(57)【要約】【課題】ＥＧＲ流路を介して還流された排ガス中に含まれる浮遊粒子状物質その他の炭素含有粒子が吸気流路の内面などにデポジット状に形成され難い内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】内燃機関のシリンダ２に空気を供給する吸気流路５と、内燃機関の排気ガス流路と吸気流路５とを接続するＥＧＲ流路４と、吸気流路５のうちスロットル弁５Ｖよりも上流側の部位とスロットル弁５Ｖよりも下流側の部位とを接続するバイパス流路７とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダに空気を供給する吸気流路と、
前記内燃機関の排気ガス流路と前記吸気流路とを接続するＥＧＲ流路と、
前記吸気流路のうちスロットル弁よりも上流側の部位と前記スロットル弁よりも下流側の部位とを接続するバイパス流路とを備えた内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記吸気流路と前記ＥＧＲ流路との合流部に、前記ＥＧＲ流路から供給される還流排ガスの流れを制御する制御壁部が突設されており、前記バイパス流路の出口が前記制御壁部の前記ＥＧＲ流路との対向面に向けて配置されている請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記バイパス流路における、前記吸気流路の前記スロットル弁よりも上流側の部位に向かう逆流を規制する逆止弁が設けられている請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記逆止弁が、前記バイパス流路の下流側の開口部を閉鎖した姿勢と開放した姿勢との間で揺動可能に支持された遮蔽部材である請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダに空気を供給する吸気流路と、内燃機関の排気ガス流路と吸気流路とを接続するＥＧＲ流路とを備えた内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関の吸気装置に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された内燃機関の吸気装置では、内燃機関から排出された排気ガスの一部をシリンダに還流して、再度燃焼させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；排ガス再循環）システムが設けられている。したがって、排気ガスと共に排出されるＮＯｘの排出量を低減させることができる。また、吸気流路とシリンダヘッドとの間に設けたサージタンクとは別に、ＥＧＲ流路とシリンダヘッドとの間にＥＧＲ専用サージタンクが設けてあるので、排気ガス流路から回収した排ガスを各気筒の燃焼室内に正確に分配することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４５５４８号公報（段落番号００１２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリンダヘッドに還流される排ガスの中には、非常に微細で有害な浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を含む煤（すす）状の炭素含有粒子が存在している。このため、特許文献１に記された内燃機関の吸気装置では、これらの粒子が吸気流路の内面などに固いデポジット状に沈積形成される傾向があった。このような、デポジットが形成されると、吸気流路の一部が閉塞状態に陥る、ＥＧＲ配分の不均一が生じる、デポジットの一部をなす塊が燃焼室に進入して燃焼不良が生じるなど問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による内燃機関の吸気装置の持つ欠点に鑑み、還流された排ガス中に含まれる浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）その他の炭素含有粒子が吸気流路の内面などにデポジット状に形成され難い内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成を備えた内燃機関の吸気装置は、
内燃機関のシリンダに空気を供給する吸気流路と、
前記内燃機関の排気ガス流路と前記吸気流路とを接続するＥＧＲ流路と、
前記吸気流路のうちスロットル弁よりも上流側の部位と前記スロットル弁よりも下流側の部位とを接続するバイパス流路とを備えている点にある。
【０００７】
