内燃机的排气再循环装置.pdf

在内燃机的排气再循环装置中，即使是在产生来自内燃机主体的进气的吹回的情况下，也能够防止由炭或油等的附着导致在排气再循环导入路中产生堵塞。排气再循环装置(1)具备夹装在气缸盖(2)和进气歧管(51)之间的排气再循环板(4)，所述排气再循环板(4)具有：进气通路(20)，来自发动机的进气气流通过该进气通路(20)；以及排气再循环导入路(32)，其用于将排气再循环气体导入该进气通路，排气再循环导入路形成为朝向进气歧管在进气通路的上部开口、并且其截面积朝向该开口端(49)增大的结构。

1.  一种排气再循环装置，所述排气再循环装置(1)用于内燃机的排气再循环，其特征在于，
所述排气再循环装置(1)具备排气再循环导入部件(4)，该排气再循环导入部件(4)夹装在内燃机主体(2)和进气管(51)之间，并且该排气再循环导入部件(4)具有：进气通路(20)，从所述进气管朝向所述内燃机主体的进气气流通过该进气通路(20)；以及排气再循环导入路(32)，其用于将排气导入该进气通路，
所述排气再循环导入路朝向所述进气管在所述进气通路的上部开口，并且所述排气再循环导入形成为其截面积朝向其开口端(49)增大。

2.  根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，
所述内燃机是将多个气缸配置成列状而成的多气缸内燃机，
所述排气再循环导入部件与各个气缸对应地设有多个所述进气通路(20a～20d)，并且，与该进气通路对应地设有多个所述排气再循环导入路(32a～32d)，所述排气再循环导入部件还具有排气再循环腔(31)，该各个排气再循环导入路与所述排气再循环腔(31)连接。

3.  根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，
所述排气再循环导入路形成在所述排气再循环腔中的所述进气管侧的端面附近。

4.  根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，
所述排气再循环导入路的沿着其轴向从所述开口端延长的虚拟通道，通过所述进气通路的所述进气管侧的开口(53)内部。

5.  根据权利要求1所述的排气再循环装置，其特征在于，
所述排气再循环导入部件还具有窜漏气体导入路(35)，所述窜漏气体导入路将窜漏气体导入所述进气通路，
所述窜漏气体导入路形成在所述排气再循环导入部件的所述内燃机主体侧的端面上。

