JP3428086B2 - 内燃機関の気体還流装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の気体還流装
置に関し、特に、蒸発燃料等の還流気体の吸気系への導
入効率を向上させると共に、還流気体により燃料の壁流
を減少させた技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来燃料タンクから発生する蒸発燃料の
排出量を規制する対策として、該蒸発燃料を一旦キャニ
スタと称される吸着装置に吸着させ、該吸着燃料を所定
の機関状態で吸気負圧により吸気系に吸入（パージ）し
て燃焼処理させるシステムが考えられている（実開平１
−８５４５５号公報等参照）。 【０００３】即ち、このものは、燃料タンク内の圧力が
所定値以上の正圧になった時に、燃料タンク内の蒸発ガ
スをキャニスタに導き、該キャニスタ内に充填されてい
る活性炭等の吸着剤に前記蒸発ガスを吸着させ、該吸着
剤に吸着された燃料をパージ通路を介して機関の吸気ポ
ートに設けられた開口部より該吸気ポート内に導入して
機関に供給するようにしている。 【０００４】そして、吸気ポートを円形断面形状で一様
に断面を減少させて絞り部を形成し、該絞り部の断面が
最も小さいキャブレータのベンチェリ部にパージ通路の
一端を接続した開口部を設けている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の内燃機関の気体還流装置にあっては、通常、還流気体
の導入効率は開口部近傍の吸気ポートを流れる吸気負圧
の大きさに依存し、該吸気負圧の大きさは、断面が最も
小さいキャブレータのベンチェリ部における吸気流速の
上昇率に依存する。即ち、還流気体の導入効率は開口部
近傍の吸気ポートを流れる吸気流速の上昇率に比例して
向上する。 【０００６】しかし、図７及び図８に示すように、ベン
チェリ絞り部１は円形断面形状で一様に断面を減少させ
ているので、断面減少率は円周上で一定であり、開口部
３は最狭部２の円周上に設けられてあるため、図９に示
すように、開口部３近傍の吸気流速は最狭部２円周上で
は同一となり、還流気体の導入効率は一定でベンチェリ
絞り部１の断面減少率によって定められる値以上には大
きくならない。 【０００７】また、還流気体である蒸発燃料の流速の中
心方向成分が小さいので、開口部３より導入された蒸発
燃料が吸気ポート４壁面に付着して壁流が発生するとい
った問題点があった。本発明は、このような従来の問題
点に鑑みなされたものであり、還流気体の吸気系への導
入効率を向上させると共に、還流気体による壁流を減少
させた内燃機関の気体還流装置を提供することを目的と
する。 【０００８】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、内燃機関の吸気ポート絞り部側壁の開
口部に接続された還流通路を介して還流気体を吸気系へ
導入するように構成された内燃機関の気体還流装置にお
いて、前記吸気ポート絞り部の断面を吸気流速方向に対
して周方向不均一に縮小する形状とすると共に、この縮
小部において、前記還流気体の開口部を局部的断面減少
率が円周上で最大となる位置に設けた構成とする。 【０００９】 【作用】かかる構成によれば、吸気ポートを通過する吸
気負圧により、該吸気ポート絞り部側壁の開口部に接続
した還流通路より還流気体が吸気系へ導入されることに
なる。そして、開口部は、断面を吸気流速方向に対して
周方向不均一に縮小する形状とした吸気ポート絞り部の
縮小部において、局部的断面減少率が円周上で最大とな
る位置に設けられている。このため、開口部近傍で吸気
流速が最大となり、同一の平均断面減少率に対し、開口
部直後の負圧が局所的に高められることにより、還流気
体の導入効率を向上させることができる。 【００１０】また、還流気体の流速が増大して該流速の
中心方向成分が大きくなるので、例えば、還流気体であ
る蒸発燃料が壁面に付着して壁流となることが防止さ
れ、以て、空燃比フィードバック制御の制御性が向上す
る。 【００１１】 【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。先ず、図１〜図３において、本発明に係る内燃機
関の気体還流装置を蒸発燃料還流装置に応用した実施例
について説明する。一実施例の構成を示す図１及び図２
において、機関１０には、エアクリーナー１１からスロ
ットルチャンバー１２及び吸気マニホールド１３を介し
て空気が吸入される。 【００１２】前記スロットルチャンバー１２には、図示
しないアクセルペダルと連動するスロットル弁１４が設
けられていて、吸入空気流量Ｑを制御する。吸気マニホ
ールド１３には、各気筒毎に電磁式燃料噴射弁１５が設
けられており、図示しない燃料ポンプから圧送されプレ
ッシャレギュレータにより所定の圧力に制御される燃料
を吸気マニホールド１３内に噴射供給する。 【００１３】また、機関１０には、燃料タンク２０の蒸
発燃料処理装置２１が備えられている。この蒸発燃料処
理装置２１は、キャニスタ２２内に充填された活性炭等
の吸着剤２３に、燃料タンク２０内で発生した蒸発燃料
を吸着捕集させ、該吸着剤２３に吸着された燃料を、パ
ージ通路２４を介してスロットル弁１４下流側の吸気通
路に供給するものである。 【００１４】前記キャニスタ２２には、燃料タンク２０
内の正圧が所定値以上になったときに開くチェックバル
ブ２５が介装された蒸発ガス通路２６を介して燃料タン
ク２０内の蒸発ガスが導入されるようになっており、ま
た、前記パージ通路２４には、スロットル負圧が負圧導
入路２７を介して導入される圧力室を備えたダイヤフラ
ムバルブ２８が介装されている。 【００１５】このダイヤフラムバルブ２８は、機関１０
