(57)【要約】【課題】  排気再循環における排気の濃度変化が少ない排気再循環装置の提供。【解決手段】  内燃機関の排気を吸気ポートに再循環させる排気再循環装置１００は、吸気ポートに対応して形成される複数の吸気開口１０７、排気が流れる主排気通路１０１、主排気通路１０１から連続して形成される拡張空間１０３であって、吸気開口１０７の間に形成され、主排気通路１０１との接続端部Ｐ１０１から、内燃機関側に突出する第１拡張空間１０３ａを少なくとも有する拡張空間１０３、拡張空間１０３と吸気開口１０７とを連通するように形成される連通路１０５であって、吸気開口１０７の配置方向に沿う吸気開口配置軸Ｊ１０７に直交する方向から第１拡張空間１０３ａが突出する方向と反対方向に傾いた連通路軸Ｊ１０５に沿って形成される連通路１０５、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気ポートと吸気マニホールドの吸気ポートとの間に位置し、前記内燃機関の排気を再循環させる排気再循環装置であって、
前記吸気ポートに対応して形成される複数の吸気開口、
前記排気が流れる主排気通路、
前記主排気通路から連続して形成される拡張空間であって、前記吸気開口間に形成され、前記主排気通路との接続端部から、前記内燃機関側に突出する第１拡張空間を少なくとも有する拡張空間、
前記拡張空間と前記吸気開口とを連通するように形成される連通路であって、前記吸気開口の配置方向に沿う吸気開口配置軸に直交する方向から前記
第１拡張空間が突出する方向と反対方向に
傾いた連通路軸に沿って形成される連通路、
を有する排気再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気再循環装置に関し、特に、内燃機関と吸気マニホールドとの間に配置されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンの排気再循環装置について、図６に示すプレート部材６を用いて説明する。プレート部材６には、シリンダヘッド１の吸気ポートフランジ部３に開口する各吸気ポート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（図示せず）に対応して吸気通路の一部となる各吸気開口部３１が設けられ、吸気マニホールド４と共締めでシリンダヘッド１にボルト締結するためのボルト挿通孔３２が設けられている。
【０００３】
また、プレート部材６には、一端側（エンジン後端側）に、シリンダヘッド１（図示せず）のフランジ部３（図示せず）に設けられたＥＧＲ（排気ガス還流）用の排気ガス供給部４１（図示せず）に連通する排気ガス導入部３３が設けられ、内部に、上記排気ガス導入部３３に連通して延びる共通通路部３４と、該共通通路部３４から左右に別れて延びる一対の上流分岐通路部３５、３６と、各上流分岐通路部３５、３６の先端からそれぞれ左右に別れて延びる各一対の下流分岐通路３７、３８および３９、４０とからなり、４気筒の各吸気ポート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの近傍に排気ガスを分配する、所謂トーナメント様式の排気ガス還流通路が設けられている。
【０００４】
排気ガス還流通路のこれら共通通路部３４、上流分岐通路部３５、３６および下流分岐通路３７、３８、３９、４０は、プレートインナ７およびプレートアウタ８の相互の合せ面に略半割形状に設けられた溝により形成され、上流分岐通路部３５、３６の通路断面積が下流分岐通路３７〜４０の通路断面積より大きく、共通通路部３４の通路断面積が上流分岐通路部３５、３６の通路断面積よりもさらに大きくなるよう構成されている。
【０００５】
また、排気ガス導入部３３はプレートインナ７に設けられた溝の拡大部分により形成され、その中央部が上記排気ガス供給部４１に連通するようシリンダヘッド１側に開口している。そして、排気ガス導入部３３には、シリンダヘッド１側の排気ガス供給部４１から導入された排気ガスが共通通路部３４へ流れる際の抵抗となるバッフル４２が一側に設けられている。シリンダヘッド１の排気ガス供給部４１から導入された排気ガスは、プレート部材６内部の拡大した排気ガス導入部２１に入ることによる急膨張と、バッフル４２による圧力損失で放熱し、温度が下がる。
【０００６】
