JPH10213019A

JPH10213019A - 排出ガス再循環装置

Info

Publication number: JPH10213019A
Application number: JP9051563A
Authority: JP
Inventors: Fumitada Suzuki; 文規鈴木; Shigeiku Enomoto; 榎本　　滋郁; Yukihiko Takeuchi; 幸彦竹内; Hidetoshi Oiwa; 英俊大岩
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の排出ガス再循環装置において、再
循環ガスが吸気管内を逆流し、スロットル弁の周辺にデ
ポジットが付着するのを防止する。【解決手段】吸気管５のスロットル弁３の下流側の吸
気の流れの順流域において、下流側に向かって開口する
屈曲管２４を再循環ガス案内通路１７として、再循環ガ
ス導入通路８の末端部分を構成する。再循環ガス導入通
路８の途中には再循環ガス制御弁４が設けられる。再循
環ガスは吸気の順流に乗って確実に下流側へ流れるの
で、スロットル弁３の方へ逆流しない。再循環ガス案内
通路１７は他にも、例えば隔壁と傾斜面からなるものと
して構成することができる。このような再循環ガス案内
通路１７を設けることによってデポジットの付着を防止
するだけでなく、各気筒に対する再循環ガスの均等な分
配も可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に設けられ
る排出ガス再循環装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排出ガス中のＮＯx の量を低
減させる方法の一つとして、排出ガスの一部を吸気中へ
再循環させる排出ガス再循環システムがよく知られてい
るが、近年の排出ガス規制の強化によって、排出ガスの
再循環量を増加させる必要性が出てきた。そのため、再
循環ガスの流量を調節する弁、即ち、再循環ガス制御弁
の上流側に新気の流れを制限するスロットル弁を付加す
るなどの改良が行われている（例えば、特開平６−１７
７１１号公報参照）。

【０００３】しかしながら、このような改良を加えた排
出ガス再循環装置においては、特に再循環ガスの量が多
い運転領域から再循環ガスの量が少ない運転領域へ移行
する急加速時のような過渡時の運転状態において、再循
環ガス制御弁が応答性良く作動しても、スロットル弁か
ら各気筒の吸気弁までの吸気通路の容積が大きい場合に
は、実際の再循環ガスの遮断が遅れるためにスモークの
発生量が増加するという問題が生じる。

【０００４】この問題の対策として、前述のスロットル
弁と各気筒の吸気弁との間の吸気通路の容積を減少させ
るために、両者を距離的に近づけて配置することが必要
になる。しかしその結果、スロットル弁と再循環ガス制
御弁との距離も短くなってしまうので、再循環ガスがス
ロットル弁の下流側に発生する吸気の「逆流域」（下流
側から上流側に向かう吸気の流れが生じる領域）に流入
し易くなり、再循環ガスがスロットル弁まで逆流して、
再循環ガスに含まれている成分がスロットル弁に付着
し、所謂デポジットの堆積を生じる。

【０００５】デポジットがスロットル弁の周囲に堆積す
ると、スロットル弁の開閉作動が円滑に行われなくなる
だけでなく、同じ操作量に対する有効な弁開口の大きさ
が変化するので、スロットル弁の開閉位置と新気の流入
量との関係が変化して、燃料噴射量に対する新気の量が
減少し、スモークが増加してエミッションが悪化すると
いう不具合を生じる。よく知られているように、機関の
潤滑油を含んでいるブローバイガスをスロットル弁の上
流側に還元する構成の内燃機関や、過給のためにターボ
チャージャを使用している内燃機関においては、ブロー
バイガス中に含まれているオイル分や、ターボチャージ
ャから洩れるオイルが再循環ガス流入口に付着すると、
そのオイルによって再循環ガス中のカーボン粒子等が再
循環ガス流入口に付着しやすくなって、そこにデポジッ
トを形成するので、更に再循環ガス流入口の通路面積が
減少するという不具合をも生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述のような問題に対処して、新たな構成によっ
て再循環ガスを円滑に内燃機関に供給することができる
排出ガス再循環装置を提供することを目的としている。
また、逆流する再循環ガスによってスロットル弁の周辺
にデポジットが付着するのを防止することができるよう
な、改良された排出ガス再循環装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の排出ガス
再循環装置においては、吸気管に設けられたスロットル
弁の下流側部分において、吸気管内を上流側から下流側
に向かって流れる吸気の順流域に再循環ガス流入口が開
口しているので、再循環ガス流入口から吸気管内へ流入
する再循環ガスは、吸気の順流に乗って円滑に下流側へ
流れて内燃機関へ再び供給されるから、吸気管内を逆流
してスロットル弁に到達してデポジットが付着すること
が避けられる。