が回転して所定値以上のスロットル負圧が加えられると
スプリング２８ａの閉弁付勢力に抗してパージ通路２４
を開き、機関１０の回転停止時でスロットル負圧が大気
圧になったときには前記スプリング２８ａの閉弁付勢力
によって閉弁してパージ通路２４を閉じるものであり、
適正なパージ領域で燃料のパージを行わせるようになっ
ている。 【００１６】また、前記パージ通路２４の前記ダイヤフ
ラムバルブ２８の下流側には、図示しないコントロール
ユニットによって通電制御（開閉制御）される常開型の
ソレノイドバルブ２９が介装されている。そして、吸気
マニホールド１３には、気筒毎に独立した管路１３ａ〜
１３ｄが形成され、その上流端とスロットルチャンバー
１２とは、スペーサ１６を介して連結されている。 【００１７】このスペーサ１６は、図３に示すように、
気筒毎に独立した管路１３ａ〜１３ｄへ吸気を分配すべ
く、大円形状の通路を４分割して各管路１３ａ〜１３ｄ
へ吸気を導入する扇型形状の入口部１６ａを形成すると
共に、該入口部１６ａを徐々に通路断面積を減少させて
小円形状の最狭部１６ｄ通路として絞り部１６ｂ，１６
ｂ・・を形成したものである。即ち、絞り部１６ｂ，１
６ｂ・・は、断面が吸気流速方向に対して周方向不均一
に変化して、局部的断面減少率が周方向で不均一になる
ように形成される。 【００１８】また、スペーサ１６の側壁部には、前記パ
ージ通路２４の一端が接続される導入管１６ｃが設けら
れ、該導入管１６ｃは通路１６ｅ及び各絞り部１６ｂ，
１６ｂ・・に開口した開口部１７，１７・・を介して気
筒毎に独立した管路１３ａ〜１３ｄと連通している。こ
の開口部１７，１７・・は、絞り部１６ｂ，１６ｂ・・
における扇型形状の入口部１６ａから小円形状の最狭部
１６ｄへかけての局部的断面減少率が最大となる位置に
設けられている。 【００１９】次に、図４〜図６により本発明の作用を説
明する。図４及び図５に示すように、絞り部１６ｂは扇
型形状の入口部１６ａから徐々に通路断面積を減少させ
て小円形状の最狭部１６ｄ通路としたので、該絞り部１
６ｂの最狭部１６ｄにおける局部的断面減少率は円周上
で一定ではない。そして、開口部１７は最狭部１６ｄの
局部的断面減少率が最大な位置（図では、約３２０°近
傍）に設けられてあるため、図６に示すように、開口部
１７近傍の吸気流速は最狭部１６ｄの他の位置（１３０
°位置を除く）に比べて最大となる。 【００２０】従って、開口部１７近傍の吸気負圧が局所
的に増加して、該開口部１７より導入される燃料のパー
ジ流速が増大することにより、パージの導入効率を向上
させることができる。また、パージの流速が増大して該
流速の中心方向成分Ｘが大きくなるので、蒸発燃料が壁
面に付着して壁流となることが防止され、以て、空燃比
フィードバック制御の制御性が向上する。 【００２１】尚、以上の実施例では、本発明に係る内燃
機関の気体還流装置を蒸発燃料還流装置に応用した例に
ついて説明してきたが、これに限定されるものではな
く、吸気負圧を駆動源として還流通路より還流気体を吸
気系へ導入するようにした、例えば、ＥＧＲ還流装置や
ブローバイガス還流装置等にも適用できることは当然で
ある。 【００２２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃機関の吸気ポート絞り部側壁の開口部に接続された
還流通路を介して還流気体を吸気系へ導入するように構
成された内燃機関の気体還流装置において、前記吸気ポ
ート絞り部の断面を吸気流速方向に対して周方向不均一
に縮小する形状とすると共に、この縮小部において、前
記還流気体の開口部を局部的断面減少率が円周上で最大
となる位置に設けたので、還流気体の導入効率が向上す
ると共に、還流気体による壁流を減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る内燃機関の気体還流装置を応用し
た蒸発燃料還流装置を示すシステム図。 【図２】図１のＡ−Ａ線部分断面図。 【図３】（ａ）は図１のスペーサを示す正面図、（ｂ）
は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の側面図。 【図４】図３のスペーサの絞り部を示す部分平面図。 【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。 【図６】絞り部の円周上における吸気流速を示す図。 【図７】従来の吸気マニホールドの絞り部を示す平面
図。 【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図。 【図９】絞り部の円周上における吸気流速を示す図。 【符号の説明】 １０ 機関 １１ エアクリーナー １２ スロットルチャンバー １３ 吸気マニホールド １４ スロットル弁 １５ 燃料噴射弁 １６ スペーサ １６ａ 入口部 １６ｂ 絞り部 １６ｃ 導入管 １６ｄ 最狭部 １７ 開口部 ２０ 燃料タンク ２１ 蒸発燃料処理装置 ２２ キャニスタ ２３ 吸着剤 ２４ パージ通路 ２５ チェックバルブ ２６ 蒸発ガス通路 ２７ 負圧導入路 ２８ ダイヤフラムバルブ ２９ ソレノイドバルブ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】内燃機関の吸気ポート絞り部側壁の開口部
   に接続された還流通路を介して還流気体を吸気系へ導入
   するように構成された内燃機関の気体還流装置におい
   て、 前記吸気ポート絞り部の断面を吸気流速方向に対して周
   方向不均一に縮小する形状とすると共に、この縮小部において、 前記還流気体の開口部を局部的断
   面減少率が円周上で最大となる位置に設けたことを特徴
   とする内燃機関の気体還流装置。