JP2013108482A - 内燃機関の吸気系構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、インタークーラ内の凝縮水を適切に処理し、腐食及び異音を防止することのできる内燃機関の吸気系構造を提供する。
【解決手段】インテークマニフォールド(12)内に、ＥＧＲ通路(17)の導入口方向視で、導入口(17a)と凝縮水導入板(19a)とがオーバラップし、排出部(19e)が反導入口側となるように凝縮水導入部(19)が配設される。また、凝縮水導入部(19)は、導入口(17a)よりＥＧＲガスが未導入である時には凝縮水導入板(19a)が吸入空気の流れ方向と平行となるように、そしてＥＧＲが導入されるとＥＧＲガスの流量により反導入口側方向への回転度合いが変化するようにコイルバネ(20)の付勢力によって調整される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気系構造に係り、特に、吸気系に滞留する凝縮水の排出構造に関する。

自動車用エンジンでは、エンジンから排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）及びスモーク（煤）を低減するために排気ガスを吸気へ再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）装置が設けられている。そして、近年はＮＯｘの大幅な低減要求に対し、吸気へ大量に排気ガスを導入することが求められており、ＥＧＲ装置は、排気通路の排気触媒の下流と吸気通路の過給機の上流とをＥＧＲクーラを介してＥＧＲ通路で接続し、過給機の上流に低温低圧の排気ガスを吸気に導入することが知られている。

しかしながら、エンジンからの排気ガスには、燃料と空気との混合気が燃焼することで発生する水蒸気と燃料中に含まれる硫黄分とが含まれている。そして、吸気通路の過給機の上流に排気ガスを導入するＥＧＲ装置では、硫黄分及び水蒸気が含まれる排気ガスが過給機の上流に導入され、吸入空気と共に過給機で加圧された後にインタークーラにて冷却される。この時に水蒸気は、インタークーラで冷却されることで凝縮し凝縮水となり、インタークーラ内に滞留する。そして、滞留した凝縮水に排気ガス中の硫黄分が溶け込み強度の酸性の凝縮水が生成される。

このようにインタークーラ内に強度の酸性の凝縮水が滞留すると、インタークーラは放熱性の良いアルミ材等で形成されているのでインタークーラを腐食させる虞がある。また、凝縮水がインタークーラ内で暴れることにより異音が生じる虞がある。
そこで、特許文献１では、インタークーラに滞留した凝縮水をポンプで抜き取り、中和剤を用いて凝縮水を中和し、中和した凝縮水を吸気通路の過給機の上流に戻して、インタークーラ内の凝縮水を処理し、インタークーラの腐食及び凝縮水による異音を防止している。

特開２００９−９２００５号公報

上記特許文献１の技術では、中和した凝縮水を吸気通路の過給機の上流に戻すようにしている。
しかしながら、吸気通路の過給機の上流に中和した凝縮水を戻すと、再度インタークーラ内で凝縮し、再度凝縮水に硫黄分が溶け込み強度の酸性の凝縮水を生成される虞があり好ましいことではない。

本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、インタークーラ内の凝縮水を適切に処理し、腐食及び異音を防止することのできる内燃機関の吸気系構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の内燃機関の吸気系構造では、吸気通路に吸入空気を過給する過給手段と、過給した前記吸入空気を冷却する冷却手段と、前記吸気通路の前記過給手段の上流に排気ガスを導入する上流側排気再循環手段と、前記吸気通路の前記冷却手段の下流に排気ガスを導入する下流側排気再循環手段とを備える内燃機関の吸気系構造において、前記吸気通路内であって、前記吸気通路の前記冷却手段の下流に前記排気ガスを導入する前記下流側排気再循環手段の導入部と対向する箇所に、前記冷却手段と連通し該冷却手段より凝縮水を導入する凝縮水導入手段を配設することを特徴とする。

また、請求項２の内燃機関の吸気系構造では、請求項１において、前記凝縮水導入手段は、前記下流側排気再循環手段の前記導入部より導入される前記排気ガスの流量の増加に伴い、前記吸気通路内に導入する前記凝縮水の流量を増加することを特徴とする。
また、請求項３の内燃機関の吸気系構造では、請求項１或いは２において、前記凝縮水導入手段は、一方の側面に前記凝縮水を前記吸気通路に排出する排出部を有する中空の板状に形成される板部を有し、他方の側面が前記吸気通路内の前記下流側排気再循環手段の前記導入部と対向するように配設されることを特徴とする。

