JPH05312112A - 多気筒エンジンの排気ガス再循環装置 - Google Patents

多気筒エンジンの排気ガス再循環装置

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JPH05312112A
JPH05312112A JP4113521A JP11352192A JPH05312112A JP H05312112 A JPH05312112 A JP H05312112A JP 4113521 A JP4113521 A JP 4113521A JP 11352192 A JP11352192 A JP 11352192A JP H05312112 A JPH05312112 A JP H05312112A
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JP
Japan
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exhaust gas
passage
intake
cylinder
gas recirculation
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Pending
Application number
JP4113521A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Otani
義之 大谷
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05312112A publication Critical patent/JPH05312112A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/20Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多気筒エンジンの排気ガス再循環(EGR)
装置において、エンジンの各気筒の運転状態に敏感に対
応してEGRガスの分配が各気筒に均等に行われ、しか
も装置が簡単でコスト的にも有利であるEGRガス再循
環装置を提供することを目的とする。 【構成】 各気筒に各々独立して連通するインテークマ
ニホルド内吸気通路3内に、それぞれEGR通路4を開
口させ、前記EGR通路4が前記吸気通路3に通ずる開
口部5をシリンダヘッド1の吸気ポート11に近接して
設け、前記開口部5周辺の前記吸気通路3の内壁31
に、前記EGR通路4より前記吸気通路3内への排気ガ
スの流入を許容し、それと逆方向の排気ガスの流れを阻
止する逆止弁6,7を備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス再循環装置を有
する多気筒エンジンにおいて、排気再循環ガスを吸気マ
ニホルドからエンジンの各気筒へ導入する手段に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
排気ガス再循環装置(Exhaust Gas Recirculation Syst
em、以下略してEGRと言う)を有する多気筒エンジン
の例を図4,5に示す。図4はその主要部の要部断面
図、図5は図4のVI−VI断面図を示す。図において1は
シリンダヘッド、2はインテークマニホルド、3はイン
テークマニホルド内の吸気通路、4は排気ガス再循環通
路(以下EGR通路とも言う)、5はEGR通路4より
吸気通路3への開口部、8はEGRバルブ、9は排気
管、である。
【0003】排気管9より取り出されたEGRガスGは
EGRバルブ8を経てEGR通路4より開口部5を通っ
てインテークマニホルド2内の吸気通路3内に導入さ
れ、各気筒内へ吸気Aと共に吸入される。このとき、図
示の通りEGR通路4内のEGRガスGは各気筒毎にそ
の吸入行程において発生した負圧により開口部5よりそ
れぞれの吸気通路3内に吸い込まれて各気筒へのEGR
ガスの分配が行われている。
【0004】図6にインテークマニホルド内の吸気通路
3内における吸排気バルブの開閉に伴う圧力変動の一例
を示す。図示の通り吸気弁の開放された時に吸気通路内
圧が負圧となり、この時にEGRガスGがそれぞれの気
