JP2005163684A - 排気ガス再循環装置付き内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 きわめて簡単な構造でエンジン製造コストの上昇を招くことなく、かつ給気流の圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持して所要のＥＧＲの機能を発揮し得る排気ガス再循環装置を備えた内燃機関を提供する。
【解決手段】 エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置付き内燃機関において、前記ＥＧＲ通路の前記給気通路側の開口部を、給気ポートにおける給気流による低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面に形成したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディーゼル機関等に適用され、エンジン（内燃機関）の排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置付き内燃機関に関する。

ディーゼル機関において、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する有効な手段として、排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置がある。該排気ガス再循環装置は、エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、ＥＧＲ通路を通して給気通路に還流する構成となっている。
かかるディーゼル機関において、前記のようにして排気ガスを円滑に再循環させてＥＧＲの機能を発揮させるには、ＥＧＲ通路のＥＧＲガス取出部が開口する排気通路における排気圧力（排気ガスの圧力）をＥＧＲ通路のＥＧＲガス注入部が開口する給気通路における給気圧力よりも高める必要がある。

前記のように、排気圧力を給気圧力よりも常時高く保持する手段として、たとえば特許文献１（特開平１１−６２６０３号公報）にて開示されているような、過給機の排気タービン側に設けた可変ノズル機構によってノズル面積を絞り、排気タービン上流側の排気圧力を上昇させるようにした可変容量型排気ターボ過給機が多く用いられている。
特許文献１においては、タービンケーシングに取り付けられたノズルマウントに回動可能に支持されたノズルベーンを備え、アクチュエータの駆動力を駆動レバー装置を介してドライブリングに伝達し、該ドライブリングを回動させることにより、レバープレートを含むリング組立品を介して前記ノズルベーンに伝達して該ノズルベーンを回動させ、その翼角を変化させるように構成された可変ノズル機構によって排気タービンの容量を変化させるとともに、排気タービン上流側の排気圧力をコンプレッサからの給気通路における給気圧力よりも高めることを可能としている。

また、特許文献２（特開平６−１７３７８１号公報）においては、スワール発生用の絞りが設けられたヘリカル給気ポートを備えるとともに、ＥＧＲ通路を前記ヘリカル給気ポートの前記絞りの下流側に開口し、前記絞りによって圧力降下された該絞りの下流側部位の給気ポート内にＥＧＲガスを還流するようにして、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持している。

特開平１１−６２６０３号公報 特開平６−１７３７８１号公報

特許文献１に開示されている可変ノズル機構を備えた可変容量型排気ターボ過給機付き内燃機関にあっては、高温の排気ガス中に機械的な制御操作部分があるため、機械部分の製作公差や熱変形等により制御誤差が発生し易く、排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置によるＥＧＲ量制御を行うエンジンにおいては、高精度のＥＧＲ量制御は不可能となる。
また、可変ノズル機構によって排気タービン上流側の排気圧力が上昇すると過給機回転数が上昇し、これに伴ってコンプレッサ後流側の給気圧力も上昇し、排気圧力と給気圧力との差圧が小さくなってＥＧＲ量の増加が抑制され、所望のＥＧＲ効果が得られ難い。

また、特許文献２に開示されている排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置付き内燃機関にあっては、給気通路にスワール発生用の絞りを設けて、給気ポートの該絞りの設置によって低圧になった部位にＥＧＲ通路の開口部を形成しているため、該絞りはＥＧＲガス流入の抵抗にはならないものの、該絞りによって給気ポートにおける給気流の圧力損失が増大して、エンジン性能が低下する。
また、給気ポートに前記絞りを設置するので、給気系の構造が複雑となるとともにエンジン製造コスト増加の一因となる。
等の問題点を有している。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、きわめて簡単な構造でエンジン製造コストの上昇を招くことなく、かつ給気流の圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持して所要のＥＧＲの機能を発揮し得る排気ガス再循環装置を備えた内燃機関を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、その第１の手段は、エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環装置付き内燃機関において、前記ＥＧＲ通路の前記給気通路側の開口部を、給気ポートにおける給気流による低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面に形成したことを特徴とする。
かかる第１の手段において、好ましくは、前記内燃機関が給気弁を１シリンダにつき２個備えた内燃機関であって、前記ＥＧＲ通路の前記給気通路側の開口部を、２個の給気ポートにおける前記タンジェンシャルポート渦室部の後方壁面にそれぞれ形成する。

