JP2016094851A - Ｅｇｒ混合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気流路形成体が単体で構成されて連結部分が存在しない場合であっても、ＥＧＲを吸気に好適に混合することが可能なＥＧＲ混合構造の提供。
【解決手段】インレットカバーインナ２は、気筒連通空間１６とインナ吸気流路２０とを形成する。段差部３１は、ＥＧＲ合流部６の下流側でインレットカバーインナ２に一体形成され、気筒間連通空間１６を、対峙する２方向からインナ吸気流路２０の内径よりも狭める。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の排気の一部を内燃機関の吸気流路へ導入するＥＧＲ混合構造に関する。

特許文献１には、ＥＧＲ導入管と吸気通路とが吸気絞り弁と吸気マニホルドとの間で合流し、吸気マニホルドの入口側に半月板状のオリフィスを設けたＥＧＲ分配装置が記載されている。また、吸気通路と吸気マニホルドとの連結部分にオリフィスを挟んで支持した状態が図示されている。

特開平１０−２５２５７７号公報

特許文献1のＥＧＲ分配装置では、ＥＧＲ導入管が合流するＥＧＲ合流部の下流側において、吸気流通領域を形成する吸気流路形成体を、吸気通路と吸気マニホルドとによって構成し、吸気通路と吸気マニホルドとの連結部分にオリフィスを挟んで支持するので、吸気流通領域形成体を単体で構成した場合にはオリフィスを設定することができない。また、オリフィスは吸気通路の内径を１方向から狭めているので、所望の混合効果が得られない可能性がある。

そこで、本発明は、吸気流路形成体が単体で構成されて連結部分が存在しない場合であっても、ＥＧＲを吸気に好適に混合することが可能なＥＧＲ混合構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、内燃機関の排気の一部を前記内燃機関の吸気流路のＥＧＲ合流部へ導入するＥＧＲ混合構造であって、排気流通領域形成体と、段差部とを備える。排気流通領域形成体は、吸気流路を含む吸気流通領域を形成する。段差部は、ＥＧＲ合流部の下流側で吸気流通領域形成体に一体形成され、吸気流通領域を少なくとも対峙する２方向から吸気流路の内径よりも狭める。

上記構成では、ＥＧＲ混合部で吸気に合流したＥＧＲを段差部によって吸気に好適に混合することができる。

また、段差部を吸気流路形成体に一体形成するので、単体で構成されて連結部分が存在しない吸気流路形成体に対しても、段差部を設定してＥＧＲを混合することができる。

また、段差部は、吸気流通領域を少なくとも対峙する２方向から吸気流路の内径よりも狭めるので、吸気流通領域を１方向から狭める場合に比べて混合効果を高めることができる。

さらに、段差部を吸気流路形成体に取付ける必要がないので、組み付け作業性が良い。

本発明の第２の態様は、第１の態様のＥＧＲ混合構造であって、段差部は、吸気流通領域を下流側に向かって徐々に狭めるように傾斜する傾斜面を有する。

上記構成では、段差部による抵抗を傾斜面によって抑制しつつ、ＥＧＲを好適に混合することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様のＥＧＲ混合構造であって、吸気流通領域は、内燃機関の気筒と連通する気筒連通空間を含む。吸気流路は、ＥＧＲ合流部の下流側で気筒連通空間へ開口する下流端開口を有する。気筒連通空間は、下流端開口の内径と略同径で吸気流路から連続する吸気流路延長領域と、下流端開口の内径よりも狭い幅で下流端開口の径方向外側へ吸気流路延長領域から拡がる拡大領域とを有する。段差部は、吸気流路延長領域の下流端に形成され、吸気流路延長領域の内径を下流端開口の内径よりも狭める。

上記構成では、段差部が吸気流路延長領域の下流端に形成され、段差部の上流側の吸気流路延長領域から拡大領域が拡がるので、段差部による抵抗を抑制しつつ、ＥＧＲを好適に混合することができる。

