JP2023013017A - Ｅｇｒクーラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲガス低流量域ではバイパス流量比を向上させて下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガス温度を適度に高め、ＥＧＲガスの高流量域では冷却されたクーラガス流と冷却されていないバイパスガス流との混合を改善して下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガス温度を適度に降下させること。【解決手段】ＥＧＲクーラシステムは、ＥＧＲ通路12にて熱交換器21を含むＥＧＲクーラ13と、ＥＧＲ通路12にてＥＧＲガスを、熱交換器21を迂回させてＥＧＲクーラ下流側へ導くバイパス通路22と、ＥＧＲクーラ13とバイパス通路22との合流部等に設けられるバイパス弁23とを備える。バイパス通路22の最下流部が合流角度θMでＥＧＲクーラ下流側と合流する。合流角度θMは、ＥＧＲクーラ下流側の中心軸線C1に対しバイパス通路最下流部の中心軸線C2の延長がなす内角で規定され、４５°以上１８０°以下の範囲内の角度である。【選択図】 図２

Description

この明細書に開示される技術は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介し吸気通路へ流してエンジンへ還流させるように構成したＥＧＲシステムに係り、詳しくは、ＥＧＲガスを冷却するためにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路とを備えたＥＧＲクーラシステムに関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される「排気還流装置」が知られている。この装置は、内燃機関（エンジン）の排気通路から吸気通路へ排気の一部をＥＧＲガスとして還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）と、このＥＧＲ通路の開度を調節するＥＧＲバルブ（ＥＧＲ弁）と、このＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ（熱交換器）を有する排気冷却通路（クーラ通路）と、ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスをクーラ通路の上流側で分岐させ、ＥＧＲクーラを迂回させてクーラ通路の下流側へ導くバイパス通路と、クーラ通路とバイパス通路との合流部又はバイパス通路に設置されるバイパス切替バルブ（バイパス弁）とを備える。ここで、バイパス弁は、クーラ通路及びバイパス通路を共に開くバイパスオープンモードと、クーラ通路を開き、かつバイパス通路を閉じるバイパスクローズモードと、クーラ通路を閉じ、かつバイパス通路を開くクーラクローズモードのうちのいずれかに切り替えるように構成される。また、バイパス弁は、ＥＧＲ弁が全閉状態のときにバイパスオープンモードに設定される。

特開２０１４－１８１６０７号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、バイパス通路及びクーラ通路より下流の下流側ＥＧＲ通路が樹脂で構成される場合がある。このような場合、エンジンの暖機時に、ＥＧＲ通路に大量のＥＧＲガスが流れると、樹脂製の下流側ＥＧＲ通路がＥＧＲガスの熱で溶損するおそれがある。そのため、クーラ通路へ流れて熱交換器で冷却されたＥＧＲガスの流れ（クーラガス流）と、クーラ通路を迂回してバイパス通路を流れた冷却されていないＥＧＲガスの流れ（バイパスガス流）とを適度に混合させて下流側ＥＧＲ通路へ流れる総ＥＧＲガスの温度を適温に降下させる必要がある。ところが、特許文献１に記載の装置では、冷却されたクーラガス流と冷却されていないバイパスガス流とを合流させ、適度に混合させて下流側ＥＧＲ通路へ流れる総ＥＧＲガスの温度を適度に降下させたり、適度に高めたりするモードの検討及び設定については、特になされていなかった。

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲガスの低流量域では、ＥＧＲ通路を流れる総ＥＧＲガス流量に対するバイパス通路を流れるＥＧＲガス流量の割合（バイパス流量比）を向上させて熱交換器及びバイパス通路より下流の下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に高め、ＥＧＲガスの高流量域では、熱交換器を流れて冷却されたクーラガス流とバイパス通路を流れた冷却されていないバイパスガス流との混合を改善して下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に降下させることを可能としたＥＧＲクーラシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の技術は、エンジンの排気通路から吸気通路へ排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラシステムであって、ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスを冷却するための熱交換器を含むＥＧＲクーラと、ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラの上流側で分岐させ、熱交換器を迂回させてＥＧＲクーラの下流側へ導くバイパス通路と、ＥＧＲクーラとバイパス通路との合流部又はバイパス通路に設けられるバイパス弁とを備えたＥＧＲクーラシステムにおいて、バイパス通路の最下流部が所定の合流角度をもってＥＧＲクーラの下流側と合流し、合流角度は、ＥＧＲクーラの下流側の中心軸線に対しバイパス通路の最下流部の中心軸線の延長がなす内角で規定され、４５°以上１８０°以下の範囲内の角度であることを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、バイパス通路の最下流部が所定の合流角度をもってＥＧＲクーラの下流側に合流することから、バイパス通路の最下流部から流れ出る冷却されていないＥＧＲガスの流れ（バイパスガス流）が、熱交換器から流れ出る冷却されたＥＧＲガスの流れ（クーラガス流）に向かって衝突する。ここで、合流角度は、ＥＧＲクーラの下流側の中心軸線に対しバイパス通路の最下流部の中心軸線の延長がなす内角で規定され、４５°以上１８０°以下の範囲内の角度である。従って、ＥＧＲ通路を流れる総ＥＧＲガス流量が多くなる（高ＥＧＲ流量）ほど、バイパスガス流の圧損が増加し、総ＥＧＲガス流量に対するバイパスガス流量の割合（バイパス流量比）が低下する。ここで、バイパスガス流の圧損は、合流角度が４５°以上１８０°以下の範囲で大きくなるほど増加する。また、バイパスガス流がクーラガス流に向かって衝突するので、バイパスガス流がクーラガス流と混合され易くなり、バイパスガス流とクーラガス流との混合ガスの最高温度が低下する。ここで、バイパスガス流とクーラガス流との混合され易さは、合流角度が４５°以上１８０°以下の範囲で大きくなるほど向上する。更には、混合の改善及びバイパス流量比の低下により、混合ガスの最高温度が低下するため、バイパス通路の断面積の拡大が可能となる。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、バイパス弁は、合流部の近傍に配置され、回転軸を中心に回動する弁体を含み、バイパス弁の開弁時に回転軸と直交し弁体の中心を通る仮想線の延長がＥＧＲクーラの下流側の中心軸線へ向かって伸びると共に、その中心軸線に対し仮想線の延長が合流角度に相当する内角をなして交差することを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、バイパス弁の開弁時に回転軸と直交し弁体の中心を通る仮想線の延長がＥＧＲクーラの下流側の中心軸線へ向かって伸びると共に、その中心軸線に対し仮想線の延長が合流角度に相当する内角をなして交差する。従って、バイパス弁の開弁時には、バイパス通路の最下流部から流れ出るバイパスガス流が、弁体に沿ってクーラガス流の中心に近付けられ、合流角度に相当する内角をなしながらクーラガス流へ向かって衝突する。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の技術は、請求項１に記載の技術において、熱交換器は、ＥＧＲガスが流れ出る出口を含み、バイパス弁は、合流部の近傍に配置され、回転軸を中心に回動する弁体を含み、バイパス弁の開弁時に回転軸と直交し弁体の中心を通る仮想線の延長が熱交換器の出口の中心付近へ向かって伸びることを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１に記載の技術の作用に加え、バイパス弁の開弁時に回転軸と直交し弁体の中心を通る仮想線の延長が熱交換器の出口の中心付近へ向かって伸びる。従って、バイパス弁の開弁時には、バイパス通路の最下流部から流れ出るバイパスガス流が、弁体に沿って熱交換器の出口の中心付近へ向かって流れてクーラガス流の中心に近付けられ、クーラガス流と斜めに対向しながら衝突する。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の技術は、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術において、熱交換器は、ＥＧＲガスが流れ出る出口を含むと共に、ＥＧＲガスが流れる複数のガス通路を含み、各ガス通路には複数のフィンがＥＧＲガスと接触可能に配置され、バイパス通路は、ＥＧＲガスが流れ出る出口を含み、バイパス通路の出口が熱交換器の出口の直下流に配置されることを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の作用に加え、熱交換器は、ＥＧＲガスが流れ出る出口と、ＥＧＲガスが流れる複数のガス通路を含み、各ガス通路には複数のフィンがＥＧＲガスと接触可能に配置される。従って、熱交換器にて各ガス通路を流れるＥＧＲガスは、複数のフィンと接触することで乱流を生じさせながら熱交換器の出口へ向かって流れ、同出口では各ガス通路から強い乱流を伴ったクーラガス流が流れ出る。また、この熱交換器の出口の直下流にバイパス通路の出口が配置されるので、バイパス通路から流れ出るバイパスガス流が、強い乱流を伴ったクーラガス流と衝突し、クーラガス流と混合され易くなる。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の技術は、請求項１乃至４のいずれかに記載の技術において、バイパス通路には、ＥＧＲガスの流れを妨げるための障壁が配置されることを趣旨とする。