給気ポートにおけるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面近傍は、給気流が給気ポート壁面から剥離するため圧力が低くなる。そこで、かかる第１の手段においては、この低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面に、ＥＧＲガスが還流される給気側の開口部を設けたので、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも低く保持することが可能となる。

これにより、低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面にＥＧＲガスが還流される給気側の開口部を設けるという、特許文献１のような可変ノズル機構や、特許文献２のような給気通路に設けられたスワール発生用の絞りのような格別な装置を不要としたきわめて簡単な構造で、かつ前記絞りの設置に起因するような給気流の圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持することができて、所要のＥＧＲガス流量を保持しＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を低減することができる。

また、本発明の第２の手段は、エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環装置付き内燃機関において、前記ＥＧＲ通路を第１、第２のＥＧＲ通路の２つのＥＧＲ通路で構成し、該第１、第２のＥＧＲ通路のそれぞれを１つの給気ポートにおける低圧形成部の周壁面に開口するとともに、前記第１のＥＧＲ通路の開口方向をシリンダ内におけるスワールを助長する方向に設定し、前記第２のＥＧＲ通路の開口方向をシリンダ内におけるスワールを減速する方向に設定したことを特徴とする。

かかる第２の手段によれば、給気ポートへの開口方向をシリンダ内におけるスワールを助長する方向に設定した第１のＥＧＲ通路と、開口方向をシリンダ内におけるスワールを減速する方向に設定した第２のＥＧＲ通路とを併設して、スワールの助長を必要とする低回転あるいは低負荷運転時には前記第１のＥＧＲ通路からＥＧＲガスを燃焼室内に噴出し該ＥＧＲガスによってスワール強さを増大せしめて、空気及びＥＧＲガスと噴射燃料との混合を促進し、スワールの減速を必要とする高回転あるいは高負荷運転時には前記第２のＥＧＲ通路からＥＧＲガスをスワールを減速する方向に噴出し、該ＥＧＲガスによってスワール強さを抑制せしめて適正スワールを保持することにより、全運転域で安定した燃焼をなさしめることができる。

即ち、かかる第２の手段によれば、スワール強さを助長する方向とスワール強さを減速する方向との２方向に開口した２つのＥＧＲ通路を使い分けることにより、ＥＧＲ本来の機能であるＮＯｘ低減効果とスワール強さを制御することによる燃焼改善効果とを併せて奏することが可能となる。

そして、かかる第２の手段において好ましくは、前記第１のＥＧＲ通路の前記周壁面への開口部の径（ｄ_１）を、前記第２のＥＧＲ通路の前記周壁面への開口部の径（ｄ_２）よりも大きく形成する。
このように構成すれば、開口部の径（ｄ_１）に形成された第１のＥＧＲ通路と、開口部の径（ｄ_２）に形成された第２のＥＧＲ通路とによってＥＧＲガス量を一定に保持して、シリンダ内におけるスワール強さを助長する方向に開口された前記第１のＥＧＲ通路の開口部の径（ｄ_１）を大きくすることによって、殊に、スワール強さの助長を必要とする低回転あるいは低負荷運転時において、前記第１のＥＧＲ通路からのＥＧＲガスの噴出によるスワール強さの助長効果をより大きくして、空気及びＥＧＲガスと噴射燃料との混合を促進できる。

また、かかるかかる第２の手段において好ましくは、前記第１、第２のＥＧＲ通路の何れか一方または双方に当該ＥＧＲ通路の通路面積を調整するＥＧＲ制御弁を設けるとともに、エンジン回転数、エンジンの負荷等のエンジン運転条件に基づき設定された燃焼室内のスワール強さに対応して前記ＥＧＲ制御弁の開度を調整するコントローラを設ける。
そして具体的には、次のように構成するのがよい。
即ち、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、エンジンの負荷を検出する負荷検出器とを設け、前記コントローラは、前記エンジン回転数検出器からのエンジン回転数の検出値及び前記負荷検出器からのエンジン負荷の検出値の何れか一方または双方に基づき該検出値に対応する前記スワール強さ及び該スワール強さに対応する前記ＥＧＲ制御弁の開度を算出して、該ＥＧＲ制御弁を前記算出開度に制御するように構成する。

