CN103423035A - 多汽缸发动机的排气回流装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供多汽缸发动机的排气回流装置，该排气回流装置（40）具备EGR管（41）、从EGR管（41）分叉的EGR歧管（45）、和调节EGR气体的量的EGR阀（43）。EGR歧管（45）具有包含单管部（46a）和歧管部（46b1、46b2）且与燃烧顺序不连续的多个汽缸（2B、2C）的进气道（8）连通的共通EGR通路（46）、和与特定的汽缸（2A、2D）的进气道（8）连通的独立EGR通路（47、48）。共通EGR通路（46）及独立EGR通路（47、48）的各形状设定为连接任意的汽缸和接着该汽缸执行燃烧的后续汽缸的EGR歧管（45）内的连通路径的容积，对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合都相同。

Description

多汽缸发动机的排气回流装置

技术领域

本发明涉及将从具有多个汽缸的多汽缸发动机的各汽缸排出的排气的一部分作为EGR气体而从排气系统回流至进气系统的排气回流装置。

背景技术

已知作为上述多汽缸发动机的排气回流装置的例如下述专利文献1的装置。在该专利文献1中公开的排气回流装置是具有在特定方向上排列的四个汽缸的直列四汽缸发动机用的装置，并且具备：从发动机的各汽缸的排气道延伸的排气回流通路；连接于该排气回流通路的下游侧，并且分别与发动机的独立进气通路（连接各汽缸的进气道和缓冲罐的四个进气通路）连通的排气分配块；和设置于上述排气回流通路和排气分配块之间的可开闭的EGR阀（排气回流控制阀）。通过上述排气回流通路导出的排气（EGR气体）暂时导入至共通的排气分配块中后，导入至各汽缸的独立进气通路中。

专利文献1：日本特开平6-108928号公报。

发明内容

然而，像上述专利文献1那样，在排气回流通路和各汽缸的独立进气通路之间设置共通的排气分配块的情况下，存在通过该排气分配块引起汽缸之间的进气干扰，而且该进气干扰的强度根据汽缸有差异的担忧。当进气干扰的强度有差异时，存在导入各汽缸的EGR气体的量（EGR量）之间有差异，而在所有汽缸中不能进行稳定的燃烧的担忧。

当然，与上述专利文献1不同地，在将通过排气回流通路导出的EGR气体回流至设置于各汽缸的独立进气通路的上游侧的大容量的缓冲罐中，并且将排气从该缓冲罐分配至各汽缸时，像上述那样的EGR量的差异会减小。然而，在这样的情况下，当控制EGR阀的开度而试图调节EGR量时，存在对于EGR阀的开度控制的EGR量的追随性恶化，并且不可避免地发生比较大的响应延迟的问题。

本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的在于提供能够通过EGR阀的开度控制以优异的响应性调节EGR量，还能够有效地抑制导入至各汽缸的EGR量的差异的多汽缸发动机的排气回流装置。

作为解决上述问题的手段的本发明是将从具有多个汽缸的多汽缸发动机的各汽缸排出的排气的一部分作为EGR气体从排气系统回流至进气系统的排气回流装置，其中具备：从发动机的排气系统向进气系统延伸的单一的EGR管、从EGR管的下游端部向各汽缸分叉地设置的EGR歧管、和调节通过这些EGR管及EGR歧管回流至各汽缸的EGR气体的量的EGR阀；上述EGR歧管具有包含从上述EGR管的下游端部延伸的单一的单管部和设置为从该单管部分叉并延伸而与燃烧顺序不连续的多个汽缸的进气道连通的歧管部的一个或多个共通EGR通路、和设置为从上述EGR管的下游端部延伸并与特定的汽缸的进气道连通的一个或多个独立EGR通路；上述共通EGR通路及独立EGR通路的各形状设定为连接任意的汽缸和接着该汽缸执行燃烧的后续汽缸的上述EGR歧管内的连通路径的容积，对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合都相同。

根据本发明，由于从EGR管导出的EGR气体通过向多个汽缸分叉的EGR歧管并回流至各汽缸，因此与例如采用将来自于EGR管的EGR气体暂时导入至大容量的缓冲罐后分配至各汽缸的结构的情况不同，EGR阀的开度变化更直接地影响向各汽缸的EGR气体的导入量，从而可以以优异的响应性调节向各汽缸的EGR量。