本発明の第４の態様は、第１又は第２の態様のＥＧＲ混合構造であって、段差部は、吸気流通路に形成され、吸気流路の略全周で吸気流路の内径を狭める。

上記構成では、段差部が吸気流路の略全周域で吸気流路の内径を狭めるので、段差部によるＥＧＲの混合性能を向上させることができる。

本発明によれば、吸気流路形成体が単体で構成されて連結部分が存在しない場合であっても、ＥＧＲを吸気に好適に混合することができる。

本発明の一実施形態に係るインレットカバーの正面図である。 図１のインレットカバーを矢印II方向から視た平面図である。 図２のIII−III断面図である。 図１のIV−IV断面図である。 図１のＶ−Ｖ断面図である。 図１のVI−VI断面図である。 図５のVII−VII断面図である。 変形例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るインレットカバー１について、図１〜図７を参照して説明する。図１及び図２に示すように、インレットカバー１は、インレットカバーインナ（吸気流通領域形成体）２とインレットカバーアウタ３とを組み合わせて結合することによって形成され、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）を採用する車両のエンジン（内燃機関）４０に固定される。インレットカバー１は、吸気流路４（図５、図６参照）とＥＧＲ流路５（図３、図４、図６参照）とＥＧＲ合流部６（図３、図５、図６参照）とを備え、ＥＧＲ合流部６には、図５に示すように環状チャンバ７と環状空間８と環状スリット９と流入規制部１０とが設けられ、ＥＧＲ流路５には、図３に示すように整流板１１が設けられる。

図２に示すように、インレットカバーインナ２は、吸気マニホルド部１２とインナ吸気管部１３とインナ環状チャンバ形成部１４とインナＥＧＲ流路形成部１５とを一体的に有し、エンジン４０のシリンダヘッド４１に固定される。吸気マニホルド部１２は、エンジン４０の各気筒（図示省略）と連通する気筒連通空間（吸気流通領域）１６（図６参照）をシリンダヘッド４１との間に形成する。気筒連通空間１６は、所謂インテークマニホールドとして機能する。インレットカバーアウタ３は、アウタ吸気管部１７とアウタ環状チャンバ形成部１８とアウタＥＧＲ流路形成部１９とを一体的に有する。

図５及び図６に示すように、インナ吸気管部１３には、吸気流路４の下流側領域であるインナ吸気流路（吸気流通領域）２０が形成される。インナ吸気流路２０の下流端には、気筒連通空間１６へ開口する下流端開口３０が形成され、下流端開口３０を介してインナ吸気流路２０と気筒連通空間１６とが連通する。アウタ吸気管部１７には、吸気流路４の上流側領域であるアウタ吸気流路２１が形成され、アウタ吸気管部１７の上流端には、アウタ吸気流路２１の上流端が開口するフランジ状の吸気管接続部２２が形成される。吸気管接続部２２には吸気管（図示省略）が接続され、外気（新気）が吸気管から吸気流路４へ流入する。

アウタ吸気流路２１は下流へ向かって縮径し、ＥＧＲ合流部６は、インナ吸気流路２０とアウタ吸気流路２１との連通部近傍のベンチェリ部に設けられる。環状チャンバ７は、インナ吸気流路２０の外周のインナ環状チャンバ形成部１４と、アウタ吸気流路２１の外周のアウタ環状チャンバ形成部１８とから構成される。インナ環状チャンバ形成部１４には、円環溝状のインナ環状空間形成溝２３が形成され、アウタ環状チャンバ形成部１８には、円環溝状のアウタ環状空間形成溝２４が形成される。インナ環状空間形成溝２３とアウタ環状空間形成溝２４とによって、通気流路４の外周の環状チャンバ７の内部に円環状の環状空間８が形成される。インナ環状空間形成溝２３の内径側の周縁は、円環状のインナスリット形成リブ２５によって区画され、アウタ環状空間形成溝２４の内径側の周縁は、円環状のアウタスリット形成リブ２６によって区画される。インナスリット形成リブ２５の先端面とアウタスリット形成リブ２６の先端面とは互いに離間し、インナスリット形成リブ２５とアウタスリット形成リブ２６との間に、環状空間８と吸気流路４とを連通する環状スリット９が形成される。