プレート部材６内部の排気ガス還流通路は、下流分岐通路３７、３８、３９、４０の先端が各吸気開口部３１に開口し、その先端開口部分は、図６に示すように、絞り４３が設けられ、絞り４３の下流側がテーパ状に広がるよう形成されている。プレート部材６内部の排気ガス還流通路を経て各気筒に分配される排気ガスは、絞り４３によってバラツキが調整され、絞り４３の下流側がテーパ状に広がることにより抵抗の少ないスムーズな流れとなり、また、オイルミストやカーボンの堆積も防止される（以上、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２２６５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のプレート部材６には、以下に示すような改善すべき点がある。プレート部材６のようなスペーサーを用いて排気再循環を行う場合、エンジン内部の加圧、減圧によって、排気ガス導入部３３から導入する排気に脈動が生ずる。このため、シリンダーヘッドから吸気開口部３１を介して下流分岐路４０、さらに上流分岐通路部３６に、シリンダーヘッド内の爆発前の燃料気体（以下、爆発前燃料気体）が逆流する。ここで、予め計算の上、濃度が設定した上で排気ガス導入部３３から排気を導入している。また、プレート部材６では、吸気開口部３１に連通する下流分岐路４０と下流分岐路３９とが対向して配置されている。下流分岐路４０を逆流した爆発前燃料気体は、排気ガス導入部３３から導入した排気に混合された上で、下流分岐路３９を介して、下流分岐路４０に連通する吸気開口部３１に隣接し、対向して位置する下流分岐路３９と連通する吸気開口部３１に、流入する。結果として、下流分岐路４０を逆流した爆発前燃料気体は、直接的に隣接する吸気開口部３１に流入するため、隣接する吸気開口部３１に流入する排気濃度の変化が大きく、予め想定した排気再循環の効果が得られない、という改善すべき点がある。吸気開口部３１に流入する排気濃度の変化の問題は、下流分岐通路３７〜下流分岐路３９、それぞれについても、同様に発生する。
【０００９】
また、上流分岐通路部３６、下流分岐路４０の長さ、それぞれ流れ込む排気の圧力によっては、下流分岐路４０を逆流した爆発前燃料気体が、さらに、下流の上流分岐通路３５に流入する。この場合、上流側で逆流する爆発前燃料気体によって、下流側に流入する排気の濃度が変化し、予め想定した排気再循環の効果が得られない、という改善すべき点がある。
【００１０】
なお、プレート部材６のようなスペーサーを用いて排気再循環を行う場合に、エンジン内部の加圧、減圧によって、排気ガス導入部３３から導入する排気に脈動が生ずるということについては、発明者による実験、知見に基づき得られた結果である。
【００１１】
そこで、本発明は、排気再循環における排気の濃度変化が少ない排気再循環装置を提供することを目的とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。
【００１３】
本発明に係る排気再循環装置は、内燃機関の吸気ポートと吸気マニホールドの吸気ポートとの間に位置し、前記内燃機関の排気を再循環させる排気再循環装置であって、前記吸気ポートに対応して形成される複数の吸気開口、前記排気が流れる主排気通路、前記主排気通路から連続して形成される拡張空間であって、前記吸気開口間に形成され、前記主排気通路との接続端部から、前記内燃機関側に突出する第１拡張空間を少なくとも有する拡張空間、前記拡張空間と前記吸気開口とを連通するように形成される連通路であって、前記吸気開口の配置方向に沿う吸気開口配置軸に直交する方向から前記第１拡張空間が突出する方向と反対方向に傾いた連通路軸に沿って形成される連通路、を有する。
【００１４】
これにより、逆流した爆発前燃料気体は、拡張空間１０３の内部において、円を描くよう循環し、元の連通路を介して吸気開口に戻る。つまり、爆発前燃料気体は、逆戻りする際に通過した連通路と連通する拡張空間内にのみ拡散した後、元の連通路を介して吸気開口に戻っていく。したがって、逆流した爆発前燃料気体は、拡張空間に拡散するため、主排気通路を流れる排気の濃度変化を少なくできる。
【００１５】
また、内燃機関の吸気ポートから連通路を介して拡張空間に逆流する爆発前燃料気体は、拡張空間への流入時においては、第１拡張空間を流れ、また、連通路軸方向に流れるため、拡張空間において連通路が対向して配置される場合であっても、対向して位置する連通路に、直接的に、爆発前燃料気体が流入することを防止できる。
【００１６】
さらに、主排気通路から連通路に流入する排気の流れと、逆流する爆発前燃料気体の拡張空間における流れとを分離できるため、逆流した爆発前燃料気体が、排気が連通路に流れ込むことを邪魔することがないため、効率的な排気再循環を行える。
【００１７】
さらに、逆流した爆発前燃料気体は、逆流した拡張空間より下流の拡張空間と連通する吸気開口に流入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る排気再循環装置の一実施例である排気再循環装置１００の平面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面を示す図である。