【０００８】請求項２記載の排出ガス再循環装置におい
ては、再循環ガス流入口と再循環ガス制御弁のバルブシ
ート部とを接続するように再循環ガス案内通路が設けら
れているので、再循環ガス制御弁を通過した再循環ガス
は、再循環ガス案内通路によって流速が低下するととも
に吸気の順流域が形成されている位置まで導かれて確実
に順流域へ流入することが可能になり、スロットル弁の
方へ逆流する恐れがなくなる。

【０００９】請求項３記載の排出ガス再循環装置におい
ては、再循環ガス案内通路が吸気管の下流側に向かって
傾斜する傾斜面を備えているので、再循環ガスが吸気管
内へ流入する時に傾斜面によって流速が低下するととも
に案内されて円滑に、且つ徐々に吸気中へ均一に拡散し
て行くため、多気筒内燃機関の各気筒への再循環ガスの
分配が均等になり、気筒毎の出力のばらつきが少なくな
る。従って、低負荷運転における回転変動がより少なく
なり、回転が安定する。

【００１０】請求項４記載の排出ガス再循環装置におい
ては、再循環ガスが吸気管内へ流入する時に、再循環ガ
ス流入口よりも上流側へ流入するのを阻止する隔壁が再
循環ガス流入口の吸気上流側に設けられているので、吸
気管内へ流入する再循環ガスは隔壁に沿って下流側へ導
かれ、再循環ガス流入口から流出して吸気の順流に乗っ
て流れるため、再循環ガスが早期に吸気に混入してスロ
ットル弁に向かって逆流するのを確実に防止することが
できる。

【００１１】請求項５記載の排出ガス再循環装置によれ
ば、スロットル弁よりも上流側の吸気管内へブローバイ
ガスを流入させるブローバイガス導入通路を備えている
内燃機関において、再循環ガス流入口を吸気管内の吸気
の順流域となるスロットル弁の上部に設けているので、
再循環ガスが吸気管内を逆流してスロットル弁にデポジ
ットが付着するのを避けることができるだけでなく、ブ
ローバイガスに含まれている機関の潤滑油その他の成分
が再循環ガス制御弁に侵入してデポジットを生じる障害
を生じる恐れが少なくなる。即ち、ブローバイガスの成
分である微粒の潤滑油等がスロットル弁の上部の再循環
ガス制御弁の再循環ガス流入口付近に付着しても、付着
した成分は重力によって下方へ流下するため、再循環ガ
ス制御弁にデポジットとして残らないためである。

【００１２】請求項６記載の排出ガス再循環装置におい
ては、再循環ガス案内通路の末端の再循環ガス流入口
を、吸気管のうちでも特に下流側のインテークマニホー
ルドに開口させるので、流入した再循環ガスが逆流して
スロットル弁に到達する可能性が低くなり、再循環ガス
に含まれる成分によってスロットル弁にデポジットの付
着を生じる恐れが最も少なくなる。

【００１３】請求項７記載の排出ガス再循環装置におい
ては、スロットル弁がバタフライ形のものであって、そ
の弁軸を内燃機関の複数個の気筒の配列方向と平行に設
置しているので、複数個の気筒に対する吸気の分配が均
等になると共に、再循環ガスがスロットル弁に向かって
逆流するのを防止することができる。

【００１４】請求項８及び９記載の排出ガス再循環装置
によれば、内燃機関の複数個の気筒の配列方向と平行に
設置された弁軸を有するバタフライ形のスロットル弁の
下流側において、再循環ガス流入口がスロットル弁の下
部或いは上部の吸気管の管壁に開口しているので、これ
らの位置では吸気の順流域の層が厚くなることから、吸
気中へ流入する再循環ガスが確実に順流に乗って下流側
へ流れ易くなる。

【００１５】請求項１０記載の排出ガス再循環装置にお
いては、再循環ガス流入口が扇状に拡がる形状を有する
ので、再循環ガスは拡散しながら吸気の順流域へ分散
し、吸気の順流に乗って下流側へ確実に流れるから、逆
流してスロットル弁の方へ戻る可能性が低くなる。

【００１６】請求項１１記載の排出ガス再循環装置によ
れば、再循環ガス導入通路の末端に屈曲通路手段の一端
を接続して、その内部を再循環ガス案内通路とすると共
に、その他端を再循環ガス流入口として吸気管内の吸気
の流れの順流域内において下流側に向かって開口させる
ので、再循環ガス導入通路や再循環ガス制御弁の設置位
置に関係なく、再循環ガス流入口をスロットル弁の下流
側の吸気の流れの順流域に開口させることができると共
に、再循環ガスをその開口まで円滑に導いて吸気の流れ
の下流側に向かって放出することができる。従って、再
循環ガスは逆流域に入ることがなく、順流域に流入して
下流側へ流れるので、スロットル弁にデポジットが付着
することを確実に防止することができる。

【００１７】請求項１２に記載の排出ガス再循環装置に
おいては、前述の屈曲通路手段として具体的にエルボ状
の屈曲管を使用するので、きわめて簡単な手段によって
再循環ガスを円滑に、且つ確実に屈曲管の他端開口であ
る再循環ガス流入口まで導いて、吸気の流れの下流側に
向かって放出することができる。

