JP2001304046A

JP2001304046A - エンジンの排気再循環ガス導入部構造

Info

Publication number: JP2001304046A
Application number: JP2000129599A
Authority: JP
Inventors: Atsutoshi Ikegawa; 敦俊池川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】第１案内部材１０の後端部１０ａに、第
２案内部材２ｄが吸気装置２の吸気通路２ａの内壁面２
ｂから突出して設けることによって、還流ガスの流れを
吸気通路２ａの中心方向へと変化させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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（ＥＧＲ）装置から導入さ
れるＥＧＲ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（ＮＯ
ｘという）の発生を効果的に抑制するＥＧＲ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
す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によって還流される排出ガス（ＥＧＲガスとい
う）の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】そのため、第１の従来技術においては、Ｅ
ＧＲガスの導入部がスロットルボデーの近くに設けられ
ているため、スロットルバルブによる逆流域にＥＧＲガ
スが導入されることがある。そのため、導入されたＥＧ
Ｒガスが逆流域に巻込まれてスロットルバルブ付近まで
逆流しやすく、ＥＧＲガスによるデポジット（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。
このデポジットの堆積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ＥＧ
Ｒ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、ＥＧ
Ｒ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ガスと吸入空
気との混合性の向上と、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
ンから排出される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、吸気通路の開口面積を制御
し、吸入空気量を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、前記吸気装置の下流側に延びる円環状の
還流ガス導入通路と、を備えてなるエンジンの吸気装置
において、前記第１案内部材の終端部に、第２案内部材
を前記吸気装置の吸気通路の内周面から突出して設ける
ことによって、前記還流ガスの流れを前記吸気通路の中
心方向へと変化させるようにしたことである。

【００１０】上記した手段によれば、排気ガス導入通路
内に突出して設けられている第２案内部材によって、Ｅ
ＧＲガス導入通路の内側を流れる吸入空気の方向にＥＧ
Ｒガスの流れの方向を変えることができ、ＥＧＲガスの
吸入空気への混合を促進させることができる。

【００１１】尚、前記第１案内部材の前記終端部に切り
欠き部が形成され、該切り欠き部によって前記排気ガス
導入通路と前記吸気通路とが連通する連通部の開口面積
が、前記スロットルバルブが発生させる逆流域の流れが
強いところでは小さく、弱いところでは大きくなるよう
に形成されていることや、前記第２案内部材は、前記切
り欠き部が設けられている第１案内部材の外周面に沿っ
て設けられ、且つ、前記切り欠き部の開口面積が大きく
なるように形成された外周面付近にだけ設けられている
ことが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に従ったの実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１３】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の後端部１０ａには第１案内部材
１０の外周面１０ａの一部が切り欠かれた切り欠き部１
０ｅ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。

【００１４】図２及び図３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によって回転して、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、吸気装置２の内部に形成された吸気通路２ａに供給
する吸入空気量を制御する。また、吸気装置２にはＥＧ
Ｒ導入部２ｅが設けられ、図示しないエンジンの排気通
路から吸気通路２ａへ排気ガスの一部を還流させる排気
ガス還流通路４ａがその内部に形成されると共に、還流
するＥＧＲガスの量を制御するＥＧＲバルブ４が取り付
けられている。ＥＧＲ導入通路３は、ＥＧＲ導入部２ｅ
に形成された開口部２ｃによって、ＥＧＲバルブ４及び
ＥＧＲ還流通路４ａと連通している。吸気通路２ａに
は、その内径Ｄがスロットルボア径ＤＴよりも大きく、
抵抗とならないようになっている第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の内壁面
２ｂとで形成される空間がＥＧＲ導入通路３として機能
する。つまり、ＥＧＲ導入通路３は、吸入空気通路１３
の外周に形成されている。また、第１案内部材１０の終
端部１０ｄには、吸気通路２の内壁面２ｂからリブ状に
突出した第２案内部材２ｄが吸入空気通路１３の方向に
形成されている。この第２案内部材２ｄによって、導入
通路３中を流れるＥＧＲガスは吸気通路２の中心方向に
その流れの向きを変えられる。それと共に、第１案内部
材１０に形成された切り欠き部１０ｅによって、導入通
路３と吸気通路２とが連通する部分の面積は、第１案内
部材１０の円周方向の位置によって変化する。軸１ｃに
対して略直角となる円周上の位置において、その面積は
最大になり、軸１ｃと平行となる円周上の位置において
最小となる。

【００１５】図４において、吸気装置２内には第１案内
部材１０が設けられ、その内周面１０ｂによって形成さ
れる空間が吸入空気通路１３ａ、１３ｂとして、外周面
１０ａと吸気装置２の内壁面２ｃとで構成される空間が
ＥＧＲガス導入通路３としてそれぞれ機能する。ＥＧＲ
ガス導入通路３内には、吸気装置２の内壁面２ｃからは
第２阻止部材２ｄが突出して設けられ、円環状に構成さ
れたＥＧＲガス導入通路３が吸入空気通路１３と連通す
る方向を所定の範囲だけ第１案内部材１０の軸方向か
ら、径方向へと変化させる。第２案内部材２ｄが形成さ
れていない範囲においては、ＥＧＲガス導入通路３と吸
入空気通路１３とが連通する方向は軸方向となる。