このように構成すれば、給気ポートへの開口方向をシリンダ内におけるスワール強さを助長する方向に設定した第１のＥＧＲ通路と、該開口方向をシリンダ内におけるスワール強さを減速する方向に設定した第２のＥＧＲ通路の何れか一方または双方にＥＧＲ制御弁を設け、エンジン回転数の検出値あるいはエンジン負荷の検出値が入力されるコントローラによって、前記エンジン回転数あるいはエンジン負荷の検出値に基づき、該エンジン回転数あるいはエンジン負荷に対応するスワール強さを算出し、さらに該スワール強さに対応する前記ＥＧＲ制御弁の適正開度を算出して、該ＥＧＲ制御弁をかかる適正開度に制御することが可能となり、ＥＧＲガス量とＥＧＲガスによるスワール強さの制御とを、エンジン運転条件によって高精度でなすことができる。

以上のように本発明によれば、低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面に、ＥＧＲガスが還流される給気側の開口部を設けることにより、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも低く保持することが可能となる。
これにより、可変ノズル機構や給気通路に設けられたスワール発生用の絞りのような格別な装置を不要として、きわめて簡単な構造でエンジン製造コストの上昇を招くことなく、かつ給気流の圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持することができて、所要のＥＧＲガス流量を保持しＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を低減することができる。

また、本発明によれば、給気ポートへの開口方向をシリンダ内におけるスワール強さを助長する方向に設定した第１のＥＧＲ通路と、開口方向をシリンダ内におけるスワール強さを減速する方向に設定した第２のＥＧＲ通路とを併設することにより、スワール強さを助長する方向とスワール強さを減速する方向との２方向に開口した２つのＥＧＲ通路を使い分けることができて、ＥＧＲ本来の機能であるＮＯｘ低減効果とスワール強さを制御することによる燃焼改善効果とを併せて奏することが可能となる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の第１実施例に係る排気ガス再循環装置付きディーゼル機関における給気及び排気系の概略断面図（図２のＡ−Ａ線概略断面図）、図２は給気及び排気系の概略平面図である。図３は本発明の第２実施例に係る排気ガス再循環装置付きディーゼル機関におけるＥＧＲシステムの構成図、図４は前記第２実施例におけるＥＧＲシステムの制御ブロック図である。図５は前記第２実施例におけるエンジン回転数及びエンジン負荷とスワール強さとの関係線図、図６は前記第２実施例におけるスワール強さとＥＧＲ制御弁開度との関係線図である。

第１実施例における給気及び排気系全体構成を示す図１〜図２において、９はエンジン（ディーゼル機関）の燃焼室、５はシリンダ、７は各シリンダに２個（１個でもよい）設けられた給気弁である。６は給気通路で、図２のように、該給気通路６から前記給気弁７によって開閉される２個の給気ポート２が分岐して形成されている。５ａはシリンダ中心である。
８は各シリンダ５に２個（１個でもよい）設けられた排気弁である。３は前記排気弁８によって開閉される２個の排気ポートで、図２のように、該２個の排気ポート３が合流して排気通路４を形成している。

１はＥＧＲ通路で、前記排気通路４のＥＧＲ取入口１ｅから分岐されて該排気通路４を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして抽出する。該ＥＧＲ通路１は図２のように、２つのＥＧＲ通路１ａ及び１ｂに分岐されており、各ＥＧＲ通路１ａ及び１ｂの開口部１ｃ及び１ｄは前記２つの給気ポート２、２のタンジェンシャルポート渦室部１４の後方壁面２ａに形成されている。
即ち、図１〜図２において、前記タンジェンシャルポート渦室部１４は、給気流Ｓが給気ポート２の壁面から剥離するため圧力が低くなる部位であり、給気弁７直上部の給気ポート２の入口側寄りの部位に形成されており、前記ＥＧＲ通路１ａ及び１ｂは該タンジェンシャルポート渦室部１４に臨む後方壁面２ａに開口している。

