JP4352576B2 - エンジンの排気再循環ガス導入部構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は排気ガスを吸気装置に再循環させる排気ガス還流装置から導入される排気還流ガスの吸気装置への導入部の形状に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車などのエンジンの排気ガスによる大気汚染などの環境問題に伴い、その対策として排気ガス中に含まれる有害物質、特に窒素酸化物(NOxという)の発生を効果的に抑制する排気ガス還流(EGRという)装置が用いられるようになっている。このEGR装置は、排気ガスの一部を吸気装置に導入する(還流させる)ことによって、排気ガスに含まれる不活性ガスがエンジンの燃焼室内での燃焼を緩慢にし、燃焼温度を低下させることで、高温燃焼時に空気中の窒素と反応して生成されるNOxの生成量を抑制するものである。
【0003】
一方、EGR装置によって排出ガスが還流されるエンジンの吸気装置は、吸入空気をエンジンの気筒間に分配し、燃焼室に供給する機能を持つ。そのため、EGRガスの吸気装置への導入の際に各気筒への導入量にばらつきが生じると、EGRガス中に含まれる不活性ガスによってエンジンの燃焼の安定性やエミッションが悪化するという問題が起こる。
【0004】
そのため、EGRガスをエンジンの各気筒にできるだけ均等に導入するための構造については、特開平8−312468号公報(第1の従来技術という)などに開示されているように数々の提案がなされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気装置に取り付けられ、吸気装置内を流れる吸入空気量を制御するスロットルボデーのスロットルバルブの下流側には、特開平10−325367号公報(第2の従来技術という)に開示されているように、吸入空気の流れに逆らって、上流側に逆流しようとする流れの領域(逆流域)が発生する。
【0006】
第1の従来技術においては、EGRガスの導入部がスロットルボデー付近に設けられているため、スロットルバルブによる逆流域にEGRガスが導入されているため、EGRガスがスロットルバルブ付近まで逆流しやすく、デポジット(堆積物)がスロットルバルブやスロットルボアに溜まりやすい。このデポジットはスロットルバルブの開閉をしにくくして、エンジンの応答性を悪化させたり、スロットルバルブが開閉不能となって吸入空気量を制御できなくなったりといった、スロットルバルブの作動性に悪影響を与える恐れを生じる。また、第1の従来技術に示されているように、案内部材の導入部が孔部で構成されている場合には、EGRガスによるデポジットが孔部に詰まってEGRガスが吸入空気に導入されなくなったり、導入される量が変化したりして、エンジンの各気筒へのEGRガスの分配にばらつきが生じたりする可能性があった。
【0007】
一方、第2の従来技術においては、スロットルバルブの逆流域にEGRガスを導入するため、EGRガスはスロットルバルブ付近まで逆流し、スロットルバルブとスロットルボアへのEGRガスによるデポジットの付着が起こる可能性がある。そのため、第1の従来技術と同様にスロットルバルブの作動性に問題を生じる恐れがある。
【0008】
それゆえ、本発明は、EGRガスの分配性の向上と、スロットルバルブへのEGRガスの逆流と、EGRガスによるデポジットの付着の防止し、安定した作動を実現するEGRガスの導入部構造を提供することを、その課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項1の発明にて講じた技術的手段は、エンジンの排気ガスの一部を吸気通路内に還流させる排気ガス還流通路と、前記吸気通路の吸入空気量をスロットルバルブの開度によって制御するスロットルボデーと、前記吸気通路の内壁面に沿って配置された円筒状の第1案内部材と、該第1案内部材の外周面と前記吸気通路の内壁面とで構成され、前記吸気通路の下流側に延びる円環状の排気ガス導入通路と、を備えてなるエンジンの吸気装置において、前記第1案内部材に前記排気導入通路の円周方向の相対的な連通を一部分だけ遮断する阻止手段を前記開口部側と、対向する他方の側とに設けたことである。
【0010】
上記した手段によれば、阻止部材を設けることによって、第1案内部材(円環状の排気ガス導入通路)の円周方向への連通が妨げられるので、EGRガスの流れの強さによって、開口部側または、他方の側の一方だけにEGRガスが偏って導入されることを防ぐことができ、分配性を向上させることができる。
【0011】
尚、前記阻止手段が、前記第1案内部材の円周面の一部を突出させることによって形成されていること、前記第1案内部材の長さが前記スロットルバルブによって形成される逆流域よりも長いことが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に従った実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、本発明の第1実施形態を示す第1案内部材の斜視図である。