【図３】図２におけるＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図４】排気循環経路を示す図である。
【図５】従来の排気再循環装置を示す図である。
【図６】従来の排気再循環装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係るエンジンの排気再循環装置の一実施形態である排気再循環装置１００について、図１を用いて説明する。
【００２１】
排気再循環装置１００は、シリンダヘッドの吸気ポートフランジ部と、吸気マニホールドのフランジ部との間に配置される薄板形状の金属部材である。排気再循環装置１００は、主排気通路１０１、拡張空間１０３、連通路１０５、排気導入口１０６、吸気開口１０７、ボルト孔１０９を有している。なお、排気再循環装置１００は、吸気開口１０７が、シリンダーヘッドが有する各吸気ポート、及び、吸気マニホールドが有する各吸気ポートに対応するように配置され、所定のボルトによって、ボルト孔１０９を介して、シリンダーヘッド及び吸気マニホールドに締結される。
【００２２】
主排気通路１０１は、薄板形状の金属部材である排気再循環装置１００の内部の空間として形成される。主排気通路１０１は、排気導入口１０６を介して、シリンダーヘッドから流入する排気が流れる通路を形成する。主排気通路１０１では、排気導入口１０６が形成されている端部を上流として、上流の端部とは異なる端部が形成される下流に向かって、排気が流れる。なお、主排気通路１０１は、直列状に配置される吸気開口１０７に対して一方側に形成される。
【００２３】
拡張空間１０３は、排気再循環装置１００の内部の空間として形成される。拡張空間１０３は、隣接する吸気開口１０７の間に配置される。拡張空間１０３は、一部が、主排気通路１０１と連通するように形成される。これにより、主排気通路１０１を流れる排気の一部が、拡張空間１０３に流入する。
【００２４】
拡張空間１０３と主排気通路１０１との位置関係について、図２を用いて説明する。図２は、図１におけるＸ−Ｘ断面を示している。拡張空間１０３は、第１拡張空間１０３ａ及び第２拡張空間１０３ｂを有している。第１拡張空間１０３ａは、主排気通路１０１と拡張空間１０３とのエンジン側の接続端部Ｐ１０１から、エンジン側に突出する空間として形成される。第２拡張空間１０３ｂは、接続端部Ｐ１０１から、吸気マニホールド側に位置する空間として形成される。
【００２５】
図１に戻って、連通路１０５は、排気再循環装置１００の内部の空間として形成される。連通路１０５は、拡張空間１０３と吸気開口１０７とを連通するように形成される。図２に示すように、連通路１０５は、連通開口Ｈ１０５を中心に、直列状に配置される吸気開口１０７の吸気開口配置軸Ｊ１０７（図１参照）に直交する方向から第１拡張空間１９３ａが突出する方向と反対方向に、つまり、吸気マニホールド方向に角度αだけ回転する連通路軸Ｊ１０５に沿って、傾いて形成される。連通路１０５の拡張空間１０３に形成される連通開口Ｈ１０５は、拡張空間１０３の吸気マニホールド側に近い位置、つまり第２拡張空間１０３ｂ側に形成される。
【００２６】
図３に、図１における吸気開口１０７間の領域Ｒの図２におけるＹ−Ｙ断面を示す。二つの吸気開口１０７の間に位置する拡張空間１０３に形成される連通路１０５は、拡張空間１０３におけるそれぞれの連通開口Ｈ１０５が対向する位置に形成される。また、連通路１０５は、連通開口Ｈ１０５を中心に、吸気開口配置軸Ｊ１０７に沿う方向から角度βだけ、主排気通路１０１が位置する方向とは反対の方向に回転する連通路軸Ｊ１０５に沿って、傾いて形成される。つまり、連通路１０５は、吸気開口１０７からみて、主排気通路１０１側に向かって斜め下方に向かうように形成される。
【００２７】
排気導入口１０６は、シリンダーヘッドから排気を主排気通路１０１に導入する開口である。排気導入口１０６は、排気再循環装置１００のシリンダーヘッド側の端面から主排気通路１０１まで貫通するように形成される。
【００２８】
吸気開口１０７は、シリンダーヘッドが有する各吸気ポート、及び、吸気マニホールドが有する各吸気ポートに対応する位置に形成される。
【００２９】
ボルト孔１０９は、薄板形状の金属部材である排気再循環装置１００を貫通するように、複数、形成される。
【００３０】
第２  排気再循環装置１００における排気循環経路