また、請求項４の内燃機関の吸気系構造では、請求項３において、前記凝縮水導入手段の下流であって、前記下流側排気再循環手段が接続される側の前記吸気通路の壁面に、前記吸気通路内の排気ガスの濃度を検出する濃度検出手段を配設することを特徴とする。
また、請求項５の内燃機関の吸気系構造では、請求項３或いは４において、前記凝縮水導入手段は、前記板部の吸気流れ方向の上流部に、前記板部と連通し前記板部を前記吸気通路内で回転可能に支持する支持部と、前記板部の回転度合いに基づいて前記排出部の開口面積を変化させる排出部可変手段と、を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、吸気通路内であって、吸気通路の冷却手段の下流に排気ガスを導入する下流側排気再循環手段の導入部と対向する箇所に、冷却手段と連通し冷却手段より凝縮水を導入する凝縮水導入手段を配設している。
このように凝縮水導入手段を配設することで、吸気通路内が負圧である時に排気ガスを導入して、排気ガスにて凝縮水導入手段を加熱することが可能となる。そして、冷却手段内に滞留した凝縮水を加熱された凝縮水導入手段に導入することで凝縮水を加熱して水蒸気とし、吸気通路内に導入することができる。

したがって、冷却手段内に滞留した凝縮水を水蒸気化し内燃機関の燃焼室に直接導入することができるので、水蒸気化した凝縮水が再凝縮を起こすことなく凝縮水を適切に処理し、凝縮水による冷却手段の腐食や凝縮水の滞留による異音を防止することができる。
また、請求項２の発明によれば、下流側排気再循環手段の導入部より導入される排気ガスの流量の増加に伴い、吸気通路内に導入する凝縮水の流量を増加するようにしており、排気ガスの流量が多い場合には、凝縮水導入手段に伝達することが可能な排気ガスの熱量が多くなるので、多くの凝縮水を加熱することが可能となる。

したがって、排気ガスの流量の増加に伴い、凝縮水の流量を増加し多くの凝縮水を水蒸気化して、吸気通路内に導入することができる。
よって、冷却手段内に滞留した凝縮水を効率よく短期間に処理することができる。
また、請求項３の発明によれば、凝縮水導入手段は、一方の側面に凝縮水を吸気通路に導入する導入口を有する中空の板状に形成される板部を有し、そして、他方の側面が吸気通路内の下流側排気再循環手段の導入部と対向するように配設している。

したがって、凝縮水導入部の板部に排気ガスを接触させることで、排気ガスとの接触面積を増加させ、板部が排気ガスから効率よく受熱することができるので、効率よく凝縮水を水蒸気化することができる。
また、請求項４の発明によれば、濃度検出手段を凝縮水導入手段の下流であって、下流側排気再循環手段が接続される側の吸気通路の壁面に設けている。

このように、濃度検出手段を凝縮水導入手段の下流に設けることにより、水蒸気化した凝縮水及び水蒸気化せずに液状の状態の凝縮水が凝縮水導入手段によって内燃機関の燃焼室に直接導入されるように誘導されるので、水蒸気化した凝縮水及び水蒸気化せずに液状の状態の凝縮水が濃度検出手段に直接触れることを防止することができる。
したがって、水蒸気状或いは液状の状態の凝縮水の接触による濃度検出手段の故障を防止することができる。

また、請求項５の発明によれば、凝縮水導入手段を板部の吸気流れ方向の上流部に、板部と連通し板部を吸気通路内で回転可能に支持する支持部と、板部の回転度合いに基づいて排出部の面積を変化させる排出部可変手段とを有している。
このように、吸気通路内で板部を回転可能とし、板部の回転度合いに基づいて排出部の開口面積を変化させることで、下流側排気再循環手段の導入部から導入される排気ガスの流量により、板部が回転し排出部の開口面積が変化し、排出部より排出される凝縮水の流量を変化させることができる。

本発明に第１実施例に係る内燃機関の吸気系構造が適用されたエンジンの概略構成図である。 本発明の第１実施例に係る図１のＡ部の拡大図である。 本発明の第１実施例に係る図２のＢ−Ｂ線での断面図である。 本発明の第２実施例に係る図１のＡ部の拡大図である。 本発明の第２実施例に係る凝縮水導入部の展開図である。 本発明の第２実施例に係る凝縮水導入板の正面図である。 本発明の第２実施例に係る流量調整板の正面図である。 本発明の第２実施例に係る凝縮水導入部の非作動時を示す図である。 本発明の第２実施例に係る凝縮水導入部の作動時を示す図である。 本発明の第３実施例に係る凝縮水導入板の正面図である。 本発明の第３実施例に係る流量調整板の正面図である。 本発明の第４実施例に係る凝縮水導入板の正面図である。 本発明の第４実施例に係る流量調整板の正面図である。

