JPS581268B2 - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気還流制御装置

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JPS581268B2
JPS581268B2 JP53139794A JP13979478A JPS581268B2 JP S581268 B2 JPS581268 B2 JP S581268B2 JP 53139794 A JP53139794 A JP 53139794A JP 13979478 A JP13979478 A JP 13979478A JP S581268 B2 JPS581268 B2 JP S581268B2
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JP
Japan
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egr
exhaust gas
exhaust
gas recirculation
passage
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JP53139794A
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JPS5566652A (en
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田中利明
浜井九五
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排気の還流に伴なう燃焼の変動を抑制するよ
うにした排気還流制御装置に関するものである。
従来では、1又は2個の排気の導入孔を吸気マニホール
ドに設けることにより、吸入過程にある混合気流に排気
の一部を混入させるようにしていた。
しかし、このようなものでは混合気と排気とが良く混ぜ
合わされず、従って均質に混合されないため、排気の還
流量、即ちEGR量を増加させると燃焼の変動が大きく
なり、未燃HCの放出量が多くなって機関の燃費が悪化
する欠点があった。
又、従来では、EGR導入孔の断面積が固定されていた
ので、EGR量の変動にともなってEGRガスの吸入通
路中に噴出する流速が異なり、混合気との混合状態が一
定せず、特にEGR量が少なくなった時にはEGRガス
の噴出流速が小さくなるので、このEGRガスと混合気
とが充分に混合されず燃焼変動が生じていた。
そこでかかる不都合を解消しようとして特開昭51−9
6923号公報或いは特開昭52−60337号公報に
みられる如く、要求EGR量が増大する領域でEGR導
入孔の数を増加する方法が提案され又は実開昭53−1
22525号公報或いは実開昭53−127021号公
報に見られる如く吸気通路に導入するEGRガスに渦流
を与えて混合気との混合改善を図る等の方法が提案され
ていた。
しかしこれらの方法でも例えば前記後者の方法では、同
一方向のEGRガス渦流と混合気との混合が必ずしも均
一とはいえず、この点で満足できるものではなかった。
本発明は吸気通路の軸からオフセットする方向に傾斜す
る複数個の排気導入孔を前記吸気通路の内周全周にわた
って設けると共に、これら排気導入孔を、夫々独立した
複数の排気還流通路に接続し、前記排気導入孔の傾斜方
向を、夫々の排気還流通路毎に互いに吸気通路の軸から
反対側にオフセットする方向に設け、機関運転状態に応
じて複数の排気還流制御弁により夫々の排気還流通路を
順次開閉制御するように構成することによって、吸気通
路内に還流排気に応じた攪拌流を生じさせて、還流され
た排気と混合気とを略一様に良好に混合させて吸入され
る混合気の性状を改善して燃焼変動を抑制し、高EGR
比に伴なう未燃HCの放出を抑制すると同時に燃費を改
善することにある。
以下、添付図面に示された実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。
第1図において、内燃機関1の燃焼室に至る吸気通路2
は、機関のシリンダヘッドに結合された吸気マニホール
ド3と、このマニホールド3の上流に接続された気化器
