JP7282683B2 - ミキシングコネクタ及びエンジン - Google Patents

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Description

この発明は、ミキシングコネクタ及びエンジンに関する。
特許文献１～３には、エンジン本体から排出される排気ガス中のＮＯｘを低減するために、エンジン本体から排気された排気ガスの一部をＥＧＲガス（排気再循環ガス）として外気（新気）と混合してエンジン本体に戻すエンジンが開示されている。特許文献１～３のエンジンでは、外気を暖めるヒータが、外気をエンジン本体に導入する吸気通路のうち、ＥＧＲガスとの合流部分よりも上流側に設けられている。
米国特許出願公開第２０１２／０１８０４７８号明細書 特開２０１８－１８８９８３号公報 特開２０１０－１４４６６９号公報
しかしながら、この種のエンジンでは、ＥＧＲガスが合流部分よりも吸気通路の上流側に逆流することがある。この場合、ＥＧＲガスに含まれる煤がヒータに付着して、ヒータの性能が低下してしまう、という問題がある。
なお、吸気通路におけるＥＧＲガスの逆流は、稼働中のエンジンにおいて、エンジン本体の全ての吸気バルブが瞬間的あるいは一時的に閉じて、吸気通路からエンジン本体に向かう外気の流れが一時的に停止することで生じる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲガスがヒータに到達することを抑えてヒータの性能低下を抑制できるミキシングコネクタ及びエンジンを提供することを目的とする。
本発明の第一の態様に係るミキシングコネクタは、外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間に配置された第三壁面と、を含み、前記第二壁面は、前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に位置しており、前記第三壁面は、前記第一壁面の前記導入口側の端から前記導入口側に延びるに従って、前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に向けて延びるように傾斜して、前記第二壁面の前記合流部側の端に接続された傾斜面である。
本発明の第二の態様に係るミキシングコネクタは、外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間で前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に張り出す第三壁面と、を含み、前記吸気通路は、前記導入口を含む上流側通路と、前記上流側通路の下流端側に位置し、前記上流側通路と異なる方向に延びる下流側通路と、前記上流側通路と前記下流側通路とを接続する屈曲通路と、を有し、前記合流部は、少なくとも前記屈曲通路側に位置する前記下流側通路の上流端部に位置し、前記下流側通路の内面のうち前記屈曲通路の径方向内側に対応する内側領域から突出し、前記合流部と前記反対壁面のうち前記合流部に対向する対向領域との間に位置して前記合流部に対向する凸部を備え、前記凸部の突出方向の先端と、前記下流側通路の内面のうち前記内側領域に対向する外側領域と、の間には、隙間が形成されている。
本発明の第三の態様に係るミキシングコネクタは、外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間で前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に張り出す第三壁面と、を含み、前記反対壁面のうち前記合流部に対向する対向領域には、前記反対壁面から窪む窪み部が形成されている。
本発明の第四の態様に係るミキシングコネクタは、外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、前記吸気通路は、前記吸気通路の導入口を含む上流側通路と、前記上流側通路の下流端側に位置し、前記上流側通路と異なる方向に延びる下流側通路と、前記上流側通路と前記下流側通路とを接続する屈曲通路と、を有し、前記合流部は、少なくとも前記屈曲通路側に位置する前記下流側通路の上流端部に位置し、前記下流側通路の内面のうち前記屈曲通路の径方向内側に対応する内側領域から突出し、前記合流部と前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置して前記合流部に対向する対向領域との間に位置して前記合流部に対向する凸部を備え、前記凸部の突出方向の先端と、前記下流側通路の内面のうち前記内側領域に対向する外側領域と、の間には、隙間が形成されている。