以下、本発明の第１実施例の実施の形態を図面に基づき説明する。
［第１実施例］
図１は、内燃機関の吸気系構造が適用されたエンジンの概略構成図である。また、図２は、本発明の第１実施例に係る図１のＡ部の拡大図である。そして、図３は、図２のＢ−Ｂ線での断面図である。図中太黒塗り矢印は、ＥＧＲガスの流れを、白抜き矢印は、吸入空気の流れを、細矢印は、凝縮水の流れをそれぞれ示す。また、図中二点鎖線は、ＥＧＲガスによる回転後の凝縮水導入部の一例を示す。

図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、多気筒の筒内直接噴射式内燃機関（例えばコモンレール式ディーゼルエンジン）であり、詳しくは、コモンレールに蓄圧された高圧燃料を各気筒の燃料噴射ノズル２に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で当該燃料噴射ノズル２から各気筒の燃焼室３内に噴射可能な構成を成している。
エンジン１の各気筒には、上下摺動可能なピストン４が設けられている。そして、当該ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。また、クランクシャフト６の一端部には回転速度を検出するクランク角センサ７と図示しないフライホイールが設けられている。

燃焼室３には、インテークポート８とエキゾーストポート９とが連通されている。
インテークポート８には、燃焼室３と当該インテークポート８との連通と遮断を行うインテークバルブ１０が設けられている。また、エキゾーストポート９には、燃焼室３と当該エキゾーストポート９との連通と遮断とを行うエキゾーストバルブ１１が設けられている。

インテークポート８の上流には、吸入した空気を各気筒に分配するインテークマニフォールド（吸気通路）１２が連通するように設けられている。
インテークマニフォールド１２の各気筒に吸入空気を分配するための分岐の上流部には、屈曲部１２ａが形成されている。そして、屈曲部１２ａには、酸素濃度を検出する空燃比センサ（濃度検出手段）１３が設けられている。また、屈曲部１２ａの下流には、燃焼室３に吸入される吸入空気の圧力を検出するブーストセンサ１４と、該吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ１５とがインテークマニフォールド１２内に突出するように設けられている。

インテークマニフォールド１２とエキゾーストマニフォールド１６には、それぞれが連通するように高温の排気ガスの一部を吸気へ戻すＥＧＲ通路（下流側排気再循環手段）１７が設けられている。また、ＥＧＲ通路１７は、インテークマニフォールド１２の屈曲部１２ａの上流であって、屈曲部１２ａの外側方向となる壁面に接続されている。また、ＥＧＲ通路１７には、排気ガスが吸気に戻る量、即ちＥＧＲの流量を調整するＥＧＲバルブ（下流側排気再循環手段）１８が設けられている。そして、高温のＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路１７の導入口（導入部）１７ａよりインテークマニフォールド１２内に導入される。

インテークマニフォールド１２の屈曲部１２ａの上流であって、ＥＧＲ通路１７とインテークマニフォールド１２との接続部１２ｂの近傍には、ＥＧＲ通路１７の導入口１７ａより導入される高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を屈曲部１２ａに導くための凝縮水導入部（凝縮水導入手段）１９が設けられている。
凝縮水導入部１９は、凝縮水導入板（板部）１９ａと、支持軸（支持部）１９ｂと、コイルバネ２０と、角度センサ２１とで構成されている。

凝縮水導入板１９ａは、中空の薄板状で形成されている。そして、凝縮水導入板１９ａの吸気流れ方向の上流端部には、一方が開口した導入部１９ｃを有する中空軸の支持軸１９ｂと連通するように一体で形成されている。また、凝縮水導入板１９ａの一方の側面１９ｄには、中空の薄板状の内部と貫通し、凝縮水を排出する排出部１９ｅが設けられている。

コイルバネ２０は、凝縮水導入板１９ａの回転度合いを調整するものである。
角度センサ２１は、凝縮水導入板１９ａの回転度合いを検出するものである。
このように構成される凝縮水導入部１９は、ＥＧＲ通路１７の導入口１７ａ方向視で、凝縮水導入板１９ａが当該導入口１７ａとオーバラップし、凝縮水導入板１９ａの排出部１９ｅが反導入口側となるように支持軸１９ｂを介して回転可能にインテークマニフォールド１２内の径方向に横断して配設される。また、支持軸１９ｂの閉塞した一端部には、導入口１７ａよりＥＧＲガスが未導入である時に凝縮水導入板１９ａが吸気流れ方向と平行となるように付勢力を発生し、また、ＥＧＲガスの流量に応じて凝縮水導入板１９ａのＥＧＲ通路１７の反導入口側方向への回転度合いを調整するようにコイルバネ２０が配設される。更に支持軸１９ｂに配設されるコイルバネ２０の外側の支持軸１９ｂには、角度センサ２１が配設される。

