JP2012007563A - 吸気通路へのガス導入構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1の吸気通路2に装備され弁体11とこの弁体11を回動可能に支持する軸部12とから構成されたバタフライ式のスロットル弁11と、軸部12内に形成されたガス流路13と、ガス流路13内のガスを吸気通路2の弁体11よりも下流側に流入させる開口部15とを備えた、吸気通路へのガス導入構造において、開口部15は、軸部12のガス流路13外周の弁体11よりも下流側の壁部に、弁体11と直交する向きから弁体11の側へずれた方向に向けて形成されている。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、円盤状をした弁体とこの弁体を回動可能に支持する弁軸とで構成したスロットル弁をそなえ、キャニスタからの蒸発燃料を吸気通路に導入するパージ通路を、スロットルバルブの弁軸と弁体とに形成し、弁体の吸気流れ下流側の側面にパージ通路の出口を開口させる構造が記載されている。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、EGRガス等を吸気通路内に円滑に導入して導入後のガスの濃度分布の均一化を促進することができるようにした、吸気通路へのガス導入構造を提供することを目的とする。
前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記スロットル弁の開弁時に下流側となる前記弁体の側にずれた方向に向けて形成されていることが好ましい。
前記軸部は水平方向又は略水平方向に配置されて、前記弁体は、閉弁時には略鉛直方向に配置され、開弁時には弁体上部を前記軸部よりも下流側に弁体下部を前記軸部よりも上流側に移動させるように回動し、前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記弁体上部の側にずれた方向に向けて形成されていることが好ましい。
前記開口部は、前記軸部の軸方向に複数に分割して形成されていることも好ましい。この場合、軸方向中央部を含んで、複数個が分割形成されていることが好ましい。
あるいは、前記開口部は、前記軸部の前記吸気通路内に露出した部分の軸方向の全長又は略全長にわたって形成されていることが好ましい。
前記ガスは、EGRガスであることが好ましい。
開口部を、弁体と直交する向きから、スロットル弁の開弁時に下流側となる弁体の側にずれた方向に向けて形成すると、弁体の下流側に発生する低流速部にガスを流入させることができ、ガスの導入と拡散とを促進させることができ、ガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなる。
〔第1実施形態〕
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
(エンジンの給排気系の構成)
本実施形態では、吸気通路のスロットル弁よりも下流側に導入するガスは、EGRガスであり、エンジンの給排気系は図2に示すように構成される。
このスロットル弁11は、吸気通路2の水平方向に向く箇所に、軸部12を水平方向に向けて装備されており、弁体14は、全閉時には、弁体上部14aを軸部12よりも微小に下流側にずらし弁体下部14bを軸部12よりも微小に上流側にずらした僅かな傾斜とされ、この状態から開弁する際には、弁体上部14aを軸部12よりも下流側に移動させ弁体下部14bを軸部12よりも上流側に移動させるように回動する。
開口部15は、軸部12のガス流路13外周のスロットル弁11の弁体14よりも下流側の壁部に、スロットル弁11の弁体14の面と直交する向き(直交線L1参照)からずれた方向に向けて形成されている。また、開口部15は軸部12の軸方向中央部に配置され正面視で円形に形成されるため、EGRガスが比較的円滑に流出しやすく、加工性も良い。ただし、開口部15の形状は円形に限るものではない。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造は、上述のように構成されているので、EGRガスを、スロットル弁11の軸部12内に形成されたガス流路13を流通させて、軸部12に形成された開口部15から吸気通路2のスロットル弁下流側に導入させる。このようにEGRガスをスロットル弁11の軸部12から導入すると、EGRガスがエンジンの各シリンダの燃焼室に進入するまでの距離を長く確保でき、EGRガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなる。
特に、本実施形態では、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きから、弁体上部14aの側にずれた方向の領域A2に形成しているので、弁体14の下流側の弁体14から離隔した箇所に形成される低流速部LFにEGRガスを流入させることができ、EGRガスの導入と拡散とを促進させることができ、EGRガスの濃度分布の均一化を一層促進しやすくなる。
なお、本実施形態では、軸部12外周の領域A1には、開口部15を形成していないが、本発明の主旨としては、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向(本実施形態では、スロットル弁上部の側にずれた方向)にガスが向かうように形成すればよい。つまり、領域A1に開口部15の一部がさしかかったとしても、開口部15の中心(流心)が、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向に配置されれば良い。
次に、図4を参照して本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造は、開口部15の位置のみが第1実施形態と異なっているが、他の構成は第1実施形態と同様になっている。
つまり、本実施形態では、図3中に示すように、軸部12外周の領域A1からずれた領域A2,A3のうち、下方に位置する領域A3に開口部15を形成している。これは、図3中に示すように、弁体14の表面に沿って下方端部方向に向かう新気の流れが強く、弁体14の下方に開口部15を形成すれば、この新気の流れにEGRガスを乗せることができ、しかも、新気に比べて相対的に重量のあるEGRガスの重力作用も加わるため、EGRガスの導入性が高まり、EGRガスが極めて円滑に導入される。
次に、図5を参照して本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、前提となるスロットル弁11の開閉方向が第1,2実施形態と異なっている。
つまり、この実施形態のスロットル弁11は、第1,2実施形態と同様に、吸気通路2の水平方向に向く箇所に、軸部12を水平方向に向けて装備されているが、弁体14は、全閉時には、弁体上部14aを軸部12よりも微小に上流側にずらし弁体下部14bを軸部12よりも微小に下流側にずらした僅かな傾斜とされ、この状態から開弁する際には、弁体上部14aを軸部12よりも上流側に移動させ弁体下部14bを軸部12よりも下流側に移動させるように回動する。