本発明の第一の態様に係るエンジンは、前記ミキシングコネクタと、エンジン本体と、を備える。
本発明によれば、ＥＧＲガスが吸気通路の導入口に設けられたヒータに到達することを抑えてヒータの性能低下を抑制できる。
本発明の一実施形態に係るエンジンを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るミキシングコネクタの外観を示す斜視図である。 図２のミキシングコネクタの内部の吸気通路及びＥＧＲ通路を示す斜視図である。 図２のIV－IV断面図である。 図４のV－V断面図である。 図４のVI－VI断面図である。 図４～６のVII－VII断面図である。 図５～７のVIII－VIII断面図である。
以下、本発明の一実施形態について図１～図８を参照して詳細に説明する。本実施形態に係るミキシングコネクタ１００は、図１に例示するエンジン１に備える。はじめに、エンジン１について説明する。
＜エンジン＞
図１に示すように、エンジン１は、後述するミキシングコネクタ１００の他に、内部に複数の燃焼室２Ａを有するエンジン本体２を備える。図1に例示するエンジン本体２は、３つの燃焼室２Ａを有する３気筒エンジンである。
また、エンジン１は、吸気経路３と、エアクリーナ４と、タービン５Ａ及びコンプレッサ５Ｂを有する排気ターボ過給機５と、アフタークーラ６と、吸気マニホールド７と、をさらに備える。
吸気経路３は、外気をエンジン本体２に導入するための経路である。エアクリーナ４、排気ターボ過給機５のコンプレッサ５Ｂ、アフタークーラ６は、吸気経路３においてエンジン本体２に向かう方向にこの順番で並んでいる。
排気ターボ過給機５は、エンジン本体２から排出される排気ガスを利用して、エアクリーナ４を通して吸気された外気を圧縮する。排気ターボ過給機５のタービン５Ａは、排気ガスの排気エネルギーによって回転する。排気ターボ過給機５のコンプレッサ５Ｂは、タービン５Ａと共に回転して外気を圧縮する。
アフタークーラ６は、排気ターボ過給機５で圧縮されて高温になった空気（外気）を冷却する。
吸気マニホールド７は、エンジン本体２と吸気経路３との間に設けられ、吸気経路３から流れてきた空気（外気）を各燃焼室２Ａに分配する。本実施形態の吸気マニホールド７は、燃焼室２Ａの配列方向に延びて吸気経路３からの空気が流れる主流部分７Ａと、主流部分７Ａから各燃焼室２Ａまで延びる複数（図示例では３つ）の分流部分７Ｂと、を有する。複数の分流部分７Ｂは、主流部分７Ａの延長方向に互いに間隔をあけた位置で各々主流部分７Ａに接続される。このため、本実施形態の吸気マニホールド７では、その入口から各燃焼室２Ａに至る複数の経路の長さが互いに異なる。なお、吸気マニホールド７では、例えば上記した複数の経路の長さが互いに等しくてもよい。
また、エンジン１は、排気経路８と、排気マニホールド９と、ＥＧＲ経路１０と、ＥＧＲクーラ１１と、ＥＧＲバルブ１２と、をさらに備える。
排気経路８は、エンジン本体２から排気ガスを排出するための経路である。排気経路８の途中には、前述した排気ターボ過給機５のタービン５Ａが配される。
排気マニホールド９は、エンジン本体２と排気経路８の間に設けられ、エンジン本体２の各燃焼室２Ａから排出された排気ガスを集めて排気経路８に流入させる。
ＥＧＲ経路１０は、排気マニホールド９から吸気経路３のうちアフタークーラ６と吸気マニホールド７との間の部位まで延びる。なお、ＥＧＲ経路１０は、例えば排気経路８から吸気経路３まで延びてもよい。ＥＧＲ経路１０は、エンジン本体２から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気経路３に戻すための経路である。ＥＧＲクーラ１１とＥＧＲバルブ１２とは、ＥＧＲ経路１０において吸気経路３に向かう方向にこの順番で並んでいる。
ＥＧＲクーラ１１は、ＥＧＲガスを冷却する。
ＥＧＲバルブ１２は、ＥＧＲ経路１０を開閉する。ＥＧＲバルブ１２は、ＥＧＲ経路１０におけるＥＧＲガス（排気ガス）の圧力が吸気経路３を通る外気の圧力よりも高い場合にＥＧＲ経路１０を開く。これにより、ＥＧＲガスを吸気経路３に戻すことができる。ＥＧＲバルブ１２の開閉制御は、排気経路８や排気マニホールド９に設けられたＮＯｘ量検出手段（不図示）からの検出信号に応じて、エンジンコントローラ（不図示）によって行われる。
＜ミキシングコネクタ＞
ミキシングコネクタ１００は、吸気経路３とＥＧＲ経路１０とが合流する部分を構成する。以下、ミキシングコネクタ１００について説明する。
本実施形態のミキシングコネクタ１００は、鋳物である。図２，３に示すように、ミキシングコネクタ１００は、吸気通路１０１と、ヒータ１０２と、ＥＧＲ通路１０３と、合流部１０４と、を備える。図３は、吸気通路１０１及びＥＧＲ通路１０３を含むミキシングコネクタ１００の内部の通路を示している。
