JP2003286910A - 排気ガス還流システム - Google Patents
排気ガス還流システムInfo
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- JP2003286910A JP2003286910A JP2002092468A JP2002092468A JP2003286910A JP 2003286910 A JP2003286910 A JP 2003286910A JP 2002092468 A JP2002092468 A JP 2002092468A JP 2002092468 A JP2002092468 A JP 2002092468A JP 2003286910 A JP2003286910 A JP 2003286910A
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯｘ低減率を向上させ、エンジンオイルの
消費量を削減する排気環流システムの提供。 【解決手段】還流ガス（ＥＧＲガス）が流過する還流配
管（ＥＧＲ配管７）が吸気ポート（３）に連通してお
り、該吸気ポート（３）には還流ガスがシリンダ（２）
内に流入した際にシリンダ内壁（２ａ）近傍の領域でス
ワールを構成する様に還流ガスの流入方向を規制する還
流ガス流入方向制御機構（３０）が設けられている。
消費量を削減する排気環流システムの提供。 【解決手段】還流ガス（ＥＧＲガス）が流過する還流配
管（ＥＧＲ配管７）が吸気ポート（３）に連通してお
り、該吸気ポート（３）には還流ガスがシリンダ（２）
内に流入した際にシリンダ内壁（２ａ）近傍の領域でス
ワールを構成する様に還流ガスの流入方向を規制する還
流ガス流入方向制御機構（３０）が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを吸気系
統に還流させる排気ガス還流システムに関するものであ
る。
統に還流させる排気ガス還流システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＮＯｘ低減対策として、排気ガスを吸気
系統に還流させる排気ガス還流させる排気ガス還流シス
テムが知られている。排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気系
統に還流させる場合、吸気マニフォルドの上流側にＥＧ
Ｒガスを流入している。特にターボチャージャを用いる
場合は、吸気マニフォルド側の圧力が高いので、ＥＧＲ
ガスが流入し難かった。即ち、排気マニフォルド側の圧
力が排気マニフォルド側よりも高くないと、ＥＧＲを流
入させることが困難である。
系統に還流させる排気ガス還流させる排気ガス還流シス
テムが知られている。排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気系
統に還流させる場合、吸気マニフォルドの上流側にＥＧ
Ｒガスを流入している。特にターボチャージャを用いる
場合は、吸気マニフォルド側の圧力が高いので、ＥＧＲ
ガスが流入し難かった。即ち、排気マニフォルド側の圧
力が排気マニフォルド側よりも高くないと、ＥＧＲを流
入させることが困難である。
【０００３】一方エンジンを運転する上で必要とされる
潤滑用エンジンオイルの消費が最近問題視されている。
即ち、エンジントルクを向上させるために燃料噴射量は
増加する傾向にある。燃料噴射量が増加すると、膨張行
程であるピストン下降時にも燃焼を続行する。そのよう
な場合にはシリンダ内壁のエンジンオイルが燃焼してし
まい、その結果、エンジンオイルの消費量が増加すると
いう問題がある。
潤滑用エンジンオイルの消費が最近問題視されている。
即ち、エンジントルクを向上させるために燃料噴射量は
増加する傾向にある。燃料噴射量が増加すると、膨張行
程であるピストン下降時にも燃焼を続行する。そのよう
な場合にはシリンダ内壁のエンジンオイルが燃焼してし
まい、その結果、エンジンオイルの消費量が増加すると
いう問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ＮＯｘ
低減率を向上させ、エンジンオイルの消費量を削減する
排気還流システムの提供を目的とする。
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ＮＯｘ
低減率を向上させ、エンジンオイルの消費量を削減する
