JP2015145655A

JP2015145655A - 排気再循環用のデリバリ通路

Info

Publication number: JP2015145655A
Application number: JP2014019397A
Authority: JP
Inventors: 正樹牧原; Masaki Makihara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-08-13

Abstract

【課題】各気筒へのＥＧＲガスの均等分配性を向上させることのできる排気再循環用のデリバリ通路を提供する。
【解決手段】内燃機関の各気筒に排気を分配して再循環させるデリバリ通路２０は、気筒に排気を分配する第１分岐通路２２及び第２分岐通路２３を有している。第１分岐通路２２の一部には、絞り部として機能する第１へこみ部２２ａを設ける。また、第２分岐通路２３の一部にも、絞り部として機能する第２へこみ部２３ａを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気再循環用のデリバリ通路に関する。

内燃機関に採用される装置として、排気の一部を吸気中に再循環させる排気再循環装置が知られている。こうした排気再循環装置において、内燃機関の各気筒に対して個別に再循環用の排気（以下、ＥＧＲガスという）を分配する場合には、ＥＧＲガスを各気筒に分配する分岐通路を有した排気再循環用のデリバリ通路を設ける必要がある。

ここで、排気再循環による効果（例えば燃費向上や排気浄化など）を十分に得るためには、ＥＧＲガスをできる限り均等に各気筒へと分配することが望ましい。
そこで例えば特許文献１に記載のデリバリ通路は、通路を順次２分岐していくことによりＥＧＲガスを各気筒に分配するようにしている。そして、分岐前のＥＧＲガスの流れ方向に対して、分岐後のＥＧＲガスの流れ方向の変化角が１５０°以下の鈍角となるようにデリバリ通路を構成することにより、各気筒に分配されるＥＧＲガスの流量をできる限り均一化し、これにより各気筒へのＥＧＲガスの分配量が不均等になることを抑えるようにしている。

特開２０１２−２２５１７０号公報

ところで、吸気通路内で吸気脈動が発生すると、ある気筒に対して個別に接続された吸気通路からデリバリ通路内に向かって新気が逆流してくることがある。この逆流した新気が、デリバリ通路に設けられた分岐通路を介して他の気筒に流入すると、その新気が流入した気筒ではＥＧＲガスの濃度が低下してしまうため、各気筒間においてＥＧＲガスの濃度ばらつきが発生してしまう。このようにしてＥＧＲガスの濃度ばらつきが発生してしまうと、各気筒に分配されるＥＧＲガスの流量をできる限り均一化したとしても、各気筒に分配されるＥＧＲガスの量は不均等になってしまう。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各気筒へのＥＧＲガスの均等分配性を向上させることのできる排気再循環用のデリバリ通路を提供することにある。

上記課題を解決する排気再循環用のデリバリ通路は、内燃機関の各気筒に排気を分配して再循環させるデリバリ通路である。そして、このデリバリ通路は、各気筒に排気を分配する分岐通路を有しており、この分岐通路の一部には絞り部が設けられている。

同構成によれば、分岐通路に設けられた絞り部によって、同分岐通路を介した気筒間での流体の往来が抑制される。従って、ある気筒に対して個別に接続された吸気通路からデリバリ通路内に向かって新気が逆流してきた場合でも、この逆流した新気が、分岐通路を介して他の気筒に流入することは抑制される。そのため、逆流した新気の気筒内流入に起因するＥＧＲガスの濃度低下は起きにくくなり、各気筒間におけるＥＧＲガスの濃度ばらつきも起きにくくなる。従って、同構成によれば、各気筒へのＥＧＲガスの均等分配性を向上させることができるようになる。

デリバリ通路が設けられたインテークマニホールドの正面図。デリバリ通路内の内部空間を抜き出して示した斜視図。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

以下、排気再循環用のデリバリ通路を内燃機関のインテークマニホールドに設けた一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、本実施形態のインテークマニホールド１は、直列３気筒の内燃機関用である。

図１に示すように、インテークマニホールド１には、排気再循環系の構成部材が接続されてＥＧＲガスが流れ込むＥＧＲ用フランジ２や、吸気系の構成部材が接続されて新気が流れ込む吸気用フランジ３が設けられている。

吸気用フランジ３は、サージタンク４に接続されている。サージタンク４には、１番気筒＃１に新気を導入する第１吸気通路５、２番気筒＃２に新気を導入する第２吸気通路６、及び３番気筒＃３に新気を導入する第３吸気通路７がそれぞれ接続されている。

