JPH01346A - エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents

エンジンの排気ガス還流装置

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Publication number
JPH01346A
JPH01346A JP62-151069A JP15106987A JPH01346A JP H01346 A JPH01346 A JP H01346A JP 15106987 A JP15106987 A JP 15106987A JP H01346 A JPH01346 A JP H01346A
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JP
Japan
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intake
passage
exhaust gas
surge tank
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP62-151069A
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English (en)
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JPS64346A (en
Inventor
知宏 砂田
本田 泰夫
Original Assignee
マツダ株式会社
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Publication date
Application filed by マツダ株式会社 filed Critical マツダ株式会社
Priority to JP62-151069A priority Critical patent/JPH01346A/ja
Publication of JPS64346A publication Critical patent/JPS64346A/ja
Publication of JPH01346A publication Critical patent/JPH01346A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの排気ガスの一部を吸気系に還流さ
せて燃焼ガスの温度を低下させ、これにより排気ガス中
の窒素酸化物(NOx)の発生を抑制するようにした排
気ガス還流装置に関する。
(従来技術) 現在のエンジンには、排気浄化のため、排気ガスの一部
を吸気系に還流する排気ガス還流装置(以下rEGR装
置」と呼ぶ)が設けられるのが普通であり、排気ガスの
一部がエンジンの負荷状態に応じて開閉制御されるEG
R弁を通じて吸気系に還流されるようになっているが、
このEGR装置のための配管を設けるために吸気系まわ
りの構成が+ytになるという問題があった。
また従来、エンジンの各気筒と気筒別の吸気通路の上流
側開口端との間で伝播される圧力波を利用し、低回転域
と高回転域とでそれぞれ上記圧力波による吸気の動的効
果(吸気慣性効果)により充填効率を高めるようにした
吸気装置が知られている。
例えば、本出願人の出願になる特願昭61−15377
8号明細書には、サージタンクと各気筒とが、互いに独
立した吸気通路で接続された吸気装置において、各独立
吸気通路の途中から分岐して各独立吸気通路相互間を連
通ずる連通路と、この連通路をエンジンの運転状態に応
じて開閉する開閉弁とを設けることにより、エンジンの
低回転載および高回転域の双方で優れた吸気慣性効果が
得られる可変吸気慣性効果システム(VIC3)が記載
されている。すなわち、低回転域では、上記開閉弁が閉
じられることによって、各独立吸気通路相互間の連通が
遮断され、吸気工程で生じる負圧波およびサージタンク
で反射される反射波が吸気ポートからサージタンクに至
る比較的長い通路を通って伝播することにより、エンジ
ンの低回転域においてこのような圧力波の振動周期が吸
気弁の開閉周期と同期し、吸気慣性効果によって吸気充
填効率が高められる。一方、エンジンの高回転域では、
上記開閉弁が開かれることによって各独立吸気通路相互
間が上記連通路を介して連通し、吸気工程で生じる負圧
波は上記連通路で反射される。すなわち、上記負圧波お
よびその反射波の伝播に供される通路の長さが短くなる
ことにより、高回転域での吸気慣性効果が高められる。
また上記連通路が介在することによって、各気筒に対し
てそれぞれ他の気筒から上記連通路を介して伝播される
圧力波も有効に作用することになる。ところで、このよ
うな可変吸気4n性効果制御システムでは、上記連通路
