JP2008008266A

JP2008008266A - 排気ガス再循環（ｅｇｒ）装置

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Publication number: JP2008008266A
Application number: JP2006182082A
Authority: JP
Inventors: Masataka Mitsuta; 匡孝光田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP4619998B2

Abstract

【課題】ＥＧＲをエンジン内部で完結し、エンジン外部に大掛かりなスペースを必要とせず、また新規追加部品等のコスト低減を図ることのできるＥＧＲ装置を提供するものである。
【解決手段】クランクケース５内と燃焼室４０とを連通する連通路４１を設けて、該連通路４１に通じる燃焼室４０の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とに開く位置に設けた。よって、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０からクランクケース５内に排出し、吸気行程で該排気をクランクケース内から燃焼室に供給することが可能となる。また、新規部品を追加することなく低コストでＥＧＲ装置を構成することができ、エンジン１外側のレイアウトを変更せずにＥＧＲ装置を設けることが可能となるため、エンジン１設置時に不具合が生じることがない。
【選択図】図４

Description

本発明は４サイクルエンジンの排気ガス再循環（ＥＧＲ：ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置の技術に関し、詳しくは、排気ガス（ＥＧＲガス）を効率良く燃焼室に再循環させる装置の技術に関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、環境汚染対策として燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減化を図るべく、ＥＧＲ装置が知られている。有害成分であるＮＯｘは、エンジン燃焼室の燃焼温度が高くなることによって、空気中の窒素が酸化して発生する。ＥＧＲ装置は、不活性な（酸素量の少ない）気体となった排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気マニホールドに再び環流して吸入空気と混合させ、燃焼室内の燃焼温度を低下させることでＮＯｘの低減化を図るものである。このようなＥＧＲ装置において、排気マニホールドから吸気マニホールドへ排気連絡管を直接繋ぐ技術が公知となっている(例えば、「特許文献１」、「特許文献２」参照)。
特開平８−２６１０７２号公報特開２００２−１８０９１４号公報

しかし、前記の従来技術等では、燃焼室から見て反対方向に延びる排気マニホールドと吸気マニホールドを繋ぎ、冷却装置等を配置するため、取り回しが大きくなって余分なスペースを必要としていた。また、高温となるＥＧＲガス配管が給気側に配設される場合は、新たに断熱材を巻く等の必要もあった。

本発明は上記の課題を解決するため、ＥＧＲをエンジン内部で完結し、エンジン外部に大掛かりなスペースを必要とせず、また新規追加部品等のコスト低減を図ることのできるＥＧＲ装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、クランクケース内と燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とに開く位置に設けたものである。

請求項２においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を排気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を吸気側に連通するブリーザ経路を設けたものである。

請求項３においては、前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を排気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。

請求項４においては、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に排気行程にのみ開くカム軸の回転により作動する弁体を設けるとともに、前記クーラを吸気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。

請求項５においては、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に吸気行程にのみ開くカム軸の回転により作動する弁体を配置するとともに、前記クーラを排気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。

請求項６においては、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に、クランク軸により回転駆動されるカムにより開閉される弁体を設け、該弁体を排気行程にのみ開くように構成するとともに、前記クーラを吸気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。

請求項７においては、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に、クランク軸により回転駆動されるカムにより開閉される弁体を設け、該弁体を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、前記クーラを排気マニホールドに連通する排気通路を設けたものである。

請求項８においては、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に連通孔を排気および吸気行程にのみ開くようにカム軸の回転により作動する弁体を設けたものである。

請求項９においては、前記カム室とクランクケース内とを連通する油抜き穴を下方へ延びるように設けるとともに、該油抜き穴のカム室側で、弁体の回転方向の前側に溝部を形成したものである。

請求項１０においては、前記連通路を、ピストンと、シリンダブロックのピストンとの接触面に形成した溝部とで構成したものである。

請求項１１においては、前記溝部のピストンと接触する部分に、筒状部材を配置したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気をクランクケース内から燃焼室に供給することが可能となる。また、新規部品を追加することなく低コストでＥＧＲ装置を構成することができ、エンジン外側のレイアウトを変更せずにＥＧＲ装置を設けることが可能となるため、エンジン設置時に不具合が生じることがない。さらに、排気ガスとともにブリーザをクランクケース内から燃焼室に還流さることができるため、ブリーザ用部品を削減して、コストを低減することができる。再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。