上記技術の構成によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の技術の作用に加え、バイパス通路に障壁が配置されるので、同通路を流れるＥＧＲガスは、障壁と接触することで流れが妨げられ、高ＥＧＲ流量ほどバイパスガス流の圧損が増加する。

請求項１に記載の技術によれば、ＥＧＲガスの低流量域では、ＥＧＲ通路を流れる総ＥＧＲガス流量に対するバイパス通路を流れるＥＧＲガス流量の割合（バイパス流量比）を向上させることができ、それによって熱交換器及びバイパス通路より下流の下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に高めることができ、下流側ＥＧＲ通路の暖機性を向上させることができる。また、ＥＧＲガスの高流量域では、熱交換器を流れて冷却されたＥＧＲガスとバイパス通路を流れた冷却されていないＥＧＲガスとの混合を改善することができ、それによって下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に降下させることができ、下流側ＥＧＲ通路の溶損を抑制することができる。更には、バイパス通路の断面積の拡大が可能となり、最大ＥＧＲガス流量、及び低ＥＧＲガス流量域のバイパスガス流量を増加させることができ、ＥＧＲ通路の暖機性を改善することができる。

請求項２に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流と冷却されていないバイパスガス流との混合を更に改善することができ、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。

請求項３に記載の技術によれば、請求項１に記載の技術の効果に加え、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流と冷却されていないバイパスガス流との混合を更に改善することができ、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。

請求項４に記載の技術によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の技術の効果に加え、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流と冷却されていないバイパスガス流との混合をより一層改善することができ、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。

請求項５に記載の技術によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の技術の効果に加え、高ＥＧＲ流量ほどＥＧＲクーラシステムにおけるバイパス流量比を更に低下させることができる。

第１実施形態に係り、エンジンシステムを示す概略構成図。 第１実施形態に係り、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを示す断面図。 第１実施形態に係り、図２に示すＥＧＲクーラシステムの一部を示す拡大断面図。 第１実施形態に係り、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス流量とＥＧＲ弁に流入するＥＧＲ弁流入ガス温度との関係を示すグラフ。 第１実施形態に係り、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガス流量とバイパス流量比との関係を示すグラフ。 第１実施形態に係り、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを含むＥＧＲシステムにつき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付して示すグラフ。 第２実施形態に係り、鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを示す断面図。 第２実施形態に係り、図７に示すＥＧＲクーラシステムの一部を示す拡大断面図。 第２実施形態に係り、鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを含むＥＧＲシステムにつき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付して示すグラフ。 第３実施形態に係り、鋭角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを示す断面図。 第３実施形態に係り、図１０に示すＥＧＲクーラシステムの一部を示す拡大断面図。 第３実施形態に係り、鋭角合流タイプのＥＧＲクーラシステムを含むＥＧＲシステムにつき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、直角合流タイプ、鈍角合流タイプ及び鋭角合流タイプのＥＧＲクーラシステムにつき、ＥＧＲガス流量に対するバイパス流量比の関係を対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口におけるＥＧＲガスの平均温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口におけるＥＧＲガスの最高温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の平均温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口の内周壁の表面の平均温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の最高温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態の効果の対比に係り、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁の入口の内周壁の表面の最高温度の関係を、各合流タイプの間で対比して示すグラフ。 第１～第３の実施形態との対比例に係り、ＥＧＲクーラシステムの一部を示す図１１に準ずる拡大断面図。 第４実施形態に係り、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステムの一部を示す図８に準ずる拡大断面図。 第５実施形態に係り、鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステムの一部を示す図３に準ずる拡大断面図。 第６実施形態に係り、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステムの一部を示す図３に準ずる拡大断面図。 第６実施形態に係り、ＥＧＲクーラを示す図２３のＡ－Ａ線断面図。 別の実施形態に係り、鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステムの一部を示す拡大断面図。 別の実施形態に係り、鋭角合流タイプのＥＧＲクーラシステムの一部を示す拡大断面図。 別の実施形態に係り、バイパス通路の一部を示す拡大断面図。

以下、ＥＧＲクーラシステムをガソリンエンジンシステムに具体化したいくつかの実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