此外，在本发明中，由于对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合，连接汽缸之间的EGR歧管内的连通路径的容积相同，因此可以抑制各汽缸的EGR量的差异。即，在EGR阀处于开阀时，在某个汽缸的进气道中产生的压力变化的波（压缩波）通过EGR歧管内的规定的连通路径传播，并且到达至燃烧顺序为下一个的后续汽缸的进气道，以此引起进气干扰。此时，如果像上所述那样连通路径的容积全部相同，则在燃烧顺序连续的汽缸之间引起的进气干扰的强度不论汽缸的组合而达到相同程度，因此可以有效地抑制EGR气体的量在各汽缸中有较大差异的情况。

上述发动机是具有在特定方向上排列的共四个汽缸且燃烧顺序设定为从汽缸列方向的一端侧起为1号汽缸、3号汽缸、4号汽缸、2号汽缸的顺序的四汽缸发动机时，优选的是上述EGR歧管具有向位于汽缸列方向的内侧的两个汽缸供给EGR气体的一个共通EGR通路、和向位于汽缸列方向的外侧的剩余的两个汽缸分别供给EGR气体的两个独立EGR通路；上述共通EGR通路及独立EGR通路的各形状设定为上述一个共通EGR通路及上述两个独立EGR通路的各个容积全部相同。

根据该结构，设置于四汽缸中的EGR歧管可以有效地实现紧凑化，同时可以抑制向各汽缸的EGR量的差异。

在上述结构中，更优选的是，上述共通EGR通路和独立EGR通路配置在相同平面上。

根据该结构，具有EGR歧管的制造及安装变得容易的优点。

上述发动机是至少在一部分的运行区域中能够执行作为由含有汽油的燃料的自动点火引起的燃烧的HCCI燃烧的发动机时，优选的是上述EGR阀至少在上述HCCI燃烧的执行区域中开阀。

根据该结构，在通过导入至汽缸内的EGR气体的量容易左右自动点火的时期和成功与否的HCCI燃烧的执行区域，向各汽缸的EGR量的差异被抑制，从而对于任意一个汽缸都确保相同程度的EGR量。借助于此，可以有效地防止HCCI燃烧的开始时期根据汽缸而有较大差异或者引起失火的情况，可以使在所有汽缸中的HCCI燃烧有效地稳定化。

如以上说明，根据本发明的多汽缸发动机的排气回流装置，可以通过EGR阀的开度控制以优异的响应性调节EGR量，同时可以抑制导入至各汽缸的EGR量的差异。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施形态的排气回流装置所适用的发动机的整体结构的图；

图2是示出为了选择上述发动机的燃烧形式（HCCI燃烧或者SI燃烧）而参考的运行图的图；

图3是示出连接上述发动机的1号汽缸和3号汽缸的EGR歧管内的连通路径的图；

图4是示出连接上述发动机的3号汽缸和4号汽缸的EGR歧管内的连通路径的图；

图5是示出连接上述发动机的4号汽缸和2号汽缸的EGR歧管内的连通路径的图；

图6是示出连接上述发动机的2号汽缸和1号汽缸的EGR歧管内的连通路径的图；

图7是对每个汽缸调查通过上述发动机的排气回流装置实现的EGR率的图表；

图8是示出根据本发明的第二实施形态的排气回流装置所适用的发动机的整体结构的图；

图9中的（a）～（e）是示出在上述发动机中连接燃烧顺序连续的两个汽缸之间的EGR歧管内的连通路径的所有模式的图；

图10是示出本发明的比较例的图；

图11是对每个汽缸调查通过上述比较例的排气回流装置实现的EGR率的图表。

具体实施方式

＜第一实施形态＞

图1是示出根据本发明的第一实施形态的排气回流装置所适用的发动机的整体结构的图。本实施形态的发动机具备具有在特定方向上排列的四个汽缸2A～2D的直列四汽缸型且四冲程式的发动机主体1、由用于向发动机主体1导入燃烧用的空气的各种通路等构成的进气系统20、和由用于排出在发动机主体1中产生的排气的各种通路等构成的排气系统30。

在上述发动机主体1的各汽缸2A～2D中，分别可往复滑动地插入有活塞（图示省略），并且各活塞通过连杆等与作为输出轴的曲轴连接。在各活塞的上方划分形成有燃烧室，并且对各汽缸2A～2D分别设置有一个向各汽缸2A～2D的燃烧室喷射含有汽油的燃料的喷射器5。而且，从喷射器5喷射的燃料在各汽缸2A～2D的燃烧室中燃烧，并且通过该燃烧引起的膨胀力而被向下按压的活塞在上下方向上往复运动，以此使曲轴绕中心轴旋转。