【0014】
図1において、第1案内部材10は中空円筒形状を有し、中空部は吸入空気通路13を構成している。第1案内部材10の外周面10aからは、その一部が突出して阻止部材12aが形成されている。一般的にEGRガスは高温で腐食性を有するため、第1案内部材10には、耐食性に優れた材料、例えばステンレスなどを用いることが望ましい。
【0015】
図2、図4は、本発明の実施形態の取付状態と、導入されたEGRガスの流れを示す図面である。図2は、EGRガスの流量が少ない状態を、図4は、多い状態を示す。
【0016】
図2、図4において、吸気装置2の最上流部にはスロットルボデー1が螺合などによって取り付けられている。スロットルボデー1は、その内部のスロットルボア1b内に設けられたバタフライバルブ1a(スロットルバルブ)を軸1cによって回転させて、バルブ1aとボア1bとで形成される開口面積を増減させて下流の吸気通路2aに供給する吸入空気量を制御する。吸気装置2には、EGRガス量を制御する図視しないEGRバルブが取り付けられるEGR取付部4が設けられている。EGR取付部4の内部には、排気ガス還流通路4aが、吸気通路2aと略直交する方向から、下流側に向かって所定の角度を持って設けられ、図示しないエンジンの排気通路から排出される排気ガスの一部がEGRガスとして吸気通路2aに導入される。また、吸気通路2a内部には、第1案内部材10が取り付けられ、その外周面10aと、吸気通路2の内周面2bとで形成される円環状の空間がEGR導入通路3を構成する。第1案内部材10の長さLは、スロットルバルブ1aによる図示しない逆流域の長さよりも長くなるように形成されている。EGR導入通路3とEGR還流通路4aとは、開口部4bによって連通されている。EGR導入通路3は、第1案内部材10の阻止部材12a、12bによって、EGR還流通路4aの円周方向に連通不能な部分が形成されている。開口部4b側の阻止部材12aは、開口部4bのすぐ下流に所定量の長さを持って延設されている。連通部と対向する側の阻止部材12bも開口部4b側の阻止部材12aと対称に設けられている。
【0017】
図2乃至図4、及び図7、図8を用いて第1実施形態のEGRガスの流量が少ない状態での本発明による作用について説明する。
【0018】
図3は、図2に示すB矢視図であり、図7、図8は阻止部材が設けられていない案内部材が挿入されている吸気装置を示す図面である。図7、図8は、図2、図3に示す第1案内部材10を阻止部材12a、12bが設けられていない第1案内部材110としたもので、その他の構成は同じであるため、図7及び図8において、図2及び図3と同じ構成には同じ番号符号又は図2及び図3で付した番符号に100を加えた番号符号を付すことで説明を省略する。
【0019】
図7、図8において、排気ガス還流通路4aから導入されたEGRガスは、第1案内部材110の外周面上のポイントXで第1案内部材110と衝突する。このとき、EGRガスの流量は少なく、その流速は遅い。そのため、EGRガスは第1案内部材110との衝突によって運動エネルギーを失ったEGRガスは、図8に示すように第1案内部材110の外周面に沿って流れて開口部4bと対向する側まで到達するものよりも、図7、図8に示すように第1案内部材110の外周面と衝突するポイントX付近で滞留したり、第1案内部材110とは衝突せずに、開口部4bから直接EGR導入通路3へ流れるものの方が多くなる。そのため、図8中の上下方向の分配は略均等になると考えられるが、図8中の左右方向の分配は不均衡となる(右側の方が多い)。
【0020】
しかし、図2、図3、図4に示すように、第1案内部材10に設けられた阻止部材12aによって、ポイントX付近に滞留している、またはEGRガス導入通路3に直接導入されるEGRガスは、吸気通路2aの下流方向に流れる際に阻止部材12aと衝突し、EGRガスの流れを図中上方向または、下方向に変えることができる。これによって導入されたEGRガスをより均等に分配することができる。
【0021】
図5、図6、図9、図10を用いて本発明の実施形態のEGRガスの流量が多い状態での作用について説明する。図9、図10は阻止部材が設けられていない案内部材が挿入されている吸気装置を示す図面である。図9、図10は、図5、図6に示す第1案内部材10を阻止部材12a、12bが設けられていない第1案内部材110としたもので、その他の構成は同じであるため、図9及び図10において、図5及び図6と同じ構成には同じ番号符号又は図5及び図6で付した番号符号に100を加えた番号符号を付すことで説明を省略する。
【0022】
図9、図10において、図示しない排気通路から導入されたEGRガスは、第1案内部材110の外周面上のポイントXで第1案内部材110と衝突する。このとき、EGRガスの流量は多く、その流速は速いため、衝突によってEGRガスの運動エネルギーは失われても、図9、図10に示すように第1案内部材110の周方向に沿って開口部4bと対向する側へとEGRガスは流れる。そのため、EGRガスは、図10に示すように、開口部4bと対向する側で衝突して滞留し、そのまま対向する側だけに多くのEGRガスが導入される。このため、開口部4b側に導入されるEGRガスの量は非常には少なくなる。