請求項２においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路を利用して吸気側から燃焼室に供給することが可能となる。また、カムの形状で、再循環させる排気ガスの量を調節できる。

請求項３においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクランクケース内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路を利用して吸気側から燃焼室に供給することが可能となる。また、カムの形状で、再循環させる排気ガスの量を調節できる。さらに、ブリーザ部品を廃止できる。

請求項４においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクーラ内に排出し、吸気行程で排気をクーラ内から吸気マニホールドに供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラで冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

請求項５においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールドからクーラ内に排出し、吸気行程で排気をクーラ内から燃焼室に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラで冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

請求項６においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクーラ内に排出し、吸気行程で排気をクーラ内から吸気マニホールドに供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスをクーラで冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

請求項７においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールドからクーラ内に排出し、吸気行程で排気をクーラ内から燃焼室に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

請求項８においては、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクーラ内に排出し、吸気行程で排気をクーラ内から燃焼室に供給することが可能となる。よって、排気側と吸気側を連通する必要がないので、部品点数を削減して、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

請求項９においては、カムから余分な潤滑油を排除して連通孔内の排気ガスの流れを円滑にすることができ、カムから潤滑油を効率よくかき取ることができる。

請求項１０においては、シリンダブロックに溝部を予め形成しておくことで、ＥＧＲ構成時の加工行程を減らして、コストを低減することができる。

請求項１１においては、ピストン表面のリングなどからのガス漏れを防止することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
図１は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す正面断面図である。
図２は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す側面断面図である。
図３は本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す別の側面断面図である。
図４は本実施例１に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。図４Ａは圧縮行程から膨張行程への転換期、図４Ｂは排気行程の初期、図４Ｃは排気行程から吸気行程への転換期、図４Ｄは吸気行程の後期を示す。
図５は本実施例２に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図６は本実施例３に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図７は本実施例４に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図８は本実施例５に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図９は本実施例６に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図１０は本実施例７に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図１１は本実施例８に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについては図４と同じ行程である。
図１２は本実施例９に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。
図１３は本実施例１０に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。
図１４は本実施例１１に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図である。

本発明の一実施例に係るエンジンの全体構成について図１乃至図３を用いて説明する。
図１に示す如く、エンジン１は本体の上部をシリンダブロック２、下部をクランクケース５としている。シリンダブロック２は内部中央に上下方向にシリンダ２ａを形成し、ピストン４を収納している。該シリンダ２ａとピストン４とシリンダヘッド６に囲まれた部屋を燃焼室４０としている。
該シリンダ２ａの側部には本発明の連通路４１がシリンダ２ａの軸心と平行に設けられており、前記クランクケース５内とシリンダ２ａ内の燃焼室４０とを連通している。該連通路４１の上端はピストン４の最下点での上端より上側の側面に、燃焼室４０側に向けて開口部４１ａを設けている。下端はクランクケース５の上部内に向けて開口している。こうして、エンジン排気時、膨張時及び吸気終わり時に開口するように設けられている。クランクケース５にはクランク軸３が軸支され、該ピストン４とクランク軸３との間はコンロッド１７により連結されている。シリンダブロック２の上部はシリンダヘッド６により覆われ、該シリンダヘッド６の上部はボンネット７により覆われ弁腕室を構成している。ボンネット７の一側（図１における左側）にマフラー８が配置され、他側（図１における右側）に燃料タンク９が配置されている。