【００１８】請求項１３に記載の排出ガス再循環装置に
おいては、極端な例として、再循環ガス制御弁が位置的
にスロットル弁の上流側に配置されることをも可能にす
るので、内燃機関の設計の自由度を高めることが可能に
なる。

【００１９】また、請求項１４に記載の排出ガス再循環
装置によれば、再循環ガス案内通路を屈曲通路手段によ
って形成する内燃機関において、スロットル弁がバタフ
ライ形のものであって、その弁軸を内燃機関の複数個の
気筒の配列方向と平行に設置しているので、再循環ガス
がスロットル弁に向かって逆流するのを確実に防止する
ことができるだけでなく、複数個の気筒に対する吸気の
分配を均等にすることも同時に可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１及び図２に、本発明の第１実
施形態としての排出ガス再循環装置１を備えた内燃機関
２の一例を示す。図１は、多気筒内燃機関２のシリンダ
ブロック９を図示しないクランクシャフトの前方から見
た正面図であり、図２はそれを上方から見た平面図であ
る。内燃機関２のスロットル弁３と、排出ガス再循環装
置１の主要な要素である再循環ガス制御弁４が、吸気管
５に対して、吸入された新気が流れる方向（矢印の方
向）に、順次所定の間隔をおいて取り付けられている。
言うまでもなく、スロットル弁３は、吸気管５内を流れ
る吸気の流量を調節するために、吸気管５内の適所に開
度可変の絞り弁として設けられたものであり、再循環ガ
ス制御弁４は、エキゾーストマニホールド６の側から排
出ガスの一部を取り出して、インテークマニホールド７
の側の吸気管５内を流れる吸気の中へ還流させる再循環
ガスの流量を調節するために、再循環ガス導入通路８の
適所に開度可変の絞り弁として挿入されたものである
が、第１実施形態は再循環ガス制御弁４を吸気管５の管
壁に直接に取り付けた場合を示す例である。

【００２１】一方、内燃機関２のクランクケースやシリ
ンダヘッドカバー内に溜まるブローバイガスを吸気管５
内へ導入して処理するブローバイガス導入通路１０は、
スロットル弁３の上流側の吸気管５の管壁に開口してい
る。

【００２２】この場合、特にスロットル弁３の下流側に
おける吸気の流れを観察すると、図３及び図４に示すよ
うに、バタフライ形のスロットル弁３の下流側の部分に
は、吸気が上流側から下流側に向かって流れる順流が吸
気管５内の管壁寄りの部分に形成され、それによってス
ロットル弁３の直後流の吸気管中央部には低圧部分がで
きるために、その低圧部分に向かって吸気の一部が、吸
気管５の下流側から上流側へ逆流する現象が認められ
る。吸気管５内において吸気の順流が存在する領域を
「順流域」と呼ぶと共に、逆流が存在する領域を「逆流
域」と呼ぶことにすると、本発明の特徴は、基本的に、
吸気の順流域に再循環ガス流入口１１を開口させた点に
ある。

【００２３】ここで注目すべきことは、横断面において
順流域と逆流域の境界を示す曲線Ｂの形が、吸気管５の
横断面を示す図４において吸気管５の管壁に沿った円形
ではなく、スロットル弁３の弁軸１２の影響を受けて偏
平な長円形になっているということである。そのため
に、順流域の半径方向の厚さは弁軸１２が吸気管５の管
壁と交わる部分において最も薄くなり、弁軸１２と直交
する直線Ｒ−Ｒの付近で最も厚くなるという現象が見い
だされた。従って、第１実施形態における具体的な特徴
の一つは、図３に示すように、再循環ガス導入通路８の
開口である再循環ガス流入口１１をスロットル弁３の下
流側の順流域において、特に直線Ｒ−Ｒと交わる管壁の
下側の位置に設けたことである。バタフライ形のスロッ
トル弁３を用いる場合、再循環ガス流入口１１を設ける
のに適したこの位置は、スロットル弁３が閉弁状態から
開き始める時に、最も早く開く位置の下流側に相当す
る。

【００２４】従来のものと本発明の第１実施形態の作用
及び効果上の相違点を図５及び図６の比較によって説明
する。即ち、排出ガスの再循環率を２０％として、従来
のように再循環ガスを吸気の逆流域に流入させた場合の
再循環ガスの流れの様子を図５に示すと共に、同様な条
件で再循環ガスを吸気の順流域に流入させた第１実施形
態の場合を図６に示す。

