JP2016191373A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量を低減することができる内燃機関を提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１は、複数の気筒３で発生した排気ガスを排出するための排気通路７と、排気ガスに燃料を添加する燃料添加弁２０と、排気ガスの一部を排気再循環ガスとして気筒３に戻すための排気再循環通路２２を有する排気再循環系２１と、を備え、排気通路７は、排気マニホールド８における複数の気筒３のうち一方側の端に位置する♯３気筒３ｃに対応する部位に接続されており、燃料添加弁２０は、♯３気筒３ｃに対応する部位に配置され、♯３気筒３ｃの排気時に燃料を添加し、排気再循環通路２２は、排気マニホールド８における複数の気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａに対応する部位に接続されており、♯３気筒３ｃが爆発した次に♯１気筒３ａが爆発する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に関する。

従来の内燃機関としては、例えば特許文献１に記載されているディーゼルエンジンが知られている。特許文献１に記載のディーゼルエンジンは、１番気筒〜４番気筒を備え、各気筒の燃焼室には、吸気マニホールド及び吸気管を介して吸気が導入される。各気筒の燃焼室で生じた排気ガスは、各気筒の排気ポートから排気マニホールドに排出される。排気マニホールドにおいて４番気筒に対向する部位には、排気ガスをターボチャージャのタービンに導く排気集合管が接続されている。排気ガスは、タービンから排気管に排出される。ディーゼルエンジンのシリンダヘッドには、燃料を排気集合管に向けて噴射する燃料添加ノズルが４番気筒の排気ポートに臨ませて取り付けられている。排気マニホールドにおいて１番気筒に対向する部位には、排気ガスの一部を吸気系に戻すための排気還流管（ＥＧＲ管）の一端が接続されており、ＥＧＲ管の他端は吸気マニホールドに接続されている。ＥＧＲ管の途中には、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ弁が設けられている。

特開２００１−２８０１２５号公報

しかしながら、上記従来技術においては、燃料添加ノズルにより添加された燃料がＥＧＲ管に流れ込むことにより、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ弁の詰まり等が発生するという問題が生じる可能性がある。

本発明の目的は、排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量を低減することができる内燃機関を提供することである。

本発明の一態様に係る内燃機関は、一方向に配列された複数の気筒を有する機関本体と、機関本体に吸気マニホールドを介して接続され、気筒に空気を吸入するための吸気通路と、機関本体に排気マニホールドを介して接続され、気筒で発生した排気ガスを排出するための排気通路と、排気ガスに燃料を添加する燃料添加弁と、排気マニホールドと吸気マニホールド及び吸気通路を含む吸気系とを接続し、排気ガスの一部を排気再循環ガスとして気筒に戻すための排気再循環通路、を有する排気再循環系と、を備え、排気通路は、排気マニホールドにおける複数の気筒のうち一方側の端に位置する気筒に対応する部位に接続されており、燃料添加弁は、一方側の端に位置する気筒に対応する部位に配置され、一方側の端に位置する気筒の排気時に燃料を添加し、排気再循環通路は、排気マニホールドにおける複数の気筒のうち他方側の端に位置する気筒に対応する部位に接続されており、一方側の端に位置する気筒が爆発した次に、他方側の端に位置する気筒が爆発することを特徴とする。

このような内燃機関において、複数の気筒のうち一方側（排気通路側）の端に位置する気筒が爆発すると、当該気筒で発生した排気ガスの大部分が排気通路に流れる。そのような気筒の排気時には、当該気筒に対応する部位に配置された燃料添加弁により排気ガスに燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路に流れると共に排気マニホールドを通って排気再循環通路に流れる。その次に、複数の気筒のうち他方側（排気再循環通路側）の端に位置する気筒が爆発すると、当該気筒で発生した排気ガスの大部分が排気マニホールドを通って排気通路に流れる。このとき、排気マニホールドにおける両側の端に位置する各気筒間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路側へ押し返される。このため、添加燃料が排気再循環通路に流れることが抑制される。これにより、排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量を低減することができる。

他方側の端に位置する気筒が爆発した次に、他方側の端に位置する気筒と隣り合う気筒が爆発してもよい。複数の気筒のうち他方側の端に位置する気筒と隣り合う気筒が爆発すると、当該気筒で発生した排気ガスの大部分が排気マニホールドを通って排気通路に流れる。このとき、排気マニホールドにおける一方側の端に位置する気筒と他方側の端に位置する気筒と隣り合う気筒との間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路側へ押し返される。このため、添加燃料が排気再循環通路に流れることが更に抑制される。これにより、排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量を一層低減することができる。

他方側の端に位置する気筒が爆発した次に、他方側から一方側に向かう順番に気筒が爆発してもよい。この場合には、各気筒で発生した排気ガスによる排気通路側への添加燃料の押し返しが順次効果的に行われるため、排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量をより一層低減することができる。