本実施形態の場合も、軸部12外周の領域A1には、開口部15を形成していないが、本発明の主旨としては、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向(本実施形態では、スロットル弁上部の側にずれた方向)にガスが向かうように形成すればよい。つまり、領域A1に開口部15の一部がさしかかったとしても、開口部15の中心(流心)が、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向に配置されれば良い。
次に、図6を参照して本発明の第4実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、開口部15a〜15cが複数設けられている。この例では、軸部12の軸方向中央部に1つの開口部15bが、この両側に1つずつ対称に開口部15a,15cが配置され、合計3個設けられているが、開口部15a〜15cの数はこれに限らない。例えば軸部12の軸方向中央部を中心に2個を対称的に配置したり、4個以上設けたりしてもよい。また、ここでは、いずれの開口部15a〜15cも同一径の正面視で円形に形成されているが、この場合も開口部15a〜15cの形状は円形に限るものではない。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、上記の各実施形態の効果に加えて、開口部15a〜15cの合計面積を大きく確保することができることから、EGRガス供給量を増量させることや、EGRガスの供給圧が低い低圧EGRの場合にEGRガス供給量を確保することができる。
次に、図7を参照して本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、開口部15dとして1つの長穴が設けられている。この例では、正面視で矩形に形成されているが、長穴の形状は矩形に限るものではなく、長円や楕円でもよい。
なお、開口部15dの軸部12の周方向における位置は、第1実施形態と同様でもよく、第2実施形態と同様でもよい。また、スロットル弁11の開方向が第1,実施形態と異なる場合には、第3実施形態と同様とする。
次に、図8を参照して本発明の第6実施形態を説明する。
本実施形態は、第4実施形態と同様に、開口部15e〜15gが複数設けられているが、開口部15e〜15gは、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って大きく形成されている点が異なっており、他は第4実施形態と同様に構成されている。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、第4実施形態の効果に加えて、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って圧力損失からガスの供給量が減るという不具合を抑えることができ、軸部12の軸方向にバランスよく均等にEGRガスを供給することができる。
次に、図9を参照して本発明の第7実施形態を説明する。
本実施形態は、第5実施形態と同様に、開口部15hとして1つの長穴が設けられているが、長穴状の開口部15hの幅(軸部12の周方向への長さ)が、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って大きく形成されている点が異なっており、他は第5実施形態と同様に構成されている。また、この例では、正面視で略三角形に形成されているが、先太りの長穴の形状はこれに限るものではない。
〔第8実施形態〕
次に、図10を参照して本発明の第8実施形態を説明する。
この例では、第1実施形態のものに冷却構造を付加しているが、第2〜7実施形態のいずれのものに適用してもよい。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形させて、あるいは、適宜組み合わせて実施することができる。
2 吸気通路
3 排気通路
4 EGR通路
5 EGRバルブ
6 スロットルボディ
11 スロットル弁
12 軸部
13 ガス流路
14 弁体
14a 弁体上部
14b 弁体下部
15,15a〜15h 開口部
16 フィン
A1 スロットル弁11の弁体14面と直交する向きの領域
A2,A3 スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた領域
NF 新気流
LF 低流速部
RV 反転渦流
Claims (9)
- エンジンの吸気通路に装備され弁体とこの弁体を回動可能に支持する軸部とから構成されたバタフライ式のスロットル弁と、前記軸部の内部に形成されたガス流路と、前記ガス流路内のガスを前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側に導入させる開口部とを備えた、吸気通路へのガス導入構造において、
前記開口部は、前記軸部のガス流路外周の前記弁体よりも下流側の壁部に、前記弁体と直交する向きから前記弁体の側へずれた方向に向けて形成されている
ことを特徴とする、吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記下流側の壁部のうち、前記弁体と直交する向きの領域を除いて形成されている
ことを特徴とする、請求項1記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記スロットル弁の開弁時に下流側となる前記弁体の側にずれた方向に向けて形成されている
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記軸部は水平方向又は略水平方向に配置されて、前記弁体は、閉弁時には略鉛直方向に配置され、開弁時には弁体上部を前記軸部よりも下流側に弁体下部を前記軸部よりも上流側に移動させるように回動し、
前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記弁体上部の側にずれた方向に向けて形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記軸部の前記吸気通路内に露出した部分の軸方向中央部に部分的に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記軸部の軸方向に複数に分割して形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記軸部の前記吸気通路内に露出した部分の軸方向の全長又は略全長にわたって形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記開口部は、前記軸部の前記ガス流路の下流に行くに従って内径若しくは幅が拡大されるように形成されている
ことを特徴とする、請求項6又は7記載の吸気通路へのガス導入構造。 - 前記ガスは、EGRガスである
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017110603A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | トヨタ紡織株式会社 | 吸気装置 |
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2010
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