内燃机的排气再循环装置
技术领域
本发明涉及使内燃机的排气的一部分再循环到进气侧的排气再循环装置。
背景技术
在内燃机(例如汽车的发动机)中如下所述的内燃机已经普及：搭载有为了提高燃料利用率或降低排气中的NO_x等目的而使排气的一部分(以下称为排气再循环(Exhaust Gas Recirculation，排气再循环)气体)再循环到进气侧的排气再循环装置(以下称为排气再循环装置)。
在这种排气再循环装置中，开发了用于防止导入孔的堵塞的技术，所述导入孔用于将排气再循环气体导入进气通路，例如公知有如下的技术：利用配置在进气歧管和气缸盖之间的板部件分别构成排气再循环气体和窜漏气体的分配路，并且，使窜漏气体的分配路出口(窜漏气体导入口)在比排气再循环气体的分配路出口(排气再循环气体导入口)还靠进气气流的下游侧开口(参照专利文献1)。由此，能够简化发动机中的进气通路周边的构造，并且能够防止由混入窜漏气体中的油成分的炭化等所导致的排气再循环气体的分配路出口的堵塞。
专利文献1：日本特开2008-75522号公报
但是，例如在四冲程发动机中，在进气行程开始时进气门和排气门都处于打开状态的情况下(气门重叠期间时)、或者在压缩行程开始时进气门未完全成为关闭状态的情况下，会产生进气从气缸盖侧被吹回进气歧管侧(进气的一部分逆流)的现象。但是，在上述专利文献1所记载的现有技术中，由于排气再循环气体的分配路出口形成在进气的主气流附近，因此如果产生这种进气的吹回，存在排气再循环气体中的炭或窜漏气体中的油等附着在排气再循环气体的分配路出口上，从而在排气再循环气体的分配路出口产生堵塞的课题。
发明内容
本发明就是鉴于这种现有技术的课题而研究出来的，其目的在于提供一种即使是在发生来自内燃机主体的进气的吹回的情况下，也能够防止由于炭或油等的附着导致在排气再循环导入路中产生堵塞的内燃机的排气再循环装置。
为了解决上述课题而做出的第一发明是一种用于内燃机的排气再循环的排气再循环装置，所述排气再循环装置具备所述排气再循环导入部件，该排气再循环导入部件夹装在内燃机主体和进气管之间并该排气再循环导入部件具有：进气通路，从所述进气管朝向所述内燃机主体的进气气流通过该进气通路；以及排气再循环导入路，其用于将排气导入该进气通路，所述排气再循环导入路形成为朝向所述进气管在所述进气通路的上部开口，并且所述排气再循环导入形成为其截面积朝向其开口端增大的结构。
并且，对于第二发明，所述内燃机是将多个气缸配置成列状而成的多气缸内燃机，所述排气再循环导入部件与各个气缸对应地设有多个所述进气通路，并且，与该进气通路对应地设有多个所述排气再循环导入路，所述排气再循环导入部件还具有排气再循环腔，该各个排气再循环导入路与所述排气再循环腔连接。
并且，对于第三发明，所述排气再循环导入路形成在所述排气再循环腔中的所述进气管侧的端面附近。
并且，对于第四发明，对于所述排气再循环导入路的沿着其轴向从所述开口端延长的虚拟通道，通过所述进气通路的所述进气管侧的开口内部。
并且，对于第五发明，所述排气再循环导入部件还具有窜漏气体导入路，所述窜漏气体导入路将窜漏气体导入所述进气通路，所述窜漏气体导入路形成在所述排气再循环导入部件的所述内燃机主体侧的端面上。
根据上述第一发明，由于将在进气通路的上部开口的排气再循环导入路形成为朝向进气管(即进气气流的上游侧)、同时使其截面积朝向开口端增大的结构，因此即使是在产生来自内燃机主体的进气的吹回的情况下，也能够防止通过炭或油等的附着导致在排气再循环导入路中产生堵塞。并且，根据第二发明，通过设置与多个排气再循环导入路连接的排气再循环腔，能够相对于进气通路均匀地分配排气，因此能够更加有效地防止排气再循环导入路的堵塞的产生。并且，根据第三发明，由于排气再循环导入路的开口配置在从内燃机主体离开的位置，因此能够更加有效地防止排气再循环导入路的堵塞的产生。并且，根据第四发明，由于能够经由进气通路的开口容易地加工排气再循环导入路，因此能够降低生产成本。并且，根据第五发明，能够利用简单的结构将窜漏气体导入路的开口配置在从排气再循环导入路的开口离开的位置，能够更加有效地防止由窜漏气体中的油等的附着导致的排气再循环导入路的堵塞的产生。
附图说明
图1是实施方式所涉及的排气再循环装置的分解立体图。
图2是实施方式所涉及的排气再循环板的主视图。
图3是实施方式所涉及的排气再循环板的后视图。
图4是沿着图3中的IV-IV线的剖视图。
图5是实施方式所涉及的衬垫的主视图。
图6是实施方式所涉及的衬垫的后视图。
图7是实施方式所涉及的排气再循环装置的剖视图。
图8是示出图7的排气再循环导入路的构造的放大图。
图9是示出图8的排气再循环导入路的变形例的图。
图10是说明图1的排气再循环装置中的排气再循环气体的流动的说明图。
图11是说明图1的排气再循环装置中的窜漏气体的流动的说明图。
标号说明