吸気通路１０１は、外気をエンジン本体２に導入するための通路であり、導入口１０１Ａと導出口１０１Ｂとを有する。吸気通路１０１の導入口１０１Ａは、図１に示す吸気経路３のうちアフタークーラ６の下流側に接続される。吸気通路１０１の導出口１０１Ｂは、図１に示すエンジン本体２側に接続される。これにより、アフタークーラ６からの外気は、ミキシングコネクタ１００の吸気通路１０１を通ってエンジン本体２に向けて流れる。吸気通路１０１は、例えば吸気経路３の途中に配されてもよいし、例えば吸気経路３と吸気マニホールド７との間に配されてもよい。
吸気通路１０１は、例えば直線状に形成されてよい。本実施形態の吸気通路１０１は、図５，６に示すように、吸気通路１０１の長手方向の中途部で屈曲している。具体的に、吸気通路１０１は、上流側通路１１１と、上流側通路１１１と異なる方向に延びる下流側通路１１２と、上流側通路１１１と下流側通路１１２とを接続する屈曲通路１１３と、を有する。
上流側通路１１１は、吸気通路１０１の導入口１０１Ａを含む。下流側通路１１２は、上流側通路１１１の下流端側に位置し、吸気通路１０１の導出口１０１Ｂを含む。図示例における下流側通路１１２の長さは上流側通路１１１の長さよりも短いが、これに限ることはない。上流側通路１１１及び下流側通路１１２は、それぞれ直線状に延びている。上流側通路１１１と下流側通路１１２とは、任意の角度で交差してよいが、本実施形態では直交する。図示例において、上流側通路１１１はＺ軸方向に延び、下流側通路１１２はＺ軸方向に直交するＸ軸方向に延びている。屈曲通路１１３は少なくとも屈曲した通路であればよい。本実施形態の屈曲通路１１３は、上流側通路１１１と下流側通路１１２とを滑らかに接続するように湾曲している。
本実施形態の吸気通路１０１は、その導入口１０１Ａから導出口１０１Ｂに向かうにしたがって流路断面が小さくなる先細り状に形成されている。特に、上流側通路１１１が先細り状に形成されている。
ヒータ１０２は、吸気通路１０１の導入口１０１Ａに設けられる。ヒータ１０２は、例えば外気の温度が低い場合に当該外気を暖める。これにより、過度に温度の低い外気がエンジン本体２の燃焼室２Ａ（図１参照）に導入されることを抑制又は防止できる。
図３，４，８に示すように、ＥＧＲ通路１０３は、エンジン本体２から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気通路１０１に戻すための通路である。本実施形態において、ＥＧＲ通路１０３は前述したＥＧＲ経路１０（図１参照）の下流側の端部を構成する。ＥＧＲ経路１０に接続されるＥＧＲ通路１０３の導入口１０３Ａは、図２，３に例示するように複数（図示例では二つ）であってもよいが、例えば一つであってもよい。図３に例示するＥＧＲ通路１０３は、その導入口１０３Ａから吸気通路１０１側に向かうにしたがって流路断面が小さくなる先細り状に形成されているが、これに限ることはない。
図３，４，８に示すように、合流部１０４は、吸気通路１０１及びＥＧＲ通路１０３の長手方向が互いに交差するように、ＥＧＲ通路１０３を吸気通路１０１の長手方向の中途部に接続する。本実施形態の合流部１０４は、吸気通路１０１及びＥＧＲ通路１０３の長手方向が互いに直交するように、ＥＧＲ通路１０３を吸気通路１０１の中途部に接続する。
合流部１０４は、吸気通路１０１の内面に開口するＥＧＲ通路１０３の下流端を含む。ＥＧＲ通路１０３の下流端は、吸気通路１０１に対するＥＧＲガスの流入口１０４Ａである。以下の説明では、ＥＧＲ通路１０３の下流端を合流部１０４の流入口１０４Ａと呼ぶことがある。
図５，７に示すように、合流部１０４（特に流入口１０４Ａ）は、下流側通路１１２の長手方向において屈曲通路１１３側に位置する下流側通路１１２の上流端部に位置する。また、本実施形態では、合流部１０４（特に流入口１０４Ａ）の一部が下流側通路１１２の上流端側に位置する屈曲通路１１３の下流端部にも位置する。図５に示す方向（Ｙ軸方向）から見て、合流部１０４は後述する凸部１０５の後側に位置する。
また、本実施形態における合流部１０４の流入口１０４Ａは、図４，５に示すように、下流側通路１１２の内面のうち、当該下流側通路１１２の内面の周方向において、屈曲通路１１３の径方向内側に対応する下流側通路１１２の内側領域１１２Ａと、屈曲通路１１３の径方向外側に対応する下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂとの間の領域に開口する。これにより、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路１０３から吸気通路１０１に流入する方向は、概ね、下流側通路１１２の長手方向（図５においてＸ軸方向）、及び、屈曲通路１１３の下流端における屈曲通路１１３の径方向（図５においてＺ軸方向）に直交する方向（図５においてＹ軸方向）となる。