インテークマニフォールド１２の上流には、最上流から吸入された新気中のゴミを取り除くエアークリーナ２２、排気ガスのエネルギを利用し吸入された新気を圧縮するターボチャージャ（過給手段）２３の図示しないコンプレッサハウジングと、圧縮され高温となった新気を冷却するインタークーラ（冷却手段）２４と、新気の流量を調整する電子制御スロットルバルブ２５と、ＥＧＲ通路１７より導入される高温のＥＧＲガスの流量を調整するための電子制御スロットルバルブ（通路面積可変手段）２６が吸気管２７を介してインテークマニフォールド１２に接続されている。また、電子制御スロットルバルブ２５，２６には、スロットルバルブの開き度合を検出するスロットルポジションセンサ２８，２９がそれぞれ備えられている。

また、インタークーラ２４には、ターボチャージャ２３にて圧縮されたＥＧＲガスを含んだ吸気を冷却することにより発生する凝縮水を排出する排出部２４ａが設けられている。そして、当該排出部２４ａと凝縮水導入部１９の支持軸１９ｂの導入部１９ｃとは、凝縮水導入管３０を介して連通して接続されている。
エアークリーナ２２の下流でありターボチャージャ２３のコンプレッサハウジングの上流の吸気管２７には、燃焼室３に吸入される新気の流量を検出するエアーフローセンサ３１が吸気管２７内に突出するように設けられている。

エキゾーストポート９の下流には、各気筒から排出される排気ガスをまとめるエキゾーストマニフォールド１６と、ターボチャージャ２３に排気ガスを導入する図示しないタービンハウジングと、排気管３２とが連通するように設けられている。
排気管３２には、上流から順番に排気ガス中の炭化水素（ＴＨＣ）或いは一酸化炭素（ＣＯ）等の被酸化成分を酸化する酸化触媒３３と、排気ガス中の黒鉛を主成分とする微粒子状物資（ＰＭ）を捕集し燃焼させるディーゼルパティキュレートフィルタ３４とが連通するように設けられている。

排気管３２の酸化触媒３３の下流でありディーゼルパティキュレートフィルタ３４の上流と、ディーゼルパティキュレートフィルタ３４の下流には、ディーゼルパティキュレートフィルタ３４の前後での圧力を検出する圧力センサ３５，３６が排気管３２内に突出するように設けられている。
吸気管２７の電子制御スロットルバルブ２５とターボチャージャ２３との間と、排気管３２のディーゼルパティキュレートフィルタ３４の下流には、それぞれが連通するように低温の排気ガスの一部を吸気へ戻すＥＧＲ通路（上流側排気再循環手段）３７が設けられている。また、ＥＧＲ通路３７には、排気ガスが吸気に戻る量、即ちＥＧＲの流量を調整するＥＧＲバルブ（上流側排気再循環手段）３８と、吸気へ戻す排気を冷やすＥＧＲクーラ（上流側排気再循環手段）３９とが設けられている。

そして、燃料噴射ノズル２、クランク角センサ７、角度センサ２１、空燃比センサ１３、電子制御スロットルバルブ２５，２６、スロットルポジションセンサ２８，２９、エアーフローセンサ３１、ブーストセンサ１４、吸気温度センサ１５、圧力センサ３５，３６及びＥＧＲバルブ１８，３８等の各種装置や各種センサ類は、エンジン１の総合的な制御を行うための制御装置であって入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、タイマ及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０と電気的に接続されており、当該ＥＣＵ４０は各種センサ類からの各情報に基づき各種装置を作動制御する。

ＥＣＵ４０の入力側には、クランク角センサ７、空燃比センサ１３、ブーストセンサ１４、吸気温度センサ１５、角度センサ２１、スロットルポジションセンサ２８，２９、エアーフローセンサ３１、及び圧力センサ３５，３６等のセンサ類が電気的に接続されており、これら各種装置及び各種センサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、燃料噴射ノズル２、電子制御スロットルバルブ２５，２６及びＥＧＲバルブ１８，３８が電気的に接続されている。