4と、図示しないエアクリーナとで構成されている。
気化器4と吸気マニホールド3との接続部にはインシュ
レータ5が介装されており、このインシュレータ5の直
下流部にはリング状をなすEGRミキサー6を嵌挿固定
している。
このEGRミキサー6の外面には、前記吸気マニホール
ド3の内壁面との間に環状の低EGR用室6aを形成す
る溝と、この低EGR用室6aの下流部にやはり環状の
高EGR用室6bを形成する溝とを刻設しており、前記
両室5a,6bと吸気通路2とをそれぞれ低EGR導入
孔6cと高EGR導入孔6dとを介して連通させている
上記各EGR導入孔6c,6dはそれぞれ吸気通路2の
周方向に並設された多数個の小孔で形成されている。
内燃機関1の排気通路7から分岐された分岐型EGR管
8の一方の先端は、負圧制御型の低EGR制御弁9a及
び低EGR通路10aを介して前記低EGR用室6aに
接続されており、又、前記分岐管8の他方の先端と前記
高EGR用室6bとを高EGR制御弁9b及び高EGR
通路10bを介して接続している。
気化器4に設けた絞弁11の全閉時の下流近傍と上流近
傍とにはそれぞれ低EGR用負圧取出口12aと高EG
R用負圧取出口12bとを設け、各取出口12a,12
bと前記各制御弁9a,9bの負圧作動室とをそれぞれ
低EGR用負圧信号通路13aと高EGR用負圧信号通
路13bとで独立した状態に感続し、かつ、前記各信号
通路13a,13bの途中にはそれぞれ負圧カット弁1
4a,14bを装着し、これらの両カット弁14a,1
4bと吸気マニホールド3に設けた水温センサ15とを
EGRカット装置16を介して接続することにより、吸
気マニホールド3の冷却水温、即ち、機関1の温度が所
定値以下に達した時は前記各負圧カット弁14a,14
bを閉弁作動させるようにしてある。
かかる構成において、機関低負荷時に絞弁11が所定開
度まで開くまでの間は、低EGR用負圧取出口12aが
絞弁11の下流に位置し低EGR用負圧信号通路13a
を介して低EGR制御弁9aの負圧作動室に吸気通路2
で発生した負圧が信号負圧として供給される。
すると、この信号負圧の強さにともなって低EGR制御
弁9aが開き、排気の一部が排気管7、分岐形EGR管
8から低EGR制御弁9aを通って低EGR通路10a
に流入し、この通路10aからEGRミキサー6の低E
GR用室6aに流入して旋回し、低EGR導入孔6cか
ら吸気通路2内に渦流状に噴出し、気化器4で調整され
た混合気と混合する。
機関の負荷が上昇して絞弁11の開度が大きくなると高
EGR用負圧取出口12bも前記低EGR用負圧取出口
12aとともに絞弁11の下流に位置するため、同様に
して高EGR導入孔6dからも排気が吸気通路2内に噴
出され混合気と混合する。
即ち、絞弁11の開度が大きくなって吸気量が増大し、
EGR量が増加する場合には、排気が噴出されるEGR
導入孔の数が増加するのでEGR量の変動にかかわらず
吸気通路2内に噴出される排気の流速を略所定の値に保
持できるのである。
第2図は、EGR制御精度を高めるようにしたものであ
ってこの実施例では、前記各信号通路13a,13bと
各制御弁9a,9bとの間にモジュレータ17を介装し
、該モジュレータ17内に設けた排圧作動室17aと前
記排気管7から分岐させた排圧室18とを排圧信号通路
19を介して接続している。
又、上記排圧作動室17aを画成するダイアフラム17
bに設けたリーク弁体17cを前記各信号通路1 3a
, 1 3bに設けた大気開放孔17d,17eに対
向させている。
17fは大気開放室である。
従って、かかる構成によれば、排出室18内の排圧が低
い場合、即ち、吸入空気量が少ない場合には、リーク弁
体17cが大気開放孔17d,17eを閉じないので前
記各信号通路12a,12bの負圧が大気開放室17f
の大気圧にて希釈される。
この結果、各EGR制御弁9a,9bの開度が小さくな
り、還流される排気の流量が少くなる。
又、排圧室18内の排圧が高くなった時、即ち、機関の
吸入空気量が増加した時には、大気開放孔17d,17
eがリーク弁体17cにて閉じられるので各制御弁9a
,9bに供給される信号負圧は大気で希釈されない。
従って、各EGR制御弁9a,9bは大きく開き、多量
の排気を還流させる。
このような排気還流の排圧比例制御は、低EGR時およ