前記シリンダブロック２下部のクランクケース５側部にはガバナ１１が配置されてガバナレバーと連動され、該ガバナレバーの上部に燃料噴射ポンプ１２が配置されている。クランク軸３に外嵌された歯車５０と、カム軸１３に外嵌されたカムギヤ５１とは互いに噛合している。また、カム軸１３の中途部に形成されたポンプ駆動カム１４は燃料噴射ポンプ１２のプランジャ８４の一端に設けられた転動体であるローラ８０と当接している。
従って、クランク軸３が回転するとカム軸１３も回転し、燃料噴射ポンプ１２のプランジャ８４が摺動して燃料タンク９内に貯溜された燃料を吸入するとともに、高圧管１９を介して燃料噴射ノズル３０に所定のタイミングで所定量の燃料を供給する。該燃料噴射ポンプ１２の燃料供給量はコントロールレバー３４を回動することにより調整可能に構成される。コントロールレバー３４はガバナ１１と連動連結されており、該ガバナ１１は前記カムギヤ５１に噛合したガバナギヤ５３に動力が伝えられることにより作動する。なお、ガバナギヤ５３の回転軸はクランクケース５内の潤滑油を循環させるためのポンプを駆動させる機能を兼ねている。

また、前記カム軸１３上には、ポンプ駆動カム１４を挟んで吸気カム２１と排気カム２２が形成され、該吸気カム２１と排気カム２２とに、吸気プッシュロッド２３の下端と排気プッシュロッド２４の下端とがそれぞれ当接されている。該吸気プッシュロッド２３と排気プッシュロッド２４とを収納するプッシュロッド室６０が、シリンダブロック２、シリンダヘッド６およびボンネット７にわたって形成される。

吸気プッシュロッド２３と排気プッシュロッド２４の上端は吸気弁腕２５・排気弁腕２６の一側下端にそれぞれ当接され、吸気弁腕２５・排気弁腕２６の他側の下端にそれぞれ吸気弁２７と排気弁２８の上端が当接されている。該吸気弁腕２５・排気弁腕２６の中途部はシリンダヘッド６上に固設した支持部材３１・３１に回動可能に支持されている。該支持部材３１・３１は燃料噴射ノズル３０を挟んで前後両側方に配置されている。

図２および図３に示す如く、前記吸気弁２７と排気弁２８は前記ピストン４の上方に配置される。
吸気弁２７（排気弁２８）は、下端部が弁頭２７ａ（２８ａ）、胴体が弁棒２７ｂ（２８ｂ）からなる。弁棒２７ｂ（２８ｂ）はシリンダブロック６を上方に貫通して摺動可能にボンネット７側に突出している。弁頭２７ａ（２８ａ）は、吸気弁２７および排気弁２８の軸方向の摺動により、シリンダヘッド６下面に形成されたバルブシートに対して着座・離間可能に構成される。そして、シリンダブロック２に形成されたシリンダ２ａと、シリンダヘッド６に形成した吸気ポート６ａ（排気ポート６ｂ）とを連通・遮断することが可能である。
ボンネット７内において、弁棒２７ｂ（２８ｂ）にはバネ３２（３２）が外嵌され、吸気弁２７（排気弁２８）を上方に摺動するように付勢し、吸気弁２７（排気弁２８）を閉じるようにしている。
吸気ポート６ａは吸気マニホールド７１を介してエアクリーナー７０と連通され、排気ポート６ｂは排気マニホールド７２を介してマフラー８と連通されている。

次に、燃料噴射ポンプ１２に燃料を供給するための構成を説明する。
エンジン１の本体上部には燃料タンク９が配置され、該燃料タンク９の下部に燃料出口９ａが設けられる。該燃料出口９ａにはホース７３の一端が接続され、他端は燃料噴射ポンプ１２の吸入部８９と接続される。燃料フィルター１６は燃料タンク９内に設けられ、該燃料フィルター１６を通過した燃料が燃料出口９ａからホース７３を経て燃料噴射ポンプ１２に送られる。該燃料噴射ポンプ１２の吐出部９０は高圧管１９を介して燃料噴射ノズル３０と連通されている。