在像上述那样的四冲程四汽缸发动机中，设置于各汽缸2A～2D中的活塞以180°曲轴角（180°CA）的相位差上下运动。因此，在各汽缸2A～2D中的燃烧正时也设定为相位分别偏移180°CA的正时。具体地，当从汽缸列方向的一端侧依次标以汽缸编号（即，将汽缸2A、2B、2C、2D的编号分别作为1号、2号、3号、4号）时，以1号汽缸2A→3号汽缸2C→4号汽缸2D→2号汽缸2B的顺序执行燃烧。因此，例如1号汽缸2A为膨胀行程时，3号汽缸2C、4号汽缸2D、2号汽缸2B分别是压缩行程、进气行程、排气行程。

又，在本实施形态的发动机中，在设定于其部分负荷域上的图2所示的第一运行区域S1中，执行在进气行程或压缩行程的途中喷射含有汽油的燃料，并且通过活塞的压缩作用使该喷射燃料和空气的混合气高温·高压化而自动点火的燃烧，即HCCI燃烧（homogeneous-charge compression ignition combustion；均质充量压缩点火燃烧）。另一方面，在比第一运行区域S1靠近高负荷侧的第二运行区域S2中，执行以通过火花放电的强制点火为契机使混合气通过火焰传播燃烧的SI燃烧（spark ignition combustion；火花点火燃烧）。因此，在发动机主体1的上部（汽缸盖），如图1所示，对各汽缸2A～2D分别设置有一个在上述第二运行区域S2中运行时执行火花放电的火花塞6。

在上述发动机主体1的上部设置有用于将从上述进气系统20供给的空气导入至各汽缸2A～2D的燃烧室的进气道8、设置于进气道8的燃烧室侧的开口上的可开闭的进气门10、用于将在各汽缸2A～2D的燃烧室中产生的排气导出至上述排气系统30的排气道9、和设置于排气道9的燃烧室侧的开口的可开闭的排气门11。另外，图例的发动机是所谓的双顶置凸轮轴式（double overhead camshaft；DOHC）发动机，并且每个汽缸设置有两个进气门10以及排气门11。

上述排气系统30具有从各汽缸2A～2D的排气道9向下游侧（通过排气系统30的排气的流动方向的下游侧）延伸的四个独立排气通路31～34、使各独立排气通路31～34的下游端部集合的集合部35、和从集合部35向下游侧延伸的单一的排气管36。另外，在排气管36的中途部上安装有催化转化器和消声器等（任意一个都图示省略）。

上述进气系统20具有从各汽缸2A～2D的进气道8向上游侧（通过进气系统20的空气的流动方向的上游侧）延伸的四个独立进气通路21～24、与各独立进气通路21～24的上游端部连接的规定容积的缓冲罐25、和从缓冲罐25向上游侧延伸的单一的进气管26。另外，在进气管26的中途部上安装有用于调节吸入空气量的节气门（图示省略）等。

在上述进气系统20和排气系统30之间设置有将从各汽缸2A～2D排出的排气的一部分作为EGR气体从排气系统30回流至进气系统20的排气回流装置40。

上述排气回流装置40具有从排气系统30向进气系统20延伸的单一的EGR管41、从EGR管41的下游端部（通过排气回流装置40的EGR气体的流动方向的下游端部）向各汽缸2A～2D分叉地设置的EGR歧管45、和设置于这些EGR管41和EGR歧管45的连接部分上的可开闭的EGR阀43。在上述EGR管41的中途部上设置有由利用发动机的冷却水等的热交换器构成的EGR冷却器42，并且通过利用该EGR冷却器42的热交换作用，冷却回流至各汽缸2A～2D的EGR气体。

上述EGR阀43由图外的执行器开闭驱动，并且通过利用该执行器的EGR阀43的开度控制调节通过上述EGR管41及EGR歧管45回流至各汽缸2A～2D的EGR气体的量（EGR量）。上述EGR阀43用的执行器具有至少在图2所示的第一运行区域S1（HCCI燃烧的执行区域）中使EGR阀43开阀，并且在该第一运行区域S1根据负荷和转速等控制上述EGR阀43的开度以确保适当量的EGR气体的功能。

上述EGR歧管45具有对1号汽缸2A及4号汽缸2D分别专用地设置的两个独立EGR通路47、48、和对2号汽缸2B及3号汽缸2C共通地设置的一个共通EGR通路46。这些共通EGR通路46及独立EGR通路47、48配置为除去各个下游端部（与独立进气通路21～24的连接部）的主要部分全部位于相同平面上。另外，以下，将1号汽缸2A用的独立EGR通路47称为第一独立EGR通路47，将4号汽缸2D用的独立EGR通路48称为第二独立EGR通路48。