を開閉する開閉弁が、負圧で作、動するダイヤフラム式
のアクチュエータにより開閉作動されるようになってい
るとともに、エンジン高回転時に上記アクチュエータに
対し負圧を供給するために、低回転時における吸気通路
内の負圧を貯えておくためのバキュームチャンバが必要
になる。そこで、湾曲した吸気通路の上流側にサージタ
ンクを形成するとともに、上記吸気通路湾曲部に、上記
サージタンクに仕切壁を介して隣接する容積部を形成し
、この容積部をバキュームチャンバとして使用するよう
にしている。
しかしながら、バキュームチャンバをサージタンクに隣
接して設けた場合、エンジンの低負荷運転域においては
、サージタンク内の圧力も負圧になっているから、隣接
するバキュームチャンバ内の負圧と釣合って仕切壁に対
しさしたる応力は加わらないものの、エンジンの高負荷
運転域においては、スロットルバルブが大きく開かれて
サージタンク内の圧力が大気圧に近くなるから、仕切壁
゛    が負圧のバキュームチャンバ側に引かれ、こ
の仕切壁の耐久性を劣化させるのみでなく、仕切壁が吸
気脈動に伴って振動して振動音を発生するという問題が
あった。
また、バキュームチャンバを吸気通路の湾曲部に形成し
た場合、バキュームチャンバの容積を大きくとることが
できないから、バキュームチャンバ内の負圧を必要とす
る状態(高回転域)が連続して発生する場合には、バキ
ュームチャンバ内の負圧が不足して開閉弁を全開するこ
とが不可能になり、可変吸気慣性効果システムの機能を
十分に発揮することができなくなるという問題もあった
(発明の目的) そこで本発明は、排気ガス還流装置の動作域がエンジン
の中回転、中負荷域までであって、高温の排気ガスを流
す排気ガス還流通路が、高回転、高負荷域ではEGR弁
によって遮断されるということに着目して、上述した種
々の問題点を一挙に解決することができるエンジンの排
気ガス還流装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明によるエンジンの排気ガス還流装置は、サージタ
ンクに隣接して吸気通路の湾曲部に形成した容積部とサ
ージタンクとの間の仕切壁に排気ガス還流通路を形成し
たことを特徴とする。
(発明の効果) 本発明によれば、排気ガス還流通路をサージタンクと容
積部との間の仕切壁に設けたことによって、吸気系まわ
りの構成を単純化することができるのみでなく、仕切壁
の剛性を高めることができるから、吸気脈動に伴う振動
を低減することができる。
さらに、エンジンの高回転、高負荷運転域ではEGR装
置の動作が停止されるため、高温の排気ガスが排気ガス
還流通路内を流れなくなるから、容積部の温度が下降し
、空気が収縮して負圧が高まる。したがって可変吸気慣
性効果システムを作動するための十分な負圧を確保する
ことができる。
(実 施 例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
第1図〜第6図は本発明を4気筒エンジンに適用した場
合の実施例を示し、エンジン本体lの側面1aには、各
気筒(図示は省略)にそれぞれ独立して開口する吸気ポ
ート2が開口し、これら吸気ポート2には、気筒別に互
いに独立した4つの第1吸気通路3を構成する下部吸気
マニホールド4が接続され、さらに第1吸気通路3の上
流側に、互いに独立した4つの第2吸気通路5を構成す
る上部吸気マニホールド6が接続されている。第1吸気
通路3は、エンジン本体1から側方に延び、途中で上方
に湾曲してL字型に構成され、この第1吸気通路3の上
流側に接続されて上方へ延びる第2吸気通路5は、エン
ジン本体1側に向って湾曲し、気筒列方向(クランクシ
ャフト方向)と平行に延びるサージタンク7に連通して
いる。このような構成によって、第1および第2吸気通
路3.5は、エンジンの低回転域で吸気慣性効果が得ら
れるように、十分な長さが確保されている。
サージタンク7には、2連式のスロットルボディ8が接
続され、このスロットルボディ8には、その内部の隔壁
8aによってプライマリ通路9とセカンダリ1Jll路
10とが画成され、各通路9.10内にはそれぞれスロ
ットル弁11.12がそれぞれ配設されている。そして
エンジン低負荷時にはプライマリ側のスロットル弁11
のみが開き、エンジン負荷が所定値以上になるとセカン
ダリ側のスロットル弁12も開くように制御される。ま
た、第1吸気通路3の下流端近傍には、燃料噴射弁13
が配設されている。
上部吸気マニホールド6には、サージタンク7および各
第2吸気通路5とともに、第2吸気通路5の湾曲部に、
仕切壁14を介してサージタンク7に隣接する容積部1
5が一体に形成されている。
この容積部15は、第2吸気通路5とサージタンクとの
間および各第2吸気通路5間のデッドスペースを利用し
て形成されるものであり、サージタンク7.と平行に延