これより、ＥＣＵ４０は、各センサの検出値に基づき、燃料噴射ノズル２からのプレ噴射、メイン噴射及びアフタ噴射の燃料噴射量、噴射時期及びＥＧＲバルブ１８、３８や電子制御スロットルバルブ２５，２６の開度等を最適に制御し、エンジン１を高精度に制御する。
このように本発明の第１実施例に係る内燃機関の吸気系構造では、図２に示すように、インテークマニフォールド１２内には、ＥＧＲ通路１７の導入口１７ａ方向視で導入口１７ａと、インタークーラ２４の排出部２４ａと凝縮水導入管３０と支持軸１９ｂとを介して連通して接続される凝縮水導入板１９ａとがオーバラップし、凝縮水導入板１９ａの排出部１９ｅが反導入口側となるように凝縮水導入部１９を配設している。また、凝縮水導入部１９は、導入口１７ａより高温のＥＧＲガスが未導入である時には凝縮水導入板１９ａが吸入空気の流れ方向と平行となるように、そして導入口１７ａより高温のＥＧＲが導入されると高温のＥＧＲガスの流量により凝縮水導入板１９ａの反導入口側方向への回転度合いが変化するようにコイルバネ２０の付勢力によって凝縮水導入板１９ａの回転度合いを調整している。

そして、電気制御スロットルバルブ２６の作動によって、インテークマニフォールド１２内の圧力がインタークーラ２４内の圧力より低くなると、インタークーラ２４より凝縮水導入管３０と支持軸１９ｂとを介して凝縮水導入部１９の凝縮水導入板１９ａに凝縮水が導入する。また、導入口１７ａより導入される高温のＥＧＲによって、凝縮水導入板１９ａが熱せられる。そして、凝縮水導入板１９ａ内の凝集水が水蒸気化し、凝縮水導入板１９ａの排出部１９ｅよりインテークマニフォールド１２内に排出し、エンジン１の燃焼室３に導入している。

したがって、電気制御スロットルバルブ２６の作動によって、インテークマニフォールド１２内の負圧を調整して、凝縮水導入部１９に導入される凝縮水の流量を調整し、凝縮水導入板１９ａを用いることで高温のＥＧＲガスとの接触面積を増加させ、高温のＥＧＲガスの熱により凝縮水を効率よく水蒸気化しエンジン１の燃焼室３に直接導入することができるので、水蒸気化した凝縮水が再凝縮を起こすことなく効率良く凝縮水を適切に処理し、凝縮水によるインタークーラ２４の腐食や凝縮水の滞留による異音を防止することができる。

また、空燃比センサ１３を凝縮水導入部１９の下流のインテークマニフォールド１２の屈曲部１２ａに設け、凝縮水導入部１９の凝縮水導入板１９ａを導入口１７ａより導入される高温のＥＧＲガスの流量により反導入口側方向への回転度合いが変化するようにしており、導入された凝縮水が直接空燃比センサ１３に接触することがないので空燃比センサ１３の故障を防止することができる。
［第２実施例］
以下、本発明の第２実施例に係る内燃機関の吸気系構造について説明する。

第２実施例では、上記第１実施例に対して、凝縮水導入部の構造を変更しており、以下に上記第１実施例と異なる凝縮水導入部の構造に付いて説明する。
図４は、本発明の第２実施例に係る図１のＡ部の拡大図である。また、図５は、凝縮水導入部の展開図である。そして、図６は、凝縮水導入板の正面図を、図７は流量調整板の正面図である。また、図８は、凝縮水導入部の非作動時を、図９凝縮水導入部の作動時を示す図である。なお、図中太黒塗り矢印及び太矢印は、ＥＧＲガスの流れを、白抜き矢印は、吸入空気の流れを、細線矢印は、凝縮水の流れをそれぞれ示す。

図４及び５に示すとおり、凝縮水導入部（凝縮水導入手段）１１９は、凝縮水導入板（板部）１１９ａと、支持軸（支持部）１１９ｂと、コイルバネ１２０と、角度センサ１２１とに加え、流量調整板（排出部可変手段）１４１と移動量調整板１４２とで構成されている。
凝縮水導入板１１９ａは、図５及び図６に示すように、第１実施例と同様に、中空の薄板状で形成されている。そして、凝縮水導入板１１９ａの吸気流れ方向の上流端部には、一方が開口した導入部１１９ｃを有する中空軸の支持軸１１９ｂと連通するように一体で形成されている。また、凝縮水導入板１１９ａの一方の側面１１９ｄには、支持軸１１９ｂと直交し、反支持軸側が開放した断面が凸字状の挿入溝１１９ｆが形成されている。そして、挿入孔１１９ｆには、中空の薄板状の内部と貫通し、凝縮水を排出する排出部１１９ｅが設けられている。