図３及び図４に示すように、ＥＧＲ流路５の下流側領域であるＥＧＲ下流側流路２７は、インナＥＧＲ流路形成部１５とアウタＥＧＲ流路形成部１９とによって直線状に形成され、ＥＧＲ下流側流路２７の下流端は環状空間８と連通する。図４に示すように、ＥＧＲ流路５の上流側領域であるＥＧＲ上流側流路２８は、アウタＥＧＲ流路形成部１９に形成され、その下流端がＥＧＲ下流側流路２７の上流端に連通する。ＥＧＲ流路５は、ＥＧＲ上流側流路２８で略直角に曲折し、ＥＧＲ上流側流路２８とＥＧＲ下流側流路２７との間でさらに略直角に曲折する。アウタＥＧＲ流路形成部１９には、ＥＧＲ上流側流路２８の上流端が開口するフランジ状のＥＧＲ管接続部２９が形成される。ＥＧＲ管接続部２９にはＥＧＲ管（図示省略）が接続され、エンジン４０の排気の一部がＥＧＲとしてＥＧＲ管からＥＧＲ流路５へ流入する。ＥＧＲ流路５へ流入したＥＧＲは、ＥＧＲ合流部６において吸気流路４の外周から環状スリット９を流通し、吸気流路４から気筒連通空間１６へ流入する外気に混入する。

流入規制部１０は、環状スリット９の一部に設けられ、環状スリット９を部分的に塞ぐ。流入規制部１０は、アウタスリット形成リブ２６の全周域のうち一部の円弧状の部分であり、他の領域よりも突出高さが高く形成されてインナスリット形成リブ２５と接触する。流入規制部１０は、環状空間８の全周域のうちＥＧＲ下流側流路２７から流入するＥＧＲの流れが速い側（高流速側）に配置される。本実施形態では、ＥＧＲがＥＧＲ下流側流路２７に対して上方（図４参照）から流入し、ＥＧＲ下流側流路２７では下側（図３参照）の方が上側よりも高速で流れて環状空間８へ流入するため、環状空間８（スリット９）の下側領域に流入規制部１０が配置される（図３参照）。環状空間８のうち流入規制部１０が設けられた領域では、ＥＧＲが吸気流路４に直接流入せず、環状スリット９に達するまで環状空間８に沿って流通した後、環状スリット９から吸気流路４に流入する。このように、環状空間８へ流入したＥＧＲが環状空間８に沿った流れを形成し易くなるので、環状空間８でのＥＧＲの乱れを低減することができ、吸気流路４へのＥＧＲの導入量の低下を抑制することができる。

図３に示すように、ＥＧＲ下流側流路２７には、ＥＧＲの流通方向に沿って環状空間８の近傍まで直線状に延びる平板状の整流板１１が設けられる。環状空間８へ流入する直前のＥＧＲの乱れが整流板１１によって抑制されるので、環状空間８でのＥＧＲの乱れをさらに抑制して、吸気流路４へのＥＧＲの導入量の低下を抑制することができる。

図５〜図７に示すように、吸気マニホルド部１２には、気筒連通空間１６を、対峙する２方向（図５の上下方向）からインナ吸気流路２０の内径よりも狭める１対の段差部３１（図５及び図７参照）が一体形成される。気筒連通空間１６は、吸気流路延長領域３２と拡大領域３３とを有する。吸気流路延長領域３２は、下流端開口３０の内径と略同径で、インナ吸気流路２０から吸気流入方向（図５の右方向）へ直線状に連続する。拡大領域３３は、下流端開口３０の内径よりも狭い幅（図５の上下幅）で、下流端開口３０の径方向外側（図７の左右方向）へ吸気流路延長領域３２から拡がる。段差部３１は、吸気流路延長領域３２の下流端（図５の右端）に形成され、吸気流路延長領域３２の内径（図５の上下幅）を下流端開口３０の内径よりも狭める。