次に本発明の実施例１とするＥＧＲ装置に関して説明する。
前述の如く、シリンダブロック２のシリンダ２ａ側部に上下方向に連通路４１を設けて、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とでクランクケース５内と燃焼室４０とを連通するように、シリンダ２ａの上下中途部の側面に連通路４１上端に設ける開口部４１ａを形成している。
即ち、図４において燃焼行程を説明すると、図４Ａは圧縮行程から膨張行程への転換期、図４Ｂは排気行程の初期、図４Ｃは排気行程から吸気行程への転換期、図４Ｄは吸気行程の後期である。
圧縮行程では吸気弁２７・排気弁２８とも閉じたままピストン４が上昇し、シリンダ２ａ内の空気が圧縮され、温度が燃料発火点以上に急上昇する。図４Ａの状態までピストン４が上昇したときに燃料噴射ノズル３０から燃料が噴射され、該燃料が燃焼し、シリンダ２ａ内の圧力が急上昇する。膨張行程ではシリンダ２ａ内圧力の上昇によりピストン４が押し下げられる。図４Ｂの状態までピストン４が下降すると排気行程となって排気弁２８が開かれ、大気圧より圧力が大きくなった排気ガスが排気マニホールド７２（経路ａ）に排出される。膨張行程後期と排気行程初期では、ピストン４の下降によりクランクケース５内と燃焼室４０を結ぶ連通路４１上端の開口部４１ａが開口し、排気ガスの一部は連通路４１（経路ｂ）を通じてクランクケース内に排出される。ピストン４が上昇して開口部４１ａが閉じられ、図４Ｃの状態まで上昇すると排気ガスの排出が終わり、吸気行程となって吸気弁２７が開かれる。その後、ピストンの下降によってシリンダ２ａ内の圧力が大気圧以下になり、空気を吸気マニホールド７１（経路ｃ）から吸入する。吸気行程後期では、ピストン４の下降により該連通路４１上部の開口部４１ａが開口し、クランクケース５内の排気ガスを連通路４１（経路ｄ）から燃焼室に供給することができる。排気ガスは不活性な（酸素量の少ない）気体となっているので、経路ｃからの吸入空気と混合させることで、燃焼室内の燃焼温度を低下させることが可能となり、ＮＯｘの低減化を図ることができる。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０からクランクケース５内に排出し、吸気行程で該排気をクランクケース５内から燃焼室４０に供給することが可能となる。また、シリンダブロック２作成時に同時に連通路４１を製作することが可能となり、新規部品を追加することなく低コストでＥＧＲ装置を構成することができ、エンジン１外側のレイアウトを変更せずにＥＧＲ装置を設けることが可能となるため、エンジン１設置時に不具合が生じることがない。さらに、排気ガスとともにブリーザをクランクケース５内から燃焼室に還流させることができるため、ブリーザ用部品を削減して、コストを低減することができる。再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。

次に図５を用いて本発明の実施例２とするＥＧＲ装置に関して説明する。図５におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例２のＥＧＲ装置は実施例１と同様に連通路４１がシリンダ２ａ側部に配置されている。そして、前記と異なる点として、該連通路４１の途中にカム軸１３が位置するように配設されている。該連通路４１途中にカム室４２が形成され、該カム室４２内のカム軸１３上に弁体４３が設けられている。カム軸１３の回転により該弁体４３が回転し、連通路４１を開閉するように構成している。
即ち、実施例１と同様に膨張行程後期と排気行程初期で連通路４１に排出された排気ガスは、燃焼室４０とクランクケース５の間に設けたカム室４２に送られる。該カム室４２にはクランク軸３により回転駆動されるカム軸１３上に設けた弁体４３が配置され、該弁体４３には凹状の溝部４４が設けられている。該溝部４４は連通路４１の入口側と出口側を最短距離で連通できる大きさとして三日月状に構成し、それ以外のカム軸１３の回転位置では少なくとも一方の連通路４１を閉じるようにしている。また、図５Ｄに示すように、クランクケース５内と吸気マニホールド７１とを連通するブリーザ経路４５を設けている。但し、ブリーザ経路４５は前記プッシュロッド室６０と兼用することも可能である。そして、クランク軸３が２回転する間にカム軸１３は１回転するように構成しているので、該弁体４３の溝部４４の溝範囲を軸中心から１８０°未満とし、排気行程にのみ開くよう構成されている。
よって、排気行程において燃焼室４０から送られた排気ガスの一部は連通路４１及び該溝部４４（経路ｂ）を通過し、クランクケース５内へと送られる。さらにクランクケース５から吸気側に連通するブリーザ経路４５（経路ｄ）を通り、吸気マニホールド７１（経路ｃ）からの吸気と混合され、吸気行程で再び燃焼室４０へと吸入される。本実施例においては、溝部４４を排気行程のみに開く構成としているので、吸気行程や圧縮行程において排気ガスが該連通路４１を逆流することはないが、該溝部４４の溝範囲を１８０°以上として、溝部４４を吸気排気兼用とすることも可能である。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０からクランクケース５内に排出し、吸気行程で該排気を、ブリーザ経路４５を利用して吸気側から燃焼室４０に供給できる。また、弁体４３の形状で、再循環させる排気ガスの量を調節することが可能となる。