図８に示すように、吸気通路１０１の内面は、当該内面を構成して吸気通路１０１の長手方向に直交する方向（図８においてＺ軸方向）において合流部１０４（特に流入口１０４Ａ）と反対側に位置する反対壁面１１５のうち、合流部１０４よりも吸気通路１０１の導入口１０１Ａ側に位置する上流側領域１１６を含む。本実施形態における上流側領域１１６は、吸気通路１０１のうち上流側通路１１１の内面を構成する。
上流側領域１１６は、第一壁面１１６Ａと、第二壁面１１６Ｂと、第三壁面１１６Ｃと、を含む。第一壁面１１６Ａ及び第二壁面１１６Ｂは、吸気通路１０１の長手方向において合流部１０４側から導入口１０１Ａに向けてこの順番で間隔をあけて配される。第三壁面１１６Ｃは、第一壁面１１６Ａ及び第二壁面１１６Ｂの間で第一壁面１１６Ａに対して内側（吸気通路１０１の径方向内側）に張り出す。
本実施形態においては、第三壁面１１６Ｃが、第一壁面１１６Ａの導入口１０１Ａ側の端から、第一壁面１１６Ａの内側に延びるにしたがって、吸気通路１０１の長手方向において導入口１０１Ａに向けて延びるように傾斜する傾斜面となっている。
そして、第一壁面１１６Ａと第三壁面１１６Ｃとは、湾曲した面で連続している。同様に、第二壁面１１６Ｂと第三壁面１１６Ｃとは、湾曲した面で連続している。すなわち、第一壁面１１６Ａと第三壁面１１６Ｃとが滑らかに連なり、かつ、第二壁面１１６Ｂと第三壁面１１６Ｃとが滑らかに連なる。
また、本実施形態では、第二壁面１１６Ｂが第一壁面１１６Ａよりも内側に位置する。第一壁面１１６Ａと第二壁面１１６Ｂとは、図示例のように吸気通路１０１の長手方向において互いに平行となるように配置されてもよいが、これに限ることはない。
さらに、吸気通路１０１の内面のうち、吸気通路１０１の径方向において第一～第三壁面１１６Ａ～１１６Ｃに対向する上流対向領域１１７は、第二壁面１１６Ｂとの間隔が第一壁面１１６Ａとの間隔よりも大きくなるように湾曲している。これにより、吸気通路１０１（特に上流側通路１１１）を先細り状に形成できる。
図４～６に示すように、本実施形態のミキシングコネクタ１００は、凸部１０５をさらに備える。凸部１０５は、下流側通路１１２の内側領域１１２Ａから外側領域１１２Ｂに向かってＺ軸負方向に突出する。凸部１０５は、図７に示すように、吸気通路１０１の反対壁面１１５のうち合流部１０４（流入口１０４Ａ）に対向する対向領域１１８との間に位置して合流部１０４（流入口１０４Ａ）に対向する。凸部１０５は、Ｙ軸方向において対向領域１１８及び合流部１０４の流入口１０４Ａの両方に対して間隔をあけて配される。
図４～６に示すように、凸部１０５の突出方向の先端と、下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂとの間には、隙間が形成されている。すなわち、凸部１０５の先端は下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂに到達しない。本実施形態における凸部１０５の突出長さは、内側領域１１２Ａから外側領域１１２Ｂに至る長さの半分程度となっているが、これに限ることはない。
凸部１０５は、図５に示すように凸部１０５と合流部１０４の流入口１０４Ａとが並ぶ方向（Ｙ軸方向）から見て、例えば合流部１０４の流入口１０４Ａの全体に対向してもよいが、本実施形態では合流部１０４の流入口１０４Ａの一部に対向している。具体的に、凸部１０５は、流入口１０４Ａのうち下流側通路１１２の内側領域１１２Ａに近い部分に対向し、下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂに近い部分には対向しない。
これにより、ＥＧＲ通路１０３から下流側通路１１２のうち内側領域１１２Ａに近い部分に流入するＥＧＲガスの流れは、凸部１０５によってせき止められる。一方、ＥＧＲ通路１０３から下流側通路１１２のうち外側領域１１２Ｂに近い部分に流入するＥＧＲガスの流れは、凸部１０５によってせき止められずに対向領域１１８（図４参照）まで到達する。
図５，６に示すように、凸部１０５のうち吸気通路１０１の上流側に位置する端部１０５Ａは、凸部１０５の突出方向の基端から先端に向かうにしたがって上流側通路１１１から下流側通路１１２に向かうように（すなわち吸気通路１０１の導出口１０１Ｂに向かうように）傾斜している。