ＥＧＲ用フランジ２は、インテークマニホールド１に一体成形されたデリバリ通路２０に接続されている。
図２に示すように、デリバリ通路２０は、ＥＧＲ用フランジ２の開口部を上流端とするＥＧＲ導入通路２１を有している。ＥＧＲ導入通路２１の下流端は、第１分岐通路２２及び第２分岐通路２３の２つの通路に分岐されている。

第１分岐通路２２の下流端には、その下流端と第１吸気通路５内とを連通する第１連通通路２４が設けられている。また、第１分岐通路２２の一部には、同第１分岐通路２２の内側に向かって湾曲して凹んだ第１へこみ部２２ａが設けられている。この第１へこみ部２２ａでの流路断面積は、第１分岐通路２２にあって同第１へこみ部２２ａが設けられた部位の上流側及び下流側の流路断面積よりも小さくなっており、その第１へこみ部２２ａは、いわゆる絞り部となっている。

ＥＧＲ導入通路２１から第１分岐通路２２及び第２分岐通路２３が分岐する分岐部には、その分岐部と第２吸気通路６内とを連通する第２連通通路２５が設けられている。
第２分岐通路２３の下流端には、その下流端と第３吸気通路７内とを連通する第３連通通路２６が設けられている。また、第２分岐通路２３の一部には、同第２分岐通路２３の内側に向かって湾曲して凹んだ第２へこみ部２３ａが設けられている。この第２へこみ部２３ａでの流路断面積は、第２分岐通路２３にあって同第２へこみ部２３ａが設けられた部位の上流側及び下流側の流路断面積よりも小さくなっており、その第２へこみ部２３ａは、いわゆる絞り部となっている。

また、ＥＧＲ導入通路２１の一部にも、同ＥＧＲ導入通路２１の内側に向かって湾曲して凹んだ第３へこみ部２１ａが設けられている。この第３へこみ部２１ａの流路断面積は、ＥＧＲ導入通路２１にあって同第３へこみ部２１ａが設けられた部位の上流側及び下流側の流路断面積よりも小さくなっており、その第３へこみ部２１ａは、いわゆる絞り部となっている。

図３及び図４に示すように、第１分岐通路２２や第２分岐通路２３は、第１吸気通路５及び第２吸気通路６及び第３吸気通路７の下方に膨出して形成されている。
また、第１分岐通路２２は、第１吸気通路５及び第２吸気通路６の並び方向に向かって延びている。そして、第１へこみ部２２ａは、第１吸気通路５及び第２吸気通路６の間の第１分岐通路２２に設けられている。

また、第２分岐通路２３は、第２吸気通路６及び第３吸気通路７の並び方向に向かって延びている。そして、第２へこみ部２３ａは、第２吸気通路６及び第３吸気通路７の間の第２分岐通路２３に設けられている。

上記態様で構成される排気再循環用のデリバリ通路２０によれば、次の作用が得られる。
各吸気通路５〜７内で吸気脈動が発生すると、ある気筒に対して個別に接続された吸気通路からデリバリ通路２０内に向かって新気が逆流してくることがある。この逆流した新気が、デリバリ通路２０に設けられた分岐通路を介して他の気筒に流入すると、その新気が流入した気筒ではＥＧＲガスの濃度が低下してしまうため、各気筒間においてＥＧＲガスの濃度ばらつきが発生してしまう。

例えば、先の図２に示すように、第１吸気通路５内で吸気脈動が発生すると、１番気筒＃１に対して個別に接続された第１吸気通路５からデリバリ通路２０内に向かって新気が逆流してくることがある。この逆流した新気（図２に二点鎖線Ｌ１にて図示）が、第１分岐通路２２を介して２番気筒＃２に流入したり、第１分岐通路２２及び第２分岐通路２３を介して３番気筒＃３に流入したりすると、新気が流入した２番気筒＃２や３番気筒＃３ではＥＧＲガスの濃度が低下してしまう。そのため、各気筒間においてＥＧＲガスの濃度ばらつきが発生してしまう。

なお、こうした現象は、第２吸気通路６内で吸気脈動が発生した場合や、第３吸気通路７内で吸気脈動が発生した場合にも同様に起きる得る。つまり、第２吸気通路６内で吸気脈動が発生した場合には、この第２吸気通路６から逆流した新気が１番気筒＃１や３番気筒＃３に流入し、それら１番気筒＃１や３番気筒＃３ではＥＧＲガスの濃度が低下するおそれがある。また、第３吸気通路７内で吸気脈動が発生した場合には、この第３吸気通路７から逆流した新気が１番気筒＃１や２番気筒＃２に流入し、それら１番気筒＃１や２番気筒＃２ではＥＧＲガスの濃度が低下するおそれがある。