び、かつ、上部吸気マニホールド6の下面に開口してい
る。また、下部吸気マニホールド4には、各第1吸気通
路3とともに、上記容積部15に対応した上面の凹部1
6と、各第1吸気通路3から分岐して凹部16に開口す
るポート部分17とが一体に形成されている。このよう
に構成された上部吸気マニホールド6と下部吸気マニホ
ールド4とは、ガスゲットを兼ねる仕切板18を介して
結合されており、この仕切板18の上記凹部16に対応
する部分は上方に膨出し、この仕切板18の膨出部分と
凹部16との間に、サージタンク7と平行に延びて各ポ
ート部分17を連結する連結路19が形成されている。
そして各ポート部分17と連通路19とによって、第1
吸気通路3をその上流端において相互に連通ずる連通部
20が構成されている。
仕切板18の上方の容積部15は、サージタンク7内の
吸気負圧を貯えておくバキュームチャンバとして利用さ
れるようになっており、第3図および第4図を参照すれ
ば明らかなようた、容積部15は配管21を介してサー
ジタンク7に接続され、この配管21の途中に、容積部
15からサージタンク7へ向けての負圧の流れを阻止す
るチエツクバルブ22が接続されている。これにより、
エンジンの運転に伴って生じるサージタンク7内の負圧
が、バキュームチャンバとしての容積部15内に貯えら
れるようになっている。
一方、下部吸気マニホールド4の上端に形成された連通
部20の各ポート部分17には、開閉弁23がそれぞれ
配設されている。これら開閉弁23は連通路19と平行
に延びる共通の回転軸24に固定されている。開閉弁2
3は、下部喚気マニホールド4の側部に固定された負圧
作動式のアクチュエータ25によって開閉駆動されるよ
うになっており、回転軸24と7クチユエータ25のロ
ンド26とが、リンク27を介して連結されている(第
1図および第2図参照)、アクチュエータ25の負圧室
は、配管28を介してバキュームチャンバとしての容積
部15に接続されるとともに、この配管28の途中に、
車体側に取付けられた電磁切換弁(三方弁)29が接続
されている。この配管28は、上部吸気マニホールド6
にサージタンク7と容積部15とを接続する配管21が
設けられている側部とは反対側の側部において容積部1
5に接続されている。そして、エンジン回転数信号を受
けるコントロールユニット30から電磁切換弁29に出
力される制御信号により、アクチュエータ25に大気圧
またはバキュームチャンバ内の負圧が選択的に導入され
て、開閉弁23が開閉制御されるようになっている。
このように構成すると、エンジン回転数が設定値未満の
低回転域では、アクチュエータ25に大気圧が導入され
ていることによって開閉弁23が閉じられ、連通部20
による各第1吸気通路3相互間の連通が遮断され、吸気
工程で生じる負圧波が第1吸気通路3および第2吸気通
路5を通ってサージタンク7まで伝播してここで反射さ
れる。
すなわち、上記負圧波およびその反射波が比較的長い通
路を通じて伝播することにより、エンジンの低回転域に
おいてこのような圧力波の振動周期が吸気弁の開閉周期
と同期し、吸気慣性効果によって吸気充填効率が高めら
れる。
一方、エンジン回転数が設定値以上の高回転域では、ア
クチュエータ25に、バキュームチャンバとしての空間
15内の負圧が専大されることによって開閉弁23が開
かれ、各第1吸気通路3相互間が連通部20を介して連
通し、吸気工程で生じる負圧波は上記連通部20で反射
される。すなわち、上記負圧波およびその反射波の伝播
に供される通路の長さが短いことにより、高回転域での
吸気慣性効果が高められる。またこのように各第1吸気
通路3相互間が連通部20を介して連通ずることにより
、各気筒に対してそれぞれ他の気筒から連通部20を介
して伝播される圧力波も有効に作用するようになる。
上述のように、バキュームチャンバとしての容積部15
とサージタンク7とは仕切壁14を介して隣接している
が、本発明の特徴は、この仕切壁14に排気ガス還流通
路(以下rEGR通路」と呼ぶ)31を形成したことで
ある。すなわち、本実施例においては、仕切壁14を比
較的厚く形成し、また上部吸気マニホールド6の一側に
EGR弁取付用フランジ32を形成し、このフランジ3
2のEGR弁取付面32aからEGRill路31を仕
路壁14に沿ってサージタンク7と平行に形成したもの
である。なお、仕切壁14は本実施例のように全体を厚
く形成せずに、EGR通路31の周囲のみにボス部を形
成してもよい、このEGR通路31は第3図および第4
図から明らかなように、上部吸気マニホールド6の幅の
2/3程度の長さに亘って形成されており、その途中で
仕切壁14に形成した孔33によってサージタンク7内
に連通している。さらに、上記フランジ32内には短い
排気ガス供給用通路34が一体に形成されており、この
通路34の一端は、フランジ32のEGR弁取付面32