次に図６を用いて本発明の実施例３とするＥＧＲ装置を説明する。図６におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例３のＥＧＲ装置は、連通路４１及びカム室４２は第２実施例と略同様に構成されるが、弁体４３の溝部４４の切欠位置が異なり、前記弁体４３は吸気行程にのみ開くよう構成されている。さらに、排気マニホールド７２とクランクケース５との間に排気通路４６を設けて連通して、排気マニホールド７２から排気通路４６を介してクランクケース５に排気ガスを引き込むことを可能としている。つまり、排気行程で燃焼室４０から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド７２から排気通路４６（経路ａ）を通り、クランクケース５内へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路４１及び溝部４４（経路ｂ）から燃焼室４０へと再び吸入される。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０から排気通路４６を利用してクランクケース５内に排出し、吸気行程で該排気を、連通路４１を利用して燃焼室４０に供給できる。また、弁体４３の形状で、再循環させる排気ガスの量を調節することが可能となる。さらに、ブリーザ部品を廃止できる。

次に図７を用いて本発明の実施例４のＥＧＲ装置を説明する。図７におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例４のＥＧＲ装置は、再循環される排気ガスを冷却するためのクーラ４７と、該クーラ４７と燃焼室４０とを連通する連通路４８が設けられている。該連通路４８の一端における燃焼室４０側の開口は、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置され、該連通路４８の途中にカム室４２を形成し、該カム室４２内に排気行程にのみ開く弁体４３が前記同様に溝部４４を構成されて収納されている。前記クーラ４７の一端はカム室４２と連通され、他端は吸気マニホールド７１に連通する排気通路４９が連通されている。該クーラ４７はラジエータからの冷却水、または空冷で冷却され、シリンダブロック２に一体的に構成してもよく、別体としてシリンダブロック２外側に配設する構成としてもよい。排気ガスは排気行程で燃焼室４０から連通路４８及び溝部４４（経路ｂ）を通ってクーラ４７に送られ、冷却された後、排気通路４９及び吸気マニホールド７１（経路ｃ）を経由し、吸気行程で燃焼室４０へと再び吸入される。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室からクーラ４７内に排出しその排気ガスを冷却する。そして、吸気行程で排気をクーラ４７内から吸気マニホールド７１に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラ４７で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

次に図８を用いて本発明の実施例５のＥＧＲ装置に関して説明する。図８におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例５のＥＧＲ装置は、前記実施例４と略同じ構成として、弁体４３の溝部４４の切欠位置が異なり、前記弁体４３は吸気行程にのみ開くよう構成されており、さらに、排気マニホールド７２から前記クーラ４７の他端に排気ガスを引き込む排気通路５４が連通されている。こうして、排気行程で燃焼室４０から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド７２から排気通路５４（経路ｂ）を通り、クーラ４７へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路４８及び溝部４４（経路ｄ）から燃焼室４０へと再び吸入される。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールド７２からクーラ４７内に排出し、吸気行程で排気をクーラ４７内から燃焼室４０に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、再循環させる排気ガスは、排気行程後期のものの一部となって、従来のものよりも低温となるため、冷却する必要がなく、効率がよくなる。さらに、排気ガスをクーラ４７で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