かかる第１実施例において、前記排気通路４のＥＧＲ取入口１ｅから取り入れられた排気ガスの一部であるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路１から２つのＥＧＲ通路１ａ及び１ｂに分岐して、前記タンジェンシャルポート渦室部１４に臨む後方壁面２ａに形成された開口部１ｃ及び１ｄから該タンジェンシャルポート渦室部１４に流入する。

前記給気ポート２におけるタンジェンシャルポート渦室部１４の後方壁面２ａ近傍は、図２のように、給気流Ｓが給気ポート２の壁面から剥離するため圧力が低くなる。
そこで、かかる第１実施例においては、この低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部１４の後方壁面２ａに、前記ＥＧＲ通路１ａ及び１ｂを通ってＥＧＲガスが還流される給気側の開口部１ｃ及び１ｄを設けたので、給気ポート２側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気通路４側のＥＧＲ取入口１ｅ近傍の圧力よりも低く保持することが可能となり、所要流量のＥＧＲガスを常時給気側へ還流することができる。

従って、低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部１４の後方壁面２ａにＥＧＲガスが還流される給気側の開口部１ｃ及び１ｄを設けるという、きわめて簡単な構造で、かつ給気流Ｓの圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持することができる。これにより、所要のＥＧＲガス流量を保持してＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を低減することができる。

次に、本発明の第２実施例におけるＥＧＲシステムの構成を示す図３においては、前記排気通路４のＥＧＲ取入口１ｅ（図１参照）に接続されるＥＧＲ通路１は、１つの給気ポートについて第１のＥＧＲ通路１ｆ及び第２のＥＧＲ通路１ｇの２つのＥＧＲ通路に分岐される。そして、該第１のＥＧＲ通路１ｆ及び第２のＥＧＲ通路１ｇは、前記第１実施例におけるタンジェンシャルポート渦室部１４の後方壁面２ａ近傍に極力近接した位置に開口される。

さらに、前記２つのＥＧＲ通路は、前記第１のＥＧＲ通路１ｆの開口方向をシリンダ５内つまり燃焼室９（図１参照）内におけるスワール強さを図２のＳ_１のように助長する方向に設定し、前記第２のＥＧＲ通路１ｇの開口方向を前記燃焼室９（図１参照）内におけるスワール強さを図２のＳ_２のように減速する方向に設定される。

また、前記スワール強さを助長する側である前記第１のＥＧＲ通路１ｆの前記後方壁面２ａへの開口部の内径ｄ_１を、スワール強さを減速する側である前記第２のＥＧＲ通路の前記後方壁面２ａへの開口部の内径ｄ_２よりも大きく形成する。
このように構成すれば、開口部の内径ｄ_１に形成された第１のＥＧＲ通路１ｆと開口部の内径ｄ_２に形成された第２のＥＧＲ通路１ｇとによってＥＧＲガス量を一定に保持して、燃焼室９内におけるスワール強さを助長する方向に開口された前記第１のＥＧＲ通路１ｆの開口部の内径ｄ_１を大きくすることによって、殊にスワール強さの助長を必要とする低回転あるいは低負荷運転時において、前記第１のＥＧＲ通路１ｆからのＥＧＲガスの噴出によるスワール強さの助長効果をより大きくして、空気及びＥＧＲガスと噴射燃料との混合を促進できる。

１０ａは前記第１のＥＧＲ通路１ｆに設けられて該第１のＥＧＲ通路１ｆの通路面積を調整するＥＧＲ制御弁（Ａ）、１０ｂは前記第２のＥＧＲ通路１ｇに設けられて該第２のＥＧＲ通路１ｇの通路面積を調整するＥＧＲ制御弁（Ｂ）である。１１は前記ＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａ及びＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂを駆動してその開度を変化せしめるＥＧＲ弁駆動装置である。
１２はエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器、１３はエンジンの負荷を検出する負荷検出器である。２０は前記エンジン回転数検出器１２から入力されるエンジン回転数の検出値及び前記負荷検出器１３から入力されるエンジン負荷の検出値に基づき、後述する演算を行って前記ＥＧＲ弁駆動装置１１に制御信号を出力するコントローラである。