本発明によれば、排気再循環（ＥＧＲ）系への添加燃料の回り込み量を低減することができる内燃機関が提供される。

第１実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンを示す概略構成図である。 図１に示されたディーゼルエンジンを簡略化して示す図である。 図２に示された各気筒から排出される排気ガスの流量の時間履歴を示すグラフである。 比較例として、排気通路、ＥＧＲ通路及び燃料添加弁のレイアウトが第１実施形態と異なるディーゼルエンジンの一例を簡略化して示す図である。 ＥＧＲ通路に流れる添加燃料の濃度の時間履歴の解析結果を示すグラフである。 第２実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンを示す概略構成図である。 図６に示されたディーゼルエンジンを簡略化して示す図である。 図７に示された各気筒から排出される排気ガスの流量の時間履歴を示すグラフである。 第２実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンの変形例を簡略化して示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、第１実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンを示す概略構成図である。同図において、本実施形態の内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）１は、車両に搭載された直列３気筒ディーゼルエンジンである。

エンジン１は、エンジン本体（機関本体）２を備えている。エンジン本体２は、一方向に配列された３つの気筒３（♯１気筒３ａ、♯２気筒３ｂ及び♯３気筒３ｃ）と、各気筒３の燃焼室内にそれぞれ燃料を噴射する３つのインジェクタ４とを備えている。各インジェクタ４には、燃料を貯留するコモンレール（図示せず）が接続されている。

エンジン本体２の一方側には、各気筒３の燃焼室内に空気を吸入するための吸気通路５が吸気マニホールド６を介して接続されている。エンジン本体２の他方側には、各気筒３の燃焼室内で発生した排気ガスを排出するための排気通路７が排気マニホールド８を介して接続されている。排気通路７は、図２にも示されるように、排気マニホールド８における各気筒３のうち一方側の端に位置する♯３気筒３ｃに対応する部位に接続されている。

また、エンジン１は、各気筒３の燃焼室内で発生した排気ガスのエネルギーにより各気筒３の燃焼室内に吸入される空気を加圧するターボチャージャ９を備えている。ターボチャージャ９は、吸気通路５に配設されたコンプレッサ１０と、排気通路７に配設されたタービン１１とを有している。

吸気通路５におけるコンプレッサ１０よりも上流側には、エアクリーナー１３が配設されている。吸気通路５におけるコンプレッサ１０よりも下流側には、インタークーラー１４及びスロットルバルブ１５が配設されている。吸気通路５、吸気マニホールド６、コンプレッサ１０、エアクリーナー１３、インタークーラー１４及びスロットルバルブ１５は、吸気系１６を構成している。

排気通路７におけるタービン１１よりも下流側には、ディーゼル排気微粒子除去フィルタ（ＤＰＦ）１７及びＮＯｘ還元触媒１８が配設されている。排気通路７、排気マニホールド８、タービン１１、ＤＰＦ１７及びＮＯｘ還元触媒１８は、排気系１９を構成している。

エンジン本体２には、各気筒３の燃焼室内で発生した排気ガスに燃料を添加する燃料添加弁２０が取り付けられている。燃料は、ＮＯｘ還元触媒１８によりＮＯｘを浄化するために使用される還元剤である。燃料添加弁２０は、図２にも示されるように、各気筒３のうち一方側（排気通路７側）の端に位置する♯３気筒３ｃに対応する部位に配置されている。燃料添加弁２０は、♯３気筒３ｃが爆発した後の♯３気筒３ｃの排気時に排気通路７に向けて燃料を添加するように、コントローラ（図示せず）により制御される。

また、エンジン１は、各気筒３の燃焼室内で発生した排気ガスの一部を排気再循環ガス（ＥＧＲガス）として各気筒３の燃焼室内に再循環させる排気再循環系（ＥＧＲ系）２１を備えている。

ＥＧＲ系２１は、排気マニホールド８と吸気マニホールド６とを接続し、ＥＧＲガスを各気筒３に戻すための排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２２と、このＥＧＲ通路２２に配設され、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３と、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲクーラ２３よりも下流側に配設され、排気マニホールド８から吸気マニホールド６へ戻るＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ２４とを有している。

ＥＧＲ通路２２の一端は、図２にも示されるように、排気マニホールド８における各気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａに対応する部位に接続されている。従って、ＥＧＲ通路２２におけるＥＧＲガスの導入部は、燃料添加弁２０から最も離れることとなる。ＥＧＲ通路２２の他端は、吸気マニホールド６の上流側部分に接続されている。なお、ＥＧＲ通路２２の他端は、吸気通路５に接続されていてもよい。

以上のようなエンジン１において、各気筒３の爆発順序は、♯１気筒３ａ→♯２気筒３ｂ→♯３気筒３ｃである。つまり、各気筒３のうち一方側（排気通路７側）の端に位置する♯３気筒３ｃが爆発した次に、各気筒３のうち他方側（ＥＧＲ通路２２側）の端に位置する♯１気筒３ａが爆発し、その次に各気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａと隣り合う♯２気筒３ｂが爆発する。