上述共通EGR通路46是在中途向两方向分叉的二股状的通路，并且具有从EGR管41的下游端部（EGR阀43的设置部）向一方向延伸的单一的单管部46a、和从单管部46a的下游端部分叉并向2号汽缸2B及3号汽缸2C分别延伸的一对（左右对称形状的）歧管部46b1、46b2。该共通EGR通路46的歧管部46b1、46b2的各下游端部与上述独立进气通路22、23的各下游端部（向进气道8的连接口的附近）连接，以此该共通EGR通路46通过这些独立进气通路22、23分别与2号汽缸2B及3号汽缸2C的各进气道8连通。

上述第一独立EGR通路47由从EGR管41的下游端部向1号汽缸2A弯曲并延伸的单一的通路构成。该第一独立EGR通路47的下游端部与1号汽缸2A用的独立进气通路21的下游端部（向进气道8的连接口的附近）连接，以此该第一独立EGR通路47通过该独立进气通路21与1号汽缸2A的进气道8连通。

上述第二独立EGR通路48由从EGR管41的下游端部向4号汽缸2D弯曲并延伸的单一的通路构成。该第二独立EGR通路48的下游端部与4号汽缸2D用的独立进气通路24的下游端部（向进气道8的连接口的附近）连接，以此该第二独立EGR通路48通过该独立进气通路24与4号汽缸2D的进气道8连通。

在这里，在本实施形态的发动机（四冲程四汽缸发动机）中，如上所述，以1号汽缸2A→3号汽缸2C→4号汽缸2D→2号汽缸2B的顺序执行燃烧，因此共用上述共通EGR通路46的2号汽缸2B及3号汽缸2C具有燃烧顺序不连续的关系。因此，像本实施形态那样，即使在对2号汽缸2B及3号汽缸2C使用一个共通EGR通路46的情况下，回流至这两个汽缸2B、2C的EGR气体也不会同时流入上述共通EGR通路46中。

上述两个（第一及第二）独立EGR通路47、48形成为具有相同的容积，又，上述共通EGR通路46形成为具有与上述独立EGR通路47、48的各个容积相同的容积。具体的是，在本实施形态中，共通EGR通路46及第一独立EGR通路47、第二独立EGR通路48的各个通路截面积相同地设定，并且共通EGR通路46的通路长度总和（即将单管部46a的通路长度和歧管部46b1、46b2的通路长度加起来的值）、第一独立EGR通路47和第二独立EGR通路48的各通路长度分别设定为相同的值，以此上述各通路46、47、48的容积全部被设定为相同。

图3～图6是示出连接燃烧顺序连续的两个汽缸的EGR歧管45内的连通路径（R1～R4）的所有模式的图。像本图所示那样，连通路径R1（图3）是通过第一独立EGR通路47、共通EGR通路46的单管部46a及歧管部46b2的路径，并且连接1号汽缸2A和其次执行燃烧的3号汽缸2C。连通路径R2（图4）是通过共通EGR通路46的歧管部46b2及单管部46a、和第二独立EGR通路48的路径，并且连接3号汽缸2C和其次执行燃烧的4号汽缸2D。连通路径R3（图5）是通过第二独立EGR通路48、共通EGR通路46的单管部46a及歧管部46b1的路径，并且连接4号汽缸2D和其次执行燃烧的2号汽缸2B。连通路径R4（图6）是通过共通EGR通路46的歧管部46b1及单管部46a、和第一独立EGR通路47的路径，并且连接2号汽缸2B和其次执行燃烧的1号汽缸2A。

根据图3～图6可知上述四个连通路径R1～R4的容积为全部相同的值。即，上述各连通路径R1～R4中任意一个都是通过第一独立EGR通路47和第二独立EGR通路48中的任意一方、和共通EGR通路46的一部分（将单管部46a和歧管部46b1、46b2的任意一方加起来的部分）的路径，而在本实施形态中，如上所述，由于共通EGR通路46、第一独立EGR通路47、第二独立EGR通路48的各容积全部相同，因此上述连通路径R1～R4的各容积也全部相同。例如，使上述共通EGR通路46、第一独立EGR通路47、第二独立EGR通路48的各容积均作为V，此外，对于共通EGR通路46的容积V，具体地使单管部46a的容积作为Va，使歧管部46b1、46b2的各容积作为﹛（V－Va）/2﹜。此时，上述四个连通路径R1～R4的容积全部为﹛3·V/2+Va/2﹜而相同。

如以上所述，在本发明的第一实施形态中，连接四汽缸发动机中的任意的汽缸与接着该汽缸执行燃烧的后续汽缸的EGR歧管45内的连通路径R1～R4的容积，对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合都设定为相同。这一点，在EGR阀43开阀时，使燃烧顺序连续的汽缸之间引起的进气干扰的强度实现均一化，因此，抑制通过EGR歧管45回流至各汽缸2A～2D的EGR气体的量（EGR量）之间的差异，并且带来使在各汽缸2A～2D中引起的燃烧实现稳定化的作用。