【００２５】図５に示す従来例の場合、再循環ガス流入
口１１が吸気の逆流域に開口することになりやすい一つ
の理由は、配管の取り回しにおいて配管の長さを最短に
しようとするためである。従来技術を示す図２２によっ
て具体的に説明すると、例えば４気筒の内燃機関２にお
いて直列に並んでいる＃１から＃４までの４個の気筒の
配列方向に対して、吸気管５は直角方向に延びている
が、各気筒の燃焼室１４への吸気の分配が均一になるよ
うにするために、バタフライ形のスロットル弁３の弁軸
１２は気筒の配列方向と平行に設ける必要がある。

【００２６】他方において、エキゾーストマニホールド
６の一部から吸気管５側へ延びる再循環ガス導入通路８
は、吸気管５と概ね同じ高さでシリンダブロック９の反
対側へ導かれるから、通路８の長さを最短にする必要
上、再循環ガス流入口１１はスロットル弁３の弁軸１２
を含む平面内に設けられることになる。ところが、スロ
ットル弁３の下流側において弁軸１２の付近では、図４
に示すように吸気の順流域の厚さが薄くなっており、吸
気の逆流域がかなり下流側まで延びている。従って、図
５のように、再循環ガス流入口１１が弁軸１２を含む平
面内に設けられた従来例の場合は、流入口１１が吸気の
逆流域に開口することになる。

【００２７】図５に示す従来例のように、再循環ガス流
入口１１を吸気管５内の吸気の逆流域に開口させると、
流入口１１から吸気管５内へ流入する再循環ガスは、吸
気管５の下流側から上流側に向かって逆流する流れに乗
ってスロットル弁３まで到達し、スロットル弁３にデポ
ジットの付着を生じるが、図６に示す本発明の第１実施
形態のように再循環ガス流入口１１を吸気の順流域に設
けると、流入する再循環ガスは吸気の順流に乗って流入
口１１よりも下流側へ流れ、スロットル弁３にデポジッ
トが付着するのを防止することができる。第１実施形態
においては、流入口１１を順流域の厚さが最も厚くなる
位置、即ち、弁軸１２と直角の直線上にポペット形の再
循環ガス制御弁の弁軸１５を設けているので最良の結果
が得られる。この事実から推定されるように、流入口１
１が吸気の順流域にあれば概ね同様な効果が得られる。

【００２８】本発明の第２の実施形態を図７に示す。こ
のように再循環ガス流入口１１がスロットル弁３の下流
側において吸気の順流域に開口していれば、再循環ガス
制御弁４が図７に例示するように再循環ガス導入通路８
の途中に設けてあっても、第１実施形態の場合と同様な
効果が得られる。

【００２９】図８に望ましくない従来例を示す。この例
では、スロットル弁３の弁軸１２を内燃機関２の＃１か
ら＃４までの気筒の配列方向に対して直角の方向に設け
ているので、各気筒への吸気の分配が均等に行われなく
なるし、再循環ガス流入口１１を弁軸１２が吸気管５の
管壁と交わる位置の下流側に開口させると、吸気の逆流
域に再循環ガスを流入させることになるのでスロットル
弁３へのデポジットの付着が問題になる。これに対し
て、図７に示す本発明の第２実施形態では、図８におけ
るスロットル弁３の弁軸１２の方向を気筒の配列方向に
合わせるだけで、これらの問題を同時に解決している。

【００３０】そこで、第２実施形態の効果を図９及び図
１０によって悪い例と対比して説明する。図９（ａ）は
図８に示したものと同様な構成を示しており、複数個の
気筒の配列方向に対してバタフライ形のスロットル弁３
の弁軸１２が直角方向に配置されている。これと対比さ
れる図１０（ａ）は図７に示したものと同様な本発明の
構成を示しており、複数個の気筒の配列方向とスロット
ル弁３の弁軸１２の方向が一致している。スロットル弁
３の開度が１００％の時に平均排出ガス再循環率が１
４．３％である共通の条件において、これらの各気筒毎
の排出ガス再循環率を計測したところ、従来のシステム
では図９（ｂ）に示すように５％のばらつきが認められ
たが、本発明のシステムによれば、図１０（ｂ）に示す
ように、ばらつきを０．８％程度に抑えることができ
た。

【００３１】次に本発明の第３の実施形態について説明
する。この例は、図１１から図１３に示されているよう
に、第１実施形態や第２実施形態とは異なる態様の設計
を可能とするために、再循環ガス制御弁４の弁軸１５を
スロットル弁３の弁軸１２と平行に支持すると共に、前
者の位置を後者の位置に対して必要な距離だけ離して設
定することにより、再循環ガス制御弁４の弁軸１５及び
バルブシート１６を吸気管５の管壁の外側にオフセット
した点に特徴がある。そしてこの場合は吸気管５の管壁
に再循環ガス案内通路１７を付設して、バルブシート１
６を再循環ガス流入口１１に接続している。再循環ガス
案内通路１７には、再循環ガスが吸気の順流に乗り易く
するために傾斜面（１８として示す）が設けられてい
る。