コイルバネ１２０は、第１実施例と同様に、凝縮水導入板１１９ａの回転度合いを調整するものである。
角度センサ１２１は、第１実施例と同様に、凝縮水導入板１１９ａの回転度合いを検出するものである。
流量調整板１４１は、図５及び図７に示すように、側面視で略Ｌ字形状の薄板で形成されている。また、Ｌ字形状の長辺側の面１４１ａには、凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅの面積よりも大きな面積の調整部（開口部）１４１ｂが形成されている。更に流量調整板１４１は、調整部方向視で略Ｌ字形状となるように短辺側の面１４１ｃが形成されている。

移動量調整板１４２は、図５に示すように、薄板で略Ｌ字形状に形成されている。
このように構成される凝縮水導入部１１９は、ＥＧＲ通路１７の導入口１７ａ方向視で、凝縮水導入板１１９ａが当該導入口１７ａとオーバラップし、凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅが反導入口側となるように支持軸１１９ｂを介して回転可能にインテークマニフォールド１２内の径方向に横断して配設される。また、支持軸１１９ｂの閉塞した一端部には、導入口１７ａよりＥＧＲガスが未導入である時に凝縮水導入板１１９ａが吸入空気の流れ方向と平行となるように付勢力を発生し、また、ＥＧＲガスの流量に応じて凝縮水導入板１１９ａのＥＧＲ通路１７の反導入口側方向への回転度合いを調整するようにコイルバネ１２０が配設されている。更に支持軸１１９ｂに配設されるコイルバネ１２０の外側の支持軸１１９ｂには、角度センサ１２１が配設されている。そして、凝縮水導入板１１９ａの挿入溝１１９ｆには、流量調整板１４１のＬ字形状の長辺側の面１４１ａが、Ｌ字形状の短辺側の面１４１ｅが吸気流れ方向の下流方向で、当該短辺側の面１４１ｅが反凝縮水導入板側となるように挿入されている。また、移動量調整板１４２は、図４及び図５に示すように、Ｌ字形状の短辺側の面１４２ａが凝縮水導入板１１９ａと対向する位置で、Ｌ字形状の長辺側の面１４２ｂが流量調整板１４１の調整部方向視で略Ｌ字形状の短辺側の面１４１ｃの吸気流れ方向の上流側に当接するようにインテークマニフォールド１２内に配設されている。

このように本発明の第２実施例に係る内燃機関の吸気系構造では、導入口１７ａより高温のＥＧＲガスが未導入或いは高温のＥＧＲガスの流量が少ない時には、図８に示すように、凝縮水導入板１１９ａは回転せずに吸入空気の流れ方向と平行、或いは凝縮水導入板１１９ａは回転度合いが小さく、凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅは、流量調整板１４１により塞がれ、凝縮水のインテークマニフォールド１２内への導入が停止される。また、導入口１７ａから高温のＥＧＲガスの流量が所定量以上となると、図９に示すように、高温のＥＧＲガスに押されて凝縮水導入板１１９ａが回転する。そして、凝縮水導入板１１９ａが回転すると流量調整板１４１は、移動量調整板１４２により凝縮水導入板１１９ａより突出するように移動する。これによって、凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅと流量調整板１４１の調整部１４１ｂとが連通する。よって、高温のＥＧＲガスの熱により水蒸気化した凝縮水がインテークマニフォールド１２内へ導入される。

例えば、高温のＥＧＲガスの導入がない、或いは高温のＥＧＲガスの流量が少ないような場合には、凝縮水導入板１１９ａはＥＧＲガスからの受熱量が少なくなる。よって、凝縮水導入板１１９ａへ導入される凝縮水の水蒸気化が促進されない。このような状態で凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅと流量調整板１４１の調整部１４１ｂとを連通させると、液体の凝縮水がインテークマニフォールド１２内に導入され、液体の凝縮水が空燃比センサ１３に接触し、空燃比センサ１３の故障に繋がる。

したがって、高温のＥＧＲガスの導入がない、或いは高温のＥＧＲガスの流量が少ないような場合には、凝縮水導入板１１９ａの排出部１１９ｅと流量調整板１４１の調整部１４１ｂとを連通させないことにより、空燃比センサ１３の故障を防止することができる。
［第３実施例］
以下、本発明の第３実施例に係る内燃機関の吸気系構造について説明する。