[エンジンシステムについて]
図１に、この実施形態のガソリンエンジンシステム（以下、単に「エンジンシステム」と言う。）を概略構成図により示す。自動車に搭載されたエンジンシステムは、複数の気筒を有するエンジン１を備える。このエンジン１は、４気筒、４サイクルのレシプロエンジンであり、ピストン及びクランクシャフト等の周知の構成を含む。エンジン１には、各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、エンジン１の各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。

吸気通路２には、エアクリーナ８、スロットル装置４及び吸気マニホールド５が設けられる。吸気マニホールド５は、吸気通路２の一部を構成する。排気通路３には、その上流側から順に排気マニホールド６及び触媒７が設けられる。触媒７には、排気を浄化するために、例えば、三元触媒が内蔵される。加えて、排気通路３と吸気通路２との間には、高圧ループタイプの排気還流装置（ＥＧＲシステム）１１が設けられる。

スロットル装置４は、吸気マニホールド５より上流の吸気通路２に配置され、運転者のアクセル操作に応じてバタフライ式のスロットル弁４ａを開度可変に開閉駆動させることで、吸気通路２を流れる吸気量を調節するようになっている。吸気マニホールド５は、主として樹脂材より構成され、エンジン１の直上流にて吸気通路２に配置される。吸気マニホールド５は、吸気が導入される一つのサージタンク５ａと、サージタンク５ａに導入される吸気をエンジン１の各気筒へ分配するためにサージタンク５ａから分岐した複数（４つ）の分岐管５ｂとを含む。

エンジン１には、各気筒に対応して燃料を噴射するための燃料噴射装置（図示略）が設けられる。燃料噴射装置は、燃料供給装置（図示略）から供給される燃料をエンジン１の各気筒へ噴射するように構成される。各気筒では、燃料噴射装置から噴射される燃料と吸気マニホールド５から導入される吸気とにより可燃混合気が形成される。

また、エンジン１には、各気筒に対応して点火装置（図示略）が設けられる。点火装置は、各気筒で可燃混合気に点火するように構成される。各気筒内の可燃混合気は、点火装置の点火動作により爆発・燃焼し、燃焼後の排気は、各気筒から排気マニホールド６及び触媒７を経て外部へ排出される。このとき、各気筒でピストン（図示略）が上下運動し、クランクシャフト（図示略）が回転することにより、エンジン１に動力が得られる。

[ＥＧＲシステムについて]
この実施形態のＥＧＲシステム１１は、エンジン１の各気筒から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流してエンジン１の各気筒へ還流させるように構成される。すなわち、ＥＧＲシステム１１は、排気通路３から吸気通路２へＥＧＲガスを還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１２と、ＥＧＲ通路１２に設けられ、ＥＧＲ通路１２に流入したＥＧＲガスを冷却するための熱交換器２１を含む排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）１３と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を制御（調節）するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）１４と、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスをエンジン１の各気筒へ分配するために、吸気マニホールド５の各分岐管５ｂへＥＧＲガスを分配するための排気還流ガス分配器（ＥＧＲガス分配器）１５とを備える。

ＥＧＲ通路１２は、入口１２ａと出口１２ｂを含む。その入口１２ａは触媒７より下流の排気通路３に接続され、その出口１２ｂはＥＧＲガス分配器１５に接続される。ＥＧＲガス分配器１５は、ＥＧＲ通路１２の終段を構成する。ＥＧＲ通路１２において、ＥＧＲ弁１４は、ＥＧＲクーラ１３より下流に設けられ、ＥＧＲガス分配器１５は、ＥＧＲ弁１４より下流に設けられる。

ＥＧＲガス分配器１５は、主として樹脂材により構成され、全体として横長な形状を有し、その長手方向において、吸気マニホールド５の複数の分岐管５ｂを横切るように配置される。この実施形態で、ＥＧＲガス分配器１５は、導入されたＥＧＲガスが集まるガスチャンバ１５ａと、ガスチャンバ１５ａから各分岐管５ｂへＥＧＲガスを分配する複数（４つ）のガス分配通路１５ｂとを含む。

このＥＧＲシステム１１では、ＥＧＲ弁１４が開弁することにより、排気通路３を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１２を流れ、ＥＧＲクーラ１３で冷却され、更にＥＧＲ弁１４で流量が制御され、ＥＧＲガス分配器１５を介して吸気マニホールド５の各分岐管５ｂへ分配され、更にエンジン１の各気筒へ分配されて還流される。

この実施形態で、ＥＧＲクーラ１３には、ＥＧＲ通路１２に流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１３の上流側で分岐させ、熱交換器２１を迂回させてＥＧＲクーラ１３の下流側へ導くバイパス通路２２が設けられる。また、バイパス通路２２には、同通路２２を開閉するためのバイパス弁２３が設けられる。この実施形態では、ＥＧＲクーラ１３と、バイパス通路２２と、バイパス弁２３とによりＥＧＲクーラシステム３０が構成される。

［ＥＧＲクーラシステムについて］
図２に、この実施形態の直角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０を断面図により示す。図３に、図２に示すＥＧＲクーラシステム３０の一部（一点鎖線四角Ｓ１で囲った部分）を拡大断面図により示す。ＥＧＲクーラ１３は、ハウジング３１と、ハウジング３１の中に設けられる熱交換器２１と、ハウジング３１にＥＧＲガスを導入するための導入口３２と、ハウジング３１からＥＧＲガスを導出するための導出口３３とを含む。導入口３２の周囲にはフランジ３２ａが、導出口３３の周囲にはフランジ３３ａがそれぞれ設けられる。バイパス通路２２は、ハウジング３１と一体に設けられる。熱交換器２１は、ＥＧＲガスが流入する入口２１ａと、ＥＧＲガスが流出する出口２１ｂとを含む。バイパス通路２２は、ＥＧＲガスが流入する入口２２ａと、ＥＧＲガスが流出する出口２２ｂとを含む。また、ハウジング３１は、熱交換器２１の入口２１ａから導入口３２までの間の導入空間３４と、熱交換器２１の出口２１ｂから導出口３３までの間の導出空間３５とを含む。

図２に示すように、この実施形態で、ＥＧＲクーラシステム３０は、車両に搭載された状態において、ＥＧＲガスが斜め上方へ流れるように斜めに配置される。この斜めの配置状態において、導出口３３は導入口３２よりも鉛直方向において高い位置に配置され、バイパス通路２２は、熱交換器２１に対し鉛直方向上側に配置される。熱交換器２１は、エンジン１の冷却水が流れる水通路と、その水通路の中に配置され、ＥＧＲガスが流れるガス通路とを含む。図２では、便宜上、熱交換器２１に対する冷却水の取入口や取出口の図示を省略すると共に、熱交換器２１やバイパス弁２３の図示を簡略化して示す。