排気還流システムの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス還流シ
ステムは、還流ガス（ＥＧＲガス）が還流する還流配管
（ＥＧＲ配管７）が吸気ポート（３）に連通しており、
該吸気ポート（３）には還流ガスがシリンダ（２）内に
流入した際にシリンダ内壁（２ａ）近傍の領域でスワー
ルを構成する様に還流ガスの流入方向を規制する還流ガ
ス流入方向制御機構（３０）が設けられている（請求工
1：図１、２）。
ステムは、還流ガス（ＥＧＲガス）が還流する還流配管
（ＥＧＲ配管７）が吸気ポート（３）に連通しており、
該吸気ポート（３）には還流ガスがシリンダ（２）内に
流入した際にシリンダ内壁（２ａ）近傍の領域でスワー
ルを構成する様に還流ガスの流入方向を規制する還流ガ
ス流入方向制御機構（３０）が設けられている（請求工
1：図１、２）。
【０００６】上述の構成を具備した本発明の排気ガス還
流システムによれば、排気ガス流入方向制御機構（３
０）を設けたことによって、ＥＧＲガスはシリンダ内壁
（２ａ）近傍の領域でシリンダ内周周りを巻き込むよう
にスワールを構成し、新気とＥＧＲガスとは好適に混合
され、その結果ＮＯｘ低減効果が向上する。尚、仕切り
の最適な配置は、ポート形状、レイアウト等によりケー
ス・バイ・ケースで決定される。
流システムによれば、排気ガス流入方向制御機構（３
０）を設けたことによって、ＥＧＲガスはシリンダ内壁
（２ａ）近傍の領域でシリンダ内周周りを巻き込むよう
にスワールを構成し、新気とＥＧＲガスとは好適に混合
され、その結果ＮＯｘ低減効果が向上する。尚、仕切り
の最適な配置は、ポート形状、レイアウト等によりケー
ス・バイ・ケースで決定される。
【０００７】又、上述のスワール効果で、シリンダ内壁
（２ａ）に停滞していたエンジンオイルが掻き落とさ
れ、エンジンオイル自体が燃焼することが防止される。
即ち、オイル消費の抑制に繋がる。
（２ａ）に停滞していたエンジンオイルが掻き落とさ
れ、エンジンオイル自体が燃焼することが防止される。
即ち、オイル消費の抑制に繋がる。
【０００８】前記還流配管は吸気ポート（３、４）の
内、短ポート（３）に連通している（請求項２：図１、
２）。
内、短ポート（３）に連通している（請求項２：図１、
２）。
【０００９】吸気マニフォルドからポートまでの距離が
短い方が長い方に比べてスワールを発生させ易くしてい
ることがわかっており、そのように構成することによ
り、排気還流ガスのシリンダ（２）内への流入時の勢い
が衰えることがなく、スワール効果を十分に発揮出来
る。
短い方が長い方に比べてスワールを発生させ易くしてい
ることがわかっており、そのように構成することによ
り、排気還流ガスのシリンダ（２）内への流入時の勢い
が衰えることがなく、スワール効果を十分に発揮出来
る。
【００１０】又、本発明の排気ガス還流システムは、排
気ガスを吸気系統に還流させる排気ガス還流システムに
おいて、シリンダヘッドには還流ガスのみが硫過する還
流ガス専用ポートが形成されており、該還流ガス専用ポ
ートには排気系からの還流ガスが流過する還流配管が連
通していると共に、還流ガス専用ポートは、該還流ガス
専用ポートからシリンダ内に流入した還流ガスがシリン
ダ内壁近傍の領域でスワールを構成する様に構成されて
いる（請求項３：図３〜図５）。
気ガスを吸気系統に還流させる排気ガス還流システムに
おいて、シリンダヘッドには還流ガスのみが硫過する還
流ガス専用ポートが形成されており、該還流ガス専用ポ
ートには排気系からの還流ガスが流過する還流配管が連
通していると共に、還流ガス専用ポートは、該還流ガス
専用ポートからシリンダ内に流入した還流ガスがシリン
ダ内壁近傍の領域でスワールを構成する様に構成されて
いる（請求項３：図３〜図５）。
【００１１】上述の構成を具備した本発明の排気ガス還
流システムによれば、排気ガス専用ポートによって、直
接シリンダにＥＧＲガスが供給されることにより、吸気
工程時のシリンダ内の負圧により、ＥＧＲガスの圧力が
高くなくても確実にシリンダ内に吸入される。したがっ
て、より一層排気還流ガスが新気と混合され、その結果
ＮＯｘ低減効果が一層向上する。
流システムによれば、排気ガス専用ポートによって、直
接シリンダにＥＧＲガスが供給されることにより、吸気
工程時のシリンダ内の負圧により、ＥＧＲガスの圧力が
高くなくても確実にシリンダ内に吸入される。したがっ
て、より一層排気還流ガスが新気と混合され、その結果