び高EGR時のいずれにも行われるため、機関の運転状
況に最適のEGR制御を行うことができる。
又、機関1の温度が低く、吸気マニホールド3の水温が
低い場合、即ち、NOxの生成が少ない時には、水温セ
ンサ15の測温データに基づいてEGR.カット装置1
6が前記各信号通路12a,12bの途中に設けた負圧
カット弁14a,14bを閉弁保持させるため、いずれ
のEGR制御弁9a,9bにも信号負圧は供給されず、
排気の還流は中断される。
上述の如き排気の還流を利用して混合気性状を改善させ
るためにはEGRミキサー6を第4図から第6図までに
示すようにすればよい。
即ち、還流される排気の運動エネルギを損失させないた
め、各EGR用室6a,6bの接線方向に各EGR通路
10a,10bを開口させて室6a,6b内に排気の旋
回流を発生させ、室5a,6bと吸気通路2に開口させ
るEGR導入孔6c,6dを吸気通路2の半径方向から
吸気通路の軸に対してオフセットする方向例えば前記旋
回方向に傾けることにより排気を渦流として吸気通路2
内に噴出させるのである。
そして、この還流排気のの噴出に際しては、第5図及び
第6図に示すように、両EGR導入孔6c,6dの傾斜
方向を吸気通路軸から互いに反対側にオフセットする方
向に設定することにより、一方のEGR導入孔6cから
の還流排気導入による旋回流と他方のEGR導入孔6d
からの還流排気導入による旋回流とを逆向きにさせて、
吸気通路2内に強い攪乱流を生じさせるのである。
これによってEGRガスと混合気との混合を強制的に行
い、混合気性状を均一化するのである。
以上述べたように、本発明によると、機関運転状態によ
り、例えばEGRガスが少ない領域では1つのEGR導
入孔から流出するEGRガスにより、吸気通路内の混合
気流と共に一方向の旋回流が付与されるが、EGRガス
が多くなると、他の排気通路に接続したEGR導入孔か
ら流出するEGRガスにより、前記旋回流が付与され、
これらの相互作用によってEGRガスとの強制的な攪拌
を得て混合気性状を均一にできる。
このため排気の還流による燃焼変動を抑制でき従って高
EGR下においても未燃HCの排出を低レベルに抑えて
燃費を向上させ得る。
又、還流される排気の運動エネルギを利用して混合気性
状を改善できるため、希薄混合気にて高EGR化を達成
でき、燃費を低減できる。
更に高EGRを行うためにシリンダヘッド内の吸気ポー
トを該ポートから燃焼室内にスワールを伴った混合気を
供給すべく設計する必要がなく、設計の自由度が向上す
る。
また混合性を良好にするために、抵抗等を設ける必要が
ないので、吸気抵抗を増加させることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部の断面図、第2図
は本発明の他の実施例を示す要部の断面図、第3図は第
2図の■矢視図、第4図はEGR導入孔の一例を示す要
部の断面図、第5図及び第6図はそれぞれ吸気導入孔の
要部断面図である。 1……内燃機関、2……吸気通路、6c,6d……EG
R導入孔、7……排気通路、9a,9b……EGR制御
弁、10a ,10b……EGR通路、11……絞弁、
12a,12b……負圧取出口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の排気通路と吸気通路とを連通する夫々独立し
    た複数の排気還流通路と、前記夫々の排気還流通路を機
    関運転状態に応じて順次開閉制御する複数の排気還流制
    御弁とを備えると共に、前記吸気通路に接続する前記複
    数の排気還流通路の開口部に、前記吸気通路の軸からオ
    フセットする方向に傾斜する複数個の排気還流導入孔を
    前記吸気通路の内周全周にわたって設け、前記排気還流
    導入孔の前記傾斜方向を、前記複数の排気還流通路毎に
    前記吸気通路の軸に対して互いに反対側にオフセットす
    る方向に設けたことを特徴とする内燃機関の排気還流制
    御装置。
JP53139794A 1978-11-15 1978-11-15 内燃機関の排気還流制御装置 Expired JPS581268B2 (ja)

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