aに、EGR通路31の開口に隣接して開口している。
排気ガス供給用通路34は、第4図から明らかなように
下方に湾曲してその他端が上部吸気マニホールド6の下
面に開口しており、ここに配管35の一端が接続される
。配管35の他端は排気系に接続される。上記フランジ
32には負圧作動式EGR弁36が取付けられる。この
EGR弁36は、その内部に、EGR通路31と排気ガ
ス供給用通路34とを連通ずる連通路とこの連通路の途
中に設けられた弁体37とを備えており、吸気系から負
圧室38に供給される負圧の強弱に応じて弁体37が駆
動されて、排気ガス還流量を制御するようになっている
。すなわち、エンジンの中回転、中負荷域までは弁体3
7が開かれていることにより、エンジンの排気ガスの一
部がEGR通路31を通ってサージタンク7内に還流さ
れ、エンジンの高負荷、高回転域では弁体37が閉じら
れて、サージタンク7に対する排気ガスの還流が遮断さ
れるようになっている。
以上が本発明によるエンジンの排気ガス還流装置の一実
施例であるが、本実施例においては、サージタンク7と
バキュームチャンバとしての容積部15との間の仕切壁
14を比較的厚く形成し、この仕切壁14の内部にEG
R通路31を形成しているから、仕切壁14の剛性が高
くなり、吸気脈動に伴う振動を低減することができる。
また、仕切壁14にEGR通路31を設けたことにより
、EGR装置の吸気系周囲の構成を単純化することがで
きる効果も得られる。さらに本実施例では下記のような
利点がある。すなわち、周知のように、EGR装置の作
動領域は、エンジンの低回転、低負荷運転域から中回転
、中負荷運転域までであるから、高回転、高負荷運転域
でEGR装置の作動が停止すると、EGR通路31内に
高温の排気ガスが供給されなくなる。したがってEGI
?装置作動中にこのEGR通路31内を流れる排気ガス
によって熱せられた容積部15内の空気の温度は、EG
R装置の作動停止に伴って下降し、空気が収縮する。こ
の空気の収縮により、バキュームチャンバとしての容積
部15内の負圧が高まるから、この容積部15が前述の
ように第2吸気通路5間にまで拡大されていることと相
俟って、エンジンの高回転時に可変吸気慣性効果システ
ムの開閉弁23を開方向に駆動するアクチュエータ25
のための負圧を、十分に確保することができるのである
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すもので第2図および第
3図のI−1線に沿った側面断面図、第2図は下部吸気
マニホールドの平面図、第3図〜第5図はそれぞれ上部
吸気マニホールドの平面図、正面図および側面図、第6
図は第3図のVt−Vt線に沿った断面図である。 1−エンジン本体     2−吸気ボート3・・・第
1吸気通路 4・−下部吸気マニホールド 5−第2吸気通路 6−・・上部吸気マニホールド 7・・−サージタンク 8・・−フロ7)ルボディ   14−仕切壁15・・
−容積部       17−・・ボート部分18・−
・仕切板       19一連通路20−・一連通部 22−・・チエツクバルブ   23−開閉弁25・・
・アクチュエータ   29・・・電磁切換弁31−・
・808通路 32−・・EGR弁取付用フランジ 34・・−排気ガス供給用通路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 湾曲した吸気通路の上流にサージタンクを形成するとと
    もに、上記吸気通路の湾曲部に上記サージタンクに隣接
    する容積部を形成し、この容積部をバキュームチャンバ
    として使用するエンジンにおいて、 上記サージタンクと上記容積部とを仕切る仕切壁に排気
    ガス還流通路を形成したことを特徴とするエンジンの排
    気ガス還流装置。
JP62-151069A 1987-06-19 エンジンの排気ガス還流装置 Pending JPH01346A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-151069A JPH01346A (ja) 1987-06-19 エンジンの排気ガス還流装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-151069A JPH01346A (ja) 1987-06-19 エンジンの排気ガス還流装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS64346A JPS64346A (en) 1989-01-05
JPH01346A true JPH01346A (ja) 1989-01-05

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