図２に示すように、この実施形態では、バイパス弁２３は、バイパス通路２２の入口２２ａの近傍に配置される。バイパス弁２３は、板状をなす弁体２３ａと、その弁体２３ａを回動する回転軸２３ｂとを含む。バイパス弁２３は、板状をなす弁体２３ａの中間部が回転軸２３ｂに固定され、その弁体２３ａが回転軸２３ｂを中心に回動するバタフライタイプとして構成される。回転軸２３ｂの一端部側には、回転軸２３ｂを回転させて弁体２３ａを開閉駆動させるアクチュエータ２３ｃ等が設けられる。

［ＥＧＲクーラに対するバイパス通路の合流角度について］
ここで、ＥＧＲクーラ１３に対するバイパス通路２２の合流角度θＭについて説明する。図２、図３に示すように、この実施形態では、バイパス通路２２の最下流部、すなわち出口２２ｂの近傍が、所定の合流角度θＭをもってＥＧＲクーラ１３の下流側、すなわち導出空間３５と合流している。ここで、合流角度θＭは、ＥＧＲクーラ１３の下流側の、すなわち導出空間３５の中心軸線Ｃ１（この実施形態では熱交換器２１の中心軸線でもある）に対しバイパス通路２２の最下流部の、すなわち出口２２ｂの近傍の中心軸線Ｃ２の延長がなす内角で規定され、「４５°以上１８０°以下」の範囲内の角度に設定される。この実施形態で、合流角度θＭは、「９０°」に設定される。ここで、「９０°」の合流角度θＭをもってバイパス通路２２の最下流部がＥＧＲクーラ１３の下流側に合流するタイプを、以下において「直角合流タイプ」ＲＡ２と称する。この直角合流タイプＲＡ２では、バイパス通路２２を流れるＥＧＲガスの流れ（バイパスガス流）ＢＦが、ＥＧＲクーラ１３（熱交換器２１）を流れるＥＧＲガスの流れ（クーラガス流）ＣＦに対し真横から衝突することになる。

この実施形態では、熱交換器２１の断面積が「約５４ｍｍ×約２７ｍｍ」に設定され、バイパス通路２２の断面積が「約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ」に設定される。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、バイパス通路２２の最下流部、すなわち出口２２ｂの近傍が所定の合流角度θＭをもってＥＧＲクーラ１３の下流側、すなわち導出空間３５に合流することから、バイパス通路２２の出口２２ｂから流れ出る冷却されていないバイパスガス流ＢＦが、熱交換器２１の出口２１ｂから流れ出る冷却されたクーラガス流ＣＦに向かって衝突する。ここで、合流角度θＭは、ＥＧＲクーラ１３の導出空間３５の中心軸線Ｃ１に対しバイパス通路２２の出口２２ｂの近傍の中心軸線Ｃ２の延長がなす内角で規定され、この実施形態では「９０°」に設定される。従って、ＥＧＲ通路１２を流れる総ＥＧＲガス流量が多くなるほど（高ＥＧＲ流量になるほど）バイパスガス流ＢＦの圧損が増加し、総ＥＧＲガス流量に対するバイパスガス流量の割合（バイパス流量比）が低下する。ここで、バイパスガス流ＢＦの圧損は、合流角度θＭが４５°以上１８０°以下の範囲で大きくなるほど増加する。一方、ＥＧＲ通路１２を流れる総ＥＧＲガス流量が少なくなるほど（低ＥＧＲ流量になるほど）バイパスガス流ＢＦは圧損の影響が小さくなり、バイパス流量比が相対的に向上する。この結果、高ＥＧＲ流量域における下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）の溶損を抑制すると共に、低ＥＧＲ流量域における下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）の暖機性を向上させることができる。ここで、バイパス通路２２の断面積を増加させることで低ＥＧＲ流量域の暖機性を改善することができる。

また、この実施形態の構成によれば、バイパス通路２２の出口２２ｂから流れ出るバイパスガス流ＢＦが、熱交換器２１の出口２１ｂから流れ出るクーラガス流ＣＦに向かって衝突するので、バイパスガス流ＢＦがクーラガス流ＣＦと混合され易くなり、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとの混合ガスの最高温度が低下する。ここで、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとの混合し易さは、合流角度が４５°以上１８０°以下の範囲で大きくなるほど向上する。更には、混合の改善及びバイパス流量比の低下により、混合ガスの最高温度が低下するため、バイパス通路２２の断面積の拡大が可能となる。このため、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとの混合ガスの最高温度を低下させることができ、下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）の溶損を抑制することができる。また、バイパス通路２２の断面積を増加させることができるので、エンジン１の冷却水温度が低いときにＥＧＲを開始（低温ＥＧＲ開始）した場合に、エンジン１の全運転領域で総ＥＧＲ流量を増加させることができ、下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）の暖機性を向上させることができる。

すなわち、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲガスの低流量域では、ＥＧＲ通路１２を流れる総ＥＧＲガス流量に対するバイパス通路２２を流れるＥＧＲガス流量の割合（バイパス流量比）を向上させることができ、それによって熱交換器２１及びバイパス通路２２より下流の下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に高めることができ、下流側ＥＧＲ通路１２の暖機性を向上させることができる。また、ＥＧＲガスの高流量域では、熱交換器２１を流れて冷却されたＥＧＲガスとバイパス通路２２を流れた冷却されていないＥＧＲガスとの混合を改善することができ、それによって下流側ＥＧＲ通路１２（ＥＧＲガス分配器１５を含む）へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に降下させることができ、下流側ＥＧＲ通路１２の溶損を抑制することができる。更には、バイパス通路２２の断面積の拡大が可能となり、最大ＥＧＲガス流量、及び低ＥＧＲガス流量域のバイパスガス流量を増加させることができ、ＥＧＲ通路１２の暖機性を改善することができる。

