタクーラで冷却された後に図中左側から右側に向って流れて図示しない燃焼室に供給される。
【０００９】
上記のような給気通路３を形成する給気パイプ１１の内部には、給気通路３の中央を横断するＥＧＲノズル１２を貫通保持させている。また、給気の流れに対して断面翼型をなす中空構造体でＥＧＲノズル１２を構成するとともに、その下流端に切欠きを設けることにより、給気の流れの下流に向って開口するＥＧＲガスの流出口１３を構成している。
【００１０】
一方、ＥＧＲ通路４に連通保持されたチャンバ１４を給気パイプ１１の外周に形成するとともに、このチャンバ１４をＥＧＲノズル１２の内部空間に連通保持させることにより、ＥＧＲ通路４からチャンバ１４に流入したＥＧＲガスをＥＧＲノズル１２の内部空間に導入して流出口１３から給気通路４に流出させるようにしている。
【００１１】
かかる構成になるＥＧＲ装置において、エンジンが運転されると図示しない過給手段で加圧された空気（給気）が給気通路３を図中矢印で示したように左側から右側に向って流れる。また、給気通路３の中央部における給気の流速は、周縁部の流速より高速となっており、しかも、給気通路３の中央部分を流れる給気がＥＧＲノズル１２によって分流されるために、給気通路３の中央部を横断するＥＧＲノズル１２の表面に沿う給気の速度はより増加する。
【００１２】
従って、高負荷域での運転にともなって給気の圧力が高くなっている場合においても、流出口１３の形成位置であるＥＧＲノズル１２の下流端部には局所的に負圧が生じるために、ＥＧＲノズル１２の内部空間に導入されているＥＧＲガスが確実に吸い出されるが、ＥＧＲを必要としない状態でも給気通路３の中央部にＥＧＲノズル１２が存在し続けるために、このＥＧＲを行なわない運転域での給気抵抗を低減するにも限界がある。
【００１３】
上記実施形態においては給気通路３の中央部を流れる給気をＥＧＲノズル１２で分流させることによってＥＧＲガスの流出を円滑化させるようにしているが、図３〜図６に示した実施形態においては、頂部が給気通路３の中央部分に至る中空半円状の絞り弁１５を、その半円中心を軸として回転するように給気通路３の途中の壁面に設けている。そして、絞り弁１５の頂部あるいは給気の流れに対して下流側に偏位した位置にＥＧＲガスの流出口１３を設けるとともに、絞り弁１５の内部空間をＥＧＲ通路４に連通保持させてＥＧＲノズル１２を構成している。
【００１４】
かかる実施形態によるＥＧＲ装置においては、ＥＧＲを行なう領域では図３および図５に示したように絞り弁１５を給気通路３に突出させる。すると、絞り弁１５による給気の絞り作用で流出口１３の近傍における給気の流速が上昇して静圧が低下するために、ＥＧＲガスの吸い出し効果を得ることができる。なお、ＥＧＲを行なわない領域では図６に示したように絞り弁１５を反転させて給気通路３の外側に位置させることにより、給気通路３の流路面積を確保して給気抵抗の増加を防止しつつ、ＥＧＲガスの流出を遮断するが、この実施形態の場合は流出口１３から流出したＥＧＲガスが絞り弁１５の表面に沿って流れて給気通路３の壁面近傍に偏流してしまう可能性がある。
【００１５】
図７および図８は本発明に係る過給エンジンのＥＧＲ装置の一実施形態を示すものであり、給気の流れに対して断面翼型をなす中空構造体でＥＧＲノズル１２を構成する一方、給気通路３の壁面に連続する隔壁１６をロータリバルブ１７に設けている。そして、前記中空構造体の下流端に切欠きを設けて該ＥＧＲノズル１２を給気通路３の中央部において下流に向って開口させる一方、前記隔壁１６におけるＥＧＲノズル１２側の面を給気通路３側に向って膨出させるとともに、隔壁１６に対向するベンチュリ部１８を壁面に設けることにより、ＥＧＲを行なう領域では図７に示したようにＥＧＲノズル１２を給気通路の中央部に位置させ、ＥＧＲを行なわない領域ではロータリバルブ１７を反転させてＥＧＲノズル１２および隔壁１６の膨出面を給気通路３の外部に退去させるようにしている。
【００１６】