即，在EGR阀43处于开阀状态时，在某个汽缸中随着进气门10开闭而在该汽缸的进气道8中产生的压力变化的波（压缩波）通过EGR歧管45内的规定的连通路径（R1～R4中的任意一个）传播，并且到达至燃烧顺序为其次的后续汽缸的进气道8，以此引起进气干扰。此时，如上所述，如果连通路径R1～R4的容积全部相同，则在燃烧顺序连续的汽缸之间引起的进气干扰的强度不论汽缸的组合而达到相同程度，因此能够防止导入汽缸内的EGR气体的量增大而产生差异的情况。

例如，在作用于某个特定的汽缸的进气干扰极其地强烈，而作用于其他汽缸的进气干扰较弱时，相对较大地阻碍向上述特定的汽缸的EGR气体的导入，其结果认为导致向该特定的汽缸的EGR量与向其他汽缸的EGR量相比极其地下降的状况。相对于此，如上述实施形态那样，在将EGR歧管45内的各连通路径R1～R4的容积设定为相同以使进气干扰的强度对于任意一个汽缸都达到相同程度时，可以避免EGR气体导入的阻碍因素（进气干扰引起的作用）对于每个汽缸有较大差异的如上述那样的状况，从而对于任意一个汽缸都能确保相同程度的EGR量。

图7是将上述第一实施形态的结构作为前提，调查了在以EGR率（包含在汽缸内的全部气体中的EGR气体的重量比例）达到50%或者30%为目标而控制EGR阀43的开度时，1号汽缸2A（#1）、2号汽缸2B（#2）、3号汽缸2C（#3）、4号汽缸2D（#4）的各个EGR率实际上达到哪个程度的值的图表。根据该图7的图表，已知各汽缸2A～2D的EGR率以50%或30%为界线稍微有差异，但是该差异被抑制得比较小。

另一方面，图11是与上述第一实施形态不同地，以将从排气系统30延伸的EGR管41’的下游端部与缓冲罐25连接的比较例（其结构在图10中示出）为前提，调查了各汽缸2A～2D的EGR率的图表。根据该图11的图表，目标的EGR率为50%或30%时，各汽缸2A～2D的实际的EGR率以比较小的差异分布在50%或30%附近。

反而言之，即使在使用对各汽缸能够分别供给EGR气体的EGR歧管45的上述第一实施形态（图1、图7）的情况下，也能够通过如上所述地采用将EGR歧管45内的各连通路径R1～R4全部设定为相同的容积的特殊的结构，使EGR率只偏移与将EGR管41’的下游端部与全部汽缸共通的缓冲罐25连接的上述比较例的情况（图10、图11）相同的程度。在这里，已知一般如图10的比较例那样将EGR管41’的下游端部与缓冲罐25连接的方式的EGR率的差异相对减小。即，如果采用向与各汽缸2A～2D的独立进气通路21～24连接的大容量的缓冲罐25暂时导入EGR气体，从此处通过独立进气通路21～24的任意一个向各汽缸2A～2D分配EGR气体的方法，则通过大容量的缓冲罐25的作用，对各汽缸2A～2D的进气干扰一律被抑制得较小，因此EGR量的差异被抑制得充分小。然而，该情况下，试图通过EGR阀43’的开度控制调节EGR量，也因相对于EGR阀43’的开度控制的EGR量的追随性恶化，从而在控制的响应性方面存在问题。

相对于此，如上述第一实施形态（图1）所示那样，在使用能够对各汽缸分别供给EGR气体的EGR歧管45时，EGR阀43的开度变化更直接地影响向各汽缸2A～2D的EGR气体的导入量，因此与图10的比较例相比，可以提高与EGR量相关的控制的响应性。此外，将EGR歧管45内的各连通路径R1～R4全部设定为相同的容积，因此如图7所示，也可以将各汽缸的EGR量的差异抑制为最小限度。

如以上所述，根据上述第一实施形态，可以通过EGR阀43的开度控制以优异的响应性调节EGR量，并且可以有效地抑制导入各汽缸2A～2D的EGR量的差异。

又，在上述第一实施形态中，对以1号汽缸2A→3号汽缸2C→4号汽缸2D→2号汽缸2B的顺序设定燃烧顺序的四汽缸发动机设置EGR歧管45，该EGR歧管45具有形成为二股状以能够向位于汽缸列方向的内侧的两个汽缸（2号汽缸2B及3号汽缸2C）供给EGR气体的一个共通EGR通路46、和向位于汽缸列方向的外侧的剩余的两个汽缸（1号汽缸2A及4号汽缸2D）供给EGR气体的两个独立EGR通路47、48，并且将上述共通EGR通路46及独立EGR通路47、48的各自的容积全部相同地设定。根据这样的结构，可以实现EGR歧管45的紧凑化和EGR量的差异的抑制的两方面。