図４に、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガス流量とＥＧＲ弁１４に流入するＥＧＲガスの温度（ＥＧＲ弁流入ガス温度）との関係をグラフにより示す。図５に、ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガス流量とバイパス流量比との関係をグラフにより示す。図４において、破線ＢＬ１はバイパス通路２２の断面積が相対的に小さい場合を示し、破線ＢＬ２はバイパス通路２２の断面積が相対的に大きい場合を示す。また、実線ＳＬ１は、樹脂溶損のおそれがない理想的なＥＧＲ弁流入温度を示し、１点鎖線ＤＬは、ＥＧＲ弁１４で凝縮水発生を抑制するＥＧＲ弁流入ガス温度を示す。図５において、破線ＢＬ３はバイパス通路２２の断面積が相対的に小さい場合を示し、破線ＢＬ４はバイパス通路２２の断面積が相対的に大きい場合を示す。また、実線ＳＬ２は、理想のＥＧＲ弁流入ガス温度が得られる理想のバイパス流量比を示す。この実施形態のＥＧＲクーラシステム３０において、図４に実線ＳＬ１で示す理想のＥＧＲ弁流入温度を得るためには、図５に実線ＳＬ２で示すように、ＥＧＲガス流量の増加に応じてバイパス流量比を減少させる必要がある。この実施形態では、バイパス通路２２の断面積は一定であるが、バイパス弁２３の開弁時にＥＧＲガス流量が増加するに連れてバイパスガス流ＢＦの圧損が増加するので、高ＥＧＲガス流量ほどバイパス流量比を低下させることができる。

図６に、この実施形態における直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０を含むＥＧＲシステム１１につき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付してグラフにより示す。この場合のバイパス通路２２の断面積は「約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ」である。図６において、暗色が濃くなるほど温度が高くなることを示す（図９及び図１２において同様。）。図６からわかるように、この実施形態の直角合流タイプＲＡ２では、ＥＧＲ弁１４の入口の内壁１４ａの近傍でスポット的に最高温度（３８０.１℃）となり、その他の部分ではその最高温度よりも低い温度（２７２.２℃、１０７.０℃）になることがわかる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。

［ＥＧＲクーラに対するバイパス通路の合流角度について］
この実施形態では、ＥＧＲクーラ１３に対するバイパス通路２２の合流角度θＭの点で第１実施形態と構成が異なる。図７に、この実施形態の鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０を断面図により示す。図８に、図７に示すＥＧＲクーラシステム３０の一部（一点鎖線四角Ｓ２で囲った部分）を拡大断面図により示す。

図７、図８に示すように、この実施形態では、バイパス通路２２の最下流部、すなわち出口２２ｂの近傍が、所定の合流角度θＭをもってＥＧＲクーラ１３の下流側、すなわち導出空間３５と合流している。この実施形態で、合流角度θＭは、「１３０°」に設定される。ここで、「１３０°」のように直角より大きい鈍角の合流角度θＭをもってバイパス通路２２の最下流部がＥＧＲクーラ１３の下流側に合流するタイプを、以下において「鈍角合流タイプ」ＯＡと称する。この鈍角合流タイプＯＡでは、バイパスガス流ＢＦがクーラガス流ＣＦと斜めに対向しながら衝突することになる。

また、この実施形態において、バイパス通路２２の断面積は、第１実施形態と同じく「約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ」に設定される。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、第１実施形態と同等の作用及び効果を有するが、鈍角合流タイプＯＡであることからバイパスガス流ＢＦがクーラガス流ＣＦと斜めに対向しながら衝突するので、直角合流タイプＲＡ２と比べ、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとをより効果的に混合させることができる。

図９に、この実施形態における鈍角合流タイプＯＡのＥＧＲクーラシステム３０を含むＥＧＲシステム１１につき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付してグラフにより示す。この場合のバイパス通路２２の断面積は「約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ」である。図９からわかるように、この実施形態の鈍角合流タイプＯＡでは、ＥＧＲ弁１４の入口の内壁１４ａの近傍でスポット的に最高温度（３３１.３℃）となるが、図６に示す直角合流タイプＲＡ２の最高温度（３８０.１℃）よりも低く、その他の部分では最高温度よりも低い温度（１７２.８℃、１１７.６℃）になることがわかる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［ＥＧＲクーラに対するバイパス通路の合流角度について］
この実施形態では、ＥＧＲクーラ１３に対するバイパス通路２２の合流角度θＭの点で前記各実施形態と構成が異なる。図１０に、この実施形態の鋭角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０を断面図により示す。図１１に、図１０に示すＥＧＲクーラシステム３０の一部（一点鎖線四角Ｓ３で囲った部分）を拡大断面図により示す。

図１０、図１１に示すように、この実施形態では、バイパス通路２２の最下流部、すなわち出口２２ｂの近傍が、所定の合流角度θＭをもってＥＧＲクーラ１３の下流側、すなわち導出空間３５と合流している。この実施形態で、合流角度θＭは、「６０°」に設定される。ここで、「６０°」のように直角より小さい鋭角の合流角度θＭをもってバイパスガス通路２２の最下流部がＥＧＲクーラ１３の下流側に合流するタイプを、以下において「鋭角合流タイプ」ＡＡと称する。この鋭角合流タイプＡＡでは、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとが斜めに並行しながら衝突することになる。

また、この実施形態において、バイパス通路２２の断面積は、第１実施形態と異なり「約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ」に設定される。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、前記各実施形態と同等の作用及び効果を有するが、鋭角合流タイプＡＡであることからバイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとが斜めに並行しながら衝突するので、直角合流タイプＲＡ２及び鈍角合流タイプＯＡと比べ、バイパスガス流ＢＦとクーラガス流ＣＦとの混合し易さが若干低下する。

図１２に、この実施形態における鋭角合流タイプＡＡのＥＧＲクーラシステム３０を含むＥＧＲシステム１１につき、ＥＧＲ弁流入ガス温度分布のシミュレーション結果を濃淡を付してグラフにより示す。この場合のバイパス通路２２の断面積は「約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ」である。図１２からわかるように、この実施形態の鋭角合流タイプＡＡでは、ＥＧＲ弁１４の入口の内壁１４ａの近傍の約三分の一の範囲で帯状にガス温度が高く（最高温度で４０２.４℃）なるが、図６及び図９に示す直角合流タイプＲＡ２、鈍角合流タイプＯＡのガス温度（最高温度で３８０.１℃、３３１.３℃）よりも高く、その他の部分では最高温度よりも低い温度（１６１.８℃、１０６.６℃）なることがわかる。