ＮＯｘ低減効果が一層向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して、
本発明の第1実施形態を説明する。図１は第１実施形態
を示すシリンダヘッド１を上方から透かして見た図であ
り、図２は第１実施形態の要部である吸気ポート近傍の
断面図である。
本発明の第1実施形態を説明する。図１は第１実施形態
を示すシリンダヘッド１を上方から透かして見た図であ
り、図２は第１実施形態の要部である吸気ポート近傍の
断面図である。
【００１３】図１において、シリンダヘッド１には図示
しない吸気マニフォルドからシリンダ２の開口部３ａま
での距離が短い吸気ポート（短ポート）３と、図示しな
い吸気マニフォルドからシリンダ２の開口部４ａまでの
距離が長い吸気ポート（長ポート）４と、二つの排気ポ
ート５とが形成されている。
しない吸気マニフォルドからシリンダ２の開口部３ａま
での距離が短い吸気ポート（短ポート）３と、図示しな
い吸気マニフォルドからシリンダ２の開口部４ａまでの
距離が長い吸気ポート（長ポート）４と、二つの排気ポ
ート５とが形成されている。
【００１４】前記短ポート３には、図２に示すように短
ポート３を上下に２分する帯状の仕切り部材（請求項１
において流入方向制御機構：以降、流入方向制御機構を
「仕切り部材」という）３０で仕切られている。
ポート３を上下に２分する帯状の仕切り部材（請求項１
において流入方向制御機構：以降、流入方向制御機構を
「仕切り部材」という）３０で仕切られている。
【００１５】前記仕切り部材３０の下方の流過断面３ｂ
をＥＧＲガスが流下し、上方の流過断面３ｃを新気ガス
（または、新気エア）が流下して、ＥＧＲガスと新気ガ
スは２層に分離したままシリンダ２内に流入する。尚、
図２において符号６は吸気弁を示す。
をＥＧＲガスが流下し、上方の流過断面３ｃを新気ガス
（または、新気エア）が流下して、ＥＧＲガスと新気ガ
スは２層に分離したままシリンダ２内に流入する。尚、
図２において符号６は吸気弁を示す。
【００１６】新気ガス及びＥＧＲガスがシリンダ２内に
流入するに際しては、ＥＧＲガスは図１の矢印Ｆｅで示
すように吸気ポート３の開口部３ａの周囲を旋回するよ
うに流入する。
流入するに際しては、ＥＧＲガスは図１の矢印Ｆｅで示
すように吸気ポート３の開口部３ａの周囲を旋回するよ
うに流入する。
【００１７】一方、開口部３ａから流入した新気は、前
記流入したＥＧＲガスの上方からＥＧＲガスを巻き込む
様にして矢印Ｆａ、即ち、図１の時計回り方向に旋回す
る。従って、新気とＥＧＲガスは図示の網掛の領域のよ
うなシリンダ２の内壁２ａから一定幅でシリンダ下方に
向かいつつ、高速で旋回する混合ガスの層Ｇａｅを形成
する。
記流入したＥＧＲガスの上方からＥＧＲガスを巻き込む
様にして矢印Ｆａ、即ち、図１の時計回り方向に旋回す
る。従って、新気とＥＧＲガスは図示の網掛の領域のよ
うなシリンダ２の内壁２ａから一定幅でシリンダ下方に
向かいつつ、高速で旋回する混合ガスの層Ｇａｅを形成
する。
【００１８】上記のように構成された第１実施形態のＥ
ＧＲシステムによれば、混合ガスの層Ｇａｅが形成され
ることにより、燃焼領域が燃焼室（シリンダ２）の中央
に限定され、その結果、燃焼温度は下がり排気ガス中の
ＮＯｘ濃度が低下する。
ＧＲシステムによれば、混合ガスの層Ｇａｅが形成され
ることにより、燃焼領域が燃焼室（シリンダ２）の中央
に限定され、その結果、燃焼温度は下がり排気ガス中の
ＮＯｘ濃度が低下する。
【００１９】又、シリンダ下方に向かいつつ高速で旋回
する混合ガスの層Ｇａｅはシリンダ内壁２ａに滞留（付
着）した図示しないエンジンオイルを下方に掻き落と
す。従って、エンジンオイルの燃焼が回避され、オイル
消費も削減出来る。
する混合ガスの層Ｇａｅはシリンダ内壁２ａに滞留（付
着）した図示しないエンジンオイルを下方に掻き落と
す。従って、エンジンオイルの燃焼が回避され、オイル
消費も削減出来る。
【００２０】次に図３〜図５を参照して、第２実施形態
を説明する。
を説明する。
【００２１】図３において、エンジンＡの排気マニフォ
ルドＢから吸気マニフォルドＣの方向に向かってＥＧＲ
還流管７が延在している。該ＥＧＲ還流管７の吸気マニ
フォルド側は、各シリンダに対応するようにシリンダと
同数に分岐している。即ち、図示ではエンジンは６シリ
ンダであり、６本のＥＧＲ分岐管Ｅ１〜Ｅ６が吸気マニ
フォルドＣ側の各シリンダ近傍のシリンダヘッド２の後