凸部１０５の上流側の端部１０５Ａは、図示例のように下流側通路１１２の上流端に位置してもよいし、例えば下流側通路１１２の上流端に対して下流側に間隔をあけて位置してもよい。一方、凸部１０５の下流側の端部１０５Ｂは、図示例のように吸気通路１０１の導出口１０１Ｂに位置してもよいし、吸気通路１０１の導出口１０１Ｂに対して下流側通路１１２の上流側に間隔をあけて位置してもよい。
凸部１０５は、任意の形状に形成されてよい。本実施形態の凸部１０５は、図４，８に示すように、凸部１０５及び合流部１０４の流入口１０４Ａが並ぶ方向（図４，８においてＹ軸方向）を板厚方向とする板状に形成されている。
図４，６～８に示すように、吸気通路１０１の反対壁面１１５の対向領域１１８には、反対壁面１１５から窪む窪み部１２０が形成されている。本実施形態において、窪み部１２０は対向領域１１８のうち下流側通路１１２の上流端部に形成されている。また、本実施形態の窪み部１２０は、屈曲通路１１３の下流端部まで延びて形成されている（特に図６，７参照）。窪み部１２０の内面は、任意の形状に形成されてよいが、本実施形態では、図８に示すように下流側通路１１２の長手方向（Ｘ軸方向）に直交する断面で滑らかに湾曲した円弧状に形成されている。
＜作用効果＞
以上のように構成される本実施形態のミキシングコネクタ１００において、ＥＧＲ通路１０３から吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスは、図８に示すように、主に、合流部１０４の流入口１０４Ａから流入口１０４Ａに対向する反対壁面１１５の対向領域１１８に向けて流れる。
そして、吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れの一部は、凸部１０５によって遮られる。すなわち、吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの一部の流れが、凸部１０５によって弱められる。これにより、ＥＧＲガスが合流部１０４から吸気通路１０１の導入口１０１Ａに向けて逆流することを抑制できる。図８における矢印Ｆ１は、凸部１０５によって遮られるＥＧＲガスの流れの一例を示している。
また、ＥＧＲ通路１０３から吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れの一部は、凸部１０５の先端と下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂとの隙間などを通過して、合流部１０４の流入口１０４Ａに対向する対向領域１１８に到達する。ここで、対向領域１１８には窪み部１２０が形成されているため、ＥＧＲガスの一部が窪み部１２０に流れ込む。このため、ＥＧＲガスを窪み部１２０において滞留させることができる。これにより、ＥＧＲガスが合流部１０４から吸気通路１０１の導入口１０１Ａに向けて逆流することを抑制することができる。図８における矢印Ｆ２は、窪み部１２０において滞留するＥＧＲガスの流れの一例を示している。
また、反対壁面１１５の対向領域１１８に到達したＥＧＲガスの一部は、対向領域１１８よりも上流側に位置する反対壁面１１５の第一壁面１１６Ａに沿って吸気通路１０１の導入口１０１Ａに向けて流れることがある。この場合、第一壁面１１６Ａに沿うＥＧＲガスの流れ方向は、第一壁面１１６Ａの内側に張り出す第三壁面１１６Ｃによって変えられる。具体的には、第三壁面１１６Ｃによって、導入口１０１Ａに向かうＥＧＲガスの流れの成分が小さくなり、上流側内面の径方向内側に向かうＥＧＲガスの流れの成分が大きくなる。すなわち、導入口１０１Ａに向かうＥＧＲガスの流れが、第三壁面１１６Ｃによって弱められる。これにより、ＥＧＲガスが吸気通路１０１の導入口１０１Ａ及びヒータ１０２に到達することを抑制できる。図８における矢印Ｆ３は、第三壁面１１６Ｃによって弱められるＥＧＲガスの流れの一例を示している。
また、本実施形態のミキシングコネクタ１００においては、図５に示すように、外気が吸気通路１０１の導入口１０１Ａから導出口１０１Ｂまで上流側通路１１１、屈曲通路１１３及び下流側通路１１２に順番に流れる。このため、屈曲通路１１３では、その径方向外側における外気の流れＦ４１の流速が、径方向内側における外気の流れＦ４２の流速よりも大きい。また、凸部１０５は、下流側通路１１２のうち屈曲通路１１３の径方向内側に対応する領域に配され、屈曲通路１１３の径方向外側に対応する領域には配されない。このため、屈曲通路１１３の径方向外側における速い外気の流れＦ４１は、凸部１０５によって遮られずに減速されずに吸気通路１０１の導出口１０１Ｂまで到達する。