＜第１～第３の実施形態の効果の対比＞
次に、前記第１～第３の実施形態の効果を、図面を参照して対比しながら説明する。

図１３に、第１～第３の実施形態で説明した直角合流タイプＲＡ１，ＲＡ２、鈍角合流タイプＯＡ及び鋭角合流タイプＡＡのＥＧＲクーラシステム３０につき、ＥＧＲガス流量に対するバイパス流量比の関係を対比してグラフにより示す。図１３において、三角印は鋭角合流タイプＡＡ（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ）を、丸印は直角合流タイプＲＡ１（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ）を、黒丸印は直角合流タイプＲＡ２（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ）を、四角印は鈍角合流タイプＯＡ（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ）をそれぞれ示す。

図１３に示すように、上記した各合流タイプＡＡ，ＲＡ１，ＲＡ２，ＯＡとも、ＥＧＲガス流量が増加するに連れてバイパス流量比が曲線的に低下し、図５に示す理想のバイパス流量比の形に近付くことがわかる。ここで、鋭角合流タイプＡＡ（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ）に対し、直角合流タイプＲＡ１（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ）はバイパス流量比が相対的に小さく、特に高ＥＧＲガス流量ほどバイパス流量比の低下が大きいことがわかる。直角合流タイプでバイパス通路２２の断面積を増加させたＲＡ２（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約１１.６ｍｍ）にすることで、高ＥＧＲガス流量域のバイパス流量比が鋭角合流タイプＡＡ（バイパス通路２２の断面積：約１２ｍｍ×約９.５ｍｍ）と等価になり、低ＥＧＲガス流領域のバイパス流量比が増加することがわかる。この結果（高ＥＧＲガス流量ほど圧損を増加させる）により、低ＥＧＲ流量域のバイパス流量比が増加可能になり、暖機性向上が得られる。直角合流タイプＲＡ２と鈍角合流タイプＯＡとの間には、バイパス流量比に殆ど違いがないことがわかる。

図１４～図１９に、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口におけるＥＧＲガス等の各種温度の関係を、各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡの間で対比してグラフにより示す。図１４は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口におけるＥＧＲガスの平均温度を示す。図１５は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口におけるＥＧＲガスの最高温度を示す。図１６は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の平均温度を示す。図１７は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の表面の平均温度を示す。図１８は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の最高温度を示す。図１９は、ＥＧＲガス流量に対する、ＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の表面の最高温度を示す。

ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の平均温度については、図１４に示すように、各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡの間で大きな違いはなく、ほぼ同じ平均温度で増加することがわかる。また、ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の最高温度については、図１５に示すように、鋭角合流タイプＡＡが相対的に高く、直角合流タイプＲＡ２及び鈍角合流タイプＯＡの順で低くなることがわかる。これら最高温度の差は、ＥＧＲガス流量の低流量域で小さく、高流量になるほど大きくなることがわかる。

ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の平均温度については、図１６に示すように、ＥＧＲガス流量の低流量域では、各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡの間で大きな違いはなく、高流量になるほど鋭角合流タイプＡＡが相対的に高く、鈍角合流タイプＯＡ及び直角合流タイプＲＡ２の順で低くなり、その差が大きくなることがわかる。また、ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の表面の平均温度についても、図１７に示すように、図１６と同等の傾向を示すことがわかる。

ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の内側１ｍｍ範囲の最高温度については、図１８に示すように、ＥＧＲガス流量の低流量域では、各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡの間で大きな違いはなく、高流量になるほど鋭角合流タイプＡＡが相対的に高く、鈍角合流タイプＯＡ又は直角合流タイプＲＡ２の順で低くなり、その差が大きくなることがわかる。高流量域では、鋭角合流タイプＡＡが最も高く、直角合流タイプＲＡ２及び鈍角合流タイプＯＡの順で低くなる。また、ＥＧＲガス流量に対するＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の表面の最高温度については、図１９に示すように、図１８と同等の傾向を示すが、最高流量域では、鋭角合流タイプＡＡが最も高く、直角合流タイプＲＡ２と鈍角合流タイプＯＡで同程度に低くなる。また、図１８と図１９との対比から、耐熱性が要求されるＥＧＲ弁１４の入口の内周壁の表面が内周壁の内側１ｍｍ範囲よりも最高温度が低下することがわかる。

[第１～第３の実施形態との対比例について]
ここで、第１～第３の実施形態との対比例について説明する。第１～第３の実施形態では、バイパス通路２２の最下流部がＥＧＲクーラ１３の下流側に対し、「４５°以上１８０°以下」の範囲内の合流角度θＭをもって合流する鋭角合流タイプＡＡ、直角合流タイプＲＡ２及び鈍角合流タイプＯＡについて説明した。これに対し、図２０には、これら各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡとは異なる対比例につき、ＥＧＲクーラシステムの一部を、図１１に準ずる拡大断面図により示す。図２０に示すように、この対比例では、バイパス通路２２の最下流部がＥＧＲクーラ１３の下流側に対し、「４５°未満（約４０°）」の合流角度θＭをもって合流している。

従って、この対比例のＥＧＲクーラシステムでは、バイパス通路２２の最下流部から流れ出る冷却されていないバイパスガス流が、熱交換器２１から流れ出る冷却されたクーラガス流に向かって合流するが、その合流角度θＭが４５°未満の角度（約４０°）であることから、バイパスガス流がクーラガス流に対し衝突し難くなる。従って、この対比例では、前記各合流タイプＡＡ，ＲＡ２，ＯＡと比べ、バイパスガス流の圧損が低減し、クーラガス流量に対するバイパスガス流量の割合（バイパス流量比）が増加する。また、バイパスガス流がクーラガス流に衝突し難くなるので、バイパスガス流がクーラガス流と混合し難くなり、バイパスガス流とクーラガス流との混合ガスの最高温度が低下し難くなる。
このため、この対比例の構成によれば、ＥＧＲガスの高流量域では、バイパス流量比を低下させることができず、更にバイパスガス流がクーラガス流に対し衝突し難くなり、熱交換器２１を流れて冷却されたクーラガス流とバイパス通路２２を流れた冷却されていないバイパスガス流との混合を改善することができず、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を適度に降下させることができない。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［バイパス通路におけるバイパス弁について］
この実施形態では、バイパス通路２２におけるバイパス弁２３の配置と、そのバイパス弁２３によるバイパスガス流ＢＦの点で前記第２実施形態と構成が異なる。図２１に、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０の一部を図８に準ずる拡大断面図により示す。この実施形態では、第２実施形態と同じ鈍角合流タイプＯＡのＥＧＲクーラシステム３０について説明する。