述するＥＧＲ専用ポート８に連通するように挿通してい
る。
ルドＢから吸気マニフォルドＣの方向に向かってＥＧＲ
還流管７が延在している。該ＥＧＲ還流管７の吸気マニ
フォルド側は、各シリンダに対応するようにシリンダと
同数に分岐している。即ち、図示ではエンジンは６シリ
ンダであり、６本のＥＧＲ分岐管Ｅ１〜Ｅ６が吸気マニ
フォルドＣ側の各シリンダ近傍のシリンダヘッド２の後
述するＥＧＲ専用ポート８に連通するように挿通してい
る。
【００２２】図４は、図１に示した第１実施形態のシリ
ンダヘッドの１シリンダ当たりの上面図に対応するもの
である。
ンダヘッドの１シリンダ当たりの上面図に対応するもの
である。
【００２３】図３〜５の第２実施形態と、図１、２の第
１実施形態との相違は、吸気ポート（短ポート）３内に
設けた仕切り部材３０を廃止する代わりに、吸気ポート
３の開口部３ａと排気ポート５（の開口部）の間の領域
に、前記ＥＧＲ分岐管（Ｅ１〜Ｅ６の内の）Ｅ１に連通
するＥＧＲ専用ポート８が開口している点である。
１実施形態との相違は、吸気ポート（短ポート）３内に
設けた仕切り部材３０を廃止する代わりに、吸気ポート
３の開口部３ａと排気ポート５（の開口部）の間の領域
に、前記ＥＧＲ分岐管（Ｅ１〜Ｅ６の内の）Ｅ１に連通
するＥＧＲ専用ポート８が開口している点である。
【００２４】前記ＥＧＲ専用ポート８の開口部８ａは、
図５の断面図に示すようにシリンダ２の斜め上方よりＥ
ＧＲガスが流入するように形成されている。
図５の断面図に示すようにシリンダ２の斜め上方よりＥ
ＧＲガスが流入するように形成されている。
【００２５】上述の様に構成された第２実施形態によれ
ば、ＥＧＲ専用ポート８によって、直接シリンダ２にＥ
ＧＲガスが供給されることにより、吸気工程時のシリン
ダ２内の負圧により、ＥＧＲガスの圧力が高くなくても
確実にシリンダ２内に吸入される。したがって、より一
層ＥＧＲガスが新気と混合され、その結果ＮＯｘ低減効
果がより一層向上する。
ば、ＥＧＲ専用ポート８によって、直接シリンダ２にＥ
ＧＲガスが供給されることにより、吸気工程時のシリン
ダ２内の負圧により、ＥＧＲガスの圧力が高くなくても
確実にシリンダ２内に吸入される。したがって、より一
層ＥＧＲガスが新気と混合され、その結果ＮＯｘ低減効
果がより一層向上する。
【００２６】又、前記ＥＧＲ専用ポート８の開口部８ａ
は斜め下向きで、且、シリンダ内壁に向かって排出され
るので、シリンダ内壁に滞留（付着）した図示しないエ
ンジンオイルを下方に掻き落す。したがって、エンジン
オイルの燃焼が回避される。
は斜め下向きで、且、シリンダ内壁に向かって排出され
るので、シリンダ内壁に滞留（付着）した図示しないエ
ンジンオイルを下方に掻き落す。したがって、エンジン
オイルの燃焼が回避される。
【００２７】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記
する。
本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記
する。
【００２８】
【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に記す。
（ａ） 還流ガス流入方向制御機構を設けたことによっ
て、ＥＧＲガスはシリンダ内壁近傍の領域でシリンダ内
周周りを巻き込む様にスワールを構成し、新気とＥＧＲ
ガスとは好適に混合され、その結果ＮＯｘ低減効果が向
上する。 （ｂ） 上記スワール効果で、シリンダ内壁に停滞して
いたエンジンオイルが掻き落され、エンジンオイル自体
が燃焼することが防止され、オイル消費の抑制に繋が
る。 （ｃ） 短い方の吸気ポートに環流ガスを還流させるこ
とで、排気環流ガスのシリンダ内への流入時の勢いが衰
えることがなく、スワール効果を十分に発揮出来る。 （ｄ） 環流ガス専用ポートによって、直接シリンダに
環流ガスが供給されることにより、吸気工程時のシリン
ダ内の負圧により、環流ガスの圧力が高くなくても確実
にシリンダ内に吸入される。したがって、より一層排気
環流ガスが新気と混合され、その結果ＮＯｘ低減効果が
より一層向上する。
て、ＥＧＲガスはシリンダ内壁近傍の領域でシリンダ内
周周りを巻き込む様にスワールを構成し、新気とＥＧＲ
ガスとは好適に混合され、その結果ＮＯｘ低減効果が向
上する。 （ｂ） 上記スワール効果で、シリンダ内壁に停滞して
いたエンジンオイルが掻き落され、エンジンオイル自体
が燃焼することが防止され、オイル消費の抑制に繋が