【００３２】第３実施形態においては、吸気の順流域に
向かって傾斜している傾斜面１８を有する再循環ガス案
内通路１７を設けたために、スロットル弁３の弁軸１２
と再循環ガス制御弁の弁軸１５との距離を吸気管５の方
向において接近させて、それらを設けても、再循環ガス
がスロットル弁３へ逆流するのを防止することができ
る。更に、図１２及び図１３に示したような隔壁１９を
追加して、再循環ガス流入口１１の開口位置をスロット
ル弁３から下流側へできるだけずらせると、隔壁１９が
設けられない場合に比べて、流入口１１における吸気
（新気とブローバイガスの混合気）の順流の流速を高め
ることができるので、再循環ガスが順流に乗り易くな
り、再循環ガスがスロットル弁３へ逆流するのをより一
層効果的に阻止することができる。

【００３３】また、再循環ガス案内通路１７が吸気管５
の下流側に向かって傾斜している傾斜面１８を具えてい
るために、再循環ガスが吸気流の中へ徐々に円滑に流出
し、均一に拡散して行くので、各気筒に対する再循環ガ
スの分配が均一に行われて、気筒毎の出力にばらつきが
生じるのを防止することができ、低負荷運転における機
関の回転が従来のものよりも円滑になる。

【００３４】更に、この実施形態においては、スロット
ル弁３の弁軸１２と再循環ガス制御弁４の弁軸１５を平
行として、吸気管５の方向における弁軸１２及び１５間
の距離を小さくしているので、スロットル弁３の付近の
吸気管５の長さを短縮することが可能になり、ひいては
機関全体を小型化することができる。それによって加速
の応答性も向上する。

【００３５】共に本発明に属するものではあっても、第
１実施形態と第３実施形態の間には構成の差に基づいて
作用効果における若干の差が生じる。第１実施形態の場
合、排出ガス再循環率が２０％程度であれば、図６に示
したように、再循環ガスが吸気の順流に乗って下流側へ
流れ、スロットル弁３の方へ逆流することはないが、再
循環率が５０％前後の或るラインを越えると、非常に多
量の再循環ガスが吸気管５内へ送り込まれるために、図
１４に示すように、やはり一部の再循環ガスが逆流して
スロットル弁３に到達することがある。しかし、第３実
施形態において示した構成を用いると、隔壁１９と傾斜
面１８等の作用によって、図１５に示すように、再循環
率が５０％を越える状態でも再循環ガスが逆流してスロ
ットル弁３に到達することがない。

【００３６】また、第３実施形態の変形として、吸気管
５に対して開口する再循環ガス流入口１１の通路面積を
再循環ガス制御弁４のバルブシート１６よりも大きくし
て、例えば図１６に示す第４実施形態のように、扇状に
拡がるガス流入口２０を形成すると、再循環ガスの吸気
管５内への流入速度を低下させると共に、再循環ガスを
分散させながら吸気（新気とブローバイガスの混合気）
の流れの中へ流入させることができるので、濃度の低下
した再循環ガスがいっそう吸気の順流に乗り易くなり、
スロットル弁３への逆流を防止することができる。

【００３７】更に、図１７から図１９に示す第５の実施
形態のように、弁軸１２が水平に支持されているバタフ
ライ形のスロットル弁３の開閉作動の方向に対応して、
再循環ガス制御弁４のバルブシート１６及び再循環ガス
流入口１１をスロットル弁３の上側に設けることによっ
て、再循環ガスに含まれる成分だけでなく、ブローバイ
ガスに含まれる機関の潤滑油粒等によるデポジットの付
着を防止して、バルブシート１６の通路断面積減少の不
具合を避けることができる。

【００３８】その理由は、ブローバイガス中に含まれて
いる潤滑油粒等が吸気管５の内面に付着して油膜を形成
しても、油膜は重力によって下方へ流下するので、スロ
ットル弁３の上部に設けられている再循環ガス制御弁４
付近へ流入することはなく、そこに再循環ガス中のカー
ボン粒子等が付着してデポジットを形成することがない
からである。なお、前述の各実施形態において再循環ガ
ス流入口１１を設けたスロットル弁３の下部の位置と同
様に、バタフライ形のスロットル弁３の上部の位置は、
スロットル弁３が閉弁状態から開き始める時に最も早く
開く位置であるから、この場合も傾斜面１８と隔壁１９
によって形成される再循環ガス案内通路１７を設けると
効果的である。

【００３９】また、図２０及び図２１に示す第６実施形
態のように、再循環ガスの案内通路１７を吸気管５の一
部であるインテークマニホールド７の上部に付設する
と、スロットル弁３を他の実施形態におけるそれよりも
シリンダブロック９に近づけることができるので、加速
のために再循環ガス制御弁４を閉弁させた時に、それよ
りも下流側のインテークマニホールド７を含む吸気管５
の容積が、スロットル弁３と再循環ガス制御弁４をより
上流側の位置に設けた場合に比べて小さいため、吸気管
５内に残留する再循環ガスの量が少ないことから、内燃
機関２の加速応答性が高くなると共に、排出ガス再循環
装置１をコンパクトにまとめることが可能になる。