筒内へ導入される。上記の構造においては例えば、図5
に見られるように、開口部5より#1,#2,#3,#
4の各気筒に分配されるEGRガスの量は#1へEGR
ガスを入れるときには、途中で#2,#3,#4内にも
EGRガスが若干流入するおそれがあり、その結果、流
れの最下流にある#1と最上流の#4とではEGR流入
量に差が生じ、各気筒への均一な分配が行われない可能
性がある。
【0005】この様に、EGRガスの分配が不均一とな
ると、各気筒に於けるNOx や、黒煙の発生も不均一と
なり、エンジン排気浄化に支障をきたすと共に、エンジ
ンの円滑な運転ができず、その動力性能が低下する。上
記の欠点を解消し、エンジンの運転状況に応じて各気筒
に適正なEGRガスの分配を行うために、これまでに提
案されたものが若干ある。
【0006】実開昭56−15447号公報において
は、EGRガス通路内にそれぞれの気筒毎にその吸気行
程においてのみ開放される逆止弁をEGRバルブの近傍
に設けている。しかしこの装置は該逆止弁より当該気筒
の吸気通路までのEGR通路の距離が長く、逆止弁の作
用に時間遅れ(タイムラグ)を生ずる懸念がある。特開
昭、61−14460号公報においては、各気筒のイン
テークマニホルドの外側にEGR通路に連通する排気還
流弁を設け、各種センサより入力されるエンジンの各気
筒毎の運転状態に応じて電子制御手段により前記排気還
流弁の開閉の制御を行い、適正なEGRガスが各気筒内
に吸入される手段を提案している。この装置によれば、
前記引例よりも精度の高い制御が可能であるが、装置が
複雑となり、高価となり、コスト面で不利である。
【0007】上記の諸点に鑑み、本発明に於いては、各
気筒の運転状態に敏感に対応してEGRガスの分配が各
気筒に均等に行われ、しかも装置が簡単でコスト的にも
有利であるEGRガス再循環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】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、各気筒に各々独立して連通する
吸気通路内にそれぞれ排気ガス再循環通路を開口させた
多気筒エンジンにおいて、前記排気ガス再循環通路がイ
ンテークマニホルド内吸気通路に通ずる開口部をシリン
ダヘッドの吸気ポートに近接して設け、前記開口部の周
辺の前記吸気通路の内壁に、前記排気ガス再循環通路よ
り前記吸気通路内への排気ガスの流入を許容し、それと
逆方向の排気ガスの流れを阻止する逆止弁を備えたこと
を特徴とする多気筒エンジンの排気ガス再循環装置を提
供する。
【0009】また、前記逆止弁を、前記開口部の周辺に
おける吸気通路の内壁に、その一端が溶着された単板式
リード弁とするとよい。更に、前記逆止弁を、前記開口
部の周辺における吸気通路の内壁に、その周辺部が溶着
され、その中央部分に中心より周辺部に向かい放射状に
複数の切込みが設けられ、前記逆止弁の開放時には前記
中心より排気ガスの流れの方向に花弁の開花状に開く花
弁形のリード弁とすると好都合である。
【0010】
【作用】エンジンの運転中に、吸気行程にある気筒のイ
ンテークマニホルド内の吸気通路内圧力がEGR通路内
のEGRガスの圧力よりも低くなると、逆止弁が開き、
EGRガスが該気筒の吸気通路内に流入し、前記気筒内
にEGRガスを供給する。気筒内圧力が負圧である吸気
行程を過ぎて前記吸気通路内圧力が前記EGR通路内の
圧力よりも高くなると前記逆止弁は閉鎖され、当該気筒
内にはEGRガスは流入しない。これにより各気筒にE
GRガスが均等に分配され、適切な時期に必要な量のE
GRガスの供給が行われる。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図面に基いて説明する。図
1〜2に第1実施例を示し、図において図4,5と共通
の部分については同一の符号が付してある。図1(a)
は多気筒エンジンの排気ガス再循環装置の外観斜視図、
図1(b)は図1(a)のII−II断面図で、1はシリン
ダヘッド、2はインテークマニホルド、3はインテーク
マニホルド内の吸気通路、4はEGR通路、5はEGR
通路4より吸気通路3への開口部、8はEGRバルブ、
9は排気管、11はシリンダヘッド1の吸気ポート、3