第３実施例では、上記第２実施例に対して、流量調整板の調整部を変更しており、以下に上記第２実施例と異なる流量調整板の調整部に付いて説明する。
図１０は、凝縮水導入板の正面図を、図１１は流量調整板の正面図である。
凝縮水導入板２１９ａ（板部）は、図１０に示すように、第２実施例と同様に、中空の薄板状で形成されている。そして、凝縮水導入板２１９ａの吸気流れ方向の上流端部は、一方が開口した導入部２１９ｃを有する中空軸の支持軸（支持部）２１９ｂと連通するように一体で形成されている。また、凝縮水導入板２１９ａの一方の側面２１９ｄには、支持軸２１９ｂと直交し、反支持軸側が開放した断面が凸字状の挿入溝２１９ｆが形成されている。そして、挿入孔２１９ｆには、中空の薄板状の内部と貫通し、凝縮水を排出する排出部２１９ｅが設けられている。

流量調整板（排出部可変手段）２４１は、図１１に示すように、側面視で略Ｌ字形状の薄板で形成されている。また、Ｌ字形状の長辺側の面２４１ａには、凝縮水導入板２１９ａの排出部２１９ｅから排出される凝縮水の流量を調整する調整部（開口部）２４１ｂが形成されている。更に流量調整板２４１は、調整部方向視で略Ｌ字形状で形成されている。

調整部２４１ｂは、中空の薄板状の内部と貫通する複数の丸孔で構成されている。そして、複数の丸孔は、流量調整板２４１の凝縮水導入板２１９ａへの組み付け時に、支持軸側となる側から、反支持軸側に向かうにつれ、開口面積が小さく形成される。また、流量調整板２４１の凝縮水導入板２１９ａへの組み付け時に、最支持軸側となる丸孔の開口面積は、凝縮水導入板２１９ａの導入部２１９ｃの開口面積と同等或いは大きくなるように形成されている。

このように本発明の第３実施例に係る内燃機関の吸気系構造では、導入口１７ａより導入される高温のＥＧＲガスの流量が増加すると、凝縮水導入板２１９ａは、高温のＥＧＲガスに押されてＥＧＲ通路１７の反導入口側方向へ回転する。そして、凝縮水導入板２１９ａの排出部２１９ｅと、高温のＥＧＲガスの流量に見合った開口面積の流量調整板２４１の調整部２４１ｂとが連通する。

したがって、高温のＥＧＲガスの流量が多い場合には、ＥＧＲガスの熱量が多くなるので、多くの凝縮水を加熱することが可能であり、高温のＥＧＲガスの流量の増加に伴い、凝縮水の流量を増加し多量の凝縮水を水蒸気化して、エンジン１の燃焼室３に導入することができる。
よって、高温のＥＧＲガスの流量によって、段階的に凝縮水の流量を変化させインタークーラ２４内に滞留した凝縮水を効率よく短期間に処理することができる。
［第４実施例］
以下、本発明の第４実施例に係る内燃機関の吸気系構造について説明する。

第４実施例では、上記第２実施例に対して、凝縮水導入板の排出部と流量調整板の調整部とを変更しており、以下に上記第２実施例と異なる凝縮水導入板の排出部と流量調整板の調整部とに付いて説明する。
図１２は、凝縮水導入板の正面図を、図１３は流量調整板の正面図である。
凝縮水導入板（板部）３１９ａは、図１２に示すように、第２実施例と同様に、中空の薄板状で形成されている。そして、凝縮水導入板３１９ａの吸気流れ方向の上流端部は、一方が開口した導入部３１９ｃを有する中空軸の支持軸（支持部）３１９ｂと連通するように一体で形成されている。また、凝縮水導入板３１９ａの一方の側面３１９ｄには、支持軸３１９ｂと直交し、反支持軸側が開放した断面が凸字状の挿入溝３１９ｆが形成されている。そして、挿入孔３１９ｆには、中空の薄板状の内部と貫通し、支持軸側に頂点を有し、反支持軸側に底辺を有する三角形状の排出部３１９ｅが形成されている。

流量調整板（排出部可変手段）３４１は、図１３に示すように、側面視で略Ｌ字形状の薄板で形成されている。また、Ｌ字形状の長辺側の面３４１ａには、凝縮水導入板３１９ａの排出部３１９ｅから排出される凝縮水の流量を調整する調整部（開口部）３４１ｂが形成されている。更に流量調整板３４１は、調整部方向視で略Ｌ字形状で形成されている。