図２１に示すように、この実施形態のバイパス弁２３は、ＥＧＲクーラ１３とバイパス通路２２との合流部であるバイパス通路２２の出口２２ｂの近傍に配置される。バイパス弁２３は、弁体２３ａと、その弁体２３ａを回動する回転軸２３ｂとを含む。バイパス弁２３は、四角板状をなす弁体２３ａの一端縁が回転軸２３ｂに固定され、その弁体２３ａが回転軸２３ｂを中心に回動（揺動）するスイングタイプとして構成される。回転軸２３ｂの一端部側には、弁体２３ａを開閉駆動させるために回転軸２３ｂを回転させるアクチュエータ等（図示略）が設けられる。バイパス弁２３は、その開弁時に、弁体２３ａが図２１に実線で示す開弁位置に配置され、閉弁時に、弁体２３ａが図２１に２点鎖線で示す閉弁位置に配置される。そして、バイパス弁２３の開弁時には、回転軸２３ｂと直交し弁体２３ａの中心を通る仮想線Ｖ１の延長がＥＧＲクーラ１３の下流側の中心軸線Ｃ１へ向かって伸びると共に、その中心軸線Ｃ１に対し仮想線Ｖ１の延長が合流角度θＭに相当する内角θＶをなして交差するようになっている。この実施形態では、内角θＶは直角（９０°）をなしている。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、バイパス弁２３の開弁時に回転軸２３ｂと直交し弁体２３ａの中心を通る仮想線Ｖ１の延長がＥＧＲクーラ１３の下流側の中心軸線Ｃ１へ向かって伸びると共に、その中心軸線Ｃ１に対し仮想線Ｖ１の延長が合流角度θＭに相当する内角θＶをなして交差する。従って、バイパス弁２３の閉弁時には、バイパスガス流ＢＦが遮断され、バイパス弁２３の開弁時には、バイパス通路２２の最下流部から流れ出るバイパスガス流ＢＦが、弁体２３ａに沿ってクーラガス流ＣＦの中心に近付けられ、合流角度θＭに相当する内角θＶをなしながらクーラガス流ＣＦへ向かって衝突する。このため、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流ＣＦと冷却されていないバイパスガス流ＢＦとの混合を更に改善することができ、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。また、この実施形態では、仮にバイパス通路２２の出口２２ｂの近傍にバイパス弁２３がなければ、バイパスガス流ＢＦが、クーラガス流ＣＦに対し鈍角をなして衝突するところを、バイパスガス流ＢＦの方向が変換され、直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０と同様、バイパスガス流ＢＦがクーラガス流ＣＦに対し直角に衝突することになる。このため、鈍角合流タイプＯＡのＥＧＲクーラシステム３０につき、直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０の機能を発揮させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［バイパス通路におけるバイパス弁について］
この実施形態では、バイパス通路２２におけるバイパス弁２３の配置と、そのバイパス弁２３によるバイパスガス流ＢＦの点で前記第１実施形態と構成が異なる。図２２に、鈍角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０の一部を図３に準ずる拡大断面図により示す。この実施形態では、第１実施形態と同じ直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０について説明する。

図２２に示すように、この実施形態のバイパス弁２３は、ＥＧＲクーラ１３とバイパス通路２２との合流部であるバイパス通路２２の出口２２ｂの近傍に配置される。バイパス弁２３は、四角の板状をなす弁体２３ａの一端縁が回転軸２３ｂに固定され、その弁体２３ａが回転軸２３ｂを中心に回動（揺動）するスイングタイプとして構成される。回転軸２３ｂの一端部側には、回転軸２３ｂを回転させて弁体２３ａを開閉駆動させるアクチュエータ等（図示略）が設けられる。バイパス弁２３は、その開弁時に、弁体２３ａが図２２に実線で示す開弁位置に配置され、閉弁時に、弁体２３ａが図２２に２点鎖線で示す閉弁位置に配置される。そして、バイパス弁２３の開弁時には、回転軸の２３ｂと直交し弁体２３ａの中心を通る仮想線Ｖ１の延長が熱交換器２１の出口２１ｂの中心付近であってＥＧＲクーラ１３の下流側の中心軸線Ｃ１へ向かって伸びる。この実施形態では、その中心軸線Ｃ１に対し仮想線Ｖ１の延長が合流角度θＭに相当する内角θＶをなして交差するようになっている。この実施形態では、内角θＶは鈍角をなしている。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、バイパス弁２３の開弁時に回転軸２３ｂと直交し弁体２３ａの中心を通る仮想線Ｖ１の延長が熱交換器２１の出口２１ｂの中心付近へ向かって伸びる。従って、バイパス弁２３の閉弁時には、バイパスガス流ＢＦが遮断され、バイパス弁２３の開弁時には、バイパス通路２２の最下流部から流れ出るバイパスガス流ＢＦが、弁体２３ａに沿って熱交換器２１の出口２１ｂの中心付近へ向かって流れると共にクーラガス流の中心に近付けられ、クーラガス流ＣＦと斜めに対向しながら衝突する。このため、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流ＣＦと冷却されていないバイパスガス流ＢＦとの混合を更に改善することができ、下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。また、この実施形態では、仮にバイパス通路２２の出口２２ｂの近傍にバイパス弁２３がなければ、バイパスガス流ＢＦが、クーラガス流ＣＦに対し直角をなして衝突するところを、バイパスガス流ＢＦの方向を変換し、鈍角合流タイプＯＡのＥＧＲクーラシステム３０と同様、バイパスガス流ＢＦがクーラガス流ＣＦと斜めに対向しながら衝突することになる。このため、直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０につき、鈍角合流タイプＯＡのＥＧＲクーラシステム３０の機能を発揮させることができる。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

［ＥＧＲクーラにおけるバイパス通路の出口の配置について］
この実施形態では、ＥＧＲクーラ１３におけるバイパス通路２２の出口２２ｂの配置の点で前記第１実施形態と構成が異なる。図２３に、直角合流タイプのＥＧＲクーラシステム３０の一部を図３に準ずる拡大断面図により示す。図２４に、ＥＧＲクーラ１３を、図２３のＡ－Ａ線断面図により示す。この実施形態では、第１実施形態と同じ直角合流タイプＲＡ２のＥＧＲクーラシステム３０について説明する。

図２３、図２４に示すように、この実施形態のＥＧＲクーラシステム３０では、特に、バイパス通路２２の出口２２ｂが熱交換器２１の出口２１ｂの直下流に配置される点で第１実施形態と構成が異なる。また、第１実施形態では、熱交換器２１の構成の詳細は省略したが、図２４に示すように、熱交換器２１は、ＥＧＲガスが流れる複数のガス通路２１ｃと、冷却水が流れる複数の水通路２１ｄを含む。そして、各ガス通路２１ｃには、複数のフィン２１ｅがＥＧＲガスと接触可能に配置される。図２４において、矢印で示す「ＣＦ」は、クーラガス流を示し、矢印で示す「ＴＦ」は、クーラガス流ＣＦの乱流を示す。