この点、本実施形態のデリバリ通路２０によれば、第１分岐通路２２に設けられて絞り部として機能する第１へこみ部２２ａや、第２分岐通路２３に設けられて絞り部として機能する第２へこみ部２３ａによって、第１分岐通路２２や第２分岐通路２３を介した気筒間での流体の往来、つまり新気の往来が抑制される。従って、ある気筒に対して個別に接続された吸気通路からデリバリ通路２０内に向かって新気が逆流してきた場合でも、この逆流した新気が、第１分岐通路２２や第２分岐通路２３を介して他の気筒に流入することは抑制される。

そのため、逆流した新気の気筒内流入に起因するＥＧＲガスの濃度低下は起きにくくなり、各気筒間におけるＥＧＲガスの濃度ばらつきも起きにくくなる。従って、各気筒へのＥＧＲガスの均等分配性が向上するようになる。

また、ＥＧＲ導入通路２１にも第３へこみ部２１ａを設けているため、第１〜第３吸気通路５、６、７のいずれかで吸気脈動が発生した場合でも、ＥＧＲ導入通路２１の下流端から上流端への新気の逆流が抑えられる。従って、ＥＧＲ導入通路２１の上流端から下流端に向かってＥＧＲガスが流れるときには、新気の逆流によるＥＧＲガスの流量低下が抑えられるようになり、各吸気通路５、６、７に導入するＥＧＲガスの量を適切に確保することができる。

以上説明した本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）第１分岐通路２２の一部には絞り部として機能する第１へこみ部２２ａを備えるようにしている。また、第２分岐通路２３の一部にも絞り部として機能する第２へこみ部２３ａを備えるようにしている。これら第１へこみ部２２ａや第２へこみ部２３ａによって、第１分岐通路２２や第２分岐通路２３を介した気筒間での新気の逆流が抑制されるようになり、各気筒へのＥＧＲガスの均等分配性が向上するようになる。

（２）ＥＧＲ導入通路２１にも第３へこみ部２１ａを設けているため、各吸気通路５、６、７に導入するＥＧＲガスの量を適切に確保することができるようになる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・第１へこみ部２２ａ、第２へこみ部２３ａ、及び第３へこみ部２１ａの形状は、分岐通路を介した気筒間での流体の往来を抑制する絞り部としての機能を発揮する形状であればよく、上述した形状とは異なる形状に適宜変更することができる。例えば、上述したへこみ部に代えて、分岐通路の内側に向って延びる板状の部材を設けてもよい。

・第１分岐通路２２の第１へこみ部２２ａを省略してもよい。この場合でも、第２分岐通路２３の第２へこみ部２３ａの作用により、３番気筒＃３及び２番気筒＃２の間での新気の逆流や、３番気筒＃３及び１番気筒＃１の間での新気の逆流を抑えることができる。

・第２分岐通路２３の第２へこみ部２３ａを省略してもよい。この場合でも、第１分岐通路２２の第１へこみ部２２ａの作用により、１番気筒＃１及び２番気筒＃２の間での新気の逆流や、１番気筒＃１及び３番気筒＃３の間での新気の逆流を抑えることができる。

・ＥＧＲ導入通路２１に設けた第３へこみ部２１ａを省略してもよい。
・デリバリ通路２０の形状は一例であり、他の形状であってもよい。
・デリバリ通路２０をインテークマニホールドに一体形成するようにしたが、必ずしも一体形成する必要は無く、例えば管やチューブを使ってインテークマニホールドとは別体にデリバリ通路を設けるようにしてもよい。

・上述した絞り部を有するデリバリ通路は、直列３気筒以外の内燃機関のインテークマニホールにも適用することができる。

１…インテークマニホールド、２…ＥＧＲ用フランジ、３…吸気用フランジ、４…サージタンク、５…第１吸気通路、６…第２吸気通路、７…第３吸気通路、２０…デリバリ通路、２１…ＥＧＲ導入通路、２１ａ…第３へこみ部、２２…第１分岐通路、２２ａ…第１へこみ部、２３…第２分岐通路、２３ａ…第２へこみ部、２４…第１連通通路、２５…第２連通通路、２６…第３連通通路、＃１…１番気筒、＃２…２番気筒、＃３…３番気筒。

Claims

内燃機関の各気筒に排気を分配して再循環させるデリバリ通路であって、
当該デリバリ通路は、各気筒に排気を分配する分岐通路を有しており、同分岐通路の一部には絞り部が設けられている
ことを特徴とする排気再循環用のデリバリ通路。