従って本実施形態による場合は、ＥＧＲ領域においてはＥＧＲノズル１２による分流作用と隔壁１６の膨出表面およびベンチュリ部１８による増速作用で流出口１３に作用する静圧をより低下させつつ、流出口１３から流出したＥＧＲガスの偏流を回避することができるものであり、ＥＧＲを行なわない領域ではロータリバルブ１７を反転させてＥＧＲノズル１２および隔壁１６の膨出面を給気通路３の外部に退去させることができるために、給気通路３の流路面積を確保して給気抵抗を充分に低減することができる。
【００１７】
なお、例えば図９に示したようにＥＧＲノズル１２をパイプ材で構成し、このパイプ材１９を給気通路３の中央部にまで突出させてその先端を斜めにカットすることにより、給気の流れの下流に向って開口する流出口１３を構成することも考えられる。
【００１８】
このようにＥＧＲノズル１２をパイプ材１９で構成した場合においても、パイプ材１９による分流作用で流出口１３の近傍の給気の流速が増速補正されて該流出口３に作用する給気の静圧が低下してＥＧＲガスの吸い出し効果が得られるが、その吸い出し効果は充分に大きなものではない。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、ＥＧＲガスの流出口を構成するＥＧＲノズルを給気の流れに対して断面翼型をなす中空構造体で構成し、該ＥＧＲノズルの下流端に切り欠きを設けてＥＧＲノズルを給気通路の中央部において下流に向って開口させたものであるから、給気通路の壁面にＥＧＲガスの流出口を設けた従来のものに対比して流出口に作用する給気の静圧を低下させることができるために、従来はきわめて困難であるとされていた高負荷域においてもＥＧＲガスを円滑に吸い出させて最適率でのＥＧＲを行なわせることができる。また、ＥＧＲノズルを給気通路の内部と給気通路の外部の間で切換移動させるようにしているために、ＥＧＲを行なわない領域ではＥＧＲノズルを給気通路の外側に退去させて給気通路の流路面積を確保して給気抵抗を充分に低減しつつ、ＥＧＲガスの流出を遮断することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＥＧＲノズルを断面翼型の中空構造体で構成したＥＧＲ装置の実施形態を示す要部の縦断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  ＥＧＲノズルを絞り弁で構成した実施形態を示す要部の断面図である。
【図４】  図３に示した絞り弁の斜視図である。
【図５】  図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】  ＥＧＲを行なわない状態の図５に相当する断面図である。
【図７】本発明に係る過給エンジンのＥＧＲ装置の一実施形態を示す要部の断面図である。
【図８】  図７に示したロータリバルブの斜視図である。
【図９】  ＥＧＲノズルをパイプ材で構成した場合の断面図である。
【図１０】  過給エンジンのＥＧＲ装置の従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１    エンジン
２    排気マニフォールド
３    給気通路
４    ＥＧＲ通路
６    ＥＧＲバルブ
７    排気ターボチャージャ
８    インタクーラ
９    流出口
１０    流入口
１１    給気パイプ
１２    ＥＧＲノズル
１３    流出口
１４    チャンバ
１５    絞り弁
１６    隔壁
１７    ロータリバルブ
１８    ベンチュリ部
１９    パイプ材
【図１】
0003923665.tif 000002
【図２】
0003923665.tif 000003
【図３】
0003923665.tif 000004
【図４】
0003923665.tif 000005
【図５】
0003923665.tif 000006
【図６】
0003923665.tif 000007
【図７】
0003923665.tif 000008
【図８】
0003923665.tif 000009
【図９】
0003923665.tif 000010
【図１０】
0003923665.tif 000011