【0023】
しかし、図5、図6に示すように第1案内部材10に阻止部材12bを設けたことによって、図9、図10に示すように第1案内部材10(110)の外周面に沿って流れたEGRガス同士が衝突せずに、阻止部材12bと衝突して第1案内部材10の外周面に沿って、図5に示すように開口部4b側へと向かう(戻る)流れと、図6に示すような上下方向に分かれる流れとに分けられる。これによって、開口部4bと対向する側に多く導入されていたEGRガスは、図6中の上下方向に略均等に導入されるようになる。
【0024】
上記したように、本発明によれば、阻止部材によって円環状に構成されたEGRガス導入通路の円周方向の連通を遮断することで、EGRガスの流れの強弱による、EGRガスが導入される位置のばらつきを低減することによって、エンジンの各気筒への分配性を向上させることができるので有利である。
【0025】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1の発明によれば、EGRガス導入通路内の円周方向の連通を阻止する阻止部材によって、EGRガスの流量が少なく、その流速が遅いときと、EGRガスの流量は多く、その流速が速い場合ときでのEGRガスの導入位置に生じていたばらつきを低減させたことによって、EGRガスの各気筒への分配を向上させることができる。
【0026】
また、請求項2の発明によれば、阻止手段が、第1案内部材の円周面の一部が突出して形成されていることによって、部品点数の増加や、生産性を低下させることなく阻止手段を形成することができる。
【0027】
加えて、請求項3の発明によればスロットルボデーによる逆流域の長さよりも、第1案内部材の長さの方が長くなるようにしたことによって、EGRガスが吸気通路に導入される位置を逆流域よりも下流にすることができる。これによって、スロットルボデーへのEGRガスの逆流を防ぐことができ、スロットルバルブへのデポジットの付着などを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1案内部材を示す斜視図である。
【図2】図2は、本発明の第1案内部材の取付状態と、導入されたEGRガスの流れを示す図面であり、EGRガスの流量が少ない場合を示す。
【図3】図2に示すB矢視図である。
【図4】図2に示すA−A断面図である。
【図5】図5は、本発明の第1案内部材の取付状態と、導入されたEGRガスの流れを示す図面であり、EGRガスの流量が多い場合を示す。
【図6】図5に示すC−C断面図である。
【図7】図2に示す第1案内部材を阻止部材が設けられていないものとしたときのEGRガスの流れを示す図面であり、EGRガスの流量が少ない場合を示す。
【図8】図7に示すD−D断面図である。
【図9】図5の第1案内部材を阻止部材が設けられていないものとしたときのEGRガスの流れを示す図面であり、EGRガスの流量が多い場合を示す。
【図10】図9に示すF−F断面図である。
【符号の説明】
1・・スロットルボデー
1a・・スロットルバルブ
1b・・スロットルボア
1c・・スロットル軸
2・・吸気装置
2a・・吸気通路
2b・・内壁面
3・・排気ガス導入通路
4・・EGR取付部
4a・・排気ガス還流通路
4b・・開口部
10、110・・第1案内部材
10a・・外周面
10b・・内周面
10c・・前端部
10d・・後端部
12a、12b・・阻止手段
13・・吸入空気通路(中空部)
Claims (3)
- エンジンの排気ガスの一部を吸気通路内に還流させる排気ガス還流通路と、前記吸気通路の吸入空気量をスロットルバルブの開度によって制御するスロットルボデーと、前記吸気通路の内壁面に沿って配置された円筒状の第1案内部材と、該第1案内部材の外周面と前記吸気通路の内壁面とで構成され、前記吸気通路の下流側に延びる円環状の排気ガス導入通路と、を備えてなるエンジンの吸気装置において、前記第1案内部材に前記排気ガス導入通路の円周方向の連通を遮断可能な阻止手段を、前記排気ガス還流通路と前記排気ガス導入通路とが連通する開口部の側と、前記第1案内部材の中心軸に対して対称となる他方の側とに設けたことを特徴とするエンジンの排気還流ガス導入部構造。
- 前記阻止手段が、前記第1案内部材の円周面の一部を突出させることによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気還流ガス導入部構造。
- 前記第1案内部材の長さが前記スロットルバルブによって形成される逆流域よりも長いことを特徴とする請求項1乃至2に記載のエンジンの排気還流ガス導入部構造。
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