一方、凸部１０５は、下流側通路１１２のうち屈曲通路１１３の径方向内側に対応する領域（すなわち外気の流速が小さい領域）で吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れを遮る（特に図８の矢印Ｆ１参照）。このため、吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流速を効果的に下げることができる。これにより、屈曲通路１１３の径方向外側における速い外気の流れＦ４１は、吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れによって妨げられない、あるいは、妨げられにくくなる。また、外気の流速が小さい屈曲通路１１３の径方向内側に対応する領域では、凸部１０５によって流速が低下したＥＧＲガスが、流速の小さい外気と良好に混合される。
そして、凸部１０５によって流速が低下したＥＧＲガスは、屈曲通路１１３の径方向外側における速い外気の流れＦ４１に乗せられる。これにより、ＥＧＲガスは、外気と共に速い流速で吸気通路１０１の導出口１０１Ｂからエンジン本体２に向けて流れる。
以上説明したように、本実施形態に係るミキシングコネクタ１００及びエンジン１によれば、合流部１０４と反対側に位置する吸気通路１０１の反対壁面１１５の上流側領域１１６には、第一壁面１１６Ａ、第三壁面１１６Ｃ、第二壁面１１６Ｂが合流部１０４側から導入口１０１Ａに向けて順番に並んでいる。そして、第三壁面１１６Ｃは、第一壁面１１６Ａに対して内側に張り出している。このため、合流部１０４において吸気通路１０１に流入したＥＧＲガスが第一壁面１１６Ａに沿って導入口１０１Ａに向けて逆流しても、当該ＥＧＲガスの流れ方向は、第三壁面１１６Ｃによって変えられる。これにより、ＥＧＲガスが吸気通路１０１の導入口１０１Ａに到達することを抑制できる。したがって、ＥＧＲガスに含まれる煤が導入口１０１Ａに設けたヒータ１０２に付着することを抑え、ヒータ１０２の性能低下を抑制できる。
また、本実施形態のミキシングコネクタ１００によれば、第三壁面１１６Ｃが傾斜面であると共に、第一壁面１１６Ａ及び第三壁面１１６Ｃが湾曲した面で滑らかに連続し、かつ、第二壁面１１６Ｂ及び第三壁面１１６Ｃも湾曲した面で滑らかに連続する。このため、第一～第三壁面１１６Ａ～１１６Ｃに基づいて吸気通路１０１（特に上流側通路１１１）において流れる外気に圧力損失が生じることを抑制できる。
また、本実施形態のミキシングコネクタ１００によれば、下流側通路１１２の内面に設けられた凸部１０５は、合流部１０４の流入口１０４Ａから吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れを弱めるように設けられている。また、凸部１０５は、屈曲通路１１３の径方向外側における速い外気の流れＦ４１を阻害しないように設けられている。このため、外気を速い流速で吸気通路１０１の導出口１０１Ｂからエンジン本体２に向けて流すことができる。また、凸部１０５によって流速が低下したＥＧＲガスを、屈曲通路１１３の径方向外側における速い外気の流れＦ４１に乗せて、外気と共に速い流速で吸気通路１０１の導出口１０１Ｂからエンジン本体２に向けて流すことができる。
これにより、比重の大きいＥＧＲガスを外気の速い流れに乗せてエンジン本体２の燃焼室２Ａに確実に供給することができる。また、本実施形態の吸気マニホールド７のように、入口から各燃焼室２Ａに至る複数の経路の長さが互いに異なっていても、比重の大きいＥＧＲガスを外気の速い流れに乗せて全ての燃焼室２Ａに均等に供給することができる。すなわち、エンジン本体２の全ての燃焼室２Ａに、ＥＧＲガスの濃度が均等な混合ガスを供給することが可能となる。
また、本実施形態のミキシングコネクタ１００によれば、凸部１０５の上流側の端部１０５Ａが、凸部１０５の突出方向の基端から先端に向かうにしたがって上流側通路１１１から下流側通路１１２に向かうように傾斜している。このため、凸部１０５に起因して、吸気通路１０１において流れる外気（特に屈曲通路１１３の径方向内側において流れる外気）の圧力損失を減らすことができる。すなわち、吸気通路１０１における外気の流れが、凸部１０５によって弱められることを抑制できる。
また、本実施形態のミキシングコネクタ１００によれば、吸気通路１０１の内面のうち合流部１０４に対向する対向領域１１８に窪み部１２０が形成されていることで、合流部１０４の流入口１０４Ａから吸気通路１０１に流入したＥＧＲガスを窪み部１２０において滞留させることができる。これにより、ＥＧＲガスが合流部１０４から吸気通路１０１の導入口１０１Ａに向けて逆流することを抑制して、ＥＧＲガスに含まれる煤が導入口１０１Ａに設けたヒータ１０２に付着することをさらに効果的に抑えることができる。