1：排气再循环装置；2：气缸盖；3：进气连接部；4：排气再循环板；5：衬垫；6：排气再循环阀；10：进气口；11：排气再循环排出孔；12：排气再循环流入孔；13：排气再循环流入槽；14：窜漏气体(blow-bygas)导入槽；20：进气通路；25：窜漏气体流入管；30：排气再循环狭缝；31：排气再循环腔；32：排气再循环导入路35：窜漏气体分配槽；40：进气用开口；42L、42R：窜漏气体分配孔；45：排气再循环分配孔；49：开口端(排气再循环导入路)；50：窜漏气体导入孔；51：进气歧管；53：开口(进气通路)；55：缩径部；56：扩径部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在说明中，对于表示方向的用语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，只要没有特别注释就都遵照图1所示的箭头的方向。并且，对于与发动机的各个气缸(此处为四个气缸)对应地配置的部件、即吸气口等，分别在数字的标号上附加脚注(a～d)、例如记为进气口10a～10d(但是，在总称的情况下为进气口10)。
图1是本发明的实施方式所涉及的排气再循环装置的分解立体图，图2～图4分别是在图1的排气再循环装置中使用的排气再循环板的主视图、后视图以及沿着图3中的IV-IV线的剖视图，图5和图6分别是在图1的排气再循环装置中使用的衬垫的主视图和后视图。
排气再循环装置1搭载在机动车用的直列四气缸四冲程发动机(内燃机)中，是使发动机的排气的一部分再循环到进气侧的装置，该排气再循环装置1主要具备：进气连接部3，其设在气缸盖2上，所述气缸盖2结合在气缸体(未图示)的上部；排气再循环板4和衬垫5，它们夹装在该进气连接部3和进气歧管51(参照图7)之间；以及排气再循环阀6，其根据发动机的运转状态对排气再循环气体的流量进行调节。
与发动机的各个气缸对应的四个进气口10a～10d在左右方向上隔开预定间隔配置在气缸盖2的进气连接部3上。并且，在进气连接部3上设有：排气再循环排出孔11，其从气缸盖朝排气再循环阀6排出排气再循环气体；排气再循环流入孔12，由排气再循环阀6调节流量后的排气再循环气体流入该排气再循环流入孔12；以及排气再循环流入槽13，其与该排气再循环流入孔12连通，并且在进气口10的上方沿着左右方向大致直线状地延伸。进气口10形成为大致圆形的开口，在该开口的左右一侧延伸设置有窜漏气体导入槽14a～14d，所述窜漏气体导入槽14a～14d用于将窜漏气体导入进气中。并且，在进气连接部3的周缘部设有用于螺栓紧固排气再循环板4和衬垫5的多个螺栓孔15、以及用于螺栓紧固排气再循环阀6的多个螺栓孔16。
排气再循环板4是金属制的板状部件，如图2所示，从进气歧管流向气缸盖2的进气流所通过的进气通路20a～20d与进气连接部3的各个进气口10a～10d对应地配置。并且，在排气再循环板4的周缘部设有：分别与进气连接部3的排气再循环排出孔11和排气再循环流入孔12对应地配置的贯通孔21、22；以及分别与进气连接部3的螺栓孔15、16对应地配置的贯通孔23、24。并且，在排气再循环板4的前表面侧的中央下部附近突出设置有窜漏气体流入管25，用于供给窜漏气体的导管(未图示)与该窜漏气体流入管25连接。
如图3所示，在排气再循环板4的后表面侧，具有大致方形开口的两个排气再循环狭缝30L、30R在主视图中设置在与进气连接部3的排气再循环流入槽13重叠的位置。如图4所示，两个排气再循环狭缝30L、30R构成了设在排气再循环板4内的排气再循环腔31的入口。排气再循环腔31形成为遍及从进气通路20a的上方到进气通路20d的上方延伸的大致长方体状的内部空间，并利用在其底部前端开口的四个排气再循环导入路32a～32d与各个进气通路20连通。
并且，如图3所示，在排气再循环板4的后表面侧设有窜漏气体分配槽35，该窜漏气体分配槽35与窜漏气体流入管25连通。窜漏气体分配槽35具有：上游部36，窜漏气体流入管25在该上游部36开口，并且该上游部36在中央的两个进气通路20b、20c的下方沿着左右方向延伸；以及两个下游部37、38，它们与该上游部36连接，并且在进气通路20a、20b之间以及进气通路20c、20d之间沿着左右方向延伸。在排气再循环装置1的主视图中，下游部37配置在与进气连接部3的窜漏气体导入槽14a、14b重叠的位置，并且，下游部38配置在与窜漏气体导入槽14c、14d重叠的位置。
衬垫5是金属制的较薄的板状部件，如图1所示，其夹装在进气连接部3和排气再循环板4之间。如图5所示，在衬垫5中，进气流所通过的进气用开口40a～40d与进气连接部3的各个进气口10a～10d以及排气再循环板4的进气通路20a～20d对应地配置。并且，在衬垫5的周缘部设有：分别与进气连接部3的排气再循环排出孔11和排气再循环流入孔12对应地配置的贯通孔41、42；以及分别与进气连接部3的螺栓孔15、16对应地配置的贯通孔43、44。进一步，在衬垫5中，用于分配排气再循环气体的排气再循环分配孔45L、45R配置在如下的位置：在主视图中分别与排气再循环板4的排气再循环狭缝30L、30R(在图5中用双点划线表示)重合的位置、并且在后视图中与进气连接部3的排气再循环流入槽13(在图6中用双点划线表示)重合的位置。排气再循环分配孔45L的开口面积设定成比排气再循环分配孔45R的开口面积大，由此，能够得到朝排气再循环腔31流入的排气再循环气体的充足的流入量，并且朝各个气缸流入的排气再循环气体的流入量均匀化。