各気筒３が♯１気筒３ａ→♯２気筒３ｂ→♯３気筒３ｃの順に爆発することにより、図３に示されるように、各気筒３の排気順序も♯１気筒３ａ→♯２気筒３ｂ→♯３気筒３ｃとなる。図３は、各気筒３から排出される排気ガスの流量の時間履歴を示すグラフである。なお、図３では、♯１気筒３ａが圧縮上死点に達したときに、クランク角が０度となっている。図３から分かるように、♯３気筒３ｃが排気された次に、♯１気筒３ａが排気される。♯３気筒３ｃの排気時に、燃料添加弁２０から燃料が添加される。燃料の添加期間Ｘは、♯３気筒３ｃの排気開始時点からクランク角が所定量（例えば１００度）だけ変化する期間である。

図４は、比較例として、排気通路７、ＥＧＲ通路２２及び燃料添加弁２０のレイアウトが本実施形態と異なるエンジンの一例を簡略化して示す図である。図４において、排気通路７は、♯１気筒３ａに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路２２は、♯３気筒３ｃに対応する部位に接続されている。燃料添加弁２０は、♯１気筒３ａに対応する部位に配置されている。各気筒３の爆発順序は、♯１気筒３ａ→♯２気筒３ｂ→♯３気筒３ｃである。燃料添加弁２０は、♯１気筒３ａの排気時に燃料を添加する。

♯１気筒３ａの排気行程になると、♯１気筒３ａで発生した排気ガスの多くが排気通路７に流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。また、♯１気筒３ａの排気行程では、燃料添加弁２０から燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路７に流れると共に排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。

その後、♯２気筒３ｂの排気行程になると、♯２気筒３ｂで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド８を通って排気通路７に流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。このとき、排気マニホールド８における♯２気筒３ｂと♯３気筒３ｃとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによってＥＧＲ通路２２に向けて押し込まれる。従って、ＥＧＲ通路２２に流れる添加燃料が増えるため、添加燃料が固体化してＥＧＲクーラ２３及びＥＧＲバルブ２４に堆積し、ＥＧＲクーラ２３及びＥＧＲバルブ２４の詰まり等が発生することがある。

これに対し本実施形態では、図２に示されるように、排気通路７は、排気マニホールド８における各気筒３のうち一方側の端に位置する♯３気筒３ｃに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路２２は、排気マニホールド８における各気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａに対応する部位に接続されている。燃料添加弁２０は、各気筒３のうち一方側の端に位置する♯３気筒３ｃに対応する部位に配置され、当該♯３気筒３ｃの排気時に燃料を添加する。また、各気筒３のうち一方側の端に位置する♯３気筒３ｃが爆発した次に、各気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａが爆発する。そして、その次に、各気筒３のうち他方側の端に位置する♯１気筒３ａと隣り合う♯２気筒３ｂが爆発する。

♯３気筒３ｃの排気行程になると、♯３気筒３ｃで発生した排気ガスの多くが排気通路７に流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。また、♯３気筒３ｃの排気行程では、燃料添加弁２０から燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路７に流れると共に排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。

その後、♯１気筒３ａの排気行程になると、♯１気筒３ａで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド８を通って排気通路７に流れると共に、当該排気ガスの一部がＥＧＲ通路２２に流れる。このとき、排気マニホールド８における♯１気筒３ａと♯３気筒３ｃとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによって排気通路７に向けて押し返される。このため、ＥＧＲ通路２２に添加燃料が流れることが抑制される。これにより、ＥＧＲ系２１への添加燃料の回り込み量を低減することができる。

その後、♯２気筒３ｂの排気行程になると、♯２気筒３ｂで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド８を通って排気通路７に流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド８を通ってＥＧＲ通路２２に流れる。このとき、排気マニホールド８における♯２気筒３ｂと♯３気筒３ｃとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによって排気通路７に向けて押し返される。このため、ＥＧＲ通路２２に添加燃料が流れることが更に抑制される。これにより、ＥＧＲ系２１への添加燃料の回り込み量を一層低減することができる。

従って、本実施形態によれば、ＥＧＲクーラ２３及びＥＧＲバルブ２４に堆積する添加燃料を低減し、ＥＧＲクーラ２３及びＥＧＲバルブ２４の詰まり等の発生を防止することができる。その結果、ＥＧＲ系２１の性能を向上させることが可能となる。

図５は、ＥＧＲ通路２２に流れる添加燃料の濃度の時間履歴の解析結果を示すグラフである。図中の破線Ｐは、図４に示された比較例の結果を示し、図中の実線Ｑは、図２に示された本実施形態の結果を示している。なお、図５では、破線Ｐと実線Ｑとを比較しやすいように、破線Ｐと実線Ｑとでクランク角をオフセットさせている。