次に、図３〜図６に基づきかかる第２実施例におけるコントローラ２０による制御動作を説明する。
前記エンジン回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値及び負荷検出器１３からのエンジン負荷の検出値は、前記コントローラ２０のスワール強さ算出部２１に入力される。
２２はスワール強さ設定部であり、図５のように、エンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷Ｌとスワール強さＦとの関係が、実験結果あるいはシミュレーション計算結果に基づきマップ化されて設定されている。図のように、該スワール強さ設定部２２においては、スワール強さＦ、エンジン回転数Ｎあるいはエンジン負荷Ｌの上昇に従い小さくするように設定されている。

前記スワール強さ算出部２１においては、前記エンジン回転数検出器１２からのエンジン回転数の検出値及び負荷検出器１３からのエンジン負荷の検出値に対応するスワール強さＦを前記スワール強さ設定部２２のマップから抽出し、ＥＧＲ弁開度算出部２３に入力する。
２４はスワール強さ／ＥＧＲ弁開度設定部であり、図６のように、スワール強さＦとＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂ及びＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａの開度Ｅとの関係が、実験結果あるいはシミュレーション計算結果に基づきマップ化されて設定されている。
図６のように、該スワール強さ／ＥＧＲ弁開度設定部においては、スワール強さＦを小さくする（減速する）領域ではスワール強さを減速する側のＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂを作動させて、スワール強さＦを大きくするに従いＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂの開度を小さくし、スワール強さＦを大きくする（増速する）領域ではスワール強さを大きくする側のＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａを作動させて、スワール強さＦを大きくするに従いＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａの開度を大きくするように設定している。

前記ＥＧＲ弁開度算出部２３においては、前記スワール強さ算出部２１にて算出された（抽出された）スワール強さＦに対応するＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂ及びＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａの適正開度を、図６のマップから抽出してＥＧＲ弁駆動装置１１に入力する。該ＥＧＲ弁駆動装置１１は、ＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂ及びＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａを前記適正開度になるように駆動する。

尚、かかる第２実施例において、前記ＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａあるいはＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂの何れか一方を設けて、１つのＥＧＲ制御弁をコントローラ２０によって、前記のようにスワール強さＦとＥＧＲ流量とを制御するように構成してもよい。

かかる第２実施例によれば、給気ポート２への開口方向を燃焼室９内におけるスワール強さを助長する方向に設定した第１のＥＧＲ通路１ｆと、開口方向を燃焼室９内におけるスワール強さを減速する方向に設定した第２のＥＧＲ通路１ｇとを併設して、スワール強さの助長を必要とする低回転あるいは低負荷運転時には、前記第１のＥＧＲ通路からＥＧＲガスを燃焼室９内に噴出し該ＥＧＲガスによってスワール強さを増大せしめて、空気及びＥＧＲガスと噴射燃料との混合を促進し、スワールの減速を必要とする高回転あるいは高負荷運転時には、前記第２のＥＧＲ通路１ｇからＥＧＲガスをスワールを減速する（スワール強さを小さくする）方向に噴出し、該ＥＧＲガスによってスワール強さを抑制せしめて適正スワールを保持することにより、全運転域で安定した燃焼をなさしめることが可能となる。

また、かかる第２実施例によれば、前記給気ポート２への開口方向を燃焼室９内におけるスワール強さＦを助長する方向に設定した第１のＥＧＲ通路１ｆと、該開口方向を燃焼室９内におけるスワール強さＦを減速する方向に設定した第２のＥＧＲ通路１ｇの双方または何れか一方にＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａあるいはＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂを設け、エンジン回転数Ｎの検出値あるいはエンジン負荷Ｌの検出値が入力されるコントローラ２０によって、前記エンジン回転数Ｎあるいはエンジン負荷Ｌの検出値に基づき、該エンジン回転数Ｎあるいはエンジン負荷Ｌに対応するスワール強さＦを算出し、さらに該スワール強さＦに対応する前記ＥＧＲ制御弁（Ａ）１０ａあるいはＥＧＲ制御弁（Ｂ）１０ｂの適正開度を算出して、該ＥＧＲ制御弁をかかる適正開度に制御することが可能となり、ＥＧＲガス量とＥＧＲガスによるスワール強さの制御とを、エンジン運転条件によって高精度でなすことができる。