并且，如图6所示，在衬垫5中，用于导入窜漏气体的窜漏气体导入孔50a～50d分别设置在与进气连接部3的窜漏气体导入槽14a～14d(在图6中用双点划线表示)重合的位置。窜漏气体导入孔50的开口面积设定成比进气连接部3的窜漏气体导入槽14小，由此，能够调节对进气口10导入的窜漏气体的导入量。窜漏气体导入孔50a、50b以及窜漏气体导入孔50c、50d的位置在主视图中分别与排气再循环板4的窜漏气体分配槽35(在图5中用双点划线表示)的下游部37、38的左右端部重叠。
图7是图1的排气再循环装置的示意性的剖视图，图8是示出图7的排气再循环导入路的构造的示意性的放大图。
如图7所示，排气再循环导入路32形成在排气再循环腔31下表面中的进气歧管51侧的端面附近，且在进气通路20的上部开口。进气歧管51具有与进气通路20相连的管道52。并且，排气再循环导入路32的通路轴X朝向进气歧管51侧(即进气流的上游侧)，并且，沿着通路轴X的方向从开口端49延长的虚拟通道32V形成为通过进气通路20的进气歧管51侧的开口53内部。并且，如图8所示，排气再循环导入路以截面积朝向开口端49增大的方式具有位于上游侧的截面积较小的缩径部55和位于下游侧的截面积较大的扩径部56。
另外，使上述排气再循环导入路32的截面积增大的结构并不限于图8所示的结构，例如，如图9所示，排气再循环导入路32的截面也可以形成为从上游侧(即排气再循环腔31侧)朝向开口端49逐渐扩大的锥状。
图10和图11分别是说明图1的排气再循环装置中的排气再循环气体和窜漏气体的流动的示意图。此处，为了说明的方便，在与图1相同的分解立体图中用箭头表示排气再循环气体或者窜漏气体的流动路径。
如图10所示，从气缸盖2中的进气连接部3的排气再循环排出孔11排出的排气再循环气体在通过排气再循环阀6调节流量之后从排气再循环流入孔12再次流入进气连接部3。此时，排气再循环阀6的开度根据发动机的运转状态被控制。然后，排气再循环气体流入进气连接部3的排气再循环流入槽13，进一步，通过衬垫5的排气再循环分配孔45L、45R以及排气再循环板4的排气再循环狭缝30L、30R(参照图3)流入排气再循环腔31。排气再循环腔31内的排气再循环气体通过排气再循环导入路32(参照图5)被导入各个进气通路20内。
在该情况下，如图7、图8所示，由于使排气再循环导入路32在进气通路20的上部开口，因此即使是在产生来自发动机(气缸盖2)的进气的吹回的情况下，窜漏气体中所含有的比重较高的油等大半部分在进气通路20的下部流动，由此，能够抑制油等附着在排气再循环导入路32附近的情况。并且，由于将排气再循环导入路32形成为使其通路轴X朝向进气歧管51侧的结构，因此即使是在产生来自发动机的进气的吹回的情况下，也能够抑制排气再循环气体中的炭或窜漏气体中的油等流入排气再循环导入路32内。并且，由于将排气再循环导入路形成为截面积朝向其开口端49增大的结构，因此假设即使是在炭或油等附着在排气再循环导入路32的开口端49周边的情况下，也能够容易地确保需要的流路面积。因此，能够防止在排气再循环导入路中产生堵塞的情况。另外，由于将缩径部(缩颈部)55设在排气再循环导入路32的上游侧(即不是对排气再循环导入路32整体进行扩径的结构)，因此存在能够适当地调节排气再循环气体流量的优点。
并且，由于设有排气再循环腔31，多个排气再循环导入路32与该排气再循环腔31连接，因此能够对进气通路20均匀地分配排气再循环气体，能够更加有效地防止排气再循环导入路32产生堵塞。
并且，由于使排气再循环导入路32在进气通路20中的进气歧管51侧开口，因此使排气再循环导入路32的开口从发动机(气缸盖2)离开，能够更加有效地防止排气再循环导入路32产生堵塞。
并且，对于排气再循环导入路32，沿着其通路轴X的方向从开口端49延长的虚拟通道32V构成为通过进气通路20的进气歧管51的开口53内部，因此，能够经由进气通路20的开口53容易地加工排气再循环导入路32，能够降低生产成本。在该情况下，例如能够在利用铸铝铸造排气再循环板4之后，使用钻头从进气歧管51的开口53穿设排气再循环导入路32。
如图11所示，从窜漏气体流入管25流入的窜漏气体流入排气再循环板4的窜漏气体分配槽35(参照图3)的上游部36。然后，窜漏气体从窜漏气体分配槽35的下游部37、38通过衬垫5的窜漏气体导入孔50a～50d流入进气连接部3的窜漏气体导入槽14a～14d，并被导入各个进气通路20。
在该情况下，在排气再循环板4中，由于将窜漏气体分配槽35形成在发动机侧端面(背面)上，所述窜漏气体分配槽35用于将窜漏气体导入进气通路20，因此能够利用简单的结构使导入排气再循环气体的排气再循环导入路32和导入窜漏气体的窜漏气体导入槽14离开，能够更加有效地防止由窜漏气体中的油等的附着导致的排气再循环导入路32产生堵塞。
根据特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是这些实施方式只是示例，本发明并不由这些实施方式限定。例如，本发明所涉及的排气再循环装置并不限于汽车用的直列四气缸四冲程发动机，能够应用于使排气的一部分再循环回到进气侧的任意的内燃机。