図５から分かるように、燃料添加弁２０から燃料が添加されると、添加直後はＥＧＲ通路２２に流れる添加燃料の濃度が高くなり、その後ＥＧＲ通路２２に流れる添加燃料の濃度が下がる。しかし、比較例においては、♯２気筒３ｂで発生した排気ガスによって添加燃料がＥＧＲ通路２２側に押し込まれるため、その後もＥＧＲ通路２２に添加燃料が僅かに存在している。一方、本実施形態においては、♯１気筒３ａで発生した排気ガスによって添加燃料が排気通路７側に押し返されるため、ＥＧＲ通路２２には添加燃料が殆ど存在しなくなる。以上により、本実施形態では、比較例に比べてＥＧＲ通路２２に流れる添加燃料の濃度が低減される。

図６は、第２実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジンを示す概略構成図である。同図において、本実施形態の内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）３０は、車両に搭載されたＶ型８気筒ディーゼルエンジンである。

エンジン３０は、エンジン本体（機関本体）３１Ａ，３１Ｂを備えている。エンジン本体３１Ａは、一方向に配列された４つの気筒３２Ａ（♯１気筒３２ａ、♯３気筒３２ｃ、♯５気筒３２ｅ及び♯７気筒３２ｇ）からなる右バンク３３Ａと、各気筒３２Ａの燃焼室内にそれぞれ燃料を噴射する４つのインジェクタ３４Ａとを備えている。エンジン本体３１Ｂは、一方向に配列された４つの気筒３２Ｂ（♯２気筒３２ｂ、♯４気筒３２ｄ、♯６気筒３２ｆ及び♯８気筒３２ｈ）からなる左バンク３３Ｂと、各気筒３２Ｂの燃焼室内にそれぞれ燃料を噴射する４つのインジェクタ３４Ｂとを備えている。

エンジン本体３１Ａ，３１Ｂの一方側（互いに対向する側）には、各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内に空気を吸入するための吸気通路３５Ａ，３５Ｂが吸気マニホールド３６を介してそれぞれ接続されている。エンジン本体３１Ａ，３１Ｂの他方側には、各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内で発生した排気ガスを排出するための排気通路３７Ａ，３７Ｂが排気マニホールド３８Ａ，３８Ｂを介してそれぞれ接続されている。排気通路３７Ａは、図７にも示されるように、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち一方側の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に接続されている。排気通路３７Ｂは、図７にも示されるように、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち一方側の端に位置する♯８気筒３２ｈに対応する部位に接続されている。

また、エンジン３０は、各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内で発生した排気ガスのエネルギーにより各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内に吸入される空気を加圧するターボチャージャ３９Ａ，３９Ｂを備えている。ターボチャージャ３９Ａ，３９Ｂは、吸気通路３５Ａ，３５Ｂに配設されたコンプレッサ４０Ａ，４０Ｂと、排気通路３７Ａ，３７Ｂに配設されたタービン４１Ａ，４１Ｂとをそれぞれ有している。

吸気通路３５Ａ，３５Ｂは、共通吸気通路３５と接続されている。共通吸気通路３５には、エアクリーナー４３が配設されている。吸気通路３５Ａ，３５Ｂにおけるコンプレッサ４０Ａ，４０Ｂよりも下流側には、インタークーラー４４Ａ，４４Ｂ及びスロットルバルブ４５Ａ，４５Ｂがそれぞれ配設されている。共通吸気通路３５、吸気通路３５Ａ、吸気マニホールド３６、コンプレッサ４０Ａ、エアクリーナー４３、インタークーラー４４Ａ及びスロットルバルブ４５Ａは、吸気系４６Ａを構成している。共通吸気通路３５、吸気通路３５Ｂ、吸気マニホールド３６、コンプレッサ４０Ｂ、エアクリーナー４３、インタークーラー４４Ｂ及びスロットルバルブ４５Ｂは、吸気系４６Ｂを構成している。

排気通路３７Ａ，３７Ｂにおけるタービン４１Ａ，４１Ｂよりも下流側には、ＤＰＦ４７Ａ，４７Ｂ及びＮＯｘ還元触媒４８Ａ，４８Ｂがそれぞれ配設されている。排気通路３７Ａ，３７Ｂ、排気マニホールド３８Ａ，３８Ｂ、タービン４１Ａ，４１Ｂ、ＤＰＦ４７Ａ，４７Ｂ及びＮＯｘ還元触媒４８Ａ，４８Ｂは、排気系４９Ａ，４９Ｂをそれぞれ構成している。

エンジン本体３１Ａ，３１Ｂには、各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内で発生した排気ガスに燃料を添加する燃料添加弁５０Ａ，５０Ｂがそれぞれ取り付けられている。燃料添加弁５０Ａは、図７にも示されるように、各気筒３２Ａのうち一方側（排気通路３７Ａ側）の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に配置されている。燃料添加弁５０Ａは、♯１気筒３２ａが爆発した後の♯１気筒３２ａの排気時に排気通路３７Ａに向けて燃料を添加するように、コントローラ（図示せず）により制御される。