【００１６】また、スロットルバルブ１ａによってその
開口面積が制御される吸入空気通路１３は、その円周上
の位置によって、スロットルバルブ１ａの開度による面
積の変化が異なる。軸１ｃ付近の領域である吸入空気通
路連通部１３ｂは、スロットルバルブ１ａの角度が変化
してもその面積の変化は小さい。一方で、スロットルバ
ルブ軸１ｃと略直交する領域である吸入空気通路連通部
１３ａは、スロットルバルブ１ａの開度によるその面積
の変化は大きい。これによって、スロットルバルブ１ａ
の開閉によって流入する吸入空気量は、連通部１３ａ付
近に多く、連通部１３ｂ付近には少なくなる。スロット
ルバルブ１ａによって吸入空気通路１３内は負圧となっ
ているため、吸入空気通路１３内に導入された吸入空気
の量に差が生じると、吸入空気通路１３内に圧力差が生
じる。多くの吸入空気が流入した連通部１３ａ付近の圧
力は相対的に圧力が高くなって、当初負圧だった圧力
は、正圧に近づく。一方、吸入空気が少ししか流入しな
い連通部１３ｂ付近の圧力は、当初の負圧のままと（相
対的に圧力が低く）なる。

【００１７】すると、連通部１３ａ付近から吸入空気通
路１３に流入した吸入空気の一部は、圧力が低い領域に
流れ込もうとする。圧力が低い領域は、吸入空気通路１
３の下流側と、上記したスロットルバルブ１ａによる負
圧が解消されていない領域の２つが存在する。これによ
って、図２、図３中に示すＡ、Ｂの領域に吸入空気の流
れとは反対方向のスロットルバルブ１ａ方向に逆流しよ
うとする逆流域Ａ、Ｂが形成される。尚、図２、図３中
の逆流域Ａはスロットルバルブ１ａの開度が小さいとき
を示し、逆流域Ｂは大きいときを示す。連通部１３ａ付
近の逆流域は、スロットルバルブ１ａの開度が大きくな
ると、吸入空気量が増大するので、下流側への長さが短
くなると共に、その径方向の大きさは通路径よりも小さ
くなる。しかし、連通部１３ｂ付近では、スロットルバ
ルブ１ａの開度が大きくなっても吸入空気量の変化がほ
とんどないため、逆流域はの長さはその下流方向の長さ
は長く、径方向の大きさも大きい。

【００１８】このため、第２案内部材２ｄを、逆流域が
吸入空気通路１３の径方向に小さくなる連通部１３ａ付
近にだけ形成し、連通部１３ｂ付近には形成しないこと
によって、流れ方向を径方向に変化させる範囲を逆流域
の範囲の大きさに応じて規定することができる。

【００１９】図２、図３を用いて本発明の作用について
説明する。ＥＧＲ還流通路４ａからＥＧＲ導入通路３に
導入されるＥＧＲガスは、ＥＧＲ還流通路４ａの開口部
２ｃ付近で第１案内部材１０と衝突する。これによっ
て、ＥＧＲ導入通路３より導入されたＥＧＲガスは、第
１案内部材１０の外周面１０ａに沿って運動し、開口部
２ｃと対向する側からＥＧＲガス導入通路３に導入され
るものと、開口部２ｃの側から導入されるものとに分け
られる。

【００２０】スロットルバルブ１ａによる逆流域Ａ、Ｂ
は、図１に示す第１案内部材１０の後端部１０ｄ付近で
は吸入空気通路径Ｄよりも縮径する。ＥＧＲ導入通路３
を流れてきたＥＧＲガスは、第１案内部材１０の後端部
１０ｄ付近で、第２案内部材２ｄと衝突し、その流れの
方向が吸気通路２ａの中心方向に図３中の矢印のように
変化される。図３は図４に示す連通部１３ａ付近を示す
ため、第１案内部材１０の外周面１０ｄに設けられた切
り欠き部１０ｅによって、この付近の面積が最も大きく
なるよう形成されている。

【００２１】一方、図２によって、スロットルバルブ１
ａによる逆流域Ａ、Ｂは、第１案内部材１０の後端部１
０ｄ付近まで形成されていることがわかる。この付近は
図４に示す連通部１３ｂ付近であるため、第２案内部材
２ｄは形成されていない。これによって、ＥＧＲガスの
流れる方向は、ＥＧＲ導入通路３に沿った流れ、つまり
図２中の矢印の方向となる。