次に図９を用いて本発明の実施例６のＥＧＲ装置に関して説明する。図９におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例６のＥＧＲ装置は、前記連通路４８がカム軸１３を通過せず、その上方を通過してクーラ４７と連通されている。そして、該連通路４８の途中にクランク軸３により回転駆動されるカム軸１３により駆動される弁体５５が配置され、該弁体５５が昇降駆動されることにより連通路４８を開閉するように構成している。該弁体５５は上部に介装されたバネにより閉方向に付勢されており、排気行程にのみカム軸１３により押し上げられて開くように構成されている。さらに前記クーラ４７の他端は吸気マニホールド７１に連通する排気通路４９が設けられている。排気ガスは排気行程で燃焼室４０から連通路４８及び弁体５５（経路ｂ）を通ってクーラ４７に送られ、その後排気通路４９から吸気マニホールド７１を経由し、吸気行程で排気通路４９（経路ｃ）から燃焼室４０へと再び吸入される。

上記のように、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０からクーラ４７内に排出し、吸気行程で排気をクーラ４７内から吸気マニホールド７１に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスをクーラ４７で冷却するため、吸気側は高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

次に図１０を用いて本発明の実施例７のＥＧＲ装置に関して説明する。図１０におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例７のＥＧＲ装置は、実施例６のＥＧＲ装置と略同じ構成としており、排気通路４９の代わりに排気通路５４が排気マニホールド７２と連通されている。そして、前記弁体５５は吸気行程にのみ開くよう構成されており、さらに、排気マニホールド７２から排気通路５４を介して前記クーラ４７に排気ガスを引き込む構成としている。排気行程で燃焼室４０から排出された排気ガスの一部は、排気マニホールド７２から排気通路５４（経路ｂ）を通り、クーラ４７へと送られる。そして、吸気行程で開いた連通路４８及び弁体５５（経路ｄ）から燃焼室４０へと再び吸入される。

上記により、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を排気マニホールド７２からクーラ４７内に排出し、吸気行程で排気をクーラ４７内から燃焼室４０に供給することが可能となる。よって、ＥＧＲ装置を少数の部材の追加をするだけで構成することができ、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

次に図１１を用いて本発明の実施例８のＥＧＲ装置に関して説明する。図１１におけるＡ乃至Ｄは図４と同じ行程である。
実施例８のＥＧＲ装置は前記実施例４・５の変形であり、カム軸１３に設けた弁体４３の構成が異なり、クーラ４７が吸気マニホールド７１及び排気マニホールド７２にも接続されない構成としている。つまり、シリンダ２ａとクーラ４７を連通する連通路４８の途中がカム室４２を通過させ、該カム室４２にカム軸１３上に設けた弁体４３を配置し、該弁体４３に直径方向に連通孔５６が設けられている。こうして、再循環される排気ガスがクーラ４７に一時的に溜められて冷却する。前記連通路４８に通じる燃焼室４０の開口は、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置される。前記連通孔５６は排気及び吸気行程にのみ開くように設けられている。排気ガスは排気行程で燃焼室４０から該連通路４８及び連通孔５６（経路ｂ）を経由し、クーラ４７に送られる。その後、吸気行程で再び該連通孔５６及び連通路４８（経路ｄ）を経由して燃焼室４０へと吸入される。

上記により、ＥＧＲ装置を簡単な構造で構成して、排気行程で排気ガスの一部を燃焼室４０からクーラ４７内に排出し、吸気行程で排気をクーラ４７内から燃焼室４０に供給することが可能となる。よって、排気側と吸気側を連通する必要がないので、部品点数を削減して、コストの低減化を図ることができる。また、排気ガスを吸気側に還流させないので、吸気側が高温になることがなく、安全性を更に高めることができる。

次に図１２を用いて本発明の実施例９のＥＧＲ装置に関して説明する。
実施例９のＥＧＲ装置は、実施例２・３・４・５・８において、弁体を収納するカム室４２内に潤滑油が溜まる可能性があるので、前記カム室４２とクランクケース５内とを連通する油抜き穴５７がカム室４２下端から下方に延設して設けられている。該油抜き穴５７の上端は、弁体４３の回転方向の前側に溝部５７ａが設けられている。これにより、弁体４３から余分な潤滑油を効率良くかき取ることができ、溝部４４内の排気ガスの流れを円滑にすることができる。