燃料添加弁５０Ｂは、図７にも示されるように、各気筒３２Ｂのうち一方側（排気通路３７Ｂ側）の端に位置する♯８気筒３２ｈに対応する部位に配置されている。燃料添加弁５０Ｂは、♯８気筒３２ｈが爆発した後の♯８気筒３２ｈの排気時に排気通路３７Ｂに向けて燃料を添加するように、コントローラ（図示せず）により制御される。

また、エンジン３０は、各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内で発生した排気ガスの一部をＥＧＲガスとして各気筒３２Ａ，３２Ｂの燃焼室内に再循環させる排気再循環系（ＥＧＲ系）５１Ａ，５１Ｂをそれぞれ備えている。

ＥＧＲ系５１Ａ，５１Ｂは、排気マニホールド３８Ａ，３８Ｂと吸気通路３５Ａ，３５Ｂとを接続し、ＥＧＲガスを各気筒３２Ａ，３２Ｂに戻すための排気再循環通路（ＥＧＲ通路）５２Ａ，５２Ｂと、このＥＧＲ通路５２Ａ，５２Ｂに配設され、ＥＧＲ通路５２Ａ，５２Ｂを流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５３Ａ，５３Ｂと、ＥＧＲ通路５２Ａ，５２ＢにおけるＥＧＲクーラ５３Ａ，５３Ｂよりも下流側に配設され、排気マニホールド３８Ａ，３８Ｂから吸気通路３５Ａ，３５Ｂへ戻るＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ５４Ａ，５４Ｂとをそれぞれ有している。

ＥＧＲ通路５２Ａの一端は、図７にも示されるように、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇに対応する部位に接続されている。従って、ＥＧＲ通路５２ＡにおけるＥＧＲガスの導入部は、燃料添加弁５０Ａから最も離れることとなる。ＥＧＲ通路５２Ａの他端は、吸気通路３５Ａにおける吸気マニホールド３６とスロットルバルブ４５Ａとの間に接続されている。なお、ＥＧＲ通路５２Ａの他端は、吸気マニホールド３６に接続されていてもよい。

ＥＧＲ通路５２Ｂの一端は、図７にも示されるように、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂに対応する部位に接続されている。従って、ＥＧＲ通路５２ＢにおけるＥＧＲガスの導入部は、燃料添加弁５０Ｂから最も離れることとなる。ＥＧＲ通路５２Ｂの他端は、吸気通路３５Ｂにおける吸気マニホールド３６とスロットルバルブ４５Ｂとの間に接続されている。なお、ＥＧＲ通路５２Ｂの他端は、吸気マニホールド３６に接続されていてもよい。

以上のようなエンジン３０において、各気筒３２Ａ，３２Ｂの爆発順序は、♯１気筒３２ａ→♯２気筒３２ｂ→♯７気筒３２ｇ→♯３気筒３２ｃ→♯４気筒３２ｄ→♯５気筒３２ｅ→♯６気筒３２ｆ→♯８気筒３２ｈである。つまり、バンク３３Ａ，３３Ｂの爆発が不等間隔となっている。

ここで、右バンク３３Ａの各気筒３２Ａの爆発順序は、♯１気筒３２ａ→♯７気筒３２ｇ→♯３気筒３２ｃ→♯５気筒３２ｅである。つまり、各気筒３２Ａのうち一方側（排気通路３７Ａ側）の端に位置する♯１気筒３２ａが爆発した次に、各気筒３２Ａのうち他方側（ＥＧＲ通路５２Ａ側）の端に位置する♯７気筒３２ｇが爆発する。そして、♯３気筒３２ｃ及び♯５気筒３２ｅが順次爆発する。

各気筒３２Ａが♯１気筒３２ａ→♯７気筒３２ｇ→♯３気筒３２ｃ→♯５気筒３２ｅの順で爆発することにより、図８（ａ）に示されるように、各気筒３２Ａの排気順序も♯１気筒３２ａ→♯７気筒３２ｇ→♯３気筒３２ｃ→♯５気筒３２ｅとなる。図８（ａ）は、右バンク３３Ａの各気筒３２Ａから排出される排気ガスの流量の時間履歴を示すグラフである。図８（ａ）から分かるように、♯１気筒３２ａが排気された後に、♯７気筒３２ｇが排気される。♯１気筒３２ａの排気時に、燃料添加弁５０Ａから燃料が添加される。燃料の添加期間Ｘ１は、♯１気筒３２ａの排気開始時点からクランク角が所定量だけ変化する期間である。

左バンク３３Ｂの各気筒３２Ｂの爆発順序は、♯２気筒３２ｂ→♯４気筒３２ｄ→♯６気筒３２ｆ→♯８気筒３２ｈである。つまり、各気筒３２Ｂのうち一方側（排気通路３７Ｂ側）の端に位置する♯８気筒３２ｈが爆発した次に、各気筒３２Ｂのうち他方側（ＥＧＲ通路５２Ｂ側）の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発する。そして、次に各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂと隣り合う♯４気筒３２ｄが爆発する。従って、各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発した次に、他方側（ＥＧＲ通路５２Ｂ側）から一方側（排気通路３７Ｂ側）に向かう順番に♯４気筒３２ｄ及び♯６気筒３２ｆが爆発する。