【００４０】第５実施形態及び第６実施形態は、図１７
及び図２０に示されているように、いずれも傾斜面１８
を具えた再循環ガス案内通路１７を有するから、前述の
実施形態と同様に、内燃機関の各気筒に対する再循環ガ
スの分配がより均一になり、気筒毎の出力のばらつきが
少なくなって低負荷運転状態等において回転が安定する
という利点もある。

【００４１】次に、図２３〜図２５に本発明の第７実施
形態を示す。第７実施形態及び後述の第８実施形態（図
２６）、第９実施形態（図２７）の共通の特徴は、再循
環ガス導入通路８の末端側に接続するようにエルボ状の
屈曲管２４を設けて、屈曲管２４の内部に再循環ガス案
内通路１７を形成すると共に、その屈曲管２４の他端の
開口を吸気管５の下流側に向かう再循環ガス流入口１１
とすることにより、吸気管５内に形成される吸気の順流
域内において、比較的に吸気の流れの下流側にこの屈曲
管２４の再循環ガス流入口１１を開口させた点にある。

【００４２】なお、これらの実施形態においては屈曲管
２４はいずれもエルボ状のものとなっているが、本発明
において屈曲する再循環ガス案内通路として使用されも
のは必ずしもエルボ状の屈曲管２４によってのみ形成さ
れるとは限らず、屈曲した再循環ガス案内通路１７を形
成してその内部を流れる再循環ガスを吸気管５の比較的
下流側における順流域へ導くと共に、他端の開口におい
て吸気の流れの下流側に向かって再循環ガスを放出する
ことができるものであれば屈曲管２４に代わり得るので
あるから、屈曲管２４は一般的には屈曲通路手段と読み
替えるべきものである。

【００４３】前述の第１実施形態（図１〜図４参照）の
場合、排出ガスの再循環率が２０％程度であれば、新気
の流速が高く且つ再循環ガスの流速が低いので、排出ガ
スの順流域に開口している再循環ガス流入口１１から吸
気管５内へ流出する再循環ガスは吸気管５内の新気の順
流に乗って下流側に向かって流れて、再循環ガスが吸気
の逆流域に流入することはないが、再循環率が５０％程
度まで高くなると、先に図１４を用いて説明したよう
に、吸気管５内における新気の流速が低くなるのに対し
て、流入口１１から流出する再循環ガスの流速が高くな
るために、再循環ガスが新気の順流域を突き抜けて逆流
域に流入する場合があり、そのような場合には従来技術
と同様に多少とも再循環ガスが逆流して、スロットル弁
３等にデポジットを生じることがある。

【００４４】前述の第３実施形態（図１１〜図１３、及
び図１５参照）においては、同様な問題を傾斜面１８を
有する再循環ガス案内通路１７と隔壁１９等を設けるこ
とによって解決しているが、第７実施形態においては、
この問題を吸気管５内の新気の順流域において、吸気の
流れの下流側に向かって開口している屈曲管２４を、再
循環ガス導入通路８が吸気管５の管壁を貫通する位置に
設けられた再循環ガス制御弁のバルブシート１６に接続
するように設けて、屈曲管２４の末端の開口を吸気管５
に対する再循環ガス流入口１１とすることにより解決し
ている。

【００４５】従って、第７実施形態においては図２４に
示すように、導入通路８を流れる再循環ガスが、再循環
ガス制御弁のバルブシート１６を通過した後に屈曲管２
４の内部に形成された円滑な案内通路１７によって導か
れて流れの方向を転換した後に、新気の順流域内に開口
している流入口１１から新気の順流域の流れの方向に放
出されるために、再循環ガス制御弁４がスロットル弁３
に接近して設けられていても、また、極端な場合とし
て、再循環ガス制御弁４の弁軸１５がスロットル弁３の
弁軸１２よりも吸気管５の方向において上流側に位置し
ている場合であっても、屈曲管２４を使用することによ
って流入口１１を新気の順流域内に開口させることが可
能となる。また、再循環率が５０％程度に高い場合で
も、図２５に示すように、再循環ガスが屈曲管２４の案
内通路１７によって十分にスロットル弁３よりも下流側
の新気（吸気）の順流域へ送りこまれるために、再循環
ガスがスロットル弁３の方へ逆流することが確実に阻止
される。

【００４６】図２６は本発明の第８実施形態を示すもの
で、この例でも第７実施形態と同様に再循環ガス導入通
路８の末端において屈曲管２４が用いられているが、第
７実施形態と異なる点は、再循環ガス制御弁４が吸気管
５の管壁ではなく再循環ガス導入通路８の途中に設けら
れていることである。この場合も作用、効果においては
第７実施形態と同様に、屈曲管２４によってスロットル
弁３よりも十分に下流側の吸気管５内の新気の順流域へ
再循環ガスを送り込むことができるので、再循環ガスの
逆流によるスロットル弁３への悪影響を防止することが
できる。