【００２２】これによって、スロットルバルブ１ａによ
る逆流域Ａ、Ｂの大きさが吸気通路２の下流方向への長
さが短く、その径方向よりも小さい領域には、第２案内
部材２ｄによってＥＧＲガスの流れ方向を変化させ、吸
入空気との混合を促進させることができる。

【００２３】一方、スロットルバルブ１ａによる逆流域
Ａ、Ｂの大きさが、吸気装置２の下流側へ長く、その径
方向にも大きいと領域には、第２案内部材２ｄがその連
通部１３ｂ付近に設けられていないため、ＥＧＲガスの
流れ方向は変化せず、吸入空気の外周をそのまま流れ、
スロットルバルブ１ａの下流側に長く形成される逆流域
Ａ、Ｂに巻込まれることなく、ＥＧＲガスを吸入空気に
導入することができる。

【００２４】上記したように、本実施形態においては、
第１案内部材１０によって、逆流域Ａ、ＢにＥＧＲガス
を導入しないようにすることができ、有利である。ま
た、ＥＧＲ導入通路３に第２案内部材２ｄを設けること
により、逆流域Ａ、Ｂの範囲外では吸入空気が流れる内
側にＥＧＲガスの流れを変化させることができるため、
ＥＧＲガスを吸入空気へ混合させやすくなり、有利であ
る。また、第１案内部材１０の後端部１０ｄに切り欠き
を設けたことによって吸入空気通路１３への連通部１３
ａの面積を変化させることができるので、逆流域Ａ、Ｂ
の長さに応じて、ＥＧＲガスの導入量を調整し、スロッ
トルバルブ１ａへの逆流を防止することができ、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ガス導入通路の後端部に、第２案内部材が吸気装
置の吸気通路の内壁面から突出して設けられていること
によって、還流ガスの流れを吸気通路の中心方向へと変
化させることできる。これによって、ＥＧＲガス導入通
路の内側を流れる吸入空気の流れに向かってＥＧＲガス
が流れる方向を変えることができ、ＥＧＲガスの吸入空
気への混合を促進させることができる。

【００２６】また、請求項２の発明によれば、逆流域の
大きさが長く、広いところでは、ＥＧＲ導入通路と吸気
通路とが連通する連通部の面積が小さく、短く、狭いと
ころでは大きくなるように形成されていることによっ
て、スロットルバルブへの逆流を防止しつつ、より多く
のＥＧＲガスを吸入空気に導入することができると共
に、逆流域によって、スロットルバルブ付近に逆流され
るＥＧＲガスの量を低減することができる。

【００２７】また、前記第２案内部材は前記切り欠き部
が設けられている円周面に沿って設けられ、かつ、前記
切り欠き部の開口面積が大きくなるように形成された外
周面付近にだけ設けられていることによって、ＥＧＲガ
スの吸入空気への混合を向上させることができると共
に、逆流域へのＥＧＲガスの導入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案内部材の形態を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１案内部材の取付状態を示す図面で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図面である。

【図４】図２のＢ矢視を示す図面である。

【符号の説明】

１・・スロットルボデー１ａ・・バタフライバルブ（スロットルバルブ）１ｂ・・スロットルボア１ｃ・・軸２・・吸気装置２ａ・・吸気通路２ｂ・・内壁面２ｃ・・開口部２ｄ・・第２案内部材２ｅ・・ＥＧＲ導入部３・・ＥＧＲ導入通路４・・ＥＧＲバルブ４ａ・・排気ガス還流通路１０・・第１案内部材１０ａ・・外周面１０ｂ・・内周面１０ｃ・・前端面１０ｄ・・後端面１０ｅ・・切り欠き部１３・・吸入空気通路１３ａ、１３ｂ・・連通部Ａ・・逆流域（スロットルバルブ開度小）Ｂ・・逆流域（スロットルバルブ開度大）ＤＴ・・スロットルボア径Ｄ・・吸気通路径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンから排出される排気ガスの一部
を吸気通路に還流させる排気ガス還流通路と、吸気通路
の開口面積を制御し、吸入空気量を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、前記吸気装置の下流側
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案内部材の終端部
に、第２案内部材を前記吸気装置の吸気通路の内周面か
ら突出して設けることによって、前記排気ガスの流れを
前記吸気通路の中心方向へと変化させるようにしたこと
を特徴とするエンジンの排気還流ガス導入部構造。
【請求項２】前記第１案内部材の前記終端部に切り欠
き部が形成され、該切り欠き部によって前記排気ガス導
入通路と前記吸気通路とが連通する連通部の開口面積
が、前記スロットルバルブが発生させる逆流域の長さが
長いところでは小さく、短いところでは大きくなるよう
に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。
【請求項３】前記第２案内部材は、前記切り欠き部が
設けられている第１案内部材の外周面に沿って設けら
れ、且つ、前記切り欠き部の開口面積が大きくなるよう
に形成された外周面付近にだけ設けられていることを特
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。