各気筒３２Ｂが♯２気筒３２ｂ→♯４気筒３２ｄ→♯６気筒３２ｆ→♯８気筒３２ｈの順で爆発することにより、図８（ｂ）に示されるように、各気筒３２Ｂの排気順序も♯２気筒３２ｂ→♯４気筒３２ｄ→♯６気筒３２ｆ→♯８気筒３２ｈとなる。図８（ｂ）は、左バンク３３Ｂの各気筒３２Ｂから排出される排気ガスの流量の時間履歴を示すグラフである。図８（ｂ）から分かるように、♯８気筒３２ｈが排気された後に、♯２気筒３２ｂが排気される。♯８気筒３２ｈの排気時に、燃料添加弁５０Ｂから燃料が添加される。燃料の添加期間Ｘ２は、♯８気筒３２ｈの排気開始時点からクランク角が所定量だけ変化する期間である。

右バンク３３Ａにおいては、♯１気筒３２ａの排気行程になると、♯１気筒３２ａで発生した排気ガスの多くが排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。また、♯１気筒３２ａの排気行程では、燃料添加弁５０Ａから燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路３７Ａに流れると共に排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。

その後、♯７気筒３２ｇの排気行程になると、♯７気筒３２ｇで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２Ａに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ａにおける♯１気筒３２ａと♯７気筒３２ｇとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ａに向けて押し返される。

その後、♯３気筒３２ｃの排気行程になると、♯３気筒３２ｃで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ａにおける♯１気筒３２ａと♯３気筒３２ｃとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ａに向けて押し返される。

その後、♯５気筒３２ｅの排気行程になると、♯５気筒３２ｅで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。

左バンク３３Ｂにおいては、♯８気筒３２ｈの排気行程になると、♯８気筒３２ｈで発生した排気ガスの多くが排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。また、♯８気筒３２ｈの排気行程では、燃料添加弁５０Ｂから燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路３７Ｂに流れると共に排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。

その後、♯２気筒３２ｂの排気行程になると、♯２気筒３２ｂで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯２気筒３２ｂと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ｂに向けて押し返される。

その後、♯４気筒３２ｄの排気行程になると、♯４気筒３２ｄで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯４気筒３２ｄと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ｂに向けて押し返される。

その後、♯６気筒３２ｆの排気行程になると、♯６気筒３２ｆで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯６気筒３２ｆと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ｂに向けて押し返される。

以上のように本実施形態において、右バンク３３Ａでは、排気通路３７Ａは、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち一方側の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路５２Ａは、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇに対応する部位に接続されている。燃料添加弁５０Ａは、各気筒３２Ａのうち一方側の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に配置され、♯１気筒３２ａの排気時に燃料を添加する。また、各気筒３２Ａのうち一方側の端に位置する♯１気筒３２ａが爆発した次に、各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇが爆発する。このため、上述したように、排気マニホールド３８Ａにおける♯１気筒３２ａと♯７気筒３２ｇとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによって排気通路３７Ａ側に押し返される。従って、ＥＧＲ通路５２Ａに添加燃料が流れることが抑制される。これにより、ＥＧＲ系５１Ａへの添加燃料の回り込み量を低減することができる。

左バンク３３Ｂでは、排気通路３７Ｂは、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち一方側の端に位置する♯８気筒３２ｈに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路５２Ｂは、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂに対応する部位に接続されている。燃料添加弁５０Ｂは、各気筒３２Ｂのうち一方側の端に位置する♯８気筒３２ｈに対応する部位に配置され、♯８気筒３２ｈの排気時に燃料を添加する。また、各気筒３２Ｂのうち一方側の端に位置する♯８気筒３２ｈが爆発した次に、各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発する。このため、上述したように、排気マニホールド３８Ｂにおける♯２気筒３２ｂと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによって排気通路３７Ｂ側へ押し返される。従って、ＥＧＲ通路５２Ｂに添加燃料が流れることが抑制される。これにより、ＥＧＲ系５１Ｂへの添加燃料の回り込み量を低減することができる。

また、左バンク３３Ｂでは、各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発した次に、当該♯２気筒３２ｂと隣り合う♯４気筒３２ｄが爆発する。このため、上述したように、排気マニホールド３８Ｂにおける♯４気筒３２ｄと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、排気ガスによって排気通路３７Ｂ側へ押し返される。従って、ＥＧＲ通路５２Ｂに添加燃料が流れることが更に抑制される。これにより、ＥＧＲ系５１Ｂへの添加燃料の回り込み量を一層低減することができる。