1は吸気通路内壁である。
【0012】本実施例では、各部分はそれぞれ前記図4
とほヾ同一の配置となっているが、特に、EGR通路4
がインテークマニホルド内吸気通路3に通ずる開口部5
はできるだけシリンダヘッド1の吸気ポート11に近接
させて配置し、且つ、図1(b)に示すように、金属製
弾性体より成る単板式リード弁6が吸気通路3の内壁3
1にその一端が溶着されて取付けられている点が従来例
と異る点である。
【0013】図2にこのリード弁6の取付け状態とその
作用を示す。図2(a)は図1(b)のIV視図で、リー
ド弁6はEGR通路4より吸気通路3への開口部5を覆
う形で溶着部61により吸気通路3の内壁31にその一
端が溶着されている。図2(b)(c)はリード弁近傍
の部分拡大断面図を示し、図2(b)に示すように、吸
気通路3内、圧力PI が負となりEGR通路4内のEG
Rガスの圧力PG より低くなった場合(PG >PI )に
リード弁6は開き図2(c)に示すように吸気通路内圧
力PI が正となりEGRガス圧PG より高くなった場合
(PG <PI )の時にはリード弁6は閉じられる。この
作用により従来は各気筒向けの吸気通路へのEGR通路
よりの開口部5は前述の図5で示したように常時開いて
いたのが、図2(d)に示すようにEGR通路の開口部
5はその時の吸入行程にある気筒の吸気通路の開口部の
みが開き他の気筒の開口部は完全に閉鎖されている。図
においては第1気筒(#1)が吸入行程にある場合の例
を示す。この様にして、リード弁6は、各気筒の点火順
序(4気筒の場合には#1→#3→#4→#2の順序)
により順次開き、その時は他の気筒の開口部5は確実に
閉鎖されているので気筒の配列位置に関係なく、各気筒
内に均等な量のEGRガスGが分配される。
【0014】図3に第2実施例を示す。本実施例におい
ては、リード弁の形状と取付け方法が前記の第1実施例
と異り、その他の構成例えば、開口部5をできるだけ吸
気ポート11に近接させている点等は前者と同一であ
る。図3(a)に図1(b)図に示すリード弁取付部の
部分拡大図、図3(b)に図3(a)のV視図、すなわ
ち、図2(a)に相当するリード弁7の図を示す。リー
ド弁7は金属製弾性体より成り、吸気ポート3の内壁3
1にその周辺部71を全部溶着して密着させ、その中央
部分に中心より十字形に切り込み72が設けた花弁形と
なっている。このリード弁7の裏面73(吸気ポート内
壁31側)に前記切り込み72の十字形の中心を軸とし
て45度回転した十字形を形成するようにリード弁スト
ッパ用ワイヤ75を十文字に張り、それぞれのワイヤの
両端部76は前記リード弁の周辺部71と吸気ポート内
壁31の間に狭まれて溶着している。
【0015】上記の構成により、前記インテークマニホ
ルド内の吸気通路内圧力PI がEGRガス圧PG よりも
小さい場合(PI <PG )に、当該花弁式リード弁7が
前記十字形の切り込み72より開いて図3(c)に示す
ように花弁の開花状に開口する。図3(a)では実線で
弁が開いた時の状態を破線で弁が閉じた時の状態を示
す。これにより、該リード弁7の開口部5を通ってEG
IガスGがインテークマニホルド内の吸気通路3内に流
入し、当該気筒内に供給される。
【0016】次に吸気行程が終り、吸気通路内圧力PI
がEGIガス圧PG より大きくなる(PI >PG )と、
該リード弁7の弾性により弁が閉じる。このときに弁の
背面には前記ワイヤ(針金)75が張っているために弁
7はこのワイヤ75に支えられて閉鎖位置よりも更に背
後にめくれて開き吸気がEGR通路4内に逆流すること
は無い。
【0017】上記の作用により、エンジンの吸気行程に
於いてのみ花弁形リード弁7が開放され、EGRガスが
タイミング良く、確実に各気筒内に均等に分配される。
又、本実施例のリード弁は第1実施例よりも吸気ポート
の内壁31との溶着部が多いために熱、振動等の条件の
厳しい部位に直接設置するのに好適でリード弁が脱落し
にくい構造となっている。
【0018】上記の通り、第1、第2実施例共に、リー
ド弁が各気筒の吸気ポートに至近の距離にある吸気通路
の内壁に溶着されているために、各気筒内の吸気負圧に
敏感に反応してEGRガスの気筒内への供給が確実に行
われ、又リード弁閉鎖時にはEGRガスの供給が完全に