調整部３４１ｂは、中空の薄板状の内部と貫通する丸孔で形成されている。そして、丸孔の直径は、凝縮水導入板３１９ａの導入部３１９ｃの底辺長よりも長く設定されている。なお、調整部３４１ｂは丸孔に限らず、略三角形状の排出部３１９ｅの一部と重複可能な開口であれば形状は多角形などでもよい。
このように本発明の第４実施例に係る内燃機関の吸気系構造では、導入口１７ａより導入される高温のＥＧＲガスの流量が増加すると、凝縮水導入板３１９ａは、高温のＥＧＲガスに押されてＥＧＲ通路１７の反導入口側方向へ回転する。そして、凝縮水導入板３１９ａの排出部３１９ｅは、流量調整板２４１の調整部２４１ｂにより、高温のＥＧＲガスの流量に見合った凝縮水の流量となるように開口面積が調整され連通する。

したがって、高温のＥＧＲガスの流量が多い場合には、ＥＧＲガスの熱量が多くなるので、多くの凝縮水を加熱することが可能であり、高温のＥＧＲガスの流量の増加に伴い、凝縮水の流量を増加し多量の凝縮水を水蒸気化して、エンジン１の燃焼室３に導入することができる。
よって、高温のＥＧＲガスの流量によって、連続的に凝縮水の流量を変化させインタークーラ２４内に滞留した凝縮水を効率よく短期間に処理することができる。

以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、第３実施例では、凝縮水導入板２１９ａの排出部２１９ｅを丸孔、流量調整板２４１の調整部２４１ｂを複数の異径の丸孔で形成し、第４実施例では、凝縮水導入板３１９ａの排出部３１９ｅを三角形状、流量調整板３４１の調整部３４１ｂを丸孔で形成して凝縮水の流量を調整するようにしているが、これに限定されるものではなく、凝縮水導入板の回転度合いの増加に伴い凝縮水の流量を増加させることができればよい。

１ エンジン（内燃機関）
１２ インテークマニフォールド（吸気通路）
１３ 空燃比センサ（濃度検出手段）
１７ ＥＧＲ通路（下流側排気再循環手段）
１７ａ 導入口（導入部）
１８ ＥＧＲバルブ（下流側排気再循環手段）
１９，１１９，２１９，３１９ 凝縮水導入部（凝縮水導入手段）
１９ａ，１１９ａ，２１９ａ，３１９ａ 凝縮水導入板（板部）
１９ｂ，１１９ｂ，２１９ｂ，３１９ｂ 支持軸（支持部）
２３ ターボチャージャ（過給手段）
２４ インタークーラ（冷却手段）
２６ 電子制御スロットルバルブ（通路面積可変手段）
３７ ＥＧＲ通路（上流側排気再循環手段）
３８ ＥＧＲバルブ（上流側排気再循環手段）
３９ ＥＧＲクーラ（上流側排気再循環手段）
１４１，２４１，３４１ 流量調整板（排出部可変手段）
１４１ｂ，２４１ｂ，３４１ｂ 調整部（開口部）

Claims (5)

1. 吸気通路に吸入空気を過給する過給手段と、過給した前記吸入空気を冷却する冷却手段と、前記吸気通路の前記過給手段の上流に排気ガスを導入する上流側排気再循環手段と、前記吸気通路の前記冷却手段の下流に排気ガスを導入する下流側排気再循環手段とを備える内燃機関の吸気系構造において、
   前記吸気通路内であって、前記吸気通路の前記冷却手段の下流に前記排気ガスを導入する前記下流側排気再循環手段の導入部と対向する箇所に、前記冷却手段と連通し該冷却手段より凝縮水を導入する凝縮水導入手段を配設することを特徴とする内燃機関の吸気系構造。
2. 前記凝縮水導入手段は、前記下流側排気再循環手段の前記導入部より導入される前記排気ガスの流量の増加に伴い、前記吸気通路内に導入する前記凝縮水の流量を増加することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気系構造。
3. 前記凝縮水導入手段は、一方の側面に前記凝縮水を前記吸気通路に排出する排出部を有する中空の板状に形成される板部を有し、他方の側面が前記吸気通路内の前記下流側排気再循環手段の前記導入部と対向するように配設されることを特徴とする、請求項１或いは２に記載の内燃機関の吸気系構造。
4. 前記凝縮水導入手段の下流であって、前記下流側排気再循環手段が接続される側の前記吸気通路の壁面に、前記吸気通路内の排気ガスの濃度を検出する濃度検出手段を配設することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の吸気系構造。
5. 前記凝縮水導入手段は、前記板部の吸気流れ方向の上流部に、前記板部と連通し前記板部を前記吸気通路内で回転可能に支持する支持部と、前記板部の回転度合いに基づいて前記排出部の開口面積を変化させる排出部可変手段と、を有することを特徴とする、請求項３或いは４に記載の内燃機関の吸気系構造。

Images