る。 （ｃ） 短い方の吸気ポートに環流ガスを還流させるこ
とで、排気環流ガスのシリンダ内への流入時の勢いが衰
えることがなく、スワール効果を十分に発揮出来る。 （ｄ） 環流ガス専用ポートによって、直接シリンダに
環流ガスが供給されることにより、吸気工程時のシリン
ダ内の負圧により、環流ガスの圧力が高くなくても確実
にシリンダ内に吸入される。したがって、より一層排気
環流ガスが新気と混合され、その結果ＮＯｘ低減効果が
より一層向上する。
【図１】本発明の第１実施形態の要部を示す平面図。
【図２】本発明の第１実施形態の要部断面。
【図３】本発明の第２実施形態のエンジン全体を示す構
成図。
成図。
【図４】本発明の第２実施形態の要部を示す平面図。
【図５】本発明の第２実施形態の要部断面図。
１・・・シリンダヘッド
２・・・シリンダ
３、４・・・吸気ポート
５・・・排気ポート
６・・・吸気弁
７・・・ＥＧＲ環流管
８・・・ＥＧＲ専用ポート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｆ０２Ｆ 1/42 Ｋ
Claims (3)
- 【請求項１】 排気ガスを吸気系統に還流させる排気ガ
ス還流システムにおいて、還流ガスが還流する還流配管
が吸気ポートに連通しており、該吸気ポートには還流ガ
スがシリンダ内に流入した際にシリンダ内壁近傍の領域
でスワールを構成する様に還流ガスの流入方向を規制す
る還流ガス流入方向制御機構が設けられていることを特
徴とする排気ガス還流システム。 - 【請求項２】 前記還流配管は吸気ポートの内、短ポー
トに連通している請求項1の排気ガス還流システム。 - 【請求項３】 排気ガスを吸気系統に還流させる排気ガ
ス還流システムにおいて、シリンダヘッドには還流ガス
のみが硫過する還流ガス専用ポートが形成されており、
該還流ガス専用ポートには排気系からの還流ガスが流過
する還流配管が連通していると共に、還流ガス専用ポー
トは、該還流ガス専用ポートからシリンダ内に流入した
還流ガスがシリンダ内壁近傍の領域でスワールを構成す
る様に構成されていることを特徴とする排気ガス還流シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092468A JP4162189B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 排気ガス還流システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092468A JP4162189B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 排気ガス還流システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003286910A true JP2003286910A (ja) | 2003-10-10 |
| JP4162189B2 JP4162189B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
ID=29237291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002092468A Expired - Fee Related JP4162189B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 排気ガス還流システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4162189B2 (ja) |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092468A patent/JP4162189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4162189B2 (ja) | 2008-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041007 |
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| A977 | Report on retrieval |
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