断たれる。したがって、上記の通りの簡単な構成で各気
筒へのEGRガスの適正な供給を行うことが可能とな
る。
【0019】
【発明の効果】本発明を実施することにより次の効果を
奏する。 (1)吸気行程にある気筒以外に対しては、リード弁に
よりEGR通路の吸気通路への入口は確実に閉鎖されて
いるためにEGRガスは吸気行程中の気筒にのみ流入
し、これにより各気筒への均等なEGRガスの分配が行
われる。 (2)リード弁の取付け位置が各気筒の吸気ポートと至
近距離にある吸気通路内壁に設けられているために、各
気筒内の吸気圧の変化に対してリード弁の開閉の動作が
リアルタイムに反応して迅速確実であり、応答性が良好
であり、EGRガスの流入に時間遅れがなく、適切な時
期に各気筒に必要な量のEGRガスの供給が確保され
る。 (3)構造が簡単で必要な部品点数も少く、故障も少な
く取扱いも容易であり、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示し、図1(a)は多気
筒エンジンの排気ガス再循環装置(EGR装置)の外観
斜視図、図1(b)は図1(a)のII−II断面図であ
る。
【図2】第1実施例におけるリード弁の取付け状態とそ
の作用を示し、図2(a)は図1(b)のIV視図、図2
(b)はリード弁の開いた状態、図2(c)はリード弁
の閉じた状態を示す部分拡大断面図であり、図2(d)
は図1(b)の III−III 断面図でEGR通路の各気筒
毎の開口部の開閉状態を示す図である。
【図3】第2実施例を示し、図3(a)はリード弁取付
部の部分拡大断面図、図3(b),(c)は図3(a)
のV視図で、図3(b)はリード弁の閉じた状態、図3
(c)はリード弁の開いた状態を示す図である。
【図4】従来技術によるEGR装置の主要部の要部断面
図である。
【図5】図4のVI−VI断面図である。
【図6】従来技術による、インテークマニホルド内の吸
気通路内における吸・排気バルブの開閉に伴う吸気圧力
の変動の一例を示す線図である。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド 2…インテークマニホルド 3…インテークマニホルド内吸気通路 4…排気ガス再循環通路(EGR通路) 5…開口部 6…単板式リード弁 7…花弁式リード弁 11…吸気ポート 31…吸気通路内壁 A…吸気 G…EGRガス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各気筒に各々独立して連通する吸気通路
    内にそれぞれ排気ガス再循環通路を開口させた多気筒エ
    ンジンにおいて、前記排気ガス再循環通路(4)がイン
    テークマニホルド内吸気通路(3)に通ずる開口部
    (5)をシリンダヘッド(1)の吸気ポート(11)に
    近接して設け、前記開口部(5)の周辺の前記吸気通路
    (3)の内壁(31)に、前記排気ガス再循環通路
    (4)より前記吸気通路(3)内への排気ガスの流入を
    許容し、それと逆方向の排気ガスの流れを阻止する逆止
    弁(6,7)を備えたことを特徴とする多気筒エンジン
    の排気ガス再循環装置。
  2. 【請求項2】 前記逆止弁(6,7)が、前記開口部
    (5)の周辺における吸気通路(3)の内壁(31)
    に、その一端が溶着された単板式リード弁(6)より成
    ることを特徴とする請求項1記載の排気ガス再循環装
    置。
  3. 【請求項3】 前記逆止弁が、前記開口部の周辺におけ
    る吸気通路(3)の内壁(31)に、その周辺部が溶着
    され、その中央部分に中心より周辺部に向かい放射状に
    複数の切込みが設けられ、前記逆止弁(7)の開放時に
    は前記中心より排気ガスの流れの方向に花弁の開花状に
    開く花弁式のリード弁(7)より成ることを特徴とする
    請求項1記載の排気ガス再循環装置。
JP4113521A 1992-05-06 1992-05-06 多気筒エンジンの排気ガス再循環装置 Pending JPH05312112A (ja)

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