合流部１０４から吸気通路１０１の導入口１０１Ａに向かうＥＧＲガスの逆流は、本実施形態のように燃焼室２Ａ（気筒数）が３つであるエンジン１において生じやすい。このため、ＥＧＲガスの逆流を抑制できる本実施形態のミキシングコネクタ１００は、本実施形態のような３気筒のエンジンに適用されることが特に有効である。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本発明のミキシングコネクタにおいて、第二壁面１１６Ｂが第一壁面１１６Ａよりも内側に位置する場合、第一壁面１１６Ａと第二壁面１１６Ｂとの間に位置する第三壁面１１６Ｃは、例えば第一壁面１１６Ａと第二壁面１１６Ｂとを階段状に接続する段差面であってもよい。すなわち、第三壁面１１６Ｃが第一壁面１１６Ａに対して直交してもよい。
また、第一壁面１１６Ａと第二壁面１１６Ｂとの間に位置する第三壁面１１６Ｃは、例えば第一壁面１１６Ａ及び第二壁面１１６Ｂよりも内側に突出する突起によって構成されてもよい。この場合、第二壁面１１６Ｂは、上記実施形態と同様に第一壁面１１６Ａよりも内側に位置してもよいが、これに限ることはない。
本発明のミキシングコネクタにおいて、凸部１０５は、例えば下流側通路１１２の外側領域１１２Ｂから内側領域１１２Ａに向けて突出してもよい。この場合でも、ＥＧＲ通路１０３から吸気通路１０１に流入するＥＧＲガスの流れを凸部１０５によって弱める（流速を下げる）ことができる。したがって、ＥＧＲガスがヒータ１０２に到達することを抑制できる。
本発明のミキシングコネクタにおいて、合流部１０４の流入口１０４Ａは、例えば下流側通路１１２の内面のうち外側領域１１２Ｂや内側領域１１２Ａに開口してもよい。
本発明のミキシングコネクタにおいて、合流部１０４は、例えばＥＧＲ通路１０３が吸気通路１０１の径方向において吸気通路１０１から離れるにしたがって吸気通路１０１の長手方向に延びるように、ＥＧＲ通路１０３を吸気通路１０１の中途部に接続してもよい。この場合、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路１０３から吸気通路１０１に流入する方向は、吸気通路１０１の下流側に向かう方向の成分を含むとよい。これにより、ＥＧＲガスが合流部１０４よりも吸気通路１０１の上流側に逆流することを抑制できる。
本発明のエンジンは、ダンプトラック、油圧ショベル、ブルドーザー、モータグレーダ、クレーンなど任意の作業車両に適用されてよい。
１…エンジン、２…エンジン本体、３…吸気経路、７…吸気マニホールド、８…排気経路、９…排気マニホールド、１０…ＥＧＲ経路、１００…ミキシングコネクタ、１０１…吸気通路、１０１Ａ…導入口、１０１Ｂ…導出口、１０２…ヒータ、１０３…ＥＧＲ通路、１０４…合流部、１０５…凸部、１０５Ａ…凸部１０５の上流側の端部、１１１…上流側通路、１１２…下流側通路、１１２Ａ…内側領域、１１２Ｂ…外側領域、１１３…屈曲通路、１１５…反対壁面、１１６…上流側領域、１１６Ａ…第一壁面、１１６Ｂ…第二壁面、１１６Ｃ…第三壁面、１１８…対向領域、１２０…窪み部

Claims (9)

  1. 外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、
    前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、
    前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、
    前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間に配置された第三壁面と、を含み、
    前記第二壁面は、前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に位置しており、
    前記第三壁面は、前記第一壁面の前記導入口側の端から前記導入口側に延びるに従って、前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に向けて延びるように傾斜して、前記第二壁面の前記合流部側の端に接続された傾斜面であるミキシングコネクタ。
  2. 前記吸気通路の内面を構成し、前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記第一壁面、前記第二壁面及び前記第三壁面に対向するとともに、前記第二壁面との間隔が前記第一壁面との間隔よりも大きくなるように湾曲していることで、前記吸気通路を先細り形状とする上流対向領域を有する請求項１に記載のミキシングコネクタ。
  3. 前記第一壁面と前記第三壁面とが湾曲した面で連続し、且つ、前記第二壁面と前記第三壁面とが湾曲した面で連続する請求項１又は２に記載のミキシングコネクタ。