例如，也考虑与上述第一实施形态（图1）不同地，对发动机的所有汽缸2A～2D各设置一个（共计四个）独立EGR通路，并且将这四个独立EGR通路的容积全部相同地设定的情况。在这样的情况下，也可以对燃烧顺序连续的所有的汽缸的组合，使连接汽缸之间的EGR歧管内的连通路径的容积全部相同，并且可以抑制EGR量的差异，但是，与上述第一实施形态相比较，存在EGR歧管整体的容积增加，而增加材料费和重量等的问题。相对于此，在上述第一实施形态中，对2号汽缸2B及3号汽缸共通设置在中途分叉为二股状的共通EGR通路46，并且将该共通EGR通路46的容积与其他独立EGR通路47、48的各容积相同地设定，因此可以使EGR歧管45在整体上紧凑化，从而可以减少材料费及重量。此外，由于2号汽缸2B和3号汽缸2C的燃烧顺序不连续，因此即使对这些汽缸2B、2C设置一个共通EGR通路46，也不存在通过该共通EGR通路46在上述各汽缸2B、2C之间引起进气干扰的情况。因此，根据上述第一实施形态，可以使EGR歧管45有效地实现紧凑化，同时可以抑制导入各汽缸2A～2D的EGR气体的量的差异。

又，在上述第一实施形态中，由于EGR歧管45的共通EGR通路46和独立EGR通路47、48配置在相同平面上，因此具有EGR歧管45的制造及安装变得容易的优点。

又，在上述第一实施形态中，在设定于发动机的部分负荷域的第一运行区域S1（图2）中，执行使含有汽油的燃料和空气的混合气自动点火的燃烧（HCCI燃烧），并且在该HCCI燃烧的执行区域EGR阀43开阀而使期望量的EGR气体导入至各汽缸2A～2D。根据这样的结构，在通过导入至汽缸内的EGR气体的量容易左右自动点火的时期和成功与否的HCCI燃烧的执行区域（第一运行区域S1），向各汽缸2A～2D的EGR量的差异被抑制，从而对任意一个汽缸都确保相同程度的EGR量。借助于此，可以有效地防止HCCI燃烧的开始时期根据汽缸有较大差异或者引起失火的问题，可以使在所有汽缸2A～2D中的HCCI燃烧有效地稳定化。

另外，在上述第一实施形态中，EGR歧管45的共通EGR通路46及独立EGR通路47、48的各容积全部相同，其结果是，使连接燃烧顺序连续的汽缸之间的EGR歧管45内的连通路径R1～R4的容积全部相同，但是所谓的容积“相同”，只要容积的差小到向各汽缸2A～2D的EGR量的差异收敛于预先规定的允许值以内的程度即可，而不需要必须完全相同。在这里，可以将EGR量的差异的允许值决定为在各汽缸2A～2D中执行的HCCI燃烧的形态（燃烧开始时期和燃烧期间等）不产生大的差异的值，即在各汽缸中由HCCI燃烧引起的转矩均一化而发动机的旋转处于稳定的值。当然，在SI燃烧的情况下，可以通过火花点火使燃烧开始时期一致，因此即使EGR量存在稍大差异也不成问题，但是在HCCI燃烧的情况下，为了使燃烧开始时期等一致，而需要将EGR量的差异抑制为充分小的值。因此，在本说明书中，在EGR歧管45内的各连通路径R1～R4的容积差充分小，其结果产生的向各汽缸的EGR量的差异成为能够使HCCI燃烧的开始时期一致的充分小的值时，各连通路径R1～R4的容积实质上相同，对于这样的情况也视为容积“相同”。

又，在上述第一实施形态中，EGR歧管45的共通EGR通路46及独立EGR通路47、48的各下游端部分别与各汽缸2A～2D的独立进气通路21～24的下游端部（向进气道8的连接口的附近）连接，但是也可以设置附加的通道而与此处连接。即，设置一端向各汽缸2A～2D的进气道8开口且另一端向发动机主体1的进气侧壁面开口的附加的通道，从而使该附加的通道向进气侧壁面的开口分别与上述共通EGR通路46及独立EGR通路47、48的各下游端部连接。