［ＥＧＲクーラシステムの作用及び効果について］
以上説明したこの実施形態におけるＥＧＲクーラシステム３０の構成によれば、熱交換器２１は、ＥＧＲガスが流れ出る出口２１ｂと、ＥＧＲガスが流れる複数のガス通路２１ｃを含み、各ガス通路２１ｃには複数のフィン２１ｅがＥＧＲガスと接触可能に配置される。従って、図２４に示すように、熱交換器２１にて各ガス通路２１ｃを流れるＥＧＲガス（クーラガス流ＣＦ）は、複数のフィン２１ｅと接触することで乱流ＴＦを生じさせながら熱交換器２１の出口２１ｂへ向かって流れ、同出口２１ｂでは各ガス通路２１ｃから強い乱流ＴＦを伴ったクーラガス流ＣＦが流れ出る。また、この熱交換器２１の出口２１ｂの直下流には、バイパス通路２２の出口２２ｂが配置されるので、バイパス通路２２から流れ出るバイパスガス流が、強い乱流ＴＦを伴ったクーラガス流ＣＦと衝突し、クーラガス流ＣＦと混合され易くなる。このため、ＥＧＲガスの高流量域では、冷却されたクーラガス流ＣＦと冷却されていないバイパスガス流ＢＦとの混合をより一層改善することができ、ＥＧＲガス分配器１５を含む下流側ＥＧＲ通路へ流れるＥＧＲガスの温度を更に降下させることができる。

なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

（１）前記第６実施形態では、直角合流タイプにつき、バイパス通路２２の出口２２ｂを熱交換器２１の出口２１ｂの直下流に配置したが、図２５にＥＧＲクーラシステムの一部を拡大断面図で示すように、鈍角合流タイプにつき、バイパス通路２２の出口２２ｂを熱交換器２１の出口２１ｂの直下流に配置したり、図２６にＥＧＲクーラシステムの一部を拡大断面図で示すように、鋭角合流タイプにつき、バイパス通路２２の出口２２ｂを熱交換器２１の出口２１ｂの直下流に配置したりすることもできる。この場合、鈍角合流タイプについては、第６実施形態と同様に、クーラガス流の乱流を利用してクーラガス流とバイパスガス流との混合を更に改善することができる。

（２）前記各実施形態において、例えば、図２７にバイパス通路２２の一部を拡大断面図で示すように、ＥＧＲガスの流れを妨げるための複数の障壁２２ｃをバイパス通路２２に配置することもできる。図２７に示す障壁２２ｃは、バイパス通路２２を構成する配管を凹凸に加工して形成されたものである。この場合、バイパス通路２２に複数の障壁２２ｃが配置されるので、同通路２２を流れるＥＧＲガスは、障壁２２ｃと接触することで流れが妨げられ、高ＥＧＲ流量ほどバイパスガス流の圧損が増加する。このため、高ＥＧＲ流量ほどＥＧＲクーラシステムにおけるバイパス流量比を更に低下させることができる。

（３）前記各実施形態では、バイパス通路２２を熱交換器２１に対し鉛直方向上側に配置したが、バイパス通路を熱交換器に対し鉛直方向下側に配置してもよい。

この開示技術は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに設けられるＥＧＲシステムに利用することができる。

１ エンジン
２ 吸気通路
３ 排気通路
１２ ＥＧＲ通路
１３ ＥＧＲクーラ
２１ 熱交換器
２１ｂ 出口
２１ｃ ガス通路
２１ｅ フィン
２２ バイパス通路
２２ｂ 出口
２２ｃ 障壁
２３ バイパス弁
２３ａ 弁体
２３ｂ 回転軸
３０ ＥＧＲクーラシステム
θＭ 合流角度
θＶ 内角
Ｃ２ 中心軸線（バイパス通路の最下流部の）
Ｃ１ 中心軸線（ＥＧＲクーラ下流側の）
Ｖ１ 仮想線

Claims (5)

1. エンジンの排気通路から吸気通路へ排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラシステムであって、
   前記ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスを冷却するための熱交換器を含むＥＧＲクーラと、
   前記ＥＧＲ通路に流入したＥＧＲガスを前記ＥＧＲクーラの上流側で分岐させ、前記熱交換器を迂回させて前記ＥＧＲクーラの下流側へ導くバイパス通路と、
   前記ＥＧＲクーラと前記バイパス通路との合流部又は前記バイパス通路に設けられるバイパス弁と
   を備えたＥＧＲクーラシステムにおいて、
   前記バイパス通路の最下流部が所定の合流角度をもって前記ＥＧＲクーラの下流側と合流し、
   前記合流角度は、前記ＥＧＲクーラの下流側の中心軸線に対し前記バイパス通路の最下流部の中心軸線の延長がなす内角で規定され、４５°以上１８０°以下の範囲内の角度である
   ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
2. 請求項１に記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
   前記バイパス弁は、前記合流部の近傍に配置され、回転軸を中心に回動する弁体を含み、前記バイパス弁の開弁時に前記回転軸と直交し前記弁体の中心を通る仮想線の延長が前記ＥＧＲクーラの下流側の中心軸線へ向かって伸びると共に、前記中心軸線に対し前記仮想線の延長が前記合流角度に相当する内角をなして交差する
   ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
3. 請求項１に記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
   前記熱交換器は、前記ＥＧＲガスが流れ出る出口を含み、
   前記バイパス弁は、前記合流部の近傍に配置され、回転軸を中心に回動する弁体を含み、前記バイパス弁の開弁時に前記回転軸と直交し前記弁体の中心を通る仮想線の延長が前記熱交換器の前記出口の中心付近へ向かって伸びる
   ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
   前記熱交換器は、前記ＥＧＲガスが流れ出る出口を含むと共に、前記ＥＧＲガスが流れる複数のガス通路を含み、前記各ガス通路には複数のフィンが前記ＥＧＲガスと接触可能に配置され、
   前記バイパス通路は、前記ＥＧＲガスが流れ出る出口を含み、前記バイパス通路の前記出口が前記熱交換器の前記出口の直下流に配置される
   ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のＥＧＲクーラシステムにおいて、
   前記バイパス通路には、前記ＥＧＲガスの流れを妨げるための障壁が配置される
   ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。

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