さらに、左バンク３３Ｂでは、各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発した次に、他方側から一方側に向かう順番に♯４気筒３２ｄ及び♯６気筒３２ｆが爆発する。従って、各気筒３２Ｂで発生した排気ガスによる排気通路３７Ｂ側への添加燃料の押し返しが順次効果的に行われるため、ＥＧＲ系５１Ｂへの添加燃料の回り込み量をより一層低減することができる。

図９は、第２実施形態に係る内燃機関としてのディーゼルエンジン３０の変形例を簡略化して示す図である。

図９において、右バンク３３Ａでは、排気通路３７Ａは、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち一方側の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路５２Ａは、排気マニホールド３８Ａにおける各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇに対応する部位に接続されている。燃料添加弁５０Ａは、各気筒３２Ａのうち一方側（排気通路３７Ａ側）の端に位置する♯１気筒３２ａに対応する部位に配置されている。燃料添加弁５０Ａは、♯１気筒３２ａが爆発した後の♯１気筒３２ａの排気時に排気通路３７Ａに向けて燃料を添加する。

左バンク３３Ｂでは、排気通路３７Ｂは、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち一方側の端に位置する♯２気筒３２ｂに対応する部位に接続されている。ＥＧＲ通路５２Ｂは、排気マニホールド３８Ｂにおける各気筒３２Ｂのうち他方側の端に位置する♯８気筒３２ｈに対応する部位に接続されている。燃料添加弁５０Ｂは、各気筒３２Ｂのうち一方側（排気通路３７Ｂ側）の端に位置する♯２気筒３２ｂに対応する部位に配置されている。燃料添加弁５０Ｂは、♯２気筒３２ｂが爆発した後の♯２気筒３２ｂの排気時に、排気通路３７Ｂに向けて燃料を添加する。

そのようなエンジン１において、各気筒３２Ａ，３２Ｂの爆発順序は、♯１気筒３２ａ→♯２気筒３２ｂ→♯７気筒３２ｇ→♯８気筒３２ｈ→♯４気筒３２ｄ→♯５気筒３２ｅ→♯６気筒３２ｆ→♯３気筒３２ｃである。つまり、バンク３３Ａ，３３Ｂの爆発が不等間隔となっている。

ここで、右バンク３３Ａの各気筒３２Ａの爆発順序は、♯１気筒３２ａ→♯７気筒３２ｇ→♯５気筒３２ｅ→♯３気筒３２ｃである。つまり、各気筒３２Ａのうち一方側（排気通路３７Ａ側）の端に位置する♯１気筒３２ａが爆発した次に、各気筒３２Ａのうち他方側（ＥＧＲ通路５２Ａ側）の端に位置する♯７気筒３２ｇが爆発する。次に各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇと隣り合う♯５気筒３２ｅが爆発する。従って、各気筒３２Ａのうち他方側の端に位置する♯７気筒３２ｇが爆発した次に、他方側（ＥＧＲ通路５２Ａ側）から一方側（排気通路３７Ａ側）に向かう順番に♯５気筒３２ｅ及び♯３気筒３２ｃが爆発する。

左バンク３３Ｂの各気筒３２Ｂの爆発順序は、♯２気筒３２ｂ→♯８気筒３２ｈ→♯４気筒３２ｄ→♯６気筒３２ｆである。つまり、各気筒３２Ｂのうち一方側（排気通路３７Ｂ側）の端に位置する♯２気筒３２ｂが爆発した次に、各気筒３２Ｂのうち他方側（ＥＧＲ通路５２Ｂ側）の端に位置する♯８気筒３２ｈが爆発する。そして、♯４気筒３２ｄ及び♯６気筒３２ｆが順次爆発する。

右バンク３３Ａにおいては、♯１気筒３２ａの排気行程になると、♯１気筒３２ａで発生した排気ガスの多くが排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。また、♯１気筒３２ａの排気行程では、燃料添加弁２０Ａから燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路３７Ａに流れると共に排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。

その後、♯７気筒３２ｇの排気行程になると、♯７気筒３２ｇで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２Ａに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯１気筒３２ａと♯７気筒３２ｇとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ａに向けて押し返される。

その後、♯５気筒３２ｅの排気行程になると、♯５気筒３２ｅで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ａにおける♯１気筒３２ａと♯５気筒３２ｅとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ａに向けて押し返される。

その後、♯３気筒３２ｃの排気行程になると、♯３気筒３２ｃで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ａを通って排気通路３７Ａに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ａを通ってＥＧＲ通路５２Ａに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ａにおける♯１気筒３２ａと♯３気筒３２ｃとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ａに向けて押し返される。

左バンク３３Ｂにおいては、♯２気筒３２ｂの排気行程になると、♯２気筒３２ｂで発生した排気ガスの多くが排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。また、♯２気筒３２ｂの排気行程では、燃料添加弁５０Ｂから燃料が添加される。すると、添加燃料は、排気通路３７Ｂに流れると共に排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。