一般的に、吸気流路のスロットル弁よりも下流側の部位は、ピストンの下降に基づく減圧作用、あるいは、ターボチャージャなどの過給器を備えたエンジンにあっては、過給器の加圧作用のために、スロットル弁よりも上流側の部位に対して低い圧力となっている。したがって、本発明の第１の特徴構成のように、吸気流路のスロットル弁よりも上流側の部位とスロットル弁よりも下流側の部位とをバイパス流路によって接続してあれば、ＥＧＲ流路を介して排気ガス流路から吸気流路の一部に流れ込む還流排ガスの流れの他に、このバイパス流路の中を吸気流路のスロットル弁よりも上流側の部位からスロットル弁よりも下流側の部位に向かい、バイパス流路の下流側端部から吹き出る吸気の流れが得られる。このようにしてバイパス流路の下流側端部から吹き出る吸気は、吸気流路のスロットル弁よりも下流側の部位に攪拌流を形成する。これにより、炭素含有粒子が吸気流路の内面などに沈積するのを抑制する作用、或いは、吸気流路の内面などに沈積しようとしている炭素含有粒子や、既に沈積した粒子の一部を同面から除去する作用を発揮する。その結果、吸気流路のスロットル弁よりも上流側の部位とスロットル弁よりも下流側の部位とを接続するバイパス流路を設けるという簡素な構成でありながら、浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）その他のデポジットが吸気流路の内面などに形成される現象を効果的に抑制するという効果が得られる。
【０００８】
本発明の他の特徴構成は、前記吸気流路と前記ＥＧＲ流路との合流部に、前記ＥＧＲ流路から供給される還流排ガスの流れを制御する制御壁部が突設されており、前記バイパス流路の出口が前記制御壁部の前記ＥＧＲ流路との対向面に向けて配置されている点にある。
【０００９】
本構成であれば、先ず、吸気流路を勢い良く流れる吸気の流れがＥＧＲ流路から吸気流路への還流排ガスの流入を阻害することや、ＥＧＲ流路から供給される還流排ガスが吸気流路の内部の広範囲に拡散することが、吸気流路とＥＧＲ流路との合流部に突設された制御壁部によって防止される。尚、制御壁部のＥＧＲ流路との対向面には、ＥＧＲ流路から供給される還流排ガスの流れが衝突するため、同対向面にデポジットが生じ易い。しかし、同時に、バイパス流路の出口が制御壁部のＥＧＲ流路との対向面に向けて配置されており、排ガスを含まない吸気がバイパス流路によって同対向面に吹き付けられるので、同対向面へのデポジットが効果的に抑制される。
【００１０】
本発明の他の特徴構成は、前記バイパス流路における、前記吸気流路の前記スロットル弁よりも上流側の部位に向かう逆流を規制する逆止弁が設けられている点にある。
【００１１】
本構成であれば、吸気流路のスロットル弁よりも下流側の部位に存在している浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）その他の炭素含有粒子が、バイパス流路の下流側端部からバイパス流路の内部に逆流して、バイパス流路の内面にデポジット状に沈積したり詰まったりするといった不都合な事態を未然に防止することができる。
【００１２】
本発明の他の特徴構成は、前記逆止弁が、前記バイパス流路の下流側の開口部を閉鎖した姿勢と開放した姿勢との間で揺動可能に支持された遮蔽部材である点にある。
【００１３】
本構成であれば、吸気流路のスロットル弁よりも上流側の部位からバイパス流路の中を通る空気の流れによって遮蔽部材が勢いよく開放操作される。その際に、遮蔽部材の一部が吸気流路の内面を擦ることで、デポジット状の堆積物などを機械的に除去することができる。また、バイパス流路から吹き出る吸気の流れの方向や速度が遮蔽部材の開放角度に応じて変化するので、吸気流路のスロットル弁よりも下流側の部位における流体の攪拌が促進される効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明による吸気装置を備えたエンジン（内燃機関の一例）の概略を示す。このエンジン１は、エンジンブロック１Ｂに形成されたシリンダ２、シリンダヘッド２Ｈの吸気部２Ｉに吸気を供給するためのインテークマニホールド３、及び、シリンダヘッド２Ｈの排気部２Ｅから排出された排気の一部をシリンダに還流するためのＥＧＲ流路４などを有する。エンジン１は複数のシリンダ２を備えるが、ここでは単一のシリンダ２のみを図示する。
【００１５】
インテークマニホールド３は、ターボチャージャＴＣ及びインタークーラ（不図示）から供給される新鮮空気を受け入れる新気入力部５（吸気流路の一例）、ＥＧＲ流路の一部を構成するＥＧＲ入力部６、及び、新気入力部５とＥＧＲ入力部６との合流部３Ｃを有する。合流部３Ｃの下流側にはシリンダヘッド２Ｈの吸気部に直付けされる接続端部３Ｊが設けられている。また、図１の紙面左から見た状態を示す図２に例示するように、合流部３Ｃの下流側付近からは一対のサージタンク１２が左右両方向に延出されている。
インテークマニホールド３の新気入力部５には新気の量を制御するためのスロットル弁５Ｖが設けられており、ＥＧＲ入力部６には還流される排気の量を制御するためのＥＧＲ弁６Ｖが設けられている。
【００１６】
新気入力部５とＥＧＲ入力部６との合流部には、同合流部における新気と排気の流れを制御するためのＥＧＲ隔壁３Ｗ（制御壁部の一例）が設けられている。ＥＧＲ隔壁３Ｗは、インテークマニホールド３の内壁の、吸気部２Ｉと対向する面から、吸気部２Ｉに向かって直線状に立設されている。ＥＧＲ入力部６から供給された排気と、新気入力部５から供給された新気とは、先ずＥＧＲ隔壁３Ｗの表裏面にそれぞれ衝突後、ＥＧＲ隔壁３Ｗの先端に向かって案内された後、ＥＧＲ隔壁３Ｗの先端と接続端部３Ｊとの間の合流部３Ｃで遭遇する。