本発明によれば、きわめて簡単な構造でエンジン製造コストの上昇を招くことなく、かつ給気流の圧力損失の増大及びこれによるエンジン性能の低下を招くことなく、給気側のＥＧＲガス注入部の圧力を排気側のＥＧＲガス取出部の圧力よりも常時低く保持して所要のＥＧＲの機能を発揮し得る排気ガス再循環装置を備えた内燃機関を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る排気ガス再循環装置付きディーゼル機関における給気及び排気系の概略断面図（図２のＡ−Ａ線概略断面図）である。 前記第１実施例における給気及び排気系の概略平面図である。 本発明の第２実施例に係る排気ガス再循環装置付きディーゼル機関におけるＥＧＲシステムの構成図である。 前記第２実施例におけるＥＧＲシステムの制御ブロック図である。 前記第２実施例におけるエンジン回転数及びエンジン負荷とスワール強さとの関係線図である。 前記第２実施例におけるスワール強さとＥＧＲ制御弁開度との関係線図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ ＥＧＲ通路
１ｃ、１ｄ 開口部
１ｅ ＥＧＲ取入口
１ｆ 第１のＥＧＲ通路
１ｇ 第２のＥＧＲ通路
２ 給気ポート
２ａ 後方壁面
３ 排気ポート
４ 排気通路
５ シリンダ
６ 給気通路
７ 給気弁
８ 排気弁
９ 燃焼室
１０ａ ＥＧＲ制御弁（Ａ）
１０ｂ ＥＧＲ制御弁（Ｂ）
１１ ＥＧＲ弁駆動装置
１２ エンジン回転数検出器
１３ 負荷検出器
１４ タンジェンシャルポート渦室部
２０ コントローラ

Claims (6)

1. エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環装置付き内燃機関において、前記ＥＧＲ通路の前記給気通路側の開口部を、給気ポートにおける給気流による低圧が形成されるタンジェンシャルポート渦室部の後方壁面に形成したことを特徴とする排気ガス再循環装置付き内燃機関。
2. 前記内燃機関が給気弁を１シリンダにつき２個備えた内燃機関であって、前記ＥＧＲ通路の前記給気通路側の開口部を、２個の給気ポートにおける前記タンジェンシャルポート渦室部の後方壁面にそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１記載の排気ガス再循環装置付き内燃機関。
3. エンジンの排気通路から排気ガスの一部を抽出してなるＥＧＲ（排気ガス再循環）ガスを、給気通路に還流するＥＧＲ通路を備えた排気ガス再循環装置付き内燃機関において、前記ＥＧＲ通路を第１、第２のＥＧＲ通路の２つのＥＧＲ通路で構成し、該第１、第２のＥＧＲ通路のそれぞれを１つの給気ポートにおける低圧形成部の周壁面に開口するとともに、前記第１のＥＧＲ通路の開口方向をシリンダ内におけるスワールを助長する方向に設定し、前記第２のＥＧＲ通路の開口方向をシリンダ内におけるスワールを減速する方向に設定したことを特徴とする排気ガス再循環装置付き内燃機関。
4. 前記第１のＥＧＲ通路の前記周壁面への開口部の径（ｄ_１）を、前記第２のＥＧＲ通路の前記周壁面への開口部の径（ｄ_２）よりも大きく形成したことを特徴とする請求項３記載の排気ガス再循環装置付き内燃機関。
5. 前記第１、第２のＥＧＲ通路の何れか一方または双方に当該ＥＧＲ通路の通路面積を調整するＥＧＲ制御弁を設けるとともに、エンジン回転数、エンジンの負荷等のエンジン運転条件に基づき設定された燃焼室内のスワール強さに対応して前記ＥＧＲ制御弁の開度を調整するコントローラを設けてなることを特徴とする請求項３記載の排気ガス再循環装置付き内燃機関。
6. エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、エンジンの負荷を検出する負荷検出器とを設け、前記コントローラは、前記エンジン回転数検出器からのエンジン回転数の検出値及び前記負荷検出器からのエンジン負荷の検出値の何れか一方または双方に基づき該検出値に対応する前記スワール強さ及び該スワール強さに対応する前記ＥＧＲ制御弁の開度を算出して、該ＥＧＲ制御弁を前記算出開度に制御するように構成されてなることを特徴とする請求項４記載の排気ガス再循環装置付き内燃機関。

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