又，在上述第一实施形态中，共通EGR通路46、第一独立EGR通路47及第二独立EGR通路48的各容积全部相同，但是关于共通EGR通路46的容积（单管部46a及一对歧管部46b1、46b2的容积总和），不必一定与第一独立EGR通路47、第二独立EGR通路48的容积相同，也可以不同。然而，为了使上述四个连通路径R1～R4的容积全部相同，而需要在上述共通EGR通路46中，使一对歧管部46b1、46b2具有相同的容积。

＜第二实施形态＞

图8是用于说明本发明的第二实施形态的图。本实施形态的发动机具备具有在特定方向上排列的五个汽缸52A～52E的直列五汽缸型且四冲程式的发动机主体51、进气系统70及排气系统80。又，在发动机主体51的各汽缸52A～52E中，与之前的第一实施形态相同地分别设置有喷射器55、火花塞56、进气道58、排气道59、进气门60以及排气门61。

在上述那样的四冲程五汽缸型发动机中，设置于各汽缸52A～52E中的活塞以144°曲轴角（144°CA）的相位差上下运动。因此，在各汽缸52A～52E中的燃烧正时设定为相位分别偏移144°CA的正时。又，在各汽缸52A～52E中执行燃烧的顺序能够想到几种模式，但是在本实施形态中，以1号汽缸52A→2号汽缸52B→4号汽缸52D→5号汽缸52E→3号汽缸52C的顺序执行燃烧。

上述进气系统70具有从各汽缸52A～52E的进气道58向上游侧（通过进气系统70的空气的流动方向的上游侧）延伸的五个独立进气通路71～75、与各独立进气通路71～75的上游端部连接的规定容积的缓冲罐76、和从缓冲罐76向上游侧延伸的单一的进气管77。

在上述进气系统70和排气系统80之间设置有将从各汽缸52A～52E排出的排气的一部分作为EGR气体从排气系统80回流至进气系统70的排气回流装置90。

上述排气回流装置90具有从排气系统80向进气系统70延伸的单一的EGR管91、从EGR管91的下游端部向各汽缸52A～52E分叉地设置的EGR歧管95、设置于这些EGR管91和EGR歧管95的连接部分上的可开闭的EGR阀93、和设置于EGR管91的中途部的EGR冷却器92。

上述EGR歧管95具有对1号汽缸52A及4号汽缸52D共通地设置的第一共通EGR通路96、对2号汽缸52B及5号汽缸52E共通地设置的第二共通EGR通路97、和对3号汽缸52C专用地设置的一个独立EGR通路98。

上述第一共通EGR通路96是在中途向两方向分叉的二股状的通路，并且具有从EGR管91的下游端部（EGR阀93的设置部）延伸的单一的单管部96a、和从单管部96a的下游端部分叉并延伸而分别与1号汽缸52A及4号汽缸52D用的各独立进气通路71、74的下游端部（向进气道58的连接口的附近）连接的一对歧管部96b1、96b2。

上述第二共通EGR通路97是在中途向两方向分叉的二股状的通路，并且具有从EGR管91的下游端部延伸的单一的单管部97a、和从单管部97a的下游端部分叉并延伸而分别与5号汽缸52E及2号汽缸52B用的各独立进气通路75、72的下游端部连接的一对歧管部97b1、97b2。

上述独立EGR通路98是由向规定方向延伸的单一的通路构成，并且设置为将EGR管91的下游端部和3号汽缸52C用的独立进气通路73的下游端部相互连接。

在这里，在本实施形态的发动机（四冲程五汽缸发动机）中，如上所述，以1号汽缸52A→2号汽缸52B→4号汽缸52D→5号汽缸52E→3号汽缸52C的顺序执行燃烧，因此共用上述第一共通EGR通路96的1号汽缸52A及4号汽缸52D具有燃烧顺序不连续的关系。同样地，共用上述第二共通EGR通路97的2号汽缸52B及5号汽缸52E也具有燃烧顺序不连续的关系。