その後、♯８気筒３２ｈの排気行程になると、♯８気筒３２ｈで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯２気筒３２ｂと♯８気筒３２ｈとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ｂに向けて押し返される。

その後、♯４気筒３２ｄの排気行程になると、♯４気筒３２ｄで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。このとき、排気マニホールド３８Ｂにおける♯２気筒３２ｂと♯４気筒３２ｄとの間に残存する添加燃料は、当該排気ガスによって排気通路３７Ｂに向けて押し返される。

その後、♯６気筒３２ｆの排気行程になると、♯６気筒３２ｆで発生した排気ガスの多くが排気マニホールド３８Ｂを通って排気通路３７Ｂに流れると共に、当該排気ガスの一部が排気マニホールド３８Ｂを通ってＥＧＲ通路５２Ｂに流れる。

以上のように本変形例においても、ＥＧＲ系５１Ａ，５１Ｂへの添加燃料の回り込み量を低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば、上記第２実施形態のＶ型８気筒ディーゼルエンジンにおいて、右バンク３３Ａの各気筒３２Ａの爆発順序を♯１気筒３２ａ→♯７気筒３２ｇ→♯５気筒３２ｅ→♯３気筒３２ｃとし、左バンク３３Ｂの各気筒３２Ｂの爆発順序を♯２気筒３２ｂ→♯４気筒３２ｄ→♯６気筒３２ｆ→♯８気筒３２ｈとしてもよい。

また、上記実施形態の内燃機関は、直列３気筒ディーゼルエンジン及びＶ型８気筒ディーゼルエンジンであるが、ディーゼルエンジンのタイプとしては特にそれらには限られず、例えば直列４気筒またはＶ型６気筒等のように一方向に配列された複数の気筒を有していればよい。例えば直列４気筒ディーゼルエンジンでは、各気筒の爆発順序を♯１気筒→♯４気筒→♯３気筒→♯２気筒とする。

また、上記実施形態の内燃機関はディーゼルエンジンであるが、本発明は、ガソリンエンジン等にも適用可能である。

１…ディーゼルエンジン（内燃機関）、２…エンジン本体（機関本体）、３…気筒、３ａ…♯１気筒、３ｂ…♯２気筒、３ｃ…♯３気筒、５…吸気通路、６…吸気マニホールド、７…排気通路、８…排気マニホールド、１６…吸気系、２０…燃料添加弁、２１…排気再循環系（ＥＧＲ系）、２２…排気再循環通路（ＥＧＲ通路）、３０…ディーゼルエンジン（内燃機関）、３１Ａ，３１Ｂ…エンジン本体（機関本体）、３２Ａ，３２Ｂ…気筒、３２ａ…♯１気筒、３２ｂ…♯２気筒、３２ｃ…♯３気筒、３２ｄ…♯４気筒、３２ｅ…♯５気筒、３２ｆ…♯６気筒、３２ｇ…♯７気筒、３２ｈ…♯８気筒、３５Ａ，３５Ｂ…吸気通路、３６…吸気マニホールド、３７Ａ，３７Ｂ…排気通路、３８Ａ，３８Ｂ…排気マニホールド、４６Ａ，４６Ｂ…吸気系、５０Ａ，５０Ｂ…燃料添加弁、５１Ａ，５１Ｂ…排気再循環系（ＥＧＲ系）、５２Ａ，５２Ｂ…排気再循環通路（ＥＧＲ通路）。

Claims (3)

1. 一方向に配列された複数の気筒を有する機関本体と、
   前記機関本体に吸気マニホールドを介して接続され、前記気筒に空気を吸入するための吸気通路と、
   前記機関本体に排気マニホールドを介して接続され、前記気筒で発生した排気ガスを排出するための排気通路と、
   前記排気ガスに燃料を添加する燃料添加弁と、
   前記排気マニホールドと前記吸気マニホールド及び前記吸気通路を含む吸気系とを接続し、前記排気ガスの一部を排気再循環ガスとして前記気筒に戻すための排気再循環通路、を有する排気再循環系と、を備え、
   前記排気通路は、前記排気マニホールドにおける前記複数の気筒のうち一方側の端に位置する気筒に対応する部位に接続されており、
   前記燃料添加弁は、前記一方側の端に位置する気筒に対応する部位に配置され、前記一方側の端に位置する気筒の排気時に前記燃料を添加し、
   前記排気再循環通路は、前記排気マニホールドにおける前記複数の気筒のうち他方側の端に位置する気筒に対応する部位に接続されており、
   前記一方側の端に位置する気筒が爆発した次に、前記他方側の端に位置する気筒が爆発することを特徴とする内燃機関。
2. 前記他方側の端に位置する気筒が爆発した次に、前記他方側の端に位置する気筒と隣り合う気筒が爆発することを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
3. 前記他方側の端に位置する気筒が爆発した次に、前記他方側から前記一方側に向かう順番に気筒が爆発することを特徴とする請求項２記載の内燃機関。

Images