次に、排気再循環装置１００における排気循環経路について、図２〜図４を用いて説明する。図２に示すように、連通路１０５の連通開口Ｈ１０５を第２拡張空間１０３ｂ側に配置することによって、吸気開口１０７から逆流する爆発前燃料気体は、拡張空間１０３において第２拡張空間１０３ｂ側から第１拡張空間１０３ａ側に流れ、その後、第１拡張空間１０３ａの底部に沿って流れた後、第１拡張空間１０３ａの主排気通路１０１側の端面で沿って第１拡張空間１０３ａ側に移動し、元の連通開口Ｈ１０５に戻る循環経路Ｋ１を形成する。また、図３に示すように、連通路１０５から逆戻りした爆発前燃料気体は、連通路１０５の連通路軸Ｊ１０５方向に沿って、連通開口Ｈ１０５から拡張空間１０３に流入する。つまり、爆発前燃料気体は、拡張空間１０３への流入時においては、第１拡張空間１０３ａを流れ、また、連通路軸Ｊ１０５方向に流れるため、連通開口Ｈ１０５が第２拡張空間１０３ｂ側にある対向して位置する連通路１０５に、直接的に、流入することがない。図４に示すように、対向して位置する連通路１０５についても、同様である。
【００３１】
また、循環経路Ｋ１は、図３に示すように、拡張空間１０３の内部において、円を描くように形成される。つまり、爆発前燃料気体は、逆戻りする際に通過した連通路１０５と連通する拡張空間１０３内にのみ拡散した後、元の連通路１０５を介して吸気開口１０７に戻っていく。したがって、逆流した爆発前燃料気体は、逆流した拡張空間１０３より下流の拡張空間１０３と連通する吸気開口１０７に流入することはない。また、逆流した爆発前燃料気体は、拡張空間１０３に拡散するため、主排気の濃度変化を少なくできる。
【００３２】
さらに、排気導入口１０６から主排気通路１０１を流れる排気の一部（以下、主排気）は、主排気通路１０１と拡張空間１０３とが連通する接続部において、拡張空間１０３の主排気通路１０１側の端面、つまり、第２拡張空間１０３ｂ側の端面に沿って流れ込み、連通路１０５の連通開口Ｈ１０５に到達する循環経路Ｋ２を形成する。このとき、主排気は、第２拡張空間１０３ｂを中心に通過する。また、循環経路Ｋ２は、図３に示すように、拡張空間１０３の内部、正確には第２拡張空間１０３ｂの内部において、直線上に形成される。
【００３３】
このように、主排気の循環経路Ｋ２は、第２拡張空間１０３ｂに形成される一方、逆流排気の循環経路Ｋ１は、第１拡張空間１０３ａに形成される。排気再循環装置１００では、主排気の循環経路Ｋ２と、逆流排気の循環経路Ｋ１とを、分離することによって、逆流した爆発前燃料気体が、主排気が連通路１０５に流れ込むことを邪魔することがないため、効率的な排気再循環を行える。
【００３４】
［他の実施例］
（１）拡張空間１０３と連通路１０５との関係：前述の実施例１においては、１つの拡張空間１０３に対して、複数の連通路１０５が形成される排気再循環装置１００を示したが、図５に示すように、１つの拡張空間１０３に対して、１つ連通路１０５が形成される排気再循環装置２００としてもよい。
【００３５】
また、前述の実施例１においては、連通路１０５において、連通路軸Ｊ１０５は、連通開口Ｈ１０５を中心に、吸気開口配置軸Ｊ１０７に沿う方向から角度βだけ、主排気通路１０１が位置する方向とは反対の方向に傾き、また、連通開口Ｈ１０５を中心に、吸気開口配置軸Ｊ１０７に直交する方向から吸気マニホールド方向に角度αだけ傾くとしたが、吸気開口配置軸Ｊ１０７に直交する方向から第１拡張空間１９３ａが突出する方向と反対方向に角度αのみ傾くようにしてもよい。これによっても、連通路１０５から逆流した爆発前燃料気体は、対向して位置する連通路１０５方向、かつ、対向して位置する連通路１０５の下方（シリンダーヘッド側）に向かって排出されるため、対向して位置する連通路１０５に直接的に流入することを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る排気再循環装置は、例えば、乗用車のエンジンに用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００      排気再循環装置
１０１      主排気通路
１０３      拡張空間
１０３ａ      第１拡張空間
１０３ｂ      第２拡張空間
１０５      連通路
１０６      排気導入口
１０７      吸気開口
１０９      ボルト孔
Ｐ１０１      接続端部
Ｈ１０５      連通開口
Ｊ１０５      連通路軸
Ｊ１０７      吸気開口配置軸
Ｋ１      循環経路
Ｋ２      循環経路
２００      排気再循環装置
【図１】
2017115795.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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