  4. 外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、
    前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、
    前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、
    前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間で前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に張り出す第三壁面と、を含み、前記吸気通路は、前記導入口を含む上流側通路と、前記上流側通路の下流端側に位置し、前記上流側通路と異なる方向に延びる下流側通路と、前記上流側通路と前記下流側通路とを接続する屈曲通路と、を有し、
    前記合流部は、少なくとも前記屈曲通路側に位置する前記下流側通路の上流端部に位置し、
    前記下流側通路の内面のうち前記屈曲通路の径方向内側に対応する内側領域から突出し、前記合流部と前記反対壁面のうち前記合流部に対向する対向領域との間に位置して前記合流部に対向する凸部を備え、
    前記凸部の突出方向の先端と、前記下流側通路の内面のうち前記内側領域に対向する外側領域と、の間には、隙間が形成されているミキシングコネクタ。
  5. 前記凸部の上流側の端部は、前記凸部の突出方向の基端から先端に向かうにしたがって前記上流側通路から前記下流側通路に向かうように傾斜している請求項４に記載のミキシングコネクタ。
  6. 外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、
    前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、
    前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、
    前記吸気通路の内面を構成し前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置する反対壁面のうち、前記合流部よりも前記吸気通路の導入口側に位置する上流側領域は、前記吸気通路の長手方向において前記合流部側から前記導入口に向けて順番に間隔をあけて配された第一壁面及び第二壁面と、前記第一壁面及び前記第二壁面の間で前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に張り出す第三壁面と、を含み、
    前記反対壁面のうち前記合流部に対向する対向領域には、前記反対壁面から窪む窪み部が形成されているミキシングコネクタ。
  7. 前記第三壁面は、前記第一壁面の前記導入口側の端から、前記導入口側に延びるに従って前記第一壁面に対して前記吸気通路の径方向内側に向けて延びるように傾斜する傾斜面であり、
    前記第一壁面と前記第三壁面とが湾曲した面で連続し、且つ、前記第二壁面と前記第三壁面とが湾曲した面で連続する請求項４から６のいずれか一項に記載のミキシングコネクタ。
  8. 外気をエンジン本体に導入するための吸気通路と、
    前記エンジン本体から排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に戻すＥＧＲ通路と、
    前記吸気通路及び前記ＥＧＲ通路の長手方向が互いに交差するように、前記ＥＧＲ通路を前記吸気通路の長手方向の中途部に接続する合流部と、を備え、
    前記吸気通路は、前記吸気通路の導入口を含む上流側通路と、前記上流側通路の下流端側に位置し、前記上流側通路と異なる方向に延びる下流側通路と、前記上流側通路と前記下流側通路とを接続する屈曲通路と、を有し、
    前記合流部は、少なくとも前記屈曲通路側に位置する前記下流側通路の上流端部に位置し、
    前記下流側通路の内面のうち前記屈曲通路の径方向内側に対応する内側領域から突出し、前記合流部と前記吸気通路の長手方向に直交する方向において前記合流部と反対側に位置して前記合流部に対向する対向領域との間に位置して前記合流部に対向する凸部を備え、
    前記凸部の突出方向の先端と、前記下流側通路の内面のうち前記内側領域に対向する外側領域と、の間には、隙間が形成されているミキシングコネクタ。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のミキシングコネクタと、エンジン本体と、を備えるエンジン。
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