【００１７】
新気入力部５のスロットル弁５Ｖよりも上流側の部位とスロットル弁５Ｖよりも下流側の部位とを接続するバイパス管路７（バイパス流路の一例）が設けられている。より具体的には、バイパス管路７の上流側の端部７Ａは、スロットル弁５Ｖの直前に相当する部位に垂直に接続されている。他方、バイパス管路７の下流側の端部７Ｂは、ＥＧＲ隔壁３ＷのＥＧＲ弁６Ｖと対向する側の基端部に垂直に接続されている。バイパス管路７の下流側の端部７Ｂは、ＥＧＲ隔壁３ＷのＥＧＲ弁６Ｖと対向する面と平行に向けられた吹き込みノズル７Ｎとなっている。バイパス管路７はＥＧＲ入力部６などに比して十分に細い内径の金属管によって構成されている。
【００１８】
シリンダ２に配置されたピストンの下降に応じて、スロットル弁５Ｖと接続端部３Ｊとの間の領域に形成される圧力と、スロットル弁５Ｖの上流側のターボチャージャの過給圧との圧力差の働きによって、バイパス管路７の内部にも上流側の端部７Ａが高圧で下流側の端部７Ｂが低圧となる圧力差が発生する。したがって、新気入力部５のスロットル弁５Ｖの上流側の部位に位置する新気の一部が、バイパス管路７の中を通り、下流側の吹き込みノズル７Ｎから吹き出す略定常的な空気の流れが得られる。この空気の流れは、新気入力部５のスロットル弁５Ｖよりも下流側の部位に攪拌流を形成することで、炭素含有粒子が新気入力部５の内面などに沈積するのを抑制する作用、或いは、沈積しようとしている粒子や既に沈積した粒子の一部を同面から吹き飛ばして、シリンダ２などに送り込む作用を発揮する。
【００１９】
バイパス管路７の途中には一つの逆止弁７ＣＶが設けられている。この逆止弁７ＣＶは、負圧条件が変化した場合などに、バイパス管路７の内部に、排気を含む気体が、下流側の端部７Ｂから上流側の端部７Ａに向かって流れる現象を規制する。逆止弁７ＣＶは上記圧力差の働きで新気の一部が下流側の端部７Ｂへと向かう空気の流れを阻害しない程度の逆止用のバネ圧を備える。
【００２０】
〔別実施形態〕
〈１〉図３に例示されるように、バイパス管路７の下流側の吹き込みノズル７Ｎの出口に遮蔽板状の出口逆止弁８を設けても良い。図３（ａ）に例示した出口逆止弁８Ａは、ＥＧＲ隔壁３Ｗの面と略平行な軸心Ｘ１回りに揺動自在に支持された一枚の遮蔽板９と、遮蔽板９を閉鎖位置に向けて付勢する捻りコイルばね（不図示）とによって構成されている。他方、図３（ｂ）に例示した出口逆止弁８Ｂは、ＥＧＲ隔壁３Ｗの面と略垂直な軸心Ｘ２，Ｘ３回りに揺動自在に支持された一対の観音開き状の遮蔽板１０と、遮蔽板１０を閉鎖位置に向けて付勢する捻りコイルばね（不図示）とによって構成されている。これらの遮蔽板９，１０が負圧の回復によって閉鎖位置から開放位置に切り換えられる際、ＥＧＲ隔壁３Ｗの面に堆積されているデポジットを機械的に除去する作用も示す。このような出口逆止弁８を設ける場合、バイパス管路７の途中に設けてある逆止弁７ＣＶは省いてもよい。
【００２１】
〈２〉図４に例示するように、バイパス管路７の下流側を３つ以上の多数に分岐し、多数の吹き込みノズル７Ｎを設け、それらの吹き込みノズル７Ｎの一部をサージタンク１２の壁面に挿通接続された構成としてもよい。図４の例では、バイパス管路７の下流側を６つに分岐し、６個の吹き込みノズル７Ｎを設けている。その中央寄りの２つの吹き込みノズル７Ｎは、ＥＧＲ隔壁３ＷのＥＧＲ弁６Ｖと対向する面の範囲内に挿通接続され、残りの４つの吹き込みノズル７Ｎは左右のサージタンク１２の壁面に挿通接続されている。各吹き込みノズル７Ｎの向きはＥＧＲ隔壁３Ｗの面に対して適宜様々な角度をなすように向けられている。或いは、バイパス管路７の下流側を２つに分岐し、２つの吹き込みノズル７ＮをＥＧＲ隔壁３ＷのＥＧＲ弁６Ｖと対向する面の範囲内に挿通接続してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による内燃機関の吸気装置の
【図２】図１の吸気装置の正面図
【図３】別実施形態による吸気装置の要部を示す断面図
【図４】さらに別の実施形態による吸気装置の要部を示す概略平面図
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジン（内燃機関の一例）
２  シリンダ
２Ｈ  シリンダヘッド
２Ｉ  吸気部
２Ｅ  排気部
３  インテークマニホールド
３Ｃ  合流部
３Ｊ  接続端部
３Ｗ  ＥＧＲ隔壁（制御壁部）
４  ＥＧＲ流路
５  新気入力部（吸気流路の一例）
５Ｖ  スロットル弁
６  ＥＧＲ入力部
６Ｖ  ＥＧＲ弁
７  バイパス管路（バイパス流路）
７Ｎ  吹き込みノズル
７ＣＶ  逆止弁
８Ａ，８Ｂ  出口逆止弁
９  遮蔽板
１０  遮蔽板
１２  サージタンク
【図１】
2009293562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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