次に図１３を用いて、本発明の実施例１０におけるＥＧＲ装置の構造に関して説明する。
実施例１０のＥＧＲ装置は、実施例２・３・４・５・８における前記連通路４１または４８に通じる燃焼室４０側の開口を、シリンダブロック２のピストン４との接触面に上下方向に形成した溝部５８としている。これにより、シリンダブロック２に溝部５８を予め形成しておくことで、孔加工をなくして加工工程を減らして、コストを低減することができる。

次に図１４を用いて本発明の実施例１１のＥＧＲ装置に関して説明する。
実施例１１のＥＧＲ装置は、前記溝部５８のピストン４と接触する部分に、該溝部５８の部分に連通孔６１を開口させた筒状部材５９が配置されている。即ち、シリンダ２ａ内に筒状部材５９としてスリーブを嵌め込み、該スリーブに、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に連通孔６１を開口し、溝部５８とスリーブにより連通路を形成するのである。これにより、ピストン４表面のリングなどからのガス漏れを防止することができる。

本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す正面断面図。本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す側面断面図。本発明の実施の一形態であるディーゼルエンジンを示す別の側面断面図。本実施例１に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。Ａは圧縮行程から膨張行程への転換期、Ｂは排気行程の初期、Ｃは排気行程から吸気行程への転換期、Ｄは吸気行程の後期を示す。本実施例２に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例３に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例４に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例５に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例６に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例７に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例８に係るディーゼルエンジンの作動行程を示した概略図。本実施例９に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図。本実施例１０に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図。本実施例１１に係るディーゼルエンジンの構造を示した概略図。

符号の説明

１エンジン
２ａシリンダ
３クランク軸
４ピストン
５クランクケース
１３カム軸
２７吸気弁
２８排気弁
４０燃焼室
４１連通路
４２カム室
４３弁体
４４連通孔
４７クーラ

Claims

クランクケース内と燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気行程の後期とに開く位置に設けたことを特徴とする、４サイクルエンジンの排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置。
前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を排気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を吸気側に連通するブリーザ経路を設けた、請求項１に記載の４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
前記連通路の途中にカム室を設けて、該カム室にクランク軸により回転駆動されるカム軸上に弁体を配置し、該弁体により連通路を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、クランクケース内を排気マニホールドに連通する排気通路を設けた、請求項１に記載の４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に排気行程にのみ開くカム軸の回転により作動する弁体を設けるとともに、前記クーラを吸気マニホールドに連通する排気通路を設けた、４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に吸気行程にのみ開くカム軸の回転により作動する弁体を配置するとともに、前記クーラを排気マニホールドに連通する排気通路を設けた、４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に、クランク軸により回転駆動されるカムにより開閉される弁体を設け、該弁体を排気行程にのみ開くように構成するとともに、前記クーラを吸気マニホールドに連通する排気通路を設けた、４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に、クランク軸により回転駆動されるカムにより開閉される弁体を設け、該弁体を吸気行程にのみ開くように構成するとともに、前記クーラを排気マニホールドに連通する排気通路を設けた、４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
再循環される排気ガスを冷却するためのクーラと、該クーラと燃焼室とを連通する連通路を設けて、該連通路に通じる燃焼室の開口を、燃焼サイクルにおける排気行程と、膨張行程と、吸気終行程の後期とに開く位置に配置し、該連通路の途中に連通孔を排気および吸気行程にのみ開くようにカム軸の回転により作動する弁体を設けた、４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
前記カム室とクランクケース内とを連通する油抜き穴を下方へ延びるように設けるとともに、該油抜き穴のカム室側で、弁体の回転方向の前側に溝部を形成した、請求項２乃至５のいずれか一項または請求項８に記載の４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
前記連通路を、ピストンと、シリンダブロックのピストンとの接触面に形成した溝部とで構成した、請求項２乃至５のいずれか一項または請求項８に記載の４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。
前記溝部のピストンと接触する部分に、筒状部材を配置した、請求項１０に記載の４サイクルエンジンの排気ガス再循環装置。