【００４７】図２７は本発明の第９実施形態を示すもの
である。第９実施形態においては、スロットル弁３の弁
軸１２と再循環ガス制御弁４の弁軸１５が平行になって
いるので、そのままではスロットル弁３の下流側の新気
の流れに満遍なく再循環ガスを流入させることが難しい
が、再循環ガス制御弁４のバルブシート１６の下流側に
屈曲管２４を接続するように設けて、その再循環ガス案
内通路１７の末端の流入口１１をスロットル弁３よりも
十分に下流側の新気の順流域へ開口させることによっ
て、再循環ガスのスロットル弁３の方向への逆流を防止
することが可能になると共に、再循環ガスを満遍なく新
気の中へ混入させることができる。このように再循環ガ
ス導入通路８の末端側に開口している屈曲管２４を設け
ることによって、スロットル弁３と再循環ガス制御弁４
との設置位置関係についての大きな自由度が得られると
いう利点がある。

【００４８】図示の実施形態では、スロットル弁３及び
再循環ガス制御弁４を作動させるために負圧作動式のダ
イヤフラムアクチュエータを用いる例を示したが、これ
らの弁のアクチュエータとしては、例えばステッピング
モータ、ピエゾアクチュエータ、ソレノイド式のアクチ
ュエータ等、他の形式のアクチュエータを用いることが
できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての排出ガス再循環
装置の全体構成を示す一部を断面とした正面図である。

【図２】図１に示す排出ガス再循環装置の一部を断面と
した平面図である。

【図３】図１に示す排出ガス再循環装置の作用を説明す
るための構成部分の縦断面図である。

【図４】図３のIV−IV線における横断側面図である。

【図５】従来例の問題点を説明するための部分的縦断面
図である。

【図６】本発明の第１実施形態の作用効果を説明するた
めの部分的縦断面図である。

【図７】本発明の第２実施形態としての排出ガス再循環
装置の全体構成を示す一部を断面とした平面図である。

【図８】各気筒への吸気の分配が悪い例としてあげた従
来の排出ガス再循環装置の全体構成を示す一部を断面と
した平面図である。

【図９】図８に示す従来の排出ガス再循環装置の問題点
を示すもので、（ａ）はその要部構造を略示する断面
図、（ｂ）は排出ガス再循環率のグラフである。

【図１０】図７に示す本発明の第２実施形態の効果を示
すもので、（ａ）はその要部構造を略示する断面図、
（ｂ）は排出ガス再循環率のグラフである。

【図１１】本発明の第３実施形態としての排出ガス再循
環装置の要部を示す縦断平面図である。

【図１２】図１１のXII −XII 線における縦断正面図で
ある。

【図１３】図１２のXIII−XIII線における横断側面図で
ある。

【図１４】第１実施形態の問題点を示す要部の縦断正面
図である。

【図１５】第３実施形態の効果を示す要部の縦断正面図
である。

【図１６】本発明の第４実施形態としての排出ガス再循
環装置の要部を示す縦断平面図である。

【図１７】本発明の第５実施形態としての排出ガス再循
環装置の要部を示す縦断正面図である。

【図１８】図１７のXVIII −XVIII 線における縦断正面
図である。

【図１９】図１７のXIX −XIX 線における横断側面図で
ある。

【図２０】本発明の第６実施形態としての排出ガス再循
環装置の構成を示す一部を断面とした正面図である。

【図２１】図２０に示す排出ガス再循環装置の一部を断
面とした平面図である。

【図２２】従来の一般的な排出ガス再循環装置の全体構
成を示す一部を断面とした平面図である。

【図２３】本発明の第７実施形態としての排出ガス再循
環装置の全体構成を示す一部を断面とした正面図であ
る。

【図２４】第７実施形態としての排出ガス再循環装置の
作用を説明するための構成部分の縦断面図である。

【図２５】第７実施形態の効果を説明するための部分的
縦断面図である。

【図２６】本発明の第８実施形態としての排出ガス再循
環装置の全体構成を示す一部を断面とした正面図であ
る。

【図２７】本発明の第９実施形態としての排出ガス再循
環装置の全体構成を示す一部を断面とした正面図であ
る。

【符号の説明】

１…排出ガス再循環装置２…内燃機関３…スロットル弁４…再循環ガス制御弁５…吸気管６…エキゾーストマニホールド７…インテークマニホールド８…再循環ガス導入通路９…シリンダブロック１０…ブローバイガス導入通路１１…再循環ガス流入口１２…スロットル弁の弁軸１３…ブローバイガス流入口１４…燃焼室１５…再循環ガス制御弁の弁軸１６…再循環ガス制御弁のバルブシート１７…再循環ガス案内通路１８…傾斜面１９…隔壁２０…扇状ガス流入口２１…再循環ガス制御弁用のダイヤフラムアクチュエー
タ２２…スロットル弁用のダイヤフラムアクチュエータ２３…エアクリーナ２４…屈曲管（屈曲通路手段）Ｂ…順流域と逆流域との境界