图9（a）～图9（e）是示出连接燃烧顺序连续的两个汽缸之间的EGR歧管95内的连通路径（R11～R15）的所有模式的示意图。如该图所示，连通路径R11（图9（a））是通过第一共通EGR通路96的歧管部96b1及单管部96a、和第二共通EGR通路97的单管部97a及歧管部97b2的路径，并且连接1号汽缸52A和其次执行燃烧的2号汽缸52B。连通路径R12（图9（b））是通过第二共通EGR通路97的歧管部97b2及单管部97a、和第一共通EGR通路96的单管部96a及歧管部96b2的路径，并且连接2号汽缸52B和其次执行燃烧的4号汽缸52D。连通路径R13（图9（c））是通过第一共通EGR通路96的歧管部96b2及单管部96a、和第二共通EGR通路97的单管部97a及歧管部97b1的路径，并且连接4号汽缸52D和其次执行燃烧的5号汽缸52E。连通路径R14（图9（d））是通过第二共通EGR通路97的歧管部97b1及单管部97a、和独立EGR通路98的路径，并且连接5号汽缸52E和其次执行燃烧的3号汽缸52C。连通路径R15（图9（e））是通过独立EGR通路98、和第一共通EGR通路96的单管部96a及歧管部96b1的路径，并且连接3号汽缸52C和其次执行燃烧的1号汽缸52A。

在本实施形态中，上述五个连通路径R11～R15的容积全部设定为相同的值。尽管想到为实现它的各种方法，但是在本实施形态中，第一共通EGR通路96的单管部96a和第二共通EGR通路97的单管部97a设定为相同容积Vx，第一共通EGR通路96的一对歧管部96b1、96b2分别设定为容积Vy，第二共通EGR通路97的一对歧管部97b1、97b2分别设定为容积Vy（即，与第一共通EGR通路96的歧管部96b1、96b2相同的容积），独立EGR通路98设定为容积Vx+Vy。通过这样做，上述五个连通路径R11～R15的容积设定为全部相同的值﹛2·Vx+2·Vy﹜。另外，独立EGR通路98在图中观察时看起来具有比Vx+Vy小的容积，但是如果将独立EGR通路98形成为立体的弯曲形状，或者使截面积大于共通EGR通路96、97等，则可以使独立EGR通路98的容积成为Vx+Vy。

如以上所述，在本发明的第二实施形态中，在五汽缸发动机中连接任意的汽缸和接着该汽缸执行燃烧的后续汽缸的EGR歧管95内的连通路径R11～R15的容积，对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合都设定为相同。借助于此，与之前的第一实施形态相同地，在燃烧顺序连续的汽缸之间引起的进气干扰的强度被均一化，因此可以有效地抑制通过EGR歧管95回流至各汽缸52A～52E的EGR气体的量（EGR量）的差异。

另外，在上述第二实施形态中，容积“相同”意味着不仅包含完全相同而且也包含实质上相同（差异小到各汽缸的EGR量的差异收敛于允许值以下的程度）的方面，与之前的第一实施形态相同。

Claims (4)

1.一种多汽缸发动机的排气回流装置，是将从具有多个汽缸的多汽缸发动机的各汽缸排出的排气的一部分作为EGR气体从排气系统回流至进气系统的排气回流装置，其特征在于，

具备从发动机的排气系统向进气系统延伸的单一的EGR管、从EGR管的下游端部向各汽缸分叉地设置的EGR歧管、和调节通过这些EGR管及EGR歧管回流至各汽缸的EGR气体的量的EGR阀；

所述EGR歧管具有包含从所述EGR管的下游端部延伸的单一的单管部和设置为从该单管部分叉并延伸而与燃烧顺序不连续的多个汽缸的进气道连通的歧管部的一个或多个共通EGR通路、和设置为从所述EGR管的下游端部延伸并与特定的汽缸的进气道连通的一个或多个独立EGR通路；

所述共通EGR通路及独立EGR通路的各形状设定为连接任意的汽缸和接着该汽缸执行燃烧的后续汽缸的所述EGR歧管内的连通路径的容积，对于燃烧顺序连续的任何汽缸的组合都相同。

2.根据权利要求1所述的多汽缸发动机的排气回流装置，其特征在于，

所述发动机是具有在特定方向上排列的共四个汽缸且燃烧顺序设定为从汽缸列方向的一端侧起为1号汽缸、3号汽缸、4号汽缸、2号汽缸的顺序的四汽缸发动机；

所述EGR歧管具有向位于汽缸列方向的内侧的两个汽缸供给EGR气体的一个共通EGR通路、和向位于汽缸列方向的外侧的剩余的两个汽缸分别供给EGR气体的两个独立EGR通路；

所述共通EGR通路及独立EGR通路的各形状设定为所述一个共通EGR通路及所述两个独立EGR通路的各个容积全部相同。

3.根据权利要求2所述的多汽缸发动机的排气回流装置，其特征在于，所述共通EGR通路和独立EGR通路配置在相同平面上。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的多汽缸发动机的排气回流装置，其特征在于，

所述发动机是至少在一部分的运行区域中能够执行作为由含有汽油的燃料的自动点火引起的燃烧的HCCI燃烧的发动机；

所述EGR阀至少在所述HCCI燃烧的执行区域中开阀。

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