本実施形態によれば、ＥＧＲ混合部６で吸気（外気）に合流したＥＧＲを段差部３１によって吸気に好適に混合することができる。

段差部３１は、気筒連通空間１６を対峙する２方向からインナ吸気流路２０の内径よりも狭めるので、気筒連通空間１６を１方向から狭める場合に比べて混合効果を高めることができる。

段差部３１が吸気流路延長領域３２の下流端に形成され、段差部３１の上流側の吸気流路延長領域３２から拡大領域３３が拡がるので、段差部３１による抵抗を抑制しつつ、ＥＧＲを好適に混合することができる。

段差部３１をインレットカバーインナ２に一体形成するので、単体で構成されて連結部分が存在しないインレットカバーインナ２に対しても、段差部３１を設定してＥＧＲを混合することができる。

また、段差部３１をインレットカバーインナ２に取付ける必要がないので、組み付け作業性が良い。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では段差部３１を気筒連通空間１６に形成したが、これに代えて、図８に示すように、インナ吸気流通路２０の全周域でインナ吸気流通路２０の内径を狭める環状の段差部３４をインナ吸気管部１３に一体形成してもよい。また、段差部３４に、インナ吸気流通路（吸気流通領域）２０を下流側に向かって徐々に狭めるように傾斜する傾斜面３５を設けてもよい。

本発明は、ＥＧＲを採用する内燃機関に対して広く適用可能である。

１ インレットカバー
２ インレットカバーインナ(吸気流通領域形成体)
３ インレットカバーアウタ
４ 吸気流路
５ ＥＧＲ流路
６ ＥＧＲ合流部
７ 環状チャンバ
８ 環状空間
９ 環状スリット
１０ 流入規制部
１１ 整流板
１２ 吸気マニホルド部
１３ インナ吸気管部
１６ 気筒連通空間（吸気流通領域）
２０ インナ吸気流路（吸気流通領域）
３０ 下流端開口
３１，３４ 段差部
３２ 吸気流路延長領域
３３ 拡大領域
３５ 傾斜面
４０ エンジン（内燃機関）

Claims (4)

1. 内燃機関の排気の一部を前記内燃機関の吸気流路のＥＧＲ合流部へ導入するＥＧＲ混合構造であって、
   前記吸気流路を含む吸気流通領域を形成する吸気流通領域形成体と、
   前記ＥＧＲ合流部の下流側で前記吸気流通領域形成体に一体形成され、前記吸気流通領域を少なくとも対峙する２方向から前記吸気流路の内径よりも狭める段差部と、を備える
   ことを特徴とするＥＧＲ混合構造。
2. 請求項１に記載のＥＧＲ混合構造であって、
   前記段差部は、前記吸気流通領域を下流側に向かって徐々に狭めるように傾斜する傾斜面を有する
   ことを特徴とするＥＧＲ混合構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＥＧＲ混合構造であって、
   前記吸気流通領域は、前記内燃機関の気筒と連通する気筒連通空間を含み、
   前記吸気流路は、前記ＥＧＲ合流部の下流側で前記気筒連通空間へ開口する下流端開口を有し、
   前記気筒連通空間は、前記下流端開口の内径と略同径で前記吸気流路から連続する吸気流路延長領域と、前記下流端開口の内径よりも狭い幅で前記下流端開口の径方向外側へ前記吸気流路延長領域から拡がる拡大領域とを有し、
   前記段差部は、前記吸気流路延長領域の下流端に形成され、前記吸気流路延長領域の内径を前記下流端開口の内径よりも狭める
   ことを特徴とするＥＧＲ混合構造。
4. 請求項１又は請求項２に記載のＥＧＲ混合構造であって、
   前記段差部は、前記吸気流通路に形成され、前記吸気流路の略全周で前記吸気流路の内径を狭める
   ことを特徴とするＥＧＲ混合構造。

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