フロントページの続き (72)発明者竹内幸彦愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者大岩英俊愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気管の途中に設けられ該吸気管を通過
して気筒内の燃焼室へ吸入される吸気の量を調節するス
ロットル弁と、排出ガスの一部を再循環ガスとして前記
吸気管の中へ還流させる再循環ガス導入通路と、前記再
循環ガス導入通路の途中に設けられて該通路を通過して
前記吸気管内へ流入する再循環ガスの量を調節する再循
環ガス制御弁と、前記再循環ガス導入通路の末端におい
て再循環ガスを前記吸気管内へ流入させるために前記吸
気管に開口する再循環ガス流入口とを備えている内燃機
関において、前記再循環ガス流入口が、前記スロットル
弁の下流側の前記吸気管内を上流側から下流側に向かっ
て流れる吸気の順流域に開口していることを特徴とする
排出ガス再循環装置。
【請求項２】前記再循環ガス流入口と前記再循環ガス
制御弁のバルブシート部とを接続する再循環ガス案内通
路を備えていることを特徴とする請求項１に記載された
排出ガス再循環装置。
【請求項３】前記再循環ガス案内通路が吸気管の下流
側に向かって傾斜する傾斜面を備えていることを特徴と
する請求項２に記載された排出ガス再循環装置。
【請求項４】前記再循環ガス流入口の吸気上流側に設
けられて、再循環ガスが前記吸気管内へ流入する時に前
記再循環ガス流入口よりも上流側へ流入するのを阻止す
る隔壁を備えていることを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかに記載された排出ガス再循環装置。
【請求項５】前記内燃機関内において発生するブロー
バイガスを前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気管
内へ流入させるブローバイガス導入通路を備えていると
共に、前記再循環ガス流入口を前記スロットル弁の上部
に設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載された排出ガス再循環装置。
【請求項６】前記再循環ガス案内通路を前記吸気管の
一部であるインテークマニホールドに開口させたことを
特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載された排
出ガス再循環装置。
【請求項７】前記スロットル弁がバタフライ形のもの
であって、その弁軸を前記内燃機関の複数個の気筒の配
列方向と平行に設置したことを特徴とする請求項１ない
し６のいずれかに記載された排出ガス再循環装置。
【請求項８】前記再循環ガス流入口が、前記バタフラ
イ形のスロットル弁の下流側の吸気管の管壁において、
前記スロットル弁の下部に開口していることを特徴とす
る請求項７に記載された排出ガス再循環装置。
【請求項９】前記再循環ガス流入口が、前記バタフラ
イ形のスロットル弁の下流側の吸気管の管壁において、
前記スロットル弁の上部に開口していることを特徴とす
る請求項７に記載された排出ガス再循環装置。
【請求項１０】前記再循環ガス流入口が扇状に拡がる
形状を有することを特徴とする請求項１ないし９のいず
れかに記載された排出ガス再循環装置。
【請求項１１】吸気管の途中に設けられ該吸気管を通
過して気筒内の燃焼室へ吸入される吸気の量を調節する
スロットル弁と、前記スロットル弁の上流側に開口した
ブローバイガス流入口と、排出ガスの一部を再循環ガス
として前記吸気管の中へ還流させる再循環ガス導入通路
と、前記再循環ガス導入通路の途中に設けられて該通路
を通過して前記吸気管内へ流入する再循環ガスの量を調
節する再循環ガス制御弁と、前記再循環ガス導入通路の
末端において再循環ガスを前記吸気管内へ流入させるた
めに前記吸気管に開口する再循環ガス流入口とを備えて
いる内燃機関において、前記再循環ガス導入通路の末端
に屈曲通路手段の一端を接続して前記屈曲通路手段の内
部を再循環ガス案内通路とすると共に、前記屈曲通路手
段の他端を再循環ガス流入口として前記吸気管内の吸気
の流れの順流域内において下流側に向かって開口させた
ことを特徴とする排出ガス再循環装置。
【請求項１２】前記屈曲通路手段としてエルボ状の屈
曲管を使用することを特徴とする請求項１１に記載され
た排出ガス再循環装置。
【請求項１３】前記再循環ガス制御弁が位置的には前
記スロットル弁の上流側に配置されていることを特徴と
する請求項１１又は１２のいずれかに記載された排出ガ
ス再循環装置。
【請求項１４】前記スロットル弁がバタフライ形のも
のであって、その弁軸を前記内燃機関の複数個の気筒の
配列方向と平行に設置したことを特徴とする請求項１１
ないし１３のいずれかに記載された排出ガス再循環装
置。